一台車從衝擊到結構潰縮，整個過程不到 150 毫秒。人眼能看到的，只有最後那一聲撞擊聲和變形的車體。真正關鍵的——安全氣囊在幾毫秒內彈開、B 柱如何吸能、假人頭部加速度怎麼走——全都發生在你眨眼之前。這就是為什麼法規認可的碰撞測試，從來離不開高速攝影機。
NCAP 與 FMVSS 對影像記錄的法規要求
Euro NCAP 與 ANCAP 的測試協議並沒有硬性規定「你必須用幾 fps 的相機」，但它們要求的數據品質已經隱含了幀率門檻。以正面 40% 偏置碰撞（56 km/h）為例，結構潰縮行程通常在 100–130 ms 內完成，若要分析變形序列、計算吸能峰值，最少需要 1,000 fps，若要解析駕駛假人頸部受力時序，1,000 fps 往往不夠用，業界主流是 2,500–5,000 fps。
美國 FMVSS 308（前碰）、FMVSS 214（側碰）以及 FMVSS 301（燃料系統）同樣要求高速影像作為工程佐證。FMVSS 208 對安全氣囊展開時序的要求更嚴格，廠商送件時通常需附上至少 10,000 fps 的氣囊觸發影片，以確認引爆時間、帷幕展開路徑與假人頭部接觸點。
日本 JNCAP 在 2023 年更新的側柱碰（Side Pole Test）中，也開始要求提供肋骨壓縮量的逐幀分析，這對相機解析度與幀率的要求同步拉高。台灣的 VSCC（車輛安全審驗中心）在引進 Euro NCAP 5-star 評量架構後，測試規格基本與歐規接軌，使用的影像設備也必須能支援這些分析需求。
各碰撞場景幀率需求
| 碰撞類型 | 標準速度 | 建議幀率 | 主要觀察重點 |
|---|---|---|---|
| 正面全寬碰撞（FMVSS 208） | 56 km/h | 2,000–5,000 fps | 車室侵入量、駕駛假人頭部/胸部位移、方向盤後移 |
| 40% 偏置碰撞（Euro NCAP ODB） | 56 km/h | 2,500–5,000 fps | A 柱/B 柱潰縮、儀表板侵入、腿部空間變化 |
| 側面碰撞（FMVSS 214 / NCAP MDB） | 50 km/h | 1,000–3,000 fps | 門板侵入速度、側簾氣囊觸發時序、假人肋骨壓縮 |
| 側柱碰（Euro NCAP Pole Test） | 32 km/h（橫向） | 3,000–8,000 fps | 局部侵入深度、假人頭部接觸氣簾時間點 |
| 後撞（Rear Impact） | 48–56 km/h | 1,000–2,000 fps | 頸部揮鞭傷（Whiplash）、頭枕作動時序 |
| 翻滾測試（Rollover） | 48 km/h 觸發 | 500–2,000 fps | 車頂壓潰量、假人拋甩軌跡、簾式氣囊持壓時間 |
| 安全氣囊引爆單項測試 | 靜態觸發 | 10,000–40,000 fps | 火藥氣體擴散、氣囊膜展開路徑、折疊點燒穿風險 |
安全氣囊與碰撞假人的記錄需求
安全氣囊從感測器收到碰撞訊號到氣囊充滿，整個過程通常在 30–50 毫秒內完成。在 10,000 fps 下，這 50 ms 只有 500 幀，每幀代表 0.1 ms——而氣囊初始膨脹階段的高速氣體流動，往往需要 20,000 fps 以上才能清楚看到折疊路徑與膜面壓力分佈。
Hybrid III 或 WorldSID 假人的記錄重點不只是最終姿態，而是整個受力過程：頭部在碰撞後幾毫秒開始移動？胸部壓縮峰值發生在哪個時間點？安全帶預縮器是否在正確時機觸發？這些問題全部需要精確的逐幀分析，才能對應到感測器數據做驗證。光靠加速度計的數字，沒辦法告訴你帶子是否有捲入假人手臂——這時候高速影片才是最後的仲裁者。
碰撞測試的多相機配置策略
一個完整的碰撞測試現場，通常需要四到六台相機同時拍攝，各司其職：
- 正面外觀機（1–2 台）：記錄車輛接近壁障的姿態、首觸時間點、整體結構潰縮序列。通常架設在測試軌道側邊，距離車頭 3–5 公尺。
- 側面機（1 台）：拍攝車室側面侵入量與 B 柱變形，側碰測試時也用來確認移動式壁障（MDB）撞擊角度。
- 車內機（1–2 台）：微型高速機直接固定在車內，從駕駛座斜上方或副駕前方拍攝假人頭部運動軌跡。這個位置的相機必須夠小、夠輕，才不會改變車室重量分佈或影響假人受力。
- 引擎艙 / 底盤機（選配）：記錄引擎橫向位移、油路變形、電動車電池包潰縮情況，在 EV 安全法規日益嚴格的現在，這個角度越來越重要。
多相機同步是另一個關鍵：各台相機必須以相同 trigger 訊號同步觸發，否則不同角度的影片在分析時根本無法對位時序。選用支援外部 trigger sync 輸入的機型，並透過 BNC 訊號分配器統一觸發，是業界標準做法。
東茂推薦機型：依場景選型
| 機型 | 最高幀率（全解析度） | 碰撞測試適用場景 | 特點 |
|---|---|---|---|
