CN113589465A - 一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统，用以解决现有的定焦镜头调焦方法操作难度大、效率低、占用人力多的技术问题。方法包括：视觉传感器与调试终端之间建立无线通信连接；其中，视觉传感器包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，驱动模组与运动模组之间传动配合，运动模组与定焦镜头螺纹连接；调试终端接收定焦镜头拍摄的实时视频流，并在实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，向视觉传感器发送控制信号；视觉传感器根据控制信号，控制驱动模组带动运动模组前后移动，以通过运动模组调整定焦镜头与图像传感器的距离，以将定焦镜头对准监拍目标；其中，视觉传感器还包括图像传感器。本申请通过上述方法实现了非接触式对焦。

Description

一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统

技术领域

本申请涉及微型智能视觉巡视技术领域，尤其涉及一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统。

背景技术

随着视觉传感技术与人工智能技术的发展，越来越多的地方通过大量布设分布式智能视觉传感器，实现低成本的图像采集及分析功能。

变电站或配电室内设备、仪表种类繁多，监拍目标大小各异，视觉传感器与被拍目标的间距从10cm～10m不等。为保证各类仪表、开关能够精准识别，视觉传感器需要具备不同焦距成像的能力。支持自动对焦的光学变倍摄像头虽然在性能上能够满足少数应用场景的要求，但体积大、造价高、功耗高，无法满足电池供电的微型视觉传感器的应用。并且，针对目标物体小、背景物体大，且背景物体与镜头远近距离各不相同的场景，自动对焦的摄像头的成像焦点往往不是真正的监拍目标。因此需要采用低成本、小体积的定焦镜头，通过人工调整、确认每台设备的焦点，确保指定目标能够清晰成像。

现有的调焦方法是通过拆卸机壳，插入数据线连接至PC端查看实时视频，手动旋转光学镜头模组进行对焦，待对焦基本清晰后，调整视觉传感器角度将其对准拍摄对象，再次微调镜头焦点，确保所拍对象成像清晰，调试完成合机装配。但是，现有的调焦方法存在以下缺点：

1.施工调试复杂，调焦操作难度较大，调试效率极低，项目施工周期长；

2.视觉传感器为适应不同安装环境，采用万向支架固定，在调试完成后的合机过程中，视觉传感器容易受力产生角度偏移，造成已调试好的视觉传感器镜头取景范围变动而需要重新调试；

3.对于部分需要安装在高位、偏僻、狭小位置的视觉传感器，需要多人配合进行调试，占用人力资源较多；

4.调试完成现场合机，因现场操作不便易出现合机不严，视觉传感器气密性下降，存在进水隐患。

发明内容

本申请实施例提供了一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统，用以解决现有的定焦镜头调焦方法需要人工现场拆卸机壳施工调试，操作难度大、效率低、占用人力资源多，调试完成合机时视觉传感器易受力发生角度偏移，造成取景范围变动，以及现场合机不便，易出现合机不严，视觉传感器的气密性下降，存在进水隐患的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种定焦镜头的非接触式对焦方法，包括：视觉传感器与调试终端之间建立无线通信连接；其中，所述视觉传感器包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接；所述调试终端接收所述定焦镜头拍摄的实时视频流，并在所述实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，向所述视觉传感器发送控制信号；所述视觉传感器根据所述控制信号，控制所述驱动模组带动所述运动模组前后移动，以通过所述运动模组调整所述定焦镜头与图像传感器的距离，以将所述定焦镜头对准所述监拍目标；其中，所述视觉传感器还包括所述图像传感器。

在本申请的一种实现方式中，所述驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构；其中，所述步进电机固定在所述视觉传感器的印制电路板上；所述蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆；其中，所述蜗轮蜗杆传动机构通过所述蜗杆和所述步进电机连接；所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，具体为：所述驱动模组的蜗轮蜗杆传动机构中的所述蜗轮与所述运动模组外壁上的齿条之间啮合传动。

