適用于小型光電吊艙的光學(xué)變焦成像系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著無人機(jī)在民用和軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,特別是在基于信息化和高新技術(shù)的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中有著獨(dú)特作用,無人機(jī)的研究受到世界各國的廣泛關(guān)注。與之相關(guān)的光電載荷變焦成像系統(tǒng)作為無人機(jī)的“眼睛”,對空中偵察、監(jiān)視等起著舉足輕重的作用。本文圍繞國產(chǎn)某微小型無人機(jī)光電載荷,對其自動聚焦成像系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。
　　本論文的主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)閱讀了解國內(nèi)外相關(guān)研究工作并結(jié)合課題的背景和技術(shù)指標(biāo),設(shè)計了自動聚焦成像系統(tǒng)的總體方案。同時,

2、按照技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了選型,選了變焦鏡頭和CCD成像模組并確定了實(shí)現(xiàn)自動聚焦的硬件平臺。
　　(2)根據(jù)所選變焦鏡頭的特點(diǎn),研究了步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動原理并設(shè)計了適合本系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。在驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了變焦鏡頭的步進(jìn)電機(jī)軟件設(shè)計。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)定位精度和聚焦策略特點(diǎn),采取離線標(biāo)定的方法優(yōu)化了爬山搜索策略,提高了算法的抗干擾能力并加快了聚焦速度。
　　(3)通過研究自動聚焦技術(shù),在常見的聚焦評價函數(shù)中選擇了適合本系統(tǒng)的兩種

3、評價函數(shù)。結(jié)合它們的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計新的聚焦評價函數(shù)并在處理區(qū)域上進(jìn)行優(yōu)化。同時對新的聚焦評價函數(shù)設(shè)計了實(shí)驗,驗證了算法的有效性。最后設(shè)計了測量系統(tǒng)焦距值的實(shí)驗。
　　本論文的主要工作:
　　根據(jù)研究鏡頭變焦、聚焦相關(guān)的研究和選型變焦鏡頭和光電載荷的特點(diǎn),設(shè)計了變焦步進(jìn)電機(jī)電路板。在變焦控制上采用離線標(biāo)定的方式實(shí)現(xiàn)初步聚焦,同時利用此方法優(yōu)化了爬山搜索策略。根據(jù)DSP圖像處理平臺的資源限制和應(yīng)用背景的復(fù)雜性,構(gòu)建了新的聚焦評價函數(shù)。