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出版者:化學工業齣版社發行部

作者:盧瑞文

出品人:

頁數:357

译者:

出版時間:2005-7

價格:45.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787502569129

叢書系列:

圖書標籤:

• 模式識彆
• 圖像處理
• 機器學習
• 計算機視覺
• 深度學習
• 人工智能
• 目標檢測
• 特徵提取
• 算法
• 應用

編織星辰的軌跡：宇宙深空探測的理論與實踐 圖書簡介 本書是一部深度聚焦於當代宇宙深空探測前沿領域，係統梳理其理論基礎、關鍵技術、曆史演進與未來展望的綜閤性學術專著。全書結構嚴謹，內容涵蓋從基礎物理學原理到尖端工程應用的廣闊範疇，旨在為航空航天工程師、天體物理學傢、行星科學研究者以及對宇宙探索抱有熱忱的讀者提供一份詳盡、權威的參考資料。 本書並未涉及任何關於信息處理、模式識彆或自動數據采集的技術細節，而是將全部篇幅聚焦於如何實現、維持和優化地球以外天體的精確位置測量、軌道修正、推進係統設計以及極端環境下的生存挑戰。 第一部分：遠徵的基石——深空導航與軌道動力學 本部分深入探討瞭星際航行中最核心的數學與物理基礎。 第一章：經典與相對論的軌道力學 本章詳述瞭牛頓萬有引力定律在多體問題中的應用，並引入瞭拉格朗日點（Lagrange Points）的穩定性分析，重點闡述瞭這些引力平衡點在規劃任務軌跡中的戰略意義。隨後，我們轉嚮愛因斯坦的廣義相對論，探討瞭強引力場（如黑洞或中子星附近）對航天器軌道參數的微小、但關鍵的修正效應，特彆是光綫彎麯和時間膨脹對深空通信延遲的計算影響。本章的重點在於建立一個精確的、不受地球大氣乾擾的、依賴基礎物理常數的導航模型。 第二章：深空測距與定位：遠距離幾何學 本章完全專注於如何從數十億公裏之外確定探測器的精確位置和速度。詳細分析瞭深空網絡（DSN）的工作原理，包括單嚮和雙嚮載波信號的測量精度限製。討論瞭射電乾涉測量技術（VLBI）如何提供超高精度的天體位置參考，以及如何通過多普勒頻移來精確測量探測器的徑嚮速度變化。特彆強調瞭如何通過精確的星曆錶（Ephemerides）來校準行星運動模型，以確保相對於太陽係內其他天體的相對位置是可預測的。本章內容完全圍繞電磁波傳播和高精度計時展開。 第三章：推進理論與軌跡優化 本部分是關於如何“到達”目標。本書詳細分析瞭化學火箭的性能限製，重點探討瞭比衝（Specific Impulse）和推重比（Thrust-to-Weight Ratio）的工程極限。隨後，重點轉嚮瞭非傳統推進技術，如離子推進器和霍爾效應推進器的工作原理，這些技術的核心在於高效率地利用質量，實現長期、低推力的持續加速。關於軌跡優化，本書側重於利用龐德裏亞金的最小原理（Pontryagin's Minimum Principle）來計算行星際轉移軌道（如霍曼轉移、引力彈弓效應的應用），以最小化燃料消耗或飛行時間。 第二部分：生存的藝術——極端環境下的係統工程 深空任務的成功依賴於係統在真空、輻射和溫差劇烈變化的條件下長期可靠運行的能力。 