基于多种测距方式的跟焦系统、方法及拍摄系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于多种测距方式的跟焦系统，基于多种测距方式的跟焦系统用于调整摄像装置的焦点，所述系统包括：调焦装置、云台和计算装置；其中云台包括：测距传感器，所述系统还包括：无线测距装置；所述无线测距装置包括：无线测距主模块、至少一个无线测距从模块和计算模块；无线测距主模块与云台之间的距离固定，至少一个无线测距从模块的位置与跟焦目标的距离固定。本发明提供的技术方案具有提高自动跟焦的效率的优点，让跟焦更准确。
【专利说明】
基于多种测距方式的跟焦系统、方法及拍摄系统
技术领域
[0001]本发明涉及摄像及通信领域，尤其涉及一种基于多种测距方式的跟焦系统、方法及拍摄系统。
【背景技术】
[0002]在广播电影电视拍摄过程中，随着摄影机焦平面与演员(对焦目标)之间的距离变化，需要不断的调整镜头FOCUS圈转动角度，使摄影机的焦点始终保持在演员(对焦目标)上。
[0003]现有基于视频目标跟踪的自动跟焦装置，包括安装了视频目标跟踪软件的平板电脑，平板电脑输出当前跟焦目标的在视频画面的二维坐标；用于测量摄影机焦平面与演员之间距离的测距传感器；用于使测距传感器指向演员的两轴云台，测距传感器安装于云台上；用于驱动镜头FOCUS圈转动的电机；用于驱动电机的电机驱动器；用于接收摄影机输出的视频信号的视频采集卡，平板电脑接收视频采集卡输出的视频信号；用于接收平板电脑输出的视频跟焦目标输出的坐标信号、测距传感器输出的测距数据，及根据测距数据控制镜头FO⑶S圈和云台转动的主控器，主控器预存了镜头FO⑶S圈转动角度与镜头FOOTS圈刻度之间对应关系的镜头数据;所述镜头刻度是一组距离数据，当摄影机焦平面与演员之间的距离与当前镜头刻度相等时，摄影机的焦点在演员上，当然，某些镜头需要进行微调。基于视频目标跟踪的自动跟焦装置优点是可选择跟焦目标，控制测距传感器指向目标，并根据测距数据自动跟焦;测距传感器一般是激光测距传感器或超声波测距传感器，测距精度尚，跟焦精准。
[0004]在实现现有技术的方案中，发现现有技术存在如下问题:
[0005]摄影机输出的视频帧率一般在每秒30帧以下，平板电脑接收到图像画面与实际物体移动延时比较大，再加上图像处理的所需时间，造成平板电脑输出跟焦目标坐标与实际目标移动坐标延时较大，尤其是演员在图像中的坐标连续变化的情况下，云台运动延时，测距传感器通常不能准确跟焦，不能及时获取摄影机焦平面与演员之间的距离，跟焦严重延时，导致图像失焦，当图像失焦后，视频目标跟踪无法有效识别目标，测距传感器也无法准确跟焦，降低自动跟焦的效率。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种基于多种测距方式的跟焦系统，所述系统采用了多种测距方式对焦点进行跟焦操作，所以其具有提高自动跟焦的效率的优点。
[0007]第一方面，提供一种基于多种测距方式的跟焦系统，所述基于多种测距方式的跟焦系统用于调整摄像装置的焦点，所述系统包括:调焦装置、云台和计算设备；其中云台包括:测距传感器，所述系统还包括:无线测距装置;所述无线测距装置包括:无线测距主模块、至少一个无线测距从模块和计算模块;无线测距主模块与摄像装置之间的距离固定，至少一个无线测距从模块的位置与至少一个跟焦目标的距离固定；
[0008]计算设备，用于接收所述摄像装置输出的视频数据，依据所述视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标；
[0009]测距传感器，用于测量所述摄像装置焦平面与跟焦目标之间的第一距离；
[0010]云台，用于获取所述二维坐标，依据所述二维坐标控制云台移动；
[0011 ]计算模块，用于依据所述无线测距主模块与所述无线测距从模块之间的无线信号传输时间计算所述无线测距主模块与所述无线测距从模块之间的第二距离；
[0012]调焦装置，用于如第一距离与第二距离之间的距离差大于等于距离阈值，则依据该第二距离和镜头数据调整所述摄像装置焦点。
[0013]可选的，所述调焦装置，还用于如第一距离与第二距离之间的距离差小于距离阈值，则依据该第一距离和镜头数据调整摄像装置的焦点。
[0014]可选的，所述调焦装置，还用于如计算设备的视频目标跟踪软件依据所述视频数据未识别到目标时，依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置的焦点。
