CN112653810B - 重载设备和基于重载设备的聚焦方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种重载设备和基于重载设备的聚焦方法，该重载设备包括：主控芯片、热成像聚焦单片机以及热成像镜头，热成像镜头内置聚焦电机、编码器和光电开关，热成像聚焦单片机与主控芯片、聚焦电机、编码器以及光电开关分别连接。和现有技术相比，采用编码器代替电位器，由于编码器的性能优于电位器，提高了聚焦效果。

Description

重载设备和基于重载设备的聚焦方法

技术领域

本申请涉及安防监控技术领域，尤其涉及一种重载设备和基于重载设备的聚焦方法。

背景技术

在安防监控场景中，重载设备通常采用爬坡算法实现自动聚焦，即控制聚焦电机来回拉动，并利用清晰度评价函数在电机来回拉动过程中记录电机在各个位置时画面对应的清晰度评价值，从而获取最大清晰度评价值对应的电机位置，最终控制聚焦电机移动至此位置，从而完成聚焦动作。

目前，重载设备的电机位置通常采用电位器来记录，具体地，在聚焦过程中，电机的移动会通过齿轮带动电位器阻值的变化，通过相应的转换电路将电位器阻值转换成电压值、通过模数采样获取电压采样值，该电压采样值用于反馈聚焦电机的位置。

然而，由于电位器易于失效、使用寿命的限制、易于发生阻值跳变现象以及低温适应性差等异常情况，导致重载设备自动聚焦失败、产生虚焦。

发明内容

本申请提供一种重载设备和基于重载设备的聚焦方法，采用编码器代替电位器，由于编码器的性能优于电位器，提高了聚焦效果。

本申请实施例提供一种重载设备，包括：

主控芯片、热成像聚焦单片机以及热成像镜头，所述热成像镜头内置聚焦电机、编码器和光电开关；

所述热成像聚焦单片机与所述主控芯片、所述聚焦电机、所述编码器以及所述光电开关分别连接；

所述编码器用于获取所述聚焦电机的当前位置，并将所述当前位置发送给所述热成像聚焦单片机，所述光电开关用于向所述热成像聚焦单片机发送所述聚焦电机的初始位置；所述热成像聚焦单片机用于接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并将所述聚焦电机的当前位置和初始位置发送给所述主控芯片；所述主控芯片用于接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据所述聚焦电机的当前位置和初始位置向所述热成像聚焦单片机下发聚焦指令，相应的，所述热成像聚焦单片机用于接收所述聚焦指令，并根据所述聚焦指令控制所述聚焦电机运动。

在一种可能的实施中，所述重载设备还包括：

电机驱动芯片，所述电机驱动芯片与所述热成像聚焦单片机、所述聚焦电机分别连接；

所述电机驱动芯片用于给所述聚焦电机提供驱动电压。

在一种可能的实施中，所述重载设备还包括：

现场可编程逻辑门阵列FPGA和热成像机芯；

所述FPGA与所述热成像聚焦单片机、所述热成像机芯分别连接；

所述热成像机芯用于获取所述热成像镜头采集的图像，并将所述图像发送给所述FPGA，所述FPGA用于接收所述图像，并获取所述图像的清晰度评价值，将所述清晰度评价值发送给所述热成像聚焦单片机，所述热成像聚焦单片机用于根据所述清晰度评价值控制所述聚焦电机运动。

在一种可能的实施中，所述热成像镜头内置微控制单元MCU，所述MCU与所述热成像聚焦单片机连接；

所述MCU用于记录所述热成像镜头的批次信息，并将所述批次信息发送给所述热成像聚焦单片机。

在一种可能的实施中，所述重载设备还包括：

温度传感器，所述温度传感器设置在所述热成像镜头上，且与所述MCU连接；

所述温度传感器用于采集所述热成像设备镜头的温度，并将所述温度发送给所述MCU；所述MCU还用于将所述温度发送给所述热成像聚焦单片机，所述热成像聚焦单片机还用于将所述温度发送给所述主控芯片。

在一种可能的实施中，所述编码器为相对位置型编码器。

第二方面，本申请实施例提供一种基于重载设备的聚焦方法，包括：

编码器获取聚焦电机的当前位置，并将所述当前位置发送给热成像聚焦单片机，以及通过光电开关获取所述聚焦电机的初始位置，并将所述初始位置发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并将所述聚焦电机的当前位置和初始位置发送给所述主控芯片；

