基于ARKit的博物館室內定位系統研究

夏延哲

（廣東工業大學 計算機學院，廣州510006）

0 引 言

隨著中國經濟的快速增長，人們不僅僅只滿足于物質上的富足，而對精神充實的追求也越來越高。從2006年起，中國文物機構和博物館觀覽人數持續上升。博物館已經不僅是收藏、保護、研究、展示文化遺產的機構，還將成為面向未來的文化服務和教育機構。而當游客難以找到參觀的藝術品時，就會造成無序的人流流動，導致游客的參觀過程非常混亂。

本文提出通過ARKit技術，解決傳統的博物館參觀中尋找目標藝術品的途徑。針對現有室內導航過程中存在的設備運動跟蹤不準確、攝像頭圖像采集、圖像視覺處理、場景渲染等技術問題，提出了采用ARKit結合Unity 3D平臺進行室內場景導航的方法；通過整合設備攝像頭圖像信息與設備運動傳感器（包括LiDAR）信息，在AR跟蹤穩定性、渲染真實度、人機交互自然度上達到較好的效果。創建前端頁面與后端程序的交互，開發室內三維場景導航程序，完成定位場景中坐標點、路徑規劃、地圖信息保存及自動尋路等主要功能。結果證明，該方法可以實現室內自動導航，減少了游客尋找目標展品的時間，提升改善了博物館的參觀游覽情況，符合現代化博物館建設的需求。

1 ARKit導航技術

2017年，蘋果公司正式推出了增強現實的開發框架ARKit。從本質上，AR是將2D／3D元素（文字、圖片、模型、音視頻等）放置于設備攝像頭所采集的圖像中，營造一種虛擬元素真實存在于現實世界中的假象。ARKit通過移動設備（包括手機、平板電腦等）單目攝像頭采集的圖像信息（包括LiDAR采集的信息），實現了平面檢測識別、場景幾何、環境光估計、環境光反射、圖像識別、3D物體識別等功能。……