[发明专利]一种快速自动调焦方法和调焦装置

权利要求书

1.一种快速自动调焦装置，其特征在于，包括光圈步进电机、焦距步进电机、电机驱动模块、图形处理单元、定位单元、通信装置、图像识别单元、电源模块、显示模块、数据处理单元；所述的光圈步进电机、焦距步进电机分别与所述的电机驱动模块连接；所述的电机驱动器、图形处理单元、定位单元、通信装置、图像识别单元、电源模块分别与所述的数据处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种快速自动调焦装置，其特征在于，所述的电机驱动模块包括电机驱动器和U型光耦，所述的电机驱动器、U型光耦分别与所述的数据处理单元连接，所述的U型光耦用于监控光圈步进电机和焦距步进电机的各自的运动速度和运动方向。

3.根据权利要求1所述的一种快速自动调焦装置，其特征在于，所述的定位单元包括GPS模块、A-GPS模块；所述的A-GPS模块、GPS模块分别与所述的数据处理单元连接。

4.根据权利要求1所述的一种快速自动调焦装置，其特征在于，所述的图形处理单元包括分析处理模块，所述的分析处理模块用于计算图像的灰度值、图像的边缘锐利度和判断图像是否清晰。

5.一种快速自动调焦方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，利用相机获取目标图像数据，对图像数据采用梯度方法或方差方法计算其图像边缘锐利度进行判断输入目标图像是否对焦清晰，若未找到清晰图像则重复采集，并计算;边缘锐利度计算将图像化分成无数多个小矩形区域;计算灰度值最终求平均值;

步骤二，根据边缘锐利度，相机与目标的相对位置不变，通过调焦获取n张目标图像数据，计算每张目标图像的相对模糊率，其中值最小的相对模糊率对应的目标图像的焦距为相机与目标的焦距，根据焦距完成调焦；

步骤三：通过分析处理模块计算输入目标图像的灰度值，判断目标图像是否曝光过度或欠曝，若目标图形曝光过度或欠曝，则通过调节光圈，使目标图像的灰度值落入到设定的参考值，完成光圈调节。

6.根据权利要求5所述的一种快速自动调焦方法，其特征在于，所述的调焦包括如下过程：相机与目标的相对位置不变，调焦的步长为delta_a, 焦距范围为[a,b]，其中a 为调焦范围的初始值，b为调焦范围的终值;每调焦一次则都目标进行成像一次，设总共成像n次，每次成像对应一个焦距fn，再计算n张图像的相对模糊率Rk,k=1…n，其中最小模糊率Rmin以及对应的模糊率最小的图像，最后得到该图像对应的焦距f，即为相机成像的焦距。

7.根据权利要求5所述的一种快速自动调焦方法，其特征在于，所述的光圈调节包括如下过程：首先进行角度与光圈大小的标定，获取光圈最小到光圈最大的长度，并且获取镜头周长；360/光圈度数=镜头周长/光圈长度，即得出光圈对应最大度数，同样获取不同光圈刻度值对应的长度，得到不同光圈值对应的度数；最后得到光圈值与角度值的对应关系；通过调节角度，即可得到对应的光圈。

8.根据权利要求5所述的一种快速自动调焦方法，其特征在于，所述的参考值设定包括如下过程：求取目标图像中亮度平均值avg，求取avg到a的距离o(a) ，o(a)为亮度的权重数；求取整张图像的灰度均方值S；统计图像中灰度区间，并计算权值L；综合权值o(a)+S+L即为图像灰度的参考值。