Especificações para o Street View Ready (nível profissional)

Introdução

Essas especificações detalham todos os requisitos de hardware, tempo e dados para câmeras 360° avançadas que oferecem recursos de captura e publicação do Street View de alta velocidade e precisão. (Observe que este programa não se aplica a nenhuma função operacional ou mecânica).

Imagens

  • ≥ 8k a 5 QPS
  • Campo de visão horizontal de 360°
  • Campo de visão vertical contíguo ≥ 135°
  • O Google vai analisar a qualidade das imagens e da geometria

IMU

Componentes recomendados:

O acelerômetro precisa atender às seguintes especificações:

  • Resolução: ≥ 16 bits
  • Intervalo: ≥ +/- 8G com LSB/g ≥ 4096 normalmente
  • Taxa de amostragem: ≥200 Hz com instabilidade inferior a 1%
  • A filtragem de passagem de baixas frequências precisa ser ativada para eliminar a atribuição de alias. A frequência de corte deve ser definida com o valor mais alto possível abaixo da frequência de Nyquist, que é metade da taxa de amostragem. Por exemplo, se a frequência for 200 Hz, o corte do filtro passa-baixo deve ficar abaixo de 100 Hz, mas o mais próximo possível.
  • A densidade de ruído precisa ser menor do que 300 μg/**Hz e menor que 150 μg/μHz
  • Estabilidade do viés de ruído estacionário <15 μg * CSEK do conjunto de dados estático de 24 horas
  • Mudança de viés vs. temperatura: ≤ +/- 1 mg / °C
  • Não linearidade da linha de melhor ajuste: ≤ 0,5%
  • Mudança de sensibilidade x temperatura ≤ 0,03%/°C

O giroscópio precisa atender às seguintes especificações:

  • Resolução: ≥ 16 bits
  • Intervalo: ≥ +/- 1.000 graus/s com LSB/dps de ≥ 32
  • Taxa de amostragem: ≥200 Hz com instabilidade inferior a 1%
  • A filtragem de passagem de baixas frequências precisa ser ativada para eliminar a atribuição de alias. A frequência de corte deve ser definida com o valor mais alto possível abaixo da frequência de Nyquist, que é metade da taxa de amostragem. Por exemplo, se a frequência de amostragem for 200 Hz, o corte do filtro de passagem baixa deverá ficar abaixo de 100 Hz, mas o mais próximo possível.
  • Densidade de ruído: ≤ 0,01 °/s/**Hz
  • Estabilidade de viés estacionário <0,0002 °/s * * Hz do conjunto de dados estático de 24 horas
  • Mudança de viés vs. temperatura: ≤ +/- 0,015 °/ s / °C
  • A não linearidade da linha de melhor ajuste precisa ser ≤ 0,2%, e precisa ser ≤ 0,1%
  • Mudança de sensibilidade x temperatura: ≤ 0,02% / °C

GPS

Componentes recomendados

Requisitos

  • Taxa de amostragem: ≥ 4 Hz
  • Constelação: rastreamento simultâneo de pelo menos GPS e GLONASS
  • Tempo até a primeira correção:
    • Frio: ≤ 40 segundos
    • Alta: ≤ 5 segundos
  • Sensibilidade:
    • Monitoramento: -158 dBm
    • Aquisição: -145 dBm
  • Precisão da posição horizontal: 2,5 metros (probabilidade de erro circular (CEP), 50%, 24 horas, estática >6 SVs)
  • Precisão de velocidade: 0,06 m/s (50% a 30 m/s)
  • Limite operacional: ≥ 4 g
  • Antena interna ou uma antena externa de tipo conhecido fixada com firmeza

Design da antena

Produtos fisicamente pequenos, como câmeras que contêm o sistema receptor de GPS e vários sistemas eletrônicos complexos, estão propensos a problemas com o desempenho do receptor de rádio causados pelas emissões de RF dos sistemas eletrônicos incluídos. Essa interferência geralmente está na banda do receptor de rádio e, por isso, não pode ser filtrada. Por isso, especificamos um conjunto de testes para verificar se o dispositivo está funcionando corretamente na seção Teste de GPS abaixo.

