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航天飞行动力学技术重点实验室 著

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• 路径规划
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• 人机交互
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店铺： 赏心悦目图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118090642

商品编码：29377850630

包装：平装

出版时间：2013-11-01

基本信息

书名：视觉导航与遥操作

定价：58.00元

作者：航天飞行动力学技术重点实验室

出版社：国防工业出版社

出版日期：2013-11-01

ISBN：9787118090642

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《视觉导航与遥操作》为丛书第三辑，以“空间视觉导航与遥操作”为主题，共收录23篇论文，源于我国载人航天与深空探测系列任务中对月面探测、空间导航以及空间站对接的技术需求，是航天飞行动力学技术重点实验室与西北工业大学、中国科学院遥感应用研究所、国防科技大学以及装备学院等科研单位合作项目的成果总结，内容涵盖月球车视觉导航、深空视觉定位／定轨以及空间操控等方面的理论分析成果和工程应用结果。

目录

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登月宇航员导航定位需求分析及技术方案探讨
A Vision—based 3D Grasp Planning Approach for the Space Robot with a Simple Gripper
面向深空天体探测的轨道器视觉定位技术及应用
月球车与着陆器相对定位方法研究
基于视觉的卫星位置姿态自测量研究
空间非合作目标相对导航算法研究
飞行器视觉／惯导自定位及目标位置估计
飞行器姿态视觉测量系统研究及参数分析
基于SIFT匹配和光束法平差的深空探测车多相机目标交接
月球车双目视觉三维地形重建算法研究
一种月面巡视探测器的避障规划算法
火星HiRISE影像立体测图方法研究
卫星星历和姿态在同名像点匹配中的应用研究
无人飞行器自主引导着陆的点特征提取方法
CPU／GPU协同下基于RFM的卫星遥感影像快速几何校正
面向探月卫星景象导航的局部基准图制备
基于虚拟现实的月球车在线控制
小波分形与形状模型相结合的月面着陆区地形模拟
基于球面模型的月球车鱼眼相机标定方法研究
基于FAST特征的深空飞行器视觉辅助组合导航
Global Image Matching Based on Feature Point Constrained Markov Random Field Model for Plaary Mapping
A Method to Estimate the Off—plane Distance Using Homography Induced Parallax for Lunar Landing
深空探测车的视觉测程定位新方法

