本书以一种新的模式，提出综合光学和机电一体化技术的技术融合——光机电一体化技术，首次将利用该技术开发的设备、产品、机器、工艺、系统称为光机电一体化系统。本书共分五大部分23章，涵盖光机电一体化系统的基本要素和应用，通过介绍光机电技术的定义、技术基础和应用领域，使读者综合了解光机电一体化系统及其在总体系统性能中的作用和协同效应，以达到消除光学和机电一体化两大技术领域之间隔阂的目的。
本书可作为从事机电工程领域或其他工程领域中光机电一体化技术应用和开发人员的技术参考书，也可作为大专院校光学、机电工程类相关专业本科生和研究生的学习参考书。
样章试读
目录
- 译者序
前言
致谢
作者简介
第1章 光机电技术及其应用
1.1 简介
1.2 光机电技术的历史背景
1.3 光机电集成是移动技术的主流发展方向
1.4 光机电系统的定义和基本概念
1.4.1 光学元件的基本作用
1.4.2 光机电系统的应用
1.4.3 光机电系统的种类
1.5 光机电系统的基本功能
1.5.1 光机电技术的要素
1.5.2 基本功能
1.6 光机电一体化系统的相互作用
1.6.1 创造新功能
1.6.2 提升自动化水平
1.6.3 增强系统的性能
1.6.4 实现高功能性
1.6.5 分布式功能
1.6.6 微型化
1.7 小结
术语定义
参考文献
第2章 光机电产品和制作流程——设计中考虑的问题
2.1 引言
2.2 传统设计与光机电设计方法
2.3 光机电设计过程
2.3.1 需求和设计规格的确定
2.3.2 概念的提出和评估
2.3.3 细节的发展和评估
2.4 光机电技术
2.4.1 光学传感器
2.5 光机电系统的应用
2.5.1 全自动照相机
2.5.2 智能洗衣机
2.5.3 基于SISO规则控制器的光学执行元件
2.6 结论
术语定义
参考文献
第3章 半导体激光器原理及其应用
3.1 介绍
3.2 半导体激光器的原理
3.2.1 普通材料的光辐射过程
3.2.2 半导体激光振荡器的机理
3.2.3 门限条件和振动模式
3.3 应用
3.3.1 光学开关激光器及其数据存储的应用
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
3.3.3 锁模激光器和及其通过微机电系统的调谐
3.3.4 波长可调的带有半导体光放大器的环状激光器
3.4 结论
术语定义
参考文献
第4章 光学传感器及其应用
4.1 介绍
4.2 位移光学传感器
4.3 基本原理和方法
4.4 计量遥感技术的新型应用
4.4.1 用于直线性测量的新式位置传感器
4.4.2 光学编码与节距调整光学二极管阵列
4.4.3 集成光栅图像类型编码器
4.4.4 集成干涉型传感器
4.5 结论
参考文献
第5章 分布式光纤传感
5.1 介绍
5.2 基本原理
5.2.1 光线基础
5.2.2 DOFS基本原则
5.2.3 DOFS系统参数
5.3 准分布式光纤传感系统
5.3.1 布喇格光栅准分布式光纤传感系统
5.3.2 总结
5.4 全分布式光纤传感系统
5.4.1 偏振光时域反射计
5.5 总结
术语定义
参考文献
第6章 基于生物学的光学传感器和变换器
6.1 简介
6.2 基于生物学的光学传感器
6.2.1 生物体发光的光源
6.2.2 Vibrio fisheri细菌
6.2.3 毒素生物传感器——一个例子
6.3 基于蛋白质的光学变换器
6.3.1 噬菌调理素胶片
6.3.2 光学变换器
6.4 噬菌调理素胶片的应用
6.4.1 灰度图像缩减
6.4.2 非线性对数滤波器
6.4.3 可编程空间滤波器
6.4.4 实时缺陷增强
6.4.5 全息联想存储器
6.4.6 光地址直接显示
6.5 结论
术语定义
参考文献
第7章 机器视觉基础及其在机电系统中的应用
7.1 介绍
7.2 基本原理
7.2.1 低级视觉
7.2.2 中级视觉
7.3 三维视觉及其应用
7.3.1 三维视觉
7.3.2 运动
7.3.3 主动视觉
7.3.4 机电系统应用
7.3.5 自主移动机器人的导航
7.3.6 创建平面图的方法
7.3.7 影响机器人视觉导航的其他因素
7.4 其他参数在实时应用中的重要性
7.5 经济因素
7.6 总结
术语定义
参考文献
第8章 体全息成像
8.1 绪论
8.2 数字式成像和混合成像
8.3 体全息成像的描述
8.4 体全息成像的定量表示
8.5 体全息成像的应用
8.6 进一步的信息资源
8.7 结论
参考文献
第9章 模式识别
9.1 引言
