vr中的傳感器：VR設備的主要三種傳感器類型

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我們知道，近年來火熱的虛擬現實設備市場，即VR市場，少不了傳感器技術的大力支持。作為VR設備中實現人機交互功能的核心零部件，傳感器應用得好與壞，在很大程度上決定了VR設備的用戶體驗。與智能手機傳感器相比，VR設備對傳感器的精度和實時性要求更高，如果精度和實時性不夠，就會直接導致暈動癥。
VR虛擬可穿戴設備，資料圖
目前，VR設備中的傳感器主要可分為三個大類：
首先，最主要的一類是IMU傳感器，即慣性傳感器。包括加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器，這些傳感器主要用于捕捉頭部運動，特別是轉動。
在使用VR設備時，使用者在虛擬世界的物理信息，主要是頭部的朝向姿態及所處的物理位置。因此，IMU傳感器在VR中起著基礎核心的作用。因此，對于VR設備而言，產品體驗主要就是動作捕捉的準確性和顯示的延遲這兩方面，而這很大程度上，都是由設備中的IMU慣性傳感器決定的。
現有的VR傳感器主要可分為三大類，資料圖
第二類是動作捕捉傳感器，目前的方案有紅外攝像頭和紅外感應傳感器等，具體方案不同，用的傳感器也不同，主要用來實現動作捕捉，特別是使用者左右前后的移動。
第三類是VR設備中會用到的其他類型傳感器，如佩戴檢測用的接近傳感器、觸控板用的電容感應傳感器等已被廣泛使用，而眼球追蹤用到的紅外攝像頭，及實現手勢識別、實現AR功能的傳感器等可能會被應用在未來的VR設備中。
目前國內的VR傳感器，主要還是以美、日本進口產品為主。資料圖
目前，在國內VR設備傳感器供應市場，上述三類傳感器還都沒有國產化。目前用的傳感器，主要還是以美國和日本的進口產品為主。國內也有做傳感器的企業，但主要還是被國外幾個大廠壟斷了全球市場。
在現實層面，雖然顯示屏的成本占據了VR設備硬件成本的重頭，進口傳感器不會給成本帶來較大負擔。但長遠來看，若想進一步完善VR設備功能，提升用戶體驗，只靠研究傳感器算法還遠遠不夠，自主可控的傳感器制造可能會成為產業發展的關鍵所在。長遠來看，VR傳感器的國產化依然任重而道遠。
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vr中的傳感器：傳感器在VR中有著什么樣的作用

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（文章來源：VR網）
VR及AR作為一種全新的人機交互方式，被業界廣泛認為是繼智能手機之后的下一個風口。其革命性主要體現在人機交互方式的變化，從而在時間+空間上解放了用戶。傳統計算機通常使用顯示器、鍵盤、鼠標等接口設備進行交互，它們是面向計算機開發的，用戶需要學習設備的操作方法。而虛擬現實系統采用的輸入/輸出設備，可使用戶利用自己的感覺來感知環境，是專門為用戶設計的。
在VR信息收集系統中，傳感器發揮著關鍵性的作用，而且需要用到的傳感器種類繁多，包括手勢傳感器、手指彎曲傳感器、動作追蹤傳感器、觸覺傳感器、眼動追蹤、MIC/陣列MIC、光敏傳感器、光纖傳感器、激光傳感器、紅外傳感器、直立式攝像頭、定位傳感器、頭像識別傳感器、慣性傳感器和嗅覺傳感器等。
下面，我們就以目前市場上的主流VR產品為例，介紹一下位置追蹤傳感器、動作追蹤傳感器，以及視覺/光學、聲學、壓感/觸控器件的應用情況。
首先是Oculus的Rift，其采用的“星座系統”位置追蹤傳感器，通過外置IR CCM，可以監控40盞紅外Led燈；在動作追蹤方面，其通過加速度計、陀螺儀、磁力計實現；視覺/光學部分，采用直立式外置IR-CCM(星座系統一部分)和環境光線傳感器；聲學上則是內置了立體環繞耳機、MIC；通過振動馬達實現壓感/觸控。
另外一個例子就是HTC的Vive，它用了2個Lighthouse激光基站+80個光敏傳感器；其它相應配置分別為加速度計、陀螺儀，前置CCM，內置MIC，振動馬達。
再有一個主流產品就是PlaystationVR，它僅360度頭部追蹤，依靠9個Led及加速度計、陀螺儀實現，需搭配PS CCM使用；動作追蹤方面采用加速度計、陀螺儀和磁場感應器；外置PS CCM；該產品沒有配置聲學器件；壓感/觸控器件也是振動馬達。
目前市場上還有一款名為暴風魔鏡的VR產品，它采用了神秘公司LeapMotion的手勢識別系統；動作追蹤通過加速度計和陀螺儀實現；視覺/光學則為2個CCM；聲學部分為數字MIC和可拆卸式耳機；通過側面觸控板實現壓感/觸控。
 （責任編輯：fqj）
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vr中的傳感器：汽車VR傳感器是什么意思？

