Класифікація фасетних систем технічного зору

Автор(и)

  • Володимир Миколайович Боровицький Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського
  • Віталій Анатолійович Антоненко Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського

DOI:

https://doi.org/10.31649/1681-7893-2021-42-2-21-32

Ключові слова:

фасетна система, технічний зір, біологічно-подібний зір, оптична система, фотоприймач, обробка сигналів, автономні транспортні засоби

Анотація

У статті запропоновано класифікацію фасетних систем технічного зору. Згідно цієї класифікації усі системи розділяються на групи в залежності від типу оптичної системи, яка може бути представлена як комбінація мікролінз, оптичних волокон та об’єктива, та типу фотоприймачів – матричний, лінійний або одноелементний фотоприймач. Розглянуто побудову фасетних систем, виконаний аналіз їх переваг та недоліків, сформульовані рекомендації щодо вибору фасетної системи технічного зору.

Посилання

B. Custers, The Future of Drone Use, Hague: TMC Asser Press, 2016.

R. D'Andrea, «Guest Editorial Can Drones Deliver?,» IEEE Transactions on Automation Science and

Engineering, т. 11, pp. 647-648, 2014.

G. Gallego, T. Delbruck, G. Orchard, C. Bartolozzi, B. Taba, A. Censi, S. Leutenegger, A. Davison, J.

Conradt, K. Daniilidis та D. Scaramuzza, «Event-based Vision: A Survey,» arXiv, pp. 1-25, 2019.

J. Barrios-Avilés, T. Iakymchuk, J. Samaniego, L. D. Medus та A. Rosado-Muñoz, «Movement Detection

with Event-Based Cameras: Comparison with Frame-Based Cameras in Robot Object Tracking Using

Powerlink Communication,» Electronics, т. 7 (11), p. 304, 2018.

M. F. Land та D.-E. Nilsson, Animal Eyes, Oxford: Oxford Press, 2012, p. 271.

B. Schoenemann, H. Pärnaste та E. N. K. Clarkson, «Structure and function of a compound eye, more than

half a billion years old,» Proc. of NAS, т. 114 (51), pp. 13489-13494, 2017.

D. G. Stavenga та R. Clayton Hardie, Facets of Vision, Heidelberg: Springer Berlin, 1989, pp. 454,

https://doi.org/10.1007/978-3-642-74082-4.

V. Benno Meyer-Rochow, «Compound eyes of insects and crustaceans: Some examples that show there is

still a lot of work left to be done,» Insect Science, т. 22, pp. 461-481, https://doi.org/10.1111/1744-

12117, 2015.

«Compound eye,» [Онлайновий]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Compound_eye.

«Insect Senses,» 2009. [Онлайновий]. Available:

https://cals.arizona.edu/classes/ento415/LECTURES/ENTO415_Senses09.pdf.

C. Yang, J. Cao, Y. Zhang та Q. Hao, «Review of state-of-the-art artificial compound eye imaging

systems,» Bioinspir.Biomim., т. 14, pp. 44, https://doi.org/10.1088/1748-3190/aaffb5, 2019.

S. Jun Park, Bio-Inspired Optic Flow Sensors for Artificial Compound Eyes, Michigan: The University of

Michigan, 2014.

N. H. Franceschini, «Small Brains, Smart Machines: From Fly Vision to Robot Vision and Back Again,»

Proceedings of the IEEE, т. 102, pp. 751-781, DOI: 10.1109/JPROC.2014.2312916, 2014.

«The Amazing Housefly Part 2: Coolest Eye Ever,» 11 November 2009. [Онлайновий]. Available:

http://watchingtheworldwakeup.blogspot.com/2009/11/amazing-housefly-part-2-coolest-eye.html.

M. F. Land, «The optical structures of animal eyes,» Current Biology, т. 15, pp. 319-323,

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2005.04.041, 2005.

D. Keum, K.-W. Jang, D. S. Jeon, C. S. H. Hwang, E. K. Buschbeck, M. H. Kim та K.-H. Jeong, «Xenos

peckii vision inspires an ultrathin digital camera,» Light: Science & Applications, т. 7, p. 80, 2018.

K. Stollberg, A. Brückner, J. Duparré, P. Dannberg, A. Bräuer та A. Tünnermann, «The Gabor superlens as

an alternative waferlevel camera approach inspired by superposition compound eyes of nocturnal insects,»

Optics Express, т. 17, pp. 15747-15759, 2009.

C. Shi, Y. Wang, C. Liu, T. Wang, H. Zhang, W. Liao, Z. Xu та W. Yu, «SCECam: a spherical compound

eye camera for fast location and recognition of objects at a large field of view,» Optic Express, т. 25, pp.

-32345, 2017.

Z. Deng, F. Chen, Q. Yang, H. Bian, G. Du, J. Yong, C. Shan та X. Hou, «Dragonfly-Eye-Inspired

Artificial Compound Eyes with Sophisticated Imaging,» Advanced Functional Materials, т. 26, pp. 1995-

, doi: 10.1002/adfm.201504941, 2016.

F. M. Reininger, «Fiber Coupled Artificial Compound Eye». USA Патент US7376314B2, 20 05 2008.

F. M. Reininger, «Multihybrid artificial compound eye with varied ommatidia». USA Патент US

/0026592 A1, 2 02 2012.

D. Bo, D. Zhang та S. Zhuang, «Fabrication of large micro-structured high-numerical-aperture optofluidic

compound eyes with tunable angle of view,» Optic Express, т. 26, pp. 33356-33365, DOI:

1364/OE.26.033356, 2018.

R. Hornsey, P. Thomas, W. Wong, S. Pepic, K. Yip та R. Krishnasamy, «Electronic Compound-Eye Image

Sensor: Construction and Calibration,» Proc. SPIE, т. 5301, pp. 13-24, 2004.

