Uvod
Uređaji proširene stvarnosti (AR) – pametne naočale, zasloni na glavi – prekrivaju digitalne slike u stvarnom svijetu. Kako bi to učinili uvjerljivo, moraju razumjeti okolinu, pratiti pokrete glave i uhvatiti geste. Sve te funkcije ovise o specijaliziranommodul kamerejedinice. Za razliku od tipične web kamere, AR kamere trebaju iznimno nisku latenciju, visoku brzinu kadrova, globalni zatvarač i kompaktnu veličinu. Ovaj članak istražuje vrstemodul kamerekoristi seza AR uređaje, prednosti anOEM modul kamereu dizajnu po narudžbi i kako aUSB modul kamereili čakindustrijski endoskopski modul kameremože utjecati na razvoj AR-a.
Zašto AR uređaji trebaju specijalizirane kamere
Tipične AR slušalice sadrže više kamera:
- Kamere okrenute prema svijetu– snimite stvarnu scenu za SLAM (istodobna lokalizacija i mapiranje) i prolaz.
- Kamere za praćenje oka– nadzirati položaj zjenice radi iscrtavanja žljebova i kontrole kursora.
- Senzori dubine– mjerenje udaljenosti za okluziju i interakciju objekata.
Ključni zahtjevi za ovemodul kamerejedinice:
- Globalni zatvarač– nema zamućenja pri pokretu kada korisnik brzo pomiče glavu.
- Visok broj sličica u sekundi– 60 fps ili 120 fps za praćenje niske latencije.
- Mala snaga– uređaji koji rade na baterije trebaju učinkovite senzore.
- Mala veličina– stane u tanke naočale ili kompaktne slušalice.
- Dobre performanse pri slabom osvjetljenju– radi u zatvorenom prostoru i noću.
1. Kamere okrenute prema svijetu (SLAM i prolazne)
Često su jednobojni ili u bojimodul kameresenzori s globalnim zatvaračem. Rezolucija se kreće od VGA do 2 MP. Popularni senzori uključuju OmniVision OV7251 (VGA, globalni zatvarač) i Sony IMX214 (rolo zatvarač, koristi se s kompenzacijom pokreta). Za vrhunske slušalice,OEM modul kamereproizvođači prilagođavaju leće za postizanje širokog vidnog polja (100 stupnjeva –150 stupnjeva) bez izobličenja.
A USB modul kamereponekad se koristi u razvojnim setovima ili povezanim AR uređajima (naočale koje se priključuju na računalo). Za samostalne slušalice sučelje je obično MIPI CSI‑2 za nisku latenciju.
2. Kamere za praćenje oka
Praćenje očima treba vrlo brzo, osjetljivomodul kamerejedinice – često rade pri 120 fps ili više. Te su kamere sićušne (često manje od ili jednake 1 MP) i smještene blizu očiju korisnika. Moraju biti nevidljivi ili se nalaziti iza IR-propusnih filtara. Većina modula za praćenje oka koristi CMOS senzore globalnog zatvarača s osjetljivošću blizu infracrvenog.
Anindustrijski endoskopski modul kamerene koristi se izravno za praćenje oka (prevelik je), ali metode minijaturizacije – sićušne leće, fleksibilni PCB – izravno su relevantne.
3. Kamere za mjerenje dubine
AR uređaji koriste nekoliko dubinskih tehnologija:
Stereo vizija– dvamodul kamerejedinice jedna uz drugu, računajući disparitet.
Strukturirano svjetlo– IR projektor i amodul kamere(s IR‑pass filtrom) pročitajte uzorak.
Vrijeme leta (ToF)– namjenski ToF senzorski modul.
Za stereo, aprilagođeni OEM modul kamerepar s tvorničkom kalibracijom je bitan. Dvije kamere moraju imati identične leće i biti učvršćene u krutom kućištu.
