使用自适应步长的对比度检测自动聚焦制造技术

系统、方法和/或装置被用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦。所述图像传感器获取第一图像。获得第一对比度变化率。根据所述对比度变化率满足第一阈值标准的确定，以大于先前步长的第一步长将所述光学装置移动到第二位置。根据所述第一对比度变化率不满足所述第一阈值标准的确定，以小于所述先前步长的第二步长将所述光学装置移动到所述第二位置。重复上述操作，直到对当所述光学装置处于所述第二位置时获取的针对第二图像确定的第二对比度变化率满足第二阈值标准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用自适应步长的对比度检测自动聚焦
所公开的实施例一般涉及对图像进行聚焦，更具体地但不排他地涉及对比度检测聚焦操作，该对比度检测聚焦操作迭代地调整光学装置与图像传感器之间的距离的增加量。
技术介绍
为了对准光学焦点，对比度检测自动聚焦技术通常依赖于调整相机聚焦直至经过最佳焦点。当相机是UAV的组件时，调整相机聚焦会带来独特的挑战，尤其是在UAV飞行中进行调整时。减少UAV的光学组件的移动有利于图像稳定性和飞行控制。
技术实现思路
需要一种用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的系统和方法。这种系统和方法可选地补充或代替用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的传统方法。根据一些实施例，一种用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的方法包括：当所述光学装置处于相对于所述图像传感器的第一位置时，由所述图像传感器获取第一图像；获得所述第一位置处的所述第一图像的第一对比度值和第一对比度变化率；以及确定所述第一对比度变化率是否满足第一阈值标准。根据所述对比度变化率满足所述第一阈值标准标准的确定：确定第一步长，其中所述第一步长大于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第一步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到第二位置。根据所述第一对比度变化率不满足所述第一阈值标准的确定：确定第二步长，其中所述第二步长小于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第二步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述第二位置。重复上述操作，直到第二图像的第二对比度变化率满足第二阈值标准，其中所述第二图像在所述光学装置处于所述第二位置时获取。根据一些实施例，一种用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的系统包括：一个或多个处理器；以及成像装置，包括图像传感器和光学装置。所述一个或多个处理器被配置为：当所述光学装置处于相对于所述图像传感器的第一位置时，由所述图像传感器获取第一图像；获得所述第一位置处的所述第一图像的第一对比度值和第一对比度变化率；以及确定所述第一对比度变化率是否满足第一阈值标准。所述一个或多个处理器还被配置为：根据所述对比度变化率满足所述第一阈值标准的确定：确定第一步长，其中所述第一步长大于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第一步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到第二位置。所述一个或多个处理器还被配置为：根据所述第一对比度变化率不满足所述第一阈值标准的确定：确定第二步长，其中所述第二步长小于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第二步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述第二位置。所述一个或多个处理器还被配置为：重复上述操作，直到第二图像的第二对比度变化率满足第二阈值标准，其中所述第二图像在所述光学装置处于所述第二位置时获取。根据一些实施例，一种无人机(UAV)包括：动力系统；成像装置，包括图像传感器和光学装置；以及一个或多个处理器。所述一个或多个处理器被配置为：当所述光学装置处于相对于所述图像传感器的第一位置时，由所述图像传感器获取第一图像；获得所述第一位置处的所述第一图像的第一对比度值和第一对比度变化率；以及确定所述第一对比度变化率是否满足第一阈值标准。所述一个或多个处理器还被配置为：根据所述对比度变化率满足所述第一阈值标准的确定：确定第一步长，其中所述第一步长大于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第一步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到第二位置。所述一个或多个处理器还被配置为：根据所述第一对比度变化率不满足所述第一阈值标准的确定：确定第二步长，其中所述第二步长小于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第二步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述第二位置。所述一个或多个处理器还被配置为：重复上述操作，直到第二图像的第二对比度变化率满足第二阈值标准，其中所述第二图像在所述光学装置处于所述第二位置时获取。