چه ماژول های دوربین در دستگاه های AR استفاده می شود؟

مقدمه

دستگاه‌های واقعیت افزوده (AR) - عینک‌های هوشمند، نمایشگرهای نصب‌شده روی سر - تصاویر دیجیتال را بر روی دنیای واقعی قرار می‌دهند. برای انجام این کار به طور متقاعدکننده، آنها باید محیط را درک کنند، حرکات سر را دنبال کنند و ژست ها را ثبت کنند. همه این عملکردها به تخصص بستگی داردماژول دوربینواحدها برخلاف وب‌کم‌های معمولی، دوربین‌های واقعیت افزوده به تأخیر بسیار کم، نرخ فریم بالا، شاتر جهانی و اندازه فشرده نیاز دارند. این مقاله به بررسی انواع آن می پردازدماژول دوربیناستفاده می شودبرای دستگاه های AR، مزایای یکماژول دوربین OEMدر طرح های سفارشی، و چگونه aماژول دوربین USBیا حتی یکماژول دوربین آندوسکوپ صنعتیمی تواند توسعه AR را اطلاع دهد.

چرا دستگاه های AR به دوربین های تخصصی نیاز دارند؟
یک هدست AR معمولی شامل چندین دوربین است:

• دوربین های جهانی- صحنه واقعی را برای SLAM (محلی سازی و نقشه برداری همزمان) و عبور ثبت کنید.
• دوربین های ردیاب چشم- نظارت بر موقعیت مردمک برای رندر فوودار و کنترل مکان نما.
• سنسورهای عمق- اندازه گیری فواصل برای انسداد و تعامل جسم.

الزامات کلیدی برای اینهاماژول دوربینواحدها:

• شاتر جهانی– بدون تاری حرکت وقتی کاربر سر خود را به سرعت حرکت می دهد.
• نرخ فریم بالا– 60 فریم در ثانیه یا 120 فریم در ثانیه برای ردیابی با تأخیر کم.
• قدرت کم– دستگاه هایی که با باتری کار می کنند به حسگرهای کارآمد نیاز دارند.
• سایز کوچک- در عینک های باریک یا هدست جمع و جور قرار می گیرد.
• عملکرد خوب در نور کم- در داخل خانه و در شب کار می کند.

1. دوربین های جهانی (SLAM و Passthrough)
اینها اغلب تک رنگ یا رنگی هستندماژول دوربینسنسورهای با شاتر جهانی رزولوشن از VGA تا 2 مگاپیکسل است. سنسورهای محبوب عبارتند از OmniVision OV7251 (VGA، شاتر جهانی) و Sony IMX214 (شاتر غلتکی، مورد استفاده با جبران حرکت). برای هدست های رده بالا،ماژول دوربین OEMسازندگان لنز را برای دستیابی به میدان دید وسیع (100 درجه تا 150 درجه) بدون اعوجاج سفارشی می کنند.

A ماژول دوربین USBگاهی اوقات در کیت های توسعه یا دستگاه های AR متصل (عینک هایی که به رایانه شخصی متصل می شوند) استفاده می شود. برای هدست‌های مستقل، رابط معمولاً MIPI CSI‑2 برای تأخیر کم است.

2. دوربین های ردیابی چشم
ردیابی چشم بسیار سریع و حساس نیاز داردماژول دوربینواحدها - اغلب با سرعت 120 فریم در ثانیه یا بیشتر اجرا می شوند. این دوربین ها کوچک هستند (اغلب کمتر یا مساوی 1 مگاپیکسل) و در نزدیکی چشم کاربر قرار می گیرند. آنها باید نامرئی باشند یا در پشت فیلترهای IR-pass قرار داشته باشند. اکثر ماژول‌های ردیابی چشم از سنسورهای CMOS شاتر جهانی با حساسیت نزدیک به فروسرخ استفاده می‌کنند.

یکماژول دوربین آندوسکوپ صنعتیبه طور مستقیم برای ردیابی چشم استفاده نمی شود (بسیار بزرگ است)، اما روش های کوچک سازی - لنزهای کوچک، PCB های انعطاف پذیر - به طور مستقیم مرتبط هستند.

3. دوربین های حسگر عمق
دستگاه‌های AR از چندین فناوری عمق استفاده می‌کنند:

دید استریو- دوماژول دوربینواحدها در کنار هم، محاسبه نابرابری.

نور ساختار یافته– یک پروژکتور IR و یکماژول دوربین(با فیلتر IR-pass) الگو را بخوانید.

زمان پرواز (ToF)- یک ماژول حسگر ToF اختصاصی.

