《飛行時間測距成像相機/現代光學工程精品譯叢》是2016年國防工業出版社出版的圖書
基本介紹
- ISBN：9787118109658
- 出版時間：2016-08-01
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
《飛行時間測距成像相機/現代光學工程精品譯叢》是國內外系統介紹飛行時間測距成像相機的著作。書中詳細介紹了飛行時間測距成像相機的基本理論和方法，主要內容包括飛行時間測距成像感測器、單光子雪崩光電二極體感測器、飛行時間測距成像器件結構和性能、成像系統和校準方法。在套用方面，介紹了建築測繪、室內定位與導航、立體視覺、輔助生活、光場測量等飛行時間測距成像技術與方法。
作者簡介
孫志斌，男，漢族，山西人。2007年於中國科學院物理研究所獲凝聚態物理學博士。2007年9月任中國科學院空間科學與套用研究中心助理研究員，2009年12月任副研究員，2011年獲載人航天突出貢獻者榮譽稱號和榮譽獎章，2013成為中國科學院青年創新促進會會員、中國科學院複雜航天系統電子信息技術重點實驗室副研究員。2014年獲北京市科學技術一等獎，2015年任中國科學院國家空間科學中心青促會小組負責人、中國科學院大學崗位教授。研究領域包括空間單光子信息學、空間科學實驗儀器。
目錄
第1章 飛行時間（TOF）測距成像感測器的技術發展水平
1 引言
2 TOF相機的工作原理
2.1 TOF探測系統
2.2 TOF測量技術
3 時間分辨成像感測技術
4 結論
參考文獻
第2章 基於5PAD的感測器
1 引言
2 SPAD的物理機制
3 CMOS SPAD設計
4 基於TCSPC的TOF相機系統
5 單光子同步探測
6 相位域△∑TOF成像
7 前景與展望
參考文獻
第3章 基於電子學的：313感測器
1 脈衝I-TOF 3D成像方法
1.1 工作原理
1.2 信號和噪聲分析
2 案例研究1：採用完全差分3D像素的50×30像素陣列
2.1 感測器設計
2.2 電路分析
2.3 測量和未來展望
3 案例研究2：160×120雙級像素陣列
3.1 感測器設計
3.2 電路分析
3.3 測試方案和測量結果
4 相關I-TOF的3D成像方法
4.1 感測器結構
4.2 信號和噪聲分析
5 案例分析3：2×32雙線TOF感測器
5.1 感測器電路
5.2 測試方案和測量結果
6 案例分析4：16×16像素陣列TOF感測器設計
6.1 感測器電路
6.2 測試設定和測量結果
7 討論和比較
參考文獻
第4章 基於像素光電混合器件的感測器
1 引言
2 基本工作原理
3 電荷域電光解調器
3.1 基於柵極結構的基本解調器
3.2 電流輔助解調器件
3.3 釘扎光電二極體解調器件
3.4 靜態漂移電場解調器件
3.5 其他概念
4 像素結構
5 結論
參考文獻
第5章 幅值調製連續波雷射雷達中的混台像素和多路徑干擾的認識和改進
1 引言
1.1 飛行時間測量技術
1.2 混合像素和多路徑干擾的形成
2 混合像素和多路徑干擾的模型
2.1 距離測量理論
2.2 混合像素建模
2.3 由於多個回波信號所產生的擾動
3 點掃描系統和探測方法
3.1 法線角和邊緣長度探測
3.2 Adam的探測算法
3.3 基於分類的檢測方法
3.4 空間非連續性誤差的測量
4 全視場系統和恢復
4.1 使用場景紋理、結構光或正方形校準方法的散射恢復
4.2 採用空間域卷積方式的恢複方法
4.3 使用場景內部散射模型的恢複方法
4.4 通過表面參數模型的混合像素恢複方法
4.5 相關波形的反卷積/波形形狀擬合方法
4.6 多頻測量方法
5 結論
6 混合像素和多路徑干擾的認識和理解
6.1 雷射雷達調製技術
參考文獻
