基于自由曲面的全景环带成像系统设计

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1、⑧指导教师签名：论文评阅人1：沈袜丢劫激评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：盎蚴逖堡鱼墨盘墨答辩日期：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：粥b远签字

2、日期：2叫牛年；月／尹日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权迸姿苤鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：龆b远导师签名：签字日期：沙J乒年；月，垆日签字日期：加仲年多月f尹日浙江大学硕士学位论文致谢时光荏苒，转眼间就要毕业离开学校，开启人生的新阶段。虽然学生生涯暂时告一段落，但我依然

3、不会间断学习。我会像尊敬的白剑教授那样，以严谨端正、乐观积极、勤奋刻苦的态度去不断学习不断超越。感谢我的导师白剑老师，他不仅在学习科研上指导我，更是在人生道路的选择上给予了莫大的关心与指导。感谢汪凯巍老师组织读书报告活动，为我们学生和老师提供了很好的交流平台。此外还要感谢我们实验室的杨国光老师、侯西云老师、梁宜勇老师、徐剑锋老师、侯昌伦老师对我平时生活学习方面的帮助。我还要感谢已经毕业的师兄师姐赵双双、金晓荣、张娟、于红雷、邓万涛，他们无论是在学术上还是生活中都给予我许多帮助。感谢我的同门王涌鹏、鲁天雄、田延冰、张

4、启和罗佳同学，研究生期间的生活有了你们才丰富多彩。特别感谢黄治师兄对我课题方面莫大的帮助。最后我要郑重感谢我的父母和家人，谢谢你们将我抚养成人，在我成长的道路上始终给予我无限的支持，祝你们永远健康、年轻!即将离开浙大，结束研究生生涯。我想这不仅是一个结束，更是一个开始，一个值得憧憬与期待的开始，我会带着在浙大里学到的一切，向更美好的未来前进。姚远2014．01．06于求是园浙江大学硕士学位论文摘要全景环带成像系统以其视场大，体积小等优势，正受到越来越多的关注。通常的全景环带成像系统的视场约为3600x600(00,

5、--+600)，其视场集中在水平面的上方，无法实现水平面以下视场的监控。此外，通常的全景环带成像系统由于光线在其PAL部分内的多次反射有相关约束限制，使得PAL部分无法进一步缩小，从而制约了其体积的进一步缩小。本文通过将具有特别大自由度的自由曲面引入PAL系统的设计，使得设计得到的PAL系统在扩大视场及缩小体积方面有特别大的改进，满足各种苛刻情况的使用要求。本文首先分析阐释了可见光大视场光学环带成像的设计理论。分别基于全球面PAL镜和自由曲面PAL镜，完成了2套可见光大视场光学系统设计方案，主要技术指标满足应用要求

6、。基于平面圆柱成像原理利用全球面实现了2400视场的超半球成像，达到了水平3600，俯仰--300一+300成像视场的预定目标。为进一步减小畸变，提高CCD的利用率，基于自由曲面成像技术实现了超半球成像，通过在超半球成像中引入正畸变，有效消除了环带视场中的畸变，并对像质有进一步提高。此外针对长波红外波段，设计、仿真、出图、加工完成了一套全景长波红外无热化系统。利用全景环带成像技术实现了1800半球成像，达到了水平3600，俯仰0．+600的成像视场。基于折／衍混合光学的理论及技术，及自由曲面设计技术，实现了系统消热

7、差设计，并极大地缩小了系统的体积及重量。关键词：全景环带光学系统，自由曲面光学设计，超大视场，长波红外浙江大学硕士学位论文AbstractPanoramicannularlensimagingsystemisbecomingincreasingpopularforitsprominentfeatures，suchaslargefieldofview,smallsize．TraditionalpanoramicbandimagingsystemCan’tsupervisefieldofviewbelowsealeve

8、l，sinceitsfieldofviewapproximates3600，60。andconcentratesabovesealevel．Moreover,thesizeofthesystemCan’tbeminimized，sincethesizeofitsPALpartsisconstrainedbytherequirementtorealizemul