[发明专利]一种基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法

权利要求书

1.一种基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在不同焦距下对电液可调焦镜头进行标定，获得调焦控制电流与相机内参的函数关系；

步骤2，建立电液可调焦镜头光学成像系统模型，获得电液可调焦镜头调焦控制电流与最优成像物距之间的函数关系；

步骤3，目标追踪算法初始化，生成追踪目标框，框选需追踪的目标；

步骤4，进行自动对焦，记录对焦成功后的调焦控制电流，以及图像中追踪目标框的尺寸和去畸变后的中心点坐标；

步骤5，通过相机投影模型，计算出目标的三维空间坐标并记录；

步骤6，对同一追踪目标重复步骤4-5，将所记录的目标三维空间坐标按顺序连成轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法，其特征在于，在步骤1中，电液可调焦镜头调焦控制电流与相机内参的函数关系建立过程为：在多个调焦控制电流下对电液可调焦镜头进行标定，然后通过曲线拟合获得调焦控制电流与相机内参的函数关系

(f_x，f_y)＝H(I) (1)

其中f_x，f_y为相机在像素平面x，y方向上的等效焦距，单位为像素；I为电液可调焦镜头的调焦控制电流；

获取相机光心在像素平面上的坐标、相机感光元件横边与纵边之间的倾斜参数。

3.根据权利要求2所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法，其特征在于，在步骤2中，电液可调焦镜头调焦控制电流与最优成像物距的函数关系建立过程为：利用电液可调焦镜头光学成像系统模型，记录多个调焦控制电流下的最优成像物距，并对记录的数据进行曲线拟合，得到电液可调焦镜头的调焦控制电流与最优成像物距之间的关系：

u＝F(I) (2)

其中u为最优成像物距，I为电液可调焦镜头的调焦控制电流。

4.根据权利要求3所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法，其特征在于，在步骤4中，所述自动对焦包括第一次自动对焦和后续自动对焦，第一次自动对焦过程为：

(1)以一定步长从初始调焦控制电流开始搜索，并同时对追踪目标框内部图像区域，计算追踪目标框内部图像区域的清晰度评价值，获得清晰度评价值最大时的调焦控制电流以及最大清晰度评价值，并设置清晰度评价阈值

K＝αD_max (3)

其中α为预设的清晰度置信度，α＜1；K为后续自动对焦时使用的清晰度评价阈值；D_max为最大清晰度评价值；

(2)对焦完成后记录图像中追踪目标框的尺寸和去畸变后的中心点坐标。

5.根据权利要求4所述的基于电液可调焦镜头的移动目标三维轨迹追踪方法，其特征在于，后续自动对焦过程为：计算追踪目标框内部图像区域的清晰度评价值，记为D_i；

若D_i≥K，则直接记录此时的调焦控制电流I_i、图像中追踪目标框的尺寸size_i和去畸变后的中心点坐标；

若D_i＜K,则读取此时图像中追踪目标框的尺寸size_i，并与上一次成功对焦时的追踪目标框尺寸size_i-1进行比较并调节调焦控制电流，完成对焦；对焦完成之后记录调焦控制电流以及对焦后的图像中追踪目标框的尺寸和追踪目标框去畸变后的中心点坐标。