[0015]可选的，依据预设公式计算得到所述第二距离L，所述预设公式具体为:
[0016]L=[(t3-tO)_(t2-tl)]*C/2;
[0017]其中，tO为无线测距主模块发送距离获取消息的时间，t3为无线测距主模块接收到距离获取消息的响应消息的时间，t2为无线测距从模块发送响应消息的时间，tl为无线测距从模块接收到距离获取消息的时间，C为无线电波传播速度。
[0018]第二方面，提供一种基于多种测距方式的跟焦方法，所述方法应用于第一方面提供的基于多种测距方式的跟焦系统中，所述方法包括:
[0019]获取摄像装置的视频数据，依据视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标；
[0020]测量摄像装置焦平面与跟焦目标之间的第一距离，依据所述二维坐标控制云台移动；
[0021]依据无线测距主模块与无线测距从模块之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块与无线测距从模块之间的第二距离；
[0022]如第一距离与第二距离之间的距离差大于等于距离阈值，则依据该第二距离调整摄像装置的焦点。
[0023]可选的，所述方法还包括:
[0024]如第一距离与第二距离之间的距离差小于距离阈值，则依据该第一距离调整摄像装置的焦点。
[0025]可选的，所述方法还包括:
[0026]如计算设备的视频目标跟踪软件依据所述视频数据未识别到目标时，依据该第二距离调整摄像装置的焦点，使所述摄像装置准确合焦。
[0027]可选的，所述依据无线测距主模块与无线测距从模块之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块与无线测距从模块之间的第二距离具体，包括:
[0028]获取无线测距主模板的距离获取消息的发送时间tO和距离获取响应消息的接收时间t3;
[0029]获取无线测距从模块的距离获取消息接收时间t2和距离获取相应消息的发送时间11，则第二距离L = [ (t3-t0)-(t2-tI) ]*C/2 ；其中C为无线信号传播速度。
[0030]第三方面，提供一种拍摄系统，其特征在于，上述拍摄系统包括摄像装置和上述第一方面提供的基于多种测距方式的跟焦系统。
[0031]可选的，所述无线测距主模块固定安装在摄像装置或云台上。
[0032]根据各实施方式提供的技术方案具有两套测距系统，两套测距系统相互配合，具有提尚自动跟焦的效率的优点。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本发明第一较佳实施方式中的基于多种测距方式的跟焦系统的结构示意图；
[0035]图2为本发明第二较佳实施方式提供的多种测距方式的跟焦系统结构示意图；
[0036]图3为本发明第四较佳实施方式提供的多种测距方式的跟焦方法的流程图；
[0037]图4为本发明【具体实施方式】提供的拍摄系统的结构图。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]参阅图1，图1为本发明第一较佳实施方式提供的一种基于多种测距方式的跟焦系统100，该基于多种测距方式的跟焦系统100用于调整摄像装置103的焦点，该系统如图1所示，包括:无线测距装置101、调焦装置102、云台104和计算设备105;其中云台104可以包括:测距传感器1041，上述云台可以为双轴云台，该无线测距装置101可以包括:无线测距主模块1011、至少一个无线测距从模块1012和计算模块1013;其中，无线测距主模块1011与云台之间的距离固定，至少一个无线测距从模块1012的位置与至少一个跟焦目标的距离固定；上述无线测距从模块1012的数量为多个时，一个无线测距从模块1012对应一个跟焦目标。
[0040]上述无线测距从模块与演员(对焦目标)的相对位置不需要很严格限定，比如需要对演员脸部对焦，无线测距从模块可以放在上衣口袋里，也可以放在裤兜里。显然，摄影机焦平面到演员脸部的距离与摄影机焦平面到从模块的距离不相等，当云台上的测距传感器准确指向人脸的时候，测距传感器输出高精度的数据，根据预设的距离偏差等参数，可计算出摄影机焦平面到演员脸部与到从模块的距离差，获取距离差之后，可实时修正摄影机焦平面到演员脸部的距离值。
[0041]上述摄像装置虽然不属于基于多种测距方式的跟焦系统内的设备，基于多种测距方式的跟焦系统需要对该摄像装置进行调焦，在通常情况下，基于多种测距方式的跟焦系统和摄像装置统一使用。