作者介绍

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文摘

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序言

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探寻宇宙深处的奥秘：从暗物质到引力波 在这浩瀚无垠的宇宙中，隐藏着无数令人着迷的谜团，从我们赖以生存的行星，到构成万物的基本粒子，再到塑造宇宙结构的庞大力量，一切都充满了未知的挑战与无限的吸引力。本书将带您踏上一段穿越时空的科学探索之旅，深入剖析当前宇宙学研究的前沿领域，揭示那些隐藏在深邃宇宙背后的奥秘。 第一章：宇宙的基石——暗物质的幽灵身影 我们熟悉的普通物质，构成恒星、行星以及我们自身，仅占宇宙总质量与能量的微不足道的一部分。占据宇宙主导地位的，是神秘的暗物质和暗能量。本章将聚焦于暗物质，这个我们看不见、摸不着，却通过引力效应深刻影响着宇宙结构形成和演化的神秘物质。我们将追溯暗物质概念的诞生，从弗里茨·兹威基在星系团的观测，到维拉·鲁宾对星系旋转曲线的深入研究，逐步展现科学家们如何一步步揭开暗物质的面纱。 我们将探讨目前主流的暗物质候选粒子理论，包括弱相互作用大质量粒子（WIMPs）、轴子、惰性中微子等，并详细介绍当前全球科学家们正在进行中的各种探测实验。从位于意大利的格兰萨索国家实验室的XENON实验，到地下深处的CDMS实验，再到太空中的AMS-02等，这些精密的探测器如同宇宙的“侦探”，试图捕捉到那些与普通物质发生微弱相互作用的暗物质粒子。我们将深入剖析这些实验的设计原理、技术挑战以及它们所面临的困难，并展望未来可能出现的更先进的探测技术，例如基于量子技术的超导探测器，它们有望在未来实现对暗物质更灵敏的捕捉。 同时，本章也将探讨暗物质在宇宙学模型中的重要作用，它如何充当宇宙结构的“骨架”，吸引普通物质聚集形成星系和星系团。我们将审视暗物质分布的不均匀性如何解释宇宙大尺度结构的形成，以及它在宇宙微波背景辐射中的印记。我们还将讨论一些非传统的暗物质理论，例如修正引力理论，以及它们是否能够解释观测到的现象，并且为何科学家们仍然倾向于暗物质粒子假说。最终，我们将思考暗物质的本质究竟是什么，它是全新的粒子，还是我们现有粒子物理标准模型的延伸？对暗物质的探寻，不仅是对宇宙组成的好奇，更是对基本物理规律的深刻追问。 第二章：宇宙的加速膨胀——暗能量的神秘驱动 如果说暗物质是宇宙结构的“胶水”，那么暗能量则是宇宙膨胀的“加速器”。在20世纪末，天文学家们意外发现，宇宙的膨胀速度不仅没有减缓，反而正在加速，这一惊人的发现将暗能量推到了宇宙学研究的中心舞台。本章将深入探讨暗能量的性质、来源以及它对宇宙未来命运的影响。 我们将回顾发现宇宙加速膨胀的关键天文观测，特别是Ia型超新星的观测，它们如同宇宙中的“标准烛光”，能够精确地测量遥远天体的距离，从而揭示宇宙膨胀的历史。我们将详细解析这些观测数据是如何支持暗能量存在的，以及其能量密度如何随着宇宙演化而变化。 我们将重点介绍目前对暗能量主流的解释——宇宙学常数。爱因斯坦在广义相对论中引入的宇宙学常数，最初是为了构建一个静态宇宙模型，但后来被废弃。然而，随着暗能量的发现，宇宙学常数又重新回到科学家的视野中。我们将探讨宇宙学常数在解释暗能量现象上的成功之处，以及它与量子场论中的真空能之间存在的巨大理论鸿沟，这个所谓的“宇宙学常数问题”是当前理论物理学中最棘手的难题之一。 除了宇宙学常数，本章还将介绍其他一些关于暗能量的理论模型，例如“绝地能量”（Quintessence）和“幻影能量”（Phantom Energy）。这些模型提出了不同于宇宙学常数的暗能量动力学行为，它们具有不同的能量密度演化规律，可能导致宇宙走向不同的未来。我们将分析这些模型与观测数据是否吻合，以及它们对宇宙命运预测的差异。 我们将讨论科学家们如何利用其他天文观测手段来进一步约束暗能量的性质，例如重子声学振荡（BAO）、星系统计、以及未来将要进行的巨型巡天项目，如晚期宇宙演化探测器（DESI）和欧几里得空间望远镜。这些项目将以前所未有的精度绘制宇宙的三维结构图，从而为暗能量的研究提供更丰富的数据。 最后，本章将展望暗能量对宇宙未来命运的影响。如果暗能量的密度保持不变，宇宙将走向“大撕裂”；如果其密度随时间减小，宇宙则可能继续膨胀下去，但膨胀速度会逐渐减缓。对暗能量的理解，不仅关乎我们对宇宙的认知，更关乎人类对自身在宇宙中位置的理解。 第三章：宇宙的涟漪——引力波的无声宣言 宇宙并非一片寂静，而是充斥着各种“声音”。其中最古老、最深邃的“声音”之一，便是引力波。爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在，它们是时空本身的涟漪，由宇宙中最剧烈的事件产生，如黑洞合并、中子星碰撞等。引力波的探测，开启了观测宇宙的新窗口，让我们能够“听到”宇宙的“声音”。 本章将详细介绍引力波的产生机制、探测原理以及它们所带来的革命性科学发现。我们将从引力波的理论基础讲起，回顾爱因斯坦如何预言引力波，以及它在广义相对论中的地位。我们将深入解析当大质量天体加速运动时，如何在其周围产生时空的扰动，这些扰动以光速传播，便是引力波。 我们将重点介绍目前世界上最先进的引力波探测器，如美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）和欧洲的室女座引力波探测器（Virgo）。我们将详细解析激光干涉的技术原理，即利用激光束在两个相互垂直的干涉臂中传播，当引力波经过时，会引起干涉臂长度的微小变化，从而导致干涉条纹的移动，这种微小的变化被放大并记录下来。我们将讨论这些探测器是如何克服地球自身的振动、环境噪声等挑战，实现对引力波的超高灵敏度探测。 我们将回顾LIGO首次探测到双黑洞合并产生的引力波的里程碑式事件，以及这一发现如何验证了爱因斯坦的预言，并开启了引力波天文学的新时代。随后，我们将聚焦于双中子星碰撞事件的探测，这一事件不仅产生了强大的引力波信号，还伴随着电磁波信号，实现了“多信使天文学”的开创。多信使天文学的兴起，使得科学家们能够从不同的“信使”——引力波、光、中微子等——来研究同一个天文现象，从而获得更全面、更深入的理解。 我们将探讨引力波在研究黑洞、中子星等致密天体方面的独特优势，例如测量它们的质量、自旋和合并过程。同时，我们将展望引力波在探索宇宙早期、研究宇宙膨胀历史、检验广义相对论在极端条件下的有效性等方面的巨大潜力。 最后，本章将描绘未来引力波探测的蓝图，包括空间引力波探测器（如LISA）以及新一代地面探测器，它们将能够探测到更低频率的引力波，从而观测到宇宙中更广泛、更古老的天体事件。引力波的探测，不仅仅是技术上的突破，更是人类理解宇宙本质的又一次飞跃，它让我们能够“听到”宇宙最深沉的低语，从而更深刻地认识宇宙的起源、演化和最终命运。 本书旨在为广大科学爱好者、天文爱好者以及相关领域的学生提供一个全面、深入、引人入胜的宇宙探索指南。通过对暗物质、暗能量和引力波这三大核心领域的介绍，我们希望能够激发读者对宇宙的好奇心，点燃探索未知的热情，并认识到人类在理解宇宙的过程中所取得的辉煌成就与面临的挑战。宇宙的奥秘，等待着我们不断去揭示。

