全息位置地图关键技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱欣焰等 著

图书标签:

• 全息地图
• 位置地图
• SLAM
• 三维重建
• 计算机视觉
• 传感器融合
• 室内定位
• 导航
• AR/VR
• 机器人定位

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030529732

版次：1

商品编码：12193395

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-06-01

页数：361

字数：455000

内容简介

《全息位置地图关键技术及应用》针对泛在网环境下，位置信息服务对泛在动态信息接入与关联、室内外地上下一体化、位置感知与位置计算等需求，以“模型—建模—感知—应用”链条为核心，系统地阐述了全息位置地图的内涵，深入探讨了全息位置地图建模、泛在信息接入、室内外一体化定位、时空关联分析以及全息位置地图可视化等关键技术，并展示了以武汉市部分辖区派出所、某市火车站、湖北省博物馆为典型的相关应用。

目录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 目的与意义 2
1.3 全息位置地图概念内涵 7
1.3.1 全息位置地图概念 7
1.3.2 全息位置地图组成 8
1.4 全息位置地图特征 9
1.5 全息位置地图技术内容 11
1.5.1 泛在信息获取 11
1.5.2 语义位置关联 12
1.5.3 多维动态场景构建与表达 14
第2章 全息位置地图概念模型 17
2.1 全息位置地图数据描述 18
2.1.1 设备位置信息描述 18
2.1.2 地理位置信息描述 23
2.1.3 基于位置认知的多源位置描述分类 35
2.2 空间数据表达模型 37
2.2.1 全息位置地图室内空间语义划分 38
2.2.2 全息位置地图室内空间本体建模 41
2.3 全息位置地图场景概念模型 43
2.3.1 宏观尺度语义：地上与地下、室内与室外目标的统一表示 44
2.3.2 组件/部件层次语义：物理结构层次 45
2.3.3 多尺度表示模型数据模型 45
2.3.4 三维空间几何对象模型 46
2.3.5 三维空间数据拓扑、语义集成表示模型 47
2.3.6 三维空间对象的建筑专题语义信息模型 49
2.4 语义位置模型 50
2.4.1 位置描述 51
2.4.2 位置语义 62
第3章 全息位置地图场景建模 69
3.1 全息位置地图室内外大规模数据的集成 69
3.1.1 室内外场景数据集成模式 69
3.1.2 室内外数据无缝集成 70
3.2 全息位置地图场景数据组织 71
3.2.1 全息位置地图场景数据模型 71
3.2.2 矢栅一体化室内导航数据组织 75
3.3 全息位置地图场景语义建模 75
3.3.1 全息位置地图场景语法整合 77
3.3.2 全息位置地图场景语义整合 77
3.3.3 全息位置地图场景语义增强方法 78
3.3.4 全息位置地图场景语义建模动态更新方法 80
3.4 全息位置地图导航数据组织 81
3.4.1 建筑物数据组织 82
3.4.2 功能区域数据组织 88
3.4.3 室内外导航数据组织 89
3.4.4 室内外拓扑数据组织 90
第4章 全息位置地图语义位置建模 95
4.1 泛在信息的位置抽取与空间配准 95
4.1.1 泛在信息的位置抽取 95
4.1.2 泛在信息的空间配准 114
4.1.3 查询结果排序 117
4.2 基于置信场的语义位置空间关系计算方法 121
4.2.1 置信场表达与操作 122
4.2.2 空间距离关系的置信场计算 127
4.2.3 空间方向关系的置信场计算 130
4.2.4 空间走向约束的语义位置路径关系计算方法 134
第5章 全息位置地图泛在信息接入 142
5.1 互联网舆情信息 142
5.1.1 互联网舆情信息接入框架 143
5.1.2 互联网舆情信息接入技术流程 148
5.1.3 互联网舆情信息接入技术原理 150
5.2 动态传感器信息 150
5.3 VGI信息 151
