自校准的曲面仿生复眼制造技术研究

人工仿生复眼系统在国防科技和国民经济的诸多领域有着广泛的应用前景，而人工复眼结构的设计和制作是实现仿生复眼系统的前提和基础。针对当前人工复眼多为平面结构且分步制作、拼接组装的现状，本项目拟将电场操控液滴面形技术、紫外光固化成形技术结合起来，直接在球冠面上制作啁啾透镜阵列，同时对液滴透镜面形和聚焦状态进行实时检测，在制作复眼透镜阵列的同时，完成透镜－光通道－探测器的自校准，从根本上解决校准误差问题，研制出自校准的曲面人工复眼，为仿生复眼系统研制和应用奠定基础。

课题目标是结合电场调控液滴透镜技术及紫外光固化技术设计及制作得到具有大视场、结构简单、对运动目标敏感等特点的自校准的曲面复眼透镜。.根据项目研究内容及计划，围绕液滴透镜的制备、复眼系统的制作及其标定两个研究目标从以下三个方面开展了工作，执行情况如下：.(1) 开展了液滴透镜的制作及应用研究.改造了已有的LD准直透镜制作平台作为光纤准直透镜的制作平台，增加了测量发散角的光机元件，可在光纤端面直接制作透镜，减小了空气界面造成的能量损失，初步得到了可见光波段单模光纤的准直透镜，发散角为2.5度。根据复眼系统的特点首先提出使用具有长焦深特性的锥透镜来克服探测平面与光轴不垂直的问题，可应用于复眼系统中。根据液滴透镜的特点制作了具有固有像散的椭球透镜，可应用于LD准直、斜入射成像系统中。数值模拟了液滴表面的电场强度及电场力分布、椭球透镜的表面面形。.（2）复眼系统的样机及测试系统搭建.设计了复眼系统的光学结构，改造了已有的微透镜阵列制作平台来安装复眼系统各通道的透镜，可实现在线检测。搭建了复眼系统的样机，自行开发了大面阵CCD的数据采集电子系统。搭建了测量复眼系统特性的平台，轴向移动使用大行程导轨实现，径向使用大面积液晶电视显示实现。开发了与电子系统通信及数据处理的上位机软件。.（3）复眼系统的标定及定位研究.类似广角镜头和鱼眼镜头，视场较大时，复眼系统对物空间及像空间的映射关系呈非线性。基于搭建的复眼样机及测量系统，开展了复眼系统的标定及定位的研究，比较了不同定位方法的优劣。