苹果新专利可为MR/VR系统慢运动提供超声波定位追踪

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用超声换能器进行测距和附件追踪

映维网 2019年04月01日)关于苹果正在研发VR/MR头显的说法又多了一条证据。美国专利商标局日前公布了一批苹果相关专利申请,而其中一份直接取名为“Range Finding And Accessory Tracking For Head-Mounted Display Systems(头戴式显示系统的测距和附件追踪)”。

实际上,这是2017年9月提交专利“Range Finding And Accessory Tracking For Head-Mounted Display Systems(头戴式显示系统的测距和附件追踪)”的后续专利。苹果于2018年9月提交了这份后续专利申请,并在日前由美国专利商标局公布。

目前大多数测量传感器主要采用的是“激光探测与测量/激光雷达/光感测距技术( Light Detection and Ranging ;LIDR)”,但苹果公司在这份专利中选择了基于声波的追踪技术。

声波优于光感的地方是,光感传感器可能难以检测特定表面,如玻璃和镜子,但超声换能器则可以容易地进行追踪。另外,基于光线的传感器在诸如明亮日光等条件下可能存在光干扰问题。所以,苹果在专利中指出,“VR/MR系统可以包括基于光线的传感器和超声波收发器,并且可以组合来自两个系统的测距数据,从而更准确地映射用户环境”。

苹果在这份专利中主要描述了一种用于测距的VR/MR头显系统及相关附件。这家公司在文件中描述道,头显和附件中的测距传感器(如超声换能器)“用于追踪在诸如房间,健身房,院子或场地等受限物理环境内的,或无约束物理环境中的墙壁,物体,以及其他障碍物的距离和相对位置。”

相关专利Range Finding And Accessory Tracking For Head-Mounted Display Systems

所述的附件包括可以由用户握持或佩戴,如控制器,手杖,腕带,手表,智能手机,平板电脑和手套等等。在特定实施例中,附件可以以有线或无线的方式与头显系统通信。

他们进一步在专利文件中描述了所述测距传感器信息的作用:“传感器测距信息可用于生成用户环境的3D地图,并可用于VR/MR系统中的各种目的。除了映射用户的环境之外,测距方法和装置同时可以用于追踪附件相对于头显的相对位置。”

苹果解释说,为了追踪物理环境中墙壁,物体和其他障碍物的距离和相对位置,头显的超声波换能器和/或附件上的超声波换能器可以发送超声波信号,并接收从墙壁和物体等障碍物反射/回响而来的回波。通过计算和分析回波的时间延迟,系统能够估计表面的距离和相对位置。这家公司指出, 附件所搭载的测距传感器(如超声换能器)的扫描范围可以大于头显测距传感器。

当然,苹果注意到基于超声波的运动追踪保真度受限于声波速度,所以超声波换能器最适合追踪常规或缓慢的运动,而非快速运动或旋转。同时为了弥补保真度不足的问题,这家公司建议采用IMU组件来帮助追踪快速运动和旋转。

需要注意的是,这仅仅只是一份专利申请,尚不确定苹果将于何时商业化相关的技术发明。

原文链接https://yivian.com/news/58977.html
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