虛擬現實(shí)中三類(lèi)位置追蹤系統簡(jiǎn)述

虛擬現實(shí)在仿真環(huán)境中當使用者進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，計算機可以迅速進(jìn)行復雜的運算，將精確的動(dòng)態(tài)運動(dòng)特征傳回，從而產(chǎn)生強大的臨場(chǎng)感、真實(shí)感。要實(shí)現該類(lèi)應用，首先要讓計算機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(shuō)位置追蹤技術(shù)是虛擬現實(shí)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(Hexamite超聲波定位系統)是利用不同的超聲波到達某一特定位置的相位差或是時(shí)間差來(lái)實(shí)現對目標物體的定位和跟蹤的，但其會(huì )因超聲波的反射、輻射或空氣的流動(dòng)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(méi)有阻擋。這些因素限制了超聲定位的精度、速度和其應用范圍。

2、光學(xué)式位置追蹤系統(PST光學(xué)位置追蹤系統)是通過(guò)對目標物體上特定光點(diǎn)的跟蹤和監視來(lái)完成運動(dòng)定位和捕捉任務(wù)的。對于空間中的某一點(diǎn)，只要它能同時(shí)為兩攝像頭所見(jiàn)，則根據同一時(shí)刻兩攝像頭所拍攝的圖像的不同，可以確定這該點(diǎn)在空間中的位置。光學(xué)式位置追蹤的主要缺點(diǎn)也是其受視線(xiàn)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(Ascension位置追蹤系統)，系統主要由電磁發(fā)射部分和電磁接收傳感器及信號數據處理部分組成。在目標物體附近安置一個(gè)由三軸相互垂直的線(xiàn)圈構成的磁場(chǎng)信號發(fā)生器，磁場(chǎng)可以覆蓋周?chē)欢ǖ姆秶?，接收傳感器也由三軸相互垂直的線(xiàn)圈構成，其可以檢測磁場(chǎng)的強度，并將檢測的信號經(jīng)處理后送到數據處理部分，信號處理部分經(jīng)過(guò)處理計算就能得出目標物體的六個(gè)自由度，即它不但可以獲得目標物體的位置信息，還可以獲得其角度姿態(tài)信息，這些定位信息在實(shí)際中是十分重要的。另外，電磁位置追蹤的突出優(yōu)點(diǎn)就是不受視線(xiàn)阻擋的限制，可以在空間中自由移動(dòng)。但是電磁位置追蹤也有缺點(diǎn)，它易受周?chē)姶怒h(huán)境的干擾，且對金屬物體較為敏感。電磁位置追蹤系統由于不受視線(xiàn)阻擋，所以可廣泛應用于醫療導航、生物力學(xué)、運動(dòng)分析和飛行員頭盔定位等領(lǐng)域中。電磁位置追蹤系統因其獨特的優(yōu)點(diǎn)，以及在虛擬現實(shí)和其它方面中的更加廣闊的應用前景，目前世界各國都十分重視，現已成為無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)研究的熱點(diǎn)。