基于人工復(fù)眼的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)研究.pdf

1、昆蟲復(fù)眼由于具有大視場(chǎng)、高靈敏度、多通道等優(yōu)點(diǎn)，使其日益受到學(xué)術(shù)界及相關(guān)行業(yè)的關(guān)注，世界各國(guó)學(xué)者相繼展開了相關(guān)方面的探索和研究。同時(shí)關(guān)于利用仿生復(fù)眼對(duì)目標(biāo)定位的研究也頗為火熱，仿生復(fù)眼的實(shí)現(xiàn)方法也不盡相同。受圖像傳感器技術(shù)的制約，其最大的難點(diǎn)在于對(duì)曲面復(fù)眼的成像，同時(shí)受微加工工藝的影響，其自身結(jié)構(gòu)也限制了復(fù)眼的諸多優(yōu)點(diǎn)，如空間分辨率的限制。本文創(chuàng)新性的將復(fù)眼小眼單元的信號(hào)通過光纖波導(dǎo)至同一平面，采用平面 CCD對(duì)復(fù)眼信號(hào)進(jìn)行成像。本文結(jié)

2、合3D打印技術(shù)及機(jī)械加工工藝實(shí)現(xiàn)了一套仿生復(fù)眼系統(tǒng)，并開發(fā)了一套成像及圖像處理系統(tǒng)和與之配套的上位機(jī)軟件。
　　本文通過3D打印技術(shù)加工了復(fù)眼球體基座，通過機(jī)械加工的方式加工一套復(fù)眼小眼單元，小眼單元安裝于球體基座，所有小眼單元的信號(hào)通過光纖匯聚同一平面構(gòu)成光纖端面陣列，CCD圖像傳感器對(duì)光纖端面成像，光纖端面在圖像中形成光斑陣列，通過獲取光斑的灰度信息的變化，判斷是否有目標(biāo)出現(xiàn)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套以CPLD為中心stm32f4

3、協(xié)助的成像及圖像處理系統(tǒng)，用于獲取復(fù)眼信息并對(duì)信息進(jìn)行提取和處理。在該系統(tǒng)中主要的器件包括CCD、CPLD、AD9840A、STM32F4、兩片SRAM等。每片SRAM能夠存儲(chǔ)一幀圖像數(shù)據(jù)，CPLD寫其中一片SRAM時(shí)，STM32F4讀另一片SRAM，兩片SRAM交替被讀寫。CPLD驅(qū)動(dòng)CCD圖像傳感器及CCD信號(hào)處理芯片AD9840A，并協(xié)調(diào)STM32F4和兩片SRAM之間的信息交換。另外開發(fā)了一套基于MFC平臺(tái)的上位機(jī)軟件。經(jīng)過處理

4、的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至上位機(jī)，成像及圖像處理系統(tǒng)與上位機(jī)之間建立TCP連接，通過移植OPENGL到MFC框架實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)軌跡的三維顯示。
　　在設(shè)計(jì)完成像及圖像處理系統(tǒng)后對(duì)其進(jìn)行了各項(xiàng)測(cè)試，之后分別在白天和夜晚進(jìn)行了大量的目標(biāo)定位實(shí)驗(yàn)，并選取了較有代表性的37組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在實(shí)驗(yàn)中X軸、Y軸和Z軸方向的坐標(biāo)范圍為分別為-250cm到+250cm、+50cm到+400cm、+50cm到+300cm。通過分別對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)X軸、Y軸和Z