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斷鏈之後
 

凡走過必留下足跡 SLAM技術快速建構室內地圖

只要背上Cartographer定位感測背包,即可在持續走動過程中一點一滴構建室內地圖。Google

台北車站捷運地下街路線錯綜複雜,宛如一個大型地下迷宮,很多人都曾有過迷路經驗,而GPS手機導航無法觸及室內場域,一進入築物即無用武之地,為此,台北市政府將計劃在今年完成手機室內導航地圖,提升乘客轉乘體驗。

不過一個偌大的空間,如何建構室內2D或3D地圖?如果還是用建築設計圖來加工那就跟不上科技腳步了,未來僅透過室內地圖車定期「出巡」,即可便捷更新地圖。

這一套地圖建構方法名為同步定位與地圖建構技術 (Simultaneous Localization And Mapping;SLAM),其概念透過各種感測器探測未知環境,並在感測器持續走動過程中,反覆觀測稽核地圖特徵,再依定位和外在環境交叉演算,最後將環境地圖組合起來,當地圖車將建築內部路徑都走過一遍後,就可一點一滴構建完成室內地圖。

SLAM室內建模設備常見感測器包含,光學鏡頭、雷射光達(LiDAR)、超聲波感測器,因為雷射感測距離和精準度較佳,因此目前商業用地圖建模多使用光達測距建模,該設備採用飛行時間(TOF)原理,計算雷射光線發射和反射時間差或相位差產生深度資訊,同時設備內會建構裝置慣性感測元件(IMU),讓設備掌握目前器材轉向與移動數據。

當設備蒐集到自身運行路線軌跡,以及每個軌跡點感測器取得環境參數,最後透過演算法融合感測器座標,以及光束感測出室內環境各點距離,最後各路徑點持續疊合勾稽,就可以快速打造出精準室內地圖。

事實上,SLAM技術已經發展許久,直到去年Google開放其室內建模製圖軟體Cartographer,讓更人們可更容易將採集數據,轉化成室內建築平面圖。

台北車站智慧化計畫由亞旭電腦負責系統整合,其中地下街室內地圖建構由司圖科技提供技術支援。司圖科技陳建仲指出,透過人員背負著一台光達感測器,宛如一台人力街景車,只要勘景人員將所有路徑走過一遍,之後再透過軟體疊合訊息,2D或3D地圖即會建構完成。

有了地圖後如何完成定位呢?陳建仲表示,地圖建構同時也會偵測環境中有多少無限訊號,例如室內場域有不少Wi-Fi訊號,只要手機接收到訊號,即可推估目前使用者在室內哪個位置,但如果需要更精準定位,則需要另外布建藍牙Beacon基地台,透過使用者手機與各Beacon距離,取得使用者精準定位。

針對室內地圖應用場域與案例,目前常見應用場域包括停車場、地下街、商場導航、工廠地圖;司圖科技與停車場業者合作,推出智慧尋車與定位功能,使用者僅需要輸入車號,系統將連結停車場內影像系統,透過車牌辨識找到車輛。

像是工廠廠區都有嚴格門禁管理,但是這些廠區每天仍有大量外包商進出,大型廠要掌握所有外部人員在工廠內位置,只要再換證處穿戴藍牙手環,透過廠內Beacon即可掌握人員動態,工廠也可透過該套系統取代傳統定點簽到制度,只要人員走到特定位置,系統自動會記錄。

此外,大型賣場、博物館導覽也可透過室內導航地圖,透過使用者定位提供樓層導引購物,個人化推播促銷資訊,手機互動廣告,與顧客路徑行為分析,經此提高客單價與提升與使用者的互動程度。

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