**篇 信息感知技術基礎
第1章 傳感器信息感知理論基礎2
1.1 傳感器的定義與組成 2
1.2 傳感器的分類 3
1.2.1 按被測量的性質分類 3
1.2.2 按輸出量的性質分類 3
1.2.3 按能量關系的不同分類 4
1.2.4 按工作原理的不同分類 4
1.3 傳感器的材料與工藝加工技術 4
1.3.1 傳感器的材料 5
1.3.2 傳感器的工藝加工技術 5
1.4 傳感器的信號調理與接口 6
1.4.1 電平調整 6
1.4.2 線性化處理 7
1.4.3 信號形式轉換 8
1.4.4 濾波及阻抗匹配 9
1.4.5 傳感器典型接口電路 10
1.5 傳感器的性能評價 11
1.5.1 傳感器的靜態特性指標 11
1.5.2 傳感器的動態特性指標 14
1.5.3 傳感器的其他技術指標 15
課后思考題 16
參考文獻 16
第2章 常用傳感器17
2.1 電阻式傳感器 17
2.1.1 工作原理 17
2.1.2 測量電路 19
2.1.3 典型應用 23
2.2 電容式傳感器 26
2.2.1 工作原理 26
2.2.2 測量電路 27
2.2.3 典型應用 30
2.3 電感式傳感器 32
2.3.1 工作原理 32
2.3.2 測量電路 33
2.3.3 典型應用 36
2.4 光電式傳感器 38
2.4.1 工作原理 38
2.4.2 測量電路 39
2.4.3 典型應用 40
2.5 其他類型傳感器簡介 42
2.6 傳感器技術的發展趨勢 45
課后思考題 47
參考文獻 47
第3章 智能傳感器信息感知技術49
3.1 智能傳感器概述 49
3.1.1 智能傳感器的定義 49
3.1.2 智能傳感器的結構與功能 51
3.1.3 智能傳感器的實現途徑 53
3.2 MEMS技術在智能傳感器中的應用 54
3.2.1 MEMS介紹 54
3.2.2 MEMS技術特點 55
3.2.3 MEMS理論基礎 55
3.2.4 常見的MEMS傳感器 56
3.3 智能傳感器的校準 57
3.3.1 CMOS溫度傳感器的校準 57
3.3.2 基于遞推多項式的校準 60
3.3.3 基于線性誤差的校準 61
3.3.4 智能傾角傳感器的校準 64
3.4 智能傳感器的應用 67
3.4.1 智能可穿戴設備 68
3.4.2 智能家居 68
3.4.3 智慧城市 69
3.4.4 智能交通 70
3.5 智能傳感器的發展趨勢 71
課后思考題 72
參考文獻 72
第二篇 智能信息感知技術
第4章 智能生物信息感知技術74
4.1 生物感知系統概述 74
4.1.1 生物感知系統基本概念 74
4.1.2 生物感知系統控制機制 75
4.2 生物視覺感知基本原理 76
4.2.1 人眼視覺 77
4.2.2 大腦視覺信息處理 77
4.2.3 光學圖像傳感器 77
4.2.4 仿生視覺傳感器 79
4.3 生物聽覺感知基本原理 79
4.3.1 人耳聽覺 79
4.3.2 聲音傳感器 80
4.3.3 仿生聽覺傳感器 81
4.4 生物觸覺傳感基本原理 82
4.4.1 觸壓覺 82
4.4.2 觸覺傳感器 83
4.4.3 仿生觸覺傳感器——電子皮膚 84
課后思考題 86
參考文獻 87
第5章 智能光學圖像信息感知技術88
5.1 光學圖像信息感知技術基礎 88
5.1.1 光學圖像傳感器的發展與成像 原理 88
5.1.2 光學圖像傳感器的硬件基礎 91
5.2 光學圖像傳感數據處理技術 96
5.2.1 成像過程信息處理 96
5.2.2 成像后信息處理 102
5.3 光學圖像傳感器的智能化發展 107
5.3.1 光學傳感器結合邊緣計算技術 107
5.3.2 光學傳感器結合智能數據傳輸 109
5.4 智能光學圖像感知技術的應用 110
5.4.1 智能圖像感知與智能駕駛 110
5.4.2 智能圖像感知與智能安防 114
課后思考題 116
參考文獻 116
第6章 智能語音信息感知技術119
6.1 語音信息感知技術基礎 119
6.1.1 語音信號傳感的發展過程 119
6.1.2 語音傳感器的硬件基礎 121
6.2 語音傳感數據處理技術 128
6.2.1 語音信號采集數據處理 128
6.2.2 后端智能語音信息感知 130
6.3 語音感知技術智能化發展 137
6.3.1 智能聲紋識別技術 137
6.3.2 智能語音情感識別技術 141
6.4 智能語音信息感知技術的應用 145
6.4.1 智能語音信息感知與智能家居 145
6.4.2 智能語音信息感知與智能駕駛 149
6.4.3 智能語音信息感知與智能機器人 151
課后思考題 154
參考文獻 154
第7章 智能醫學信息感知技術156
