Niantic Spatial推出Scaniverse平台 加速构建全球高精度3D地图

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机器人应用被视为即将大规模落地的技术方向,从配送、接驳到各类通用机器人助手,都依赖精确的空间地图进行导航。

Niantic Spatial前首席执行官、现任执行董事长约翰·汉克(John Hanke)表示,没有空间智能,机器人难以完成预期任务。“你的Roomba只在家里运作。但当我们开始在城市尺度运作时,就需要大规模、共享且准确的世界表示。”

本周,Niantic Spatial宣布推出全新的 Scaniverse 平台,向企业和个人提供采集和处理现实世界空间数据的工具。用户可通过手机、360度相机和无人机等设备采集视频,再由平台将这些数据融合为大规模三维地图,使机器人能够以厘米级精度理解和导航周围环境。

与传统地图构建路径不同

汉克曾负责谷歌地图业务,他认为,Niantic当前的做法与传统地图构建模式存在明显差异。他提到,传统方法通常依赖车辆采集街景数据,但道路和环境不断变化,导致数据更新滞后且成本高昂。“你派出所有车辆,捕捉所有街道。然后新路建成,一切都变了。你总是落后,数据总是过时,而且非常资本密集。”

在他看来,这种滞后对机器人应用尤为不利。“你希望它是一个活地图,而不是某种静态重建。”

Niantic在开发热门手机游戏《Pokémon Go》期间,曾探索自下而上、分布式的地图构建方式:依托大量玩家,将现实世界地标转化为虚拟游戏场景。大约一年前,公司出售了《Pokémon Go》并更名为 Niantic Spatial,随后加大在3D地图和地理空间数据方面的投入,并与多家机器人公司展开合作。

从爱好者应用到云端企业平台

Scaniverse 的基础来自Niantic五年前收购的一款3D扫描爱好者应用。早期版本主要用于捕捉小型物体的三维图像,用户只需围绕目标缓慢移动手机摄像头,应用即可将视频转换为3D模型。收购后,Niantic将其扩展到房间级扫描,且数据处理全部在用户手机本地完成。

此次发布的新平台在此基础上引入云端视频处理能力,并上线专门的 Scaniverse 网站。企业客户可以通过网站上传来自多种设备的视频,包括手机、360度相机和无人机,再由平台生成对应的三维模型。

Niantic Spatial高级产品经理阿扎德·巴拉巴尼安(Azad Balabanian)表示,对360度相机的支持是此次升级的一大重点。“你的相机能看到你前面、后面、上方和下方的景象。这对于实现非常沉浸式的扫描效果极为重要。”

在一次演示中,Niantic邀请记者使用360度相机扫描旧金山渡轮大厦前的一处大型广场。操作流程为:将360度相机固定在自拍杆上,绕广场步行一圈,整个采集过程约五分钟。视频上传至 Scaniverse 后,平台会自动去除拍摄者身影,并生成该广场的三维模型。

采用高斯点溅与深度估计技术

在技术路径上,Scaniverse采用了被称为“高斯点溅”(Gaussian splatting)的三维重建方法。该技术通过将二维图像转换为大量具有不同透明度的三维“斑点”,实现从不同角度对空间的重建和查看。高斯点溅目前被视为捕捉三维空间的有前景方案之一,Meta等公司也在利用这一技术扫描现实房间,用于构建虚拟世界。

Niantic去年曾发布面向VR观看的 Scaniverse 扫描应用。此次升级后,公司不仅希望生成的三维内容适合人眼观看,也希望便于机器人和相关算法理解。巴拉巴尼安指出,高斯点溅本身较为复杂,“看起来正确的东西,实际上可能没有真实的表面”。

他举例称,一面涂成白色的墙,在3D扫描应用中可能与一堵雾墙难以区分。为此,Niantic研究团队为 Scaniverse 云处理平台开发了深度估计模型,用于更准确地识别机器人可能发生碰撞的硬表面。巴拉巴尼安表示,该方案可在不使用激光雷达的情况下,实现接近激光雷达的深度质量。激光雷达目前广泛应用于自动驾驶汽车的环境感知和安全导航。

面向建筑、物流、影视等行业

Niantic表示,新版 Scaniverse 平台重点面向建筑、物流和公用事业等管理大型复杂场所的行业。对这些行业而言,拥有场所的三维模型有助于规划和维护,并为未来在仓库、电厂等环境中部署机器人导航打下基础。

在机器人和相关人工智能模型的构建与训练方面,三维数据同样被视为关键资源。巴拉巴尼安称,“机器人需要大量训练数据,企业希望在部署前先在训练环境中模拟。如果你想确保机器人在现实场所表现良好,最好的方法就是自己绘制该场所的地图。”

影视制作也被视为潜在应用场景之一。通过高斯点溅等技术扫描拍摄场地,制作方可以用于拍摄规划,生成业内所称的“预可视化”素材。

尽管Niantic Spatial正在扩展企业服务,公司仍保留了 Scaniverse 面向消费者和爱好者的功能。目前,Scaniverse为消费者和企业提供独立账户,未来计划将两者合并,并向爱好者和专业用户开放统一的云端处理能力。

巴拉巴尼安表示,这一策略延续了公司在消费领域的起点,也是其选择依托手机应用而非大规模车队采集世界数据的原因之一。“我们最初用非常有限的资源开发了很多东西,所有为消费者应用开发的技术,现在都成为企业服务的基石。”


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