在本申请的一种实现方式中，所述视觉传感器还包括固定模组，所述图像传感器和所述固定模组分别固定在所述视觉传感器的印制电路板上；所述定焦镜头通过所述固定模组固定在所述视觉传感器的印制电路板上；所述运动模组套设于所述固定模组内，所述运动模组在所述固定模组内平滑移动。

在本申请的一种实现方式中，所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接，具体为：所述运动模组的内壁上设有螺纹，所述定焦镜头上设置有与所述运动模组的内壁上螺纹适配的螺纹，以使所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接。

在本申请的一种实现方式中，还包括：所述定焦镜头的焦距由所述监拍目标的大小以及所述监拍目标与所述视觉传感器的距离确定，从而使所述定焦镜头的拍摄画面覆盖所述监拍目标。

在本申请的一种实现方式中，所述视觉传感器还包括电机驱动芯片，所述电机驱动芯片固定在所述视觉传感器的印制电路板上，所述电机驱动芯片和所述步进电机相连；所述视觉传感器的中央处理器接收所述调试终端发送的控制信号，并将所述控制信号发送至所述电机驱动芯片；所述电机驱动芯片控制所述步进电机转动，从而带动所述定焦镜头前后移动，调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离。

在本申请的一种实现方式中，所述电机驱动芯片控制所述步进电机转动，从而带动所述定焦镜头前后移动，调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离，具体包括：所述视觉传感器的中央处理器基于所述控制信号，确定与所述步进电机连接的所述蜗轮蜗杆传动机构的转速，并通过所述电机驱动芯片，控制所述蜗轮蜗杆传动机构的正转或反转；基于所述蜗轮蜗杆传动机构的正转或反转，驱动所述运动模组前后移动，从而带动所述定焦镜头前后移动，以调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离。

在本申请的一种实现方式中，在将所述定焦镜头对准所述监拍目标之后，还包括：所述步进电机断电，所述视觉传感器通过所述蜗轮蜗杆传动机构反向锁定所述定焦镜头，以固定所述定焦镜头的焦点。

另一方面，本申请实施例还提供了一种定焦镜头的非接触式对焦系统，包括：调试终端，用于接收定焦镜头拍摄的实时视频流，并在所述实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，发送控制信号；视觉传感器，包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接，用于接收所述调试终端发送的控制信号，并根据所述控制信号，控制所述驱动模组带动所述运动模组前后移动，以通过所述运动模组调整所述定焦镜头和图像传感器的距离，以将所述定焦镜头对准所述监拍目标；其中，所述视觉传感器还包括所述图像传感器；所述调试终端和所述视觉传感器之间建立无线通信连接。

在本申请的一种实现方式中，所述驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构；其中，所述步进电机固定在所述视觉传感器的印制电路板上；所述蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆；其中，所述蜗轮蜗杆传动机构通过所述蜗杆和所述步进电机连接；所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，具体为：所述驱动模组的蜗轮蜗杆传动机构中的所述蜗轮与所述运动模组外壁上的齿条之间啮合传动；所述视觉传感器还包括固定模组，所述图像传感器和所述固定模组分别固定在所述视觉传感器的印制电路板上，用于将所述定焦镜头固定在所述视觉传感器的印制电路板上；所述运动模组套设于所述固定模组内，所述运动模组在所述固定模组内平滑移动；所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接，具体为：所述运动模组的内壁上设有螺纹，所述定焦镜头上设置有与所述运动模组的内壁上螺纹适配的螺纹，以使所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接；所述视觉传感器还包括电机驱动芯片，所述电机驱动芯片固定在所述视觉传感器的印制电路板上，所述电机驱动芯片和所述步进电机相连，用于接收所述视觉传感器的中央处理器转发的控制信号，并控制所述步进电机转动，从而带动所述定焦镜头前后移动，调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离。

