仿生復(fù)眼目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)目標(biāo)成像位置算法研究.pdf

1、生物學(xué)界昆蟲(chóng)復(fù)眼的視覺(jué)特點(diǎn)激發(fā)了科學(xué)家們研究模仿的興趣。模仿生物復(fù)眼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成像系統(tǒng)，是希望可以獲得體積小、視場(chǎng)大、能夠快速跟蹤移動(dòng)物體的系統(tǒng)特性。
　　 本論文研究的仿生復(fù)眼目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)物點(diǎn)的三維定位以及物體輪廓測(cè)量，目標(biāo)定位的精度在2％。提高目標(biāo)定位系統(tǒng)精度主要依靠?jī)蓚€(gè)兩方面:一是提高系統(tǒng)物像標(biāo)定的精度;二是提高目標(biāo)像點(diǎn)位置的計(jì)算精度。本文的研究?jī)?nèi)容主要集中在物像標(biāo)定關(guān)系確定后，如何改進(jìn)目標(biāo)像點(diǎn)位置的計(jì)算精度

2、上。
　　 通過(guò)分析仿生復(fù)眼的成像機(jī)制，我們了解到目標(biāo)探測(cè)定位系統(tǒng)的成像面上的目標(biāo)像點(diǎn)是具有一定尺寸的像斑，形狀大小與仿生復(fù)眼視覺(jué)系統(tǒng)中子眼的位置和成像光束角度相關(guān)。成像光斑的定位方法:灰度重心法、曲面擬合法+、幾何中心法、圖像匹配法等都有其適用條件。因?yàn)橄癜咝螤畹臒o(wú)規(guī)律性，簡(jiǎn)單套用上述光斑位置的計(jì)算方法是不適宜的。為此，論文從像斑能量分布的角度出發(fā)提出了一種較為適于復(fù)眼成像位置計(jì)算的方法:能量對(duì)稱(chēng)法。這種方法以主光線(xiàn)在像斑上的

3、坐標(biāo)定義像斑重心，以主光線(xiàn)像點(diǎn)是像斑能量積分的對(duì)稱(chēng)中心的原理來(lái)獲得像斑重心（即像斑位置）。為了研究算法的可行性，論文應(yīng)用能量對(duì)稱(chēng)法對(duì)理論模擬像斑和實(shí)驗(yàn)像斑進(jìn)行了實(shí)際計(jì)算，計(jì)算表明理論像斑位置可以通過(guò)能量對(duì)稱(chēng)法準(zhǔn)確得到;利用實(shí)驗(yàn)像斑位置計(jì)算入射光線(xiàn)角度也達(dá)到了較為理想的計(jì)算精度0.5％。論文采用傳統(tǒng)的灰度重心法同步計(jì)算，與能量對(duì)稱(chēng)方法形成對(duì)比。
　　 論文中仿生復(fù)眼成像機(jī)制的分析、偏歪成像模型的建立也是論文的一個(gè)主要研究?jī)?nèi)容。在偏