近年來，AR在倉庫、工廠等場景得到應(yīng)用，比如GlobalFoundries、亞馬遜、菜鳥裹裹就使用攝像頭掃描定位貨品，并使用AR來導(dǎo)航和標(biāo)記。目前，這種方案主要基于視覺算法，因此僅能定位視線范圍內(nèi)的目標(biāo)。然而，在一些堆滿包裹的倉庫，或是充滿材料和隔層的廠房中，用視覺算法很難定位堆在底下、被遮擋的包裹。

因此，MIT Media Lab旗下的信號動力小組（The Signal Kinetics）提出了一種，將AR與射頻（RF）技術(shù)結(jié)合的定位方案，并宣稱可賦予使用者“X光”穿透視覺。據(jù)悉，該方案名為X-AR，其形態(tài)是一種柔性、拱形天線陣列，可疊加在HoloLens 2等AR頭顯外層，用于識別周圍的RFID標(biāo)簽。將無線射頻信號與AR頭顯的視覺功能結(jié)合后，可幫助用戶快速定位和導(dǎo)航隱藏的目標(biāo)物品，比如在倉庫、物流等場景，可提醒工作人員注意隱藏在遮擋物后的放錯位置的物品。

關(guān)于X-AR射頻方案

細(xì)節(jié)方面，X-AR外觀看起來像眼罩，重量不到1g，其形狀專為AR眼鏡/頭顯設(shè)計，可以很好的貼合頭顯前蓋，不會遮擋頭顯上的攝像頭或傳感器。X-AR的接收器可識別超高頻RFID信號，市面上很多產(chǎn)品已經(jīng)使用RFID標(biāo)簽，比如服裝、消費級商品、庫存等等，而美國93%零售商已經(jīng)采用UHF RFID技術(shù)（超高頻RFID）。

RFID標(biāo)簽的優(yōu)勢在于，成本低、不用電，可規(guī)?；褂?，適合用來管理倉庫。相比于市面上其他RFID定位方案，X-AR的優(yōu)勢是采用單回路設(shè)計，因此體積更小，可環(huán)繞HoloLens 2等頭顯前蓋的輪廓，而且天線之間不需要米級間距，也不需要在預(yù)設(shè)軌跡上移動。

那么X-AR是如何將RFID與與AR結(jié)合的呢？原來，X-AR不僅結(jié)合了HoloLens 2的計算機視覺功能，還結(jié)合AR用戶界面，來很好的管理和分類庫存。其使用方法如下：

首先，你要在AR中用手勢選擇想要在倉庫中尋找的物品，比如某一件T恤。接著，X-AR系統(tǒng)通過傳感器陣列發(fā)送無線信號，這些無線信號可激活周圍的RFID標(biāo)簽，并接收返回的識別碼。即使目標(biāo)在箱子里或是被其他物品遮擋，X-AR也能接收到它返回的獨特識別碼。接著，X-AR根據(jù)收到的數(shù)據(jù)來生成3D場景圖，當(dāng)使用者在空間中移動時，該系統(tǒng)還會定位頭顯的移動路徑，并結(jié)合RF檢測結(jié)果，來預(yù)測場景中的目標(biāo)RFID與頭顯的相對位置。

與此同時，X-AR還會在使用者運動時，掃描周圍環(huán)境的位置，目的是縮小、鎖定目標(biāo)所在的范圍。當(dāng)X-AR識別到目標(biāo)物體時，便會以AR的形式顯示導(dǎo)航。此外，為了驗證用戶找到目標(biāo)物體，X-AR還將識別到的手勢動作與RF信號結(jié)合，以確認(rèn)用戶完成目標(biāo)拾取。

這項研究主要有三大創(chuàng)新：

◎ AR-conformal寬帶天線（RFID天線）：特點是基于柔性設(shè)計，可以很好的貼合HoloLens 2的前蓋，而且重量輕，不會給現(xiàn)有的頭顯產(chǎn)品帶來更大負(fù)擔(dān)，而且不阻擋頭顯傳感器或用戶視線；

◎ RF-Visual合成孔徑雷達（SAR）：將AR定位算法、計算機視覺攝像頭、RF傳感結(jié)合，即使用戶在環(huán)境中自然行走，也能定位隱藏在視野之外的目標(biāo)；細(xì)節(jié)方面，X-AR先用計算機視覺來實現(xiàn)自我定位，然后結(jié)合用戶在移動時收集的RFID信息來創(chuàng)建合成孔徑雷達（SAR），并以高精度定位RFID標(biāo)記；

◎ 基于RF和視覺的驗證步驟：通過追蹤手勢，X-AR可識別使用者拿到目標(biāo)物體的動作，然后識別物品被拿起來時RFID的運動，執(zhí)行反向SAR來確認(rèn)找到目標(biāo)物品。

性能與局限

理論上，天線可以放在頭顯頂部、用戶肩膀上，甚至手中，X-AR的設(shè)計優(yōu)勢在于，它和頭顯很好的結(jié)合，不遮擋視線，也不占手，因此不影響使用者在倉庫中執(zhí)行其他任務(wù)。

經(jīng)過234次性能試驗，科研人員發(fā)現(xiàn)X-AR的定位效果非常準(zhǔn)確，準(zhǔn)確率達到95%以上，誤差小于9.8厘米。不過該方案也存在一些局限，比如其原型機為有線設(shè)計，需要連接額外的電源或計算單元。科研人員指出，未來計劃采用市面有售的RFID讀取芯片，并集成到AR頭顯內(nèi)部。

此外，X-AR僅支持單機運行，不支持多AR頭顯協(xié)作，而且識別范圍僅3-4米，未來有望繼續(xù)提升。值得注意的是，X-AR的傳輸功率低于市面上的穿戴式RFID傳感器，因此未來可以在場景中使用RFID傳感架構(gòu)，為RFID標(biāo)簽供電。此外，RFID無法定位金屬盒內(nèi)的物品，智能讀取金屬或液體瓶子表面上的RFID標(biāo)簽。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，RFID的應(yīng)用范圍越來越廣泛，在倉儲物流、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、汽車、電力、交通、零售等場景均可應(yīng)用，比如超市、服裝店、無人智能貨柜、倉庫等場景。其優(yōu)勢包括：掃描速度快、具有穿透性（可穿透紙張、木材、塑料等非金屬或非透明材質(zhì)）、數(shù)據(jù)儲存容量大、小型化、外形多樣化。

科研人員指出，X-AR方案在零售、工業(yè)等領(lǐng)域有多種應(yīng)用場景，比如在倉庫中，X-AR可指導(dǎo)員工補貨、打包和處理退貨，從而提升工作效率。而在零售店中，X-AR可幫助店員快速查找店內(nèi)被亂放的商品，幫助客人找貨，以及填補貨架等等。在智能工廠領(lǐng)域，X-RA可以很好的將組裝任務(wù)、工具信息可視化，還可以定位特定的元件，指導(dǎo)一線工人更好的執(zhí)行工作，從而提升效率、降低失誤率。

對于AR頭顯來講，X-AR的意義還包括拓展了AR定位的范圍，即使是攝像頭和視覺算法感知范圍外的目標(biāo)，也能快速定位。未來，X-AR還有望與HoloLens 2之外的其他商用AR頭顯結(jié)合。參考：MIT