本申请实施例提供了一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统，至少包括以下有益效果：视觉传感器与调试终端之间建立无线通信连接，通过无线传输信息，避免了线缆的束缚，安装简便快捷，综合成本低，性能也更加稳定；定焦镜头通过固定模组固定在视觉传感器的印制电路板上，使定焦镜头只能跟随运动模组前后移动；调试终端根据接收的实时视频流，在监拍目标不聚焦的情况下，向视觉传感器发送控制信号；视觉传感器包括驱动模组和运动模组，驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构，视觉传感器根据控制信号控制步进电机转动，带动蜗轮蜗杆传动机构正转或反转。并且，驱动模组与运动模组之间传动配合，通过蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮带动运动模组前后运动；运动模组与定焦镜头螺纹连接，可以使定焦镜头跟随运动模组前后运动，从而调整定焦镜头与图像传感器之间的距离，即调节定焦镜头与图像传感器的成像焦点，以使监拍目标清晰成像。本申请通过驱动模组与运动模组之间的传动配合，实现了定焦镜头的非接触式调焦，节省了人力资源，提高了调焦效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种定焦镜头的非接触式对焦方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种视觉传感器的立体图；

图3为本申请实施例提供的一种视觉传感器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种视觉传感器的主视图；

图5为本申请实施例提供的一种视觉传感器的剖面图；

图6为本申请实施例提供的一种定焦镜头的非接触式对焦的集成原理图；

图7为本申请实施例提供的一种定焦镜头的非接触式对焦系统的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种定焦镜头的非接触式对焦系统的结构示意图。

附图标记：

固定模组1、运动模组2、定焦镜头3、蜗杆4、蜗轮5、步进电机6、印制电路板7、图像传感器8、齿条9、电机驱动芯片10、图像处理单元11、中央处理器12、无线通信模组13。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统，通过视觉传感器与调试终端之间的无线通信传输信息，使视觉传感器接收调试终端发送的控制信号；并根据控制信号控制步进电机转动，带动蜗轮蜗杆传动机构正转或反转。基于驱动模组与运动模组之间的传动配合，通过蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮带动运动模组前后运动，从而带动与运动模组螺纹连接的定焦镜头前后运动；调节定焦镜头与图像传感器之间的焦距，实现定焦镜头的非接触式对焦，用以解决现有的定焦镜头调焦方法需要人工现场拆卸机壳施工调试，操作难度大、效率低、占用人力资源多，调试完成合机时视觉传感器易受力发生角度偏移，造成取景范围变动，以及现场合机不便，易出现合机不严，视觉传感器的气密性下降，存在进水隐患的技术问题。

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种定焦镜头的非接触式对焦方法流程图。如图1所示，本申请实施例提供的定焦镜头非接触式对焦方法主要包括以下步骤：

S101、视觉传感器与调试终端之间建立无线通信连接；其中，视觉传感器包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，驱动模组与运动模组之间传动配合，运动模组与定焦镜头螺纹连接。

视觉传感器建立无线热点，调试终端根据视觉传感器的唯一标识码，确定出视觉传感器的无线通信模组的网络名和密码，其中，视觉传感器的无线通信模组的网络名为视觉传感器的MAC地址，密码为统一的预设值。这样调试终端可以根据视觉传感器的网络名区分各视觉传感器，将密码设置为统一的预设值可以使工作人员只需记住一个密码即可与各视觉传感器建立连接，降低工作人员的记忆难度，从而加快了定焦镜头对焦的进度。

调试终端根据当前待对焦的视觉传感器的无线通信模组的网络名和密码，建立与视觉传感器之间的无线通信连接。调试终端通过无线通信模组与视觉传感器连接，无需通过线缆连接PC端，可以避免线缆的束缚，降低综合成本。并且，视觉传感器在调焦过程中无需人工现场拆卸机壳手动调焦，对于部分安装在高位、偏僻、狭小位置的视觉传感器，单人也可轻松完成，节省了人力资源，降低了视觉传感器安装调试的难度，从而提高了调焦的效率。同时，还避免了调焦完成后合机时视觉传感器易受力发生角度偏移，造成取景范围变动，从而降低调焦效率，以及现场合机不便，易出现合机不严，造成视觉传感器的气密性下降，存在进水隐患的问题。

