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  • 一进商场就迷路?谷歌用AR拯救路痴,起底室内导

      这些指示虽看起来简单,但却是以往室内地图、蓝牙信标定位、Wi-Fi信号定位、GPS定位等室内导航方法无法做到的。

      室内地图,是最为传统的一种,例如图书馆书架的检索地图。该方法通过大量数据采集,制作索引图,读者通过每本书籍的专属编号进行导航查找。然而,大型室内环境的地图制作与表达耗费巨大,普适性并不高。

      蓝牙信标定位法较受欢迎。依托蓝牙,智能手机软件能大致得到用户在地图上的位置,从而进行路线规划和导航。但由于蓝牙传输距离较短,从而导致其在商场、写字楼等大型室内环境中会产生极高的部署和维护成本。

      

      另外一种解决方案是基于Wi-Fi信号进行定位和导航。但由于室内环境的复杂性,Wi-Fi信号很容易受环境的变化而改变,因此维护成本依然很高,精度也受到Wi-Fi路由器部署密度、环境稳定性、训练时长等因素的制约。

      GPS定位法虽被广泛使用,但信号穿透力差、定位精度低,只适用于二维平面,确定用户的大致位置但无法确定方向,在大型建筑群内部无法发挥作用。

      

      ▲GPS信号从建筑物立面弹落

      谷歌本次推出的AR室内导航,配备全新视觉定位系统(Visual Positioning System;VPS),可弥补以上方法的不足。

      谷歌AR室内导航功能(Indoor Live View)依托VPS技术来确定用户室内所在方位,并通过可视化处理手段将虚拟路线与实际室内场景相结合。

      视觉定位系统VPS不同于GPS,不依靠信号来定位,而是依靠图像。

      首先,工程师通过VPS可以创建本地化地图,这种方式被称为即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping;SLAM)。通过拍摄一系列具有已知位置的图像并分析视觉特征,VPS可以创建地图并建立快速搜索索引,例如建筑物、桥梁等。

      其次,当用户需要室内导航定位时,VPS会将相机镜头视图与VPS索引视图相匹配,通过摄像头、陀螺仪、加速器、重力感应器等手机内置惯性传感器(Inertial Measurement Unit;IMU)数据,借助运动追踪、环境感知等人工智能算法进行比较分析,从而确定手机用户相对于现实世界的位置和方向。

      最终,在方位呈现上,VPS可以将指引箭头、字幕信息等标签特效叠加到摄像头实时采集的现实图像中,并依托光线估计技术让虚拟内容更好地融入真实世界。光线估计技术能让手机摄像头感知当前环境的照明条件,对虚拟图像进行颜色矫正,从而在虚拟和真实图像结合时增强真实感。

      二、AR导航的室内转变:图像精确性和数据广泛性的提高

      自2019年起,谷歌便开始上线AR导航功能(Live View)。依托VPS视觉定位系统和谷歌街景图库,帮助用户在户外获取精确的导航路线。在后续的更新中,用户还可以通过AR导航识别周边地标,让用户更清楚自己在城市中的位置。

      

      从室外导航到室内导航,到底有多难?

      展览馆、博物馆、商场、交通枢纽等大型室内场景环境复杂,规模巨大,并存在很多无纹理空间区域和视觉歧义区域,地图数据的采集、制作及表达是一大难点。同时,伴随光照、视点变化,用户如何精准快速地实现重定位也是一项挑战。谷歌有着不少技术突破。

      第一个技术突破是图像精度提升。10多年前,谷歌开始推出街景地图,用户可以拥有“人眼视角”的地图浏览体验,但起初这些街景数据并未实现本地化。图像数据本地化能够为物体、地点等图片添加更多注释性标签信息,帮助用户进行快速理解。

      为了使用VPS实现全球本地化,谷歌使用从全球超过93个国家收集和测试的信息将其与街景数据连接起来。这个丰富的数据集通过三角测量提供了数万亿个强大的参考点,帮助人们更精确地确定设备位置,并引导人们前往目的地。

      

      ▲谷歌三角测量法精确定位建筑

      虽然该方法在理论上效果很好,但在实践中仍存在挑战,问题在于:本地化时,手机实时图像可能与收集街景时的场景不同。例如树木细节会随着季节变化,甚至随着风力大小变化,无法获得良好的匹配。

      为突破该技术,谷歌利用机器学习来过滤场景中的临时、易变的事物图像,聚焦于场景中的固定结构图像。这项技术进步,也让如今的AR室内导航更为精确。

      另一个技术突破,是数据的快速获取。

      机场、商场、医院……众多建筑物群意味着谷歌需要拍摄大量公共场景的室内图像。在此前的室外街景数据库建构中,谷歌从早起的街景车、街景三轮车、街景手推车,再到便捷轻便的街景背包(Trekker),逐渐完善图像采集方式。

