一种全景成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全景成像系统，包括成像镜头（4）、探测器（5）、用于将视场内光线导入系统中的偏移视场镜组（1）、用于将导入系统内光线进行旋转校正的视场旋转组件（2）和用于将经所述视场旋转组件（2）旋转校正的光线导入成像镜头（4）和探测器（5）中进行成像的扫描镜（3），该全景成像系统用了一个成像镜头和一个探测器，具有分辨率高，成本低，控制精度低等优点，特别适用于目标探测、侦查预警等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种全景成像系统
本专利技术涉及成像
，特别提供了一种全景成像系统。
技术介绍
传统的成像系统是基于传统光学设计理念，系统的视场范围和分辨率相互制约，因而系统在大视场范围下很难得到高分辨率的图像，为了获取高分辨率的图像，系统必须要缩小视场范围，这在很大程度上限制了系统的探测能力和应用范围。目前，国内外实现大视场高分辨率的常用方法是采用多个探测器和多组成像镜头相结合，然后通过图像拼接得到高分辨率的全景图像。此种方法需要多个探测器和成像镜头，成本较高。还有采用光学拼接的方法，将大视场图像分解成几部分，分别成像后拼接得到大视场高分辨率图像，但是此种方法的视场分解个数十分有限，而且往往还会面对视场边缘渐晕比较严重等问题。因此，研发一种新的高分辨率全景成像系统，成为人们亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种全景成像系统，以解决传统光学系统中视场范围与分辨率相互制约，以及采用多个探测器和多组成像镜头进行成像时，存在成本高，视场边缘渐晕比较严重等问题。本专利技术提供的技术方案具体为，一种全景成像系统，包括成像镜头4和探测器5，其特征在于，还包括：偏移视场镜组1绕系统中心轴在水平方向沿环面依次设置，用于将视场内光线导入系统中；视场旋转组件2，设于所述偏移视场镜组1的后端，用于将导入系统内视场光线进行旋转校正；扫描镜3，设于所述视场旋转组件2的后端，用于将经所述视场旋转组件2旋转的光线导入成像镜头4和探测器5中进行成像。优选，所述偏移视场镜组1由多个偏移视场镜11构成，其中，每个偏移视场镜11对应视场内相应的局部区域。进一步优选，所述偏移视场镜11绕成像系统中心轴在水平方向沿环面/曲面依次设置。进一步优选，所述偏移视场镜11为反射镜。进一步优选，所述视场旋转组件2固定设置于所述偏移视场镜组1的后端。进一步优选，所述视场旋转组件2由多个视场旋转机构21构成，且所述视场旋转机构21与所述偏移视场镜11一一对应。进一步优选，所述视场旋转机构21为K镜。本专利技术提供的全景成像系统，由偏移视场镜组将视场内光线导入成像系统，然后通过视场旋转组件将导入系统内的光线进行旋转校正，再由扫描镜将旋转校正后光线导入成像镜头和探测器中进行成像，最终通过图像拼接得到全景图像，该成像系统可实现360°成像，而且整个系统中仅用了一个成像镜头和一个探测器，具有分辨率高，成本低，控制精度低等优点，特别适用于目标探测、侦查预警等领域。附图说明图1为全景成像系统的结构示意图；图2为全景成像系统的工作原理图；图3为全景成像系统视场拼接示意图。具体实施方式下面结合具体的实施方案对本专利技术进行进一步解释，但是并不用于限制本专利技术的保护范围。为了解决传统光学系统中视场范围与分辨率相互制约，以及采用多个探测器和多组成像镜头时，存在成本高，视场边缘渐晕比较严重等问题，本实施方案提供了一种全景成像系统，参见图1，该成像系统仅包括一个成像镜头4和一个探测器5，同时还包括偏移视场镜组1、视场旋转组件2和扫描镜3，其中，偏移视场镜组1用于将视场内光线导入系统中，视场旋转组件2设于偏移视场镜组1的后端，将由偏移视场镜组1导入的光线进行旋转，以用于对偏移视场镜组1带来的光线旋转校正，扫描镜3设于视场旋转组件2的后端，对视场旋转组件2校正后光线进行扫描导入到成像镜头4和探测器5中进行成像，然后由图像拼接技术进行拼接，最终实现全景成像。