图书介绍
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- HyungsuckCho著 著
- 出版社： 北京：科学出版社
- ISBN：9787030280206
- 出版时间：2010
- 标注页数：696页
- 文件大小：103MB
- 文件页数：718页
- 主题词：光电技术－机电一体化－技术手册
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图书目录
第1章 光机电技术及其应用 1
1.1 简介 1
1.2 光机电技术的历史背景 2
1.3 光机电集成是移动技术的主流发展方向 4
1.4 光机电系统的定义和基本概念 5
1.4.1 光学元件的基本作用 5
1.4.2 光机电系统的应用 7
1.4.3 光机电系统的种类 11
1.5 光机电系统的基本功能 13
1.5.1 光机电技术的要素 13
1.5.2 基本功能 14
1.6 光机电一体化系统的相互作用 20
1.6.1 创造新功能 21
1.6.2 提升自动化水平 21
1.6.3 增强系统的性能 21
1.6.4 实现高功能性 22
1.6.5 分布式功能 22
1.6.6 微型化 23
1.7 小结 23
术语定义 23
参考文献 24
第2章 光机电产品和制作流程——设计中考虑的问题 27
2.1 引言 27
2.2 传统设计与光机电设计方法 27
2.3 光机电设计过程 29
2.3.1 需求和设计规格的确定 31
2.3.2 概念的提出和评估 32
2.3.3 细节的发展和评估 32
2.4 光机电技术 32
2.4.1 光学传感器 34
2.5 光机电系统的应用 47
2.5.1 全自动照相机 47
2.5.2 智能洗衣机 49
2.5.3 基于SISO规则控制器的光学执行元件 51
2.6 结论 53
术语定义 54
参考文献 54
第3章 半导体激光器原理及其应用 56
3.1 介绍 56
3.2 半导体激光器的原理 56
3.2.1 普通材料的光辐射过程 56
3.2.2 半导体激光振荡器的机理 58
3.2.3 门限条件和振动模式 60
3.3 应用 63
3.3.1 光学开关激光器及其数据存储的应用 63
3.3.2 耦合腔激光器的干涉波动及其在光学测量中的应用 67
3.3.3 锁模激光器和及其通过微机电系统的调谐 74
3.3.4 波长可调的带有半导体光放大器的环状激光器 84
3.4 结论 90
术语定义 91
参考文献 92
第4章 光学传感器及其应用 95
4.1 介绍 95
4.2 位移光学传感器 96
4.3 基本原理和方法 97
4.4 计量遥感技术的新型应用 105
4.4.1 用于直线性测量的新式位置传感器 105
4.4.2 光学编码与节距调整光学二极管阵列 108
4.4.3 集成光栅图像类型编码器 111
4.4.4 集成干涉型传感器 117
4.5 结论 122
参考文献 122
第5章 分布式光纤传感 124
5.1 介绍 124
5.2 基本原理 127
5.2.1 光线基础 127
5.2.2 DOFS基本原则 131
5.2.3 DOFS系统参数 134
5.3 准分布式光纤传感系统 135
5.3.1 布喇格光栅准分布式光纤传感系统 135
5.3.2 总结 137
5.4 全分布式光纤传感系统 137
5.4.1 偏振光时域反射计 139
5.5 总结 139
术语定义 140
参考文献 140
第6章 基于生物学的光学传感器和变换器 143
6.1 简介 143
6.2 基于生物学的光学传感器 144
6.2.1 生物体发光的光源 145
6.2.2 Vibrio fisheri细菌 146
6.2.3 毒素生物传感器——一个例子 146
6.3 基于蛋白质的光学变换器 148
6.3.1 噬菌调理素胶片 148
6.3.2 光学变换器 151
6.4 噬菌调理素胶片的应用 156
6.4.1 灰度图像缩减 156
6.4.2 非线性对数滤波器 157
6.4.3 可编程空间滤波器 157
6.4.4 实时缺陷增强 159
6.4.5 全息联想存储器 160
6.4.6 光地址直接显示 161
