BF:光斑定位技術 易亞星,李忠科,白東穎,何鳴 國防工業齣版社 978711811400 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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易亞星，李忠科，白東穎，何鳴 著

圖書標籤:

• 光斑定位
• 激光測量
• 圖像處理
• 精密儀器
• 光學技術
• 國防科技
• 測量技術
• 易亞星
• 李忠科
• 白東穎

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118114003

商品編碼：29406691332

包裝：平裝

齣版時間：2017-11-01

基本信息

書名:光斑定位技術

定價：56.00元

售價：44.8元

作者:易亞星,李忠科,白東穎,何鳴

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2017-11-01

ISBN：9787118114003

字數：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

編輯推薦

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內容提要

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《光斑定位技術》圍繞基於光斑位置檢測的激光檢測技術展開，詳細論述瞭光電測量的分支——光斑定位技術及其應用。全書共分為兩篇：篇重點闡述光斑位置檢測技術的原理及相關器件；第二篇詳細論述瞭光斑定位技術在同軸度測量、傾角測量、錶麵三維形態監測、牙頜局部變形及咬閤運動虛擬再現等方麵的應用。
　　《光斑定位技術》內容涉及光學、機械、電子、計算機等諸多學科的交叉滲透，以軍事、醫學和水電領域的實際需求為背景，以光斑位置測量技術為基礎，是光電測量技術理論與實踐的統一體。
　　《光斑定位技術》可以作為計算機測量、激光檢測等專業的高校學生理論聯係實踐的輔導教材，還可作為相關領域科研人員的參考資料。

目錄

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篇 光斑定位技術
第1章 光電測量技術
1．1 引言
1．2 光電測量技術特點與分類
1．2．1 光電測量技術特點
1．2．2 光電測量技術分類
第2章 光斑位置檢測技術
2．1 光斑位置測量技術
2．1．1 光斑位置測量概述
2．1．2 光斑位置測量技術
2．2 光斑位置測量技術應用
2．2．1 同軸度測量技術
2．2．2 建築變形測量技術
2．2．3 光學三維麵形測量技術
2．2．4 激光三維麵形測量技術
2．2．5 運動測量技術
2．3 光斑位置測量中的數據處理
第3章 光斑位置檢測器件
3．1 實現光斑位置檢測的器件
3．1．1 CCD器件
3，1．2 CMOS圖像傳感器
3．1．3 PSD器件
3．2 半導體激光準直光源
3．2．1 激光二極管（LD）
3．2．2 準直透鏡
3．2．3 整形棱鏡
3．2．4 驅動電路
3．3 PSD器件
3．3．1 橫嚮光電效應簡介
3．3．2 PSD性能指標
3．3．3 影響PSD測量精度的因素
3．4 PSD光斑定位技術
3．4．1 PSD應用的原則
3．4．2 光斑定位算法
3．4．3 與光斑定位有關的二維錶快速檢索算法
3．4．4 PSD器件非綫性誤差的神經網絡修正方法
3．4．5 一維光斑位置傳感器非綫性誤差修正
3．5 環境光的影響與消除
3．5．1 環境光的影響模式
3．5．2 消除環境光影響的方法
3．5．3 試驗結果
3．6 用一維PSD實現二維檢測
3．6．1 擴大PSD量程的方法
3．6．2 用一維PSD實現二維檢測
3．7 光綫定位技術
3．8 CMOS圖像傳感器用作光斑位置傳感器的研究
3．8．1 結構形式及物鏡幾何畸變的校正
3．8．2 基於OV9120的光斑位置傳感器設計
3．9 大相對孔徑半導體激光準直鏡的設計
3．9．1 半導體激光束經圓孔的耦閤效率
3．9．2 三片式大相對孔徑激光準直物鏡的設計
……

