昆虫的复眼
昆虫的复眼
复眼的特点：
大视角：能够为动物提及广阔的眼界 可以有效的计算自身与所观察物体的方位、距离 复眼的时间分辨率比人的要高10倍 ：有利于复眼类昆虫对运动目标 作出更快速的判断和反应
仿生法在光电探测系统设计中的应用
1. 仿生法概述 2. 结构仿生法 3. 原理仿生法 4. 结构仿生和原理仿生在仿生光电探测系统设计中的应用 5. 仿生法的其它应用实例
蜜蜂导航：蜜蜂导航是风雨无阻的。在阴天时，太阳透过云层被散射成了“偏振
光”，人们看不见太阳，就难以确定太阳在天空中的位。可是，蜜蜂却有办法，它利 用自己的复眼一“检偏器”，根据偏振光的方向，来确定太阳的位置。 科学家们根据蜜蜂偏正光导航的原理，还为航海事业研制出了“偏振光导航罗盘”。
人眼
成像特点：
原理仿生 结构仿生
仿生
外形仿生 信息仿生
拟人仿生
原理仿生 结构仿生
仿生
外形仿生 信息仿生
拟人仿生
仿生法在光电探测系统设计中的应用
1. 仿生法概述 2. 结构仿生法 3. 原理仿生法 4. 结构仿生和原理仿生在仿生光电探测系统设计中的应用 5. 仿生法的其它应用实例
结构仿生
就是模仿生物结构取得创新成果的方法。
视杆细胞主要分布在视网膜的周边部，其与
神经节细胞的联络方式存在汇聚现象，分辨能
力差。
人眼
复眼和人眼
复眼的特点：
大视角：能够为动物提及广阔的眼界 可以有效的计算自身与所观察物体的 方位、距离 复眼的时间分辨率比人的要高10倍 ： 有利于复眼类昆虫对运动目标作出更 快速的判断和反应
人眼的特点：
中心分辨率高（黄斑区），边缘分辨率低 中心视觉灵敏度高，对细节敏感，边缘对明暗敏感度高，运动敏感 其它……
人眼
成像特点：
中心分辨率高（黄斑区） 边缘分辨率低
中心视觉灵敏度高，对细节敏感 边缘对明暗敏感度高，运动敏感 其它…… 视锥细胞在中央凹分布密集，与神经节细胞
存在“单线联系”，使中央凹对光的感受分辨 力高。
前端光电探测器阵列机结构
成像系统方案设计
方案简图
图像采集模块
图像处理模块
显示模块
I2C 系统控制模块
光电探测与识别系统
仿复眼光电探测与识别系统
系统特点
视野宽，相邻探测器视场有重叠，各探测器信息共享 中心探测器高分辨率，边缘探测器阵列低分辨率 边缘探测器具有“自适应分辨率”功能
边缘探测器对运动目标敏感，主要负责检测动态目标，实现快速目标追踪 中心探测器含更多的目标信息，主要用于目标识别；因为探测器信息共享， 所以中心探测器分辨率不会太高，有利于实现快速精确目标识别
薄壳建筑
龟壳的背甲呈拱形，跨度大，包括许多力学 原理。虽然它只有2 mm的厚度，但使用铁 锤敲砸也很难破坏它。
建筑学家模仿龟壳进行了薄壳建筑
设计。这类建筑有许多优点：用料 少，跨度大，坚固耐用。薄壳建筑 也并非都是拱形，举世闻名的悉尼 歌剧院则像一组泊港的群帆。
原理仿生
结构仿生
外形仿生
信息仿生
拟人仿生
潜水艇
潜水艇在航行时会造成巨大的湍流
海豚游泳时身边的水流很小
鲸背效应：潜艇可以长时间潜航于冰海之下，但若想冰下发射导弹，
必须破冰上浮。受鲸鱼每隔10分钟必须破冰呼吸一次的启发，在潜艇顶 部凸起的指挥台围壳和上层建筑方面，作了加强材料力度和外形仿鲸背 处理，取得了鲸背效应。
Q&A
Q&A
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的 涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和 左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。此外，蜻蜒的飞行行为简单， 仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。
蛇通过感受器 探测到热源
田鼠
原理仿生
结构仿生
外形仿生
信息仿生
拟人仿生
颊窝是一个红外感受器，对周
围温度变化极为敏感，能感受 0.001℃的温度变化。这类蛇能 在夜间准确判断周围恒温动物 的位置
原理仿生
结构仿生
外形仿生
信息仿生
拟人仿生
飞机仿造蜻蜓的翅膀配重防止振颤
原理仿生
结构仿生
外形仿生
信息仿生
拟人仿生
仿生法在光电探测系统设计中的应用
仿生法在光电探测系统设计中的应用
1. 仿生法概述 2. 结构仿生法 3. 原理仿生法 4. 结构仿生和原理仿生在仿生光电探测系统设计中的应用 5. 仿生法的其它应用实例
仿生法在光电探测系统设计中的应用
1. 仿生法概述 2. 结构仿生法 3. 原理仿生法 4. 结构仿生和原理仿生在仿生光电探测系统设计中的应用 5. 仿生法的其它应用实例
Q&A
冷光灯
萤火虫体内蛋白酶的生物分解过程发光
仿生法在光电探测系统设计中的应用
1. 仿生法概述 2. 结构仿生法 3. 原理仿生法 4. 结构仿生和原理仿生在仿生光电探测系统设计中的应用 5. 仿生法的其它应用实例
原理仿生 结构仿生 仿生 外形仿生 信息仿生 拟人仿生
原理仿生
结构仿生
外形仿生
信息仿生
拟人仿生
红外测
蛇
热血动物身体 向外散热
中心分辨率高（黄斑区） 边缘分辨率低 中心视觉灵敏度高，对细节敏感 边缘对明暗敏感度高，运动敏感
其它……
复眼和人眼
光电探测系统的期望：
快速目标追踪
快速精确目标识别
仿生法在光电探测系统设计中的应用
1. 仿生法概述 2. 结构仿生法 3. 原理仿生法 4. 结构仿生和原理仿生在仿生光电探测系统设计中的应用 5. 仿生法的其它应用实例