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以嵌入式系統實作擴增實境導航系統

終於,我們的畢業專題完成了,我們的方向是車載嵌入式系統,也就是車上的電腦,能做的東西其實蠻多的,但是市面上可能都已經有那樣的產品存在,於是我想做一些比較不一樣的,而在當時我有看見Android手機的Google街景功能,手機轉動,畫面也會跟著動,於是我就想到,為何不能把導航系統以擴增實境的方式呈現呢? 如果我們在車上裝攝影機,然後將拍到的影像和地圖資訊結合,這樣可以用更直覺方式瞭解地圖的資訊,這樣除了直覺還有個好處,就是順便可以做為行車記錄系統,一舉兩得,而市面上似乎沒有這樣的產品,我比較喜歡新奇的東西,如果市面上的產品都做到爛掉了,做一個同樣的東西出來不是很有趣,因此就決定這樣的題目 這樣的導航系統,路都是像下面這張合成圖一樣,貼在拍到的畫面上,所以駕駛人只要看一眼,就能知道路哪條是哪條,不過由於是畢業專題,能做的時間有限,所以只完成了道路的繪製,路名等其它的資訊就沒有加上去 在當繪圖系統搞定之後,我們還整合了GPS和電子羅盤,最候我們進行了實機的demo,我們把嵌入式系統擺在手推車上,然後在校園裡推著跑,不得不抱怨,那GPS有夠爛,常常會自己亂飄移,經過樹下就馬上定位失敗,比起我的手機,定位準多了,不過拿AGPS比GPS或許不太公平,而一路上又因為學校的地上是磚路,不停的震動,電子羅盤是接在麵包板上的,用rs232的線接板子,所以常常三不五會震掉,攝影機也亂晃,所以後來找來膠帶貼起來,不過因為程式寫得有點趕,所以似乎有bug,跑到一半不明的原因程式終止了,可以聽見哀豪的聲音,以下是demo的攝影 這樣一個以擴增實境的概念做導航的系統來說,我覺得已經可以現擴增實境導航系統的優勢,不過還有很多問題得解決,像是GPS定位實在不夠精準,可能得改用AGPS來達成更精確的定位,又或著判斷目前座標在地圖上最近的道路是哪一條,我發現市面上好像有些導航系統就是這樣做,這麼一來就能讓畫面的顯示更準確,還有當車子開在上坡和下坡時,應該也要能感應路面的坡度,然後調整投影的參數 雖然這只是一個有些實驗性質的系統,但是在這樣完成之後,我覺得用擴增實境來做導航真的可以試試看,有興趣的廠商可以試著開發看看,優點就像我所說的,道路的地理空間關系可以直覺地被瞭解,而且市面上也有行車記錄系統,做為導航系統,它同時也可以記錄拍到的畫面,做為行車記錄系統,當然,也是有些缺點,缺點就是需要額外的攝影機,還得拉到車子上安裝,這表示需要額外的成本,裝設上也會比較困難,但如果是車子本身就內建這樣的系統,就沒有裝設的問題 最後,希望有一天在市面上可以看見擴增實境的導航系統

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嵌入式平台實作簡易的立體成像系統

畢業專題的發表越來越近了,所以得花更多時間在專題上,我們專題所做的題目是”基於嵌入式平臺的擴增實境導航系統”,說明白一點就是在windows CE的平台下做擴增實境的導航系統,所謂的擴增實境,就是結合虛擬和真實的畫面所程現的一種人機介面,在網路上都可以找到很多資料,在此就不多做解釋,比起一般的導航系統,通常呈現出來的都只是虛擬的畫面,駕駛人必需要腦子裡自己將導航系統上顯示的資訊和所看到的東西進行整合,而如果是擴增實境,我們可以將路面的資訊直接合成到架在車子上的攝影機所拍到的畫面上,就可以更直覺地讓駕駛人瞭解導航的資訊,當然這些都只是理論而已,真的做出效果如何其實我也不知道,到目前為止好像沒看到有人用擴增實境來做導航,因此我們就決定做這個題目,多了攝影機還有一個額外的好處就是,還可以順便做行車記錄系統 對於嵌入式系統,其實我個人並不是很喜歡在那樣的環境下寫程式,要什麼沒什麼,綁手綁腳的感覺,很多東西都得自己來,其中很麻煩的一點就是,就是3D繪圖能力的支援,雖然Windows CE後面一點的版本似乎有支援DirectX,不過似乎不是支援的很好,而且沒硬體的話到頭來他應該也只是用軟體下去,我們需要的3D效果不多,材質打光什麼的都用不到,因此我們決定自己寫一個簡易的立體成像系統 做了這樣的決定後,我們在不久前寫出來了,其實立體成像的基本原理很簡單,有高中的數學基礎就夠了,有空我再來寫一些關於3D影象的成像原理的介紹,以下是程式的截圖和screencast 目前畫面還有點醜,因為只有單純的把路線一段一段的線段丟在空間裡轉成矩形而已,而這demo的畫面位置和角度是靠鍵盤控制的,等GPS整合進來時,車子只要移動畫面就會跟著動,到目前為止看起來還是和視面上的導航系統看起來沒兩樣,不過當我將白色的背景以攝影機拍到的畫面取代,然後調整投影的參數讓畫面盡量貼合拍到的畫面,這樣就有擴增實境的效果

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多Webcam影像合成

利用多顆Webcam和影像合成的技術來達到增加視角的目的 Continue reading

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