所述主控芯片接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据所述聚焦电机的当前位置和初始位置向所述热成像聚焦单片机下发聚焦指令；

所述热成像聚焦单片机接收所述聚焦指令，并根据所述聚焦指令控制所述聚焦电机运动。

在一种可能的实施中，所述方法还包括：

所述聚焦电机从电机驱动芯片获取驱动电压。

在一种可能的实施中，所述方法还包括：

热成像机芯获取热成像镜头采集的图像，并将所述图像发送给现场可编程逻辑门阵列FPGA；

所述FPGA接收所述图像，并获取所述图像的清晰度评价值，将所述清晰度评价值发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机根据所述清晰度评价值控制所述聚焦电机运动。

在一种可能的实施中，所述方法还包括：

微控制单元MCU将所述热成像镜头的批次信息发送给所述热成像聚焦单片机。

在一种可能的实施中，所述方法还包括：

温度传感器采集所述热成像设备镜头的温度，并将所述温度发送给所述MCU；

所述MCU将所述温度发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机将所述温度发送给所述主控芯片；

所述主控芯片根据所述温度、第一温度以及第一位置，获取位置偏移量，所述第一温度为预先定义的任一温度，所述第一位置为所述聚焦电机在第一温度下实现聚焦的位置；

所述主控芯片将所述位置偏移量发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机根据所述位置偏移量，控制所述聚焦电机运动。

本申请实施例提供的重载设备和基于重载设备的聚焦方法，该重载设备包括：主控芯片、热成像聚焦单片机以及热成像镜头，热成像镜头内置聚焦电机、编码器和光电开关，热成像聚焦单片机与主控芯片、聚焦电机、编码器以及光电开关分别连接，编码器用于获取所述聚焦电机的当前位置，并将当前位置发送给热成像聚焦单片机，光电开关用于向热成像聚焦单片机发送聚焦电机的初始位置，热成像聚焦单片机用于接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并将聚焦电机的当前位置和初始位置发送给主控芯片，主控芯片用于接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据聚焦电机的当前位置和初始位置向所述热成像聚焦单片机下发聚焦指令，相应的，热成像聚焦单片机用于接收聚焦指令，并根据聚焦指令控制聚焦电机运动。和现有技术相比，采用编码器代替电位器，由于编码器的性能优于电位器，提高了聚焦效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本申请一实施例提供的现有重载设备的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的重载设备的结构示意图；

图3是本申请另一实施例提供的重载设备的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的基于重载设备的聚焦方法的流程示意图；

图5是本申请另一实施例提供的基于重载设备的聚焦方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先对本申请所涉及的应用场景和专业术语进行介绍：

本申请实施例提供的重载设备，应用于安防监控场景中，示例性地，由于热成像镜头是反应物体表面温度而成像的设备，因此重载设备可以作为防火报警设备，在火灾发生初期，通过热成像镜头采集的图像可以快速有效地发现这些隐火，确定火灾的地点和范围，从而避免火灾进一步扩大。因此，在安防监控场景中使用重载设备时，通过聚焦功能实现图像的清晰显得极为重要。

自动聚焦：根据评价值曲线利用爬坡算法控制电机运动找到画面清晰时对应的电机位置，控制电机运动至清晰点所对应的电机位置实现聚焦。

清晰度评价值：用于表示画面清晰程度的一种评价方式，清晰度评价值越大表明画面的清晰程度越高，反之越低。

电机预置点动作：控制电机直接到达目标位置的一种电机控制方式。

温度补偿：热成像镜头随着温度的变化，会发生焦点偏移，导致原先聚焦清晰画面发生虚焦现象，基于此，进行温度补偿使得在当前温度下也实现画面的清晰聚焦。

图1是本申请一实施例提供的现有重载设备的结构示意图，如图1所示，现有重载设备包括：

主控芯片、热成像聚焦单片机、热成像镜头，热成像聚焦单片机与主控芯片、热成像镜头分别连接；

热成像镜头内置聚焦(focus)电机、倍率(zoom)电机、电位器、光电开关、限位开关以及限位杆(图中未示出)。

聚焦电机，用于运动以实现聚焦功能。

倍率电机，用于运动以实现调节倍率的功能。

电位器，数目为二，分别记录focus电机和zoom电机的当前位置，也称为电位器聚焦值，并将该focus电机和zoom电机的当前位置发送给热成像聚焦单片机，具体地，focus电机运动时通过齿轮带动电阻器阻值变化，通过相应的转化电路将电位器阻值转换为电压值、通过模数采样获取电压采样值，将该电压采样值作为电位器聚焦值，从而获取focus电机的当前位置，同样地，zoom电机的当前位置也是通过相同的方式获取的。

