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最新专著《数字图像检测与控制技术》出版发行

点击: 2    发表时间:2020-11-09

最新专著《数字图像检测与控制技术》出版发行

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智能装备是指具有感知、分析、推理、决策、控制功能的装备。《中国制造 2025》明确了未来中国制造业的发展方向:以智能制造为主线,推动中国制造业在生产效率和产品质量方面的提升,从而降低生产成本,增强产品竞争力。智能装备制造业是将人工智能、自动化等先进制造技术应用于整个制造业生产加工过程,从而实现生产的精密化、自动化、信息化、柔性化、图形化、智能化、可视化、多媒体化、集成化和网络化。

本书的目的是介绍智能装备的核心技术——图像检测与控制技术及其应用实例,为智能装备的开发提供技术思路和方案参考。

上篇“图像检测与控制技术”,主要介绍智能装备中常用的图像处理方法及专业图像处理系统、近红外光谱与高光谱成像和自动控制理论。

在常用图像处理方法里,主要介绍:(1)彩色图像和灰度图像的概念、HSI变换以及相关的C语言函数;(2)边缘检测的基本原理、各种检测算子、处理例图及C语言函数;(3)灰度图像的阈值处理、模态法确定阈值、大津法确定阈值、颜色差分二值化处理、帧间差分二值化处理以及相关C语言函数;(4)去噪声处理的移动平均、中值滤波、二值图像的去噪声处理以及相关C语言函数;(5)二值图像的特征参数、区域标记、特征提取与去噪及相关C语言函数;(6)一般Hough变换和过已知点Hough变换的直线检测以及相关C语言函数;(7)深度学习的发展历程、常用方法和典型结构,深度学习擅长图像分类,由于算法较多且更新快,所以没有介绍相关函数。在专业图像处理系统里,介绍了国产的图像处理专业软件:通用图像处理系统ImageSys,二维运动图像测量分析系统MIAS和三维运动图像测量分析系统MIAS3D

在近红外光谱与高光谱成像技术和理论基础方面,主要介绍:(1)近红外光谱技术的优点和适用性、检测工作原理、检测系统的构成与常用数据分析软件,检测过程以及光谱数据分析流程;(2)高光谱成像技术的优越性、检测工作原理、成像光谱仪的光谱成像方式、高光谱的数据表达,高光谱系统构成与常用数据分析软件、检测过程、数据采集存储与分析流程;(3近红外光谱及高光谱成像共性和个性的数据统计分析方法,包括数据预处理、数据降维及特征变量选择、定性模型和定量模型的建立,以及模型性能验证与评价等

自动控制理论部分,介绍了:(1)控制理论的闭环系统基本概念、数学模型建立、时域分析、频域分析、稳定性和误差分析、基于MATLAB的仿真分析方法;(2)控制系统自抗扰(ADRC)控制的规律及参数确定方法、基于MATLAB的仿真分析方法;(3)迭代学习ADRC控制的概念、采用MATLAB的迭代学习控制器的建立与仿真分析方法,以及迭代学习ADRC控制仿真方法。

下篇“应用实例”,从图像检测实例、近红外光谱与高光谱成像技术应用实例、图像检测与控制实例3个方面进行讲解。

图像检测实例,介绍了:(1)车辆尺寸颜色图像检测;(2)玉米粒在穗图像识别计数;(3)马铃薯种薯芽眼识别及点云模型重构方法;(4蝗虫图像识别计数等装备;(5)基于机器视觉的果树靶标识别(6)苗草图像识别

    在近红外光谱与高光谱成像技术应用实例中,介绍了编写组近年来涉及的农产品和食品品质安全、大田作物营养状态监测和微生物检测等的系列研究成果,包括:(1)苹果糖度的近红外光谱检测方法;(2)小麦叶片叶绿素含量的高光谱成像检测方法;(3)异质鸡肉的近红外光谱检测鉴别研究;(4)猪肉细菌总数的高光谱成像检测;(5)霉菌单菌落的生长光学特征分析及种类判别;(6)可见/近红外高光谱图像无损鉴别八角茴香与伪品莽草;(7)基于高光谱成像技术的生鲜鸡肉糜中大豆蛋白含量检测;(8)无人机光谱图像检测识别。

在图像检测与控制实例中,介绍了:(1)农田视觉检测与导航系统;(2)玉米种粒图像精选及定向定位装置;(3)基于鹰眼视觉的仿生无人机避障控制;(4)联合收割机视觉导航控制;(5)穴盘苗图像识别与补栽控制。

本书由中国农业大学工学院谭彧、陈兵旗、王伟、陈建、郑永军、张春龙、杨圣慧,华南农业大学工程学院付函,湖北民族大学新材料与机电工程学院田芳,广西科技大学机械与交通工程学院张成涛,南华大学机械工程学院肖章共同完成。谭彧、陈兵旗任主编,王伟任副主编。每位作者撰写自己专业特长的内容,使得本书能够比较全面地涵盖智能装备的最新技术理论和应用实例。其中,陈兵旗编写第1章、第2章、第55.1节和5.2节、第77.1节和7.2节;王伟编写第3章、第66.1~6.7节,褚璇、贾贝贝协助进行编校工作;谭彧编写第44.1节;陈建编写第44.2节和4.3节、第77.3节;田芳编写第55.3节;郑永军编写第55.4节;付函编写第55.5节;张春龙编写第55.6节;杨圣慧编写第66.8节;张成涛编写第77.4节;肖章编写第77.5节。全书的总体编排与审校由谭彧完成。

由于作者水平所限,书中疏漏在所难免,敬请广大专家和读者批评指正。


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