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第３２卷第６期电光与控制Ｖｏｌ.３２Ｎｏ.６

２０２５年６月ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＯｐｔｉｃｓ＆ＣｏｎｔｒｏｌＪｕｎｅ２０２５

引用格式:饶斯睿ꎬ王鸿飞ꎬ赵智亮ꎬ等.一种新型无人机航拍自动聚焦算法研究[Ｊ].电光与控制ꎬ２０２５３２(６):１０６￣１１０.ＲＡＯＳＲＷＡＮＧＨ

ＦＺＨＡＯＺＬｅｔａｌ.Ａｎｅｗａｕｔｏ￣ｆｏｃｕｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＵＡＶｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ[Ｊ].ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＯｐｔｉｃｓ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ２０２５３２(６):１０６￣１１０.

一种新型无人机航拍自动聚焦算法研究

１ａ１ｂ１ａ１ｂ１ａ１ｂꎬ２１ａ１ｂ

饶斯睿ꎬ王鸿飞ꎬ赵智亮ꎬ杨伟

(１.西华大学ꎬａ.航空航天学院ꎻｂ.智能传感与高速运算研究中心ꎬ成都６１００００ꎻ

２.成都太科光电技术有限责任公司ꎬ成都６１１０００)

摘要:针对传统聚焦评价函数在无人机航拍的自动聚焦过程中ꎬ由边缘方向多样性导致的自动聚焦稳定性差和灵

敏度低等问题ꎬ提出了一种基于阈值的ＴＲ聚焦评价函数ꎮ该函数结合Ｔｅｎｅｎｇｒａｄ阈值函数减少图像噪声干扰的优势

和Ｒｏｂｅｒｔｓ函数多方向计算梯度变化的优点ꎬ引入了多方向边缘梯度变化检测算子ꎬ具有在多个方向提取梯度变化信

息的能力ꎮ实验结果表明ꎬ与ＳＭＤ、Ｓｏｂｅｌ、Ｒｏｂｅｒｔｓ、Ｔｅｎｅｎｇｒａｄ等主流聚焦评价函数相比ꎬＴＲ聚焦评价函数在清晰度比

率和灵敏度这两项客观评价指标上均有显著优势ꎬ具有更好的稳定性和更高的灵敏度ꎬ能够较好地满足无人机在低

空环境中精准探测地面目标的自动聚焦需求ꎮ

关键词:自动对焦ꎻ无人机ꎻ聚焦评价函数ꎻ灵敏度ꎻ稳定性

中图分类号:ＴＰ２７２文献标志码:Ａｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１６７１－６３７Ｘ.２０２５.０６.０１７

ＡＮｅｗＡｕｔｏ￣ｆｏｃｕｓｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＵＡＶＩｍａｇｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ

１ａ１ｂ１ａ１ｂ１ａ１ｂ２１ａ１ｂ

ＲＡＯＳｉｒｕｉＷＡＮＧＨｏｎｇｆｅｉＺＨＡＯＺｈｉｌｉａｎｇＹＡＮＧＷｅｉ

(１.ＸｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙａ.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓꎻｂ.ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＨｉｇｈＳｐｅｅｄＣｏｍｐｕｔｉｎｇ

ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒＣｈｅｎｇｄｕ６１００００Ｃｈｉｎａꎻ２.ＣｈｅｎｇｄｕＴａｉｋｅＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.Ｌｔｄ.Ｃｈｅｎｇｄｕ６１１０００Ｃｈｉｎａ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｏｃｕｓｉｎｇｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓｓｕｆｆｅｒｆｒｏｍｐｏｏｒａｕｔｏ￣ｆｏｃｕｓｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌｏｗｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ

ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｕｔｏ￣ｆｏｃｕｓｉｎｇｉｎＵＡＶａｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙｄｕｅｔｏｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｅｄｇｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏ

ｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａＴＲｆｏｃｕｓｉｎｇｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎ

ｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