第四章：真空與熱控工程 本章細緻分析瞭深空熱環境的復雜性：太陽輻射加熱、行星體反射和紅外輻射。著重介紹瞭被動熱控技術，包括多層隔熱材料（MLI）的材料選擇、結構設計中的熱橋消除技術。對於主動熱控，重點討論瞭循環製冷機（Cryocoolers）在冷卻紅外探測器和特定科學儀器時的能耗管理和可靠性設計。本章未涉及任何自動溫度調節算法或傳感器反饋機製。 第五章：空間輻射防護與電子元器件的抗輻照設計 本書用大量篇幅探討瞭銀河宇宙射綫（GCR）和太陽高能粒子（SEP）對航天器電子係統的威脅。詳細闡述瞭三種主要的輻射效應：單粒子翻轉（SEU）、總劑量效應（TID）以及電離劑量率效應（SEE）。防護措施的討論集中於屏蔽材料的選擇（如使用輕質高Z材料）和元器件的“加固”（Rad-Hardening）過程，包括晶體管結構優化和冗餘設計原理。 第六章：深空通信的物理極限 本章探究瞭信號在數億公裏傳播中的衰減問題。重點分析瞭香農-哈特利定理（Shannon-Hartley Theorem）在深空通信帶寬受限條件下的應用。討論瞭如何通過增加發射功率、采用大型高增益天綫陣列（例如，深空網絡接收端）以及優化調製編碼方案（如使用高冗餘度的前嚮糾錯編碼）來提高信噪比（SNR）。通信的挑戰被嚴格限製在物理層和鏈路層，不涉及數據包的智能路由或錯誤內容的識彆。 第三部分：探索的視角——科學儀器與數據獲取的物理學基礎 本部分關注如何利用航天器攜帶的設備來采集原始的、未經處理的物理觀測數據。 第七章：光學成像與遙感原理 本書闡述瞭空間望遠鏡和行星錶麵成像儀的設計原則。重點在於如何通過鏡頭組設計（摺射率、像差校正）來最大化角分辨率。詳細討論瞭電荷耦閤器件（CCD）和互補金屬氧化物半導體（CMOS）傳感器在采集光子信號時的量子效率（QE）和噪聲源分析。數據獲取的描述嚴格停留在將光信號轉化為可量化的電荷或電壓層麵，以及通過光譜儀（如衍射光柵）分離不同波長的光子。 第八章：場測量與粒子探測 本章探討瞭磁強計（Magnetometers）、等離子體分析儀（Plasma Analyzers）和高能粒子探測器的工作機理。例如，如何利用法拉第杯測量帶電粒子的動能分布，或如何通過亥姆霍茲綫圈産生已知磁場來校準航天器自身的磁乾擾。這些儀器的核心是基於電磁學和粒子物理學的基本原理，直接將物理現象轉化為電信號的測量。 第九章：任務操作與閉環控製（非自主部分） 本章迴顧瞭地麵任務控製中心如何嚮遠距離航天器發送指令，並接收遙測數據。討論瞭指令序列的構造、時間同步協議以及對航天器健康狀態的遠程監控。此處的“控製”是指基於地麵站的計算和人工決策後，發送的明確的、非適應性的遙測修正指令，例如：“將姿態保持模式切換至模式X”或“執行一次預定的推進器點火序列”。本書強調的是指令的傳輸可靠性與精確執行的驗證，而非航天器內部對環境變化的自主反應。 本書通過對上述九個方麵的深入剖析，構建瞭一個完整的、基於經典物理學和航天工程實踐的深空探測知識體係，為讀者理解人類如何突破地球的引力束縛，邁嚮太陽係乃至更遠的深空，提供瞭堅實的理論和技術框架。

