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合成孔徑雷達成像演算法與實現

為了解決仰角定位原理的問題，作者（美）IAN G.CUMMING 這樣論述：

全書首先討論了合成孔徑雷達基礎知識，重點介紹SAR成像處理所涉及的信號處理理論、合成孔徑基本概念、合成孔徑雷達信號特徵分析等；接著討論SAR成像處理演算法、實現及其比較，包括距離－多普勒演算法、Chirp Scaling演算法、ωK演算法、SPECAN 演算法等成像處理演算法，此外還論述了寬成像帶ScanSAR工作模式的成像處理方法等；最後，本書討論了SAR成像處理演算法中的重要輔助演算法，即多普勒參數估計，包括多普勒中心估計和方位調頻率估計等。   本書重視細節，強調演算法的工程實現，並提供了資料和習題等，對專門從事SAR成像處理研究人員而言是一本操作性很強的書籍，同時也是一本出色的教學和培

訓用書。 Ian G. Cumming英屬哥倫比亞大學電子與電腦工程系教授。1977年加入MDA，進行SAR信號處理演算法的研究（包括多普勒估計和自聚焦方法），並參與設計SEASAT，SIR-B，ERS-1/2，J-ERS-1，RADARSAT及多部機載雷達系統的SAR數文書處理器演算法。擔任MDA/NSERC雷達遙感方向的工業研究主席，所在的雷達遙感實驗室從事SAR處理、SAR資料編碼、星載SAR雙路干涉、機載SAR順軌干涉、極化雷達圖像分類及SAR多普勒估計等方面的研究。 Frank H. Wong（黃熙熾）祖籍廣東新會。1977年加入MDA，曾從事Landsat和S

POT成像領域的工作，之後從事機載和星載SAR處理和多普勒估計工作。在英屬哥倫比亞大學雷達遙感實驗室長期講授影像處理課程。 第一部分 合成孔徑雷達基礎 第1章 概論 1．1 合成孔徑雷達背景簡介 1．2 遙感中的雷達 1．3 SAR基礎 1．4 星載合成孔徑雷達感測器 1．5 內容概要 1．5．1 星載合成孔徑雷達圖像示例 參考文獻 第2章 信號處理基礎 2．1 簡介 2．2 線性卷積 2．2．1 連續時間卷積 2．2．2 離散時間卷積 2．3 傅裡葉變換 2．3．1 連續時間傅裡葉變換 2．3．2 離散傅裡葉變換 2．3．3 傅裡葉變換性質 2．3．4 傅裡葉變換示例

2．4 卷積的離散傅裡葉變換計算 2．5 信號採樣 2．5．1 採樣信號的頻譜 2．5．2 信號類型 2．5．3 奈奎斯特取樣速率和混疊 2．6 平滑窗 2．7 插值 2．7．1 sinc插值 2．7．2 插值核的頻譜 2．7．3 非基帶和複插值 2．8 點目標分析 2．9 小結 2．9．1 “麥哲倫號”獲得的金星坑圖像 參考文獻 第3章 線性調頻信號的脈衝壓縮 3．1 概述 3．2 線性調頻信號 3．2．1 時域表達 3．2．2 線性調頻脈衝的頻譜 3．2．3 調頻信號採樣 3．2．4 頻率和時間不連續性 3．3 脈衝壓縮 3．3．1 脈衝壓縮原理 3．3．2 線性調頻信號的時域壓縮 3．

3．3 頻域匹配濾波器 3．3．4 窗效應 3．3．5 過取樣速率重定義 3．4 匹配濾波器的實現 3．4．1 目標定位和匹配濾波器棄置區 3．5 調頻率失配 3．5．1 基帶信號中的失配影響 3．5．2 非基帶信號中的失配影響 3．5．3 濾波器失配和時間頻寬積 3．6 小結 3．6．1 ENVISAT/ASAR寬頻圖像 參考文獻 附錄3A 匹配濾波輸出的推導 附錄3B 相位失配誤差推導 第4章 合成孔徑的概念 4．1 概述 4．2 SAR幾何關係 4．2．1 術語定義 4．2．2 衛星地距幾何 4．2．3 衛星軌道幾何 4．3 距離方程 4．3．1 距離方程的雙曲線模型 4．3．2 速度

