飞行时间测距成像相机 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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法比奥雷蒙蒂诺 著

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店铺： 中关村图书大厦旗舰店

出版社： 国防工业出版社发行部

ISBN：9787118109658

商品编码：11183075610

出版时间：2016-08-01

基本信息

商品名称： 飞行时间测距成像相机	出版社： 国防工业出版社发行部	出版时间：2016-08-01
作者：法比奥.雷蒙蒂诺	译者：孙志斌	开本： 16开
定价： 89.00	页数：213	印次： 1
ISBN号：9787118109658	商品类型：图书	版次： 1

《光影织境：三维世界的信息解码》 引言 在浩瀚的宇宙与我们身处的微观世界之间，存在着一个共通的语言，那就是光。光，以其恒定的速度，携带着关于物体、环境以及它们之间空间关系的海量信息。而人类，正是通过感知和解读这些光影信息，构建起对现实世界的认知。长久以来，我们依赖双眼提供的立体视觉，但这种方式在某些极端环境下显得捉襟见肘，例如在光线昏暗的夜晚、浓雾弥漫的清晨，亦或是面对快速移动或难以触及的目标时。更进一步，即便在理想的视觉条件下，眼睛提供的信息维度也是有限的，无法直接量化距离，也难以捕捉到物体表面细微的纹理和形变。 本书《光影织境：三维世界的信息解码》并非直接介绍某种特定成像技术的原理或应用，而是深入探讨一个更为根本性的议题：如何通过对光与物体相互作用的精确测量，解锁出超越传统二维图像的信息维度，从而绘制出真实三维世界的全貌。我们将从物理学的基础出发，追溯光与物质交互的本质，然后逐步展开，介绍一系列能够捕捉和分析这些交互信息的方法和技术。本书的目标是为读者构建一个宏观的认知框架，理解“成像”的深层含义，以及如何超越可见光的束缚，从光的各个维度去“看见”和“丈量”我们所处的世界。 第一章：光的本质与物质的对话 万物皆由原子构成，而原子又由更小的粒子组成，它们之间通过电磁力相互作用。光，作为一种电磁波，与物质的每一次相遇，都伴随着能量的交换和信息的传递。当光子遇到物体时，可能会发生反射、折射、吸收、散射等多种现象。这些现象的发生，都与物体的材质、表面形貌、内部结构以及光的波长、强度、偏振等特性息息相关。 光的性质：波粒二象性与信息载体 本书将首先回顾光的基本性质，包括其波动性和粒子性。作为一种能量的载体，光的信息量巨大，其频率、振幅、相位等参数都编码了物质世界的丰富信息。 我们将探讨光如何与物质的电子云发生相互作用，从而产生反射和透射。例如，光滑的表面倾向于发生镜面反射，将光线定向反射；粗糙的表面则会发生漫反射，将光线散射到各个方向。这些不同的反射模式，本身就蕴含了关于物体表面粗糙度的信息。 此外，光的吸收和透射现象也为我们提供了关于物质成分和光学特性的线索。不同材料对特定波长光的吸收程度不同，这是光谱分析的基础。同时，光的折射现象，即光在不同介质中传播速度发生变化，也揭示了介质的折射率，这是分析透明或半透明物体的重要参数。 光与物质的相互作用：信息的源泉 本书将详细阐述不同类型的光与物质相互作用，及其蕴含的信息。 反射： 镜面反射与漫反射的几何学差异，以及它们如何反映物体表面的光滑度。我们将探讨镜面反射中，入射角与反射角的关系，以及通过分析反射光的方向，可以推断出表面法线的方向，这是构建三维模型的基础。 折射： 光线穿过不同介质时角度的变化，与介质折射率的关系。这对于理解镜头成像、光线穿行于空气、水、玻璃等介质时发生的变化至关重要。 吸收： 不同物质对不同波长光的吸收特性，揭示了物质的化学成分和颜色。本书将探讨如何通过测量吸收光谱来识别物质。 散射： 光线在传播过程中遇到不均匀介质或微小粒子时发生的随机偏离。散射是理解雾、云、烟等环境中光线传播的关键，也是许多成像技术（如激光雷达）的基本原理之一。 偏振： 光波电场振动方向的特性。许多物体表面的反射光会产生偏振，通过分析偏振信息，可以进一步揭示物体的材质和表面状态，甚至穿透某些散射介质。 第二章：测量的艺术——从二维到三维的跨越 传统的成像技术，如我们日常使用的相机，主要捕捉的是光线在二维平面上的投影，形成一张照片。这张照片记录了亮度、颜色等信息，但缺失了最重要的维度——深度。要构建真实的三维世界，我们需要引入“测量”的概念，即定量地获取场景中各点到观测者的距离信息。 距离测量的基本原理：时间、角度与三角学 本书将从最基本的物理原理出发，介绍距离测量的核心思想。 时间测量（Time-of-Flight, ToF）： 如果我们能知道光从发射到返回所需的时间，并且知道光的传播速度，那么就可以直接计算出距离。