仿生偏振光导航中信息获取及姿态解算方法研究

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仿生偏振光导航中信息获取及姿态解算方法研究
偏振光导航是在对膜翅目昆虫如沙蚁、蜜蜂、蝗虫、蟋蟀等导航机理的生物学研究基础上发展起来的一种灵活而简便的导航方法,是视觉导航的重要内容,其所依赖的大气偏振模式是地球固有的自然属性,具有稳定性分布的特点,在短时间内很难人为破坏和干扰,特别适合在弱/无卫星信号的陌生环境下实现自主导航,因此该方法无论是在军事领域还是在民用领域,都有着十分诱人的应用前景。正是在这一背景下,本文在对昆虫利用偏振光导航的仿生学研究基础上,结合现代导航理论和方法,提出利用大气偏振模式实现运载体空间姿态参数获取的自主导航方法。
对昆虫利用偏振光导航的生物机理进行研究是发展偏振光导航方法的基础。我们总结了文献中对昆虫利用偏振光导航的行为学、解剖学和电生理学的相关研究成果,获取了利用偏振光导航的生物模型。
分析了昆虫复眼背部边缘区小眼偏振感知的生物学机理,在此基础上,提出了四通道偏振光传感器及偏振光传感器阵列的制作方法和实现途径,为偏振信息获取和偏振光导航方法的发展奠定了良好的基础。大气偏振数据的准确获取与处理是实现精准导航的必要环节。
我们利用Matlab软件,对瑞利散射模型 ...

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