近日，美國專利商標局正式授予蘋果一項 Apple Vision Pro 相關專利，該專利涵蓋了具有視覺校正功能的相對慣性測量系統。這樣的系統用於彌補頭顯內的眼前庭不匹配，當 VR 頭顯中發生的事情與現實世界環境中發生的運動不匹配時，可能會導致噁心。
例如，如果你坐在汽車或公共汽車的座位上，在 VR 頭顯中玩遊戲，則當車輛轉彎並且你在遊戲中體驗到的情況與方向不匹配時，可能會發生眼前庭不匹配的情況。對於許多人來說，這會引起噁心。蘋果的專利是為了彌補頭顯內的這種不匹配。
蘋果在專利背景中們指出，傳統的虛擬現實和增強現實系統可能無法將用戶或用戶身體部位的運動與行駛的參照物的運動區分。
例如，佩戴傳統 VR 或 AR 設備的用戶可以坐在車輛中，並且車輛可以從停止位置加速到高速，而佩戴 VR 或 AR 設備的用戶坐在車輛中而不在車輛內移動（例如，用戶相對於車輛參照物沒有相對運動）。由於傳統的 VR 或 AR 設備無法將用戶身體的運動與車輛的運動分開，因此傳統的 VR 或 AR 設備可以將車輛的運動歸因於用戶。通過這種方式，在 VR 或 AR 設備上向用戶顯示的圖像可能對用戶來說就好像用戶以相同的速度和相同的方向在場景中奔跑一樣。
在角運動方面也發生了類似的現象。例如，佩戴傳統 VR 或 AR 設備的用戶可能乘坐的是轉彎的車輛，但是當車輛轉彎時，用戶實際上可能不會轉動頭部。傳統的 AR 或 VR 設備可能無法將用戶頭部的運動（例如不轉彎）與車輛的運動（例如轉彎）分開。因此，車輛的轉彎運動可能歸因於用戶，並且在 VR 或 AR 設備上向用戶顯示的圖像可能看起來正在轉動或旋轉，儘管用戶沒有轉動頭部。用戶在車輛內的相對運動與用戶通過場景觀察到的運動之間的這種差異可能導致用戶噁心。
例如，噁心可能是由眼前庭不匹配引起的。同樣，對於包含 IMU 的其他類型的設備（例如控制器），歸因於控制器的車輛運動可能會導致不穩定的控制和意外後果。
蘋果專利涵蓋了實現相對慣性測量技術的系統、用戶設備和方法，以確定用戶設備相對於非固定參照物（例如用戶設備行駛的車輛）的相對運動。
在一些實施例中，相對慣性測量技術可用於確定要通過設備向用戶顯示的圖像，包括基於用戶佩戴頭顯時頭部的相對運動，以及用戶在非固定參照物移動， 比如車輛。在一些實施例中，相對慣性測量技術可以與耦合到用戶身體的控制器一起使用，以確定用戶身體相對於用戶正在行駛的非固定參照物（例如移動車輛）的運動。
在一些實施例中，相對慣性測量系統包括至少兩個慣性測量裝置。第一慣性測量裝置可以機械地與用戶裝置耦合。例如，用戶設備可以是虛擬現實系統或增強現實系統的頭戴式顯示器。
第一慣性測量裝置可以機械耦合到頭戴式顯示器的一部分。這樣，第一慣性測量設備可以隨著用戶設備耦合到的用戶身體部位移動，並且可以測量由於用戶設備耦合的用戶身體部分的運動而導致的用戶設備的運動。例如，包含在頭戴式顯示器中的第一慣性測量設備可以測量用戶頭部的運動。
在用戶設備在非固定參照物（例如車輛）中移動的情況下，包含在用戶設備中的第一慣性測量設備可以測量非固定參照物（例如車輛）的運動和用戶設備在非固定參照物內的運動。
例如，如果用戶佩戴包括第一慣性測量裝置的頭戴式顯示器，並且用戶在乘坐的車輛右轉 20 度的同時將頭部向右轉 90 度，則第一慣性測量設備可以測量 110 度的慣性運動（例如，由於車輛轉向而導致 90 度，以及由於用戶在車輛內轉動耦合到用戶頭部的設備而導致的 20 度）。
蘋果專利圖 16 說明了被配置為確定相對慣性運動的頭戴式用戶設備的示例；圖 1 說明了用戶乘坐在移動參照物（車輛）中的系統，以及包括多個慣性測量裝置的系統，用於確定用戶相對於參照物的相對運動。
蘋果專利圖 13A-13C 和 14A-C 說明了用戶設備相對於參考系的相對運動的示例。
蘋果專利圖 10 說明了公共參照物中的多個用戶設備，提供用於確定該參照物的運動資訊；圖 15 說明了慣性測量裝置示例的框圖。
