编译/VR陀螺

今天，美国专利商标局正式授予苹果公司一项与Apple Vision Pro相关的专利，该专利涉及一种具有视觉校正功能的相对惯性测量系统。当VR头显中发生的运动与真实环境中发生的运动不匹配时，可能会引起晕动症，因此这样的系统主要用于补偿头显内的眼前庭不匹配。

例如，如果用户坐在汽车座位上通过VR头显玩游戏，当车辆转弯时，如果在游戏中体验到的运动与方向不匹配，可能会导致眼前庭不匹配。而苹果公司的发明就是为了在头显中弥补这种不匹配。

苹果公司在其专利背景中指出，传统的VR和AR系统可能无法将用户或用户身体部分的运动与用户所处的参照系（如用户所乘坐的车辆）的运动分开。

例如，佩戴传统VR或AR设备的用户可能坐在车辆中，车辆可能从停止位置开始加速，而佩设备的用户虽然坐在车辆中但并没有在车辆中移动（例如，用户相对于车辆的参考框架没有相对运动）。由于传统VR或AR设备无法将用户身体的运动与车辆的运动分开，因此这些设备可能会将车辆的运动归因于用户。这样，在VR或AR设备上显示给用户的图像对用户来说就好像其正在以与车辆相同的速度和方向穿过场景。

类似的现象也发生在角度运动方面。例如，佩戴传统VR或AR设备的用户可能正乘坐在一辆转弯的车辆中，但当车辆转弯时，用户可能不会实际转动头部。传统的AR或VR设备可能无法将用户头部的运动与车辆的运动分开。因此，车辆的转弯运动可能被归因于用户，尽管用户没有转动头部，但VR或AR设备上显示给用户的图像可能看起来在转弯或旋转。用户在车辆内的相对运动与用户通过显示场景观察到的运动之间的差异可能导致用户产生恶心和不适感。

这种不适感可能是由眼前庭不匹配引起的。同样，对于包括IMU的其他类型的设备来说（如控制器），将车辆的运动归因于控制器可能会导致不稳定的控制和意想不到的后果。

苹果公司的发明涵盖了一种系统、用户设备和方法，该系统、用户设备和方法采用了相对惯性测量技术，以确定用户设备相对于非固定参考框架（例如用户设备行驶的车辆）的相对运动。

在一些实施例中，相对惯性测量技术可用于确定要通过包括头戴式显示器的用户设备显示给用户的图像，该用户设备基于当用户佩戴头戴式显示器时和当用户在非固定参考框架（例如车辆）中行驶时用户头部的相对运动。在一些实施例中，相对惯性测量技术可与耦合到用户身体的控制器一起使用，以确定用户身体相对于用户所处的非固定参考框架（如移动车辆）的运动。

在一些实施例中，相对惯性测量系统包括至少两个惯性测量装置。第一惯性测量装置可与用户设备机械耦合。例如，用户设备可以是VR或AR系统的头戴式显示器。

第一惯性测量装置可与头戴式显示器的一部分机械耦合。这样，第一惯性测量装置可以与用户身体的一部分一起移动，并且可以测量由于身体一部分的移动而导致的用户设备的移动。例如，包括在头戴式显示器中的第一惯性测量装置可以测量用户头部的运动。

当用户设备在非固定参考框架（例如车辆）中移动时，用户设备中包含的第一惯性测量设备可以测量非固定参考框架（例如车辆）的移动和用户设备在非固定参考框架中的移动。

例如，如果用户佩戴包括第一惯性测量装置的头戴式显示器，并且将其头部向右转20度，与此同时，用户所乘坐的车辆向右转90度，则第一惯性测量装置可测量110度的惯性运动。

图源：patentlyapple

苹果专利图16示出了配置为确定相对惯性运动的头戴式用户设备的一个示例；图1示出了在移动参考框架（车辆）中乘坐的用户和包括用于确定用户相对于参考框架的相对运动的多个惯性测量设备的系统。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图13A-13C和14A-C说明了用户设备相对于参考框架的相对运动的示例。

如苹果公司的专利图10所示，在一个共同参考框架中的多个用户设备提供用于确定参考框架运动的运动信息；图15示出了一个惯性测量设备示例的框图。

图源：patentlyapple

在一些实施例中，例如专利图10，用户设备可以位于包括惯性测量设备的公共交通车辆（公共汽车）中。公共交通车辆可以向乘客传输车辆的惯性测量结果。

例如，如果地铁沿着设定的路径行驶，地铁可在实际通过轨道弯道之前传输有关轨道即将出现弯道的预测性惯性数据。

这是一项非常详细的专利，想了解更多专利细节，请查阅苹果公司的授权专利11698258。

图源：patentlyapple