與角度的關係 4．4 SAR距離向信號 4．4．1 發射脈衝 4．4．2 資料獲取 4．5 SAR方位向信號 4．5．1 什麼是SAR中的多普勒頻率 4．5．2 相干脈衝 4．5．3 PRF的選擇 4．5．4 方位向信號強度和多普勒歷程 4．5．5 方位向參數 4．6 二維信號 4．6．1 信號記憶體中的資料排列 4．6．2 解調後的基帶信號 4．6．3 SAR衝激回應 4．6．4 典型雷達參數值 4．7 SAR解析度與合成孔徑 4．7．1 解析度的頻寬推導 4．7．2 合成孔徑 4．8 小結 4．8．1 溫哥華島的窄幅ScanSAR圖像 參考文獻 附錄4A 近似雷達速度的推導 附錄4B 正交

解調 附錄4C 合成孔徑的概念 第5章 SAR信號的性質 5．1 簡介 5．2 低斜視角情況下的信號頻譜 5．2．1 距離多普勒頻譜 5．2．2 二維頻譜 5．3 一般情況下的信號頻譜 5．3．1 距離向傅裡葉變換 5．3．2 方位向傅裡葉變換 5．3．3 距離向傅裡葉逆變換 5．4 方位混疊與多普勒中心 5．4．1 方位混疊和模糊的起因 5．4．2 多普勒中心 5．4．3 多普勒模糊 5．4．4 距離向的多普勒中心變化 5．5 距離徙動 5．5．1 距離徙動的分量 5．5．2 同一距離處的多個目標 5．5．3 目標軌跡捲繞 5．6 點目標示例 5．6．1 模擬參數 5．7 SAR處理演算法

初窺 5．7．1 時域匹配濾波 5．7．2 機載即時處理圖像 5．7．3 非聚焦SAR 5．7．4 更好的處理演算法 5．8 小結 參考文獻 附錄5A 距離向/方位向的耦合 附錄5B 方位調頻率注釋 第二部分 SAR處理演算法 第6章 距離多普勒演算法 6．1 簡介 6．2 演算法概述 6．3 低斜視角情況下的RDA 6．3．1 雷達原始資料 6．3．2 距離壓縮 6．3．3 方位向傅裡葉變換 6．3．4 距離徙動校正 6．3．5 殘餘距離徙動導致的展寬 6．3．6 方位壓縮 6．3．7 低斜視角情況下的RADARSAT-1圖像 6．4 大斜視角情況 6．4．1 斜視的處理改進 6．4．2

二次距離壓縮的實現 6．4．3 星載和機載中的二次距離壓縮方式 6．4．4 二次距離壓縮模擬試驗 6．4．5 機載L波段雷達圖像示例 6．5 多視處理 6．5．1 子視時頻關係 6．5．2 子視抽取、檢測及求和 6．5．3 等效視數 6．5．4 多視處理示例 6．5．5 調頻率誤差 6．5．6 多視處理圖像 6．6 小結 參考文獻 第7章 Chirp Scaling演算法 7．1 介紹 7．1．1 Chirp Scaling演算法概覽 7．2 Chirp Scaling原理 7．3 距離徙動校正中的Chirp Scaling 7．3．1 一致距離徙動校正和補餘距離徙動校正 7．3．2 距離徙

動的精確表達 7．4 變標方程推導 7．4．1 補餘距離徙動量級示例 7．5 CSA處理細節 7．5．1 距離處理 7．5．2 方位處理 7．6 處理示例 7．6．1 點目標模擬處理 7．6．2 SRTM/X-SAR資料處理 7．7 小結 參考文獻 第8章 ωK演算法 8．1 簡介 8．1．1 ωKA概述 8．2 參考函數相乘 8．3 Stolt插值 8．3．1 變數代換 8．4 對Stolt映射的理解 8．4．1 Stolt映射的組成部分 8．4．2 基於傅裡葉變換性質的理解 8．4．3 基於支持域的理解 8．4．4 基於成像幾何關係的理解 8．5 誤差分析 8．6 近似ωKA 8．6．1