这就像是通过测量声音的回声来判断距离一样，只不过这里是“光的回声”。光速极快，因此需要极其精确的时间测量能力。 角度测量与三角测量： 通过在不同位置观察同一物体，或者利用已知基线的两个视点，通过测量物体在两个视点上的角度差异，利用三角学的原理，可以推算出物体到观测者的距离。这类似于我们用两只眼睛看东西时，大脑通过两眼视差来感知深度。 结构光与图案投影： 将预设的光学图案（如条纹、点阵）投射到场景中，然后观察这些图案在物体表面变形后的样子。通过分析图案的形变，可以推断出物体的三维形状。例如，平坦表面上的条纹会保持均匀间距，而凹凸不平的表面则会使条纹发生弯曲和拉伸，这种变化与表面的高度息息相关。 多维度信息的融合：构建完整的三维模型 单一的测量方法往往只能获取部分信息。例如，ToF可以提供深度，但可能缺乏颜色信息；三角测量可以提供三维坐标，但可能依赖于场景中的特征点。 本书将强调多传感器融合和多算法协同的重要性。通过结合不同的成像原理和测量技术，我们可以克服单一技术的局限性，构建出更精确、更丰富的三维模型。例如，将深度信息与彩色图像信息相结合，可以生成带有真实色彩的深度图。 第三章：信息解码的工具箱 在理解了光与物质的对话以及距离测量的基本原理后，本书将深入介绍实现这些测量的具体技术和方法。这些技术共同构成了一个强大的“信息解码工具箱”，使我们能够以前所未有的方式“看见”世界。 基于光传播时间测量的技术 激光雷达（LiDAR）： 通过发射激光脉冲，并测量激光从发射到被物体反射后返回的时间，来计算距离。LiDAR能够快速、精确地测量出大范围内的三维点云数据，广泛应用于自动驾驶、机器人导航、地形测绘等领域。本书将探讨不同类型的LiDAR（如机械式、固态式），以及它们在测距精度、扫描速度、功耗等方面的权衡。 飞行时间相机（Time-of-Flight Camera）： 类似于LiDAR，但通常集成在一个紧凑的设备中，能够一次性获取整个图像帧的深度信息。这些相机通常使用LED光源或激光二极管，通过测量每个像素处光信号的往返时间来生成深度图。本书将探讨其工作原理，以及与传统相机的区别。 基于光路分析和三角测量的技术 立体视觉（Stereo Vision）： 利用两台或多台不同视角的相机，通过比较同一物体在不同图像中的位置差异（视差），计算其三维坐标。这是模仿人类双眼视觉的原理，是目前成本效益较高的一种三维重建技术，广泛应用于机器人视觉、增强现实等领域。本书将深入探讨视差计算的算法，以及基线、焦距等参数对重建精度的影响。 结构光成像（Structured Light Imaging）： 投影已知光学图案（如条纹、点阵）到场景中，然后通过相机捕捉变形后的图案，并进行解算以获得深度信息。这种技术通常具有较高的精度和速度，常用于三维扫描、人脸识别等应用。本书将分析不同图案的优劣，以及算法的鲁棒性。 其他先进的成像与测量方法 光场相机（Light Field Camera）： 能够同时记录光线的方向和强度信息，从而实现在拍摄后调整焦点、改变视角等功能，并且可以从中提取出深度信息。 相干成像技术（如全息术）： 利用光的干涉和衍射特性，记录下物体的完整光波信息，可以实现高精度的三维重构。 多光谱与高光谱成像： 扩展了可见光范围，捕捉特定波段的光信息，用于物质识别、环境监测等。 第四章：超越“看见”——三维信息的应用前景 本书最后将目光投向这些先进的成像和测量技术所带来的无限可能。通过获取精确的三维信息，我们能够以前所未有的方式理解和改造我们的世界。 工业自动化与机器人： 精准的三维感知使机器人能够精确地抓取、搬运、组装物体，提升生产效率和灵活性。 自动驾驶与交通： LiDAR和立体视觉等技术为车辆提供了对周围环境的实时三维认知，是实现安全自动驾驶的关键。 增强现实与虚拟现实： 精确的三维场景重建是构建沉浸式AR/VR体验的基础，使得虚拟信息能够与真实世界无缝融合。 医疗健康： 精准的三维扫描用于手术规划、疾病诊断（如CT、MRI），以及康复训练。 文物保护与文化遗产： 对珍贵文物进行高精度三维扫描，便于研究、修复和数字化保存。 地理信息系统与测绘： 通过无人机搭载LiDAR等设备，能够快速获取高精度的三维地形数据。 智能安防与监控： 三维信息有助于更准确地识别目标、追踪轨迹，提升安全监控的智能化水平。 结语 《光影织境：三维世界的信息解码》旨在为读者打开一扇通往三维感知世界的大门。它不拘泥于单一的技术细节，而是从更宏观、更根本的层面，探讨了如何利用光与物质的相互作用，以及测量艺术，来揭示隐藏在二维图像背后的丰富三维信息。通过理解这些基本原理和技术，我们能够更好地把握未来的科技发展方向，并预见它们如何深刻地改变我们的生活和工作方式。我们相信，通过不断探索和创新，人类将能够以更全面、更深刻的方式“看见”和理解这个复杂而迷人的三维世界。

