本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控與光電對抗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實時獲取電動變焦鏡頭成像視場角的方法。

背景技術(shù)：

以下對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說明，但這些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

獲取鏡頭的成像視場角對諸如被動測距、激光夜視聯(lián)動成像等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。在單目基線被動測距中，通過獲取成像視場角和已知的目標(biāo)基線尺寸，可反演目標(biāo)的距離。

在激光夜視技術(shù)領(lǐng)域，當(dāng)調(diào)節(jié)成像視場時，需要實時獲取成像視場角數(shù)據(jù)值，進(jìn)而調(diào)節(jié)激光器的發(fā)散角，形成實時聯(lián)動機(jī)制。

一般的長焦變焦鏡頭，均是電動調(diào)節(jié)模式，內(nèi)嵌有驅(qū)動電機(jī)和變焦電位器(或計數(shù)器)，以記錄不同邏輯焦距值(電位值或計數(shù)值，可參見富士能公司電動變焦鏡頭d60×12.5a-v41型監(jiān)控鏡頭)。如為電位器，該電位器值可經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入主處理器；如為計數(shù)值，則直接反饋至主處理器。特別是在被動成像技術(shù)領(lǐng)域，獲取的視場角數(shù)據(jù)精度將直接影響目標(biāo)的距離反演精度，因此需要解決變焦鏡頭的視場角高精度獲取難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種實時獲取電動變焦鏡頭成像視場角的方法，能夠快速、高效獲取當(dāng)前的視場角度值。

本發(fā)明實時獲取電動變焦鏡頭成像視場角的方法，包括：

s1、改變電動變焦鏡頭的成像視場，獲取n個焦距值、以及與每個焦距值對應(yīng)的視場角；n為不小于2的正整數(shù)；

s2、根據(jù)n組視場角和焦距值，擬合電動變焦鏡頭的成像視場角與焦距值的函數(shù)關(guān)系；

s3、基于電動變焦鏡頭當(dāng)前的焦距值查詢所述函數(shù)關(guān)系，確定電動變焦鏡頭當(dāng)前的成像視場角。

優(yōu)選地，視場角包括水平視場角和垂直視場角。

優(yōu)選地，焦距值是通過電動鏡頭焦距分壓電位器的分壓值經(jīng)過模數(shù)a/d變換時產(chǎn)生的邏輯焦距值。

優(yōu)選地，步驟s1中按照升序或降序改變電動變焦鏡頭的成像視場。

優(yōu)選地，步驟s2進(jìn)一步包括：

將n組視場角和焦距值按照視場角升序或降序的方式排列；

針對任意一組數(shù)據(jù)，若其中的焦距值與排列在該組數(shù)據(jù)之前的焦距值序列之間呈現(xiàn)非單調(diào)性，則剔除當(dāng)前組數(shù)據(jù)中的視場角和焦距值。

優(yōu)選地，n的取值為電動變焦鏡頭的變焦倍數(shù)的2-3倍。

優(yōu)選地，若距離電動變焦鏡頭距離為r處鏡頭的成像物面大小為h×v，則電動變焦鏡頭的視場滿足如下關(guān)系：

式中，θh為電動變焦鏡頭的水平視場角，θv為電動變焦鏡頭的垂直視場角，單位為度°，f為物理焦距值；f、h、v和r的單位均為mm。

優(yōu)選地，若電動變焦鏡頭焦距為f，探測器靶面尺寸為h×v，則電動變焦鏡頭的視場滿足如下關(guān)系：

式中，θh為電動變焦鏡頭的水平視場角，θv為電動變焦鏡頭的垂直視場角，單位為度°，f為物理焦距值；h、v、f的單位均為mm。

優(yōu)選地，步驟s2中采用傅里葉擬合方式擬合電動變焦鏡頭的成像視場角與焦距值的函數(shù)關(guān)系。

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是示出本發(fā)明實時獲取電動變焦鏡頭成像視場角的方法流程示意圖；

圖2是邏輯焦距值和物理焦距值對應(yīng)關(guān)系圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。

如圖1所示，本發(fā)明實時獲取電動變焦鏡頭成像視場角的方法，包括：

s1、改變電動變焦鏡頭的成像視場，獲取n個焦距值、以及與每個焦距值對應(yīng)的視場角；n為不小于2的正整數(shù)；

s2、根據(jù)n組視場角和焦距值，擬合電動變焦鏡頭的成像視場角與焦距值的函數(shù)關(guān)系；

s3、基于電動變焦鏡頭當(dāng)前的焦距值查詢所述函數(shù)關(guān)系，確定電動變焦鏡頭當(dāng)前的成像視場角。

本發(fā)明首先對電動變焦鏡頭的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，采用n組數(shù)據(jù)擬合電動變焦鏡頭的成像視場角與焦距值的函數(shù)關(guān)系，步驟簡單，所得函數(shù)關(guān)系式的準(zhǔn)確性和精確性高。當(dāng)需要獲取電動變焦鏡頭的成像視場角時，本發(fā)明能夠基于電動變焦鏡頭當(dāng)前的邏輯焦距值查詢擬合出的函數(shù)關(guān)系，確定與當(dāng)前的邏輯焦距值對應(yīng)的成像視場角，實時性好，獲取的視場角數(shù)據(jù)精度高。