其中，该电位器可以为滑线变阻器，其工作原理是通过改变接入电路部分电阻线的长度来改变电阻的，从而逐渐改变电路中的电流的大小。

光电开关，数目为二，分别安装focus电机和zoom电机上，其位置为focus电机和zoom电机的初始位置，光电开关还可以将focus电机和zoom电机的初始位置发送给热成像聚焦单片机。

限位开关，数目为四，分别安装在focus电机的起始端和末端、zoom电机的起始端和末端，当focus电机齿轮动作时带动齿轮上的限位杆触碰到限位开关时，自动切断focus电机的驱动电路，使得focus电机齿轮停止运动，同样地，当zoom电机齿轮动作时带动齿轮上的限位杆触碰到限位开关时，自动切断zoom电机的驱动电路，使得zoom电机齿轮停止运动。

限位杆，数目为二，分别安装在focus电机的齿轮上和zoom电机的齿轮上。

热成像聚焦单片机，用于接收focus电机和zoom电机的初始位置和当前位置，并将其转发给主控芯片。

主控芯片，用于根据focus电机和zoom电机的初始位置和当前位置向热成像聚焦单片下发聚焦指令，以使热成像聚焦单片机控制focus电机和zoom电机运动。

在一种可能的实施中，现有重载设备还包括：

现场可编程逻辑门阵列FPGA、热成像机芯；

热成像机芯，与FPGA连接；用于获取热成像镜头采集的图像，并将该图像发送给FPGA。

FPGA，与热成像机芯、热成像聚焦单片机分别连接；用于接收热成像镜头采集的图像，并根据聚焦算法获取该图像的清晰度评价值，并将该清晰度评价值发送给热成像聚焦单片机。

热成像聚焦单片机，用于接收该图像的清晰度评价值，并根据该图像的清晰度评价值控制focus电机运动。

值得说明的是，根据该图像的清晰度评价值实现自动聚焦的具体实现过程如下：

热成像聚焦单片机控制focus电机运动，热成像机芯获取热成像镜头采集的图像，并将该图像发送给FPGA，那么在focus电机来回运动的过程中，FPGA采用清晰度评价函数能够获取电机在各个位置时图像对应的清晰度评价值，从而获取最大的清晰度评价值，并将最大的清晰度评价值发送给热成像聚焦单片机，热成像聚焦单片机获取最大的清晰度评价值对应的电机位置，控制focus电机运动至该电机位置。

在一种可能的实施中，现有重载设备还包括：

电机驱动芯片，与热成像聚焦单片机、focus电机和zoom电机分别连接；用于给focus电机提供驱动电压以及给zoom电机提供驱动电压。

其中，电机驱动芯片的型号可以为A3909。

但是现有的重载设备中，热成像设备不支持设置温度传感器，通常是基于腔体内或外置环境的温度传感器进行温度补偿。

值得说明的是，温度补偿的原理是：在聚焦清晰时，主控芯片记录一个基准值，包括focus电机的位置和温度T1，在热成像镜头随着温度的变化画面明显虚焦，且温度达到阈值，例如T2后，主控芯片根据基准focus电机位置、温度T1以及温度T2进行补偿，补偿值记为△focus，并将聚焦电机的位置在基准位置的基础上偏移△focus。关于温度补偿的具体描述与现有技术类似，在此不再赘述。

然而，现有的重载设备存在的缺陷如下：

电位器失效、电位器寿命有限、电位器在滑动过程中阻值易于跳变、在低温环境下，因润滑油凝固容易导致跳变，上述缺陷均会导致聚焦失败，其中跳变现象会导致自动聚焦过程搜索到的最大清晰度评价值对应的电机位置失真，从而导致自动聚焦虚焦。

并且，由于热成像镜头不支持设置温度传感器，基于腔体内或外置环境的温度传感器进行温度补偿，使得热成像镜头的温度存在偏差，影响温度补偿的效果。

另外，在热成像镜头安装出货后，无法直接获取到该热成像镜头的批次信息，需要通过生产订单来查询，不方便定位回溯热成像镜头的批次信息。

为了解决现有技术存在的问题，本申请提供了一种重载设备。下面以具体的实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2是本申请一实施例提供的重载设备的结构示意图，如图2所示，本申请实施例提供的重载设备包括：

