一、大空间技术介绍
AR大空间是指在比较大的物理场景中放置AR素材,如城市街道、博物馆、展览场馆等,它可以为用户提供更加丰富的视觉和感官体验,扩展现实世界的边界,让用户可以在更广阔的空间中实现AR互动体验。
MR大空间工厂案例
大空间环境识别过程
二、大空间技术应用场景
AR大空间技术具有广泛应用场景,如展览、文旅、教育、营销、工业等领域。在博物馆中,AR大空间技术可以为观众呈现逼真的古代建筑、文物、生物等,让观众身临其境地感受历史文化;在演出中,AR大空间技术可以为观众带来奇幻的视觉效果,增强观赏体验;在教育中,AR大空间技术可以为学生提供沉浸式的学习体验,使得抽象的知识更加直观易懂。
三、常用的定位技术
3.1 超宽带 (UWB)室内定位技术
优点:基于极窄脉冲,无载波,传输速率高,穿透力强,功耗低、抗干扰能力强、安全性高、系统较为简单、定位精度高
缺点:成本高、技术研发难度高、UWB系统频谱利用率较低、传输数据率低
定位精度:6cm-10cm
适用场景:多层建筑施工、智慧仓库、机器人运动跟踪
工作原理:三角定位法、多边定位法等
3.2 射频识别(RFID)技术
优点:耗时短,传输范围大,标签成本较低、非接触、非视距
缺点:作用距离短,易受干扰,安全隐私难保障,不便整合兼容其他系统,标准化不够完善
定位精度:5cm-5m
适用场景:仓库、工厂、商场广泛使用在货物、商品流转定位上、博物馆藏品出入库管理
工作原理:邻近探测法、多边定位法等
3.3 射频识别(RFID)技术
优点:耗时短,传输范围大,标签成本较低、非接触、非视距
缺点:作用距离短,易受干扰,安全隐私难保障,不便整合兼容其他系统,标准化不够完善
定位精度:5cm-5m
适用场景:仓库、工厂、商场广泛使用在货物、商品流转定位上、博物馆藏品出入库管理
工作原理:邻近探测法、多边定位法等
3.4 WiFi定位技术
优点:覆盖广,应用成熟、可利用已有的普及基础,成本低廉,便于扩展
缺点:易受周围环境影响,定位精度较低,Wi-Fi 基站质量不稳定
定位精度:2m-50m
适用场景:景区公园、医疗机构、考勤签到、工厂、商场
工作原理:邻近探测法、三角定位法、指纹(特征)定位法等
3.5 蓝牙定位技术
优点:结构简单,设备体积小,易集成、易推广,省电、功耗低,成本低
缺点:传输距离有限、节点较少
定位精度:2m-10m
适用场景:蓝牙的终端以蓝牙手环比较多,主要是用于商城定位、医院定位、物品防丢、娱乐场所定位、微信摇一摇等地方,目前还有基于蓝牙,安装app,通过相对定位,实现疫情接触跟踪
工作原理:三角定位法、邻近探测法、指纹(特征)定位法等
3.6 超声波室内定位技术
优点:定位精度较高,结构简单,总体把握数据、抗干扰性强,可以解决室内机器人迷路问题
缺点:受多径效应和非视距传播影响大,需大量基础硬件,在传输过程中衰减明显从而影响其定位有效范围
定位精度:可达厘米级
适用场景:移动机器人、无人车间场所
工作原理:多边定位法
3.7 LED可见光
优点:无需额外部署基础设施、定位精度高、终端数量的扩大对性能没有任何的影响
缺点:新兴技术尚未成熟稳定
定位精度:可达厘米级
适用场景:大型商场、智慧货架,目前,可见光技术在北美有很多商场已经在部署,用户下载应用后,到达商场里的某一个货架,通过检测货架周围的灯光即可知晓位置,商家在通过这样的方法向消费者推动商品的折扣等信息
工作原理:图像处理
3.8 惯性导航(PDR)
优点:不依赖外部信息的自主式导航,隐蔽性好,抗干扰性强,导航信息连续性好,短期精度高
缺点:随着时间增加,存在误差累积、需及时矫正,需要外界更高精度的数据源对其进行校准
定位精度:可达0.3%(走1公里误差不到3米)
适用场景:军事高精尖领域、扫地机器人、巡检机器人
3.9 红外线
优点:在空旷的室内易实现较高精度、可实现对红外辐射源的被动定位、隐蔽性强
缺点:直线视距,很容易被障碍物遮挡,传输距离较短,易受热源、灯光等干扰,造成定位精度和准确性下降,需要大量密集部署传感器,造成较高的硬件和施工成本
定位精度:5m-10m
适用场景:军事、高等级安防领域、此外也用于室内自走机器人的位置定位
工作原理:邻近探测法、图像处理
3.10 地磁定位
优点:不依赖额外设备、成本低
缺点:需要前期采集,稳定性差,导航过程稍显麻烦
定位精度:1m-5m
适用场景:地下停车场的车辆检测、车型识别
3.11 视觉定位(VPS)
优点:不依赖额外设备、成本低
缺点:需要实时捕捉环境画面
定位精度:厘米
适用场景:AR大空间
四、大空间技术工作原理
工作原理可以分为以下几个步骤:
4.1 地图的绘制
通过APP或全景视频提取真实环境中的特征点信息(纹理、灰度),并将全部特征点信息(简称:点云)储存在计算机中,建立这些特征点的数据库,作为后续匹配的基础。
4.2 定位与匹配
- 实时捕获用户当前视角下的图像。
- 将实时图像中的特征点与数据库中的特征点进行匹配。
- 通过匹配结果,计算用户的三维位置和朝向。
4.3 虚拟内容叠加
- 根据定位结果,确定虚拟对象在现实环境中的位置和方向。
- 使用图形渲染技术,将虚拟对象在用户的视野中显示出来。
4.4 实时更新
- 随着用户的移动,持续进行环境捕捉和定位匹配。
- 动态更新虚拟对象的位置、朝向和外观,以反映用户的实时视角变化。
五、大空间技术厂商
厂商 | 设备终端 | 价格 |
亮风台 | Android设备、iOS设备、HoloLens、Nreal Light、Web、G230眼镜、G300眼镜 | 联系商务 |
EasyAR Mega | Android设备、iOS设备、AR眼镜、微信小程序 | 联系商务 |
Huawei | 华为机型 | 联系商务 |
维智AR | Android设备、iOS设备 | 联系商务 |
Vuforia 区域目标 | Android设备、iOS设备 | 20个免费使用 收费30万人民币/年(500张地图) |
易现科技 | Android设备、iOS设备、AR眼镜 | 联系商务 |
百度AR | Android设备、iOS设备 | 可申请免费试用,商用需要收费 |
Immersal | Android设备、iOS设备、HoloLens、Nreal Light、Magic Leap、Web | 免费可使用(单个地图室内500-1000、室外5000-10000平方) 收费无限制 |
六、文档资料
- ARFoundation系列讲解-教程目录
- Unity官方API:学习一门技术,官方教程是最权威的
- Immersal开发文档
- ARFoundation Samples :ARFoundation 示例地址