6.5 结论 162
术语定义 163
参考文献 163
第7章 机器视觉基础及其在机电系统中的应用 165
7.1 介绍 165
7.2 基本原理 166
7.2.1 低级视觉 166
7.2.2 中级视觉 173
7.3 三维视觉及其应用 176
7.3.1 三维视觉 176
7.3.2 运动 183
7.3.3 主动视觉 184
7.3.4 机电系统应用 185
7.3.5 自主移动机器人的导航 189
7.3.6 创建平面图的方法 191
7.3.7 影响机器人视觉导航的其他因素 192
7.4 其他参数在实时应用中的重要性 194
7.5 经济因素 194
7.6 总结 195
术语定义 196
参考文献 197
第8章 体全息成像 199
8.1 绪论 199
8.2 数字式成像和混合成像 200
8.3 体全息成像的描述 202
8.4 体全息成像的定量表示 206
8.5 体全息成像的应用 207
8.6 进一步的信息资源 209
8.7 结论 209
参考文献 209
第9章 模式识别 212
9.1 引言 212
9.1.1 分类和识别 212
9.1.2 特征、向量和原型 212
9.2 分类 214
9.2.1 使用k均值算法的聚类 214
9.2.2 类的数字K和聚集有效性 215
9.2.3 一种改进的k均值算法 216
9.3 识别 220
9.3.1 概率神经网络 220
9.3.2 模糊神经网络 221
9.3.3 径向基函数神经网络 221
9.3.4 径向基函数连接网络 224
9.3.5 一种RBFNN和RBFLN的简化方法 225
9.3.6 使用椭圆基函数 226
9.4 模糊分类器 227
9.4.1 使用一个模糊椭圆分类器 227
9.4.2 计算协方差矩阵 228
9.4.3 计算逆协方差矩阵 229
9.5 图像中的边缘识别 230
9.5.1 图像边缘探测 230
9.5.2 像素分类和它们的特征向量 231
9.5.3 模糊分类器的结构 232
9.5.4 竞争边缘规则 233
9.5.5 运算法则 233
9.5.6 边缘探测结果 234
9.6 总结 238
术语定义 238
参考文献 241
第10章 实时特征提取 243
10.1 介绍 243
10.2 背景 243
10.3 像素分类 244
10.4 窗口放置 246
10.5 特征像素代表 247
10.6 特征描述和测量 248
10.6.1 孔穴特征描述 250
10.6.2 转角特征描述 250
10.6.3 Hough变换 252
10.6.4 基于窗口的追踪方法 253
10.7 窗口追踪和调整 254
10.8 误差分析 256
10.9 总结 257
术语定义 258
参考文献 258
第11章 实时图像识别 260
11.1 绪论 260
11.2 过去和当前的工作 260
11.2.1 目标探测 261
11.2.2 对象识别 261
11.2.3 事件识别 262
11.3 统计学学习基本原理 263
11.3.1 准备知识 263
11.3.2 新型探测 264
11.4 图像相似性测量 266
11.4.1 Hausdorff距离 266
11.4.2 核函数 268
11.5 实验 269
11.5.1 系统结构 269
11.5.2 脸部识别 269
11.5.3 三维目标识别 274
11.6 结论 277
11.7 总结 278
参考文献 278
第12章 光学模式识别 281
12.1 概述 281
12.2 单相关信号的光学模式识别 282
12.2.1 光学模式识别系统的基本运算 282
12.2.2 单相关过滤器的设计 283
12.3 复相关器光模式识别 284
12.3.1 单相关器模式识别系统的局限 284
12.3.2 复相关器模式识别的概念 285
12.3.3 复相关过滤器的设计 287
12.4 光学复相关系统的运行 289
12.4.1 光学复相关系统 289
12.4.2 机器人视觉系统的应用 290
12.4.3 光学复相关系统的性能 292
12.5 总结 292
术语定义 293
参考文献 293
第13章 光机电系统的实时控制 294
13.1 导论 294
