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工程師利用超寬帶技術以實現(xiàn)實時3D運動捕捉

2021-09-30 09:09 cnBeta

導讀:目前,研究人員正在努力為多種應用建立一個端到端的運動捕捉系統(tǒng),并正在尋找工業(yè)合作伙伴。

來自加州大學圣地亞哥分校的電氣工程師已經改進了一種叫做超寬帶(UWB)的無線通信技術。UWB是一種已經存在了很長時間的技術,由于在確定設備的位置和運動時與Wi-Fi或藍牙相比精確度有所提高,近年來已經開始流行起來。該技術還可能實現(xiàn)室內導航和智能倉庫等改進,使其隨時了解員工和庫存的位置。

工程師們認為UWB能做的更有趣的事情之一是為虛擬現(xiàn)實或體育分析進行實時3D運動捕捉。為了實現(xiàn)這些功能,目前的UWB技術必須得到改進。所需的改進是提高運行速度,能夠在較低的功率水平下運行,并改進高精度的3D定位。

研究人員開發(fā)了一個符合所需標準的UWB系統(tǒng)原型。它的通信延遲只有一毫秒,而且非常省電,使用紐扣電池就可以運行兩年多時間。他們開發(fā)的新設備還能為靜止的物體提供三厘米以內的精確3D位置信息,為運動中的物體提供八厘米以內的信息。

這個新系統(tǒng)被稱為Uloc,它從根本上改變了傳統(tǒng)UWB系統(tǒng)用于物體定位的流程。傳統(tǒng)的UWB系統(tǒng)有兩個主要組成部分,包括一個被稱為標簽的小型跟蹤設備和被稱為錨的設備。標簽連接到你想要追蹤的物體上,而錨點則安裝在環(huán)境中的某個位置,允許檢測來自標簽的無線電信號。

為了簡化典型的UWB系統(tǒng)所使用的過程,研究人員更新了ULoc,使他們的系統(tǒng)只需要向所有的錨點發(fā)送一個信號,而不是向每個錨點發(fā)送一個單獨的信號,每個錨點再將該信號返回給標簽。這一變化大大降低了功耗,并使系統(tǒng)變得更快、可擴展。目前,研究人員正在努力為多種應用建立一個端到端的運動捕捉系統(tǒng),并正在尋找工業(yè)合作伙伴。