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页数:448

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出版时间:2010-11

价格:28.00元

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isbn号码:9787538166774

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• 自动化
• PLC
• 可编程逻辑控制器
• 工业自动化
• 电气工程
• 技术
• 实操
• 维修
• 编程
• 控制系统
• 工业控制

好的，这是一本名为《现代智能制造中的机器人视觉系统：理论、算法与实践》的图书简介。 --- 现代智能制造中的机器人视觉系统：理论、算法与实践 图书简介 在工业4.0和智能制造浪潮席卷全球的今天，机器人技术已不再是简单的自动化工具，而是实现柔性制造、精准控制和质量检测的核心驱动力。在这一宏大转型中，机器人视觉系统扮演着至关重要的“眼睛”角色。它们赋予了机器人感知、理解环境并作出智能决策的能力，是实现高精度装配、复杂搬运、无序抓取乃至自主导航的关键技术。 《现代智能制造中的机器人视觉系统：理论、算法与实践》一书，正是为深入剖析这一前沿交叉领域而精心编撰的专业参考手册与实践指南。本书旨在搭建一座连接经典图像处理理论与现代深度学习技术、连接实验室算法与工业级应用场景的桥梁，全面覆盖机器人视觉系统的构成、核心技术、算法优化及实际部署的全过程。 本书的结构与核心内容 本书共分为八个主要部分，逻辑清晰，层层递进，从基础原理到前沿应用，力求为读者提供一套系统、深入且具备实操性的知识体系。 第一部分：机器人视觉系统基础与架构 本部分首先确立了机器人视觉系统的技术基石。它详细阐述了视觉系统的组成要素，包括工业相机选型（如面阵、线阵、线扫相机）、光学成像原理、传感器噪声特性分析，以及如何根据不同应用场景（如高速检测、高精度测量）选择合适的成像设备。重点讨论了相机的标定技术，包括二维标定和三维空间标定，并深入探讨了镜头畸变校正的数学模型与补偿方法，确保后续所有几何计算的精确性。此外，本部分还介绍了不同类型的照明技术（如同轴光、背光、暗场光）在增强特征、抑制干扰方面的关键作用。 第二部分：传统图像处理与特征提取 在深度学习大行其道的背景下，掌握传统数字图像处理技术仍然是理解视觉系统的核心。本部分系统回顾了图像增强（如直方图均衡化、滤波）、图像分割（如阈值法、区域生长、形态学操作）等经典算法。尤其侧重于机器人视觉应用中常用的特征提取方法，例如边缘检测（Sobel, Canny）、角点检测（Harris）、以及基于灰度或梯度的模板匹配技术。同时，详细介绍了傅里叶变换在图像分析和周期性缺陷检测中的应用。 第三部分：三维视觉与深度信息获取 现代机器人作业往往需要在三维空间中进行精确定位和交互，因此，准确获取物体的三维信息至关重要。本部分深入探讨了几种主流的三维视觉技术： 1. 双目视觉（Stereo Vision）：详细解析了视差计算的原理、立体匹配算法（如BM、SGBM）的优化，以及视差图到真实世界坐标的转换过程。 2. 结构光与飞行时间（ToF）技术：对比分析了它们的优缺点，并重点讨论了如何处理由环境光和物体表面材质带来的深度信息误差。 3. 激光点云处理：介绍了Lidar数据的获取、配准（Registration，如ICP算法）和滤波技术，以及如何从海量点云数据中提取有用的几何特征。 第四部分：深度学习在机器人视觉中的前沿应用 这是本书最具时代特色的部分。本部分聚焦于如何利用深度学习技术解决传统方法难以处理的复杂视觉任务。 1. 目标检测与识别：详细讲解了YOLO系列（v5, v7, v8）和R-CNN系列网络在工业场景中的应用与优化，包括模型剪枝、量化以适应边缘计算设备的需求。 2. 语义分割与实例分割：探讨了U-Net、Mask R-CNN等模型如何用于复杂背景下的精确目标轮廓提取，这对柔性材料处理和部件缺陷精确定位至关重要。 3. 姿态估计与位姿反解：讲解了如何利用关键点检测（Keypoint Detection）网络，结合PnP（Perspective-n-Point）算法，实现对零部件在六自由度空间中的高精度定位。 第五部分：工业级视觉系统的集成与通信 理论算法必须转化为可靠的硬件集成。本部分关注将视觉算法部署到实际生产线上的工程化挑战。内容包括：高速数据采集与预处理的硬件加速策略（如使用FPGA或GPU），机器视觉软件平台（如Halcon, OpenCV, CUDA）的选用与编程范式，以及工业通信协议（如GigE Vision, USB3 Vision, EtherCAT）在相机与控制器之间的数据传输效率优化。 第六部分：机器人与视觉系统的协同控制 视觉系统输出的不仅仅是图像，更是对机器人操作的精确指导。本部分探讨了视觉伺服（Visual Servoing）的核心技术。详细介绍了基于位置的视觉伺服（PVS）和基于图像的视觉伺服（IVS），并分析了在高速动态跟踪任务中，如何降低视觉反馈的延迟，实现平滑、准确的机器人运动控制。 第七部分：缺陷检测与质量控制的专业化实践 本部分针对工业界最核心的需求——质量保证，提供了详尽的解决方案。涵盖了表面划痕、异物、尺寸偏差等常见缺陷的检测方法。特别针对高反射率、低对比度材料的检测，提出了多模态融合的检测策略，并阐述了如何构建带有反馈机制的自适应检测系统。 第八部分：未来趋势与挑战 最后，本书对机器人视觉领域的未来发展方向进行了展望，包括自监督学习在数据稀疏环境中的应用潜力、事件相机（Event Cameras）在超高速场景下的突破，以及强化学习在复杂视觉决策制定中的探索性工作。 适用对象 本书内容深度兼顾了理论的严谨性和实践的可操作性，特别适合于： 自动化、机器人工程、机械电子工程等相关专业的高年级本科生及研究生。 从事工业机器人集成、机器视觉系统开发、质量检测设备设计的高级工程师和技术人员。 希望快速掌握前沿视觉技术并应用于实际生产线优化的技术管理者。 通过阅读本书，读者将能够不仅理解“机器看到了什么”，更能掌握“机器如何理解并利用它所看到的信息”来实现复杂、高效的智能制造任务。 ---

