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超乎你想像!AR技术与农业结合的“黑科技”

发布时间:2017年10月18日 分享到:

增强现实(Augmented Reality,简称AR)是发展的虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)的基础上形成的,又称为混合技术。与虚拟现实技术要达到的完全沉浸效果不同,增强现实技术旨在建立一个计算机生成的物体能呈现在现实世界中、虚拟结合的效果,通过诸如光学透视式头盔显示器(s-HMD)、配有各种成像原件的眼镜、影仪、普通显示器,甚至是手机屏幕等多种设备,为用户实时提供的一个由虚拟信息和真实景物组成的混合场景。

随着智能电子产品运算能力的提升,增强现实技术(AR)的用途越来越广泛,在互联网营销中的应用更是意义显著,极大地提高了客户的体验效果。增强现实技术也逐渐与现代农业相结合,给农业注入新的生机与活力。在农业展示、卫星探测、农作物生长追踪等方面,增强现实技术正在实现它的强大功能。

以农作物生长追踪为例,农田农作物因生长相对缓慢,短时间内可视同为静态目标。在系统地梳理MAR相关理论及技术、分析当前现状和问题的基础上,基于相关工作实践,首先给出一个面向农作物识别的农业MAR展示系统架构(图1),其中农作物移动跟踪是其关键的技术实现。

图1 面向农作物识别的农业MAR展示系统架


一个完整的面向农作物识别的农业MAR展示系统主要包括农作物信息采集、农作物识别、农作物跟踪、场景遣染、数据存储与访问等功能模块。首先,图像采集和农田定位模块采集农作物的图像,并与数据库中的农作物特征进行匹配,完成农作物的识别。然后在对农作物识别的基础上进行农作物移动跟踪,确保农作物目标稳定在跟踪范围之内。最后通过场景濱染模块,将虚拟物体准确融合在目标物体上,在智能手机上进行AR显示。

农作物目标识别可运用成熟的QUALCOMM  Vuforia技术实现,而农作物移动跟踪因为智能手机位置的不断变化如左右倾斜或前后俯仰产生目标偏移,易导致跟踪目标丢失。目前传感器基本成为智能手机标准配置,其中方向传感器可用于检测手机本身处于何种方向,适合矫正因手机位姿的不断变化产生坐标偏移。因此,提出了一个基于方向传感器的移动跟踪技术实现解决方案,以能实现对农作物稳定的、连续的跟踪。

图2 基于方向传感器的移动跟踪技术实现


图2给出了基于方向传感器的移动跟踪技术实现。QUALCOMM Vuforia在进行目标识别的同时建立了目标三维特征点与平面图像特征点的匹配对,这有助于目标的初始跟踪。基于方向传感器的移动跟踪主要由摄像机跟踪和方向传感器矫正特征映射两个步骤实现:摄像机跟踪目的是确定摄像机的姿态,使得虚拟物体实时准确地融合在真实物体上,即确定目标物体在摄像机中的位置,分为两部分内容:特征跟踪和摄像机标定。当摄像机移动时,由方向传感器检测因摄像机位置改变产生的坐标偏移,并对识别出来的目标位置进行矫正,从而实现对农作物目标的实时跟踪。

《增强现实技术及其在农业中的应用》一书从5个方面详细介绍了AR与农业发展,技术部分要点突出、概念清晰、说明细致,读者可以由浅入深地认识和掌握该技术;案例部分从革新营销观念入手,以实战案例透彻分析了营销战略,为读者提供了“互联网+AR”的营销升级策略。