第6章 3D相機：誤差、校準和定位
1 引言
2 幾何模型
3 定位
3.1 基於標記物的定位
3.2 基於感測器的定位
3.3 數據驅動定位
4 誤差來源
4.1 鏡頭畸變
4.2 與場景無關的距離測量誤差物理模型
4.3 與焦平面位置相關的距離誤差以及與振幅測量值相關的距離誤差
4.4 內部散射
4.5 固定模式噪聲
4.6 與積分時間相關的測量誤差
4.7 相機預熱誤差
4.8 模糊間隔
4.9 目標空間中的多路徑效應
5 系統校準
5.1 校準的目的
5.2 校準方法
5.3 自校準方法
5.4 模型理論和解決方案
6 總結
參考文獻
第7章 用於建築測繪的飛行時問測距相機
1 引言
2 TOF相機在建築測繪中的分析套用
2.1 預校準和數據採集方法
2.2 入射角對距離測量的影響
2.3 目標物體反射率對距離測量的影響
2.4 文化遺產建築測繪中的測試、數據處理、比較和結果
2.5 飛行時間測距相機在建築裝飾雕塑中的測繪和精度性能評估
2.6 兩個窗戶的數據採集和處理
2.7 用於斷裂線提取的數字攝影測量多幀圖像匹配方法
2.8 結果和討論
3 結論
參考文獻
第8章 飛行時間相機在環境輔助生活中的套用
1 引言
2 主動視覺在環境輔助生活情境中的優勢
3 基於飛行時間相機的跌倒檢測框架
3.1 硬體平台
3.2 相機安裝設定
3.3 外部參數的自校準
3.4 背景建模，人體圖像分割及跟蹤
3.5 跌倒檢測策略
3.6 模擬設定
3.7 實驗結果
4 基於飛行時間相機的姿勢識別框架
4.1 實驗設定
4.2 拓撲方法
4.3 體積測量法
4.4 實驗結果
5 討論和結論
參考文獻
第9章 飛行時間相機在室內定位與導航中的套用
1 引言
2 基於CityGML模型的室內定位
2.1 通過對象探測的房間識別
2.2 採用距離測量的精確定位
3 地圖測繪和自身運動估計
3.1 感測器數據處理
3.2 地圖測繪和自身運動估計
4 3D防撞
5 結論與展望
參考文獻
第10章 飛行時間測距相機與立體視覺系統：比較與數據融台
1 立體視覺系統
1.1 立體視覺系統的基本幾何原理
1.2 立體視覺算法
1.3 局部立體算法
1.4 全局立體視覺算法
1.5 半全局立體視覺算法
2 飛行時間相機與立體視覺系統的比較
2.1 基本測量參數
2.2 飛行時間相機和立體視覺系統的準確性、精確性和解析度
2.3 實驗比較
3 飛行時間相機和立體視覺系統的數據融合
3.1 採集系統的特性
3.2 局部融合算法
3.3 全局融合算法
3.4 半全局融合算法
4 結論
參考文獻
1 引言
2 TOF相機的工作原理
2.1 TOF探測系統
2.2 TOF測量技術
3 時間分辨成像感測技術
4 結論
參考文獻
第2章 基於5PAD的感測器
1 引言
2 SPAD的物理機制
3 CMOS SPAD設計
4 基於TCSPC的TOF相機系統
5 單光子同步探測
6 相位域△∑TOF成像
7 前景與展望
參考文獻
第3章 基於電子學的：313感測器
1 脈衝I-TOF 3D成像方法
1.1 工作原理
1.2 信號和噪聲分析
2 案例研究1：採用完全差分3D像素的50×30像素陣列
2.1 感測器設計
2.2 電路分析
2.3 測量和未來展望
3 案例研究2：160×120雙級像素陣列
3.1 感測器設計
3.2 電路分析
3.3 測試方案和測量結果
4 相關I-TOF的3D成像方法
4.1 感測器結構
4.2 信號和噪聲分析
5 案例分析3：2×32雙線TOF感測器
5.1 感測器電路
5.2 測試方案和測量結果
6 案例分析4：16×16像素陣列TOF感測器設計
6.1 感測器電路
6.2 測試設定和測量結果
7 討論和比較
參考文獻
第4章 基於像素光電混合器件的感測器
