Esther | 編輯
近年來，AR在倉庫、工廠等場景得到應用，比如GlobalFoundries、亞馬遜、菜鳥裹裹就使用攝影機掃描定位貨品，並使用AR來導航和標記。目前，這種方案主要基於視覺算法，因此僅能定位視線範圍內的目標。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）技術結合的定位方案，並宣稱可賦予使用者「X光」穿透視覺。據悉，該方案名為X-AR，其形態是一種柔性、拱形天線陣列，可疊加在HoloLens 2等AR頭顯外層，用於識別周圍的RFID標籤。將無線射頻信號與AR頭顯的視覺功能結合後，可幫助用戶快速定位和導航隱藏的目標物品，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後的放錯位置的物品。
關於X-AR射頻方案
細節方面，X-AR外觀看起來像眼罩，重量不到1g，其形狀專為AR眼鏡/頭顯設計，可以很好的貼合頭顯前蓋，不會遮擋頭顯上的攝影機或傳感器。X-AR的接收器可識別超高頻RFID信號，市面上很多產品已經使用RFID標籤，比如服裝、消費級商品、庫存等等，而美國93%零售商已經採用UHF RFID技術（超高頻RFID）。
RFID標籤的優勢在於，成本低、不用電，可規模化使用，適合用來管理倉庫。相比於市面上其他RFID定位方案，X-AR的優勢是採用單迴路設計，因此體積更小，可環繞HoloLens 2等頭顯前蓋的輪廓，而且天線之間不需要米級間距，也不需要在預設軌跡上移動。
那麼X-AR是如何將RFID與與AR結合的呢？原來，X-AR不僅結合了HoloLens 2的電腦視覺功能，還結合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系統通過傳感器陣列發送無線信號，這些無線信號可激活周圍的RFID標籤，並接收返回的識別碼。即使目標在箱子裡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根據收到的數據來生成3D場景圖，當使用者在空間中移動時，該系統還會定位頭顯的移動路徑，並結合RF檢測結果，來預測場景中的目標RFID與頭顯的相對位置。
與此同時，X-AR還會在使用者運動時，掃描周圍環境的位置，目的是縮小、鎖定目標所在的範圍。當X-AR識別到目標物體時，便會以AR的形式顯示導航。此外，為了驗證用戶找到目標物體，X-AR還將識別到的手勢動作與RF信號結合，以確認用戶完成目標拾取。
這項研究主要有三大創新：
◎ AR-conformal寬帶天線（RFID天線）：特點是基於柔性設計，可以很好的貼合HoloLens 2的前蓋，而且重量輕，不會給現有的頭顯產品帶來更大負擔，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、電腦視覺攝影機、RF傳感結合，即使用戶在環境中自然行走，也能定位隱藏在視野之外的目標；細節方面，X-AR先用電腦視覺來實現自我定位，然後結合用戶在移動時收集的RFID資訊來創建合成孔徑雷達（SAR），並以高精度定位RFID標記；
◎ 基於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物體的動作，然後識別物品被拿起來時RFID的運動，執行反向SAR來確認找到目標物品。
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的設計優勢在於，它和頭顯很好的結合，不遮擋視線，也不占手，因此不影響使用者在倉庫中執行其他任務。
經過234次性能試驗，科研人員發現X-AR的定位效果非常準確，準確率達到95%以上，誤差小於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，未來計劃採用市面有售的RFID讀取晶片，並集成到AR頭顯內部。
此外，X-AR僅支持單機運行，不支持多AR頭顯協作，而且識別範圍僅3-4米，未來有望繼續提升。值得注意的是，X-AR的傳輸功率低於市面上的穿戴式RFID傳感器，因此未來可以在場景中使用RFID傳感架構，為RFID標籤供電。此外，RFID無法定位金屬盒內的物品，智能讀取金屬或液體瓶子表面上的RFID標籤。
隨著物聯網技術發展，RFID的應用範圍越來越廣泛，在倉儲物流、醫藥、農業、畜牧業、汽車、電力、交通、零售等場景均可應用，比如超市、服裝店、無人智能貨櫃、倉庫等場景。其優勢包括：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）、數據儲存容量大、小型化、外形多樣化。
科研人員指出，X-AR方案在零售、工業等領域有多種應用場景，比如在倉庫中，X-AR可指導員工補貨、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。在智能工廠領域，X-RA可以很好的將組裝任務、工具資訊可視化，還可以定位特定的元件，指導一線工人更好的執行工作，從而提升效率、降低失誤率。
對於AR頭顯來講，X-AR的意義還包括拓展了AR定位的範圍，即使是攝影機和視覺算法感知範圍外的目標，也能快速定位。未來，X-AR還有望與HoloLens 2之外的其他商用AR頭顯結合。
參考：
https://www.media.mit.edu/projects/augmented-reality-with-x-ray-vision/overview/
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