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出版者:化学工业出版社发行部

作者:卢瑞文

出品人:

页数:357

译者:

出版时间:2005-7

价格:45.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502569129

丛书系列:

图书标签:

• 模式识别
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• 计算机视觉
• 深度学习
• 人工智能
• 目标检测
• 特征提取
• 算法
• 应用

编织星辰的轨迹：宇宙深空探测的理论与实践 图书简介 本书是一部深度聚焦于当代宇宙深空探测前沿领域，系统梳理其理论基础、关键技术、历史演进与未来展望的综合性学术专著。全书结构严谨，内容涵盖从基础物理学原理到尖端工程应用的广阔范畴，旨在为航空航天工程师、天体物理学家、行星科学研究者以及对宇宙探索抱有热忱的读者提供一份详尽、权威的参考资料。 本书并未涉及任何关于信息处理、模式识别或自动数据采集的技术细节，而是将全部篇幅聚焦于如何实现、维持和优化地球以外天体的精确位置测量、轨道修正、推进系统设计以及极端环境下的生存挑战。 第一部分：远征的基石——深空导航与轨道动力学 本部分深入探讨了星际航行中最核心的数学与物理基础。 第一章：经典与相对论的轨道力学 本章详述了牛顿万有引力定律在多体问题中的应用，并引入了拉格朗日点（Lagrange Points）的稳定性分析，重点阐述了这些引力平衡点在规划任务轨迹中的战略意义。随后，我们转向爱因斯坦的广义相对论，探讨了强引力场（如黑洞或中子星附近）对航天器轨道参数的微小、但关键的修正效应，特别是光线弯曲和时间膨胀对深空通信延迟的计算影响。本章的重点在于建立一个精确的、不受地球大气干扰的、依赖基础物理常数的导航模型。 第二章：深空测距与定位：远距离几何学 本章完全专注于如何从数十亿公里之外确定探测器的精确位置和速度。详细分析了深空网络（DSN）的工作原理，包括单向和双向载波信号的测量精度限制。讨论了射电干涉测量技术（VLBI）如何提供超高精度的天体位置参考，以及如何通过多普勒频移来精确测量探测器的径向速度变化。特别强调了如何通过精确的星历表（Ephemerides）来校准行星运动模型，以确保相对于太阳系内其他天体的相对位置是可预测的。本章内容完全围绕电磁波传播和高精度计时展开。 第三章：推进理论与轨迹优化 本部分是关于如何“到达”目标。本书详细分析了化学火箭的性能限制，重点探讨了比冲（Specific Impulse）和推重比（Thrust-to-Weight Ratio）的工程极限。随后，重点转向了非传统推进技术，如离子推进器和霍尔效应推进器的工作原理，这些技术的核心在于高效率地利用质量，实现长期、低推力的持续加速。关于轨迹优化，本书侧重于利用庞德里亚金的最小原理（Pontryagin's Minimum Principle）来计算行星际转移轨道（如霍曼转移、引力弹弓效应的应用），以最小化燃料消耗或飞行时间。 第二部分：生存的艺术——极端环境下的系统工程 深空任务的成功依赖于系统在真空、辐射和温差剧烈变化的条件下长期可靠运行的能力。 第四章：真空与热控工程 本章细致分析了深空热环境的复杂性：太阳辐射加热、行星体反射和红外辐射。着重介绍了被动热控技术，包括多层隔热材料（MLI）的材料选择、结构设计中的热桥消除技术。对于主动热控，重点讨论了循环制冷机（Cryocoolers）在冷却红外探测器和特定科学仪器时的能耗管理和可靠性设计。本章未涉及任何自动温度调节算法或传感器反馈机制。 第五章：空间辐射防护与电子元器件的抗辐照设计 本书用大量篇幅探讨了银河宇宙射线（GCR）和太阳高能粒子（SEP）对航天器电子系统的威胁。详细阐述了三种主要的辐射效应：单粒子翻转（SEU）、总剂量效应（TID）以及电离剂量率效应（SEE）。防护措施的讨论集中于屏蔽材料的选择（如使用轻质高Z材料）和元器件的“加固”（Rad-Hardening）过程，包括晶体管结构优化和冗余设计原理。 第六章：深空通信的物理极限 本章探究了信号在数亿公里传播中的衰减问题。重点分析了香农-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem）在深空通信带宽受限条件下的应用。讨论了如何通过增加发射功率、采用大型高增益天线阵列（例如，深空网络接收端）以及优化调制编码方案（如使用高冗余度的前向纠错编码）来提高信噪比（SNR）。通信的挑战被严格限制在物理层和链路层，不涉及数据包的智能路由或错误内容的识别。 第三部分：探索的视角——科学仪器与数据获取的物理学基础 本部分关注如何利用航天器携带的设备来采集原始的、未经处理的物理观测数据。 第七章：光学成像与遥感原理 本书阐述了空间望远镜和行星表面成像仪的设计原则。重点在于如何通过镜头组设计（折射率、像差校正）来最大化角分辨率。详细讨论了电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器在采集光子信号时的量子效率（QE）和噪声源分析。数据获取的描述严格停留在将光信号转化为可量化的电荷或电压层面，以及通过光谱仪（如衍射光栅）分离不同波长的光子。 第八章：场测量与粒子探测 本章探讨了磁强计（Magnetometers）、等离子体分析仪（Plasma Analyzers）和高能粒子探测器的工作机理。例如，如何利用法拉第杯测量带电粒子的动能分布，或如何通过亥姆霍兹线圈产生已知磁场来校准航天器自身的磁干扰。这些仪器的核心是基于电磁学和粒子物理学的基本原理，直接将物理现象转化为电信号的测量。 第九章：任务操作与闭环控制（非自主部分） 本章回顾了地面任务控制中心如何向远距离航天器发送指令，并接收遥测数据。讨论了指令序列的构造、时间同步协议以及对航天器健康状态的远程监控。此处的“控制”是指基于地面站的计算和人工决策后，发送的明确的、非适应性的遥测修正指令，例如：“将姿态保持模式切换至模式X”或“执行一次预定的推进器点火序列”。本书强调的是指令的传输可靠性与精确执行的验证，而非航天器内部对环境变化的自主反应。 本书通过对上述九个方面的深入剖析，构建了一个完整的、基于经典物理学和航天工程实践的深空探测知识体系，为读者理解人类如何突破地球的引力束缚，迈向太阳系乃至更远的深空，提供了坚实的理论和技术框架。

