캘리포니아 대학교 샌디에고 캠퍼스의 엔지니어들이 개발한 신기술은 확장 현실(XR) 경험을 더욱 부드럽고 원활하게 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.이 기술은 무선 신호를 사용하여 실시간으로 센티미터 수준의 정확도로 물리적 개체를 추적한 다음 이러한 개체의 가상 표현을 생성하는 자산 위치 파악 시스템으로 구성됩니다.이 기술의 적용 범위는 가상 게임 경험 강화부터 작업장 안전 개선까지 다양합니다.

UC San Diego Jacobs School of Engineering의 전기 및 컴퓨터 공학과 교수인 Dinesh Bharadia가 이끄는 팀은임베디드 네트워크 센서 시스템에 관한 ACM 컨퍼런스(SenSys 2023)터키 이스탄불에서 개최됐다.종이는 또출판됨에arXiv사전 인쇄 서버.

기존 현지화 방법에는 상당한 한계가 있습니다.예를 들어, 많은 XR 애플리케이션은 카메라를 사용하여 물체의 위치를 ​​파악합니다.가상 현실(VR) 장치, 증강 현실(AR) 안경 또는스마트폰 카메라"라고 연구 공동 제1저자인 전기 및 공학 분야의 Aditya Arun이 말했습니다.컴퓨터 공학박사.바라디아 연구실의 학생.

"그러나 이러한 카메라 기반 방법은 시각적 장애물, 빠르게 변화하는 환경 또는 열악한 조명 조건이 있는 매우 역동적인 시나리오에서는 신뢰할 수 없습니다."라고 Arun은 말했습니다.한편, WiFi 및 저전력 블루투스(BLE)와 같은 무선 기술은 필요한 정확도를 제공하지 못하는 경우가 많으며, 초광대역(UWB) 기술에는 복잡한 설정 및 구성이 필요합니다.

UC San Diego의 Bharadia 팀이 일본 오사카 대학교의 Shunsuke Saruwatari와 협력하여 개발한 새로운 자산 위치 파악 시스템은 역동적이고 조명이 어두운 환경에서도 센티미터 수준의 정확도로 정확한 실시간 물체 위치 파악을 제공함으로써 이러한 한계를 극복했습니다.환경.

또한 이 시스템은 쉽게 배치할 수 있고 크기가 1미터인 소형 모듈에 패키지되어 있어 최소한의 설정으로 TV나 사운드 바 같은 전자 장치에 통합할 수 있습니다.

연구원들은 6GHz 이하 영역에서 무선 신호의 힘을 활용하여 시스템을 구축했습니다.Arun은 "카메라 기반 방법과 달리 이러한 무선 신호는 시각적 방해의 영향을 덜 받고 가시선이 아닌 조건에서도 계속 작동합니다."라고 말했습니다.

시스템은무선 신호물체에 부착된 배터리로 작동되는 UWB 태그를 정확히 찾아냅니다.이는 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.하나는 위치 파악을 위해 비콘 신호를 전송하는 UWB 태그입니다.

다른 구성 요소는 비콘 신호를 수신하기 위해 시간과 위상이 동기화된 6개의 UWB 수신기가 장착된 위치 파악 모듈입니다.이 신호는 이동하면서 약간 다른 위상과 시간에 각 수신기에 도달합니다.시스템은 이러한 차이점을 영리한 방식으로 결합하여 2D 공간에서 태그의 위치를 ​​정확하게 측정합니다.

테스트에서 연구원들은 그들의 시스템을 사용하여 일상적인 물건을 사용하여 실물 크기의 체스 게임을 플레이했습니다.그들은 기성품인 UWB 태그를 머그에 장착하여 가상 체스 조각으로 변신시켰습니다.조각이 테이블 위에서 이동함에 따라 시스템은 센티미터 수준의 정확도로 실시간으로 움직임을 원활하게 추적할 수 있었습니다.

Arun은 "우리 시스템은 동적 시나리오에서 90번째 백분위수 정확도를 달성하고 최첨단 위치 파악 시스템보다 최소 8배 더 나은 성능을 발휘한다는 사실을 발견했습니다."라고 말했습니다.

팀은 현재 시스템을 개선하고 있습니다.다음 단계에는 시스템을 더욱 견고하게 만들기 위해 PCB 설계를 개선하고 수신기 수를 줄여 개선하는 것이 포함됩니다.에너지 효율, 전체 3D를 지원하기 위해 수직 축을 따라 안테나를 추가합니다.현지화.