基于边云协同的AR空间分析计算框架

发布时间：2024-03-19 04:31

　　地理数据的增强现实(AR)技术,是地理信息可视化的重要发展方向之一。受限于头戴式AR设备有限的计算能力,已有的地理信息AR研究多集中于地理信息的可视化,并未提供复杂的空间分析计算功能。本文提出了一套基于边缘计算与云计算协同的AR空间分析计算框架。AR端完成空间数据的可视化、人机交互、数据预处理等;云端则完成复杂的空间分析计算任务以及空间数据的持久化存储;边云二元存储方法和三维可视化模型-三维地理模型间的坐标转换模块完成AR端和云端间的高效链接;从而达到高效率的、端对端的协同计算。基于该框架,本文利用头戴式AR设备Hololens,并基于武汉市的建筑物三维数据和天空可视因子算法,实现了在AR可视化的同时进行复杂的空间计算。结果表明,在保证空间分析计算效率和精度的同时,Hololens性能表现稳定,三维空间可视化的体验良好(FPS约35),证明了边云协同框架下的AR在空间分析计算具有广阔前景。

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【部分图文】：

图1基于边云协同的AR空间分析计算框架

(3）空间计算模块：内置各种空间算法模型，负责计算任务的运行与调度；(4）运行管理模块：监控维护系统各模块的稳定运行，包括整个系统的计算性能、网络性能、IO性能等。

图2AR端与云端协同计算的逻辑连接

为实现地理三维模型的边云二元储存，本框架设计了一套数据组织方式。原始的三维矢量数据导入到云端的数据库中，每个地理对象均有ID、名称、三维地理位置坐标、以及其他属性信息，用于为AR端提供属性信息查询、数据备份和空间计算模块的数据支持。而三维AR可视化模型直接按AR数据接口标准导入A....

图3头戴式AR设备MicrosoftHololens

框架实现大体可分为2个部分，即AR数字城市应用的研发和云端服务的研发。AR数字城市应用研发流程主要分为3个步骤：(1)在CityEngine中生成三维AR可视化模型；(2)在Unity3D平台中进行开发；(3)在VisualStidio中进行调试与部署。云端研发流程主要分为：利....

图4基于边云协同的AR空间分析计算框架实现实验建筑物数据

图3头戴式AR设备MicrosoftHololens具体而言，在AR端中，人机交互模块以创建脚本的形式将之前所得到的3D资源与AR端的各类交互方式（凝视设计、手势设计、语音设计、空间映射）组成可操作的事件，并添加GUI、缩放、旋转、移动等基本的功能；坐标转换模块通过选取校准点....

本文编号：3932333