资讯
展览资讯 大型展会 灯光节 大型盛典 赛事 中标捷报 产品快讯 热门话题 艺术节 活动 演出 新闻 数艺报道 俱乐部签约
观点
大咖专访 观点洞察 书籍推荐 吐槽 设计观点 企业访谈 问答 趋势创新 论文 职场方法 薪资报价 数艺专访
幕后
幕后故事 团队访谈 经验分享 解密 评测 数艺访谈
干货
设计方案 策划方案 素材资源 教程 文案资源 PPT下载 入门宝典 作品合集 产品手册 电子书 项目对接
  • 0
  • 0
  • 0

分享

只需一层RF传感器,就能为AR头显赋予“X光”穿透视力

原创 2023-02-28

Esther | 编辑

近年来,AR在仓库、工厂等场景得到应用,比如GlobalFoundries、亚马逊、菜鸟裹裹就使用摄像头扫描定位货品,并使用AR来导航和标记。目前,这种方案主要基于视觉算法,因此仅能定位视线范围内的目标。然而,在一些堆满包裹的仓库,或是充满材料和隔层的厂房中,用视觉算法很难定位堆在底下、被遮挡的包裹。

因此,MIT Media Lab旗下的信号动力小组(The Signal Kinetics)提出了一种,将AR与射频(RF)技术结合的定位方案,并宣称可赋予使用者“X光”穿透视觉。据悉,该方案名为X-AR,其形态是一种柔性、拱形天线阵列,可叠加在HoloLens 2等AR头显外层,用于识别周围的RFID标签。将无线射频信号与AR头显的视觉功能结合后,可帮助用户快速定位和导航隐藏的目标物品,比如在仓库、物流等场景,可提醒工作人员注意隐藏在遮挡物后的放错位置的物品。

关于X-AR射频方案

细节方面,X-AR外观看起来像眼罩,重量不到1g,其形状专为AR眼镜/头显设计,可以很好的贴合头显前盖,不会遮挡头显上的摄像头或传感器。X-AR的接收器可识别超高频RFID信号,市面上很多产品已经使用RFID标签,比如服装、消费级商品、库存等等,而美国93%零售商已经采用UHF RFID技术(超高频RFID)。

RFID标签的优势在于,成本低、不用电,可规模化使用,适合用来管理仓库。相比于市面上其他RFID定位方案,X-AR的优势是采用单回路设计,因此体积更小,可环绕HoloLens 2等头显前盖的轮廓,而且天线之间不需要米级间距,也不需要在预设轨迹上移动。

那么X-AR是如何将RFID与与AR结合的呢?原来,X-AR不仅结合了HoloLens 2的计算机视觉功能,还结合AR用户界面,来很好的管理和分类库存。其使用方法如下:

首先,你要在AR中用手势选择想要在仓库中寻找的物品,比如某一件T恤。接着,X-AR系统通过传感器阵列发送无线信号,这些无线信号可激活周围的RFID标签,并接收返回的识别码。即使目标在箱子里或是被其他物品遮挡,X-AR也能接收到它返回的独特识别码。接着,X-AR根据收到的数据来生成3D场景图,当使用者在空间中移动时,该系统还会定位头显的移动路径,并结合RF检测结果,来预测场景中的目标RFID与头显的相对位置。

与此同时,X-AR还会在使用者运动时,扫描周围环境的位置,目的是缩小、锁定目标所在的范围。当X-AR识别到目标物体时,便会以AR的形式显示导航。此外,为了验证用户找到目标物体,X-AR还将识别到的手势动作与RF信号结合,以确认用户完成目标拾取。

这项研究主要有三大创新:

◎ AR-conformal宽带天线(RFID天线):特点是基于柔性设计,可以很好的贴合HoloLens 2的前盖,而且重量轻,不会给现有的头显产品带来更大负担,而且不阻挡头显传感器或用户视线;

◎ RF-Visual合成孔径雷达(SAR):将AR定位算法、计算机视觉摄像头、RF传感结合,即使用户在环境中自然行走,也能定位隐藏在视野之外的目标;细节方面,X-AR先用计算机视觉来实现自我定位,然后结合用户在移动时收集的RFID信息来创建合成孔径雷达(SAR),并以高精度定位RFID标记;

◎ 基于RF和视觉的验证步骤:通过追踪手势,X-AR可识别使用者拿到目标物体的动作,然后识别物品被拿起来时RFID的运动,执行反向SAR来确认找到目标物品。

性能与局限

理论上,天线可以放在头显顶部、用户肩膀上,甚至手中,X-AR的设计优势在于,它和头显很好的结合,不遮挡视线,也不占手,因此不影响使用者在仓库中执行其他任务。

经过234次性能试验,科研人员发现X-AR的定位效果非常准确,准确率达到95%以上,误差小于9.8厘米。不过该方案也存在一些局限,比如其原型机为有线设计,需要连接额外的电源或计算单元。科研人员指出,未来计划采用市面有售的RFID读取芯片,并集成到AR头显内部。

此外,X-AR仅支持单机运行,不支持多AR头显协作,而且识别范围仅3-4米,未来有望继续提升。值得注意的是,X-AR的传输功率低于市面上的穿戴式RFID传感器,因此未来可以在场景中使用RFID传感架构,为RFID标签供电。此外,RFID无法定位金属盒内的物品,智能读取金属或液体瓶子表面上的RFID标签。

随着物联网技术发展,RFID的应用范围越来越广泛,在仓储物流、医药、农业、畜牧业、汽车、电力、交通、零售等场景均可应用,比如超市、服装店、无人智能货柜、仓库等场景。其优势包括:扫描速度快、具有穿透性(可穿透纸张、木材、塑料等非金属或非透明材质)、数据储存容量大、小型化、外形多样化。

科研人员指出,X-AR方案在零售、工业等领域有多种应用场景,比如在仓库中,X-AR可指导员工补货、打包和处理退货,从而提升工作效率。而在零售店中,X-AR可帮助店员快速查找店内被乱放的商品,帮助客人找货,以及填补货架等等。在智能工厂领域,X-RA可以很好的将组装任务、工具信息可视化,还可以定位特定的元件,指导一线工人更好的执行工作,从而提升效率、降低失误率。

对于AR头显来讲,X-AR的意义还包括拓展了AR定位的范围,即使是摄像头和视觉算法感知范围外的目标,也能快速定位。未来,X-AR还有望与HoloLens 2之外的其他商用AR头显结合。

参考:
https://www.media.mit.edu/projects/augmented-reality-with-x-ray-vision/overview/

( END)


 
每天五分钟,轻松了解前沿科技。    
         —— 青亭网  

阅读原文

* 文章为作者独立观点,不代表数艺网立场转载须知

本文内容由数艺网收录采集自微信公众号青亭网 ,并经数艺网进行了排版优化。转载此文章请在文章开头和结尾标注“作者”、“来源:数艺网” 并附上本页链接: 如您不希望被数艺网所收录,感觉到侵犯到了您的权益,请及时告知数艺网,我们表示诚挚的歉意,并及时处理或删除。

数字媒体艺术 科技艺术 AR头显 X光

11544 举报
  0
登录| 注册 后参与评论