基于 BLE 与 UWB 信标的多用户增强现实跨设备同步框架

仅依赖视觉特征映射的 AR 跨会话/设备同步方法在可扩展空间规模上不佳，且在环境视觉变化时存在缺陷。本研究实现了利用位置信标技术（蓝牙低能耗 BLE 和超宽带 UWB）的 AR 同步解决方案，以解决可扩展性问题和现有 AR 系统的不一致性。该框架分为两种方法：BLE 辅助和 UWB 辅助 AR 同步。BLE 辅助方法利用 iBeacon 技术进行房间上下文识别，集成 Apple 的 ARKit ARWorldMap 和 Google 的 ARCore Cloud Anchors。UWB 辅助方案利用精准信标测距能力融合设备方位角，在跨会话/设备间建立固定空间参考。比较评估表明，UWB 辅助方法在环境变化下的可靠性优于 BLE 辅助方法，因为它始终能在约 25 秒的恒定延迟内成功解析虚拟锚点，而不受物理环境变化影响。相反，BLE 辅助实现在解析虚拟锚点时更精确，位置误差平均为 0.02 米，姿态误差在 0.03 弧度以内。在 UWB 辅助方法中，计算得到的固定空间参考在姿态上平均差异为 0.04 米和 0.11 弧度。UWB 辅助方法适用于需要始终如一本地化成功且精度可接受的场景；而 BLE 辅助方法更适合对虚拟锚点姿态要求更高精度的场景，在环境改变时（如针对特定短时 AR 会话）需权衡性能。