使用地理空间锚点在 Unity 上定位真实世界的内容

地理空间锚点是一种锚点,可让您将 3D 内容放置在现实世界中。

地理空间锚点的类型

地理空间锚点有三种类型,每种类型的海拔处理方式各不相同:

  1. WGS84 锚点
    借助 WGS84 锚点,您可以将 3D 内容放置在任何给定的纬度、经度和海拔高度。

  2. 地形锚点
    借助地形锚点,您只需使用纬度和经度以及相对于该位置地形的高度即可放置内容。海拔是相对于 VPS 所知的地面或地板确定的。

  3. 屋顶锚点
    借助屋顶锚点,您只需使用纬度和经度以及相对于相应位置建筑物屋顶的高度,即可放置内容。海拔是相对于建筑物顶部(由 Streetscape Geometry 提供)确定的。如果未放置在建筑物上,则此值将默认为地形海拔。

WGS84 地形 屋顶
水平位置 纬度,经度 纬度,经度 纬度,经度
垂直位置 相对于 WGS84 高度 相对于 Google 地图确定的地形级别 相对于 Google 地图确定的屋顶高度
需要服务器解析?

前提条件

请务必先启用 Geospatial API,然后再继续操作。

放置地理空间锚点

每种锚点类型都有专用的 API 来创建它们;如需了解详情,请参阅地理空间锚点类型

通过点击测试创建锚点

您还可以根据点击测试结果创建地理空间锚点。使用来自碰撞测试的姿势,并将其转换为 GeospatialPose。您可以使用它放置上述 3 种锚点类型中的任何一种。

从 AR 姿势获取地理空间姿势

AREarthManager.Convert(Pose) 提供了另一种确定纬度和经度的方法,即将 AR 姿势转换为地理空间姿势。

从地理空间姿态获取 AR 姿态

AREarthManager.Convert(GeospatialPose) 会将相对于东上南坐标系的地球指定水平位置、海拔和四元数旋转转换为相对于 GL 世界坐标的 AR 姿势。

选择适合您的使用场景的方法

请注意,创建锚点的每种方法都有相关的权衡:

  • 使用街景几何图形时,请使用点击测试将内容附加到建筑物。
  • 请优先使用地形或屋顶锚点,而不是 WGS84 锚点,因为它们使用 Google 地图确定的海拔值。

确定地点的经纬度

您可以通过以下三种方式计算地点的纬度和经度:

  • 使用 Geospatial Creator 即可查看世界并使用 3D 内容对其进行增强,而无需亲自前往相应地点。这样,您就可以在 Unity 编辑器中使用 Google 地图直观地放置 3D 沉浸式内容。系统会自动为您计算内容的纬度、经度、旋转度和海拔。
  • 使用Google地图
  • 使用 Google 地球。请注意,使用 Google 地球(而非 Google 地图)获取这些坐标时,误差范围最多可达几米。
  • 前往实际营业地点

使用Google地图

如需使用 Google 地图获取某个位置的纬度和经度,请执行以下操作:

  1. 在桌面计算机上访问 Google 地图

  2. 依次前往图层 > 更多

  3. 地图类型更改为卫星,然后取消选中屏幕左下角的地球仪视图复选框。

    这将强制使用 2D 透视图,并消除可能因角度 3D 视图而产生的错误。

  4. 在地图上,右键点击相应位置,然后选择经度/纬度将其复制到剪贴板。

使用 Google 地球

您可以通过以下方式在 Google 地球中计算地点的纬度和经度:在界面中点击地点,然后从地图注点详细信息中读取数据。

如需使用 Google 地球获取某个地点的经纬度,请执行以下操作:

  1. 在桌面计算机上打开 Google 地球

  2. 前往三线状菜单 ,然后选择地图样式

  3. 关闭 3D 建筑开关。

  4. 关闭3D 建筑物开关后,点击图钉图标 即可在所选位置添加地标。

  5. 指定要包含地标的项目,然后点击保存

  6. 在地标的标题字段中,输入地标的名称。

  7. 点击项目窗格中的返回箭头 ,然后选择 More Actions(更多操作)菜单。

  8. 从菜单中选择导出为 KML 文件

KLM 文件会在 <coordinates> 标记中以英文逗号分隔地点的纬度、经度和海拔,如下所示:

<coordinates>-122.0755182435043,37.41347299422944,7.420342565583832</coordinates>

请勿使用 <LookAt> 标记中的纬度和经度,因为它们指定的是摄像头位置,而不是位置。

前往实际位置

您可以亲自前往某个地点并进行当地观测,从而计算该地点的海拔。

获取旋转四元数

GeospatialPose.EunRotation 会从地理空间姿势中提取方向,并输出一个四元数,该四元数表示将矢量从目标坐标系转换为东北天 (EUN) 坐标系的旋转矩阵。X+ 指向东方,Y+ 指向上方(远离重力),Z+ 指向北方。

WGS84 锚点

WGS84 锚点是一种锚点,可让您在任何给定的纬度、经度和海拔高度放置 3D 内容。它依赖于姿势和方向,才能放置在现实世界中。位置由纬度、经度和海拔组成,这些信息采用 WGS84 坐标系指定。方向由四元数旋转组成。

海拔以高于参考 WGS84 椭球的米数表示,因此地面高度不是零。您的应用负责为每个创建的锚点提供这些坐标。

在现实世界中放置 WGS84 锚点

确定某个位置的海拔

您可以通过多种方式确定位置的海拔以放置锚点:

  • 如果锚点的位置在用户附近,您可以使用与用户设备高度相近的高度。
  • 获取纬度和经度后,使用 Elevation API 根据 EGM96 规范获取海拔。您必须将 Maps API EGM96 海拔转换为 WGS84,以便与 GeospatialPose 海拔进行比较。请参阅同时具有命令行和 HTML 界面的 GeoidEval。Maps API 开箱即用,可根据 WGS84 规范报告纬度和经度。
  • 您可以通过 Google 地球获取某个地点的纬度、经度和海拔。这样一来,误差范围最多可达几米。使用 KML 文件中 <coordinates> 标记(而非 <LookAt> 标记)中的纬度、经度和海拔。
  • 如果附近有现有锚点,并且您不在陡峭的斜坡上,则可以使用相机的 GeospatialPose 中的海拔高度,而无需使用其他来源(例如 Google 地图 API)。

创建锚点

获得纬度、经度、海拔和旋转四元数后,使用 ARAnchorManagerExtensions.AddAnchor() 将内容锚定到您指定的地理坐标。

if (earthTrackingState == TrackingState.Tracking)
{
  var anchor =
      AnchorManager.AddAnchor(
          latitude,
          longitude,
          altitude,
          quaternion);
  var anchoredAsset = Instantiate(GeospatialAssetPrefab, anchor.transform);
}

地形锚点

地形锚点是一种锚点,可让您仅使用纬度和经度放置 AR 对象,并利用 VPS 中的信息查找相对于地面的确切海拔。

您需要提供相对于地形的海拔高度,而不是输入所需的海拔高度。如果此值为零,则锚点将与地形齐平。

设置飞机查找模式

平面检测是可选操作,无需检测平面即可使用锚点。请注意,系统仅使用水平平面。水平平面有助于地形锚点在地上的动态对齐。

请注意,地形锚点会受到 HorizontalHorizontal | Vertical 的影响

使用检测模式下拉菜单设置检测模式:

使用新的 Async API 创建地形锚点

如需创建和放置地形锚点,请调用 ARAnchorManagerExtensions.resolveAnchorOnTerrainAsync()

锚点不会立即就绪,需要解析。问题解决后,您将可以在 ResolveAnchorOnTerrainPromise 中看到该应用。

public GameObject TerrainAnchorPrefab;

public void Update()
{
    ResolveAnchorOnTerrainPromise terrainPromise =
        AnchorManager.ResolveAnchorOnTerrainAsync(
            latitude, longitude, altitudeAboveTerrain, eunRotation);

    // The anchor will need to be resolved.
    StartCoroutine(CheckTerrainPromise(terrainPromise));
}

private IEnumerator CheckTerrainPromise(ResolveAnchorOnTerrainPromise promise)
{
    yield return promise;

    var result = promise.Result;
    if (result.TerrainAnchorState == TerrainAnchorState.Success &&
        result.Anchor != null)
    {
        // resolving anchor succeeded
        GameObject anchorGO = Instantiate(TerrainAnchorPrefab,
            result.Anchor.gameObject.transform);
        anchorGO.transform.parent = result.Anchor.gameObject.transform;
    }
    else
    {
       // resolving anchor failed
    }

    yield break;
}

检查 Promise 的状态

Promise 将有一个关联的 PromiseState

说明
Pending 该操作仍处于待处理状态。
Done 操作已完成,且结果可供获取。
Cancelled 操作已取消。

检查 Promise 结果的地形锚点状态

TerrainAnchorState 属于异步操作,是最终 Promise 结果的一部分。

switch (result.TerrainAnchorState)
{
    case TerrainAnchorState.Success:
        // Anchor has successfully resolved
        break;
    case TerrainAnchorState.ErrorUnsupportedLocation:
        // The requested anchor is in a location that isn't supported by the Geospatial API.
        break;
    case TerrainAnchorState.ErrorNotAuthorized:
        // An error occurred while authorizing your app with the ARCore API. See
        // https://developers.google.com/ar/reference/unity-arf/namespace/Google/XR/ARCoreExtensions#terrainanchorstate_errornotauthorized
        // for troubleshooting steps.
        break;
    case TerrainAnchorState.ErrorInternal:
        // The Terrain anchor could not be resolved due to an internal error.
        break;
    default:
        break;
}

屋顶锚点

屋顶锚点主打图片

屋顶锚点是一种锚点,与上文中的地形锚点非常相似。不同之处在于,您需要提供相对于屋顶的海拔高度,而不是相对于地形的海拔高度。

使用新的 Async API 创建屋顶锚点

锚点不会立即就绪,需要解析。

如需创建和放置屋顶锚点,请调用 ARAnchorManagerExtensions.resolveAnchorOnRooftopAsync()。与地形锚点类似,您还将访问 Promise 的 PromiseState。然后,您可以检查 Promise 结果以访问 RooftopAnchorState

public GameObject RooftopAnchorPrefab;

public void Update()
{
    ResolveAnchorOnRooftopPromise rooftopPromise =
        AnchorManager.ResolveAnchorOnRooftopAsync(
            latitude, longitude, altitudeAboveRooftop, eunRotation);

    // The anchor will need to be resolved.
    StartCoroutine(CheckRooftopPromise(rooftopPromise));
}

private IEnumerator CheckRooftopPromise(ResolveAnchorOnTerrainPromise promise)
{
    yield return promise;

    var result = promise.Result;
    if (result.RooftopAnchorState == RooftopAnchorState.Success &&
        result.Anchor != null)
    {
        // resolving anchor succeeded
        GameObject anchorGO = Instantiate(RooftopAnchorPrefab,
            result.Anchor.gameObject.transform);
        anchorGO.transform.parent = result.Anchor.gameObject.transform;
    }
    else
    {
       // resolving anchor failed
    }

    yield break;
}

检查 Promise 的状态

Promise 将有一个关联的 PromiseState,请参阅上方的表格

检查 Promise 结果的屋顶锚点状态

RooftopAnchorState 属于异步操作,是最终 Promise 结果的一部分。

switch (result.RooftopAnchorState)
{
    case TerrainAnchorState.Success:
        // Anchor has successfully resolved
        break;
    case RooftopAnchorState.ErrorUnsupportedLocation:
        // The requested anchor is in a location that isn't supported by the Geospatial API.
        break;
    case RooftopAnchorState.ErrorNotAuthorized:
        // An error occurred while authorizing your app with the ARCore API. See
        // https://developers.google.com/ar/reference/unity-arf/namespace/Google/XR/ARCoreExtensions#terrainanchorstate_errornotauthorized
        // for troubleshooting steps.
        break;
    case RooftopAnchorState.ErrorInternal:
        // The Rooftop anchor could not be resolved due to an internal error.
        break;
    default:
        break;
}

后续步骤