深度解析HTC Vive的Lighthouse室内定位技術

 虛拟現實     |      2018-09-11 08:57

C1.jpg

  VR元年開(kāi)啓,随着各大(dà)vr産品相繼發布,BAT紛紛宣布入駐VR行業,VR行業呈現了一(yī)個前所未有的熱潮。然而衆所周知(zhī),VR的技術門檻要求還是很高的,因此vr産品在技術實現上依然面臨許多瓶頸,其中(zhōng)vr産品的空間定位技術一(yī)直是困擾各廠商(shāng)的難題。而最近大(dà)熱的htc vive設備采用的Lighthouse室内定位技術,非常好地解決了這一(yī)難題。
 
  曾有體(tǐ)驗者這樣形容自己的體(tǐ)驗過程:“我(wǒ)(wǒ)手上拿着兩把槍,對着前面的喪屍射擊,手已經緊張到顫抖,前面的喪屍越逼越近,恐懼感越來越強烈,轉身突然發現一(yī)個喪屍撲在我(wǒ)(wǒ)面前,瞬間被吓了一(yī)跳,毫不自覺的往後躲,明顯感覺到心跳加快,還差點尖叫了出來,真的像去(qù)了另一(yī)世界一(yī)樣……”可見htc vive産品具有非常好的沉浸感,這裏面就有室内定位技術Lighthouse的功勞。
 

C2.jpg

  簡單來說,VR室内定位技術可以使得用戶可以在佩戴VR頭盔時,除了在沉浸式的世界裏原地旋轉、還能利用算法和傳感器感知(zhī)到用戶的移動從而确定用戶在空間裏的相對位置。一(yī)款具有空間定位的VR設備不僅能更好地提供沉浸感,其産生(shēng)的眩暈感也會大(dà)幅降低,用戶因爲位移造成的畫面不同步感完全消失,虛拟世界可以與你的身體(tǐ)保持一(yī)緻的移動性。
 
HTC的Lighthouse室内定位技術如何實現?
 
  HTC的Lighthouse室内定位技術屬于激光掃描定位技術,通過牆上的兩顆激光傳感器識别佩戴者佩戴的機身上的位置追蹤傳感器,從而獲得位置和方向信息。
 
  具體(tǐ)來說,Lighthouse室内定位技術不需要借助攝像頭,而是靠激光和光敏傳感器來确定運動物(wù)體(tǐ)的位置。兩個激光發射器會被安置在對角,形成一(yī)個15×15英尺的長方形區域,這個區域可以根據實際空間大(dà)小(xiǎo)進行調整。激光束由發射器裏面的兩排固定LED燈發出,每秒6次。每個激光發射器内設計有兩個掃描模塊,分(fēn)别在水平和垂直方向輪流對定位空間發射橫豎激光掃描15×15英尺的定位空間。
 

C3.jpg

  htc vive頭盔和手柄上有超過70個光敏傳感器。激光掃過的同時,頭盔開(kāi)始計數,傳感器接收到激光後,利用傳感器位置和接收激光時間的關系,計算相對于激光發射器的準确位置。同一(yī)時間内激光束擊中(zhōng)的光敏傳感器足夠多,就能形成一(yī)個3D的模型。不僅能探測出頭盔的位置,還可以捕捉到頭盔的方向。
 
激光定位技術有哪些優勢?
 
  成本低:相對昂貴的紅外(wài)動作捕捉攝像機,利用激光光塔進行動作捕捉的成本就相對低廉很多了。雖然之前高盛對HTC的産品進行估價高達1000美元左右,但是他集成了HMD及運動手柄,單算到定位系統的價錢可能在400美元左右。
 
  定位精度高:在VR領域,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達到mm級别,也就成就了HTC我(wǒ)(wǒ)們體(tǐ)驗到的震撼效果。
 
  此外(wài),激光定位技術幾乎沒有延遲,不怕遮擋,即使手柄放(fàng)在後背或者胯下(xià)也依然能捕捉到。激光定位技術在避免了基于圖像處理技術的複雜(zá)度高、設備成本高、運算速度慢(màn)、較易受自然光影響等劣勢的同時,實現高精度、高反應速度、高穩定性且可在任意大(dà)小(xiǎo)空間内實現的室内定位。
 
  目前,同樣使用激光定位技術的還有G-Wearables的Stepvr産品,該公司獨立研發的激光定位技術配合基于慣性傳感器的動作捕捉技術、手勢識别技術,打造了一(yī)套完整的全沉浸式VR設備StepVR。該産品目前還未上市,可以期待一(yī)下(xià)。