7.1 智能醫學信息感知技術基礎 156
7.1.1 常規生理指標檢測 156
7.1.2 生物醫學病理學化學檢測 158
7.1.3 醫學影像的檢測技術 159
7.2 典型的智能醫學成像技術 160
7.2.1 X射線成像 160
7.2.2 超聲成像 163
7.2.3 CT 166
7.2.4 MRI 170
7.2.5 PET 175
7.3 智能醫學影像的輔助診療 179
7.3.1 醫學圖像處理 179
7.3.2 肝部病灶分析 188
7.3.3 輔助診斷案例 192
7.4 其他應用 193
7.4.1 在家庭方面的相關應用 193
7.4.2 在臨床方面的相關應用 195
課后思考題 196
參考文獻 196
第8章 智能遙感信息感知技術198
8.1 智能遙感技術基礎 198
8.1.1 遙感的基本概念及分類 198
8.1.2 智能遙感的特性及發展歷程 200
8.1.3 常見的遙感數據格式 203
8.1.4 智能遙感數據傳輸接口及協議 205
8.2 常見的遙感技術系統 209
8.2.1 智能可見光遙感技術 209
8.2.2 智能高光譜遙感技術 212
8.2.3 智能微波遙感技術 216
8.3 智能遙感數據處理技術 221
8.3.1 智能遙感數據預處理 221
8.3.2 智能遙感數據信息感知 225
8.4 智能遙感技術典型應用 230
8.4.1 智能遙感技術在礦山水文地 質勘查中的應用 230
8.4.2 無人機遙感圖像在臺風災害中的 應用 230
8.4.3 防汛抗旱中遙感技術的應用 231
8.4.4 地理環境中遙感技術的應用 234
課后思考題 237
參考文獻 237
第三篇 新型智能感知系統
第9章 智能交通信息感知系統240
9.1 智能交通系統的簡介與發展現狀 240
9.1.1 智能交通系統的簡介 240
9.1.2 智能交通系統的發展現狀 240
9.2 智能交通信息感知系統架構體系與 關鍵技術 242
9.2.1 系統的物聯網架構體系 242
9.2.2 自動駕駛子系統架構體系 244
9.2.3 智能交通關鍵技術 245
9.2.4 智能駕駛關鍵技術 247
9.3 智能交通信息感知技術 247
9.3.1 常用傳感器及其工作原理 247
9.3.2 傳感器在ITS中的具體應用 250
9.3.3 車輛定位導航技術 254
9.4 智能交通信息處理技術 257
9.4.1 視頻識別與檢測 257
9.4.2 視頻測速與跟蹤 259
9.4.3 行為預測及路徑規劃 260
9.4.4 具體案例——智能校車信息 感知 264
9.5 智能交通信息感知系統的發展趨勢 265
9.5.1 智能交通技術的發展方向 265
9.5.2 智能駕駛技術的發展方向 266
9.5.3 智能交通新技術 267
9.5.4 智能駕駛新技術 269
課后思考題 271
參考文獻 271
第10章 智能機器人信息感知系統273
10.1 智能機器人系統概述 273
10.1.1 智能機器人的發展過程及應用 273
10.1.2 智能機器人系統的構成及功能 275
10.1.3 智能機器人系統的多傳感器 信息融合 277
10.2 智能機器人系統數據采集及傳輸 279
10.2.1 智能機器人系統中的典型 傳感器 279
10.2.2 智能機器人系統數據交互傳輸 284
10.3 智能機器人系統信息感知技術 288
10.3.1 智能機器人視覺感知技術 288
10.3.2 智能機器人語音交互技術 290
10.3.3 智能機器人導航技術 292
10.3.4 智能機器人自主控制技術 295
10.4 機器人智能感知系統未來發展方向 297
課后思考題 298
參考文獻 298
第11章 智能醫學生命體征監測系統300
11.1 生命體征監測系統簡介 300
11.2 傳統的生命體征監測設備 301
11.2.1 心電圖機 301
11.2.2 血氧儀 302
11.2.3 血壓與房顫同步監測系統 303
11.3 基于非侵入式BCG信號的心率估計 305
11.3.1 模塊架構 305
11.3.2 BCG信號監測系統 305
11.3.3 BCG信號的心率估計 306
11.4 基于毫米波雷達的生命檢測儀 309
11.4.1 模塊架構 309
11.4.2 生命體微動的雷達特征識別 模塊 311
11.4.3 生物雷達硬件系統及信號 預處理 312
11.4.4 復雜結構下人體目標探測 314
11.5 生命體征監護智能響應系統 314
11.5.1 多源異構信息的結構化表示 315
11.5.2 特征要素提取 316
11.5.3 危重監護智能響應模式 318
課后思考題 319
參考文獻 320