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虚拟现实和增强现实之传感器融合算法：卡尔曼滤波在位
置追踪中的应用
1 虚拟现实与增强现实简介
1.1 VR 与 AR 技术概述
虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）与增强现实（Augmented Reality，简
称 AR）是两种前沿的交互技术，它们通过模拟或增强现实环境，为用户提供沉
浸式的体验。VR 技术构建一个完全虚拟的环境，用户通过头戴式显示器（HMD）
和运动追踪设备，可以完全沉浸在虚拟世界中，与之互动。AR 技术则是在现实
世界的视图上叠加虚拟信息，增强用户对现实环境的感知和互动能力。
1.1.1 VR 技术的关键组件
� 头戴式显示器（HMD）：提供立体视觉效果，让用户感觉自己置
身于虚拟环境中。
� 运动追踪系统：包括头部追踪和手部追踪，确保用户在虚拟环境
中的动作能够被准确捕捉和反映。
� 输入设备：如手柄、数据手套，用于用户与虚拟环境的交互。
1.1.2 AR 技术的关键组件
� 透明显示器：允许用户同时看到现实世界和虚拟信息。
� 位置和环境感知：通过摄像头、传感器等设备，AR 系统能够理解
用户所处的环境和位置，从而准确地叠加虚拟信息。
� 实时处理能力：AR 系统需要快速处理大量数据，确保虚拟信息与
现实环境的同步。
1.2 位置追踪在 VR 与 AR 中的重要性
位置追踪是 VR 与 AR 技术的核心，它决定了用户体验的质量。在 VR 中，
位置追踪确保用户在虚拟环境中的移动和动作能够被准确反映，提供真实感的
交互体验。在 AR 中，位置追踪使得虚拟信息能够准确地叠加在现实世界的对
应位置上，增强用户对环境的理解和互动。
1.2.1 位置追踪的挑战
� 精度：需要高精度的追踪，以避免用户在虚拟或增强环境中感到
不适。
� 延迟：追踪系统必须实时响应，减少延迟，确保虚拟信息与用户
动作的同步。
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