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EasyAR 稀疏空間地圖

EasyAR 稀疏空間地圖(Sparse Spatial Map)用於掃描用戶周圍小範圍環境(房間級別),生成環境的三維視覺地圖並提供視覺定位跟踪功能。適用於開發持久化 AR 應用或多人互動 AR 應用。

EasyAR 稀疏空間地圖原理

EasyAR 稀疏空間地圖在運動跟踪的基礎上,在設備端利用計算機視覺算法,分析攝像頭數據的特徵建立環境的空間三維地圖。用戶可以保存視覺地圖或多個設備間實時共享。當其他設備加載相應地圖,並在加載地圖中通過定位確定設備相對於地圖的位置和姿態,從而開發持久化 AR 應用或多人互動 AR 應用。

稀疏空間地圖目前需要穩定的運動跟踪系統(例如 EasyAR Motion Tracker、ARCore、ARKit)提供六自由度的位置和姿態用於建圖中及定位成功後的持續跟踪。在建圖過程中,稀疏空間地圖利用相機圖像和對應位姿構建環境1:1的視覺地圖。定位過程中,當視覺定位成功後,設備相對地圖的位姿通過運動跟踪系統持續更新。

EasyAR 稀疏空間地圖支援加載多個地圖,在多個地圖中定位並返回對應地圖的 ID 和設備相對於該地圖的位置和姿態。

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建图最佳实践

在創建稀疏空間地圖時,你需要充分考慮用戶會在什麼地點、視角下進行定位,以此來優化建圖的過程。建圖時盡量覆蓋到所有的可能定位所在視角,包括觀察的角度和距離。

以下是提高建圖效果的最佳實踐:

  • 盡量相對於被掃描區域、場景做平移運動或緩慢旋轉。
  • 盡可能充分移動掃描覆蓋用戶可能定位的位置。
  • 盡量在具備豐富、穩定且靜止的視覺特徵區域進行建圖。
  • 單個地圖範圍不超過 1000 平方米。
  • 建圖設備到場景距離應小於 10 米。

在掃描建圖時需要避免以下情況:

  • 避免在大片的無視覺特徵區域進行建圖,如白牆。
  • 避免在大片的反光材質區域進行建圖,如玻璃、鏡面物體。
  • 避免在重複性的紋理區域建圖。

建圖完成後,可以在建立的稀疏空間地圖中測試定位,檢查定位的成功率和精度,若發現效果不理想,考慮重新建立更完整地圖。

定位最佳实践

爲了保證用戶使用稀疏空間地圖的定位效果,遵循以下實踐能提高成功率並提升用戶體驗。

  • 引導用戶在地圖對應的場景中進行定位,例如給出目標場景的預覽圖,幫助用戶找到目標場景。
  • 引導用戶緩慢移動設備從多個角度嘗試進行定位。
  • 避免無視覺特徵、鏡面、含重複紋理的區域進行定位。

定位失敗的常見原因

用戶定位的環境與地圖構建的環境存在較大差異時,可能將導致定位失敗,如:

  • 視角變化

    確保建圖盡可能覆蓋潛在定位角度。如果定位的角度和最接近建圖角度差別超過 45°,定位成功率會大幅下降。

  • 光照差異

    建圖光照和定位光照相近情況下,定位成功率最高。例如盡量避免在白天建圖後,在漆黑的夜晚嘗試定位。

  • 距離變化

    建圖時移動手機並覆蓋不同距離的位置。例如距離目標 1 米附近的位置建圖後,在距離 10 米的地方嘗試定位容易失敗。

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