Arquitetura da câmera

Os seis graus de transformação (6-DOF, na sigla em inglês) (posição e orientação relativas) entre cada sensor e o frame de referência (FOR) de cada câmera devem ser especificados em relação ao acelerômetro FOR. O parâmetro FOR do sensor deve ser definido conforme definido na folha de dados do sensor e estar alinhado à posição física do sensor no dispositivo. O FOR de cada câmera tem o eixo z positivo apontando para o campo de visão da câmera ao longo do eixo óptico, o eixo x aponta para a direita, o eixo y aponta de cima para baixo e a origem de FOR está no centro óptico da câmera. O GPS FOR está localizado na antena.

A transformação 6-DOF (3-DOF para posição e 3-DOF para orientação) de cada sensor ou câmera é representada como uma matriz de transformação 3x4 T = [R p], em que R é a matriz de rotação 3x3 que representa a orientação do sensor ou da câmera FOR no acelerômetro FOR e p é a origem da posição 3x1 do acelerômetro FOR (x, y, z) no vetor de posição 3x1 FOR (x, y, z).

As transformações solicitadas podem ser de um modelo CAD do dispositivo e não precisam ser específicas do dispositivo para considerar variações de fabricação.

Configuração da câmera

  • A câmera não deve estabilizar o movimento nas imagens.
  • As configurações da câmera precisam ser ajustadas para capturar imagens em ambientes internos e externos.

Diversos

Energia (um ou ambos os modelos a seguir devem ser usados):

  • USB 3.1 conectado de alimentação e recarga, com suporte a, no mínimo, 4 horas de gravação
  • Operação com bateria que permite mais de uma hora de gravação e upload

Mecânico, ambiental

  • A câmera deve ter nível IP65 ou superior enquanto estiver conectada à energia no tethering.

Especificações de tempo

Todas as medições do sensor precisam ter um carimbo de data/hora preciso em relação ao mesmo relógio estável do sistema. As medições precisam ter um carimbo de data/hora quando o sensor mediu a quantidade, não quando o processador recebeu a mensagem do chip do sensor. A instabilidade do carimbo de data/hora entre as diferentes leituras do sensor precisa ser inferior a 1 ms. Todos os carimbos de data/hora no mesmo registro de dados do sensor precisam ser contínuos e sem descontinuidades. Se o hardware for reinicializado ou redefinido e o relógio do sistema for redefinido, será necessário criar um novo registro para armazenar os novos dados recebidos.

GPS

O sensor de GPS deve aceitar uma saída de pulso de tempo e uma mensagem associada ao tempo do GPS correspondente ao pulso de tempo. Pode ser usado para registrar o carimbo de data/hora de outros pacotes de dados do GPS com o mesmo carimbo de data/hora da época do GPS. O dispositivo precisa ter uma entrada para receber esses pulsos de tempo e, quando recebe uma borda inicial ou final (o que for apropriado), ele deve registrar o carimbo de data/hora do relógio do sistema estável. Quando o pacote de mensagens correspondente é recebido e contém a hora do GPS, o dispositivo agora pode calcular o carimbo de data/hora em relação ao relógio do sistema estável quando recebe a mensagem de navegação do sensor do GPS, que contém a hora do GPS.

Vídeo / imagens

O sensor de imagem deve ser compatível com a marcação de tempo do hardware para determinar o horário exato em relação ao relógio estável do sistema. No caso de frames descartados, os frames subsequentes ainda precisarão refletir carimbos de data/hora precisos. A marcação de tempo deve ser em relação ao primeiro fóton ativo na imagem. O fabricante precisa especificar a que pixel isso corresponde.

IMU

As medições da IMU (acelerômetro e giroscópio) precisam ter um carimbo de data/hora com relação ao momento em que a medição foi feita, não ao recebida.

