实施室内 AR 导航面临三大主要挑战:准确的定位和跟踪、环境复杂性以及用户体验限制。克服这些障碍都需要仔细考量,以创建可靠的系统。
第一个挑战是实现精确的室内定位。GPS 信号在室内微弱或不可用,迫使我们依赖 Wi-Fi、蓝牙信标或设备传感器(例如加速度计、陀螺仪)等替代方案。然而,这些方法各有优缺点。例如,Wi-Fi 三角测量会受到信号干扰的影响,而蓝牙信标需要物理安装和维护。设备传感器会随着时间的推移积累误差——一种被称为“漂移”的现象——导致长时间使用后跟踪不准确。传感器融合(结合来自多个源的数据)或 ARCore/ARKit 等 AR 框架的解决方案可以缓解这个问题,但在动态环境中仍然困难重重。此外,室内空间的预先建图非常耗时,任何布局更改(例如家具移动)都需要重新建图,这使得扩展性复杂化。
环境因素进一步增加了复杂性。室内空间通常包含障碍物,如人、可移动物体或反射表面,这些会干扰 AR 跟踪。例如,拥挤的走廊可能会阻挡视觉标记,而玻璃墙或镜子可以通过产生错误的深度感知来干扰 SLAM(同步定位与建图)算法。光照变化(如昏暗区域或眩光)也会影响基于摄像头的跟踪。开发者必须通过结合多种跟踪方法(例如基于标记的 AR 和无标记 AR)或使用传感器数据冗余来处理这些边缘情况。然而,实时处理这些数据会给移动硬件带来压力,导致延迟或过热,尤其是在低端设备上。
最后,用户体验和技术限制带来了重大障碍。AR 导航必须提供直观的视觉提示(例如箭头、全息图),这些提示需要与物理环境精确对齐。即使是微小的跟踪误差也可能导致这些提示错位,使用户感到困惑。电池消耗是另一个关键问题,因为持续的摄像头使用和传感器数据处理会迅速耗尽电量。例如,AR 应用运行 30 分钟可能会消耗智能手机 40-50% 的电量。由于设备碎片化——高端手机能有效处理 SLAM,而旧型号则会滞后——性能优化具有挑战性。开发者必须平衡视觉保真度和性能,通常需要牺牲细节以确保在不同设备上的流畅运行。在各种硬件和环境下进行测试增加了开发时间和成本,使得广泛采用变得困难。