近似項 8．6．2 與RDA和CSA的關係 8．6．3 近似ωKA的誤差討論 8．7 處理示例 8．7．1 完整ωKA模擬 8．7．2 近似ωKA 8．7．3 X波段機載聚束雷達圖像示例 8．8 小結 參考文獻 附錄8A 波數域的Stolt映射 第9章 SPECAN演算法 9．1 簡介 9．1．1 SPECAN演算法概述 9．2 SPECAN演算法的推導 9．2．1 SPECAN的卷積推導 9．2．2 幾何解釋 9．2．3 混疊與快速傅裡葉變換長度 9．2．4 輸出採樣間隔 9．2．5 快速傅裡葉變換的有效輸出點數 9．2．6 後續快速傅裡葉變換位置 9．2．7 快速傅裡葉變換的輸出結果的

拼接 9．3 多視處理 9．4 處理效率 9．5 距離徙動校正 9．5．1 時域線性距離徙動校正 9．5．2 數據傾斜與校直 9．6 相位補償 9．7 關於圖像品質的一些問題 9．7．1 拼接點處的頻率間斷 9．7．2 方位調頻率誤差 9．7．3 扇貝輻射效應 9．8 處理示例 9．8．1 模擬點目標 9．8．2 SPECAN演算法處理出的ERS圖像 9．9 小結 參考文獻 第10章 ScanSAR資料處理 10．1 簡介 10．2 ScanSAR資料獲取 10．3 單一Burst中的目標壓縮 10．4 全孔徑處理演算法 10．5 SPECAN演算法 10．6 改進的SPECAN演算法 10

．6．1 演算法概述 10．6．2 SRTM處理示例 10．7 SIFFT演算法 10．8 ECS演算法（ECSA） 10．9 Burst圖像拼接 10．10 小結 10．10．1 RADARSAT-1的ScanSAR圖像 參考文獻 第11章 演算法比較 11．1 簡介 11．2 演算法精度回顧 11．2．1 RDA 11．2．2 CSA 11．2．3 ωKA 11．3 處理功能對比 11．3．1 距離方程形式 11．3．2 方位匹配濾波器的實現 11．3．3 距離徙動校正的實現 11．3．4 二次距離壓縮實現 11．4 處理誤差概述 11．4．1 方位匹配濾波器中的二次相位誤差 11．4．

2 二次距離壓縮中的二次相位誤差 11．4．3 殘餘距離徙動 11．4．4 處理誤差量級示例 11．5 計算開銷 11．5．1 基本演算法運算 11．5．2 RDA 11．5．3 CSA 11．5．4 ωKA 11．6 演算法利弊 11．6．1 RDA利弊 11．6．2 CSA利弊 11．6．3 ωKA利弊 11．7 小結 11．7．1 墨西拿海峽的ASAR圖像 第三部分 多普勒參數估計 第12章 多普勒中心估計 12．1 簡介 12．1．1 多普勒中心頻率 12．1．2 星載SAR幾何 12．1．3 本章概述 12．2 多普勒中心精度要求 12．2．1 基帶中心的精度要求 12．2．2 多

普勒模糊的精度要求 12．3 多普勒中心的幾何計算 12．3．1 多普勒中心計算示例 12．3．2 偏航角和俯仰角控制 12．4 基於接收資料的基帶中心估計 12．4．1 基於幅度的估計方法 12．4．2 基於相位的估計方法 12．5 基於接收資料的多普勒模糊估計 12．5．1 基於幅度的DAR估計方法 12．5．2 基於相位的DAR估計方法 12．5．3 多波長演算法 12．5．4 多視互相關法 12．5．5 多視差頻法 12．5．6 PRF變調法 12．5．7 DAR演算法比較 12．6 全域估計原理 12．6．1 空間變化檢測 12．6．2 估計器品質檢測 12．7 曲面擬合法 12．7