1、VR傳感器全稱為可變磁阻傳感器，它的基本工作原理是：由一個穿過電磁鐵的線圈組成，一個齒輪輪齒(或其它靶的凸出部分)通過磁鐵表面，從而引起磁通量的數量的變化。
2、當靶的凸出部分(例如齒輪的輪齒)運動接近到傳感器，此時磁通量最大。當靶的凸出部分離去，磁通量跌落。靶的運動結果引起磁通量隨時間變化，這在線圈中感應出成比例的電壓，以后的電路(信號處理電路)將輸入信號變成數字波形(脈沖)，它能更容易計數及時間控制。
3、雖然VR傳感器是基于很成熟的技術，但它仍然有一些較大的缺點。第一是價格，磁通量信號的處理電路成本較高。另外，信號處理電路的頻響性能在低頻時難以實現很好的線性。?
 擴展資料：
1、汽車VR技術多類型車輛行駛路線與其他布置、凈空高度，如道路橋梁仿真。
2、VR已不僅僅被關注于計算機圖象領域，它已涉及更廣的領域，如電視會議、網絡技術和分布計算技術，并向分布式虛擬現實發展。虛擬現實技術已成為新產品設計開發的重要手段。
3、其中，協同工作虛擬現實是VR技術新的研究和應用的熱點，它引入了新的技術問題，包括人的因素和網絡、數據庫技術等。如人的因素，已需要考慮多個參與者在一個共享的空間中如何相互交互，虛擬空間中的虛擬對象在多名參與者的共同作用下的行為等。
4、在VR環境下的進行協同設計，團隊成員可同步或異步地在虛擬環境中從事構造和操作虛擬對象的活動，并可對虛擬對象進行評估、討論以及重新設計等活動。
5、分布式虛擬環境可使地理位置上分布不同的設計人員面對相同的虛擬設計對象，通過在共享的虛擬環境中協同地使用聲音和視頻工具，可在設計的初期就能夠消除設計缺陷，減少產品上市時間，提高產品質量。
6、此外，VR已成為構造虛擬樣機，支持虛擬樣機技術的重要工具。VE――虛擬環境技術可使工程師在三維空間中實時地與他們的設計樣機（虛擬樣機）進行交互。
7、虛擬現實技術(英文名稱：Virtual Reality，縮寫為VR)，又稱靈境技術，是20世紀發展起來的一項全新的實用技術。虛擬現實技術囊括計算機、電子信息、仿真技術于一體，其基本實現方式是計算機模擬虛擬環境從而給人以環境沉浸感。
8、隨著社會生產力和科學技術的不斷發展，各行各業對VR技術的需求日益旺盛。VR技術也取得了巨大進步，并逐步成為一個新的科學技術領域。
參考資料：百度百科-虛擬現實
參考資料：百度百科-VR技術