      

      ▲左边为旧款街景背包,右为新款

      街景背包下方是背包主体,顶部是球形装置,装备了15个500万像素的摄像头。通过这种背包,图像采集员可以拍到汽车也进不去的犄角旮旯之地。

      由此,在室内公共场景的图像采集中,谷歌可以通过自己的街景背包,派遣大批承包商通过某地的机场、车站或商场,快速拍摄获取VPS数据。

      谷歌表示,AR室内导航将首先在芝加哥、长岛、纽约、洛杉矶、纽瓦克、新泽西、旧金山、圣何塞、加州和西雅图的一些购物中心推出。未来几个月,它还将在东京和苏黎世的机场、商场和中转站推出。

      不过,AR室内导航的发展目前还存在一些薄弱环节,如重视产品的开发与落地却对用户与功能需求了解不足、地图信息表达追求可视化逼真效果却缺少目的性和合理性、相关呈现应用的硬件开发较为滞后等。

      三、AR室内导航的发展前景:场景拓宽、用途增加、设备延展

      当前,AR室内导航技术正在加速发展,除谷歌外,国内百度、高德等也在技术研发、应用场景的探索中。

      以百度为例:

      2016年11月,百度上线AR步行导航功能,导航界面包含了罗盘、路线、转向标、途径点和终点气泡、滚轴诱导提升、路线全览等元素,配合语音提醒提升用户步行导航体验。2017年4月,百度新增AR导航卡通人物“图图”,通过大眼萌物提升AR引导趣味性。2020年12月,百度地图联合百度大脑DuMix AR-视觉定位服务平台推出AR室内导航功能——AI室内通。

      

      AI室内通通过视觉定位与增强服务(visual positioning and augmenting service;VPAS),为用户提供高精度6DoF定位能力。VPAS技术通过基于图像的三维重建技术构建商场的高精几何地图,然后利用场景理解算法、3D视觉定位算法实时计算用户的准确位置。在实际复杂环境的实测定位精度可达1米,目前已上线北京清河万象汇、北京双安商场、上海2049翡翠公园商场等场景。同时,该技术还可用于工业巡检、物流分拣等场景。

      高德、搜狗虽在室外步行AR导航和车载导航技术上相对成熟,但暂未发现涉足AR室内导航领域。

      地图大厂之外,商汤科技也在AR室内导航方面进行探索。由浙江大学-商汤科技三维视觉联合实验室与商汤产品团队联合打造的商汤科技SenseMARS火星混合现实平台采用稀疏点云地图技术重建高精度3D地图,通过IMU传感器计算当前设备的6DoF位姿,结合SLAM技术实现室内精准定位和AR导航。

      未来,依托AI和IoT技术的发展,AR室内导航可以让用户看到物理空间的数字属性,如店铺虚拟标牌、促销信息、商场人数、店铺人流量等实时信息。用户透过手机便可实时感知餐厅是否需要排队,潮流店铺有哪些商品促销。同时,结合用户画像,AR室内导航将为用户带去个性化的线下场景体验。在AR呈现上,室内导航设备也将从手机拓展到AR眼镜、AR头显等硬件,解决手机显示AR地图为用户带来的眩晕和眼部疲劳。

      值得一提的是,中国信通院的报告《虚拟(增强)现实白皮书2021》中表示,AR依托Inside-out技术日趋成熟,追踪定位将呈现集视觉相机、IMU惯性器件、深度相机、事件相机等多传感融合的发展趋势。AR室内导航将在业界、学界等的共同参与下向好发展。

      结语:AR室内导航将成行业发展新趋势

      在地图的表现形式上,AR技术在人、地图、环境方面的融合有着无可比拟的优势。因此,在谷歌推出AR室内导航之际,一定程度上或能掀起国内外AR室内导航发展的新潮流。

      从百度、高德、搜狗等地图大厂的布局可以看出,百度先人一步,在北京、上海、贵州、廊坊等地的部分购物中心推出AR室内导航功能,后续将持续在该领域发力。高德地图紧随其后,已于今年起升级AR步行导航功能,或许不久后将进入室内场景的探索。

      在当下工业互联网时代,AR室内导航将在AI、IoT技术的支撑下,激活大型室内场景的空间利用率,拓宽行业边界,为众多智慧产业带来更多可能性。我们期待未来AR导航对全球所有室内公共场景的全覆盖。

