[發(fā)明專利]一種攝像機中PI位置校正方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103475820A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯峰峰;曹李軍;陳衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州科達(dá)科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G02B7/04;G03B43/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類一體化攝像機鏡頭以及應(yīng)用于該類鏡頭的光電斷路器位置校正標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

由于數(shù)字成像技術(shù)、視頻圖像壓縮技術(shù)、信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，高集成度的光電圖像傳感器在圖像視頻領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，通信帶寬以及存儲能力的大幅提升又使得高清晰度圖像的傳輸和存儲成為可能，刺激了人們對遠(yuǎn)距離、長時間事件監(jiān)控記錄應(yīng)用的需求，攝像機的應(yīng)用得到空前的發(fā)展，尤其是以集成度高可進行廣角到遠(yuǎn)望模式光學(xué)變倍的一體化攝像機為甚。

如圖1所示，一體化攝像機包括圖像采集模塊、圖像處理模塊與成像控制模塊。圖像采集模塊包括變焦鏡片組102、聚焦鏡片組103與圖像傳感器104，場景中物體發(fā)出或反射的光線101通過變焦鏡片組102、聚焦鏡片組103匯聚在圖像傳感器104的靶面上，形成清晰的像，即聚焦。圖像傳感器將所成的像轉(zhuǎn)換為電信號。成像控制模塊107，用于控制第一電機105和第二電機106以移動變焦鏡片組102和聚焦鏡片組103處于匹配的位置，保證聚焦后所成的像清晰。圖像處理模塊對所成的像進行一系列的圖像處理操作使得其能符合人眼觀看的要求。

當(dāng)變焦鏡片組102位置固定時，控制第二電機106使得聚焦鏡片組103移動到對應(yīng)位置的過程稱為聚焦過程。當(dāng)聚焦清晰后，用戶操作圖像變倍使得變焦鏡片組102移動到新位置時，聚焦鏡片組103也需要配合移動到對應(yīng)的新位置，當(dāng)物距不變時這樣一一對應(yīng)的X軸上的變焦鏡片組102位置和Y軸上的聚焦鏡片組103位置組成二維平面上的一條曲線，為變焦跟蹤曲線。變焦跟蹤曲線在攝像機設(shè)計組裝好時就固定了。

為了標(biāo)定變焦鏡片組102和聚焦鏡片組103的位置從而便于循跡跟蹤曲線，攝像機中會在變焦鏡片組102和聚焦鏡片組103的移動路徑上安裝一個光電斷路器（Photo-Interrupter簡稱PI），并且為鏡片組配置一個遮光板，當(dāng)鏡片組運動使得遮光板進入和退出PI時，其會輸出不同電平，電平切換對應(yīng)的鏡片組位置則作為該鏡片組的基準(zhǔn)位置，稱為PI位置。

其中PI結(jié)構(gòu)及PI位置確定原理如圖2a所示。PI由一對發(fā)光二極管201和一個光敏電阻202及其外圍電路構(gòu)成。當(dāng)鏡片組運動使得其固定的遮光板203進入或者退出PI時引起PI在固定位置輸出電平切換，結(jié)果如圖2b所示，其中S1段表示遮光板203沒有進入PI，S2段表示遮光板203部分進入PI，S3段表示遮光板203完全進入PI，VP表示判決電平。根據(jù)圖2b中所示的PI位置可以用來標(biāo)定鏡片組位置。由于攝像機生產(chǎn)時PI安裝的偏差以及電路電氣特性差異，使得PI位置與理論位置有一定偏差。如果未經(jīng)過校正，則成像控制模塊107在進行變焦跟蹤時可能按照錯誤的曲線進行。如圖3所示，由曲線1變成曲線2，無法全程清晰。因此為了獲取并補償這個偏差以保證變焦跟蹤時鏡片組位置可靠，需要在攝像機生產(chǎn)時進行PI位置校正。

傳統(tǒng)的PI位置校正工作是通過對某一物距處的清晰度卡成像，連續(xù)采多個焦距位置，繪出該物距對應(yīng)跟蹤曲線，接著計算該曲線與該物距對應(yīng)的理論跟蹤曲線的偏移，獲得PI位置的偏差，記錄該偏差值以便在攝像機啟動PI位置檢測時做補償用，使得成像控制模塊設(shè)置的鏡片組位置值與理論跟蹤曲線一致。這種校正方法過程比較長，需要人工大量干預(yù)，同時容易受到干擾，導(dǎo)致測得的跟蹤曲線出現(xiàn)局部偏差。而計算跟蹤曲線的偏移非常復(fù)雜，適應(yīng)性不強，計算后的結(jié)果需要人工操作攝像機確認(rèn)實現(xiàn)變焦跟蹤來進行驗證，耗時耗人力。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中對攝像機中的光電斷路器位置的校正方法計算復(fù)雜、容易受到干擾且耗時耗人力，從而提出一種快速簡便的攝像機中PI位置校正系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種攝像機中PI位置校正方法，包括如下步驟：

設(shè)定跟蹤曲線，選擇物距為D時對應(yīng)的跟蹤曲線作為基礎(chǔ)，所述跟蹤曲線的橫坐標(biāo)表示變焦鏡片組的位置值，縱坐標(biāo)表示聚焦鏡片組的位置值；

配置校正環(huán)境，在與所述攝像機距離為D的位置處垂直于攝像機光軸設(shè)置清晰度卡；

獲取PI位置偏差值：

移動所述變焦鏡片組至第一位置，所述第一位置在所述跟蹤曲線中的縱坐標(biāo)為第一特征點的理論值Y₁₁；

移動所述聚焦鏡片組至使圖像清晰度最高的位置處，該位置在所述跟蹤曲線中的縱坐標(biāo)為第一特征點的實際值Y₁₂；所述第一特征點的理論值Y₁₁與所述第一特征點的實際值Y₁₂的偏差為聚焦鏡片組的PI位置偏差值△Y；