Google AR 導航技術探究,如何透過影像協助 GPS 進行定位

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 21 日 7:45 | 分類 Big Data , Google , VR/AR follow us in feedly


之前介紹過 Google 新發表的 AR 導航功能,讓使用者可在智慧手機上清楚看到當下街景及要走的方向,讓路痴也能按圖索驥走到目的地。然而對導航系統來說,收不到 GPS 訊號等於瞎了雙眼,在這種狀況下導航該如何運作?

GPS 訊號仍有死角

傳統導航系統多以地圖方式呈現,使用者需要看著地圖上的指示,並透過腦袋將圖資轉換為現實世界的路線,有些導航系統會提供語音功能,到了路口會語音提醒使用者該轉彎了。

Google 在 I/O 2018 大會展示的 AR 導航功能則一改前述狀況,會以 AR 方式指引,使用者只要拿起手機拍攝街景,系統就會即時將路線與箭頭等圖示標記在畫面上,如此一來就能更直覺找到要去的地方。

導航系統運作過程中,需要透過 GPS 訊號鎖定位置與移動狀況,如此一來才能指引方向。

GPS 的原理為測量多顆衛星傳送無線電訊號至地表時,因距離不同而產生的訊號延遲,並搭配衛星的空中位置資訊與演算法,反推使用者在地表位置的經緯度與高度座標。

如果使用者在擁擠的都會區,GPS 訊號就容易受遮蔽,且高聳建築物還會讓訊號在街道間反射,進而干擾定位系統判讀,最終造成降低準確度的後遺症,讓導航顯示的位置與實際位置差了幾條街。

GPS 還有另一個先天小缺點,就是只能判斷當下位置,不能確定面對的方向,需要透過電子指南針,或是測量使用者移動的方向才能正確推估。

用影像辨識強化定位

Google 推出的 Global Localization(全球定位)技術除了延續以 GPS 訊號定位,還會透過 Visual Positioning Service(影像定位服務,以下簡稱 VPS),利用智慧手機的攝影機拍攝的即時畫面,搭配資料庫的索引圖像,如此一來就能判斷使用者面對方向。

然而 VPS 會受攝影品質及 GPS 給的輔助資訊影響,如果拍攝圖像不清楚,會影響到定位精確度。另一個嚴重問題,就是開發人員要去哪裡找到那麼多高畫質的圖檔以建立資料庫。

好在這對 Google 來說並不構成問題,因 Google 過去十幾年間在街景服務下了許多工夫,擁有全球大量城市的街景圖檔,因此 VPS 能以這些圖檔為基礎,在運作時藉由辨識街上建築物的特徵,來判斷使用者面對的方向。

然而使用街景服務的圖檔會引發另一個問題,那就是圖檔往往是好幾個月前拍的,建築物可能發生變化,且樹木會隨著季節改變樣貌,不同時段的光影也會對圖像造成影響,增加 VPS 比對圖像的困難度,這有賴系統透過人工智慧,過濾掉圖中車輛、植物等「非永久」資訊,將比對重點聚焦於不易隨時間變動的部分,並推算不同時段的光影表現,以提升 VPS 的準確度。

在 GPS 與 VPS 協同運作下,AR 導航能為使用者帶來更直覺、易用的導航體驗,如果連看著這種導航還是會迷路,可能真的要找找問題出在哪了。

(本文由 T客邦 授權轉載;首圖來源:Designed by Freepik

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