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[按需印刷]仿生偏振光导航方法

9787030420978

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江西吉安

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作者高隽//范之国

出版社科学

ISBN9787030420978

出版时间2020-01

装帧平装

页数188页

货号737591672240

上书时间2023-11-30

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仿生偏振光导航方法

ISBN
9787030420978

定价
78

作者
高隽，范之国著; 编; 译;

开本
B5

装帧
平装

页数
188

出版时间
2015年12月

出版社
科学出版社

内容介绍

基于自然偏振特性的仿生偏振光导航是利用地球自然属性之一的大气偏振模式，获取罗盘信息的一种新型自主仿生导航方法，涉及生物学、信息科学、光学、大气科学等多门学科，是多学科的交叉与融合。本书从自然界的偏振现象出发，介绍了生物的偏振视觉、沙蚁的导航行为学及其偏振光感知机理，在此基础上详述了仿生偏振光导航传感器设计、航向译码模型的建立和大气偏振模式的特性和表征方法，最后介绍了基于大气偏振模式的罗盘信息获取方法和仿生偏振光导航平台。

目录

目录第1章生物的偏振视觉1 1.1 自然界中的偏振现象1 1.2 大气偏振模式2 1.3 生物的偏振视觉4 1.4 仿生偏振光导航的内涵6 参考文献7 第2章沙蚁的导航行为学9 2.1 沙蚁的导航机制9 2.2 沙蚁导航信息的来源10 2.3 偏振光导航11 2.3.1 沙蚁的偏振光罗盘11 2.3.2 沙蚁的里程计16 2.4 地标导航19 2.4.1 地标导航行为19 2.4.2 Snapshot模型21 参考文献22 第3章沙蚁的偏振光感知机理24 3.1 复眼24 3.1.1 复眼的结构24 3.1.2 DRA26 3.1.3 沙蚁的复眼28 3.2 POL神经元29 3.2.1 POL神经元的响应机制29 3.2.2 偏振敏感神经系统31 参考文献33 第4章仿生偏振光导航传感器34 4.1 仿生模型34 4.1.1 偏振光感知模型34 4.1.2 偏振信息处理过程35 4.2 传感器的设计37 4.2.1 传感器的结构37 4.2.2 传感器的电路39 4.3 误差分析41 4.3.1 传感器的标定41 4.3.2 测角误差分析45 4.3.3 误差补偿方法47 参考文献51 第5章仿沙蚁偏振光导航的航向译码模型53 5.1 沙蚁偏振信息处理的模型猜想53 5.2 仿沙蚁POL神经元响应的航向译码模型55 5.2.1 模型结构56 5.2.2 模型验证57 5.3 APPO模型60 5.3.1 模型结构61 5.3.2 模型训练62 5.3.3 模型仿真66 参考文献68 第6章生物偏振光导航的紫外悖论70 6.1 紫外悖论的十种假设70 6.2 偏振光测角的光谱特性73 6.2.1 测试方法73 6.2.2 不同光谱下的测角结果74 6.3 紫外悖论的解释78 参考文献80 第7章大气偏振模式的表征82 7.1 粒子散射原理82 7.1.1 瑞利散射原理82 7.1.2 米氏散射原理84 7.2 大气偏振模式的瑞利表征方法88 7.2.1 光线传输坐标系88 7.2.2 瑞利散射模型89 7.3 大气偏振模式的Berry表征方法91 7.3.1 天空中的中性点91 7.3.2 Berry散射模型92 7.4 蒙特卡罗散射模型94 7.4.1 蒙特卡罗算法过程94 7.4.2 蒙特卡罗算法建模表征96 7.5 散射模型的复平面表征97 参考文献100 第8章大气偏振模式的特性101 8.1 偏振模式检测方法101 8.2 瑞利天气下的偏振模式103 8.2.1 全天偏振模式的变化特性103 8.2.2 大气偏振模式的光谱特性107 8.3 环境因素对大气偏振模式的影响109 8.3.1 天气因素对偏振模式的影响109 8.3.2 地表因素对偏振模式的影响112 8.4 大气偏振模式的对称性114 8.4.1 大气偏振模式对称性理论解析114 8.4.2 实际大气偏振模式对称性117 参考文献120 第9章大气偏振模式导航方法121 9.1 导航坐标系与参考基准121 9.1.1 坐标系定义121 9.1.2 参考基准123 9.2 局部天空偏振模式导航方法124 9.2.1 单传感器航向角获取124 9.2.2 测角歧义性问题125 9.2.3 局部天空导航方法的局限性127 9.3 全天空偏振模式导航方法128 9.3.1 对称性模型与提取方法128 9.3.2 航向角计算方法130 9.4 偏振模式对称性参数反演的航向角获取算法133 9.4.1 算法思想133 9.4.2 算法实现134 9.4.3 结果分析139 9.5 偏振模式图像对称性检测的航向角获取算法141 9.5.1 算法思想142 9.5.2 算法实现142 9.5.3 结果分析147 参考文献150 第10章仿生偏振光导航平台152 10.1 利用偏振光信息的导航策略152 10.1.1 单信息源的偏振光导航方法152 10.1.2 多信息源组合导航方法154 10.1.3 基于仿生偏振光/GPS/地磁的多信息源组合导航方法156 10.2 组合导航平台160 10.2.1 平台总体结构160 10.2.2 系统架构161 10.2.3 系统控制方案163 10.2.4 组合导航平台的实现166 10.3 实验与分析168 10.3.1 单信息源的仿生偏振光导航实验168 10.3.2 偏振光/GPS/地磁多信息源组合导航实验171 参考文献178 彩图180

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