      来源:Ars Technica、Google Blog、Code Swift、中国知网、百度返回搜狐,查看更多

  • NBA比赛官方用球 威尔胜取代斯伯丁

      (华盛顿15日综合电) 美职篮联(NBA)官方宣布,从2021/22赛季开始,威尔胜(Wilson)将取代斯伯丁(Spalding)成为NBA比赛用球品牌。下赛季将是斯伯丁作为NBA比赛用球的第37个赛季,也是最后一个赛季。

      斯伯丁是著名运动装备品牌。早在1894年,现代篮球运动之父詹姆斯-奈史密斯博士请斯伯丁公司代为研发了史上第一颗篮球。很多职业篮球比赛,也都是以斯伯丁公司制造的篮球作为官方用球。斯伯丁自1983年起就成为NBA官方的比赛用球赞助商,双方的合作了37年。但这段漫长的合作关系,将在2021/22赛季终结。

      在斯伯丁之前,威尔胜从1946年起就是NBA的比赛用球。恰好也是37年一个轮回。此次,威尔胜与NBA再度合作,并且也将成为WNBA、NBA发展联盟等的官方比赛用球。为了确保球员们对新球的适应,新球的皮革与旧球继续来自于同一供应商,同时新球也将保持与旧球一样的配置和性能规格。威尔胜将在球员工会的建议下生产新的比赛用球。球员工会将会成立一个咨询委员会,球员们可以就开发、改进新球方面提出建议。

      KD不爽:该死的

      虽然NBA官方尽量让新球与旧球保持一致,但对于顶尖球员而言,手感上还是会有所不同。布鲁克林篮网超级巨星凯文-杜兰特就公开表达了不爽:“哦,该死的!”

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      其实NBA球星们对威尔胜篮球也不陌生,一直以来威尔胜都是作为NCAA的长期比赛用球使用。杜兰特在大学时代也使用过威尔胜篮球,当时他的投篮命中率是47.3%,罚球命中率是81.6%。而进入NBA之后,杜兰特一直使用斯伯丁篮球,投篮命中率是49.3%,罚球命中率是88.3%。

      

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  • 从应用侧到基础软件,国内开源生态之变

      原标题:从应用侧到基础软件,国内开源生态之变

      

      1997年5月Eric S. Raymond发表了被誉为“开源圣经”的《大教堂与集市》,开源运动从此有了自己的独立宣言,越来越多的企业组织意识到开源的价值加入到开源运动中,开放、平等、协作、共享的开源模式逐渐成为新一代软件开发模式。

      当前,开源已成为全球软件技术和产业创新的主导模式,覆盖了软件开发的全域场景,全球97%的软件开发者和99%的企业都在使用开源软件,技术软件、新型平台软件也大多基于开源。可以说软件定义未来世界,而开源引领软件未来。

      世界上主要国家都在积极利用开源技术推动产业发展,在基础软件、云计算、大数据、人工智能等领域,形成了一批国际开源基金会和开源平台。我国也在全球开源生态的发展中迅速成长,与国外的差距正在逐步缩小,在某些领域甚至有所赶超。日前举办的数字中国建设峰会专门设置了软件开源生态高峰论坛并受到央视《软件开源里的中国声音》专题报道。在央视的报道中我们看到了华为等开源领军企业的身影,中国开源正踏着时代的脉搏与世界共舞。

      开源东风起

      近两年国内开源领域动作频繁,迈入了新的发展阶段,开源在推动创新方面正发挥着越来越重要的作用。

      产业的发展离不开政府、企业、社会与个人的共同努力,国内政策是一个风向标,利好不断,国家高度重视开源软件发展,培育开源生态成为国家软件发展战略的重点任务。国民经济和社会发展“十四五”规划和2035年远景目标纲要也明确提出“支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务”。2020年是开源领域大爆发的一年:国内开放原子开源基金会挂牌成立;中国“木兰协议”正式成为国际化开源许可证;工信部等部门联合 Gitee 建设中国独立的开源托管平台……

      在这样一个大环境下,“十四五”鼓励企业开源,并从底层基础设施方面进行了规划——纲要明确指出应完善开源知识产权和法律体系,足以说明开源是大势所趋。也有业内人士指出,“开源”被首次纳入纲要,表明国内开源的发展迎来了新的发展机遇,不少海外开源项目都对中国市场表现出了浓厚的兴趣,可谓是开源东风已起。

