Satellites in Our Pockets:An Object Positioning System using Smartphones

Manweiler J G, Jain P, Roy Choudhury R. Satellites in our pockets: an object positioning system using smartphones[C]//Proceedings of the 10th international conference on Mobile systems, applications, and services. ACM, 2012: 211-224.

学习者:刘超

本篇文章,作者研究了智能手机的定位功能,而定位只是一个辅助增强现实的功能,所以,文章中出定位这部分内容之外,还有相当一部分研究重点,比如图像识别和3D建模。作者要解决的核心问题是:如何通过智能手机定位较远距离的对象。

对于所需定位的对象,文中的物体定位技术最终是为了增强现实服务,系统不仅需要获得某物体大致的坐标,还要识别出该物体的key point,并通过第三方SfM技术将物体特征点绘制成3D云,并通过手机GPS模块将这些点云赋予大概的实际坐标,同时,再把用户的 comments和description跟地图上的这个坐标相匹配就完成了第一步,之后,当同样的场景和物体出现在其他用户的手机的取景框中的时候,系统就会根据GPS信息识别出该区域的点云坐标,并找到对应的物体,同时显示标签和评论;对于较远距离的问题,涉及到文中的一个困难,即在不知道用户拍摄意图的情况下,如何找到用户想要的物体,并且当用户想要定位的物体比较远的时候,定位误差也不容忽视。针对这个困难,文中提出了如下两个步骤的解决方案:1)假设用户感兴趣的物体大致位于取景框中央,并以此作为搜索重点区域;2)要求用户对于感兴趣的物体至少拍摄两组照片,系统会将不同照片中的用户感兴趣物体视为一个visual pivot,作为调整的参照,当然,用户围绕某物体提供的照片数量越多,精度就越大,但付出的代价是处理的时间会越长。

文中,系统实现的最大的障碍是不可避免的手机传感器误差,其中包括GPS噪声数据、物体定位误差和指南针模块的误差。作者对此分别进行了优化。实验结果的精度对环境要求较高,比如用户提供的照片质量(拍摄角度、像素、光照等),因此,作者也说明了文中提到的技术仍然又较大的改进空间。

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