人造复眼成像系统研究的新进展 被引量：15

1

作者 邸思 徐洪奎 杜如虚 《光学与光电技术》 2008年第4期93-96,共4页

人造复眼成像系统具有体积小、功耗低、视角范围广等优点,是一种应用前景非常广阔的光成像系统。综述了人造复眼成像系统的研究背景及最新的研究进展,其中包括基于不同仿生设计理念的各种新型人造复眼结构以及能够实现诸如彩色成像、指... 人造复眼成像系统具有体积小、功耗低、视角范围广等优点,是一种应用前景非常广阔的光成像系统。综述了人造复眼成像系统的研究背景及最新的研究进展,其中包括基于不同仿生设计理念的各种新型人造复眼结构以及能够实现诸如彩色成像、指纹识别、全视角成像等新功能的实验系统;展望了人造复眼成像系统今后的研究方向。 展开更多

关键词 人造复眼 微缩成像系统 微透镜阵列 光探测阵列

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仿生复眼系统制造与应用研究进展 被引量：4

2

作者 房丰洲 张皓洋 +2 位作者 宋乐 庞阔 张越 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期434-442,共9页

仿生复眼视觉系统具有体积小、重量轻、视场角大、动态灵敏度高、可测速等特性,在机器人探测和微型飞行器系统等领域有广泛应用,引起国内外学者高度关注.本文概述国内外仿生复眼制造最新研究进展;并根据其原理特性不同,简要介绍近几年... 仿生复眼视觉系统具有体积小、重量轻、视场角大、动态灵敏度高、可测速等特性,在机器人探测和微型飞行器系统等领域有广泛应用,引起国内外学者高度关注.本文概述国内外仿生复眼制造最新研究进展;并根据其原理特性不同,简要介绍近几年仿生复眼典型应用的研究进展,为该领域进一步研究与开发提供有效参考. 展开更多

关键词 仿生复眼 微透镜阵列 超精密加工 系统应用

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基于腹色蜉复眼防水汽机理的仿生功能表面 被引量：2

3

作者 关会英 韩志武 +1 位作者 曹亮 王作斌 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第23期2605-2612,共8页

研究了腹色蜉复眼表面的防水汽功能,利用扫描电子显微镜(SEM)及激光共聚焦显微镜(CLSM)表征了其表面结构,在此基础上借助Cassie模型解释了其防水汽机理.利用激光干涉光刻技术(LIL)及胶体刻蚀技术(CL)制备了人工腹色蜉复眼表面并进一步... 研究了腹色蜉复眼表面的防水汽功能,利用扫描电子显微镜(SEM)及激光共聚焦显微镜(CLSM)表征了其表面结构,在此基础上借助Cassie模型解释了其防水汽机理.利用激光干涉光刻技术(LIL)及胶体刻蚀技术(CL)制备了人工腹色蜉复眼表面并进一步研究了其表面防水功能,同时讨论了其防水功能的影响因素及作用规律.结果表明腹色蜉复眼表面本征接触角越大,小眼上下半径比越小,防水功能越强.特征尺寸为350 nm的类腹色蜉复眼结构优化表面其静态水接触角为160°±5°,滚动角约2°,呈超疏水状态,具有优良的防水、自洁功能.该研究旨在应用于新型防水、防雾材料表面的研发. 展开更多

关键词 表面仿生 防水汽功能 超疏水 人工复眼 HF刻蚀

原文传递

基于相位梯度表面的人工复眼设计

4

作者 肖啸 许德富 +1 位作者 黄凯 邓迟 《乐山师范学院学报》 2016年第12期29-33,共5页

传统人工复眼的微透镜阵列受限于视场角与曲面衬底加工技术,而广义折射定律的建立为传统光学设计提供了新的设计理论与自由度。文章提出依据广义折射定律,设计基于相位梯度表面的全平面微透镜阵列替代传统人工复眼的平面型微透镜阵列单... 传统人工复眼的微透镜阵列受限于视场角与曲面衬底加工技术,而广义折射定律的建立为传统光学设计提供了新的设计理论与自由度。文章提出依据广义折射定律,设计基于相位梯度表面的全平面微透镜阵列替代传统人工复眼的平面型微透镜阵列单元,在克服曲面衬底制备不便的同时增大复眼视场角,详细展示基于相位梯度表面的平面透镜的设计过程,可为人工复眼的微透镜阵列设计提供新的思路。 展开更多

关键词 人工复眼 广义折射定律 相位梯度表面 微透镜阵列

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大视场人工复眼结构设计方法与实验 被引量：14

5

作者 史立芳 曹阿秀 +4 位作者 刘艳 叶玉堂 邓启凌 郑美玲 杜春雷 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期27-33,共7页

人工复眼成像结构是由分布在曲面上的列阵化的镜头组成,通过对每个子镜头的视场角进行分析,进而研究各镜头视场之间的关系,以及分析子镜头视场角与总视场角之间的关系,提出了一种最优化的人工复眼结构设计方法。同时,在文中,给出了单镜... 人工复眼成像结构是由分布在曲面上的列阵化的镜头组成,通过对每个子镜头的视场角进行分析,进而研究各镜头视场之间的关系,以及分析子镜头视场角与总视场角之间的关系,提出了一种最优化的人工复眼结构设计方法。同时,在文中,给出了单镜头的设计方法,以及镜头阵列的排布准则,通过利用该方法设计的成像结构,不仅可以实现整个物空间的完整无缝探测,同时又使得要达到特定视场时设计所得的人工复眼结构采用的镜头数最少,极大的节省了资源。在本文中还通过开展实验,对所设计结构的成像效果进行了验证。 展开更多

关键词 复眼 大视场 成像 曲面列阵

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制备人工复眼结构的方法 被引量：9

6

作者 史立芳 叶玉堂 +2 位作者 邓启凌 董小春 杜春雷 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2462-2466,共5页

提出了一种人工复眼结构的制备技术。人工复眼结构是由类似于昆虫复眼的很多小眼组成。这些小眼分布在球冠基底上以能够像昆虫复眼一样实现大视场探测。通过分析不同制备技术的特点及适用范围,研究材料的特性以及不同材料之间的关系,并... 提出了一种人工复眼结构的制备技术。人工复眼结构是由类似于昆虫复眼的很多小眼组成。这些小眼分布在球冠基底上以能够像昆虫复眼一样实现大视场探测。通过分析不同制备技术的特点及适用范围,研究材料的特性以及不同材料之间的关系,并将各种制作工艺以及材料相融合,发展了一种可用于制备曲面微阵列元件的制备方法。在该方法中,利用微加工技术在平面上制备作为子眼的微透镜列阵结构;然后利用软光刻技术将该微透镜结构进行翻模,获得分布在柔性基底上的凹透镜列阵结构;最后利用浇铸复制技术将柔性基底上的结构转移到球冠基底上,获得所需的人工复眼结构。利用该方法,开展了相关实验,在曲面基底上制备出了包含20 000多个子眼的人工复眼结构。 展开更多

关键词 人工复眼 微透镜阵列 曲面成形 PDMS

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大视场仿生复眼光电成像探测技术的研究发展 被引量：4

7

作者 宋岩峰 郝群 +3 位作者 曹杰 刘灏 刘强辉 李杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期343-349,共7页

大视场、小型、多模、轻量化、低成本光电探测器是下一代精确制导武器的发展关键,基于仿生复眼的新型大视场光电探测系统作为其中的一个重要方向得到了美国军方的高度重视。通过多个创新研究项目,美军期望发展出多型大视场多通道仿生复... 大视场、小型、多模、轻量化、低成本光电探测器是下一代精确制导武器的发展关键,基于仿生复眼的新型大视场光电探测系统作为其中的一个重要方向得到了美国军方的高度重视。通过多个创新研究项目,美军期望发展出多型大视场多通道仿生复眼光电探测器,进而用于自主式制导弹药,强化下一代精确制导弹药的环境感知能力、突防对抗能力和作战效能等。简要分析了精确制导武器的未来发展需求,昆虫复眼的结构和特点;介绍了仿生复眼光电探测器在美军精确制导武器中的应用期望和发展设想;简要讨论了仿生复眼在复杂地形、城市环境作战武器装备中的应用优势,重点介绍了美国空军针对城市作战制导弹药正在研究和开发的系列大视场仿生复眼红外成像探测器项目以及研究过程;另外,阐述了多通道大视场仿生复眼半主动激光探测器的研究进展情况;最后,总结了仿生复眼技术在精确制导武器装备中的研究进展,提出了我国在该技术领域的发展建议。 展开更多