5.4 行业信息接入—以公安为例 152
第6章 室内外一体化定位技术 154
6.1 室内定位技术 154
6.1.1 基于RSSI位置指纹室内定位系统的基本框架 156
6.1.2 基于RSSI位置指纹的室内定位算法 157
6.1.3 多层次概率模型 163
6.2 多传感器定位信息融合 174
6.2.1 卡尔曼滤波 174
6.2.2 粒子滤波 176
6.2.3 WiFi指纹定位与PDR定位的融合 177
6.3 室内外定位无缝过渡方法 183
6.3.1 WiFi网辅助GPS的无缝定位方法 183
6.3.2 实验验证 185
6.4 室内外一体化位置服务网关 187
6.4.1 位置服务网关的层次结构 188
6.4.2 定位场管理的数据库设计 191
第7章 全息位置地图时空关联分析 193
7.1 室内外一体化路径规划 193
7.1.1 室内路径规划算法 193
7.1.2 楼层之间的室内路径规划 196
7.1.3 室内外切换算法流程 197
7.1.4 室内与室外之间的路径规划 200
7.2 室内外一体化拦截分析 201
7.2.1 基于道路网的犯罪逃逸路径拦截分析 202
7.2.2 基于出入口拓扑关系的室内拦截分析 206
7.2.3 室内外一体化的拦截分析 209
7.2.4 基于拦截点的警力拦截路径规划 209
7.3 室内语义关联查询计算 210
7.3.1 室内关联查询语言设计 211
7.3.2 室内空间关系计算 214
7.3.3 室内语义关联查询实验 216
7.4 位置关联模型 218
7.5 犯罪数据时空关联分析 219
7.5.1 犯罪时空数据分析框架 220
7.5.2 案件总体时空交互性检验 221
7.6 局部时空案件热点分析 228
7.6.1 分时间片空间核密度估计 228
7.6.2 时空重排扫描统计量方法 229
7.6.3 案件局部时空热点分析实验 233
7.7 时空案件链分析 234
7.7.1 时空案件链定义 235
7.7.2 时空案件链分析和可视化实验 236
7.8 区域犯罪率时空关联分析 238
7.8.1 贝叶斯时空模型 239
7.8.2 犯罪率时空关联分析实验 242
第8章 全息位置地图可视化 250
8.1 泛在信息可视化 250
8.2 室内外一体化可视化 254
8.2.1 室外场景可视化方案 254
8.2.2 室内场景可视化方案 256
8.2.3 室内外一体化实时可视化方案 257
8.2.4 室内外无缝漫游方案 259
8.3 具有深度信息的全景地图可视化 260
8.4 全息位置地图自适应可视化 262
8.4.1 角色驱动的地图自适应可视化 262
8.4.2 情景上下文驱动的地图自适应可视化 265
8.4.3 情景与角色关联的地图自适应可视化 266
第9章 全息位置地图服务平台 269
9.1 平台架构 269
9.2 功能组成 270
9.3 核心组件 270
9.4 室内外定位服务 273
9.5 室内外一体化的导航服务 284
9.5.1 路径规划服务架构图 284
9.5.2 室内外导航服务接口 286
第10章 全息位置地图应用示例 289
10.1 示例一：城区公安分局“快出警”系统 289
10.1.1 背景与意义 289
10.1.2 功能分析 290
10.1.3 架构设计 293
10.1.4 案例展示 295
10.2 示例二：城区公安分局警务研判系统 300
10.2.1 背景与意义 300
10.2.2 功能分析 301
10.2.3 架构设计 301
10.2.4 案例展示 301
10.3 示例三：网络情报时空分析平台 310
10.3.1 背景与意义 310
10.3.2 功能分析 310
10.3.3 架构设计 313
10.3.4 案例展示 314
10.4 示例四：某市火车站综合示范应用 318
10.4.1 背景与意义 318
10.4.2 功能分析 319
10.4.3 架构设计 320
10.4.4 案例展示 321
10.5 示例五：博物馆室内外导航 337
10.5.1 背景与意义 337
10.5.2 功能分析 338
10.5.3 架构设计 342
10.5.4 案例展示 346
参考文献 349

