Įvadas
Papildytos realybės (AR) įrenginiai – išmanieji akiniai, ant galvos tvirtinami ekranai – skaitmeninius vaizdus perkelia į realų pasaulį. Kad tai padarytų įtikinamai, jie turi suprasti aplinką, sekti galvos judesius ir fiksuoti gestus. Visos šios funkcijos priklauso nuo specialistokameros modulisvienetų. Skirtingai nuo įprastos internetinės kameros, AR kameroms reikia ypač mažo delsos, didelio kadrų dažnio, visuotinio užrakto ir kompaktiško dydžio. Šiame straipsnyje nagrinėjami jų tipaikameros modulisnaudojamasAR įrenginiams, privalumaiOEM kameros modulisnestandartinių dizainų ir kaip aUSB kameros modulisar net anpramoninio endoskopo kameros modulisgali informuoti apie AR plėtrą.
Kodėl AR įrenginiams reikia specializuotų fotoaparatų
Įprastoje AR ausinėje yra kelios kameros:
- Į pasaulį nukreiptos kameros– užfiksuokite tikrąją SLAM (vienalaikio lokalizavimo ir kartografavimo) ir prasiskverbimo sceną.
- Akį sekančios kameros– Stebėkite vyzdžio padėtį, kad būtų rodomas palenktas vaizdas ir valdomas žymeklis.
- Gylio jutikliai– išmatuoti okliuzijos ir objekto sąveikos atstumus.
Pagrindiniai reikalavimai jiemskameros modulisvienetai:
- Visuotinis užraktas– nėra judesio susiliejimo, kai vartotojas greitai judina galvą.
- Didelis kadrų dažnis– 60 kadrų per sekundę arba 120 kadrų per sekundę greitis mažos delsos stebėjimui.
- Maža galia– baterijomis maitinamiems įrenginiams reikia efektyvių jutiklių.
- Mažas dydis– telpa į plonus akinius ar kompaktiškas ausines.
- Geras veikimas esant prastam apšvietimui– dirba patalpose ir naktimis.
1. Į pasaulį nukreiptos kameros (SLAM ir perėjimas)
Jie dažnai būna vienspalviai arba spalvotikameros modulisjutikliai su visuotine užraktu. Skiriamoji geba svyruoja nuo VGA iki 2 MP. Populiariausi jutikliai yra „OmniVision OV7251“ (VGA, visuotinis užraktas) ir „Sony IMX214“ (sukamasis užraktas, naudojamas su judesio kompensavimu). Aukščiausios klasės ausinėms,OEM kameros modulisgamintojai pritaiko objektyvą, kad būtų pasiektas platus matymo laukas (100–150 laipsnių) be iškraipymų.
A USB kameros moduliskartais naudojamas kūrimo rinkiniuose arba pririštuose AR įrenginiuose (akiniuose, prijungtuose prie kompiuterio). Atskirose ausinėse sąsaja paprastai yra MIPI CSI-2, kad delsa būtų maža.
2. Akį sekančios kameros
Akių sekimo reikia labai greitai, jautriaikameros modulisvienetų – dažnai veikia 120 kadrų per sekundę ar didesniu greičiu. Šios kameros yra mažos (dažnai mažesnės arba lygios 1 MP) ir yra šalia naudotojo akių. Jie turi būti nematomi arba būti už IR filtrų. Daugumoje akių sekimo modulių naudojami visuotiniai užrakto CMOS jutikliai su beveik infraraudonųjų spindulių jautrumu.
Anpramoninio endoskopo kameros modulisnėra tiesiogiai naudojamas akių sekimui (jis yra per didelis), tačiau miniatiūrizacijos metodai – mažyčiai lęšiai, lankstūs PCB – yra tiesiogiai aktualūs.
3. Gylio jutimo kameros
AR įrenginiuose naudojamos kelios gylio technologijos:
Stereo matymas– dukameros modulisvienetai vienas šalia kito, apskaičiuojant skirtumą.
Struktūrinė šviesa– IR projektorius ir akameros modulis(su IR pralaidumo filtru) perskaitykite šabloną.
Skrydžio laikas (ToF)– specialus ToF jutiklio modulis.
Stereofonams apritaikytas OEM kameros modulisbūtina suporuoti su gamykliniu kalibravimu. Abi kameros turi turėti vienodus objektyvus ir būti pritvirtintos tvirtame korpuse.
