基于PAL的高分辨全景成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、全景成像技術(shù)起源于80年代美國(guó)國(guó)防部對(duì)大視場(chǎng)全天候軍事目標(biāo)探測(cè)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(jué)、醫(yī)用內(nèi)窺、管道探測(cè)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(jiǎn)稱(chēng)PAL)成像系統(tǒng)由于集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊、小型化的特點(diǎn)而具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。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(jì)與應(yīng)用已較成熟。針對(duì)遠(yuǎn)距離分辨的應(yīng)用場(chǎng)合,則需長(zhǎng)焦PAL成像系

2、統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn),而該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一大難點(diǎn),因此成為了新的研究熱點(diǎn)。以下是本論文所做的主要工作:
　　1.對(duì)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(shì),再結(jié)合目前該技術(shù)的研究熱點(diǎn),提出了本論文的研究主題:長(zhǎng)焦高分辨PAL成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(diǎn)和像面照度這幾個(gè)方面對(duì)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(jì)方面研究了長(zhǎng)焦PAL和轉(zhuǎn)像透鏡組兩部分的設(shè)計(jì)方法。對(duì)兩者初始結(jié)構(gòu)的建模與優(yōu)化做了說(shuō)明,并對(duì)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(chǎng)40°-100°的高分辨PAL成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(jì)過(guò)程,最終的設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性能很好,其全視場(chǎng)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