自动对焦相机和系统技术方案

公开了用于使相机对焦的设备和方法。例如，可以将设备与相机耦接以用于使该相机对焦。该设备包括视觉传感器(104)，该视觉传感器与处理器耦接并且被配置为捕捉视图。该处理器被配置为接收对视图中感兴趣区域的选择。该设备还包括距离测量单元(58)，该距离测量单元(58)与处理器耦接并且被配置为测量到感兴趣区域的距离以用于调整相机的焦点。

Autofocus camera and system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动对焦相机和系统版权公告本专利文件的公开的一部分包含受到版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对专利文献或专利公开的传真复制，因为它出现在专利和商标局的专利文件或记录中，但在其他方面保留所有版权。
本公开总体上涉及具有快速自动对焦和自动对焦跟踪能力的相机和系统。
技术介绍
相机发现在许多环境(包括例如，监视系统、体育运动、无人飞行器(UAV)等)中使用。无论是拍摄清晰图像或是故意模糊的图像，都必须将相机调整到正确的焦点。如今，大多数相机都包括若干相对于彼此可以移动的镜头或镜头组，从而提供自动对焦。存在几种常见的自动对焦技术。例如，相机可以包括用于测量到物体的距离并且基于所测量的距离自动对焦在该物体上的装置。距离测量装置可以包括红外光或激光发射器以及感测红外光或激光的光传感器。飞行时间(TOF)(即从发射器发出光的时间到传感器感测到光的时间)反映了装置与物体之间的距离。一些距离测量装置也可以利用超声波代替光。利用测量的距离，相机中的控制器(例如，计算机)可以向驱动和移动镜头以实现对焦的电机发送信号。一些相机采用相位检测方法来调整焦点。镜子将物体的图像反射到两个相位传感器上，并且计算机比较传感器感测到的两个反射图像。当两个反射图像相同时发生对焦。自动对焦的另一种方法被称为对比度检测，它涉及对比度的检测和寻找提供最佳对比度的镜头位置。随着镜头或镜头组的移动，从而改变焦点，相机拍摄物体的图像，并且与相机关联的计算机分析这些图像，并比较连续图像之间的对比度。连续图像之间的对比度的增加表明镜头正朝着正确的方向移动以改善对焦，并且生成具有最高对比度的图像的镜头位置提供了最佳对焦。每种方法都有优点和缺点。对比度检测需要随着镜头前后移动而分析许多图像，因此比较慢。距离测量和相位检测方法都花费更少的时间。但是，距离测量方法只能确定从相机到视图中最近物体的距离，而当想要拍摄对焦于视图中更远物体的照片时，该方法将失败。相位检测方法可以相当快速地实现精确对焦，但是需要复杂且昂贵的相机结构，因为相机必须包括多个自动对焦传感器，每个自动对焦传感器都包括其自己的镜头和光电探测器。另外，自动对焦传感器的数量限制了视图中要对焦的区域数量。例如，两个自动对焦传感器意味着相机只能对焦在图像的一部分上。增加焦点的数量将进一步提高相机的价格。许多相机将这些自动对焦方法组合。典型的组合包括将距离测量方法或相位检测方法作为第一步，以使相机快速进入焦点范围，然后进行对比度检测以细调焦点。这些自动对焦方法在拍摄静态照片时效果很好，但在移动环境中效果不佳，在移动环境中，不同距离的物体随着时间移动。特别是在拍摄视频时，相机必须随着物体的移动实时调整和跟踪其焦点。在这种情况下，仍然需要手动对焦。因此，需要对于适用于各种环境的快速、精确和廉价的自动对焦和对焦跟踪技术。
技术实现思路
根据本公开的实施例，提供了一种用于使相机对焦的设备。该设备包括视觉传感器，该视觉传感器与处理器耦接并且被配置为捕捉视图。该处理器被配置为接收对视图中感兴趣区域的选择。该设备还包括距离测量单元，该距离测量单元与处理器耦接并且被配置为测量到感兴趣区域的距离以用于调整相机的焦点。还提供了一种用于使相机对焦的方法。首先，视觉传感器捕捉视图。然后，选择捕捉的视图中的感兴趣区域。距离测量单元测量感兴趣区域与其自身的距离。并且根据所测量的距离来调整相机的焦点。还提供了一种可移动物体，其包括相机、包括视觉传感器和距离测量单元的辅助对焦装置、以及处理器。处理器被配置为使视觉传感器捕捉视图，接收对感兴趣区域的选择，使距离测量单元测量到感兴趣区域的距离，并基于所测量的距离来引起对相机焦点的调整。应当理解，前面的一般描述和下文的详细描述都仅是示例性和解释性的，并不限于如权利要求所限定的本专利技术。附图说明图1示出了根据本公开的实施例配置的示例性可移动物体。图2A示出了根据本公开的实施例配置的示例性终端。图2B示出了根据本公开的实施例配置的另一示例性终端。图3示出了根据本公开的实施例配置的示例性片上系统控制器。图4示出了根据本公开的实施例配置的示例性辅助对焦装置。图5示出了根据本公开的实施例的示例性自动对焦过程的流程图。图6A和6B示出了根据本公开的实施例的示例性对焦技术。图7示出了根据本公开的实施例的另一示例性自动对焦过程的流程图。具体实施方式下面的详细描述参考附图。只要有可能，相同的附图标记指代相同或相似的部分。虽然本文描述了若干说明性的实施例，但可以有修改、调整以及其他实现。例如，可以对附图所示的部件进行替换、添加或修改。因此，下面的详细描述不限于所公开的实施例和示例。相反，适当的范围由所附权利要求限定。根据本公开的实施例，提供了相机或相机系统，其可以快速地并且自动地对焦在一个或多个物体或区域上，以拍摄照片或拍摄视频。除了拍摄静态图像外，这些相机还可以用于体育运动、监视系统、无人飞行器(UAV)等，其中，物体和相机中的一个或多个可以移动。相机可以安装在其他装置上，例如，汽车、UAV、自行车、头盔等，或者安装在人身上，或者安装在手持装置上以握在手中。作为示例，图1示出了可移动物体10，其可以被配置为在环境内移动或行进。可移动物体10可以是UAV或被配置为在合适的介质(例如，表面、空气、水、轨道、空间、地下等)上或内行进的任何其他合适的物体、装置、机构、系统或机器。可移动物体10也可以是其他类型的可移动物体(例如，带轮物体、航海物体、机车物体、其他空中物体等)。如本文所使用的，术语UAV指代被配置为自动地(例如，经由电子控制系统)和/或通过场外人员手动地操作和/或控制的航空装置。可移动物体10包括一个或多个推进装置12，并且可以被配置为携带搭载物14。搭载物14可以通过载体16与可移动物体10连接或附接，该载体可以允许搭载物14和可移动物体10之间的一度或若干度的相对移动。搭载物14也可以无需载体16直接安装在可移动物体10上。可移动物体10还包括与其他部件通信的感测系统18、通信系统20和控制器22。可移动物体10可以包括位于各种位置处(例如，可移动物体10的顶部、侧面、前面、后面、和/或底部)的用于推进和操纵可移动物体10的一个或多个(例如，1、2、3、4、5、10、15、20个等)推进装置12。推进装置12是可操作以产生用于维持受控飞行的力的装置或系统。推进装置12可以共享电源或者可以各自单独地包括电源或可操作地连接到电源，该电源例如是电机(例如，电动机、液压电机、气动电机等)、发动机(例如，内燃机、涡轮发动机等)、电池组等或其组合。每个推进装置12还可以包括可驱动地连接到电源并且被配置为参与生成用于维持受控飞行的力的一个或多个旋转部件24。例如，旋转部件24可以包括旋翼、螺旋桨、叶片、喷嘴等，其可以由轴、轮轴、轮、液压系统、气动系统或被配置为从电源传送电力的其他部件或系统来驱动。推进装置12和/或旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可操作地与第一相机耦接以使所述第一相机对焦的设备，包括：/n视觉传感器，与处理器耦接并且被配置为捕捉视图，所述处理器被配置为接收对所述视图中感兴趣区域的选择；以及/n距离测量单元，与所述处理器耦接并且被配置为测量到所述感兴趣区域的距离以调整所述第一相机的焦点。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可操作地与第一相机耦接以使所述第一相机对焦的设备，包括：
视觉传感器，与处理器耦接并且被配置为捕捉视图，所述处理器被配置为接收对所述视图中感兴趣区域的选择；以及
距离测量单元，与所述处理器耦接并且被配置为测量到所述感兴趣区域的距离以调整所述第一相机的焦点。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述视觉传感器包括第二相机。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备相对于所述第一相机是可移动的。


