一种连续变焦镜头的凸轮曲线优化方法技术

本发明专利技术涉及一种连续变焦镜头的凸轮曲线优化方法，属于光电技术领域，解决了现有技术中连续变焦过程不够平滑

【技术实现步骤摘要】
一种连续变焦镜头的凸轮曲线优化方法


[0001]本专利技术涉及光电
，尤其涉及一种连续变焦镜头的凸轮曲线优化方法
。

技术介绍

[0002]随着现代战争形态逐步向轻量化
、
无人化方向发展，光学系统既要实现宽视场下的观察搜索，又要实现窄视场下的跟踪瞄准，因此解决视场与视距之间的矛盾，成为光电侦察系统设计的发力点
。
连续变焦系统采用改变透镜之间的间隔来改变整个镜头的焦距，从而获得不同的视场角与景象范围
,
在视场切换过程中一直保持图像的连续性与像质的稳定性，该类系统非常适用于高速目标的搜索和跟踪
。
近些年，连续变焦系统已成为应用趋势，因此有必要设计一种成像质量高
、
变倍比高
、
结构紧凑
、
变焦过程平滑稳定的变焦镜头
。
[0003]现有技术中高质量的连续变焦镜头的设计存在较大困难，往往存在变焦过程易卡死或者变焦过程不能保证图像质量全程清晰的问题
。

技术实现思路

[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种连续变焦镜头的凸轮曲线优化方法，其特征在于，该连续变焦镜头包括变倍组和补偿组；所述变倍组
、
补偿组分别沿着外凸轮侧壁按照变倍组外凸轮曲线加工的变倍导向槽
、
补偿组外凸轮曲线加工的补偿导向槽运动，完成连续变焦；通过如下方式得到变倍组外凸轮曲线和补偿组外凸轮曲线
:
用软件仿真连续变焦镜头变焦过程中成清晰像时变倍组
、
补偿组沿光轴方向的各移动位置作为变倍组沿光轴方向的采样点
z1
i
、
补偿组沿光轴方向的采样点
z2
i
；构建对数函数，基于对数函数以及变倍组
、
补偿组沿垂直光轴方向的采样点区间得到变倍组沿垂直光轴方向采样点
x1
i
、
补偿组沿垂直光轴方向采样点
x2
i
；所述
x1
i
、x2
i
满足预设的优化约束条件；基于
z1
i
、x1
i
进行多项式拟合获取变倍组外凸轮曲线；基于
z2
i
、x2
i
进行多项式拟合获取补偿组外凸轮曲线；基于变倍组外凸轮曲线
、
补偿组外凸轮曲线获取各采样点的压力角以及压力角均值；基于变倍组以及补偿组的压力角以及压力角均值构造适应度函数；利用粒子群优化算法对对数函数的参数进行优化，找到适应度函数最优时的最优参数，基于最优参数得到的变倍组
、
补偿组外凸轮曲线即为最终优化后的变倍组
、
补偿组外凸轮曲线
。2.
根据权利要求1所述的凸轮曲线优化方法，其特征在于，所述连续变焦镜头还包括前固定组和后固定组；所述镜头由物方到像方依次为：前固定组
、
变倍组
、
补偿组
、
后固定组
。3.
根据权利要求1所述的凸轮曲线优化方法，其特征在于，用软件仿真连续变焦镜头变焦过程中，变倍组和补偿组按照焦距由小至大的方向进行移动，每移动到一个清晰成像的位置，记录变倍组透镜最靠近物一侧的最凸点与前固定组透镜最靠近像一侧镜片的沿光轴方向的距离，作为变倍组沿光轴方向的采样点
z1
i
，记录补偿组透镜最靠近物一侧的最凸点与前固定组透镜最靠近像一侧镜片的沿光轴方向的距离作为补偿组沿光轴方向的采样点
z2
i
，其中
i
的范围在1‑
N。4.
根据权利要求1所述的凸轮曲线优化方法，其特征在于，所述构建对数函数，基于对数函数以及变倍组
、
补偿组沿垂直光轴方向的采样点区间得到变倍组沿垂直光轴方向采样点
x1
i
、
补偿组沿垂直光轴方向采样点
x2
i
，包括：构建区间为
[a
，
b]
的初始对数函数
y
＝
log
c
x
；对初始对数函数进行均匀采样，得到
N
个对数函数采样点；将对数函数采样点纵坐标
y
i
进行归一化处理后映射到变倍组
、
补偿组沿垂直光轴方向的采样点区间
Δ
内，得到变倍组
、
补偿组沿垂直光轴方向的采样点
x1
i
、x2
i
。5.
根据权利要求4所述的凸轮曲线优化方法，其特征在于，构建区间为
[a
，
b]
的初始对数函数
y
＝
log
c
x
，其中，
a、b、c
的选择要使
y
大于0，其中，
a、b、c
为对数函数的待优化参数
。6.
根据权利要求1所述的凸轮曲线优化方法，其特征在于，所述
x1
i
、x2
i
满足预设的优化约束条件，包括：
(1)min(x1
i+1
‑
x1
i
)≥
δ
ma
，
min(x2
i+1
‑
x2
i
)≥
δ
ma
，
其中，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雅琼，李浩，郭建都，陈海红，徐阳，刘义，郭小虎，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：