[发明专利]复眼摄像装置及复眼系统

说明书

本发明涉及一种复眼摄像装置及一种复眼系统。所述复眼摄像装置包括排成一行或一列的复数个小眼，每个所述小眼均包括光学元件和对应的感光单元，每个所述小眼列至少对应于一个小眼列视平面，小眼列视平面通过小眼列中各小眼的光心以及各小眼的至少一个感光单元的中心附近，每个感光单元至少与一个小眼列视平面相交，每个感光单元的视线通过感光单元的中心与所在小眼的光心，处理器被配置为基于感光单元接收的信息生成图像，并对图像进行处理来获得有关被摄对象的信息。所述复眼系统可以包括上述复眼摄像装置。利用上述复眼摄像装置可以从不同方向进行二维平面或者立体探测，有利于获取准确的二维和三维空间信息。

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一种复眼摄像装置和一种复眼系 统。

背景技术

动物界中，复眼指的是一种由大量的单眼组成的视觉器官，主要在昆 虫及甲壳类等节肢动物身上出现，以复眼类昆虫为例，其复眼中每个单眼 均具有晶状体(类似于微透镜)以及对应于晶状体设置的感光细胞，这些 感光细胞会将感光信息传递到昆虫的脑神经系统，从而有效地计算自身与 所观察物体的方位和距离，即实现立体视觉，这有利于复眼类昆虫进行快 速判断和反应。

人工复眼技术是受动物的独特复眼结构启发而发展起来的技术。同传 统光学系统相比，人工复眼具有体积小、重量轻、视场大以及灵敏度高等 优点，因而具有广泛的应用前景。关于人工复眼技术的研究涉及雷达系统、 导弹的导引装置、微型飞行器、舰艇搜索与跟踪系统、夜视设备、微型复 眼相机、机器人等领域。例如，人工复眼技术可以用在智能机器人的视觉 系统中，系统通过对人工复眼探测器收集到的外界信息进行处理，可以实 现对目标的识别、跟踪、测速等等。

但是，目前公开的人工复眼通常采用复数台相机或者相机阵列，利用 不同相机获得对称图像，再通过算法进行立体匹配，以获得立体视觉。这 与动物的复眼的原理不同，并不能算是真正意义上的复眼，不仅体积大， 需要的计算成本也很大。

发明内容

本发明提供一种复眼摄像装置，采用了仿生结构设计，目的是获取准 确的三维空间信息，实现更佳的立体视觉功能。本发明另外提供了一种包 括所述复眼摄像装置的复眼系统。

一方面，本发明提供的一种复眼摄像装置包括小眼列和处理器，所述 小眼列，所述小眼列包括复数个光学上互不干涉且排成一列的小眼，每个 所述小眼均包括光学元件和设置在所述光学元件的焦平面附近的至少一个 感光单元，所述光学元件用来朝向被摄对象并接收视野内入射的光束，其 中，每个所述小眼列至少对应于一个小眼列视平面，所述小眼列视平面通 过所述小眼列中各小眼的光心以及每个小眼的至少一个感光单元的中心附 近，每个所述感光单元至少与一个所述小眼列视平面相交，每个所述感光 单元的视线通过所述感光单元的中心与所在小眼的光心；所述处理器被配 置为基于所述小眼中的感光单元接收的信息生成图像，并对所述图像进行 处理来获得有关被摄对象的信息。

可选的，所述小眼列中，每个小眼包括一个所述感光单元，且各个所 述感光单元的视线在所述小眼列的视野内互不交叉。

可选的，所述小眼列中，每个小眼包括一个或两个以上的所述感光单 元，且至少一个所述感光单元的视线在所述小眼列的视野内与其它所述感 光单元的视线交叉。

可选的，所述复眼摄像装置包括两个以上的所述小眼列，不同所述小 眼列的小眼列视平面之间形成一夹角，每个所述小眼属于一个或两个以上 的所述小眼列。

可选的，多个所述小眼列中依次邻接构成小眼阵列，所述小眼阵列中 的各个所述小眼的光学元件在蜂窝形曲面内排布或者在二维平面内排布。

可选的，所述处理器包括单复眼像成像单元，所述单复眼像成像单元 被配置为在获得各个所述小眼中的所述感光单元的信息后，将视线互不交 叉的全部或部分所述感光单元的信息进行处理并组成图像，以得到至少一 幅单复眼像。