隨著AR技術(shù)的不斷成熟，這一技術(shù)已經(jīng)滲透至眾多行業(yè)和領(lǐng)域。其中，交通領(lǐng)域也因?yàn)锳R技術(shù)有了顛覆性的變革。近日，高德牽手OPPO推出國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用SLAM技術(shù)的AR步行導(dǎo)航，AR步行導(dǎo)航的出現(xiàn)為“路癡”指明了道路。
這種導(dǎo)航系統(tǒng)是什么呢？手機(jī)AR步行導(dǎo)航是指將AR技術(shù)與導(dǎo)航功能結(jié)合，通過(guò)手機(jī)相機(jī)即可看到全景路線和終點(diǎn)位置，方便用戶辨別方向。在導(dǎo)航過(guò)程中，用戶不必反復(fù)查看地圖路線信息，只需結(jié)合語(yǔ)音導(dǎo)航、真實(shí)街景，按照箭頭或卡通人物的指示就可以找到方向，順利抵達(dá)目的地。
那么，AR步行導(dǎo)航真能幫到“路癡”嗎？與二維導(dǎo)航相比，它的準(zhǔn)確性怎么樣？它還有哪些技術(shù)瓶頸亟待突破？
尚處探索階段，用戶體驗(yàn)有待提升
通常，使用傳統(tǒng)二維導(dǎo)航產(chǎn)品，用戶需不斷觀察現(xiàn)實(shí)世界，同時(shí)與手機(jī)上的二維地圖做比對(duì)，然后辨別出自己該前進(jìn)的方向。有不少人會(huì)覺得，在陌生環(huán)境下使用二維導(dǎo)航工具時(shí)，由于對(duì)路況不熟悉，這種“圖路對(duì)應(yīng)”會(huì)分散駕駛員大量的精力，甚至?xí)黾咏煌ㄊ鹿食霈F(xiàn)的機(jī)率。
AR步行導(dǎo)航試圖解決上述問(wèn)題。它將地圖、手機(jī)攝像頭與AR技術(shù)深度結(jié)合，攝像頭會(huì)將真實(shí)世界中的一切呈現(xiàn)在手機(jī)屏幕上，同時(shí)卡通人物、指示箭頭等虛擬模型會(huì)疊加在現(xiàn)有圖像上，這個(gè)虛擬模型可為行人指引方向。在指引過(guò)程中，用戶只須看著屏幕就可以抵達(dá)目的地，無(wú)需再絞盡腦汁去“翻譯”2D地圖上的信息。
“對(duì)行人而言，AR導(dǎo)航確實(shí)提供一定幫助，但在跟蹤精度和用戶體驗(yàn)上依舊存在問(wèn)題。”北京理工大學(xué)光電信息技術(shù)與顏色工程研究所研究員翁冬冬向科技日?qǐng)?bào)記者解釋，傳統(tǒng)二維GPS導(dǎo)航對(duì)定位、方向的精度要求比較低，即便存在幾米的誤差，也不會(huì)對(duì)導(dǎo)航有太大的影響。但AR導(dǎo)航對(duì)精度的要求非常嚴(yán)格，精度要達(dá)到厘米級(jí)，方向要精確到零點(diǎn)幾度。這意味著，只要出現(xiàn)零點(diǎn)幾度的誤差，使用AR導(dǎo)航的用戶就會(huì)感覺指路標(biāo)識(shí)在屏幕上“飄”，影響指示的準(zhǔn)確性。
此外，AR導(dǎo)航需要對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，手機(jī)要隨著行進(jìn)不停移動(dòng)。但如果手機(jī)頻繁晃動(dòng)，圖像的畫面就會(huì)變化得很快，容易導(dǎo)致跟蹤失敗，AR導(dǎo)航的體驗(yàn)感就不會(huì)那么好。“相比幾年前，如今的AR導(dǎo)航雖已有很大進(jìn)步，但用戶就是考官，你從10分考到59分，對(duì)考官來(lái)說(shuō)還是不及格，盡管這個(gè)提升的過(guò)程需要付出極大努力。”翁冬冬坦言。
“即使現(xiàn)在手機(jī)AR導(dǎo)航能做到非常精確，使用方式也只是用戶拿出來(lái)看一眼然后繼續(xù)走路。一直舉著手機(jī)看，很多人會(huì)覺得沒(méi)太大必要。”翁冬冬認(rèn)為，手機(jī)AR導(dǎo)航并不符合用戶的使用習(xí)慣。
不過(guò)，翁冬冬認(rèn)為，AR步行導(dǎo)航的概念沒(méi)有錯(cuò)，只是現(xiàn)在的產(chǎn)品尚處于早期探索階段，距離成熟的產(chǎn)品形態(tài)還有一段距離。“目前該類AR導(dǎo)航更多是嘗試性的過(guò)渡產(chǎn)品，讓大家找找感覺。企業(yè)借此收集一些用戶體驗(yàn)作為反饋信息，測(cè)試一些新的想法。”
硬件影響體驗(yàn)感，突破需基礎(chǔ)研究助力
在翁冬冬看來(lái)，現(xiàn)在AR導(dǎo)航體驗(yàn)感稍遜的一個(gè)重要原因在于硬件。“AR導(dǎo)航技術(shù)最需突破的就是‘端’，也就是硬件設(shè)備。”在他看來(lái)，在智能眼鏡上做AR導(dǎo)航比在手機(jī)上更有現(xiàn)實(shí)意義，但短時(shí)間內(nèi)眼鏡還難以做到大規(guī)模普及。
除了手機(jī)，可以搭載AR技術(shù)的硬件還有固定式AR設(shè)備（虛擬試衣鏡）、頭戴式顯示器、智能眼鏡等硬件設(shè)備。但目前相比手機(jī)，其他AR設(shè)備的市場(chǎng)份額十分有限。
IDC今年發(fā)布的相關(guān)市場(chǎng)報(bào)告顯示，2017年全球系留AR設(shè)備（連PC電腦/主機(jī)）銷量約3萬(wàn)，一體機(jī)AR設(shè)備約12萬(wàn)，無(wú)屏AR設(shè)備（插手機(jī)盒子）約45萬(wàn)。該報(bào)告預(yù)計(jì)，2018年系留AR設(shè)備銷量有望達(dá)到12萬(wàn)，一體機(jī)AR設(shè)備有望達(dá)到29萬(wàn)，無(wú)屏AR設(shè)備約82萬(wàn)。
相比幾年前，上述設(shè)備銷量已有明顯進(jìn)步，但相比年銷量動(dòng)輒上億的手機(jī)，這些AR硬件的市場(chǎng)依舊顯得太小眾。
市場(chǎng)空間難以打開的首要原因就是價(jià)格。法國(guó)市場(chǎng)研究公司Yole Développement的技術(shù)與市場(chǎng)分析師布哈姆里博士曾表示，AR技術(shù)雖然前景廣闊但也存在局限，它的推廣成本很高，尤其體現(xiàn)在售價(jià)上。例如，Microsoft HoloLens是微軟于2015年發(fā)布的一款頭戴顯示器，業(yè)內(nèi)對(duì)其評(píng)價(jià)不錯(cuò)，但其高達(dá)30000元的售價(jià)讓人望而卻步。
AR普及的另一個(gè)門檻體現(xiàn)在技術(shù)上。“目前，市場(chǎng)上尚沒(méi)有體驗(yàn)感特別好的AR設(shè)備。”翁冬冬說(shuō)。
AR創(chuàng)業(yè)公司靈犀微光CEO鄭昱也表達(dá)過(guò)類似的觀點(diǎn)。在一場(chǎng)線下沙龍上，以大受歡迎的AR游戲《Pokemon Go》為例，他表示，真正的AR游戲體驗(yàn)應(yīng)該不需要借助手機(jī)，而是直接在這個(gè)桌子上就能看到真實(shí)的皮卡丘（《Pokemon Go》中的卡通形象）。“這是非常重要的概念，如果我們還要借助手機(jī)這個(gè)中間媒介的話，AR效果就會(huì)大打折扣。”鄭昱坦言，目前還沒(méi)有一款能呈現(xiàn)這一效果的AR設(shè)備。
做好AR導(dǎo)航的“端”需要多久呢？這取決于相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究發(fā)展的速度。“主要是光學(xué)方面的基礎(chǔ)研究，從原理到工藝，從樣品工藝到可批量生產(chǎn)的工藝，都需要很長(zhǎng)的時(shí)間。”翁冬冬強(qiáng)調(diào)，硬件發(fā)展離不開工藝的進(jìn)步，而工藝進(jìn)步與基礎(chǔ)研究密不可分。
