随着社会经济的发展和科学技术的进步,人类对未知世界的探索愿望越发强烈,移动机器人作为非常重要的探索工具之一,受到各国科研人员的广泛关注。比较成熟的移动机器人种类包括轮式机器人、腿式机器人、履带式机器人和球形机器人,每种机器人都有各自的优势和劣势。为了应对更为复杂的地形环境,研究人员展开了对四面体机器人的研究。由于四面体机器人是以翻滚的形式进行移动的,所以传统机器人的图像采集方法并不适用于四面体机器人。针对该问题,本文首先提出并设计了一种基于全景相机的四面体机器人图像感知系统。接着,对鱼眼图像畸变校正算法进行了研究。提出了改进的线扫描法,有效的提高鱼眼图像有效区域的准确度;基于透视投影模型,设计了全景图像的局部校正算法,该算法可以对全景图像的局部进行畸变校正,经过校正的图像符合透视关系和人眼观察习惯;基于柱面投影模型,设计了全景图像的全局校正算法,该算法可以对全景图像的整体进行畸变矫正,经过矫正的单幅像拥有超过360°的横向有效视野范围。然后,结合SURF特征点提取与匹配算法,提出了全景图快速合成算法,提高了全景图的合成效率,在图像分辨率能够满足要求的情况下,图像合成的速度能够满足实时合成的要求。最后,设计了四面体机器人的人机交互系统,通过测试,证明该人机交互系统的图像处理与显示、初始化、移动控制和信息反馈等功能均能够满足设计要求。