调试终端可以是手机、平板等移动设备，相较于现有技术中的PC调试终端，本申请使用手机、平板等移动设备作为调试终端，携带、操作更加便捷，工作人员通过自己的手机即可进行非接触式对焦。

本申请中的视觉传感器包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，运动模组的内壁上设有螺纹，以便于定焦镜头与运动模组可以螺纹连接，驱动模组与运动模组之间传动配合，从而使定焦镜头可以跟随运动模组运动。

具体地，针对不同的监拍目标，分别设置对应的视觉传感器，每个视觉传感器上都设有唯一标识码。调试终端在连接视觉传感器时，根据需要调焦的视觉传感器的唯一标识码，确定视觉传感器无线通信模组的网络名和密码，从而通过无线通信模组的网络名和密码，与该视觉传感器建立无线通信连接。

在本申请的一个实施例中，驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构，其中，步进电机固定在视觉传感器的印制电路板上，蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆，以使蜗轮蜗杆传动机构通过蜗杆和步进电机连接，驱动模组与运动模组之间传动配合具体为，驱动模组的蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮与运动模组外壁上的齿条之间啮合传动。

如图2、图3、图4和图5所示，图像传感器8和固定模组1分别固定在印制电路板7上，运动模组2套设于固定模组1内部，固定模组1的内壁光滑，运动模组2的外壁光滑，以便于运动模组2在固定模组1内平滑移动。步进电机6固定在印制电路板7上，通过蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆4与蜗轮蜗杆传动机构连接，运动模组2外壁上设有齿条9，以使蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮5与运动模组2上的齿条9之间啮合传动。运动模组2内壁设有螺纹，定焦镜头3上设有螺纹，以使运动模组2与定焦镜头3螺纹连接，使定焦镜头3跟随运动模组2运动，调整定焦镜头3与固定在视觉传感器的图像传感器8之间的距离，从而找到监拍目标在定焦镜头中清晰成像的焦点，实现定焦镜头的非接触式对焦。

并且，驱动模组与运动模组之间的传动配合，除了本申请列举出的蜗轮蜗杆传动机构之外，还可以选择滚珠丝杆副和曲柄滑块结构等传动方式。在设置视觉传感器的过程中，可根据实际情况选择传动方式，本申请对此不做限定。

在本申请的一个实施例中，视觉传感器还包括固定模组，固定模组和图像传感器分别固定在视觉传感器的印制电路板上，定焦镜头通过固定模组固定在视觉传感器的印制电路板上。运动模组套设于固定模组内，固定模组的内壁光滑，运动模组的外壁光滑，从而减小固定模组与运动模组之间的摩擦，以使运动模组在固定模组内平滑移动。

在本申请的一个实施例中，运动模组与定焦镜头螺纹连接具体为，运动模组的内壁上设有螺纹，定焦镜头上设置有与运动模组的内壁上螺纹适配的螺纹，以使运动模组与定焦镜头螺纹连接。并且，本申请将运动模组与定焦镜头的接口设置成标准M12接口，以便于各监拍目标对应的不同规格的定焦镜头均可接入到各监拍目标对应的视觉传感器上。

S102、调试终端接收定焦镜头拍摄的实时视频流，并在实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，向视觉传感器发送控制信号。

调试终端根据接收的定焦镜头拍摄的实时视频流，检查实时视频流中的监拍目标是否聚焦清晰成像，并在实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，向视觉传感器发送控制信号，以调节定焦镜头的焦距，使监拍目标在实时视频流对应画面中清晰成像。