| AOS L-PRI（瑞士） | 3,530 fps @ 全解析度 | 正面碰撞外觀機、側碰主機、後撞記錄 | 高感光度設計，室內測試場低照度環境表現優異；支援外部 trigger sync；影像品質穩定，長期為 NCAP 測試場標配 |
| AOS S-PRI（瑞士） | 依配置 | 車內假人觀測機、多角度補充拍攝 | 機身輕巧，可固定在車內不影響車室配重；與 L-PRI 共用相同 trigger 協議，多機同步無縫整合 |
| DITECT HAS-EX（日本） | 40,000 fps @ 全解析度 | 安全氣囊靜態引爆測試、側柱碰高速分析 | 40,000 fps 全解析度是目前市場上最高規格之一；適合需要解析氣囊膜展開初始 5 ms 的工況；日本 JNCAP 指定實驗室有部署紀錄 |
| DITECT HAS-D71（日本） | 8,000 fps @ VGA | 翻滾測試、側碰補充機、中等預算全幀率需求 | 8,000 fps 覆蓋絕大多數碰撞分析需求；VGA 解析度在車內狹小空間架設彈性高；性價比高，適合測試頻次高的零件供應商實驗室 |
| Mega Speed MS180K V2（加拿大） | 180,000 fps（局部解析度） | 氣囊引爆超高速記錄、引信爆炸點火研究 | 當需要追蹤氣囊火藥氣體初始噴出（sub-ms 等級），MS180K V2 是目前東茂代理中幀率最高的選項；注意：MS160K 已 EOL，現行型號為 MS180K V2 |
選型建議：如果預算只能配一台，正面外觀機優先選 AOS L-PRI（穩定、感光好、與國際測試場設備相容）；如果要做氣囊引爆單項或超高速分析，DITECT HAS-EX 或 MS180K V2 是正確的選擇。車內機首選 AOS S-PRI，輕巧是第一考量。
台灣汽車安全測試機構與設備需求
VSCC 車輛安全審驗中心：負責新車型式認可與 TAC 年度道路安全測試，測試標準已比照 Euro NCAP 調整。碰撞測試場位於桃園，正面及側面碰撞均有執行，對影像設備的要求以 1,000–5,000 fps 為主，重視多相機同步記錄能力。
ARTC 財團法人車輛研究測試中心：位於彰化鹿港，是台灣規模最大的車輛測試場，除碰撞外也做噪音、排放、底盤耐久。近年 EV 安全測試需求增加，電池包碰撞後熱失控觀測對高速攝影需求提升，部分測試需要 10,000 fps 以上的能力。
工業技術研究院（工研院）：車輛中心（IVL）在電動車被動安全研究方面有持續投入，與國際車廠合作的研究計畫中，高速影像分析是標準配備。工研院的測試以研究型為主，對超高速記錄（20,000 fps 以上）有明確需求，也是最早在台灣引進 40,000 fps 以上設備的單位之一。
常見問題 FAQ
NCAP 碰撞測試一定需要幾 fps 以上的相機？
Euro NCAP 的測試協議沒有硬性規定最低幀率，但工程分析實務上，正面碰撞至少需要 1,000 fps，側碰與側柱碰建議 3,000 fps 以上，安全氣囊引爆測試則通常要求 10,000 fps 以上。如果要送件給 OEM 廠做被動安全驗證，建議直接問客戶的分析工程師確認需求，避免事後影片解析度不足被退件。
車內裝設高速攝影機，會不會影響碰撞測試的結果？
有影響，但可以控制到合理範圍內。業界做法是選用最輕的機型（AOS S-PRI 等），固定位置避開假人運動路徑，並在測試報告中記錄相機重量與固定方式。NCAP 測試場通常有固定的相機架設規範，送件時需一併說明。
高速攝影機的觸發方式有哪些？碰撞測試通常用哪種？
主要有三種：手動觸發、加速度計觸發（撞擊時自動啟動）、外部電訊號觸發。碰撞測試標準做法是外部電訊號觸發——由壁障或車輛上的觸碰開關產生電訊號，同時觸發所有相機與其他量測設備（加速度計、負荷感應器）。這樣才能確保各設備的時間基準一致，後處理時可以正確對位。
只做零件級安全氣囊測試，不做整車碰撞，需要多高的幀率？
如果只是確認氣囊展開是否正常、帷幕覆蓋範圍，5,000–10,000 fps 通常夠用。但如果要分析氣囊膜折疊展開的動態、氣體流速分布、或研究氣囊在低溫 / 高溫環境下的反應差異，建議 20,000–40,000 fps，DITECT HAS-EX 是這個需求的首選。
購買高速攝影機之後，相關的技術支援和售後服務怎麼處理？
東茂在台灣直接提供 AOS、DITECT、Mega Speed 的售後技術支援，包含設備調試、測試現場架設諮詢、軟體教學，以及設備送修的在台對接窗口。對於第一次導入高速攝影的實驗室，我們通常會安排一次現場安裝 + 拍攝演示，確認設備在你們的測試環境下能正常運作再離開。有問題直接打電話，不是叫你填工單等三天。
需要選型諮詢或現場演示？
東茂儀器科技代理 AOS（瑞士）、DITECT（日本）、Mega Speed（加拿大）三大品牌高速攝影機，在台灣有實機展示與技術支援，可依您的測試法規需求協助選型。歡迎直接聯絡：
電話：04-8857599 ｜ Email：service@hsc.tw