[發明專利]基于正弦條紋的線陣相機高精度自動調焦方法

有效

• 申請號: 202110427239.7
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN112995521B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 方志斌;和江鎮;王巖松;都衛東;吳健雄;王天翔
• 申請（專利權）人: 征圖新視（江蘇）科技股份有限公司;征圖智能科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 常州品益專利代理事務所(普通合伙) 32401
• 代理人: 王涵江

本發明涉及一種基于正弦條紋的線陣相機高精度自動調焦方法，包括S1、搭建包括斜放的顯示裝置、線陣相機以及運動裝置的調焦標定系統；S2、運動裝置帶動顯示裝置運動，顯示裝置根據與線陣相機的拍照頻率相協調的頻率循環播放不同初始相位的正弦條紋圖像，從而獲得相移數據；S3、由相移數據計算出相位數據；S4、用基于相位變化呈線性的程度作為評價標準，獲得最佳相位；S5、由最佳相位所處的位置，結合調焦標定系統各部分的尺寸、位姿的長度以及角度，計算出線陣相機的最佳調焦距離；S6、根據最佳調焦距離將線陣相機調節到距離被測物的最佳距離的位置，完成調焦。本發明節約了手動對焦的人工成本，提高了自動對焦的效率。

技術領域

本發明涉及視覺檢測技術領域，尤其是一種基于正弦條紋的線陣相機高精度自動調焦方法。

背景技術

傳統的線陣相機對焦是常規的手動對焦，根據對焦人員的經驗手動調節相機工作距離，每調節一個工作距離拍攝一幅圖，人眼來判斷當前圖像的對焦質量，并根據判斷結果進行下一步調節，直到對焦人員認為當前距離是最佳距離。

但是，傳統的線陣相機手動對焦方法容易受到人的情緒、經驗、水平等因素的影響，對焦質量不穩定，且每調節一步都需要拍一幅圖，效率低下。

后來發明了基于拍攝多幅圖結合評價函數的對焦方法，通過步進電機等運動裝置帶動相機或者被測物，調節相機與被測物的距離，每調節一個工作距離拍攝一幅圖，將圖像輸入計算機等程序裝置，由評價算法來評判當前對焦質量，選擇對焦質量最高的那一幅圖，在拍攝這一幅圖時所對應的位置就是最佳對焦位置。

但是，基于拍攝多幅圖結合評價函數的對焦方法每次調節距離都需要拍一幅圖，若調節距離太大，則調節精度不夠，很難得到質量較高的對焦結果；若調節距離太小，則需要拍的圖像數量多，而現在相機每拍攝一次需要的時間較長；且調節距離再小，也是有一定長度的，這就導致調節長度限制了對焦精度。

后來又出現用表面帶有黑白條紋的標定板代替被測物來自動對焦的改進，即將被測物換成表面帶有黑白條紋的標定板，將標定板傾斜放置，只針對標定板拍攝一幅圖像，通過基于條紋邊界梯度的評價算法來判斷對焦的最佳位置。

但是，黑白條紋的標定板代替被測物來自動對焦，如果標定板上黑白條紋寬度較寬，則由于距離分辨率太低導致很難得到較高的對焦質量；如果條紋太細，則由于實際使用中的相機本身無法完美成像，導致邊緣模糊，難以對成像質量做評價；且條紋再細也是有一定寬度的，即對焦精度最多只能在判斷在一個條紋寬度以內，無法做更精細的調節。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于正弦條紋的線陣相機高精度自動調焦方法，以解決上述問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于正弦條紋的線陣相機高精度自動調焦方法，包括以下步驟，

S1、搭建包括斜放的顯示裝置、線陣相機以及運動裝置的調焦標定系統；

S2、運動裝置帶動顯示裝置運動，顯示裝置根據與線陣相機的拍照頻率相協調的頻率循環播放不同初始相位的正弦條紋圖像，從而獲得相移數據；

S3、由相移數據計算出相位數據；

S4、用基于相位變化呈線性的程度作為評價標準，獲得最佳相位；

S5、由最佳相位所處的位置，結合調焦標定系統各部分的尺寸、位姿的長度以及角度，計算出線陣相機的最佳調焦距離；

S6、根據最佳調焦距離將線陣相機調節到距離被測物的最佳距離的位置，完成調焦。

進一步的說，本發明所述的顯示裝置的一端與運動裝置之間的夾角α為30~50°；顯示裝置的另一端通過支架與運動裝置固定；所述的線陣相機垂直設置于顯示裝置以及運動裝置的上方。