《全天域仿生複眼偏振光自主導航機理研究》是依託南京理工大學，由白宏陽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：全天域仿生複眼偏振光自主導航機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：白宏陽
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
師從自然的仿昆蟲複眼偏振光自主導航方法近幾年受到了越來越多的重視，迫切需要進行深入的研究。本項目針對現有方法通常考慮晴朗天氣下的理想大氣偏振模式採用Rayleigh散射仿真模型不能準確表征混濁大氣下雲層散射對天空偏振光的反射和退偏的不足，提出引入統計學中Monte Carlo隨機過程模擬光子傳播過程，建立混濁大氣偏振模式的精確表征模型；提出將偏振度作為數據聚類依據，分析和建立太陽和天頂固定時空關係模型，推導姿態變換關係和精確求解載體空間姿態角的方法；在此基礎上，借鑑蜜蜂複眼視覺導航原理，提出並設計一種充分利用複眼偏振光信息將光流法和卡爾曼濾波器結合執行實際光流和預測光流的疊代匹配，修正路徑積分的累積位置誤差的機理和方法，給出實際設計參數和精度判據，揭示全天域仿生偏振光自主導航機理。本項目的研究進一步完善了仿生複眼導航理論模型，對國防軍事等領域未來的自主導航具有非常重要的科學研究意義。
結題摘要
本項目針對現有方法通常考慮晴朗天氣下的理想大氣偏振模式採用Rayleigh散射仿真模型不能準確表征混濁大氣下雲層散射對天空偏振光的反射和退偏的不足，提出引入統計學中Monte Carlo隨機過程模擬光子傳播過程，建立了混濁大氣偏振模式的精確表征模型；提出將偏振度作為數據聚類依據，分析和建立太陽和天頂固定時空關係模型，推導姿態變換關係和精確求解載體空間姿態角的方法；提出了一種基於轉動慣量的航向角解算算法，通過對稱軸檢查有效獲取了載體的航向信息，同時亦提出了一種基於軟邊緣支持向量機仿生偏振光航向解算方法，利用機器學習中的支持向量機方法抑制雲、陰天等惡劣天氣的干擾，同時將光流法和卡爾曼濾波器結合執行實際光流和預測光流的疊代匹配，進行成像穩定和位置預測，給出了實際設計參數和精度判據，構建了試驗演示系統，揭示了全天域仿生偏振光自主導航機理。本項目的研究進一步完善了仿生複眼導航理論模型，對國防軍事等領域未來的自主導航具有非常重要的科學研究意義。
