仿生眼

摘要： 仿生眼的研究已经有很多年历史。生物材料国际顶尖杂志《生物材料》刊登澳大利亚生物医学工程研究人员完成的一项新突破,为视力严重障碍和失明患者重见光明带来希望。澳大利亚悉尼大学与新南威尔士大学研究人员合作研发的一款名为“Phoenix99仿生眼”的新设备,可帮助严重视力障碍和失明患者恢复视力。

摘要： 香港大学研发3D仿真眼未来有望让让失明人士重见光明对于人类来说,在五官中眼睛是最重要的,要完成现实世界中的任何事情都需要用到眼睛,可想而知眼睛对我们的重要性,对于看不到东西的盲人来说是很痛苦的一件事情。香港科技大学的一支团队就为盲人带来了福音,他们开发了一款3D人造仿生眼球,可以让盲人恢复视力,重见光明。仿生眼球的大小与人眼相当,直径略大于2CM,整体构造也与镇眼球高度相似,外壳由铝制钨做成。人造视网膜中集成了大量的纳米传感器,理论上成像的分辨率已经超过了人眼。人眼能分辨的光强度,仿生眼都能非常接近地方便出来。仿生眼球的感光灵敏度非常接近人眼,对光变化的响应速度甚至比人眼还要快。

摘要： 针对传统柑橘园林机器人云台视野范围小、定位精度低等问题,在仿生眼平台上,提出一种基于连续自适应均值偏移(CAM shift)算法和变结构比例-积分-微分(PID)控制器相结合的目标跟踪方法.具体包括效仿人类眼颈的结构特点,设计一个4自由度的仿生眼视觉平台;建立仿生眼的成像模型,提出一种相机外参数自适应标定方法,以解决仿生眼平台外参数会随着相机位姿改变而不断变化的问题;提出基于CAM shift的仿生眼目标跟踪算法,成功实现了对于目标的持续跟踪;为提高仿生眼系统在饱和非线性特性下的动态响应性能,提出采用基于抗饱和(anti-windup)的变结构自适应PID控制器来设计仿生眼控制系统.以柑橘为研究对象,在设计的仿生眼平台上开展实验.结果表明:本文方法左眼平均中心位置像素误差(CPE)为7.2,右眼CPE6.1,均小于设计所要求的CPE10,且每帧图像处理过程小于0.1 s.系统能满足实际应用,具有较高的鲁棒性和准确性.

摘要： 美国著名女作家海伦·凯勒在《假如给我三天光明》里写过这样一段话:当我睁开眼睛,发现自己竟然什么也看不见,眼前一片黑暗时,我像被噩梦吓到一样,惊恐、悲伤极了,那种感觉让我永远难以忘怀。这是海伦·凯勒失明后内心的真实写照,也是千千万万盲人的心声。如果能重见光明,那该有多好!如今,一款超级仿生眼的问世将使这一梦想成为现实。

摘要： 据Newscientist 2020年5月19日消息,香港科技大学科学家研发出模仿人眼结构的人造眼。在仿生眼的设计中,模拟半球形视网膜与大量视细胞的结构与功能是一大难点。该人造眼通过包含了紧密排布的钙钛矿光敏纳米线的人工视网膜,模仿人眼的光感受器,使得仿生眼能“看见”字母。作为概念验证装置,目前该人造眼的分辨率不高。但通过该设计方法,有望大幅提高纳米线密度,从而实现比人眼更高的分辨率。相关研究成果发表于《自然》期刊。

摘要： 最近,香港科技大学与美国的科学家团队共同开发了世界上第一个3D人工眼球。经过测试,其功能要优于现有的仿生眼,甚至部分性能超越人眼。结果发表在国际著名期刊Nature杂志,题目为“A biomimetic eye with a hemispherical perovskite nanowire ar⁃ray retina”。研究人员将纳米光电传感器元件阵列集成到和人眼尺寸相当的由铝和钨制成的仿人类视网膜的半球形膜中,通过密封在软胶管中液态金属(共晶镓-铟合金)制成的细软电线,将人工视网膜上的信号传输到外部电路进行信号处理。

摘要： 经过生物技术、材料科学的发展及对视功能和视网膜神经科学的研究,目前主要有两种视网膜假体用于临床,分别是Argus?II和alpha-IMS.视网膜假体主要通过获取图像、图像转化、内层视网膜产生激动的途径来部分重建外层视网膜的功能,使视觉信息通过视神经传递到视皮质,达到视觉重建的目的.%With the advances in biotechnology , material science and understanding of visual and retinal neuroscience, there are two kinds of retinal prostheses in clinical practice now : Argus? II and alpha-IMS.The retinal prostheses can partly rebuild the function of outer retinal by image capture , image transla-tion, and inner retina activation, from where visual information can be relayed to the visual cortex by the op -tic nerve.(Int Rev Ophthalmol, 2019, 43: 25-29)

