CN114137779B - 一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法及聚焦镜筒 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法及聚焦镜筒。该方法包括获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、第一聚焦镜头的镜筒直径和第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量；根据旋转步数和第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标；根据旋转步数和理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标；将横坐标和纵坐标组合为拟合后的坐标点；调整第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行上述步骤，直至获取第一预设数量的拟合后的坐标点；根据第一预设数量的拟合后的坐标点，确定聚焦镜头组的变焦曲线。上述技术方案得到的聚焦镜头组的变焦曲线能够同时适用于第一聚焦镜头和第二聚焦镜头，实现一种驱动程序驱动多款镜头型号完成变焦过程。

Description

一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法及聚焦镜筒

技术领域

本发明实施例涉及镜头的变焦曲线技术，尤其涉及一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法及聚焦镜筒。

背景技术

随着现代信息社会的发展，监控系统应用的越来越广泛，监控系统一般是由前端相机和后端驱动程序组成，后端驱动程序可以驱动前端的相机变焦，驱动程序与变焦曲线一一对应。

随着不同型号的镜头出现，每一类镜头型号都有属于自己独立的驱动程序，这使得在实际使用时，更换相机镜头的过程变得繁琐。

发明内容

本发明实施例提供一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法及聚焦镜筒，以实现一种驱动程序驱动多款镜头型号完成变焦过程。

第一方面，本发明实施例提供了一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，所述聚焦镜头组包括多个聚焦镜头；所述聚焦镜头包括定焦镜头、镜筒和电动马达，所述定焦镜头通过钉销安装于所述镜筒的镜筒滑槽中，所述镜筒的镜筒齿轮与所述电动马达的输出齿轮啮合，所述电动马达带动所述镜筒旋转，以控制所述钉销在所述镜筒的镜筒滑槽中的位置；所述多个聚焦镜头包括第一聚焦镜头和至少一个第二聚焦镜头，所述第二聚焦镜头的旋转角度大于或等于所述第一聚焦镜头的旋转角度，所述第一聚焦镜头的电动马达的步进角精度与所述第二聚焦镜头的电动马达的步进角精度相同，所述聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法包括：

获取所述第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、所述第一聚焦镜头的镜筒直径和所述第二聚焦镜头中所述钉销的理论竖直位移量；所述理论竖直位移量为所述第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时所述钉销的竖直位移量；

根据所述旋转步数和所述第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标；其中，在所述第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时，第一聚焦镜头中的所述钉销在所述镜筒滑槽的位置为所述聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点；

根据旋转步数和所述理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标；

将所述拟合后的横坐标和所述拟合后的纵坐标组合为拟合后的坐标点；

调整所述第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行获取所述第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数的步骤，直至获取第一预设数量的所述拟合后的坐标点；

根据第一预设数量的所述拟合后的坐标点，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线。

可选的，在所述第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，所述第一聚焦镜头中的所述钉销在所述镜筒滑槽中的位置为所述钉销的初始位置；

根据所述旋转步数和所述第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标，包括：

获取所述电动马达的步进角精度和所述电动马达的旋转总步数；所述旋转总步数为所述第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时，所述电动马达的旋转齿数；

根据所述电动马达的步进角精度a、所述旋转总步数L₀、所述第一聚焦镜头的镜筒直径D和所述旋转步数L₁，基于第一计算公式，确定拟合后的横坐标X；所述第一计算公式为：

可选的，在所述第二聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，所述第二聚焦镜头中的所述钉销在所述镜筒滑槽中的位置为所述钉销的初始位置；

根据旋转步数和所述理论竖直位移量，确定所述拟合后的纵坐标包括：

获取所述电动马达的步进角精度和所述电动马达的旋转总步数；所述旋转总步数为所述第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论短焦焦距时，所述电动马达的旋转齿数；

根据所述旋转总步数L₀、所述第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量H和所述旋转步数L₁，基于第二计算公式，确定拟合后的纵坐标Y；所述第二计算公式为：

可选的，根据第一预设数量的所述坐标点，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线包括：

在第一预设数量的所述拟合后的坐标点中，每隔第二预设数量的拟合后的所述坐标点选取一个所述坐标点作为拟合坐标点；

将所选取的所述拟合坐标点进行曲线拟合，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线。

可选的，根据第一预设数量的所述坐标点，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线包括：

在以预设比例缩小所述第二聚焦镜头中镜筒滑槽的尺寸后，获取缩小后的所述第二聚焦镜头中镜筒滑槽各个位置点的横坐标和纵坐标；所述预设比例为所述第二聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数与所述第一聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数的比值；

