[發明專利]復眼攝像裝置及復眼系統

有效

• 申請號: 201911173889.2
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN112866512B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張曉林;徐越;谷宇章;郭愛克
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

本發明涉及一種復眼攝像裝置及一種復眼系統。所述復眼攝像裝置包括排成一行或一列的復數個小眼，每個所述小眼均包括光學元件和對應的感光單元，每個所述小眼列至少對應于一個小眼列視平面，小眼列視平面通過小眼列中各小眼的光心以及各小眼的至少一個感光單元的中心附近，每個感光單元至少與一個小眼列視平面相交，每個感光單元的視線通過感光單元的中心與所在小眼的光心，處理器被配置為基于感光單元接收的信息生成圖像，并對圖像進行處理來獲得有關被攝對象的信息。所述復眼系統可以包括上述復眼攝像裝置。利用上述復眼攝像裝置可以從不同方向進行二維平面或者立體探測，有利于獲取準確的二維和三維空間信息。

技術領域

本發明涉及光學成像領域，尤其涉及一種復眼攝像裝置和一種復眼系 統。

背景技術

動物界中，復眼指的是一種由大量的單眼組成的視覺器官，主要在昆 蟲及甲殼類等節肢動物身上出現，以復眼類昆蟲為例，其復眼中每個單眼 均具有晶狀體(類似于微透鏡)以及對應于晶狀體設置的感光細胞，這些 感光細胞會將感光信息傳遞到昆蟲的腦神經系統，從而有效地計算自身與 所觀察物體的方位和距離，即實現立體視覺，這有利于復眼類昆蟲進行快 速判斷和反應。

人工復眼技術是受動物的獨特復眼結構啟發而發展起來的技術。同傳 統光學系統相比，人工復眼具有體積小、重量輕、視場大以及靈敏度高等 優點，因而具有廣泛的應用前景。關于人工復眼技術的研究涉及雷達系統、 導彈的導引裝置、微型飛行器、艦艇搜索與跟蹤系統、夜視設備、微型復 眼相機、機器人等領域。例如，人工復眼技術可以用在智能機器人的視覺 系統中，系統通過對人工復眼探測器收集到的外界信息進行處理，可以實 現對目標的識別、跟蹤、測速等等。

但是，目前公開的人工復眼通常采用復數臺相機或者相機陣列，利用 不同相機獲得對稱圖像，再通過算法進行立體匹配，以獲得立體視覺。這 與動物的復眼的原理不同，并不能算是真正意義上的復眼，不僅體積大， 需要的計算成本也很大。

發明內容

本發明提供一種復眼攝像裝置，采用了仿生結構設計，目的是獲取準 確的三維空間信息，實現更佳的立體視覺功能。本發明另外提供了一種包 括所述復眼攝像裝置的復眼系統。

一方面，本發明提供的一種復眼攝像裝置包括小眼列和處理器，所述 小眼列，所述小眼列包括復數個光學上互不干涉且排成一列的小眼，每個 所述小眼均包括光學元件和設置在所述光學元件的焦平面附近的至少一個 感光單元，所述光學元件用來朝向被攝對象并接收視野內入射的光束，其 中，每個所述小眼列至少對應于一個小眼列視平面，所述小眼列視平面通 過所述小眼列中各小眼的光心以及每個小眼的至少一個感光單元的中心附 近，每個所述感光單元至少與一個所述小眼列視平面相交，每個所述感光 單元的視線通過所述感光單元的中心與所在小眼的光心；所述處理器被配 置為基于所述小眼中的感光單元接收的信息生成圖像，并對所述圖像進行 處理來獲得有關被攝對象的信息。

可選的，所述小眼列中，每個小眼包括一個所述感光單元，且各個所 述感光單元的視線在所述小眼列的視野內互不交叉。

可選的，所述小眼列中，每個小眼包括一個或兩個以上的所述感光單 元，且至少一個所述感光單元的視線在所述小眼列的視野內與其它所述感 光單元的視線交叉。

可選的，所述復眼攝像裝置包括兩個以上的所述小眼列，不同所述小 眼列的小眼列視平面之間形成一夾角，每個所述小眼屬于一個或兩個以上 的所述小眼列。

可選的，多個所述小眼列中依次鄰接構成小眼陣列，所述小眼陣列中 的各個所述小眼的光學元件在蜂窩形曲面內排布或者在二維平面內排布。

可選的，所述處理器包括單復眼像成像單元，所述單復眼像成像單元 被配置為在獲得各個所述小眼中的所述感光單元的信息后，將視線互不交 叉的全部或部分所述感光單元的信息進行處理并組成圖像，以得到至少一 幅單復眼像。