CN110375582B - 一种基于视觉信息的激光瞄镜及调焦变倍方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于视觉信息的激光瞄镜，其特征在于，包括图像采集模块、图像处理模块、服务器模块、驱动模块、调焦镜模块；还提供了基于视觉信息的调焦变倍方法。本发明的有益效果为：利用视觉信息进行自动调焦变倍，不仅物理空间占用紧凑，缩短了光学部件和电学部件的连接导线距离，减小了线路寄生效应，还提高了远距离目标瞄准的精度和准确性，将光信号和电信号处理技术融合在一起，大大降低了产品成本和体积。
Description
技术领域
本发明涉及视觉控制激光瞄准领域，具体涉及一种基于视觉信息的激光瞄镜及调焦变倍方法。
背景技术
激光广泛应用于生产生活的各个方面，在枪瞄系统中的激光瞄准技术目前只掌握在西方少数几家公司手中，但其技术原理复杂，生产出的激光枪瞄体积和重量超标，实际瞄准范围窄，目镜和物镜放大倍数固定，影响远距离目标精确瞄准。
目前公开销售的带激光瞄准功能的枪瞄系统物镜与目镜放大倍数固定，针对不同距离的目标瞄准过程较为复杂，难以精确快速的完成瞄准过程，针对当前激光瞄镜难以完成自动调焦变倍，调焦过程复杂等缺点，设计了首款基于视觉信息的激光瞄镜，大大提高了枪械的瞄准速度和瞄准精度。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于视觉信息的激光瞄镜及调焦变倍方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
本发明提供了一种基于视觉信息的激光瞄镜，其特征在于，包括图像采集模块、图像处理模块、服务器模块、驱动模块、调焦镜模块；
所述图像采集模块用于采集使用所述激光瞄镜的使用者的瞳孔图像,及使用所述激光瞄镜过程中的视野中的目标物图像；
所述图像处理模块用于处理采集到的瞳孔图像及目标物图像，得到处理结果，所述处理结果包括瞳孔数据及目标物数据；
所述服务器模块用于根据所述图像处理模块处理得到的处理结果计算调焦变倍指令；
所述驱动模块用于根据所述服务器模块得到的调焦变倍指令进行分区驱动；
所述调焦镜模块包括多组调焦镜，用于在所述驱动模块分区驱动下调整调焦镜，进行自动调焦变倍。
本发明还提供了基于视觉信息的调焦变倍方法，其特征在于，包括：
S1所述激光瞄镜利用所述图像采集模块对使用所述激光瞄镜的使用者的瞳孔图像进行采集，并对使用所述激光瞄镜过程中的视野中的目标物图像进行采集，得到瞳孔图像及目标物图像；
S2所述激光瞄镜利用所述图像处理模块对瞳孔图像及目标物图像进行处理，得到处理结果，所述处理结果包括瞳孔数据及目标物数据；
S3所述激光瞄镜利用所述服务器模块对所述图像处理模块得到的处理结果进行分析计算，得到调焦变倍指令；
S4所述激光瞄镜利用所述驱动模块根据所述调焦变倍指令进行分区驱动；
S5所述激光瞄镜中的所述调焦镜模块根据所述驱动模块的分区驱动，对各调焦镜进行对应调整，完成调焦变倍指令。
本发明的有益效果是：通过一种基于视觉信息的激光瞄镜及调焦变倍方法完成自动调焦变倍，整个调焦变倍过程无需其它的辅助动作，避免了手指触动，提高了使用所述激光瞄镜的外设的使用速度及稳定性，根据瞳孔图像及目标物图像进行自动调焦变倍，不仅物理空间占用紧凑，缩短了光学部件和电学部件的连接导线距离，减小了线路寄生效应，还提高了远距离目标瞄准的精度和准确性，将光信号和电信号处理技术融合在一起，大大降低了产品成本和体积。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的装置结构示意图；图2是本发明的方法示意图；
附图标记：
激光瞄镜1、图像采集模块101、图像处理模块102、服务器模块103、驱动模块104、调焦镜模块105；S1、S2、S3、S4、S5。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本实施例的一种基于视觉信息的激光瞄镜1，包括图像采集模块101、图像处理模块102、服务器模块103、驱动模块104、调焦镜模块105。
所述图像采集模块101用于采集使用所述激光瞄镜1的使用者的瞳孔图像,及使用所述激光瞄镜过程中的视野中的目标物图像；
所述图像处理模块102用于处理采集到的瞳孔图像及目标物图像，得到处理结果，所述处理结果包括瞳孔数据及目标物数据；
