自然界中昆虫的复眼具有许多优点,其中包括大视场、对动态物体高度灵敏、结构紧凑等。除此之外,方向导航也是复眼的重要特征之一,这使得昆虫能够快速、准确地探测到物体的方向。因此,曲面仿生复眼在探测目标方位方面具有很大的潜力。目前曲面仿生复眼在目标探测方面仍存在很大困难。难以采集准确无畸变的信息,而且在大视场中目标的方向与所获得的图像之间的存在严重的非线性关系。现有仿生复眼系统只是为目标定向检测提供了定性分析,而且没有比较合适的标定和检测方法。在本文中,受到蜜蜂复眼结构特点的启发,设计并制作了类似蜜蜂复眼的光纤型复眼。在光纤型复眼中,我们将光纤作为它的中继系统,这充分利用光纤的传输特点和柔韧性。光纤的使用解决了曲面的成像面与平面传感器不兼容的问题,保证了信息传输中不会发生干扰,而且也避免了子眼之间会发生串扰。光纤型复眼的这些优点保证了信息的准确性,这为之后的目标方向检测提供了重要的前提条件。曲面仿生复眼获得的图像与目标的方位之间存在着严重的非线性关系,需要建立有效的模型来检测目标的方位。我们采用了一种将虚拟圆柱模型与神经网络结合的方向标定方法,它可以建立起了采集的图像与空间中目标方向之间的非线性映射关系。在标定过程中,将曲面仿生复眼作为整体在同一个世界坐标系中进行标定,而不是对每个子眼分别进行标定,因此不需要精确知道各子眼之间的相对位置和轴向。这些优点有效地减少了标定误差,使标定过程更加简洁,从而有助于提高目标定检测的精度,而且对于具有可变子眼的复眼系统是可扩展的。为验证该方法的可行性,根据此标定方法搭建了标定系统平台来进行标定实验。验证实验表明,本文中采用的方法能够利用光纤型复眼实现方向的定量检测。因此,在目标检测与跟踪、无人机避障、方向导航控制等方面具有很大的应用潜力。