[0042]计算设备105，用于接收摄像装置103输出的视频数据，依据视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标；
[0043]上述计算设备105具体可以为:平板电脑、智能手机或个人计算机等设备，本发明第一较佳实施方式对上述计算设备的具体表现形式并不限定，另外，上述视频数据可以是接收摄像装置103的视频采集卡的视频数据，上述视频数据的格式也可以为多种，例如可以为H.263、H.264、MPEG-4或MPEG-6格式的视频数据，本发明第一较佳实施方式对上述视频格式的具体表现形式并不限定。上述计算设备采用安装在计算设备内的视频目标跟踪软件计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标。
[0044]测距传感器1041，用于测量摄像装置103焦平面与跟焦目标之间的第一距离；
[0045]上述测距传感器1041具体可以为:激光测距传感器或超声波测距传感器，上述测距传感器获取该第一距离的方式可以采用现有技术的方式，本发明第一较佳实施方式对上述测距传感器如何获取第一距离的方式并不限定，当然在实际应用中，上述测距传感器也可以采用其他形式的测距传感器，本发明第一较佳实施方式对上述测距传感器的具体表现形式也不限定。
[0046]云台104，用于获取该二维坐标，依据该二维坐标调整云台移动使测距传感器1041指向跟焦目标；
[0047]上述云台104获取二维坐标的方式可以有多种方式，例如在本发明第一较佳实施方式的一个实施例中，可以通过无线传输的方式来获取，当然在本发明第一较佳实施方式的另一个实施例中，可以通过有线的方式来获取，本发明【具体实施方式】并不限定上述二维坐标的具体表现形式。该云台获取该二维坐标以后，依据该二维坐标控制云台的电机使云台移动，这样带动设置在云台104上的测距传感器1041指向跟焦目标。
[0048]计算模块1013，用于依据无线测距主模块1011与无线测距从模块1012之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块1011与无线测距从模块1012之间的第二距离；
[0049]调焦装置102，用于如第一距离与第二距离之间的距离差大于等于距离阈值，则依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点。
[0050]上述依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点的目的是为了使得视频数据中的跟焦目标的图像更加的清晰，俗称跟焦目标处于合焦状态。
[0051]上述步骤中的依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置103的实现方式具体可以为:依据第二距离和镜头数据调整镜头对焦圈转动的角度，具体可以为:依据第二距离和距离偏差计算得到调整后的距离L调(例如在第二距离增加或减少该距离偏差)；依据该L调从预先存储的距离与对焦圈转动角度映射列表中查询从该L调对应的对焦圈转动角度。上述距离与对焦圈转动角度映射列表存储的数据可以如下所示=(L1J1)JL2J2)……(Ln，0n)，αη+1，θη+1)……；上述存储的数据中Ln是镜头对焦圈的刻度(即镜头数据)，是一个距离数据，此刻度的含义为当镜头的对焦圈转动到此刻度时，如果摄影机焦平面与对焦对象的直线距离与此刻度相等，对焦对象准确合焦，图像清晰；θη是镜头的转动角度，表示镜头对焦圈从初始位置转动到当前位置，镜头对焦圈转动的角度。
[0052]上述调焦装置102采用此调焦策略的主要原因是，增加无线测距装置后，就可以接收到两路测距数据(即可以得到第一距离和第二距离)，一路是安装于云台上的测距传感器，即第一距离，一般为激光测距传感器或超声波测距传感器，测距精度高，但有时无法准确指向演员(对焦目标)；另一路是无线测距，即第二距离，测距精度低，且当无线测距主模块与从模块之间有遮挡时，测距误差较大，优点是总能输出大概的第二距离。无线测距数据大部分时间都是作为参考数据，当激光测距数据与无线测距数据之间的距离偏差在一定范围内的时候，认为云台上的测距传感器准确指向了演员(对焦目标)，采用激光测距的值及镜头数据控制镜头FOCUS圈转动，当激光测距数据与无线测距数据之间的偏差超过一定范围时，认为云台上的测距传感器没有准确指向演员(对焦目标)，采用第二距离减去一个距离偏移值及镜头数据控制镜头FOCUS圈转动。
