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精密管道內表面視覺測量

  • 作者：周富強//譚海曙//郭占社|責編:陳韋凱
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121504181
  • 出版日期：2025/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：213
人民幣：RMB 89 元      售價：元
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內容大鋼
    精密管道多幾何參數的精確測量對於管道結構件的優化設計、加工製造和工程作業等具有重要意義。本書系統地介紹了精密管道內表面視覺測量任務的基礎理論、實用演算法和關鍵技術，並詳細闡述了多種不同類型的集成化、小型化視覺感測器的設計原理、標定方法和測量模型。
    本書從緒論開始，逐步深入地介紹利用管道機器人搭載視覺感測器進行管道內表面三維測量過程中的關鍵技術。各章節涵蓋了該領域的主要研究內容，包括視覺測量典型圖像特徵提取、管道機器人設計、全景成像視覺感測器設計和各種集成多鏡像視覺感測器的設計與標定等。
    本書主要面向從事精密視覺測量技術研究的科研人員、高等院校相關專業師生，以及致力於管道精密測量系統設計的從業人員。
作者介紹
周富強//譚海曙//郭占社|責編:陳韋凱
目錄
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  背景意義
  1.3  管道檢測技術發展現狀
    1.3.1  傳統管道內表面檢測
    1.3.2  基於視覺測量的管道內表面檢測
    1.3.3  管道機器人發展現狀
  1.4  管道測量的關鍵問題及發展趨勢
    1.4.1  管道測量的關鍵問題分析
    1.4.2  管道測量的發展趨勢
  1.5  本書內容安排
  小結
第2章  視覺測量典型圖像特徵提取
  2.1  引言
  2.2  邊緣特徵提取演算法
    2.2.1  Canny邊緣檢測演算法
    2.2.2  基於局部區域效應的亞像素邊緣檢測演算法
  2.3  圓點特徵提取演算法
    2.3.1  重心法
    2.3.2  橢圓擬合法
    2.3.3  EDCircles圓/橢圓檢測演算法
    2.3.4  具有偏心矯正的圓點特徵檢測演算法
  2.4  角點特徵提取演算法
    2.4.1  Harris角點提取演算法
    2.4.2  X型角點提取演算法
  2.5  光條特徵提取Steger演算法
  2.6  基於語義分割的光條區域定位技術
    2.6.1  語義分割網路設計
    2.6.2  實驗結果及分析
  小結
第3章  管道機器人設計
  3.1  引言
  3.2  管道機器人的功能與設計要求
  3.3  管道機器人結構設計
    3.3.1  驅動結構的設計與驅動電機的選型
    3.3.2  變徑結構的設計與分析
    3.3.3  搭載平台設計
    3.3.4  管道機器人整體建模
  3.4  管道機器人的運動特性與模擬分析
    3.4.1  管道機器人的變徑結構模擬
    3.4.2  彈簧預緊力的模擬
    3.4.3  受力部件的變形模擬與材料確定
    3.4.4  基於靜力學模擬的零部件變形分析
    3.4.5  管道機器人硬體電路設計
    3.4.6  採集電路設計
  3.5  管道機器人軟體設計
    3.5.1  控制部分軟體設計
    3.5.2  信號採集軟體設計
    3.5.3  圖像採集軟體設計
    3.5.4  測距部分軟體設計

