[發(fā)明專利]自動(dòng)對(duì)焦方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011197383.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112461853B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文強(qiáng);曾勝;龔博;喻超凡;朱禮平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海市奧德維科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/95
• 分類號(hào): G01N21/95;H04N5/232
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 俞梁清

1.一種自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，包括以下步驟：

在拍攝機(jī)構(gòu)的視野中設(shè)置邊界特征區(qū)域A；

所述拍攝機(jī)構(gòu)和被測(cè)物相對(duì)移動(dòng)，所述拍攝機(jī)構(gòu)在相對(duì)移動(dòng)的過程中對(duì)所述被測(cè)物進(jìn)行拍攝獲取圖像，所述圖像包含被測(cè)物區(qū)域B和所述邊界特征區(qū)域A，記錄拍攝時(shí)所述拍攝機(jī)構(gòu)與所述被測(cè)物的相對(duì)位置信息；

獲取所述圖像的清晰程度，判斷所述清晰程度是否達(dá)到峰值；獲取所述圖像的清晰程度的具體步驟包括：在所述圖像中繪制連接所述邊界特征區(qū)域A和所述被測(cè)物區(qū)域B的灰度測(cè)試線C；獲得所述灰度測(cè)試線C位置處所述圖像的銳利度，以所述銳利度表示所述圖像的清晰程度；

如果所述清晰程度達(dá)到峰值，則記錄所述清晰程度達(dá)到峰值時(shí)對(duì)應(yīng)的相對(duì)位置信息，完成對(duì)焦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，如果所述清晰程度未達(dá)到峰值，則重復(fù)以下步驟：

所述拍攝機(jī)構(gòu)和被測(cè)物相對(duì)移動(dòng)，所述拍攝機(jī)構(gòu)在相對(duì)移動(dòng)的過程中對(duì)所述被測(cè)物進(jìn)行拍攝獲取圖像，所述圖像包含被測(cè)物區(qū)域B和所述邊界特征區(qū)域A，記錄拍攝時(shí)所述拍攝機(jī)構(gòu)與所述被測(cè)物的相對(duì)位置信息；

獲得所述圖像的清晰程度，判斷所述清晰程度是否達(dá)到峰值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，在拍攝機(jī)構(gòu)的視野中設(shè)置邊界特征區(qū)域A的具體步驟包括：

調(diào)整所述拍攝機(jī)構(gòu)的光圈撥桿，使所述拍攝機(jī)構(gòu)的光圈葉片邊緣呈現(xiàn)在所述拍攝機(jī)構(gòu)的視野中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，所述拍攝機(jī)構(gòu)和被測(cè)物相對(duì)移動(dòng)，所述拍攝機(jī)構(gòu)在相對(duì)移動(dòng)的過程中對(duì)所述被測(cè)物進(jìn)行拍攝獲取圖像的步驟包括：

將所述拍攝機(jī)構(gòu)安裝在一XYZ三軸驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上；

所述XYZ三軸驅(qū)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)所述拍攝機(jī)構(gòu)移動(dòng)至所述被測(cè)物上方的初始位置；

所述XYZ三軸驅(qū)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)所述拍攝機(jī)構(gòu)從初始位置開始按照固定步長(zhǎng)相對(duì)所述被測(cè)物運(yùn)動(dòng)，每運(yùn)動(dòng)一個(gè)所述固定步長(zhǎng)拍攝獲取圖像一次。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，獲得所述灰度測(cè)試線C位置處所述圖像的銳利度的具體步驟包括：

沿所述灰度測(cè)試線C在所述邊界特征區(qū)域A和所述被測(cè)物區(qū)域B上取多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，計(jì)算每個(gè)測(cè)試點(diǎn)位置處所述圖像的灰度值；

根據(jù)相鄰兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)位置處圖像的灰度值得到各測(cè)試點(diǎn)的灰度跳變值，所述灰度測(cè)試線C上的灰度跳變值的峰值為所述圖像的銳利度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，判斷所述清晰程度是否達(dá)到峰值的具體步驟包括：

實(shí)時(shí)獲取所述圖像的清晰程度，如果連續(xù)M個(gè)所述圖像的清晰程度下降，則判斷往前M個(gè)固定步長(zhǎng)的所述圖像的清晰程度達(dá)到峰值，其中M為大于1的整數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，判斷所述清晰程度是否達(dá)到峰值的具體步驟包括：

根據(jù)已拍攝圖像的清晰程度，繪制清晰程度走勢(shì)圖，如果所述清晰程度走勢(shì)圖中的清晰程度經(jīng)歷由低到高再到低的過程，則清晰程度達(dá)到峰值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，可根據(jù)不同的高度范圍將所述被測(cè)物表面劃分為若干個(gè)測(cè)試區(qū)域，控制所述拍攝機(jī)構(gòu)分別在每個(gè)測(cè)試區(qū)域上方移動(dòng)及拍攝圖像，記錄每次拍攝時(shí)所述拍攝機(jī)構(gòu)與相應(yīng)的測(cè)試區(qū)域的相對(duì)位置信息，并根據(jù)拍攝到的圖像找到各個(gè)測(cè)試區(qū)域完成對(duì)焦時(shí)的相對(duì)位置信息。

9.一種自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

拍攝機(jī)構(gòu)，可在視野中設(shè)置邊界特征區(qū)域A；

XYZ三軸驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，用于安裝所述拍攝機(jī)構(gòu)，并可帶動(dòng)所述拍攝機(jī)構(gòu)沿X、Y、Z方向相對(duì)被測(cè)物移動(dòng)，所述拍攝機(jī)構(gòu)在相對(duì)移動(dòng)的過程中對(duì)所述被測(cè)物進(jìn)行拍攝獲取圖像，所述圖像包含被測(cè)物區(qū)域B和所述邊界特征區(qū)域A；

控制主機(jī)，與所述拍攝機(jī)構(gòu)和XYZ三軸驅(qū)動(dòng)平臺(tái)電性連接，用于接收所述圖像以及記錄拍攝時(shí)所述拍攝機(jī)構(gòu)與所述被測(cè)物的相對(duì)位置信息，獲取所述圖像的清晰程度，并判斷所述清晰程度是否達(dá)到峰值，根據(jù)判斷結(jié)果控制所述XYZ三軸驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，記錄所述清晰程度達(dá)到峰值時(shí)對(duì)應(yīng)的相對(duì)位置信息，完成對(duì)焦；獲取圖像清晰程度的方式為對(duì)圖像進(jìn)行銳利度計(jì)算。