[0053]可选的，上述调焦装置102，还用于如第一距离与第二距离之间的距离差小于距离阈值，则依据该第一距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点。
[0054]上述调整摄像装置103的焦点是为了使得追踪的目标清晰，因为对于电影来说，需要追踪的目标(即拍摄目标)清晰，所以这里需要通过调整焦点来实现准确合焦以达到追踪目标图像清晰的目的。
[0055]上述步骤中的依据该第一距离和镜头数据调整摄像装置的实现方式具体可以为:依据第一距离和镜头数据调整镜头对焦圈转动的角度，具体可以为:依据第一距离和距离偏差计算得到调整后的距离LI调(例如在第二距离增加或减少该距离偏差)；依据该LI调从预先存储的距离与对焦圈转动角度映射列表中查询从该LI调对应的对焦圈转动角度。上述距离与对焦圈转动角度映射列表存储的数据可以如下所示=(L1J1)JL2J2)……(Ln，0n)，αη+1，θη+1)……；上述存储的数据中Ln是镜头对焦圈的刻度(即镜头数据)，是一个距离数据，此刻度的含义为当镜头的对焦圈转动到此刻度时，如果摄影机焦平面与对焦对象的直线距离与此刻度相等，对焦对象准确合焦，图像清晰；θη是镜头的转动角度，表示镜头对焦圈从初始位置转动到当前位置，镜头对焦圈转动的角度。
[0056]此种设置是由于此时测距传感器检测的第一距离在设定的范围内，此时工作正常，所以无需进行调整，直接采用第一距离和镜头数据调整摄像装置的焦点即可。
[0057]可选的，上述调焦装置102，还用于如计算设备依据该视频数据未识别出目标时，依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点。
[0058]此种情况一般在开机时会出现，因为开机时，此时测距传感器还未能进入最佳的工作状态，计算设备的视频目标追踪软件也不能实现正常追踪，此时会出现计算设备依据视频数据无法识别到目标的状态，此时通过第二距离调整摄像装置103的焦点是非常方便的。上述未识别到目标的判断方法可以采用现有技术的判断方法，例如可以采用视频目标跟踪软件来确定是否有追踪目标，当然在实际应用中也可以采用其他的方式来获取是否有追踪目标。
[0059]参阅图2，图2为本发明第二较佳实施方式提供的一种基于多种测距方式的跟焦系统，包括以下模块，用于把摄影机输出的视频信号10转换为平板电脑12可接受的信号的视频采集卡11;所述平板电脑带有触摸屏功能，并预装有视频目标跟踪软件，用于接收视频采集卡11输出的视频信号，并把目标相对于图像的坐标从COM通信口输出；用于接收平板电脑12输出的坐标信号、测距传感器21即激光测距传感器输出的距离数据、无线测距主模块17输出的距离数据，控制云台电机驱动器14、电机15、电机16、镜头FO⑶S电机驱动器23，主控器存储了镜头数据；用于驱动镜头FOCUS圈转动的FOCUS电机24;分别用于驱动云台水平和垂直运动的云台电机15和云台电机16;无线测距从模块固定于演员(对焦目标)上。本发明第二较佳实施方式提供的技术方案具体可以为:
[0060]无线测距装置101、调焦装置102、云台104和计算设备105;其中云台104可以包括:测距传感器1041，无线测距装置101可以包括:无线测距主模块1011、至少一个无线测距从模块1012和计算模块1013;其中，无线测距主模块1012与云台之间的距离固定，至少一个无线测距从模块1012的位置与跟焦目标的距离固定；
[0061]上述无线测距从模块与演员(对焦目标)的相对位置不需要很严格限定，比如需要对演员脸部对焦，无线测距从模块可以放在上衣口袋里，也可以放在裤兜里。显然，摄影机焦平面到演员脸部的距离与摄影机焦平面到从模块的距离不相等，当云台上的测距传感器准确指向人脸的时候，测距传感器输出高精度的数据，根据预设的距离偏差等参数，可计算出摄影机焦平面到演员脸部与到从模块的距离差，获取距离差之后，可实时修正摄影机焦平面到演员脸部的距离值。
[0062]计算设备105，用于接收摄像装置103输出的视频数据，依据视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标；
[0063]上述计算设备105具体可以为:平板电脑、智能手机或个人计算机等设备，本发明第一较佳实施方式对上述计算设备的具体表现形式并不限定，另外，上述视频数据可以是接收摄像装置103的视频采集卡的视频数据，上述视频数据的格式也可以为多种，例如可以为H.263、H.264、MPEG-4或MPEG-6格式的视频数据，本发明第一较佳实施方式对上述视频格式的具体表现形式并不限定。上述计算设备用于采用安装在计算设备内的视频目标跟踪软件计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标。