      国内的开源产业已经日趋成熟。GitHub在2020年4月的统计数据显示,来自中国的源代码贡献量已经仅次于美国。根据中国信息通信研究院发布的《开源生态白皮书(2020年)》,2019年我国企业已经使用开源技术的企业占比为87.4%,同比增长10.7%,我国企业使用开源技术已成主流。

      基础软件创新提速

      值得注意的是,国内早期开源生态发展集中在应用侧软件领域,虽然开源项目多,但具有国际影响力的开源项目不足。本土开源生态需要进一步完善,很多企业组织都在行动。《开源生态白皮书(2020年)》指出,近年来国内企业逐渐侧重基础软件领域开源项目布局,在操作系统、数据库、中间件等领域涌现多个开源项目,不乏国际基金会的顶级开源项目。

      基础软件是计算产业的“魂”。过去几十年来,基础软件从封闭的企业开发方式逐渐演变成开源、开放方式,但是一些重要的基础软件,比如 Windows、Oracle 数据库等依旧采用闭源专有的开发和商业模式。随着开源之风东渐,在基础设施领域采用开源成为了弯道超车的重要动力。

      国内企业组织已经成为国际开源生态的重要参与者和推动者,以华为为代表的头部科技公司贡献了大量开源项目,在打造本土开源生态的同时,也向世界输出中国开源力量。

      华为在开源方面的投入和贡献备受瞩目,是国内开源生态的领军者和实践者,持续发力基础软件开源,自2019年以来,在基础软件领域,华为陆续开源了操作系统openEuler、企业级数据库openGauss、全场景AI框架MindSpore,加速基础软件的创新和发展。

      其中,openEuler是独立演进的原生开源操作系统,具备多架构支持、内核级创新、云原生软件栈、云边协同等特性,openGauss主打企业级开源数据库,深度融合华为在数据库领域多年经验,结合企业级场景有独特优势,MindSpore是全场景的开源AI计算框架,开发友好、运行高效、部署灵活。

      以华为为代表的开源实践正在推动我国基础软件创新,而创新是一个持续不断的过程。

      得生态者得天下

      众所周知,开源最终比拼的是生态,同样是得生态者得天下。《开源生态白皮书(2020年)》指出,开源生态以开源项目为中心构建,依托开源社区协作形成软件、硬件等开源项目。涉及开源贡献者、开源使用者、开源运营者、开源服务者多重角色,包含开源治理、开源运营、开源商业布局等多个环节,需要满足开源规则要求,依托代码托管平台等基础设施构建。

      在整个开源生态构建过程中,社区是根基,是极为关键的一环。围绕操作系统、数据库等关键核心技术,华为从无到有建设了三大社区——openEuler、openGauss、MindSpore。openEuler社区已经聚集了60家企业、机构和组织,超过3000名开源贡献者,国内主流的操作系统厂商均基于openEuler推出商业发行版。6家数据库企业已经推出基于openGauss的商业发行版,超过16家企业和机构加入社区。MindSpore社区拥有超过19万开发者,下载量超过30万人次,超过100家高校选择MindSpore进行教学,超过40家科研团队选择MindSpore进行科学研究,MindSpore已经成为国内第一热度的AI开源社区。

      为促进开源生态壮大,华为一方面“集合力、聚众智”,联合教育部、11所高校共同启动鲲鹏众智计划和昇腾众智计划,在加速库、工具插件、算子、网络模型等基础软件领域开放500+任务包,1亿+人民币激励资金,吸引各界人才共同建设基础软件生态;另一方面也不断反哺人才培养,与教育部共同启动“智能基座”产教融合协同育人基地,已覆盖超过72所高校,在课程开发、教学合作、课外实践等方面开展合作,未来逐步覆盖超过2700所院校;与中科院软件研究所联合举办开源软件供应链点亮计划 - 暑期 2021……

      值得一提的是,华为一直坚持开放式创新,持续强化全球主流开源社区的参与和贡献,立足中国,贡献世界。openEuler、MindSpore等开源社区也都是多元的面向全球的社区,吸引了来自海内外的开发者参与其中。

      独木难成林,开源生态的建设不可能一蹴而就,需要产学研共同协作。有业内人士指出,开源是一个竞技场,是一个共生共融的地方。国内开源虽然有了长足的发展,但是还有很长的路要走,普通大众的理解还有缺失。开源是一个大生态,各方都找到自己合适的位置,才能更好推动开源发展。

      随着国内首个开源基金会成立,推出独立的代码托管平台,随着越来越多像华为这样的企业积极投身到开源中,“立足中国,贡献世界”,本土开源生态的建设将迈上一个新台阶,中国企业在国际开源领域也将扮演越来越重要的角色。

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  • 2020

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  • 2019

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