一种针对遥感相机外景成像的快速调焦方法

摘要

针对遥感相机外景成像的快速调焦方法，属于光电探测成像领域，为了解决现有技术存在耗时长、主观影响大及精度和速度都难以保证的问题，该方法包括，1、获取归一化对焦评价函数曲线Q；2、实时采集存储一帧外景图像；3、测量相机关键部件温度；4、判断离焦方向；5、计算图像的归一化对焦评价值z；6、判断z值，如z=1执行步骤9，若z<1执行步骤7；7、将z值比照步骤1中的归一化对焦评价函数曲线Q，得到离焦度大小；8、相机控制器将步骤4得到的离焦方向和步骤7得到的离焦度大小结合，发出调焦机构控制信号，调整调焦机构运动；重复步骤2-6，直至拍摄图像的归一化对焦评价值z=1，调焦结束；9、调焦结束，重新执行步骤2。

主权项

针对遥感相机外景成像的快速调焦方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、获取归一化对焦评价函数曲线Q，调整遥感相机调焦机构使获取图像至最清晰状态，记录此时调焦机构位置s₀，并将该位置作为准焦初始位置0；调整焦面位置至s_i处后由图像采集处理系统获取512行图像I(x,y)，利用构建的对焦评价函数f计算图像I(x,y)的对焦评价值z，并记录位置s_i及其对应的对焦评价值z_i为（s_i‑s₀,z_i）；按小步长调整调焦机构位置使之遍历整个调焦范围，每个位置s_i值均对应一个对焦评价值z_i，将获取的所有（s_i‑s₀,z_i）数据利用曲线拟合方法得到归一化对焦评价函数曲线Q；步骤2、实时采集一帧外景图像，存储图像灰度值I(x,y)，本发明中选用512行图像作为一帧；步骤3、测量相机关键部件温度，因为相机中主要是光机本体受温度变化的影响相对较大，因此选取镜面、主背板、支撑结构关键点为测温点；步骤4、判断离焦方向，测温点温度实时传输至相机控制器，然后依据光机材料的温度特性计算得到焦面偏移方向为正或负，对应的调焦方向恰与离焦方向相反；步骤5、计算图像的归一化对焦评价值，在图像采集处理系统中利用构建的对焦评价函数f对存储的当前帧图像处理，得到对焦评价值z；步骤6、判断z值，如果z=1则说明图像准焦，此时无需调焦可直接外景成像，执行步骤9；若z<1说明相机处于离焦状态，执行步骤7；步骤7、将z值比照步骤1中的归一化对焦评价函数曲线Q，得到离焦度大小；步骤8、相机控制器将步骤4得到的离焦方向和步骤7得到的离焦度大小结合，发出调焦机构控制信号，调整调焦机构运动；重复步骤2‑6，直至拍摄图像的归一化对焦评价值z=1，调焦结束；步骤9、调焦结束，此时图像清晰度最佳，重新执行步骤2。