13.2 光机电控制系统的特点及分类 295
13.3 控制器设计方法 302
13.3.1 基于模型的控制与智能控制 303
13.3.2 控制器设计的方法 303
13.3.3 线性最优控制 304
13.3.4 自适应控制 305
13.3.5 模糊规则控制方法 307
13.4 光机电系统的在线控制 311
13.4.1 MEM装置的微型组件 311
13.4.2 激光发生系统的控制 316
13.4.3 激光器材料处理：激光器开槽处理 318
13.4.4 带有光学信息反馈的电弧焊接过程控制 321
13.5 总结 323
术语定义 324
参考文献 324
第14章 特征提取与视觉伺服规划 326
14.1 简介 326
14.2 特征提取标准 327
14.2.1 任务约束 327
14.2.2 特征提取、姿态估计及控制约束 336
14.3 特征提取和规划 342
14.3.1 特征代表 343
14.3.2 可行特征集合选择 344
14.3.3 可行特征集合的形成 344
14.3.4 可容许特征集合的选择 344
14.3.5 最优特征集合选择 344
14.4 计算效率和实时特征提取 344
14.4.1 并行的处理方法 345
14.4.2 减少约束的方法 345
14.4.3 可容许特征集空间的方法 345
14.5 例子 346
14.6 总结 349
术语定义 350
参考文献 350
第15章 视觉伺服：理论及其应用 352
15.1 引言 352
15.2 背景 353
15.3 伺服结构 355
15.3.1 基于位置的视觉伺服（PBVS） 358
15.3.2 基于图像的视觉伺服（IBVS） 361
15.3.3 混合视觉伺服（HVS） 363
15.4 实例 367
15.5 应用 371
15.6 总结 373
术语定义 374
参考文献 374
第16章 基于光学方法的过程监控 376
16.1 引言 376
16.2 基本原理 376
16.2.1 在线监控的作用 376
16.3 在线监控的基本概念 379
16.3.1 测量方法的选择 379
16.3.2 光学测量方法中的理想传感器 381
16.3.3 控制技术 381
16.4 传感器融合 384
16.4.1 概述 384
16.4.2 数据处理技术 386
16.4.3 决策过程 387
16.5 光学系统组成概述 394
16.5.1 光盘加载装置 395
16.5.2 光学探头 396
16.5.3 旋转平台 399
16.5.4 纠错编码 399
16.5.5 聚焦/跟踪伺服系统 399
16.5.6 光学探头存取机构 402
16.5.7 信号的数字化 402
16.5.8 接口 402
16.6 结论 403
术语定义 403
参考文献 403
第17章 半导体制造过程的监视、建模与控制的光学方法 404
17.1 简介 404
17.2 光学方法的作用 405
17.3 关键工艺 405
17.3.1 氧化 405
17.3.2 光刻技术 406
17.3.3 反应性离子蚀刻 406
17.3.4 离子注入 407
17.3.5 分子束外延 408
17.3.6 快速热处理 409
17.4 光学测量技术 410
17.4.1 晶体形态测量 410
17.4.2 设备状态测量 422
17.5 在过程建模中的光学方法 424
17.5.1 光刻过程中的聚合体显影速率时间序列建模 425
17.5.2 使用光学辐射光谱数据的刻蚀反应离子模型 426
17.5.3 使用RHEED信号的MBE过程建模 427
17.5.4 使用光测高温数据的RTP过程建模 429
17.6 过程控制的光学方法 430
17.6.1 使用光谱测定法进行光刻中的光刻胶的控制 430
17.6.2 使用OES蚀刻离子反应的静态反馈控制 431
17.6.3 使用椭圆偏光法的RIE逐个执行控制法 433
17.7 过程诊断的光学方法 435
17.7.1 基于光谱测定法进行光刻的诊断系统 435
17.7.2 使用OES信号的RIE系统中的故障检测 436
17.8 总结 437
术语定义 437
参考文献 439
第18章 基于光学的制造工艺——监控 441