1 引言
2 基本工作原理
3 電荷域電光解調器
3.1 基於柵極結構的基本解調器
3.2 電流輔助解調器件
3.3 釘扎光電二極體解調器件
3.4 靜態漂移電場解調器件
3.5 其他概念
4 像素結構
5 結論
參考文獻
第5章 幅值調製連續波雷射雷達中的混台像素和多路徑干擾的認識和改進
1 引言
1.1 飛行時間測量技術
1.2 混合像素和多路徑干擾的形成
2 混合像素和多路徑干擾的模型
2.1 距離測量理論
2.2 混合像素建模
2.3 由於多個回波信號所產生的擾動
3 點掃描系統和探測方法
3.1 法線角和邊緣長度探測
3.2 Adam的探測算法
3.3 基於分類的檢測方法
3.4 空間非連續性誤差的測量
4 全視場系統和恢復
4.1 使用場景紋理、結構光或正方形校準方法的散射恢復
4.2 採用空間域卷積方式的恢複方法
4.3 使用場景內部散射模型的恢複方法
4.4 通過表面參數模型的混合像素恢複方法
4.5 相關波形的反卷積/波形形狀擬合方法
4.6 多頻測量方法
5 結論
6 混合像素和多路徑干擾的認識和理解
6.1 雷射雷達調製技術
參考文獻
第6章 3D相機：誤差、校準和定位
1 引言
2 幾何模型
3 定位
3.1 基於標記物的定位
3.2 基於感測器的定位
3.3 數據驅動定位
4 誤差來源
4.1 鏡頭畸變
4.2 與場景無關的距離測量誤差物理模型
4.3 與焦平面位置相關的距離誤差以及與振幅測量值相關的距離誤差
4.4 內部散射
4.5 固定模式噪聲
4.6 與積分時間相關的測量誤差
4.7 相機預熱誤差
4.8 模糊間隔
4.9 目標空間中的多路徑效應
5 系統校準
5.1 校準的目的
5.2 校準方法
5.3 自校準方法
5.4 模型理論和解決方案
6 總結
參考文獻
第7章 用於建築測繪的飛行時問測距相機
1 引言
2 TOF相機在建築測繪中的分析套用
2.1 預校準和數據採集方法
2.2 入射角對距離測量的影響
2.3 目標物體反射率對距離測量的影響
2.4 文化遺產建築測繪中的測試、數據處理、比較和結果
2.5 飛行時間測距相機在建築裝飾雕塑中的測繪和精度性能評估
2.6 兩個窗戶的數據採集和處理
2.7 用於斷裂線提取的數字攝影測量多幀圖像匹配方法
2.8 結果和討論
3 結論
參考文獻
第8章 飛行時間相機在環境輔助生活中的套用
1 引言
2 主動視覺在環境輔助生活情境中的優勢
3 基於飛行時間相機的跌倒檢測框架
3.1 硬體平台
3.2 相機安裝設定
3.3 外部參數的自校準
3.4 背景建模，人體圖像分割及跟蹤
3.5 跌倒檢測策略
3.6 模擬設定
3.7 實驗結果
4 基於飛行時間相機的姿勢識別框架
4.1 實驗設定
4.2 拓撲方法
4.3 體積測量法
4.4 實驗結果
5 討論和結論
參考文獻
第9章 飛行時間相機在室內定位與導航中的套用
1 引言
2 基於CityGML模型的室內定位
2.1 通過對象探測的房間識別
2.2 採用距離測量的精確定位
3 地圖測繪和自身運動估計
3.1 感測器數據處理
3.2 地圖測繪和自身運動估計
4 3D防撞
5 結論與展望
參考文獻
第10章 飛行時間測距相機與立體視覺系統：比較與數據融台
1 立體視覺系統
1.1 立體視覺系統的基本幾何原理
1.2 立體視覺算法
1.3 局部立體算法
1.4 全局立體視覺算法
1.5 半全局立體視覺算法
2 飛行時間相機與立體視覺系統的比較
2.1 基本測量參數
2.2 飛行時間相機和立體視覺系統的準確性、精確性和解析度
2.3 實驗比較
3 飛行時間相機和立體視覺系統的數據融合
3.1 採集系統的特性
3.2 局部融合算法
3.3 全局融合算法
3.4 半全局融合算法
4 結論
參考文獻
