针对360°全景视场的物距不一致性、多相机一个柱面的全景柱面投影方程导致的全景影像拼接误差，以及直接全景拼接方法容易导致“空白”像素的问题，本文提出了一种基于多圆柱投影优化的多相机组合全景柱面间接拼接方法。利用低成本网络摄像机设计一个八组合全景相机系统，根据多镜头组合型全景相机的严格成像原理，推导出一套完整的组合全景平面投影与子相机透视投影的间接映射方程；以相邻相机同名特征点的投影一致性为约束条件、以投影误差最小为目标函数，采用梯度下降法求解多个圆柱半径的最优解，将一个圆柱投影的方法拓展为多圆柱投影。实验结果表明，在360°全景视场不一致的情况下，多圆柱组合全景拼接的各重叠区域的最大投影误差不超过1 pixel，均方根误差(RMSE)优于0.27 pixel，拼接精度明显高于一个圆柱投影的传统组合全景拼接方法，达到了视觉上的几何一致性且无空白像素。

针对目前利用相机标定参数进行图像拼接的方法存在受场景限制大、标定过程复杂而耗时长的问题，提出一种多场景下基于快速相机标定的柱面图像拼接方法。首先，利用棋盘格标定板角点特征提取精度高的特点，使其分别位于两两邻接图像的重叠视场中，对该图像序列依次进行角点提取、精确化和匹配等预处理，以准确快速求解出待拼接图像间的配准参数；然后利用标定得到的配准参数快速拼接图像，通过柱面投影以保持图像的视觉一致性，并采用多频段融合以保留图像的细节信息；最后，将整个系统搭建在低功耗嵌入式平台，实现可在多场景下完成快速标定及基于标定参数的拼接过程。实验结果表明，该文方法在室内及隧道等场景下可准确快速完成相机标定，图像拼接过程耗时短，同时可保证较高的拼接精度和较好的成像效果，具有较强的鲁棒性。

全景视觉是计算机视觉领域中的关键技术之一, 而投影模型在全景技术中又起到了非常重要的作用。为了减少柱面投影带来的水平直线畸变以及保证不同摄像机之间图像接合处的平滑性, 本文针对多摄像机全景系统提出了基于柱面的多平面全景投影技术, 该技术首先通过对每个摄像机图像平面做柱面投影来实现柱面全景图像。然后在根据柱面全景中的内容进行水平二次划分为几个子图像。最后, 对划分后的子图像再按照反柱面投影模型进行一次多平面投影就得到水平直线畸变较小的全景图像。实验结果表明该方法校正后的全景图像中水平直线的曲率不大于0.002, 同时还保证了不同图像平面接合处的平滑性。

提出了一种基于相位相关法的柱面全景图像自动拼接算法。首先推导了柱面投影公式、柱面平移量和平面平移量之间的对应公式; 然后利用改进的相位相关法计算出归一化相位相关度的峰值及峰值点坐标, 利用峰值作为相关度准则判断两幅图像是否存在重叠部分, 利用最大相关度求交自动确定头尾图像, 利用峰值点坐标判断两幅相邻图像的位置关系; 最后将环绕拍摄的序列图像投影到柱面坐标系下, 根据计算得到的变换参数进行图像拼接并融合得到柱面全景图像。实验结果表明, 该算法能有效地实现顺序混乱的序列图像的自动排序和柱面全景图像拼接, 具有较高的稳健性和拼接精度。

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用.旋转拼接,鱼眼透镜和折反射透镜是实现全景成像技术的主要方法.其中旋转拼接和鱼眼透镜是符合人眼视觉的中心投影法原理,折反射全景成像则是属于环带成像,即柱面映射投影.分析了以上全景成像系统的优缺点,建立了折反射全景成像系统的数学模型.结果表明,折反射系统由于集成化和小型化的特点将会得到更为广泛的应用.