Especificações dos dados

As câmeras e os sistemas otimizados do Street View precisam coletar várias medições de dados por sensor por segundo. A seguir, detalhamos os dados de cada medição individual.

Requisitos de dados da IMU

Dados de medição de IMU (acelerômetro e giroscópio):

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;

Requisitos de dados de 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

Requisitos de vídeo

O vídeo precisa ser gravado com um frame rate de 5 Hz ou mais. A câmera também precisa gravar os metadados associados a cada frame da imagem. Para cada imagem,

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;

Também é necessário preencher os seguintes átomos de dados do usuário no seu vídeo MP4 360:

  • moov/udta/manu: fabricante da câmera (marca) como uma string
  • moov/udta/modl: modelo da câmera como uma string
  • moov/udta/meta/ilst/FIRM: versão do firmware como uma string
. É possível verificar seu vídeo com o comando ffprobe: 
$ ffprobe your_video.mp4
...
  Metadata:
    make            : my.camera.make
    model           : my.camera.model
    firmware        : v_1234.4321
...

Teste de GPS

É muito fácil ter limitações de desempenho devido a ruído, seleção de antena, implementação de antena, LNA, filtro e implementação de linha de transmissão. Esta seção define um processo de teste para garantir que seu produto final (como um todo) atenda aos requisitos de desempenho necessários para garantir uma saída de dados precisa e se qualificar como "Pronto para o Street View".

Serviço de qualificação

Para simplificar os testes dos dispositivos, trabalhamos com a Taoglas Antenna Solutions para fornecer um serviço de RF de GPS para qualificação do Google Street View. A Taoglas Antenna Solutions é uma empresa líder em tecnologia de GPS que conta com cinco câmaras de teste anecóicas e todos os equipamentos necessários para realizar os testes a seguir. No entanto, qualquer provedor de serviços comparável pode ser contratado para realizar os testes a seguir.

Configuração de teste

Os testes precisam ser feitos em uma câmara anecóica 3D. Esta câmara deve estar em conformidade com os requisitos de alcance e as características do local de teste das seções 3 e 4 do plano de teste de dispositivo sem fio CTIA Over the Air [1] para a frequência L1/CA de GPS de 1.575,42 MHz, exceto em conflito com outros requisitos abaixo.

O dispositivo deve fornecer um meio para relatar as strings de resultados do GPS da NMEA [2] a um computador externo para a avaliação do status do GPS. Isso é obrigatório, e o teste não é possível de outra forma.

A antena de medição/transmissão na câmara deve ser de polarização circular à direita (RHCP, na sigla em inglês) com proporção axial de 1 dB ou superior.

O gerador de sinais de GPS precisa replicar um sinal de satélite L1/CA de GPS.

A intensidade do sinal mencionada nos processos de teste a seguir é definida com uma precisão de +/- 1 dB, com deslocamento de 3 dB, conforme medida na posição do dispositivo em teste (DUT), com um dipolo centralizado na frequência de medição. Por exemplo, quando o teste exige -120 dBm, a calibração da câmara precisa mostrar a potência medida no local do DUT como -117 dBm +/-1 dB. O deslocamento de 3 dB considera que a antena de calibração é um dipolo linear polarizado.

Os pontos de dados de teste devem cobrir um hemisfério que represente o caso de uso típico do dispositivo. Os fabricantes devem tentar maximizar a cobertura da antena para oferecer suporte a uma grande variedade de usuários.

Determinação de aprovação/reprovação

Os testes de aquisição e rastreamento a seguir são necessários para determinar a aprovação/reprovação. Esses testes são executados apenas para o sinal L1/CA do GPS.

Depois que valores não mudam para uma determinada amostra de DUT, como tempo de permanência do ponto de dados (DPDT) ou qualidade de sinal de aquisição exigida (RASQ, na sigla em inglês), são determinados, esses valores podem ser reutilizados para uma amostra de DUT específica em testes posteriores para economizar tempo de teste, desde que a amostra de DUT não seja modificada de nenhuma forma.