主控芯片、热成像聚焦单片机以及热成像镜头，热成像镜头内置聚焦电机、编码器和光电开关。

热成像聚焦单片机与主控芯片、focus电机、编码器以及光电开关分别连接。

编码器用于获取focus电机的当前位置，并将当前位置发送给热成像聚焦单片机；

光电开关用于向热成像聚焦单片机发送focus电机的初始位置；

热成像聚焦单片机用于接收focus电机的当前位置和初始位置，并将focus电机的当前位置和初始位置发送给主控芯片；

主控芯片用于接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据聚焦电机的当前位置和初始位置向热成像聚焦单片机下发聚焦指令；

相应的，热成像聚焦单片机用于接收聚焦指令，并根据聚焦指令控制聚焦电机运动。

另外，本申请重载设备的热成像镜头还内置有zoom电机、限位开关以及限位杆，具体与现有重载设备的实现原理相同，在此不再赘述。

值得说明的是，由于本申请是为了实现聚焦，因此在本实施例中不对zoom电机作详细说明。可以理解，本实施例中的聚焦过程的是在倍率固定，即zoom电机的位置固定下实现的。

在一种可能的实施中，热成像聚焦单片机可以为STM32单片机，通过PWM方波实现对focus电机进行控制。

在一种可能的实施中，主控芯片通过通用异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，UART)将聚焦指令下发给热成像聚焦单片机，以及通过UART接收热成像聚焦单片机发送的数据。

在一种可能的实施中，热成像聚焦单片机输出脉冲宽度调制(Pulse widthmodulation，PWM)信号，focus电机由PWM信号控制进行运动。其中，focus电机支持正转、反转和停止，还支持速度调节，即PWM信号的占空比调节，以及预置点控制方式。

在一种可能的实施中，编码器为相对位置型编码器，focus电机运动时该编码器会输出方波脉冲，通过计数脉冲来表示focus电机的相对位置。编码器输出两组方波波形，根据波形的相位顺序判断focus电机正转、反转动作，正转时通过计数方波脉冲获取脉冲个数，在focus电机的初始位置上加上脉冲个数，反转时通过计数方波脉冲获取脉冲个数，在focus电机的初始位置上减去方波脉冲个数。另外，编码器输出的方波可以通过GPIO中断的方式进行脉冲计数，还可以根据STM32单片机外设进行脉冲计数。具体与现有技术中的实现类似，在此不再赘述。

在一种可能的实施中，由于热成像聚焦单片机输出的PWM信号较小，例如0.3v，而聚焦电机所需的电压为3v，本实施例的重载设备还包括：

电机驱动芯片，电机驱动芯片与热成像聚焦单片机、聚焦电机分别连接；

电机驱动芯片用于给focus电机提供驱动电压。其中电机驱动芯片的型号可以为A3909。

在一种可能的实施中，本申请的重载设备还包括：

现场可编程逻辑门阵列FPGA和热成像机芯，FPGA与热成像聚焦单片机、热成像机芯分别连接；

热成像聚焦单片机控制focus电机运动，热成像机芯获取热成像镜头采集的图像，并将该图像发送给FPGA，在focus电机来回运动的过程中，FPGA采用清晰度评价函数能够获取电机在各个位置时图像对应的清晰度评价值，从而获取最大的清晰度评价值，并将最大的清晰度评价值发送给热成像聚焦单片机，热成像聚焦单片机获取最大的清晰度评价值对应的电机位置，控制focus电机运动至该电机位置，从而实现了采用聚焦算法实现自动聚焦。其中，该聚焦算法为爬坡算法。

在一种可能的实施中，FPGA通过串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)接口将最大的清晰度评价值发送给热成像聚焦单片机。

本申请提供的重载设备还可以设计有显示屏，重载设备可以安装有对应的软件，以通过该软件对图像进行聚焦。

下面先对该软件可提供的聚焦模式进行介绍：

聚焦模式包括手动模式、半自动模式、自动模式。

1、手动聚焦模式：指手动调节软件界面上的focus+/-方式实现聚焦，即，对热成像镜头聚焦进行调近/调远操作。用户可以通过手动点击focus+/-实现对热成像镜头的聚焦操作。