本發(fā)明中的焦距值可以是通過電動鏡頭焦距分壓電位器的分壓值經(jīng)過模數(shù)a/d變換時產(chǎn)生的邏輯焦距值。邏輯焦距值不是電動鏡頭的物理焦距值，邏輯焦距值與物理焦距值是一一對應(yīng)關(guān)系，能夠規(guī)避由于變焦鏡頭物理焦距值難以實時獲取的難題。

如圖2所示，當(dāng)鏡頭調(diào)焦時，電動鏡頭伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，電位器上的變阻指針移動，從而分壓電阻值改變，從而引起電壓分壓值vr改變，

其中vh是基準(zhǔn)電壓，r是量程電阻，r是變阻指針采樣電阻，vr是分壓值，由于r隨物理焦距值的變化而變化，成一一對應(yīng)關(guān)系，因此，邏輯焦距值與物理焦距值成一一對應(yīng)關(guān)系。標(biāo)定時，僅記錄邏輯焦距值即可。

標(biāo)定次數(shù)n可以電動變焦鏡頭的種類進(jìn)行選擇，例如n的取值為電動變焦鏡頭的變焦倍數(shù)的2-3倍。標(biāo)定的次數(shù)n越多，基于標(biāo)定數(shù)據(jù)擬合的成像視場角與焦距值的函數(shù)關(guān)系越精確。

在標(biāo)定電動變焦鏡頭參數(shù)時，可以按照升序或降序改變電動變焦鏡頭的成像視場。例如，在實驗室條件下，將視場從大到小調(diào)節(jié)，依次記錄不同視場對應(yīng)的邏輯焦距值?？梢愿鶕?jù)成像的幾何關(guān)系，確定每個成像視場下的成像視場角。在一些實施例中，根據(jù)電動變焦鏡頭的靶面尺寸和當(dāng)前焦距值，確定當(dāng)前成像視場下的視場角。

優(yōu)選地，若距離電動變焦鏡頭距離為r處鏡頭的成像物面大小為h×v，則電動變焦鏡頭的視場滿足如下關(guān)系：

式中，θh為電動變焦鏡頭的水平視場角，θv為電動變焦鏡頭的垂直視場角，單位為度°，f為物理焦距值；f、h、v和r的單位均為mm。

由于像面計算條件下，物理焦距值f較難以實時獲取，所以可以通過標(biāo)定物面的成像信息獲取視場角值。若電動變焦鏡頭焦距為f，探測器靶面尺寸為h×v，則電動變焦鏡頭的視場滿足如下關(guān)系：

式中，θh為電動變焦鏡頭的水平視場角，θv為電動變焦鏡頭的垂直視場角，單位為度°，f為物理焦距值；h、v、f的單位均為mm。

隨著成像視場角的增加或者減小，對應(yīng)的焦距值呈現(xiàn)單調(diào)性。因此，在一些實施例中，步驟s2進(jìn)一步包括：

將n組視場角和焦距值按照視場角升序或降序的方式排列；

針對任意一組數(shù)據(jù)，若其中的焦距值與排列在該組數(shù)據(jù)之前的焦距值序列之間呈現(xiàn)非單調(diào)性，則剔除當(dāng)前組數(shù)據(jù)中的視場角和焦距值。

若其中的焦距值與排列在該組數(shù)據(jù)之前的焦距值序列之間呈現(xiàn)非單調(diào)性，表明該組數(shù)據(jù)存在較大誤差，將其剔除能夠測量或計算誤差，提高擬合的成像視場角與焦距值的函數(shù)關(guān)系的準(zhǔn)確性。

步驟s2中可以采用傅里葉擬合方式擬合電動變焦鏡頭的成像視場角與焦距值的函數(shù)關(guān)系。例如，將n組視場角和焦距值輸入matlab軟件的cftool函數(shù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，在擬合函數(shù)中選用傅里葉擬合方式，調(diào)整傅里葉函數(shù)擬合階數(shù)，使之能夠有效擬合，最后記錄該傅里葉函數(shù)表達(dá)式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況選擇合適的傅里葉函數(shù)擬合階數(shù)，傅里葉函數(shù)擬合階數(shù)越高，所得測量精度越高。

雖然參照示例性實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的具體實施方式，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對所述示例性實施方式做出各種改變。