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工人日报 2010年08月12日 星期一

我“仿生红外鱼眼光学”技术获突破

“眼观六路”或成现实

《工人日报》(2010年08月12日 006版)

本报讯 (记者赵晓展)由我国学者提出的“基于视觉仿生的凝视红外成像全向感知技术”,突破了国际上相关研究的技术局限,实现全时日、全方位的实时信息获取,在仿生红外鱼眼光学研究领域达到国际先进水平,可广泛应用于天文气象、环境监测、公安边防、航空航天等领域。

该研究的相关论文发表于2010年第19期《科学通报》,作者是军械工程学院王永仲教授。

人们常说“眼观六路”,但科学研究表明,虽然人眼功能强大,却也局限颇多:如果眼球不转动,其观察景物的范围通常仅为前向46°;即使转动眼球,也只能在前向约140°范围内获取视觉信息。若想“眼观六路”,就必须摆头或转动身体,这样就会降低视觉信息的实时性。

与人类相比,近水面鱼类却能凝视水面上半球空域,即视角可达180°,“全向感知”一定距离内的场景信息。

能不能把鱼类的上述视觉功能用工程方法仿造,以此来减少人类的视觉盲区?近20年来,作为仿生学的一个重要分支,“红外鱼眼光学”研究在国际上悄然兴起。美国国防部1997年启动此研究,2001年制成具有初步视觉功能的样机(MIRIADS);2005年美国和欧洲公布相应发明专利,并于同年将此技术首先应用于民航机载。美国国防部更将其列为“可极大地增强维和部队和作战人员能力”、“能带来重大回报”的研究领域。

在我国,王永仲教授的同类工作从1988年起步,1995年公开发表自行设计的实用型中波红外鱼眼,比欧洲上述发明早十年。其所研制的“仿生微小型红外成像探测系统BMIRIDS”从1998年走向试用,比美国MIRIADS早3年,2003年获中国发明专利,比美国和欧洲同类专利早2年,并不断改进性能、拓展应用。

王永仲教授在论文中首次阐述模仿生物视觉功能的数理基础和工程实现技术,并依据自身实践,指出了红外鱼眼设计的特殊难点及攻克关键技术的思路与方法。在他看来,此研究的突出意义是可实现全时日(不分昼夜)、全方位(无盲区)的实时态势感知和信息获取,在天文气象、环境监测、公安边防、航空航天等领域有广阔应用前景。

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