在本申请的一个实施例中，针对某一监拍目标设置视觉传感器之前，需要人工现场勘查各监拍目标，确定监拍目标的大小以及该监拍目标对应设置的视觉传感器大致位置，以确定该监拍目标与视觉传感器的距离，从而根据监拍目标的大小以及监拍目标与视觉传感器的距离，确定所需的定焦镜头的焦距，进而使定焦镜头的拍摄画面覆盖该监拍目标。

具体地，本申请实施例提供的一种选择定焦镜头焦距的方式为：监拍目标越大，且监拍目标与视觉传感器的距离越近，选择的定焦镜头的焦距越短；反之，监拍目标越小，且监拍目标与视觉传感器的距离越远，选择的定焦镜头的焦距越长。本申请实施例通过上述原则选择出的定焦镜头的焦距，可以保证定焦镜头的拍摄画面完全覆盖该监拍目标，使定焦镜头和监拍目标相适配。

S103、视觉传感器根据控制信号，控制驱动模组带动运动模组前后移动，以通过运动模组调整定焦镜头与图像传感器的距离，以将定焦镜头对准监拍目标；其中，视觉传感器还包括图像传感器。

本申请中的视觉传感器还包括图像传感器，用于将定焦镜头拍摄的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，图像传感器是固定在视觉传感器的印制电路板上的。视觉传感器根据调试终端发送的控制信号，具体控制驱动模组带动运动模组向前移动或向后移动，从而通过运动模组带动定焦镜头向前移动或向后移动，以调整定焦镜头与图像传感器的距离，将定焦镜头对准监拍目标，使监拍目标在实时视频流中清晰成像。

在本申请的一个实施例中，视觉传感器还包括电机驱动芯片，电机驱动芯片固定在视觉传感器的印制电路板上，电机驱动芯片和步进电机相连。视觉传感器的中央处理器接收调试终端发送的控制信号，并将控制信号发送至电机驱动芯片；从而使电机驱动芯片根据控制信号控制步进电机转动，进而带动定焦镜头前后移动，调整定焦镜头和图像传感器的距离，确定出监拍目标清晰成效的焦点，点焦固定。这样视觉传感器就可以实现定焦镜头的非接触式调焦，避免了现场拆卸机壳施工调试的繁琐，减少了人力资源的浪费，提高了调焦的工作效率。

如图4和图5所示，电机驱动芯片10、图像处理单元11、中央处理器12和无线通信模组13分别固定在视觉传感器的印制电路板7上，电机驱动芯片10和步进电机6连接。视觉传感器的中央处理器12通过无线通信模组13接收调试终端发送的控制信号，并转发至电机驱动芯片10，以使电机驱动芯片10控制步进电机6转动；步进电机6带动蜗轮蜗杆传动机构转动，并通过齿条9传动至运动模组2，以使运动模组2带动定焦镜头3前后运动，调节定焦镜头3与图像传感器8的成像焦点，使监拍目标清晰成像。

在本申请的一个实施例中，视觉传感器的中央处理器根据调试终端发送的控制信号，确定出与步进电机连接的蜗轮蜗杆传动机构的转速，并确定出对定焦镜头的调焦是单次操作还是长按操作，从而通过电机驱动芯片控制蜗轮蜗杆传动机构的正转或反转。基于驱动模组的蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮与运动模组外壁上的齿条之间的啮合传动，通过蜗轮蜗杆传动机构的正转或反转，驱动运动模组前后移动，图像传感器在视觉传感器的印制电路板上固定不动，从而带动定焦镜头前后移动，调整定焦镜头和图像传感器的距离。

具体地，本申请通过控制信号控制定焦镜头前后移动，在调焦开始时，工作人员无法获知控制蜗轮蜗杆传动机构正转还是反转，因此需要通过不断的尝试。例如，视觉传感器控制蜗轮蜗杆传动机构正转时，监拍目标在定焦镜头的拍摄画面中越来越清晰，则继续控制蜗轮蜗杆传动机构正转，直至监拍目标清晰成像，找到监拍目标的焦点为止；而在视觉传感器控制蜗轮蜗杆传动机构正转时，监拍目标在定焦镜头的拍摄画面中越来越模糊，则说明控制蜗轮蜗杆传动机构转动的方向不对，从而控制轮蜗杆传动机构反转，直至监拍目标清晰成像，找到监拍目标的焦点为止。