．1 全域多項式曲面擬合 12．7．2 基於幾何模型的全域擬合 12．7．3 自動擬合過程 12．8 小結 參考文獻 附錄12A 多普勒計算詳細步驟 附錄12B DAR演算法中的偏移頻率 第13章 方位調頻率估計 13．1 簡介 13．2 方位調頻率精度要求 13．3 方位調頻率的幾何計算模型 13．4 方位線性調頻率的資料估計 13．4．1 最大對比度法 13．4．2 視錯位法 13．4．3 基於相位的自聚焦方法 13．5 小結 13．5．1 一部小型SAR系統――MiSAR 參考文獻 附錄A RADARSAT-1數據 縮略語對照表 符號表 參考書目 索引

機器人學導論--分析、控制及應用（第二版）

為了解決仰角定位原理的問題，作者（美）尼庫 這樣論述：

本書系統介紹了機器人的基本組成和工作原理。全書共分10章。其中第1章介紹必要的基礎知識，如機器人的發展歷史、機器人的組成與特點、機器人語言及機器人應用等。第2章和第3章分析機器人的運動學。第4章分析機器人的動力學。第5章討論機器人在關節空間和直角坐標空間的路徑和軌跡規划。第6章介紹機器人的運動控制。第7章介紹機器人的各種驅動裝置，如液壓和氣動裝置、直流伺服電機及步進電機等。第8章討論用於機器人的各種傳感器。第9章介紹機器人視覺系統。第10章介紹用於機器人的模糊控制方法。該書每章后面均給出設計項目，將理論與實際相結合，用以綜合運用本章的內容，同時每章后面還附有參考文獻和習題。

第1章基礎知識 1.1引言 1.2什麼是機器人 1.3機器人的分類 1.4什麼是機器人學 1.5機器人的發展歷史 1.6機器人的優缺點 1.7機器人的組成部件 1.8機器人的自由度 1.9機器人關節 1.10機器人的坐標 1.11機器人的參考坐標系 1.12機器人的編程模式 1.13機器人的性能指標 1.14機器人的工作空間 1.15機器人語言 1.16機器人的應用 1.17其他機器人及其應用 1.18機器人的社會問題 小結 參考文獻 習題 第2章機器人位置運動學 2.1引言 2.2機器人機構 2.3符號規范 2.4機器人運動學的矩陣表示 2.4.1空間點的表示 2.4.2空間向量的表示 2

.4.3坐標系在固定參考坐標系原點的表示 2.4.4坐標系在固定參考坐標系中的表示 2.4.5剛體的表示 2.5齊次變換矩陣 2.6變換的表示 2.6.1純平移變換的表示 2.6.2繞軸純旋轉變換的表示 2.6.3復合變換的表示 2.6.4相對於旋轉坐標系的變換 2.7變換矩陣的逆 2.8機器人的正逆運動學 2.9位置的正逆運動學方程 2.9.1直角（台架）坐標 2.9.2圓柱坐標 2.9.3球坐標 2.9.4鏈式坐標 2.10姿態的正逆運動學方程 2.10.1滾動角、俯仰角和偏航角 2.10.2歐拉角 2.10.3鏈式關節 2.11位姿的正逆運動學方程 2.12機器人正運動學方程的D—H表示

2.13機器人的逆運動學解 2.13.1鏈式機器人臂的一般解 2.14機器人的逆運動學編程 2.15機器人的退化和靈巧特性 2.15.1退化 2.15.2靈巧 2.16D—H表示法的基本問題 2.17設計項目 2.17.13自由度機器人 2.17.23自由度移動機器人 小結 參考文獻 習題 第3章微分運動和速度 3.1引言 3.2微分關系 3.3雅可比矩陣 3.4微分運動與大范圍運動 3.5坐標系的微分運動與機器人的微分運動 3.6坐標系微分運動 3.6.1微分平移 3.6.2繞參考軸的微分旋轉 3.6.3繞一般軸q的微分旋轉 3.6.4坐標系的微分變換 3.7微分變化的解釋 3.8坐標系之