    3.5.5  上位機軟體設計
  3.6  管道機器人原理樣機與實驗
    3.6.1  原理樣機裝配
    3.6.2  原理樣機實驗
  小結
第4章  圓錐鏡全景成像系統及投影模型
  4.1  引言
  4.2  圓錐鏡全景成像系統分析與設計
    4.2.1  圓錐鏡全景成像系統的設計方案
    4.2.2  圓錐鏡全景成像系統視場分析
    4.2.3  圓錐鏡全景成像系統景深分析
    4.2.4  圓錐鏡全景成像系統結構設計與參數分析
  4.3  圓錐鏡全景成像系統投影模型
    4.3.1  正向投影模型
    4.3.2  逆向投影模型
  4.4  成像系統誤差修正模型
    4.4.1  雙向投影模型修正
    4.4.2  基於投影圓的圖像偏移量計算
    4.4.3  圓錐鏡投影模型
    4.4.4  系統投影模型模擬實驗
  4.5  全景圖像展開
    4.5.1  理論推導
    4.5.2  模擬分析
  4.6  基於改進YOLOv8的缺陷檢測網路
    4.6.1  缺陷檢測網路
    4.6.2  改進YOLOv8s神經網路
  4.7  管道內表面成像裝置及實驗
    4.7.1  圓錐鏡全景成像系統實驗裝置
    4.7.2  圖像偏移量獲取
    4.7.3  結構參數hc的獲取
    4.7.4  柱面全景圖像解析度的確定
    4.7.5  全景圖像展開
    4.7.6  圖像展開精度評定
    4.7.7  管道內表面缺陷檢測實驗
  小結
第5章  單相機鏡像雙目視覺感測器
  5.1  引言
  5.2  單相機鏡像雙目視覺感測器的基本原理
  5.3  鏡像雙目視覺感測器的結構設計
  5.4  攝像機的數學模型
    5.4.1  攝像機的成像模型
    5.4.2  攝像機鏡頭的畸變模型
  5.5  用於視覺測量的攝像機標定
    5.5.1  基於二維靶標標定的主要步驟
    5.5.2  攝像機標定精度評價
    5.5.3  基於複合型平面靶標的攝像機標定
    5.5.4  複合型平面靶標工作原理
    5.5.5  基於複合型平面靶標的圖像特徵提取及攝像機標定
  5.6  兩虛擬相機鏡像雙目測量模型
  5.7  鏡像雙目基本結構及極線幾何

    5.7.1  鏡像雙目基本結構
    5.7.2  極線幾何和基本矩陣
  5.8  單相機鏡像雙目測量模型
  5.9  單相機鏡像雙目的一體化標定
  小結
第6章  多鏡像雙目感測器
  6.1  引言
  6.2  多感測器管道內表面視覺測量總體方案
  6.3  多鏡像雙目感測器結構設計
    6.3.1  感測器單元結構模型
    6.3.2  感測器單元測量精度分析
    6.3.3  多視覺感測器徑向布局視場模擬
    6.3.4  多視覺感測器軸向布局視場模擬
    6.3.5  多感測器管道內表面測量系統結構
  6.4  多感測器管道測量系統標定
    6.4.1  多感測器全局測量模型
    6.4.2  基於間接轉換的多感測器全局標定流程
    6.4.3  多感測器測量系統標定實驗
  6.5  管道內表面鏡像雙目結構光測量
    6.5.1  鏡像雙目結構光對極幾何
    6.5.2  鏡像雙目視覺三維重構模型
    6.5.3  結構光特徵提取與匹配
    6.5.4  管道內表面三維重構實驗
  小結
第7章  曲面鏡折反射全向陣列點結構光感測器
  7.1  引言
  7.2  全向陣列點結構光感測器設計
    7.2.1  感測器原理
    7.2.2  高解析度圖像採集
    7.2.3  感測器結構
    7.2.4  曲面鏡折反射感測器精度評估
  7.3  感測器測量模型
    7.3.1  感測器數學模型
    7.3.2  曲面鏡畸變校正
    7.3.3  全局測量坐標統一模型
    7.3.4  全向感測器及全局測量坐標統一參數
  7.4  全向感測器標定
    7.4.1  局部小平面映射標定方法
    7.4.2  曲面鏡位姿標定
    7.4.3  點陣結構游標定
  7.5  全局測量坐標統一方法
    7.5.1  定位激光器標定
    7.5.2  感測器在全局坐標系下的6-DOF位姿參數獲取
  7.6  全向感測器標定及全局坐標統一的整體流程
  7.7  管道內表面視覺測量
    7.7.1  管道內表面視覺測量難點分析
    7.7.2  測量系統的功能模塊
    7.7.3  管道內表面三維測量實驗
  小結
參考文獻

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