全天候机器人视觉(精)/智能制造与机器人理论及技术研究丛书

本书依托国家自然科学 基金“共融机器人基础理论 与关键技术研究”重大研究 计划项目——面向室外复杂 光照与气象条件的共融机器 人多模感知系统(项目编号 ：91648118)，以及国家自 然科学基金面上项目——计 算机视觉中自然光照建模及 其恒常性计算(项目编号： 61473280)等的研究成果， 结合作者多年的科研及工程 实践经验，针对复杂的光照 环境与气象条件会明显降低 机器人视觉鲁棒性的问题， 主要从大气物理与光学成像 的新角度出发去详细、系统 地论述复杂光照(如阴影、 反光)与恶劣天气(如雨雪雾 )环境下机器人视觉系统的 环境感知、建模与图像预处 理技术。这些技术对提高机 器人的自主环境感知能力具 有一定的意义，使其具有全 天候作业能力。本书主要内 容包括光照建模与反射计算 ，成像建模与光照变换，阴 影和反光的建模、检测与去 除，本征图像获取与光照分 解，雨雪雾的建模与去除， 水下散射的建模与去除等， 给出了一些机器人视觉应用 实例，并进行了研究展望。

第1章 绪论 1.1 机器人视觉简述 1.2 复杂光照及恶劣天气对机器人视觉的影响 1.3 颜色匹配函数与场景复现基础 1.4 全天候机器人视觉关键技术概述 1.4.1 成像要素 1.4.2 图像复杂光照处理 1.4.3 图像恶劣天气处理 1.5 本书的主要内容与结构 本章参考文献 第2章 适于机器人视觉计算的光照与反射计算 2.1 引言 2.2 面向机器人视觉的室外光源光谱辐照度计算 2.2.1 大气对外太空辐射的吸收计算 2.2.2 地表太阳直射光的光谱能量分布计算 2.2.3 地表天空散射光的光谱能量分布计算 2.2.4 实验结果与分析 2.3 波长灵敏度控制的反射比重建 本章参考文献 第3章 成像建模与光照变换 3.1 数字相机成像建模 3.2 数字成像过程解析与仿真 3.2.1 数字成像过程 3.2.2 相机成像模拟计算 3.2.3 相机成像模拟计算结果 3.3 相机响应函数估计 3.4 图像光照变换 本章参考文献 第4章 阴影建模及检测 4.1 引言 4.2 阴影的三色衰减模型 4.3 阴影通道线性模型 4.4 基于三色衰减模型的阴影检测 4.5 基于线性模型的阴影检测 4.6 阴影检测特征评估 本章参考文献 第5章 本征图像与光照分解 5.1 本征图像获取 5.1.1 基于线性模型的本征图像获月 5.1.2 基于三色衰减模型的本征图像获取 5.1.3 基于光照正交分解的本征图像获取 5.2 本征光照分解空间 5.2.1 本征线与光照等级曲 5.2.2 本征-光照颜色空间 5.2.3 基于本征-光照空间的本征图像与光照分解 5.2.4 实验结果分析 本章参考文献 第6章 阴影及反光去除 6.1 基于线性模型的阴影去除 6.2 基于深度学习的阴影去除