视觉测量原理与方法

本书以科研实践为基础，介绍了基于视觉原理、面向机械制造应用背景的视觉测量方法和技术，论述了视觉测量研究的内容、方法和关键技术，结合典型的应用需求，给出了视觉测量应用系统的原理和实现技术，对视觉测量原理方法和工程实现作了较为系统的梳理和归纳。
本书可作为高等院校测试计量技术及仪器、检测技术、机械设计及其自动化等专业研究生的参考教材，也可作为其他相近专业的学习参考书，同时可供相关领域相关专业的科研人员和工程技术人员参考。

前言
第1章绪论
1.1优选制造与视觉测量
1.2视觉测量的发展
1.3视觉测量的主要研究内容
1.3.1视觉摄像机
1.3.2成像模型及其参数确定
1.3.3结构标定与系统标定
1.3.4高精度亚像素图像处理
1.3.5光学编码与辅助光学靶标
1.3.6大范围视觉测量系统
1.3.7移动视觉测量
1.3.8视觉测量自动化
参考文献
第2章视觉测量的数学基础
2.1视觉测量坐标系
2.1.1视觉测量常用坐标系
2.1.2常用坐标系之间的关系
2.1.3共线方程
2.2空间刚体变换
2.3仿射变换与透视变换
2.3.1仿射变换
2.3.2透视变换
2.4非线性优化
2.4.1非线性优化的定义
2.4.2-维搜索方法
2.4.3无约束非线性优化方法
2.4.4约束非线性优化方法
参考文献
第3章图像信息预处理
3.1图像滤波
3.1.1图像滤波概述
3.1.2图像滤波的分类
3.1.3典型滤波算法
3.2特征增强
3.2.1特征增强概述
3.2.2典型增强方法
3.3区域分割与分析
3.3.1区域分割与分析概述
3.3.2典型区域分割与分析方法
3.4边缘检测
3.4.1边缘检测概述
3.4.2典型边缘检测方法
参考文献
第4章图像精密处理
4.1图像匹配
4.1.1Hough变换
4.1.2基于灰度的模版匹配
4.2多频道匹配算法
4.3处理精度分析
4.4最小二乘模板匹配
4.4.1最小二乘模板匹配法
4.4.2自适应模板的构造
4.5光学控制点
4.5.1定向反光标志
4.5.2点状光源
4.5.3红外LED特性
4.5.4高倍率图像细分
参考文献
第5章图像的硬件处理
5.1硬件处理概述
5.2典型硬件处理算法
5.2.1二维卷积在FPGA中的实现
5.2.2中值滤波在FPGA中的实现
5.2.3Hough变换实现直线粗提取
5.3常用的硬件处理平台
5.3.1DSP及开发平台
5.3.2FPGA殁开发平台
参考文献
第6章图像传感器模型
6.1二维成像模型
6.1.1小孔成像模型
6.1.2实际摄像机内参数模型
6.2维成像模型
6.3成像模型标定
6.3.1常规摄像机内参数校准概述
6.3.2立体和虚拟立体靶标
摄像机内参数校准
6.3.3摄像机内参数校准细化补偿
参考文献
第7章视觉测量原理
7.1结构光测量
7.1.1结构光视觉原理
7.1.2点结构光视觉传感器数学模型
7.1.3线结构光视觉传感器数学模型
7.1.4多线结构光视觉传感器数学模型
7.1.5结构光视觉传感器标定方法
7.2立体视觉测量
7.2.1双目立体视觉测量模型
7.2.2双目立体视觉传感器标定方法
7.3单摄像机测量
7.3.1单摄像机测量数学模型
7.3.2控制点空间坐标求解的多义性
7.4光束平差测量
7.4.1光束平差测量数学模型
7.4.2平差初值的获取
参考文献
第8章工业在线视觉测量系统
8.1固定式多传感器在线测量系统
8.1.1系统的工作原理
8.1.2系统全局校准
8.1.3误差补偿
8.1.4系统机械结构
8.1.5控制系统
8.1.6数据管理
8.2柔性在线测量系统
8.2.1乘性在线测量系统的工作原理
8.2.2系统校准
8.2.3机器人定位误差补偿
8.2.4在线测量系统的工作过程与控制网络
参考文献
第9章数字化视觉精密测量
9.1概述
9.1.1测量系统的构成
9.1.2测量原理及工作流程
9.2相机成像基站的外部方位
9.2.1初始绝对方位
9.2.2相机成像基站的相对方位
9.3空间特征点匹配
9.3.1基于外极线约束的特征点匹配方法
9.3.2基于外极平面角的特征点匹配方法
9.4三角测量与反推投影
9.4.1空间特征点三角测量原理
9.4.2空间特征点反推投影
9.5空间优化平差及后处理
9.5.1基于共线方程的光束优化平差
9.5.2快速优化平差和后处理
参考文献