谷歌发布了比 GPS 更厉害的 VPS，室内室外厘米级定位

内容简介：谷歌发布了比 GPS 更厉害的 VPS，室内室外厘米级定位

Google VPS 所代表的新一代视觉定位，将会对 AR/VR 以及移动机器人产生划时代的影响。

答主本人：移动机器人创业中，对 Google Tango 和 VPS 有天生的好感。

Google 此次发布的 VPS 全称是 Visual Positioning Service，建立在 Google Tango 和 Google 地图之上。地图服务是一个家喻户晓的服务，而 Tango 是 Google 从 2013 年甚至更早就开始研发的一项通过计算机视觉进行定位的项目。Google 历史上有很多看似不务正业的发明，比如 Gmail、AlphaGo、发射卫星等等，而脱胎于 Google Tango 的这项 VPS 业务，已经为我们打开了另外一片广阔的天地。

VPS 是什么？

VPS 跟我们熟悉的 GPS（Global Positioning System）是对应的。但 VPS 适用的场景更多，理论上室内室外均可以应用；而 GPS 从原理上就限制到了只能适用于室外。

GPS 在今天占据了基于位置服务（Location-based Services）的大部分份额，但它并不完美。例如打车、送餐，时常还是免不了需要电话沟通更精确的上车地点或者取餐位置。这是因为 GPS 使用经纬度坐标，这跟一般人的定位方式差别巨大。我们会更习惯于“在星巴克门口上车”，或者在“小区大门口取餐”。

Google Tango 采用的技术，就跟我们人类的定位方式更为接近，使用手机摄像头采集视觉信息来做定位。目前在 Google VPS 系统中使用的视觉信息会比“星巴克”和“小区大门”更细节一些，比如说“星巴克大门的左上角”，或者“小区大门牌匾的右下角”。这样的优势也很明显：“我在小区大门牌匾的右下角前 1 米”就比“我在小区大门前 1 米”更精确。

Google 官方放出的 VPS 示意图，金色的点都是视觉参考点

VPS 的原理就决定了它在适用范围（室内 + 室外）和精度（理论上达到厘米级）上都大大超越 GPS。VPS 在定位时会同时采用几十个甚至几百个这样的参考点来做定位。除了使用视觉参考点，VPS 一般还会使用惯性传感器来进一步提升精度。

几十年前，人类就把组成 GPS 系统的几十颗卫星放上天了，为什么 VPS 到今天才实用化？它真的有那么困难吗？

Tango 不止是一款软件，实际上是软件和硬件相结合的产物。这里面包含的黑科技也是伴随着智能手机时代的爆发，历时 5 年被开发出来的，并非一日之功。有关 Tango 的硬件黑科技和软件算法的原理，可以参考技术大牛的解答：

Google Project Tango 有哪些黑科技？

以及：

如何评价 Google 的 Project Tango ？

除了上面提到的参考点定位，VPS 还需要解决的一大难题就是开机初始化问题。我们都有这样的体验：在飞机上睡了一觉，到了一个新城市，此时你还能走路，但对于自己身处何方就完全懵逼了。

视觉重定位的使用过程跟玩 Pokemon Go 很相似

如果没有 GPS 导航地图，VPS 怎么解决这个问题呢？大致的过程是：你掏出 Tango 手机，对着周围的场景拍一张照片并上传到云端服务器， VPS 系统将这张照片跟 Google 街景做匹配查找，并返回正确结果“在 A 市机场 6 号门口的星巴克大门左下角前 1 米处”。从操作上来说，跟玩 Pokemon Go 的过程是类似的，掏出手机打开摄像头就可以了。

VPS 能有什么应用呢？

VPS 的应用 - AR 增强现实

AR 增强现实是将虚拟物体叠加到真实世界上，这种叠加需要精确的知道观察者在真实世界中的位置和视角，这些信息正是 VPS 能够提供的。

Pokemon Go 仅仅是利用了 GPS 定位信息，精度在几米这个量级，就能造就一款风靡全球的游戏。当一个 AR 设备配合上 VPS 的时候，理论精度可以达到厘米级。Pokemon Go 会变得更真实，小精灵不再会有点假的悬浮在空中，而是精确的站立在桌面上。

左边是 GPS 定位的 AR 效果，右边是 VPS 定位的 AR 效果，明显真实不少

如果我们戴的是 AR 眼镜或者使用 Tango 手机，再配合上 VPS，它们能创造的应用就完全只受想象力的控制了：看一眼台灯就能开关灯属于初级技能；新到一个地方，视野中呈现出到达目的地的路径，这算中级；如果用户和专车都接入了同一个 VPS 系统，站在路边，不用打电话，专车就可以精确的停在身边，再也不怕司机找不到地方了，这算不算高级呢？

VPS 的应用 - 移动机器人

VPS 的另一个名称，vSLAM（visual simultaneous localization and mapping，即视觉同步定位与建图技术），原本就是在移动机器人上发展起来的一项技术。机器人要像人一样移动，也面临“我是谁，我在哪里，我要去哪里”这样的根本性问题，除了使用 GPS，机器人专家们也教会了机器人用 VPS 的方式来定位，开发出了很多类似 Google VPS 但更适合于机器人的 VPS 系统。如果某一天在路上看到有很多个摄像头的配送机器人，很有可能它的移动就是由 VPS 来引导的。

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