如何評價 Google I/O 2017 推出的室內定位技術 WorldSense？

01-30

Google 宣布 Tango 項目將和 Google Map 合作，推出一項室內定位服務 VPS（visual positioning service），它可以在沒有衛星信號的室內也能精準定位。
本題已收錄至知乎圓桌：Google I/O 2017，更多「Google I/O」相關話題歡迎關注討論

Google VPS所代表的新一代視覺定位，將會對AR/VR以及移動機器人產生劃時代的影響。

答主本人：移動機器人創業中，對Google Tango和VPS有天生的好感。

Google此次發布的VPS全稱是Visual Positioning Service，建立在Google Tango和Google地圖之上。地圖服務是一個家喻戶曉的服務，而Tango是Google從2013年甚至更早就開始研發的一項通過計算機視覺進行定位的項目。Google歷史上有很多看似不務正業的發明，比如Gmail、AlphaGo、發射衛星等等，而脫胎於Google Tango的這項VPS業務，已經為我們打開了另外一片廣闊的天地。

VPS是什麼？

VPS跟我們熟悉的GPS（Global Positioning System）是對應的。但VPS適用的場景更多，理論上室內室外均可以應用；而GPS從原理上就限制到了只能適用於室外。

GPS在今天佔據了基於位置服務（Location-based Services）的大部分份額，但它並不完美。例如打車、送餐，時常還是免不了需要電話溝通更精確的上車地點或者取餐位置。這是因為GPS使用經緯度坐標，這跟一般人的定位方式差別巨大。我們會更習慣於「在星巴克門口上車」，或者在「小區大門口取餐」。

Google Tango採用的技術，就跟我們人類的定位方式更為接近，使用手機攝像頭採集視覺信息來做定位。目前在Google VPS系統中使用的視覺信息會比「星巴克」和「小區大門」更細節一些，比如說「星巴克大門的左上角」，或者「小區大門牌匾的右下角」。這樣的優勢也很明顯：「我在小區大門牌匾的右下角前1米」就比「我在小區大門前1米」更精確。

Google官方放出的VPS示意圖，金色的點都是視覺參考點

VPS的原理就決定了它在適用範圍（室內+室外）和精度（理論上達到厘米級）上都大大超越GPS。VPS在定位時會同時採用幾十個甚至幾百個這樣的參考點來做定位。除了使用視覺參考點，VPS一般還會使用慣性感測器來進一步提升精度。

幾十年前，人類就把組成GPS系統的幾十顆衛星放上天了，為什麼VPS到今天才實用化？它真的有那麼困難嗎？

Tango不止是一款軟體，實際上是軟體和硬體相結合的產物。這裡面包含的黑科技也是伴隨著智能手機時代的爆發，歷時5年被開發出來的，並非一日之功。有關Tango的硬體黑科技和軟體演算法的原理，可以參考技術大牛的解答：

Google Project Tango 有哪些黑科技？

以及：

如何評價Google 的 Project Tango ？

除了上面提到的參考點定位，VPS還需要解決的一大難題就是開機初始化問題。我們都有這樣的體驗：在飛機上睡了一覺，到了一個新城市，此時你還能走路，但對於自己身處何方就完全懵逼了。

視覺重定位的使用過程跟玩Pokemon Go很相似

如果沒有GPS導航地圖，VPS怎麼解決這個問題呢？大致的過程是：你掏出Tango手機，對著周圍的場景拍一張照片並上傳到雲端伺服器， VPS系統將這張照片跟Google街景做匹配查找，並返回正確結果「在A市機場6號門口的星巴克大門左下角前1米處」。從操作上來說，跟玩Pokemon Go的過程是類似的，掏出手機打開攝像頭就可以了。

VPS能有什麼應用呢？

VPS的應用 - AR增強現實

AR增強現實是將虛擬物體疊加到真實世界上，這種疊加需要精確的知道觀察者在真實世界中的位置和視角，這些信息正是VPS能夠提供的。

Pokemon Go僅僅是利用了GPS定位信息，精度在幾米這個量級，就能造就一款風靡全球的遊戲。當一個AR設備配合上VPS的時候，理論精度可以達到厘米級。Pokemon Go會變得更真實，小精靈不再會有點假的懸浮在空中，而是精確的站立在桌面上。

