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SLAM技术惊艳GDC 2017:这家公司眼中的理想与伟大!

TechWeb 2020-04-12 03:25:49


【TechWeb报道】MWC 2017大会刚刚结束不久,不少数码爱好者仍然意犹未尽,他们亲眼目睹当下移动通讯领域最新前沿技术。奇怪的是,任凭MWC再精彩也无法吸引铁杆游戏玩家目光,因为同期时段GDC 2017大会也在美国旧金山召开,这个汇聚全球游戏界开发者的大型盛会,每年都会带来行业最新技术交流和前沿游戏新品,供从业人员以及游戏爱好者集中交流。



电子游戏发展至今,因为技术不断迭代带来多种玩法更新,无论是之前从2D/3D/4D渐进发展,还是现在最新VR/AR游戏让用户身临其境体验虚拟与现实魅力,最终极目的是为了革新玩家游戏方式,建立自家行业口碑,虽然桌面类游戏还是留存不少玩家。


不少跳脱空间限制新型游戏正逐渐成为玩家尝鲜新宠, 比如VR虚拟现实类游戏,在去年GDC如同黑马让参展游戏爱好者啧啧称好,VR游戏再次证明了任何行业的技术持续创新,都会最终带来“没有做不到只有想不到”惊喜收获。



2016年GDC上,主办方就新增了一个备受瞩目的VR主题展会,让不少游戏玩家此举无疑是推动VR设备在游戏领域“预演战”。2016年被行业公认为VR/AR发展元年,无论是厂商和用户都开始逐渐关注虚拟与现实技术或硬件设备,转眼今年GDC大会而 至,对比去年更是吸引到不少国内外相关品牌百家争鸣。


虽然说国内拿得出手虚拟与现实技术产品寥寥无几,但在去年一家名为IDEALENS中国公司却凭借旗下唯一IDEALENS K1 VR一体机,现场吸粉无数。


短短一年时间,今年GDC大会IDEALSENS携手旗下另外两个子公司——IDEALSEE GROUP一齐亮相,面对参展GDC,它们显然是有备而来不打无准备之仗,作为IDEALENS兄弟公司IDEALSEE,凭借自家基于SLAM的 Inside-Out空间定位技术,现场怒刷了一波存在感。



提及SLAM技术,不少用户对其认知尚属陌生,据相关资料查证:SLAM作为一种基础技术,从最早的军事用途(核潜艇海底定位就有了SLAM的雏形),其实军事技术商用化,早在很久之前就是大趋势,比如大家最为熟悉的GPS全球定位系统,最早也是来自于军用,是20世纪70年代由美国陆海空三军联 合研制的新一代空间卫星导航定位系统。所以SLAM技术显然也是当前正在被商用化技术之一。


SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)是业界公认视觉领域空间定位技术的前沿方向,中文译名为“同步定位与地图构建”,主要用于解决机器人在未知环境运动时的定位和地图构建问 题。大家目前较为熟悉的扫地机器人,部分厂商就将类SLAM技术应用于此,显然该产品正是需要在未知环境下工作,扫地机器人并非SLAM完全体应用形态。



本身包含许多步骤的SLAM技术,每一个步骤均可以使用不同算法实现。如今科技发展速度飞快,想让提升用户在AR/VR、机器人、无人机、无人驾驶领域体验,还是需要更多前沿技术做支持,现在SLAM就开始成为IDEALSEE公司创新研发关键词之一。


从技术原理简单介绍,SLAM主要是为了完成两个任务——定位(Localization)和建图(Mapping)。看似简单,但需要结合激光、摄像头、IMU(Inertial Measurement Unit)等传感器以及相应算法共同协作才能实现。在定位和建图过程中,算法必须精准,最终成像画面才正确。


在目前技术支持领域,SLAM传感器目前分为激光/视觉两大方案,CPU、GPU 处理性能逐步升级,让许多以前被认为无法实时化视觉算法在当今成为可能,但激光方案迫于成本原因,虽说厂商最终能够实现,但用户使用门槛却因此水涨船高, Google 无人车目前使用的激光传感器单个定制成本在8万美元左右,可见这直接PASS掉了绝大部分用户。



