Geometric Computation for Machine Vision (Oxford Engineering Science Series) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Oxford University Press, USA

作者:Kenichi Kanatani

出品人:

页数:488

译者:

出版时间:1993-07-08

价格:USD 330.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780198563853

丛书系列:

图书标签:

• Machine Vision
• Geometric Computing
• Computer Vision
• Image Processing
• Robotics
• Pattern Recognition
• 3D Reconstruction
• Computational Geometry
• Oxford Engineering Science Series
• Algorithms

《几何计算在机器人与虚拟现实中的应用》 本书深入探讨了现代计算机科学领域中几何计算的核心概念及其在机器人技术和虚拟现实（VR）/增强现实（AR）等前沿技术中的关键应用。我们旨在为读者提供一个坚实的理论基础和实用的技术指南，使其能够理解和掌握如何利用几何原理来构建智能、交互式的系统。 核心内容概览： 基础几何理论与算法： 本书首先从点、线、平面等基本几何元素出发，详细介绍向量代数、坐标变换、投影几何以及多视图几何等核心数学概念。我们将深入讲解各种经典的几何算法，包括但不限于： 点和线段的碰撞检测： 介绍Separating Axis Theorem (SAT)、Gilbert–Johnson–Keerthley (GJK) 算法等，以及它们在避障和物体交互中的应用。 多边形与多面体的表示与操作： 涵盖边界表示 (B-rep) 和流形表示 (Manifold Representation)，以及布尔运算、凸包计算、Delaunay三角剖分等。 曲线与曲面的表示与插值： 讲解Bézier曲线、B-spline曲线、NURBS曲面，以及Catmull-Rom样条等，并讨论其在建模和动画中的应用。 几何变换与刚体运动： 详细阐述平移、旋转、缩放等变换，以及四元数在表示三维旋转中的优势和应用。 计算机视觉中的几何模型： 重点介绍相机模型、针孔相机模型、畸变模型，以及如何从图像中恢复三维信息。 相机标定： 讲解内外参标定的原理和方法，包括棋盘格标定法，以及如何处理相机畸变。 立体视觉： 深入分析双目和多目立体匹配的算法，如块匹配、SGM (Semi-Global Matching)、GC (Graph Cut) 等，以及视差图的生成和后处理。 Structure from Motion (SfM)： 介绍如何从一系列二维图像中恢复场景的三维结构和相机的运动轨迹，包括特征点提取与匹配 (SIFT, SURF, ORB)、基础矩阵/本质矩阵计算、三角测量、Bundle Adjustment 等。 SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)： 探讨机器人如何在未知环境中同时进行定位和地图构建的技术，包括视觉SLAM（VO, VIO）和激光SLAM的经典框架（如ORB-SLAM, LSD-SLAM）。 机器人中的几何计算： 聚焦几何计算在机器人导航、感知、运动控制等方面的实际应用。 运动学与动力学： 介绍机器人连杆的运动学模型（正运动学、逆运动学），以及机器人关节的轨迹规划和控制。 路径规划： 讲解A算法、RRT (Rapidly-exploring Random Tree) 算法、PRM (Probabilistic Roadmap) 算法等在二维和三维空间中的应用，以及碰撞检测在路径规划中的作用。 点云处理与配准： 介绍点云数据的获取（激光雷达、深度相机）和处理技术，重点讲解ICP (Iterative Closest Point) 算法及其变种在传感器数据融合和位姿估计中的应用。 传感器融合： 讨论如何结合多种传感器（如相机、IMU、编码器）的几何信息，通过卡尔曼滤波 (EKF, UKF) 或因子图优化等方法提高定位和建图的鲁棒性。 虚拟与增强现实中的几何交互： 阐述几何计算如何驱动沉浸式体验的实现。 三维渲染管线： 介绍从模型到屏幕显示的整个渲染过程，包括模型变换、视图变换、投影变换、光栅化等。 虚拟环境构建： 讲解如何从真实世界扫描数据（如激光扫描、摄影测量）构建逼真的三维场景。 用户交互与追踪： 探讨如何通过追踪用户头部、手部或其他身体部位的运动，在虚拟环境中实现自然交互。 AR中的叠加与锚定： 讲解如何将虚拟对象精确地叠加到现实世界场景中，并保持其位置和方向的稳定（如基于SLAM的AR锚定）。 碰撞检测与物理模拟： 介绍在虚拟环境中实现真实物理交互的几何算法。 本书特色： 理论与实践并重： 提供清晰的数学推导和算法解释，同时辅以丰富的工程实例和伪代码，帮助读者将理论知识转化为实际技能。 广泛的适用性： 内容涵盖了从基础几何原理到前沿应用，适用于计算机科学、软件工程、机器人工程、人工智能、计算机图形学、虚拟现实等多个领域的研究者、学生和从业人员。 逐步深入的结构： 从基础概念逐步深入到复杂的算法和系统，确保读者能够循序渐进地掌握相关知识。 本书的目标是赋能读者理解和运用几何计算的强大力量，为构建下一代智能机器人系统、沉浸式虚拟体验以及创新的计算机视觉应用奠定坚实的基础。

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