折反射全景成像系統(tǒng)由反射鏡和常規(guī)成像系統(tǒng)兩部分組成，根據(jù)投影成像模型可分為平行投影成像和透視投影成像，根據(jù)系統(tǒng)是否滿足單視點(diǎn)約束可分為單視點(diǎn)全景成像和非單視點(diǎn)全景成像。稱反射鏡反射前的光線為入射光線，反射鏡反射后的光線為反射光線，假設(shè)成像透鏡組滿足小孔成像模型，若反射光線經(jīng)過小孔的入射光線相交于一點(diǎn)，則此點(diǎn)稱為單視點(diǎn)。入射光線的延長(zhǎng)線均經(jīng)過單視點(diǎn)時(shí)，滿足單視點(diǎn)約束條件，Nayar推導(dǎo)了單視點(diǎn)約束方程，其中面型為橢球面、雙曲面和拋物面的反射鏡可滿足單視點(diǎn)約束條件。單視點(diǎn)全景成像的反射鏡面型為二次曲面，設(shè)計(jì)加工較為容易，但其大視場(chǎng)畸變問題仍然存在。Chahl等人1997年首次提出了非單視點(diǎn)全景成像的設(shè)計(jì)思想，利用像點(diǎn)坐標(biāo)與入射角呈線性關(guān)系來設(shè)計(jì)反射鏡面型，在大視場(chǎng)狀態(tài)下完成成像系統(tǒng)的消畸變?cè)O(shè)計(jì)，非單視點(diǎn)全景成像的反射鏡面型通常為高階旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面。

文中利用非單視點(diǎn)消畸變?nèi)�景成像的設(shè)計(jì)思想，推導(dǎo)了消畸變折反射全景成像反射鏡面型公式，利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)例設(shè)計(jì)，并用反射角光線追跡法對(duì)成像畸變進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 畸變消除反射鏡面型設(shè)計(jì)方法

折反射全景成像系統(tǒng)由一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱反射鏡和一個(gè)傳統(tǒng)成像透鏡組組成，設(shè)成像透鏡組滿足小孔成像模型，如圖3所示。

圖3.折反射成像系統(tǒng)反射鏡光線幾何關(guān)系示意圖

3 結(jié)論

以像點(diǎn)坐標(biāo)與反射鏡反射角呈透視成像關(guān)系以及反射鏡入射角與反射角呈線性關(guān)系為基礎(chǔ)，推導(dǎo)消畸變成像折反射全景成像系統(tǒng)反射鏡面型公式。輸入初始參數(shù)條件下，根據(jù)公式計(jì)算了消畸變成像反射鏡面型。利用推導(dǎo)的反射鏡面型設(shè)計(jì)了消畸變成像折反射全景成像系統(tǒng)，并用反射角光線追跡法進(jìn)行畸變?cè)u(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：該系統(tǒng)所采用的反射鏡面型可較好地實(shí)現(xiàn)消畸變折反射全景成像。

點(diǎn)此下載：消畸變成像折反射全景成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)