1.3 本论文的主要内容

本文在对单相机全方位立体视觉系统的相关基础理论进行探讨后，提出一种适用于小型移动机器人的视觉系统，并对该设计进行进一步优化，再通过仿真软件构件仿真场景，对该视觉系统进行模拟测试。

1.3.1 论文主要工作

本文主要工作如下：

(1) 基于单相机全方位立体视觉系统，考虑小型机器人在负载、外观尺寸和性能方面的要求，初步建立视觉系统模型，；

(2)对系统进行非线性优化，通过MATLAB求出各项参数。

(3) 在POV-Ray仿真软件中建立视觉系统的模型并导入各项参数。

(4) 在POV-Ray中建立不同的测试环境，对视觉系统的各项性能指标进行检测并仿真视觉系统的成像结果。

1.3.2 论文结构安排

第1章 绪论，叙述了所选题目的背景、意义、国内外的发展现况以及本文中所研究的主要内容。

第2章 折反射成像系统的基本理论，比较分析了各种可能使用的反射镜面，分析了针孔相机成像模型，对仿真软件：POV-Ray进行介绍。

第3章 对单相机折反射视觉系统进行优化设计，通过分析该立体视觉系统各个参赛与各项性能之间的关系，进一步通过建立该系统的非线性优化模型，求出系统的优化参数。

    第4章 系统设计与仿真，先通过MATLAB求解系统各主要参数，再利用仿真软件POV-Ray仿真出系统外形，并验证系统性能是否达到预期期望。 

2 折反射全方位视觉系统基本理论

2.1 折反射全方位成像综述及其类型来~自^751论+文.网www.751com.cn/

 折反射全方位成像技术是一种通过组合使用不同光学元件尤其是反射光学元件，以达到获取超过半球视场为目的的光学成像技术。这种视觉系统主要包括以下三个部分：用于扩大视场的反射镜、帮助成像的成像透镜以及用于成像的光敏元件（相机）。其中，反射镜根据不同的面形可以分为：二次曲面形或旋转对称的非球面形。

折反射成像系统可以分为依据透视投影成像原理设计的成像系统（图2.1（a））和依据平行投影成像原理设计的成像系统（图2.1（b））[6]。根据透视投影的系统使用的是透视透镜，这类透镜价格低廉且种类丰富，因此这种系统应用面较为广泛。根据平行投影成像原理设计的系统由于需要使用价格昂贵且不易选购的远心透镜，因此整体设计和制作的成本较高，但这类系统结构更加紧凑。