《飞行时间测距成像相机/现代光学工程精品译丛》是国内外系统介绍飞行时间测距成像相机的著作。书中详细介绍了飞行时间测距成像相机的基本理论和方法,主要内容包括飞行时间测距成像传感器、单光子雪崩光电二极管传感器、飞行时间测距成像器件结构和性能、成像系统和校准方法。在应用方面,介绍了建筑测绘、室内定位与导航、立体视觉、辅助生活、光场测量等飞行时间测距成像技术与方法。
第1章飞行时间(TOF)测距成像传感器的技术发展水平
1引言
2TOF相机的工作原理
2.1TOF探测系统
2.2TOF测量技术
3时间分辨成像传感技术
4结论
参考文献
第2章基于5PAD的传感器
1引言
2SPAD的物理机制
3CMOS SPAD设计
4基于TCSPC的TOF相机系统
5单光子同步探测
6相位域△∑TOF成像
7前景与展望
参考文献
第3章基于电子学的:313传感器
1脉冲I-TOF 3D成像方法
1.1工作原理
1.2信号和噪声分析
2案例研究1:采用完全差分3D像素的50×30像素阵列
2.1传感器设计
2.2电路分析
2.3测量和未来展望
3案例研究2:160×120双级像素阵列
3.1传感器设计
3.2电路分析
3.3测试方案和测量结果
4相关I-TOF的3D成像方法
4.1传感器结构
4.2信号和噪声分析
5案例分析3:2×32双线TOF传感器
5.1传感器电路
5.2测试方案和测量结果
6案例分析4:16×16像素阵列TOF传感器设计
6.1传感器电路
6.2测试设置和测量结果
7讨论和比较
参考文献
第4章基于像素光电混合器件的传感器
1引言
2基本工作原理
3电荷域电光解调器
3.1基于栅极结构的基本解调器
3.2电流辅助解调器件
3.3钉扎光电二极管解调器件
3.4静态漂移电场解调器件
3.5其他概念
4像素结构
5结论
参考文献
第5章幅值调制连续波激光雷达中的混台像素和多路径干扰的认识和改进
1引言
1.1飞行时间测量技术
1.2混合像素和多路径干扰的形成
2混合像素和多路径干扰的模型
2.1距离测量理论
2.2混合像素建模
2.3由于多个回波信号所产生的扰动
3点扫描系统和探测方法
3.1法线角和边缘长度探测
3.2Adam的探测算法
3.3基于分类的检测方法
3.4空间非连续性误差的测量
4全视场系统和恢复
4.1使用场景纹理、结构光或正方形校准方法的散射恢复
4.2采用空间域卷积方式的恢复方法
4.3使用场景内部散射模型的恢复方法
4.4通过表面参数模型的混合像素恢复方法
4.5相关波形的反卷积/波形形状拟合方法
4.6多频测量方法
5结论
6混合像素和多路径干扰的认识和理解
6.1激光雷达调制技术
参考文献
第6章3D相机:误差、校准和定位
1引言
2几何模型
3定位
3.1基于标记物的定位
3.2基于传感器的定位
3.3数据驱动定位
4误差来源
4.1镜头畸变
4.2与场景无关的距离测量误差物理模型
4.3与焦平面位置相关的距离误差以及与振幅测量值相关的距离误差
4.4内部散射
4.5固定模式噪声
4.6与积分时间相关的测量误差
4.7相机预热误差
4.8模糊间隔
4.9目标空间中的多路径效应
5系统校准
5.1校准的目的
5.2校准方法
5.3自校准方法
5.4模型理论和解决方案
6总结
参考文献
第7章用于建筑测绘的飞行时问测距相机
1引言
2TOF相机在建筑测绘中的分析应用
2.1预校准和数据采集方法
2.2入射角对距离测量的影响
2.3目标物体反射率对距离测量的影响
2.4文化遗产建筑测绘中的测试、数据处理、比较和结果
2.5飞行时间测距相机在建筑装饰雕塑中的测绘和精度性能评估
2.6两个窗户的数据采集和处理
2.7用于断裂线提取的数字摄影测量多帧图像匹配方法
2.8结果和讨论
3结论
参考文献
第8章飞行时间相机在环境辅助生活中的应用
1引言
2主动视觉在环境辅助生活情境中的优势
3基于飞行时间相机的跌倒检测框架
3.1硬件平台
3.2相机安装设置
3.3外部参数的自校准
3.4背景建模,人体图像分割及跟踪
3.5跌倒检测策略
3.6模拟设置
3.7实验结果
4基于飞行时间相机的姿势识别框架
4.1实验设置
4.2拓扑方法
4.3体积测量法
4.4实验结果
5讨论和结论
参考文献
第9章飞行时间相机在室内定位与导航中的应用
1引言
2基于CityGML模型的室内定位
2.1通过对象探测的房间识别
2.2采用距离测量的精确定位
3地图测绘和自身运动估计
3.1传感器数据处理
3.2地图测绘和自身运动估计
43D防撞
5结论与展望
参考文献
第10章飞行时间测距相机与立体视觉系统:比较与数据融台
1立体视觉系统
1.1立体视觉系统的基本几何原理
1.2立体视觉算法
1.3局部立体算法
1.4全局立体视觉算法
1.5半全局立体视觉算法
2飞行时间相机与立体视觉系统的比较
2.1基本测量参数
2.2飞行时间相机和立体视觉系统的准确性、精确性和分辨率
2.3实验比较
3飞行时间相机和立体视觉系统的数据融合
3.1采集系统的特性
3.2局部融合算法
3.3全局融合算法
3.4半全局融合算法
4结论
参考文献
孙志斌,男,汉族,山西人。2007年于中国科学院物理研究所获凝聚态物理学博士。2007年9月任中国科学院空间科学与应用研究中心助理研究员,2009年12月任副研究员,2011年获载人航天突出贡献者荣誉称号和荣誉奖章,2013成为中国科学院青年创新促进会会员、中国科学院复杂航天系统电子信息技术重点实验室副研究员。2014年获北京市科学技术一等奖,2015年任中国科学院国家空间科学中心青促会小组负责人、中国科学院大学岗位教授。研究领域包括空间单光子信息学、空间科学实验仪器。