定位基础设施,河图如何构建数字孪生世界
正如华为所言,河图定位基础设施平台。基于这一基础,将释放出巨大的想象空间,今年12月河图将逐步开放,赋能各行各业。
说易行难,建立一个1:1的数字世界数据库,不仅需要庞大的投入巨大的人力物力,还需要有很强的技术能力。
其中最核心的部分在于3D高清地图构建,让虚拟的物体与真实物体有准确的对应关系才能实现真正的MR融合效果。
田震提到,目前最快速的方法是通过全景相机采集建模。“现在基于全景相机一天可以实现10万平米低成本采集。”
“通过全景相机结合辅助工具,对物理环境进行扫描,比如说目标对象是一整座宫殿,首先用全景相机进行拍摄,然后通过算法进行特征提取和白膜构建,,结合路网构建,最终形成一个完整的高精度3D地图。建完之后,场景内的任何一个点都将拥有准确的三维坐标,结合华为全场景空间计算能力,就能实现厘米级定位和1度以内的定姿”。
将数据基座完成后,开发者可基于这个底层进行内容开发。华为河图中开放工具包括Location Kit,用于场景空间计算,据称能够实现厘米级定位;Map Kit,结合地图实现AR步行导航,以及3D场景布置和编辑;AR Engine,包括运动跟踪、环境跟踪及人体和人脸跟踪等功能。
1、怎么理解厘米级定位?
对于华为视觉定位技术已达到厘米级精度的说法,对此田震表示,华为的视觉定位是融合多种定位技术的融合定位方案,在初次定位后还可以通过SLAM做后续的持续跟踪。
大家所说的厘米级定位是指用视觉来做精准定位,定位完成后,后续在持续运动的过程中,因为不能时刻去请求云测定云定位,会使用端侧的比如SLAM这些技术,可能会稍有误差,达不到一直保持厘米级这么高。但每隔十几秒钟会做一次云测,也就是vps计算会给它做一些纠偏。不过一般情况下不会有较大偏差,有了初始化位置后,基本能持续保持稳定。
在定位的过程中,会融合多种定位方案将范围尽量缩小之后再用视觉去做精确的匹配。通常会先判断用户大概是在什么样的一个位置,比如GPS做粗定位,然后是通过wifi缩小到10米级别。
2、关于虚拟与现实的融合
除了精准定位外,另一个关键的地方在于如何让虚拟与现实完美融合在一起。在这个展示的过程中,视觉上逼真的虚拟融合效果需要让虚拟物体尽可能的模拟真实的物理规律,比如虚实遮挡、光照估计等。关于这一点,田震表示,按当前的技术能力要做带绝对完美还有很多挑战,比如遮挡功能的功耗就特别高,目前业界应该没有人能做到完美的全程遮挡,而又不在乎功耗。
3、河图对手机性能是否有要求?
就目前来看,河图对手机性能还是有要求的,田震表示,华为Mate 30系列和P40系列已经可以使用河图,,未来还将适配更多华为主流机型甚至是非华为手机。但如果要实现好的体验,就会对手机的传感器、影像系统等硬件有一些要求。
技术壁垒与应用限制
1、空间计算算法
尽管河图的空间计算能力很强,但室内导航在一些特征点不明显的场景下做识别依然比较困难,这种情况下对算法要求也非常高。
田震举例车库说,车库是一个非常典型的弱纹理、重复纹理环境,道路、墙面长得都一样。行业里有做过很多种尝试,包括OCR扫描识别墙面的的文字,基于蓝牙Beacon等,但却并不好用,定位慢、不稳定偏差大。现在采用的是用wifi指纹和视觉定位的融合方案,目前这块体验已经优化到比较好,基本上能做到在停车后一秒钟左右完成定位,定位效果挺好。
2、入口问题
AR想要得到广泛应用,降低使用门槛显得非常必要,而应用入口是其中极其重要的一环。目前AR应用都基于各自App运行,如支付宝AR红包必须在支付宝应用内使用;QQ AR火炬仅支持QQ应用;而大的流量入口如微信,尚未对AR深度支持。
客观来讲,基于微信、支付宝小程度本身的生态环境,以及技术的限制,目前去支持这些事情相对困难。华为目前和华润正在尝试基于系统级LBS提醒的全链路AR智慧商圈,希望能够通过地理围栏和系统级负一屏卡片通知的方式给大场景AR应用提供显性触达用户的入口。
结语
据了解,在不断打磨河图的基础能力后,华为将会在未来将这些能力全部开放,就像HMS Core一样,田震表示华为将不断开放能力,将华为河图平台建成最牛的一个MR生态平台,或者是用户的使用平台。在这个过程中,需要为开发构建坚实的技术基底,建图能力、工具链、数字内容生产,包括定位能力等等都会开放出来。而最终目的就是一个:用华为的这套工具,加上华为的生态,让更多企业、开发者、用户加入到华为生态中,开发出更好的MR应用。
而这些基础能力和开发者生态的搭建,或许都是AR眼镜登场的前奏。AR眼镜成熟还需要一定时间,但当它成熟后,或将成为取代手机的存在。当整个世界被“数字化”,世界每个地方都将成为开发者创意的画板,畅想未来,云端存储了整个世界的数字化信息,AR眼镜直接调取云端,人眼所及之处皆为屏幕,无论是街道、建筑还是商品,拓展信息、动画、评论都能展示,虚虚实实真假难辨。