R. Leitel, A. Brückner, W. Buß, S. Viollet, R. Pericet-Camara, H. Mallot, A. Bräuer, «Curved artificial

compound-eyes for autonomous navigation,» Proceedings of SPIE, т. 9130, p. 11, 2014.

F. Colonnier, A. Manecy, R. Juston, H. Mallot, R. Leitel, D. Floreano, S. Viollet, «A small-scale hyperacute

compound eye featuring active eye tremor: application to visual stabilization, target tracking, and shortrange

odometry,» IOP Publishing Ltd, т. 10, pp. 19, http://dx.doi.org/10.1088/1748-3190/10/2/026002,

S. Viollet, F. Ruffier, «Method for fabricating an artificial compound eye». DE Патент EP2306230B1, 21

2011.

Y. M. Song, Y. Xie, V. Malyarchuk, J. Xiao, I. Jung, K.-J. Choi, Z. Liu, H. Park, C. Lu, R.-H. Kim, R. Li,

K. B. Crozier, Y. Huang та J. A. Rogers, «Digital cameras with designs inspired by the arthropod eye,»

Nature, т. 497, pp. 95-99, 2013.

V. Borovytsky та V. Antonenko, «Biologically inspired compound eye,» Proc. of SPIE, т. 11369, 2019.

V. Borovytsky та V. Antonenko, «Image sensor with parallel signal processing for motion detection,» Proc.

of SPIE, т. 11351, 2020

V. Borovytsky та V. Antonenko, «Speed measurement sensor for an unmanned aerial vehicle». Ukraine

Патент u2019 07417, 2019.

F. Ruffier, S. Viollet, S. Amic та N. Franceschini, «Bio-inspired optical flow circuits for the visual

guidance of Micro-Air Vehicles,» Proceedings of the 2003 International Symposium on, т. 3, pp. 846,

DOI:10.1109, 2003.

S. Viollet, «Vibrating makes for better seeing: from the fly’s micro-eye movements to hyperacute visual

sensors,» Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, pp. 8, https://doi.org/10.3389/fbioe.2014.00009,

R. Juston та S. Viollet, «A miniature bio-inspired position sensing device for the control of micro-aerial

robots,» 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 1118-1124, doi:

1109/IROS.2012.6385937, 2012.

F. Wippermann, J.-C. Zufferey, D. Floreano, N. Franceschini, S. Viollet та F. Ruffier, «Artificial compound

eye and method for fabrication thereof». DE Патент EP2306230A1, 06 04 2011.

В. Боровицький та В. Антоненко, «Датчик швидкості для безпілотного літального апарату». Україна

Патент u 2019 07417, 03 07 2019.

D. L. Marks, H. S. Son, J. Kim та D. J. Brady, «Engineering a gigapixel monocentric multiscale camera,»

Optical Engineering, т. 51, p. 13, 2012.

Y. Wang, B. Cai, Y. Lu, X. Chen та K. Wang, «Optical system design of artificial compound eye based on

field stitching,» Microwave and Optical Technology Letters, т. 59, pp. 1277-1279, 2017.

D. R. Golish, E. M. Vera, K. J. Kelly, Q. Gong, P. A. Jansen, J. M. Hughes, D. S. Kittle, D. J. Brady та M.

E. Gehm, «Development of a scalable image formation pipeline for multiscale gigapixel photography,»

Optics Express, т. 20, pp. 22048-22062, 2012.

Q. Hao, Z. Wang, J. Cao та F. Zhang, «A Hybrid Bionic Image Sensor Achieving FOV Extension and

Foveated Imaging,» Sensors, т. 18, p. 14, 2018.

Z. Wang, J. Cao, Q. Hao та F. Zhang, «Combining compound eyes and human eye: a hybrid bionic imaging

method for FOV extension and foveated vision,» SPIE Proceedings, т. 11053, pp. 10,

https://doi.org/10.1117/12.2511336, 2019.

J.-C. Zufferey, A. Beyeler та D. Floreano, «Visual autopilot for near-obstacle flight». CH Патент WO

/127907 A1, 22 10 2009.

S. Viollet, F. Ruffier, A. Manecy та J. Diperi, «System for detecting a contrasted target». FR Патент WO

/177781 A1, 10 11 2016.

F. Ruffier та F. Expert, «Motion sensor assembly for determining the angular velocity of a moving contrast

in its field of view with a high accuracy». FR Патент WO 2014/063989 A1, 01 05 2014.

L. Kerhuel, F. Ruffier та S. Viollet, «Method and device for measuring the angular velocity of a luminance

transition zone and steering aid system for fixation and tracking a target comprising at least one such

luminance transition zone». FR Патент WO 2011/073085 A1, 07 06 2011.

J.-C. Zufferey, Bio-inspired vision-based flying robots, THÈSE NO 3194 (2005) ÉCOLE

POLYTECHNIQUE FÉDÉRALE DE LAUSANNE POUR L'OBTENTION DU GRADE DE DOCTEUR

ÈS SCIENCES Lausanne, 2005, 202 р., https://infoscience.epfl.ch/record/33663.

M. Ma, H. Li, X. Gao, W. Si, H. Deng, J. Zhang, X. Zhong, K. Wang, “Target orientation detection based

on a neural network with a bionic bee-like compound eye,” Opt. Express 28, 10794-10805 (2020)

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 109

Опубліковано

2022-10-24

Як цитувати

[1]
В. М. Боровицький і В. А. Антоненко, «Класифікація фасетних систем технічного зору», Опт-ел. інф-енерг. техн., вип. 42, вип. 2, с. 21–32, Жов 2022.

Номер

Розділ

Системи технічного зору і штучного інтелекту з обробкою та розпізнаванням зображень

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають