[发明专利]基于温度补偿多视场切换标定控制方法及计算机可读存储介质

说明书

本发明涉及一种基于温度补偿多视场切换标定控制方法及计算机可读存储介质，属于多视场切换技术领域。本发明的方法的主要步骤为：采集多视场光学系统在多个离散温度点下不同视场清晰时的镜片位置；基于多个局部温度段多个离散温度点下不同视场清晰时的镜片位置进行混合曲线拟合；通过曲线间的线性插值技术计算出局部温度段任意温度点下不同视场清晰时的镜片位置；基于实际温度调取各个视场清晰时的镜片位置，并通过分段PID算法实现的多视场快速准确切换；通过共性曲线加装调偏置的算法大幅度降低批量产品温度补偿曲线标定时间；对于应用产品易晃动的产品，通过增加阈值算法启动或者关闭控制模块以降低功耗且始终保持视场清晰稳定。

技术领域

本发明属于多视场切换技术领域，具体涉及一种基于温度补偿多视场切换标定控制方法及计算机程序产品。

背景技术

多视场切换是指通过调节光学系统中部分光学镜片的位置达到不同视场下下清晰成像的技术。在手持、车载、舰载等的红外光电成像系统中，要求进行大小视场的切换或者多视场切换以满足不同的工作需要。而在调焦的过程当中，光学镜片、机械结构等的形状会随着温度的改变而改变，在不同的温度条件下焦点位置有所不同，同时焦点位置与温度的关系在不同的温度段表现出不同的曲线特性。因此，在不同的温度下，镜片位置在同一视场下也有所不同。

随着全景成像和红外探测技术的快速发展，多波段双视场高分辨率成像光学系统逐步代替单波段单视场低分辨率光学系统，成为当前军事科学技术研究的热点。

光学系统朝着实时快速地探测目标、精确地追踪和测量目标发展，成为当前的主流趋势。

当前，从应用的角度而言多视场切换领域的研究主要有：①PID控制双视场切换；②具有温度补偿功能的双视场变焦光学系统的；③红外三视场光学系统；④快速、高精度地在多个视场之间切换的视场切换部件等。

但这些研究的重点往往集中在两类技术上：第一类是光学系统设计，包括光学参数、材料、镜片数、结构甚至具有温度补偿的光学设计等以实现最优的成像；第二类是纯粹的PID控制算法上，以实现快速的视场切换。

然而很少有研究者对多视场中对镜片位置的补偿值做研究；即使有少量的研究者采用通过分段温度补偿措施，但由于能采集的温度点有限，在未被采集到的温度区间容易虚焦，同时对于如何优化分段补偿以提高标定效率的研究则更少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种具有温度补偿的多视场切换控制方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于温度补偿的多视场切换方法，包括如下步骤：

步骤一：根据光学系统的镜片数量、视场数，分别采集多个离散温度点下各个视场清晰时各个镜片的位置值：

假设所述的光学系统具有M个可调镜片，N个需要切换的视场，采集P个离散温度的数据，则多个离散温度点下不同视场清晰时的镜片位置记为PP，pp由下式表示：

PP＝[L₁，L₂，...L_M]

其中，L_i表示第i个镜片的位置参数，f_i(j，k)表示第i个镜片第j个温度点的第k个视场的位置值。

步骤二：基于多个离散温度点下不同视场清晰时的镜片位置进行分段(每段不少于两个温度点)曲线拟合：

若以线性拟合为例，对于一个确定的镜片i和视场k，以T_j、T_j+1两个相邻温度点为参考点，拟合出该温度段内的位置曲线如下：