中文摘要: 针对虚拟现实（VR）二维空间人机交互过程中高延迟会引发使用者产生迟滞感和眩晕感的问题，设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的超低延迟运动捕捉系统。为了满足超低延迟捕获运动目标的设计需求，采用了光学、电子学及算法优化等多种手段来实现数据量的降维和端到端延迟的优化。光学方面，使用850 nm波长LED灯与850 nm波段的窄带滤光片进行滤光，仅保留850 nm波段的有用信息。电子学方面，结合FPGA运算速度快、处理延迟低的优势，以FPGA作为主控单元，实现图像处理算法及各模块的驱动。算法方面，通过更改缓存方式及优化质心提取算法读出方式等，进一步降低系统延迟。实验结果表明：从采集图像到输出红外笔位置坐标的端到端延迟仅为13.092 ms，平均延迟约为15.043 ms。满足超低延迟的设计需求，质心坐标提取结果准确。