日本大阪——基于智能手机的增强现实技术是一种非常受欢迎的应用程序，它将视觉元素叠加在智能手机摄像头的图像上。这些应用程序可以让用户看到家具在家里的样子，或者更好地导航地图，或者玩互动游戏。鼓励玩家通过手机捕捉数字生物的全球流行游戏《口袋妖怪GO》就是一个著名的例子。
然而，如果你想在建筑物内使用增强现实应用程序，准备降低你的期望。当现有的增强现实技术无法获得清晰的GPS信号时，它们就会陷入困境。但经过对智能手机和用户的一系列广泛而仔细的实验，大阪大学的研究人员已经详细确定了这些问题的原因，并确定了一个潜在的解决方案。这项工作最近在第30届移动计算和网络年度国际会议上发表。
“为了增强现实，智能手机需要知道两件事，”该研究的主要作者山口俊平（Shunpei Yamaguchi）说。“也就是说，它在哪里，这被称为定位，以及它如何移动，这被称为跟踪。”
为了做到这一点，智能手机使用了两个主要系统：视觉传感器（摄像头和激光雷达），用于在环境中寻找QR码或四月标签等地标，以及惯性测量单元（IMU），这是手机内部的一个小型传感器，用于测量运动。
为了准确地理解这些系统是如何运行的，研究小组设置了一些案例研究，比如在一个空的演讲厅里设置一个虚拟教室，并要求参与者以最佳方式安排虚拟桌椅。总体而言，在现实环境中进行了113小时的实验和案例研究，涉及316种模式。其目的是通过禁用一些传感器和改变环境和照明来隔离和检查AR的故障模式。
“我们发现，虚拟元素往往会在场景中‘漂移’，这会导致晕动病，降低真实感，”该研究的资深作者Shunsuke Saruwatari解释说。研究结果强调，从远处、在极端角度或在黑暗的房间里很难找到视觉地标；激光雷达并不总是工作得很好；IMU在高速和低速时都有误差，这些误差会随着时间的推移而增加。
为了解决这些问题，该团队推荐基于无线电频率的定位，例如基于超宽带（UWB）的传感，作为一种潜在的解决方案。超宽带的工作原理与WiFi或蓝牙类似，其最著名的应用是苹果的AirTag和Galaxy SmartTag+。射频定位受光照、距离或视线的影响较小，避免了基于视觉的QR码或AprilTag地标的困难。在未来，研究人员认为，超宽带或其他传感模式，如超声波、WiFi、BLE或RFID，有可能与基于视觉的技术集成，从而大大改善增强现实应用。