1、氧傳感器：當氧傳感器故障時，ECU無法獲取這些信息，就不知道噴射的汽油量是否正確，而不合適的油氣空燃比會導致發動機功率降低，增加排放污染；
2、輪速傳感器：它主要是收集汽車的轉速來判斷汽車有沒有打滑的征兆，所以，就有一一個專門收集汽車輪速的傳感器來完成這項工作，一般安裝在每個車輪的輪轂上，而一旦傳感器損壞，ABS會失效；
3、水溫傳感器：當水溫傳感器故障后，往往冷車啟動時顯示的還是熱車時的溫度信號，ECU得不到正確的信號，只能供給發動機較稀薄的混合氣，所以發動機冷車不易啟動，且還會伴隨怠速運轉不穩定，加速動力不足的問題；
4、電子油門踏板位置傳感器：當傳感器失效后，ECU無法測得油門位置信號，無法獲得油門門踏板的正確位置，所以會出現發動機加速無力的現象，甚至出現發動機不能加速的情況；
5、進氣壓力傳感器：進氣壓力傳感器顧名思義就是隨著發動機不同的轉速負荷，感應一系列的電阻和壓力變化，轉換成電壓信號，供ECU修正噴油量和點火正時角度。一般安裝在節氣門邊上，假如故障了會引起點火困難、怠速不穩、加速無力等問題。

VR傳感器全稱為可變磁阻傳感器，它的基本工作原理是：由一個穿過電磁鐵的線圈組成，一個齒輪輪齒(或其它靶的凸出部分)通過磁鐵表面，從而引起磁通量的數量的變化。
當靶的凸出部分(例如齒輪的輪齒)運動接近到傳感器，此時磁通量最大。當靶的凸出部分離去，磁通量跌落。靶的運動結果引起磁通量隨時間變化，這在線圈中感應出成比例的電壓，以后的電路(信號處理電路)將輸入信號變成數字波形(脈沖)，它能更容易計數及時間控制。
雖然VR傳感器是基于很成熟的技術，但它仍然有一些較大的缺點。第一是價格，磁通量信號的處理電路成本較高。另外，信號處理電路的頻響性能在低頻時難以實現很好的線性。?

　　VR傳感器全稱為可變磁阻傳感器，它的基本工作原理是：由一個穿過電磁鐵的線圈組成，一個齒輪輪齒(或其它靶的凸出部分)通過磁鐵表面，從而引起磁通量的數量的變化。
　　當靶的凸出部分(例如齒輪的輪齒)運動接近到傳感器，此時磁通量最大。當靶的凸出部分離去，磁通量跌落。靶的運動結果引起磁通量隨時間變化，這在線圈中感應出成比例的電壓，以后的電路(信號處理電路)將輸入信號變成數字波形(脈沖)，它能更容易計數及時間控制。
　　雖然VR傳感器是基于很成熟的技術，但它仍然有一些較大的缺點。第一是價格，磁通量信號的處理電路成本較高。另外，信號處理電路的頻響性能在低頻時難以實現很好的線性。?

