[发明专利]一种自动聚焦激光夜视设备及聚焦方法

权利要求书

1.一种自动聚焦激光夜视设备，包括可见光镜头（1）、CCD摄像机（4）和控制模块（7），所述可见光镜头上设置有变焦电机（2）和变倍电机（3），CCD摄像机（4）位于可见光镜头（1）后方用于将光信号转化为模拟视频信号，控制模块（7）连接有区分昼间和夜间的光线检测装置（6）、实现夜间照明的激光照明器（8）；其特征在于：所述控制模块（7）连接有自动聚焦模块（5），CCD摄像机（4）与自动聚焦模块（5）相连接，以传输模拟视频信号；

变倍电机（3）和变焦电机（2）采用两种驱动方式，在第一种驱动方式下：自动聚焦模块（5）与变倍电机（3）和变焦电机（2）均相连接，以实现可见光镜头（1）的变倍、变焦动作；在第二种驱动方式下：控制模块（7）与变倍电机（3）相连接，以实现变倍动作，控制模块（7）和自动聚焦模块（5）均与变焦电机（2）相连接，以实现变焦动作；

自动聚焦模块（5）将模拟视频信号转化为数字信号，在昼间和夜间采用不同的方法进行聚焦；在昼间，自动聚焦模块（5）选取图像中心周围区域作为图像是否聚焦清晰的判断区域；在夜间，自动聚焦模块（5）选取去除图像中心区域后的环状区域作为图像是否聚焦清晰的判断区域。

2.根据权利要求1所述的自动聚焦激光夜视设备，其特征在于：所述激光夜视设备设置于云台上，控制模块连接有驱使云台运动的运动机构（9）。

3.根据权利要求1或2所述的自动聚焦激光夜视设备，其特征在于：所述自动聚焦模块（5）由FPGA芯片组成，控制模块（7）由微控制器组成；控制模块（7）与自动聚焦模块（5）通过RS232通讯线相连接。

4.一种基于权利要求1所述的自动聚焦激光夜视设备的聚焦方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).接收命令，变倍电机（3）和变焦电机（2）采用第一种驱动方式的情况下：自动聚焦模块（5）接收控制模块（7）发送的命令；变倍电机（3）和变焦电机（2）采用第二种驱动方式的情况下：自动聚焦模块（5）接收变倍电机（3）的驱动信号；

b).判断是否为变倍停止，变倍电机（3）和变焦电机（2）采用第一种驱动方式的情况下：自动聚焦模块（5）判断步骤a)中接收到的命令是否为可见光镜头（1）变倍停止命令，如果为变倍停止命令，则执行步骤c)，如果不为变倍停止命令，则执行步骤a)；变倍电机（3）和变焦电机（2）采用第二种驱动方式的情况下：自动聚焦模块（5）判断步骤a)中接收到的变倍电机（3）的驱动信号是否达到停止时刻，如果达到停止时刻，则执行步骤c)，如果没有达到停止时刻，则执行步骤a)；

c).获取昼夜状态，自动聚焦模块（5）获取控制模块（7）所检测的昼间和夜间信号，判断当前时刻是否为昼间状态；如果当前为昼间，则执行步骤d)；如果当前为夜间，则执行步骤e)；

d).选取昼间图像判断区域，自动聚焦模块（5）选取图像中心点周围的区域作为图形清晰度的判断区域，执行步骤f)；

e).选取夜间图像判断区域，自动聚焦模块（5）选取去除图像中心区域后的环状区域作为图像是否清晰的判断区域；

f).计算Sobel算子，在变焦电机（2）驱使变焦镜片由变焦起点向变焦终点运动的过程中，不断获取CCD摄像机输出（4）的图像帧，选取出图像判断区域，并计算出图像判断区域的Sobel算子数值；

g).确定聚焦清晰位置，将步骤f)中获取的所有图像判断区域的Sobel算子进行排序，具有最大Sobel算子数值的图像所对应的聚焦位置，即为聚焦清晰位置；通过变焦电机（2）驱使可见光镜头运动至具有最大Sobel算子的位置处，即实现了清晰聚焦。

5.根据权利要求4所述的自动聚焦激光夜视设备的聚焦方法，其特征在于：步骤d)和步骤e)中选取的判断区域的面积为整个图像面积的40%～60%；步骤e)中所去除的图像中心区域占整个图像面积的5%～15%。