增强现实 - 仅使用 GPS答案

【问题标题】：Augmented Reality - Using only GPS增强现实 - 仅使用 GPS
【发布时间】：2011-06-14 14:22:29
【问题描述】：

我正计划做一个 AR 应用程序，它只使用 GPS 技术来获取位置，然后使用指南针/陀螺仪来跟踪 6DOF 取景器的移动。它是我自己发展的个人项目，但我正在寻找起点，因为它对我来说是一个新领域，所以这可能是一个稍微开放的问题，有超过 1 个正确答案。通过使用 GPS，我希望以牺牲其准确性为代价来简单地开发我的第一个 AR 应用程序。

此 AR 的理念是不使用任何视觉处理（仅依赖 GPS），并在屏幕上显示 3d 模型，距离用户站立的位置大致正确（直到某个点）。这听起来很简单，因为游戏在 3D 世界中工作，具有要绘制的视点和面部/对象/模型等的位置。我的目标平台是可能运行这些操作系统的 WM6、Phone7 或 Android 之一的移动设备和平板电脑。

我见过的大多数应用程序都使用标记并使用 AR-ToolKit 或 ARTag，而那些使用 GPS 的应用程序往往只是在屏幕上显示一个兴趣点或一个平面框，以表明您在所需的位置。

我在 3D 图形编程方面做了一些非常有限的工作，但是你认为有没有什么库可以让我开始这方面的工作，而不是自下而上地构建所有东西。忽略 GPS 的低精度（关于 AR），我将在 3D 空间中定义一个点（由于 GPS 定位而不断移动），然后在同一 3D 空间中渲染一个 3D 模型的定义点。

我看到了一些类似的应用程序示例，但没有什么可以扩展的，所以任何人都可以建议从哪里开始使用可能适合我的项目的库。

【问题讨论】：

我仍然无法理解如果 GPS 不那么准确，你怎么能依赖它。
@Andrey - 我将在项目过程中提高准确性。通过卫星提供的免费矫正服务，我可以获得从 15 米到 2-3 米的 GPS。然后我将使用其他技术进一步改进它，尽管此时可能需要使用视觉处理。精度取决于您要渲染的 3d 模型有多接近，因此使用标准 GPS 可以使用远处的摩天大楼，但如果您面前的人无法正常工作。我只是想看看我如何在 Java/.net 框架中启动这个项目。
@JonWillis 你的问题解决了吗？
@justchill 最后我刚刚使用 openGL 编写了自己的 3d 引擎。 GPS 定位很好，我使用的是带有 DGPS/RTK 校正的测量级天线，以将 GPS 精度降至 1 厘米

标签： android windows-mobile gps augmented-reality

【解决方案1】：

基于传感器的 AR 无需使用任何库即可从头开始。您所做的只是使用 6DOF 估计相机的位置，然后执行 perspective projection 将已知的 3D 点投影到相机的焦平面上。您使用传感器和 GPS 定义相机矩阵，并在每个新相机帧上执行投影。如果您启动并运行它，就足以开始将广告牌、图像等投影到相机框架中。

一旦您的针孔相机模型工作正常，您可以尝试补偿相机的广角镜头、镜头失真等。

对于计算相对距离，有haversine forumula。

迁移到 3D 模型可能是最困难的部分。在移动设备上将相机帧引入 OpenGL 可能很棘手。我对 windows mobile 或 android 没有任何经验，所以我无能为力。

无论如何玩得开心，第一次在世界上看到你的虚拟元素真的很高兴！

【讨论】：

感谢您提供有用的答案。我记得当我在 android 上的 open GL 中旋转我的第一个 3D 立方体时的喜悦，而当我尝试在 C# 中使用不同的库进行旋转时所感受到的痛苦是一场噩梦。我认为相机视点被认为是 3D 世界的原点，甚至 2D 模型都根据相机“粗略”位置的已知位置给出坐标，该位置来自传感器。
是的，就是这样，相机是原点，您的世界定位对象会根据其 GPS 报告的位置定位在与手机的相对距离处。
很高兴这是我的预期。您是否知道创建这些基于 GPS 的 AR 应用程序的教程或更详细的阅读。我想我会先从 POI 开始，然后转向 3d 模型，保持简单并随着时间的推移不断改进。
@JonWillis，嗯，我会尝试追踪一些。如果您想了解所有基础知识，这是一个很好的开始方式 - 只要您可以在决定迁移到 OpenGL 时放弃您的自制投影引擎。
谢谢，我真的很感激。我希望能编写自己的引擎，但它是一个相当大的跳跃，所以想先做示例。这是我想做的，因为一旦我完成了我的 AR 项目，我希望在 OpenGL 或 DirectX 中做一个游戏。我已经在阅读有关 AR 的研究主题，并且已经阅读了大约 50 篇期刊/会议论文，其中还有更多要深入了解。