摘要： 大家读过《假如给我三天光明》这本书吧?那是一个盲人发自心底的最大渴望。什么时候能让这些盲人有机会看一眼周围的世界呢?别着急,随着3D打印技术的发展,一种仿生眼有可能为盲人带来光明。这种仿生眼球是使用3D打印技术在一种很柔软的材料上打印的,由于添加了很多光线感受器,能够大大提高视力质量。

摘要： In order to let robot own eyes like human and help human overcome the limits of time and space to see more different 3D world with the help of robot eyes,a bionic eye platform with six degrees of freedom(DOF)was created based on human eyes' structure characteristics and movement characteristics.And based on this bionic eye platform and the research achievements of how human eyes watch 3D world,a stereopsis control function of bionic binocular based on visual feedback was put forward. At first,feature points from synchronous images captured from left camera and right camera were extracted,matched and filtered to get correct feature point pairs. Then three degrees of freedom's motor control parameters of left eye and three degrees of freedom's motor control parameters of right eye were calculated according to these feature point pairs.At last,all six motor controllers adjusted two eyes' relative position to get proper 3D images. After the eye movement in the experiment,the process from capturing images to all motor controllers finishing adjusting two eyes'relative position took a few hundred milliseconds,which achieved proper 3D images could be gotten in time no matter which way to move the bionic binocular.Not only can this function make robot eyes more similar to human eyes,but it can also help us to extend our eyes by the help of robot eye.%为了让机器人也能够拥有人类一样的眼睛,也为了让人们更好的借助机器人的眼睛克服在时间和空间上的限制,看到更多不一样的立体世界,基于人眼的结构特点和运动特性,设计了一个具有6个自由度的仿生眼平台.基于该仿生眼平台以及前人对人眼观看立体世界双眼工作机理的研究成果,提出了一种基于视觉反馈的仿生双眼的立体视控制方法.对左右眼摄像机采集的同步图像进行特征点提取、匹配以及一系列过滤筛选得到准确的特征点对,利用这些特征点对来分别计算左右眼各3个自由度的电机调节参数,最后反馈给电机控制器调节双眼相对位置来获取合适的3D图像信号输出.实验中眼球产生运动后,从图像信号进入到最后电机反馈调节结束耗时均在300 ms以内,实现了可动仿生双眼在运动中均可近乎实时的保证良好的3D视频信号输出.本文方法不仅能够使机器人眼在功能上更加接近人眼,也能够使人们通过机器人眼实现自身在视觉上的延伸.

摘要： 感知仿生是智能机器人的重要发展趋势之一,仿生眼是典型的视觉仿生系统.分析了仿生眼的关键技术,对仿生眼机构设计、仿生眼运动控制、视觉三维感知与理解等关键技术的研究现状进行了综述并对国内外的研究状况进行了分析,对仿生眼应用进行了展望.

摘要： 本发明公开了一种蛙眼仿生检测方法，该方法通过蛙眼检测器检测对目标图像进行边缘特征、凸边轮廓特征、运动物体与背景的亮度对比特征和变暗区域特征进行检测，并通过多特征信息融合模块将上述特征信息进行进行融合，筛选过滤冗余数据。本发明还公开了一种采用蛙眼仿生检测方法的摄像机，能够自然过滤和筛选冗余信息，具有低功耗、低带宽和低存储需求的特点，可有效节约高清/超高清视频的采集、传输和存储资源，还可以实现移动触发录像、运动物体检测和跟踪、障碍物识别等功能，在无人驾驶、无人机和物联网中将具有广阔的应用潜质。

摘要： 本申请公开了一种仿生眼、仿生眼机器人及基于其的轨迹追踪方法和装置。该基于仿生眼机器人的轨迹追踪方法包括根据仿生眼机器人建立线性模型；基于所述线性模型，建立全状态反馈控制系统；在所述全状态反馈控制系统中，基于预设轨迹的期望值和预设关节角度期望值，得到仿生眼追踪目标过程中关节所需要的角度和角加速度；还包括：采用LQR线性二次最优控制器计算所述全状态反馈控制系统中的参数K，通过建立能量函数使得能量消耗达到最小，以使线性仿生眼的头眼协调运动为最优控制，其中参数K为系统参数。本申请解决了仿生眼机器人的处理方法中效果不佳的技术问题。通过本申请实现了多个自由度线性仿生眼头眼协调进行目标追踪，并且达到目标追踪的最优控制。

摘要： 本发明提供一种对周围环境进行三维重建、识别的仿生眼装置、仿生眼设备及图像构建方法，可模拟人眼运动的方式做运动。该仿生眼装置包括图像捕捉设备、驱动图像捕捉设备运动的动力装置和底座，所述图像捕捉设备通过支撑关节轴承、第一联动机构和第二联动机构连接于底座，通过控制所述第一联动机构和所述第二联动机构来带动所述装置进行相应的运动和图像捕捉。该仿生眼设备主要利用图像捕捉设备自身运动信息和视觉图像信息结合来进行三维重建，应用于智能机器人的运动导航上，这项技术拥有先进的优势。