所述服务器模块103用于根据所述图像处理模块102处理得到的处理结果计算调焦变倍指令；
所述驱动模块104用于根据所述服务器模块103得到的调焦变倍指令进行分区驱动；
所述调焦镜模块105包括多组调焦镜，用于在所述驱动模块104分区驱动下调整调焦镜，进行自动调焦变倍。
参见图2，本实施例还提供了基于视觉信息的调焦变倍方法，其特征在于，包括：
S1所述激光瞄镜1利用所述图像采集模块101对使用所述激光瞄镜1的使用者的瞳孔图像进行采集，并对使用所述激光瞄镜1过程中的视野中的目标物图像进行采集，得到瞳孔图像及目标物图像；
S2所述激光瞄镜1利用所述图像处理模块102对瞳孔图像及目标物图像进行处理，得到处理结果，所述处理结果包括瞳孔数据及目标物数据；
S3所述激光瞄镜1利用所述服务器模块103对所述图像处理模块102得到的处理结果进行分析计算，得到调焦变倍指令；
S4所述激光瞄镜1利用所述驱动模块104根据所述调焦变倍指令进行分区驱动；
S5所述激光瞄镜1中的所述调焦镜模块105根据所述驱动模块104的分区驱动，对各调焦镜进行对应调整，完成调焦变倍指令。
本实施例通过一种基于视觉信息的激光瞄镜及调焦变倍方法完成自动调焦变倍，整个调焦变倍过程无需其它的辅助动作，避免了手指触动，提高了使用所述激光瞄镜的外设的使用速度及稳定性，根据瞳孔图像及目标物图像进行自动调焦变倍，不仅物理空间占用紧凑，缩短了光学部件和电学部件的连接导线距离，减小了线路寄生效应，还提高了远距离目标瞄准的精度和准确性，将光信号和电信号处理技术融合在一起，大大降低了产品成本和体积。
优选的，所述图像采集模块101包括目镜采集子模块、物镜采集子模块、综合处理子模块；
所述目镜采集子模块用于对目镜处使用者的瞳孔进行一定频率a的图像采集，得到瞳孔图像；
所述物镜采集子模块用于对物镜处视野中的目标物进行一定频率a的图像采集，得到目标物图像；
所述综合处理子模块用于对瞳孔图像及目标物图像进行时序标定，并打包发送至所述图像处理模块102。
本优选实施例通过所述图像处理子模块101对使用者瞳孔及视野中的目标物进行图像采集，使所述激光瞄镜1基于视觉信息进行自动调焦变倍，对使用者瞳孔及目标物进行图像采集可以从使用者瞳孔是否已凝定和视野中目标物图像是否已清晰来判断是否需要进行自动调焦变倍，高效精确。
优选的，所述图像处理模块102包括第一处理子模块、第二处理子模块、处理结果子模块；
所述第一处理子模块用于对瞳孔图像进行处理，计算瞳孔图像中的瞳孔大小，及多帧瞳孔图像的瞳孔凝定时间，得到瞳孔数据，包括当前瞳孔大小及瞳孔凝定时间；
所述第二处理子模块用于对目标物图像进行处理，计算目标物图像中的图像清晰度值，得到目标物数据，包括当前目标物清晰度；
所述处理结果子模块用于将第一处理子模块得到的瞳孔数据及第二处理子模块得到的目标物数据进行时序标定得到处理结果，并打包发送至所述服务器模块103。
本优选实施例通过所述图像处理模块102对采集到的瞳孔图像及目标物图像进行处理，得到瞳孔数据及目标物数据，便于后续模块进行自动调焦变倍指令的计算，基于视觉信息进行调焦变倍过程中调焦镜调整指令的计算，更加精确，缩短调焦变倍的时间，提高效率。
优选的，所述服务器模块103用于将所述图像处理模块102处理所得的处理结果进行调焦变倍计算，得到调焦变倍指令：
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需正转角度；
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需反转角度；
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需向目镜方向移动距离；
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需向物镜方向移动距离；
综合上述计算所得角度及距离得到所述驱动模块中驱动电机的调焦变倍指令。
优选的，所述驱动模块104用于利用驱动电机根据所述调焦变倍指令对所述调焦镜模块105进行分区驱动；
所述调焦镜模块105包括第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜，根据所述驱动模块执行的分区驱动，所述第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜分别进行对应移动，完成调焦变倍指令。
