全景成像技术连同与其相关的技术,如图像拼接、图像配准等,都属于机器视觉和模式识别的范畴。全景成像系统具有超大视场,大景深、远近皆可清晰成像,以及体积小、重量轻、抗震性能好等显著的优势。在军事领域和民用领域都有十分广阔的应用前景,如军事侦察、安全防盗、公安警戒、医疗仪器、管道监测、地质勘探、深海勘测、空间探索、3-D物体或环境重建、机器人视觉、虚拟环境导航等等,具有很高的研究价值。本文对全景成像技术的几个关键的方面做了深入的研究,主要有以下几项:1.广泛地研究了国内外的全景成像技术发展状况,对现有的全景图像获取技术、拼接技术和配准技术的几大分类都做了较为深入的了解,并分析了它们各自适用的范围、优点和缺陷,在此基础上,确定了本文的研究方向和目标,是建立一种高分辨率、无畸变的、实时的、低成本的全景图像获取技术。2.设计并实现了一种以单一固定摄像机和旋转的平面反射镜为核心结构的环形扫描全景图像获取系统。该系统满足研究目标,并且比全景环形透镜(panoramic annular lens,PAL)所获得的柱面全景图像具有更大的竖直方向视场。3.针对环形扫描全景成像系统的特性,设计并实现了全景图像的拼接技术。利用自主设计的单方向边缘检测,结合灰度投影、互相关算法、最小二乘法拟合直线等方法,确定图像各帧的系统误差,对齐图像。再经过补偿、几何变换、坐标转换等步骤,完成环形图像的拼接。该方法的特点是针对重叠区域极小的待拼接图像,纠正的是旋转量的系统误差。4.快速电子稳像方法的设计。利用模版图像制作针对平移偏差和旋转偏差的模版向量,利用象限划分、不同坐标系下灰度投影和一维互相关算法,对实时读入的图像做最少的计算,纠正平移和旋转偏差,达到很好配准效果。该方法不但具有速度快、精度较高的优点,而且具有较好的鲁棒性。