18.1 介绍 441
18.2 加工处理和加工机械的基本概念 441
18.2.1 基本概念 441
18.2.2 加工刀具的进程技术 449
18.2.3 工件进程技术 455
18.2.4 切削过程中的在进程技术 472
18.2.5 在进程加工技术 473
18.3 定位焊接过程 474
18.3.1 基本概念 474
18.3.2 机器人定位焊接过程中的视觉反馈控制 475
18.3.3 视觉伺服系统的性能 479
18.4 总结 483
术语定义 483
参考文献 483
第19章 电子部件装配过程的检查和控制 485
19.1 简介 485
19.2 光学嵌入式检测和控制系统 487
19.2.1 制造过程的检测任务 487
19.2.2 光学器件嵌入到系统中 488
19.2.3 监测和控制PCB制造过程 489
19.3 各种工序的监控 492
19.3.1 焊膏印刷过程 492
19.3.2 表面贴装过程 494
19.3.3 用光学方法检查焊点 503
19.3.4 用X射线成像为BGA进行焊点检查 510
19.3.5 内电路测试过程 515
19.4 总结 522
术语定义 523
参考文献 523
第20章 服务型机器人的光学技能获取和视觉导航 525
20.1 简介 525
20.1.1 光学技能捕获 525
20.1.2 视觉导航 526
20.2 基本的光学技能捕获方法 527
20.2.1 光学测量设备的设计 528
20.2.2 轨迹建模技术的基本理论 529
20.3 视觉导航基本方法 538
20.3.1 机器人定位系统的定位装置 540
20.3.2 摄像头校准 540
20.3.3 对应点匹配 545
20.3.4 对象识别与定位 546
20.4 一个范例 546
20.4.1 实验结果和讨论 547
20.5 结论 552
术语定义 552
附录A 离散隐马尔可夫模型的基本概念 553
附录B 逆运动学的机器人手臂 554
参考文献 556
第21章 硬盘存储系统的光学拾取装置 558
21.1 绪论 558
21.2 光学集成拾取装置概述 558
21.2.1 发展历史和未来展望 558
21.2.2 光拾取操作的原理 561
21.2.3 加工与定位调整 562
21.3 混合光学集成光度头装置 564
21.3.1 概述 564
21.3.2 MD系统的光度头 564
21.3.3 迷你光盘激光耦合器 568
21.3.4 总结 577
21.4 单片光学读取装置 577
21.4.1 简介 577
21.4.2 共焦激光耦合器 578
21.4.3 有关用CPP方法检测寻迹误差信号的技术难题 581
21.4.4 改进的CPP信号 583
21.4.5 带有共焦刀锋（CKE）的CLC结构 584
21.4.6 总结 591
21.5 结论 591
术语定义 592
参考文献 593
第22章 光学MEMS——光源阵列 595
22.1 引言 595
22.2 光学MEMS的设计 596
22.2.1 多路设备 596
22.2.2 MEMS平面镜 597
22.3 平面镜驱动的理论分析 599
22.3.1 磁和机械分析 599
22.3.2 对于单独操作静电箍位的分析 601
22.4 光学MEMS的制造 602
22.4.1 MEMS平面镜阵列 602
22.4.2 微型透镜阵列 604
22.4.3 结果 604
22.5 展望 607
参考文献 607
第23章 基于光学系统的微型装配 609
23.1 引言 609
23.2 视觉伺服系统 610
23.2.1 微观域的视觉伺服系统 612
23.3 控制器公式描述 614
23.4 特征跟踪 615
23.4.1 SSD跟踪 616
23.4.2 相关组成部分分析 617
23.5 由模糊到精确的视觉伺服系统 619
23.5.1 视觉清晰度的约束 620
23.5.2 视场的约束 622
23.6 变焦校准 623
23.7 聚焦和景深的估计 626
23.7.1 自动对焦 627
23.7.2 标准焦距 627
23.7.3 搜索焦距的最大值 629
23.8 总结 632
术语定义 632
参考文献 632
索引 636