Relokasi kasar

Artikel
06/01/2023

Relokasi kasar adalah fitur yang memungkinkan lokalisasi skala besar dengan memberikan perkiraan tetapi dengan jawaban cepat untuk pertanyaan-pertanyaan ini:

Di mana perangkat saya sekarang?
Konten apa yang harus saya amati?

Responnya tidak tepat. Dalam format ini: Anda dekat dengan jangkar ini. Cobalah untuk menemukan salah satu dari jangkar-jangkar tersebut.

Relokasi kasar bekerja dengan menandai jangkar dengan berbagai pembacaan sensor di perangkat yang kemudian digunakan untuk kueri cepat. Untuk skenario luar ruangan, data sensor biasanya merupakan posisi GPS (Global Positioning System) perangkat. Saat GPS tidak tersedia atau tidak dapat diandalkan, seperti saat Anda berada di dalam ruangan, data sensor terdiri dari titik akses Wi-Fi dan suar Bluetooth dalam jangkauan. Data sensor yang dikumpulkan berkontribusi untuk mempertahankan indeks spasial yang digunakan oleh Azure Spatial Anchors untuk menentukan jangkar mana yang dekat dengan perangkat Anda dengan cepat.

Kapan menggunakan relokasi kasar

Jika Anda berencana untuk menangani jangkar di ruang yang lebih besar dari lapangan tenis, Anda mungkin akan mendapat manfaat dari pengindeksan spasial relokasi kasar.

Pencarian jangkar yang cepat yang diaktifkan oleh relokasi kasar dirancang untuk menyederhanakan pengembangan aplikasi yang didukung oleh koleksi skala dunia, katakanlah, jutaan jangkar yang didistribusikan secara geografis. Kompleksitas pengindeksan spasial semuanya tersembunyi, sehingga Anda dapat fokus pada logika aplikasi Anda. Semua pekerjaan sulit dilakukan di belakang layar oleh Azure Spatial Anchors.

Menggunakan relokasi kasar

Berikut ini adalah alur kerja umum untuk membuat dan mengkuerikan Azure Spatial Anchors dengan relokasi kasar:

Membuat dan mengonfigurasi penyedia sidik jari sensor untuk mengumpulkan data sensor yang Anda inginkan.
Memulai sesi Azure Spatial Anchors dan membuat jangkar. Karena pembuatan sidik jadi sensor diaktifkan, jangkar akan secara spasial diindeks oleh relokasi kasar.
Mengkuerikan jangkar di sekitar menggunakan relokasi kasar melalui kriteria pencarian khusus di sesi Spatial Anchors.

Anda dapat mengacu ke salah satu tutorial ini untuk menyiapkan relokasi kasar di aplikasi Anda:

Sensor dan platform

Ketersediaan platform

Jenis sensor berikut dapat digunakan bersama dengan relokasi kasar (lihat detail dalam tabel di bawah):

Posisi GPS: garis lintang, bujur, ketinggian
Kekuatan sinyal titik akses Wi-Fi dalam jangkauan
Kekuatan sinyal suar Bluetooth dalam jangkauan

Tabel ini merangkum ketersediaan data sensor pada platform yang didukung dan menyediakan informasi yang harus Anda ketahui:

	HoloLens	Android	iOS
GPS	No¹	Ya⁴	Ya^{6, 7}
Wi-Fi	Ya²	Ya⁵	Ya⁷
Suar BLE	Ya³	Ya³	Ya^{3, 7}

¹ Perangkat GPS eksternal dapat dihubungkan dengan HoloLens. Tangani peristiwa UpdatedSensorFingerprintRequired untuk mengirimkan pembacaan GeoLocation jika Anda menggunakan HoloLens dengan pelacak GPS eksternal.
² Didukung pada tingkat sekitar satu pemindaian setiap 3 detik.
³ Terbatas pada Eddystone dan iBeacon.
⁴ Didukung melalui LOCATIONManager API (baik GPS maupun JARINGAN).
⁵ Dimulai dengan API level 28, pemindaian Wi-Fi dibatasi ke empat panggilan setiap 2 menit. Dimulai dengan Android 10, Anda dapat menonaktifkan pembatasan ini dari menu pengaturan Developer. Untuk informasi selengkapnya, lihat dokumentasi Android.
⁶ Didukung langsung melalui iOS.
⁷ Didukung secara tidak langsung melalui CLLocationManager API.

