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| 內容簡介： |
室内视觉定位技术是服务机器人自主导航、视障患者辅助导航、商场精准导览以及应急救援定位等领域的核心技术。本书系统地阐述了基于计算机视觉的室内定位技术体系与算法，涵盖视觉定位系统的架构与理论基础、基于多源数据约束的三维稠密地图创建算法、面向视觉定位的图像分层聚类检索算法、基于漂移检测的单目相机位置估计算法，以及视觉定位在视障患者辅助导航中的应用等内容。通过对室内视觉定位系统中地图创建、图像检索与位置估计等关键技术的深入剖析，本书为构建高精度、高鲁棒性的室内定位系统提供了可借鉴的理论与方法。
本书内容兼具理论深度与实践价值，适合作为高等院校电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等相关专业的高年级本科生及研究生的专业教材或参考书籍，也可供从事定位导航、自动驾驶、机器人开发等领域研究的工程师参考借鉴，以助力其在相关领域的研究与应用开发工作。
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| 目錄：
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目录
第 1 章 概述
1.1 室内定位技术概述
1.1.1 室内定位技术分类
1.1.2 室内定位技术的难点与局限
1.2 计算机视觉技术及其在室内定位中的应用
1.3 视觉定位方法与应用场景概述
1.4 视觉定位关键技术国内外研究现状
1.4.1 室内三维地图创建技术
1.4.2 基于内容的图像检索技术
1.4.3 单目视觉定位技术
第 2 章 视觉定位系统与相关理论概述
2.1 视觉定位系统框架概述
2.2 RGB-D 相机模型与配准方法
2.2.1 单目彩色相机模型
2.2.2 深度相机数据采集原理
2.2.3 RGB-D 相机的配准方法
2.3 图像特征提取方法
2.3.1 图像全局特征提取方法
2.3.2 图像局部特征提取方法
2.4 视觉定位中相机位姿求解与优化算法
2.4.1 三角测量与求解透视 N 点问题
2.4.2 相机位姿图优化算法
2.4.3 光束平差优化算法
第 3 章 基于多源数据约束的三维稠密地图创建算法
3.1 基于多源数据约束的局部地图创建算法
3.1.1 基于多维迭代最近点的相机位姿估计
3.1.2 基于深度与视觉特征的局部地图优化
3.2 基于闭环检测的全局地图优化算法
3.2.1 用于闭环检测的图像关键帧选取
3.2.2 闭环检测和全局地图优化
3.3 仿真实验与结果分析
3.3.1 局部地图创建仿真与结果分析
3.3.2 全局地图创建仿真与结果分析
第 4 章 面向视觉定位的图像分层聚类检索算法
4.1 基于全局特征变点检测的图像聚类算法
4.1.1 Gist 特征提取与特征预处理
4.1.2 基于 CUSUM 变点检测的数据库图像聚类
4.2 基于局部特征跟踪的图像聚类与分层检索算法
4.2.1 基于 KLT 特征跟踪的数据库图像聚类
4.2.2 搜索树构造与分层图像检索
4.2.3 分层图像检索算法性能分析
4.3 仿真实验与结果分析
4.3.1 数据库图像聚类算法仿真与结果分析
4.3.2 查询图像分层检索算法仿真与结果分析
第 5 章 基于漂移检测的单目相机位置估计算法
5.1 基于加权最小二乘的绝对位置估计算法
5.1.1 对极几何约束下的相机位置估计
5.1.2 对极几何约束中的平移向量尺度估计
5.1.3 位置估计异常值检测与不确定度分析
5.2 相对位置估计中基于地图交互的漂移检测算法
5.2.1 基于透视 N 点法与三角测量的相机位置估计
5.2.2 基于线模型 MLESA 的相机位置漂移检测
5.3 仿真实验与结果分析
5.3.1 查询相机绝对位置估计实验仿真与结果分析
5.3.2 查询相机相对位置估计实验仿真与结果分析
第 6 章 视觉定位在视障患者辅助导航中的应用
6.1 视障患者辅助导航系统介绍
6.2 基于头相关传输函数的声源定位
6.2.1 HRTF 与人体参数测量
6.2.2 合成个性化 HRTF
6.3 跨模态辅助导航系统
6.3.1 A * 搜索算法
6.3.2 基于 A * 搜索算法的路径规划
参考文献
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前言 近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，用户对位置服务的需求也在不断增长。通过智能移动终端获取位置信息并为生活提供帮助，已经成为当下人们生活中不可或缺的一部分。基于位置信息的应用服务已经逐渐渗透到了生活中的各个领域，并表现出了良好的市场前景。然而，目前室内场景中的定位服务仍处于研究和开发阶段，大规模投入商业运营的室内定位系统并不多。定位精度较低以及定位成本较高是制约室内定位技术发展的主要原因。室内场景中的视觉定位由于其自身的技术特点，在实际应用中表现出了较高的定位精度和较低的定位成本，因此，近年来受到了越来越多的关注。 本书聚焦基于计算机视觉的室内定位理论与应用，系统探讨从三维环境建模、图像高效检索到实时位姿估计的全流程关键技术，重点研究室内场景下的三维地图构建、大规模图像数据库实时检索以及单目视觉定位漂移抑制三大核心问题。全书共分六章，系统性地阐述了视觉定位的核心技术，涵盖基础理论、关键算法及实际应用。第 1 章梳理室内定位技术体系，分析视觉定位的优势与挑战，综述三维地图创建、图像检索和单目定位技术的国内外研究现状。第 2 章构建视觉定位理论框架，涵盖 RGB-D 相机模型、图像全局与局部特征提取方法，以及相机位姿求解中的三角测量、位姿优化和光束平差等核心算法。第 3 章提出多源数据约束的三维稠密地图创建算法，通过融合深度信息与视觉特征实现局部地图优化，并基于闭环检测机制提升全局地图一致性。第 4 章设计面向视觉定位的图像分层聚类检索算法，结合 Gist 特征点检测与 KLT 特征跟踪构建搜索树，以提升大规模数据库的检索效率。第 5 章提出基于漂移检测的单目相机位置估计算法，解决对极几何约束中的平移向量尺度歧义问题。第 6 章将理论成果应用于视障患者辅助导航系统，集成个性化 HRTF 声源定位与 A * 路径规划，实现技术的落地应用。 本书的出版得到了吉林省高教科研课题 “基于虚拟现实与增强现实的智慧校园系统研究（JGJX2023D108）” 的支持。 作者2025 年 6 月
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