Robotics, Vision and Control: Fundamental Algorithms in MATLAB®

روباتیک و بینایی کامپیوتری هر دو شامل استفاده از الگوریتم‌های محاسباتی برای داده‌ها هستند. در طول تاریخ نسبتاً جدید در زمینه‌های روباتیک و بینایی رایانه، الگوریتم‌های بسیار بزرگی توسعه یافته است. با این حال، این مجموعه از دانش چیزی مانند یک مانع برای هر کسی است که وارد این رشته می شود، یا حتی به دنبال این است که ببیند آیا می خواهد وارد این حوزه شود - الگوریتم مناسب برای یک مشکل خاص چیست؟، و مهمتر از همه، چگونه می توانم آن را بدون آزمایش امتحان کنم. روزها را صرف کدنویسی و اشکال زدایی آن از مقالات تحقیقاتی اصلی کرده اید؟

نویسنده دو جعبه ابزار متن باز MATLAB را برای بیش از 10 سال نگهداری کرده است: یکی برای روباتیک و دیگری برای بینایی. نقطه قوت کلیدی جعبه ابزار مجموعه ای از ابزارها را ارائه می دهد که به کاربر اجازه می دهد با مشکلات واقعی کار کند، نه نمونه های بی اهمیت. برای دانش‌آموز، کتاب الگوریتم‌ها را در دسترس قرار می‌دهد، کد Toolbox را می‌توان برای درک درک کرد، و مثال‌ها نشان می‌دهند که چگونه می‌توان از آن استفاده کرد - لذت فوری فقط در چند خط کد MATLAB. این کد همچنین می تواند با نوشتن برنامه هایی بر اساس توابع جعبه ابزار یا اصلاح کد جعبه ابزار، نقطه شروع کار جدید، برای محققان یا دانشجویان باشد.

هدف این کتاب گسترش مطالب آموزشی ارائه شده به همراه جعبه ابزار، افزودن مثال های بسیار بیشتر و در هم تنیدن این موضوع در روایتی است که رباتیک و بینایی کامپیوتر را به طور جداگانه و با هم پوشش می دهد. نویسنده نشان می دهد که چگونه می توان مسائل پیچیده را با استفاده از چند خط ساده کد تجزیه و حل کرد و امیدواریم که الهام بخش محققان آینده باشد. موضوعات تحت پوشش با مشکلات واقعی که در طول سالیان متمادی به عنوان یک متخصص رباتیک و بینایی کامپیوتر مشاهده شده هدایت می شوند. به سبکی سبک اما آموزنده نوشته شده است، خواندن و جذب آن آسان است و شامل نمونه ها و شکل های متلب زیادی است. این کتاب یک پیاده‌روی واقعی از مبانی سینماتیک ربات، دینامیک و کنترل سطح مفصل، سپس مدل‌های دوربین، پردازش تصویر، استخراج ویژگی‌ها و هندسه اپی قطبی است و همه آن‌ها را در یک سیستم سروو بصری گرد هم می‌آورد.

The practice of robotics and computer vision both involve the application of computational algorithms to data. Over the fairly recent history of the fields of robotics and computer vision a very large body of algorithms has been developed. However this body of knowledge is something of a barrier for anybody entering the field, or even looking to see if they want to enter the field — What is the right algorithm for a particular problem?, and importantly, How can I try it out without spending days coding and debugging it from the original research papers?

The author has maintained two open-source MATLAB Toolboxes for more than 10 years: one for robotics and one for vision. The key strength of the Toolboxes provide a set of tools that allow the user to work with real problems, not trivial examples. For the student the book makes the algorithms accessible, the Toolbox code can be read to gain understanding, and the examples illustrate how it can be used —instant gratification in just a couple of lines of MATLAB code. The code can also be the starting point for new work, for researchers or students, by writing programs based on Toolbox functions, or modifying the Toolbox code itself.

The purpose of this book is to expand on the tutorial material provided with the toolboxes, add many more examples, and to weave this into a narrative that covers robotics and computer vision separately and together. The author shows how complex problems can be decomposed and solved using just a few simple lines of code, and hopefully to inspire up and coming researchers. The topics covered are guided by the real problems observed over many years as a practitioner of both robotics and computer vision. It is written in a light but informative style, it is easy to read and absorb, and includes a lot of Matlab examples and figures. The book is a real walk through the fundamentals of robot kinematics, dynamics and joint level control, then camera models, image processing, feature extraction and epipolar geometry, and bring it all together in a visual servo system.