本發(fā)明涉及攝像頭，具體為一種帶有二維反饋控制能力的攝像頭對(duì)焦裝置。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)中國(guó)公開號(hào)為“cn106773460b”公開的一種雙攝像頭自動(dòng)對(duì)焦裝置，包括：外架、上彈片、磁塊、線圈、載體、下彈片及底座；所述外架與所述載體之間通過(guò)所述上彈片進(jìn)行連接，所述底座與所述載體之間通過(guò)所述下彈片進(jìn)行連接，所述載體位于所述外架的內(nèi)部，所述載體設(shè)有2組，所述載體用于承載鏡頭，從而實(shí)現(xiàn)鏡頭上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)焦功能，所述線圈繞制在所述載體的外側(cè)，所述線圈設(shè)有2組，所述磁塊位于所述線圈兩側(cè)，所述磁塊設(shè)有2組，每組設(shè)有2片所述磁塊；本發(fā)明結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易于加工成型，精度能夠得到保證，同時(shí)能有效的節(jié)省空間，且產(chǎn)品的一致性更好，更能夠得到保證雙攝技術(shù)的效果。

2、根據(jù)中國(guó)公開號(hào)“cn109874005b”一種攝像頭對(duì)焦檢測(cè)裝置，其包括底座、安裝座、第一檢測(cè)圖版、第二檢測(cè)圖版以及固定部，安裝座設(shè)于底座，第一檢測(cè)圖版設(shè)置于底座并朝向安裝座，第二檢測(cè)圖版設(shè)置于底座并朝向安裝座，固定部用于安裝攝像頭，固定部設(shè)置于安裝座并可沿第一方向滑動(dòng)，第一檢測(cè)圖版和第二檢測(cè)圖版沿第一方向交錯(cuò)設(shè)置，本技術(shù)提供的攝像頭對(duì)焦檢測(cè)裝置，在測(cè)試時(shí)，通過(guò)在第一方向上移動(dòng)固定部，使得固定部分別于第一檢測(cè)圖版和第二檢測(cè)圖版相對(duì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)攝像頭的近景模式和遠(yuǎn)景模式的切換，自動(dòng)檢測(cè)攝像頭的變焦過(guò)程是否正常，以及在近景模式和遠(yuǎn)景模式的拍攝效果是否正常。

3、上述專利文件及現(xiàn)有技術(shù)在使用時(shí)存在以下技術(shù)問(wèn)題：

4、問(wèn)題一，上述文件中及現(xiàn)有技術(shù)中，在攝像頭對(duì)焦與動(dòng)態(tài)規(guī)劃方面，傳統(tǒng)的攝像頭對(duì)焦裝置在對(duì)焦調(diào)整的精度上有限，尤其是在復(fù)雜的拍攝場(chǎng)景下，如拍攝動(dòng)態(tài)物體或者在三維空間中有多個(gè)拍攝對(duì)象時(shí)，很難快速且精準(zhǔn)地找到最佳對(duì)焦位置，對(duì)于動(dòng)態(tài)對(duì)焦路徑規(guī)劃能力不足，很多對(duì)焦裝置只是簡(jiǎn)單地基于預(yù)設(shè)的規(guī)則或者有限的傳感器反饋進(jìn)行對(duì)焦，缺乏系統(tǒng)性的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法；

5、問(wèn)題二，上述文件中及現(xiàn)有技術(shù)中，攝像頭對(duì)焦裝置在面對(duì)不同的拍攝場(chǎng)景時(shí)，往往需要用戶手動(dòng)調(diào)整對(duì)焦參數(shù)，缺乏對(duì)拍攝場(chǎng)景內(nèi)容和環(huán)境的智能識(shí)別能力，不能根據(jù)場(chǎng)景特征自動(dòng)調(diào)整對(duì)焦，在復(fù)雜多變的環(huán)境中使用不便；

6、問(wèn)題三，上述文件及現(xiàn)有技術(shù)中，拍攝出的圖像質(zhì)量在清晰度、色彩、對(duì)比度等方面存在不足，傳統(tǒng)的對(duì)焦裝置主要關(guān)注對(duì)焦本身，對(duì)于圖像的后續(xù)優(yōu)化功能有限，比如拍攝的風(fēng)景照片可能色彩不夠鮮艷，或者拍攝的文檔照片清晰度不夠，在進(jìn)行圖像參數(shù)調(diào)整時(shí)，缺乏有效的智能算法來(lái)尋找復(fù)雜參數(shù)空間中的最優(yōu)解，導(dǎo)致圖像優(yōu)化效果不理想；

