[发明专利]一种基于光机电一体化无人机定焦系统及定焦方法

权利要求书

1.一种基于光机电一体化无人机定焦系统，包括相机外壳(1)，其特征在于：所述相机外壳(1)右端的顶部与底部均安装有超声波测距仪(2)，所述相机外壳(1)的左端安装有连接支架(3)，所述相机外壳(1)的内腔安装有支撑滑轨(4)，所述支撑滑轨(4)的左侧壁开有通槽，且支撑滑轨(4)的右端贯穿相机外壳(1)的右侧壁，所述支撑滑轨(4)的右端安装有物镜(5)，所述物镜(5)的直径与通槽的直径相同，所述相机外壳(1)的内腔底部安装有调焦电机(6)，所述调焦电机(6)输出轴的右端连接有螺杆(7)，且支撑滑轨(4)的左端固定安装有与螺杆(7)相适配的螺母，所述相机外壳(1)的内腔纵向安装有棱镜(8)和CCD成像板(9)，且CCD成像板(9)位于棱镜(8)的左侧，所述超声波测距仪(2)电性输出连接可编程DSP处理芯片(10)，所述可编程DSP处理芯片(10)分别电性输入连接输入单元(11)、数据转换单元(12)和反馈子系统(16)，所述数据转换单元(12)电性输入连接滤波电路(13)，所述滤波电路(13)电性输入连接放大电路(14)，所述放大电路(14)电性输出连接图像采集子系统(15)，所述图像采集子系统(15)电性输出连接反馈子系统(16)，所述图像采集子系统(15)电性输入连接调焦电机(6)，所述调焦电机(6)电性输入连接驱动电路(17)，所述驱动电路(17)电性输入连接可编程DSP处理芯片(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光机电一体化无人机定焦系统，其特征在于：两组所述超声波测距仪(2)与相机外壳(1)为平行设置，且超声波测距仪(2)与相机外壳(1)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于光机电一体化无人机定焦系统，其特征在于：所述图像采集子系统(15)包括CCD成像板(9)，所述CCD成像板(9)电性输出连接图像采集单元(18)，所述图像采集单元(18)电性输出连接图像转换单元(19)，所述图像转换单元(19)电性输出连接图像采集处理器(20)，所述图像采集处理器(20)电性输出连接图像存储单元(21)。

4.根据权利要求1所述的一种基于光机电一体化无人机定焦系统，其特征在于：所述反馈子系统(16)包括图像质量检测单元(22)，所述图像质量检测单元(22)为基于计算机系统的图像检测系统，所述图像质量检测单元(22)电性输出连接图像质量评定单元(23)，所述图像质量评定单元(23)电性输出连接数据传输单元(24)。

5.根据权利要求1所述的一种基于光机电一体化无人机定焦系统，其特征在于：所述调焦电机(6)为三相异步电机。

6.一种基于光机电一体化无人机定焦系统的定焦方法，其特征在于：该基于光机电一体化无人机定焦系统的定焦方法具体步骤为：

S1：超声波定位：两组超声波测距仪(2)同时对目标物进行距离测量，两组超声波测距仪(2)为平行设置，测量结果编程计算式为：测量取值＝两组超声波测距仪(2)测量结果之和/2；

S2：粗调焦距：根据步骤S1中的测量结果进行粗调焦距，可编程DSP处理芯片(10)将测量结果输出到驱动电路(17)，驱动电路(17)接收可编程DSP处理芯片(10)的指令并通过电力转速调节器对调焦电机(6)进行驱动，调焦电机(6)的输出端转动带动螺杆(7)转动，螺杆(7)与支撑滑轨(4)上的螺母相互作用使得支撑滑轨(4)移动，支撑滑轨(4)移动带动物镜(5)移动，从而改变焦距；

S3：检测图像：CCD成像板(9)上成像并将成像信息传输至图像采集单元(18)，图像采集单元(18)将采集到的图像通过图像采集处理器(20)分配处理，图像采集处理器(20)将采集到的图像信息分别传输至放大电路(14)和反馈子系统(16)，反馈子系统(16)将图像的质量检测结果输出至可编程DSP处理芯片(10)，放大电路(14)和滤波电路(13)对采集的图像进行保真处理并通过数据转换单元(12)传输至可编程DSP处理芯片(10)；

S4：焦距微调：可编程DSP处理芯片(10)根据获取的图像信息和反馈信息作出判断，若图像质量达标，则取此图样，若图像质量不足，可编程DSP处理芯片(10)发出指令通过驱动电路(17)控制调焦电机(6)进行焦距微调，焦距微调为在测量距离等距微调，微调的范围通过输入单元(11)输入，直至获取最佳成像图像。