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第1章 基础知识1

1.1研究背景1

1.2国内外研究现状2

1.3本书所用特征5

1.3.1深度几何特征5

1.3.2 SIFT特征6

1.3.3 SURF特征8

1.4本书所用算法8

1.4.1结构随机森林8

1.4.2 K均值聚类9

1.4.3 SVM10

1.4.4 RBPF-SLAM11

1.5本章小结12

参考文献12

第2章 基于SRF的工具功用性部件建模与检测15

2.1系统框架15

2.2模型离线训练16

2.2.1功用性边缘检测器构建16

2.2.2工具部件功用性检测器构建18

2.2.3由粗到精阈值选取19

2.3工具功用性部件在线检测19

2.4实验20

2.4.1实验数据集20

2.4.2评价方法20

2.4.3实验结果分析22

2.5本章小结25

参考文献25

第3章 基于联合学习的家庭日常工具功用性部件检测27

3.1系统框架27

3.2问题描述与公式化表示28

3.3模型优化与解耦求解29

3.3.1模型优化30

3.3.2 CRF权重求解31

3.3.3字典求解31

3.4算法实现32

3.4.1几何特征表示与提取32

3.4.2基于联合学习的模型构建算法32

3.4.3功用性部件在线检测算法33

3.5实验33

3.5.1实验数据集33

3.5.2实验条件34

3.5.3实验结果分析34

3.6本章小结37

参考文献37

第4章 基于特征优选和部件组合的家庭日常工具分类39

4.1系统框架39

4.2特征描述与最优组合选取40

4.2.1特征描述40

4.2.2 ReliefF最优特征组合选取41

4.3基于BOW的服务机器人家庭日常工具分类模型构建42

4.3.1模型离线构建43

4.3.2在线分类检测45

4.4实验46

4.4.1实验数据集46

4.4.2实验结果及分析46

4.5本章小结50

参考文献50

第5章 部件功用性语义组合的家庭日常工具分类51

5.1系统框架51

5.2模型离线构建52

5.2.1功用性部件边缘特征描述52

5.2.2功用性边缘检测器构建52

5.2.3基于功用性部件组合聚类的工具字典构建54

5.3基于功用性工具字典的家庭日常工具分类55

5.4实验56

5.4.1实验数据集56

5.4.2实验结果与分析57

5.5本章小结60

参考文献60

第6章 基于空间金字塔池化的工具识别62

6.1系统框架62

6.2构建工具特征图的空间池化模型63

6.2.1工具几何特征描述63

6.2.2基于cciPCA的多尺度特征块提取63

6.2.3空间池化金字塔的构建64

6.3多分类的线性分类模型构建65

6.4模型选择及实验结果66

6.4.1实验数据集66

6.4.2实验结果及分析67

6.5本章小结69

参考文献69

第7章 基于CLM模型的服务机器人室内功能区分类方法71

7.1系统框架71

7.2基于CLM算法的功能区图像模型构建72

7.2.1提取图像特征描述符72

7.2.2图像高斯模型表示与匹配73

7.2.3图像高斯模型的优化74

7.2.4学习改进的SVM分类器74

7.2.5室内功能区建模算法描述75

7.3在线检测算法76

7.4实验76

7.4.1实验数据集76

7.4.2实验结果及分析77

7.5本章小结78

参考文献79

第8章 服务机器人家庭全息地图表示与构建80

8.1家庭全息地图的表示80

8.2家庭全息地图的构建81

8.2.1机器人观测模型81

8.2.2局部几何特征地图的构建83

8.2.3全局拓扑地图的构建87

8.2.4几何-拓扑地图的存储结构89

8.3实验90

8.3.1实验描述90

8.3.2家庭环境地图的构建92

8.3.3实验分析92

8.4本章小结93

参考文献94

第9章 物联网机器人同时标定与定位算法95

9.1系统模型95

9.1.1系统构成95

9.1.2机器人运动模型95

9.1.3摄像机对机器人的观测模型96

9.1.4摄像机投影矩阵的标定98

9.2基于RBPF的物联网机器人定位98

9.2.1基本思想98

9.2.2构建位姿粒子的提议分布99

9.2.3计算粒子权重及重采样100

9.2.4估计投影矩阵102

9.3实验103

9.4本章小结105

参考文献105

第10章 物联网机器人系统同时定位、标定与建图方法106

10.1系统描述106

10.1.1系统构成106

10.1.2问题简化107

10.1.3模型建立107

10.2物联网机器人系统同时定位、标定与建图109

10.2.1基本思想109

10.2.2传感器网络辅助机器人位姿估计110

10.2.3粒子权值计算及重采样113

10.2.4传感器网络标定115

10.2.5环境特征地图构建117

10.2.6同时定位、标定与建图的完整算法119

10.3实验121

10.4本章小结125

参考文献125