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这本《实用PLC技术》给我带来的最大感受是它的“实践导向性”。作者在讲解每一项技术时，都不仅仅停留在理论层面，而是深入到实际操作和应用层面。例如，在介绍PLC的输入输出接口时，作者详细讲解了不同类型传感器（如接近开关、光电开关、编码器）的电气连接方式，以及在实际接线中需要注意的防干扰、接地等问题。这对于我这种动手能力较弱的初学者来说，无疑是非常宝贵的指导。我尤其喜欢书中关于“步进控制”的章节。步进控制在许多自动化生产线上都非常常见，例如产品的分拣、装配等。本书对步进控制的编程思路进行了详细的讲解，并且提供了几种不同的实现方法，包括使用状态机、使用移位寄存器等，并且为每种方法都给出了完整的程序代码示例。这让我能够根据实际需求，选择最合适的步进控制方案。此外，书中关于“PLC的故障诊断和排除”的章节，也让我印象深刻。在实际的生产运行中，PLC系统出现故障是不可避免的。本书提供了一套系统的故障诊断方法和排除技巧，包括如何通过PLC的指示灯、报警信息、在线调试等手段来定位和解决问题。这大大提高了我在实际工作中应对突发状况的能力。

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对于任何想要踏入自动化控制领域的人来说，PLC无疑是绕不开的关键技术。而这本书《实用PLC技术》给我的第一印象就是它的“实用”二字绝非虚设。在浏览其内容时，我注意到作者在描述PLC的硬件结构时，不仅仅是简单地介绍各个模块的名称和作用，而是花了相当大的篇幅去解释这些模块是如何协同工作的。例如，在介绍输入模块时，作者详细说明了不同类型传感器的信号如何被转换成PLC可以识别的电信号，以及在实际接线中需要注意的电气隔离和保护问题。这让我意识到，仅仅了解理论知识是不够的，实际操作中的细节同样重要。在编程方面，我发现书中对各种PLC指令的解释非常透彻，而且不仅仅是列出指令的功能，还通过大量的图示和实际的控制逻辑案例来展示这些指令的运用。特别是对于一些复杂的逻辑控制，比如顺序控制、伺服电机的位置控制等，书中都有非常详尽的讲解和步骤化的指导。这对于我这样希望快速上手实际项目的人来说，无疑是极大的帮助。我尤其关注书中关于程序调试和故障排除的部分，这部分内容通常是新手最容易遇到困难的地方，而本书在这方面提供了一些非常实用的技巧和思路，这让我对未来的学习和实践充满信心。