برای استریو، aماژول دوربین OEM سفارشیجفت با کالیبراسیون کارخانه ضروری است. دو دوربین باید لنزهای یکسان داشته باشند و در یک محفظه سفت و محکم ثابت شوند.

4. دوربین های ردیابی دست و اشاره
برخی از دستگاه‌های AR از رو به پایین یا رو به بیرون استفاده می‌کنندماژول دوربینواحد برای ردیابی دست اینها به میدان دید وسیع و شاتر جهانی برای ثبت حرکات سریع نیاز دارند. وضوح تصویر اغلب 720p یا 1080p است.

چرا ماژول‌های دوربین OEM برای واقعیت افزوده حیاتی هستند؟

خارج از قفسهماژول دوربینمحصولات به ندرت تمام الزامات AR را برآورده می کنند. یکماژول دوربین OEMرویکرد اجازه می دهد:

لنز سفارشی - FOV خاص، دیافراگم، و مشخصات اعوجاج.

شکل PCB سفارشی - برای قرار گرفتن در فضای محدود.

رابط سفارشی - MIPI (تأخیر کم)، نه USB.

کالیبراسیون کارخانه - برای جفت‌های استریو یا تراز ToF.

تنظیم کم مصرف - برای افزایش عمر باتری.

بسیاری از استارت‌آپ‌های AR با یک شروع می‌شوندماژول دوربین USBنمونه اولیه (با استفاده از UVC) برای آزمایش الگوریتم ها. هنگامی که طرح به بلوغ رسید، آنها با یک شریک می شوندماژول دوربین OEMتامین کننده برای ایجاد یک ماژول آماده تولید.

چگونه یک ماژول دوربین آندوسکوپی صنعتی با واقعیت افزوده مرتبط است
یکماژول دوربین آندوسکوپ صنعتیبرای بازرسی لوله طراحی شده است - بلند، نازک و ضد آب است. در حالی که به طور مستقیم در عینک های AR استفاده نمی شود، تکنیک های کوچک سازی (عدسی های با قطر کوچک، PCB های انعطاف پذیر، سنسورهای کم مصرف) توسط طراحان دوربین AR به عاریت گرفته شده است. به عنوان مثال، یک دوربین آندوسکوپ 2 میلی متری از همان سنسورهای شاتر جهانی کوچکی استفاده می کند که در نهایت می توانند در عینک های هوشمند قرار بگیرند.

مشخصات کلیدی دوربین برای AR

ماژول دوربین USB در نمونه سازی AR

A ماژول دوربین USB(UVC) یک ابزار نمونه سازی عالی است. می توانید یک یا دو دوربین USB را به رایانه شخصی متصل کنید و با استفاده از OpenCV SLAM، ردیابی دست یا تخمین عمق را آزمایش کنید. هنگامی که نرم افزار کار می کند، به سمت یک حرکت می کنیدماژول دوربین OEMبا MIPI برای سخت افزار نهایی. این رویکرد دو مرحله ای باعث صرفه جویی در زمان و کاهش ریسک می شود.

ماژول های دوربین Sincere برای دستگاه های AR
در صادقانه، ما ارائه می دهیمماژول دوربینراه حل هایی برای برنامه های کاربردی AR در حال ظهور:

ماژول دوربین OEM- طرح های سفارشی برای رو به جهان، ردیابی چشم، و عمق استریو.

ماژول دوربین USB– برای نمونه سازی و دستگاه های متصل به واقعیت افزوده.

ماژول دوربین آندوسکوپ صنعتی- تخصص کوچک سازی ما به طور مستقیم برای دوربین های AR کوچک اعمال می شود.

خلاصه

ماژول های دوربیناستفاده می شودبرای دستگاه های ARشامل واحدهای رو به جهان (SLAM)، ردیابی چشم، سنجش عمق و ردیابی دستی است. آنها به شاتر سراسری، نرخ فریم بالا، قدرت کم و ردپای کوچک نیاز دارند. الفماژول دوربین USBبرای نمونه سازی عالی است، اما هدست های AR تولیدی به آن متکی هستندماژول دوربین OEMطراحی با لنزهای سفارشی و رابط های MIPI. تکنیک های کوچک سازی ازماژول دوربین آندوسکوپ صنعتیمحصولات همچنین از مهندسی دوربین AR سود می برند. چه در حال ساخت یک کیت توسعه دهنده یا یک هدست تولید انبوه باشید، انتخاب ماژول دوربین مناسب کلید یک تجربه واقعیت افزوده متقاعد کننده است.