現代汽車技術發展特征之一就是越來越多的部件采用電子控制。根據傳感器的作用，可以分類為測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度、速度、光亮度、干濕度、距離等功能的  汽車傳感器
傳感器，它們各司其職，一旦某個傳感器失靈，對應的裝置工作就會不正常甚至不工作。因此，傳感器在汽車上的作用是很重要的。   汽車傳感器過去單純用于發動機上，現在巳擴展到底盤、車身和燈光電氣系統上了。這些系統采用的傳感器有100多種。在種類繁多的傳感器中，常見的有∶   進氣壓力傳感器：反映進氣歧管內的絕對壓力大小的變化，是向ECU（發動機電控單元）提供計算噴油持續時間的基準信號；   空氣流量計：測量發動機吸入的空氣量，提供給ECU作為噴油時間的基準信號；   節氣門位置傳感器：測量節氣門打開的角度，提供給ECU作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準信號；   曲軸位置傳感器：檢測曲軸及發動機轉速，提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準信號；   氧傳感器：檢測排氣中的氧濃度，提供給ECU作為控制燃油/空氣比在最佳值（理論值）附近的的基準信號；   進氣溫度傳感器：檢測進氣溫度，提供給ECU作為計算空氣密度的  汽車傳感器
依據；   冷卻液溫度傳感器：檢測冷卻液的溫度，向ECU提供發動機溫度信息；   爆震傳感器：安裝在缸體上專門檢測發動機的爆燃狀況，提供給ECU根據信號調整點火提前角。   這些傳感器主要應用在變速器、方向器、懸架和ABS上。   變速器：有車速傳感器、溫度傳感器、軸轉速傳感器、壓力傳感器等，方向器有轉角傳感器、轉矩傳感器、液壓傳感器；   懸架：有車速傳感器、加速度傳感器、車身高度傳感器、側傾角傳感器、轉角傳感器等；   下面我們來認識一下汽車上的主要傳感器。   空氣流量傳感器是將吸入的空氣轉換成電信號送至電控單元（ECU），作為決定噴油的基本信號之一。根據測量原理不同，可以分為旋轉翼片式空氣流量傳感器（豐田PREVIA旅行車）、卡門渦游式空氣流量傳感器（豐田凌志LS400轎車）、熱線式空氣流量傳感器（日產千里馬車用VG30E發動機和國產天津三峰客車TJ6481AQ4裝用的沃爾沃B230F發動機）和熱膜式空氣流量傳感器四種型式。前兩者為體積流量型，后兩者為質量流量型。目前主要采用熱線式空氣流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器兩種。   進氣壓力傳感器可以根據發動機的負荷狀態測出進氣歧管內的絕對壓力，并轉換成電信號和轉速信號一起送入計算機，作為決定噴油器基本噴油量的依據。國產奧迪100型轎車（V6發動機）、桑塔納2000型轎車、北京切諾基（25L發動機）、豐田皇冠3．0轎車等均采用這種壓力傳感器。目前廣泛采用的是半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器。   節氣門位置傳感器安裝在節氣門上，用來檢測節氣門的開度。它通過杠桿機構與節氣門聯動，進而反映發動機的不同工況。此傳感器可把發動機的不同工況檢測后輸入電控單元（ECU），從而控制不同的噴油量。它有三種型式：開關觸點式節氣門位置傳感器（桑塔納2000型轎車和天津三峰客車）、線性可變電阻式節氣門位置傳感器（北京切諾基）、綜合型節氣門位置傳感器（國產奧迪100型V6發動機）。   曲軸位置傳感器也稱曲軸轉角傳感器，是計算機控制的點火系統中最重要的傳感器，其作用是檢測上止點信號、曲軸轉角信號和發動機轉速信號，并將其輸入計算機，從而使計算機能按氣缸的點火順序發出最佳點火時刻指令。曲軸位置傳感器有三種型式：電磁脈沖式曲軸位置傳感器、霍爾效應式曲軸位置傳感器（桑塔納2000型轎車和北京切諾基）、光電效應式曲軸位置傳感器。曲軸位置傳感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲軸位置傳感器一般安裝于曲軸皮帶輪或鏈輪側面，有的安裝于凸輪軸前端，也有的安裝于分電器（桑塔納2000型轎車）。   爆震傳感器安裝在發動機的缸體上，隨時監測發動機的爆震情況。目前采用的有共振型和非共振型兩大類。

vr中的傳感器：解密“頭號玩家”里的VR技術

原標題：解密“頭號玩家”里的VR技術

該片根據恩斯特·克萊恩同名小說改編，講述了在未來世界，由于現實生活無趣，無數年輕人沉浸在VR的虛擬世界中。而主人公韋德逐漸發覺：自己在現實和虛擬世界里都面臨困境，并且他需要和小伙伴們一起拯救世界。（潮點，沒看電影的人快拿小本本記下來，要不這兩天沒談資了！）

