美國加州大學聖地亞哥分校的團隊對超寬頻（UWB）無線通訊技術進行了升級，使其能完成實時、精確的3D動作捕捉。
新型超寬頻系統使用的電子標籤與一美分硬幣的大小相近，並且可以同時向四個錨節點發送一個訊號。
techxplore.com網站當地時間9月21日報道，由美國加州大學聖地亞哥分校（UCSD）Dinesh Bharadia教授領導的無線通訊感測與網路團隊對超寬頻（UWB）無線通訊技術進行了升級，使其能完成實時、精確的3D動作捕捉。
超寬頻技術已經問世多年，但直到最近才開始成為關注的焦點，因為它在確定其他裝置的位置和移動情況方面，比WiFi和藍芽更精確。研究人員表示，升級後的超寬頻技術不僅可用於搭建室內導航系統和智慧倉庫，由於具備對3D動作的捕捉能力，它還能為虛擬現實和體育分析等領域提供服務。然而，要達成這一系列目標，必須突破現有技術的若干侷限：執行速度、執行功耗以及3D本地化的精度。
Bharadia教授團隊開發的超寬頻原型系統已經基本符合了新標準。它傳輸資料的延遲只有一毫秒；一枚小型硬幣電池就能驅動系統連續運轉兩年以上；對於靜止物體，系統可精確到3釐米以內，對於移動物體，精度可達到8釐米以內。
研究人員表示，新系統從根本上改變了超寬頻系統定位物件的過程。超寬頻系統通常包含兩個主要元件：附著於物體的小型跟蹤裝置電子標籤；錨節點裝置（安裝於場景中的不同位點，以檢測標籤發射的無線電訊號）。現有系統的工作方式為：標籤向所有錨節點發送訊號，錨節點收到訊號後將其返回。系統根據訊號返回標籤的時間，計算標籤與每個錨節點的距離，最後對標籤位置進行三角化。
Bharadia說，舊系統的問題在於涉及大量訊號交換過程。為了簡化過程，研究人員更新了標籤的軟體，使其只需向所有的錨節點發送一個訊號。簡化訊號流程後，標籤的功率也顯著降低了。此外，研究人員還構建了新的錨節點，使其只需依靠一個訊號工作。團隊開發的特殊天線陣列和新演算法使錨節點能夠準確估計標籤訊號到達的3D角度與方向，進而精確定位標籤。
在測試中，當一名研究人員手持標籤在開放的辦公空間內移動時，新系統在一毫秒的延遲內精確跟蹤了標籤的3D位置。研究人員指出，儘管系統處於“嘈雜”環境中（注：電腦螢幕、玻璃窗和金屬物件都會干擾超寬頻訊號），其表現仍然相當出色。
編譯：雷鑫宇 審稿：西莫 責編：陳之涵
期刊來源：《互動、移動、可穿戴和泛在技術ACM論文集》
期刊編號：2474-9567
原文連結：https://techxplore.com/news/2021-09-wireless-tech-enable-real-time-3d.html
中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。