間的微分變化 3.9機器人及機器人手坐標系的微分運動 3.10雅可比矩陣的計算 3.11如何建立雅可比矩陣和微分算子之間的關聯 3.12雅可比矩陣求逆 3.13設計項目 3.13.13自由度機器人 3.13.23自由度移動機器人 小結 參考文獻 習題 第4章動力學分析和力 4.1引言 4.2拉格朗日力學的簡短回顧 4.3有效轉動慣量 4.4多自由度機器人的動力學方程 4.4.1動能 4.4.2勢能 4.4.3拉格朗日函數 4.4.4機器人運動方程 4.5機器人的靜力分析 4.6坐標系間力和力矩的變換 4.7設計項目 小結 參考文獻 習題 第5章軌跡規划 5.1引言 5.2路徑與軌跡 5.3關節

空間描述與直角坐標空間描述 5.4軌跡規划的基本原理 5.5關節空間的軌跡規划 5.5.1三次多項式軌跡規划 5.5.2五次多項式軌跡規划 5.5.3拋物線過渡的線性段 5.5.4具有中間點及用拋物線過渡的線性段 5.5.5高次多項式運動軌跡 5.5.6其他軌跡 5.6直角坐標空間的軌跡規划 5.7連續軌跡記錄 5.8設計項目 小結 參考文獻 習題 第6章運動控制系統 6.1引言 6.2基本組成和術語 6.3結構圖 6.4系統動力學 6.5拉普拉斯變換 6.6拉普拉斯反變換 6.6.1F（s）的極點無重根時的部分分式展開 6.6.2F（s）的極點含重根時的部分分式展開 6.6.3F（s）的極點

含共軛復根時的部分分式展開 6.7傳遞函數 6.8結構圖代數 6.9一階傳遞函數的特性 6.10二階傳遞函數的特性 6.11特征方程：零極點分布 6.12穩態誤差 6.13根軌跡法 6.14比例控制器 6.15比例積分控制器 6.16比例加微分控制器 6.17比例積分微分（PID）控制器 6.18超前和滯后補償器 6.19伯德圖和頻域分析 6.20開環和閉環表示的應用對比 6.21多輸入多輸出系統 6.22狀態空間控制方法 6.23數字控制 6.24非線性控制系統 6.25機電系統動力學：機器人驅動和控制 6.26設計項目 小結 參考文獻 習題 第7章驅動器和驅動系統 7.1引言 7.2驅動系

統的特性 7.2.1標稱特性 7.2.2剛度和柔性 7.2.3使用減速齒輪 7.3驅動系統的比較 7.4液壓驅動器 7.5氣動裝置 7.6電機 7.6.1交流型和直流型電機的基本區別 7.6.2直流電機 7.6.3交流電機 7.6.4無刷直流電機 7.6.5直接驅動電機 7.6.6伺服電機 7.6.7步進電機 7.7電機的微處理器控制 7.7.1脈沖寬度調制 7.7.2采用H橋的直流電機轉向控制 7.8磁致伸縮驅動器 7.9形狀記憶金屬 7.10電活性聚合物（EAP） 7.11減速器 7.12其他系統 7.13設計項目 7.13.1設計項目1 7.13.2設計項目2 7.13.3設計項目3 7

.13.4設計項目4 小結 參考文獻 習題 第8章傳感器 8.1引言 8.2傳感器特性 8.3傳感器的使用 8.4位置傳感器 8.4.1電位器 8.4.2編碼器 8.4.3線位移差動變壓器 8.4.4旋轉變壓器 8.4.5傳輸時間測量（磁反射）型位移傳感器 8.4.6霍爾傳感器 8.4.7其他裝置 8.5速度傳感器 8.5.1編碼器 8.5.2測速計 8.5.3位置信號微分 8.6加速度傳感器 8.7力和壓力傳感器 8.7.1壓電晶體 8.7.2力敏電阻 8.7.3應變片 8.7.4防靜電泡沫 8.8力矩傳感器 8.9微動開關 8.10可見光和紅外傳感器 8.11接觸和觸覺傳感器 8.12接近

覺傳感器 8.12.1磁感應接近覺傳感器 8.12.2光學接近覺傳感器 8.12.3超聲波接近覺傳感器 8.12.4感應式接近覺傳感器 8.12.5電容式接近覺傳感器 8.12.6渦流接近覺傳感器 8.13測距儀 8.13.1超聲波測距儀 8.13.2光測距儀 8.13.3全球定位系統（GPS） 8.14嗅覺傳感器 8.15味覺傳感器 8.16視覺系統 8.17語音識別裝置 8.18語音合成器 8.19遠程中心柔順裝置 8.20設計項目 小結 參考文獻 第9章視覺系統圖像處理和分析 9.1引言 9.2基本概念 9.2.1圖像處理與圖像分析 9.2.2二維和三維圖像 9.2.3圖像的本質 9.2