左邊是GPS定位的AR效果，右邊是VPS定位的AR效果，明顯真實不少

如果我們戴的是AR眼鏡或者使用Tango手機，再配合上VPS，它們能創造的應用就完全只受想像力的控制了：看一眼檯燈就能開關燈屬於初級技能；新到一個地方，視野中呈現出到達目的地的路徑，這算中級；如果用戶和專車都接入了同一個VPS系統，站在路邊，不用打電話，專車就可以精確的停在身邊，再也不怕司機找不到地方了，這算不算高級呢？

VPS的應用 - 移動機器人

VPS的另一個名稱，vSLAM（visual simultaneous localization and mapping，即視覺同步定位與建圖技術），原本就是在移動機器人上發展起來的一項技術。機器人要像人一樣移動，也面臨「我是誰，我在哪裡，我要去哪裡」這樣的根本性問題，除了使用GPS，機器人專家們也教會了機器人用VPS的方式來定位，開發出了很多類似Google VPS但更適合於機器人的VPS系統。如果某一天在路上看到有很多個攝像頭的配送機器人，很有可能它的移動就是由VPS來引導的。

文中圖片均來自於網路。轉載請註明出處。

為了保證 VR 體驗的沉浸感，VR 系統需要保證使用者在現實中的運動與虛擬世界中保持一致，這就需要對使用者的運動進行跟蹤和定位。Oculus Rift 和 HTC Vive 等主機 VR 設備使用額外架設的攝像頭或基站來幫助頭顯進行定位，而 VR 一體機的位置跟蹤系統必須集成到頭顯上，由感測器主動識別周圍環境特徵進行定位。

Google 使用了一項名為 WorldSense 的技術來實現這種「inside-out tracking」，實際上，這項技術正是基於 Google 的 3D 感應技術 Tango 實現的。在介紹 AR 方面的進展時，Bavor 著重介紹了 Tango 目前的應用情況。

在定位上，Google 利用 Tango 實現了一項視覺定位（VPS）技術，用於室內的精確定位。內置有 Tango 系統的手機可以通過攝像頭掃描和抓取周邊環境的視覺特徵點，進行定位和導航。

VPS 用於在 Lowes 超市內導航尋找商品時的特徵點對照圖

本答案轉載自深圳灣知乎專欄：Google VR 一體機背後：解決跟蹤和渲染難題的黑科技，以及如何看待 VR 迷局

技術不是問題，數據才是。

GPS需要設備位置及地圖信息，地圖信息是短時間內不變的。然而現在數據依然存在很多更新速度慢，數據缺失問題。

到了室內這個變化更快的場景，數據的更新速度能否跟上？

從商場定位上來說，可以想像的是，像沃爾瑪這樣的大型超市可能在未來會支持新技術，但真正的實用性短期內很低。

當然幻想一下，未來大型超市機器人自動補貨，你就可以靠室內定位，坐在小車上去買你要的貨了。但是，我們逛超市不是因為去看那些自己不知道的，可能需要的東西么？如果可以定位到具體商品說明我們知道需要什麼，那麼網購不就可以了？

無人機/車可以登堂入室解決精度問題了。不用搭載笨重的激光雷達了

Tango項目停了

我們也在做這個, 哪位大V能幫忙牽個線，和google的大神交流交流....

天眼啊……

這個應用自從13年Tango團隊建立開始應該就是他們奮鬥的方向之一，等到明天參加完他們的Whats new之後再來填坑。

「這項技術將在很多場所都能派上用場」

Google 表示室外定位依然是 GPS 的天下，但是在室內 VPS 還有很大的發展空間。配備此項技術的第二代 Tango 設備將在今年夏天和大家見面。

2014 年 6 月，Google 的 AR 平台 Tango（此前叫 Project Tango）正式亮相。Tango 通過手機的攝像頭和處理器配合，能夠對環境進行實時建模，並將現實世界和虛擬圖像結合起來，進而實現各種各樣的 AR 功能。