机器视觉进入增强和虚拟现实环境

增强现实和虚拟现实(AR/VR)的应用是深远的。在通用电气可再生能源(GE Renewable Energy)工厂组装风力涡轮机的工人们戴着智能眼镜，可以调出覆盖在资产上的数字化指示。福特的汽车设计师们正在使用微软的HoloLens混合现实耳机来预览投影到一辆真实汽车或泥塑模型上的设计。苹果新发布的iOS 12系统提供了一款名为Measure的增强现实应用程序，用户可以通过手机摄像头测量物体。

虽然AR / VR市场对采摘成熟，但机器愿景从收获的小收获开始。但是，与许多颠覆性技术一样，如深度学习，AR / VR代表了视觉和成像行业的日益增长的赏金。

扣篮
视野和AR领域的一个重要技术是同时定位和映射（SLAM）。SLAM使用物理数据通过特征点构建未知环境的映射，允许AR应用程序识别3D对象。增强像素，计算机视觉研究和开发公司，已创建了猛烈的追踪追踪。该技术进行了环境的实时跟踪，映射和表面重建，包括避免避免的障碍物精度和低延迟。

SLAM Inse-Out跟踪使用两组传感器。一个有一个单声道相机和另一个立体声相机。两者都有陀螺仪和加速度计，并在低功耗CPU上运行。增强像素的SLAM库允许客户端在本地生成映射，需要最小的硬件。

“我们的客户有一个映射结构，可以重复使用地图并将一些内容集成到它们中，”增强像素的首席执行官Vit Goncharuk说。“所以你可以在同一地图和相同的时间位置估计中有三到四个人佩戴AR眼镜。”
2017年，增强像素与LG Electronics合作，为制造商的自主真空吸尘器创建一个智能的紧凑型3D相机模块。该模块包括6dof（六个自由度）和板载点云的实时计算，这是表示3D形状的大数据集的集合。“我们还看到一个市场为智能玩具和仓库机器人编写的路径上，以驱动点到点B点，”Goncharuk说。

由于SLAM系统只需要单声道相机和移动应用程序来运行，因此成本较低，灵活性和效率较高，而不是Goncharuk的竞争系统。

模仿人眼
辐射视觉系统开发照明和显示测量技术的开发，创建了一种镜头，可从耳机测量AR / VR显示质量，以确保预期的用户体验。“标准，现成的展示测量系统可用于以人类看到它的方式测量笔记本电脑的监视器，例如，通过将整个显示器从半米到距离成像，”Doug说Kreysar，Radiant Vision Systems的首席解决方案官员。“但是对于AR / VR，测量系统的”瞳孔“必须复制人虹膜，其仅从显示器中定位毫米。”

与显示测量系统一起使用的典型镜头禁止将系统定位在人眼的位置。这是因为系统的“瞳孔”（孔径）设计在镜头内部深，当通过耳机捕获图像时导致显示器的遮挡。为了解决这个问题，辐射视觉系统在其新的AR / VR镜头前面设计了光圈。这使得成像系统的入口瞳孔在AR / VR耳机内的定位在与人眼相同的位置，以便全面查看近乎眼睛显示，因为他们将被用户看到。

辐射的视觉系统必须在其镜头设计期间克服另一个光学挑战：捕获多达120°的宽视野，可以校准，以便在空间上下文中获得准确的数据，以便能够精确调整显示设计。“我们不能只是给一个漂亮的照片，”Kreysar说。“我们必须提供绝对的定量价值。”

除了消费电子产品外，Kreysar还能在军事，医疗和工业应用中越来越多地使用AR / VR。“我们将看到AR，VR和混合现实中的爆炸性增长，因为在您正在进行的工作中拥有在您的视野中显示信息非常有用，”他说。“随着消费电子市场的越来越沉浸的体验，这是难以兴奋的技术。”

混合袋
精密的科技公司正在从科幻页面直接部署AR / VR举措。英特尔使用人工智能和英特尔现实主义深度传感相机技术来创建合并AR和VR的混合现实环境。intel RealSense，它为计算设备提供了理解手势和面部表情的能力，现在被集成到称为项目合金的溶液的VR耳机中。

Project合金提供空间和上下文意识，提供用户自由运动范围。这消除了对控制器和控制器的需求来操作VR耳机。例如，佩戴者只使用手，而不是使用控制器抓住虚拟对象来抓住虚拟对象。此外，耳机检测并避免物理对象，使用户能够安全地导航虚拟环境。

尽管取得了进展，但基于视觉的AR/VR解决方案仍面临障碍。AR/VR不仅需要摄像头，还需要人工智能、深度学习和处理大量数据的能力。这项技术还依赖于体积庞大的头戴式设备，这些设备通常提供低分辨率的图像，更不用说让人感到恶心了。虽然Oculus Rift和HTC Vive等VR产品已经成为主流，但增强现实头盔仍然主要面向开发者。

然而，据Matthew Busel的作者“游戏更换者：增强现实如何改变运动世界，这些挑战最终将克服。正如他所说的那样，“这不是今天的AR，这将改变世界，但从现在开始的10年。”

如果AR/VR让人们以一种新的方式看待世界，那么机器视觉可以帮助他们理解它。通过跟踪和测绘软件、专业镜头和下一代VR头盔等解决方案，机器视觉正在AR/VR世界中插上自己的旗帜。