为了满足远距离目标捕获的需求, 提出了一种单镜头大视场拼接成像方法, 设计了实验样机对其进行验证, 对样机的成像特性进行了分析。介绍了样机的结构设计和相机曝光控制流程, 然后根据该成像方法通过控制相机连续圆锥旋转实现大视场成像的特点, 分析了样机成像的像移特性及样机结构运动精度对子图像正确拼接的影响, 最后设计了在样机运转过程中使相机准确对子视场曝光的控制参数。实验中将样机参数代入分析结果进行了计算, 得出了成像的像移大小, 并对由相机运动误差导致的子图像拼接偏差进行了校核。计算得出了相机的曝光控制参数, 最终获得了拼接正确的大视场图像。通过对实验样机的成像特点进行分析, 为该单镜头大视场拼接方法在激光对抗系统中的工程应用奠定了基础。

在远距离目标轨迹测量系统中, 当前的长焦相机由于CCD尺寸限制一般视场角度较小, 无法实现对目标的可靠捕获。在对比当前的几种大视场拼接成像方法后, 针对远距离目标测量系统的要求提出了一种通过控制单个相机进行圆锥旋转来模拟4相机阵列实现大视场成像的方法。设计了实验样机对该方法进行验证。首先根据该成像方法设计了相机运动控制方案和相应的机械结构, 然后设计了相机的触发控制以及图像数据的传输和处理流程, 最后使用该样机进行了实验。实验中样机经校准后采集到了相对位置正确的子视场图像, 并拼接获得了大视场图像。使用视场角度为1.02°的小视角相机, 实现了4个有一定程度重合的子视场2×2拼接, 最终获得了1.93°的大视角。该方法为远距离目标测量系统中的目标捕获子系统设计提供了新思路。