Google AR 导航技术探究,如何透过影像协助 GPS 进行定位

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Google AR 导航技术探究,如何透过影像协助 GPS 进行定位

之前介绍过 Google 新发表的 AR 导航功能,让使用者可在智慧手机上清楚看到当下街景及要走的方向,让路痴也能按图索骥走到目的地。然而对导航系统来说,收不到 GPS 讯号等于瞎了双眼,在这种状况下导航该如何运作?

GPS 讯号仍有死角

传统导航系统多以地图方式呈现,使用者需要看着地图上的指示,并透过脑袋将图资转换为现实世界的路线,有些导航系统会提供语音功能,到了路口会语音提醒使用者该转弯了。

Google 在 I/O 2018 大会展示的 AR 导航功能则一改前述状况,会以 AR 方式指引,使用者只要拿起手机拍摄街景,系统就会即时将路线与箭头等图示标记在画面上,如此一来就能更直觉找到要去的地方。

导航系统运作过程中,需要透过 GPS 讯号锁定位置与移动状况,如此一来才能指引方向。

GPS 的原理为测量多颗卫星传送无线电讯号至地表时,因距离不同而产生的讯号延迟,并搭配卫星的空中位置资讯与演算法,反推使用者在地表位置的经纬度与高度座标。

如果使用者在拥挤的都会区,GPS 讯号就容易受遮蔽,且高耸建筑物还会让讯号在街道间反射,进而干扰定位系统判读,最终造成降低準确度的后遗症,让导航显示的位置与实际位置差了几条街。

GPS 还有另一个先天小缺点,就是只能判断当下位置,不能确定面对的方向,需要透过电子指南针,或是测量使用者移动的方向才能正确推估。

Google AR 导航技术探究,如何透过影像协助 GPS 进行定位

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用影像辨识强化定位

Google 推出的 Global Localization(全球定位)技术除了延续以 GPS 讯号定位,还会透过 Visual Positioning Service(影像定位服务,以下简称 VPS),利用智慧手机的摄影机拍摄的即时画面,搭配资料库的索引图像,如此一来就能判断使用者面对方向。

然而 VPS 会受摄影品质及 GPS 给的辅助资讯影响,如果拍摄图像不清楚,会影响到定位精确度。另一个严重问题,就是开发人员要去哪里找到那幺多高画质的图档以建立资料库。

好在这对 Google 来说并不构成问题,因 Google 过去十几年间在街景服务下了许多工夫,拥有全球大量城市的街景图档,因此 VPS 能以这些图档为基础,在运作时藉由辨识街上建筑物的特徵,来判断使用者面对的方向。

然而使用街景服务的图档会引发另一个问题,那就是图档往往是好几个月前拍的,建筑物可能发生变化,且树木会随着季节改变样貌,不同时段的光影也会对图像造成影响,增加 VPS 比对图像的困难度,这有赖系统透过人工智慧,过滤掉图中车辆、植物等「非永久」资讯,将比对重点聚焦于不易随时间变动的部分,并推算不同时段的光影表现,以提升 VPS 的準确度。

Google AR 导航技术探究,如何透过影像协助 GPS 进行定位

Google AR 导航技术探究,如何透过影像协助 GPS 进行定位

在 GPS 与 VPS 协同运作下,AR 导航能为使用者带来更直觉、易用的导航体验,如果连看着这种导航还是会迷路,可能真的要找找问题出在哪了。