Especificações para o Street View Ready (nível profissional)

Introdução

Estas especificações detalham todos os requisitos de hardware, tempo e dados para câmeras 360° avançadas que oferecem recursos de captura e publicação do Street View com alta velocidade e precisão. Este programa não se aplica a funções operacionais ou mecânicas.

Imagens

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

UMI

Componentes recomendados:

O acelerômetro precisa atender às seguintes especificações:

  • Resolução: ≥16 bits
  • Intervalo: ≥ +/- 8G com geralmente ≥4.096 LSB/g
  • Taxa de amostragem: ≥200 Hz com <1% de instabilidade
  • A filtragem de passagem baixa precisa estar 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 limite do filtro de passagem de baixas frequências precisa ser inferior a 100 Hz, mas o mais próximo possível.
  • A densidade de ruído precisa ser ≤ 300 μg/ÖHz e ≤150 μg/ÖHz
  • Estabilidade do viés de ruído estacionário <15 μg * ÖHz do conjunto de dados estático de 24 horas
  • Mudança de viés x temperatura: ≤ +/- 1 mg / °C
  • Não linearidade de linha com 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 ≥32 LSB/dps
  • Taxa de amostragem: ≥200 Hz com <1% de instabilidade
  • A filtragem de passagem baixa precisa estar 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 de baixas frequências deverá ser inferior a 100 Hz, mas o mais próximo possível.
  • Densidade de ruído: ≤0,01 °/s/ÖHz
  • Estabilidade de viés estacionário <0,0002 °/s *ÖHz do conjunto de dados estático de 24 horas
  • Mudança de viés x temperatura: ≤ +/- 0,015 °/ s / °C
  • A não linearidade da linha de melhor ajuste precisa ser ≤ 0,2% e deve ser ≤ 0,1%
  • Mudança de sensibilidade em comparação com temperatura: ≤0,02% / °C

GPS

Componentes recomendados

Requisitos

  • Taxa de amostragem: ≥4 Hz
  • Constelação: monitoramento simultâneo de pelo menos o GPS e o GLONASS
  • Hora da primeira correção:
    • Frio: ≤40 segundos
    • Quente: ≤5 segundos
  • Sensibilidade:
    • Rastreamento: -158 dBm
    • Aquisição: -145 dBm
  • Precisão da posição horizontal: 2,5 metros (provável de erro circular (CEP), 50%, 24 horas estáticas > 6 SVs)
  • Precisão da velocidade: 0,06 m/s (50% a 30 m/s)
  • Limite operacional: ≥ 4 g
  • Antena interna ou antena externa de tipo conhecido com fixação rígida

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, causado por emissões de RF dos sistemas eletrônicos incluídos. Essa interferência geralmente está dentro da 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

A transformação de seis graus de liberdade (6-DOF) (posição e orientação relativa) entre os sensores e o frame de referência (FOR) de cada câmera precisam ser especificados em relação ao acelerômetro FOR. O sensor PARA precisa ser 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 fora do dispositivo para o campo de visão da câmera ao longo do eixo óptico, o eixo x aponta para a direita, o eixo y aponta para baixo 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 PARA no acelerômetro PARA, e p é o vetor de posição 3x1 do acelerômetro (x, celery, z) no sensor de origem (x, celery, z).

As transformações solicitadas podem ser de um modelo de design assistido por computador (CAD, na sigla em inglês) do dispositivo e não precisam ser específicas para considerar as variações de fabricação.

Configuração da câmera

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

Diversos

Potência (um ou os dois modelos a seguir devem ser empregados):

  • Recarga e alimentação por cabo USB 3.1, com suporte a 4 horas de gravação ou mais
  • Operação com bateria que dura mais de uma hora de gravação e upload

Mecânico, ambiental

  • A câmera deve ter classificação IP65 ou superior enquanto estiver conectada à energia vinculada.

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, e não quando o processador recebeu a mensagem do chip. A instabilidade do carimbo de data/hora entre as diferentes leituras do sensor precisa ser menor que 1 ms. Todos os carimbos de data/hora registrados no mesmo registro de dados do sensor precisam ser contínuos 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.

de GPS

O sensor de GPS deve ser compatível com a saída de um pulso de tempo e uma mensagem associada ao horário do GPS correspondente ao pulso de tempo. Isso pode ser usado para carimbo de data/hora de outros pacotes de dados de 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 receber uma borda inicial ou final (o que for apropriado), ele vai registrar o carimbo de data/hora do relógio estável do sistema. Quando o pacote de mensagens correspondente que contém o horário do GPS é recebido, o dispositivo agora pode calcular o carimbo de data/hora em relação ao relógio do sistema estável ao receber a mensagem de navegação do sensor do GPS, que contém a hora do GPS.

Vídeo / imagens

O sensor de imagem precisa ser compatível com a sincronização do hardware para determinar a hora precisa em relação ao relógio estável do sistema. No caso de frames descartados, os frames subsequentes ainda precisam refletir carimbos de data/hora precisos. O carimbo de data/hora precisa estar relacionado ao primeiro fóton ativo na imagem. O fabricante deve especificar a qual pixel corresponde.

IMU (link em inglês)

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

Especificações dos dados

As câmeras e os sistemas otimizados para o Street View precisam coletar várias medições de dados por sensor e por segundo. Confira a seguir os dados de cada medição individual.

Requisitos de dados da IMU

Dados de medição da 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 registrar 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 preciso preencher os seguintes átomos de dados do usuário no vídeo MP4 360:

  • moov/udta/manu: fabricante da câmera (marca) como uma string.
  • moov/udta/modl: modelo de câmera como uma string
  • moov/udta/meta/ilst/FIRM: versão do firmware como uma string
Você pode 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 ruídos, seleção de antena, implementação de antena, LNA, filtro e implementação de linha de transmissão. Esta seção define um processo de teste para garantir que o 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 radiofrequência GPS para qualificação do Google Street View. A Taoglas Antenna Solutions é especialista líder em tecnologia de GPS 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 testes

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

O dispositivo precisa oferecer um meio para relatar as strings de resultado [2] de GPS do NMEA a um computador externo para avaliação do status do GPS. Isso é obrigatório, e não é possível realizar testes de outra forma.

A antena de medição/transmissão na câmara deve ser de polarização circular à direita (RHCP) com uma razão axial de 1 dB ou superior.

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

As intensidades do sinal mencionadas nos processos de teste a seguir são definidas com uma precisão de +/- 1 dB com um deslocamento de 3 dB, conforme medido na posição do dispositivo em teste (DUT, na sigla em inglês), com um dipolo centralizado na frequência de medição. Por exemplo, quando o teste exige -120 dBm, a calibragem da câmara mostrará a potência medida no local 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 abranger um hemisfério que represente o caso de uso típico do dispositivo. Os fabricantes precisam tentar maximizar a cobertura da antena para oferecer suporte a uma ampla gama de usos dos usuários.

Classificação de aprovação/reprovação

Os seguintes testes de conformidade de aquisição e acompanhamento são necessários para a aprovação/reprovação. Esses testes são realizados apenas para o sinal GPS L1/CA.

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

Procedimento de teste de conformidade de aquisição

Este é um teste de deslocamento de ponto único que fornece uma resposta rápida de aprovação/reprovação. O DUT é posicionado com a medida perpendicular ao plano de base do hemisfério de medição, ou seja, a 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 receber o sinal de teste, conforme examina a mensagem GPGSV [2], o sinal de teste será desativado e a duração necessária para que o sinal GPGSV reflita a perda de sinal registrada. Essa duração, mais 3 segundos, deve ser definida como Tempo de permanência do ponto de dados (DPDT, na sigla em inglês).

A energia do sinal de teste deve ser definida para o nível de sensibilidade de aquisição conduzido do DUT. Em caso de dúvida, use o nível indicado na folha de dados do destinatário. {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 deve ser aumentado em 1 dB.} A seção anterior entre colchetes {} deve ser repetida até que o sinal de teste seja obtido.

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

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

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

Todos os pontos de dados precisam passar no teste.

Como rastrear o procedimento do teste de conformidade

Este é um teste de deslocamento de ponto único que fornece uma resposta rápida de aprovação/reprovação. O DUT é posicionado com a medida perpendicular ao plano da base do hemisfério de medição, ou seja, a 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 tiver recebido o sinal de teste, como visto ao examinar a mensagem de GPGSV [2], o sinal de teste será desativado e a duração necessária para que o sinal de GPGSV reflita a perda de sinal registrada. Essa duração mais 3 segundos será definida como Tempo de permanência do ponto de dados (DPDT, na sigla em inglês).

O sinal de teste será restaurado e o DUT terá permissão para adquirir o satélite.

O sinal de teste de incidente precisa ser reduzido para -151 dBm.

A cada incremento de 15° sobre o hemisfério selecionado, o receptor deve ser mantido imóvel durante o período da DPDT. Ao final desse período, a string GPGSV de GPS NMEA será examinada para determinar se o sinal de teste ainda está sendo visto pelo receptor e os resultados gravados para esse ponto de dados.

Todos os pontos de dados precisam passar no teste.

References

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

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

Implementação de software

É necessário suporte para upload pela API Street View Publish. Todas as solicitações feitas 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 elas foram capturadas) precisa ser especificado.
  • a marca, o modelo e a versão do firmware do produto precisam ser informados.
  • a estabilização de movimento precisa estar desativada.
  • Os dados brutos de GPS e IMU devem ser compartilhados. As medições devem ter um carimbo de data/hora preciso em relação ao momento em que a medição foi realizada, não ao recebimento.

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

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

Inclua também a seguinte linguagem e linha no seu aplicativo antes da publicação do usuário (pelo menos na primeira vez):

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

Exceções

Podem ser feitas exceções para soluções específicas de hardware e software que não correspondam 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 tiver dúvidas sobre como avaliar seu produto, entre em contato. No momento, o acesso aos métodos e à documentação do suporte a vídeos em 360° na API Street View Publish é exclusivo para convidados (maio de 2018). Use o formulário no link acima para solicitar acesso.

Nossa análise é composta pelas seguintes etapas: teste, teste, teste de usuário Beta e aprovação. Em cada etapa, vamos avaliar 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: dados compartilhados por você, criados por nós ou enviados pelos usuários Beta. Confira abaixo um exemplo de conjunto de testes, sujeito a mudanças.

  • Fotos estáticas
    • Cinco fotos em 360° em ambientes fechados
    • Cinco fotos em 360°, ao ar livre (ensolarado, se possível)
    • Cinco fotos em 360°, ao ar livre (sombreadas ou nublados, 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 que seu produto suporta, bem como em várias condições de rede (por exemplo, casa, escritório, ao ar livre).

Nossos testes

Após a conclusão bem-sucedida do teste, o Google dará início aos testes, em estreita comunicação 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

Assim que você e nossos testes forem concluídos, envolva 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. Dessa forma, poderemos colocar você em contato com os 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, será solicitado que você compartilhe seu plano de lançamento, incluindo suporte e conteúdo promocional específicos do Street View (com base na Web ou não). Vamos analisar seus materiais e compartilhar o feedback imediatamente.

Ao desenvolver esses materiais, siga nossas diretrizes da promoção de marca.

Após a aprovação, você poderá usar nosso selo "Pronto para o Street View" e comercializar seu produto como compatível com esse produto, sujeito às diretrizes acima. Para cada câmera aprovada, poderemos mostrar sua câmera e/ou imagens da superfície do produto nos nossos materiais de marketing para representar as capacidades dela.