這部電影不光在票房上大賣，而且在各大影評網站都廣受好評。

豆瓣評價分布呈“P”型，典型的高質量電影

原作小說中，VR 眼鏡基本上只作為進入虛擬世界的工具存在；而電影卻十分逼真地展示了VR 眼鏡對于兩個世界如何聯結和互動、人如何通過VR技術改頭換面的重要作用。尤其是對于現實世界被 VR 所改變后的景象，描繪之精彩令人叫絕。

隨著這部電影的熱度，我們也可以預見到這將會在現實世界中促進VR產品市場大熱。

那到底什么是VR技術？它又是怎么發展到今天的呢？

什么是VR技術？

VR（Virtual Reality）技術，中文即虛擬現實，就是通過一系列技術手段來制造虛擬場景，并模擬各種感官感受來欺騙大腦，營造一種身臨其境的真實感受。

這個概念最早可以追溯到Aldous Huxley 1932年推出的長篇小說《Brave New World》。這篇小說以26世紀為背景，描寫了以機械文明為代表的未來社會中人們的生活場景。書中提到，“頭戴式設備可以為觀眾提供圖像、氣味、聲音等一系列的感官體驗，以便讓觀眾能夠更好地沉浸在虛擬的世界中。”

23年后的1955年，攝影師Morton Heilig才設計出了頭戴式設備的原型圖。

VR眼鏡初代機

這可以稱得上是一個巧妙的裝置，完美地結合了光學、人類視覺成像原理和大腦視覺感知系統，其架構今天仍然在使用。如今市面上賣199包郵的VR眼鏡，基本都是這玩意兒。

實際上我們完全可以用一個紙殼子代替！

自制五毛錢VR眼鏡

難道說，如果你帶了這么一個VR眼鏡，就能走進電影里那個奇幻的世界嘛？

并不能！

實際上，虛擬現實技術綜合了硬件層面的傳感器技術和軟件層面的計算機圖形技術、計算機仿真技術、顯示技術等多種科學技術。它在多維信息空間上創建一個虛擬信息環境，能使用戶具有身臨其境的沉浸感，具有完美的環境交互作用能力。

而連接虛擬和現實的物質基礎，就是傳感器技術。

在使用VR設備時，最關鍵的指標就是：使用者在虛擬世界的物理信息。這主要是通過測量頭部的朝向姿態及所處的物理位置來確定。據此，目前VR設備中的傳感器主要可分為以下三類：

首先，最主要的一類是IMU傳感器，即慣性測量單元。包括陀螺儀、加速度傳感器和地磁傳感器等。

想象一個笛卡爾坐標系，如下圖所示，具有x軸、y軸和z軸；IMU傳感器能夠測量各軸方向的線性運動，以及圍繞各軸的旋轉運動。

IMU傳感器原理圖

在VR技術里，IMU傳感器主要用于捕捉頭部動作，特別是轉動。對于VR設備而言，產品體驗主要就是動作捕捉的準確性和顯示的延遲這兩方面，而這很大程度上，都是由設備中的IMU慣性傳感器決定的。因此，IMU傳感器在VR中起著基礎核心的作用。

讓我們打開這個頭戴式VR設備

順便說下，如果你體驗過VR技術，就可以感覺到，那玩意兒太重了，如果能像電影里一樣輕便，那就好了。

而筆者所在的半導體所研究的MEMS技術（微機電系統）正致力于解決這個問題。什么叫MEMS？可以看下面這張圖。

MEMS，就是把又大又笨重的IMU傳感器做的小巧，實現“大白變小白”的過程。

其次，第二個大類是用于定位和動作捕捉的傳感器，這個主要用來實現動作捕捉，特別是使用者前后左右的移動。目前的方案有紅外攝像頭和紅外感應傳感器等。

這種傳感器用到的最基本原理，大家在趙忠祥老師的全民公開課——“動物世界”里應該都學習過。

“頰窩——蛇的紅外感受器”（圖片來源，中科院成都生物所）

最后，就是我們常見的分類--其他類型傳感器。

我們把剩下的、不好分類的、雜七雜八的東西都放在這里，既有佩戴檢測用的接近傳感器、觸控板用的電容感應傳感器等已被廣泛使用的傳感器，也有被眼球追蹤用到的高動態捕捉攝像頭、實現手勢識別、實現AR功能的傳感器等可能會被應用在未來VR設備的傳感器。