2、半自动聚焦模式：支持手动调节focus+/-，与手动聚焦模式类似；支持外部触发的自动调节focus操作，即自动聚焦动作，目前支持的触发方式包括PT触发变焦、变倍触发变焦、模式切换触发聚焦、辅助聚焦按钮。

PT：指的是重载设备支持云台功能，手动控制云台的动作称为PT动作。

变倍：指的是热成像镜头支持变焦功能，即支持zoom变倍功能，调节zoom倍率的动作称为变倍。

聚焦模式切换：指的是重载设备支持三种聚焦模式的互相切换。

辅助聚焦按钮，指的是软件界面上支持“辅助聚焦”的按钮。

3、自动聚焦模式：不支持手动调节focus+/-；支持自动触发的自动调节focus操作，即自动聚焦动作。

另外，基于对聚焦模式的描述，调焦软件还提供了三种聚焦方式，分别为手动方式、预置点方式、自动聚焦方式。

1、手动方式：手动调focus、zoom的操作。

手动调focus包括调焦+(Near)、调焦-(Far)、调焦停(stop)；手动调zoom包括变倍+(Tele)/变倍-(Wide)、变倍停(stop)。

2、预置点方式：包括单独调focus、zoom以及同时调focus和zoom的预置点动作。

3、自动聚焦方式：包括半自动方式和自动方式。

半自动方式：即外部触发方式，包括PT触发变焦、变倍触发变焦、模式切换触发聚焦、辅助聚焦按钮。

自动方式：聚焦算法，即爬坡算法自动判断是否触发自动聚焦动作。

这样，根据focus电机的当前位置和初始位置，在操作界面上进行对应的聚焦操作、向热成像聚焦单片机下发聚焦指令，从而实现对图像的聚焦。

本实施例的关键在于，采用编码器代替电位器，编码器可以长时间使用时不易失效、寿命长、不会出现跳变、耐低温，因此聚焦效果好。

本实施例提供的重载设备，包括：主控芯片、热成像聚焦单片机以及热成像镜头，热成像镜头内置聚焦电机、编码器和光电开关，热成像聚焦单片机与主控芯片、聚焦电机、编码器以及光电开关分别连接，编码器用于获取所述聚焦电机的当前位置，并将当前位置发送给热成像聚焦单片机，光电开关用于向热成像聚焦单片机发送聚焦电机的初始位置，热成像聚焦单片机用于接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并将聚焦电机的当前位置和初始位置发送给主控芯片，主控芯片用于接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据聚焦电机的当前位置和初始位置向所述热成像聚焦单片机下发聚焦指令，相应的，热成像聚焦单片机用于接收聚焦指令，并根据聚焦指令控制聚焦电机运动。和现有技术相比，采用编码器代替电位器，由于编码器的性能优于电位器，提高了聚焦效果。

在上述实施例的基础上，图3是本申请另一实施例提供的重载设备的结构示意图，如图3所示，本实施例的重载设备还包括：

温度传感器，温度传感器设置在热成像镜头上，且与MCU连接；

温度传感器用于采集热成像设备镜头的温度，并将温度发送给MCU；MCU还用于将温度发送给热成像聚焦单片机，热成像聚焦单片机还用于将温度发送给主控芯片。

其中，热成像镜头内置微控制单元MCU，MCU与热成像聚焦单片机连接；

MCU用于记录热成像镜头的批次信息，例如生产日期、序列号、生产地点等，并将批次信息发送给热成像聚焦单片机；相应的，热成像聚焦单片机将批次信息发送给主控芯片，从而通过对应的软件应用查看该热成像镜头的批次信息。

其中，热成像聚焦单片机将热成像镜头的温度发送给主控芯片后，主控芯片还可以根据该温度、第一温度、第一位置对热成像设备进行温度补偿，第一温度为预先定义的任一温度，第一位置为聚焦电机在第一温度下实现聚焦的位置，也就是说，主控芯片预先保存在第一温度下最清晰画面时聚焦电机的第一位置，关于温度补偿的具体描述与现有技术类似，在此不再赘述。本实施例中温度传感器设置在热成像镜头上，和现有技术相比，热成像镜头的温度更准确，温度补偿效果越好。

