Технологии для позиционирования человека в пространстве
Ключевые слова: Позиционная дополненная реальность, геолокационная дополненная реальность, IP таргетинг, RFID-метка, AR-метка, WebAR
В рамках данного курса уже давалось определение позиционной дополненной реальности, продублируем его ниже.
Позиционная, геолокационная дополненная реальность — это привязка оверлея относительно конкретной локации, положение пользователя в пространстве с помощью различных технологий. Определяется позиция пользователя, направления камеры, а затем, относительно этих данных, отображается AR-контент. Ярким примером геолокационной дополненной реальности в игровой индустрии является Pokemon go. В этой игре пользователям необходимо перемещаться внутри города по определенным маршрутам и собирать покемонов. Игра получила достаточно широкое распространение, и о дополненной реальности узнали миллионы людей.
Рис. 1 Pokemon go
Дополненная реальность стала развиваться в сфере навигации по городу, например, для отрисовки маршрута при переходе из одной точки в другую или отображения информации близлежащих заведениях. Таких как кафе, ресторанов и гостиниц, с указанием их средней оценки, подгруженных из различных сервисов (google карты, 2гис). Рядом могут указываться дополнительные описания.
Также геолокационная дополненная реальность широко используется в туризме. Это различные AR-гиды для музеев или туры по городу. Все это стало возможным с развитием технологий и появлением различных датчиков. Способы определения местоположения пользователей можно условно поделить на два вида:
определение местоположение вне помещений;
внутри помещений.
Одной из технологий, которая позволяет определять местоположение, является IP таргетинг. Он позволяет определить географическое положение пользователя по его IP-адресу, данный метод универсален, так как не требует никаких дополнительных датчиков на мобильных устройствах, однако, технология не является достаточно точной, так как он позволяет определять лишь территорию выхода в сеть нашего пользователя. Это можно сравнить с тем, что мы знаем почтовый индекс нашего пользователя, но не его адрес. Также сейчас существуют различные сервисы, позволяющие скрывать текущее местоположение пользователя и выходить под другим IP-адресом, что будет некорректно влиять на работу нашего приложения.
Более точной технологией является GPS, так называемые глобальные системы позиционирования. Это спутниковая система навигации, которая с каждым годом работает все точнее, указывая местоположение пользователя с точностью до одного метра. Но данный метод доступен только с тех устройств, где существует датчик gps, и он при этом обязательно должен быть включён. Действие данной технологии вы могли наблюдать при навигации внутри вашего города. Иногда она работает некорректно, если вы находитесь в туннелях, либо рядом с вами находится множество высокоэтажных зданий. Тогда gps может передавать информацию с точностью до 5 -15 метров, появляются шумы.
Gsm технологии - это 3g, 4g, 5g сети
Еще одним способом определения местоположения пользователя является триангуляция посредством Wi-Fi сетей. Происходит поиск ближайшей Wi-Fi сети, измеряется сила сигнала и сравнивается с базой данных, в которой написано название Wi-Fi сети и местоположение его роутера. В городские районы, содержащие как правило большое количество Wi-Fi точек, позволяют получать достаточно точные данные о местоположении, но от провайдеров требуется постоянное обновление информации о названиях таких сетей и о их местоположении. Так как в городе часто происходит перестановка и меняется инфраструктура.
Внутри помещений, для более точного определения позиции, используется так называемые RFID-метки (радиочастотная идентификация). Эта технология, при которой цифровые данные, закодированные в RFID-метки захватываются устройством считывания с помощью радиоволн. Ее можно можно сравнить со считыванием штрихкода, только в ней все происходит за счет радиоволн и не требуется прямой видимости объекта, метки.
Существует пассивные и активные RFID-метки.
Пассивные RFID-метки не имеют своего собственного источника питания, тогда как активные метки, наоборот, имеют обычную батарею и за счет этого имеют большие размеры.
Также пассивные RFID-метки более долгосрочные в плане эксплуатации и имеют низкую стоимость относительно активных меток. Одним из примеров данной технологии являются bluetooth маячки с низким энергопотреблением. Такие радиомаяки построены на универсальном стандарте bluetooth и хорошо подходят для систем с низким энергопотреблением, а также доступны для чтения устройствами с поддержкой bluetooth или смартфонами. Технологию можно установить в любое помещение без отрыва от бизнес-процессов. Они легко устанавливаются и позволяют определять местоположение пользователя относительно удаленности его устройства от установленных bluetooth-маячков внутри зданий. К данной технологии также можно отнести Wi-Fi сетей. Обычно, внутри помещений, заранее располагают роутеры, покрывающие сетью все помещение. Поэтому не придется устанавливать дополнительное оборудование и посредством Wi-Fi можно определять местоположения пользователя и его удаленность от точки раздачи Wi-Fi.
Универсальным решением для идентификации пользователя как вне помещений, так и внутри, являются так называемые AR-метки. Ими могут выступать qr-коды, в которых будет зашифрована информация о положении пользователя и направление его камер. Для этого достаточно знать, где именно будет расположена AR-метка.
Рис. 2 Способы определения местоположения пользователя
Для автоматического определения местоположения доступны различные технологии.
Тип выбираемой технологии зависит от двух основных факторов:
точность определения местоположения;
скорость обновления данных о позиции.
Точность определения местоположения касается того, определяем мы позицию нашего пользователя в здании или на улице, а также с какой точностью нам необходимо ее указать. Допустим, если мы будем указывать погоду внутри нашего региона, то нам не потребуется местоположение пользователя с точностью до 1 или 5 метров. Нам достаточно будет указать его географическое положение.
Скорость обновления данных о позиции. Например, не для всех приложений нужно обновление позиции пользователя в режиме реального времени. Достаточно обновлять его позицию раз в час или в любой другой промежуток времени.
Другими пространственными характеристиками, которые стоит учитывать при определении технологии, являются:
диапазон между объектами;
инфраструктура;
долговечность;
стоимость.
Диапазон между объектами — удаление одного AR-объекта от другого. Так как некоторые RFID-метки не позволяют удалять другой объект на расстоянии более чем 8-15 метров.
Следующей характеристикой, которую мы учитываем, является уже существующая инфраструктура. Если в зданиях уже размещена Wi-Fi-точка, то мы можем базироваться от нее, никакие дополнительные инструменты и оборудование закупать не придется, как и прокладывать проводные системы.
У каждой технологии есть свои преимущества и недостатки. В зависимости от задачи, которая поставлена перед приложением, нужно выбирать более подходящую.
Рис. 3 Сравнение технологий
Рассмотрим инструменты геопозиционной дополненной реальности. Все из них основываются на gps навигации. Их можно условно поделить на две группы.
Рис. 4 Инструменты геопозиционной дополненной реальности
Технология WebAR является приоритетной при разработке AR-проектов, так как позволяет просматривать контент в стандартном браузере пользователя, без скачивания дополнительных приложений. В рамках данного модуля мы рассмотрим инструмент AR.js, так как он наиболее универсален для разработки продуктов, а также полностью бесплатен.
Список использованных источников и литературы
Юдин А.В., Стратиенко А.Н., Мадумаров М.М., Мирненко М.А. Построение маршрутов в дополненной реальности с использованием ГИС-технологий// Вестник РУДН, выпуск том 21, № 3 (2020)
Last updated
