在生物圈中,各種生物的眼睛均有著不同的特點(diǎn),在視覺成像方面,不同生物的眼睛成像方式均不同。生物復(fù)眼具有視場(chǎng)大、體積小、動(dòng)態(tài)靈敏度高等特點(diǎn)。科研工作者們基于生物復(fù)眼的特點(diǎn)在仿生復(fù)眼方面做出了重大的貢獻(xiàn)。目前,仿生復(fù)眼領(lǐng)域的快速發(fā)展,在軍事、醫(yī)療、照明、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域均具有著重要應(yīng)用。仿生復(fù)眼作為一種多孔徑光學(xué)成像系統(tǒng),能夠在大視場(chǎng)下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別成像等功能。本文針對(duì)曲面仿生復(fù)眼與平面圖像傳感器的匹配問題和六邊形拼接結(jié)構(gòu)的非均一型曲面仿生復(fù)眼的光闌問題進(jìn)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(fù)眼結(jié)構(gòu),通過Zemax軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的仿生復(fù)眼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真模擬,驗(yàn)證了其成像特性,并基于該系統(tǒng)提出了一種該復(fù)眼的支撐方式和圖像拼接的方法。本論文主要的研究?jī)?nèi)容包含了以下三個(gè)方面:1)通過對(duì)生物復(fù)眼的結(jié)構(gòu)組成和各功能特性分別進(jìn)行了深入研究,了解了生物復(fù)眼的成像原理。此后,基于生物復(fù)眼的中各部分功能組織,對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)出各個(gè)光學(xué)器件,建立了仿生復(fù)眼的數(shù)學(xué)模型。2)由于平面型仿生復(fù)眼視場(chǎng)角較小的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種六邊形拼接結(jié)構(gòu)的非均一型曲面仿生復(fù)眼光學(xué)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(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常見的昆蟲復(fù)眼結(jié)構(gòu)

2a)b)c)圖1.1常見的昆蟲復(fù)眼結(jié)構(gòu)a)蒼蠅復(fù)眼b)蜻蜓復(fù)眼c)蜜蜂復(fù)眼生活中常見的這幾種昆蟲復(fù)眼主要由四部分構(gòu)成：角膜、晶錐、感桿束、色素細(xì)胞[18-19]。生物復(fù)眼的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，如圖1.2所示。圖1.2復(fù)眼內(nèi)部結(jié)構(gòu)角膜是復(fù)眼的最外部結(jié)構(gòu)，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(gè)角膜之間緊密連接，如圖1.3為蜜蜂復(fù)眼切片之后對(duì)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(cè)，形如透明圓錐狀結(jié)構(gòu)，主要作用是通過調(diào)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(gè)感桿聚合而成，在不同環(huán)境下，通過膨脹和收縮來適應(yīng)環(huán)境中的光強(qiáng)變化。色素細(xì)胞主要分布在感桿和晶錐周圍，主要用于調(diào)節(jié)感桿之間接收外界的光線，使子眼適應(yīng)不同環(huán)境中的光強(qiáng)[22]。子眼接收斜射的光線時(shí)可以防止相鄰子眼之間的光線干擾，相當(dāng)于光學(xué)系統(tǒng)的光闌。1.2.2生物復(fù)眼的分類和特點(diǎn)根據(jù)生物復(fù)眼成像的原理不同，將其分為兩大類：生物并列型復(fù)眼和生物重疊型復(fù)眼[23]。如圖1.4所示，生物并列型復(fù)眼的每個(gè)子眼都是一個(gè)獨(dú)立的單孔徑成像光學(xué)系統(tǒng)，均有著特定的視場(chǎng)區(qū)域和感光區(qū)。生物重疊型復(fù)眼的每個(gè)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(gè)感光單元可以同時(shí)接收到來自多個(gè)以上子眼的光信號(hào)[24]。a)b)圖1.4兩種復(fù)眼結(jié)構(gòu)a)生物并列型b)生物重疊型并列型復(fù)眼又可以分為：簡(jiǎn)單并列型、透明并列型與無(wú)焦并列型。重疊型復(fù)眼可


本文編號(hào)：3296047