空间定位技术那么多 到底什么最适合VR？

空间定位系统有着很悠久的历史，从最初的星象，到后来的 “牵星术”。你可以根据牵星板测定的垂向高度和牵绳的长度，即可换算出北极星高度角，它近似等于该地的地理纬度。

时至今日，定位技术随着科技的发展日渐成熟和精确。近日，Valve宣布对一些做手势硬件厂商开放Lighthouse定位技术套件，空间定位技术又成为大家关注的焦点。

其实，除了大家熟知的Lighthouse，还有非常多的空间定位技术。魔多君盘点了几种常用的空间定位技术，先来了解下它们：

1.GPS卫星定位技术

GPS应该是大家最熟悉的定位技术，它是利用24颗工作卫星发射信号，通过时间差测出距离，进而确定待测点的位置。因为同时利用了24颗卫星，它能够排除一些误差较大的数据，使得定位更精确。

去年，国外一个戴上VR头盔开赛车的宣传视频火爆网络，它就是采用了GPS定位。视频如下：

GPS定位系统覆盖全球，而且是免费的，是非常理想的室外定位系统。但是其缺点也相当明显：信号受建筑物影响较大，衰弱很大，定位精度相对较低。而且，而定位不准会直接导致眩晕，所以在VR 领域很少采纳。

2. 影像识别（Opti Track）

应用这类定位技术最具代表性的就是Opti Track，很多人把Opti Track定义为光学定位，但是魔多君认为，把它定义为影像识别更为直观。先来看一个Opti Track应用的视频：

这类定位方案的基本原理简单的说就是利用多个红外发射摄像头、对室内定位空间进行覆盖，在被追踪物体上放置红外反光点(就是我们看到的)，通过捕捉这些反光点反射回摄像机的图像，确定其在空间中的位置信息。

这类定位系统有着非常高的定位精度，延迟也能达到20ms以内。它的缺点是造价非常昂贵，且供货量很校一个摄像头的价位就要1000美元以上，而要覆盖一个大概5x5米的定位空间，一般需要6~10个摄像头，成本之高，可想而知。

这类系统主要应用在类似线下体验店这样的商用场景，家用还太昂贵。

3. 红外光定位（Lighthouse）

这类定位技术的代表产品为HTC Vive 的Lighthouse 室内定位技术，它是目前业内精度最高的定位系统。基本原理就是利用定位光塔，对定位空间发射横竖两个方向扫射的激光，在被定位物体上放置多个激光感应接收器，通过计算两束光线到达定位物体的角度差，解算出待测定位节点的坐标。

它以两个垂直的面进行扫描

Lighthouse 其实是由17个独立的光点二极管，可以无障碍地去定位方位。设计师非常巧妙和低成本的，详细可浏览魔多君之前的文章《我与Valve工程师讨论Lighthouse：不只精确，还很优雅７

但是，这个定位系统也存在它的弊端，由于光路很容易被遮挡，遇到障碍物不能“拐弯”，不适用于较大的空间，Lighthouse的定位空间只有5*5米。

4. 低功耗蓝牙定位（iBeacons定位）

iBeacons是苹果公司2013年9月发布的移动设备用的操作系统配备的新功能。它的基本原理简单的说，就是利用有低功耗蓝牙(BLE)通信功能的设备(iPhone手机或其他设备)向周围发送自己特有的ID，接收到该ID的应用软件会根据其携带的信息采取一些动作。比如，在构建有iBeacon的商场，用户带着iPhone，走到某个商户门前，就会自动弹出这个商户相应的促销信息。

这种定位方案定位精度很低，对设备的要求也比较高，不太适用于VR行业的应用。

5.Wi-fi定位

具体来说，Wi-Fi能够定位原理是这样的：

1.每一个无线AP（路由器）都有一个全球唯一的MAC地址，并且一般来说无线AP在一段时间内不会移动；

2.设备在开启Wi-Fi的情况下,即可扫描并收集周围的AP信号，并获取到AP广播出来的MAC地址；

3、设备将这些能够标示AP的数据发送到位置服务器，服务器检索出每一个AP的地理位置,并结合每个信号的强弱程度,计算出设备的地理位置并返回到用户设备；

但是，需要注意的是，位置服务商要不断更新、补充自己的数据库，以保证数据的准确性。

目前wifi定位系统节点耗费差不多20美元，精度为米级，也不适用于VR领域的空间定位。

6.超声波定位

这种定位技术的灵感来源于蝙蝠。蝙蝠在夜间飞行的时候，喉头发出一种超过人的耳朵所能听到的高频声波（即超声波），这种声波沿着直线传播，一碰到物体就迅速返回来，它们用耳朵接收了这种返回来的超声波，使它门能作出准确的判断，引导它们飞行。

在实际应用中，超声波定位的技术也有很多方案，这里介绍一个最简单的：利用三面垂直的墙壁进行定位。在三面有墙壁的场所，你使用的设备可以理解为空间中某一个信号发射点，它向周围发射超声波，测距系统会利用发射和反射回来的声波产生的时差，乘以波速即可以算出距离。

利用三面垂直的墙壁进行定位

超声波定位的成本较低，但是由于超声波在空气中的衰减较大，它试用于较小范围，一般为几十米，测量的精度为厘米级。目前应用于无人车间等场所的移动物体。

“光学+无线”最适合VR

众所周知，VR 眩晕是一个非常大的难题，这也意味着，它对定位精度的要求非常高，所以在小范围内，光学是最佳的选择。当然，在室外的大空间情况下，“光学+无线”是非常好的方法，在遇到障碍物时，无线定位可以对光学进行补充。这样既保证了精度，也解决了光学定位容易被遮挡的难点。