关键词 光电成像 精确制导 大视场光学系统 仿生复眼

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基于虚拟双球面的仿生复眼系统标定 被引量：3

8

作者 何建争 简慧杰 +1 位作者 马孟超 王克逸 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期220-230,共11页

为了实现对空间目标的探测定位,对设计的仿生复眼系统的标定进行研究。介绍了复眼装置结构,根据复眼成像特点设计搭建了可以构建全视场靶标的标定平台,提出一种基于双球面虚拟靶标的标定方法。建立了复眼标定和定位过程中可以统一众多... 为了实现对空间目标的探测定位,对设计的仿生复眼系统的标定进行研究。介绍了复眼装置结构,根据复眼成像特点设计搭建了可以构建全视场靶标的标定平台,提出一种基于双球面虚拟靶标的标定方法。建立了复眼标定和定位过程中可以统一众多子眼坐标系的数学模型,详细描述了多通道同时标定或定位的具体步骤,其中包括系统的合理调节、靶点分布均匀性优化以及非线性映射方法选取等过程,同时通过计算机控制可以实现标定过程的自动化运行。在两个球面位置上建立了各子眼通道图像光斑点坐标和靶点角度之间的非线性映射关系。针对提出的标定方法进行了验证实验。实验结果显示,标定后的复眼系统在60°视场内目标定位相对误差优于0.5%,定位角度均方根误差为1.96mrad。提出的方法能够满足设计复眼的标定要求,且标定后的复眼能够很好地完成对空间目标的测量。 展开更多

关键词 光学设计 仿生复眼 目标定位 标定 多通道 大视场 虚拟靶标

原文传递

用于大视场三维探测的人工复眼系统几何标定 被引量：3

9

作者 简慧杰 何建争 王克逸 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期166-174,共9页

为了实现人工复眼系统的三维探测,针对人工复眼视场大、成像过程复杂等问题,提出一种基于双柱面法和反向传播(BP)神经网络的整体几何标定方法。该方法利用BP神经网络对任意复杂非线性关系的强大映射能力,分别在前后两个柱面上对复眼上... 为了实现人工复眼系统的三维探测,针对人工复眼视场大、成像过程复杂等问题,提出一种基于双柱面法和反向传播(BP)神经网络的整体几何标定方法。该方法利用BP神经网络对任意复杂非线性关系的强大映射能力,分别在前后两个柱面上对复眼上的每个子眼进行隐式标定,建立图像像素坐标与柱面上二维坐标的映射关系。三维测量时一个图像上的点映射为前后柱面上的两个点,连接这两个点得到一条空间直线,通过最小二乘法求解多条空间直线的交点即可求得三维目标点的坐标。实验结果表明:在人工复眼60°×30°的视场范围的横向测量误差在1mrad以内,纵向相对误差在0.6%左右。与传统的基于小孔模型的标定方法相比,该方法无须考虑复眼子眼的成像模型及其参数求解,而且由于整体标定过程是在同一世界坐标系下进行的,也不必精确知道各个子眼间的位置和朝向关系。此方法完全适用于人工复眼系统的几何标定,能够满足其大视场、高精度的标定要求。 展开更多

关键词 机器视觉 三维探测 人工复眼 标定 反向传播神经网络 最小二乘法

原文传递

多层曲面仿生复眼成像系统的设计 被引量：1

10

作者 邹成刚 张红霞 +2 位作者 宋乐 范阳 张以谟 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2013年第4期374-379,共6页

针对单层曲面仿生复眼的子眼数目多,难以加工以及所能达到的视场角较小的问题,提出一种多层曲面仿生复眼结构。经过计算与分析得到,当边缘子眼与中心子眼的光轴夹角为66.8°,子眼的视场角为74.5°时,利用7个子眼通道可实现仿生... 针对单层曲面仿生复眼的子眼数目多,难以加工以及所能达到的视场角较小的问题,提出一种多层曲面仿生复眼结构。经过计算与分析得到,当边缘子眼与中心子眼的光轴夹角为66.8°,子眼的视场角为74.5°时,利用7个子眼通道可实现仿生复眼系统180°范围内无盲区的成像,减少了多个子眼复杂的加工过程。对单个子眼通道进行优化设计,使其成像质量满足使用要求。实验表明,该多层曲面仿生复眼结构能实现180°视场的成像,且无成像盲区。 展开更多