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当我拿到《实用PLC技术》这本书时，我立刻被其专业且富有吸引力的封面设计所吸引。书的纸张质量上乘，印刷清晰，排版合理，阅读起来非常舒适。我特别关注了书中关于“PLC的PID控制”的章节。PID控制是自动化领域中最基础也是最重要的控制算法之一，广泛应用于温度、压力、液位等闭环控制系统中。本书对PID控制的原理进行了深入浅出的讲解，包括比例（P）、积分（I）和微分（D）三个参数的含义及其对控制系统的影响，并且详细介绍了如何在PLC中实现PID算法，包括PID指令的详细用法、参数整定方法以及实际应用案例。我之前在理解PID控制时，总感觉有些抽象，但通过这本书的图文并茂的讲解，我终于豁然开朗。我还在书中找到了关于“PLC的运动控制”的章节。现代工业自动化对运动控制的要求越来越高，例如伺服电机和步进电机的精确位置控制、速度控制和力矩控制。本书对这些运动控制技术进行了详细的介绍，包括伺服驱动器的接线和配置、运动控制指令的使用、插补控制等，并且提供了相应的编程示例。这对于我这种需要进行精密机械设备控制的工程师来说，具有非常重要的参考价值。

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在我收到这本《实用PLC技术》之后，我做的第一件事就是仔细研究它的目录和前言。我发现作者在撰写这本书时，显然是充分考虑到了读者的实际需求，特别是那些希望通过学习PLC来提升自身职业技能的读者。从基础的PLC硬件选型和接线规范，到各种编程语言的详细讲解，再到具体的应用案例分析，整本书的结构都非常清晰且循序渐进。我尤其被书中关于PLC通信的部分所吸引。在现代工业自动化中，PLC与其他设备（如上位机、变频器、HMI等）的通信是必不可少的环节。本书在这方面的内容非常丰富，详细介绍了RS-232、RS-485、以太网等常见的通信接口和通信协议，并且提供了相应的编程示例。这对于我来说，解决了很多在实际项目中遇到的通信难题。我一直认为，理论知识的学习需要与实践紧密结合，而这本书在这方面做得非常出色。书中大量的实例，涵盖了各种常见的工业自动化场景，如传送带控制、液位控制、温度控制等，并且对每个案例的PLC程序设计思路、硬件连接方式以及调试方法都进行了详细的介绍。这让我能够在学习理论知识的同时，也能快速将所学应用到实际操作中，大大缩短了学习周期。

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拿到这本《实用PLC技术》时，我首先被它那硬朗且充满科技感的封面设计所吸引。书的整体重量也适中，拿在手里感觉很厚实，预示着其内容的丰富程度。打开书页，我惊喜地发现，作者在讲解PLC的编程基础时，采用了非常直观的方式。例如，在介绍逻辑运算指令时，书中不仅提供了指令的符号和功能描述，还配有大量的真值表和逻辑电路图，帮助读者理解不同逻辑运算的原理。我尤其欣赏书中关于数据处理指令的讲解。在很多自动化系统中，数据的采集、转换和运算是必不可少的。本书对位操作指令、字操作指令、数学运算指令等都进行了详尽的阐述，并且提供了相应的应用场景和编程技巧。我特别注意到书中关于“定时器”和“计数器”的详细介绍。这两个是PLC编程中最常用也最核心的指令之一，而本书对它们的讲解非常透彻，不仅解释了各种类型定时器（如TON、TOF、TP）和计数器（如CTU、CTD）的功能，还结合实际的生产过程，讲解了如何根据具体需求选择和配置它们，并给出了完整的程序段示例。这对于我来说，真正理解了如何利用这两个指令来解决实际的控制问题。

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在翻阅这本书的过程中，我被其严谨的结构和详尽的解释所深深吸引。作者在讲解PLC的硬件组成时，并没有流于表面，而是深入剖析了CPU、内存、输入/输出模块等关键部件的功能和工作原理。特别是关于CPU的执行流程，作者用图文并茂的方式进行了详细的阐述，让我对PLC的“大脑”有了更清晰的认识。接着，在PLC的编程语言部分，作者系统介绍了梯形图、指令表、功能块图等主流的编程方式，并且对每种语言的特点、应用场景以及优缺点都做了深入的对比分析。我个人比较偏爱梯形图，因为它的逻辑直观，易于理解。书中对于梯形图的常用指令，如接触器、继电器、定时器、计数器等，都给出了非常详细的解释和实际应用的案例，这对于我这种初学者来说，简直是福音。我尤其欣赏作者在讲解指令时，不仅仅是罗列功能，还穿插了许多“为什么”的解释，比如为什么需要定时器，定时器的不同类型有什么区别，以及在实际生产中，它们是如何配合使用的。这种深入浅出的讲解方式，让我能够融会贯通，而不是死记硬背。

