30、混合与增强现实系统的跟踪技术解析

混合与增强现实系统的跟踪技术解析

1. 跟踪系统现状与需求

在追求鲁棒性、速度和精度的跟踪系统中，往往需要复杂的跟踪设置，可能涉及异构多传感器环境，包括各种类型的移动和固定传感器。随着私人和公共建筑中传感器数量的增加，如摄像头、RFID 阅读器和 WiFi 跟踪器，以及移动设备中跟踪和自定位功能的增强，目前仍缺乏将这些传感器集成到应用程序的标准化方法。

MR/AR 应用通常针对特定情况有特殊解决方案，这使得跟踪环境的维护变得复杂，因为基础设施的变化可能需要修改一个或多个应用程序的源代码，影响系统完整性。开发者更希望专注于应用程序的描述、建模和可视化，而非跟踪技术本身。因此，预计会出现一种新的专业人员——AR 工程师，他们负责配置和维护大型、动态变化的跟踪设置。

为了让 AR 工程师能够设置和维护跟踪环境，需要满足以下要求：
- R1：跟踪与应用分离 ：需要一个通用标准来规范传感器与对象之间的关系，并实现相关跟踪数据的交换，以支持跟踪功能在多个应用中的灵活使用。
- R2：准确性和性能 ：与硬连线设置相比，标准化和抽象化不能导致跟踪质量或速度下降。
- R3：注册和校准 ：必须提供工具，以高效、可靠和精确的方式对跟踪环境中的传感器和对象进行注册和校准。
- R4：可维护性 ：系统应使 AR 工程师能够快速、可靠地描述和注册新的传感器和对象，并进行校准和持续监控。任何时候，他们都需要清楚了解当前的配置，并且不能错误地配置物理上不可能的跟踪设置。

2. 相关工作