[0064]云台104，用于获取该二维坐标，依据该二维坐标调整云台移动使测距传感器1041指向跟焦目标；
[0065]上述云台104获取二维坐标的方式可以有多种方式，例如在本发明第一较佳实施方式的一个实施例中，可以通过无线传输的方式来获取，当然在本发明第一较佳实施方式的另一个实施例中，可以通过有线的方式来获取，本发明【具体实施方式】并不限定上述二维坐标的具体表现形式。该云台获取该二维坐标以后，依据该二维坐标控制云台的电机使云台移动，这样带动设置在云台104上的测距传感器1041指向跟焦目标。
[0066]测距传感器1041，用于测量摄像装置103焦平面与跟焦目标之间的第一距离；
[0067]上述测距传感器1041具体可以为:激光测距传感器或超声波测距传感器，上述测距传感器获取该第一距离的方式可以采用现有技术的方式，本发明第一较佳实施方式对上述测距传感器如何获取第一距离的方式并不限定，当然在实际应用中，上述测距传感器也可以采用其他形式的测距传感器，本发明第一较佳实施方式对上述测距传感器的具体表现形式也不限定。
[0068]计算模块1013，用于依据无线测距主模块1011与无线测距从模块1012之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块1011与无线测距从模块1012之间的第二距离；
[0069]调焦装置102，还用于如第一距离与第二距离之间的距离差大于等于距离阈值，则依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点，如第一距离与第二距离之间的距离差小于距离阈值，则依据该第一距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点。
[0070]上述调整摄像装置103的焦点是为了使得追踪的目标清晰，因为对于电影来说，需要追踪的目标(即拍摄目标)清晰，所以这里需要通过调整焦点来实现准确合焦以达到追踪目标图像清晰的目的。[0071 ]本发明第二较佳实施方式在任何情况下均能够实现目标追踪的自动调焦。本发明第二较佳实施方式的优点是利用测距传感器(一般是激光测距传感器或超声波测距传感器)高精度特点，使跟焦精准高。当视频跟焦目标在图像中的坐标连续变化时，云台的运动会有一定的延时，无法实时指向目标，测距传感器也就无法实时指向目标，无线测距可输出一个基本准确的值，使镜头FOCUS圈转动角度不至于偏离目标焦点太大，所以跟焦速度快。依据测距传感器输出的距离值与无线测距输出的距离值偏差大小，可判断测距传感器是否准确指向目标。
[0072]本发明第三较佳实施方式还提供一种基于多种测距方式的跟焦系统，该系统具体可以包括:无线测距装置101、调焦装置102、云台104和计算设备105;其中云台104可以包括:测距传感器1041，无线测距装置101可以包括:无线测距主模块1011、至少一个无线测距从模块1012和计算模块1013;其中，无线测距主模块1012与云台之间的距离固定，至少一个无线测距从模块1012的位置与跟焦目标的距离固定；
[0073]上述无线测距从模块与演员(对焦目标)的相对位置不需要很严格限定，比如需要对演员脸部对焦，无线测距从模块可以放在上衣口袋里，也可以放在裤兜里。显然，摄影机焦平面到演员脸部的距离与摄影机焦平面到从模块的距离不相等，当云台上的测距传感器准确指向人脸的时候，测距传感器输出高精度的数据，根据预设的距离偏差等参数，可计算出摄影机焦平面到演员脸部与到从模块的距离差，获取距离差之后，可实时修正摄影机焦平面到演员脸部的距离值。
[0074]计算设备105，用于接收摄像装置103输出的视频数据，依据视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标；
[0075]上述计算设备105具体可以为:平板电脑、智能手机或个人计算机等设备，本发明第一较佳实施方式对上述计算设备的具体表现形式并不限定，另外，上述视频数据可以是接收摄像装置103的视频采集卡的视频数据，上述视频数据的格式也可以为多种，例如可以为H.263、H.264、MPEG-4或MPEG-6格式的视频数据，本发明第一较佳实施方式对上述视频格式的具体表现形式并不限定。上述计算设备用于采用安装在计算设备内的视频目标跟踪软件计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标。测距传感器可以根据该二维坐标指向跟焦目标。
