本文關(guān)鍵詞：仿生偏振視覺定位定向機理與實驗

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【摘要】：為了有效利用全天域的偏振光信息,探究仿生偏振光導(dǎo)航機理,設(shè)計了偏振視覺傳感器。介紹了基于四相機的偏振視覺傳感器及其標(biāo)定方法,推導(dǎo)了冗余配置下偏振態(tài)的最小二乘估計算法。分析了基于一階瑞利散射模型的天空光偏振模式,將太陽方向矢量的最優(yōu)估計問題轉(zhuǎn)化為求解矩陣的特征向量問題,推導(dǎo)出了基于天空光偏振模式的定位定向算法。最后,設(shè)計了靜態(tài)實驗與轉(zhuǎn)動實驗,對理論分析結(jié)果進行了驗證。實驗結(jié)果顯示:測量的天空光偏振模式與瑞利散射模型相一致,并可從中成功提取太陽方向矢量。靜態(tài)實驗測量的太陽天頂角的最大誤差約為0.4°,誤差標(biāo)準差為0.14°;基于1h對天空偏振光的觀測數(shù)據(jù)實現(xiàn)的定位誤差為68.6km。轉(zhuǎn)動實驗(轉(zhuǎn)動兩周)得到的最大定向誤差約為0.5°,誤差標(biāo)準差為0.28°。研究結(jié)果揭示了生物利用偏振光導(dǎo)航的機理,為仿生偏振光導(dǎo)航的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
【作者單位】： 國防科技大學(xué)機電工程與自動化學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 偏振視覺傳感器 仿生偏振導(dǎo)航 天空偏振模式 定位定向
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(No.61573371,No.61503403) 國防科技大學(xué)科研計劃資助項目(No.JC14-03-04)
【分類號】：V249.32;O436.3
【正文快照】： 1引言自然界中的候鳥、昆蟲等在遷徙或覓食過程中,能夠利用它們獨特的眼睛結(jié)構(gòu)感知并利用光的偏振現(xiàn)象,生物的偏振視覺可以幫助它們進行導(dǎo)航定位和目標(biāo)識別等[1-2]。太陽光經(jīng)過大氣粒子的散射能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的偏振模式,準確地描述這種偏振模式是仿生偏振光導(dǎo)航的基礎(chǔ)。1982年,Br

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本文編號：817576