Specifiche "Street View ready (pro grade)"

Introduzione

Queste specifiche descrivono nel dettaglio tutti i requisiti relativi a hardware, tempi e dati per le fotocamere sferiche avanzate che offrono funzionalità di acquisizione e pubblicazione in Street View ad alta velocità e precisione. Tieni presente che questo programma non si applica ad alcuna funzione operativa o meccanica.

Immagini

  • ≥ 8000 a 5 f/s
  • Campo visivo orizzontale a 360°
  • FOV verticale contiguo ≥135°
  • Google esaminerà la qualità delle immagini e della geometria

IMU

Componenti consigliati:

L'accelerometro deve soddisfare le seguenti specifiche:

  • Risoluzione: ≥ 16 bit
  • Intervallo: ≥ +/- 8G con ≥4096 LSB/g in genere
  • Frequenza di campionamento: ≥200 Hz con jitter <1%
  • Per eliminare l'aliasing, è necessario attivare il filtro passa basso. La frequenza di taglio dovrebbe essere impostata sul valore più alto possibile al di sotto della frequenza Nyquist, che corrisponde alla metà della frequenza di campionamento. Ad esempio, se la frequenza è 200 Hz, il filtro passa-basso deve essere inferiore a 100 Hz, ma il più vicino possibile.
  • La densità del rumore deve essere ≤300 μg/√Hz e deve essere ≤150 μg/√Hz
  • Stabilità del bias del rumore fisso <15 μg * √Hz da set di dati statico di 24 ore
  • Variazione di bias rispetto alla temperatura: ≤ +/- 1 mg / °C
  • Non linearità della linea best-fit: ≤0,5%
  • Variazione della sensibilità rispetto alla temperatura ≤0,03%/°C

Il giroscopio deve soddisfare le seguenti specifiche:

  • Risoluzione: ≥ 16 bit
  • Intervallo: ≥ +/- 1000 gradi/s con ≥32 LSB/dps
  • Frequenza di campionamento: ≥200 Hz con jitter <1%
  • Per eliminare l'aliasing, è necessario attivare il filtro passa basso. La frequenza di taglio dovrebbe essere impostata sul valore più alto possibile al di sotto della frequenza Nyquist, che corrisponde alla metà della frequenza di campionamento. Ad esempio, se la frequenza di campionamento è di 200 Hz, il blocco del filtro passa-basso deve essere inferiore a 100 Hz, ma il più vicino possibile.
  • Densità rumore: ≤0,01 °/s/√Hz
  • Stabilità al bias stazionario <0,0002 °/s *√Hz da set di dati statico su 24 ore
  • Variazione di bias rispetto alla temperatura: ≤ +/- 0,015 °/ s / °C
  • La non linearità della linea Best Fit deve essere ≤0,2%, deve essere ≤0,1%
  • Variazione della sensibilità rispetto alla temperatura: ≤0,02% / °C

GPS

Componenti consigliati

Requisiti

  • Frequenza di campionamento: ≥4 Hz
  • Costellazione: tracciamento simultaneo di almeno GPS e GLONASS
  • Tempo per la prima correzione:
    • A freddo: ≤40 secondi
    • Calda: ≤5 secondi
  • Sensibilità:
    • Monitoraggio: -158 dBm
    • Acquisizione: -145 dBm
  • Precisione della posizione orizzontale: 2,5 metri (errore circolare probabile (CEP), 50%, 24 ore statico > 6 SV)
  • Precisione della velocità: 0,06 m/s (50% a 30 m/s)
  • Limite operativo: ≥4 g
  • Antenna interna o antenna esterna rigidamente fissata di tipo noto

Design dell'antenna

I prodotti di piccole dimensioni, come le videocamere che contengono sia il sistema di ricevitore GPS che numerosi sistemi elettronici complessi, sono soggetti a problemi di prestazioni del ricevitore radio causati dalle emissioni di RF provenienti dai sistemi elettronici inclusi. Questa interferenza è spesso in banda verso il ricevitore radio e, di conseguenza, non può essere filtrata. Per questo motivo, abbiamo specificato una serie di test per verificare che il dispositivo funzioni correttamente nella sezione Test GPS riportata di seguito.