7、問(wèn)題四，上述文件及現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)焦裝置在二維控制上不夠精準(zhǔn)，可能無(wú)法準(zhǔn)確地確定對(duì)焦區(qū)域，尤其是在復(fù)雜圖像場(chǎng)景中，難以將焦點(diǎn)精準(zhǔn)地定位在目標(biāo)物體上，對(duì)于影響對(duì)焦的多種模糊因素，如光線條件、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等，缺乏有效的綜合調(diào)整機(jī)制，導(dǎo)致對(duì)焦準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種帶有二維反饋控制能力的攝像頭對(duì)焦裝置，解決了以下問(wèn)題：

3、1、對(duì)于動(dòng)態(tài)對(duì)焦路徑規(guī)劃能力不足，導(dǎo)致對(duì)焦不夠精準(zhǔn)的問(wèn)題；

4、2、針對(duì)攝像頭對(duì)環(huán)境的適配性差，無(wú)法自動(dòng)識(shí)別和調(diào)整拍攝參數(shù)的問(wèn)題；

5、3、針對(duì)拍攝圖像質(zhì)量參數(shù)精度不足，導(dǎo)致圖片只能優(yōu)化參數(shù)不理想的問(wèn)題；

6、4、針對(duì)復(fù)雜的圖像場(chǎng)景在二維控制上不夠精準(zhǔn)，缺乏綜合精準(zhǔn)調(diào)節(jié)機(jī)制的問(wèn)題。

7、技術(shù)方案

8、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種帶有二維反饋控制能力的攝像頭對(duì)焦裝置，包括承重控制底座和攝像頭組件，所述承重控制底座頂面軸接設(shè)有電控伸縮桿，所述電控伸縮桿頂端連接設(shè)有二維導(dǎo)向箱，所述二維導(dǎo)向箱內(nèi)部設(shè)有互相垂直分布的x軸向?qū)к壓蛓軸向?qū)к?，所述x軸向?qū)к墐?nèi)部設(shè)有x軸導(dǎo)軌滑塊，所述x軸導(dǎo)軌滑塊內(nèi)部嵌入設(shè)有電控球軸，且電控球軸端部與攝像頭組件背面栓接，所述攝像頭組件包括控制連接座和鏡片主體，所述承重控制底座和二維導(dǎo)向箱表面均設(shè)有交互控制面板，所述攝像頭組件內(nèi)部的控制系統(tǒng)包括傳感器模塊、算法處理模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊、圖像優(yōu)化模塊和用戶交互模塊，其中：

9、所述傳感器模塊，包括距離傳感器、光學(xué)干涉?zhèn)鞲衅骱蛨D像傳感器，用于獲取物體與攝像頭的距離信息、光線相位變化信息以及圖像數(shù)據(jù)；

10、所述算法處理模塊：集成了深度學(xué)習(xí)算法、卡爾曼濾波算法、粒子濾波算法、k-均值聚類算法、隱馬爾可夫模型算法、擬牛頓法、遺傳算法、模糊邏輯算法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法、支持向量機(jī)算法、蟻群算法、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、最小二乘法、模擬退火算法和強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法多種算法，對(duì)傳感器模塊獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，對(duì)攝像頭組件進(jìn)行反饋機(jī)制創(chuàng)新、二維控制策略優(yōu)化、智能識(shí)別與自動(dòng)調(diào)整以及圖像智能優(yōu)化；

11、所述驅(qū)動(dòng)控制模塊：根據(jù)算法處理模塊的輸出結(jié)果，控制對(duì)焦攝像頭組件在二維平面上進(jìn)行精確的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)焦調(diào)整；

12、所述圖像優(yōu)化模塊：對(duì)攝像頭組件拍攝的圖像進(jìn)行清晰度增強(qiáng)、銳化、去模糊處理以及色彩優(yōu)化，提高圖像質(zhì)量；

13、所述用戶交互模塊：提供用戶與攝像頭組件的交互界面，用戶可以通過(guò)交互控制面板的界面設(shè)置拍攝參數(shù)、選擇拍攝模式以及查看拍攝效果。

14、優(yōu)選的，所述算法處理模塊的深度學(xué)習(xí)算法對(duì)大量不同場(chǎng)景的圖像進(jìn)行訓(xùn)練，識(shí)別圖像中的物體類型、場(chǎng)景特征以及大致的對(duì)焦需求，卡爾曼濾波算法結(jié)合上一時(shí)刻的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)和新獲取的傳感器反饋信息，預(yù)測(cè)鏡頭下一個(gè)最佳對(duì)焦位置。