在相邻的第三预设数量的所述坐标点中，选取一个最接近的坐标点作为所述变焦曲线的坐标点；所述最接近的坐标点为在相邻的第三预设数量的所述坐标点中与缩小后的所述第二聚焦镜头中镜筒滑槽对应的位置点中纵坐标差值最小的坐标点；

将所述变焦曲线的坐标点进行曲线拟合，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线。

可选的，聚焦镜头组的镜筒滑槽还包括短焦端机械零点；

所述聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，还包括：

从所述聚焦镜头组中镜筒滑槽的第一预设位置开始以第一预设斜率连接所述短焦端机械零点，确定短焦调焦曲线；所述第一预设位置为在所述第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，所述第一聚焦镜头中钉销在所述镜筒滑槽中的位置。

可选的，所述聚焦镜头组的镜筒滑槽还包括长焦端机械零点；

所述聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，还包括：

从所述聚焦镜头组中镜筒滑槽的第二预设位置开始以第二预设斜率连接所述长焦端机械零点，确定长焦调焦曲线；所述第二预设位置为在所述第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时，所述第一聚焦镜头中钉销在所述镜筒滑槽中的位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种聚焦镜筒，包括：聚焦镜筒本体；所述聚焦镜筒本体上设置有镜筒滑槽和镜筒齿轮；

所述镜筒滑槽与上述实施例所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法中确定的变焦曲线相同。

第三方面，本发明实施例还提供了一种聚焦镜头组，包括：多个定焦镜头、电动马达和上述实施例所述的聚焦镜筒，所述定焦镜头通过钉销安装于所述聚焦镜筒的镜筒滑槽中，所述聚焦镜筒的镜筒齿轮与所述电动马达的输出齿轮啮合，所述电动马达带动所述聚焦镜筒旋转，以控制所述钉销在所述聚焦镜筒的镜筒滑槽中的位置；所述多个定焦镜头包括第一定焦镜头和至少一个第二定焦镜头，其中，所述第一定焦镜头和所述第二定焦镜头的驱动程序相同。

第四方面，本发明实施例还提供了一种摄像头，包括上述实施例所述的聚焦镜头组。

本发明实施例提供一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法及聚焦镜筒，以第一聚焦镜头中的钉销在镜筒滑槽的位置为聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点，根据第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数和电动马达的步进角精度可以获取镜筒的旋转角度，结合镜筒直径可以获取第一聚焦镜头的钉销距聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点的横向变化路程，即可得到在该旋转角度下聚焦镜头组的变焦曲线的横坐标；根据旋转角度和第二聚焦镜筒的理论竖直位移量可以获取第二聚焦镜头的钉销距聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点的竖直变化路程，即可得到在该旋转角度下聚焦镜头组的变焦曲线的纵坐标，同一旋转角度下的横坐标和纵坐标结合为坐标点，将第一预设数量的坐标点拟合可以得到聚焦镜头组的变焦曲线，该聚焦镜头组的变焦曲线能够同时适用于第一聚焦镜头和第二聚焦镜头，使得第一聚焦镜头和第二聚焦镜头可以使用相同的驱动程序，实现同一驱动程序驱动不同的聚焦镜头，一物多用，减少了在更换聚焦镜头时驱动程序的更换次数，提高了聚焦镜头组的工作效率，减少了资源浪费。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种聚焦镜头的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种聚焦镜头组的变焦曲线的示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图

图7为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的一种聚焦镜筒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，图1为本发明实施例提供的一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图，本实施例可适用于聚焦镜头组，聚焦镜头组包括多个聚焦镜头；图2为本发明实施例提供的一种聚焦镜头的立体结构示意图，聚焦镜头包括定焦镜头110、镜筒12和电动马达(图中未示出)，定焦镜头110通过钉销111安装于镜筒12的镜筒滑槽121中，镜筒12的镜筒齿轮122与电动马达的输出齿轮啮合，电动马达带动镜筒12旋转，以控制钉销111在镜筒12的镜筒滑槽121中的位置，其中，镜筒的旋转方向为横向方向，垂直于横向方向的方向为竖直方向；多个聚焦镜头包括第一聚焦镜头和至少一个第二聚焦镜头，第二聚焦镜头的旋转角度大于或等于所述第一聚焦镜头的旋转角度，第一聚焦镜头的电动马达的步进角精度与第二聚焦镜头的电动马达的步进角精度相同；该方法可以由变焦曲线拟合装置来执行，该装置可由软件和/或硬件来实现，该方法包括：

S1001、获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、第一聚焦镜头的镜筒直径和第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量。