在本申请的一个实施例中，在将定焦镜头对准监拍目标之后，视觉传感器的调焦工作完成，视觉传感器可以将步进电机断电，依靠蜗轮蜗杆传动机构的自锁性，反向锁定定焦镜头，以固定定焦镜头的焦点。这样可以节省能源消耗，降低定焦镜头调焦的成本。

具体地，反向锁定是指蜗轮蜗杆传动机构只能由蜗杆带动蜗轮传动，而不能由蜗轮带动蜗杆传动。本申请通过蜗轮蜗杆传动机构自身的机械结构，将调节好的焦点锁死，实现一次调节长期有效，避免了步进电机长期通电所造成的能源消耗，从而降低了非接触调焦的成本。

在本申请的一个实施例中，视觉传感器通过内置的高容量电池给视觉传感器提供电能，本申请设计的视觉传感器在实现非接触式调焦的基础上，还具有小型化、轻量化、低能耗、低成本的特点，安装方便，工作人员可快速在偏僻、狭窄以及相对密闭的空间内部署视觉传感器，降低了安装调试的难度，从而降低了人工成本。

图6为本申请实施例提供的一种定焦镜头的非接触式对焦的集成原理图。

如图6所示，工作人员通过现场勘查确定出各监拍目标所需定焦镜头的焦距，并在布置视觉传感器时选择对应焦距的定焦镜头，将确定好的定焦镜头与移动式镜头底座中的运动模组螺纹连接，以使定焦镜头跟随运动模组运动。

视觉传感器中的图像传感器固定在视觉传感器的印制电路板上，用于将定焦镜头拍摄的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，并将定焦镜头拍摄的图像发送至图像处理器处理，经图像处理器处理后得到实时视频流，然后将实时视频流发送至视觉传感器的中央处理器CPU。

中央处理器CPU控制实时视频流通过WiFi无线通信模组传输至手机/平板等无线调试终端，视觉传感器由高容量锂亚电池供电。

手机/平板等无线调试终端根据实时视频流中监拍目标的清晰程度，向视觉传感器发送正转或反转的控制信号，并确定是单次操作还是长按操作。

视觉传感器的中央处理器CPU接收调试终端的控制信号，并发送至电机驱动芯片，使电机驱动芯片驱动步进电机转动，带动蜗轮蜗杆传动机构正转或反转，通过蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮带动运动模组前后运动，从而使定焦镜头前后移动，以调整定焦镜头与固定在视觉传感器的印制电路板上的图像传感器之间的距离，找到监拍目标清晰成像的焦距，实现视觉传感器的非接触式对焦。

本申请实施例提供了一种定焦镜头的非接触式对焦方法及系统，视觉传感器与调试终端之间建立无线通信连接，通过无线传输信息，避免了线缆的束缚，安装简便快捷，综合成本低，性能也更加稳定；定焦镜头通过固定模组固定在视觉传感器的印制电路板上，使定焦镜头只能跟随运动模组前后移动；调试终端根据接收的实时视频流，在监拍目标不聚焦的情况下，向视觉传感器发送控制信号；视觉传感器包括驱动模组和运动模组，驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构，视觉传感器根据控制信号控制步进电机转动，带动蜗轮蜗杆传动机构正转或反转。并且，驱动模组与运动模组之间传动配合，通过蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮带动运动模组前后运动；运动模组与定焦镜头螺纹连接，可以使定焦镜头跟随运动模组前后运动，从而调节定焦镜头与图像传感器之间的距离，即调节焦距，以使监拍目标清晰成像。本申请通过驱动模组与运动模组之间的传动配合，实现了定焦镜头的非接触式调焦，避免了线缆的束缚，单人即可完成视觉传感器的安装，节省了人力资源，提高了调焦效率，并且，本申请中的定焦镜头的非接触式对焦方法，无需人工现场拆卸机壳施工调试，视觉传感器在出厂前就会做好合机工序，保证了视觉传感器的气密性，避免了视觉传感器进水的隐患。

