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Google 使用了一项名为 WorldSense 的技术来实现这种「inside-out tracking」,实际上,这项技术正是基于 Google 的 3D 感应技术 Tango 实现的。在介绍 AR 方面的进展时,Bavor 着重介绍了 Tango 目前的应用情况。
在定位上,Google 利用 Tango 实现了一项视觉定位(VPS)技术,用于室内的精确定位。内置有 Tango 系统的手机可以通过摄像头扫描和抓取周边环境的视觉特征点,进行定位和导航。
VPS 用于在 Lowe's 超市内导航寻找商品时的特征点对照图
本答案转载自深圳湾知乎专栏:Google VR 一体机背后:解决跟踪和渲染难题的黑科技,以及如何看待 VR 迷局
Google官方放出的VPS示意图,金色的点都是视觉参考点
VPS的原理就决定了它在适用范围(室内+室外)和精度(理论上达到厘米级)上都大大超越GPS。VPS在定位时会同时采用几十个甚至几百个这样的参考点来做定位。除了使用视觉参考点,VPS一般还会使用惯性传感器来进一步提升精度。
几十年前,人类就把组成GPS系统的几十颗卫星放上天了,为什么VPS到今天才实用化?它真的有那么困难吗?
Tango不止是一款软件,实际上是软件和硬件相结合的产物。这里面包含的黑科技也是伴随着智能手机时代的爆发,历时5年被开发出来的,并非一日之功。有关Tango的硬件黑科技和软件算法的原理,可以参考技术大牛的解答:
Google Project Tango 有哪些黑科技?以及:
如何评价Google 的 Project Tango ?除了上面提到的参考点定位,VPS还需要解决的一大难题就是开机初始化问题。我们都有这样的体验:在飞机上睡了一觉,到了一个新城市,此时你还能走路,但对于自己身处何方就完全懵逼了。
视觉重定位的使用过程跟玩Pokemon Go很相似
如果没有GPS导航地图,VPS怎么解决这个问题呢?大致的过程是:你掏出Tango手机,对着周围的场景拍一张照片并上传到云端服务器, VPS系统将这张照片跟Google街景做匹配查找,并返回正确结果“在A市机场6号门口的星巴克大门左下角前1米处”。从操作上来说,跟玩Pokemon Go的过程是类似的,掏出手机打开摄像头就可以了。
[h1]VPS能有什么应用呢?[/h1]VPS的应用 - AR增强现实
AR增强现实是将虚拟物体叠加到真实世界上,这种叠加需要精确的知道观察者在真实世界中的位置和视角,这些信息正是VPS能够提供的。
Pokemon Go仅仅是利用了GPS定位信息,精度在几米这个量级,就能造就一款风靡全球的游戏。当一个AR设备配合上VPS的时候,理论精度可以达到厘米级。Pokemon Go会变得更真实,小精灵不再会有点假的悬浮在空中,而是精确的站立在桌面上。
左边是GPS定位的AR效果,右边是VPS定位的AR效果,明显真实不少
如果我们戴的是AR眼镜或者使用Tango手机,再配合上VPS,它们能创造的应用就完全只受想象力的控制了:看一眼台灯就能开关灯属于初级技能;新到一个地方,视野中呈现出到达目的地的路径,这算中级;如果用户和专车都接入了同一个VPS系统,站在路边,不用打电话,专车就可以精确的停在身边,再也不怕司机找不到地方了,这算不算高级呢?
VPS的应用 - 移动机器人
VPS的另一个名称,vSLAM(visual simultaneous localization and mapping,即视觉同步定位与建图技术),原本就是在移动机器人上发展起来的一项技术。机器人要像人一样移动,也面临“我是谁,我在哪里,我要去哪里”这样的根本性问题,除了使用GPS,机器人专家们也教会了机器人用VPS的方式来定位,开发出了很多类似Google VPS但更适合于机器人的VPS系统。如果某一天在路上看到有很多个摄像头的配送机器人,很有可能它的移动就是由VPS来引导的。
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