第二篇 光斑定位技術應用

作者介紹

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文摘

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序言

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篇 光斑定位技術
第1章 光電測量技術
1．1 引言
1．2 光電測量技術特點與分類
1．2．1 光電測量技術特點
1．2．2 光電測量技術分類
第2章 光斑位置檢測技術
2．1 光斑位置測量技術
2．1．1 光斑位置測量概述
2．1．2 光斑位置測量技術
2．2 光斑位置測量技術應用
2．2．1 同軸度測量技術
2．2．2 建築變形測量技術
2．2．3 光學三維麵形測量技術
2．2．4 激光三維麵形測量技術
2．2．5 運動測量技術
2．3 光斑位置測量中的數據處理
第3章 光斑位置檢測器件
3．1 實現光斑位置檢測的器件
3．1．1 CCD器件
3，1．2 CMOS圖像傳感器
3．1．3 PSD器件
3．2 半導體激光準直光源
3．2．1 激光二極管（LD）
3．2．2 準直透鏡
3．2．3 整形棱鏡
3．2．4 驅動電路
3．3 PSD器件
3．3．1 橫嚮光電效應簡介
3．3．2 PSD性能指標
3．3．3 影響PSD測量精度的因素
3．4 PSD光斑定位技術
3．4．1 PSD應用的原則
3．4．2 光斑定位算法
3．4．3 與光斑定位有關的二維錶快速檢索算法
3．4．4 PSD器件非綫性誤差的神經網絡修正方法
3．4．5 一維光斑位置傳感器非綫性誤差修正
3．5 環境光的影響與消除
3．5．1 環境光的影響模式
3．5．2 消除環境光影響的方法
3．5．3 試驗結果
3．6 用一維PSD實現二維檢測
3．6．1 擴大PSD量程的方法
3．6．2 用一維PSD實現二維檢測
3．7 光綫定位技術
3．8 CMOS圖像傳感器用作光斑位置傳感器的研究
3．8．1 結構形式及物鏡幾何畸變的校正
3．8．2 基於OV9120的光斑位置傳感器設計
3．9 大相對孔徑半導體激光準直鏡的設計
3．9．1 半導體激光束經圓孔的耦閤效率
3．9．2 三片式大相對孔徑激光準直物鏡的設計
……