根据一些实施例，一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括在被执行时使成像装置执行以下操作的指令：当光学装置处于相对于图像传感器的第一位置时，由所述图像传感器获取第一图像；获得所述第一位置处的所述第一图像的第一对比度值和第一对比度变化率；以及确定所述第一对比度变化率是否满足第一阈值标准。所述一个或多个程序还使所述成像装置执行以下操作：在确定所述对比度变化率满足所述第一阈值标准时：确定第一步长，其中所述第一步长大于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，并且根据所述第一步长将所述光学装置从所述第一位置移动到第二位置。所述一个或多个程序还使所述成像装置执行以下操作：根据所述第一对比度变化率不满足所述第一阈值标准的确定：确定第二步长，其中所述第二步长小于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第二步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述第二位置。所述一个或多个程序还使所述成像装置执行以下操作：重复上述操作，直到第二图像的第二对比度变化率满足第二阈值标准，其中所述第二图像在所述光学装置处于所述第二位置时获取。附图说明图1A-1B示出了根据一些实施例的可移动物体环境。图2A示出了根据一些实施例的图1A的可移动物体环境中的可移动物体。图2B示出了根据一些实施例的图1B的可移动物体环境中的可移动物体。图3示出了根据一些实施例的示例性可移动物体感测系统。图4是根据一些实施例的示例性成像装置的横截面视图。图5示出了根据一些实施例的由图像传感器捕获的示例性图像的对比度变化确定。图6A-6C示出了根据一些实施例的与物体对应的光线基于光学装置与图像传感器之间的各种间距而汇聚的位置的简化表示。图6D-6F示出了根据一些实施例的与图6A-6C所示的各间距对应的对比度分布。图6G-6I示出了根据一些实施例的与图6A-6C所示的各间距对应的像素阵列。图7示出了根据一些实施例的针对在光学装置与图像传感器之间的各种距离处捕获的图像而获得的示例性对比度值。图8A示出了根据一些实施例的为所获得的对比度值确定的三次贝塞尔曲线。图8B示出了根据一些实施例的与图像传感器所捕获的图像将被聚焦的光学装置与图像传感器之间的估计距离相对应的所确定的值。图8C示出了根据一些实施例的在光学装置与图像传感器之间的距离已经以所确定的步长增加之后确定的对比度值。图8D示出了根据各种实施例的与所确定的对比度变化率进行比较的各种阈值。图9A-9C是示出根据一些实施例的用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的方法的流程图。图10A和10B示出了在光学装置与图像传感器之间的最小距离到光学装置与图像传感器之间的最大距离的范围中的示例性对比度分布。图11A-11D是示出根据一些实施例的用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的方法的流程图。具体实施方式现将详细参照多个实施例，其示例在附图中示出。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对各种所描述的实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将清楚，可以在无需这些特定细节的情况下实践各种所描述的实施例。在其他实例中，没有详细描述公知的方法、过程、组件、电路和网络，以避免不必要地使实施例的细节模糊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的方法，所述方法包括：当所述光学装置处于相对于所述图像传感器的第一位置时，由所述图像传感器获取第一图像；获得所述第一位置处的所述第一图像的第一对比度值和第一对比度变化率；确定所述第一对比度变化率是否满足第一阈值标准；根据确定结果将所述光学装置从所述第一位置移动到下一位置；以及重复上述操作，直到第二图像的第二对比度变化率满足第二阈值标准，其中所述第二图像在所述光学装置处于所述下一位置时获取。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使光学装置相对于图像传感器移动以使图像聚焦的方法，所述方法包括：当所述光学装置处于相对于所述图像传感器的第一位置时，由所述图像传感器获取第一图像；获得所述第一位置处的所述第一图像的第一对比度值和第一对比度变化率；确定所述第一对比度变化率是否满足第一阈值标准；根据确定结果将所述光学装置从所述第一位置移动到下一位置；以及重复上述操作，直到第二图像的第二对比度变化率满足第二阈值标准，其中所述第二图像在所述光学装置处于所述下一位置时获取。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二对比度变化率使用针对所述第二图像获得的第二对比度值来确定。3.根据权利要求1所述的方法，其中根据确定结果将所述光学装置从所述第一位置移动到所述下一位置还包括：根据所述第一对比度变化率满足所述第一阈值标准的确定：确定第一步长，其中所述第一步长大于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第一步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述下一位置；以及根据所述第一对比度变化率不满足所述第一阈值标准的确定：确定第二步长，其中所述第二步长小于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第二步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述下一位置。