[發(fā)明專(zhuān)利]一種快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110471147.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113204155B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海孟非自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G03B13/20
• 分類(lèi)號(hào): G03B13/20
• 代理公司: 上海中外企專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31387
• 代理人: 孫旭華

本發(fā)明公開(kāi)了一種快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法及裝置，方法包括根據(jù)目標(biāo)物所在位置，將目標(biāo)物、觀察筒、凸透鏡和圖像傳感器布設(shè)在平面直角坐標(biāo)系，其中觀察筒在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)，凸透鏡在平面直角坐標(biāo)系的X軸上，目標(biāo)物在平面直角坐標(biāo)系的Y軸上，所述觀察筒的軸線沿Y軸朝向目標(biāo)物，所述凸透鏡的軸線朝向目標(biāo)物，所述目標(biāo)物在所述凸透鏡的前側(cè)，所述圖像傳感器在所述凸透鏡的后側(cè)，圖像傳感器和所述凸透鏡在同一軸線上；所述凸透鏡中心B和觀察筒中心A之間的距離為L(zhǎng)，所述凸透鏡的軸線與X軸的夾角為α；調(diào)整圖像傳感器與凸透鏡之間的像距V＝(L*f)/(L?f*cosα)，f為凸透鏡的焦距，完成快速調(diào)焦。本發(fā)明可以克服現(xiàn)有相機(jī)的調(diào)焦問(wèn)題，還可以用于精確測(cè)距。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于相機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法及裝置。

背景技術(shù)

目前相機(jī)的技術(shù)中，存在以下缺陷：

1、調(diào)焦需要控制調(diào)焦環(huán)來(lái)調(diào)整像屏的距離，調(diào)節(jié)速度慢；

2、無(wú)法利用相機(jī)精確測(cè)量距離，測(cè)量的距離只能通過(guò)預(yù)估，誤差大。

3、無(wú)法快速對(duì)玻璃后面的觀察物或者由水面拍攝水下觀察物進(jìn)行精確對(duì)焦。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法及裝置，利用幾何知識(shí)進(jìn)行物理調(diào)焦，可以克服現(xiàn)有相機(jī)的調(diào)焦問(wèn)題，還可以用于精確測(cè)距。

本發(fā)明第一方面公開(kāi)了一種快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法，包括以下步驟：

根據(jù)目標(biāo)物所在位置，將目標(biāo)物、觀察筒、凸透鏡和圖像傳感器布設(shè)在同一虛擬平面上；

在虛擬平面上建立平面直角坐標(biāo)系，其中觀察筒在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)，凸透鏡在平面直角坐標(biāo)系的X軸上，目標(biāo)物在平面直角坐標(biāo)系的Y軸上，所述觀察筒的軸線沿Y軸朝向目標(biāo)物，所述凸透鏡的軸線朝向目標(biāo)物，所述目標(biāo)物在所述凸透鏡的前側(cè)，所述圖像傳感器在所述凸透鏡的后側(cè)，所述圖像傳感器和所述凸透鏡在同一軸線上；所述凸透鏡中心B和觀察筒中心A之間的距離為L(zhǎng)，所述凸透鏡的軸線與X軸的夾角為α；

測(cè)出夾角α，調(diào)整圖像傳感器與凸透鏡之間的像距V＝(L*f)/(L-f*cosα)，f為凸透鏡的焦距，完成快速調(diào)焦；

若以觀察筒中心A為參考點(diǎn)，計(jì)算參考點(diǎn)與目標(biāo)物的距離為L(zhǎng)*tgα，若以凸透鏡中心B為參考點(diǎn)，計(jì)算參考點(diǎn)與目標(biāo)物的距離為L(zhǎng)/cosα。

上述快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法，所述測(cè)出夾角α采用傾角傳感器測(cè)量。

上述快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法，所述調(diào)整圖像傳感器與凸透鏡之間的像距V時(shí)，包括以下步驟：

將凸透鏡和圖像傳感器在初始時(shí)均沿X軸設(shè)置,凸透鏡的前側(cè)朝向觀察筒，凸透鏡和圖像傳感器之間的初始像距為(L*f)/(L-f)，α＝0°；

建立以穿過(guò)凸透鏡中心，且垂直所述平面直角坐標(biāo)所在平面的回轉(zhuǎn)軸線，繞回轉(zhuǎn)軸線沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)凸透鏡和圖像傳感器，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中夾角α逐漸變大；

在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中凸透鏡位置不變，圖像傳感器和凸透鏡之間的像距滿(mǎn)足V＝(L*f)/(L-f*cosα)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至凸透鏡的軸線朝向目標(biāo)物時(shí)停止旋轉(zhuǎn)。

上述快速調(diào)焦和精確測(cè)距的方法，所述圖像傳感器為CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。