CN108873241B

CN108873241B - 一种快速对焦测量方法

Info

Publication number: CN108873241B
Application number: CN201811038512.1A
Authority: CN
Inventors: 巫孟良; 巫承熹; 巫承霖
Original assignee: Guangdong Rational Precision Instrument Co Ltd
Current assignee: Guangdong Rational Precision Instrument Co Ltd
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-01-31
Anticipated expiration: 2038-09-06
Also published as: CN108873241A

Abstract

本发明公开一种快速对焦测量方法，在摄像单元C的两对称侧分别设置至少光源A和光源B，光源A和光源B发出的灯光颜色不同，且光源A和光源B均朝向摄像单元C的焦距点照射并在待测物D上分别对应产生点像A′和点像B′；当对焦时，点像A′和点像B′重叠；当待测物D远离焦距时，点像A′和点像B′分别位于摄像单元C的不同侧；当待测物D近过焦距时，光源A与点像A′位于摄像单元C的同一侧，光源B与点像B′位于摄像单元C的另一同一侧；由灯光颜色位置即可直接判断摄像单元C距离待测物D是过近还是过远，以便实现快速对焦测量，为使用带来了方便。

Description

一种快速对焦测量方法

技术领域

本发明涉及测量设备领域技术，尤其是指一种快速对焦测量方法。

背景技术

目前，图像对焦方法主要有两种，一种是采用同轴激光对焦，另一种是利用软件计算进行对焦。其中采用同轴激光对焦成本较高，并且需要对镜头进行修改，使用起来较为不便；其次，采用软件方式需要多次抓图，需要建立评价函数，并找出最大值，该最大值被认为是对焦，这种方式效率低，并且对焦精度不高。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种快速对焦测量方法，其能有效解决现有之对焦方法速度慢、效率的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种快速对焦测量方法，在摄像单元C的两对称侧分别至少设置光源A和光源B，光源A和光源B发出的灯光颜色不同，且光源A和光源B均朝向摄像单元C的焦距点照射并在待测物D上分别对应产生点像A′和点像B′；当对焦时，点像A′和点像B′重叠；当待测物D远离焦距时，点像A′和点像B′分别位于摄像单元C的不同侧；当待测物D近过焦距时，光源A与点像A′位于摄像单元C的同一侧，光源B与点像B′位于摄像单元C的另一同一侧；由灯光颜色位置即可直接判断摄像单元C距离待测物D是过近还是过远。

作为一种优选方案，包括有以下步骤：

（1）找出函数H_i=f（A_i′-B_i′）的列表并存入系统中：

（1.1）开启光源A和光源B，调整焦距，对焦后，摄像单元C与待测物D之间的距离d=焦距d_f，调整光源A和光源B使其对应的点像A′和点像B′重叠，归零，即H₀= f（A_i′-B_i′）= f（A₀′-B₀′）；

（1.2）将摄像单元C、光源A和光源B向上移动，每移动1个步距，分别得到A_i′和B_i′，将A_i′和B_i′存表，H_i=距离H₀的距离，建立一个表 H_i=f（A_i′-B_i′），由A_i与B_i的相差值，查表求得H_i；

（2）查表快速对焦移位：

（2.1）点亮光源A和光源B，摄像单元C进行拍照，系统读取图像信息，判断光源A与点像A′以及光源B与点像B′是否在同一侧；

（2.2）若不在同一侧，向上快速移动H_i=f（A_i′-B_i′），H_i根据查表f（A_i′-B_i′）得知；若在同一侧，向下快速移动H_i=f（A_i′-B_i′），H_i根据查表f（A_i′-B_i′）得知；若点像A′与点像B′重合，无需移动；

（2.3）若A_i-B_i不在表上，但介于（A_k+1-B_k+1）和（A_k-B_k）之间，则依据内差法计算出H_i的位置。

作为一种优选方案，所述光源A为绿色激光光源，该光源B为红色激光光源。

作为一种优选方案，所述点像A′和点像B′均采用重心法求取中心位置。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过设置光源A和光源B，光源A和光源B发出的灯光颜色不同，光源A和光源B均朝向摄像单元C的焦距点照射并在待测物D上分别对应产生点像A′和点像B′，通过获取点像A′和点像B′的位置即可快速进行对焦，有效提高了对焦效率，并且成本低，操作简便。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例待测物D位于焦距上的示意图；