摘要： 本发明提供一种可任意角度注视、三维重建的仿生眼装置及仿生眼设备，仿生眼装置包括：仿生眼球框，具有球形或近球形容纳空间；悬置于仿生眼球框开口的仿生眼球壁；内套于仿生眼球壁的仿生眼球，仿生眼球、仿生眼球壁、和仿生眼球框共属同一球心；通过直径轴而在仿生眼球内从外向内依次布设的摄像机、电机、和转轮；通过电机运作来控制转轮在仿生眼球框内壁上的运动朝向和运动距离，从而带动仿生眼球转动在仿生眼球壁内绕球心灵活转动，实现仿生眼球任意角度转动、注视以及三维重建。

摘要： 本申请公开了一种基于仿生眼机器人的轨迹追踪方法及装置、仿生眼、仿生眼机器人。该基于仿生眼机器人的轨迹追踪方法包括根据仿生眼机器人建立线性模型；基于所述线性模型，建立全状态反馈控制系统；在所述全状态反馈控制系统中，基于预设轨迹的期望值和预设关节角度期望值，得到仿生眼追踪目标过程中关节所需要的角度和角加速度；还包括：采用LQR线性二次最优控制器计算所述全状态反馈控制系统中的参数K，通过建立能量函数使得能量消耗达到最小，以使线性仿生眼的头眼协调运动为最优控制，其中参数K为系统参数。本申请解决了仿生眼机器人的处理方法中效果不佳的技术问题。通过本申请实现了多个自由度线性仿生眼头眼协调进行目标追踪，并且达到目标追踪的最优控制。

摘要： 本发明公开了一种仿生眼动眼控制系统和仿生眼动眼控制方法。其中，该方法包括：将图像给定特征和反馈回来的图像特征相减，得到图像平面内的误差；再将图像平面内的误差与增益矩阵相乘，得到目标在图像平面内的变化速度；最后利用雅克比矩阵对目标在图像平面内的变化速度进行变换处理，得到第一至第四步进电机中任一步进电机的运动速度，从而通过第一至第四步进电机的运动速度的控制实现对仿生眼的控制，实现了稳定有效地模仿人眼实现扫视、平滑追踪和趋异运动的技术效果。

摘要： 本发明提供一种对周围环境进行三维重建、识别的仿生眼装置、仿生眼设备及图像构建方法，可模拟人眼运动的方式做运动。该仿生眼装置包括图像捕捉设备、驱动图像捕捉设备运动的动力装置和底座，所述图像捕捉设备通过支撑关节轴承、第一联动机构和第二联动机构连接于底座，通过控制所述第一联动机构和所述第二联动机构来带动所述装置进行相应的运动和图像捕捉。该仿生眼设备主要利用图像捕捉设备自身运动信息和视觉图像信息结合来进行三维重建，应用于智能机器人的运动导航上，这项技术拥有先进的优势。

摘要： 本发明提供一种可任意角度注视、三维重建的仿生眼装置及仿生眼设备，仿生眼装置包括：仿生眼球框，具有球形容纳空间；悬置于仿生眼球框开口的仿生眼球壁；内套于仿生眼球壁的仿生眼球，仿生眼球、仿生眼球壁、和仿生眼球框共属同一球心；通过直径轴而在仿生眼球内从外向内依次布设的摄像机、旋转电机、行进电机、和转轮；转轮通过齿轮连接固定于行进电机，行进电机套设于旋转电机的电机轴上；行进电机带动转轮在仿生眼球框内壁上行进来控制转轮转动距离；旋转电机带动行进电机和转轮绕直径轴旋转来控制转轮的朝向。旋转电机和行进电机协调运作带动仿生眼球在仿生眼球壁内绕球心运动，实现仿生眼球任意角度转动、注视以及三维重建。

摘要： 本实用新型提供一种可任意角度注视、三维重建的仿生眼装置及仿生眼设备，仿生眼装置包括：座架；悬置于所述座架的仿生眼球壁；活动内套于所述仿生眼球壁的仿生眼球，所述仿生眼球和所述仿生眼球壁共属同一球心；所述仿生眼球内置有摄像机；设于所述座架上且与所述仿生眼球连接的平面运动机构，通过所述平面运动机构来控制所述仿生眼球在所述仿生眼球壁内绕所述球心作任意角度地转动，实现仿生眼球任意角度转动、注视以及三维重建。

摘要： 本实用新型提供一种仿生眼装置及仿生眼设备，该仿生眼装置包括眼球罩，内置于眼球罩的仿生眼球，在所述眼球罩后半部的内罩壁上布设有电磁体，而在所述仿生眼球后半部的外球壁上则设有永磁体，通过控制所述眼球罩中内罩壁上不同电磁体的通断来吸引或排斥永磁体，从而带动所述仿生眼球进行相应的运动，实现仿生化，使得装配有该仿生眼装置的仿生眼设备可以做到任意角度转动、注视，追踪物体移动，识别，对周围环境三维重建。我们的仿生眼主要利用眼球运动信息和视觉图像信息结合来进行三维重建，对于后期的手眼、头眼以及眼睛和自身运动协调上，这项技术拥有不可比拟的优势。