沉浸式電腦遊戲環境---子計畫二:新式六軸定位遊戲機搖桿之設計、製作及測試

Abstract

在搖桿內放置慣性感測器是一種實現6 軸定位裝置的可行方法。微機電技術製造之慣性 感測器，因其同時具有微型化、製作成本低廉、性能符合要求… 等優點，因而可適用 於此一計畫。 一般來說，慣性感測器可利用兩種方式來得到六軸定位的資訊。第一個方式是利用三 個陀螺儀和三個線性加速規。另一個方式是在一個立方體的不同位置上，貼上六個或 六個以上的加速規，並且根據不同位置的加速規的輸出，來計算角加速度與線性加速 度。由於在第二個方式中，必須要比第一個方式多一個積分運算才能得到相同的位置 與轉動角度。因此當這些量測訊號中有雜訊存在時，積分運算會造成嚴重的Drifting 問 題。 在這個計畫裡，我們將在遊戲機的定位搖桿上，加裝新式的六軸定位感測器，而此一感 測器將兼具上述兩種傳統方式的優點。易言之，我們將設計製作一個具有六軸定位功能 之慣性感測單元，而此一量測單元全由加速度規所構成。再者，所有的加速度規都安裝 在同一個平面上。 根據我們初步的研究結果顯示，我們可以將加速度規置於同一平面上，以讀取角加速度與加速度訊號。目前還有二個問題需要更深入的研究與克服。 (1) 如何減少此一新式六軸定位感測器的積分運算的次數使漂移問題的影響降至最低。 (2)如何用最小的尺寸而達到所需要的解析度。