好的，这是一份关于一本假设的、名为《光电传感与智能制造中的前沿算法实践》的图书简介。 --- 光电传感与智能制造中的前沿算法实践 图书简介 图书名称： 光电传感与智能制造中的前沿算法实践 作者： [此处可想象一位资深技术专家，例如：李明 教授/张伟 博士] 出版社： [此处可想象一家专注于工程技术和计算机科学的权威出版社] ISBN： [此处可想象一个标准的ISBN号] 字数： 约 450,000 字 页数： 约 780 页 --- 导言：工业智能化的新范式 在当代制造业向工业 4.0 迈进的宏大叙事中，信息的采集、处理和决策能力已成为衡量生产线柔性、效率与质量的核心指标。光电传感技术，凭借其非接触性、高精度和实时响应的优势，正以前所未有的速度渗透到从精密测量到质量检测的每一个环节。然而，仅仅依赖硬件的堆砌已无法满足现代工业对复杂场景理解和自适应控制的严苛要求。真正的突破，在于如何将这些海量、高维的光电数据转化为可执行的智能决策。 《光电传感与智能制造中的前沿算法实践》正是在这一背景下应运而生。本书并非一本传统的硬件手册，也不是单纯的软件编程指南，而是一部深度融合了光电成像原理、信号处理、先进统计学方法与深度学习理论的综合性工程技术专著。它聚焦于如何利用尖端的计算方法论，最大限度地挖掘光电器件捕获到的物理世界信息，实现真正意义上的“感知-认知-决策”闭环。 第一部分：光电基础与数据预处理的精炼之道 本书的第一部分奠定了坚实的理论基础，并着重于面向智能应用的数据质量控制。 1.1 现代光电传感器的物理限制与模型化 深入剖析了 CMOS/CCD 噪声模型、光谱响应非线性、畸变矫正（径向与切向畸变）的精确数学描述。不同于泛泛而谈，本章提供了基于物理模型的光学误差补偿算法，例如利用基于卡尔曼滤波的光学系统状态估计，以应对温度漂移和机械振动对成像系统的动态影响。 1.2 高速异构数据流的高效采集与同步 针对工业现场高帧率、多传感器并行的挑战，本书详细探讨了事件驱动的传感器数据流管理。核心内容包括基于硬件时间戳的事件同步机制，以及如何设计轻量级的边缘计算预处理框架，以应对 GB/s 级别的数据吞吐量，减少传输延迟。 1.3 信号增强与特征解耦 本章重点讲解了如何从受污染的光电信号中提纯有效信息。包括非局部均值滤波 (NLM) 在复杂纹理区域的适用性分析，以及更具前瞻性的小波变换域的稀疏表示方法，用于去除周期性噪声干扰，同时保留微小缺陷的边缘信息。特别是，引入了多尺度形态学滤波在光照不均场景下的自适应阈值确定方法。 第二部分：几何重建与环境理解的立体视觉算法 智能制造环境复杂多变，对三维空间信息的准确把握是实现自动化装配、导航和人机协作的基础。本部分聚焦于从二维图像序列或深度图中提取可靠的三维语义信息。 2.1 经典到现代的结构光与TOF（Time-of-Flight）数据融合 本书不满足于单一传感器的局限，深入探讨了如何通过贝叶斯框架融合结构光（高精度纹理）和 ToF（低噪声深度）数据。重点在于建立鲁棒的概率密度函数来解决深度图中的飞点（Outliers）问题，并实现跨传感器噪声特征的有效抑制。 2.2 基于深度学习的密集/稀疏三维重建 超越了传统的 Bundle Adjustment (BA) 优化，本书详细介绍了可微分的三角测量方法。在密集重建方面，展示了如何使用基于 CNN 的深度图补全网络来恢复被遮挡区域的几何信息。