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拆解 VR 定位黑科技,自己畫電路板做出 3D 追蹤器

利用HTC VIVE Lighthouse客製化3D追蹤系統實作

DIY Positional Tracking Using Vive's Lighthouse

周峻安、曾敬晏

110 學年第 2 學期電機(甲)

自己畫的感測器 PCB
自己畫的感測器 PCB
  • 120 Hz基站掃描頻率
  • 4個感測點同時讀取

想解決什麼問題

HTC VIVE 的 Lighthouse 定位精度很高,但只能搭配官方的手把與頭盔。本專題想做一個小型的自製接收器,不改基站就能讓任何東西被定位。

怎麼做

  1. 研究基站原理:每秒 120 次先發出全向紅外線脈衝,再以轉輪掃過 ±60° 的雷射平面,從時間差就能算出角度
  2. 自己設計電路與 PCB:光電二極體 BPW34S+官方 TS4231 晶片,把紅外線轉成 0/1 訊號
  3. Nordic nRF52 開發板以 PPI 硬體直接記錄訊號時間,不經過 CPU,可同時讀 4 個感測點,再用藍牙傳到電腦
  4. 把兩台基站當作針孔相機,用 6 個已知點解出投影矩陣,三角定位求出 3D 座標

做出了什麼

  • 6 個測量點的 3D 座標與實際位置大致吻合
  • 拿著自製感測器在空中畫正方形、直線、圓,3D 軌跡都清楚看得出形狀

成果圖

完成的感測器電路板
完成的感測器電路板
拿感測器在空中畫圖,系統還原的 3D 軌跡
拿感測器在空中畫圖,系統還原的 3D 軌跡

內容與圖片皆取自該組的成果報告或論文。

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