仿复眼视觉系统的研究进展.pdf

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1、第35卷第3期2013年6月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．35，No．3June，2013文章编号：1005—5630(2013)03—0089—06仿复眼视觉系统的研究进展*邢强1’2，戴振东1，王浩1(1．南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所，江苏南京210016；2．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：复眼是昆虫重要的光感受器，由成千上万的小眼构成，具有大视野的动目标快速检测能力。仿复眼的多孔径系统在机器人视觉导航、大视角测量和全景成像等领域应用广泛。首先介绍了复眼的生物机理、成像特性及现有的大视场成像系统；其次介绍了

2、微透镜阵列的仿复眼光学设计现状，分析了微透镜阵列的大视角与多景深的全景成像质量，指出目前曲面微透镜一体化制造存在的成像缺陷；最后提出结合曲面与平面微透镜阵列实现大视角、多景深分辨率的仿复眼系统的可行性。该成像系统不仅可以实现全景范围内的清晰成像，而且还具有全景范围内的目标位置估计能力。关键词：仿生光学；人工视觉；复眼；微透镜阵列；全景图中图分类号：TH74文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2013．03．018Researchprogressonartificialvisualsysteminspiredbycompoundeye

3、sXINGQian91”，DAIZhendon91，WANGHa01(1．InstituteofBio-inspiredStructureandSurfaceEngineering．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Naming210016，China；2．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NamingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Compoundeye

4、isoneofthemostimportantperipheralsensorsininsects，whichconsistsofthousandsofommafidia．Thecompoundeyeischaracterizedasmulti-apertureimagingandfastparallelprocessing，whichinsurestheabilityoffastdetectionandlocationonobstaclesandpredators．Thesecharacteristicshavebeenwidelyreco础edinseveralr

5、esearchfields，suchasrobotvisualnavigation，obstacleavoidance，machinevision，guidedmissile．Firstly，thebiologicalmechanism，hnagingfeatures，andtheexistedlargefieldvisualsystemofthecompoundeyeswereimroduced；secondly，thedifferentopticalsystemsdesigned沥t11microlensarrayimitationfromcompoundeyes

6、．thepanoramicirm_gequalitywithlargefieldofviewanddepthfield，andthesurfacemicro-lensimagingdefectswerediscussed；finally，theideaofcombiningthesurfandplanemicrolensarraytoachieveasystemwithlargefieldofviewandlargedepthoffieldwasproposed．Basedonthejudgmentofqualityinpanoramicimages，position

7、estimationofsuchasystemcanbeachievedindetectingmultiplemovingtargets．Keywords：bio-mimeticoptics；artificialvisualsystem；compoundeye；microlensarray；largefieldofvieW+收稿日期：2012—09—18基金项目：国家自然科学基金资助项目(960910007、61161120323)；中国博士后科学基金(2012M521071)；国家自然科学基金重点项目(61233014)作者简介：邢强(1985一)