在稀疏重建上，重点剖析了基于 Transformer 架构的特征匹配与姿态估计，特别是在目标物体形变或纹理缺失时的鲁棒性设计。 2.3 语义分割与实例级三维定位 单纯的三维点云不足以指导操作。本章引入了PointNet++ 及其变体在工业零部件分类与语义分割中的应用。核心在于结合投影信息（Pixel-to-Point Association），实现从图像语义标签到三维空间中精确操作点的映射，为机械臂抓取提供高置信度的目标坐标。 第三部分：质量检测与缺陷识别的深度学习范式 质量控制是光电应用最核心的场景之一。本书构建了一套面向工业非标准化缺陷的深度学习方法论，强调数据效率与可解释性。 3.1 小样本学习与零样本（Zero-Shot）缺陷检测 在生产线上，高质量的缺陷样本往往极度稀缺。本书引入了元学习（Meta-Learning）框架，特别是 MAML 及其在图像特征初始化上的应用，以实现快速适应新产品或新缺陷类型。同时，探讨了如何利用自监督学习预训练模型，仅需少量标注即可达到高召回率。 3.2 基于生成模型的异常检测（Anomaly Detection） 对于从未见过的“新缺陷”，传统分类模型会失灵。本书推崇基于重建误差的异常检测。详细对比了 VAE（变分自编码器）、GAN（生成对抗网络）及其变体（如 AnoGAN、PatchCore）在金属表面划痕、微裂纹等细微异常识别中的性能差异与超参数调优策略。 3.3 实时视频流中的目标跟踪与行为分析 为了监控生产流程的合规性，需要对动态目标进行精确跟踪。本章聚焦于多目标跟踪（MOT）算法，特别是 SORT 与 DeepSORT 算法在光电序列中的优化。重点讨论了如何引入光流估计作为运动先验，以增强 IoU 匹配的准确性，有效处理工业场景中常见的快速运动模糊和短暂遮挡。 第四部分：算法在边缘与云端的部署优化 理论算法必须转化为能在严苛工业环境中稳定运行的工程实践。本书的最后一部分致力于模型的小型化、加速与可靠部署。 4.1 模型轻量化与量化感知训练 (QAT) 针对嵌入式系统（如 NVIDIA Jetson 系列或定制化 FPGA 平台）的算力限制，本章提供了系统的模型压缩策略。包括权重剪枝、结构化稀疏化，以及如何利用 INT8 或更低精度的量化感知训练，确保在加速推理的同时，保持关键质量指标（如 F1 Score）的下降不超过 1%。 4.2 边缘-云协同计算架构 描述了一种混合计算模式：将实时、高频次的传感器预处理和初步缺陷筛选部署在边缘设备，利用 GPU/NPU 进行加速；而将复杂模型的迭代训练、全局性能监控和知识库更新部署在云端。重点讲解了模型版本控制与远程热更新协议的设计，确保工厂不停机完成算法升级。 4.3 可解释性（XAI）在工业决策中的应用 在自动化生产中，决策的“黑箱”是不可接受的。本书提供了LIME 和 SHAP 值在光电检测结果中的应用指南，用以解释模型为何判定某个部件为“缺陷”，并将这些解释性特征反向映射到物理图像区域，极大地增强了调试和系统验证的效率。 结语 《光电传感与智能制造中的前沿算法实践》旨在成为连接光电硬件工程、应用数学与人工智能算法的桥梁。它为从事工业视觉、精密测量、自动化装备研发的工程师和研究人员，提供了一套系统化、可操作的工具箱，驱动制造业向更高效、更智能的未来加速演进。本书的深度和广度，确保了其对工业界和学术界都具有持久的参考价值。 ---

