题目：仿生大气偏振光检测传感器的研究

大气偏振对昆虫导航来说是至关重要的。生物学家研究表明，昆虫能够借助天空中的偏振进行导航定位，一是因为天空中存在一个相对稳定的偏振光分布模式，二是昆虫的视觉神经系统对太阳光偏振方向极其敏感。本文设计并实现了一种以Cyclone IV FPGA为核心仿生偏振传感器。主要内容包括以下几个方面：

1、 分析了昆虫利用偏振信息敏感机理，设计了仿昆虫复眼的偏振光接收结构。该结构内置四个偏振通道，分别放置滤光片、偏振片和光电二极管，用于接收外界偏振光信息；

2、 设计了以Cyclone IV FPGA为核心的仿生偏振传感器硬件系统，该系统包括偏振调制、光电转换、信号调理、A/D转换、存储、通信和电源模块，实现了对外界偏振光信号的转换、采集、存储、处理和输出；

3、设计了以Nios II软核为核心的软件系统，满足传感器调试和运行应用程序的需求，并且设计基于LabVIEW的上位机显示系统，满足了传感器测量数据实时显示需求，同时降低了程序显示的复杂性；

4、 通过仿生偏振传感器精度分析，设计了小视场角的偏振通道，解决光电二极管探测角分辨率低的问题；分析了误差来源，提出了基于最小二乘法原理的标定方法，计算系统误差参数。

      测试实验表明，经过参数标定后的传感器，在理想偏振光条件下测量偏振方位角的误差范围在±0.30°，初步证明了仿生偏振传感器的有效性。