开题报告-基于昆虫视觉的汽车防撞预警

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1、1.题目背景、研究现状和研究意义（选题背景、国内外研究现状、研究意义。）1.1研究背景和意义汽车作为一种灵活方便的交通工具，受到越来越多人的青睐，然而，汽车在给人们带来方便的同时，随之而来的问题也显而易见，如交通事故、环境噪声、大气污染、能源消耗、道路拥挤等等。其中最直接、严重影响人们生活的当属交通事故带来的危害，它轻则对人造成惊吓，重则危及生命，并造成巨大的经济损失。近年来，随着我国公路特别是高速公路的飞速扩展和汽车保有量的迅速增加，交通事故引起的损失也急剧地升高。虽然，国家已经采取一些措施来预防交通事故，而且有些成效。根据交通事故的分析得到，8

2、0%以上追尾事故是由驾驶员未能保持相应的安全距离引起的。欧洲的一项研究表明：汽车驾驶员能在有碰撞危险前0.5s得到“预警”，就可以避免至少60%的追尾事故和30%的迎面撞车事故；若有Is的“预警”时间，则可避免90%的事故发生。可见，若能预知即将发生的交通事故，并做好防范工作，可以极大地减少交通事故发生。过去，为减小交通事故发生时的经济损失和对人造成的伤害，汽车安全技术主要考虑被动安全技术，如设置安全带或安全气囊等，而这些被动安全措施是在事故发生时刻对车辆和人员进行保护，有很大的局限性。现在,随着汽车电子技术的发展，汽车主动安全技术越来越受重视，汽

3、车主动安全是指事故前的安全，即实现事故预防和事故冋避，以避免或减少事故的发生。汽车防撞预警系统作为主动安全技术之一，目的是减少驾驶员的负担和判断错误,对于提高交通安全减少交通事故将起到重要作用。显然，此类技术的研究开发在高速公路防撞领域具有极大的现实意义和广阔的应用前景⑴。1・2昆虫生物视觉机理的国外研究现状1.2.1昆虫的视觉机理应用研究国外已对飞行昆虫的视觉和导航机理进行了多年的研究。美国军方,美国航空航天局，以及英国国防部都对苍蝇的视觉与飞行控制进行了探索，并希望开发出能够作为微型间谍的“苍蝇机器人”。1996年，美国国防高级研究计划局资助了

4、一个为期三年的微型飞行器研制项目，希望建造一个长度不超过巧厘米的飞行器，能够在诸如建筑物、隧道等确定的范围内自主运动并进行环境观察。哈佛大学，加州大学伯克利分校己经开发出了仿生苍蝇的微型飞行器。法国国家科学研究中心参照苍蝇视觉系统设计的电子眼已经应用于飞行机器人，能够巧妙灵活地躲避障碍；日木科学家已研制出一种苍蝇视觉芯片，用于轮式机器人的导航控制中。澳大利亚在飞行昆虫视觉的研究上处于世界领先水平,澳大利亚昆士兰大学的Srinivasan教授对昆虫,尤其是蜜蜂的视觉机理和导航方法进行了20多年的研究，他试图弄明白，蜜蜂小小的脑子是如何处理导航问题的。

5、他们的研究己经用于多种自动导航系统的研制，比如帮助无人侦察机根据地形航行并保持水平,小型机器人在狭窄地带中的行进，以及全景成像和监测系统。目前，蜜蜂的进攻性行为己成为Srinivasan教授研究的重点,他希望将其研究成果运用于改善导弹的导航技术⑷。H.Ogmcn等人通过吸取大量新的有关复眼视觉系统神经机理的成果，提出了建立在果蝇神经功能基础上的运动检测“细胞”模型；□本的Shiro0gala等人成功研制了多孔径仿复眼光学传感器；美国加州大学伯克利分校Luke教授领导的一个研究小组宣布，他们发明了外观和功能上都与昆虫复眼一样的人造“昆虫眼”。H本的J

6、unTanida等在2000年提出了一种基于蜻蜓的复眼结构设计的TOMB0(thinobscrvationmodulebyboundoptics)小型成像系统，这个系统首先获取分离的单元像，然后对单元像的几何参数进行估算，根据所得的几何参数把像定位于屏上,在各个像素之间进行的插值，再用高通滤波器完成最后的像。该系统具有结构紧凑，方便组装，视场大等优点。徳国弗劳恩霍夫应用光学和精密机械研究所的科学家制造了一种厚度仅为0.4mm的人工复眼成像系统，视场角可以达到70°X1O0。系统具有多个成像通道，每个通道按照自己的视角进行成像，然后在像面组合成完整的

7、像。科学家们已经把该系统与一个影像分析装置相连接，并贴附在银行卡上。这样，银行卡在被使用时就可以“看到”持卡者，从而防止被陌生人盗用⑵。1.2.2昆虫的偏振视觉导航机理研究国外已对生物偏振敏感导航机理进行了多年研究。Frisch于1949年首次发现蜜蜂可以利用紫外偏振光进行导航。瑞士苏黎世大学的whener教授主要研究和探索沙蚂蚁导航方式。他发现沙蚂蚁可以借助天空中的偏振光导航定位。在离巢穴较远时，沙蚂蚁通过天空中的偏振光判断方向，寻找自身与巢穴的对应方位，因此，沙蚂蚁能够在数百米外觅食而能够近似于一条直线返回巢穴。而当到达巢穴附近时，沙蚂蚁根据记

8、忆中巢穴附近的地标，经过与当前视觉图像进行景象匹配后准确找到巢穴入口。2002年,Whner教授获得了瑞士的最高科学奖一M