4. Kamere za praćenje pokreta i ruku
Neki AR uređaji koriste okrenute prema dolje ili prema vanmodul kamerejedinice za praćenje ruku. Oni trebaju široko vidno polje i globalni zatvarač za snimanje brzih pokreta. Rezolucija je često 720p ili 1080p.
Zašto su OEM moduli kamere ključni za AR
Uobičajenomodul kamereproizvodi rijetko ispunjavaju sve AR zahtjeve. AnOEM modul kamerepristup omogućuje:
Prilagođeni objektiv – specifični FOV, otvor blende i profil izobličenja.
Prilagođeni PCB oblik – za uklapanje u ograničeni prostor.
Prilagođeno sučelje – MIPI (niska latencija), ne USB.
Tvornička kalibracija – za stereo parove ili ToF poravnanje.
Podešavanje male snage – za produljenje trajanja baterije.
Mnogi AR startupi počinju s aUSB modul kamereprototip (koristeći UVC) za testiranje algoritama. Nakon što dizajn sazrije, udružuju se s anOEM modul kameredobavljač za izradu modula spremnog za proizvodnju.
Kako se industrijski endoskopski modul kamere odnosi na AR
Anindustrijski endoskopski modul kameredizajniran je za inspekciju cijevi – dugačak je, tanak i vodootporan. Iako se ne koriste izravno u AR naočalama, tehnike minijaturizacije (leće malog promjera, fleksibilni PCB-ovi, senzori male snage) posuđeni su od dizajnera AR kamera. Na primjer, endoskopska kamera od 2 mm koristi iste sićušne globalne senzore zatvarača koji bi se eventualno mogli uklopiti u pametne naočale.
Ključne specifikacije kamere za AR
| Vrsta kamere | Rezolucija | Frame Rate | Zatvarač | sučelje |
|---|---|---|---|---|
| Okrenut prema svijetu (SLAM) | VGA – 2 MP | 60–120 fps | Globalno | MIPI |
| Praćenje očima | 0,3–1 MP | 120 fps | Globalno | MIPI |
| Dubina (stereo) | 1–2 MP svaki | 30–60 fps | Globalno | MIPI |
| Praćenje ruke | 720p – 1080p | 30–60 fps | Globalno | MIPI |
USB modul kamere u AR prototipu
A USB modul kamere(UVC) izvrstan je alat za izradu prototipova. Možete spojiti jednu ili dvije USB kamere na računalo i testirati SLAM, praćenje ruku ili procjenu dubine koristeći OpenCV. Nakon što softver proradi, prelazite naOEM modul kameres MIPI-jem za konačni hardver. Ovaj pristup u dva koraka štedi vrijeme i smanjuje rizik.
Sincereovi moduli kamere za AR uređaje
U Sincereu, mi pružamomodul kamererješenja za nove AR aplikacije:
OEM modul kamere– prilagođeni dizajni za okrenutost prema svijetu, praćenje pogleda i stereo dubinu.
USB modul kamere– za izradu prototipa i povezane AR uređaje.
Modul kamere industrijskog endoskopa– naša stručnost u minijaturizaciji izravno se odnosi na male AR kamere.
Sažetak
Moduli kamerekoristi seza AR uređajeuključuju jedinice okrenute prema svijetu (SLAM), jedinice za praćenje oka, senzore dubine i jedinice za praćenje ruku. Potreban im je globalni zatvarač, veliki broj sličica u sekundi, mala snaga i maleni otisci. AUSB modul kamereizvrstan je za izradu prototipa, ali proizvodne AR slušalice oslanjaju se na njegaOEM modul kameredizajne s prilagođenim lećama i MIPI sučeljima. Tehnike minijaturizacije izindustrijski endoskopski modul kamereproizvodi također pogoduju inženjerstvu AR kamera. Bilo da gradite komplet za razvojne programere ili masovno proizvedene slušalice, odabir pravog modula kamere ključan je za uvjerljivo iskustvo proširene stvarnosti.
