美国加利福尼亚大学圣迭戈分校和日本大阪大学的工程师们开发的一项新技术有可能使 XR 体验更流畅、更无缝。该技术由一个 asset 定位系统组成,并使用无线信号以厘米级的精度实时追踪物理对象,然后生成这些对象的虚拟表示。该技术的应用范围从增强虚拟游戏体验到提高工作场所的安全性等等。
现有的定位方法存在很大的局限性。例如,大多数 XR 应用使用摄像头来定位对象,但基于摄像头的方法在具有视觉障碍、快速变化的环境或光线条件差的高动态场景中并不可靠。
同时,WiFi 和低功耗蓝牙(BLE)等无线技术通常无法提供所需的精度,而超宽带(UWB)技术涉及复杂的设置和配置。
加利福尼亚大学圣迭戈分校和大阪大学开发了一个全新的 asset 定位系统,即使在动态和光线不足的环境中,也能以厘米级的精度提供准确、实时的物体定位,从而克服了这些限制。
该系统还封装在一个易于部署且紧凑的模块中,尺寸为一米,只需极少的设置即可集成到电视或条形音箱等电子设备中。
研究人员通过利用低于 6ghz 频段的无线信号的能量来构建他们的系统。团队解释道:“与基于摄像头的方法不同,这些无线信号受视觉障碍的影响较小,即便在非视线条件下都能继续运行。”
该系统使用无线信号来精确定位附着在物体上的电池供电的 UWB 标签。它由两个主要部分组成:一种是 UWB 标签,用于传输信标信号以进行定位。
另一个组件是一个定位模块,配备六个 UWB 接收器,这些接收器在接收信标信号时具有时间和相位同步。当该信号传播时,它会以略微不同的相位和时间到达每个接收器。该系统以一种巧妙的方式将这些差异结合起来,以准确测量标签在 2D 空间中的位置。
在测试中,研究人员使用了日常物品来玩真人大小的国际象棋。他们用现成的 UWB 标签改造了杯子,将它们变成了虚拟棋子。当这些棋子在桌子上移动时,系统能够以厘米级的精度实时平稳地追踪它们的运动。
研究人员指出:“我们发现,我们的系统在动态场景中达到了 90% 的精度,比最先进的定位系统至少好 8 倍。”
该团队目前正在完善该系统,接下来的步骤包括改进 PCB 设计,使系统更加稳健,减少接收器的数量以提高能源效率,以及沿垂直轴添加天线以支持完整的 3D定位。
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