一种旋转扫描的可见光全景成像系统及实现

本文根据目前安防领域对重要地点全景监控的需要,设计了一种全新的基于旋转扫描的可见光全景成像系统,解决了几个关键技术问题。该系统的可见光全景成像清晰、稳定,能满足安防领域可见光全景成像的需求。     

全景光学环带凝视成像技术

提出一种无需转动镜头,一次性瞬时完成周围360°目标成像的全景光学环带凝视成像技术。该技术采用平面圆柱投影方法,可实现超半球成像。分析了全景环形透镜PA L的成像特性,给出全景光学设计实例,利用所完成的原理样机实现了动态全景数字图像处理。成像结果表明该技术在管道测量、医用内窥检查、全景监控、周视监测等领域具有广阔的应用前景。     

入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计

全景环带光学系统在机器视觉领域等领域中有广泛的应用,该类系统不断追求小型化、紧凑化,并且在保证系统结构紧凑小巧的同时实现大视场探测。针对上述需求对全景环带成像光学系统开展研究,并在分析全景环带头部单元形式的基础上设计了一款双通道全景环带光学系统。该系统由边缘视场通道以及中心视场通道组成,两个通道分别由入瞳位置前置式全景环带系统以及中心视场系统进行构建。通过合理的搭配,最终系统中心视场通道视场范围为0~18.5,边缘视场通道视场范围为38~83,在设计过程中,使用even-ogive面型对全景环带系统的特定面型进行设计,并对如何使用该面型进行了描述,最终所设计的系统的两个视场通道均可在0.486~0.656 m可见光波段内清晰成像,光学系统结构紧凑,成像质量良好,满足使用需求。     

用于微型卫星的空间遥感全景成像系统

近些年来,许多微米（质量在10-100kg范围内）和纳米（质量在1－10kg范围内）发射卫星的成功开发、研制和发射都证实了微纳卫星技术的发展。近来,该技术相对于过去几十年有了很大进步,这些卫星也逐渐更多地应用到太空发射,例如空间科学、地球观测、飞行构造和空间监测等科学领域,这些领域的应用也对微／纳卫星的大小、质量、能耗量及生产成本提出了很高的要求。因此,目前的研究都致力于专用的集成硬件的发展。在空间卫星的硬件中,空间光学成像有效载荷和微型姿态传感器的发展在空间监测和空间科学应用中有着极为重要的作用。 本文给出了用于记录卫星周围宽广范围像的全景成像镜头模块的发展,光学模块的一个最关键的要求就是它能够覆盖宽视场,并能够分辨真伪,为星象跟踪仪、地平仪和相关追踪设施提供信息。光学模型必须能够为卫星提供一切有用的遥感信息。本文提出的模型的关键技术包括空间遥感成像系统,该空间遥感系统将与光学成像集成得到一个紧凑、低功耗的装置,一起用于微／纳卫星的卫星监测系统与姿态控制系统。     

应用于红外搜索跟踪和态势感知系统的全景成像技术

本文指出红外全景成像技术应用于搜索跟踪和态势感知系统的优势,提出了该类系统的几种主要全景成像方案,对各方案逐一介绍,列举典型应用实例说明,进行技术分析,对比了几种主要的全景成像方案的特点和应用领域,概括了全景成像系统的支撑关键技术,并展望发展趋势。     

折反射全景成像系统

折反射全景成像系统能实现大于半球视场的全景成像 ,在视频会议、监视和机器人导航等领域有着广泛的应用。本文介绍了折反射全景成像系统的原理和主要类型 ,对单视点成像系统和非单视点成像系统进行了较为详细的讨论     

基于双曲面折反射相机的柱面全景立体成像

为满足机器人导航、视频监视和场景建模等领域实时获取全景深度信息的需要,提出了一种利用2个双曲面折反射相机同轴放置实现全景立体成像的方法,并推导了这种全景立体视觉系统的深度计算公式。为了简化全景立体图像对的匹配和深度计算,建立了满足针孔成像模型的虚拟柱面相机,使通常的双目视觉算法适用于柱面全景图像对的深度信息提取。建立了全景立体成像实验装置,提取出了反映场景深度信息的360°柱面全景浓密视差图。     

全景立体成像技术浅述

大视场场景的立体感知和重现的需求,推动了全景立体成像技术的产生。而折反射全景立体成像具有360°大视场、实时成像、结构和几何计算简单、成本低等特点,近年来发展较快。首先介绍了已有的全景立体成像技术和方法、全景图像映射的三种模型,重点介绍了折反射全景立体成像的基本原理、反射镜类型及其各自特点、图像映射展开原理、典型的折反射全景立体成像装置类型等内容,最后强调了折反射全景立体成像技术中一些关键环节处理方法。     

全景立体成像技术浅述

大视场场景的立体感知和重现的需求,推动了全景立体成像技术的产生。而折反射全景立体成像具有360°大视场、实时成像、结构和几何计算简单、成本低等特点,近年来发展较快。首先介绍了已有的全景立体成像技术和方法、全景图像映射的三种模型,重点介绍了折反射全景立体成像的基本原理、反射镜类型及其各自特点、图像映射展开原理、典型的折反射全景立体成像装置类型等内容,最后强调了折反射全景立体成像技术中一些关键环节处理方法。     

基于移动式全景成像的增强现实关键技术研究

将全景成像和单自由度移动机器人的关键技术应用到增强现实领域中,解决了当图像采集装置与头盔显示器分离并且图像采集装置在场景中移动情况下的增强现实系统的技术难点。建立完整的基于全景成像的增强现实系统,将单自由度移动机器人引入增强现实领域,并提出图像共享的概念。实验表明,全景成像方法对于亮度差异较大图像的拼接效果良好,适宜于室外复杂环境的图像拼接,全景图像的局部增强显示效果良好。     

