在人工智能時(shí)代，機(jī)器視覺技術(shù)日新月異，現(xiàn)在已經(jīng)成為圖像處理領(lǐng)域中一個(gè)熱門的研究方向，也是人工智能技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。機(jī)器視覺的出現(xiàn)不僅推動(dòng)了圖像處理技術(shù)的發(fā)展，還促進(jìn)了人工智能技術(shù)的革新，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在數(shù)據(jù)處理、目標(biāo)識(shí)別分類、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，具有巨大的發(fā)展?jié)摿�和價(jià)值。OpenCV作為機(jī)器視覺技術(shù)的重要工具，自推出后得到了廣泛的應(yīng)用。無論是工業(yè)界還是工程研究人員，使用OpenCV進(jìn)行機(jī)器視覺的研究和開發(fā)均已經(jīng)成為主流。隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也逐漸在人們的生活中占據(jù)越來越重要的地位，從傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人到現(xiàn)在的掃地機(jī)器人，機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景變得更加靈活多樣，使生產(chǎn)生活更加便捷。對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)來說，實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、姿態(tài)感知，完成自身作業(yè)任務(wù)都需要傳感器技術(shù)的參與。傳感器技術(shù)是機(jī)器人系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)境、采集數(shù)據(jù)不可缺少的部分，因此現(xiàn)在也有非常多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)器人的傳感器技術(shù)進(jìn)行研究。本書總結(jié)了筆者使用OpenCV進(jìn)行機(jī)器視覺開發(fā)和學(xué)習(xí)的成果，其中循序漸進(jìn)地介紹了OpenCV進(jìn)行機(jī)器視覺開發(fā)中的重要概念、術(shù)語(yǔ)，對(duì)OpenCV在圖像平滑、形態(tài)學(xué)處理、圖像增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了深入淺出的探索，同時(shí)擴(kuò)展性地介紹了單目和雙目視覺測(cè)量的相關(guān)知識(shí)。本書除了講述機(jī)器視覺的理論知識(shí)與應(yīng)用技術(shù)外，還精心準(zhǔn)備了相關(guān)的研究實(shí)例，目的在于幫助讀者在學(xué)習(xí)OpenCV的過程中快速領(lǐng)悟其原理。本書理論實(shí)踐并舉，易于理解且可操作性強(qiáng)，對(duì)于初學(xué)者和正在使用OpenCV進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的大學(xué)生、研究生或開發(fā)人員，可作為快速上手OpenCV的指南。同時(shí)基于對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的研究經(jīng)驗(yàn)，本書對(duì)機(jī)器人中所常用的傳感器種類和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析，從任務(wù)需求的角度出發(fā)，幫助讀者準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)不同傳感器的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。此外，本書還準(zhǔn)備了相關(guān)的課后習(xí)題來幫助讀者鞏固并加強(qiáng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和效果。本書共12章，各章內(nèi)容概述如下：第1章介紹機(jī)器視覺的作用和硬件構(gòu)成，分析了機(jī)器視覺與5G的協(xié)同效應(yīng)以及應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)的智能設(shè)備。第2章介紹OpenCV的基本信息和下載安裝步驟，以及如何使用OpenCV進(jìn)行基礎(chǔ)的圖像處理。第3章介紹OpenCV的入門實(shí)例，包括圖像閾值化、圖像平滑和形態(tài)學(xué)處理。第4章介紹圖像處理與識(shí)別技術(shù)，包括使用OpenCV實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)、圖像邊緣檢測(cè)和分類器訓(xùn)練。第5章介紹單目視覺系統(tǒng)的硬件組成、攝像機(jī)模型、攝像機(jī)標(biāo)定、標(biāo)定尺檢測(cè)等。第6章介紹雙目視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、攝像機(jī)標(biāo)定和標(biāo)定測(cè)量方法。第7章為傳感器技術(shù)概論，包括傳感器的基本知識(shí)、命名方法、典型實(shí)例和發(fā)展歷程。第8章介紹了幾種常見的機(jī)器人姿態(tài)感知傳感器，包括位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、傾角傳感器和MEMS傳感器。第9章介紹機(jī)器人環(huán)境感知傳感器，包括光電傳感器、超聲波傳感器和激光雷達(dá)。第10章介紹工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人所搭載的典型傳感器。第11章介紹了MEMS慣性傳感器、組合導(dǎo)航系統(tǒng)及其濾波算法的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。第12章介紹SINS、GPS、GM的導(dǎo)航原理和誤差分析，并對(duì)基于這幾種導(dǎo)航方法的組合導(dǎo)航基本原理進(jìn)行了研究。本書是一本綜合介紹機(jī)器視覺和傳感器技術(shù)的入門書，從基本概念入手講解，語(yǔ)言通俗，圖文并茂，非常易于理解。在講解對(duì)應(yīng)內(nèi)容的基礎(chǔ)知識(shí)后，輔以實(shí)操案例，幫助讀者準(zhǔn)確理解。對(duì)相關(guān)的程序示例也進(jìn)行了詳細(xì)說明。本書的內(nèi)容較為豐富，有助于讀者在學(xué)習(xí)OpenCV的基礎(chǔ)上廣泛了解機(jī)器視覺在更多領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)典型傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)和原理建立一個(gè)清晰的認(rèn)知體系，了解傳感器技術(shù)的種類、發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀。本書提供了相關(guān)案例的源碼文件，可方便讀者參考練習(xí)。機(jī)器視覺和傳感器技術(shù)都是發(fā)展快速、多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，在其理論及應(yīng)用方面均存在大量尚未解決的問題。由于筆者的水平有限，書中難免有不妥和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)同行專家和讀者指正。編者 2023年5月