虛擬現(xiàn)實技術(shù)與應(yīng)用 課件 2-3定位技術(shù)

虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實定位技術(shù)定位技術(shù)智能硬件，不管是手機(jī)，或是眼鏡，作為虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實的硬件平臺，允許用戶在真實世界中自由行動是一個自然的功能需求。但為了將真實世界與虛擬內(nèi)容相匹配，一個關(guān)鍵的信息就是必須知道手持終端的實時位置。全球衛(wèi)星定位技術(shù)超寬帶局部定位技術(shù)即時定位與地圖構(gòu)建技術(shù)實時位置，既包括該終端在整個世界（地球）的全局坐標(biāo)，也包括它在一個小環(huán)境（比如一個房間內(nèi)）移動的局部坐標(biāo)。全局坐標(biāo)可通過北斗等全球定位系統(tǒng)獲取。衛(wèi)星定位技術(shù)雖然應(yīng)用廣泛，但是在室內(nèi)以及有遮擋的地方，接不到衛(wèi)星信號，所以無法進(jìn)行定位。局部坐標(biāo)可以依靠終端自身的傳感器計算得到，也可以通過外部布置的傳感器輔助得到。真實逼真定位技術(shù)：大國重器-北斗

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為三代，即北斗一代和北斗二代系統(tǒng)。我國上世紀(jì)80年代決定建設(shè)北斗系統(tǒng)，2003年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航驗證系統(tǒng)建成。該系統(tǒng)由4顆地球同步軌道衛(wèi)星、地面控制部分和用戶終端三部分組成。2020年，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)日前正式開通，在全球范圍內(nèi)提供定位與導(dǎo)航服務(wù)。依靠外設(shè)硬件的跟蹤定位

在一個范圍比較小的室內(nèi)空間需要定位，我們一般會借助外部的設(shè)備。光學(xué)跟蹤和慣性跟蹤是比較常用的兩種硬件跟蹤方式，HTCVive就是采用了光學(xué)跟蹤和慣性跟蹤兩種硬件來定位頭部的位置。蘋果手機(jī)也利用了新型的超寬帶技術(shù)進(jìn)行定位。

超寬帶局部定位技術(shù)光學(xué)跟蹤技術(shù)定位技術(shù)：局部定位

超寬帶（也稱為Ultra-WideBandwidth，超寬帶和超頻帶）是一種無線電技術(shù)，可以在很大一部分無線電頻譜上使用非常低的能量水平進(jìn)行短距離，高帶寬通信。最近的應(yīng)用目標(biāo)是傳感器數(shù)據(jù)收集，精確定位和跟蹤應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，精度高。定位精度可以在30cm內(nèi)。蘋果手機(jī)IPHONE11就集成了UWB技術(shù)。這個精度非常適合在室內(nèi)場景下做絕對位置的定位，再結(jié)合視覺-慣導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行實時跟蹤，則可以進(jìn)一步提升精度。這為室內(nèi)場景的增強(qiáng)現(xiàn)實應(yīng)用提供了理想的定位方案。定位技術(shù)：局部定位類似方案即時定位與地圖構(gòu)建技術(shù)（simultaneouslocalizationandmapping,SLAM）是指在未知環(huán)境中的未知位置，系統(tǒng)能否通過自己的連續(xù)移動，在構(gòu)建地圖同時，也估計自身在地圖中的位置。但需要處理的數(shù)據(jù)量大、算法復(fù)雜度高，是增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。定位技術(shù)：即時定位與地圖構(gòu)建技術(shù)DoF:

Degrees

of

Freedom，即自由度3DoF：

表示3個自由度，分別是pitch，yall，row6DoF：3DoF

+前后，左右，上下定位技術(shù)：自由度概念雙目/單目VSLAM方案優(yōu)點(diǎn)：雙目方案與人眼成像原理一致，方案成熟度高；單目方案結(jié)構(gòu)簡單、功耗低；缺點(diǎn)：雙目方案體積相對大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計算量大；單目方案無法評估絕對深