在生物圈中,各種生物的眼睛均有著不同的特點,在視覺成像方面,不同生物的眼睛成像方式均不同。生物復眼具有視場大、體積小、動態(tài)靈敏度高等特點�？蒲泄ぷ髡邆兓谏飶脱鄣奶攸c在仿生復眼方面做出了重大的貢獻。目前,仿生復眼領域的快速發(fā)展,在軍事、醫(yī)療、照明、無人駕駛等領域均具有著重要應用。仿生復眼作為一種多孔徑光學成像系統(tǒng),能夠在大視場下對目標進行識別成像等功能。本文針對曲面仿生復眼與平面圖像傳感器的匹配問題和六邊形拼接結構的非均一型曲面仿生復眼的光闌問題進行了深度研究,提出了一種環(huán)形陣列的曲面非均一型仿生復眼結構,通過Zemax軟件對所設計的仿生復眼結構進行了仿真模擬,驗證了其成像特性,并基于該系統(tǒng)提出了一種該復眼的支撐方式和圖像拼接的方法。本論文主要的研究內容包含了以下三個方面:1)通過對生物復眼的結構組成和各功能特性分別進行了深入研究,了解了生物復眼的成像原理。此后,基于生物復眼的中各部分功能組織,對應的設計出各個光學器件,建立了仿生復眼的數(shù)學模型。2)由于平面型仿生復眼視場角較小的缺點,設計了一種六邊形拼接結構的非均一型曲面仿生復眼光學系統(tǒng)。通過提出了一種全新的六邊形模型陣列算法,并在... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

常見的昆蟲復眼結構

2a)b)c)圖1.1常見的昆蟲復眼結構a)蒼蠅復眼b)蜻蜓復眼c)蜜蜂復眼生活中常見的這幾種昆蟲復眼主要由四部分構成：角膜、晶錐、感桿束、色素細胞[18-19]。生物復眼的內部組成結構，如圖1.2所示。圖1.2復眼內部結構角膜是復眼的最外部結構，整體按網(wǎng)狀排布，有很好的透光性[20]。子眼的角膜一般為正六邊形，各個角膜之間緊密連接，如圖1.3為蜜蜂復眼切片之后對角膜放大1000×之后的角膜照片。

3圖1.3放大1000×蜜蜂角膜圖晶錐位于角膜后側，形如透明圓錐狀結構，主要作用是通過調節(jié)改變形狀來控制光通量，具有很好的折光性能[21]。感桿束作為子眼的感光部位，具有良好的視覺定向特性，由多個感桿聚合而成，在不同環(huán)境下，通過膨脹和收縮來適應環(huán)境中的光強變化。色素細胞主要分布在感桿和晶錐周圍，主要用于調節(jié)感桿之間接收外界的光線，使子眼適應不同環(huán)境中的光強[22]。子眼接收斜射的光線時可以防止相鄰子眼之間的光線干擾，相當于光學系統(tǒng)的光闌。1.2.2生物復眼的分類和特點根據(jù)生物復眼成像的原理不同，將其分為兩大類：生物并列型復眼和生物重疊型復眼[23]。如圖1.4所示，生物并列型復眼的每個子眼都是一個獨立的單孔徑成像光學系統(tǒng)，均有著特定的視場區(qū)域和感光區(qū)。生物重疊型復眼的每個子眼也擁有著特定的成像區(qū)域，但是感光區(qū)為所有子眼共同所有，所以同一個感光單元可以同時接收到來自多個以上子眼的光信號[24]。a)b)圖1.4兩種復眼結構a)生物并列型b)生物重疊型并列型復眼又可以分為：簡單并列型、透明并列型與無焦并列型。重疊型復眼可


本文編號：3296047