其中，第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数为电动马达的电机齿轮的旋转齿数，此处，第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数为第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至某一焦距时电动马达的电机齿轮的旋转齿数。示例性的，电动马达包括至少两个齿轮：首级齿轮和末级齿轮等，其中，首级齿轮为电机齿轮，与电动马达的线圈同轴旋转，末级齿轮为输出齿轮，与镜筒的镜筒齿轮啮合以在电机齿轮旋转时可以带动镜筒旋转。第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量为所述第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时钉销的竖直位移量。示例性的，第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数可以根据第一聚焦镜头的驱动程序获得；第一聚焦镜头的镜筒直径可以根据第一聚焦镜头的镜筒的仿真数据得到，或者也可以测量第一聚焦镜头的镜筒的实物得到；第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量可以根据第二聚焦镜头的仿真数据得到，或者也可以通过测量第二聚焦镜头的实物得到。

第一聚焦镜头与第二聚焦镜头为不同型号的聚焦镜头，且各第二聚焦镜头也可以为不同型号的聚焦镜头。在拟合之前，第一聚焦镜头的变焦曲线与多个第二聚焦镜头的变焦曲线不同，且在该不同型号的聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时，第二聚焦镜头的镜筒的旋转角度大于或等于第一聚焦镜头的镜筒的旋转角度，在第一聚焦镜头的电动马达的步进角精度与第二聚焦镜头的电动马达的步进角精度相同的前提下，在该不同型号的聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时，第二聚焦镜头的电动马达的旋转总步数大于或等于第一聚焦镜头的电动马达的旋转总步数。变焦曲线的拟合方法是以第一聚焦镜头的变焦曲线为准，将多个第二聚焦镜头的变焦曲线拟合在第一聚焦镜头的变焦曲线上。为方便理解，本发明实施例均以聚焦镜头组包括第一聚焦镜头和一个第二聚焦镜头为例，以第一聚焦镜头的变焦曲线为准，将第二聚焦镜头的变焦曲线拟合在第一聚焦镜头的变焦曲线上。

在拟合时，第一聚焦镜头的电动马达的步进角精度与第二聚焦镜头的电动马达的步进角精度相同，在焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时，拟合之后的第二聚焦镜头的电动马达的旋转总步数等于拟合之前的第一聚焦镜头的电动马达的旋转总步数，拟合之后的第一聚焦镜头的电动马达的旋转总步数不变。第二聚焦镜头的电动马达的旋转步数为第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至某一焦距时电动马达的电机齿轮的旋转齿数，第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数与第二聚焦镜头的电动马达的旋转步数相同，第一聚焦镜头的焦距与第二聚焦镜头的可以相同也可以不同。

S1002、根据旋转步数和第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标。

具体的，在电动马达工作时，最先开始转动的是电机齿轮，电机齿轮会直接或者间接带动输出齿轮旋转，与输出齿轮啮合的镜筒齿轮也会跟着旋转，进而带动镜筒旋转，镜筒旋转时钉销在镜筒滑槽中的位置会发生变化，根据电动马达的旋转步数可以计算得出镜筒的旋转角度，根据镜筒的旋转角度和镜筒直径，可以计算得到第一聚焦镜头的钉销在镜筒滑槽中的横向位置变化，即为拟合后的横坐标。

可选的，若在第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，第一聚焦镜头中的所述钉销在镜筒滑槽中的位置为钉销的初始位置；则根据旋转步数和第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标，具体包括：获取电动马达的步进角精度a和电动马达的旋转总步数L₀；根据电动马达的步进角精度a、旋转总步数L₀、第一聚焦镜头的镜筒直径D和旋转步数L₁，基于第一计算公式，确定拟合后的横坐标X；第一计算公式为：

其中，旋转总步数L₀为第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时，电动马达的旋转总步数；电动马达的步进角精度a为电动马达每旋转一个步数(电机齿轮每旋转一个齿数)所带动的镜筒的旋转角度，是由电机齿轮的迟输出角度除以齿轮模组(包括电动马达的所有齿轮和镜筒齿轮)的传动比得到的；旋转步数L₁为第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至某一焦距时电动马达的电机齿轮的旋转步数；L₀-L₁为第一聚焦镜头的焦距从当前的某一焦距变化至理论长焦焦距时电动马达的电机齿轮的剩余旋转步数；剩余旋转步数L₀-L₁乘以马达步进角精度a为第一聚焦镜头的焦距从当前的某一焦距变化至理论长焦焦距时镜筒所需旋转的角度；所需旋转的角度a×(L₀-L₁)乘以镜筒的周长/角度系数比