9.1.1 分类和识别
9.1.2 特征、向量和原型
9.2 分类
9.2.1 使用k均值算法的聚类
9.2.2 类的数字K和聚集有效性
9.2.3 一种改进的k均值算法
9.3 识别
9.3.1 概率神经网络
9.3.2 模糊神经网络
9.3.3 径向基函数神经网络
9.3.4 径向基函数连接网络
9.3.5 一种RBFNN和RBFLN的简化方法
9.3.6 使用椭圆基函数
9.4 模糊分类器
9.4.1 使用一个模糊椭圆分类器
9.4.2 计算协方差矩阵
9.4.3 计算逆协方差矩阵
9.5 图像中的边缘识别
9.5.1 图像边缘探测
9.5.2 像素分类和它们的特征向量
9.5.3 模糊分类器的结构
9.5.4 竞争边缘规则
9.5.5 运算法则
9.5.6 边缘探测结果
9.6 总结
术语定义
参考文献
第10章 实时特征提取
10.1 介绍
10.2 背景
10.3 像素分类
10.4 窗口放置
10.5 特征像素代表
10.6 特征描述和测量
10.6.1 孔穴特征描述
10.6.2 转角特征描述
10.6.3 Hough变换
10.6.4 基于窗口的追踪方法
10.7 窗口追踪和调整
10.8 误差分析
10.9 总结
术语定义
参考文献
第11章 实时图像识别
11.1 绪论
11.2 过去和当前的工作
11.2.1 目标探测
11.2.2 对象识别
11.2.3 事件识别
11.3 统计学学习基本原理
11.3.1 准备知识
11.3.2 新型探测
11.4 图像相似性测量
11.4.1 Hausdorff距离
11.4.2 核函数
11.5 实验
11.5.1 系统结构
11.5.2 脸部识别
11.5.3 三维目标识别
11.6 结论
11.7 总结
参考文献
第12章 光学模式识别
12.1 概述
12.2 单相关信号的光学模式识别
12.2.1 光学模式识别系统的基本运算
12.2.2 单相关过滤器的设计
12.3 复相关器光模式识别
12.3.1 单相关器模式识别系统的局限
12.3.2 复相关器模式识别的概念
12.3.3 复相关过滤器的设计
12.4 光学复相关系统的运行
12.4.1 光学复相关系统
12.4.2 机器人视觉系统的应用
12.4.3 光学复相关系统的性能
12.5 总结
术语定义
参考文献
第13章 光机电系统的实时控制
13.1 导论
13.2 光机电控制系统的特点及分类
13.3 控制器设计方法
13.3.1 基于模型的控制与智能控制
13.3.2 控制器设计的方法
13.3.3 线性最优控制
13.3.4 自适应控制
13.3.5 模糊规则控制方法
13.4 光机电系统的在线控制
13.4.1 MEM装置的微型组件
13.4.2 激光发生系统的控制
13.4.3 激光器材料处理:激光器开槽处理
13.4.4 带有光学信息反馈的电弧焊接过程控制
13.5 总结
术语定义
参考文献
第14章 特征提取与视觉伺服规划
14.1 简介
14.2 特征提取标准
14.2.1 任务约束
14.2.2 特征提取、姿态估计及控制约束
14.3 特征提取和规划
14.3.1 特征代表
14.3.2 可行特征集合选择
14.3.3 可行特征集合的形成
14.3.4 可容许特征集合的选择
14.3.5 最优特征集合选择
14.4 计算效率和实时特征提取
14.4.1 并行的处理方法
14.4.2 减少约束的方法
14.4.3 可容许特征集空间的方法
14.5 例子
14.6 总结
术语定义
参考文献
第15章 视觉伺服:理论及其应用
15.1 引言
15.2 背景
15.3 伺服结构
15.3.1 基于位置的视觉伺服(PBVS)
15.3.2 基于图像的视觉伺服(IBVS)
15.3.3 混合视觉伺服(HVS)
15.4 实例
15.5 应用
15.6 总结
术语定义
参考文献
第16章 基于光学方法的过程监控
16.1 引言
16.2 基本原理
16.2.1 在线监控的作用
16.3 在线监控的基本概念
16.3.1 测量方法的选择
16.3.2 光学测量方法中的理想传感器
16.3.3 控制技术
16.4 传感器融合
16.4.1 概述
16.4.2 数据处理技术
16.4.3 决策过程
16.5 光学系统组成概述
16.5.1 光盘加载装置
16.5.2 光学探头
16.5.3 旋转平台
16.5.4 纠错编码
16.5.5 聚焦/跟踪伺服系统
16.5.6 光学探头存取机构
16.5.7 信号的数字化
16.5.8 接口
