测定实际场景距离的自动调焦法 - 安防知识网

自动调焦技术是从20世纪70年代后期发展起来的，到现在已经日臻成熟，并在摄影摄像系统中取得了广泛的应用。如自动照相机、数码相机、摄像机(含监控系统中的一体化摄像机)、用于网上视频图像通信的作为计算机外设的USB Video Camera以及用于图像检测中的其它摄影摄像设备等。

【安防知识网】自动调焦技术是从20世纪70年代后期发展起来的，到现在已经日臻成熟，并在摄影摄像系统中取得了广泛的应用。如自动照相机、数码相机、摄像机(含监控系统中的一体化摄像机)、用于网上视频图像通信的作为计算机外设的USB Video Camera以及用于图像检测中的其它摄影摄像设备等。

1、三角测量法

　　实际测定装置采用的是直角三角形的测量法，其原理如图1所示。

　　设基线AB=b为已知，∠CAB=90°，求从A到目标点C的距离D(即AC=D)。由图1知，D=btanβ。

　　显然，知道β后，就可求出D。为精确测定β，一般均采用像重合法(即零位法)。其原理也如图1，即在A处放置一半反射镜N，B处放置一反射镜M，在P处进行观测。当目标C点的像通过N的透射后可被直接观测，同时经过M和N的反射后也能被观测。如果来自M的反射光偏离了基线AB的话(如图1中的虚线)，两方的像将不会重合。为使像重合，可转动反射镜M，这样，由M的转动角度即可知道角β，因而可求出距离D。

　　这种利用三角测量与像重合法测距在照相机的自动调焦装置中广泛地采用着。一般将透镜的移动与反射镜的转动互相连动，使来自反射镜的像与直接观察的像进行重合，完成对焦。过去是通过眼睛在取景框内观察，来调节透镜使影像重合;现在自动调焦是采用图像传感器来判定像的重合。

　　实际上，自动调焦系统可以计算出被摄目标和镜头之间的距离，并驱动镜头运动到合适的位置而完成调焦。

　　2、红外线测距法

　　这种方法的原理也类似于三角测量法，但它是用主动红外测距，而在镜头中有一红外发光二极管，向变焦镜头的场景的中心区域发射红外光，经目标反射后投射到镜头另一旁的硅光敏器件上，其输出电信号经集成电路放大并计算出红外光往返的时间来确定调焦距离，一般要经控制电路去驱动调焦环电机正反转，直到中心区域的影像清晰地聚焦在图像传感器上为止。

　　3、超声波测距法

　　这种方法是根据超声波在摄像机和被摄物之间传播的时间进行测距的，其原理同上。即在照相机上分别装有超声波发射和接收装置。在工作时，由超声波振动发生器发出持续时间大约为1/1000秒的超声波，它覆盖整个画面的10%，当超声波到达被摄体后，便立即返回，由超声波接收器接收，并由集成电路根据超声波的往返时间来计算确定调焦距离。

　　同样，也是经控制电路去驱动调焦环电机的正反转，直到被摄影像清晰为止。