当然，在聚焦过程中热成像设备的各个器件有可能出现异常，本实施例中为了排查热成像镜头中各个器件的异常原因，聚焦系统还提供了错误码的类型，示例性地，表1提供了一些错误码的参考说明。

错误码	异常现象	描述
			0x01	光电开关异常	focus电机/zoom电机初始化过程未找到光电开关
0x02	编码器反馈异常	focus电机/zoom电机动作过程未接收到编码器输出波形
			0x03	温度传感器异常	镜头内置温度传感器反馈的温度值异常，不在正常返回值范围内
0x04	镜头内置MCU异常	设备上电过程与镜头内置MCU握手过程失败

表1

当然，表1只是示例性地说明一些异常，在实际应用过程中，包括但不限于以上异常情况。

下面结合图4、图5方法实施例对本申请的技术方法进行说明。

图4是本申请一实施例提供的基于重载设备的聚焦方法的流程示意图，如图4所示，本实施例提供的基于重载设备的聚焦方法的执行主体为图2-图3所述的重载设备，该方法包括如下步骤：

S101、编码器获取聚焦电机的当前位置，并将当前位置发送给热成像聚焦单片机，以及通过光电开关获取聚焦电机的初始位置，并将初始位置发送给热成像聚焦单片机。

本实施例中，采用编码器获取聚焦电机的当前位置，采用光电开关的位置作为聚焦电机的初始位置，并将当前位置和初始位置发送给热成像聚焦单片机。采用编码器代替电位器，编码器可以长时间使用时不易失效、寿命长、不会出现跳变、耐低温，因此聚焦效果好。

S102、热成像聚焦单片机接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并将聚焦电机的当前位置和初始位置发送给主控芯片。

S103、主控芯片接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据聚焦电机的当前位置和初始位置向热成像聚焦单片机下发聚焦指令。

热成像聚焦单片机接收聚焦电机的当前位置和初始位置，并将聚焦电机的当前位置和初始位置发送给主控芯片，主控芯片根据聚焦电机的当前位置和初始位置向热成像聚焦单片机下发聚焦指令，其中聚焦指令的下发过程参照图2实施例中的相关描述，在此不再赘述。

S104、热成像聚焦单片机接收聚焦指令，并根据聚焦指令控制所述聚焦电机运动。

热成像聚焦单片机接收该聚焦指令，并根据聚焦指令控制聚焦电机运行，从而实现了对聚焦电机的控制。

在一种可能的实施中，所述方法还包括：

所述聚焦电机从电机驱动芯片获取驱动电压。

在一种可能的实施中，所述方法还包括：

热成像机芯获取热成像镜头采集的图像，并将图像发送给现场可编程逻辑门阵列FPGA。

FPGA接收图像，并根据聚焦算法获取图像的清晰度评价值，将清晰度评价值发送给热成像聚焦单片机。

热成像聚焦单片机根据清晰度评价值控制聚焦电机运动。

在一种可能的实施中，所述方法还包括：

微控制单元MCU将热成像镜头的批次信息发送给热成像聚焦单片机。

本实施例中，采用MCU记录热成像镜头的批次信息，包括生产日期、序列号、生产地点等，这样，MCU可以通过UART串口将该批信息发送给热成像聚焦单片机，热成像聚焦单片机可以将该批次信息转发给主控芯片，从而可以通过对应的软件应用进行查看。和现有技术相比，便于定位回溯。

本实施例提供的方法适用于图2-图3所示的重载设备，其执行方式和有益效果与图2-图3所示实施例类似，在这里不再赘述。

图5是本申请另一实施例提供的基于重载设备的聚焦方法的流程示意图，如图5所示，本实施例提供的基于重载设备的聚焦方法的执行主体为图2-图3所述的重载设备，该方法还包括如下步骤：

S201、温度传感器采集热成像设备镜头的温度，并将温度发送给所述MCU。

S202、MCU将温度发送给热成像聚焦单片机。

S203、热成像聚焦单片机将温度发送给主控芯片。

S204、主控芯片根据温度、第一温度以及第一位置，获取位置偏移量，第一温度为预先定义的任一温度，第一位置为聚焦电机在第一温度下实现聚焦的位置。

S205、主控芯片将位置偏移量发送给热成像聚焦单片机。

S206、热成像聚焦单片机根据位置偏移量，控制聚焦电机运动。

本实施例中，温度传感器设置在热成像镜头上，和现有技术通过腔体内的温度传感器或外置环境的温度传感器采集的镜头温度相比更准确，温度补偿效果越好。

本实施例提供的方法适用于图2-图3所示的重载设备，其执行方式和有益效果与图2-图3所示实施例类似，在这里不再赘述。

本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，所述计算机可读存储介质设置在重载设备中，当该存储介质中的指令在重载设备中运行时，使得该重载设备执行上述基于重载设备的聚焦方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (9)

