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都在抢滩VR?室内定位技术成为VR成败的关键

从互联网+到物联网,如今又一个火爆市场的名词刷爆大众眼球,没错,它就是VR。2016年,对于VR来说注定是不平凡的一年,大到行业巨头,小到各家创业公司,都虎视眈眈的盯着这块巨大的市场,谋划着如何分到自己的一杯羹。

 

但是,面对市场上良莠不齐的VR产品和用户极度失望的初期体验,注定VR还有一段很长的路要走。VR技术是高科技发展的产物,它不是一个公司或者一个产业所能完成的,它背后延伸着一条巨大的生态链。在这条生态链中,室内定位技术无疑是其中核心的一环。

 



当用户戴着VR头盔沉浸在虚拟世界里,不能让其产生太强的晕眩感,还要做到用户在移动的时候,虚拟世界可以与用户身体保持一致的移动性。这些效果的实现,都需要精准的室内定位技术来做强大的技术支撑,通过定位算法和传感器感知到用户的移动,从而确定用户在空间里的相对位置。

 

在室内定位技术中,寻息电子做的有声有色,有丰富的技术经验可谈。目前应用比较多的有iBeacon定位、wifi定位,定位精度达到米级,价格便宜,在商场、机场等领域应用广泛。而在VR技术中需要更高精度的定位系统,如UWB定位系统、激光定位、高速摄像头定位、可见光定位、超声波定位等。

 

UWB定位系统

UWB超宽带定位是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,因此具有GHz量级的带宽。由于超宽带定位技术具有抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点,与VR设备联动之后,可以获得很好的体验,前景相当广阔。

 

激光定位

激光定位的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。激光定位成本低,定位精度高,也备受业界青睐。

 

高速摄像头定位

高速摄像头定位的基本原理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,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。

 

可见光定位技术

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。

 

超声波定位

超声波室内定位系统是基于超声波测距系统而开发,由若干个应答器和主测距器组成:主测距器放置在被测物体上,向位置固定的应答器发射同无线电信号,应答器在收到信号后向主测距器发射超声波信号,利用反射式测距法和三角定位等算法确定物体的位置。超声波室内定位整体精度很高,达到了厘米级,结构相对简单,有一定的穿透性而且超声波本身具有很强的抗干扰能力,但是超声波在空气中的衰减较大,不适用于大型场合,加上反射测距时受多径效应和非视距传播影响很大,造成需要精确分析计算的底层硬件设施投资,成本较高。