可以得到第一聚焦镜头的焦距从当前的某一焦距变化至理论长焦焦距时钉销所需的横向位移路程，即第一聚焦镜头的焦距为当前某一焦距时的钉销距离变焦曲线的坐标原点的横向变化路程，即拟合后的横坐标X。

S1003、根据旋转步数和理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标。

具体的，在电动马达工作时，电机齿轮旋转直接或者间接带动输出齿轮旋转，与输出齿轮啮合的镜筒齿轮也会跟着旋转，进而带动镜筒旋转，镜筒旋转时钉销在镜筒滑槽中的位置会发生变化，根据电动马达的旋转步数可以计算得到镜筒的旋转角度，根据镜筒的旋转角度和第二聚焦镜头的理论竖直位移量，可以得到第二聚焦镜头的钉销在镜筒滑槽中的竖直变化路程，即为拟合后的纵坐标。

可选的，若在第二聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，第二聚焦镜头中的所述钉销在镜筒滑槽中的位置为所述钉销的初始位置；则根据旋转步数和理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标，具体包括：获取电动马达的步进角精度a和电动马达的旋转总步数L₀；根据电动马达的步进角精度a、所述旋转总步数L₀、第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量H和所述旋转步数L₁，基于第二计算公式，确定拟合后的纵坐标Y；所述第二计算公式为：

其中，旋转总步数L₀为第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论短焦焦距时电动马达的旋转总步数，第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论短焦焦距时电动马达的旋转总步数等于第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论短焦焦距时电动马达的旋转总步数；旋转步数L₁为第一聚焦镜头的电动马达的电机齿轮的旋转步数，第一聚焦镜头的电动马达的电机齿轮的旋转步数等于第二聚焦镜头的电动马达的电机齿轮的旋转步数；L₀-L₁为第二聚焦镜头的焦距从当前的某一焦距变化至理论长焦焦距时电动马达的电机齿轮的剩余旋转步数；第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量H为第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时钉销的竖直位置变化量；理论竖直位移量H除以旋转总步数L₀可以得到电动马达的每旋转一步，第二镜头的钉销在竖直方向的竖直位置变化量；竖直位移量

乘以剩余旋转步数L₀-L₁即可得到第二聚焦镜头的焦距从当前的某一焦距变化至理论长焦焦距时钉销所需的竖直位置变化路程，即第二聚焦镜头的焦距为当前某一焦距时的钉销距离变焦曲线的坐标原点的竖直位置变化路程，即拟合后的纵坐标Y。

S1004、将拟合后的横坐标和拟合后的纵坐标组合为拟合后的坐标点。

具体的，拟合后的横坐标对应第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，拟合后的纵坐标也对应第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，根据第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数可以计算得出镜筒的旋转角度，进一步计算可得出钉销在镜筒滑槽中的位置距坐标原点的横向路程，即横坐标，拟合后的纵坐标对应的横坐标与拟合后的横坐标相同，两者组合可形成拟合后的坐标点。

S1005、调整第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数的步骤，直至获取第一预设数量的拟合后的坐标点。

其中，第一预设数量可以为预先设置的取点数量，第一预设数量小于或等于第一聚焦镜头的电动马达所有的旋转步数。具体的，调整第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，使得第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至另一焦距时电动马达的电机齿轮的旋转齿数，当前的旋转步数与之前的旋转步数不同，经过计算可得到又一个拟合后的坐标点。每调整一次第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数即可得到一个拟合后的坐标点，直至得到第一预设数量的拟合后的坐标点。

S1006、根据第一预设数量的拟合后的坐标点，确定聚焦镜头组的变焦曲线。

图3为本发明实施例提供的一种聚焦镜头组的变焦曲线的示意图，图3中的变焦曲线001为在第一聚焦镜头的变焦曲线上拟合第二聚集镜头的变焦曲线后的曲线，靠近镜筒齿轮122的虚线01为第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时钉销的横向位置和第二聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时钉销的横向位置，远离镜筒齿轮的虚线02为第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时钉销的横向位置和第二聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时钉销的横向位置。其中，在虚线01和虚线02之间为变焦曲线001的拟合曲线002，即为将第二聚焦镜头的变焦曲线拟合在第一聚焦镜头的变焦曲线上拟合后的曲线。在第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时，第一聚焦镜头中的钉销在镜筒滑槽的位置为拟合曲线002的坐标原点(也是变焦曲线001的坐标原点)，坐标原点位于靠近镜筒齿轮122的虚线01上；第二聚焦镜头中的钉销在镜筒滑槽的位置在拟合曲线002的坐标原点时，第二聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距。