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从我拿到这本《实用PLC技术》的那一刻起，我就被其严谨的学术性和极强的实践性所吸引。作者在内容编排上，遵循了从易到难、从基础到进阶的原则，让我这个初学者也能够轻松理解和掌握。我尤其欣赏书中关于“PLC的系统集成”的讲解。在实际的工业自动化项目中，PLC通常不是孤立存在的，而是需要与其他设备和系统进行集成，例如HMI（人机界面）、SCADA（监控与数据采集系统）、MES（制造执行系统）等。本书对这些系统集成的内容进行了详细的介绍，包括不同设备之间的通信方式、数据交换的原理以及系统组态的方法。这让我能够将零散的PLC知识点串联起来，形成一个完整的自动化解决方案。此外，书中关于“PLC的安全防护”的章节也让我印象深刻。随着工业网络化的深入，PLC系统的网络安全问题也日益突出。本书对PLC系统的安全威胁、防护措施以及安全编程原则进行了详细的介绍，这对于提高PLC系统的可靠性和稳定性具有重要的意义。我正在考虑利用本书中的知识来升级我工作中的某个自动化控制系统，这本书为我提供了非常好的参考和指导。

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在我仔细阅读《实用PLC技术》的过程中，我发现这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本帮助读者提升解决问题能力的“武功秘籍”。作者在讲解PLC编程时，非常注重培养读者的逻辑思维能力和分析问题的能力。例如，在讲解如何编写一个复杂的控制程序时，作者会引导读者先进行需求分析，然后分解问题，最后逐步实现。这种循序渐进的方法，让我能够真正理解程序背后的逻辑，而不是简单地复制粘贴代码。我特别喜欢书中关于“PLC程序的优化和维护”的章节。在实际的生产过程中，PLC程序的性能和可靠性直接关系到生产效率和产品质量。本书提供了一系列关于程序优化的技巧，例如如何减少指令执行时间、如何提高程序的响应速度、如何进行有效的程序备份和版本管理等。这些内容对于提高我编写程序的质量和效率非常有帮助。此外，书中关于“PLC在不同行业中的应用案例”的介绍，也让我大开眼界。从制造业的生产线自动化，到建筑领域的楼宇自控，再到能源领域的智能电网，PLC技术无处不在。通过这些案例，我能够更直观地了解PLC技术的广泛应用前景，并从中获得灵感。我计划将书中的一些案例应用到我未来的项目实践中。

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这本书的装帧设计非常吸引人，封面采用了柔和的蓝色调，搭配着简洁明了的书名“实用PLC技术”，散发着一种专业而又易于亲近的气息。我之所以选择购买它，很大程度上是因为它的视觉呈现。拿到手里，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，文字排版合理，阅读起来不会感到压抑。打开扉页，作者写了一段很真挚的序言，表达了对PLC技术推广和普及的热情，这让我对这本书的内容充满了期待。我一直对自动化控制领域很感兴趣，而PLC作为现代工业自动化的核心，其重要性不言而喻。虽然我之前也接触过一些PLC的基础知识，但总感觉系统性不够强，缺乏实践指导。这本书的标题“实用”二字，恰恰击中了我的痛点。我希望通过这本书，能够真正掌握PLC的编程、调试和应用技巧，而不是停留在理论层面。这本书的目录设计也很清晰，从PLC的基础概念讲起，逐步深入到指令系统、硬件接线、程序设计方法、故障排除等等，感觉覆盖面很广，而且逻辑性很强，这让我相信它能够提供一个完整的学习路径。我特别期待书中能够有大量的实例分析和项目实践，因为我知道，只有通过实际操作，才能真正理解和掌握PLC技术。

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在我翻阅《实用PLC技术》这本书的过程中，我深切地感受到了作者在内容编排上的用心良苦。这本书并没有简单地堆砌概念和指令，而是注重将理论知识与实际应用相结合，为读者提供了一套系统性的学习方法。我特别关注了书中关于PLC程序结构和管理的部分。一个清晰、模块化的程序结构，对于程序的维护和升级至关重要。本书在这方面提供了很多宝贵的建议，例如如何使用子程序、函数块来提高程序的可读性和复用性，以及如何进行有效的程序注释和变量命名。这让我意识到，编写高质量的PLC程序，不仅仅是实现功能，更是一种工程艺术。我还在书中找到了关于“模拟量处理”的精彩章节。在许多自动化系统中，需要对温度、压力、流量等模拟量进行采集和控制。本书对模拟量的输入和输出进行了详细的讲解，包括模拟量信号的转换、滤波、 scaling等操作，并提供了相应的编程实例。这对于我这种需要处理大量模拟量数据的工程师来说，非常有帮助。此外，书中关于“PLC与上位机通信”的章节也让我受益匪浅，详细介绍了OPC、Modbus等常用通信协议，并给出了实际的通信配置和编程步骤，这为我今后进行系统集成提供了坚实的基础。

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