[0076]云台104，用于获取该二维坐标，依据该二维坐标调整云台移动使测距传感器1041指向跟焦目标；
[0077]上述云台104获取二维坐标的方式可以有多种方式，例如在本发明第一较佳实施方式的一个实施例中，可以通过无线传输的方式来获取，当然在本发明第一较佳实施方式的另一个实施例中，可以通过有线的方式来获取，本发明【具体实施方式】并不限定上述二维坐标的具体表现形式。该云台获取该二维坐标以后，依据该二维坐标控制云台的电机使云台移动，这样带动设置在云台104上的测距传感器1041指向跟焦目标。
[0078]测距传感器1041，用于测量摄像装置103焦平面与跟焦目标之间的第一距离；
[0079]上述测距传感器1041具体可以为:激光测距传感器或超声波测距传感器，上述测距传感器获取该第一距离的方式可以采用现有技术的方式，本发明第一较佳实施方式对上述测距传感器如何获取第一距离的方式并不限定，当然在实际应用中，上述测距传感器也可以采用其他形式的测距传感器，本发明第一较佳实施方式对上述测距传感器的具体表现形式也不限定。
[0080]计算模块1013，用于依据无线测距主模块1011与无线测距从模块1012之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块1011与无线测距从模块1012之间的第二距离；
[0081]调焦装置102，还用于如计算设备依据该视频数据未识别到目标时，依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点以实现摄像装置103的准确合焦。
[0082]本发明第三较佳实施方式的情况一般在开机时会出现，此种情况一般在开机时会出现，因为开机时，此时测距传感器还未能进入最佳的工作状态，计算设备的视频目标追踪软件也不能实现正常追踪，此时会出现计算设备依据视频数据无法识别到目标的状态，此时通过第二距离调整摄像装置103的焦点是非常方便的。上述未识别到目标的判断方法可以采用现有技术的判断方法，例如可以采用视频目标跟踪软件来确定是否有追踪目标，当然在实际应用中也可以采用其他的方式来获取是否有追踪目标。
[0083]可选的，上述第一、二、三较佳实施方式中，上述计算模块1013具体可以用于，无线测距主模块向无线测距从模块发送距离获取消息，无线测距从模块接收到该距离获取消息后，向无线测距主模块发送响应消息，则第二距离L=[(t3-tO)-(t2-tl)]*C/2;其中，L为第二距离，tO为无线测距主模块发送该距离获取消息的时间，t3为无线测距主模块接收到该响应消息的时间，t2为无线测距从模块发送该响应消息的时间，tl为无线测距从模块接收到距离获取消息的时间，C可以为传播速度，一般为光速;上述t2、tl可以在响应消息内携带，当然在实际应用中上述响应消息内也可以不携带t2、tl，用户可以对从测距模块进行设定使得t2-tl的差值为定值，例如0.1s,当然也可以为其他的值，例如0.2s等。
[0084]参阅图3，图3为本发明第四较佳实施方式提供的一种基于多种测距方式的跟焦方法，该方法由本发明第一、二、三较佳实施方式提供的基于多种测距系统来执行，该方法如图4所示，包括如下步骤:
[0085]步骤S401、获取摄像装置的视频数据，依据视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标；
[0086]上述步骤S401可以由基于多种测距系统中计算设备105完成，本发明第四较佳实施方式对上述计算设备的具体表现形式并不限定，另外，上述视频数据可以是接收摄像装置103的视频采集卡的视频数据，上述视频数据的格式也可以为多种，例如可以为H.263、H.264、MPEG-4或MPEG-6格式的视频数据，本发明第四较佳实施方式对上述视频格式的具体表现形式并不限定。上述计算设备用于采用安装在计算设备内的视频目标跟踪软件计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标。
[0087]步骤S402、测量摄像装置焦平面与跟焦目标之间的第一距离，依据该二维坐标调整云台的移动；
[0088]上述步骤S402可以由基于多种测距系统中的测距传感器1041来实现，其实现方式具体可以采用现有技术的方式，本发明第四较佳实施方式如何获取第一距离的方式并不限定。上述云台的移动是为了依据该二维坐标调整云台的移动使得测距传感器准确的指向跟焦目标。
