在智能建造與土木工程的快速發(fā)展中,計(jì)算機(jī)視覺(jué)與圖像處理技術(shù)已成為解決復(fù)雜工 程問(wèn)題的關(guān)鍵工具。無(wú)論是自動(dòng)化檢測(cè)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè),還是無(wú)人機(jī)和機(jī)器人輔助施工,計(jì) 算機(jī)視覺(jué)正在提升建筑領(lǐng)域的效率與安全,為精細(xì)化建造和管理提供全新手段。 全書(shū)共9章,涵蓋計(jì)算機(jī)視覺(jué)的基礎(chǔ)知識(shí)、核心技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用。第1章介紹計(jì)算機(jī)視覺(jué)的歷史背景與發(fā)展現(xiàn)狀,探討其在建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用場(chǎng)景,Python與MATLAB環(huán)境配置指南及 OpenCV 核心模塊解析;第2章解析射影幾何與圖像形成的原理,涵蓋二維/三維幾何變換、相機(jī)投影模型及透鏡畸變校正原理,結(jié)合數(shù)碼 相 機(jī) 的 光 學(xué) 采樣、色彩空間轉(zhuǎn)換與壓縮編碼技術(shù),構(gòu)建從物理成像到數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化的完整知識(shí)體系;第3章講解圖像處理技術(shù),涵蓋圖像金字塔、色彩空間轉(zhuǎn)換、傅里葉變換等,幫助讀者掌握?qǐng)D像操作流程;第4章介紹視頻處理技術(shù),包括視頻讀取、攝像機(jī)調(diào)用和壓縮編碼,為目標(biāo)識(shí)別、追蹤和三維重建打基礎(chǔ);第5章重點(diǎn)討論目標(biāo)識(shí)別與追蹤技術(shù),涵蓋顏色的分割、輪廓特征分析與矩計(jì)算、特征點(diǎn)檢測(cè)與運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法等,廣泛應(yīng)用于施工場(chǎng)景中構(gòu)件定位、位移監(jiān)測(cè)與異常行為預(yù)警;第6章探討單目、雙目和多目視覺(jué)系統(tǒng),講解立體視覺(jué)的物體定位與姿態(tài)估計(jì);第7章介紹計(jì)算攝影技術(shù),包括高動(dòng)態(tài)范圍、超分辨率和去模糊技術(shù),為高質(zhì)量視覺(jué)數(shù)據(jù)采集提供支持;第8章闡述三維重建技術(shù),如運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)(SfM)和多視圖立體(MVS),提升建筑模型數(shù)字化和可視化效率;第9章探討機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的應(yīng)用,賦予建筑智能化更多可能性。
本書(shū)旨在為土木工程和智能建造領(lǐng)域的學(xué)生、研究人員及工程師提供一份簡(jiǎn)明易懂的 入門(mén)教材。通過(guò)介紹基礎(chǔ)理論、算法和實(shí)際應(yīng)用,讀者將學(xué)習(xí)如何將計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用于 如圖形處理、結(jié)構(gòu)跟蹤、三維重建、裂縫識(shí)別等實(shí)際問(wèn)題。無(wú)論是初學(xué)者還是有經(jīng)驗(yàn)的工程 師,都能通過(guò)本書(shū)掌握前沿技術(shù),應(yīng)對(duì)智能建造領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。
計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)自20世紀(jì)60年代興起,早期研究集中在圖像的邊緣檢測(cè)、形狀識(shí)別等 基礎(chǔ)算法。如今,隨著人工智能的發(fā)展,計(jì)算機(jī)視覺(jué)已在各行業(yè)廣泛應(yīng)用,并不斷推進(jìn)數(shù)字 化和智能化進(jìn)程。
作者在英國(guó)訪學(xué)期間接觸到計(jì)算機(jī)視覺(jué)在結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)在國(guó) 內(nèi)土木工程中的應(yīng)用尚不充分,更多的研究和應(yīng)用集中在其他行業(yè)。近年來(lái),隨著市場(chǎng)需求 的變化,土木工程專業(yè)逐漸向智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型升級(jí),重勞動(dòng)力的需求顯著減少, 工程行業(yè)亟須解放勞動(dòng)力、提高效率。智能建造的理念應(yīng)運(yùn)而生,計(jì)算機(jī)視覺(jué)作為智能建造 中的重要新質(zhì)生產(chǎn)力,發(fā)揮著不可或缺的作用。 土木工程的轉(zhuǎn)型不僅是技術(shù)層面的革新,更是生產(chǎn)力的提升與社會(huì)需求的適應(yīng)。因此,土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)前行業(yè)的發(fā)展需求與未來(lái)的職業(yè)挑戰(zhàn),除了扎實(shí)的土木工程基礎(chǔ)知識(shí)和技能,學(xué)生還需要培養(yǎng)跨專業(yè)能力與創(chuàng)新能力,以應(yīng)對(duì)智能建造和結(jié)
Ⅱ 計(jì)算機(jī)視覺(jué)與圖像處理
構(gòu)智慧運(yùn)維帶來(lái)的新要求,同時(shí)推動(dòng)自身的綜合素質(zhì)提升。
當(dāng)前計(jì)算機(jī)視覺(jué)教材多集中于數(shù)學(xué)或計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域,缺乏針對(duì)土木工程的應(yīng)用指導(dǎo)。 為填補(bǔ)這一空白,本書(shū)側(cè)重于實(shí)際算法和代碼實(shí)現(xiàn),幫助讀者快速上手,并將技術(shù)應(yīng)用于智 能建造和結(jié)構(gòu)智慧運(yùn)維中。通過(guò)本書(shū),讀者不僅能掌握計(jì)算機(jī)視覺(jué)與圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí), 還能推動(dòng)土木工程的智能化轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。
課程安排建議
本書(shū)為土木工程、智能建造或其他工程專業(yè)提供一個(gè)學(xué)期的計(jì)算機(jī)視覺(jué)與圖形處理的 入門(mén)課程。根據(jù)本書(shū)的內(nèi)容,本課程可以規(guī)劃為32學(xué)時(shí)或64學(xué)時(shí)。以下是建議的兩種不 同學(xué)時(shí)規(guī)劃的課程表。
章 節(jié) 章 節(jié) 內(nèi) 容 32學(xué)時(shí)分配 64學(xué)時(shí)分配
第1章 計(jì)算機(jī)視覺(jué)概論 2 4
第2章 射影幾何與圖像形成 2 4
第3章 圖像處理 6 10
第4章 視頻形成與處理 2 4
第5章 識(shí)別與追蹤 4 8
第6章 立體視覺(jué)與標(biāo)定 4 6
第7章 計(jì)算攝影 2 4
第8章 三維重建 4 8
第9章 機(jī)器學(xué)習(xí) 4 10
大作業(yè) 授課老師自行布置 2 6
配套與開(kāi)源 本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中,注重理論與實(shí)踐的結(jié)合,力求為讀者提供系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)路徑。本書(shū) 的所有示例代碼都已開(kāi)源,并托管在清華大學(xué)出版社平臺(tái)和Github平臺(tái)上。讀者可以通過(guò) 資源文件 訪問(wèn)Github平臺(tái)、具體章節(jié)的二維碼,獲取的代碼以及配套資源�！百Y源文件”二維碼
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