PIV实验相机帧数与可以测得的最大流速的问题

junyili

我想请教大家，1s30帧的相机，可以组成29对图片，还是可以组成15对图片？

最近我看文献（DPIV 技术及其应用于潮汐流动表面流速的测量），文章根据相机的帧数（30帧/s）、相机的分辨率（512*512）、拍照区域大小（0.5m），查询窗口的大小（32*32）、及流体在查询窗口内的最大位移（1/3的查询窗口大小）这5个参数，给出了可以测定的最大流速是15cm/s。
但是我算的流速不是这个大小，我的计算过程是这样，pixel大小为1mm，查询窗口大小为32mm，流体在查询窗口内的最大位移为10mm，根据相机的帧数，1s内可以拍到30副图，组成了29个相片对，近似为30个相片对，因此可以测得的最大流速是10mm/(1/30s)=300mm/s=30cm/s这个数值为文章给出数值的一倍，大家看我的计算过程有误么？
我觉得问题可能出现在1s30张图片上，我觉得30张图片，前后一组，可以组成29对，文章可能认为30副图片只能组成15对，所以算出了可计算的最大流速为15cm/s。
不知道我的理解是不是对的。

我刚刚接触PIV，大家帮我科普下吧。

piv

PIV相机的功能有特殊性，跟高速相机的概念不一样。
可以测量流速范围跟PIV相机的采集速率关系不大，只要你用的是专门的具有双曝光功能的PIV相机，现在两帧之间的时间间隔可以到200ns（意味着你的相机可以每秒拍摄15对，对与对之间时间间隔是1/15秒，一对的两幅图之间的间隔是200ns）。
配合脉冲激光器，这样你的相机拍摄1000m/s的流速是没有问题的。
如果是没有双曝光功能的高速相机，那就看采集速率了，但是现在普通的高速相机满幅分辨率也就在KHz fps，两帧间的间隔还是到不了200ns。

junyili

首先十分感谢你的回复！
piv刚刚接触半年，而且还是初始阶段，看到你回复，算是给我科普了。
我们这里要组装一个测量0-10cm/s左右流速表面流的piv（这是老板的意思，我感觉ptv可能更合适一些），不涉及高速，不涉及复杂流场，所以个人感觉普通的工业相机就能满足需求，唯一有难度的就是测量范围较大，数据的集中存放是个问题。
现在基本上没什么都没有，打算买散件，自己组装，也问了你们公司，不过，带7相机的同步器要8w，这样算下来，整套下来可能要100w左右了（和尚水的报价差不多，这样还不如引进成套的了），感觉不可接受，再咨询一下，有便宜一点的么，我们这精度不需要那么高的。

FlowTech

你的计算是对的，30cm/s这个没错，因为你选择的是连续光源，一般情况下PIV的双脉冲光源的脉冲之间时间很短，所以需要区别对待。
对于你的应用，不知道为什么你需要同步器，既然流速这么慢，是否同步大概都无所谓，大致能同步到秒精度就可以了。我帮人做过一个类似的测水槽的表面流的，人家用得是一台家用录像机，示踪粒子用的是颜料，用一个漏斗左右晃动撒下去。所以只收了他软件和服务的钱，不到8万。但是后来也就没用什么服务，人家自己全搞定了。
考虑你的应用， 如果不需要精确同步的话，可以用普通的工业用千兆网相机，直接全部接到一个8口的路由器上，这样的话同步精度很差，不过会便宜很多。做工业图像处理的公司应该会有很多成熟的方案，可以找他们做。那个行当竞争非常激烈，毛利率会很低。主机基本上一台就够了。如果需要同步的话，附加一个同步器也可以。8W有点小贵，砍一砍的话应该可以便宜一些。
不过你的应用的关键是需要有对PIV比较熟悉的专业公司来帮你搭整个系统，教你学会怎么用。如果你自己很熟，或者不怕麻烦，那么就不需要。反之，100万的报价并不是特别离谱。这个行当卖的是不止是相机电脑和激光，专业知识的价值也要考虑。用7个相机的PIV系统很少见的，考虑到各种风险和必须的售后服务成本，报100万并不奇怪。
引进成套设备的话，价格恐怕要高得多，而且售后服务的欠缺恐怕更多。

[ 本帖最后由 FlowTech 于 2012-4-19 01:36 编辑 ]

junyili

十分感谢你的耐心回复！
你说的很在理，知识的确很值钱，不过我觉得我们今天这个窘态是老师当时给的预算太少造成的--，他要是多写点，就直接引进了，呵呵！
但是，我现在在研究所念书，老师是做技术的，他更倾向于引进硬件（大部分硬件自己造不出来的），根据自己需要，利用硬件自己搭建平台，我提过整套引进，他对我表示鄙视， 。
因为采样区域比较大，所以打算使用同步器进行同步采样，这样一次采集的图像就可以反映当时流场状态，不过同步器有些小贵，恐怕承担不起。对于你说的不用同步器直接测量也是一个很好的办法，按照不同相机采集不同的时间序列的图像，最后进行插值计算获取流场也算是一个不错的选择吧。

zyzyeast

我见过一个简易“同步器”，就是一个3节5号电池，上面一个触点，一捏就是一个大约5V的TTL上升沿。;-)