本实施方案，首次将视场旋转组件引入到全景成像系统中，其既校正了偏移视场镜组相对探测器位置变化带来的视场旋转问题，同时也解决了需要采用多个探测器和多组成像镜头进行成像的问题。整个成像系统中的分辨率仅取受偏移视场镜组的组成以及探测器的分辨率所影响，可以实现高分辨率成像的功能。本实施方案中全景成像系统的成像原理，可参见图2，由偏移视场镜组将视场内光线导入成像系统，然后通过视场旋转组件将导入系统内的光线进行旋转校正，再由扫描镜将旋转校正后光线导入成像镜头和探测器中进行成像，最终通过图像拼接得到全景图像。在本实施方案中，偏移视场镜组1由多个偏移视场镜11构成，其中，每个偏移视场镜11对应视场内相应的局部区域；其中，偏移视场镜11的具体个数设置，会影响整个成像系统中的部分分辨率，同时依据偏移视场镜11的具体个数不同，决定了偏移视场镜11局部视场范围。例如，要进行360°的全景成像时，需要将组成偏移视场镜组1的多个偏移视场镜11绕成像系统中心轴在水平方向沿着环面依次设置，每个偏移视场镜11对应360°全景视场中的部分区域，假设偏移视场镜11的个数为n，则每个偏移视场镜11对应的视场区域为360°/n，当n值越小时，即偏移视场镜11的个数越少，在探测器不变的条件下，对应的系统成像分辨率越低，反之，当n值越大时，即偏移视场镜11的个数越多，在探测器不变的条件下，对应的系统成像分辨率越高，其中，对应的视场拼接图可参见图3。如果要进行小于360°的成像时，只需将组成偏移视场镜组1的多个偏移视场镜11绕系统中心轴沿着与视场相对应的曲面依次设置即可，其具体的设置于360°全景成像类似，在此就不进行展开说明。在本实施方案中，组成偏移视场镜组1的偏移视场镜11为反射镜。在本实施方案中，视场旋转组件2固定设置于所述偏移视场镜组1的后端，即视场旋转组件2在整个成像系统中是固定不动的，整个成像系统中只有扫描镜为运动部件，可有助于提高系统成像的稳定性，对于控制精度的要求较低。在本实施方案中，视场旋转组件2由多个视场旋转机构21构成，且所述视场旋转机构21与所述偏移视场镜11一一对应，即一个偏移视场镜11对应一个视场旋转机构21，将每个偏移视场镜11带来的光线旋转都能够进行时时的旋转校正，其中，实现光线旋转校正的机构可以选用多种，例如K镜、道威棱镜、别汉棱镜、阿贝棱镜等，较为优选的为K镜，参见图2，就以K镜为例进行示意。本专利技术中的具体实施方案是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。以上所述仅为本专利技术的优选实施方案而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全景成像系统，包括成像镜头（4）和探测器（5），其特征在于，还包括：用于将视场内光线导入系统中的偏移视场镜组（1）；视场旋转组件（2），设于所述偏移视场镜组（1）的后端，用于将导入系统内视场光线进行旋转校正；扫描镜（3），设于所述视场旋转组件（2）的后端，用于将经所述视场旋转组件（2）旋转的光线导入成像镜头（4）和探测器（5）中进行成像。

【技术特征摘要】
1.一种全景成像系统，包括一个成像镜头（4）和一个探测器（5），其特征在于，还包括：用于将视场内光线导入系统中的偏移视场镜组（1）；视场旋转组件（2），设于所述偏移视场镜组（1）的后端，用于将导入系统内视场光线进行旋转校正；扫描镜（3），设于所述视场旋转组件（2）的后端，用于将经所述视场旋转组件（2）旋转的光线导入成像镜头（4）和探测器（5）中进行成像；所述偏移视场镜组（1）由多个偏移视场镜（11）构成，其中，每个偏移视场镜（11）对应视场内相应的局部区域。2.按照权利要求1所述全景成像系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锋赟，蔡盛，余毅，田棋杰，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22