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VR及无人机设备中常用的五种定位技术资料下载

消耗积分:5 | 格式:pdf | 大小:253.29KB | 2021-04-14

刘敏

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在数以千计的电子产品中，最吸引眼球的还要数各类VR产品及无人机设备。HTC Vive Pre， Oculus Rift CV1，索尼PSVR这些明星产品都围绕着一个核心——精准的定位技术。 目前世面上的定位技术主要分为：GPS卫星定位、红外定位、激光定位、低功耗蓝牙定位、WiFi定位、超声波定位还有ZigBee定位等等。 一、 GPS卫星定位技术 GPS卫星定位技术是应用最广的室外定位技术。GPS系统的基本原理在于利用由24颗工作卫星所组成的太空部分，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。 其拥有全球范围的有效覆盖面积，系统比较成熟，定位服务比较完备，而且免费，可谓是非常理想的室外定位系统。但是其缺点也相当明显：信号受建筑物影响较大，衰弱很大，定位精度相对较低。而且在航线控制区域，它甚至会完全没有信号。所以在VR和精准的飞行器控制方面的应用非常有限。 二、 红外光学定位 应用这类定位技术最具代表性的产品有Opti Track的光学定位摄像头（诺亦腾的定位方案）。这类定位方案的基本原理简单的说就是利用多个红外发射摄像头、对室内定位空间进行覆盖，在被追踪物体上放置红外反光点（就是我们看到的），通过捕捉这些反光点反射回摄像机的图像，确定其在空间中的位置信息。 这类定位系统有着非常高的定位精度，如果使用帧率很高的摄像头的话，延迟也会非常微弱，能达到非常好的效果。它的缺点是造价非常昂贵，且供货量很小。利于一个帧率在120帧的摄像头，也就是刚好能达到VR应用不产生晕眩感的延迟20ms左右，造价就在1000美刀以上了，而要覆盖一个大概5米x5米的定位空间，一般需要6~10个摄像头，成本之高，可想而知。 所以他的应用场景主要在不差钱的影视制作、动画录制等商用方向，而对于我们一般家用基本就不太可能啦。 三、 激光定位 这类定位技术的代表产品为HTC Vive的Lighthouse室内定位技术和G-Wearables的Step VR产品动作捕捉及室内定位系统。基本原理就是利用定位光塔，对定位空间发射横竖两个方向扫射的激光，在被定位物体上放置多个激光感应接收器，通过计算两束光线到达定位物体的角度差，解算出待测定位节点的坐标。 这类定位系统相比之前的两种定位系统的优势在于： 成本低：相对昂贵的红外动作捕捉摄像机，利用激光光塔进行动作捕捉的成本就相对低廉很多了。虽然之前高盛对HTC的产品进行估价高达1000美元左右，但是他集成了HMD及运动手柄，单算到定位系统的价钱可能在400美元左右。而G-Wearables的售价可能更能低至千元人民币以下。 定位精度高：在VR领域，超高的定位精度意味着卓越的沉浸感。激光定位方案的精度可以达到mm级别，也就成就了HTC我们体验到的非常好的震撼的感觉。 四、 可见光定位技术 相比二、三两种解决方案，此类解决方案的价钱可就便宜多了，精度相对来说也低了很多，而且受自然光的影响也比较大。和红外定位相似，可见光定位的方案也是用摄像头拍摄室内场景，但是被追踪点不是用反射红外线的材料，而是主动发光的标记点（类似小灯泡）。不同的定位点用不同颜色进行区分。正是因为这种特性，可追踪点的数量也非常有限。 然而其算法简单、价格便宜、容易扩展的特性，使它成为了目前VR市场上相对比较普及的定位方案。The Void，澳洲的Zero Latency 和很多国内的线下VR体验店目前都采用的这种方案。 五、 低功耗蓝牙定位（iBeacons定位） iBeacons是苹果公司2013年9月发布的移动设备用的操作系统配备的新功能。它的基本原理简单的说，就是利用有低功耗蓝牙（BLE）通信功能的设备（iPhone手机或其他设备）向周围发送自己特有的ID，接收到该ID的应用软件会根据其携带的信息采取一些动作。比如，在构建有iBeacon的商场，用户带着iPhone，走到某个商户门前，就会自动弹出这个商户相应的促销信息。 这种定位方案定位精度很低，对设备的要求也比较高，不太适用于VR行业的应用。 还有其他一些定位技术，比如Wifi定位、射频识别技术、UWB技术、ZigBee技术等等，但目前为止由于定位精度有限，在VR领域很少被应用。  (mbbeetchina)
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