圖像法自動(dòng)調(diào)焦原理及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

介紹了基于圖像處理方法的自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng)的組成、工作原理、硬件電路設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的核心是圖像處理部分和控制部分。給出了聚焦量計(jì)算的三個(gè)導(dǎo)出公式，提高了硬件的運(yùn)算速度。詳細(xì)分析了自動(dòng)調(diào)焦的控制過程，并提出了漸變步長(zhǎng)的思想，提高了系統(tǒng)的控制精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在較寬范圍的環(huán)境條件下，該系統(tǒng)具有良好的調(diào)焦效果。
在光測(cè)系統(tǒng)中，調(diào)焦問題越來越受到人們的普遍重視，它直接影響光測(cè)設(shè)備的測(cè)量結(jié)
果。特別是光測(cè)設(shè)備在對(duì)空中飛行目標(biāo)進(jìn)行拍攝過程中，目標(biāo)與光測(cè)設(shè)備的距離不斷發(fā)生變化，因而需要不斷地調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的焦距，從而調(diào)整目標(biāo)像點(diǎn)的位置，使其始終位于焦平面上，以獲得清晰的圖像。對(duì)光學(xué)鏡頭進(jìn)行手動(dòng)調(diào)焦，其調(diào)節(jié)過程長(zhǎng)，調(diào)焦精度受人員主觀的影響較大。
在工程實(shí)踐中，基于測(cè)距的自動(dòng)調(diào)焦方法[1]已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。其原理是，測(cè)定光
學(xué)鏡頭與被攝目標(biāo)之間的距離，將之代入光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，計(jì)算出聚焦位置并驅(qū)動(dòng)調(diào)焦機(jī)構(gòu)調(diào)焦。此方法成熟、穩(wěn)定，但需要配備專門的測(cè)距設(shè)備，安裝、調(diào)試精度要求較高，因而，使用健壯性較差，同時(shí)也不利于光測(cè)系統(tǒng)的小型化。
隨著計(jì)算機(jī)硬件和數(shù)字圖像技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像的實(shí)時(shí)處理已經(jīng)成為可能。這就為
基于圖像處理的自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)[2，3]提供了實(shí)現(xiàn)條件。