以上为本申请提出的方法实施例。基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种定焦镜头的非接触式对焦系统。

图7为本申请实施例提供的一种定焦镜头的非接触式对焦系统的结构示意图。如图7所示，系统包括调试终端和视觉传感器。

在本申请的一个实施例中，调试终端用于接收定焦镜头拍摄的实时视频流，并在实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，向视觉传感器发送控制信号；视觉传感器包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，驱动模组与运动模组之间传动配合，运动模组与定焦镜头螺纹连接，用于接收调试终端发送的控制信号，并根据控制信号，控制驱动模组带动运动模组前后移动，以通过运动模组调整定焦镜头和图像传感器的距离，以将定焦镜头对准监拍目标；其中，视觉传感器还包括图像传感器；调试终端和视觉传感器之间建立无线通信连接。

图8为本申请实施例提供的另一种定焦镜头的非接触式对焦系统的结构示意图。如图8所示，系统还包括步进电机、蜗轮蜗杆传动机构、固定模组和电机驱动芯片。

在本申请的一个实施例中，驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构；其中，步进电机固定在视觉传感器的印制电路板上；蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆；其中，蜗轮蜗杆传动机构通过蜗杆和步进电机连接；驱动模组与运动模组之间传动配合，具体为：驱动模组的蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮与运动模组外壁上的齿条之间啮合传动；视觉传感器还包括固定模组，图像传感器和固定模组分别固定在视觉传感器的印制电路板上，用于将定焦镜头固定在视觉传感器的印制电路板上；运动模组套设于固定模组内，运动模组在固定模组内平滑移动；运动模组与定焦镜头螺纹连接，具体为：运动模组的内壁上设有螺纹，定焦镜头上设置有与运动模组的内壁上螺纹适配的螺纹，以使运动模组与定焦镜头螺纹连接；视觉传感器还包括电机驱动芯片，电机驱动芯片固定在视觉传感器的印制电路板上，电机驱动芯片和步进电机相连，用于接收视觉传感器的中央处理器转发的控制信号，并控制步进电机转动，从而带动定焦镜头前后移动，调整定焦镜头和图像传感器的距离。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，所述方法包括：

视觉传感器与调试终端之间建立无线通信连接；其中，所述视觉传感器包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接；

所述调试终端接收所述定焦镜头拍摄的实时视频流，并在所述实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，向所述视觉传感器发送控制信号；

所述视觉传感器根据所述控制信号，控制所述驱动模组带动所述运动模组前后移动，以通过所述运动模组调整所述定焦镜头与图像传感器的距离，以将所述定焦镜头对准所述监拍目标；其中，所述视觉传感器还包括所述图像传感器。

2.根据权利要求1所述的一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，所述驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构；其中，所述步进电机固定在所述视觉传感器的印制电路板上；

所述蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆；其中，所述蜗轮蜗杆传动机构通过所述蜗杆和所述步进电机连接；

所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，具体为：所述驱动模组的蜗轮蜗杆传动机构中的所述蜗轮与所述运动模组外壁上的齿条之间啮合传动。

3.根据权利要求2所述的一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，所述视觉传感器还包括固定模组，所述图像传感器和所述固定模组分别固定在所述视觉传感器的印制电路板上；

