迟晓鹏，罗卫兵，刘广斌（武警工程大学信息工程系，陕西西安710086）

微型无人机变焦摄像机设计

迟晓鹏，罗卫兵，刘广斌
（武警工程大学信息工程系，陕西西安710086）

机载摄像机是微型无人机实施战术侦察的关键设备。本文突破传统机载摄像机采用定焦或基于DSP聚焦的思路，在特定飞行高度，提出变倍同步聚焦技术，并对变倍同步聚焦的基本原理、台阶拟合法等技术进行了研究，对镜头凸轮曲线进行了设计，并利用ZEMAX软件对凸轮曲线进行了拟合和优化，设计了相应的驱动控制电路和视频采集系统。经过飞行测试验证，所设计的快速变倍同步聚焦摄像机的性能达到了空中侦察要求。

微型无人机；变焦摄像机；变倍同步聚焦镜头；步进电机驱动

O 引言

微型无人机在低空侦察过程中，视野变化较快，动态范围较大，现有的微型摄像机要么无变焦功能，只能进行大范围侦察，对具体目标重点侦察时，需要进一步降低无人机的飞行高度来实现，增加了行动风险［1］；要么采用常规技术的变焦摄像机，因DSP芯片运用聚焦算法致使响应速度慢、图像高频分量捕获不准确，出现摄像机变焦时间长、反应迟钝等现象［2-3］。国内微型无人机机载摄像机为货架商品，无法达到战术侦察要求。美军微型无人机搭载的变焦摄像机，对中国禁售且实行技术封锁，无法在市场购买其成品。本文研发的适用于微型无人机的快速变焦摄像机，能够满足相关战术侦察需求。

1 关键技术研究

1.1 变倍同步聚焦原理