评分☆☆☆☆☆

从一个普通读者的角度来看，这本书最大的价值在于它能够将那些看似遥不可及的尖端技术，以一种相对易于理解的方式呈现出来。我之前对“全息”这个词，总觉得有些玄乎，但在阅读这本书的过程中，我逐渐建立起了一个更清晰的认识。作者在讲述技术原理时，经常会引用一些生活中的例子，比如在导航场景中，全息定位地图如何帮助我们更准确地识别道路和目的地。我特别喜欢作者在探讨“实时更新”和“动态适应”能力时，所用的那些生动形象的描述。他/她不是简单地说“技术可以实时更新”，而是会描绘一个场景：当一场突发的交通管制出现时，全息地图能够瞬间感知并重新规划最佳路线，而且这种变化会以一种非常自然的方式呈现在用户面前，而不是生硬地中断。这种对技术细节和用户体验的细致描绘，让这本书读起来不枯燥，反而充满趣味。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最深刻的印象，是它对“地图”这一传统概念的颠覆性解读。我们通常理解的地图，是二维平面的，记录着地理位置和地貌特征。而这本书则将“地图”的概念延展到了一个全新的维度，不再局限于物理空间，而是融合了时间、信息、甚至情感等多重属性。我特别欣赏作者在章节开篇时，总会引入一些引人深思的哲学问题，比如“我们如何感知和理解我们所处的空间？”、“信息在多维空间中的流动是怎样的？”这些问题，虽然看似与技术本身没有直接关联，却为理解接下来的技术内容打下了坚实的基础。读到关于“定位精度”的部分，作者并没有简单地给出技术参数，而是通过模拟不同场景下的定位误差，来展示其在现实世界中的影响，比如在复杂的城市环境中，微小的定位偏差可能就会导致用户迷失方向。这种“情景化”的讲解方式，极大地增强了阅读的代入感。另外，书中还涉及了一些关于“信息融合”的讨论，作者用通俗易懂的语言解释了如何将来自不同传感器的数据进行整合，以构建一个更全面、更精准的空间模型。这让我意识到，原来我们每天接触的许多看似简单的功能，背后都蕴含着如此复杂的科技。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得非常好，让我在享受阅读乐趣的同时，也能逐步深入了解核心技术。作者在介绍复杂的算法和模型时，并没有一味地堆砌公式，而是通过形象化的语言和逻辑性的推理，将这些概念层层剥开。我印象深刻的是，在某个章节中，作者通过一个“寻宝游戏”的比喻，来解释全息定位地图如何通过多源信息进行融合，从而实现精准的定位。这种接地气的讲解方式，让我这个技术小白也感觉豁然开朗。此外，书中对“未来应用场景”的畅想，更是让我惊叹不已。作者描绘了全息定位地图在智慧城市、虚拟现实、甚至医疗健康等领域的潜在应用，每一个场景都充满了无限的可能性。阅读过程中，我仿佛看到了一幅幅未来生活的美好蓝图，而这本书，则为这些蓝图的实现提供了重要的技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足以吸引我，是一种未来感十足的深蓝色调，上面点缀着星点般的白色光斑，仿佛描绘着一个未知的宇宙。当我翻开第一页，首先映入眼帘的是扉页上的一句话：“探索空间，连接现实，重塑认知。”这句话立刻激起了我的好奇心，让我迫不及待地想知道这本书究竟会带我进入一个怎样的世界。接下来的内容，我主要关注的是作者的叙事风格。他/她似乎采用了一种非常平实的语言，但字里行间又透露着对科学原理的深刻理解。例如，在某个章节中，他/她用了一个非常生动的比喻来解释“全息”这个概念，让我这个非专业人士也能大致领会其精髓。书中穿插的一些图示也很有帮助，不是那种枯燥的技术图表，而是更具象化的表现形式，让我能更直观地理解抽象的概念。我特别喜欢作者在探讨技术应用时，那种从宏观到微观的视角转换。他/她不会仅仅罗列技术的名称，而是会深入分析这些技术是如何一步步落地，如何改变我们日常生活的方方面面，甚至是如何影响我们的思维模式。整本书读下来，我感觉自己仿佛穿越了一个科技的迷宫，但每一次转折都让我更加清晰地看到了前方的光明。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作方式极富启发性，它不仅仅是一本技术手册，更像是一次关于未来空间交互的深度探索。作者在介绍核心技术的时候，采用了“问题-解决方案”的模式，非常清晰地展现了技术发展的逻辑。比如，在描述某种新型传感器时，作者会先提出当前传感器在特定场景下的局限性，然后循序渐进地介绍该新型传感器是如何克服这些局限的。这种讲解方式，让我在理解技术原理的同时，也能感受到科技进步的驱动力。我尤其注意到书中关于“数据可视化”的章节，作者并没有过多地关注技术实现的细节，而是着重探讨了如何将复杂的多维数据转化为直观易懂的视觉信息，以帮助用户更好地理解和利用这些信息。书中提供的一些概念性设计图，虽然只是初步构想，但已经足够让我脑洞大开，想象未来我们可能会如何与数字世界进行更自然的交互。此外，作者还花了相当大的篇幅来探讨“用户体验”在全息定位地图中的重要性，这让我意识到，再先进的技术，最终还是要回归到服务于人。