第二篇 光斑定位技術應用

《光斑定位技術：原理、方法與應用》 內容簡介 本書深入探討瞭光斑定位技術的理論基礎、核心方法以及在實際工程領域的廣泛應用。作為一種重要的光學測量和導航手段，光斑定位技術以其高精度、非接觸性和實時性等優勢，在機器人導航、自主駕駛、工業自動化、航空航天以及科學研究等諸多前沿領域扮演著關鍵角色。 第一章：引言 光斑定位技術的概念與意義： 本章首先界定何為光斑定位技術，其核心在於通過分析特定光源（如激光、LED）在目標錶麵或空間中形成的“光斑”的幾何特徵（如中心位置、形狀、大小、亮度分布等），來精確確定目標相對於傳感器的空間位置和姿態。這種技術的齣現，極大地彌補瞭傳統機械式或接觸式測量方法的局限性，為實現更加智能化、自動化和精密的係統提供瞭可能。 技術發展的簡要迴顧： 迴顧光斑定位技術的發展曆程，從早期的簡單幾何光學原理應用，到集成先進圖像處理算法和高性能傳感器，再到如今與機器學習、深度學習等人工智能技術的融閤，技術不斷迭代升級，精度和魯棒性顯著提升。 本書的研究範圍與結構安排： 明確本書的重點研究內容，包括基礎理論、關鍵算法、硬件實現以及典型應用案例。本書將按照從基礎到應用，從理論到實踐的邏輯順序展開，力求為讀者構建一個係統、全麵的知識體係。 第二章：光斑的成像模型與幾何特性 理想光斑的成像模型： 在理想條件下，分析光源發齣的光束在垂直於光軸的平麵上形成的圓形光斑。介紹相機成像模型，包括鏡頭畸變、像素尺度因子等，以及如何根據這些參數將成像平麵上的光斑像素坐標映射到實際的三維空間坐標。 實際光斑的成像特性： 考慮實際成像過程中可能齣現的各種影響因素，如光源的非均勻性、錶麵材料的光反射特性（鏡麵反射、漫反射）、環境光乾擾、相機噪聲等，這些因素會導緻光斑成像齣現邊緣模糊、形狀失真、亮度不均等問題，並詳細分析這些問題對定位精度的影響。 光斑的幾何參數提取： 介紹用於描述光斑幾何特性的關鍵參數，如質心（Center of Mass, COM）、最小外接圓（Minimum Enclosing Circle）、最小外接矩形（Minimum Bounding Rectangle）、高斯擬閤參數（如峰值、標準差）等。這些參數是後續定位算法的基礎。 第三章：光斑中心提取的關鍵算法 基於閾值分割的方法： 介紹通過設定閤適的亮度閾值，將光斑區域從背景中分割齣來。討論不同閾值選擇策略（全局閾值、局部閾值、Otsu法等）對分割效果的影響。分析閾值法在光斑亮度變化較大或存在噪聲時可能遇到的睏難。 基於邊緣檢測的方法： 利用Canny、Sobel等邊緣檢測算子識彆光斑的邊界。分析邊緣檢測算法在處理模糊邊緣時的魯棒性。介紹如何通過擬閤邊緣麯綫來獲取更精確的光斑中心。 基於灰度矩的方法： 深入闡述灰度矩（如零階矩、一階矩、二階矩）在光斑中心定位中的應用。詳細推導二階矩與光斑形狀（如長短軸、傾斜角度）之間的關係，以及如何利用二階矩來計算光斑的慣性中心（即光斑質心），並分析其在光斑形狀不規則情況下的優勢。 基於模闆匹配的方法： 當光斑的形狀和大小相對穩定時，可采用模闆匹配方法。介紹歸一化互相關（Normalized Cross-Correlation, NCC）等匹配算法。分析模闆匹配對光斑尺度、鏇轉、亮度的敏感性。 基於擬閤的方法（高斯擬閤、橢圓擬閤等）： 對於形狀接近高斯分布或橢圓的光斑，可以采用非綫性最小二乘法進行擬閤。詳細介紹高斯擬閤算法，如何通過迭代優化來求解高斯模型的參數，從而獲得精確的光斑中心和形狀信息。橢圓擬閤則適用於更具橢圓特徵的光斑。 算法的魯棒性與精度分析： 綜閤比較各種算法的優缺點，分析它們在不同噪聲水平、光照變化、光斑形狀畸變等條件下的魯棒性和精度。為實際應用選擇閤適的算法提供指導。 第四章：光斑姿態與三維定位 基於單光斑的姿態估計： 當目標錶麵存在特定標記點（光斑），並且已知標記點之間的相對位置關係時，可以通過分析多個光斑在圖像中的相對位置來估計目標相對於相機（或傳感器）的姿態（鏇轉和平移）。介紹PnP (Perspective-n-Point) 等經典算法。 基於立體視覺的光斑定位： 利用兩颱或多颱相機，通過 triangulate（三角測量）原理，結閤光斑在不同相機中的成像位置，精確計算齣光斑在三維空間中的絕對坐標。詳細介紹立體匹配、視差計算等關鍵步驟。 基於結構光的光斑定位： 主動投射結構光（如激光綫、點陣）到目標錶麵，再利用相機捕捉變形的結構光圖案。分析結構光圖案的光斑在相機圖像中的位置變化，從而推斷齣目標的三維形貌和空間位置。 結閤慣性測量單元 (IMU) 的融閤定位： 將光斑定位技術與IMU（陀螺儀、加速度計）的數據進行融閤。IMU可以提供高頻的姿態變化信息，而光斑定位可以提供絕對位置信息，兩者結閤可以實現更平滑、更精確、更魯棒的實時定位，尤其是在光斑信號丟失或不穩定的情況下。 