[发明专利]一种连续变倍红外镜头的齐焦性误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种连续变倍红外镜头的齐焦性误差补偿方法，先将连续变倍镜头与红外成像组件、电机控制组件连接在一起，组成一台能够正常成像的红外热像仪，然后依次进行齐焦性补偿值的获取和齐焦性补偿；本发明采用双列补偿值，在补偿值获取时，根据变倍电机前进或后退的步骤，将当前的补偿值记录在不同的序列中，在补偿过程中，能自动消除补偿的空回误差，使得补偿值更加准确，补偿的精度更高。

技术领域

本发明属于镜头的运动控制技术领域，具体涉及一种连续变倍红外镜头的齐焦性误差快速标定、补偿方法。

背景技术

光学系统通常采用大视场进行目标搜索，采用小视场进行目标监控。采用二档或三档变部镜头时，由于变倍过程中会出现视场没有图像阶段，会导致目标丢失，采用多个镜头会导致成本和光学系统尺寸增大，因此目前常采用的是连续变倍镜头方式。连续变倍镜头在变倍过程中，能对目标一直进行监控，所以光电监控系统中越来越流行采用连续变倍镜头。

由于机械加工误差和装配误差，连续变倍镜头齐焦性难以保证，在全行程中，总会有部分点齐焦性无法满足要求。此外监控用光电系统主要用于室外，很多系统用于恶劣环境中，环境温度变化剧烈，温度变化导致的热应力会使镜头齐焦性更加劣化。特别是红外连续变倍镜头，由于红外镜头汇聚红外光线，而红外光线会使得光学系统发热导致温度上长，从而使得连续变倍镜头在同样的环境温度下，都需要对镜头进行齐焦性补偿才能保证目标在视场中保持清晰。

目前国内生产的连续变倍镜头，在用于安防监控时，由于齐焦性要求不高，补偿时间不作要求，因此普遍采用基于图像的自动聚焦方式或电动调焦方式。但采用该类镜头对目标跟踪时，由于聚焦补偿时间较长，会导致跟踪目标丢失，容易出现跟错目标的现象。此外，由于变倍时，对于移动目标和小占屏比目标，有一定的聚焦错误率，会导致跟踪失败的现象出现。

对于连续变倍镜头齐焦性补偿，目前普遍采用的三种方式，第一种是自动聚焦方式，第二种是电动调焦方式，第三种是常温下几个特定保存点方式。但都无法满足连续变倍镜头对空中目标、海中目标的搜索与跟踪要求。

在光电搜索与跟踪的使用中，要求在跟踪的过程中，目标实时清晰，如果出现一定时间目标模糊，则会使得跟踪目标丢失，或跟踪上错误的目标，导致跟踪失败。另外在跟踪过程中，变倍后，聚焦补偿必须完全可靠，不允许出现任何失误，否则会导致跟踪过程前功尽弃。因此，光电成像时，需要实时提供清晰的目标，不允许出现任何一次聚焦失败。

而基于图像灰度的自动聚焦方法，由于受输出图像频的限制，过冲回调时间较长，一般需要3秒时间进行补偿，同时对于移动的目标，由于灰度梯度值不按单调性变化，容易出现聚焦失败的现象，另外对于小目标，由于灰度梯度值较小，聚焦失败的概率也较高，无法满足跟踪要求；而对于电动调焦，由于调节时间较长，调焦的精度不一致，也无法满足跟踪要求；通过MCU记录几个特殊点的位置的方式，只适用于普通的安防，无法满足在任何温度条件下，任意变倍位置的齐焦性补偿。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续变倍红外镜头的齐焦性误差快速标定、补偿方法，能方便解决任一温度条件下（工作温度范围内）连续变倍红外镜头齐焦性误差补偿的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连续变倍红外镜头的齐焦性误差补偿方法，包括如下步骤

（一），连续变倍红外镜头的组装：将连续变倍镜头与红外成像组件、电机控制组件连接在一起，组成一台能够正常成像的红外热像仪；所述的连续变倍镜头上分别连接有补偿限位组件、变倍限位组件、变倍反馈组件、变倍电机组、补偿反馈组件和补偿电机组；所述的电机控制组件包括变倍电机驱动电路和补偿电机驱动电路，其中变倍电机组由MCU通过变倍电机驱动电路来控制，变倍电机组通过变倍凸轮来调节连续变倍镜头，所述的MCU上还连接有温度传感器和flash；所述的变倍电机组和补偿电机组分别驱动变倍镜头组和补偿镜头组，所述的变倍反馈组件和补偿反馈组件均由精密电位器或光电编码器构成，分别与变倍凸轮齿环和补偿凸轮齿环啮合；