评分☆☆☆☆☆

《视觉导航与遥操作》这本书，从一个全新的视角，彻底颠覆了我对于“操控”的传统认知。以往我们谈论遥操作，更多的是依赖于操纵杆、按钮这些直观的物理反馈，但这本书却将焦点放在了“视觉”这个人类最主要的感知通道上。它不仅仅是教会我们如何用眼睛去看，更重要的是如何让机器理解我们看到的，并基于这些信息做出相应的反应。我尤其对书中关于“意图识别”的部分印象深刻。想象一下，当一个遥控机器人看到一个需要搬运的物体，它能够主动识别出“这是目标”，然后规划出最佳的抓取路径，甚至在遇到障碍物时自行绕行，这其中的智慧令人惊叹。书里还穿梭于理论与实践之间，一方面讲解了大量的数学模型和算法原理，另一方面又结合了大量的实验案例和工程实现的细节。虽然有些算法的推导我看得云里雾里，但作者用图示和流程图的方式，尽可能地将复杂的概念可视化，这一点非常良心。我感觉这本书的作者是一位非常有经验的工程师，他懂得如何将高深的学术理论落地，并转化成实际可行的技术方案。这本书最大的价值在于，它不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是让你理解“为什么这么做”，以及“这样做能够达到什么效果”。当然，这本书的篇幅不小，内容也相当密集，需要读者投入足够的时间和精力去消化。如果你是一位正在从事相关领域的研究者，或者对机器人技术充满热情，那么这本书绝对是你不可错过的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

我最近读了一本《视觉导航与遥操作》的书，虽然我不太懂其中的专业术语，但整体感觉还是挺震撼的。书里描绘的那种未来感，让人忍不住畅想。想象一下，机器人或者无人机，只需要依靠“眼睛”就能在复杂环境中穿梭，精准地完成各种任务，这简直就是科幻电影里的场景成真了。我特别喜欢书中关于“自主性”的讨论，它不再是简单的指令执行，而是能根据视觉信息进行自主决策，这背后蕴含的技术力量太强大了。书里还提到了许多实际应用的例子，比如在危险区域的搜救，或者是在宇宙探索中，这些都让我觉得这项技术真的非常有意义。虽然我看不懂那些复杂的算法和模型，但能感受到作者在试图将最前沿的科学概念以一种尽可能易懂的方式呈现出来。这本书的缺点可能在于，对于完全没有背景知识的读者来说，理解起来还是有点吃力。很多地方的推导过程，我都只能浅尝辄止，无法深入。不过，即使如此，它也成功地激发了我对这个领域的好奇心，让我开始关注那些在背后默默推动科技进步的科学家和工程师们。我觉得这本书更适合那些本身就对机器人、人工智能、计算机视觉等领域有一定了解的读者，他们可能会从中获得更深的启发和收获。对于我这种门外汉来说，它更像是一扇窗户，让我得以窥见一个充满无限可能的未来世界。

