电视成像和制导用鱼眼镜头设计

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bin930640
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具有实时成像的大视场、高分辨率紧凑型鱼眼物镜系统在先进的军事及民用领域有着重要的应用,特别是在安保以及目标跟踪/制导领域,超宽视场的监视系统不仅可以避免盲区,同时可以减少全方位追踪威胁的时间。传统镜头因视场有限,限制了其在许多场合的应用。尽管与传统镜头相比,现今包含鱼眼镜头在内的全景成像系统有诸多优点,但其仍存在许多不足,如在中心区域存在大范围的盲区或低分辨率区和相对复杂的设计要求。因此有必要研究更加简单紧凑,且具有超宽视场的成像物镜模型,以实现无盲区或低分辨率区的实时高分辨率成像。本文研究了可见光波段0.38μm-0.76μm波长范围内的鱼眼物镜系统的设计、特性分析及评价。文中采用了多种设计方法,提出了全新的中央凹光投影模型,该模型在不影响成像质量的前提下降低了系统设计难度。本文主要内容包括如下四部分:首先阐述了鱼眼物镜系统设计中的难点以及限制成像质量的主要因素。利用近轴光线追迹方程求解出鱼眼镜头的初始结构参数。设计了 F/4和F/3.75的两种全球面微型鱼眼镜头系统,其全视场均达到220°。利用ZEMAX光学设计软件对两种系统的成像质量进行了评估。结果表明,这两种高分辨率成像系统具有极好的亮度均匀性,并实现了颜色校正。提出了准对称初始结构的设计方法,该方法降低了鱼眼物镜系统的设计难度并提高了整个系统的成像质量。提出了紧凑型鱼眼镜头的设计方法和建模理论,并对系统的成像质量和公差进行了分析。所设计的F/2.8紧凑型鱼眼镜头的成像质量与百万像素级的电子成像仪相当。在超宽视场相机的设计中,光投影函数尤为重要。本文推导出了全新的超宽视场的投影函数,我们称之为中央凹鱼眼透镜模型。该模型建立了径向畸变和视场角之间的关系。针对投影的特性以及相关的设计结果与经典的等距鱼眼镜头投影函数进行对比,中央凹投影模型具有实时追踪、超宽视场成像的优点。通过ZEMAX软件中用户自定义的宏程序,利用简单的畸变控制设计了两个快速高分辨成像的中央凹鱼眼镜头系统,该系统的视场角达到170°,超过整个成像区域(视场)52%的中心区域无畸变。为了实现中央凹鱼眼镜头的校正和畸变图像的修正,对投影几何学中必要的理论进行了阐述。分析了一些校正强径向畸变的模型,并描述了该模型的优缺点。讨论了校正中央凹/传统的鱼眼镜头内部参数的方法。利用MATLAB程序生成不同的径向畸变仿真图像,模拟了中央凹鱼眼镜头校正模型和成像过程。在未进行其他校正的前提下,在整个畸变图像区域内,利用中央凹模型可以获得超过52%的高质量、无畸变的透视投影图像。无论鱼眼透镜是否进行畸变校正,所提出的中央凹鱼眼透镜模型更加适用于实时安保及多目标追踪/制导。本文提出的鱼眼物镜模型在飞速发展的超宽视场成像镜头及其最新应用领域有着重要作用,该模型简化了设计过程,提高了系统的紧凑性,并改善了实时成像质量。
其他文献
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
目的 :建立稳定高效的原代大鼠肝细胞和冻存人肝细胞诱导实验模型,研究SPH0396对CYP1A2和CYP3A4的诱导。方法 :利用探针底物代谢物生成量对CYP3A4和CYP1A2的酶活性进行评价。结
从整体结构、滤网、阀座和门杆漏气等几个方面介绍了1 000MW等级核电汽轮机高压阀门的设计特点。通过对通流效率、调节特性、关闭时间、强度及振动的分析,证明了该高压阀门在
泥塑是我国古老而又传统的民间艺术。如今,这种以泥土为原料的工艺,因可以让幼儿充分发挥想象和创造,深受孩子的喜欢。作为美术活动的一种,泥塑活动在锻炼幼儿的动手能力、辨
随着城市建设的不断发展,城市的用地面积越来越少,为了满足人们的要求,建设企业开始将城市中的建筑“拉长”。在城市中,由于大多数建筑工程都属于钢筋混凝土结构,在施工过程中必然
介绍了涂层系统(金属陶瓷涂层和改善表面粗糙度、增强防腐蚀能力的面层)的性能试验及工艺试验情况.通过一系列试验了解了该涂层系统的性能,掌握了喷涂工艺,并分析了影响涂层质
<正> 一、激励原理的简单叙述 激励一词,在英语中是moti-vate,意为“使人产生行动的动机或“激发人的行为动机”。激励的原理,就是通过精神或物质的某些刺激,促使人有一种内