虚拟现实中三类位置追踪系统简述

虚拟现实在仿真环境中当使用者进行位置移动时，计算机可以迅速进行复杂的运算，将精确的动态运动特征传回，从而产生强大的临场感、真实感。要实现该类应用，首先要让计算机感知使用者在虚拟空间中所处的位置，包括距离和角度等，所以说位置追踪技术是虚拟现实技术中的重要组成部分之一。目前的定位主要有超声式、光学式和电磁式三种技术：

1、超声式位置追踪系统(Hexamite超声波定位系统)是利用不同的超声波到达某一特定位置的相位差或是时间差来实现对目标物体的定位和跟踪的，但其会因超声波的反射、辐射或空气的流动造成误差，另外，它的更新频率较低，而且要求超声发射器和超声接收传感器之间没有阻挡。这些因素限制了超声定位的精度、速度和其应用范围。

2、光学式位置追踪系统(PST光学位置追踪系统)是通过对目标物体上特定光点的跟踪和监视来完成运动定位和捕捉任务的。对于空间中的某一点，只要它能同时为两摄像头所见，则根据同一时刻两摄像头所拍摄的图像的不同，可以确定这该点在空间中的位置。光学式位置追踪的主要缺点也是其受视线阻挡的限制，此外，由于其需要对图像进行分析处理，计算量比较大，对处理速度要求较高。

3、电磁式位置追踪系统(Ascension位置追踪系统)，系统主要由电磁发射部分和电磁接收传感器及信号数据处理部分组成。在目标物体附近安置一个由三轴相互垂直的线圈构成的磁场信号发生器，磁场可以覆盖周围一定的范围，接收传感器也由三轴相互垂直的线圈构成，其可以检测磁场的强度，并将检测的信号经处理后送到数据处理部分，信号处理部分经过处理计算就能得出目标物体的六个自由度，即它不但可以获得目标物体的位置信息，还可以获得其角度姿态信息，这些定位信息在实际中是十分重要的。另外，电磁位置追踪的突出优点就是不受视线阻挡的限制，可以在空间中自由移动。但是电磁位置追踪也有缺点，它易受周围电磁环境的干扰，且对金属物体较为敏感。电磁位置追踪系统由于不受视线阻挡，所以可广泛应用于医疗导航、生物力学、运动分析和飞行员头盔定位等领域中。电磁位置追踪系统因其独特的优点，以及在虚拟现实和其它方面中的更加广阔的应用前景，目前世界各国都十分重视，现已成为无线定位技术研究的热点。