【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动对焦控制，具体地涉及一种自动对焦运动控制方法、系统、存储介质及处理器。
技术介绍
1、近些年，高分辨率相机被广泛应用于半导体晶圆，液晶面板等行业检测设备中，由于半导体设备制程已经推进到微米纳米级别，一般需要采用物镜放大器进行相机成像，也就是显微成像。同时由于检测范围变小，需要物体移动进行对焦，传统的对焦方案是固定位置对焦，然而受限于移动的平面度等问题，高倍镜下的移动会带来虚焦的问题，传统的静态对焦已经不满足于生产需求。为提升生产效率，运动拍照时相机成像的清晰度，检测设备的准确性，产业界对自动对焦系统要求也不断增加。现在市面上已经有自动对焦传感器可以通过光学的方式获取不同物镜下的离焦距离，并进行数字或者模拟量输出。例如专利号为cn115178857a的专利技术专利，提供了一种激光加工系统及激光加工设备的自动对焦控制方法和系统。激光加工设备的自动对焦控制系统包括依次电连接的控制模块、步进电机和准直器，控制模块与上位机连接；控制模块用于接收上位机的信号生成控制步进电机的脉冲和方向的控制信号；还用于生成固定的中断周期，以由上位机收到中断后，每个中断周期都发送脉冲和方向的控制信号给控制模块；还用于接收脉冲和方向的控制信号，并根据脉冲和方向的控制信号输出脉冲给步进电机；步进电机用于根据控制模块的控制信号控制准直器的调焦，该方案能实现自动对焦，对焦时间短，方便大批量生产，且容易调节到最佳焦距，以及不需要打胶固定准直器。又例如专利号为cn113138543a的专利技术专利，提供一种自动对焦控制方法、存储介质、控制设备及数字曝光
2、现在半导体和液晶面板检测领域，一般需要用高倍率镜头和相机进行拍照成像。为了是的不同倍镜下物体成像清晰，一般需要把相机的离焦距离控制在不同倍镜景深范围内的一半，一般的10倍镜下2µm左右，50倍镜下0.4µm左右。当相机需要扫描高倍镜下的移动物体时，此时要求自动对焦系统调控电机使得离焦距离基本保证在景深范围才能够保证成像清晰。然而现有技术没有针对高倍镜下显微成像的快速自动对焦和跟焦控制方案，无法满足绝大部分自动对焦应用场景。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本专利技术实施例的目的是提供一种自动对焦运动控制方法、系统、存储介质及处理器，能够满足实际工程需求的高倍镜下快速对焦和物体运动时的跟焦性能要求。
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种自动对焦运动控制方法，包括以下步骤：
3、判断相机的离焦距离是否在可检测范围内，若不在，则控制电机驱动相机移动至离焦距离在可检测范围内；
4、当相机离焦距离在可检测范围内，根据当前离焦距离和速度进行曲线规划，控制电机驱动相机移动至焦点位置；
5、当相机离焦距离在可检测范围且进入跟焦设定阈值时，控制电机跟焦保持离焦距离在预设阈值内。
6、优选地，所述当相机离焦距离在可检测范围内，根据当前离焦距离和速度进行曲线规划，采用闭环控制电机驱动相机移动至焦点位置，向电机发送脉冲的参考速度vr，vr=f(xr-x)+v，其中，f代表电机驱动控制算法的函数，xr、v分别表示对焦过程中位置曲线规划的离焦距离参考值、对应的速度参考值，x代表离焦距离。
7、优选地，所述当相机离焦距离在可检测范围且进入跟焦设定阈值时，控制电机跟焦保持离焦距离在预设阈值内采用闭环控制，向电机发送脉冲的参考速度vr，vr=f(xr-x)。
8、优选地，所述曲线规划采用7段式s曲线规划，以兼容相机运动过程中焦点位置改变重新进行曲线规划。
9、优选地，所述判断相机的离焦距离采用自动对焦传感器通过检测不同倍镜下的光学成像反馈，获取离焦距离数值。
10、优选地，利用所述自动对焦传感器检测离焦距离与设定范围比较，判断是否在可检测范围，若不在，则以开环速度控制电机驱动相机进行远距离对焦，可检测范围代表自动对焦传感器检测的有效线性范围，具体为：利用所述自动对焦传感器判断离焦方向后，以最大速度vm和最大加速度a，以间隔时间dt向离焦距离减小的方向发送电机控制脉冲，使电机驱动相机的运动速度为v(t)，当运动为正方向，速度规划如下：v(t)=v(t-dt)+a*dt；当运动为负方向，速度规划如下：v(t)=v(t-dt)-a*dt；其中，若v(t)的最大绝对值大于vm，则对速度进行限幅v(t)取值为vm。本专利技术另一实施例提供一种自动对焦运动控制系统，包括：
11、离焦距离调整模块，用于判断相机的离焦距离是否在可检测范围内，若不在，则控制电机驱动相机移动至离焦距离在可检测范围内；
