煤礦井下視覺(jué)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)：理論、方法及應(yīng)用

定　價(jià)：￥128.00

作　者：	楊文娟張旭輝
出版社：	機(jī)械工業(yè)出版社
叢編項(xiàng)：
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111777953	出版時(shí)間：	2025-05-01	包裝：	精裝
開(kāi)本：	16開(kāi)	頁(yè)數(shù)：		字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書以巷道掘進(jìn)施工中的精確定位、定向?qū)Ш胶统尚谓馗顬橹骶€，圍繞“防爆單目相機(jī) 點(diǎn)線激光標(biāo)靶空間定位模型”相關(guān)技術(shù)，系統(tǒng)介紹了煤礦井下特殊環(huán)境下視覺(jué)定位與導(dǎo)航方面的基礎(chǔ)理論、方法和應(yīng)用。本書主要內(nèi)容包括礦用防爆相機(jī)成像建模與標(biāo)定技術(shù)、井下特殊環(huán)境下退化圖像的清晰化重構(gòu)技術(shù)、基于單目視覺(jué)的煤礦井下掘進(jìn)機(jī)精確定位與導(dǎo)航系統(tǒng)、基于平行激光束的懸臂式掘進(jìn)機(jī)全局動(dòng)態(tài)定位技術(shù)、基于三激光束的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿測(cè)量技術(shù)、基于多點(diǎn)紅外LED的懸臂式掘進(jìn)機(jī)局部動(dòng)態(tài)定位技術(shù)、掘進(jìn)機(jī)位姿視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)性能測(cè)試與工程應(yīng)用、基于雙目視覺(jué)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)位姿測(cè)量方法、基于非合作標(biāo)靶的井下視覺(jué)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)。本書采用二維碼集成了相關(guān)視頻（19條）和彩圖，以便讀者閱讀和理解。本書可作為機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、礦業(yè)、土建（地下空間及隧道工程）等相關(guān)行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的參考書，還可作為高等院校機(jī)械類、自動(dòng)化類、計(jì)算機(jī)類、礦業(yè)類、土建類等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生相關(guān)課程的教學(xué)參考書。

作者簡(jiǎn)介

　　楊文娟，工學(xué)博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，入選秦創(chuàng)原團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家，被評(píng)為全國(guó)煤炭行業(yè)青年崗位能手，全國(guó)煤礦智能化卓越青年。主要研究方向?yàn)槊旱V智能機(jī)電系統(tǒng)研發(fā)、圖像處理與模式識(shí)別、井下視覺(jué)測(cè)量與智能導(dǎo)航等方面的理論和應(yīng)用研究。先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目1項(xiàng)、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、中國(guó)博士后基金1項(xiàng)、陜西省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃1項(xiàng)，參與國(guó)家級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)，承擔(dān)煤礦井下精確定位技術(shù)方面項(xiàng)目研究近10項(xiàng)，以第一作者在Scientific data（Nature子刊）、 Optics and Lasers in Engineering、IEEE Transactions On Industrial Electronics、煤炭學(xué)報(bào)、煤田地質(zhì)與勘探等期刊發(fā)表SCI/EI學(xué)術(shù)論文10余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利10余項(xiàng)，獲煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)3項(xiàng)。張旭輝，工學(xué)博士，三級(jí)教授、博士生導(dǎo)師，陜西省“教學(xué)名師”，陜西省中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，陜西省特支計(jì)劃教學(xué)領(lǐng)軍人才，陜西省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。近年來(lái)主要從事煤礦采掘裝備智能化技術(shù)、復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)耦合建模與非線性動(dòng)力學(xué)等方面教學(xué)科研工作，先后主持國(guó)家自然科學(xué)、國(guó)家綠色制造系統(tǒng)集成項(xiàng)目、科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)博士后基金等項(xiàng)目10余項(xiàng)，參與國(guó)家基金為代表的縱向項(xiàng)目近20項(xiàng)，主持完成40多項(xiàng)企業(yè)合作項(xiàng)目。獲陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，中國(guó)煤炭科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二、三等獎(jiǎng)15項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文300多篇，申請(qǐng)國(guó)家專利200多件，授權(quán)發(fā)明專利近80件，軟著20余項(xiàng)。

