自1967年衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)開放以來(lái)，經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，導(dǎo)航定位已廣泛應(yīng)用于交通物流、地理信息、高精度測(cè)量等行業(yè)，提高了現(xiàn)代社會(huì)的運(yùn)營(yíng)效率，給個(gè)人生活和旅行帶來(lái)了極大的便利。

然而，盡管導(dǎo)航定位技術(shù)在室外場(chǎng)景中非常流行，但室內(nèi)導(dǎo)航的應(yīng)用并沒(méi)有得到很好的發(fā)展。

一方面，由于衛(wèi)星信號(hào)的衰減，衛(wèi)星導(dǎo)航定位在室內(nèi)幾乎毫無(wú)用處。

另一方面，盡管藍(lán)牙信標(biāo)定位，Wi-Fi在一定程度上，信號(hào)等專用設(shè)備的解決方案可以輔助室內(nèi)導(dǎo)航定位，但部署和維護(hù)成本高，不具備大規(guī)模推廣的條件。

那么，室內(nèi)導(dǎo)航解決方案是否容易實(shí)現(xiàn)、低成本、易擴(kuò)展？

成本更低，更容易普及AI以視覺(jué)技術(shù)為核心，商湯科技SenseMARS火星混合現(xiàn)實(shí)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外高效低成本的精確定位AR導(dǎo)航。

室內(nèi)導(dǎo)航有哪些困難？

展覽館、博物館、購(gòu)物中心、交通樞紐等大型室內(nèi)場(chǎng)景環(huán)境復(fù)雜，規(guī)模巨大，無(wú)紋理空間區(qū)域和視覺(jué)歧義區(qū)域眾多。地圖數(shù)據(jù)的收集、生產(chǎn)和表達(dá)是一個(gè)主要的困難。

同時(shí)，用戶如何準(zhǔn)確快速地實(shí)現(xiàn)重定位也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

商湯SenseMARS火星混合現(xiàn)實(shí)平臺(tái)由浙江大學(xué)-尚堂科技三維視覺(jué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和尚堂產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)共同打造，具有空間定位和構(gòu)建能力，如專業(yè)高精度三維數(shù)字地圖構(gòu)建、跨平臺(tái)和終端空間感知計(jì)算、cm端云協(xié)同定位等，可支持Android/iOS/Web/小程序等系統(tǒng)平臺(tái)，以及手機(jī)，平板電腦，AR/MR眼鏡等終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外等不同場(chǎng)景AR/MR特效、導(dǎo)航、導(dǎo)游等功能。

對(duì)于定位導(dǎo)航應(yīng)用，首先需要構(gòu)建高精度三維數(shù)字地圖（具體可分為稀疏點(diǎn)云地圖構(gòu)建和密集的三維幾何構(gòu)建），然后基于視覺(jué)重定位和SLAM該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的精確跟蹤定位。

讓機(jī)器了解場(chǎng)景和環(huán)境

稀疏點(diǎn)云地圖結(jié)構(gòu)采用運(yùn)動(dòng)恢復(fù)結(jié)構(gòu)（Structure from Motion，簡(jiǎn)稱SfM）技術(shù)。

利用離線收集的視頻或圖片提取場(chǎng)景中的視覺(jué)特征，恢復(fù)圖片的相機(jī)位置和場(chǎng)景中稀疏的三維點(diǎn)云。視覺(jué)特征和三維點(diǎn)云主要用于視覺(jué)重定位，可用于進(jìn)一步的密集三維幾何構(gòu)建。

視頻或圖片以及SfM恢復(fù)的相機(jī)位置為輸入。經(jīng)過(guò)密集的深度估計(jì)、深度集成、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和紋理地圖，最終輸出場(chǎng)景的精細(xì)密點(diǎn)云和紋理三維網(wǎng)格模型，即密集的三維幾何結(jié)構(gòu)。

由于商湯在原創(chuàng)技術(shù)研發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)，浙江大學(xué)-商湯三維視覺(jué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)提出了基于單目/多目/全景相機(jī)和慣性測(cè)量單元的技術(shù)研究和拋光兩年多。GPS多源數(shù)據(jù)采集方案和多源數(shù)據(jù)集成構(gòu)圖算法實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的地圖數(shù)據(jù)采集、重建和更新。

2萬(wàn)平方米的場(chǎng)景一般可以在1小時(shí)內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集，3D重建和紋理地圖(單節(jié)點(diǎn)服務(wù)器)可以在6小時(shí)內(nèi)完成，重建精度可以達(dá)到厘米級(jí)。

重建的高精度三維網(wǎng)格可用于正確處理虛擬物體和真實(shí)場(chǎng)景之間的屏蔽和碰撞關(guān)系，實(shí)現(xiàn)具有高真實(shí)性的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果。

讓機(jī)器輸出準(zhǔn)確匹配場(chǎng)景

有了地圖數(shù)據(jù)，用戶如何通過(guò)終端在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中無(wú)縫集成導(dǎo)航指示箭頭等虛擬內(nèi)容？

關(guān)鍵是通過(guò)視覺(jué)重定位和準(zhǔn)確獲取用戶的相機(jī)位置SLAM一起實(shí)現(xiàn)。

視覺(jué)重定位以用戶拍攝圖像為輸入，匹配圖像中的特征和地圖數(shù)據(jù)中的特征，獲取圖像特征和地圖三維點(diǎn)的2D-3D對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算圖像相機(jī)的位置SLAM幫助糾正累積誤差。

SenseMARS商超、展廳等典型室內(nèi)場(chǎng)景視覺(jué)定位技術(shù)成功率高于95%SLAM 該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的位置跟蹤，并擴(kuò)展了未覆蓋地圖的區(qū)域。

SLAM技術(shù)利用相機(jī)，IMU可以實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前設(shè)備的6DoF保證圖像上的位置AR效果與真實(shí)環(huán)境的一致性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

借助離線高精度地圖和高精度定位結(jié)果，可以保證高精度定位和跟蹤時(shí)間長(zhǎng)。

另外，針對(duì)現(xiàn)在APP方案比較重SLAM商湯還提供了算法模型覆蓋率不足的輕量級(jí)問(wèn)題Web SLAM能力，能在H在小程序中實(shí)時(shí)運(yùn)行。

用戶不需要安裝App只需簡(jiǎn)單掃描二維碼即可體驗(yàn)完整的室內(nèi)外定位和AR導(dǎo)航能力。

基于上述技術(shù)，商湯SenseMARS在各種實(shí)際復(fù)雜場(chǎng)景中，平臺(tái)可以支持高精度增強(qiáng)/混合現(xiàn)實(shí)需求。

在GPS用戶可以通過(guò)圖像或視頻實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地獲取自己的位置，這是一個(gè)信號(hào)難以覆蓋的區(qū)域。

結(jié)合商湯SLAM技術(shù)還可以通過(guò)增強(qiáng)/混合現(xiàn)實(shí)來(lái)獲取場(chǎng)景的額外信息，如導(dǎo)航、導(dǎo)游、業(yè)務(wù)介紹等。AR巧妙融合生活場(chǎng)景。

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