具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：

一种大视场小像差龙虾眼成像系统，如图2所示，包括：物镜1、探测器3、信息处理与调控系统4以及位姿调整机构5。

本发明的目标探测系统的物镜1采用龙虾眼结构，如图1(a)所示，物镜1的每个小眼为微小四棱台；若干微小四棱台紧密布置，构成一个半球面；如图1(b)所示，该半球面可以看作是由互相紧贴但不同半径的立体圆环构成，立体圆环由多个微小四棱台绕一圈形成；圆环为立体球面的局部而非平面结构，立体球面曲率半径为R。

四棱台为上、下端面开口的中空结构，构成光线传播的微通道；光线从外侧端开口进入到四棱台内部，经过内壁反射面反射，从内侧端面出射，由探测器3接收。从物镜1最外围的一圈四棱台到中心的一圈四棱台，四棱台侧面的夹角(相邻两边的夹角)逐渐减小，由此可使得物镜1的焦距具有一定变化，越靠近中心的微通道焦距越长。由于微通道的焦距变化，物镜1在距离为R处的像面是平面而非球面。小眼的内壁面形为优化设计的自由曲面反射面，通过校正像差提高成像质量与光能利用率，使成像更加清晰并增强对比度。物镜1的特殊设计实现了在大视场范围内对目标的高分辨、多谱段(可见光、短波红外、中长波红外)平面成像。

探测器3是基于二维范德华异质PN结的多波段探测器，可对可见光及红外光进行成像，将目标辐射光转换为图像信息。

信息处理与调控系统4对多谱段探测器3获取的图像进行处理，对目标进行初定位，并向位姿调整机构5发出控制信号。对多谱段探测器3获取的图像进行分析识别，给出目标判别信息。

位姿调整机构5包括若干大行程制动器，制动器与成像系统连接，根据信息处理与调控系统4的信号，通过施加不同大小的电压，控制制动器运动，带动物镜1和探测器3转动方向，使系统中心与目标对准，便于对目标进行高分辨成像。

将小眼的内壁面形为优化设计的自由曲面反射面，用于校正像差提高成像质量，提高光能利用率。

实施例2：

一种大视场小像差龙虾眼成像系统，包括：仿生衍射物镜1、中继镜组2、探测器3、信息处理与调控系统4以及位姿调整机构5。

在实施例1的基础上，物镜中心位置的区域替换为单层或多层的谐衍射镜片结构，构成仿生衍射物镜，谐衍射面型通过利用光的不同级次，可使可见光、红外波段中部分谐振波长光的焦距相同，并且具有较高的衍射效率，使可见光、红外波段的轴向色差得到校正。然后传递至中继镜组2，使目标的辐射光最终汇聚于像面上一点。仿生衍射物镜1非中心位置的区域，多谱段光线在小眼内壁发生反射，由于仿生衍射物镜1中心的焦距值远大于仿生衍射物镜1最外围的焦距值，可以在可见光及红外波段实现中心视场的高衍射效率高分辨成像。

仿生衍射物镜1中心的衍射面型加工在薄膜材料上，相较于同等口径下的传统透镜，仿生衍射物镜更加轻薄，仿生衍射物镜1的外围微通道壁厚仅为毫米级，仿生衍射物镜1的中心厚度可达微米量级，其重量几乎可忽略，加工公差也更加宽松，利于实现系统的轻量化与小型化。相较于传统物镜，仿生衍射物镜的工作谱段为多谱段(可见光及红外三波段)，且具有兼顾大视场与高分辨、轻量化、大口径、加工精度要求较低、系统成本低等优点。

中继镜组2由若干透镜组成，压缩通过物镜1中心区域的谐衍射镜片的光线长度，使仿生衍射物镜1的中心谐衍射区域焦面与外围各圈微通道的焦面共面。

多谱段探测器3、信息处理与调控系统4以及位姿调整机构5与实施例1相同。

本发明的目标探测系统的工作运行过程为：

系统工作的基本模式是物镜1外围大视场多谱段高灵敏度探测，中心局部视场高分辨成像。当目标进入系统的探测视场范围，首先目标辐射的光线被物镜1接收，经过物镜1外围微通道结构的光线，像差得到校正，光能利用率得到提升，被聚焦成像到多谱段平面探测器3上，获得目标的多谱段图像，提供目标的方位探测图。信息处理与调控系统4对图像中的目标像进行分析，解算出目标位置，并向位姿调整机构5施加控制信号，改变制动器的行程，使光学系统光轴方向与目标预测位置一致。此时目标辐射的光线被物镜1再次接收，经过中继镜组2后在探测器3上成像，获得目标的多谱段高分辨图像。根据目标的多谱段方位图像和多谱段高分辨图像，由信息处理与调控系统对目标进行识别。

当本目标探测系统应用于目标告警情境时，告警系统的静态视场范围为170度。常规状态下，信息处理与调控系统4对位姿调整机构5施加规律变化的电压，使位姿调整机构5制动器行程改变，带动告警系统进行二维扫描，此时告警系统的视场范围可达到180度以上，这是目前传统透镜系统难以达到的。

一旦飞行器目标进入系统的大视场告警范围内，目标光源发出的光首先在物镜1的外围小通道内壁发生反射，被物镜1汇聚调制，聚焦至R处的平面上，在多谱段探测器3上成像。由于目标为多谱段成像，系统对可见、红外特性均敏感，大大提升了系统发现目标的能力。根据目标图像在整幅图像上的位置，由信息处理与调控系统4分析得到目标方位信息，通过对位姿调整机构5施加电信号，控制位姿调整机构5的制动器运动，从而控制告警系统朝向，使系统中心轴与目标方位大致相同。此时，目标光源发出的光再次被物镜1中心的谐衍射面汇聚至中继镜组2，并被传递到多谱段探测器3上进行成像，获得目标的高分辨多谱段图像。至此，获得目标的多谱段较低分辨像和高分辨像。信息处理与调控系统据此分析目标特性与特征，进行目标识别判别，给出预警信号或非关键目标信号。

本系统的应用情境可以是灾后搜救，探测被掩埋目标。系统光学参数可以不同。物镜1的面形可以不同，包括外围微通道的形状、排布方式、谐衍射面型及层数可以不同，可为普通衍射、谐衍射，可为单层衍射面或多层衍射面等。多谱段探测器3的材质可以不同。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。