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基于激光同步编码的大范围光学跟踪系统

该系统利用光学编码对光学定位基站进行独立识别,实现多台扫描基站的级联使用,解除当前被动式光学定位系统基站数量最多为2台的限制,理论上可级联使用任意多台扫描基站,从而极大扩展被动式光学定位系统的跟踪区域,该研究项目对推动廉价、普适型大范围光学跟踪设备的发展以及推广虚拟现实技术的消费级应用具有重要意义。


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    高速激光编码/解码:通过在扫描基站的X-Y方向数据帧前加入编码帧的方式实现对基站的光学编码

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    基站扩展布局设计:根据编码特性设计了2X5阵列的基站布局方案,可支持跟踪面积超过一百平米

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    刚体位姿优化计算方法:仅使用X或Y方向的对应点关系即可实现位姿计算

一、高速激光编码/解码

    通过在扫描基站的X-Y方向数据帧前加入编码帧的方式实现对基站的光学编码,标识点响应基站扫描信号后,通过解码算法获得该标识点在各个基站中的图像坐标,从而计算标识点的空间三维坐标。目前已完成基站编码控制器和跟踪器硬件的研发,设计的编码方案可支持32个基站编解码。

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二、基站扩展布局设计

    为了提高基站的空间利用率,必须让每个基站覆盖尽量大的空间范围,同时保证多基站的交叠区内信号不会互相干扰。目前已经根据编码特性设计了2X5阵列的基站布局方案,可支持跟踪面积超过一百平米。

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三、刚体位姿优化计算方法

    传统基于摄像机图像的刚体位姿计算需要实现3D点与2D点之间的完全匹配才能计算,本方案提出了一种放宽条件的位姿计算方法,仅使用XY方向的对应点关系即可实现位姿计算,相较于传统方法可利用更多有效信息参与计算,降低了计算所需的对应点数量,提升了系统的适用性。

此外,中心团队DongTracker光学定位系统开发了专用多人VR对战VR射击游戏系统。该系统基于UnrealEngine4次时代游戏引擎开发,目前已经完整主要功能的开发

所完成具备以下功能和特点:

1、客户端具备较为完整的全3D可视化控制台功能,能够实时设置包括碰撞检测范围、玩家名称、玩家队伍等信息,并能实时直观地观察整体战局、战斗数据、玩家位置、碰撞警告提示等信息。

2、支持8人及以上联网对战,支持传感器位置实时同步,支持角色IK反向动力学角色骨骼动画

3、具有四种特色鲜明的武器枪械和多种武器配件,支持高度仿真的操作、射击手感、枪械音效。

4、具有虚拟靶场场景,玩家可以在靶场中熟悉武器,练习精确射击。靶场中环形靶标能够实时反应出玩家每一枪击中的环数。

5、具有一个与动捕实地尺寸相匹配的战斗场景,包含红蓝两队出生点、风力模拟元素、可破坏并可自动再生的物理物品,以及实时更新战斗数据的红蓝双方计分榜。

6游戏目前支持回合计时制分队血战模式,每一回合计时结束时自动开始下一回合。服务器端也可以随时终止本局游戏并重新开始。整局游戏结束后各队分别显示显示整局游戏战斗数据统计积分榜,服务器端可以对游戏进程进行整体控制

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