生物学界昆虫复眼的视觉特点激发了科学家们研究模仿的兴趣。模仿生物复眼结构设计成像系统，是希望可以获得体积小、视场大、能够快速跟踪移动物体的系统特性。　　 本论文研究的仿生复眼目标探测系统目前已经能够实现物点的三维定位以及物体轮廓测量，目标定位的精度在2％。提高目标定位系统精度主要依靠两个两方面:一是提高系统物像标定的精度;二是提高目标像点位置的计算精度。本文的研究内容主要集中在物像标定关系确定后，如何改进目标像点位置的计算精度上。　　 通过分析仿生复眼的成像机制，我们了解到目标探测定位系统的成像面上的目标像点是具有一定尺寸的像斑，形状大小与仿生复眼视觉系统中子眼的位置和成像光束角度相关。成像光斑的定位方法:灰度重心法、曲面拟合法+、几何中心法、图像匹配法等都有其适用条件。因为像斑形状的无规律性，简单套用上述光斑位置的计算方法是不适宜的。为此，论文从像斑能量分布的角度出发提出了一种较为适于复眼成像位置计算的方法:能量对称法。这种方法以主光线在像斑上的坐标定义像斑重心，以主光线像点是像斑能量积分的对称中心的原理来获得像斑重心（即像斑位置）。为了研究算法的可行性，论文应用能量对称法对理论模拟像斑和实验像斑进行了实际计算，计算表明理论像斑位置可以通过能量对称法准确得到;利用实验像斑位置计算入射光线角度也达到了较为理想的计算精度0.5％。论文采用传统的灰度重心法同步计算，与能量对称方法形成对比。　　 论文中仿生复眼成像机制的分析、偏歪成像模型的建立也是论文的一个主要研究内容。在偏歪成像模型建立的基础上，应用焦点附近三维光场理论，我们成功地仿真了仿生复眼像斑，为检验重心算法提供了理论模型。实验检验像斑重心算法的部分，为了获得质量良好的数据图像，直方图规定化、高斯滤波等方法被一一应用。