[0089]步骤S403、依据无线测距主模块与无线测距从模块之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块与无线测距从模块之间的第二距离；
[0090]上述步骤S403的实现方法具体可以为:获取无线测距主模板的距离获取消息的发送时间to和距离获取响应消息的接收时间t3，获取无线测距从模块的距离获取消息接收时间t2和距离获取相应消息的发送时间tl，则第二距离L=[(t3-tO)-(t2-tl)]*C/2;其中C可以为无线信号传播速度，一般为光速。
[0091]步骤S404、如第一距离与第二距离之间的距离差大于等于距离阈值，则依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置的焦点以实现摄像装置准确合焦。
[0092]可选的，上述方法在步骤S404之后还可以包括:如第一距离与第二距离之间的距离差小于距离阈值，则依据该第一距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点。
[0093]此种设置是由于此时测距传感器检测的第一距离在设定的范围内，此时工作正常，所以无需进行调整，直接采用第一距离和该二维坐标调整摄像装置103的焦点即可。
[0094]可选的，上述方法在步骤S404之后还可以包括:如计算设备依据视频数据未识别目标时，依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置103的焦点。
[0095]此种情况一般在开机时会出现，因为开机时，此时测距传感器还未能进入最佳的工作状态，计算设备的视频目标追踪软件也不能实现正常追踪，此时会出现计算设备依据视频数据无法识别到目标的状态，此时通过第二距离调整摄像装置103的焦点是非常方便的。上述未识别到目标的判断方法可以采用现有技术的判断方法，例如可以采用视频目标跟踪软件来确定是否有追踪目标，当然在实际应用中也可以采用其他的方式来获取是否有追踪目标。
[0096]本发明【具体实施方式】还提供一种拍摄系统500，如图4所示，该拍摄系统500包括:摄像装置103和基于多种测距方式的跟焦系统100，该基于多种测距方式的跟焦系统100的具体结构可以参见本发明第一、二、三较佳实施方式的描述。
[0097]可选的，上述无线测距主模块固定安装在云台。
[0098]需要说明的是，对于前述的各方法实施方式或实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述实施方式或实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本发明所必须的。
[0099]在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0100]本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
[0101]本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合或组合。
[0102]通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于:计算机可读介质可以包括随机存取存储器(Random Access Memory ,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory ,ROM)、电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPR0M)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，⑶-ROM)或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定影中。如本发明所使用的，盘(Disk)和碟(disc)包括压缩光碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用光碟(DVD)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性的复制数据，而碟则用激光来光学的复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