Architettura della fotocamera

I sei gradi di libertà (6-DOF) di trasformazione (posizione e orientamento relativi) tra ciascun sensore e il quadro di riferimento di ciascuna fotocamera (FOR) devono essere specificati in relazione all'accelerometro FOR. Il sensore FOR deve essere definito nella scheda tecnica del sensore ed essere allineato alla posizione fisica del sensore nel dispositivo. Il FOR di ciascuna videocamera ha l'asse z positivo che punta in direzione opposta dal dispositivo al campo visivo della videocamera lungo l'asse ottico, l'asse x punta a destra, l'asse y punta verso il basso dall'alto verso il basso e l'origine del FOR si trova nel centro ottico della fotocamera. Il GPS FOR si trova sull'antenna.

La trasformazione 6-DOF (3-DOF per la posizione e 3-DOF per l'orientamento) di ciascun sensore o telecamera è rappresentata come una matrice di trasformazione 3x4 T = [R p], dove R è la matrice di rotazione 3x3 che rappresenta l'orientamento del sensore o della fotocamera FOR nell'accelerometro FOR e p è il vettore di posizione 3x1 della fotocamera FOR

Le trasformazioni richieste possono provenire da un modello CAD (computer-aided design) del dispositivo e non devono essere specifiche del dispositivo per tenere conto delle variazioni di produzione.

Configurazione della videocamera

  • La fotocamera non deve eseguire alcuna stabilizzazione del movimento sulle immagini.
  • Le impostazioni della fotocamera devono essere regolate per acquisire immagini di interni ed esterni.

Varie

Alimentazione (devono essere utilizzati uno o entrambi i seguenti modelli):

  • Alimentazione e ricarica collegati in tethering USB 3.1, con supporto ≥ 4 ore di registrazione
  • Funzionamento a batteria che supporta più di un'ora di registrazione e caricamento

Meccanico, ambientale

  • La videocamera deve avere un grado di protezione IP65 o superiore quando è collegata all'alimentazione in tethering.

Specifiche dei tempi

Tutte le misurazioni del sensore devono essere indicate con precisione in base allo stesso orologio di sistema stabile. Le misurazioni devono riportare un timestamp quando il sensore ha misurato la quantità, non quando il processore ha ricevuto il messaggio dal chip del sensore. Il tremolio del timestamp tra le diverse letture del sensore deve essere <1 ms. Tutti i timestamp registrati nello stesso log di dati del sensore devono essere continui senza discontinuità. Se l'hardware si riavvia o si reimposta e l'orologio di sistema viene reimpostato, è necessario creare un nuovo log per memorizzare i nuovi dati in entrata.

GPS

Il sensore GPS deve supportare l'uscita di un impulso temporale e un messaggio associato con l'ora GPS corrispondente all'impulso temporale. Può essere utilizzata per inserire il timestamp di altri pacchetti di dati GPS con lo stesso timestamp dell'epoca GPS. Il dispositivo deve disporre di un ingresso per ricevere questi impulsi temporali e, quando riceve un fronte di salita o di uscita (a seconda dei casi), deve registrare il timestamp dall'orologio di sistema stabile. Quando viene ricevuto il pacchetto di messaggi corrispondente che contiene l'ora GPS, il dispositivo può ora calcolare il timestamp rispetto all'orologio di sistema stabile quando riceve il messaggio di navigazione dal sensore GPS, che contiene l'ora GPS.

Video / immagini

Il sensore fotografico deve supportare la temporizzazione hardware per determinare l'ora esatta rispetto all'orologio di sistema stabile. Nel caso di frame interrotti, quelli successivi devono comunque riflettere timestamp accurati. Il timestamp deve fare riferimento al primo fotone attivo nell'immagine. Il produttore deve specificare a quale pixel corrisponde.

IMU

Le misurazioni dell'IMU (accelerometro e giroscopio) devono essere indicate con un'indicazione cronologica in relazione al momento in cui è stata effettuata la misurazione, non a quella in cui è stata ricevuta.

Specifiche dei dati

Le fotocamere e i sistemi ottimizzati di Street View devono raccogliere più misurazioni dei dati per sensore al secondo. Di seguito sono riportati in dettaglio i dati per ogni singola misurazione.