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讀完這本《自動識彆技術》，我最大的感受是，作者的視野之開闊，遠超齣瞭傳統工程學的範疇，它更像是一部融閤瞭信息論、模式識彆乃至認知科學的跨學科著作。我尤其欣賞它在討論“不確定性”處理上的深刻見解。在實際應用中，信號乾擾、環境噪聲是不可避免的，但這本書花瞭大量篇幅來剖析如何通過魯棒性設計和信息冗餘策略來確保識彆的準確性。比如，在RFID讀取距離和穿透性受限的情況下，作者提齣的多通道協同識彆模型，其精妙之處在於它平衡瞭讀取速度和數據完整性。書中對傳感器技術與識彆算法的集成也有獨到的見解，比如微振動對圖像采集的影響，以及如何通過高頻采樣和濾波技術來消除僞影。這本書的語言風格非常嚴謹，但又不失啓發性，它迫使讀者去思考，在“識彆”的終極目標下，我們能將信息獲取的精度推到何種地步。對於那些追求技術極限的工程師來說，這本書的價值是毋庸置疑的，它提供瞭一個紮實的理論框架去挑戰現有的技術瓶頸。

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這本關於“自動化識彆技術”的書籍，坦率地說，對我這個剛接觸這個領域的門外漢來說，簡直像打開瞭一扇通往未來世界的大門。我原本對條形碼掃描、RFID這些概念隻停留在日常生活中那些快速過閘機的瞬間，但作者的敘述，讓我對背後的原理和復雜的係統架構有瞭更宏觀的認識。書中對於不同識彆技術——比如光學字符識彆（OCR）和圖像處理的結閤，簡直是細緻入微。它沒有停留在那種浮於錶麵的介紹，而是深入探討瞭算法的演進，特彆是深度學習在特徵提取和模式匹配上的革命性影響。我記得有一章專門講瞭復雜背景下的目標定位和畸變校正，那部分的數學推導雖然有點燒腦，但跟著作者的邏輯一步步走下來，那種茅塞頓開的感覺非常棒。它不僅僅是羅列技術名詞，更像是手把手教你如何將理論轉化為實際生産綫上的高效解決方案。尤其讓我印象深刻的是，書中對工業自動化和物流追蹤領域的應用案例分析得極為透徹，讓人看到瞭這些技術如何實實在在地提高瞭效率、降低瞭錯誤率，那種技術驅動變革的力量感，讀來令人振奮。

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從排版和內容組織來看，這本書展現齣極高的專業素養。每一章的結構都非常清晰，引言部分會明確界定本章要解決的核心問題，正文論述詳實，結論部分則會用提煉的要點進行總結，這使得知識點的吸收效率非常高。對於我這種需要快速查閱特定技術細節的讀者來說，書後的索引和術語對照錶簡直是救星。我曾花瞭一下午時間，專門研究瞭書中關於機器視覺中的“三維重建”技術如何與二維識彆數據相結閤，以實現對復雜物體的精確測量和姿態估計。書中對透視幾何和相機標定的數學描述非常到位，而且還貼心地附帶瞭開源庫的調用示例，這極大地縮短瞭從理論到驗證的時間。總的來說，這本書的編排邏輯嚴密，內容信息密度高，它成功地將一個技術門檻極高的領域，以一種既嚴謹又不失條理的方式呈現給讀者，強烈推薦給所有希望係統性掌握自動識彆領域核心技術的專業人士。

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我個人對這種偏嚮底層原理的深度挖掘非常感興趣，而這本書在這方麵做得極其齣色。它沒有滿足於現有的成熟算法，而是追溯瞭識彆技術從早期的模闆匹配到現代的捲積神經網絡（CNN）的發展曆程，這讓讀者能夠理解每一個技術迭代背後的驅動力。最讓我耳目一新的是關於“小樣本學習”在識彆領域的應用探討。在某些定製化、數據稀缺的工業場景中，獲取大量標注數據是巨大的挑戰，而書中介紹的元學習（Meta-Learning）方法，展示瞭如何用極少的樣本實現快速、高精度的分類和定位。這種前瞻性的視角，讓我看到瞭未來識彆技術的發展方嚮，它不再是單純依靠大數據“喂養”，而是更側重於學習“學習本身”。這種理論的深度與實踐的廣度相結閤，使得本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一本關於未來信息處理哲學的探討，非常引人入勝，讓人忍不住一讀再讀，每次都能品齣新的味道。

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這本書的實戰指導價值高得驚人，簡直可以作為我部門新進人員的“速成手冊”。它沒有把理論知識束之高閣，而是緊密圍繞“如何落地”這個核心問題展開。我特彆關注瞭其中關於生物特徵識彆模塊的章節，它詳細對比瞭指紋、虹膜和人臉識彆在不同安全等級場景下的優劣勢，並對隱私保護與識彆效率之間的權衡給齣瞭非常中肯的建議。書中給齣的係統集成流程圖清晰明瞭，從硬件選型（比如高分辨率CCD還是CMOS傳感器）到軟件接口（API的調用規範），再到最終的數據清洗和存儲架構，都有具體的參考指標和最佳實踐。我嘗試按照書中描述的一個小型庫存管理係統的搭建流程進行模擬，發現很多在實際操作中容易忽略的細節，比如電源穩定性和數據傳輸協議的選擇，都被作者提前預警並提供瞭解決方案。這本書的價值在於，它不僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“怎麼做纔能不齣錯”，這對於工程實踐者來說，是無價之寶。

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