我國的高速攝影技術(shù)起步于20世紀(jì)50年代后期，其應(yīng)用至今已從*事擴展到民用，從工業(yè)到醫(yī)學(xué)生物,，從宏觀機械運動到微觀機制，并已取得了實質(zhì)性的科學(xué)成果,，目前高速攝像技術(shù)已逐步開始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械與裝備的研究,。
 

　　1在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的研究與應(yīng)用
 

　　1.1在播種機械上的研究與應(yīng)用播種機械是農(nóng)業(yè)機械化的重要環(huán)節(jié)之一，高速攝像技術(shù)主要被應(yīng)用在精密播種機和免耕播種鋸切防堵裝置上,。在精密播種機的輸種管內(nèi),，利用高速攝影技術(shù)對小麥種子運動狀態(tài)進行觀察和分析，以改進輸種管的結(jié)構(gòu),；在精密排種器的性能檢測中,，將高速攝像技術(shù)作為一種新的方法進行排種精度的檢測，其可以彌補排種過程中光電傳感器無法判斷種子破碎而產(chǎn)生檢測誤差的缺陷,，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度,，而且可以通過對高速攝影拍攝的圖片進行再現(xiàn)觀察與分析，真實地反映精密排種器種子破碎特征和排種器的排種均勻性，為改善精密排種器性能提供了一條新途徑,；在對免耕播種鋸切防堵裝置的研究中利用高速CCD攝像系統(tǒng)研究免耕播種機粉碎秸稈的拋撒運動,，對用肉眼無法觀察的高速旋轉(zhuǎn)運動過程，借助高速CCD攝像系統(tǒng),，結(jié)合計算機圖像處理技術(shù),、運動目標(biāo)檢測和跟蹤算法研究粉碎玉米秸稈后秸稈拋撒的運動軌跡，從而觀察高速運動過程中玉米秸稈的拋撒過程,，為機具的設(shè)計提供一定的理論依據(jù),，以完善免耕播種機的性能設(shè)計。
 

　　1.2在聯(lián)合收獲機械上的研究與應(yīng)用目前,，在聯(lián)合收獲機械上高速攝像的應(yīng)用主要是在其脫粒裝置上,。利用高速攝影技術(shù)對作物的喂入、脫粒過程,、脫粒后物料運動規(guī)律進行觀察和分析,，并利用判讀系統(tǒng)對高速攝影膠片進行事后定量分析計算，得到籽粒的運動狀態(tài)及運動軌跡,，分析作物在脫粒裝置內(nèi)不同位置時的受力特點和速度變化規(guī)律,，在此基礎(chǔ)上揭示了脫粒裝置的脫粒機理，為脫粒裝置的參數(shù)確定提供理論依據(jù),。此外,，小型懸掛谷物聯(lián)合收割機的清選裝置的研究試驗中也利用到高速攝影技術(shù)，觀察清選過程,，分析清選機理及物料運動規(guī)律[11],。
 

　　1.3在經(jīng)濟作物收獲機械上的應(yīng)用經(jīng)濟作物主要是在甘蔗切割器研究上的應(yīng)用，利用高速攝像技術(shù)對人工砍切過程進行分析研究,，為進一步改進甘蔗根切割器的設(shè)計提供依據(jù),。在甘蔗螺旋扶起機構(gòu)的理論研究中也利用了高速攝影試驗輔助虛擬仿真研究，為扶起攪龍的改進提供理論依據(jù),。
 

　　1.4在其它方面的應(yīng)用高速攝像技術(shù)在土壤耕作機械和農(nóng)產(chǎn)品加工機械的研究上也得到了應(yīng)用,。在耕作機械上，主要是對旋耕刀工作中的拋土情況進行觀察研究,，從而提高耕作機械的工作性能和降低功耗,；在農(nóng)產(chǎn)品加工機械上，利用高速攝像技術(shù)對農(nóng)作物秸稈絲化過程進行觀察,，對秸稈絲化加工的機理進行分析,。
 

　　2高速攝影與高速攝像技術(shù)的比較分析
 

　　文獻資料表明，高速攝像技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸廣泛,。但隨著高速攝影(像)發(fā)展的不同時期也遇到不同的困難和問題,。在膠片式高速攝影系統(tǒng)占主導(dǎo)時期,，存在著以下明顯不足：
 