评分☆☆☆☆☆

读完《视觉导航与遥操作》这本书，我感觉自己对“智能化”的理解上升到了一个新的高度。以往我对遥操作的认知，更多地停留在“指令下达”层面，而这本书则将重点放在了“智能感知”和“自主执行”上。我特别喜欢书中关于“人机交互”的全新理念。它不再是简单的屏幕点击或物理按钮，而是通过视觉反馈，实现一种更加自然、流畅的人机协作。想象一下，操作者只需要通过观察屏幕上机器人所“看到”的一切，然后通过简单的手势或语音指令，就能精准地控制机器完成任务，这简直是科幻片里的场景。书里对“仿生学”在机器人视觉导航中的应用也有深入的探讨，这让我觉得机器的“眼睛”和“大脑”正在变得越来越像我们人类。虽然书中涉及大量的算法和数学模型，有些地方对我而言确实是个挑战，但作者在讲解时，会不断地穿插实际的应用案例，比如医疗手术机器人、工业自动化生产线上的视觉引导等，这些都极大地增强了我的理解和兴趣。而且，作者在书中也坦诚地指出了当前技术面临的瓶颈和未来的发展方向，这让我觉得这本书非常有前瞻性。这本书的阅读体验非常棒，它成功地将前沿的科学技术，用一种引人入胜的方式呈现给读者，让我对未来的智能世界充满了好奇和期待。

评分☆☆☆☆☆

《视觉导航与遥操作》这本书，为我打开了一扇通往智能世界的大门。一直以来，我对机器人和无人机的操作都停留在比较基础的层面，这本书却让我看到了它们在“自主性”和“智能化”方面的巨大潜力。让我印象最深刻的是书中关于“情境感知”的描述。它不再是简单的路径规划，而是能够理解周围环境的动态变化，并据此做出最优决策。比如，在复杂的交通环境中，无人机能够自主避开行人、车辆，并选择最快的路线抵达目的地，这其中的智能程度简直令人难以置信。书里还详细介绍了实现这些功能所依赖的各种算法，如SLAM（即时定位与地图构建）、目标跟踪、场景理解等。虽然有些地方的数学推导我看得有些吃力，但作者通过大量的图解和实例，将抽象的算法具象化，让我能够更好地理解其背后的逻辑。而且，书中还探讨了许多现实应用中的挑战，例如在光照不足、雨雪天气等恶劣环境下的导航问题，以及如何保证遥操作的实时性和可靠性。这些都让我觉得这本书的内容非常接地气，不仅仅是理论的空谈，而是对实际工程问题的深入思考。这本书的价值在于，它不仅能让你了解“是什么”，更能让你明白“为什么”和“如何做”。对于那些希望深入了解机器人视觉导航和遥操作技术的研究者和工程师来说，这本书无疑是一本宝贵的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

拿到《视觉导航与遥操作》这本书，我一开始以为会是一本枯燥的技术手册，但翻开之后，才发现里面蕴含着如此丰富的想象力。书中的内容，让我看到了一个全新的交互方式，一种更加自然、更加直观的遥控体验。比如，书中描绘的“手势识别”和“眼动追踪”技术，真的让我大开眼界。想象一下，我只需要在空气中挥动一下手臂，或者用眼神指示，就能让远方的设备按照我的意愿去执行任务，这比传统的按钮操作要高效和便捷太多了。书里并没有止步于理论的探讨，而是详细地介绍了实现这些功能的关键技术，包括如何捕捉和解析视觉信号，如何将这些信号转化为机器可以理解的指令，以及如何保证操作的稳定性和准确性。其中关于“鲁棒性”的讨论，让我觉得这项技术在真实复杂的环境中应用前景广阔。这本书的结构安排也很有条理，从基础概念入手，逐步深入到更高级的应用和挑战。虽然我不是专业人士，但作者的写作风格非常清晰，即使是对于一些复杂的数学公式，也尽量给出了直观的解释，让我这个理工科小白也能大致理解其核心思想。我特别欣赏书中对于“人机协同”的探讨，它强调的不是机器取代人类，而是机器作为人类能力的延伸，共同完成更复杂、更具挑战性的任务。这本书让我对未来的科技发展充满了期待。