4. Gestų ir rankų sekimo kameros
Kai kurie AR įrenginiai yra nukreipti žemyn arba į išorękameros modulisvienetų rankoms sekti. Norint užfiksuoti greitus gestus, jiems reikia plataus matymo lauko ir visuotinio užrakto. Rezoliucija dažnai yra 720p arba 1080p.
Kodėl OEM kamerų moduliai yra labai svarbūs AR
Neparduodamakameros modulisproduktai retai atitinka visus AR reikalavimus. AnOEM kameros modulismetodas leidžia:
Pasirinktinis objektyvas – specifinis FOV, diafragma ir iškraipymo profilis.
Individualizuota PCB forma – kad tilptų į ribotą erdvę.
Pritaikyta sąsaja – MIPI (mažas delsimas), o ne USB.
Gamyklinis kalibravimas – stereo poroms arba ToF derinimui.
Mažos galios derinimas – pailginti baterijos veikimo laiką.
Daugelis AR startuolių prasideda aUSB kameros modulisprototipas (naudojant UVC) algoritmams išbandyti. Kai dizainas subręsta, jie bendradarbiauja suOEM kameros modulistiekėjas, kad sukurtų gamybai paruoštą modulį.
Kaip pramoninio endoskopo kameros modulis yra susijęs su AR
Anpramoninio endoskopo kameros modulisskirtas vamzdžių apžiūrai – ilgas, plonas ir atsparus vandeniui. Nors nenaudojami tiesiogiai AR akiniuose, miniatiūrizavimo metodus (mažo skersmens lęšius, lanksčius PCB, mažos galios jutiklius) pasiskolino AR kamerų dizaineriai. Pavyzdžiui, 2 mm endoskopo kamera naudoja tuos pačius mažyčius pasaulinius užrakto jutiklius, kurie ilgainiui gali tilpti į išmaniuosius akinius.
Pagrindinės AR kameros specifikacijos
| Kameros tipas | Rezoliucija | Kadrų dažnis | Užraktas | Sąsaja |
|---|---|---|---|---|
| Pasaulinis (SLAM) | VGA - 2 MP | 60–120 kadrų per sekundę | Pasaulinis | MIPI |
| Akių sekimas | 0,3–1 MP | 120 kadrų per sekundę | Pasaulinis | MIPI |
| Gylis (stereo) | po 1-2 MP | 30–60 kadrų per sekundę | Pasaulinis | MIPI |
| Rankų sekimas | 720p – 1080p | 30–60 kadrų per sekundę | Pasaulinis | MIPI |
USB kameros modulis AR prototipų kūrime
A USB kameros modulis(UVC) yra puikus prototipų kūrimo įrankis. Galite prijungti vieną ar dvi USB kameras prie kompiuterio ir išbandyti SLAM, rankinį sekimą arba gylio įvertinimą naudodami OpenCV. Kai programinė įranga veiks, pereikite prie aOEM kameros modulissu MIPI galutinei aparatūrai. Šis dviejų etapų metodas taupo laiką ir sumažina riziką.
Nuoširdūs fotoaparatų moduliai AR įrenginiams
Nuoširdžiai teikiamekameros modulissprendimai naujoms AR programoms:
OEM kameros modulis– pritaikyti dizainai, skirti nukreipti į pasaulį, stebėti akis ir stereotipus.
USB kameros modulis– prototipų kūrimui ir pririštiems AR įrenginiams.
Pramoninis endoskopo kameros modulis– mūsų miniatiūrizavimo patirtis tiesiogiai taikoma mažoms AR kameroms.
Santrauka
Kameros moduliainaudojamasAR įrenginiamsapima į pasaulį nukreiptus (SLAM), akių sekimo, gylio jutimo ir rankinio sekimo įrenginius. Jiems reikia visuotinio užrakto, didelio kadrų dažnio, mažos galios ir mažų pėdsakų. AUSB kameros modulispuikiai tinka prototipams kurti, tačiau gaminamos AR ausinės priklauso nuo jųOEM kameros modulisdizainas su pasirinktiniais objektyvais ir MIPI sąsajomis. Miniatiūrizavimo būdai išpramoninio endoskopo kameros modulisproduktai taip pat naudingi AR kamerų inžinerijai. Nesvarbu, ar kuriate kūrėjo rinkinį, ar masinės gamybos ausines, tinkamo fotoaparato modulio pasirinkimas yra raktas į įtikinamą papildytos realybės patirtį.