Procedimento do teste de conformidade de aquisição

Esse é um teste de deslocamento de ponto único para fornecer uma resposta rápida de aprovação/reprovação. O DUT é posicionado com a medida perpendicular ao plano da base do hemisfério, ou seja, em teta = 0° ou zênite.

Um sinal de incidente equivalente a -120 dBm será apresentado, e o DUT será acionado para iniciar uma inicialização a frio.

Depois que o DUT adquirir o sinal de teste, conforme visto ao examinar a mensagem do GPGSV [2], o sinal de teste deverá ser desativado e a duração necessária para que o sinal do GPGSV reflita a perda registrada. Essa duração, mais 3 segundos, será definida como o Tempo de Permanência do Ponto de Dados ou DPDT.

A potência do sinal de teste precisa ser definida como o nível de sensibilidade de aquisição conduzida do DUT. Em caso de dúvida, use o nível indicado na folha de dados do receptor. {O DUT deve ser comandado para inicialização a frio e, após 45 segundos, a string GPGSV é avaliada para determinar se o receptor adquiriu o sinal de teste. Se o sinal não for adquirido, o sinal de teste terá que ser aumentado em 1 dB.} A seção anterior entre colchetes {} será repetida até que o sinal de teste seja obtido.

Depois que o nível do sinal de teste que permite a aquisição do DUT for determinado, a string GPGSV será avaliada por 10 segundos e o valor da qualidade do sinal de satélite, conforme registrado pelo DUT. Em seguida, esses 10 valores são calculados e definidos como a qualidade do sinal de aquisição exigida ou RASQ.

A intensidade do sinal de teste deve então ser definida como -138 dBm e o DUT permitido. A intensidade do sinal de teste é, então, mantida constante para o restante do teste.

A cada incremento de 15° sobre o hemisfério selecionado, o receptor será mantido parado durante a DPDT. No final desse período, a string NMEA do GPS GPGSV deverá ser examinada. Para que o ponto de dados passe, o valor da qualidade do sinal de satélite, conforme informado pelo DUT, precisa ser igual ou maior que o valor de RASQ registrado anteriormente.

Todos os pontos de dados precisam ser aprovados para serem aprovados no teste.

Como rastrear o procedimento de teste de conformidade

Esse é um teste de deslocamento de ponto único para fornecer uma resposta rápida de aprovação/reprovação. O DUT é posicionado com a medida perpendicular ao plano da base do hemisfério, ou seja, em teta = 0° (zênite).

Um sinal de incidente equivalente a -120 dBm será apresentado, e o DUT será acionado para iniciar uma inicialização a frio.

Depois que o DUT adquirir o sinal de teste, conforme visto no exame da mensagem GPGSV [2], o sinal de teste deve ser desativado e a duração necessária para que o sinal GPGSV reflita a perda registrada. Essa duração mais 3 segundos será definida como o Tempo de Permanência do Ponto de Dados ou DPDT.

O sinal de teste deve ser restaurado e o DUT tem permissão para adquirir o satélite.

O sinal de teste do incidente será reduzido para -151 dBm.

A cada incremento de 15° sobre o hemisfério selecionado, o receptor será mantido parado durante a DPDT. No final desse período, a string NMEA do GPS GPGSV deve ser examinada para determinar se o sinal de teste ainda está sendo detectado pelo receptor e os resultados registrados para esse ponto de dados.

Todos os pontos de dados precisam ser aprovados para serem aprovados no teste.

References

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

[2] Associação Nacional de Eletrônicos Marinhos dos EUA, "Padrão NMEA 0183", 2008

Implementação de software

É necessário oferecer suporte para upload pela API Street View Publish. Todas as solicitações à API precisam ser autenticadas conforme descrito aqui.

