AR导航能成为“路痴”福音吗

2018-09-12 07:59:12 来源: 科技日报 作者: 实习记者 代小佩

实习记者 代小佩

看着导航还找不着路?这可能是很多“路痴”内心的痛。指路工具能否更直观一点呢?号称是“路痴”福音的AR步行导航或许可以做到。

想要解决“路痴”难题,近日高德宣布将联合OPPO推出国内首个应用SLAM技术的AR步行导航。

这种导航系统是什么呢?手机AR步行导航是指将AR技术与导航功能结合,通过手机相机即可看到全景路线和终点位置,方便用户辨别方向。在导航过程中,用户不必反复查看地图路线信息,只需结合语音导航、真实街景,按照箭头或卡通人物的指示就可以找到方向,顺利抵达目的地。

那么,AR步行导航真能帮到“路痴”吗?与二维导航相比,它的准确性怎么样?它还有哪些技术瓶颈亟待突破?

尚处探索阶段,用户体验有待提升

通常,使用传统二维导航产品,用户需不断观察现实世界,同时与手机上的二维地图做比对,然后辨别出自己该前进的方向。有不少人会觉得,在陌生环境下使用二维导航工具时,由于对路况不熟悉,这种“图路对应”会分散驾驶员大量的精力,甚至会增加交通事故出现的机率。

AR步行导航试图解决上述问题。它将地图、手机摄像头与AR技术深度结合,摄像头会将真实世界中的一切呈现在手机屏幕上,同时卡通人物、指示箭头等虚拟模型会叠加在现有图像上,这个虚拟模型可为行人指引方向。在指引过程中,用户只须看着屏幕就可以抵达目的地,无需再绞尽脑汁去“翻译”2D地图上的信息。

“对行人而言,AR导航确实提供一定帮助,但在跟踪精度和用户体验上依旧存在问题。”北京理工大学光电信息技术与颜色工程研究所研究员翁冬冬向科技日报记者解释,传统二维GPS导航对定位、方向的精度要求比较低,即便存在几米的误差,也不会对导航有太大的影响。但AR导航对精度的要求非常严格,精度要达到厘米级,方向要精确到零点几度。这意味着,只要出现零点几度的误差,使用AR导航的用户就会感觉指路标识在屏幕上“飘”,影响指示的准确性。

此外,AR导航需要对环境进行实时监测,手机要随着行进不停移动。但如果手机频繁晃动,图像的画面就会变化得很快,容易导致跟踪失败,AR导航的体验感就不会那么好。“相比几年前,如今的AR导航虽已有很大进步,但用户就是考官,你从10分考到59分,对考官来说还是不及格,尽管这个提升的过程需要付出极大努力。”翁冬冬坦言。

“即使现在手机AR导航能做到非常精确,使用方式也只是用户拿出来看一眼然后继续走路。一直举着手机看,很多人会觉得没太大必要。”翁冬冬认为,手机AR导航并不符合用户的使用习惯。

不过,翁冬冬认为,AR步行导航的概念没有错,只是现在的产品尚处于早期探索阶段,距离成熟的产品形态还有一段距离。“目前该类AR导航更多是尝试性的过渡产品,让大家找找感觉。企业借此收集一些用户体验作为反馈信息,测试一些新的想法。”

硬件影响体验感,突破需基础研究助力

在翁冬冬看来,现在AR导航体验感稍逊的一个重要原因在于硬件。“AR导航技术最需突破的就是‘端’,也就是硬件设备。”在他看来,在智能眼镜上做AR导航比在手机上更有现实意义,但短时间内眼镜还难以做到大规模普及。

除了手机,可以搭载AR技术的硬件还有固定式AR设备(虚拟试衣镜)、头戴式显示器、智能眼镜等硬件设备。但目前相比手机,其他AR设备的市场份额十分有限。

IDC今年发布的相关市场报告显示,2017年全球系留AR设备(连PC电脑/主机)销量约3万,一体机AR设备约12万,无屏AR设备(插手机盒子)约45万。该报告预计,2018年系留AR设备销量有望达到12万,一体机AR设备有望达到29万,无屏AR设备约82万。