誤差分析與精度提升策略： 分析影響三維定位精度的各種誤差源，包括相機標定誤差、光斑提取誤差、立體匹配誤差、模型誤差等。提齣多種提高定位精度的策略，如多傳感器融閤、卡爾曼濾波、粒子濾波等。 第五章：光斑定位技術的硬件實現與係統設計 光源的選擇與設計： 探討不同類型光源（激光器、LED陣列）的特性，如單色性、亮度、發散角、調製能力等，以及它們對定位精度的影響。介紹如何根據應用需求選擇閤適的LED陣列尺寸、間距和驅動方式，或激光器的功率和波長。 成像傳感器的選擇： 分析CCD、CMOS等不同類型相機的性能指標，如分辨率、幀率、動態範圍、噪聲水平、光譜響應等。介紹如何根據光斑的特性和應用場景選擇閤適的相機。 圖像采集與處理硬件： 討論圖像采集卡、嵌入式係統（如FPGA、GPU、嵌入式CPU）在實時圖像處理中的作用。介紹高性能計算平颱如何加速光斑提取和定位算法的執行。 係統集成與標定： 講解如何將光源、相機、處理單元等組件集成到一個完整的係統中。重點介紹相機與光源之間的空間關係標定（內外參標定），以及如何進行係統級的整體標定以保證定位精度。 實時性與功耗優化： 討論如何通過算法優化、硬件加速以及選擇閤適的功耗管理策略，來滿足實時性要求，同時兼顧係統的功耗。 第六章：光斑定位技術的典型應用 機器人導航與感知： 在自主移動機器人中，光斑定位技術可以用於構建環境地圖（SLAM）、跟蹤機器人自身位姿、避障等。例如，激光雷達通過掃描並識彆環境中的反射點（類比為光斑），實現高精度定位。 自動駕駛係統： 車輛的定位是自動駕駛的核心。光斑定位技術可以作為高精度定位的一部分，例如通過識彆地麵標誌物（如反光貼）形成的光斑，或利用車輛發射的激光束掃描周圍環境來實現精確定位。 工業自動化與精密測量： 在生産綫上，利用光斑定位技術可以對工件進行高精度位置檢測、裝配引導、尺寸測量等。例如，在焊接、鑽孔等精密操作中，通過定位工件上的光斑來確定加工位置。 航空航天領域： 在空間站、衛星的對接，或月球、火星探測器的著陸與導航中，光斑定位技術能夠提供高精度的相對位姿測量，確保任務的成功。 虛擬現實 (VR) 與增強現實 (AR)： 在VR/AR係統中，光斑定位技術可以用於追蹤用戶頭部或手部設備的運動，實現沉浸式體驗。例如，通過在環境中部署標記點，然後用帶有攝像頭的設備捕捉這些光斑，從而實現精確的空間定位。 科學研究中的特殊應用： 在生物醫學（如顯微成像中的細胞追蹤）、天文學（如望遠鏡指嚮控製）、物理實驗（如粒子束的跟蹤）等領域，光斑定位技術也發揮著不可替代的作用。 第七章：挑戰與未來發展趨勢 麵臨的挑戰： 討論光斑定位技術在復雜環境（如強光乾擾、錶麵紋理差、運動模糊）下的魯棒性問題；大範圍、長距離定位的精度衰減問題；以及係統成本與復雜度的權衡。 發展趨勢： 智能化與自適應性： 結閤機器學習和深度學習，使光斑定位係統能夠自適應地處理各種復雜場景，自動優化算法參數。 多傳感器融閤的深化： 進一步融閤激光雷達、攝像頭、IMU、GPS等多種傳感器信息，構建更全麵、更可靠的定位框架。 無標記物光斑定位： 研究在無預設標記物的情況下，通過識彆物體本身的自然特徵（如高光反射點）進行定位的方法。 超高精度與微納尺度定位： 探索在微米甚至納米尺度上實現超高精度光斑定位的技術。 低功耗與小型化： 推動硬件技術的進步，實現更小巧、更低功耗的光斑定位係統，以便於集成到更多移動設備和嵌入式係統中。 結論 本書係統地介紹瞭光斑定位技術的原理、算法、實現和應用。通過對光斑成像模型、中心提取、姿態估計、係統設計以及各類應用場景的深入剖析，旨在為讀者提供一個全麵而深入的理解。隨著技術的不斷進步和應用需求的日益增長，光斑定位技術必將在未來的科技發展中扮演更加重要的角色，為人類創造更加智能、便捷和安全的生活與工作環境。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書，我被一種撲麵而來的嚴謹感所包裹。雖然我不是這本書的直接目標讀者，但其目錄和章節標題所展現齣的深度讓我略感敬畏。從“光斑形成機理”到“定位算法優化”，再到“實際應用場景分析”，每一個詞匯都透露著專業性。我尤其對“定位算法優化”的部分感到好奇，我想象著其中一定包含瞭大量復雜的數學模型和計算方法，用於處理各種環境下的光斑信號。這本書是否會介紹一些鮮為人知的定位技術？比如，在惡劣天氣、復雜地形或者強電磁乾擾下，光斑定位技術是如何保持其穩定性和精確性的？我想，對於實際操作者而言，這些細節至關重要。這本書會提供具體的代碼示例或者實驗數據來佐證其理論嗎？抑或更多地側重於原理性的闡述？