圖書目錄

第1章概述11.1煤礦智能化建設(shè)亟待突破井下定位與導(dǎo)航技術(shù)11.2井下視覺(jué)定位與導(dǎo)航面臨的挑戰(zhàn)31.2.1智能掘進(jìn)對(duì)定位精度要求高41.2.2煤礦井下環(huán)境對(duì)視覺(jué)定位精度影響大71.2.3井下定位與導(dǎo)航基礎(chǔ)理論研究不足81.3視覺(jué)定位與導(dǎo)航的幾個(gè)基本問(wèn)題111.3.1煤礦井下圖像增強(qiáng)技術(shù)111.3.2煤礦井下掘進(jìn)機(jī)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)121.3.3基于視覺(jué)測(cè)量的動(dòng)態(tài)目標(biāo)位姿檢測(cè)技術(shù)151.3.4視覺(jué)成像系統(tǒng)建模與標(biāo)定技術(shù)181.3.5運(yùn)動(dòng)模糊建模與圖像復(fù)原技術(shù)201.4本書內(nèi)容安排23第2章礦用防爆相機(jī)成像建模與標(biāo)定技術(shù)242.1礦用相機(jī)雙層平面玻璃折射成像建模與標(biāo)定242.1.1礦用相機(jī)平面折射成像建模242.1.2礦用相機(jī)平面折射標(biāo)定272.2礦用相機(jī)球形玻璃折射建模與標(biāo)定292.2.1礦用相機(jī)球形折射建模292.2.2礦用相機(jī)球形折射標(biāo)定312.3礦用相機(jī)折射標(biāo)定的結(jié)果驗(yàn)證332.3.1礦用平面玻璃折射標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證332.3.2礦用球面玻璃折射標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證372.4小結(jié)42第3章井下特殊環(huán)境下退化圖像的清晰化重構(gòu)技術(shù)433.1煤礦井下圖像退化特性分析與預(yù)處理技術(shù)433.1.1煤礦井下工作面霧塵退化圖像成像特性433.1.2工作面粉塵濃度自適應(yīng)圖像特征提取技術(shù)443.1.3煤礦井下工作面低照度視頻增強(qiáng)技術(shù)473.2礦用相機(jī)振動(dòng)模糊建模與去模糊研究543.2.1透視相機(jī)的均勻模糊建模及去模糊543.2.2礦用相機(jī)模糊建模與去模糊研究563.2.3礦用相機(jī)采集的紅外LED圖像去模糊驗(yàn)證663.2.4礦用相機(jī)采集的紅外激光束圖像去模糊驗(yàn)證683.3小結(jié)71第4章基于單目視覺(jué)的煤礦井下掘進(jìn)機(jī)精確定位與導(dǎo)航系統(tǒng)724.1激光點(diǎn)-線特征合作標(biāo)靶的煤礦井下掘進(jìn)機(jī)單目視覺(jué)定位系統(tǒng)724.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)全位姿視覺(jué)定位系統(tǒng)統(tǒng)一描述764.2.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)全位姿定位坐標(biāo)系統(tǒng)764.2.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)視覺(jué)測(cè)量坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)學(xué)解算784.3煤礦井下設(shè)備位姿視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)誤差分析及對(duì)策804.4視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的自動(dòng)建站移站方法814.5基于井下視覺(jué)定位數(shù)據(jù)的掘進(jìn)機(jī)自主導(dǎo)航方法854.5.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)自主導(dǎo)航掘進(jìn)控制方案854.5.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)定向掘進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制方法864.5.3懸臂式掘進(jìn)機(jī)定向掘進(jìn)控制器設(shè)計(jì)894.5.4掘進(jìn)機(jī)定向掘進(jìn)控制實(shí)驗(yàn)934.6小結(jié)95第5章基于平行激光束的懸臂式掘進(jìn)機(jī)全局動(dòng)態(tài)定位技術(shù)965.1基于平行激光束的懸臂掘進(jìn)機(jī)機(jī)身全局位姿測(cè)量方法965.1.1適用于煤礦井下環(huán)境的激光束標(biāo)靶特征提取與定位965.1.2基于2P3L的激光標(biāo)靶空間點(diǎn)三維坐標(biāo)解算模型1005.1.3基于對(duì)偶四元數(shù)的激光標(biāo)靶位姿解算方法1035.1.4掘進(jìn)工作面懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身全局定位1055.2基于視覺(jué)測(cè)量的機(jī)身位姿測(cè)量誤差模型1065.2.1激光光斑中心定位誤差1065.2.2激光束中心線定位誤差1075.2.3激光束標(biāo)靶幾何誤差1105.3基于激光線特征的機(jī)身全局位姿測(cè)量方法驗(yàn)證1115.3.1激光束提取與定位算法的環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證1115.3.2激光標(biāo)靶尺寸及距離對(duì)機(jī)身位姿視覺(jué)測(cè)量的影響1135.4小結(jié)118第6章基于三激光束的掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿測(cè)量技術(shù)1196.