一种带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法与流程

本发明涉及一种自动聚焦方法，更具体的说，尤其涉及一种将具有最大视频值输出的位置作为最清晰聚焦点存储，以便视场切换时可实现快速、准确聚焦的自动聚焦系统方法。

背景技术：

随着监控行业的发展，对于监控设备的功能要求越来越高，越来越专一。在一些场合，监控设备需要的只是观察有限的几个重要的进出口点位以及可能存在隐患的点位。虽然观测点位变少，但对设备的响应时间，设备的实时性提高了要求，要求其设备能迅速的切换到固定位置，并及时的采集清晰视频并保存。目前对于远距离的监控设备，由于整个电机聚焦行程较长，这使得在自动聚焦过程中，占用了很多的时间，电机需要走完聚焦行程，然后再返回清晰点，这大大影响了设备的实时性。如果采用手动聚焦的话，也会因为操作人员的不熟悉，往往也不能很快的找到清晰点，也增加了人力成本。这就使得用户的体验度降低，可能因为设备反应不够迅速，而丢失了一些重要的视频数据。

技术实现要素：

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法。

本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法，自动聚焦系统由微处理器、电机驱动模块、直流电机、红外成像镜头和机芯组成，直流电机上设置有编码器；微处理器通过电机驱动模块驱使直流电机执行聚焦动作，电机驱动模块将编码器输出的位移信息反馈至微处理器中；机芯对红外成像镜头采集的图像进行处理，并将模拟视频值输入至微处理器的A/D端口；其特征在于，聚焦方法为将具有最大视频值输出的位置视为该视场聚焦最清晰的点，并将对应的直流电机位置存储；在视场切换时，通过调取存储的视场位置驱使直流电机快速切换。

本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法，所述聚焦方法通过以下步骤来实现：

a).上电自检，系统上电后，直流电机在电机驱动模块的控制下，驱使红外成像镜头上的变焦镜组由行程开关1的位置运行至行程开关2的位置，完成一个全程的自检过程；微处理器将变焦镜组处于行程开关1的位置，定义为直流电机的0位置，以作为电机位移的参照点；b).视场判断，微处理器判断当前的视场信息是否已存储，如果已存储，则执行步骤e），如果没有存储，则执行步骤c)；c).记录聚焦位置和视频值，微处理器通过直流电机驱使红外成像镜头由远端向聚焦点运动，并周期性地记录电机位置和该位置上机芯输出的视频值；d).确定聚焦点并存储，微处理器对采集的视频值进行判断，当出现视频值先由小逐渐增大又有大逐渐减小时，停止聚焦，则具有最大视频值的电机位置即为该视场聚焦最清晰的位置，驱使直流电机移动至聚焦位置，并将聚焦位置进行保存；e).自动聚焦，微处理器从存储的数据中读取该视场的聚焦位置，并驱使直流电机运动至该聚焦位置上，即完成快速、自动聚焦。

本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法，微处理器通过RS232总线与电机驱动模块相通信，以实现电机控制指令和电机位置信息的传输；微处理器连接有EEPROM存储器。

本发明的有益效果是：本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法，微处理器通过电机驱动模块驱使直流电机执行变焦动作，编码器经电机驱动模块反馈直流电机的位置信息；机芯经微处理器上的A/D接口反馈所采集红外图像的视频值。初次对视场聚焦时，微处理器驱使直流电机聚焦，当视频值达到最大时，此刻的直流电机位置就是聚焦最清晰的点，微处理器会将此时的电机位置记录，下次系统上电，直流电机就会自动停留在所记录的位置。这种可记忆的自动聚焦系统，节省了从开机到系统稳定，找到视频清晰点的时间，同时，由于可记录不同视场，不同距离的清晰点，这也为整个系统在切换视场时，节省了镜头聚焦的时间。这对于观测点固定，视场切换要求迅速的环境，提高了效率。

附图说明

图1为本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的原理图；

图2为本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的原理图，其由微处理器、电机驱动模块、直流电机、红外成像镜头、机芯组成，微处理器具有采集、运算和控制作用，微处理器经电机驱动模块对直流电机进行控制，驱使直流电机正转和反转，实现红外成像镜头的聚焦。直流电机上设置有编码器，编码器用于输出直流电机相对于参考点的移动位置，编码器输出的直流电机移动位置经电机驱动模块反馈至微处理器中，以实现对直流电机移动的精准控制。

直流电机和编码器的组合代替了步进电机，它比单纯步进电机的优势在于控制速度更快。编码器会使直流电机像步进电机一样，精确到电机移动的每一步，该步数会通过电机驱动模块反馈到微处理器中。

电机驱动模块通过RS232接口与微处理器相连接，现双向通信。电机驱动模块可采用集成了ASCII码指令的模块，整个ASCII码指令集中包含电机移动指令和位置查询指令。电机驱动模块可对来自微处理器的指令进行解析，从而控制直流电机移动，停止以及位置信息查询。

机芯对红外成像镜头所采集图像进行处理，与微处理器上的AD配合使用，可以测量到不同视场，不同距离下的视频值。该视频值反应的就是目前图像的清晰度，视频值越大，图像越清晰。该值和编码器返回的位置值组合到一块，就知道不同位置下对应的视频值。该系统的记忆功能就是体现在对视频值和位置值的记录上。

如图2所示，给出了本发明的带记忆功能的自动聚焦系统的聚焦方法的示意图，其通过以下步骤来实现：

a).上电自检，系统上电后，直流电机在电机驱动模块的控制下，驱使红外成像镜头上的变焦镜组由行程开关1的位置运行至行程开关2的位置，完成一个全程的自检过程；微处理器将变焦镜组处于行程开关1的位置，定义为直流电机的0位置，以作为电机位移的参照点；

b).视场判断，微处理器判断当前的视场信息是否已存储，如果已存储，则执行步骤e），如果没有存储，则执行步骤c)；

c).记录聚焦位置和视频值，微处理器通过直流电机驱使红外成像镜头由远端向聚焦点运动，并周期性地记录电机位置和该位置上机芯输出的视频值；

该步骤中，直流电机移动的距离会在经验值的基础上大一些，但不会碰及行程开关，这是为了给自动聚焦留下余量。在自动聚焦过程中，直流电机会按照电机驱动模块的控制以固定的步长移动。

d).确定聚焦点并存储，微处理器对采集的视频值进行判断，当出现视频值先由小逐渐增大又有大逐渐减小时，停止聚焦，则具有最大视频值的电机位置即为该视场聚焦最清晰的位置，驱使直流电机移动至聚焦位置，并将聚焦位置进行保存；

该步骤中，微处理器会不停的读取机芯反馈的视频值，对每次接受的视频值前后比较，当微处理器接收到一个更大的视频值时，微处理器就是发送位置查询指令到电机驱动模块，查询当前电机位置，将该位置记录保存到微处理器自带的EEPROM中。当发现视频值在成线性减小时，电机会停止移动，再次反向到达保存的位置，该位置就是该视场下的清晰位置。等到下次需要再次切换到该视场下时，微处理器就会直接读取EEPROM中存储的位置，通过电机驱动模块到达该位置。这样就省去了上述的自动聚焦过程，提高了系统的效率。

e).自动聚焦，微处理器从存储的数据中读取该视场的聚焦位置，并驱使直流电机运动至该聚焦位置上，即完成快速、自动聚焦。