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Hochgeschwindigkeitskamera

Hochgeschwindigkeitskameras ermöglichen detaillierte Zeitlupenaufnahmen, die Vorgänge für das menschliche Auge sichtbar machen. Mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameras, können wir Dinge sehen, die sich unserer Wahrnehmung normalerweise entziehen. Hoch­geschwindig­keitskameras werden deshalb eingesetzt, um Funktionsweisen, Bewegungen und Materialverhalten zu analysieren und zu optimieren.

Hochgeschwindigkeitskamera – Anwendungsbereiche

Hochgeschwindigkeitskameras, auch Zeitlupenkameras genannt, finden in mehr Bereichen Einsatz, als man auf den ersten Blick vielleicht meint.

Zum Beispiel werden Hochgeschwindigkeitskameras sehr viel in der Automobil- und Automobilzulieferindustrie genutzt, um Crash-Tests auszuwerten. Praktisch jedes Teil eines Kfz muss auf sein Verhalten im Falle eines Unfalls geprüft werden. Das menschliche Auge oder eine normale Kamera können jedoch nicht wirklich erfassen, was bei Geschwindigkeiten bis zu 250 km/h passiert. Hier helfen die Hochgeschwindigkeitskameras, die bei solchen Crash-Tests mit ca. 500 bis 1000 Bilder pro Sekunde aufnehmen, um den genauen Ablauf des Unfalls zu dokumentieren.

Ganz ähnlich verhält es sich in Forschung und Entwicklung von sehr schnell arbeitenden Maschinen oder bei der Materialprüfung. Als optische Messgeräte kommen Hochgeschwindigkeits­kameras auch bei Einstellungsarbeiten von Maschinen zum Einsatz.

In der Medizin (Sport, Ergonomie, Gerichtsmedizin) und der Tierforschung werden mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameras sehr schnelle „natürliche“ Bewegungen beobachtet, zum Beispiel Stimmlippenschwingungen.

In der Werbe- und Unterhaltungsindustrie werden Hochgeschwindigkeitskameras für visuelle Effekte eingesetzt. In Werbefilmen, Spielfilmen und Musikvideos werden hochwertigen Zeitlupenaufnahmen z.B. zur Ästhetisierung und dramatischen Überhöhung eingesetzt.

Hochgeschwindigkeitskamera – Technische Eckdaten

Je nach Einsatzzweck unterscheiden sich die Anforderungen an eine Hochgeschwindig­keits­kamera. Hier einige technische Daten, auf die sie bei einer Hochgeschwindigkeitskamera achten sollten, um das optimale Modell für Ihren Zweck zu finden

  • Es gibt analoge und digitale Hochgeschwindigkeitskameras. Heute werden hauptsächlich digitale Geräte eingesetzt. Viele der folgenden Angaben beziehen sich deshalb auch auf digitale Hochgeschwindigkeitskameras.
  • Sie können zwischen monochromen (schwarzweiß) und vielfarbigen (true color) Hochgeschwindigkeitskamera-Aufnahmen wählen. Farbige Aufnahmen erzeugen mehr Daten als monochrome.
  • Aufnahmegeschwindigkeit (bis zu 15.000 Bilder pro Sekunde möglich) je mehr Aufnahmen pro Sekunde (fps) desto kürzer die Belichtungszeit und desto mehr Licht brauchen sie. Licht ist aufwendig zu installieren und erzeugt Hitze, die die Aufnahmen erschweren.
  • Auflösung (bei digitalen Kameras zum Beispiel 512 x 384 , 1536 x 1024, 1504 x 1128 Pixel). Je höher die Auflösung, desto größer natürlich wiederum die Datenmenge.
  • Aufnahmedauer. Die Aufnahmedauer hat natürlich auch mit der erzeugten Datenmenge zu tun. Digitale Kameras haben immer nur beschränkte Datenspeichermöglichkeiten. Sie müssen also immer zwischen Farbigkeit, Auflösung, Aufnahmegeschwindigkeit und Aufnahmedauer abwägen.
  • Objektive. Wenn sie die Kamera keinen ungewöhnlichen Belastungen wie bei Crash-Tests aussetzten, können sie teilweise normale Kameraobjektive benutzen. Achten sie aber darauf, dass es nicht zu viel Licht schluckt.
  • Synchronität. Zur Analyse vieler Abläufe sind 3D-Aufnahmen erforderlich oder sehr förderlich. Das bedeutet, dass der selber Versuch etc. aus mehreren Perspektiven von Hochgeschwindigkeitskameras gefilmt wird. Die Daten werden dann in einen Computer eingespeist, der daraus ein 3D-Szenario errechnet. Um die Daten der verschiedenen Hochgeschwindigkeitskameras auf einander abzustimmen, müssen sie zu 100% synchron laufen. Am besten benutzen sie hier Kameras des gleichen Typs.
  • Gehäuse. Die mechanische Belastbarkeit des Gehäuses und der gesamten Kamera-Hardware sind besonders bei Crash-Test-Hochgeschwindigkeitskameras erforderlich, die onboard verwendet werden – also wie die zu testenden Fahrzeuge etc. großen Beschleunigungen ausgesetzt sind. Sie müssen besonders robust sein, auch gegen Schläge. Ein weiterer Vorteil bei dem Gehäuse einer Hochgeschwindigkeitskamera, ist eine gute Kühlung, die bei Aufnahmen mit viel Licht zum Tragen kommt. Für den Einsatz an staubigen Orten wie Fertigungshallen (oder für den Einsatz unter Wasser) ist ein besonders dicht abschließendes Gehäuse erforderlich.
  • Schnittstellen. Für die Weiterverarbeitung der digitalen Daten benötigen Sie eine Computer-Schnittstelle zum ausspielen der Daten (z.B. firewire, Ethernet-Anschluss).

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