[0103]总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于多种测距方式的跟焦系统，所述基于多种测距方式的跟焦系统用于调整摄像装置的焦点，所述系统包括:调焦装置、云台和计算设备；其中云台包括:测距传感器，其特征在于，所述系统还包括:无线测距装置;所述无线测距装置包括:无线测距主模块、至少一个无线测距从模块和计算模块;无线测距主模块与摄像装置之间的距离固定，至少一个无线测距从模块的位置与至少一个跟焦目标的距离固定； 计算设备，用于接收所述摄像装置输出的视频数据，依据所述视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标； 测距传感器，用于测量所述摄像装置焦平面与跟焦目标之间的第一距离； 云台，用于获取所述二维坐标，依据所述二维坐标控制云台移动； 计算模块，用于依据所述无线测距主模块与所述无线测距从模块之间的无线信号传输时间计算所述无线测距主模块与所述无线测距从模块之间的第二距离； 调焦装置，用于如第一距离与第二距离之间的距离差大于等于距离阈值，则依据该第二距离和镜头数据调整所述摄像装置焦点。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述调焦装置，还用于如第一距离与第二距离之间的距离差小于距离阈值，则依据该第一距离和镜头数据调整摄像装置的焦点。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述调焦装置，还用于如计算设备的视频目标跟踪软件依据所述视频数据未识别到目标时，依据该第二距离和镜头数据调整摄像装置的焦点。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，依据预设公式计算得到所述第二距离L，所述预设公式具体为: L=[(t3-tO)-(t2-tl)]*C/2; 其中，tO为无线测距主模块发送距离获取消息的时间，t3为无线测距主模块接收到距离获取消息的响应消息的时间，t2为无线测距从模块发送响应消息的时间，tl为无线测距从模块接收到距离获取消息的时间，C为无线电波传播速度。5.—种基于多种测距方式的跟焦方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-4任一所述的基于多种测距方式的跟焦系统中，所述方法包括: 获取摄像装置的视频数据，依据视频数据计算出跟焦目标在该视频数据中的二维坐标； 测量摄像装置焦平面与跟焦目标之间的第一距离，依据所述二维坐标控制云台移动； 依据无线测距主模块与无线测距从模块之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块与无线测距从模块之间的第二距离； 如第一距离与第二距离之间的距离差大于等于距离阈值，则依据该第二距离调整摄像装置的焦点。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 如第一距离与第二距离之间的距离差小于距离阈值，则依据该第一距离调整摄像装置的焦点。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 如计算设备的视频目标跟踪软件依据所述视频数据未识别到目标时，依据该第二距离调整摄像装置的焦点，使所述摄像装置准确合焦。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据无线测距主模块与无线测距从模块之间的无线信号传输时间计算无线测距主模块与无线测距从模块之间的第二距离具体，包括: 获取无线测距主模板的距离获取消息的发送时间to和距离获取响应消息的接收时间t3； 获取无线测距从模块的距离获取消息接收时间t2和距离获取相应消息的发送时间tl，则第二距离L = [ (t3-t0) -(t2-t I) ] *C/2;其中C为无线信号传播速度。9.一种拍摄系统，其特征在于，所述拍摄系统包括摄像装置和如权利要求1-4任一所述的基于多种测距方式的跟焦系统。10.根据权利要求9所述的拍摄系统，其特征在于，所述无线测距主模块固定安装在云台或摄像装置上。
【文档编号】G02B7/28GK105874384SQ201680000519
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月6日
【发明人】徐红兵, 何景川
【申请人】深圳市莫孚康技术有限公司