随着光电领域的迅速发展,同时具备大视场、高空间分辨率的光电成像系统具有广泛的应用需求。然而,传统的单孔径成像系统其大视场与高分辨性能之间存在制约无法同时兼顾,即使同时具备大视场高分辨的成像效果,但也会因此使该系统的结构尺寸和复杂程度升高。本文提出一种由五组子孔径构成的多孔径成像系统,分别是边缘周向分布的四组子孔径和中央可运动的一组高分辨子孔径。该系统中利用多个边缘子孔径间存在的交叠区域进行子图像的拼接以实现大视场性能,并通过高分辨孔径子图像与拼接后的大视场图像进行变分辨率融合,以此实现光学成像系统同时具备大视场、局部区域高分辨的性能要求,以便解决传统光学成像系统无法兼顾大视场和高分辨率的弊端。因此,对多孔径光学成像系统进行进一步的研究有深远意义。本文基于鹰眼视觉原理,针对光电探测平台,探索一种可以在大视场范围进行目标搜索,同时关键区域目标自动定位和高分辨率成像的智能探测方法,以期突破传统光电成像装置限制实现同时具有大视场搜索、远距离探测、高分辨率成像的性能。在长波远红外谱段,使用CODE V光学设计软件对光学成像系统进行设计,共设计了五组光学孔径,所设计的光学孔径包括边缘周向对称分布的四组子孔径和一组可运动的高分辨中央子孔径。其中,中央子孔径其透镜面型采用球面面型,边缘周向对称分布的光学孔径其透镜面型采用旋转对称的非球面与球面相结合的面型,相邻孔径间有约4度的视场重叠区域,系统总视场角可达64度。为实现多孔径光学成像系统中的中央可运动高分辨子孔径智能控制,本文利用目标识别算法获取目标的位置信息,将位置信息返回到PID控制器中,并通过PID控制舵机云台进行转向,使中央孔径的探测区域转向至目标所在区域,从而获得目标区域高分辨图像。通过将边缘周向对称分布的四组子孔径利用重叠区域所拼接而成的大视场图像与中央高分辨子孔径所探测的目标所在区域高分辨图像进行变分辨率融合,从而达成具有大视场和目标区域高分辨图像的整体输出图像,实现了具备大视场、局部关键区域高分辨性能的红外光学成像系统。使本文所设计的多孔径红外光学成像系统、智能控制策略以及图像处理算法具备合理性和可行性。