Sensor mana yang akan diaktifkan

Pilihan sensor tergantung pada aplikasi yang Anda kembangkan dan platform. Diagram ini menyediakan titik awal untuk menentukan kombinasi sensor mana yang dapat Anda aktifkan, tergantung pada skenario lokalisasi:

Diagram that shows enabled sensors for various scenarios.

Bagian berikut ini memberikan wawasan lebih lanjut tentang keunggulan dan keterbatasan setiap jenis sensor.

GPS

GPS adalah opsi masuk untuk skenario luar ruangan. Ketika Anda menggunakan GPS dalam aplikasi Anda, perlu diingat bahwa pembacaan yang disediakan oleh perangkat keras biasanya:

Asinkron dan frekuensi rendah (kurang dari 1 Hz).
Tidak dapat diandalkan/berisik (rata-rata, simpangan baku 7-m).

Secara umum, OS perangkat dan Spatial Anchors akan melakukan beberapa penyaringan dan ekstrapolasi sinyal GPS mentah dalam upaya untuk mengurangi masalah ini. Pemrosesan ekstra ini membutuhkan waktu untuk konvergensi, jadi, untuk hasil terbaik, Anda harus mencoba:

Membuat satu penyedia sidik jari sensor sedini mungkin di aplikasi Anda.
Menjaga agar penyedia sidik jari sensor tetap hidup di antara beberapa sesi.
Membagikan penyedia sidik jari sensor di antara beberapa sesi.

Perangkat GPS untuk konsumen pribadi biasanya tidak tepat. Sebuah studi oleh Zandenbergen dan Barbeau (2011) melaporkan bahwa akurasi rata-rata ponsel yang memiliki alat bantu GPS (A-GPS) adalah sekitar 7 meter. Itu adalah nilai yang cukup besar untuk diabaikan! Untuk memperhitungkan kesalahan pengukuran ini, layanan memperlakukan jangkar sebagai distribusi probabilitas di ruang GPS. Jadi sebuah jangkar adalah wilayah ruang yang kemungkinan besar (dengan keyakinan lebih dari 95%) berisi posisi GPS yang benar dan tidak diketahui.

Penalaran yang sama berlaku saat Anda mengkueri dengan menggunakan GPS. Perangkat ini diwakili sebagai wilayah keyakinan spasial lain di sekitar posisi GPS yang sebenarnya dan tidak diketahui. Menemukan jangkar terdekat berarti menerjemahkan untuk menemukan jangkar dengan wilayah keyakinan cukup dekat dengan wilayah keyakinan perangkat, sebagaimana digambarkan di sini:

Diagram that illustrates finding anchor candidates by using GPS.

Wi-Fi

Pada HoloLens dan Android, kekuatan sinyal Wi-Fi dapat menjadi cara yang bagus untuk mengaktifkan relokasi kasar dalam ruangan. Keuntungannya adalah potensi ketersediaan seketika dari titik akses Wi-Fi (umum di ruang kantor dan pusat perbelanjaan, misalnya) tanpa memerlukan pengaturan tambahan.

Catatan

iOS tidak menyediakan API untuk membaca kekuatan sinyal Wi-Fi, sehingga tidak dapat digunakan untuk relokasi kasar yang diaktifkan melalui Wi-Fi.

Ketika Anda menggunakan Wi-Fi dalam aplikasi Anda, perlu diingat bahwa pembacaan yang disediakan oleh perangkat keras biasanya:

Asinkron dan frekuensi rendah (kurang dari 0,1 Hz).
Berpotensi terbatas di tingkat OS.
Tidak dapat diandalkan/berisik (rata-rata, simpangan baku 3-m).

Spatial Anchors akan mencoba membangun peta kekuatan sinyal Wi-Fi yang difilter selama satu sesi dalam upaya untuk memitigasi masalah ini. Untuk hasil terbaik, cobalah untuk:

Membuat sesi dengan baik sebelum Anda menempatkan jangkar pertama.
Menjaga sesi tetap hidup selama mungkin. (Artinya, buat semua jangkar dan kueri dalam satu sesi.)

