无论军事还是民用方面,因驾驶员视觉盲区而造成的安全事故时有发生。因此,随着智能驾驶技术的不断发展,人们对于车载全景全天候态势感知系统的需求越来越大。目前的车载全景态势感知系统多以可见光360°环视成像或小视场的红外成像系统为主,难以很好地满足全景全天候军民两用需求,相比之下,超广角红外凝视成像系统具有空域覆盖率大、时域漏警率低、结构简单、可满足全天候工作等优势,成为世界各国研究的重点。本文基于分布孔径机制,采用6个红外摄像头搭建了一个可覆盖半球空域的全景红外态势感知系统,并完成了系统的软硬件及相关算法的设计,具体研究内容如下:1.设计了一套半球空域红外全景影像生成的软硬件系统,系统基于海思Hi3559AV100处理器,实现了六路视频的实时同时采集、压缩编码,并以CVBS接口输出。系统硬件设计部分包括主控模块、视频采集模块、压缩视频输出模块、供电模块、外部接口和机械结构;软件功能包括:多路摄像头同步采集图像的匀光增强、全景拼接、过渡区域像素融合、全景显示等。2.针对多红外探测器成像条件不一致造成的图像曝光差异的问题,提出了一种基于参考图像的匀光增强算法。构建了对各图像进行增益补偿实现匀光处理的匀光增强函数,为求解该函数的各图像对应最优增益值,利用各图像间重叠区域的像素均值构建了一个最小化全景图像中各个重叠区域内各图像像素灰度差异之和的损失函数,采用梯度下降的方法对该损失函数进行迭代优化。基于求解所得各图像对应的最优增益值和相乘运算函数处理各个图像的像素灰度值,对各图像进行不同程度的调整,使得处理后的图像曝光程度尽可能相近,以便获得更高质量的全景效果图。3.构建了一个半球空域全景图像的生成模型,首先采用本文设计的基于参考图像的匀光增强算法对六幅图像进行匀光增强预处理,然后根据各摄像头间的相对位置关系,将各摄像头所拍摄的平面图像进行拼接,然后通过构建平面-球面投影模型将各平面图像像素映射到一个半球形的表面并在各图像的重叠区域进行像素的融合消除拼接缝,最后将生成的半球空域全景图像投影到其对应的二维平面圆形区域内进行显示。