4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述距离测量单元相对于所述第一相机是可移动的。


5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备被安装在与所述第一相机相同的物体上。


6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述视觉传感器、所述距离测量单元和所述第一相机相对于彼此都是可移动的。


7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备被安装在无人飞行器UAV上。


8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述距离测量单元基于飞行时间来测量所述距离。


9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述距离测量单元使用激光来测量所述距离。


10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述距离测量单元使用超声波来测量所述距离。


11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器从用户接收对所述感兴趣区域的选择。


12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述距离测量单元多于一次地测量所述距离。


13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述处理器被配置为：处理距离测量以减少噪声的影响。


14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述处理器使用卡尔曼滤波器来处理所述距离测量。


15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置为：基于所测量的距离来引起对所述设备的调整。


16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述处理器被配置为：引起对所述设备的调整，以使所述距离测量单元朝向所述感兴趣区域。


17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述处理器被配置为：使所述距离测量单元在对所述设备的调整之后重复距离测量。


18.根据权利要求1所述的设备，其中，所述视觉传感器被配置为跟踪所述感兴趣区域。


19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述视觉传感器跟踪所述感兴趣区域，使得所述感兴趣区域保持在所述视图的中心。


20.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置为：基于所测量的距离使所述第一相机对焦，无论所述感兴趣区域是否在所述相机的视图中。


21.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被配置为：使所述相机对焦在所述感兴趣区域上。


22.一种用于使相机对焦的方法，包括：
通过视觉传感器捕捉视图；
接收对所捕捉的视图中的感兴趣区域的选择；
测量所述感兴趣区域与距离测量单元的距离；以及
基于所测量的距离来调整所述相机的焦点。


23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述测量包括：基于飞行时间来测量所述距离。


24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述测量包括：使用激光来测量所述距离。


25.根据权利要求22所述的方法，其中，所述测量包括：使用超声波来测量所述距离。


26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述接收包括：从用户接收对所述感兴趣区域的选择。


27.根据权利要求22所述的方法，还包括：朝所述感兴趣区域调整所述距离测量单元。


28.根据权利要求27所述的方法，还包括：在调整所述距离测量装置之后，重复所述距离的测量。


29.根据权利要求22所述的方法，还包括：重复所述距离的测量，并且处理多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：周游，严嘉祺，许文，
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