[发明专利]互补结构折反射全向成像装置及基于其的超分辨率柱面全景空间构建方法

权利要求书

1.一种互补结构折反射全向成像装置，其特征在于：包括支撑部件、由该支撑部件支撑固定且依次布置的三个反射镜面以及由图像传感器和成像透镜构成的成像设备，其中，三个反射镜面包括两个曲面镜和一个平面镜；成像视域内的每个空间点发出的某一条光线经其中一个曲面镜反射后进入成像透镜的小孔中心在成像平面的内环或外环成像；同时，该空间点发出的另一条光线经两个曲面镜中的另一个曲面镜反射后，再被平面镜二次反射，然后进入成像透镜的小孔中心在成像平面的外环或内环成像；所述三个反射镜面的旋转对称轴均与成像设备中成像透镜的光轴重叠。

2.根据权利要求1所述互补结构折反射全向成像装置，其特征在于：所述三个反射镜面包括依次布置的圆锥面镜、环形平面镜和双曲面镜。

3.根据权利要求2所述互补结构折反射全向成像装置，其特征在于：所述支撑部件包括水平放置的底盘、垂直于底盘的立柱和立柱上垂直固定的三个悬臂，其中成像设备垂直向上固定于底盘上，所述圆锥面镜、环形平面镜和双曲面镜三个反射镜面通过立柱上的悬臂固定于成像设备的正上方。

4.根据权利要求2或3所述互补结构折反射全向成像装置，其特征在于：所述圆锥面镜的中截面到环形平面镜的距离与所述双曲面镜的中截面到环形平面镜的距离相等。

5.一种基于权利要求1所述互补结构折反射全向成像装置的超分辨率柱面全景空间构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)采用所述互补结构折反射全向成像装置进行全向成像：同一空间点经互补结构折反射全向成像装置中两个不同的光路，分别在成像平面的内环和外环二次成像，生成一幅内外环互补的全向图；

2)根据空间点与成像平面上像点之间的坐标映射关系，将所生成的全向图的内环和外环分别投影到同一个柱面全景空间，得到一对在水平方向和垂直方向的空间分辨率呈现互补特性的柱面全景图像；

3)对上述两幅柱面全景图像进行图像配准，进而运用小波分析理论对配准后的两幅柱面全景图像进行小波分解，结合两幅柱面全景图像在不同方向上的空间分辨率分布特点，对分解得到的低频图像和水平、垂直、对角线方向的高频图像分别进行筛选和融合，最终再通过小波图像重构算法对柱面全景空间进行超分辨率构建。

6.根据权利要求5所述超分辨率柱面全景空间构建方法，其特征在于，所述步骤3)中的图像配准采用多尺度块匹配图像配准算法实现。