仿生偏振视觉定位定向机理与实验

• 作者: 何晓峰 张礼廉 王玉杰 练军想 胡小平
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 物理学
• 关键词: 偏振视觉传感器 仿生偏振导航 天空偏振模式 定位定向
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 2109-2116
• 页数: 8页
• 分类号: V249.32|O436.3
• 字数: 4480字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20162409.2109

摘要

为了有效利用全天域的偏振光信息,探究仿生偏振光导航机理,设计了偏振视觉传感器.介绍了基于四相机的偏振视觉传感器及其标定方法,推导了冗余配置下偏振态的最小二乘估计算法.分析了基于一阶瑞利散射模型的天空光偏振模式,将太阳方向矢量的最优估计问题转化为求解矩阵的特征向量问题,推导出了基于天空光偏振模式的定位定向算法.最后,设计了静态实验与转动实验,对理论分析结果进行了验证.实验结果显示:测量的天空光偏振模式与瑞利散射模型相一致,并可从中成功提取太阳方向矢量.静态实验测量的太阳天顶角的最大误差约为0.4°,误差标准差为0.14°;基于1h对天空偏振光的观测数据实现的定位误差为68.6 km.转动实验(转动两周)得到的最大定向误差约为0.5°,误差标准差为0.28°.研究结果揭示了生物利用偏振光导航的机理,为仿生偏振光导航的应用提供了理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	胡小平	国防科技大学机电工程与自动化学院	93	1149	18.0	29.0
2	何晓峰	国防科技大学机电工程与自动化学院	19	109	6.0	10.0
3	练军想	国防科技大学机电工程与自动化学院	23	326	9.0	17.0
4	王玉杰	国防科技大学机电工程与自动化学院	4	29	3.0	4.0
5	张礼廉	国防科技大学机电工程与自动化学院	9	20	2.0	4.0