所述定焦镜头通过所述固定模组固定在所述视觉传感器的印制电路板上；

所述运动模组套设于所述固定模组内，所述运动模组在所述固定模组内平滑移动。

4.根据权利要求3所述的一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接，具体为：

所述运动模组的内壁上设有螺纹，所述定焦镜头上设置有与所述运动模组的内壁上螺纹适配的螺纹，以使所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述定焦镜头的焦距由所述监拍目标的大小以及所述监拍目标与所述视觉传感器的距离确定，从而使所述定焦镜头的拍摄画面覆盖所述监拍目标。

6.根据权利要求2所述的一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，所述视觉传感器还包括电机驱动芯片，所述电机驱动芯片固定在所述视觉传感器的印制电路板上，所述电机驱动芯片和所述步进电机相连；

所述视觉传感器的中央处理器接收所述调试终端发送的控制信号，并将所述控制信号发送至所述电机驱动芯片；

所述电机驱动芯片控制所述步进电机转动，从而带动所述定焦镜头前后移动，调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离。

7.根据权利要求6所述的一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，所述电机驱动芯片控制所述步进电机转动，从而带动所述定焦镜头前后移动，调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离，具体包括：

所述视觉传感器的中央处理器基于所述控制信号，确定与所述步进电机连接的所述蜗轮蜗杆传动机构的转速，并通过所述电机驱动芯片，控制所述蜗轮蜗杆传动机构的正转或反转；

基于所述蜗轮蜗杆传动机构的正转或反转，驱动所述运动模组前后移动，从而带动所述定焦镜头前后移动，以调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离。

8.根据权利要求2所述的一种定焦镜头的非接触式对焦方法，其特征在于，在将所述定焦镜头对准所述监拍目标之后，所述方法还包括：

所述步进电机断电，所述视觉传感器通过所述蜗轮蜗杆传动机构反向锁定所述定焦镜头，以固定所述定焦镜头的焦点。

9.一种定焦镜头的非接触式对焦系统，其特征在于，所述系统包括：

调试终端，用于接收定焦镜头拍摄的实时视频流，并在所述实时视频流对应画面中的监拍目标不聚焦的情况下，发送控制信号；

视觉传感器，包括驱动模组、运动模组和定焦镜头，所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接，用于接收所述调试终端发送的控制信号，并根据所述控制信号，控制所述驱动模组带动所述运动模组前后移动，以通过所述运动模组调整所述定焦镜头和图像传感器的距离，以将所述定焦镜头对准所述监拍目标；其中，所述视觉传感器还包括所述图像传感器；

所述调试终端和所述视觉传感器之间建立无线通信连接。

10.根据权利要求9所述的一种定焦镜头的非接触式对焦系统，其特征在于，所述驱动模组包括步进电机和蜗轮蜗杆传动机构；其中，所述步进电机固定在所述视觉传感器的印制电路板上；

所述蜗轮蜗杆传动机构包括蜗轮和蜗杆；其中，所述蜗轮蜗杆传动机构通过所述蜗杆和所述步进电机连接；

所述驱动模组与所述运动模组之间传动配合，具体为：所述驱动模组的蜗轮蜗杆传动机构中的所述蜗轮与所述运动模组外壁上的齿条之间啮合传动；

所述视觉传感器还包括固定模组，所述图像传感器和所述固定模组分别固定在所述视觉传感器的印制电路板上，用于将所述定焦镜头固定在所述视觉传感器的印制电路板上；

所述运动模组套设于所述固定模组内，所述运动模组在所述固定模组内平滑移动；

所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接，具体为：所述运动模组的内壁上设有螺纹，所述定焦镜头上设置有与所述运动模组的内壁上螺纹适配的螺纹，以使所述运动模组与所述定焦镜头螺纹连接；

所述视觉传感器还包括电机驱动芯片，所述电机驱动芯片固定在所述视觉传感器的印制电路板上，所述电机驱动芯片和所述步进电机相连，用于接收所述视觉传感器的中央处理器转发的控制信号，并控制所述步进电机转动，从而带动所述定焦镜头前后移动，调整所述定焦镜头和所述图像传感器的距离。

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