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     

双曲面折反射全景成像柱面展开图像质量分析

为提高双曲面折反射全景成像系统柱面展开图像的质量,根据双曲面反射镜的性质,给出了全景图像柱面展开方法的数学模型。提出以图像分辨率和像素有效率作为图像展开质量的衡量指标,分析了2个指标随起始入射角和入射角跨度变化的规律,得出了柱面展开时起始入射角和入射角跨度的选择范围,仿真结果和实测数据实验验证了结论的正确性。     

抛物面折反射全景成像系统

系统论述了抛物面折反射全景成像系统原理和设计方法，推导了系统的逆投影计算公式，建立了虚拟像平面内透视全景图像与实际像平面内全景图像的坐标映射关系，为全景视频图像的处理提供了必要的模型和计算方法。进而研制出抛物面反射镜，建立了抛物面折反射全景成像系统。     

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。     

非全对称五面镜单视点折反射红外周视系统EI北大核心CSCD

综合多视点周视系统和单视点折反射周视系统的优势,充分利用前者空间分辨力高和后者无需拼接直接成像的优点,提出了一种分孔径、单视点的非全对称五面镜折反射红外周视系统方案,构建了单视点约束的非全对称五面镜结构设计流程。针对车辆驾驶应用中前方/左右侧、后方对行人探测距离要求的不同(分别为200 m和145 m),使用三套焦距5.8 mm和两套焦距4.1 mm的红外成像组件,构成前方、左、右侧均为64°视场、后方为两个84°视场的非全对称五面镜折反射红外周视原型系统,实现对水平360°、俯仰±29°视场的无遮挡、无缝、无盲区红外成像,提供全方位、大俯仰的车载实时周视红外图像,可用于智能交通、自动驾驶、军事侦察等军民用领域。     

双曲凹面折反射全景成像系统

反射镜是折反射全景成像系统的重要部件之一。针对不同场合,出现了双曲面镜、椭球面镜、抛物面镜等反射镜构成的折反射全景成像系统,但是它们成像畸变大、边缘分辨率低,为了使之适合路面勘测,提出了基于前投影模型,采用双曲凹面镜作为反射镜的方法搭建系统,分析了该系统对水平场景的成像特点,对新系统进行了仿真,并与普通双曲面镜、水平等比例镜的成像系统做了比较。结果表明,通过优化相机透视中心到反射镜几何焦点的距离,可以使得新系统在水平场景的成像上具有较小的畸变。     

折反式红外全景天空相机光学系统设计

利用红外全景天空相机可以获得天空中云的分布和温度信息,从而可对天气状况做出判断。采用等距离投影成像方式,可根据简单的数据转换关系从天空全景图像中任意点的位置坐标得到其对应的空间角度。为了实现等距离投影红外全景相机的设计,提出了一种简洁高效的计算等距离投影反射镜面型的数值方法,并在此基础上设计了8~12 m 长波红外波段全景天空相机。该相机的视场角为360（5~80）,校准畸变量在0.02%以下,MTF 值在探测器Nyquist 频率处高于0.4,非常适用于全景天空观测。     

轻型宽光谱微光成像折反射物镜设计

给出了可用于超 2代和第 3代Φ18/Φ18倒像式微光像增强器的折反射物镜。物镜相对口径 1.0 /1.2 ,视场± 2 .9°,焦距 180 mm,工作波段 435 .8～ 90 0 .0 nm,重量较常规设计减少约 30 % ,结构紧凑且易于加工和装调。文中介绍了主要设计思想及关键技术问题的处理方法 ,并给出了像质的评价和试验结果     

基于折反射全景相机的360°车载全景驾驶辅助系统设计

针对目前多摄像头拼接式车载全景系统安装复杂、成本较高的问题,提出了一种基于折反射全景相机的车载障碍物距离估计系统,可估计车辆周围360°障碍物的距离.设计了一种基于同心圆环的标定图案,通过折反射全景相机拍摄标定图案,利用最小二乘法建立地面距离与全景图像上的线段长度的对应关系,实现距离标定.实验结果表明,全景图像经过椭圆...     

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。     

五通道红外全景光学系统设计

为了实现全景范围内的多目标跟踪搜索,克服连续捕获新目标时出现的低效、实时性差等缺点,提出了一种五通道红外全景系统设计方法.该方法利用空间分布5个视场大于90°的红外物镜与转向系统将五路光汇合成一路光,使用一个探测器代替多个探测器接收方位和顶视的图像信息,实现了方位360°和顶视90°视场范围内的成像,同时降低了系统的设...     