关键词 仿生复眼 微透镜阵列 光学设计 光线追迹

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仿生光学复眼设计及其制造技术研究新进展 被引量：17

11

作者 陈明君 刘业胜 +1 位作者 李子昂 褚鑫 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期161-168,共8页

仿生光学复眼具有体积小、重量轻、视场大、灵敏度高、可测速等优点,在国防尖端装备及民用工业中有着广泛的应用前景,因而引起国内外学者的广泛关注。简要分析昆虫复眼的特征原理,归纳仿生光学复眼的结构、功能及其分类;详细阐述国内外... 仿生光学复眼具有体积小、重量轻、视场大、灵敏度高、可测速等优点,在国防尖端装备及民用工业中有着广泛的应用前景,因而引起国内外学者的广泛关注。简要分析昆虫复眼的特征原理,归纳仿生光学复眼的结构、功能及其分类;详细阐述国内外学者在仿生光学复眼优化设计和制造技术方面取得的最新研究成果,并通过对仿生光学复眼成像试验结果的综合分析与讨论,得出仿生光学复眼在采用微透镜阵列进行设计存在的缺陷以及采取特种加工方法制造等加工工艺存在的不足;论述仿生光学复眼采用截面六边形高次曲面进行设计的优点以及采取超精密加工方法制造存在的优势,给出研制过程中对其曲面进行造型与加工的新思路,可为光学复眼的进一步研究提供有益参考。 展开更多

关键词 仿生光学复眼 大视场 微透镜阵列 超精密加工技术

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基于仿生复眼的自生长人工神经网络

12

作者 许志恒 何虎 杨旭 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第3期813-818,共6页

为探索具有特定功能的仿生式可生长型人工神经网络,提出一套仿生式、可自生长自组织神经网络的生成算法。基于自生成网络的思想设计一套神经网络模拟器,采用GPU进行加速仿真,使得每个神经元能进行并行运算,针对果蝇的复眼神经网络的视... 为探索具有特定功能的仿生式可生长型人工神经网络,提出一套仿生式、可自生长自组织神经网络的生成算法。基于自生成网络的思想设计一套神经网络模拟器,采用GPU进行加速仿真,使得每个神经元能进行并行运算,针对果蝇的复眼神经网络的视觉处理过程进行解析,抽象提取出一个五层的网络结构,该仿生昆虫视觉神经网络具有对物体距离、运动方向判断的功能,在模拟器中完成对仿生果蝇视觉的功能验证。下一步,将在该网路基础上,实现自生成算法,完成对网络结构的优化。 展开更多

关键词 人工神经网络 复眼视觉 自生成 神经网络优化 并行计算

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基于人造复眼的多谱成像系统 被引量：3

13

作者 金建 邸思 +1 位作者 陈贤帅 杜如虚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2691-2697,共7页

针对采用滤光片转轮配合普通相机实现光谱分离与成像的多谱成像系统体积大,结构复杂,操作不便等问题,本文基于微机电系统技术提出了一种新的多谱成像系统的设计方案和加工方法。该方法将人造复眼结构和多通道彩色滤光片集成在同一块基... 针对采用滤光片转轮配合普通相机实现光谱分离与成像的多谱成像系统体积大,结构复杂,操作不便等问题,本文基于微机电系统技术提出了一种新的多谱成像系统的设计方案和加工方法。该方法将人造复眼结构和多通道彩色滤光片集成在同一块基片上来实现多谱成像结构。该结构具有多个光通道,分别对应红、绿、蓝、近红外4个波段,每个通道能独立获取对应波段的图像信息。以这种复眼结构作为镜头搭建了多谱成像系统并进行了成像实验,获取了多组对比图像。得到的图像说明该结构能够实现预期的色彩分离和多通道成像。由于这种复眼结构高度集成且具有可见光及近红外多波段图像并行捕捉能力,因此在多谱成像领域很有应用前景。 展开更多

关键词 人造复眼 多谱成像 微透镜阵列 多通道滤光片

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