本优选实施例通过所述服务器模块103、所述驱动模块104、所述调焦模块105进行自动调焦变倍，生成并执行调焦变倍指令，实现了基于视觉信息对所述激光瞄镜进行自动调焦变倍，计算所得调焦变倍指令经驱动模块对调焦镜模块进行调焦镜的调节，无需其他操作，自动在瞄准过程中完成调焦变倍，解决了所述激光瞄镜瞄准范围窄的问题，精确高效。
优选的，所述S1具体可以通过以下操作来实现：
(1)所述图像采集模块101利用所述目镜采集子模块对目镜处使用者的瞳孔进行一定频率a的图像采集，得到瞳孔图像；
(2)所述图像采集模块101利用所述物镜采集子模块对物镜处视野中的目标物进行一定频率a的图像采集，得到目标物图像；
(3)所述图像采集模块101利用所述综合处理子模块对瞳孔图像及目标物图像进行时序标定，并打包发送至所述图像处理模块102。
本优选实施例通过对所述图像采集模块101的操作过程的详细描述，说明了基于视觉信息的激光瞄镜在自动调焦变倍过程中依赖的基础为采集到的瞳孔图像及目标物图像，无需手动调节或其他辅助动作，在瞄准过程中即可自动调焦变倍。
优选的，所述S2中具体可以通过以下操作来实现：
(1)所述图像处理模块102利用所述第一处理子模块用于对瞳孔图像进行处理，计算瞳孔图像中的瞳孔大小，及多帧瞳孔图像的瞳孔凝定时间，得到瞳孔数据，包括当前瞳孔大小及瞳孔凝定时间；
(2)所述图像处理模块102利用所述第二处理子模块用于对目标物图像进行处理，计算目标物图像中的图像清晰度值，得到目标物数据，包括当前目标物清晰度；
(3)所述图像处理模块102利用所述处理结果子模块用于将第一处理子模块得到的瞳孔数据及第二处理子模块得到的目标物数据进行时序标定得到处理结果，并打包发送至所述服务器模块103。
本优选实施例详述了所述图像处理模块102对瞳孔图像及目标物图像的处理过程，说明了基于视觉信息将图像信息转变为数据信息，再转变为自动调焦变倍的调焦变倍指令，从而完成瞄准过程中由于目标物距离不同，大小不同，环境不同等情况所需的调焦变倍过程，根据瞳孔图像中的瞳孔大小及凝定时间，目标物图像中的目标物清晰度即可计算得出调焦变倍指令，对调焦镜进行分区驱动，完成自动调焦变倍，高效精确。
优选的，所述S5具体可以通过以下一种或几种操作的组合来实现：
(1)所述调焦镜模块105包括第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜，根据所述驱动模块执行的分区驱动指令，所述第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜分别进行对应移动，完成调焦变倍指令；
(2)所述调焦镜模块105通过滑轨及螺杆调整所述调焦镜。
本优选实施例通过对基于视觉信息的调焦变倍方法的操作步骤的详述，说明了整个调焦变倍过程无需其它的辅助动作，避免了手指触动，提高了使用所述激光瞄镜的外设的使用速度及稳定性，根据瞳孔图像及目标物图像进行自动调焦变倍，不仅物理空间占用紧凑，缩短了光学部件和电学部件的连接导线距离，减小了线路寄生效应，还提高了远距离目标瞄准的精度和准确性，将光信号和电信号处理技术融合在一起，大大降低了产品成本和体积。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (2)
1.一种基于视觉信息的激光瞄镜，其特征在于，包括图像采集模块、图像处理模块、服务器模块、驱动模块、调焦镜模块；
所述图像采集模块用于采集使用所述激光瞄镜的使用者的瞳孔图像,及使用所述激光瞄镜过程中的视野中的目标物图像；
所述图像处理模块用于处理采集到的瞳孔图像及目标物图像，得到处理结果，所述处理结果包括瞳孔数据及目标物数据；
所述服务器模块用于根据所述图像处理模块处理得到的处理结果计算调焦变倍指令；
所述驱动模块用于根据所述服务器模块得到的调焦变倍指令进行分区驱动；
所述调焦镜模块包括多组调焦镜，用于在所述驱动模块分区驱动下调整调焦镜，进行自动调焦变倍；
所述图像采集模块包括目镜采集子模块、物镜采集子模块、综合处理子模块；
所述目镜采集子模块用于对目镜处使用者的瞳孔进行一定频率a的图像采集，得到瞳孔图像；
所述物镜采集子模块用于对物镜处视野中的目标物进行一定频率a的图像采集，得到目标物图像；