具体的，根据所获取的拟合后的坐标点可以通过曲线拟合得到拟合曲线002，且坐标原点为在第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时该第一聚焦镜头中钉销的位置点，而第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时该第一聚焦镜头中钉销的位置点与第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距该第一聚焦镜头中钉销的位置点的竖直距离是固定的，如图3所示，中虚线01和虚线02的竖直距离是固定的，虚线01和虚线02之间的曲线为聚焦镜头组的变焦曲线的拟合曲线部分。

示例性的，在拟合之前第二聚焦镜头的旋转角度大于或等于第一聚焦镜头的旋转角度，且第二聚焦镜头在聚焦过程中不可出现拐点，即第二聚焦镜头的焦距在从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时，钉销始终是沿同一方向运动，不会折返。拟合时，电动马达的步进角精度保持一致，且以第一聚焦镜头的变焦曲线为准，根据第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至某一焦距时的电动马达的旋转步数和电动马达的步进角精度可以确定镜筒的旋转角度，再结合镜筒的镜筒直径可以确定第一聚焦镜头的钉销的横向变化路程，即为拟合后的横坐标；同一旋转步数下，同一镜筒旋转角度下，再结合第二聚焦镜头的理论竖直位移量，可以得到第二聚焦镜头的钉销的竖直变化路程，即为拟合后的纵坐标；同一旋转步数下、同一镜筒旋转角度下的横坐标和纵坐标对应同一个坐标点，两者结合可得到拟合后的坐标点；当第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时的坐标点(坐标原点)、第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时的坐标点、以及在这两者之间的所获取的拟合后的坐标点达到第一预设数量时，对该第一预设数量的坐标点进行曲线拟合，得到聚焦镜头组的变焦曲线。

本发明实施例，以第一聚焦镜头中的钉销在镜筒滑槽的位置为聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点，根据第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数和电动马达的步进角精度可以获取镜筒的旋转角度，结合镜筒直径可以获取第一聚焦镜头的钉销距聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点的横向变化路程，即可得到在该旋转角度下聚焦镜头组的变焦曲线的横坐标；根据旋转角度和第二聚焦镜筒的理论竖直位移量可以获取第二聚焦镜头的钉销距聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点的竖直变化路程，即可得到在该旋转角度下聚焦镜头组的变焦曲线的纵坐标，同一旋转角度下的横坐标和纵坐标结合为坐标点，将第一预设数量的坐标点拟合可以得到聚焦镜头组的变焦曲线，该聚焦镜头组的变焦曲线能够同时适用于第一聚焦镜头和第二聚焦镜头，使得第一聚焦镜头和第二聚焦镜头可以使用相同的驱动程序，实现同一驱动程序驱动不同的聚焦镜头，一物多用，减少了在更换聚焦镜头时驱动程序的更换次数，提高了聚焦镜头组的工作效率，减少了资源浪费。

可选的，图4为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

S2001、获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、第一聚焦镜头的镜筒直径和第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量。

S2002、根据旋转步数和第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标。

S2003、根据旋转步数和理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标。

S2004、将拟合后的横坐标和拟合后的纵坐标组合为拟合后的坐标点。

S2005、调整第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数的步骤，直至获取第一预设数量的拟合后的坐标点。

S2006、在第一预设数量的所述拟合后的坐标点中，每隔第二预设数量的坐标点选取一个坐标点作为拟合坐标点。

S2007、将所选取的拟合坐标点进行曲线拟合，确定聚焦镜头组的变焦曲线。

示例性的，以第一预设数量为3000为例，在3000个坐标点中可以按照每间隔2个坐标点的方式选出1000个拟合坐标点，然后再将这1000个拟合坐标点进行曲线拟合，拟合后的曲线即为聚焦镜头组的变焦曲线。通过间隔取点的方式可以排除掉一些噪点，减小偶然性，提高了曲线拟合过程中的真实性，进一步提高了拟合后的聚焦镜头组的变焦曲线的准确性。

可选的，图5为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图，如图5所示，该方法包括：

S3001、获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、第一聚焦镜头的镜筒直径和第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量。

S3002、根据旋转步数和第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标。

S3003、根据旋转步数和理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标。

S3004、将拟合后的横坐标和拟合后的纵坐标组合为拟合后的坐标点。

S3005、调整第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数的步骤，直至获取第一预设数量的拟合后的坐标点。

S3006、在以预设比例缩小第二聚焦镜头中镜筒滑槽的尺寸后，获取缩小后的第二聚焦镜头中镜筒滑槽各个位置点的横坐标和纵坐标。

其中，预设比例为第二聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数与第一聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数的比值，第二聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数为拟合前第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时电动马达的旋转齿数，第一聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数为拟合前第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时电动马达的旋转齿数，拟合前的第二聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数与拟合前的第一聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数可以相同也可以不同。