15、優(yōu)選的，所述算法處理模塊中k-均值聚類算法對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將圖像劃分為不同的區(qū)域簇，根據(jù)其特征初步確定可能的對(duì)焦區(qū)域，粒子濾波算法根據(jù)這些聚類結(jié)果，初始化一組粒子來(lái)表示鏡頭可能的對(duì)焦位置和狀態(tài)，隨著新的圖像信息的獲取，粒子濾波算法通過(guò)更新粒子的權(quán)重和位置，根據(jù)聚類區(qū)域中的關(guān)鍵特征，找到最佳的對(duì)焦位置。

16、優(yōu)選的，所述算法處理模塊中隱馬爾可夫模型根據(jù)圖像的連續(xù)觀測(cè)信息，推斷鏡頭對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)移概率，擬牛頓法以成像清晰度為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的二次近似模型，快速迭代找到最佳的對(duì)焦參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)對(duì)焦路徑規(guī)劃和自適應(yīng)對(duì)焦力度調(diào)整。

17、優(yōu)選的，所述算法處理模塊中遺傳算法對(duì)攝像頭組件的對(duì)焦參數(shù)進(jìn)行初步的優(yōu)化搜索，找到一組較優(yōu)的參數(shù)組合，模糊邏輯算法根據(jù)當(dāng)前的拍攝場(chǎng)景、光線條件、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等模糊因素，對(duì)遺傳算法得到的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化，通過(guò)遺傳算法提供一個(gè)大致的優(yōu)化方向，利用模糊邏輯算法根據(jù)具體情況進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的二維控制策略。

18、優(yōu)選的，所述算法處理模塊中深度學(xué)習(xí)算法對(duì)圖像進(jìn)行處理，識(shí)別拍攝對(duì)象的類型和場(chǎng)景特征，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法根據(jù)深度學(xué)習(xí)算法識(shí)別出的信息以及歷史拍攝數(shù)據(jù)，構(gòu)建對(duì)焦參數(shù)的概率模型，根據(jù)當(dāng)前的拍攝場(chǎng)景自動(dòng)調(diào)整對(duì)焦參數(shù)、比例和構(gòu)圖。

19、優(yōu)選的，所述算法處理模塊中支持向量機(jī)算法對(duì)不同的拍攝場(chǎng)景進(jìn)行分類，確定不同場(chǎng)景下的大致對(duì)焦需求和參數(shù)范圍，蟻群算法根據(jù)支持向量機(jī)算法確定的場(chǎng)景類別和對(duì)焦需求，優(yōu)化對(duì)焦裝置的參數(shù)。

20、優(yōu)選的，所述算法處理模塊中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)攝像頭獲取的圖像進(jìn)行處理，提取圖像的局部特征并進(jìn)行分類和定位，確定需要進(jìn)行清晰度增強(qiáng)和色彩優(yōu)化的關(guān)鍵區(qū)域，最小二乘法利用一系列已知的對(duì)焦參數(shù)和對(duì)應(yīng)的清晰度測(cè)量值，擬合出一個(gè)對(duì)焦參數(shù)調(diào)整的最優(yōu)模型，根據(jù)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法確定的關(guān)鍵區(qū)域和圖像質(zhì)量需求，計(jì)算出精確的對(duì)焦參數(shù)調(diào)整量，實(shí)現(xiàn)清晰度增強(qiáng)和色彩優(yōu)化。

21、優(yōu)選的，所述算法處理模塊中模擬退火算法用于在復(fù)雜的參數(shù)空間中尋找全局最優(yōu)解或者近似最優(yōu)解，可用于搜索最佳的圖像超分辨率參數(shù)、銳化參數(shù)、色彩增強(qiáng)參數(shù)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法將攝像頭對(duì)焦裝置視為一個(gè)智能體，通過(guò)與拍攝環(huán)境的交互來(lái)學(xué)習(xí)最佳的圖像優(yōu)化策略，根據(jù)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，包括如清晰度、對(duì)比度、色彩飽和度等指標(biāo)的提升，來(lái)不斷調(diào)整圖像優(yōu)化參數(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像的清晰度增強(qiáng)和色彩優(yōu)化。

22、優(yōu)選的，所述x軸向?qū)к壓蛓軸向?qū)к墐?nèi)部均設(shè)有與驅(qū)動(dòng)控制模塊電性連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述x軸向?qū)к壉趁嬖O(shè)有y軸向?qū)к壔瑝K，且y軸向?qū)к壔瑝K表面與y軸向?qū)к墐?nèi)部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接，所述x軸向?qū)к墐?nèi)部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與x軸導(dǎo)軌滑塊連接。

