Posicionamiento VR y seguimiento de la cabeza en HTC vive, Oculus rift y PlayStation.

La tecnología de posicionamiento en interiores VR puede ubicar auriculares VR y manejar dispositivos VR como VIVE Tracker en el espacio. Con el dispositivo VR basado en el espacio, no solo puede proporcionar una mejor inmersión, la sensación de mareo resultante se reducirá significativamente, toda la pantalla puede ser una realidad, el mundo realmente se mueve de acuerdo con nuestros movimientos. La tecnología de ubicación en interiores es muy importante para los dispositivos de realidad virtual de escritorio VR.

HTC vive “Lighthouse” es una tecnología de posicionamiento láser, Oculus Rift y Sony PlayStation VR son tecnología de posicionamiento óptico. Oculus Rift es la tecnología óptica activa de infrarrojos y Sony PlayStation VR es la tecnología óptica activa de luz visible.

Tecnología de posicionamiento en interiores Lighthouse de HTC Vive.

La tecnología de posicionamiento en interiores Lighthouse de HTC es una tecnología de posicionamiento por escaneo láser, por láser y sensores fotosensibles para determinar la ubicación de objetos en movimiento. Dos emisores láser se colocan en diagonal para formar un área rectangular de tamaño ajustable. El rayo láser es emitido por dos filas de luces LED fijas dentro del transmisor, seis veces por segundo. Cada emisor de láser tiene dos módulos de exploración, que transmiten, respectivamente, exploración láser y espacio de posicionamiento al espacio de posicionamiento, a su vez, en direcciones horizontales y verticales.

HTC Vive Heads y mangos tienen más de 70 sensores de luz. Al calcular el tiempo para recibir el láser para calcular la posición exacta del sensor en relación con el emisor de láser, múltiples fotosensores pueden detectar la posición y la dirección de la cabeza visible. Es necesario explicar aquí, la tecnología de posicionamiento láser HTC Vive utilizada en el proceso de posicionamiento de la identificación del sensor fotosensible con los datos que recibe al mismo tiempo pasados ​​a la unidad informática, lo que significa que la unidad informática puede distinguir directamente entre diferentes sensores fotosensibles, por lo tanto Finalmente, se construye un modelo tridimensional del cabezal y el mango, basado en la posición de cada sensor de luz fijado en el cabezal y el mango, así como otra información.

La tecnología de posicionamiento láser con bajo costo, alta precisión de posicionamiento, procesamiento distribuido y otras ventajas, y casi sin demora, no tiene miedo de bloquear, incluso si el mango en la espalda o la entrepierna aún pueden capturar. Se puede decir que la tecnología de posicionamiento láser puede lograr el posicionamiento en interiores con alta precisión y alta velocidad de reacción al tiempo que evita las desventajas de la alta complejidad, el alto costo del equipo, la baja velocidad de computación y la facilidad para verse afectado por la luz natural basada en la tecnología de procesamiento de imágenes. Además, en comparación con los otros dos productos, HTC Vive puede permitir a los usuarios realizar actividades en un espacio determinado, el usuario está limitado, puede adaptarse a la necesidad de mover el juego. Sin embargo, debido a que la estación base de lanzamiento láser HTC Vive es el uso de control mecánico para controlar el espacio de posicionamiento de escaneo láser, y el control mecánico en sí mismo, hay problemas de estabilidad y poca durabilidad, como resultado de la estabilidad y durabilidad de HTC Vive un poco peor .

Tecnología de posicionamiento Oculus Rift

Oculus Rift utiliza tecnología de posicionamiento óptico activo.

Conociendo al usuario de Oculus Rift, puede saber que los dispositivos Oculus Rift ocultan parte de la luz infrarroja (es decir, marcadores) que emiten luz infrarroja y disparan con dos cámaras infrarrojas en tiempo real. La llamada cámara infrarroja está instalada en el filtro infrarrojo fuera de la cámara, por lo que la cámara solo puede capturar la cabeza y el mango (Oculus touch) en la luz infrarroja para filtrar la cabeza y el mango alrededor de la señal de luz visible para mejorar la imagen de la letra La relación de ruido aumenta la robustez del sistema.

Después de obtener la imagen infrarroja, las imágenes recopiladas por las dos cámaras desde diferentes ángulos se transmiten a la unidad informática y el algoritmo visual filtra la información no deseada para obtener la posición de la luz infrarroja.

