[发明专利]一种用于光电吊舱连续变焦红外组件的调焦补偿控制方法

说明书

本发明提出一种用于光电吊舱连续变焦红外组件的调焦补偿控制方法，利用平行光管和转台标定红外组件中变焦电机和调焦补偿电机在多个位置的清晰点和视场大小，通过线性插值运算计算出能使图像保持清晰的变焦电机和调焦补偿电机位置曲线及其所对应的视场，控制时根据变焦指令保持红外视场给定值均匀变化，根据视场和调焦清晰曲线计算变焦电机和调焦补偿电机位置的给定值，使用光电编码器测量变焦电机和调焦补偿电机的当前位置，根据电机当前位置和位置的给定值的差值，通过控制算法使电机和镜片保持在给定的位置从而使图像保持清晰。本发明不需要图像信息处理，运算量小，成本低，且调节速度快，在观察远处物体时可在整个变焦行程上保持图像一直清晰。

技术领域

本发明属于自动控制技术，涉及一种新型的用于光电吊舱连续变焦红外组件的调焦补偿控制方法。

背景技术

目前，光电吊舱越来越多采用连续变焦红外组件代替传统的多视场红外组件，而连续变焦红外组件的变焦调焦控制较多视场红外组件更加复杂。

现有国内外光电吊舱中的连续变焦红外组件一般采用手动调焦，或者基于图像处理进行调焦补偿。

手动调焦每次变焦后需要重新手动调焦，操作量很大，效率很低。基于图像处理进行调焦补偿需要采集图像后进行图像处理运算、然后通过调焦机构拖动镜片来回运动寻找清晰点，图像处理计算量较大，成本高，且调焦速度较慢。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于光电吊舱连续变焦红外组件的调焦补偿控制方法。由于光电吊舱一般多观察远处目标，本调焦补偿控制方法保证了红外变焦组件在整个变焦行程上视场均匀变化，而且焦距一直对准无穷远处，从而在光电吊舱红外组件观察远处物体时保持图像一直清晰，并且具有不需要图像信息处理，运算量小，成本低，且调节速度快等优点，在每次变焦时一般不需要重新手动调焦，大大减小了操作量，提高了任务效率。

本发明的基本原理是：利用平行光管和转台标定红外组件中变焦电机和调焦补偿电机在多个位置的清晰点和视场大小，通过线性插值运算计算出能使图像保持清晰的变焦电机和调焦补偿电机位置曲线及其所对应的视场，控制时根据变焦指令保持红外视场给定值均匀变化，根据视场和调焦清晰曲线计算变焦电机和调焦补偿电机位置的给定值，使用光电编码器测量变焦电机和调焦补偿电机的当前位置，根据电机当前位置和位置的给定值的差值，通过控制算法使电机和镜片保持在给定的位置从而使图像保持清晰。

本发明的技术方案为：

所述一种用于光电吊舱连续变焦红外组件的调焦补偿控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对红外组件的清晰曲线进行标定：在连续变焦红外组件的变焦电机行程上设置覆盖行程的M个点，并得到这M个位置点所对应的变焦电机编码器值分别为P₁,P₂,P₃，…，P_M；将连续变焦红外组件放在转台上，对准平行光管中无穷远处目标，将变焦电机锁定在P₁位置，控制连续变焦红外组件的调焦补偿电机，当目标清晰时记下此时的调焦补偿电机编码器值T₁，并利用转台测量此时的红外图像方位视场度数θ₁；再将变焦电机锁定在P₂位置，重复以上过程，得到对应的调焦补偿电机编码器值T₂和红外图像方位视场度数θ₂，依次类推，得到变焦电机在P₁,P₂,P₃，…，P_M位置所对应的调焦补偿电机编码器值T₁,T₂,T₃，…，T_M以及红外图像方位视场度数θ₁,θ₂,θ₃，…，θ_M；