Johdanto
Augmented Reality (AR) -laitteet – älylasit, päähän kiinnitetyt näytöt – peittävät digitaaliset kuvat todellisen maailman päälle. Tehdäkseen tämän vakuuttavasti heidän on ymmärrettävä ympäristö, seurattava pään liikkeitä ja vangittava eleitä. Kaikki nämä toiminnot riippuvat erikoistumisestakameramoduuliyksiköitä. Toisin kuin tyypillinen verkkokamera, AR-kamerat tarvitsevat erittäin pienen viiveen, korkean kuvanopeuden, globaalin sulkimen ja kompaktin koon. Tämä artikkeli tutkii tyyppejäkameramoduulikäytettyAR-laitteille, anOEM-kameramoduulimukautetuissa malleissa ja miten aUSB-kameramoduulitai jopa anteollinen endoskooppikameramoduulivoi kertoa AR-kehityksestä.
Miksi AR-laitteet tarvitsevat erikoiskameroita
Tyypillinen AR-kuuloke sisältää useita kameroita:
- Maailmaan päin olevat kamerat– vangitse todellinen kohtaus SLAM- (samanaikainen lokalisointi ja kartoitus) ja läpivientiä varten.
- Katseenseurantakamerat– tarkkaile pupillien asentoa foveated renderöintiä ja kursorin ohjausta varten.
- Syvyysanturit– mittaa etäisyyksiä okkluusiota ja esineiden vuorovaikutusta varten.
Näille tärkeimmät vaatimuksetkameramoduuliyksiköt:
- Globaali suljin– ei liikkeen epätarkkuutta, kun käyttäjä liikuttaa päätään nopeasti.
- Korkea kuvanopeus– 60 fps tai 120 fps matalan latenssin seurantaan.
- Pieni teho– paristokäyttöiset laitteet tarvitsevat tehokkaita antureita.
- Pieni koko– sopii ohuisiin laseihin tai pienikokoisiin kuulokkeisiin.
- Hyvä suorituskyky hämärässä- toimii sisätiloissa ja yöllä.
1. Maailmansuuntaiset kamerat (SLAM ja Passthrough)
Nämä ovat usein yksivärisiä tai värillisiäkameramoduulianturit globaalilla sulkimella. Resoluutio vaihtelee VGA:sta 2 MP:iin. Suosittuja antureita ovat OmniVision OV7251 (VGA, globaali suljin) ja Sony IMX214 (rullallinen suljin, käytetään liikekompensoinnin kanssa). Huippuluokan kuulokkeille,OEM-kameramoduulivalmistajat räätälöivät objektiivin saavuttamaan laajan näkökentän (100 astetta – 150 astetta) ilman vääristymiä.
A USB-kameramoduulikäytetään joskus kehityssarjoissa tai sidotuissa AR-laitteissa (lasit, jotka kytketään tietokoneeseen). Erillisissä kuulokkeissa liitäntä on tavallisesti MIPI CSI-2 alhaisen viiveen vuoksi.
2. Katseenseurantakamerat
Silmänseuranta vaatii erittäin nopeaa, herkkääkameramoduuliyksiköitä – usein 120 fps tai enemmän. Nämä kamerat ovat pieniä (usein pienempi tai yhtä suuri kuin 1 MP) ja sijoitettu lähelle käyttäjän silmiä. Niiden on oltava näkymättömiä tai sijoitettava IR-päästösuodattimien taakse. Useimmat katseenseurantamoduulit käyttävät globaaleja sulkimen CMOS-antureita, joiden herkkyys on lähellä infrapunaa.
Anteollinen endoskooppikameramoduuliei käytetä suoraan katseen seurantaan (se on liian suuri), mutta miniatyrisointimenetelmät – pienet linssit, joustavat PCB:t – ovat suoraan relevantteja.
3. Syvyystunnistuskamerat
AR-laitteet käyttävät useita syvyystekniikoita:
Stereo visio– kaksikameramoduuliyksiköt vierekkäin laskemalla eroa.
Strukturoitu valo– IR-projektori ja akameramoduuli(IR-päästösuodattimen kanssa) lue kuvio.
Lentoaika (ToF)– erillinen ToF-anturimoduuli.
Stereoille amukautettu OEM-kameramoduulipariliitos tehdaskalibroinnin kanssa on välttämätöntä. Molemmilla kameroilla on oltava identtiset linssit ja ne on kiinnitettävä jäykkääseen koteloon.