Reutilice el algoritmo PnP, es decir, el uso de cuatro luces infrarrojas no coplanares en la información de ubicación del dispositivo, los cuatro puntos de la información de la imagen pueden ser el dispositivo final en el sistema de coordenadas de la cámara, ajustando el modelo tridimensional del dispositivo, y, por lo tanto, monitorea en tiempo real la cabeza del jugador, los movimientos de las manos. Lo que debe explicarse aquí es que si desea conocer la información de ubicación de diferentes lámparas infrarrojas en el dispositivo, debe poder distinguir entre diferentes lámparas infrarrojas, las soluciones específicas son las siguientes:

Indica la propia ID de la cámara al parpadear la lámpara IR. Al controlar la frecuencia del obturador de la cámara y la frecuencia de parpadeo de cada LED, puede controlar el tamaño de la imagen de cada lámpara infrarroja en la imagen y luego usar la imagen de 10 cuadros de cada punto en los cambios de tamaño de imagen de 10 cuadros para determinar el LED El número de identificación correspondiente de la bombilla, y luego, de acuerdo con el número de identificación, puede conocer la ubicación de la luz infrarroja en la información del dispositivo.

Además, el Oculus Rift está equipado con un sensor de nueve ejes que usa el sensor de nueve ejes para calcular la posición espacial del dispositivo cuando el posicionamiento óptico infrarrojo está ocluido o borroso. Debido al sesgo cero obvio y la deriva de los nueve ejes, el sistema de posicionamiento óptico infrarrojo también puede usar la información de posicionamiento obtenida para calibrar la información obtenida por los nueve ejes cuando el sistema de posicionamiento óptico infrarrojo funciona normalmente, de modo que el posicionamiento óptico infrarrojo y los nueve ejes se compensan entre sí.

Óptica infrarroja activa Oculus Rift + sistema de posicionamiento de nueve ejes con alta precisión, fuerte antibloqueo. Debido a la alta velocidad de disparo de las cámaras utilizadas, y debido a que dichos sistemas siempre pueden obtener las coordenadas de posición absolutas del marcador en el espacio actual, no hay error acumulativo.

Sin embargo, debido a la visualización limitada de la cámara, la gama limitada de productos disponibles limita en gran medida el alcance del usuario, lo que hace imposible usar Oculus Rift para jugar juegos de realidad virtual que requieren una amplia gama de actividades, como caminar. Por lo tanto, aunque Oculus Rift puede admitir el posicionamiento simultáneo de múltiples objetivos, la cantidad de objetivos no puede ser demasiado, por lo general, no más de dos.

Tecnología de posicionamiento de Playstation VR

PlayStation VR utiliza tecnología de posicionamiento óptico activo visible.

El dispositivo PlayStation VR utiliza una cámara sensorial del cuerpo y un objeto iluminado en color similar al PS Move anterior para rastrear la posición de la cabeza humana y los controles. La cabeza y el mango colocarán una bola de luces LED, cada mango, cabeza montada en cada uno. Estas bolas de luz LED pueden emitir su propia luz, y diferentes bolas de luz emitidas por la luz de diferentes colores, por lo que el disparo de la cámara, la bola de luz y el entorno de fondo, entre cada bola pueden ser una muy buena distinción.

PS3 originalmente usó una sola cámara, calculando el radio de la pelota en la imagen para calcular la posición de la pelota en relación con la cámara y, en última instancia, determinar la posición del mango y la cabeza. Sin embargo, la precisión del posicionamiento de una sola cámara no es alta, la robustez no es fuerte y, a veces, el entorno se identificará como un mango de objeto de color, a veces la luz solar intensa no funcionará. Por lo tanto, PS4 usa una cámara somatosensorial, es decir, una cámara binocular, el uso de dos imágenes tomadas por la cámara para calcular las coordenadas tridimensionales del espacio de la pelota. Principio específico: Teóricamente hablando, para un punto en el espacio tridimensional, siempre que este punto pueda ser visto por dos cámaras al mismo tiempo, las dos cámaras al mismo tiempo de acuerdo con la imagen y los parámetros correspondientes, puede determinar el punto en el tiempo en la información de ubicación del espacio tridimensional, como se muestra a continuación:

Después de usar la cámara somatosensorial, la precisión de posicionamiento de PS4, la robustez ha mejorado mucho.
Determinar unas buenas coordenadas tridimensionales, es decir, x, y, z tres grados de libertad, la serie PS utiliza nueve para calcular los otros tres grados de libertad y la libertad de rotación. Así, se obtienen seis grados de libertad y se determinan la posición espacial y la actitud del mango.

A través de la descripción anterior, podemos saber que PS puede admitir múltiples objetivos ubicados simultáneamente y en diferentes colores para distinguirlos. Sin embargo, debido al pobre PS anti-refugio, una vez que se usaron múltiples oclusiones entre sí, el posicionamiento se vio afectado de inmediato. Y debido al alcance limitado de la cámara binocular, PS mobile limitada, solo disponible dentro del alcance de la actividad de la cámara, básicamente solo se sienta frente a la PC. Aunque PS4 actualmente usa una cámara binocular, pero aún usa el posicionamiento de luz visible, se ve afectado fácilmente por el color de fondo. Además, de acuerdo con los resultados de la experiencia del usuario reflejados en el caso de una cámara de captura de movimiento más rápida, no se puede mantener el problema.
Finalmente, podemos comparar la siguiente tabla para ver las ventajas y desventajas de las tres tecnologías de posicionamiento de productos.