室内导航

本书主要介绍了人工智能中的室内导航技术。图书从专业的角度，详细介绍了基于智能手机的行人定位与追踪对室内空间信息的需求，系统研究了几类典型室内空间模型支持下的行人位置估计方法，多层语义位置模型支持下的连续行人符号位置、相对位置估计方法。

海森·A.卡瑞密（Hassan A. Karimi）博士获得了计算机科学学士学位、硕士学位及地理信息工程博士学位。他是匹兹堡大学（位于宾夕法尼亚匹兹堡）信息科学学院地理空间信息技术实验室主任、教授。

第1章 复杂环境下室内导航的认知 1
1.1 简介 2
1.2 历史方法 3
1.3 任务导向的研究 4
1.4 认知结构的观点 5
1.5 空间句法 5
1.6 一般原则 6
1.7 未来的研究方向 7
1.7.1 技术问题 7
1.7.2 理论问题 7
1.7.3 空间问题 7
1.8 总结 8
参考文献 9
第2章 扩大室内空间认知影响作用的研究 15
2.1 简介 16
2.2 认识新的空间：实验验证 17
2.2.1 方法 17
2.2.2 设计 20
2.2.3 过程 21
2.3 实验结果 22
2.3.1 空间能力与学习 22
2.3.2 学习空间 23
2.3.3 扩展空间 27
2.4 讨论 31
致谢 33
参考文献 33
第3章 室内定位技术 37
3.1 简介 38
3.2 基于射频的定位技术 40
3.2.1 基于Wi-Fi的定位 40
3.2.2 基于蜂窝电话的定位 44
3.2.3 基于蓝牙的定位 45
3.2.4 基于RFID的定位 45
3.2.5 其他射频定位技术 46
3.3 基于非射频的定位技术 46
3.3.1 声学定位 47
3.3.2 航位推算或惯性导航 47
3.3.3 标牌和地图 48
3.3.4 组合方案 48
3.4 讨论 49
3.5 总结 49
参考文献 50
第4章 室内磁场定位系统 55
4.1 简介 56
4.2 MILPS：室内磁场定位系统 56
4.2.1 基于磁场的定位 56
4.2.2 MILPS的结构和原理 57
4.2.3 线圈磁场 58
4.2.4 实验系统 59
4.3 测量原理和信号处理 62
4.3.1 集群检测和数字滤波 64
4.3.2 自适应滤波 65
4.4 实验系统性能评价 66
4.4.1 旋转对称性 67
4.4.2 量程和精度 68
4.4.3 校准 70
4.4.4 低成本传感器 71
4.5 位置估计 72
4.5.1 二维空间位置估计 73
4.5.2 三维空间位置估计 75
4.6 结论和展望 78
致谢 79
参考文献 79
第5章 地下隧道定位系统 83
5.1 地下隧道或类似环境中的定位 84
5.2 定位追踪传感器和技术 85
5.3 大型强子对撞机隧道内定位 87
5.3.1 大型强子对撞机的特点 87
5.3.2 用于辐射保护的定位应用 89
5.4 大型强子对撞机隧道定位技术 90
5.4.1 泄漏同轴电缆RSSI指纹 91
5.4.2 实验 91
5.4.3 实验结果 94
5.5 结论和未来面临的挑战 101
参考文献 102
第6章 地图辅助室内导航 105
6.1 简介 106
6.1.1 基于基础设施的方法 107
6.1.2 无基础设施的方法 108
6.1.3 多传感器方法 108
6.1.4 地图未知的方法 109
6.1.5 行人运动与概率图 110
6.2 楼层布局和卫星图像生成的概率图 114
6.2.1 基本扩散算法 114
6.2.2 扩展到户外环境 115
6.2.3 扩展到多层环境 117
6.2.4 生成概率图 117
6.2.5 概率地图与基于PF的位置估计器结合 120
6.3 基于FOOTSLAM的人体运动概率图 120
6.3.1 构图和定位 121
6.3.2 协同构图 122
6.4 基于WISLAM的概率图 123
6.5 量化地图和实验结果 125
6.5.1 实验设置 125
6.5.2 熵比较 125
6.5.3 定位误差比较 128
6.6 结论 130
致谢 130
参考文献 130
第7章 视力障碍者室内导航面临的挑战 139
7.1 简介 140
7.2 盲人或视障者的行动定位 141
7.2.1 历史 142
7.2.2 指导顺序和熟悉 142
7.2.3 技术和O＆M 143
7.3 相关工作 143
7.4 需求评估方法 144
7.4.1 参与者 145
7.4.2 数据收集 145
7.5 需求评估结果 146
7.5.1 室内定向与位置识别技术 147
7.5.2 室内导航技术 148
7.5.3 导航地图 149
7.5.4 使用的技术 150
7.5.5 技术偏好 151
7.5.6 技术采用障碍 152
7.5.7 紧急疏散 153
7.6 结论和未来研究 155
致谢 156
参考文献 157
第8章 盲人和视障人员室内导航辅助设备 159
8.1 简介 160
8.2 室内导航技术面临的挑战 161
8.2.1 熟悉 161
8.2.2 定位 162
8.2.3 路径规划 164
8.2.4 沟通与交互 165
8.3 室内导航辅助示例 166
8.3.1 熟悉工具 166
8.3.2 增强型传统导航辅助工具 168
8.3.3 基于智能手机的导航辅助工具 169
8.3.4 定制设备 171
8.3.5 支持性基础设施 172
8.4 结论 173
致谢 174
参考文献 175
第9章 增强室内导航的软件工具NAVPAL 181
9.1 简介 182
9.2 旅行计划和无障碍地图 184
9.3 熟悉和路线规划 187
9.4 交通协助、动态指导和寻求协助 188
9.5 标注地图和共享信息 191
9.6 结论和设计指南 192
致谢 194
参考文献 195
第10章 盲人室内导航技术的未来发展方向 197
10.1 简介 198
10.2 短期可行性 199
10.2.1 用户接口 199
10.2.2 众包 202
10.2.3 定位和约束路径规划 204
10.3 更长期的愿景 206
10.3.1 辅助机器人 206
10.3.2 信息交换和对象操作 209
10.3.3 迈向智能无障碍城市 210
10.4 总结 211
致谢 213
参考文献 213
第11章 室内定位系统中的隐私保护 219
11.1 简介 220
11.2 隐私风险和攻击 221
11.3 基于空间隐藏的技术和挑战 223
11.4 基于混合区域的保护和限制 225
11.5 其他位置隐私保护技术 230
11.6 总结 231
参考文献 231