六自由度

六自由度（6DOF）是指刚体在三维空间中运动的六个机械自由度。 具体来说，身体可以自由改变位置，如在三个垂直轴上向前/向后（波动）、上/下（起伏）、左/右（摇摆）平移，结合通过围绕三个垂直轴旋转来改变方向，通常称为 偏航（法向轴）、俯仰（横轴）和滚转（纵轴）。

三自由度 (3DOF) 是虚拟现实上下文中经常使用的一个术语，通常指的是仅跟踪旋转运动：俯仰、偏航和滚动。

串联和并联机械手系统通常设计用于定位具有六个自由度的末端执行器，包括三个平移自由度和三个方向自由度。 这提供了致动器位置与由其正向和反向运动学定义的操纵器配置之间的直接关系。

机器人手臂由它们的自由度来描述。 这是一个实用的指标，与衡量系统总定位能力的自由度的抽象定义形成对比。

2007 年，Segway 的发明者 Dean Kamen 为 DARPA 展示了一个具有 14 个自由度的机械臂原型。 人形机器人通常有 30 个或更多的自由度，每只手臂有 6 个自由度，每条腿有 5 个或 6 个自由度，躯干和颈部有更多个。

该术语在机械系统（尤其是生物力学系统）中很重要，用于分析和测量需要考虑所有六个自由度的此类系统的特性。 今天，六个自由度的测量是通过传感器中的交流和直流磁场或电磁场来完成的，这些传感器将位置和角度数据传输到处理单元。 通过基于用户需求和编程集成数据的软件使数据相关。

移动单元的六个自由度分为两个运动类别，如下所述。

翻译信封：

• 在 X 轴上向前和向后移动。 （激增）
• 在 Y 轴上左右移动。 （摇摆）
• 在 Z 轴上上下移动。 （起伏）

旋转包络：

• 在 X 轴上左右倾斜。 （滚动）
• 在 Y 轴上向前和向后倾斜。 （推销）
• 在 Z 轴上左右转动。 （偏航）

就头显而言，例如用于虚拟现实的头显，旋转包络线也可以用以下术语来思考：

• 音高：点头同意
• 偏航：不摇
• 滚动：从一边跳到另一边

六自由度中有三种操作包线。 这些类型是直接的、半直接的（有条件的）和非直接的，所有这些类型都与执行机动的剩余时间、执行机动的剩余能量以及最后是否通过生物实体（例如生物实体）命令运动无关。 人），机器人实体（例如计算机）或两者。

• 直接型：涉及到一定程度，可以直接指挥，无需特别条件，描述为正常运行。 （基本飞机上的副翼）
• 半直接型：涉及度可以在满足某些特定条件时进行指挥。 （飞机的反推力）
• 非直接类型：涉及程度是通过与环境的交互实现的，不能被指挥。 （海上船只的纵摇运动）

过渡型也存在于一些车辆中。 例如，当航天飞机在太空中运行时，该飞行器被描述为全直六角，因为它的六度可以被控制。 然而，当航天飞机返回地球大气层时，由于许多技术原因，完全直射六度不再适用。

六自由度也指视频游戏中的动作。

xxx人称射击 (FPS) 游戏一般提供五个自由度：前进/后退、左滑/右滑、上/下（跳跃/蹲伏/躺卧）、偏航（左转/右转）和俯仰（向上/向下看） ). 如果游戏允许倾斜控制，那么有人会认为它是第六自由度； 然而，这可能并不完全准确，因为倾斜是有限的部分旋转。

术语 6DOF 有时用于描述允许自由移动但不一定满足完整 6DOF 标准的游戏。 例如，《死亡空间 2》，以及在较小程度上，《家园》和《末日地带》允许自由移动。

真正的 6DOF 游戏的一些示例允许独立控制所有三个移动轴和所有三个旋转轴，包括 Elite Dangerous、Shattered Horizon、Descent 系列、Retrovirus、Miner Wars、Space Engineers、Forsaken 和 Overload（来自相同的创建者 血统）。