S3007、在相邻的第三预设数量的坐标点中，选取一个最接近的坐标点作为变焦曲线的坐标点。

其中，最接近的坐标点为在相邻的第三预设数量的所述坐标点中与缩小后的第二聚焦镜头中镜筒滑槽对应的位置点中纵坐标差值最小的坐标点。

S3008、将变焦曲线的坐标点进行曲线拟合，确定聚焦镜头组的变焦曲线。

示例性的，以第一预设数量为3000为例，在3000个坐标点中，可以按照在每3个相邻的坐标点中选取一个最接近缩小后的第二聚焦镜头中镜筒滑槽对应的位置点中纵坐标的坐标点作为变焦曲线的坐标点，选出1000个变焦曲线的坐标点，然后再将这1000个变焦曲线的坐标点进行曲线拟合，拟合后的曲线即为聚焦镜头组的变焦曲线。通过在固定数量的相连坐标点中选取一个最接近的坐标点作为变焦曲线的坐标点，可以使得选取的坐标点更加逼近真实数据，提高了曲线拟合过程中的真实性，进一步提高了拟合后的聚焦镜头组的变焦曲线的准确性。

可选的，聚焦镜头组的镜筒滑槽还包括短焦端机械零点，图6为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图，如图6所示，聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法还包括：

S4001、获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、第一聚焦镜头的镜筒直径和第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量。

S4002、根据旋转步数和第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标。

S4003、根据旋转步数和理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标。

S4004、将拟合后的横坐标和拟合后的纵坐标组合为拟合后的坐标点。

S4005、调整第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数的步骤，直至获取第一预设数量的拟合后的坐标点。

S4006、根据第一预设数量的拟合后的坐标点，确定聚焦镜头组的变焦曲线。

S4007、从聚焦镜头组中镜筒滑槽的第一预设位置开始以第一预设斜率连接短焦端机械零点，确定短焦调焦曲线。

其中，短焦端机械零点为第一聚焦镜头的钉销在镜筒滑槽的短焦焦距附近所能达到的机械临界点。参考图3，第一预设位置03为在第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，第一聚焦镜头中钉销在镜筒滑槽中的位置。短焦调焦曲线属于聚焦镜头组的变焦曲线的一部分，是为了防止钉销位于第一预设位置时的实际焦距与理论短焦焦距存在误差所预留的短焦纠错曲线(也可叫做短焦误差调节曲线)。具体的，在保证短焦调焦曲线与相邻的拟合后的变焦曲线连接平滑的前提下，使得短焦调焦曲线的斜率尽可能的小，可以根据实际经验设定，短焦调焦曲线的斜率尽可能的小可以使得镜筒旋转时的压力角较小，步进角精度更加精确，电动马达的力转化效率更高，降低能耗，节省能源。

需要注意的是，短焦端机械零点的位置与镜筒的短焦端的镜筒边缘的竖直距离应大于第一固定值，其中，第一固定值为考虑实际制造工艺时的短焦端机械零点与镜筒的短焦端的镜筒边缘的最小距离，若短焦端机械零点的位置与镜筒的短焦端的镜筒边缘的竖直距离小于第一固定值可能会导致镜筒不良。

可选的，聚焦镜头组的镜筒滑槽还包括长焦端机械零点，图7为本发明实施例提供的又一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法的流程图，如图7所示，聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法还包括：

S5001、获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、第一聚焦镜头的镜筒直径和第二聚焦镜头中钉销的理论竖直位移量。

S5002、根据旋转步数和第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标。

S5003、根据旋转步数和理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标。

S5004、将拟合后的横坐标和拟合后的纵坐标组合为拟合后的坐标点。

S5005、调整第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行获取第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数的步骤，直至获取第一预设数量的拟合后的坐标点。

S5006、根据第一预设数量的拟合后的坐标点，确定聚焦镜头组的变焦曲线。

S5007、从聚焦镜头组中镜筒滑槽的第二预设位置开始以第二预设斜率连接长焦端机械零点，确定长焦调焦曲线。

其中，长焦端机械零点为第一聚焦镜头的钉销在镜筒滑槽的长焦焦距附近所能达到的机械临界点。参考图3，第二预设位置为在第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时，第一聚焦镜头中钉销在镜筒滑槽中的位置，即为坐标原点。长焦调焦曲线属于聚焦镜头组的变焦曲线的一部分，是为了防止钉销位于第二预设位置时的实际焦距与理论长焦焦距存在误差所预留的长焦纠错曲线(也可叫做长焦误差调节曲线)。具体的，在保证长焦调焦曲线与相邻的拟合后的变焦曲线连接平滑的前提下，使得长焦调焦曲线的斜率尽可能的小，可以根据实际经验设定，长焦调焦曲线的斜率尽可能的小可以使得镜筒旋转时的压力角较小，步进角精度更加精确，电动马达的力转化效率更高，降低能耗，节省能源。

