一种监控相机生产线之自动对焦系统算法设计与实现

发布时间：2020-08-03 15:43

【摘要】：监控相机摄像头的人工手动对焦技术,是由人工手动点亮镜头,转动镜头,用肉眼观察标靶图像,调整镜头位置达到一定的清晰度来检测产品。这样一个过程需要花费大量的时间,在评判图像的清晰度的个人标准与理想的清晰图像之间存在一定的距离。出于精度、检测速度和生产效率的考虑,本文给出了一种针对定焦监控镜头相机生产线上,基于图像分析的自动对焦系统。首先针对一种定焦监控镜头相机生产线的自动对焦过程,完成一种基于图像分析的自动对焦技术算法的分析与设计,运用模版匹配实现上料检测,采用斑点检测算法完成自动对焦操作;其次,针对整个自动对焦流程,完成其相应的控制逻辑算法设计;最后,针对自动对焦系统算法及其控制系统软件设计与实现,并进行相应调试。该系统主要具有解决因人工对焦、点胶操作时,造成外观不一致,影响产品品质以及因精密操作对工人的要求较高,培训成本也较高的问题。课题的主要研究内容为:第一,上料检测算法设计:通过上料操作,基于机器视觉、利用图像分析原理实现,提取上料采集图像的灰度值与方差作为特征与示教模版的对应特征相比较,自动判断上料位置是否正确;第二,自动对焦算法设计:通过镜头进行视觉检测,通过高斯滤波、阈值分割得到图像目标斑点,再采用斑点检测算法提取光斑数量、亮度,并作为对焦清晰度判断标准,即光斑数量达到示教模版所得到的阈值范围内时,将光斑亮度最大值点判断为最佳焦距位置;第三,控制流程算法设计:本文利用运动控制卡连接电机与夹爪、点胶阀来实现上料、对焦、点胶及工作台转动等操作,避免了复杂的电路设计和对焦机构。将前述算法与控制逻辑相结合,设计系统控制流程算法;最后,在实验样机的基础上,进行实验验证了前述算法可行性,并通过与人工手动对焦实验的对比,得到本文所述方法效率更高、更稳定,实现了满足用户需求的自动对焦、点胶固化操作的系统设计。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TB852.1
【图文】：

分布图,功能区,分布图,自动对焦

机架、工作台、转动机构、装夹机构、对焦相机和点胶机构、焦以及外罩、显示器和控制面板；其次要研究自动对焦装置的四个的整体工作流程。动对焦系统组成所研究的一种监控相机生产线的自动对焦装置，通过机械化的从而可以快速而准确进行镜头焦距确定。该装置应用于相机生产机械化水平。系统的基本组成文研究的监控相机生产线的自动对焦装置，其机械机构包括：机支撑面，支撑面中部具有可转动的工作台，工作台底部转动机构若干装夹机构，工作台外侧具有对焦相机和点胶机构，对焦相机机构，点胶机构与胶筒连接。为了实现自动对焦、点胶的操作，个工位，每个工位依次位于工作台上且相互间隔 90 度夹角。

镜头,光路图

图 2-5 对焦镜头光路图本论文运用了一种特殊的光路设计，如图 2-5 所示。上半部分采用了一个带同轴光的物方远心镜头，中间安装了一个 45 度平面镜，下半部分采用了一个普通镜头。运用两个镜头的设计可实现，对于镜头到待检测监控相机的镜头之间的距离不重要，可以允许有改变和误差，并不会影响检测结果。而待检测监控相机的对焦距离必须精确无误差。对应图 2-6 所示的对焦镜头立体结构图，可以看出整个调焦镜头由上下两个镜头组成。

示意图,镜头,立体结构,监控误差

图 2-5 对焦镜头光路图殊的光路设计，如图 2-5 所示间安装了一个 45 度平面镜，下实现，对于镜头到待检测监控误差，并不会影响检测结果。而 2-6 所示的对焦镜头立体结

【参考文献】