當然，有了這些硬件基礎產生的數據，你已經具備了進入一個身臨其境的“夢”的基本條件。最終，還是需要一個“大腦”里進行處理，那就是計算機。（有人又要爭辯道，“軟件里只講計算機不能算VR……VR！……碼農的事，計算機能算VR么？）

同時計算處理單元還負責給你構造一個完美的虛擬世界，正如電影里的“綠洲”。

VR技術的奇妙之處

有人會說，沒想到為了給我創造好的游戲環境，科學家們真是煞費苦心。（哼，美得你）

實際上，早期這門技術首先由美國軍方研發，目的是為了解決戰斗機的飛行員的駕駛問題。（對，飛行員叔叔剛開飛機，也暈也會吐）

后來人們發現這種身臨其境的沉浸感，有助于人機交互從而啟發奇思妙想，所以逐漸被應用到民用領域。

提到沉浸感就不得不說VR的三大特點：沉浸（Immersive），交互（Interaction）和構想（Imagination）。（業界也叫“3I”）

沉浸感就是你玩VR感覺賊逼真，大腦相信自己所看、所聽，所感受到的全部都是真實的，于是整個人全身心地投入到了這個虛擬的世界中去。

這怎么做到呢？實際上就是讓機器通過模擬各種感覺來欺騙大腦。按照現有的傳感器和機械技術，實際上一般只能模擬出視覺、聽覺等為數不多的幾種感知，但這已經占據人全部感知的90%以上了。差的那不到10%，就是你去玩VR還是感覺有點假的原因。

當然就算沉浸感賊真實，如果只能看不能摸，無法交互的話，大腦還會回過神來，意識到這一切終究是鏡花雪月。

因此，VR必須讓你能在虛擬世界里拳打腳踢、上躥下跳，這就是各種傳感器大顯身手的地方。通過傳感技術，可以跟蹤人手的精細動作，身體跑，跳等動作，并在虛擬現實中進行反饋。

比方說，你伸手摸虛擬女友的臉，應該能感受到皮膚的細膩柔軟和身體的溫度。

除了前面兩點，虛擬現實的另一個重要特點就是構想。

你不光能對現實建模，還可以模擬現實中完全不存在的場景、不存在的事物以及不存在的規律，從而以和現實完全不同的方式來對大腦進行操控。

有了這些，虛擬世界將更加的真實，也能迸發出更多的想象力，讓虛擬現實更好玩。

VR的展望

近幾年，得益于半導體行業的高速發展，VR設備所需的傳感器、液晶屏等零件價格降低，解決量產和成本的問題；隨著通訊行業的發展，所有VR應用均可運行在云端，利用其強大的計算能力和渲染能力實現VR應用運行結果的處理，并把云端處理過的畫面和聲音再經過超低時延的5G網絡發送到VR設備上。

科技的進步使得VR離普及越來越近了，許多大公司紛紛推出自己的VR產品。比如谷歌推出了廉價易用的Cardboard，三星推出了Gear VR等，消費級的VR開始大量涌現。

如今，VR不僅在游戲、（小）電影、直播、購物等娛樂領域野蠻生長，它在工作和生活中也有很多應用。如電視會議、教育模擬和旅游探索等，并向分布式虛擬現實發展。

同時虛擬現實技術已成為新產品設計開發的重要手段。其中，協同工作、虛擬現實是VR技術新的研究和應用熱點。

開VR會議

此外，VR已成為構造虛擬樣機、支持虛擬樣機技術的重要工具。VE――虛擬環境技術，可使工程師在三維空間中實時地與他們的設計樣機（虛擬樣機）進行交互。

出品：科普中國

制作：中國科學院半導體研究所 蘇濤

監制：中國科學院計算機網絡信息中心返回搜狐，查看更多

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