　　一是操作使用復(fù)雜,攝影機膠片必須加速到預(yù)置頻率才能對快速變化過程進行正確記錄；
 

　　二是攝影機與高速瞬發(fā)事件的同步控制是膠片式高速攝影機一個較難解決的問題,尤其是在目標(biāo)運動速度快,，記錄時間短的情況下問題更為突出,；
 

　　三是膠片處理過程繁瑣、費時,，需在拍攝膠片沖洗后,，才能對圖像進行判讀處理或重放顯示；
 

　　四是由于高速攝影需要專門的高速攝影機和膠片分析儀,，系統(tǒng)成本較高,。此外，這種傳統(tǒng)方式的高速攝影系統(tǒng)大量使用的膠片判讀設(shè)備主要由光機部件構(gòu)成,，工作原理是用光學(xué)投影放大圖像,，然后人工定位目標(biāo)，獲得目標(biāo)的運動參數(shù),由此不可避免地存在儀器誤差,、觀察者誤差和測量環(huán)境的誤差,，這樣會對實驗數(shù)據(jù)的精確可靠性和準(zhǔn)確性有一定的影響，并且工作量大,。所以,，高速攝影技術(shù)的應(yīng)用從多個方面受到一定的限制。而目前的CCD高速攝像系統(tǒng)占主導(dǎo)時期,，高速攝像系統(tǒng)主要以計算機為核心,，實現(xiàn)了全數(shù)字化，為實現(xiàn)自動化創(chuàng)造了條件,，不僅拍攝速度,、存儲速度與存儲容量均有大幅度提高，而且增加了圖像增強功能和多種對圖像信息處理的功能,，可實現(xiàn)在弱照度下的拍攝，并方便地實現(xiàn)實時觀察與記錄,、單幅顯示,、逐格放映及連續(xù)放映，另外還免去膠片的沖洗環(huán)節(jié),，縮短了數(shù)據(jù)處理周期,，不必通過試拍片沖洗而直接通過電腦屏幕檢查成像質(zhì)量，操作簡單方便,，避免了因膠片斷片,、卡片以及曝光的參數(shù)設(shè)置不合理、點陣成像質(zhì)量等因素的影響,。這些優(yōu)點都是早期的膠片攝影機所無法相比的,，其已逐漸地取代了用膠片的高速攝影系統(tǒng),，有著廣泛的應(yīng)用前景。但高速攝像技術(shù)所拍攝的圖片的序列圖像處理和特征點的目標(biāo)識別與提取有待深入地探討,。
 

　　3應(yīng)用存在的問題和發(fā)展趨勢
 

　　高速攝像技術(shù)能夠記錄下高速運動物體的某一瞬間狀態(tài)或全部,，具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于農(nóng)業(yè)機械的特殊性,，導(dǎo)致在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的廣泛推廣使用方面仍存在著問題：
 

　　一是農(nóng)業(yè)機械作業(yè)對象是生物體,，不同時期和不同時間短期作業(yè)對象的不一致性往往引起試驗結(jié)果的精度降低；
 

　　二是農(nóng)業(yè)機械工作狀態(tài)通常在室外作業(yè),，借助高速攝像技術(shù)對其作業(yè)的狀態(tài)進行觀察與分析,，其農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)雜，拍攝條件較差,，常會伴有大量塵土或作物碎屑,，以及機具震動等因素直接影響試驗的結(jié)果；
 

　　三是所拍攝圖片中的對象較多,，而生物體具有某些特征的相似性,，引起拍攝圖片的復(fù)雜化，對目標(biāo)的識別與提取的難度大大增加,；
 

　　四是盡管數(shù)字化高速攝像系統(tǒng)采集的頻率顯著提高,，但與此同時所要求的存儲量大大增加，拍攝圖片的信息量大,，圖像處理的難度增加,；
 

　　五是現(xiàn)有高速攝像系統(tǒng)對工作對象拍攝時間有所限制；
 

　　六是現(xiàn)有高速攝像系統(tǒng)售價較高,，而農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究經(jīng)費又不是很充裕,，這也為高速攝像的普遍應(yīng)用設(shè)置了障礙。
 

　　4結(jié)語
 

　　雖然高速攝像技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域內(nèi)還存在著一定的不足,，但隨著高速攝影技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展,，以及圖形處理技術(shù)的日益成熟，高速攝影技術(shù)會越來越廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域,。未來高速攝像技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要體現(xiàn)在以下幾方面：
 

　　一是利用高速攝影像技術(shù)準(zhǔn)確的觀察和分析農(nóng)業(yè)機械主要工作部件的運動規(guī)律,，對理論分析的結(jié)果進行分析和驗證；
 

　　二是采用高速攝像技術(shù)揭示農(nóng)業(yè)機械主要工作部件的工作機理,；
 

　　三是采用高速攝像技術(shù)對作業(yè)對象的運動軌跡進行目標(biāo)的識別和跟蹤,，確定或調(diào)整工作參數(shù)；
 

　　四是進行對應(yīng)用高速攝像技術(shù)所拍攝的圖像序列圖像處理技術(shù)的研究和相應(yīng)的軟件開發(fā),。