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这本关于“自动化识别技术”的书籍，坦率地说，对我这个刚接触这个领域的门外汉来说，简直像打开了一扇通往未来世界的大门。我原本对条形码扫描、RFID这些概念只停留在日常生活中那些快速过闸机的瞬间，但作者的叙述，让我对背后的原理和复杂的系统架构有了更宏观的认识。书中对于不同识别技术——比如光学字符识别（OCR）和图像处理的结合，简直是细致入微。它没有停留在那种浮于表面的介绍，而是深入探讨了算法的演进，特别是深度学习在特征提取和模式匹配上的革命性影响。我记得有一章专门讲了复杂背景下的目标定位和畸变校正，那部分的数学推导虽然有点烧脑，但跟着作者的逻辑一步步走下来，那种茅塞顿开的感觉非常棒。它不仅仅是罗列技术名词，更像是手把手教你如何将理论转化为实际生产线上的高效解决方案。尤其让我印象深刻的是，书中对工业自动化和物流追踪领域的应用案例分析得极为透彻，让人看到了这些技术如何实实在在地提高了效率、降低了错误率，那种技术驱动变革的力量感，读来令人振奋。

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我个人对这种偏向底层原理的深度挖掘非常感兴趣，而这本书在这方面做得极其出色。它没有满足于现有的成熟算法，而是追溯了识别技术从早期的模板匹配到现代的卷积神经网络（CNN）的发展历程，这让读者能够理解每一个技术迭代背后的驱动力。最让我耳目一新的是关于“小样本学习”在识别领域的应用探讨。在某些定制化、数据稀缺的工业场景中，获取大量标注数据是巨大的挑战，而书中介绍的元学习（Meta-Learning）方法，展示了如何用极少的样本实现快速、高精度的分类和定位。这种前瞻性的视角，让我看到了未来识别技术的发展方向，它不再是单纯依靠大数据“喂养”，而是更侧重于学习“学习本身”。这种理论的深度与实践的广度相结合，使得本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本关于未来信息处理哲学的探讨，非常引人入胜，让人忍不住一读再读，每次都能品出新的味道。

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读完这本《自动识别技术》，我最大的感受是，作者的视野之开阔，远超出了传统工程学的范畴，它更像是一部融合了信息论、模式识别乃至认知科学的跨学科著作。我尤其欣赏它在讨论“不确定性”处理上的深刻见解。在实际应用中，信号干扰、环境噪声是不可避免的，但这本书花了大量篇幅来剖析如何通过鲁棒性设计和信息冗余策略来确保识别的准确性。比如，在RFID读取距离和穿透性受限的情况下，作者提出的多通道协同识别模型，其精妙之处在于它平衡了读取速度和数据完整性。书中对传感器技术与识别算法的集成也有独到的见解，比如微振动对图像采集的影响，以及如何通过高频采样和滤波技术来消除伪影。这本书的语言风格非常严谨，但又不失启发性，它迫使读者去思考，在“识别”的终极目标下，我们能将信息获取的精度推到何种地步。对于那些追求技术极限的工程师来说，这本书的价值是毋庸置疑的，它提供了一个扎实的理论框架去挑战现有的技术瓶颈。

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这本书的实战指导价值高得惊人，简直可以作为我部门新进人员的“速成手册”。它没有把理论知识束之高阁，而是紧密围绕“如何落地”这个核心问题展开。我特别关注了其中关于生物特征识别模块的章节，它详细对比了指纹、虹膜和人脸识别在不同安全等级场景下的优劣势，并对隐私保护与识别效率之间的权衡给出了非常中肯的建议。书中给出的系统集成流程图清晰明了，从硬件选型（比如高分辨率CCD还是CMOS传感器）到软件接口（API的调用规范），再到最终的数据清洗和存储架构，都有具体的参考指标和最佳实践。我尝试按照书中描述的一个小型库存管理系统的搭建流程进行模拟，发现很多在实际操作中容易忽略的细节，比如电源稳定性和数据传输协议的选择，都被作者提前预警并提供了解决方案。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“怎么做才能不出错”，这对于工程实践者来说，是无价之宝。

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从排版和内容组织来看，这本书展现出极高的专业素养。每一章的结构都非常清晰，引言部分会明确界定本章要解决的核心问题，正文论述详实，结论部分则会用提炼的要点进行总结，这使得知识点的吸收效率非常高。对于我这种需要快速查阅特定技术细节的读者来说，书后的索引和术语对照表简直是救星。我曾花了一下午时间，专门研究了书中关于机器视觉中的“三维重建”技术如何与二维识别数据相结合，以实现对复杂物体的精确测量和姿态估计。书中对透视几何和相机标定的数学描述非常到位，而且还贴心地附带了开源库的调用示例，这极大地缩短了从理论到验证的时间。总的来说，这本书的编排逻辑严密，内容信息密度高，它成功地将一个技术门槛极高的领域，以一种既严谨又不失条理的方式呈现给读者，强烈推荐给所有希望系统性掌握自动识别领域核心技术的专业人士。

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