HOOV：基于惯性传感的自体感知交互的视场外手部追踪

当前虚拟现实系统为视觉控制下的交互而设计。头显利用内置摄像头追踪用户双手或手持控制器，当其位于视场之内。当前系统因而忽略了用户与屏外内容的交互——即用户可通过自体感知快速访问、而无需费力转头将其纳入焦点的虚拟对象。本文中，我们提出 HOOV，一种腕戴式传感方法，允许 VR 用户在视场外与对象交互。基于单个腕戴式惯性传感器的信号，HOOV 持续估计用户在三维空间中的手部位置，以在双手离开追踪范围时补充头显的追踪。我们新颖的数据驱动方法仅从手部朝向的连续估计预测手部位置与轨迹，而该朝向本身仅基于惯性观测即稳定。我们的惯性传感同时检测手指捏合以登记屏外选择事件，利用腕部设备内触觉执行器确认，从而允许用户选择、抓取和放下虚拟内容。我们从两方面将 HOOV 性能与基于摄像头的 optical 运动捕捉系统比较。第一项评估中，参与者基于运动捕捉系统的追踪信息交互以评估其自体感知输入的精度；第二项中，他们基于 HOOV 的实时估计交互。我们发现 HOOV 的目标无关估计平均追踪误差为 7.7 cm，使参与者能可靠访问身体周围的虚拟对象而无需先将其纳入焦点。我们展示了若干利用 HOOV 所开辟的更大输入空间实现快速自体感知交互的应用，并最后讨论我们技术的潜力。