Vision-based localization approaches now underpin newly emerging navigation pipelines for myriad use cases from robotics to assistive technologies. Compared to sensor-based solutions, vision-based localization does not require pre-installed sensor infrastructure, which is costly, time-consuming, and/or often infeasible at scale. Herein, we propose a novel vision-based localization pipeline for a specific use case: navigation support for end-users with blindness and low vision. Given a query image taken by an end-user on a mobile application, the pipeline leverages a visual place recognition (VPR) algorithm to find similar images in a reference image database of the target space. The geolocations of these similar images are utilized in downstream tasks that employ a weighted-average method to estimate the end-user's location and a perspective-n-point (PnP) algorithm to estimate the end-user's direction. Additionally, this system implements Dijkstra's algorithm to calculate a shortest path based on a navigable map that includes trip origin and destination. The topometric map used for localization and navigation is built using a customized graphical user interface that projects a 3D reconstructed sparse map, built from a sequence of images, to the corresponding a priori 2D floor plan. Sequential images used for map construction can be collected in a pre-mapping step or scavenged through public databases/citizen science. The end-to-end system can be installed on any internet-accessible device with a camera that hosts a custom mobile application. For evaluation purposes, mapping and localization were tested in a complex hospital environment. The evaluation results demonstrate that our system can achieve localization with an average error of less than 1 meter without knowledge of the camera's intrinsic parameters, such as focal length.


翻译:以视觉为基础的本地化方法现已成为新兴导航管道的基础,用于从机器人到辅助技术的各种使用案例。与基于传感器的解决方案相比,基于视觉的本地化并不需要事先安装的传感器基础设施,这种基础设施成本高、耗时长和/或往往在规模上不可行。在这里,我们提议为特定使用案例提供基于视觉的本地化新颖管道:对失明和低视力最终用户的导航支持。鉴于由移动应用程序的最终用户拍摄的查询图像,管道的用户利用视觉定位参数算法在目标空间的参考图像数据库中找到类似的图像。这些类似图像的地理定位在下游任务中使用,使用加权平均方法估计最终用户的位置,并使用视觉点(PnP)算法来估计终端用户的方向。这个系统将Dijkstra的算法用于计算一个基于可导航的地图的最短路径,其中包括出行和目的地。用于本地化和导航的本地化地图,用于本地化和导航的本地化地图,是使用定制的图形用户界面,用于下行的本地化应用定制的定制的本地用户应用程序,用来在S-D级图像中进行预测图,用来绘制一个系统,可以进行实时的系统,用于S-rimasermad的系统,用于S-rial-madalalal-mad limadal dalal dalalalalalal dal dal dal mad mad lial daldaldaldaldaldald mad libaldaldaldal madal madaldaldaldaldaldaldald madaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldal madaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldaldal

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