Para todas as imagens enviadas ao Street View:

  • O horário de criação das imagens (ou seja, quando as imagens foram capturadas) deve ser especificado.
  • a marca, o modelo e a versão do firmware do produto precisam ser informados.
  • a estabilização de movimento precisa ser desativada.
  • Os dados brutos de GPS e IMU precisam ser compartilhados (as medições precisam ter um carimbo de data/hora preciso em relação à data em que foram feitas, e não ao momento em que foram recebidas).

Para todos os vídeos em 360° enviados para o Street View:

  • Os dados de telemetria precisam ser comunicados usando os Metadados de movimento de câmera.
  • a sequência de fotos deve ser codificada com o frame rate correto em que o vídeo foi capturado.

Inclua também o seguinte texto e linha em seu aplicativo antes da publicação do usuário (pelo menos a primeira vez):

"Este conteúdo será público no Google Maps e poderá aparecer em outros produtos do Google. Saiba mais sobre a política de conteúdo de contribuições de usuários do Maps aqui."

Exceções

Podem ser concedidas exceções para soluções específicas de hardware e software que não atendam aos requisitos individuais, mas atendam às métricas gerais de desempenho de ponta a ponta estipuladas neste documento.

Avaliação do produto

Se você tiver interesse ou dúvidas sobre como avaliar seu produto, entre em contato. No momento, o acesso a métodos e documentação para suporte a vídeos em 360° na API Street View Publish é (maio de 2018) apenas por convite. Use o formulário no link acima para solicitar acesso.

Nossa análise é composta pelas seguintes etapas: testes, testes, testes com os usuários Beta e a aprovação. Em cada etapa, avaliaremos a qualidade da imagem, os dados de telemetria, os metadados e o fluxo de trabalho do seu produto usando os respectivos conjuntos de dados de teste: os dados que você compartilha, que criamos ou que seus usuários beta enviam. Confira abaixo um exemplo de conjunto de teste sujeito a alterações.

  • Fotos estáticas
    • Cinco fotos em 360° em ambientes internos
    • Cinco fotos em 360o, ao ar livre (ensolarado, se possível)
    • Cinco fotos em 360°, ao ar livre (com sombra ou céu encoberto, se possível)
  • Em movimento (aprox. 45 km/h)
    • Cinco vídeos de 60 minutos (a 5 fps) em um ambiente rural
    • Cinco vídeos de 60 minutos (a 5 fps) em um ambiente suburbano
    • Cinco vídeos de 60 minutos (a 5 fps) em um ambiente urbano

Seus testes

Como primeira etapa, compartilhe conosco os links publicados pelo Google Maps para suas imagens de teste e lembre-se de testar em um espectro razoável de dispositivos e sistemas operacionais compatíveis com seu produto, bem como em várias condições de rede (por exemplo, em casa, no escritório, ao ar livre).

Nossos testes

Após a conclusão bem-sucedida de seus testes, o Google iniciará seus testes em comunicação próxima com sua equipe. Para nos ajudar a começar, forneça instruções sobre como capturar e/ou fazer upload de imagens no Street View.

Testes de usuários

Depois que você e nossos testes forem concluídos, use pelo menos cinco usuários Beta por um período de uma a duas semanas para cobrir um conjunto mínimo de testes. Se precisar de ajuda para se conectar com os testadores, informe-nos, pois poderemos colocar você em contato com usuários interessados. Você será responsável pela coordenação (incluindo, mas não se limitando a, logística e suporte) com os testadores.

Aprovação

Após os resultados positivos dos testes, vamos solicitar que você compartilhe seu plano de lançamento, incluindo suporte específico do Street View e conteúdo promocional (baseado na Web ou não). Vamos analisar seus materiais e compartilhar nosso feedback imediatamente.

Ao desenvolver esses materiais, siga nossas diretrizes de branding.

Após a aprovação, você poderá usar o selo "Pronto para o Street View" e comercializar seu produto como compatível com o Street View, sujeito às diretrizes acima. Observe que para cada câmera aprovada, podemos apresentar sua câmera e/ou imagens da superfície do seu produto em nossos materiais de marketing como um representante das capacidades da câmera.