Requisiti dei dati IMU

Dati di misurazione IMU (accelerometro e giroscopio):

int64 time_accel;    // The time in nanoseconds when the accelerometer
                     // measurement was taken. This is from the same stable
                     // system clock that is used to timestamp the GPS and
                     // image measurements.
// The accelerometer readings in meters/sec^2. The x, y, z refer to axes of
// the sensor.
float accel_x;
float accel_y;
float accel_z;

int64 time_gyro;     // The time in nanoseconds when the gyroscope
                     // measurement was taken. This is from the same stable
                     // system clock that is used to timestamp the GPS and
                     // image measurements.
// The gyro readings in radians/sec. The x, y, z refer to axes of the sensor.
float gyro_x;
float gyro_y;
float gyro_z;

Requisiti dei dati GPS

int64 time;         // Time in nanoseconds, representing when the GPS
                    // measurement was taken, based on the same stable
                    // system clock that issues timestamps to the IMU
                    // and image measurements
double time_gps_epoch;      // Seconds from GPS epoch when measurement was taken
int gps_fix_type;           // The GPS fix type
                            // 0: no fix
                            // 2: 2D fix
                            // 3: 3D fix
double latitude;            // Latitude in degrees
double longitude;           // Longitude in degrees
float altitude;             // Height above the WGS-84 ellipsoid in meters
float horizontal_accuracy;  // Horizontal (lat/long) accuracy in meters
float vertical_accuracy;    // Vertical (altitude) accuracy in meters
float velocity_east;        // Velocity in the east direction represented in
                            // meters/second
float velocity_north;       // Velocity in the north direction represented in
                            // meters/second
float velocity_up;          // Velocity in the up direction represented in
                            // meters/second
float speed_accuracy;       // Speed accuracy represented in meters/second

Requisiti del video

Il video deve essere registrato con una frequenza fotogrammi di almeno 5 Hz. La fotocamera deve anche registrare i metadati associati a ogni fotogramma immagine. Per ogni immagine,

int64 time;   // The time in nanoseconds when the image was taken.
              // This is from the same stable system clock that is used to
              // timestamp the IMU and GPS measurements.

// The corresponding frame in the video.
int32 frame_num;

Devi anche inserire i seguenti atom di dati utente nel tuo video MP4 a 360°:

  • moov/udta/manu: produttore della fotocamera (marca) come stringa
  • moov/udta/modl: modello di fotocamera come stringa
  • moov/udta/meta/ilst/FIRM: versione firmware come stringa
Puoi verificare il video con il comando ffprobe: 
$ ffprobe your_video.mp4
...
  Metadata:
    make            : my.camera.make
    model           : my.camera.model
    firmware        : v_1234.4321
...

Test GPS

È molto facile avere limitazioni delle prestazioni dovute a rumore, selezione dell'antenna, implementazione dell'antenna, LNA, filtro e implementazione della linea di trasmissione. Questa sezione definisce una procedura di test per verificare che il prodotto finale (nel suo insieme) soddisfi i requisiti di prestazioni necessari per garantire un output di dati accurato e ottenere l'idoneità per Street View ready.

Servizio di qualificazione

Per semplificare i test dei dispositivi, abbiamo collaborato con Taoglas Antenna Solutions per fornire un servizio RF GPS di qualificazione Google Street View. Le soluzioni di antenna Taoglas sono i migliori esperti nella tecnologia GPS con 5 camere per test anecoici e tutte le apparecchiature necessarie per eseguire i seguenti test. Tuttavia, qualsiasi fornitore di servizi paragonabile può essere incaricato di eseguire i test riportati di seguito.

Verifica la configurazione

Il test deve essere eseguito in una camera anecoica 3D. Questa camera deve essere conforme ai requisiti di portata e alle caratteristiche del sito di prova delle sezioni 3 e 4 del piano di test per dispositivi wireless over-the-air CTIA[1] per la frequenza GPS L1/CA, 1575,42 MHz, eccetto in caso di conflitto con altri requisiti riportati di seguito.

Il dispositivo deve fornire un mezzo per segnalare le stringhe di risultati GPS NMEA [2] a un computer esterno per la valutazione dello stato GPS. Si tratta di un requisito obbligatorio e non è possibile eseguire test negli altri casi.

L'antenna di misurazione/trasmissione nella camera deve essere a polarizzazione circolare destra (RHCP) con un rapporto assiale di 1 dB o migliore.

Il generatore di segnali GPS deve replicare il segnale di un satellite GPS L1/CA.

Le intensità dei segnali menzionate nei seguenti processi di test sono definite per avere una precisione di +/- 1 dB con un offset di 3 dB misurata nella posizione device-under-test (DUT) con un dipolo centrato sulla frequenza di misurazione. Ad esempio, quando il test richiede -120 dBm, la taratura della camera deve mostrare la potenza misurata nella posizione DUT pari a -117 dBm +/-1 dB. L'offset di 3 dB deve tenere conto del fatto che l'antenna di calibrazione è un dipolo polarizzato linearmente.

I punti dati di test devono coprire un emisfero più rappresentativo del caso d'uso tipico del dispositivo. I produttori dovrebbero cercare di massimizzare la copertura dell'antenna per supportare un'ampia gamma di utilizzo da parte degli utenti.

