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蘋果新AR/VR專利提出『多人同時(shí)定位與映射』SLAM技術(shù)解決方案

VR/AR
2020
11/07
17:33
映維網(wǎng)
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評(píng)論

來源:映維網(wǎng) 作者 夢(mèng)秋

SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)是指即時(shí)定位與地圖構(gòu)建或同時(shí)定位與映射。就本質(zhì)而言,SLAM是一種利用傳感器饋送和/或IMU讀數(shù)來構(gòu)建未知環(huán)境的映射結(jié)構(gòu),并實(shí)時(shí)確定設(shè)備位置和方向的過程。

SLAM可以回答兩個(gè)非常重要的問題:我在哪兒(定位)?我周圍有什么(三維場(chǎng)景重建)?對(duì)于需要合理地將虛擬對(duì)象疊加到現(xiàn)實(shí)世界的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)而言,這種技術(shù)顯然非常合適。所以,諸如HoloLens,Magic Leap和影創(chuàng)等AR頭顯都無一例外地采用了SLAM技術(shù)。

延伸閱讀:什么是SLAM,為什么SLAM如此重要

根據(jù)美國專利商標(biāo)局日前公布的一份專利申請(qǐng),蘋果同樣在積極地為未來的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備研發(fā)SLAM技術(shù)。

在名為“Multiple User Simultaneous Localization And Mapping (多人同時(shí)定位與映射)”的專利申請(qǐng)中,蘋果主要描述了針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的多人SLAM技術(shù)。

這家公司在專利背景中寫道:“目前市場(chǎng)存在各種針對(duì)單名用戶或單臺(tái)設(shè)備的SLAM技術(shù)。但行業(yè)同樣需要允許多名用戶在物理環(huán)境中共享虛擬對(duì)象的SLAM技術(shù)。”

具體而言,由于物理空間的追蹤和定位不一致,今天的AR體驗(yàn)大多局限于單名用戶,所以如何為AR帶來社交性和協(xié)作性是一個(gè)挑戰(zhàn)。例如,如果一名用戶可以在自己的AR視圖中將一個(gè)虛擬花瓶放到物理桌面,但其他用戶的AR視圖可能會(huì)顯示成虛擬花瓶漂浮在半空中。

為了支持多人AR體驗(yàn),設(shè)備必須能夠獲取關(guān)于環(huán)境的一致映射和其他設(shè)備的一致定位。

在下面的蘋果專利圖中,兩名用戶正在同時(shí)感知同一個(gè)計(jì)算機(jī)生成現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

為了獲得一致的AR體驗(yàn),用戶#A手持的設(shè)備#400A可以根據(jù)由第一圖像傳感器捕獲的物理環(huán)境圖像來獲得第一組關(guān)鍵幀,并執(zhí)行SLAM以生成定義第一組關(guān)鍵幀的關(guān)鍵幀相對(duì)位置的映射;用戶#B手持的設(shè)備#400B可以根據(jù)由第二圖像傳感器捕獲的物理環(huán)境圖像來獲得第二組關(guān)鍵幀,并生成定義第二組關(guān)鍵幀的關(guān)鍵幀相對(duì)位置的映射。

在一個(gè)實(shí)施例中,設(shè)備#400A和設(shè)備#400B可以結(jié)合諸如運(yùn)動(dòng)傳感器、深度傳感器和方位傳感器等附加傳感器的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的傳感器參數(shù)來執(zhí)行SLAM。

接下來,設(shè)備#400A接收第二組關(guān)鍵幀,并將接收到的關(guān)鍵幀定位到映射。設(shè)備#400B接收第一組關(guān)鍵幀,并將接收到的關(guān)鍵幀定位到映射。

在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,設(shè)備#400A和設(shè)備#400B各自根據(jù)一致的算法合并來自對(duì)方的物理環(huán)境映射,從而提供一致的映射結(jié)果。蘋果特別指出,通過由用戶設(shè)備本地維持和合并關(guān)于物理環(huán)境的映射,這消除了對(duì)中央用戶設(shè)備的需要,同時(shí)允許任何用戶設(shè)備加入或離開多用戶SLAM環(huán)境。

這時(shí),如果用戶#B在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)中添加了一個(gè)虛擬對(duì)象(如虛擬花瓶),設(shè)備#400B將相應(yīng)地根據(jù)視圖生成一個(gè)錨定。其中,錨定定義虛擬對(duì)象相對(duì)于關(guān)鍵幀的位置。

用戶#A手持的設(shè)備#400A可以接收#400B的錨定,然后根據(jù)早前合并生成的一致映射及接收的錨定顯示包含所述虛擬對(duì)象(如虛擬花瓶)的計(jì)算機(jī)生成現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

不僅只是這樣,設(shè)備#400A同時(shí)可以根據(jù)設(shè)備的方向以符合用戶#A視角感知的效果呈現(xiàn)由用戶#B添加的虛擬對(duì)象(如虛擬花瓶)。

蘋果在一個(gè)示例中寫道:“所述方法基于錨點(diǎn)和映射在同一個(gè)位置顯示包括虛擬對(duì)象的計(jì)算機(jī)生成現(xiàn)實(shí)環(huán)境。通過所述方法,第一電子設(shè)備和第二電子設(shè)備的計(jì)算機(jī)生成現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)可以更加一致,因?yàn)樘摂M對(duì)象是相對(duì)于相同的關(guān)鍵幀定位,并且在每臺(tái)設(shè)備的各自映射中包括或以其他方式使用相同的關(guān)鍵幀。例如,在第二電子設(shè)備視圖中放置的虛擬花瓶同樣會(huì)放置在第一電子設(shè)備的視圖中,而且虛擬花瓶可以以符合用戶視角感知的效果呈現(xiàn)。”

這家公司最后總結(jié)道:“將相同的關(guān)鍵幀和錨點(diǎn)合并到同一映射中有助于確保花瓶在兩個(gè)計(jì)算機(jī)生成現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)更為一致的定位。”

相關(guān)專利:Apple Patent | Multiple User Simultaneous Localization And Mapping (Slam)

名為“Multiple User Simultaneous Localization And Mapping (多人同時(shí)定位與映射)”的蘋果專利申請(qǐng)最初在2020年7月提交,并在日前由美國專利商標(biāo)局公布。需要注意的是,這只是一份專利,尚不確定蘋果是否會(huì)或于合適商業(yè)化所述的發(fā)明技術(shù)。

原文鏈接:https://yivian.com/news/79711.html

THE END
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