16.6 结论
术语定义
参考文献
第17章 半导体制造过程的监视、建模与控制的光学方法
17.1 简介
17.2 光学方法的作用
17.3 关键工艺
17.3.1 氧化
17.3.2 光刻技术
17.3.3 反应性离子蚀刻
17.3.4 离子注入
17.3.5 分子束外延
17.3.6 快速热处理
17.4 光学测量技术
17.4.1 晶体形态测量
17.4.2 设备状态测量
17.5 在过程建模中的光学方法
17.5.1 光刻过程中的聚合体显影速率时间序列建模
17.5.2 使用光学辐射光谱数据的刻蚀反应离子模型
17.5.3 使用RHEED信号的MBE过程建模
17.5.4 使用光测高温数据的RTP过程建模
17.6 过程控制的光学方法
17.6.1 使用光谱测定法进行光刻中的光刻胶的控制
17.6.2 使用OES蚀刻离子反应的静态反馈控制
17.6.3 使用椭圆偏光法的RIE逐个执行控制法
17.7 过程诊断的光学方法
17.7.1 基于光谱测定法进行光刻的诊断系统
17.7.2 使用OES信号的RIE系统中的故障检测
17.8 总结
术语定义
参考文献
第18章 基于光学的制造工艺——监控
18.1 介绍
18.2 加工处理和加工机械的基本概念
18.2.1 基本概念
18.2.2 加工刀具的进程技术
18.2.3 工件进程技术
18.2.4 切削过程中的在进程技术
18.2.5 在进程加工技术
18.3 定位焊接过程
18.3.1 基本概念
18.3.2 机器人定位焊接过程中的视觉反馈控制
18.3.3 视觉伺服系统的性能
18.4 总结
术语定义
参考文献
第19章 电子部件装配过程的检查和控制
19.1 简介
19.2 光学嵌入式检测和控制系统
19.2.1 制造过程的检测任务
19.2.2 光学器件嵌入到系统中
19.2.3 监测和控制PCB制造过程
19.3 各种工序的监控
19.3.1 焊膏印刷过程
19.3.2 表面贴装过程
19.3.3 用光学方法检查焊点
19.3.4 用X射线成像为BGA进行焊点检查
19.3.5 内电路测试过程
19.4 总结
术语定义
参考文献
第20章 服务型机器人的光学技能获取和视觉导航
20.1 简介
20.1.1 光学技能捕获
20.1.2 视觉导航
20.2 基本的光学技能捕获方法
20.2.1 光学测量设备的设计
20.2.2 轨迹建模技术的基本理论
20.3 视觉导航基本方法
20.3.1 机器人定位系统的定位装置
20.3.2 摄像头校准
20.3.3 对应点匹配
20.3.4 对象识别与定位
20.4 一个范例
20.4.1 实验结果和讨论
20.5 结论
术语定义
附录A 离散隐马尔可夫模型的基本概念
附录B 逆运动学的机器人手臂
参考文献
第21章 硬盘存储系统的光学拾取装置
21.1 绪论
21.2 光学集成拾取装置概述
21.2.1 发展历史和未来展望
21.2.2 光拾取操作的原理
21.2.3 加工与定位调整
21.3 混合光学集成光度头装置
21.3.1 概述
21.3.2 MD系统的光度头
21.3.3 迷你光盘激光耦合器
21.3.4 总结
21.4 单片光学读取装置
21.4.1 简介
21.4.2 共焦激光耦合器
21.4.3 有关用CPP方法检测寻迹误差信号的技术难题
21.4.4 改进的CPP信号
21.4.5 带有共焦刀锋(CKE)的CLC结构
21.4.6 总结
21.5 结论
术语定义
参考文献
第22章 光学MEMS——光源阵列
22.1 引言
22.2 光学MEMS的设计
22.2.1 多路设备
22.2.2 MEMS平面镜
22.3 平面镜驱动的理论分析
22.3.1 磁和机械分析
22.3.2 对于单独操作静电箍位的分析
22.4 光学MEMS的制造
22.4.1 MEMS平面镜阵列
22.4.2 微型透镜阵列
22.4.3 结果
22.5 展望
参考文献
第23章 基于光学系统的微型装配
23.1 引言
23.2 视觉伺服系统
23.2.1 微观域的视觉伺服系统
23.3 控制器公式描述
23.4 特征跟踪
23.4.1 SSD跟踪
23.4.2 相关组成部分分析
23.5 由模糊到精确的视觉伺服系统
23.5.1 视觉清晰度的约束
23.5.2 视场的约束
23.6 变焦校准
23.7 聚焦和景深的估计
23.7.1 自动对焦
23.7.2 标准焦距
23.7.3 搜索焦距的最大值
23.8 总结
术语定义
参考文献
索引
京公网安备 11010102004214号