图2是本发明之较佳实施例待测物D远离焦距的示意图；

图3是本发明之较佳实施例待测物D近过焦距的示意图；

图4是本发明之较佳实施例找函数H_i=f（A_i′-B_i′）列表的示意图；

图5是本发明之较佳实施例的建表流程示意图；

图6是本发明之较佳实施例的查表流程示意图。

具体实施方式

本发明解释了一种快速对焦测量方法，在摄像单元C的两对称侧分别设置至少光源A和光源B，光源A和光源B发出的灯光颜色不同，且光源A和光源B均朝向摄像单元C的焦距点照射并在待测物D上分别对应产生点像A′和点像B′；当对焦时，点像A′和点像B′重叠；当待测物D远离焦距时，点像A′和点像B′分别位于摄像单元C的不同侧；当待测物D近过焦距时，光源A与点像A′位于摄像单元C的同一侧，光源B与点像B′位于摄像单元C的另一同一侧；由灯光颜色位置即可直接判断摄像单元C距离待测物D是过近还是过远，通过人眼也很容易观察。所述光源A为绿色激光光源，该光源B为红色激光光源，以增加对比度，不以为限。采用两个光源的好处在于：首先，易于人工判断，两个光源的中心就是待测物的位置；其次，对焦精度会更高。当然，光源不限于只有两个，也可以为多个或一个。

具体方法包括有以下步骤：

（1）找出函数H_i=f（A_i′-B_i′）的列表并存入系统中：

（1.1）开启光源A和光源B，调整焦距，对焦后，摄像单元C与待测物D之间的距离d=焦距d_f，调整光源A和光源B使其对应的点像A′和点像B′重叠，归零，即H₀= f（A_i′-B_i′）= f（A₀′-B₀′）。所述点像A′和点像B′均采用重心法求取中心位置。

（1.2）将摄像单元C、光源A和光源B向上移动，每移动1个步距（H₁、H₂……H_i），分别得到A_i′和B_i′，将A_i′和B_i ′存表，H_i=距离H₀的距离，建立一个表 H_i=f（A_i′-B_i′），由A_i′与B_i′的相差值（A_i′-B_i′=R_i），查表求得H_i。

如图4所示，建立如下列表：

（2）查表快速对焦移位：

（2.1）点亮光源A和光源B，摄像单元C进行拍照，系统读取图像信息，判断光源A与点像A′以及光源B与点像B′是否在同一侧；当R_i＜0时，表示摄像单元C离待测物太远，需要靠近工作面移动，当R_i＞0时，表示摄像单元C离待测物太近，需要远离工作面移动。

（2.2）若不在同一侧，R_i＞0，向上快速移动H_i=f（A_i′-B_i′），H_i根据查表f（A_i′-B_i′）得知；若在同一侧，R_i＜0，向下快速移动H_i=f（A_i′-B_i′），H_i根据查表f（A_i′-B_i′）得知；若点像A′与点像B′重合，无需移动。若R′= R_k，k为整数，查表R_k相对应H_k就是要移动的距离，机台Z轴对焦一次性移动到对焦处；若查表R′介于R_i和R_i+1之间，使用等比方式或多项式方式等进行计算获得要移动的距离值。

本发明的设计重点在于：通过设置光源A和光源B，光源A和光源B发出的灯光颜色不同，光源A和光源B均朝向摄像单元C的焦距点照射并在待测物D上分别对应产生点像A′和点像B′，通过获取点像A′和点像B′的位置即可快速进行对焦，有效提高了对焦效率，并且成本低，操作简便。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种快速对焦测量方法，其特征在于：在摄像单元C的两对称侧分别设置至少光源A和光源B，光源A和光源B发出的灯光颜色不同，且光源A和光源B均朝向摄像单元C的焦距点照射并在待测物D上分别对应产生点像A′和点像B′；当对焦时，点像A′和点像B′重叠；当待测物D远离焦距时，点像A′和点像B′分别位于摄像单元C的不同侧；当待测物D近过焦距时，光源A与点像A′位于摄像单元C的同一侧，光源B与点像B′位于摄像单元C的另一同一侧；由灯光颜色位置即可直接判断摄像单元C距离待测物D是过近还是过远；包括有以下步骤：

（1）找出函数H_i=f（A_i′-B_i′）的列表并存入系统中：

（1.2）将摄像单元C、光源A和光源B向上移动，每移动1个步距，分别得到A_i和B_i，将A_i和B_i存表，H_i=距离H₀的距离，建立一个表 H_i=f（A_i′-B_i′），由A_i′与B_i′相差值，查表求得H_i；

（2）查表快速对焦移位：

2.根据权利要求1所述的一种快速对焦测量方法，其特征在于：所述光源A为绿色激光光源，该光源B为红色激光光源。

3.根据权利要求1所述的一种快速对焦测量方法，其特征在于：所述点像A′和点像B′均采用重心法求取中心位置。