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商汤科技赋能“科技冬奥”，AI破解大面积冰雪场景AR导航难题

2022-01-26 09:28

随着第24届冬季奥林匹克运动会的临近，冬奥村也即将正式开村，迎接来自世界各地冬奥运动员的到来。为了帮助运动员们更快地熟悉冬奥村环境，享受更好的入驻体验，人工智能软件公司商汤科技SenseTime在科技部科技冬奥的专项支持下，负责了“基于3D的实时精准定位技术、虚拟与现实结合的3D高精度识别的智慧AR导航系统研究”课题，基于SenseMARS火星混合现实平台，经过几个月的研发攻关，短时间内实现了大尺度场景下厘米级的三维地图构建和部署，并解决了动态复杂场景下实现精准定位跟踪等难题，为张家口冬奥村创新打造智慧AR导航应用。AI+AR技术的融合创新，充分绽放“科技冬奥”的无穷魅力，展现冬奥村的人文情怀。

（张家口冬奥村智慧AR导航）
在冬奥村开村后，该应用可为数千名入驻张家口冬奥村的运动员和工作人员，提供便捷的AR导航导览服务。用户通过手机进入专属APP，打开摄像头识别周边实景，即可轻松锁定自己的位置，输入目的地后，跟随地面上的AR虚拟贴地箭头，便可直达接待中心、健身中心、居住区等地点。相较于传统导航方式，AR导航将路线标识与真实场景融为一体，拥有更加沉浸、直观的视觉体验，大大节省了时间，帮助运动员们迅速对冬奥村周边环境了如指掌，更专注于投入到赛事准备工作当中。在这个虚实融合的数字世界当中，还有在空中遨游跃动的北京冬奥会吉祥物冰墩墩，加之随处可见的各冬奥场所介绍大屏，能够给各国运动员带来更好的代入感和归属感。
近年来，移动AR技术尽管发展迅猛，但实现广泛的规模化落地仍需突破诸多难题。在此次课题中，实现AR智慧导航主要面临两个挑战，一是张家口冬奥村及周边区域覆盖面积大，超过30万平方米，要在冬奥村从建设完毕到赛前封闭的极短时间内，完成如此大尺度场景的高精度三维地图构建，对数据采集和算法效率都提出了很高要求；二是冬奥村内建筑群风格统一，各个地方存在大面积相似的纹理，并且常有冰雪覆盖道路、植被和建筑，造成场景的视觉变化，要在这种环境下基于图像精准识别自身位置，存在很大挑战 。
凭借在计算机视觉领域长期的技术深耕以及丰富的场景经验，以及SenseMARS火星混合现实平台强大能力，商汤创新地通过GPS与视觉融合的数据关联方法和参数分块优化方法，在短时间内快速支持了张家口冬奥村厘米级的高精度三维地图构建。商汤还研发了云端结合架构，实现了云端全局定位和终端局部跟踪的协同。其中，全局定位综合利用视觉、蓝牙、GPS等信号解决相似场景的问题，并针对冰雪场景训练了不同天气条件下鲁棒的图像特征；移动终端借助云端地图信息和自身传感器，在web低算力的条件下实现了稳定跟踪，最终在如此复杂场景下，实现了实时、精准的6自由度空间定位。同时，商汤还建立了高效的虚拟内容编辑和创作工具链，通过可视化的编辑工具，即可快速创建各种AR内容。
得益于多项技术创新，在实际使用过程中，这套智慧AR导航应用可在30万平方米区域内任意地点，都能始终保持定位精准、无延迟感的沉浸式虚实融合效果，且不会受到建筑、冰雪等复杂环境的影响。不仅如此，该应用无需独立APP，仅借助web浏览器即可轻松体验，同时广泛支持搭载iOS、Android及鸿蒙操作系统的移动终端，可以在不同体育场所、赛事中推广及应用。

（基于商汤SenseMARS火星混合现实平台实现张家口冬奥村厘米级高精度三维地图重建）
冬奥村作为冬奥会的配套设施，赛事期间将是各国代表团的主要居住地，不仅将承担住宿、餐饮、娱乐、休闲等方面的服务工作，同时也是举行国际交流和联欢活动的场所。商汤此次通过AI和AR技术的融合应用，不仅助力提高了奥运村的数字化、智能化水平，也让运动员们在紧张激烈的赛事期间，体验到“科技冬奥”理念下，科技创新所展现的趣味性和轻松氛围。
商汤科技也将积极响应“科技冬奥”倡导的核心理念，将这样的技术体验带到人们日常生活、消费购物、文化旅游等更多场景当中。此前，商汤SenseMARS火星混合现实平台已经成功在商超、景点、博物馆、机场等场所规模化落地，并带来多重的模式创新。例如，商汤通过AR导航、AR营销等玩法组合，为广州悦汇城、成都IFS国际金融中心等线下零售业态打造全新的流量入口和商业闭环；在长沙黄花机场，商汤用AR导航打造虚拟地标和指示路牌，创新了机场的客户服务模式。
以人工智能技术实现物理世界和数字世界的连接，为人们带来更好的虚实结合生活体验，是商汤科技长期以来的愿景之一。商汤也将以此次赋能“科技冬奥”为契机，进一步促进AI技术与文化、旅游的相互融合，创造新一代沉浸式体验型文化和旅游消费内容，用空间计算、场景感知、人机交互等更加全面的AI+AR 基础能力，构建多元化的虚实融合的应用体验。

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