图 1-1 蜻蜓复眼

研究人员发现，许多生物，比如沙蚁、蝗虫、墨鱼、蜜蜂等，能够利用眼睛里的独特结 构，感知偏振光并利用光的偏振现象进行路线和航向的确定。经过漫长的生物进化和自然选 择，形成了独具一格的偏振视觉功能，具备了适应生存环境的能力。这些昆虫的头背部具有 能感知天空偏振光模式的偏振敏感复眼，如图(1-1)所示的蜻蜓复眼，通过确定身体长轴与太 阳子午线之间的夹角，不断修正自己的航向，最终达到目的地。而分析昆虫的偏振敏感机制 和复眼结构，并进行模仿，这为研究一种新型导航传感器提供了思路。 

1。2  仿生偏振导航国内外研究现状

1。2。1 国外研究状况

1。2。2 国内研究状况

1。3 论文章节安排

本论文主要对基于偏振光的仿生导航方法进行研究。 第一章介绍了传统导航方法存在限制因素，以及研究基于偏振光的仿生导航的意义，并列举了国内外在偏振光仿生导航方面的研究现状。 第二章描述了天空散射光的原理，并介绍了几种偏振光的散射模型，最后提出了四种描来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-

述天空偏振光的数学表示方法。 第三章研究了大气偏振特性，并建立了大气偏振模型，结合提出了偏振角和偏振度的表

征方法，然后介绍了天体坐标系，在偏振角的基础上提出了滚转角和俯仰角取值不同时航向 角的计算方法，接着提出了方位角和高度角的计算方法，最后提出基于斯托克斯矢量的偏振 角和偏振度的获取方法。   

第四章分析了沙蚁利用偏振光进行导航的原理，并提出了点源式和图像式两种偏振测量 法，接着提出了偏振传感器模型，介绍了偏振信息检测单元的组成和算法，之后对传感器模 型进行了结构设计和软件设计，然后对传感器进行误差补偿，对补偿结果进行了分析。最后 进行了天空偏振光的采集实验，并给出了处理之后的图像。