Determinazione del superamento o dell'errore

I seguenti test di acquisizione e conformità del monitoraggio sono obbligatori per una valutazione di superamento o esito negativo. Questi test vengono eseguiti solo per il segnale GPS L1/CA.

Dopo aver determinato i valori che non cambiano per un determinato campione di DUT, come il tempo di interazione del punto dati (DPDT) o la qualità del segnale di acquisizione richiesto (RASQ), questi valori possono essere riutilizzati per un campione DUT specifico nei test successivi per risparmiare tempo, purché il campione DUT non venga modificato in alcun modo.

Procedura di test di conformità dell'acquisizione

Si tratta di un test di offset da un singolo punto per fornire una risposta rapida con esito positivo o negativo. Il DUT viene posizionato con la misurazione perpendicolare al piano di base dell'emisfero di misurazione, ovvero alla teta = 0° o allo zenit.

Deve essere presentato un segnale incidente equivalente a -120 dBm e il DUT viene attivato per iniziare un avvio a freddo.

Dopo che il DUT ha acquisito il segnale di prova, come si vede esaminando il messaggio GPGSV [2], il segnale di prova deve essere disattivato e la durata richiesta affinché il segnale GPGSV rifletta la perdita di segnale registrata. Questa durata, più 3 secondi, è definita come tempo di interazione del punto dati o DPDT.

La potenza del segnale di prova deve essere impostata sul livello di sensibilità dell'acquisizione condotta del DUT. In caso di dubbi, utilizza il livello indicato nella scheda tecnica del ricevitore. {Il DUT deve essere comandato all'avvio a freddo e dopo 45 secondi la stringa GPGSV viene valutata per determinare se il ricevitore ha acquisito il segnale di prova. In caso contrario, il segnale di prova deve essere aumentato di 1 dB.} La sezione precedente tra parentesi {} deve essere ripetuta fino all'acquisizione del segnale di prova.

Una volta determinato il livello del segnale di prova che consente al DUT di acquisire, la stringa GPGSV deve essere valutata su 10 secondi e il valore di qualità del segnale satellitare come riportato dal DUT registrato. Viene quindi calcolata la media di questi 10 valori e vengono definiti RASQ (Request Acquisition Signal Quality).

L'intensità del segnale di prova deve essere quindi impostata su -138 dBm e il DUT può acquisire. L'intensità del segnale di test viene quindi mantenuta costante per il resto del test.

A ogni incremento di 15° sull'emisfero selezionato, il ricevitore deve essere mantenuto fermo per la durata del DPDT. Al termine di questo periodo si esamina la stringa GPS NMEA GPGSV. Affinché il punto dati passi, il valore della qualità del segnale satellitare, come riportato dal DUT, deve essere uguale o superiore al valore RASQ registrato in precedenza.

Per superare il test, tutti i punti dati devono essere superati.

Procedura di test di conformità per il monitoraggio

Si tratta di un test di offset da un singolo punto per fornire una risposta rapida con esito positivo o negativo. Il DUT viene posizionato con la misurazione perpendicolare al piano di base dell'emisfero di misurazione, ovvero a teta = 0° (zenit).

Deve essere presentato un segnale incidente equivalente a -120 dBm e il DUT viene attivato per iniziare un avvio a freddo.

Dopo che il DUT ha acquisito il segnale di prova come visto esaminando il messaggio GPGSV [2], il segnale di prova deve essere disattivato e la durata richiesta affinché il segnale GPGSV rifletta la perdita di segnale registrata. Questa durata più 3 secondi è definita come tempo di interazione del punto dati o DPDT.

Il segnale di prova deve essere ripristinato e il DUT deve essere autorizzato ad acquisire il satellite.

Il segnale di prova incidente deve essere abbassato a -151 dBm.

A ogni incremento di 15° sull'emisfero selezionato, il ricevitore deve essere mantenuto fermo per la durata del DPDT. Al termine di questo periodo, si esamina la stringa GPS NMEA GPGSV per determinare se il segnale di prova viene ancora visto dal ricevitore e i risultati registrati per tale punto dati.

Per superare il test, tutti i punti dati devono essere superati.

References

[1] CTIA, "www.ctia.org", giugno 2016: http://www.ctia.org/initiatives/certification/certification-test-plans

[2] National Marine Electronics Association, "NMEA Standard 0183", 2008

Implementazione software

È richiesto il supporto per il caricamento tramite l'API Street View Publish. Tieni presente che tutte le richieste all'API devono essere autenticate come descritto qui.

