基于图像清晰度评价的跟踪望远镜自动调焦算法研究.pdf

《基于图像清晰度评价的跟踪望远镜自动调焦算法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第5期光学仪器v0L32，№52010年10月0PTICALINSTRUMENTS()ctober，2010文章编号：1005—5630(2010)05一0069一05基于图像清晰度评价的跟踪望远镜自动调焦算法研究*李衡1’2，黄永梅1，安涛1’2(1-中国科学院光电技术研究所，四川成都610209；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：为了减小跟踪望远镜调焦时间，分析了自动调焦的光学原理及数字图像处理相关技术，提出一种适合跟踪望远镜的实时自动调焦算法。该算法基于对图像清晰度的评价，通过步进电机驱动次镜移动来搜索最佳成像

2、位置，并且综合了全局搜索法与传统爬山法的优点。在实验中，完成了对远处静态目标自动对焦，有效地避免了局部峰值导致的对焦失败，在保证系统调焦精度的前提下使对焦速度小于3s。关键词：自动调焦；图像清晰度评价函数；跟踪望远镜；步进电机中图分类号：TH743文献标识码：Adoi：10．3969／j．isSn1005—5630．2010．05．015Studyonauto-‰I塔algorithmoftrackingtelescopeb嬲ed仰imagedefinitioneValuationLJHP行91”，HUANGyo，2聊Pil，AN亿D1'

3、2(1．IIlstituteof()pti∞aIldElectrorIicS，CIlineseAcademyofSciences，Chengdu610209，CKIla；2．Gr丑lduateUniversity，Chine鼬Acad咖yofSdences，Be畸ing100039，Chim)Abstr敞t：Inordertoreducetheaut伊focustimeoftrackingtelescope，theauto—focustheoryandtechn0109yconcerningdigitalimageprocessingar

4、eanalyzed，andapracticalreal—timeaut矿focusalgorithmfortrackingtelescopeispresentedinthispaper．13asedoneValuationoftheimagesharpness，thefocusedpositionisobtainedviamovingthesecondarymirrordriVenbythesteppingmotorinthisalgo“thmwhichintegratesthemeritoftheglobalsearchandtradi

5、tionalclimbingsearchalgorith皿InthiseXperiment，thedistantstaticobjectisauto-focused，andthefailurecausedbythelocalpeakvalueissuccessfuUyavoided．Finally，thetotaltimeofauto-focusislessthan3secondandtheaut伊focusprecisionofthesystemcanbeguaranteedKeyw删s：auto-focus；imagesharpnes

6、sfunctions；trackingtelescope；steppingmotor引言作为光学成像系统的重要技术之一，自动调焦技术经过几十年的发展，已广泛运用到数码相机及显微镜等成像领域当中，并出现了多种调焦方法，如测距法，相位检测法以及基于图像处理的自动调焦方。收稿日期：20lo—04_06基金项目：中国科学院重点实验审预研基金资助课题(AD9k002)作者简介：李衡(1981一)，男，四川德阳人，硕士研究生，主要从事图像处理及自动调焦技术方面的研究。·70·光学仪器第32卷法。基于数字图像处理的自动调焦方法是通过评价所采集图像的质量

7、来判断目标物体所成的像是否在焦平面上，从而驱动镜头或反射镜对离焦量进行补偿口]。跟踪望远镜是光电捕获跟踪瞄准的核心设备，所跟踪目标距离的变化以及环境温度的变化，会引起成像面沿轴向位置改变，因此需要调焦以保持像面的稳定。现代的望远镜跟踪系统已发展成为数字成像系统，但基于数字图像处理的自动调焦技术在此领域的研究又相对较少。文中通过分析自动对焦的光学原理及数字图像处理相关技术，提出一种基于图像清晰度评价的跟踪望远镜自动对焦算法，并在实验中完成了对静态目标自动对焦，取得了良好效果。l望远镜跟踪系统自动对焦原理现研究的望远镜跟踪系统是典型的卡塞格林

8、系统，如图1所示，主反射镜为抛物面，次镜为双曲面。抛物面和双曲面有一个共同的焦点，双曲面的另一个焦点为整个系统的焦点。调焦的方法为电机驱动次镜沿轴移动，即让次镜的前焦点始终与变化后的第一像面重