基于 USB 摄像头的单摆频闪照相实验系统的设计与开发

doi:10.14139/j.cnki.cn22-1228.2023.01.016

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传统的频闪照相实验通常在暗室中进行，对操作环境有一定要求。本文设计开发了一种基于 USB 摄像头的单摆频闪实验系统，可以在明亮的教室中使用，便捷高效。用 USB 摄像头实时拍摄摆球的运动情况，利用帧间差分法确定摆球的相对位置并一键生成频闪照片，显示摆球运动轨迹，摆球的运动周期通过傅里叶变换计算得到。实验结果表明，该系统具有较高的测量精度，配合投影仪使用，演示效果直观明显，可以很好满足实验教学要求。

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	宋恭渝
	蔡晓峰
	任志君
	许富洋

关键词: USB 摄像头帧间差分法频闪单摆

Abstract:

The traditional stroboscopic photography experiments are usually carried out in a dark room with strict environment requirements．It designs and develops a mono-pendulum stroboscopic photography system based on USB camera，which can be used in bright classrooms conveniently and efficiently．The motion of mono- pendulum is captured by USB camera in real time，then the relative position of the ball is acquired by inter-frame difference method and the stroboscopic photograph is generated by one click to display the motion track of the ball，and the period of the ball is calculated by Fourier transform．Experimental results show that the system can meet the requirements of experimental teaching well with high accuracy and intuitive demonstration．

Key words: USB camera inter-frame difference method strobe mono-pendulum

出版日期: 2023-02-25 发布日期: 2023-02-25 整期出版日期: 2023-02-25

ZTFLH:

O 4-39

引用本文:

宋恭渝, 蔡晓峰, 任志君, 许富洋 . 基于 USB 摄像头的单摆频闪照相实验系统的设计与开发 [J]. 大学物理实验, 2023, 36(1): 76-80.
SONG Gongyu, CAI Xiaofeng, ＲEN Zhijun, XU Fuyang . Design and Development of Stroboscopic Photography System of Mono-pendulum Based on USB Camera . Physical Experiment of College, 2023, 36(1): 76-80.

链接本文:

http://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2023.01.016 或 http://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2023/V36/I1/76

[1]	王昌英 , 王　刚 , 宋永顺 . 网页版快捷绘图程序辅助“二极管伏安特性研究”实验教学 [J]. 大学物理实验, 2023, 36(2): 107-111.
[2]	罗志娟, 邓　磊, 何　艳, 喻　莉, 刘鹏程, 程　龙. Matlab 软件在数字示波器实验中的应用[J]. 大学物理实验, 2023, 36(2): 118-122.
[3]	张兴坊 , 刘凤收, 梁兰菊. 迈克尔逊干涉仿真平台的设计与应用 [J]. 大学物理实验, 2023, 36(1): 119-123.
[4]	翁亚奎 , 钮伟. Igor Pro 在《大学物理实验》课程中的创新应用———以牛顿环实验为例 [J]. 大学物理实验, 2023, 36(1): 124-127.
[5]	张磊, 司梁晨. 四透镜组合隐形光学系统实验教学探讨 [J]. 大学物理实验, 2023, 36(1): 7-11.
[6]	杨祎图 , 邓招华 , 杨琴 , 冯洁 , 刘应开 . 基于智能手机的均质圆弧微振动研究 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(6): 79-84.
[7]	牛相宏 , 潘乘风, 陈伟, 李兴鳌. Python 语言在大学物理实验数据分析中的应用 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(6): 101-105.
[8]	张奕楠 , 曲延吉, 韩力. 望远镜放大倍数测量实验引入光学仿真软件的探讨 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(6): 117-121.
[9]	邢岩, 和晓晓, 何学敏, 李兴鳌. 新工科背景下应用导向的迈克尔逊干涉模拟 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(6): 156-160.
[10]	张世功, 肖志俊, 刘广群. 通过声卡采集光电门数据研究大幅度阻尼单摆的振动 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(6): 75-78.
[11]	张奕楠, 曲延吉, 韩力. Seelight 软件模拟凹透镜焦距测量实验 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(4): 5-8.
[12]	刘惠萍, 商祥年, 程凯. 基于 Matlab 的夫琅禾费衍射实验仿真研究 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(3): 99-101.
[13]	邓莉, 孙可 , 刘金梅, 吴平颐 , 景培书, 刘梓谊 , 李成渊. Unity 内嵌 Matlab 子程序实现迈克尔逊干涉仪虚拟仿真实验中的干涉动态演示 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(3): 124-130.
[14]	吴文娟. 整流与滤波电路的仿真实现 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(3): 131-133.
[15]	何学敏, 任银娟, 毛巍威, 李三龙. 图解法用于受迫振动实验的定量研究 [J]. 大学物理实验, 2022, 35(2): 112-116.

[1]	. [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 0 .
[2]	. [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 0 .
[3]	WU Ming, ZENG Hong, ZHANG Wenpeng, ZHANG Yuanwei, DAI Zhenbing. Theoretical and Experimental Research of A zimuthal-Radial Pendulum [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 1 -6 .
[4]	LIU Weiwei, SUN Qing, LIU Chenglin. Research on Selection of Critical Magnetization Current for Measuring Charge-Mass Ratio of Electron by Magnetron Controlling [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 7 -9 .
[5]	DENG Li, LIU Yang, ZHANG Hangzhong, ZHOU Kewei, ZHAO guoru, WEI luanyi. MATLAB simulation of Fourier transform of Gaussian beam and the spatial filtering effects basing on 4F optical imaging system [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 10 -16 .
[6]	MA Kun. Experiment Study on the Measuring Young' s Modulus by Stretching [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 17 -20 .
[7]	FEI Xianxiang, CHEN Chunlei, WANG Wenhua, SHI Wenqing, HUANG Cunyou. Design of Lens Group Focal Length Measurement System Based on Object-Image Parallax Comparison [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 21 -24 .
[8]	LI Chunjiang, LI Luyu, YANG Jinglei, LI Tingrong, XIANG Wenli. A New Method for Simple and Rapid Measurement of Refractive Index [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 25 -28 .
[9]	WANG Cuiping, YAO Mengyu, YE Liu, LI Aixia, ZHANG Ziyun, DAI Peng. Progress and Applications of Electron Spin Resonance in Biology [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 29 -33 .
[10]	CHEN Yingmo, SHEN Siyi, WANG Jie. Study on the Characteristics of Silicon Photocells [J]. Physical Experiment of College, 2020, 33(1): 34 -36 .

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