1.一种重载设备，其特征在于，包括：主控芯片、热成像聚焦单片机以及热成像镜头，所述热成像镜头内置聚焦电机、编码器和光电开关；

所述热成像聚焦单片机与所述主控芯片、所述聚焦电机、所述编码器以及所述光电开关分别连接；

所述编码器用于获取所述聚焦电机的当前位置，并将所述当前位置发送给所述热成像聚焦单片机，所述光电开关用于向所述热成像聚焦单片机发送所述聚焦电机的初始位置；所述热成像聚焦单片机用于接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并将所述聚焦电机的当前位置和初始位置发送给所述主控芯片；所述主控芯片用于接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据所述聚焦电机的当前位置和初始位置向所述热成像聚焦单片机下发聚焦指令，相应的，所述热成像聚焦单片机用于接收所述聚焦指令，并根据所述聚焦指令控制所述聚焦电机运动；

所述热成像镜头内置微控制单元MCU，所述MCU与所述热成像聚焦单片机连接；

所述MCU用于记录所述热成像镜头的批次信息，并将所述批次信息发送给所述热成像聚焦单片机。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述重载设备还包括：

电机驱动芯片，所述电机驱动芯片与所述热成像聚焦单片机、所述聚焦电机分别连接；

所述电机驱动芯片用于给所述聚焦电机提供驱动电压。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述重载设备还包括：

现场可编程逻辑门阵列FPGA和热成像机芯；

所述FPGA与所述热成像聚焦单片机、所述热成像机芯分别连接；

所述热成像机芯用于获取所述热成像镜头采集的图像，并将所述图像发送给所述FPGA，所述FPGA用于接收所述图像，并获取所述图像的清晰度评价值，将所述清晰度评价值发送给所述热成像聚焦单片机，所述热成像聚焦单片机用于根据所述清晰度评价值控制所述聚焦电机运动。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述重载设备还包括：

温度传感器，所述温度传感器设置在所述热成像镜头上，且与所述MCU连接；

所述温度传感器用于采集所述热成像设备镜头的温度，并将所述温度发送给所述MCU；所述MCU还用于将所述温度发送给所述热成像聚焦单片机，所述热成像聚焦单片机还用于将所述温度发送给所述主控芯片。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述编码器为相对位置型编码器。

6.一种基于重载设备的聚焦方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的重载设备，包括：

编码器获取聚焦电机的当前位置，并将所述当前位置发送给热成像聚焦单片机，以及通过光电开关获取所述聚焦电机的初始位置，并将所述初始位置发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并将所述聚焦电机的当前位置和初始位置发送给所述主控芯片；

所述主控芯片接收所述聚焦电机的当前位置和初始位置，并根据所述聚焦电机的当前位置和初始位置向所述热成像聚焦单片机下发聚焦指令；

所述热成像聚焦单片机接收所述聚焦指令，并根据所述聚焦指令控制所述聚焦电机运动；

微控制单元MCU用于记录所述热成像镜头的批次信息，并将所述热成像镜头的批次信息发送给所述热成像聚焦单片机。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述聚焦电机从电机驱动芯片获取驱动电压。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

热成像机芯获取热成像镜头采集的图像，并将所述图像发送给现场可编程逻辑门阵列FPGA；

所述FPGA接收所述图像，并获取所述图像的清晰度评价值，将所述清晰度评价值发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机根据所述清晰度评价值控制所述聚焦电机运动。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

温度传感器采集所述热成像设备镜头的温度，并将所述温度发送给所述MCU；

所述MCU将所述温度发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机将所述温度发送给所述主控芯片；

所述主控芯片根据所述温度、第一温度以及第一位置，获取位置偏移量，所述第一温度为预先定义的任一温度，所述第一位置为所述聚焦电机在所述第一温度下实现聚焦的位置；

所述主控芯片将所述位置偏移量发送给所述热成像聚焦单片机；

所述热成像聚焦单片机根据所述位置偏移量，控制所述聚焦电机运动。

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