景点智能3D识别及导览系统的应用开发分析

王毅 常州工学院

景点智能3D识别及导览系统的应用开发分析

王毅 常州工学院

本文主要简述如何使用Unity及增强现实技术在移动端上对旅游景区中的文物或古建筑进行3D空间识别，识别成功后播放相应对象的多媒体介绍信息。

Unity 增强现实 3D识别 景区智能导览

1 文物3D识别功能介绍

该系统最终发布于Android和IOS系统中：在本系统中可以让游客根据App中提示的文物或古建图片，使用预装的景区App相应功能，对文物的立体外观进行扫描识别，当文物特征点匹配成功后，可以弹出相关景点的介绍，如图1所示。不同于常规导游App的主动推送信息的方式，此种方式可以提高游客的参与度和增加娱乐性，使游客的实地体验感增强，此外也避免了在文物或古建周边设立二维标识牌的措施，从而最大程度上保护了文物的原样和完整性。

2 系统开发分析

2.1 环境图的制作

实现3D识别功能首先要使用Metaio SDK相关的Toolbox工具。然后开启Toolsbox的3Dmap获取功能，该功能要使用移动设备完成（如：Iphone或Ipad），使用移动设备对准古建或者文物，并操纵其在周围移动。这样一来，移动设备就可以获取场景中的文物、古建结构的空间特征点，如图2所示（图右侧为实际的环境，左侧白点为提取的环境3D特征点）。使用Toolbox工具在提取3D特征点的注意事项是：

①提取对象最好是一定时期内固定不变的物体。根据本次实际测试，树木植物等，会产生空间变化的物体不适用来提取特征点，因为这些物体的表面特征会随时间而改变。

②特征提取对象因该是一个含有丰富视觉信息（如：有纹路的表面）的物体，表面纹理丰富的物体便于特征点的相互定位。

③在增加特征时，应尽量预测用户会如何探索场景，并据此采集特征。如果游客会近距离对景物进行观看，那么也应该在近距离对景物进行扫描，以便添加细节部分的特征点，如果用户希望从很多角度观测场景，那么应该从多角度提取文物、古建的3D环境图的细节特征。

图1 3D文物识别 界面

图2 提取物体的3D特征点

2.2 3D环境图的使用

当Toolbox工具采集到足够多的3D特征点后（对于一般的场景来说，几百个特征就够用了），将其保存为．3dmap格式文件，然后建立Android或IOS项目目录，将．3dmap和metaio的脚本配置文件导入相应的目录即可。

当用户进入景点附近后，首先由iBeacon蓝牙功能对游客手机进行信息推送，提示游客是否使用“3D识别功能”来对景点进行扫描并获取景点信息，如果不使用那么直接展示/不展示该景点信息，具体流程如图3所示：

图3 3D识别流程 图