做實景導航的有福了！ARKit增強現實版實景導航開源

知識 07-31

ARKit：使用攝像頭和運動數據來繪製用戶移動時本地的地圖。

CoreLocation：使用WiFi和GPS數據來確定位置，精度比較低。

ARKit + CoreLocation：將高精度的AR與GPS數據相結合。

做實景導航的有福了！ARKit增強現實版實景導航開源

將這些技術結合起來的潛力是巨大的，在許多不同的領域有著很多的應用。這個庫有兩個主要的特點：

允許使用真實世界的坐標將元素放置在AR世界中。
利用最近的位置數據點，並結合有關AR世界運動的知識，極大地提高了定位精度。

位置精度的改進目前還處於實驗階段，但在未來可能是最重要的組成部分。

由於目前還有一些工作尚未完成，並且存在其他方面的原因，因此最好由一個開放的社區來為這個項目服務，而不是通過GitHub Issues的方式。所以我開放了一個Slack組，任何人都可以加入進來，討論有關這個庫的改進和大家的工作。

加入Slack社區

軟硬體要求

ARKit需要iOS 11系統，並支持以下設備：

iPhone 6S及以上
iPhone SE
iPad（2017）
iPad Pro的所有型號

iOS 11可以從Apple的開發者網站上下載。

使用方法

這個庫包含了ARKit和CoreLocation框架, 同時還包含了一個類似於Demo 1的演示程序。

使用CocoaPods進行設置

將本庫添加到你的podfile中： pod "ARCL"
在終端中，進入你的項目目錄，然後執行： pod update pod install
添加 NSCameraUsageDescription 和 NSLocationWhenInUseUsageDescription 到 plist文件中以添加一個簡短說明（請參考演示項目）

手工設置

將ARKit+CoreLocation/Source目錄中的所有文件添加到項目中。
導入ARKit、SceneKit、CoreLocation和MapKit。
添加 NSCameraUsageDescription 和 NSLocationWhenInUseUsageDescription 到 plist文件中以添加一個簡短說明（請參考演示項目）

快速入門指南

要在一座建築物上放置一個標註點，例如倫敦的金絲雀碼頭，我們要使用包含ARCL的主要類：SceneLocationView。

首先，導入ARCL和CoreLocation，然後將SceneLocationView聲明為屬性：

import ARCLimport CoreLocationclass ViewController: UIViewController { var sceneLocationView = SceneLocationView()

當獲取到焦點時，調用sceneLocationView.run()，當中斷時，調用sceneLocationView.pause()，例如移動到不同的視角或者退出應用程序。

func viewDidLoad() {

在調用run()之後，就可以添加坐標了。 ARCL附帶一個名為LocationNode的類，它是3D場景中的一個對象，具有真實世界的位置，並且可以在世界範圍內顯示其他一些屬性。 LocationNode是SceneKit的SCNNode的子類，也可以進一步子類化。對於這個例子，我們將使用一個名為LocationAnnotationNode的子類，我們用它在世界上顯示一個總是面向我們的2D圖像：

let coordinate = CLLocationCoordinate2D(latitude: 51.504571, longitude: -0.019717)let location = CLLocation(coordinate: coordinate, altitude: 300)let image = UIImage(named: "pin")!let annotationNode = LocationAnnotationNode(location: location, image: image)

默認情況下，你設置的圖像會以給定的尺寸顯示出來，例如，如果你提供了一個100x100的圖像，則會在屏幕上顯示為100x100像素大小。這意味著遠處的注釋點與近處的注釋點看起來大小是相同的。如果你希望按距離的遠近進行縮放，可以將LocationAnnotationNode的scaleRelativeToDistance設置為true。

sceneLocationView.addLocationNodeWithConfirmedLocation(locationNode: annotationNode)

就是這樣了。如果你設置sceneLocationView的幀，則現在應該會看到Canary Wharf上方懸停的標註點了。

附加功能

這個庫以及演示程序附帶了一些額外的配置功能。這些都在文檔里做了詳細介紹，一定要去看看。

SceneLocationView是ARSCNView的一個子類。請注意，雖然這樣可以讓你完全訪問ARSCNView以通過其他方式去使用它，但你不應將委託設置為另一個類。如果你需要使用委託功能，那麼應該將SceneLocationView子類化。

正北校準

有一個我個人無法攻克的難題，目前iPhone正北校準精度最高為15o。這對地圖導航來說還好，但是要將東西放在AR世界上時，它就成為了一個問題。

我相信通過使用各種AR技術可以攻克這個問題。

為了改善這個問題，我在庫中添加了一些函數，可以用來調整正北方向：

sceneLocationView.moveSceneHeadingClockwise
sceneLocationView.moveSceneHeadingAntiClockwise
sceneLocationView.resetSceneHeading

要使用這些函數，你要將sceneLocationView.useTrueNorth設置為false，然後在開始之前將設備指向北方的大致一個方向，這樣它才能更接近正北。將useTrueNorth設置為true（默認），它會根據自己的感覺不斷調整正北方。

在演示程序中，有一個名為adjustNorthByTappingSidesOfScreen的屬性，它用於訪問這些函數，默認是禁用的。一旦啟用這個屬性，則允許通過點擊屏幕的左側或右側來調整場景方向。

我的建議是你所處位置的正北方的附近放置一個地標，使用坐標在那個地方放置一個對象，然後使用moveSceneHeading函數來調整場景，直到它們排成一條線。

改進的定位精度

CoreLocation每1-15秒更新一次位置，精度從150米到4米不等。有時候，你會收到更精確的讀數，如4米或8米。同時，AR使用運動和相機數據來創建本地世界的地圖。

用戶可能會收到精度為4米的位置，然後他們向北走10米，並接收到另一個位置，讀數精確到65米。這個精度為65米的讀數是CoreLocation可以提供的最好的精度，但是當獲取到4米精度的讀數時，程序知道用戶在AR場景中的位置，以及接著朝北走了10米，我們可以通過轉換這個數據來提供一個新的精度為4米的坐標。這樣就精確到了大概100米。

問題

我曾經提到，目前這些尚處於實驗階段。當用戶經過某個場景的時候，ARKit偶爾會發生錯亂，並給出錯誤地位置數據。這個問題似乎也影響到了「歐拉角度」或者有關設備的方向信息。所以，在走過一小段距離之後，它可能會認為你目前正向著另外一個方向行走。

雖然蘋果今後會改進ARKit，但我認為，為了避免出現這些問題，我們需要自己進行改進，例如識別出何時會出現問題並進行糾正，以及通過將位置數據與我們假定的位置進行比較，以確定是否已經超過了某個值。

定位演算法改進

我們需要進一步優化定位演算法。

例如，有一種技術是查看最近的位置數據，轉換用戶行程中的每一個點，然後使用數據點之間的重疊來更精確地確定用戶可能的位置。

鳴謝

作者@AndrewProjDent，以及相關社區。

在MIT許可證的條款下開源。

文章原標題《ARKit-CoreLocation》，作者：Andrew Hart，譯者：夏天，審校：主題曲。

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