虛擬現(xiàn)實中三類位置追蹤系統(tǒng)簡述

虛擬現(xiàn)實在仿真環(huán)境中當(dāng)使用者進(jìn)行位置移動時，計算機(jī)可以迅速進(jìn)行復(fù)雜的運算，將精確的動態(tài)運動特征傳回，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的臨場感、真實感。要實現(xiàn)該類應(yīng)用，首先要讓計算機(jī)感知使用者在虛擬空間中所處的位置，包括距離和角度等，所以說位置追蹤技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的重要組成部分之一。目前的定位主要有超聲式、光學(xué)式和電磁式三種技術(shù)：

1、超聲式位置追蹤系統(tǒng)(Hexamite超聲波定位系統(tǒng))是利用不同的超聲波到達(dá)某一特定位置的相位差或是時間差來實現(xiàn)對目標(biāo)物體的定位和跟蹤的，但其會因超聲波的反射、輻射或空氣的流動造成誤差，另外，它的更新頻率較低，而且要求超聲發(fā)射器和超聲接收傳感器之間沒有阻擋。這些因素限制了超聲定位的精度、速度和其應(yīng)用范圍。

2、光學(xué)式位置追蹤系統(tǒng)(PST光學(xué)位置追蹤系統(tǒng))是通過對目標(biāo)物體上特定光點的跟蹤和監(jiān)視來完成運動定位和捕捉任務(wù)的。對于空間中的某一點，只要它能同時為兩攝像頭所見，則根據(jù)同一時刻兩攝像頭所拍攝的圖像的不同，可以確定這該點在空間中的位置。光學(xué)式位置追蹤的主要缺點也是其受視線阻擋的限制，此外，由于其需要對圖像進(jìn)行分析處理，計算量比較大，對處理速度要求較高。

3、電磁式位置追蹤系統(tǒng)(Ascension位置追蹤系統(tǒng))，系統(tǒng)主要由電磁發(fā)射部分和電磁接收傳感器及信號數(shù)據(jù)處理部分組成。在目標(biāo)物體附近安置一個由三軸相互垂直的線圈構(gòu)成的磁場信號發(fā)生器，磁場可以覆蓋周圍一定的范圍，接收傳感器也由三軸相互垂直的線圈構(gòu)成，其可以檢測磁場的強(qiáng)度，并將檢測的信號經(jīng)處理后送到數(shù)據(jù)處理部分，信號處理部分經(jīng)過處理計算就能得出目標(biāo)物體的六個自由度，即它不但可以獲得目標(biāo)物體的位置信息，還可以獲得其角度姿態(tài)信息，這些定位信息在實際中是十分重要的。另外，電磁位置追蹤的突出優(yōu)點就是不受視線阻擋的限制，可以在空間中自由移動。但是電磁位置追蹤也有缺點，它易受周圍電磁環(huán)境的干擾，且對金屬物體較為敏感。電磁位置追蹤系統(tǒng)由于不受視線阻擋，所以可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療導(dǎo)航、生物力學(xué)、運動分析和飛行員頭盔定位等領(lǐng)域中。電磁位置追蹤系統(tǒng)因其獨特的優(yōu)點，以及在虛擬現(xiàn)實和其它方面中的更加廣闊的應(yīng)用前景，目前世界各國都十分重視，現(xiàn)已成為無線定位技術(shù)研究的熱點。