评分☆☆☆☆☆

《飞行时间测距成像相机》这个书名，让我立刻联想到了一系列可能极其复杂但又极具吸引力的技术细节。我一直对那些能够“看到”事物本身，而不仅仅是二维投影的技术非常着迷，而“飞行时间测距”听起来就是一种非常直接且基于物理本质的测量方式。我猜测这本书会非常详尽地解释“飞行时间”的测量原理，不仅仅是笼统地说“测量时间差”，而是会深入到如何精确地发出光脉冲，如何捕捉微弱的反射信号，以及如何处理纳秒甚至皮秒级别的时间差。更重要的是，它如何将这些分散的距离信息整合成一张“成像”。我很好奇它会介绍什么样的探测器阵列，是CMOS还是CCD，亦或是更专业的SPAD（单光子雪崩二极管）？以及这些探测器如何与信号处理单元协同工作，将原始数据转化为具有深度信息的图像。书中会不会探讨这种技术的固有挑战，例如多路径效应、背景光干扰、以及如何实现低功耗和小型化设计？对于那些想要了解究竟是什么让“飞行时间测距成像”技术成为可能，并且希望一窥其背后工程实现细节的读者，这本书很可能就是一座宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《飞行时间测距成像相机》听起来就充满了科技感和未来感，我一直对这类尖端技术充满好奇。想象一下，能够以“飞行时间”为原理来测量距离，并且还能形成图像，这简直就像科幻电影里的场景变成了现实。我在网上看到这本书的简介，虽然没有具体的内容，但仅从书名就能勾勒出一个大致的轮廓。它应该涉及到光学的原理，比如光速不变，以及如何利用激光或其他光源发射出去，然后测量其往返的时间差来计算距离。更令人兴奋的是，它还能成像，这意味着这种技术不仅仅是简单的测距，而是能够生成三维的空间信息，或者说是一种全新的视觉方式。我特别好奇这本书会如何解释其成像的机理，是利用点阵扫描，还是通过某种特殊的传感器阵列？它会介绍现有的技术在哪些领域得到了应用？比如自动驾驶汽车中的环境感知，还是工业生产中的精密测量？亦或是医疗领域的非接触式扫描？书中会不会提及这种技术的优势和局限性？比如精度、速度、成本，以及在不同环境下的表现？例如，在强光或雾霾环境下，它的成像效果会不会受到影响？读完这本书，我希望能对“飞行时间测距成像”这一概念有一个深刻的理解，并对其未来的发展潜力有更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

