鱼眼摄像机使用的镜头是焦距极短并且视角接近或等于180°的镜头。在鱼眼光学中,传统的相似成像原理不再适用。为此学者们引入“非相似成像”原理,人为地引入“桶状”畸变来增加视场角范围。因此,不同于传统镜头的线性模型,在校正鱼眼图像畸变时,我们需要用到非线性模型。到目前为止,国内外已经有一大批研究者提出了针对鱼眼图像径向畸变的模型。模型参数的估计和优化也成为学者们研究的重点。针对鱼眼摄像机模型的建立及模型参数的优化问题,本文进行了比较深入的研究和探索,主要工作有：(1)从光学角度提出一种具有物理意义参数的新模型。简化了入射光线成像过程。由入射角和折射角之间的关系推导出非线性模型。不同于以往的鱼眼摄像机模型,该模型有一个明确物理意义的参数。简要介绍设计鱼眼摄像机时普遍遵循的模型之后,用本模型和前人给出的几种模型分别做误差拟合,验证新模型的可行性。最后用仿真实验和真实场景实验验证模型可靠性。结果表明,新模型具有可行性和可靠性,可以用于参数优化及鱼眼图像校正。(2)利用二阶锥规划方法对给出的简化新模型做参数估计。从单应矩阵出发,构造约束函数。通过特征点检测获取到两幅鱼眼图像上的特征点后,将特征点反投影到单位球面上。两幅图像上的点满足p’＝Hp(p和p’分别对应同一场景点的两幅投影图像上的点)。将求解点匹配问题转化成二阶锥规划问题,即最小化反投影点间的最大误差。求取最优参数解。通过仿真实验验证方法的可行性,比较了本文提出的方法和线性直接变换方法(DLT)和二次特征值方法(QEP),通过真实场景图像实验,计算移动的摄像机光心轨迹,求取参数区间稳定性来验证优化方法的可靠性。实验结果表明该方法能给出更可靠的参数值。