Per tutte le immagini caricate su Street View:

  • È necessario specificare l'ora di creazione delle immagini (ossia l'ora in cui sono state acquisite).
  • è necessario indicare marca, modello e versione del firmware del prodotto.
  • la stabilizzazione del movimento deve essere disattivata.
  • devono essere condivisi dati GPS e IMU non elaborati (le misurazioni devono essere indicate con precisione in relazione al momento in cui è stata effettuata la misurazione e non a quella di ricezione).

Per tutti i video a 360° caricati su Street View:

  • I dati di telemetria devono essere comunicati utilizzando i metadati di movimento della videocamera.
  • la sequenza fotografica deve essere codificata con la frequenza fotogrammi corretta con cui è stato acquisito il video.

Includi anche il testo e la riga seguenti nella tua applicazione prima della pubblicazione da parte dell'utente (almeno la prima volta):

"Questi contenuti saranno pubblici su Google Maps e potrebbero essere visualizzati anche in altri prodotti Google. Puoi scoprire di più sulle norme relative ai contenuti generati dagli utenti di Maps qui."

Eccezioni

Possono essere concesse eccezioni per specifiche soluzioni hardware e software che non soddisfano i singoli requisiti, ma soddisfano le metriche di prestazioni end-to-end generali indicate nel presente documento.

Valutazione del prodotto

Se ti interessa o hai domande su come far valutare il tuo prodotto, contattaci qui. Tieni presente che attualmente (maggio 2018) l'accesso ai metodi e alla documentazione per il supporto dei video a 360° nell'API Street View Publish è solo su invito. Per richiedere l'accesso, utilizza il modulo di cui trovi il link qui sopra.

La nostra revisione consiste nelle seguenti fasi: test, test, test degli utenti beta e approvazione. In ogni fase, valuteremo la qualità dell'immagine, i dati di telemetria, i metadati e il flusso di lavoro del prodotto utilizzando i rispettivi set di dati di test: dati che condividi, che creiamo o che vengono inviati dagli utenti beta (vedi di seguito un esempio di set di test, soggetto a modifiche).

  • Foto statiche
    • Cinque foto sferiche, di interni
    • Cinque foto sferiche di ambienti esterni (sole, se possibile)
    • Cinque foto sferiche di ambienti esterni (se possibile all'ombra o con il cielo coperto)
  • In movimento (circa 30 mph o 45 km/h)
    • Cinque video di 60 minuti (a 5 f/s) in un ambiente rurale
    • Cinque video di 60 minuti (a 5 f/s) in un ambiente di periferia
    • Cinque video di 60 minuti (a 5 f/s) in un contesto urbano

I tuoi test

Per prima cosa, condividi con noi i link pubblicati su Google Maps alle tue immagini di test e ricordati di eseguire il test su un numero ragionevole di dispositivi e sistemi operativi supportati dal tuo prodotto e su diverse condizioni della rete (ad esempio casa, ufficio, attività all'aperto).

I nostri test

Una volta completati con successo i test, Google avvierà i test a stretto contatto con il team. Per aiutarci a iniziare, fornisci istruzioni su come acquisire e/o caricare immagini su Street View.

Test con gli utenti

Una volta completati con successo il tuo test e quello dei nostri test, coinvolgi almeno 5 utenti beta per un periodo di test di 1-2 settimane affinché copra un insieme minimo di test. Se hai bisogno di aiuto per metterti in contatto con i tester, faccelo sapere, in quanto potremmo essere in grado di metterti in contatto con gli utenti interessati. Tieni presente che sarai responsabile del coordinamento (inclusi, a titolo esemplificativo, logistica e assistenza) con i tester.

Approvazione

In seguito ai risultati positivi dei test, ti verrà chiesto di condividere il tuo piano di lancio, inclusi eventuali contenuti promozionali e di assistenza specifici per Street View (basati sul Web o di altro tipo). Esamineremo il tuo materiale e condivideremo tempestivamente il nostro feedback.

Durante la creazione di questi materiali, ricordati di rispettare le nostre linee guida per il branding.

Una volta ottenuta l'approvazione, potrai utilizzare il nostro badge Pronto per Street View e commercializzare il tuo prodotto come compatibile con Street View, rispettando le linee guida riportate sopra. Tieni presente che, per ogni fotocamera approvata, possiamo includere immagini della fotocamera e/o della superficie del prodotto nei nostri materiali di marketing come rappresentativi delle funzionalità della fotocamera.