《飞行时间测距成像相机》这个书名，一出现就在我的脑海中勾勒出一幅充满未来科技感的画面。它不仅仅是一个相机，更是一种能够“感知”空间深度的新型设备。我一直对那些能够为机器赋予“视觉”能力的技术非常着迷，而“飞行时间测距”这个概念，让我联想到了一种非常直接且高效的距离测量方式。我非常好奇这本书会如何深入解析这项技术的底层原理。它是否会从介绍光是如何传播的开始，然后逐步深入到如何精确地测量光脉冲从发射到返回所经过的时间？以及最重要的，它如何将这些海量的距离数据转化成一幅具有深度信息的“图像”。我希望书中能够详细介绍成像系统的构成，比如光源的设计（是连续波调制还是脉冲发射？），探测器的类型（是ToF传感器还是SPAD阵列？），以及数据采集和处理的流程。这本书会不会探讨该技术在不同应用场景下的性能表现？例如，在自动驾驶、机器人导航、安防监控，甚至是虚拟现实和增强现实等领域，它能带来怎样的变革？我对这种能够“看到”三维世界的相机技术充满了好奇。

评分☆☆☆☆☆

最近偶然瞥见了《飞行时间测距成像相机》这本书的书名，脑海中立刻浮现出一种充满精密计算和创新设计的画面。我一直在关注与3D视觉和空间感知相关的技术，而“飞行时间测距”这个词汇本身就暗示了一种基于时间差来构建深度信息的方法。这与传统的立体视觉或者结构光技术在原理上可能有着显著的区别。我很好奇这本书会如何深入浅出地讲解“飞行时间”这个概念在成像过程中的应用。它是否会从基础的物理学原理开始，逐步过渡到相机系统的具体设计？比如，它会详细介绍光源的选择（是脉冲激光还是其他形式的光源？），探测器的响应速度和灵敏度，以及如何精确地同步发射和接收信号。而且，“成像”这个部分更是引人遐想。它不仅仅是获取距离信息，而是要将这些信息转化为可视化的图像。这本书会不会阐述不同的成像算法？比如，是逐点扫描成像，还是全局一次性成像？它如何处理反射率、材质以及场景的复杂性对成像质量的影响？我设想这本书会为读者揭示这项技术背后是如何克服挑战，实现高精度、高分辨率的测距成像的。对于热衷于了解前沿技术如何改变我们感知世界方式的读者来说，这本书的潜力是巨大的。

评分☆☆☆☆☆

单单是“飞行时间测距成像相机”这个书名，就足以激发我内心深处对于科学探索的渴望。它传递的信息是如此的直接且充满科技感，让人不由自主地开始想象这项技术的强大之处。我一直对那些能够突破传统成像方式的技术抱有浓厚的兴趣，而“飞行时间测距”这个概念，暗示了一种利用光速这一宇宙常数来丈量空间维度的方式，这本身就充满了哲学上的吸引力。我期待这本书能够清晰地阐述这种技术的物理基础，以及它在实际应用中所涉及的关键工程挑战。比如说，它会介绍如何产生具有特定参数的光信号（例如短脉冲宽度、精确的波长），以及如何设计能够高效接收和量化反射信号的传感器。更重要的是，它如何将这些离散的测量点转化成能够被我们理解的三维空间信息。这本书是否会探讨不同的数据处理和图像重建算法？它是否会涉及如何克服环境因素（如大气条件、物体表面特性）对测量精度的影响？对于那些渴望了解现代光学和传感技术如何融合，并催生出全新的感知能力的书籍，这本书无疑具有巨大的吸引力。