[发明专利]一种仿生超分辨成像传感器及成像方法

权利要求书

1.一种仿生超分辨成像传感器，其特征在于：包括旋转双光楔(1)、仿复眼探测相机组(2)、分光镜(3)、仿复眼凝视相机组(4)、图像处理模块(5)、中央控制器(6)和伺服电机(7)；旋转双光楔(1)用于调整场景中感兴趣区域在视野中的位置；仿复眼探测相机组(2)用于模拟昆虫复眼实现大视场成像，能够对目标可能存在的区域进行大视场探测；分光镜(3)将入射光线分为正交的两束光，分别进入仿复眼探测相机组(2)和仿复眼凝视相机组(4)成像；仿复眼凝视相机组(4)用于实现小凹成像效果，对感兴趣区域清晰成像；图像处理模块(5)对于接收的图像的重叠区域进行超分辨率重构，实现重叠区域的清晰成像，并实现感兴趣区域的识别和判断，将结果输出到中央控制器(6)中；中央控制器(6)根据参数和阈值对比控制伺服电机(7)的相位调整，进而调节旋转双光楔(1)的凝视点位置，实现感兴趣区域的优化凝视；

旋转双光楔(1)的光轴与仿复眼凝视相机组(4)的光轴重合，分光镜(3)和仿复眼凝视相机组(4)的光轴成45°角，仿复眼探测相机组(2)的光轴与旋转双光楔(1)的光轴垂直，仿复眼探测相机组(2)和仿复眼凝视相机组(4)的成像结果可以输送到图像处理模块(5)中，图像处理模块(5)通过接收和处理不同的相机组的成像实现工作模式的选择。

2.如权利要求1所述的一种仿生超分辨成像传感器，其特征在于：所述的仿复眼探测相机组(2)是由多个子眼相机组成的成像阵列，水平子眼相机视场角度设计重叠，竖直的子眼相机视场角度设计重叠，相邻子眼相机的图像存在视场重叠；仿复眼凝视相机组(4)是由多个子眼相机组成的成像阵列，水平子眼相机视场角度设计重叠，竖直的子眼相机视场角度设计重叠，相邻子眼相机的图像存在视场重叠；仿复眼凝视相机组(4)中的子眼相机的视场角要小于仿复眼探测相机组(2)中的子眼相机的视场角；所述的仿复眼探测相机组(2)包含的子眼相机数量和子眼相机的视场角度根据探测视场角度范围大小和仿复眼探测相机组(2)体积大小而定；所述的仿复眼凝视相机组(4)包含的子眼相机数量和子眼相机的视场角度根据凝视视场角度范围大小和仿复眼凝视相机组(4)体积大小而定；子眼相机的感光元件采用CCD或CMOS。

3.如权利要求2所述的一种仿生超分辨成像传感器，其特征在于：仿复眼探测相机组(2)中包含四个子眼相机，水平方向的子眼相机和竖直方向的子眼相机成十字排列；水平子眼相机的视场角为18.26°，水平子眼相机视场角度重叠为9.13°，在水平方向上实现视场角扩大1.5倍，即27.39°；竖直子眼相机的视场角设计为13.75°，竖直的子眼相机视场角度设计重叠6.87°，在竖直方向上实现视场角扩大1.5倍，即20.62°；在仿复眼探测相机组(2)中，通过子眼相机阵列实现大视场成像；图像处理模块(5)对成像区域进行超分辨率重构和感兴趣区域探测；

仿复眼凝视相机组(4)中包含四个子眼相机，水平方向的子眼相机和竖直方向的子眼相机成十字排列；水平子眼相机的视场角设计为4.08°，水平的子眼相机视场角度设计重叠2.04°，在水平方向上实现视场角扩大1.5倍，即6.12°；竖直子眼相机的视场角设计为3.06°，竖直的子眼相机视场角度设计重叠1.53°，在竖直方向上实现视场角扩大1.5倍，即4.59°；与仿复眼探测相机组(2)相比，仿复眼凝视相机组(4)的视场小，能对感兴趣区域更清晰成像，实现类似人眼的小凹成像效果。