增强/虚拟现实的企业应用提供机器视觉现实世界的机会

Vision-Empowered AR / VR工具越来越多地帮助通过替换具有最终产品的虚拟表示的传统规模模型和原型来简化产品开发过程。例如，福特汽车公司今年宣布它正在使用3D虚拟现实耳机和控制器工具，以在几小时而不是几周内开发3D模型。图片由福特汽车公司提供。

原则上，如果不是在实践中，机器愿景与增强现实（AR）或其对应，虚拟现实（VR）不同。所有都是对等算法镜头进行对等的方法，以获得特定目的的增强版本。与AR / VR的视觉技术股份的另一个相似性是一个整体增长的正面前景，部分地利用制造业和行业的重叠企业应用。

据盟军市场研究，全球AR / VR市场正在追踪2017年的113.2亿美元至571.42亿美元至2025年 - 一种复合年增长率（CAGR）为63.3％。这为嵌入式愿景拼写了机会，这为许多引导和环境映射功能提供了启用AR / VR设备的许多功能。

包括智能手机，游戏和娱乐耳机在内的消费者设备代表AR / VR产品的最大市场段。然而，由于消费市场经济支持高度集成，近乎商品视觉组件，这些设备为传统机器愿景公司提供的有限机会提供了有限的机会，因为高批量生产，具有经济的价格点。

Traditional machine vision companies can take heart from enterprise applications, which are expected to generate upwards of 40 percent of Allied’s projected market for AR/VR and deliver a CAGR of 70 percent through 2025. These enterprise applications likely will demand more specialized vision technology and software to support more rigorous applications in design and visualization, simulated training, quality assurance, and field maintenance.

现实在工作

例如，在产品设计中，AR / VR工具通过用终端产品的虚拟表示来替换传统的规模模型和原型来简化开发过程。福特汽车公司今年宣布它正在使用重力素描 - 3D虚拟现实耳机和控制器工具 - 在几小时而不是几周内开发3D模型。AR在沃尔沃集团中启用了类似的沉浸式设计方法，其中AR耳机直接叠加虚拟3D数据和质量保证细节，以遍历其生产线的汽车发动机。耳机由PTC的Vuforia软件提供支持，该软件可以在通过AR兼容耳机和平板电脑或移动设备查看的物理对象上进行跟踪和锚定。

图像保真度，工业机器视觉组件和技术的标志，在这些和其他AR / VR应用中都很重要，Notes Doug Kreysar，Radiant Vision Systems的首席解决方案官。“通过传感器，摄像机和其他探测器等机器视觉设备提供的更多信息，更好的一对一匹配开发人员可以在数字和现实世界环境，用户行为和数字响应之间进行，从而提高输出AR / VR耳机和用户的感官体验。“

基于视觉的AR/VR工具也在弥合技能差距方面发挥着作用。增强现实耳机或手持平板电脑中的嵌入式摄像头越来越多地使经验丰富的工程师能够从他们的角度记录工作流程，或将指令叠加到通过增强现实耳机看到的对象上，以指导学员进行维护或维修。

BAE系统采用后一种方法将维护业务加速30-40％。根据PTC的商业分析师David Immerman的说法，该公司使用Microsoft Hololens 2耳机与Vuforia的内置支持，以培训新员工。AR实施也允许BAE在以前的第十分之一的时间内以数小时向其工人提供指示，并将装配时间切成两半。

AR通过直播摄像机源显示数据的能力还可以从资本设备供应商提供增值服务，他们现在可以为客户提供远程，实时疑难解答支持。例如，豪顿，例如，通过Microsoft Hololens凭证（再次由PTC的Vuforia解决方案提供支持）来查看其设备，以维护过程关键的工业产品，通过提供互动，直观地访问160年的压缩机知识。

对观众的愿景

正如前面提到的，嵌入式视觉在眼球追踪技术中非常重要，因为它允许AR/VR头盔实时跟踪用户的视线。(我们在今年早些时候对眼球追踪做了更详细的介绍。阅读这里的文章。）眼睛跟踪不仅是在AR耳机中的真实对象上准确地覆盖显示数据的关键性不仅关键;它还通过启用动态的FOVEATED渲染，帮助优化AR / VR齿轮的显示分辨率和功耗，从而选择性地锐化眼睛的展示，同时在周边减少分辨率。

每个戴上AR/VR头盔的人在眼睛和瞳孔的位置、形状、距离和总体视觉灵敏度方面都是不同的。一些开发人员，如加拿大的North，通过提供一个定制的解决方案来解决这个问题，该解决方案的特点是有限的眼箱或查看窗口，为用户量身定制。但辐射公司的Kreysar表示，大多数面向批量市场的耳机开发商都依赖于支持大视场(FOV)的高度敏感的眼球追踪传感器，以确保为各种用户提供合适的数字投影性能。

例如，微软今年早些时候发布的HoloLens 2，对角线视场是第一代的两倍多，第一代提供34度视场。“这是有道理的，”克雷萨尔补充道。“人类的视场视野相当大——大约水平120度——如果我们戴上AR耳机，我们理想地希望数字投影能映射到我们能看到的任何东西。在辐射，我们已经测量了一系列的显示fov使用光度成像系统和宽FOV光学系统，覆盖全面的120度水平FOV。“

捕获现实

VR耳机通常只需要在他们创建的虚拟世界内跟踪用户的方向。一个值得注意的例外是Microsoft的Dreamwalker VR系统，它将观众沉浸在用户移动的世界的重建虚拟模型中。Dreamwalker利用了多种定位技术来实现这一目标，包括内外跟踪，依赖于嵌入式摄像机和传感器来确定用户的位置和方向与标记的GPS位置。

尽管如此，AR设备的梦幻栏会为视觉技术带来更具独特的挑战。即，AR Gear必须实时地将现实世界环境映射到用户对焦的方向，因此可以在用户的​​视图中准确地叠加相关数据。耳机开发人员必须仔细考虑其产品将用于正确指定嵌入式摄像机领域的分辨率，灵敏度和景深。在大多数情况下，AR使用在可见光谱中运行的摄像机。

然而，使用红外线（IR）成像器或光检测和测距（LIDAR）传感器的AR系统正在寻找一个家庭在汽车应用中，以使耳机在耳机上投影数据，以便在黑暗中提供具有更好情况的驱动因素的驱动器，雾或下雨。对自治车辆的兴趣正在为激光雷达提供更多的牵引力。KREYSAR表示，在这些类型的应用中对机器视觉感应的机器视觉感应是最佳的，有关于这些应用的波长的权衡。

目前，最先进的汽车激光雷达系统运行在905纳米或1550纳米(nm)。这两种传感器都是有效的，尽管1550纳米传感器系统由于水相关的环境影响而表现出性能下降。相比之下，基于905 nm波长的激光雷达系统在恶劣天气下运行需要更少的功率，还可以利用广泛可用的低成本CMOS技术。

虽然这表明基于905个基于NM的CMOS系统将在汽车应用中获胜，但是未来是AR和VR技术可以披露的一个现实。这同样适用于预测AR / VR耳机将获得多少动量的视觉技术。然而，肯定的是，能够为视觉供应商比图像保真度，灵敏度和低功耗提供ar / VR齿轮的愿景供应商比比皆是。