Беспроводная система отслеживания улучшит впечатления от расширенной реальности

Новая технология, разработанная инженерами Калифорнийского университета в Сан-Диего, способна сделать процесс использования расширенной реальности, XR, более плавным и бесшовным. Технология состоит из системы локализации объектов, которая использует беспроводные сигналы для отслеживания физических объектов с сантиметровой точностью в режиме реального времени, а затем генерирует виртуальное представление этих объектов.

Области применения этой технологии варьируются от улучшения качества виртуальных игр до повышения безопасности на рабочем месте.

Команда под руководством Динеша Бхарадии, профессора кафедры электротехники и вычислительной техники Инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего, представила технологию на конференции ACM по встраиваемым сетевым сенсорным системам (SenSys 2023), проходившей в Стамбуле, Турция.

Существующие методы локализации сталкиваются с существенными ограничениями. Например, многие приложения XR используют камеры для локализации объектов, будь то устройства виртуальной реальности (VR), очки дополненной реальности (AR) или камеры смартфонов, говорит соавтор исследования Адитья Арун, который является аспирантом кафедры электротехники и вычислительной техники в лаборатории Бхарадии.

Однако эти методы, основанные на использовании камер, ненадежны в высокодинамичных сценариях с визуальными препятствиями, быстро меняющимся окружением или плохими условиями освещения, — говорит Арун.

Между тем, беспроводные технологии, такие как WiFi и Bluetooth Low Energy (BLE), часто не обеспечивают требуемой точности, а технология сверхширокополосной связи (UWB) требует сложной установки и настройки.

Новая система локализации объектов, разработанная командой Бхарадии из Калифорнийского университета в Сан-Диего в сотрудничестве с Шунсуке Саруватари из Университета Осаки (Япония), преодолевает эти ограничения, обеспечивая точную локализацию объектов в реальном времени с сантиметровой точностью даже в динамичных и плохо освещенных средах. Система также упакована в легко развертываемый и компактный модуль размером в один метр, который может быть встроен в электронные устройства, такие как телевизоры или саундбары, с минимальными затратами на настройку.

Исследователи создали свою систему, используя мощь беспроводных сигналов в диапазоне суб-6 ГГц.

В отличие от методов, основанных на использовании камер, эти беспроводные сигналы меньше подвержены влиянию визуальных заслонов и продолжают работать даже в условиях отсутствия прямой видимости, — говорит Арун.

Система использует беспроводные сигналы для определения местоположения UWB-меток, прикрепленных к объектам с помощью батарей. Она состоит из двух основных компонентов. Один из них — UWB-метка, передающая сигнал маяка для локализации. Другой компонент — модуль локализации, оснащенный шестью UWB-приемниками, которые синхронизированы по времени и фазе для приема сигнала маяка. По мере распространения сигнал достигает каждого приемника с разной фазой и временем. Система комбинирует эти различия, чтобы точно измерить местоположение метки в двухмерном пространстве.

В ходе испытаний исследователи использовали свою систему для игры в шахматы в натуральную величину с использованием повседневных предметов. Они оснастили кружки готовыми UWB-метками, превратив их в виртуальные шахматные фигуры. Когда фигуры перемещались по столу, система могла плавно отслеживать их движения в реальном времени с сантиметровой точностью.

Мы обнаружили, что наша система достигает 90-го процентиля точности в динамических сценариях и работает по крайней мере в восемь раз лучше, чем современные системы локализации, — говорит Арун.

В настоящее время команда дорабатывает систему. Следующие шаги включают улучшение конструкции печатной платы, чтобы сделать систему более надежной, уменьшение количества приемников для повышения энергоэффективности и добавление антенн вдоль вертикальной оси для поддержки полной 3D-локализации.

21.12.2023


Подписаться в Telegram



Net&IT

Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр

В сериале Звездный путь: Следующее поколение к...

Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений
Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений

Квантовые системы, используемые в квантов...

Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек

Еще один балл в пользу искусственного инт...

Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее

Несколько лет назад исследователи Массачу...

Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам
Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам

Органические оптоэлектронные устройства, такие...

PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить
PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить

Атанасиос С. Фокас рассматривает актуальный во...

Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания
Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания

В новом исследовании, опубликованном 18 декабр...

Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей
Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей

Искусственный интеллект, разработанный для&nbs...

Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности
Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности

Ученые Рочестерского университета разработали ...

Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта
Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта

Многофункциональные компьютерные чипы эволюцио...

Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»
Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»

Стартовал отборочный этап Международного техно...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса