文献综述
研究课题的背景技术
为了适应科技发展对测量技术的更高要求，美国国家仪器公司NI(NationalInstruments)在上世纪首次提出了虚拟仪器的概念。虚拟仪器由硬件和软件两部分构成，其中硬件有计算机、I/O接口设备，软件有I/O接口软件、驱动程序、应用软件开发环境[1]。与传统测量仪器相比，虚拟仪器特点在于[2]：（1）开创了“软件即是仪器”先河，将计算机技术与仪器技术结合起来使得仪器的性能更高。（2）只需更新少量硬件甚至不更新硬件就可以实现系统的改进和升级，拓展性强（3）仪器由自己定义（4）具有很强的数据处理、存储和分析能力。
图形化编程语言 Lab View[3], 是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。Lab View主要应用的领域有：（1）测试测量。如基于Lab View设计测定温度和压力的化学虚拟仪器[4] ，利用Lab View实现运动物体的加速度测量与运动分析[5],基于Lab View的信号分析[6]（2）控制，利用Lab View实现温度控制[7],, 以LabView为平台构建PLC虚拟控制对象:十字路口交通灯、运料小车等,实现PLC对虚拟对象的控制[8],基于Lab View控制步进电机[9]操作方便，且控制效果较好，基于LabView虚拟仪器技术控制工业机器人[9]。（3）仿真，利用Lab View的数学运算函数可以很方便的而实现设备的模拟、仿真工作。如基于LabView实现数字电路的仿真[10]，基于Lab View的交通灯仿真设计[11]等。
数据采集系统常见的结构有三种[12]：多通道分时复用数据采集系统、多通道同步数据采集系统和分布式数据采集系统，其中多通道同步数据采集系统是目前数据采集系统的主流设计结构。多通道同步高速数据采集系统在许多场合都有着广泛的应用[13]。例如，信噪比较低的随机信号辨识中的相关分析法，4G 通信方案中，多输入多输出（MIMO: Multiple-InputMultiple-Out-put）天线系统。
目前，对运动物体进行非接触式测速的方法主要有：（1）超声波测速[14]，超声波测速测距的基本原理是利用其反射特性。超声波发生器发射一定频率的超声波遇到障碍物后产生反射波,超声波接收器接收到反射波信号，并将其转换成电信号，测量发射波与回波之间的时间间隔Delta;t，并根据公式R=(Delta;t·v)/2计算距离(v为超声波传播速度)，再根据距离变化量与两次测量时间间隔之比计算车辆运动速度。超声波的特点是：方向性好。由于超声波频率高,波长短,衍射现象不显著，所以超声波的传播方向性好，容易得到定向而集中的超声波束。（2）雷达测速[15]，其原理是通过向运动着的物体(比如车辆)发射一定频率的无线电波，并检测物体反射回来的电波频率与发射频率的差别，利用这个差别，来计算运动物体的速度，实现对车速的检测。（3）激光测速[16]，激光多普勒测速是利用激光多普勒效应来测量流体或固体运动速度的技术。当激光照射在运动物体上,会在物体表面发生漫反射现象,被运动物体散射回来的光线相对于入射光线将会发生一个偏移量,通过分析偏移量从而推算出物体的运动速度。激光检测具有1、远距离测量；2、测量范围广；3、测量精度高；4、响应时间短的优点。（4）视频检测[17]。视频检测技术目前多用于车辆测速和机器人视觉等领域，该方法通过对摄像机拍下的连续图像的分析（包含静态图像和动态图像分析方法），实现对运动目标的检测。其中主要的检测方法有：差帧法、背景减法和光流法。
复眼是一种高效、迅捷的视觉导航系统，它具有大视角、动目标快速定位和神经简答的特点[18]。复眼是一种由不定数量的小眼组成的视觉器官，每个小眼都有角膜、晶椎、色素细胞、视网膜细胞、视杆等结构，是一个独立的感光单位，在成像时每个小眼只能形成一个像点，众多小眼形成的像点拼合成一幅图像[19]。家蝇的复眼约由4000个小眼组成，蝶、蛾类的复眼约有28000个小眼。昆虫的复眼不仅只有导航的作用，更能使昆虫高效迅速地对外界环境做出反应，完成飞行、捕食、弊害等行为。本次课题中借鉴了复眼的结构特点，旨在模拟复眼的数据处理机制验证系统实现运动检测的可行性。
在本次课题中，基于Lab View环境下采用多个二极管发射和接收信号搭建多通道数据采集系统，将光电二极管摆成二维环形阵列来模拟昆虫的复眼结构，并将采集到的数据通过相关算法分析[20]从而实现动目标快速定位与测速的研究。
研究课题的意义和价值
本课题通过基于Lab View平台搭建的仿昆虫复眼结构测速系统，具有动目标快速定位、测速、测距功能，具有很好的使用前景。在测速、测距方面，此系统操作方便，计算迅速，多通道传输数据保证了计算结果的准确性，可用于测距传感器、标定和交通测速等。此外，快速定位功能可用于解决机器人视觉]问题，协助进行导航、规避障碍，且具有反应迅速，感应范围大的特点。
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