一种基于卷积神经网络的360环视系统停车位检测设计

针对传统汽车视觉系统所存在的视野有限的缺陷,文章提出了一种基于卷积神经网络的360环视系统停车位检测方法。该系统通过安装在车身四周的4个鱼眼摄像头来获取车身所处环境信息,再对摄像头捕获的图片进行畸变矫正与逆透视变换,由拼接技术生成环视鸟瞰图;在此基础上,设想出一种全新的停车位检测方法,即利用卷积神经网络对环视鸟瞰图进行检测和识别。     

周视激光成像引信设计及仿真

激光成像探测是引信技术发展中一个重要方向,周视成像探测技术可以有效提高引信系统的探测能力。文中首先提出一种简易周视激光成像引信原理和结构,在弹目交会过程中可实现360周视探测的目标成像;其次建立弹目交会模型和目标3D模型,模拟简易周视激光成像引信对空和对地面目标成像探测的过程;最后设计简易周视激光成像引信的仿真软件,用于生成引信在不同弹目交会条件下的仿真数据,包括目标灰度图像、二值图像、回波信号等,可为周视成像引信的图像识别电路设计和最终的工程化实现提供可靠依据。     

空间太赫兹信息技术展望

太赫兹技术的飞速进步已经展现出对空间信息领域的积极影响.介绍了太赫兹波的特性及其现有的应用,展望了太赫兹技术在空间信息领域的应用前景,具体分析了太赫兹频段在空间信息获取和空间信息传输两个领域的技术优势.目前,空间科学观测已扩展至太赫兹频段,太赫兹频段雷达可提供高分辨率的着陆场图像及优秀的探测预警性能,太赫兹频段链路可用于航天器集群间通信、航天器内部高速无线通信,并有望成为有效突破等离子体黑障的测控通信手段.     

DS-CDMA中的空时处理技术

随着移动通信的发展,空时处理技术越来越引起人们的重视。首先介绍了DS-CDMA的特点,并在此基础上引入空时处理技术。通过对信号处理的比较,可获得系统性能改善的结论。     

单视点双曲面折反射红外全景成像系统设计与分析

在单视点结构约束条件下推导了给定红外探测器参数（像元规模和像元中心距）和俯仰角范围时,二次曲面反射镜面型（离心率）、反射镜厚度、反射镜与折射镜头之间的安装距离、折射镜头焦距等参数的数学公式,为建立单视点双曲面折反射红外全景成像系统提供了几何约束关系。与此同时,针对双曲面反射镜的特点,推导了其用于单视点折反射红外全景成像系统时空间分辨力（垂直方向瞬时视场和水平方向瞬时视场）的数学公式,并在理想大气、假设目标对比度足够高、探测方程相关参数最简化的条件下将其与现有的NVThermIP模型结合获得系统作用距离的公式。采用不同像元规模和灵敏度（噪声等效温差）进行了仿真,发现:（1）系统空间分辨力随像元规模的增大而增大;（2）系统作用距离随像元规模和灵敏度的增大而提高,但灵敏度的增大对作用距离的改善不明显。     

复合线阵推扫偏振成像技术研究及方案设计

针对现有偏振成像方式存在的不足,提出了一种新的复合线阵推扫偏振成像方式,并对其支撑技术及可行性进行了详细分析,在此基础上给出一种机载平台偏振成像载荷的设计方案,解决了现有成像方式在提高空间分辨率、增大视场与载荷轻小型化之间的矛盾.     

星载紫外全景成像仪光学系统设计

采用全景环形透镜和中继透镜组组合的结构型式设计了一个中心波长360 nm,带宽10 nm,视场360（70.9～73.3）,焦距5 mm,相对孔径1:3.3的紫外全景成像仪光学系统。针对该光学系统视场大的特点,重点研究了提高其像面照度均匀性的方法。利用CODE V和ZEMAX光学设计软件进行了优化设计和设计结果分析,结果表明:点列图弥散斑半径的RMS值小于1/2像元,弥散斑80%的能量集中在一个像元内,光学传递函数0.72@38.5 lp/mm,f-畸变控制在0.4%以内,像面照度均匀性达到91%,设计结果满足指标要求,并且体积小,特别适合在空间大气探测等领域应用,也证明了提出的紫外全景成像仪光学设计方法是可行的,可在其他波段推广应用,对全景成像仪的设计具有指导意义。     

基于区域分割与融合的全景稳像算法

车载红外全景扫描成像系统具有每列单独成像、360全方位视场覆盖的特点,从而导致传统的电子稳像算法无法直接适用,因此,提出一种基于区域分割与融合的全景稳像算法。首先,通过局部列偏移调整方法对图像预补偿。接着,以车头前进方向为基准,对全景图像进行区域分割,即前端、右端、后端、左端区域。然后,根据各区域的成像特点,选择不同的稳像模型进行稳像,其中,运动估计环节采用滑窗策略缩短运算时间,运动补偿环节采用未定义区重构方法弥补边界缺失信息。最后,利用局部区域扩展、渐入渐出加权平均融合方式对重叠区域进行区域拼接、融合,保证全景图像无缝拼接。实验结果表明:该算法有效解决了车体行进过程中红外全景扫描系统的稳像问题,稳像关键指标帧间峰值信噪比（PSNR）可以提高14.7%,运行时间可缩短为传统算法的1/10,基本满足了工程应用的需求。