4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第一对比度变化率满足所述第一阈值标准包括：将所述第一对比度变化率与第一阈值梯度值进行比较。5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述第一对比度变化率超过第一阈值梯度值时，所述第一对比度变化率满足所述第一阈值标准。6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第二对比度变化率满足所述第二阈值标准包括：将所述第二对比度变化率与第二阈值梯度值进行比较，其中所述第二阈值梯度值小于所述第一阈值梯度值。7.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述第一步长和所述第二步长中的至少一个包括：基于包括所述第一对比度值在内的多个对比度值生成曲线；确定所述光学装置相对于所述图像传感器的位置，所述曲线在所述位置处具有峰值；以及使用所确定的所述光学装置相对于所述图像传感器的所述曲线具有峰值的位置，来确定所述第一步长。8.根据权利要求7所述的方法，其中在重复操作的至少一次迭代中，所述曲线是贝塞尔曲线。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述贝塞尔曲线是三次贝塞尔曲线。10.根据权利要求7所述的方法，其中在重复操作的至少一次迭代中，使用非线性最小二乘法分析确定所述曲线。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一对比度值使用来自所述第一图像的至少一个亮度梯度值来确定，其中各亮度梯度值是所述第一图像的一部分上的亮度梯度。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一对比度值使用来自所述第一图像的多个亮度梯度值的平均值来确定。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一对比度变化率是指示从先前图像到当前图像的对比度值的变化率的梯度值。14.根据权利要求13所述的方法，其中：对比度值差是所述第一对比度值与先前图像的对比度值之差；距离差是捕获所述第一图像的所述光学装置与所述图像传感器之间的第一距离和捕获所述先前图像的所述光学装置与所述图像传感器之间的先前距离之差；以及所述对比度值的变化率是所述对比度值差除以所述距离差。15.根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于确定所述第二对比度变化率满足所述第二阈值标准，将滤波器应用于多个获得的对比度值以生成过滤后的曲线。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述滤波器是低通滤波器。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述低通滤波器是一维高斯滤波器。18.根据权利要求15所述的方法，还包括：确定所述光学装置相对于所述图像传感器的当前位置处的所述过滤后的曲线是否满足结束标准，以及响应于确定所述过滤后的曲线不满足所述结束标准：将所述光学装置初始化为处于相对于所述图像传感器的初始位置；以及重复上述操作。19.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述光学装置相对于所述图像传感器的当前位置处的所述过滤后的曲线是否满足所述结束标准包括：确定所述光学装置相对于所述图像传感器的当前位置处的所述过滤后的曲线的梯度是否满足第三阈值标准。20.一种无人机UAV，包括：动力系统；成像装置，包括图像传感器和光学装置；以及一个或多个处理器；所述一个或多个处理器被配置为：当所述光学装置处于相对于所述图像传感器的第一位置时，由所述图像传感器获取第一图像；获得所述第一位置处的所述第一图像的第一对比度值和第一对比度变化率；确定所述第一对比度变化率是否满足第一阈值标准；根据确定结果将所述光学装置从所述第一位置移动到下一位置；以及重复上述操作，直到第二图像的第二对比度变化率满足第二阈值标准，其中所述第二图像在所述光学装置处于所述下一位置时获取。21.根据权利要求20所述的UAV，其中所述第二对比度变化率使用针对所述第二图像获得的第二对比度值来确定。22.根据权利要求20所述的UAV，其中根据确定结果将所述光学装置从所述第一位置移动到所述下一位置还包括：根据所述第一对比度变化率满足所述第一阈值标准的确定：确定第一步长，其中所述第一步长大于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第一步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述下一位置；以及根据所述第一对比度变化率不满足所述第一阈值标准的确定：确定第二步长，其中所述第二步长小于用于将所述光学装置移动到所述第一位置的先前步长，以及根据所述第二步长，将所述光学装置从所述第一位置移动到所述下一位置。23.根据权利要求20所述的UAV，还包括深度传感器，其中由所述UAV的深度传感器生成的数据被用于确定所述光学装置与所述图像传感器之间的初始化距离。24.根据权利要求21所述的UAV，其中确定所述第一步长和所述第二步长中的至少一个包括：基于包括所述第一对比度值在内的多个对比度值生成曲线；确定所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞利富，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44