仿生复眼精确目标定位算法研究

发布时间：2021-09-19 17:21

　　自然界中昆虫复眼的定位属于视觉定位技术的一种,其具有的大视场、小体积、高灵敏度的特点满足了诸多场合对定位装置的要求。为此,本课题组参照昆虫复眼设计了一套新型的仿生复眼定位装置。随着视觉定位在各领域的逐步推广,其定位精度面临着更加严苛的要求。因此,本文在已有仿生复眼系统的基础上,研究提高复眼系统定位精度的方法。本文为提高复眼系统的定位精度,从复眼系统的特征出发,分析其成像的畸变情况,在现有的标定方案基础上,提出基于能量对称的光斑中心定位算法与光斑数据筛选算法,重新设计标定方案并对各步骤进行分析探究,最后实验验证了改进方案对复眼定位精度的影响。具体研究内容如下:（1）从相机标定原理出发,通过分析复眼系统的成像畸变特点,针对复眼系统大视场、畸变复杂以及子眼众多等特点,设计了标定方案,构建数学模型,搭建标定实验平台。针对当前方案存在的定位精度不足的问题,提出基于能量对称的光斑中心定位算法与光斑数据筛选算法,并重新设计复眼系统定位的实现方案。（2）为实现复眼系统的目标定位,对定位方案的各步骤内容进行了详细的探讨。首先采用正二十面体的细分方式设计虚拟球面靶标的分布,保证了靶标的均匀性;接着通过编写... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１蜻蜓复眼与复眼的结构图（仿：Ｒｏｍｏｓｅｒ）??

??图１．１蜻蜓复眼与复眼的结构图（仿：Ｒｏｍｏｓｅｒ）??图１．１中，蜻蜓复眼展示了复眼的外部结构，右图则是对复眼的结构进行了??较为详细的表征，对于复眼的每一个子眼来说，它的组成部分由外到内基本包括??如下的组成部分：??角膜：分布在子眼的最外层，整体呈现网格状排布，具有良好的透光性＋５］。??角膜的下方排布着晶锥，呈现透明的圆锥状结构，具有很好的折光性。??视杆：作为子眼主要的感光部位，是由网膜细胞特化形成的，位于晶锥与基??膜之间。视杆具有良好的视觉定向特性，不同区域的视杆可以感受不同方向的光，??也可以检测出光的方向和强度。视杆的面积与昆虫的自身特性有很大的关系，像??多在夜间活动的昆虫和运动速度较快昆虫

光纤束以及光纤接口平面。圆顶结构上分布着用于成像的微透镜阵列，并通过??光纤束将图像传输到光纤口平面，之后需要通过具有足够视场和分辨率的重新??成像透镜将光纤接口平面上的图像重成像于图像传感器上，图１．４（ｃ）是该结构??的实际成像效果图。??／?ｅｙ？ｉ？ｔ?＜？ｎｓ？ｓ?ｏｎ??＾Ｃｌ?Ｊ?．．…？—ｏｐＷｃｓ?ｄｏｍｅ??ｃｏｈ？ｒ？ｎｔ?ｆｉｂｒｅ?Ｊ?Ｉ?｜?Ｉ??一?１１１?１１１Ｌ?．????ｆｉｂｒａ?ｐｌａｔｅ??ＣＭ〇ｓ—?＿?＾??ｃｉｒｃｕｉｔ?ｂｏａｒｄ??图１．４蜻蜓眼【１４】??４??

【参考文献】：
期刊论文
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[2]双目立体视觉系统测量精度的分析[J]. 刘亚菲,郭慧,聂冬金,郭新龙,陈飞.  东华大学学报(自然科学版). 2012(05)
[3]大面阵彩色CCD航测相机的辐射定标[J]. 修吉宏,黄浦,李军,李友一.  光学精密工程. 2012(06)
[4]双目立体视觉匹配的预处理技术[J]. 常淑华,宋艳秋,杨永敏.  吉林大学学报(理学版). 2012(01)
[5]改进的Otsu算法在图像分割中的应用[J]. 胡敏,李梅,汪荣贵.  电子测量与仪器学报. 2010(05)
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[8]基于MATLAB的CO2激光光斑质量鉴别技术[J]. 陈静,谭荣清,安然,程永强,柯常军,郑义军,王东蕾.  激光与红外. 2006(09)
[9]基于圆拟合的激光光斑中心检测算法[J]. 孔兵,王昭,谭玉山.  红外与激光工程. 2002(03)
[10]图像分割的阈值法综述[J]. 韩思奇,王蕾.  系统工程与电子技术. 2002(06)

博士论文
[1]用于目标三维探测的复眼系统设计研究[D]. 马孟超.中国科学技术大学 2014
[2]新型复眼定位装置设计及关键技术研究[D]. 郭方.中国科学技术大学 2012

硕士论文
[1]球面仿生复眼的标定与定位研究[D]. 何建争.中国科学技术大学 2017
[2]球面复眼多通道信息融合[D]. 张浩.中国科学技术大学 2010



本文编号：3402023