相比几年前,上述设备销量已有明显进步,但相比年销量动辄上亿的手机,这些AR硬件的市场依旧显得太小众。

市场空间难以打开的首要原因就是价格。法国市场研究公司Yole Développement的技术与市场分析师布哈姆里博士曾表示,AR技术虽然前景广阔但也存在局限,它的推广成本很高,尤其体现在售价上。例如,Microsoft HoloLens是微软于2015年发布的一款头戴显示器,业内对其评价不错,但其高达30000元的售价让人望而却步。

AR普及的另一个门槛体现在技术上。“目前,市场上尚没有体验感特别好的AR设备。”翁冬冬说。

AR创业公司灵犀微光CEO郑昱也表达过类似的观点。在一场线下沙龙上,以大受欢迎的AR游戏《Pokemon Go》为例,他表示,真正的AR游戏体验应该不需要借助手机,而是直接在这个桌子上就能看到真实的皮卡丘(《Pokemon Go》中的卡通形象)。“这是非常重要的概念,如果我们还要借助手机这个中间媒介的话,AR效果就会大打折扣。”郑昱坦言,目前还没有一款能呈现这一效果的AR设备。

做好AR导航的“端”需要多久呢?这取决于相关领域基础研究发展的速度。“主要是光学方面的基础研究,从原理到工艺,从样品工艺到可批量生产的工艺,都需要很长的时间。”翁冬冬强调,硬件发展离不开工艺的进步,而工艺进步与基础研究密不可分。

不过,在硬件蓄能的时候,软件可以先发力。“不论使用何种硬件设备,AR导航的软件技术是相通的,比如GPS、SLAM、计算机识别、后台运算、大数据等。在硬件没有准备好之前,可以先解决软件问题。”翁冬冬说。

延伸阅读

SLAM:AR导航由伪变真的关键

实际上,AR步行导航并不新鲜,早在几年前就已出现带有该功能的地图类APP。

“从全球范围来看,初期的一些AR导航产品,大多基于GPS,即GPS AR,它被一部分人称为‘伪’AR。”高德地图导航技术相关负责人对科技日报记者表示,SLAM技术可为用户打造精准的“真”AR导航体验。SLAM作为AR导航关键性的底层技术,即SLAM AR,它能把真实场景和想象空间相结合,借助计算机视觉和图形学技术的力量,消除虚和实的界限,提高用户的导航效率。

SLAM(simultaneous localization and mapping),即同步定位与地图构建。很多学者认为它是实现真正全自主移动机器人的关键。借助SLAM技术,机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据地图进行定位,同时在自身定位的基础上建造增量式地图,实现自主定位和导航。

通俗来讲,SLAM回答了两个问题:“我在哪儿”和“我周围是什么”。高德地图导航技术相关负责人解释,如同人到了一个陌生环境,SLAM试图要解决的就是恢复出观察者自身和周围环境的相对空间关系。“我在哪儿”对应的是定位问题,而“我周围是什么”对应的是建图问题。

“SLAM技术是AR导航的关键技术,如果它出现故障就会引发一系列问题。”翁冬冬指出,近年来SLAM发展较快,但该技术也存在一定的局限性——它对环境要求很高,比如物体运动、手机晃动、遮挡等都会对其产生干扰。

此外,耗电量大也是SLAM技术目前的短板之一。“理论上SLAM AR的确比GPS AR更耗电,不过在经过局部优化后,融合GPS技术的SLAM AR,即SLAM AR+GPS AR的耗电量能做到与GPS AR整体持平。同时,SLAM AR+GPS AR可提升用户步行导航的准确性,未来发展值得期待。”高德地图导航技术相关负责人说。

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责任编辑:符雪苑