.4圖像的獲取 9.2.5數字圖像 9.2.6頻域和空域 9.3信號的傅里葉變換及頻譜 9.4圖像的頻譜：噪聲和邊緣 9.5分辨率和量化 9.6采樣理論 9.7圖像處理技術 9.8圖像直方圖 9.9閾值處理 9.10空域操作：卷積掩模 9.11連通性 9.12降噪 9.12.1采用卷積掩模的鄰域平均 9.12.2圖像平均 9.12.3頻域 9.12.4中值濾波器 9.13邊緣檢測 9.14銳化圖像 9.15霍夫變換 9.16分割 9.17基於區域增長和區域分解的分割 9.18二值形態操作 9.18.1加厚操作 9.18.2擴張操作 9.18.3腐蝕操作 9.18.4骨架化 9.18.5放縮操作

9.18.6縮放操作 9.18.7填充操作 9.19灰度形態操作 9.19.1腐蝕操作 9.19.2擴張操作 9.20圖像分析 9.21基於特征的物體識別 9.21.1用於物體辨識的基本特征 9.21.2矩 9.21.3模板匹配 9.21.4離散傅里葉描述算子 9.21.5計算機斷層造影 9.22視覺系統中的深度測量 9.22.1場景分析與映射 9.22.2距離檢測和深度分析 9.22.3立體成像 9.22.4利用陰影和大小進行場景分析 9.23特殊光照 9.24圖像數據壓縮 9.24.1幀內空域技術 9.24.2幀間編碼技術 9.24.3壓縮技術 9.25彩色圖像 9.26啟發式方法 9.

27視覺系統的應用 9.28設計項目 小結 參考文獻 習題 第10章模糊邏輯控制 10.1引言 10.2模糊控制需要什麼 10.3清晰值與模糊值 10.4模糊集合：隸屬度與真值度 10.5模糊化 10.6模糊推理規則庫 10.7清晰化 10.7.1重心法 10.7.2Mamdani推理法 10.8模糊邏輯控制器的仿真 10.9模糊邏輯在機器人中的應用 10.10設計項目 小結 參考文獻 習題 附錄A矩陣代數和三角學復習 附錄B圖像采集系統 附錄C采用MATLAB的根軌跡和伯德圖 附錄D利用商用軟件的機器人仿真

臺北地區宮廟文創商品設計脈絡個案研究

為了解決仰角定位原理的問題，作者張榆萱 這樣論述：

臺灣傳統民間信仰可以視為我國現今之主流宗教信仰，其中蘊含寶貴的歷史人文價值，並且得以多樣化手法呈現其豐富的藝術文化底蘊。繼文化創意產業開始受矚目後，所謂「宗教文化創意產業」亦得以藉由與各個社會層面結合、以創意之手法呈現於日常生活，更能夠藉此傳揚臺灣傳統民間信仰之宗教精神內涵。自2007年「全家好神公仔」出現並風靡全臺，而後各式傳統信仰宗教文創設計彷彿有志一同般地，使用可愛化、扁平化的神祇人物作為文創設計。然而，此類大同小異之設計手法，幾乎難以藉此類宗教文創商品中區別宮廟與神祇，更遑論替自身信仰宮廟推廣宣揚，彷彿本末導致地失去了宗教文創商品所注重的「傳遞宗教文化」之意義。本研究以多重個案研究方

法設計，針對三個販賣宗教文創商品之臺北宮廟，探索其對於其推出的宗教文創商品背後的設計脈絡，並以現象學方法分析廟方對於其宗教文創商品之態度，何而造就現今大同小異之宗教文創商品。本研究之研究結果除了得知個案宮廟對其文創商品開發之脈絡外，亦發現了宮廟文創商品並不一定具有傳統民間信仰之「意象」美學，而造就其原因則取決於與廟方最初販賣文創商品之目的