折反射中波红外探测无热化成像系统设计分析

系统研究分析了红外光学系统中各个光学参数随温度变化的影响情况,根据红外硫系光学材料折射率温度系数较小的特点,并结合折反射结构良好的消热差特性,应用Code-v光学设计软件设计了一种折反式中波红外探测无热化成像系统,系统工作波段为3.7～4.8 m,焦距为109.7 mm,全视场角为6.4,F/#为2.0,满足100%冷光阑效率,采用锗、硫化锌和硫系玻璃AMTIR1三种红外材料,设计结果表明,该系统在低温-40 ℃、高温60 ℃时的成像质量和常温20 ℃的成像质量变化不大,取得了良好的成像性能,可匹配像元尺寸为30 m,像元数320256的凝视型焦平面阵列中波红外探测器。     

大口径离轴折反式中波红外连续变焦系统设计

基于制冷型320240凝视焦平面阵列探测器,设计了大口径离轴折反式中波红外连续变焦光学焦系统。系统工作波段为3.7～4.8 m,焦距范围250～2 000 mm,F数为4。光学系统分离轴无光焦度系统和透射式连续变焦系统两部分设计,匹配对接后优化。解决了透射式连续变焦系统因材料限制不能做到大口径、共轴折反式连续变焦系统短焦遮拦比大和离轴三反不能做到100%冷光阑效率的缺陷。满足100%冷光阑效率,在空间频率16 lp/mm处系统的MTF值大于0.5,具有像质好,分辨率高等特点,满足设计要求。     

大视场红外折反光学系统杂散光分析

杂散光分析是保证光学系统成像质量的关键技术之一,根据红外光学系统杂散光的定义,指出大视场红外光学系统的杂光来源,以及杂光对系统的影响,并且建立了消杂光结构。在消杂结构中,为了减少内部辐射,遮光罩内部使用反射式挡光环。采用TracePro软件对系统进行建模、仿真分析,结果表明此红外光学系统的杂散光得到很好的抑制:太阳杂光抑制水平PST可以达到10-5～10-8,内部辐射到达像面杂散光能量量级为10-10 Ｗ,系统可以实现清晰成像。     

周视红外成像搜索系统中的实时目标检测方法

在周视红外成像的预警搜索系统中,大视场下红外图像的背景成分十分复杂;与此同时,高分辨成像使得图像数据量也急剧增加。针对周视成像系统中红外图像的特点,提出了一种基于分块图像加权熵值矩阵的快速目标提取算法:首先根据大视场下红外图像的空间分布特性,对原始图像建立子图像块矩阵;然后提出一种加权熵的特征判别函数,建立子图像块的加权熵值矩阵;最后分析了基于加权熵矩阵自适应阈值选取方法,对背景进行分类并快速提取目标兴趣区。实测数据结果表明:该算法流程是一种适合大视场条件下的有效目标检测算法,且具备良好的工程应用性。     

单光学系统全景环带立体成像技术

提出一种基于全景环带透镜(PAL)的新型全景环带立体成像系统。该系统含有两组同轴放置并成像于同一个传感器上的PAL单元,其成像圆为两内外相接的圆环。物体经过两个PAL单元分别成像于两个环中,通过三角测量法比较相同物体的像在两个圆环中的位置差异,可提取出物体的距离信息。这种新型的光学系统的中央盲区被其中一个PAL单元所利用,成为这个PAL单元的成像圆,增加了传感器像素的利用率。系统可提取立体信息的视场角为(60°~105°)×360°;提取深度信息的分辨率约为在500 mm范围内区域高于1 line/cm;为了使系统适用于较暗的光照环境下,其F#约为3。具体介绍了其设计过程,提取深度信息的方法和精度的分析过程以及实物和照片。     

全景航空相机性能检测系统设计

为实现全景航空相机对地面目标的检测要求,根据其工作原理设计出一套可完成高精度、多参数航空相机的室内检测系统。首先在分析其性能指标和工作原理的基础上,给出了该检测系统的总体方案。详细设计了系统的主要组成部分:远目标模拟系统即大视场平行光管,动态图形发生系统等结构。提出平行光管和动态图形发生器核心参数的测试方法后,对所设计的检测系统进行实际测试,结果显示其整体性能满足所提设计要求。     

中波红外周视光学系统

介绍了一种采用等距投影物像关系设计的中波红外周视光学系统,系统采用折反混合方案,设计视场为360×(-15°～+50°),能够实现360°方位和一定俯仰角度范围内的凝视成像,适用于红外反狙击手探测及类似应用场景下的态势感知。