12、曲线规划模块，用于当相机离焦距离在可检测范围内，根据当前离焦距离和速度进行曲线规划，控制电机驱动相机移动至焦点位置；
13、跟焦模块，用于控制电机跟焦保持离焦距离在预设阈值内。
14、本专利技术另一实施例提供自动对焦运动控制设备，包括：
15、mcu及核心算法模块，用于实现上述自动对焦运动控制方法的步骤及计算方法中的曲线规划算法；
16、上位机通信模块，与上位机和所述mcu及核心算法模块通信连接，用于接收上位机的指令下发至所述mcu及核心算法模块，并将所述mcu及核心算法模块的数据信息上传至上位机；
17、离焦距离获取模块，与自动对焦传感器和所述mcu及核心算法模块通信连接，用于获取来自自动对焦传感器的离焦距离反馈值，并将离焦距离反馈至所述mcu及核心算法模块；
18、io外设模块，与所述mcu及核心算法模块通信连接，用于与所需的外设设备连接；
19、电机控制模块，与所述mcu及核心算法模块通信连接，用于根据所述mcu及核心算法模块的曲线规划结果向电机提供运动脉冲和方向脉冲信号。
20、本专利技术另一实施例提供机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请上述自动对焦运动控制的方法。
21、本专利技术另一实施例提供处理器，用于运行程序，其中，所述程序被运行时用于执行：如上述自动对焦运动控制方法。
22、通过上述技术方案，将自动对焦控制分为三个阶段，首先判断离焦距离是否在可检测的传感器线性阈值范围内，若没有则利用开环控制算法快速粗调焦，控制电机驱动相机来到可检测范围内；第二阶段当相机离焦距离在可检测范围内或经第一阶段的粗调离焦距本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动对焦运动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当相机离焦距离在可检测范围内，根据当前离焦距离和速度进行曲线规划，采用闭环控制电机驱动相机移动至焦点位置，向电机发送脉冲的参考速度Vr，Vr=f(Xr-X)+V，其中，f代表电机驱动控制算法的函数，常见的控制算法有PID和滑膜控制等，优选采用PID控制，Xr、V分别表示对焦过程中位置曲线规划的离焦距离参考值、对应的速度参考值，X代表离焦距离。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述当相机离焦距离在可检测范围且进入跟焦设定阈值时，控制电机跟焦保持离焦距离在预设阈值内采用闭环控制，向电机发送脉冲的参考速度Vr，Vr=f(Xr-X)。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述曲线规划采用7段式S曲线规划，以兼容相机运动过程中焦点位置改变重新进行曲线规划。
5.根据权利要求1-4中任一所述的控制方法，其特征在于，所述判断相机的离焦距离采用自动对焦传感器通过检测不同倍镜下的光学成像反馈，获取离焦距离数值。
<...【技术特征摘要】
1.一种自动对焦运动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当相机离焦距离在可检测范围内，根据当前离焦距离和速度进行曲线规划，采用闭环控制电机驱动相机移动至焦点位置，向电机发送脉冲的参考速度vr，vr=f(xr-x)+v，其中，f代表电机驱动控制算法的函数，常见的控制算法有pid和滑膜控制等，优选采用pid控制，xr、v分别表示对焦过程中位置曲线规划的离焦距离参考值、对应的速度参考值，x代表离焦距离。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述当相机离焦距离在可检测范围且进入跟焦设定阈值时，控制电机跟焦保持离焦距离在预设阈值内采用闭环控制，向电机发送脉冲的参考速度vr，vr=f(xr-x)。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述曲线规划采用7段式s曲线规划，以兼容相机运动过程中焦点位置改变重新进行曲线规划。
5.根据权利要求1-4中任一所述的控制方法，其特征在于，所述判断相机的离焦距离采用自动对焦传感器通过检测不同倍镜下的光学成像反馈，获取...
【专利技术属性】
技术研发人员：任贵平，吴赶明，金长明，徐枫，
申请(专利权)人：合肥安迅精密技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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