像蝙蝠一样,用超声波进行3D空间追踪

来源:Murata(村田)

作者:-

发布时间:2025-07-08

阅读量:0

蝙蝠用超声波作“视觉”,即使在漆黑的夜晚飞行,也能避开复杂的障碍并完成捕食(比如飞舞的蚊虫)。近来,人们发现在虚拟空间中,超声波()可以发挥类似的功能,进行辅助空间计算,追踪用户的手和控制器的位置,从而增加虚拟空间的沉浸感。

空间计算的作用是什么?

空间计算用以创建现实世界与虚拟空间之间的交互,创建身临其境的体验,使现实世界的物体与虚拟空间无缝融合。

空间计算技术跨越增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和混合现实(MR),有望应用于设计、教育、医疗和娱乐等宽广的领域。

随着硬件、软件和的不断进步,空间计算将不断普及,并带来更具互动性和身临其境的体验。

追踪用户的手和控制器的位置对于增加虚拟空间的沉浸感非常重要。除了空间计算以外,这种位置追踪技术也可用于多种应用:

  • 输入式显示器(3D显示器、笔记本电脑、平板电脑)

  • AR相关输入设备(手镯、戒指、手表)

  • 计算机相关输入设备(鼠标、触控板)

  • 模拟工具(手术刀、触控笔)

  • 动作捕捉,等等

3D空间位置追踪有哪些技术?

位置追踪对于与虚拟空间之间的交互必不可缺,它对对象目标的位置和移动方向进行感测。通过准确的感测可确保设备正确识别用户的动作。由此确保现实世界的物体与虚拟空间正确融合,创建无缝且稳定的用户体验。如果无法准确感测位置和移动方向,现实世界的物体和用户的识别将无法与虚拟空间正确匹配,从而使有沉浸感和吸引力的体验受到影响。

传统的位置追踪技术

目前,用于实现3D空间交互的位置追踪技术有多种,各有优缺点:

光学手部追踪

优点:

  • 一台摄像头即可实现

缺点:

  • 深度方向和位置方向的精度较差

  • 易受光学环境影响


光学标记追踪

优点:

  • 传统的常规性技术

  • 具有相对较好的精度

缺点:

  • 需要LED等许多标记

  • 易受光学环境影响


惯性力方式追踪

优点:

  • 小型

  • 低耗电量

缺点:

  • 需要进行初始位置校准

  • 漂移和偏移的影响导致精度较差

光学手部追踪使用摄像头来识别手的位置和形状。这是由设备的摄像头进行的,不需要其他额外的。然而,由于从摄像头获得的信息是平面图像,深度方向的距离和位置的推测精度较差。此外,它很容易受到光学环境的影响,比如阳光等环境光、背景颜色、对比度等,精度会受到环境的影响。

光学标记追踪使用摄像头捕捉LED等标记的位置和配置。它是一种常用的位置追踪技术,可以实现比上述光学手部追踪更优的精度。然而,追踪需要很多标记,这对硬件设计造成了限制。此外,与光学手部追踪一样,它容易受到光学环境的影响。

惯性力追踪使用和角速度传感器(有时还使用磁传感器)来推测移动。该技术可以使设备变得更小并且耗电量更少。然而,这些传感器无法自行推测位置,需要对其初始位置进行校正。而且,传感器漂移和偏移会使精度降低。

除了上面提到的位置追踪技术之外,还有其他技术,例如需要在外侧有的光学追踪和磁追踪等。但这些技术的设备较大且成本相对较高,目前难以普及。


新的位置追踪技术

新的位置追踪技术,是一种通过将、惯性进行组合实现了兼具精度和实用性的位置追踪技术。这样的技术与配备了摄像头、麦克风和通信的现有HMD等设备兼容。此外,它还能支持多种设备,从传统控制器到需要进一步小型化的设备,是空间计算和用户界面的理想技术。

新追踪技术可以解决传统位置追踪技术的问题,同时实现小型、低耗电量和高精度。由此为3D空间模拟、培训、设计、和虚拟制作等多种多样的领域做贡献。

村田合作伙伴Sensoryx公司的“Maliang Magic Pencil”体现了光学、惯性力和超声波相结合的传感器融合,展示了位置追踪的新可能性。通过传感器融合实现高精度和易用性,让每个人都能沉浸在空间计算中。

0
0
收藏

免责声明

  • 1、本文内容版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系感算商城(service@gansuan.com),我方将及时处理。
  • 2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
  • 3、本文内容仅代表作者观点,感算商城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
  • 4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系感算商城(service@gansuan.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载感算商城将保留追究其法律责任的权利。
在线客服 微信咨询 0 样品清单 浏览足迹 有奖反馈 回顶部