所以AR、无人机,智能机器人领域主要的研究方向大多通过视觉类:通过单目、双目(或多目)、RGBD摄像头采集数据,完成空间定位和建图功能。SLAM对于这些产品重要性,就如同智能手机离不开Wi-Fi,用“刚需”来形容再合适不过。


任何产品都附带有相关技术价值,如果技术本身因为成本原因波动产品售价,最终会直接影响用户量,IDEALSEE自然考虑到了这一关键因素,所以放弃了较为昂贵的激光传感器方案,采用单目摄像机来实现,虽说视觉里程计难度增大,但是整体方案硬件成本却明显回落,单目相机 SLAM 只需要一个普通的 2D 摄像头,直接帮助用户节省体验成本。



在GDC大会现场,IDEALSEE带来的SLAM方案实现了通过单目摄像头感知自身周围环境来构建增量式地图,同时实现自主定位。


IDEALSEE在现场也搭建了自家SLAM Inside-Out技术体验环节,演示视频中太阳系设定为3D模型,将其置于3D场景中的固定位置,背景为单目摄像机拍摄的现实场景图像。


用户拿着摄像 机在现实场景中移动,便可从各个角度观察到太阳系模型的细节。当剧烈晃动摄像机时,3D模型仍能够准确稳定叠加于现实场景中。现场体验者反应观看图像时实 时性很好,几乎感觉不到延迟。


现场IDEALSEE工作人员介绍,这套最新方案因为配备一个高帧率摄像机和一个MEMS惯性传感器,再加上多传感器融合技术,将二者数据同时用于自运动跟踪计算,才能让获得画面在稳定之余,还能保障画质高规格呈现。



各行各业都在强调用户体验,尤其是科技行业产品更是如此,让机器视觉与IMU的融合也是SLAM研究方向的热点之一,这直接能够让设备更好服务于用 户,当每个传感器都能实现优势互补,提高了算法精准度、稳定性和效率时。


用技术语言解释——设备能在欠纹理场景或剧烈运动的情况下均能实现精准的高帧率位置估计。


IDEALSEE这家国内企业能够在GDC上展示SLAM技术,显然是中国制造下意外之喜。除了SLAM技术,同属IDEALENS兄弟公司的IDEALOEYE还在GDC大会中带来了主打便携的四目高清摄像头的小型便携式VR摄像机IDEALOEYE C4。


C4并非IDEALOEYE旗下首款VR摄像机,此前已经在国内众多大型活动中成功作为全景直播设备使用的IDEALOEYE P21,是VR拍摄/直播领域的“明星产品”,多达21目高清摄像头属于广电专业级豪华级配置,此次亮相的IDEALOEYEC4更多对应的是普通消费群体,在保证产品便携性保证使用体验。


总结:


以目前行业发展趋势来看,视觉SLAM算法层面技术门槛较高,真正实现产品化企业屈指可数,虽然微软、谷歌这种世界级企业巨头展示过自己眼中的SLAM技术,但船大难掉头,两大公司在展示技术后至今没有实质性突破创新。


术业有专攻,IDEALENS协同兄弟公司成立于2012年初,在这几年中,用大部分时间用心专研有关于虚拟与现实行业一切技术,在近两三年不断给用户带来惊喜。不同于其他初创公司,成立初就想着颠覆行业,建立看得见摸不着愿景同时,却一直碌碌无为做着复制同行产品简单活,最终销声匿迹或捞一票走 人。


IDEALSEE GROUP在此次GDC 2017大会上,带来行业领先技术解决方案让参会者和同行大开眼界,这次曝光的SLAM技术或许只是IDEALSEE GROUP潜心研究冰山一角。


想到去年时IDEALENS在大会上一枝独秀,作为兄弟公司IDEALSEE也在今年GDC上均分秋色,同行这些年对自家产品不温不火升级 时,IDEALSEE GROUP却在 SLAM技术、VR头显和VR全景相机全方位布局,IDEALSEE GROUP在保证速度与激情同时,做到耐得住寂寞经得起诱惑,这也是未来成为一家伟大公司先决条件。