机载激光雷达基础原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:赖旭东

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:2010-4

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787121105388

丛书系列:

图书标签:

• 科普
• 知识
• 激光雷达
• 机载激光雷达
• 遥感
• 三维建模
• 点云数据
• 地理信息系统
• 测绘
• 地形测绘
• 航空遥感
• 数据处理

《现代光学传感技术：原理、系统与前沿探索》 图书简介 本书聚焦于当代光学传感技术领域，系统梳理了从基础理论到尖端应用的完整知识体系。全书深入探讨了光与物质相互作用的基本物理机制，详细阐述了各类光学传感器的设计原理、关键性能指标、系统集成方法以及在不同工业和科研场景中的实际应用案例。 第一部分：光学传感基础理论与物理机制 本部分奠定了读者理解复杂光学系统的理论基石。 第一章：光的传播与相互作用 本章从电磁波理论出发，回顾了光的产生、传播特性及其在介质中的传播规律。重点阐述了光的干涉、衍射、散射等核心光学现象，并结合量子力学视角，分析了光子与物质的能级跃迁过程，这是所有光谱学和辐射测量技术的基础。详细讨论了光的偏振态及其在传感中的重要性，包括偏振态的数学描述和测量方法。 第二章：辐射传输与能量收集 本章深入研究了辐射能量在空间中的传输过程。内容涵盖了黑体辐射定律、辐射度量学（如辐亮度、辐照度、光子通量密度）的标准定义与单位体系。着重分析了大气效应、目标物体的光谱反射率和透射率模型，为构建精确的传感系统提供了定量分析工具。此外，本章还对不同类型的光电探测器（如光电二极管、CCD/CMOS阵列、光电倍增管）的工作原理、响应特性、噪声模型及极限灵敏度进行了详尽的比较和评估。 第三章：光学元件与系统设计基础 本章聚焦于构成光学传感系统的关键物理组件。详细介绍了透镜、反射镜、棱镜等成像元件的设计原则，包括几何光学和物理光学的误差校正技术（如像差理论、衍射极限分析）。对光束整形元件，如光栅、滤波器（吸收型、干涉型）和光纤耦合器件的特性进行了深入剖析。本章的重点在于如何根据特定的应用需求，进行系统的光路设计和公差分析，以确保系统达到预期的分辨率和信噪比。 第二部分：核心光学传感技术体系 本部分系统介绍了当前主流的光学传感技术范畴，涵盖了从定性测量到高精度定量成像的多种方法。 第四章：光谱分析技术 本章全面覆盖了基于光谱学原理的传感方法。详细介绍了吸收光谱法、发射光谱法和拉曼散射光谱法的基本原理、仪器结构（如傅里叶变换光谱仪、滤波轮式光谱仪）和数据处理流程。重点探讨了近红外（NIR）、可见光（VIS）和中红外（MIR）光谱在化学成分识别、材料表征和环境监测中的应用案例。同时，阐述了高光谱成像技术（Hyperspectral Imaging）的数据立方体构建、辐射定标和特征提取技术。 第五章：干涉测量与相位传感 本章专注于利用光的干涉现象实现高灵敏度测量的技术。系统讲解了马赫-曾德尔干涉仪、迈克尔逊干涉仪等经典结构在长度、位移、形貌测量中的应用。重点分析了相位展开算法、抗环境干扰技术（如温度漂移补偿）和数字全息测量技术。特别关注了激光多普勒测速（LDV）原理及其在流场和振动分析中的应用。 第六章：光场成像与深度感知 本章探讨了如何从二维图像中提取三维空间信息。详细介绍了基于结构光和飞行时间（ToF）原理的主动深度传感技术。对于基于三角测量的系统，深入分析了光照几何、基线长度对测量精度和范围的影响。对于ToF系统，讨论了直接测量法（Direct-Time-of-Flight）和间接测量法（Phase-Shift）的优缺点，以及高动态范围图像传感器在复杂光照下的性能优化策略。 第七章：光纤传感与分布式监测 本章专门阐述了光纤作为传感介质或传输载体的技术。介绍了基于布里渊散射（Brillouin Scattering）、瑞利散射（Rayleigh Scattering）和拉曼散射（Raman Scattering）的光纤传感原理，特别是它们在温度、应变和压力等参数的分布式、实时监测中的关键作用。详细讨论了光纤布拉格光栅（FBG）的制备、解调方法及其在结构健康监测（SHM）中的应用。 第三部分：系统集成、数据处理与前沿应用 本部分将理论与实践相结合，探讨了现代光学传感系统的工程化挑战与未来发展方向。 第八章：光学系统集成与标定 本章关注从实验室原型到可靠产品的工程实现。讨论了精密光学装调技术，如亚微米级对准、光轴共线化。详细介绍了系统的辐射定标、几何标定和时间同步技术，这些是确保测量准确性和一致性的关键步骤。涵盖了恶劣环境下系统的封装设计、热控管理和抗振动设计考虑。 第九章：传感数据的高级处理与解释 本章侧重于从原始数据到有意义信息的转化。讲解了噪声抑制技术，如卡尔曼滤波在时间序列数据处理中的应用。重点阐述了图像处理中的去模糊、超分辨率重建算法。对于光谱和高光谱数据，深入分析了主成分分析（PCA）、独立成分分析（ICA）等降维和源分离技术，以及基于机器学习的分类与回归模型构建方法。 第十章：前沿交叉领域与未来展望 本章展望了光学传感技术在新兴领域的突破。探讨了太赫兹（THz）时域光谱技术在无损检测中的潜力。深入分析了量子传感器的基本概念，如基于金刚石NV色心的磁场和温度测量。讨论了生物医学成像中的光学相干断层扫描（OCT）的最新进展及其在活体组织深度成像方面的应用。最后，对超快激光诱导的非线性光学效应在新型物质结构探测中的应用前景进行了展望。 目标读者 本书适合光学工程、电子工程、物理学、材料科学以及相关交叉学科领域的高年级本科生、研究生、科研人员以及从事精密仪器和自动化控制的工程技术人员。通过系统学习，读者将能够独立设计、实现和优化高性能的光学传感解决方案。

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抛砖引玉的一本书，不但是对于激光雷达的启蒙，还是对于光，波，雷达等各个物理概念的复习。从中攫取了一些下一步学习的思路。可以说是主动安全方面学习的第一步吧。

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