近期,麻省理工学院的研究团队成功研发了一款名为X-AR的增强现实头显,旨在提升定位特定物品的效率与精确度。此头显在HoloLens 2的基础上,融合了计算机视觉与无线感知能力,具备自动定位隐藏于视线外物品的功能,如包装盒、柜子或货堆中的物件。
X-AR头显搭载了具备射频(RF)传感功能的AR-conformal宽带天线,结合头显摄像头,运用基于AR的SAR定位算法,即使在纸板箱或塑料容器等材质覆盖下,也能识别带有RFID标签的物体。该头显的应用领域广泛,尤其是在全球供应链行业,RFID技术已普遍应用于零售、食品加工与冷链管理等领域,如沃尔玛、卡夫食品及埃斯基摩冷冻仓储等企业均采用UHF RFID技术。
为了实现与RFID标签的有效通信,研究团队选择了一种轻巧、易于操作的环形天线,并通过缩小天线尺寸与增加间隙的方式优化带宽。鉴于天线在户外应用的特性,研究者对其进行了适应性改进,确保在耳机遮阳板上能实现信号的高效传输与接收。
研发团队通过合成孔径雷达(SAR)技术,结合用户在房间内的移动路径,实现对带有RFID标签物品的定位。在用户移动过程中,X-AR头显从不同角度测量天线数据,综合分析形成定位结果。面对自然人体运动带来的定位干扰,如头部倾斜与RFID标签反向散射特性,团队引入一系列技术策略,有效提升了定位准确性。
最终,团队成功构建了X-AR原型,通过Unity软件对Hololens进行编程,实现了项目位置显示、用户指引与验证反馈等功能。在230次实验中,X-AR在视距与非视距场景下均表现出色,中值精度达到9.8厘米,第90百分位精度亦控制在45厘米以内。相比之下,传统SAR基准系统的性能则逊色不少,中值精度为24.8厘米,第90百分位精度为99.1厘米。
展望未来,研究团队计划进一步拓展X-AR的功能,探索WiFi、毫米波、太赫兹波以及长距离通信技术的应用,以期在更广泛的场景中实现高效精准的物品定位与识别。