基于PAL的高分辨全景成像系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、全景成像技術(shù)起源于80年代美國國防部對大視場全天候軍事目標(biāo)探測的需求,目前除了軍事領(lǐng)域,它已在全景監(jiān)控、機(jī)器視覺、醫(yī)用內(nèi)窺、管道探測等諸多領(lǐng)域有重要應(yīng)用。在幾種主流的全景成像技術(shù)中,全景環(huán)形透鏡(panoramic annular lens,簡稱PAL)成像系統(tǒng)由于集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊、小型化的特點而具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢。關(guān)于該技術(shù)目前大部分的研究集中在短焦PAL成像系統(tǒng),其設(shè)計與應(yīng)用已較成熟。針對遠(yuǎn)距離分辨的應(yīng)用場合,則需長焦PAL成像系

2、統(tǒng)來實現(xiàn),而該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一大難點,因此成為了新的研究熱點。以下是本論文所做的主要工作:
　　1.對幾種主流的全景成像技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀做了介紹,由于全景環(huán)形透鏡(PAL)成像的優(yōu)勢,再結(jié)合目前該技術(shù)的研究熱點,提出了本論文的研究主題:長焦高分辨PAL成像系統(tǒng)的設(shè)計研究。
　　2.從成像方式、光學(xué)結(jié)構(gòu)、物像關(guān)系、焦距與景深、光瞳特點和像面照度這幾個方面對PAL成像系統(tǒng)的光學(xué)特性做了詳細(xì)分析。
　　3.在系統(tǒng)結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計方面研究了長焦PAL和轉(zhuǎn)像透鏡組兩部分的設(shè)計方法。對兩者初始結(jié)構(gòu)的建模與優(yōu)化做了說明,并對兩者之間的像差補(bǔ)償和光路銜接做了分析。
　　4.完成了焦距8mm,F/＃3.2,側(cè)向視場40°-100°的高分辨PAL成像系統(tǒng)的設(shè)計。分別介紹了技術(shù)參數(shù)確定、初始結(jié)構(gòu)建模、像差校正和成像結(jié)果分析這些設(shè)計過程,最終的設(shè)計的系統(tǒng)性能很好,其全視場MTF在80lp/mm處均高于0.5,像面照度均勻性和f-θ成像特性均良好。
　　5.隨著