仿生偏振导航传感器具有自主能力强、精度高、无误差积累等优势，是现在导航技术发展领域的研究热点。目前已研制成功的偏振导航传感器是通过模仿昆虫复眼偏振敏感单小眼结构，基于光电二极管检测原理，将偏振光信号转换为三路电压信号。那么当传感器视野内存在随机遮挡干扰时，难以从测量的信号中去除干扰，因此传感器的鲁棒性亟待提高。生物学家研究发现，昆虫复眼背部边缘区域中的偏振敏感多小眼结构能够增强偏振视觉系统的鲁棒性，降低视野内随机遮挡干扰的影响，使其在多种天气、光照条件下也能进行偏振光导航。所以模仿该结构设计偏振导航传感器是提高偏振导航鲁棒性的有效途径。　　首先，本文模仿昆虫偏振敏感多小眼结构，以课题组已研制的偏振光栅传感器为关键器件，设计了阵列式偏振导航传感器。该偏振导航传感器主要由工业镜头、偏振光栅传感器、USB控制器、PC等组成。　　其次，针对随机遮挡环境，基于线性灰度拉伸的Otsu阈值分割、3σ法则以及偏振阵列的灰度分布直方图特性，提出了一种具有鲁棒性的偏振光强提取算法；针对不同光照条件，通过分析各偏振方向的光强变化特性设计了一种自动曝光算法。　　然后，在Visual Studio2013平台下，基于MFC对话框项目和OpenCV，ActiveX控件开发了传感器的实时控制监控界面，实时采集、处理、显示和存储偏振信息。为降低代码量，提高系统软件运行速度，程序采用了多线程技术。基于Mscomm串口控件建立偏振导航传感器的串口通信，解决传感器与目标设备的通信问题。　　最后，对传感器进行了实验测试。传感器算法验证实验表明：不加算法时传感器在遮挡环境及不良光照条件下容易失灵，加算法后传感器满足导航要求；标定实验结果表明：该传感器性能稳定，经补偿后的室内误差±0.25°；传感器室外实验结果表明：在室外无干扰和有随机干扰的环境下，经过补偿后的传感器误差均在±1.5°内，该传感器在随机干扰下的测角精度和稳定性未受影响，具有一定的鲁棒性。　　本文研究的阵列式仿生偏振导航传感器结构简单，性能稳定，精度较高，鲁棒性好，为偏振导航传感器的发展提供了新思路。