即便我無法完全理解其中的技術細節，但我相信，通過這本書，我能大緻勾勒齣光斑定位技術在現實世界中的應用圖景，例如，它是否能幫助無人機在復雜環境中精準著陸？或者在工業生産綫上實現高精度的産品檢測？這本書的厚度也暗示瞭其內容的豐富性，我相信，對於真正需要這項技術的讀者來說，它絕對是一本不可多得的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對視覺技術和空間感知原理充滿興趣的普通讀者。當我看到《BF:光斑定位技術》這本書的標題時，我的腦海裏立即浮現齣各種與“光”和“位置”相關的畫麵。這本書是否會從基礎的光學原理講起，解釋光斑是如何形成的，以及為什麼它能夠被用來確定某個物體的具體位置？我猜想，這可能涉及到光的衍射、反射、摺射等現象，並且需要非常精密的儀器來捕捉這些微小的光信號。書中是否會介紹一些經典的或者最新的光斑定位算法？例如，是不是有基於三角測量、多點定位，甚至是更先進的機器學習方法？我特彆想知道，在不同光照條件、不同背景乾擾下，這些定位技術的效果如何，以及作者們是如何解決實際應用中遇到的各種挑戰的。這本書的篇幅看上去很可觀，這讓我期待它能夠包含豐富的案例分析，比如，在自動駕駛汽車中，光斑定位技術是如何輔助車輛感知周圍環境的？或者在天文學領域，它是否被用於追蹤遙遠的天體？這本書就像一個充滿未知寶藏的探險地圖，我雖然無法完全解讀所有的標記，但它已經足夠激發我對這個領域的無限遐想。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《BF:光斑定位技術》，就被它厚重的封麵和嚴謹的標題吸引住瞭。雖然我不是業內專傢，對“光斑定位技術”的理解也僅限於一些科幻電影中的描繪，但這本書給我的第一印象是：專業、紮實。封麵設計簡潔而不失科技感，國防工業齣版社的印章也增添瞭一份權威。我期待在這本書中能找到一些關於光如何被“看見”並“定位”的原理，或許還能瞭解到這項技術在現代軍事、工業或者科研領域是如何應用的。我猜測，對於那些需要精確測量、跟蹤或識彆目標的場景，光斑定位技術一定扮演著至關重要的角色。它是否涉及激光、光學傳感器，還是更復雜的成像係統？這本書又會從哪個角度切入，是理論基礎、算法模型，還是實際應用案例？我對作者易亞星、李忠科、白東穎、何鳴的背景不太瞭解，但從書名和齣版社來看，他們必定在該領域有著深厚的造詣。這本書的齣現，無疑為我對這個領域的認知打開瞭一扇新的窗口，即便我隻是一個好奇的讀者，也希望能從中汲取一些科普性的知識，理解這項“光斑”背後的智慧。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對前沿科技有著濃厚興趣的業餘愛好者，我深知“定位”在現代科技中的重要性，而“光斑定位技術”這個名詞對我來說既熟悉又陌生。熟悉的是，我總能在各種科技新聞中聽到關於定位技術的突破，陌生的是，我對“光斑”這個具體媒介在定位中的作用缺乏深入的瞭解。我希望這本書能以一種相對易懂的方式，嚮我這樣的非專業讀者介紹光斑定位技術的核心原理。它是否會從基礎的光學知識入手，逐步講解光斑的形成、傳播以及探測過程？我特彆好奇，作者們會分享哪些關於提高定位精度和魯棒性的方法？例如，是否會涉及到濾波技術、特徵提取，或者多傳感器融閤？書中是否會提供一些直觀的圖示或者模擬動畫來幫助理解這些復雜的技術概念？我設想，光斑定位技術或許在機器人導航、增強現實（AR）、甚至是工業自動化等領域有著廣泛的應用前景。這本書的齣現，讓我看到瞭理解這些尖端技術背後邏輯的希望，即便我無法完全掌握所有技術細節，但至少能對這項技術有一個更清晰、更全麵的認識，理解它如何改變我們的生活和工作方式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和齣版社讓我預感到它的內容必然是嚴肅且具有一定門檻的。我雖然不是一名光學或者電子工程領域的專業人士，但“光斑定位技術”這個詞匯本身就充滿瞭吸引力。我好奇這本書會從哪個角度切入，是偏嚮理論研究，還是側重於工程實踐？我猜測，它可能會深入探討光斑的形成機理，比如不同光源、不同介質對光斑特性的影響。同時，在“定位”方麵，我期待它能講解各種定位算法的原理和優劣，比如，如何利用光斑的幾何特徵、強度分布或者時間信息來確定目標的位置。書中是否會涉及一些實際的應用案例，比如在安防監控、精準農業、還是航空航天領域？我猜想，對於需要高精度、實時性強的定位場景，這項技術一定有著舉足輕重的作用。它是否會介紹一些先進的傳感器或者成像技術？亦或者是一些數據處理和融閤的算法？這本書就像一本通往某個科技領域的“秘籍”，即便我無法完全領悟其中的奧義，但我相信，通過它的指引，我能對“光斑定位技術”這個概念有一個更深刻、更係統的理解，發現它背後隱藏著的巨大潛力和無限可能。