研制了一种在大视场范围内可靠性高、功耗低的便携式目标定位仪器。研究了该系统采用的光、机、电、定位数学模型、标定方案以及在目标定位过程中根据像点识别对应通道的算法等。首先, 根据大视场的要求设计了透镜阵列曲面分布的结构, 加工了安放透镜的球壳基底, 并将它们成像在同一个图像传感器上。采用折射透镜进一步优化了光路系统, 从而改善了成像质量。编写了相应的驱动程序完成了图像的采集和数据高速传输, 然后, 建立了所设计复眼系统的定位数学模型,并对复眼成像系统进行了标定。最后, 根据像点匹配通道算法, 实现了目标的三维定位, 并在此基础上进行了简单的三维零件轮廓测量。实验结果表明: 系统对横向66°、纵向43°视场角的目标实际三维测量精度误差在2%左右, 表明本仪器能完成大视场范围内的目标三维定位任务。

探讨了设计的大视场复眼定位系统的结构特点、定位数学模型、三维目标阵列、标定方法和定位特点。介绍了复眼结构和系统装置，建立了目标定位和多通道同时标定的数学模型。通过引入分光器，调整目标平面水平移动轴和目标平面的垂直性以及目标平面和复眼平面之间的平行性。然后，使用消逝点和目标共像点求得初始点和初始距离，得到目标平面上每一点的空间三维坐标。最后，求出目标阵列与对应通道的入射角度，提取出对应的目标像点重心，建立了各通道入射角度和像点重心之间的对应关系。实验结果显示，初步标定后的系统能对横向110°、纵向90°视场范围内的目标进行定位，距离定位精度在2%以内。提出的方案基本能满足复眼成像非线性标定的要求，具有一定的操作灵活性。

针对用于目标定位的复眼雏形.簇眼, 提出一种标定多通道成像畸变的方案。该方法根据目标定位和多通道同时标定的数学模型, 首先, 通过引入分光器, 调整目标平面水平移动轴和目标平面的垂直性以及目标平面和簇眼平面之间的平行性; 然后, 使用消逝点、目标共像点的方法求得初始点和初始距离后, 得到目标平面上每一点的空间三维坐标; 最后, 求出目标阵列与对应通道的入射角度, 提取出对应的目标像点重心后, 建立各通道入射角度和像点重心之间的对应关系。实验结果显示此方案能满足簇眼成像非线性标定的要求, 初步标定后的系统目标角度分辨率可达 0.02°, 距离定位精度可以控制在 3%以内。

介绍了一种新型大视场、高灵敏度的复眼位标器，用于探测低空飞行目标并快速获取目标物体的运动参数。叙述了复眼模型的结构和制作方法，并利用Zemax对子眼成像通道光线追迹考察其成像特性。介绍了复眼标定与探测方法。采用基于LM算法的神经网络训练，建立各个通道精确的物像对应关系。为了检验神经网络标定算法的效果，采用传统的基于二次多项式拟合的算法进行校正对比。仿真结果表明，神经网络算法可以提供更好的精度，从像点可以准确地预测主光线的方向角(10-3~10-4 rad)，而且具有易于集成，方便快捷的特点。此外，进行了目标定位检测的仿真实验，计算了若干目标点的坐标，结果表明各个坐标相对误差均在3%以内，对于牺牲空间横向分辨率来提升视场角的复眼光学系统，该结果符合目标探测的要求。