所述综合处理子模块用于对瞳孔图像及目标物图像进行时序标定，并打包发送至所述图像处理模块；
所述图像处理模块包括第一处理子模块、第二处理子模块、处理结果子模块；
所述第一处理子模块用于对瞳孔图像进行处理，计算瞳孔图像中的瞳孔大小，及多帧瞳孔图像的瞳孔凝定时间，得到瞳孔数据，包括当前瞳孔大小及瞳孔凝定时间；
所述第二处理子模块用于对目标物图像进行处理，计算目标物图像中的图像清晰度值，得到目标物数据，包括当前目标物清晰度；
所述处理结果子模块用于将第一处理子模块得到的瞳孔数据及第二处理子模块得到的目标物数据进行时序标定得到处理结果，并打包发送至所述服务器模块；
所述服务器模块用于将所述图像处理模块处理所得的处理结果进行调焦变倍计算，得到调焦变倍指令：
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需正转角度；
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需反转角度；
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需向目镜方向移动距离；
根据处理结果计算当前瞄准过程调焦镜所需向物镜方向移动距离；
综合上述计算所得角度及距离得到所述驱动模块中驱动电机的调焦变倍指令；
所述驱动模块用于利用驱动电机根据所述调焦变倍指令对所述调焦镜模块进行分区驱动；
所述调焦镜模块包括第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜，根据所述驱动模块执行的分区驱动，所述第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜分别进行对应移动，完成调焦变倍指令。
2.基于视觉信息的调焦变倍方法，其特征在于，包括：
一种基于视觉信息的激光瞄镜，包括图像采集模块、图像处理模块、服务器模块、驱动模块、调焦镜模块，
S1所述激光瞄镜利用所述图像采集模块对使用所述激光瞄镜的使用者的瞳孔图像进行采集，并对使用所述激光瞄镜过程中的视野中的目标物图像进行采集，得到瞳孔图像及目标物图像；
S2所述激光瞄镜利用所述图像处理模块对瞳孔图像及目标物图像进行处理，得到处理结果，所述处理结果包括瞳孔数据及目标物数据；
S3所述激光瞄镜利用所述服务器模块对所述图像处理模块得到的处理结果进行分析计算，得到调焦变倍指令；
S4所述激光瞄镜利用所述驱动模块根据所述调焦变倍指令进行分区驱动；
S5所述激光瞄镜中的所述调焦镜模块根据所述驱动模块的分区驱动，对各调焦镜进行对应调整，完成调焦变倍指令；
所述S1具体通过以下操作来实现：
所述图像采集模块包括目镜采集子模块、物镜采集子模块、综合处理子模块；
(1)所述图像采集模块利用所述目镜采集子模块对目镜处使用者的瞳孔进行一定频率a的图像采集，得到瞳孔图像；
(2)所述图像采集模块利用所述物镜采集子模块对物镜处视野中的目标物进行一定频率a的图像采集，得到目标物图像；
(3)所述图像采集模块利用所述综合处理子模块对瞳孔图像及目标物图像进行时序标定，并打包发送至所述图像处理模块；
所述S2中具体通过以下操作来实现：
所述图像处理模块包括第一处理子模块、第二处理子模块、处理结果子模块；
(1)所述图像处理模块利用所述第一处理子模块用于对瞳孔图像进行处理，计算瞳孔图像中的瞳孔大小，及多帧瞳孔图像的瞳孔凝定时间，得到瞳孔数据，包括当前瞳孔大小及瞳孔凝定时间；
(2)所述图像处理模块利用所述第二处理子模块用于对目标物图像进行处理，计算目标物图像中的图像清晰度值，得到目标物数据，包括当前目标物清晰度；
(3)所述图像处理模块利用所述处理结果子模块用于将第一处理子模块得到的瞳孔数据及第二处理子模块得到的目标物数据进行时序标定得到处理结果，并打包发送至所述服务器模块；
所述S5具体通过以下一种或几种操作的组合来实现：
(1)所述调焦镜模块包括第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜，根据所述驱动模块执行的分区驱动指令，所述第一调焦镜、第二调焦镜、第三调焦镜分别进行对应移动，完成调焦变倍指令；
(2)所述调焦镜模块通过滑轨及螺杆调整所述调焦镜。
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