需要注意的是，长焦端机械零点的位置与镜筒的长焦端的镜筒边缘(镜筒齿轮)的竖直距离应大于第二固定值，其中，第二固定值为考虑实际制造工艺时的长焦端机械零点与镜筒的长焦端的镜筒边缘(镜筒齿轮)的最小距离，若长焦端机械零点的位置与镜筒的长焦端的镜筒边缘(镜筒齿轮)的竖直距离小于第一固定值可能会导致镜筒不良。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种聚焦镜筒，图8为本发明实施例提供的一种聚焦镜筒的结构示意图，如图8所示，该聚焦镜筒包括：聚焦镜筒本体810、聚焦镜筒本体810上设置有镜筒滑槽820和镜筒齿轮830。所述镜筒滑槽与本发明任意实施例所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法中确定的变焦曲线相同。

本发明实施例提供的聚焦镜筒，同时适用于第一聚焦镜头和第二聚焦镜头，使得第一聚焦镜头和第二聚焦镜头可以使用相同的驱动程序，实现使用同一驱动程序驱动不同的聚焦镜头，一物多用，减少了在更坏聚焦镜头时驱动程序的更换次数，提高了聚焦镜头组的工作效率，减少了资源浪费。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种聚焦镜头组，聚焦镜头组包括：多个定焦镜头、电动马达和本发明实施例所述的聚焦镜筒，所述定焦镜头通过钉销安装于所述聚焦镜筒的镜筒滑槽中，所述聚焦镜筒的镜筒齿轮与所述电动马达的输出齿轮啮合，所述电动马达带动所述聚焦镜筒旋转，以控制所述钉销在所述聚焦镜筒的镜筒滑槽中的位置；所述多个定焦镜头包括第一定焦镜头和至少一个第二定焦镜头，其中，所述第一定焦镜头和所述第二定焦镜头的驱动程序相同。

本发明实施例提供的聚焦镜头组，可以使用同一驱动程序驱动不同的聚焦镜头，一物多用，减少了在更换聚焦镜头时驱动程序的更换次数，提高了聚焦镜头组的工作效率，减少了资源浪费。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种摄像头，包括本发明实施例所述的聚焦镜头组。

本发明实施例提供的摄像头，可以使用同一驱动程序驱动不同的聚焦镜头，一物多用，减少了在更换聚焦镜头时驱动程序的更换次数，提高了聚焦镜头组的工作效率，减少了资源浪费。

上述实施例中提供的聚焦镜筒、聚焦镜头组和摄像头采用了本发明任意实施例所提供的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，具备执行该方法相应的有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，其特征在于，所述聚焦镜头组包括多个聚焦镜头；所述聚焦镜头包括定焦镜头、镜筒和电动马达，所述定焦镜头通过钉销安装于所述镜筒的镜筒滑槽中，所述镜筒的镜筒齿轮与所述电动马达的输出齿轮啮合，所述电动马达带动所述镜筒旋转，以控制所述钉销在所述镜筒的镜筒滑槽中的位置；所述多个聚焦镜头包括第一聚焦镜头和至少一个第二聚焦镜头，所述第二聚焦镜头的旋转角度大于或等于所述第一聚焦镜头的旋转角度，所述第一聚焦镜头的电动马达的步进角精度与所述第二聚焦镜头的电动马达的步进角精度相同，所述聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法包括：

获取所述第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数、所述第一聚焦镜头的镜筒直径和所述第二聚焦镜头中所述钉销的理论竖直位移量；所述第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数为第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至某一焦距时电动马达的电机齿轮的旋转齿数，所述理论竖直位移量为所述第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时所述钉销的竖直位移量；

根据所述旋转步数和所述第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标；其中，在所述第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时，第一聚焦镜头中的所述钉销在所述镜筒滑槽的位置为所述聚焦镜头组的变焦曲线的坐标原点；

根据旋转步数和所述理论竖直位移量，确定拟合后的纵坐标；

将所述拟合后的横坐标和所述拟合后的纵坐标组合为拟合后的坐标点；

调整所述第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数，并重复执行获取所述第一聚焦镜头的电动马达的旋转步数的步骤，直至获取第一预设数量的所述拟合后的坐标点；