不過(guò)，在硬件蓄能的時(shí)候，軟件可以先發(fā)力。“不論使用何種硬件設(shè)備，AR導(dǎo)航的軟件技術(shù)是相通的，比如GPS、SLAM、計(jì)算機(jī)識(shí)別、后臺(tái)運(yùn)算、大數(shù)據(jù)等。在硬件沒(méi)有準(zhǔn)備好之前，可以先解決軟件問(wèn)題。”翁冬冬說(shuō)。
SLAM：AR導(dǎo)航由偽變真的關(guān)鍵
實(shí)際上，AR步行導(dǎo)航并不新鮮，早在幾年前就已出現(xiàn)帶有該功能的地圖類APP。
“從全球范圍來(lái)看，初期的一些AR導(dǎo)航產(chǎn)品，大多基于GPS，即GPS AR，它被一部分人稱為‘偽’AR。”高德地圖導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者表示，SLAM技術(shù)可為用戶打造精準(zhǔn)的“真”AR導(dǎo)航體驗(yàn)。SLAM作為AR導(dǎo)航關(guān)鍵性的底層技術(shù)，即SLAM AR，它能把真實(shí)場(chǎng)景和想象空間相結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)視覺和圖形學(xué)技術(shù)的力量，消除虛和實(shí)的界限，提高用戶的導(dǎo)航效率。
SLAM（simultaneous localization and mapping），即同步定位與地圖構(gòu)建。很多學(xué)者認(rèn)為它是實(shí)現(xiàn)真正全自主移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵。借助SLAM技術(shù)，機(jī)器人在未知環(huán)境中從一個(gè)未知位置開始移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中根據(jù)地圖進(jìn)行定位，同時(shí)在自身定位的基礎(chǔ)上建造增量式地圖，實(shí)現(xiàn)自主定位和導(dǎo)航。
通俗來(lái)講，SLAM回答了兩個(gè)問(wèn)題：“我在哪兒”和“我周圍是什么”。高德地圖導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)負(fù)責(zé)人解釋，如同人到了一個(gè)陌生環(huán)境，SLAM試圖要解決的就是恢復(fù)出觀察者自身和周圍環(huán)境的相對(duì)空間關(guān)系。“我在哪兒”對(duì)應(yīng)的是定位問(wèn)題，而“我周圍是什么”對(duì)應(yīng)的是建圖問(wèn)題。
“SLAM技術(shù)是AR導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，如果它出現(xiàn)故障就會(huì)引發(fā)一系列問(wèn)題。”翁冬冬指出，近年來(lái)SLAM發(fā)展較快，但該技術(shù)也存在一定的局限性——它對(duì)環(huán)境要求很高，比如物體運(yùn)動(dòng)、手機(jī)晃動(dòng)、遮擋等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生干擾。
此外，耗電量大也是SLAM技術(shù)目前的短板之一。“理論上SLAM AR的確比GPS AR更耗電，不過(guò)在經(jīng)過(guò)局部?jī)?yōu)化后，融合GPS技術(shù)的SLAM AR，即SLAM AR+GPS AR的耗電量能做到與GPS AR整體持平。同時(shí)，SLAM AR+GPS AR可提升用戶步行導(dǎo)航的準(zhǔn)確性，未來(lái)發(fā)展值得期待。”高德地圖導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。
（原標(biāo)題：AR導(dǎo)航能成為“路癡”福音嗎）
