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作者:葉欲 (2000-05-26);核可:徐業良 (2000-05-30)
附註:本文為八十八學年度元智大學機械工程研究所葉欲君碩士論文部份內容。

虛擬實境感知硬體“Flock of Birds”簡介與裝配

1. Flock of Birds(FOB)基本特性簡介

本研究採用Ascension Technology Corporation公司所推出的Flock of Birds(以下簡稱Birds),是一具有三軸六個自由度之即時動態追蹤器。一組Birds包含Bird UnitTransmitterReceiverPower Supply,其組成元件如圖1所示。

1 Flock of Birds單位結構組成圖

其中TransmitterReceiver為主要的感測元件,利用兩者空間座標相對位置及方向的改變,傳回電腦並轉換成位移與旋轉的量值,而兩感測器之測量參考座標如圖2所示,需要注意的是其Z軸是朝下為正。

2 TransmitterReceiver之測量參考座標

由於Birds是以電磁感應偵測,因此其置放的位置格外重要,否則容易受到干擾而產生誤差。其中Transmitter應固定於非金屬的表面,如木質或塑膠材質等表面。此外,勿將Transmitter固定於牆壁、天花板或地板(混凝土),因為這些地方或多或少都有一些金屬物質,也將影響偵測值的正確性。而在Receiver方面,同樣要避免固定於金屬物質表面,若於活動的狀態如貼附在人體上等,亦要避免接近電源線、電源供應器或其他電器產品,以避免不必要的干擾。

2. Flock of Birds之安裝與設定

在安裝FOB之前,請確認所有電源皆關閉以避免造成設備的傷害,而後按照下列步驟來完成硬體安裝。

(1)FOB硬體配接

首先將9pinTransmitter接頭接到Bird Unit正面右邊的XMTR母接頭上,Bird Unit有指示燈及狀態電源開關的面板為正面,其配接圖如圖3所示。

3 Bird Unit正面面板及Transmitter配接圖

Transmitter配接完畢後,則換至Bird Unit的背面,其接孔分布如圖4所示。

4 Bird Unit背面面板接孔分布圖

依序接上ReciverPowerRS232 Cable等接線,而RS232的另一端則是接在電腦的COM1COM2序列埠,如此硬體配接大致完成。

(2)FOB工作模式調整

在硬體安裝完畢後先不要急於打開狀態電源開關,我們要先調整Dip Switch於合適之工作模式。其工作模式概分成Normal Address ModeExpanded Address ModeSuper-Expanded Address Mode三種,而在工作模式下亦有FlyTest模式。就三維虛擬設計環境的建構研究而言,採用一般常用的Normal Address ModeFly Mode即可。

Dip Switch共有八個switch可供調整,switch往下撥代表“ON”,往上撥則是代表“OFF”,而switch的設定組成與位置調整則是依工作模式而作調整,圖5所示為Normal Address Mode工作模式的switch設定組成。

5 Normal Mode switch設定組成圖

此針對一隻BirdDip Switch設定由左而右,前123是用來設定傳輸速率,這裡採用預設傳輸率為19200,設定值則為ONOFFOFF4567則是用來設定目前使用的Bird為第幾隻,因為只接一隻且為Fly Mode,其設定值為OFFOFFOFFON。而第八個switchFly modeTest mode的切換,由於採用Fly mode故其設定為OFF。因此設定完成後switch的位置設定應為ONOFFOFFOFFOFFOFFONOFF,圖6則為DIP Switch設定完成圖。

6 DIP Switch位置設定完成圖

完成工作模式設定後,則插上電源插頭並將狀態開關撥到Fly的模式下,就可以看到旁邊的LED指示燈閃爍5次後停止,此即表示FOB安裝成功。但由於閃爍的速度較快而較無法分辨出是4次或5次,因此在安裝完成後必須於虛擬實境軟體World Up中設定,若可偵測到FOB的存在,表示其處於正常工作狀態。此外,其他閃爍次數代表著錯誤或警告的訊息,屆時請記住閃爍次數並參考使用手冊以求解決方法(Error Message將列表於本章之最後)。

(4)FOBWorld Up之設定

在以虛擬實境軟體World Up設定FOB前,須注意FOB連接於電腦序列埠為COM1COM2以及其傳輸速率,若要改變則可在其屬性欄修改之。在Type Browser視窗選擇Device>Sensor>Serial Sensor>Bird,建立一個Bird物件並接受其預設名稱Bird-1,之後在使用指令欄的Object>Edit Mlink Targets功能,即可將Bird連結到視點或模型物件上。