【摘 要】
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随着光学系统及计算机技术的发展,人们对于宽视场高分辨的成像需求日益增长,但光学系统普遍存在宽视场和高分辨率无法同时兼顾的问题。为了解这一问题,本文提出了一种内视场拼接和外视场拼接相结合的成像系统方案,设计了双CMOS图像传感器拼接靶面的相机系统,研究了改进Surf-Ransac图像拼接算法及软件,研制了宽视场高分辨率双CMOS拼接靶面相机成像系统。本文主要研究内容如下:（1）针对宽视场与高分辨率之
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随着光学系统及计算机技术的发展,人们对于宽视场高分辨的成像需求日益增长,但光学系统普遍存在宽视场和高分辨率无法同时兼顾的问题。为了解这一问题,本文提出了一种内视场拼接和外视场拼接相结合的成像系统方案,设计了双CMOS图像传感器拼接靶面的相机系统,研究了改进Surf-Ransac图像拼接算法及软件,研制了宽视场高分辨率双CMOS拼接靶面相机成像系统。本文主要研究内容如下:（1）针对宽视场与高分辨率之间无法兼顾的问题,提出了将内视场拼接与外视场拼接相结合的双CMOS拼接靶面相机系统设计方案。通过将系统旋转一定角度多次取像的方法,弥补双CMOS拼接缝隙处的视野盲区。运用Zemax光学仿真软件对该方案开展了光学模拟仿真,构建了几何光学的成像模型及旋转模型,验证了所构建几何光学系统模型的可行性。（2）开展了图像拼接算法的研究,算法以Surf特征点检测算法为基础,结合Ransac算法对错误匹配点进行筛除,实现了Surf-Ransac算法对图像特征点的精准匹配的效果,将图像匹配的准确率提高了10%～20%。（3）基于仿真模型搭建了宽视场双CMOS拼接靶面的硬件系统,基于Surf-Ransac特征点匹配算法设计了图像拼接软件,实现了双CMOS图像传感器拼接靶面的相机系统。（4）基于所研制的相机系统开展了室内、户外实验测试。系统采用焦距为85mm镜头,视场宽度由28.5°提高到46°,空间分辨率达到28.23μrad。表明系统视场角扩大了1.61倍,空间分辨率优于普通相机的空间分辨率,图像可以捕获更多的细节信息,实现了宽视场高分辨率的成像效果。经验证所设计的双CMOS图像传感器拼接靶面相机系统,一定程度上实现了宽视场高分辨率的成像效果,具有一定的工程意义。
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