加州大学探索UWB技术无线定位追踪系统大大提升AR/VR体验

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XR导航网 2023年12月28日)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了一项有望令XR体验更顺畅、更无缝的全新定位技术。

据介绍,所述技术由一个asset定位系统组成,并使用无线信号实时追踪具有厘米级精度的物理对象,然后生成对象的虚拟表示。这项技术的应用范围包括增强虚拟游戏体验和改善工作场所安全等等。

现有的定位方法存在很大的局限性。例如,大多数XR应用程序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和低功耗蓝牙等无线技术往往无法提供所需的精度,而超宽带UWB技术则涉及复杂的设置和配置。

加州大学探索UWB技术无线定位追踪系统大大提升AR/VR体验

针对这个问题,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。团队指出,即便在动态和光线不足的环境中,它都能提供厘米级精度的精确实时对象定位,从而克服了上述方案的限制。另外,系统封装在一个易于部署和紧凑的模块中,尺寸为一米。

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,所述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工作。”

团队提出的系统使用无线信号来精确定位附着在对象的电池供电超宽带标签。它包含两个主要组件:一是用于传输定位信标信号的UWB标签。

另一个组件是一个定位模块,它配备了六个时间和相位同步的超宽带接收器以接收信标信号。当信号传播时,它到达每个接收器的相位和时间略有不同,而系统以一种巧妙的方式结合了相关差异,以精确测量标签在二维空间中的位置。

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。他们用现成的超宽带标签改造了马克杯,从而把它们变成了虚拟棋子。当棋子在桌上移动时,系统能够以厘米级的精度平滑地实时追踪它们的运动。

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。”

团队目前正在完善系统,而接下来的步骤包括改进PCB设计以使系统更加稳健,减少接收器的数量以提高能源效率,并沿着垂直轴增加天线以支持全3D定位。

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