4. Ele- ja kädenseurantakamerat
Jotkin AR-laitteet käyttävät alaspäin tai ulospäin suunnattua laitettakameramoduuliyksiköitä käsien seuraamiseen. Nämä tarvitsevat laajan näkökentän ja globaalin sulkimen nopeiden eleiden tallentamiseen. Resoluutio on usein 720p tai 1080p.
Miksi OEM-kameramoduulit ovat kriittisiä AR:lle
Valmistettu hyllystäkameramoduulituotteet täyttävät harvoin kaikki AR-vaatimukset. AnOEM-kameramoduulilähestymistapa mahdollistaa:
Mukautettu objektiivi – erityinen FOV, aukko ja vääristymäprofiili.
Mukautettu piirilevyn muoto – mahtuu rajoitettuun tilaan.
Räätälöity käyttöliittymä – MIPI (alhainen latenssi), ei USB.
Tehdaskalibrointi – stereopareille tai ToF-kohdistukseen.
Pienitehoinen viritys – pidentää akun käyttöikää.
Monet AR-käynnistykset alkavat aUSB-kameramoduuliprototyyppi (UVC:tä käyttämällä) algoritmien testaamiseen. Kun malli on kypsä, he tekevät yhteistyötä anOEM-kameramoduulitoimittaja luo tuotantovalmis moduulin.
Kuinka teollinen endoskooppikameramoduuli liittyy AR:hen
Anteollinen endoskooppikameramoduulion suunniteltu putkien tarkasteluun – se on pitkä, ohut ja vedenpitävä. Miniatyrisointitekniikat (halkaisijaltaan pienet linssit, joustavat piirilevyt, vähätehoiset anturit) ovat AR-kameroiden suunnittelijoiden lainaamia, vaikka niitä ei käytetä suoraan AR-laseissa. Esimerkiksi 2 mm:n endoskooppikamera käyttää samoja pieniä globaaleja suljinantureita, jotka voisivat lopulta mahtua älylaseihin.
Tärkeimmät kameran tekniset tiedot AR:lle
| Kameran tyyppi | Resoluutio | Kuvataajuus | Suljin | Käyttöliittymä |
|---|---|---|---|---|
| Maailman edessä (SLAM) | VGA - 2 MP | 60-120 fps | Maailmanlaajuinen | MIPI |
| Silmän seuranta | 0,3-1 MP | 120 fps | Maailmanlaajuinen | MIPI |
| Syvyys (stereo) | 1-2 MP kukin | 30-60 fps | Maailmanlaajuinen | MIPI |
| Käsien seuranta | 720p – 1080p | 30-60 fps | Maailmanlaajuinen | MIPI |
USB-kameramoduuli AR-prototyypeissä
A USB-kameramoduuli(UVC) on erinomainen prototyyppityökalu. Voit liittää yhden tai kaksi USB-kameraa tietokoneeseen ja testata SLAM:ia, käsiseurantaa tai syvyysarviointia OpenCV:n avulla. Kun ohjelmisto toimii, siirryt kohtaan aOEM-kameramoduuliMIPI:n kanssa lopullista laitteistoa varten. Tämä kaksivaiheinen lähestymistapa säästää aikaa ja vähentää riskejä.
Sinceren kameramoduulit AR-laitteille
Vilpittömästi tarjoammekameramoduuliratkaisuja uusiin AR-sovelluksiin:
OEM-kameramoduuli– mukautetut mallit maailmaan päin, katseen seurantaa ja stereosyvyyttä varten.
USB-kameramoduuli– prototyyppien tekemiseen ja kytkettyihin AR-laitteisiin.
Teollisuuden endoskooppikameramoduuli– Miniatyrisointiosaamisemme koskee suoraan pieniä AR-kameroita.
Yhteenveto
Kameran moduulitkäytettyAR-laitteilleSisältää maailmalle suunnatut (SLAM), katseenseuranta-, syvyydentunnistus- ja käsiseurantayksiköt. He tarvitsevat globaalin sulkimen, korkean kuvanopeuden, alhaisen tehon ja pieniä jalanjälkiä. AUSB-kameramoduulisopii erinomaisesti prototyyppien tekemiseen, mutta tuotanto-AR-kuulokkeet luottavat siihenOEM-kameramoduulimallit mukautetuilla linsseillä ja MIPI-liitännöillä. Miniatyrisointitekniikat alkaenteollinen endoskooppikameramoduulituotteet hyödyttävät myös AR-kamerasuunnittelua. Olitpa rakentamassa kehittäjäsarjaa tai massatuotettua kuuloketta, oikean kameramoduulin valinta on avain vakuuttavaan lisätyn todellisuuden kokemukseen.