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)1196.2激光束標(biāo)靶圖像分割與特征提取1206.2.1三激光束標(biāo)靶圖像特性1206.2.2三激光束標(biāo)靶圖像分割與特征提取1216.2.3基于RCEAUNet三激光束標(biāo)靶圖像語(yǔ)義分割模型1266.3三點(diǎn)三線透視投影位姿測(cè)量模型1386.4懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)精度分析1426.5懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿視覺(jué)測(cè)量精度測(cè)試1436.6小結(jié)148第7章基于多點(diǎn)紅外LED的懸臂式掘進(jìn)機(jī)局部動(dòng)態(tài)定位技術(shù)1497.1基于多點(diǎn)紅外LED的懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭動(dòng)態(tài)定位方法1497.1.1紅外LED標(biāo)靶特征點(diǎn)提取與光斑定位1497.1.2基于共面特征點(diǎn)的截割頭位姿視覺(jué)測(cè)量1527.1.3懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭局部定位1557.2基于視覺(jué)測(cè)量的截割頭位姿測(cè)量誤差模型1597.2.1紅外LED特征點(diǎn)中心定位誤差1607.2.2相機(jī)外部參數(shù)標(biāo)定誤差1617.2.3紅外標(biāo)靶特征點(diǎn)非共面性誤差1627.3截割頭位姿視覺(jué)測(cè)量精度與穩(wěn)定性測(cè)試1637.3.1截割頭位姿視覺(jué)測(cè)量算法精度驗(yàn)證1637.3.2截割頭視覺(jué)定位誤差數(shù)值仿真1657.3.3紅外LED光斑中心定位的環(huán)境適應(yīng)性1657.4小結(jié)167第8章掘進(jìn)機(jī)位姿視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)性能測(cè)試與工程應(yīng)用1688.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)位姿視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)1688.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)位姿視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)精度測(cè)試1708.2.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭位姿視覺(jué)測(cè)量精度測(cè)試1708.2.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿視覺(jué)測(cè)量精度測(cè)試1758.3煤礦井下掘進(jìn)機(jī)位姿視覺(jué)測(cè)量工程應(yīng)用1798.3.1掘錨一體機(jī)機(jī)身位姿視覺(jué)測(cè)量應(yīng)用1798.3.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)身位姿視覺(jué)測(cè)量應(yīng)用1798.4小結(jié)183第9章基于雙目視覺(jué)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)位姿測(cè)量方法1849.1懸臂式掘進(jìn)機(jī)雙目視覺(jué)機(jī)身位姿測(cè)量方案1849.1.1雙目視覺(jué)測(cè)量原理1849.1.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)雙目視覺(jué)位姿測(cè)量方案1859.2基于紅外LED標(biāo)靶的懸臂式掘進(jìn)機(jī)雙目視覺(jué)定位1869.2.1基于紅外LED的特征點(diǎn)提取與環(huán)形匹配策略1869.2.2基于幀間特征的雙目視覺(jué)運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法1909.2.3雙紅外標(biāo)靶交叉移動(dòng)的連續(xù)測(cè)量方法1929.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1939.4小結(jié)197第10章基于非合作標(biāo)靶的井下視覺(jué)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)19810.1基于非合作標(biāo)靶的井下視覺(jué)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)機(jī)理19810.2基于單目視覺(jué)的非合作標(biāo)靶定位技術(shù)20010.2.1技術(shù)方案20010.2.2技術(shù)實(shí)現(xiàn)20010.2.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證20410.3基于RGBD的非合作標(biāo)靶定位技術(shù)20610.3.1技術(shù)方案20610.3.2技術(shù)實(shí)現(xiàn)20610.3.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證21810.4本章小結(jié)221參考文獻(xiàn)222