23、有益效果

24、本發(fā)明提供了一種帶有二維反饋控制能力的攝像頭對(duì)焦裝置。具備以下有益效果：

25、1、本發(fā)明通過(guò)二維導(dǎo)向箱及電控伸縮桿實(shí)現(xiàn)攝像頭在二維平面的精確移動(dòng)，結(jié)合多種算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)焦路徑規(guī)劃，卡爾曼濾波算法根據(jù)上一時(shí)刻對(duì)焦?fàn)顟B(tài)和新的傳感器反饋信息預(yù)測(cè)鏡頭下一個(gè)最佳對(duì)焦位置，隱馬爾可夫模型推斷鏡頭對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)移概率，擬牛頓法快速迭代找到最佳對(duì)焦參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了極為精準(zhǔn)的對(duì)焦調(diào)整和動(dòng)態(tài)對(duì)焦路徑規(guī)劃，確保在不同拍攝場(chǎng)景下都能快速找到最佳對(duì)焦位置，實(shí)現(xiàn)攝像頭組件精準(zhǔn)對(duì)焦與動(dòng)態(tài)規(guī)劃，極大地提升了拍攝效率和圖像質(zhì)量。

26、2、本發(fā)明采用強(qiáng)大的智能識(shí)別能力，深度學(xué)習(xí)算法對(duì)大量不同場(chǎng)景的圖像進(jìn)行訓(xùn)練，能夠識(shí)別圖像中的物體類型、場(chǎng)景特征，支持向量機(jī)算法對(duì)不同拍攝場(chǎng)景進(jìn)行分類確定大致對(duì)焦需求和參數(shù)范圍，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)算法根據(jù)深度學(xué)習(xí)算法識(shí)別出的信息以及歷史拍攝數(shù)據(jù)，構(gòu)建對(duì)焦參數(shù)的概率模型，根據(jù)當(dāng)前的拍攝場(chǎng)景自動(dòng)調(diào)整對(duì)焦參數(shù)、比例和構(gòu)圖，這種智能識(shí)別內(nèi)容和環(huán)境并自動(dòng)調(diào)整的功能，使得攝像頭能夠自適應(yīng)各種復(fù)雜拍攝環(huán)境，無(wú)需用戶頻繁手動(dòng)調(diào)整參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能環(huán)境識(shí)別與自適應(yīng)調(diào)整，極大地提高了拍攝的便捷性。

27、3、本發(fā)明采用圖像優(yōu)化模塊對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行多方面的智能優(yōu)化，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法提取圖像局部特征確定關(guān)鍵區(qū)域，最小二乘法計(jì)算出精確對(duì)焦參數(shù)調(diào)整量實(shí)現(xiàn)清晰度增強(qiáng)和色彩優(yōu)化，模擬退火算法在復(fù)雜參數(shù)空間中尋找最優(yōu)解用于圖像超分辨率、銳化、色彩增強(qiáng)等參數(shù)調(diào)整，強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法將攝像頭對(duì)焦裝置視為智能體，通過(guò)與拍攝環(huán)境交互學(xué)習(xí)最佳圖像優(yōu)化策略，根據(jù)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制不斷調(diào)整圖像優(yōu)化參數(shù)，這些圖像智能優(yōu)化功能使得拍攝出的圖像更加清晰、色彩更加鮮艷、對(duì)比度更高，實(shí)現(xiàn)對(duì)卓越的圖像優(yōu)化效果，具有更高的藝術(shù)價(jià)值和實(shí)用性。

28、4、本發(fā)明采用k-均值聚類算法對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將圖像劃分為不同區(qū)域簇初步確定可能的對(duì)焦區(qū)域，粒子濾波算法根據(jù)聚類結(jié)果初始化粒子表示鏡頭可能的對(duì)焦位置和狀態(tài)，隨著新圖像信息獲取不斷更新粒子權(quán)重和位置找到最佳對(duì)焦位置，遺傳算法和模糊邏輯算法協(xié)同作用，遺傳算法對(duì)攝像頭組件的對(duì)焦參數(shù)進(jìn)行初步優(yōu)化搜索找到較優(yōu)參數(shù)組合，模糊邏輯算法根據(jù)當(dāng)前拍攝場(chǎng)景、光線條件、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等模糊因素對(duì)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的二維控制策略，提高了對(duì)焦的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

29、5、本發(fā)明通過(guò)在承重控制底座和二維導(dǎo)向箱表面設(shè)置交互控制面板，并連接交互控制模塊，交互控制面板提供了用戶與攝像頭組件的交互界面，用戶可以通過(guò)該界面設(shè)置拍攝參數(shù)、選擇拍攝模式以及查看拍攝效果，同時(shí)，攝像頭的智能識(shí)別和自動(dòng)調(diào)整功能也為用戶提供了更多的拍攝選擇和創(chuàng)意空間，滿足不同用戶對(duì)于拍攝的個(gè)性化需求，提升了用戶的拍攝體驗(yàn)和創(chuàng)作樂(lè)趣。