根据第一预设数量的所述拟合后的坐标点，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线。

2.根据权利要求1所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，其特征在于，在所述第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，所述第一聚焦镜头中的所述钉销在所述镜筒滑槽中的位置为所述钉销的初始位置；

根据所述旋转步数和所述第一聚焦镜头的镜筒直径，确定拟合后的横坐标，包括：

获取所述电动马达的步进角精度和所述电动马达的旋转总步数；所述旋转总步数为所述第一聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论长焦焦距时，所述电动马达的旋转齿数；

根据所述电动马达的步进角精度a、所述旋转总步数L₀、所述第一聚焦镜头的镜筒直径D和所述旋转步数L₁，基于第一计算公式，确定拟合后的横坐标X；所述第一计算公式为：

。

3.根据权利要求1所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，其特征在于，

在所述第二聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，所述第二聚焦镜头中的所述钉销在所述镜筒滑槽中的位置为所述钉销的初始位置；

根据旋转步数和所述理论竖直位移量，确定所述拟合后的纵坐标包括：

获取所述电动马达的步进角精度和所述电动马达的旋转总步数；所述旋转总步数为所述第二聚焦镜头的焦距从理论短焦焦距变化至理论短焦焦距时，所述电动马达的旋转齿数；

根据所述旋转总步数L₀、所述第二聚焦镜头中所述钉销的理论竖直位移量H和所述旋转步数L₁，基于第二计算公式，确定拟合后的纵坐标Y；所述第二计算公式为：

。

4.根据权利要求1所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，其特征在于，根据第一预设数量的所述坐标点，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线包括：

在第一预设数量的所述拟合后的坐标点中，每隔第二预设数量的所述坐标点选取一个所述坐标点作为拟合坐标点；

将所选取的所述拟合坐标点进行曲线拟合，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线。

5.根据权利要求1所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，其特征在于，根据第一预设数量的所述坐标点，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线包括：

在以预设比例缩小所述第二聚焦镜头中镜筒滑槽的尺寸后，获取缩小后的所述第二聚焦镜头中镜筒滑槽各个位置点的横坐标和纵坐标；所述预设比例为所述第二聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数与所述第一聚焦镜头中电动马达的理论旋转总步数的比值；

在相邻的第三预设数量的所述坐标点中，选取一个最接近的坐标点作为所述变焦曲线的坐标点；所述最接近的坐标点为在相邻的第三预设数量的所述坐标点中与缩小后的所述第二聚焦镜头中镜筒滑槽对应的位置点中纵坐标差值最小的坐标点；

将所述变焦曲线的坐标点进行曲线拟合，确定所述聚焦镜头组的变焦曲线。

6.根据权利要求1所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，其特征在于，所述聚焦镜头组的镜筒滑槽还包括短焦端机械零点；

所述聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，还包括：

从所述聚焦镜头组中镜筒滑槽的第一预设位置开始以第一预设斜率连接所述短焦端机械零点，确定短焦调焦曲线；所述第一预设位置为在所述第一聚焦镜头的焦距为理论短焦焦距时，所述第一聚焦镜头中钉销在所述镜筒滑槽中的位置。

7.根据权利要求1中所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，其特征在于，所述聚焦镜头组的镜筒滑槽还包括长焦端机械零点；

所述聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法，还包括：

从所述聚焦镜头组中镜筒滑槽的第二预设位置开始以第二预设斜率连接所述长焦端机械零点，确定长焦调焦曲线；所述第二预设位置为在所述第一聚焦镜头的焦距为理论长焦焦距时，所述第一聚焦镜头中钉销在所述镜筒滑槽中的位置。

8.一种聚焦镜筒，其特征在于，包括：聚焦镜筒本体；所述聚焦镜筒本体上设置有镜筒滑槽和镜筒齿轮；

所述镜筒滑槽与权利要求1-7任一项所述的聚焦镜头组的变焦曲线拟合方法中确定的变焦曲线相同。

9.一种聚焦镜头组，其特征在于，包括：多个定焦镜头、电动马达和权利要求8所述的聚焦镜筒，所述定焦镜头通过钉销安装于所述聚焦镜筒的镜筒滑槽中，所述聚焦镜筒的镜筒齿轮与所述电动马达的输出齿轮啮合，所述电动马达带动所述聚焦镜筒旋转，以控制所述钉销在所述聚焦镜筒的镜筒滑槽中的位置；所述多个定焦镜头包括第一定焦镜头和至少一个第二定焦镜头，其中，所述第一定焦镜头和所述第二定焦镜头的驱动程序相同。

10.一种摄像头，其特征在于，包括：权利要求9所述的聚焦镜头组。

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