lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)

编辑导语:随着科技的发展,AR眼镜应运而生。通过AR眼镜,我们可以看到科幻电影一样的视觉效果,不需要屏幕也可以进行交互。同时,AR交互也在与时俱进。在本文中,笔

编辑导语:随着科技的发展,AR眼镜应运而生。通过AR眼镜,我们可以看到科幻电影一样的视觉效果,不需要屏幕也可以进行交互。同时,AR交互也在与时俱进。在本文中,笔者介绍了AR眼镜的相关技术知识。让我们看一看。

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图一、互联网这几年的发展,相信大家对ar都不陌生,国内市场上的AR眼镜厂商非常多,真正成熟的可以应用到真实场景的AR眼镜设备非常少。

你可能会问,为什么AR眼镜这么少?

来,让你像了解手机一样了解AR眼镜的技术结构。

在你了解AR眼镜之前,你得先知道什么是“增强现实”。

增强现实,用非常官方的语言来说,就是真实环境和虚拟物体实时叠加在同一个画面上或者空同时存在。看完这句话,你可能会想象以前在科幻电影里看到的样子,其实意思差不多。再画一张素描你可能会更清楚。

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(1)lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(2)

按照我的官方描述就是:你带上AR眼镜不仅能看到虚拟物体,也能看到你周围的真实环境。根据我的官方描述,你戴上ar眼镜不仅能看到虚拟物体,还能看到周围的真实环境。

好了,知道什么是增强现实之后,我们就可以真正打开AR眼镜的知识世界了。

先来一张AR眼镜的结构图,一定能让你对AR眼镜整体有一个初步的定位。

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(3)二、AR眼镜的结构AR眼镜主要分为四个模块:摄像头、CPU处理中心、光学模块和支架。

1. 摄像头

一般AR眼镜上有多个摄像头,每个摄像头的分工都不一样。它的主要功能是三个方面,一是提供基于视觉跟踪定位(SLAM)的图像采集,二是识别交互手势,三是日常拍照录像。

在这里,我将重点讨论什么是SLAM。百度之后的官方解释是“即时定位和建图,或者并发建图和定位”。SLAM应用的场景很多,比如自动驾驶、AR/VR、机器人、3D重建等。其框架主要分为:

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(4)工作流程大致如下:

视觉里程计读取传感器数据后,估计两个时刻的相对运动(Ego-motion),后端处理视觉里程计估计结果的累积误差。地图是根据前端和后端获得的运动轨迹构建的。环路检测考虑同一场景在不同时刻的图像,并提供空之间的上限约束,以消除累积误差。

那么SLAM在AR眼镜中是如何工作的呢?首先,你视角中的环境通过深度摄像头传输到AR眼镜上。SLAM通过图像识别、定位分析、AI计算对当前环境进行三维重构,构建三维真实世界,从而增强AR眼镜对真实环境中交互的理解能力,赋予AR眼镜复杂环境感知和动态场景适应能力。

明确一点,你知道这是一面墙,你是无法穿过去的。AR眼镜也知道这个物体无法穿过。

至于SLAM更深层次的技术实现,就更深入了,涉及到各种算法,这里就不详细描述了。你可以自己去发现。

2. 核心交互

潜在交互、语音交互、眼球追踪等。徒手交互有望成为AR的核心交互方式之一。微软HoloLens2已经实现了徒手交互,但是国内的AR眼镜普遍采用的是隔空敲物空的交互方式,通过识别指定的手势与眼前的虚拟物体进行交互。目前市面上AR眼镜最常用的两种手势是确认和返回手势;这也是AR眼镜对解放双手的好处。

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(5)确认手势

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(6)返回手势

3. CPU处理大脑

大脑作为AR眼镜处理的图像和数据分为以下几个方面:

AI:从AR的输入、虚实融合和输出,整个一条链都需要AI的支持。云计算和大数据:由于AR结合的是现实,所以它的计算量和数据量会呈现指数级上升,它的发展也离不开云计算和大数据的支持。计算机视觉:比之于PC和手机,AR的本质是信息呈现方式的升级,由二维升级到三维。不管是AR的输入,还是输出,都离不开计算机视觉。核心的交互技术:包括手势交互、语音交互、眼球追踪等。目前来看,裸手交互有望成为AR的核心交互方式之一。典型公司:leap motion、科大讯飞等。操作系统:AR要成为下一代计算平台,就必须有自己的操作系统,就像windows之于PC,ios/安卓之于手机一样。操作系统的好处就在于给产业上下游一个行业标准,利于行业发展。典型公司:微软、谷歌。4. 光学模组

主要负责AR眼镜的成像。AR不同于VR,尽管它们的近眼显示系统通过一系列光学成像元件在显示器上形成像素的远距离虚拟图像,并投射到人的眼中。

不同的是,AR眼镜需要透视,不仅要看到真实的外界,还要看到虚拟的信息,所以成像系统不能站在视线前方。因此,需要增加一个或一组光合路器,将虚拟信息与真实场景“分层”结合,相辅相成,互相“增强”。这也是AR眼镜的一个难点。

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(7)目前市场上主流的AR设备基本都采用光波导光学方案。光波导是引导光波在其中传播的介质器件,也称为介质光波导。光波导的材料轻薄,中间层厚度可达1-10微米,对外界光的穿透特性极高。所以被认为是消费级AR眼镜必备的光学方案,价格自然就上去了。

随着市场上主流AR眼镜HoloLens2和Magic Leap One采用光波导技术并量产,以及AR光模块厂商DigiLens、Nederga、灵犀微光等行业技术的不断升级,国内更多AR眼镜厂商采用了光波导技术解决方案。

AR设备的光学显示系统通常由微型显示屏和光学元件组成。一般来说,目前市面上AR眼镜使用的显示系统是各种微型显示器与棱镜、自由曲面、水盆、光波导等光学元件的组合,其中光组合器的区别是区分AR显示系统的关键部分。

微型显示屏用于为设备提供显示内容。可以是自发光有源器件,比如现在非常流行的像微有机发光二极管、微LED这样的LED面板,也可以是需要外接光源的液晶显示器(包括透射式LCD和反射式LCOS),数字微镜阵列(DMD,DLP的核心)和基于MEMS技术的激光束扫描仪(LBS)。

目前市场上AR光学显示系统的分类和产品有:

lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(8)那么如何通过光波导实现既能看到虚拟信息又能看到真实外界的所谓需求呢?

在AR眼镜中,最重要的是“全反射”,即光线无论通过任何角度投射,都必须被完全反射,使光线在传输过程中没有任何损失和泄漏;所以要完成这个,你需要满足两个条件:

传输介质比周围介质高的折射率(如图2所示n1> n2);入射角需要大于临界角γc。lbs是什么意思(LBS定位是什么意思)插图(9)光-机成像过程完成后,波导将光耦合到自身的玻璃基底中,通过“全反射”原理将光传输到眼前后释放。在这个过程中,波导只负责传输图像,它是一个独立于成像系统的独立部件。

深层光波导的更多技术原理在本文中不再详细解释。想了解更多的朋友可以去网上搜一下,有很多。

三、总结

目前微软的HoloLens2在交互、SLAM定位、3D数据处理、散热等方面都非常不错。但是由于操作系统的限制和价格的高昂,在我所了解的很多工业行业中并没有使用。

国产AR眼镜做的比较好的有联想的晨星AR-G2,盈创action one,亮风台的AIARG200等。

国产眼镜设计大多将处理中心与眼镜分离,以保证处理中心的数据处理能力、续航能力和散热能力。更好的是减轻头部重量。但缺点是用数据线连接,工人操作过程中抓不住,导致接头接触不良。

关于市面上AR眼镜的详细分析,我们放在下方进行详细讲解。欢迎大家及时关注!

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