[发明专利]一种大变倍比连续变焦红外镜头同步齐焦性误差补偿方法

权利要求书

1.一种大变倍比连续变焦红外镜头同步齐焦性误差补偿方法，基于连续变焦红外镜头、齐焦性补偿用红外热像仪机芯组件和电气控制组件组成的连续变焦红外镜头，所述的电气控制组件包括MCU（a5）和由供电防反接模块、过压/过流保护模块以及DC-DC模块组成的电源管理模块（a1），所述的MCU（a5）上分别连接有变焦光电限位开关（a2）、补偿行程限位开关（a3）、测温组件（a22）和通信控制模块（a4），MCU（a5）上还分别通过变焦采样定时器（a6）和补偿采样定时器（a12）连接变焦PID控制器（a7）和补偿PID控制器（a13），变焦PID控制器（a7）和补偿PID控制器（a13）分别连接变焦电机驱动模块（a8）和补偿电机驱动模块（a14），所述的变焦电机驱动模块（a8）和补偿电机驱动模块（a14）分别通过变焦驱动组件（21）和补偿驱动组件（a20）连接变焦电机（a9）和补偿电机（a15），变焦电机（a9）依次连接变焦编码器（a10）、变焦位置反馈模块（a18）和变焦四倍频计数模块（a11）之后与MCU（a5）连接，补偿电机（a15）依次连接补偿编码器（a16）、补偿位置反馈模块（a19）和补偿四倍频计数模块（a17）之后与MCU（a5）连接；包括如下步骤：

（一）变焦启动后，将变焦运动分为匀加速运动的启动段、匀速运动的中间段和匀减速运动的结束段，通过测温组件（a22）获取变焦红外镜头的工作环境温度，按每±2℃、±2.5℃或±3℃的边际温度将环境温度分成多个温度段，按变焦红外镜头正向和负向用直线将每个分段温度的补偿曲线拟合出来，然后提取相应的插值点和端点并存储，生成多个包含运动起点、终点以及匀速运动、匀加速运动、匀减速运动参数的直线段，拟合不同分段直线得到补偿路径；按红外镜头的工作环境温度，对温度拟合曲线进行预处理，将变焦红外镜头正向和负向两个方向的补偿曲线拟合特征值存入MCU（a5）的flash中；

（二）变焦开始时，采用匀加速方式控制变焦，一直到设定的运动速度，定时采样变焦值，采用速度环和位置环双环串联方式进行PID控制，判断是否完成启动段；

补偿运动采用相同的运动方式，通过变焦值与补偿位置的交互采样，保证补偿运动按指定的补偿路径补偿；

变焦运动与补偿运动都是通过PWM+/-信号占空比来实现运动速度的改变；

如果完成开始段的匀加速路径后，则进入下一步；

（三）采用匀速运动控制变焦，定时采样变焦值，进行变焦PID控制，判断是否完成中间段；

否则继续定时采样变焦值，通过PWM+/-信号变焦；同时读取补偿值，驱动补偿电机（a15）匀速运动，周期采样补偿值，调焦补偿PID，如果到达匀速段端点位置则补偿值校准，否则继续周期采样补偿值，通过PWM+/-信号调节补偿运动；

如果选择随机急停，则进行第五步，如果选择固定停止位则进入下一步；

（四）采用匀减速运动控制变焦，定时采样变焦值，进行变焦PID控制，判断是否完成结束段；

否则继续定时采样变焦值，通过PWM+/-信号变焦，同时读取补偿值，补偿运动也采用匀减速运动，周期交互采样补偿值和变焦值，调焦补偿PID，如果到达匀减速段端点位置，则停止补偿，否则继续周期采样补偿值，通过PWM+/-信号驱动补偿电机（a15）；

（五）如果采用急停方式，变焦运动采用刹车方式停止，变焦因惯性前冲误差较小，最多进行两次调焦补偿，其它一次在变焦停止后。

2.根据权利要求1所述的一种大变倍比连续变焦红外镜头同步齐焦性误差补偿方法，其特征在于，所述的步骤（一）和步骤（二）之间还包括：判断环境温度是否变化超过设定的边际；如果温度变化没在超过边际，则变焦停止后不进行补偿；如是果超过边际，表明红外图像会有一定的模糊，则装载新的温度条件下的补偿特征值，且进行一次变焦终点补偿。

3.根据权利要求1所述的一种大变倍比连续变焦红外镜头同步齐焦性误差补偿方法，其特征在于，所述的步骤（二）中将变焦运动对应的调焦补偿拟合直线分成两段，开始段拟合直线的前部分用于匀加速，后部分用于匀速。

4.根据权利要求1所述的一种大变倍比连续变焦红外镜头同步齐焦性误差补偿方法，其特征在于，所述的步骤（二）中采用串联速度环和位置环的双环PID控制，根据实际的运动方程，在开始段、结束段采用位置环作为主控环，而在中间位置，采用速度环作为主控环。