Suar Bluetooth

Penggunaan suar Bluetooth yang cermat adalah solusi yang baik untuk skenario relokasi kasar dalam ruangan skala besar, di mana GPS tidak ada atau tidak akurat. Ini juga satu-satunya metode dalam ruangan yang didukung pada ketiga platform.

Suar biasanya merupakan perangkat serbaguna di mana semuanya dapat dikonfigurasi, termasuk UUID dan alamat MAC. Azure Spatial Anchors mengharapkan suar diidentifikasi secara unik oleh UUID mereka. Jika Anda tidak memastikan keunikan ini, Anda mungkin akan mendapatkan hasil yang salah. Untuk hasil terbaik:

Tetapkan UUID unik ke suar Anda.
Gunakan suar dengan cara yang menutupi ruang Anda secara seragam dan agar setidaknya tiga suar dapat dijangkau dari titik mana pun di ruangan.
Berikan daftar UUID suar unik ke penyedia sidik jari sensor.

Sinyal radio seperti sinyal Bluetooth dipengaruhi oleh rintangan dan dapat mengganggu sinyal radio lainnya. Jadi mungkin sulit untuk menebak apakah ruang Anda tertutup secara seragam. Untuk menjamin pengalaman pelanggan yang lebih baik, kami sarankan Anda menguji jangkauan suar Anda secara manual. Anda dapat melakukan pengujian dengan berjalan di sekitar ruang Anda dengan perangkat kandidat dan aplikasi yang menunjukkan Bluetooth dalam jangkauan. Saat Anda menguji jangkauan, pastikan Anda dapat mencapai setidaknya tiga suar dari posisi strategis apa pun di ruang Anda. Memiliki terlalu banyak suar dapat mengakibatkan lebih banyak gangguan di antara mereka dan tidak akan selalu meningkatkan akurasi relokasi kasar.

Suar Bluetooth biasanya menjangkau 80 meter jika tidak ada rintangan yang ada di ruang tersebut. Jadi, untuk ruang yang tidak memiliki rintangan besar, Anda bisa menggunakan suar dalam pola grid setiap 40 meter.

Suar yang kehabisan baterai akan memengaruhi hasilnya, jadi pastikan untuk memantau penggunaan Anda secara berkala untuk menghindari baterai rendah atau tidak terisi daya.

Azure Spatial Anchors hanya akan melacak suar Bluetooth yang ada dalam daftar UUID sekitar suar yang diketahui. Tetapi suar berbahaya yang diprogram untuk memiliki UUID yang diizinkan dapat berdampak negatif pada kualitas layanan. Jadi, Anda akan mendapatkan hasil terbaik di ruang yang dikuratori di mana Anda dapat mengontrol penggunaan suar.

Akurasi sensor

Akurasi sinyal GPS, baik selama penciptaan jangkar maupun selama kueri, memiliki pengaruh signifikan pada set jangkar yang dikembalikan. Sebaliknya, kueri berdasarkan Wi-Fi/suar akan mempertimbangkan semua jangkar yang memiliki setidaknya satu titik akses/suar yang sama dengan kueri. Dalam pengertian itu, hasil dari kueri yang didasarkan pada Wi-Fi/suar ditentukan sebagian besar oleh kisaran fisik titik akses / suar dan penghalang di sekitar. Tabel ini memperkirakan ruang pencarian yang diharapkan untuk setiap tipe sensor:

Sensor	Radius ruang pencarian (perkiraan)	Detail
GPS	20 m hingga 30 m	Ditentukan oleh ketidakpastian GPS, di antara faktor-faktor lainnya. Angka yang dilaporkan diperkirakan untuk rata-rata akurasi GPS ponsel dengan A-GPS: 7 meter.
Wi-Fi	50 m hingga 100 m	Ditentukan oleh jangkauan titik akses nirkabel. Tergantung frekuensi, kekuatan pemancar, penghalang fisik, gangguan, dan sebagainya.
Suar BLE	70 m	Ditentukan oleh jangkauan suar. Tergantung frekuensi, kekuatan transmisi, penghalang fisik, gangguan, dan sebagainya.

Share via