“支持街景(专业级)”规格

简介

这些规格详细说明了高级 360 度全景相机(提供高速、准确的街景拍摄和发布功能)的所有硬件、时间和数据要求。(请注意,此计划不适用于任何操作或机械功能)。

图像

  • 不低于 8K(5 帧/秒)
  • 360° 水平视野范围
  • 不低于 135° 的连续垂直视野范围
  • Google 会审核图片和几何图形质量

IMU

建议的组件

加速度计应满足以下要求:

  • 分辨率:≥16 位
  • 范围:≥ +/- 8G,通常 ≥4096 LSB/g
  • 采样率:≥200 Hz,抖动 <1%
  • 必须启用低通滤波以消除混叠。截止时间应设为低于奈奎斯特频率(采样率为采样率的一半)的最大值。例如,如果频率为 200 Hz,则低通滤波器截止应低于 100 Hz,但要尽可能接近。
  • 噪声密度必须小于等于 300 μg/√Hz,并且应小于等于 150 μg/√Hz
  • 24 小时静态数据集的静态噪声偏差稳定性 <15 μg * √Hz
  • 偏差变化随温度:≤ +/- 1mg / °C
  • 最佳拟合线非线性度:≤0.5%
  • 灵敏度变化与温度 ≤0.03%/°C

陀螺仪应满足以下要求:

  • 分辨率:≥16 位
  • 范围:≥ +/- 1000 度/秒,且 ≥32 LSB/dps
  • 采样率:≥200 Hz,抖动 <1%
  • 必须启用低通滤波以消除混叠。截止时间应设为低于奈奎斯特频率(采样率的一半)的最大值。例如,如果采样率为 200 Hz,则低通滤波器截止应低于 100 Hz,但要尽可能接近。
  • 噪声密度:≤0.01 °/s/√Hz
  • 24 小时静态数据集的静态偏差稳定性 <0.0002 °/s *√Hz
  • 偏差随温度的变化:≤ +/- 0.015 °/ s / °C
  • 最佳拟合线非线性值必须小于等于 0.2%,小于等于 0.1%
  • 灵敏度随温度的变化:≤0.02% / °C

GPS

建议的组件

要求

  • 采样率:≥4 Hz
  • 星座模式:至少同时跟踪 GPS 和格洛纳斯卫星导航系统
  • 首次修正时间:
    • 冷:不超过 40 秒
    • 热模式:≤ 5 秒
  • 敏感度:
    • 跟踪:-158 dBm
    • 采集:-145 dBm
  • 水平位置精确度:2.5 米(圆环误差概率 (CEP),50%,24 小时静态 > 6 次 SV)
  • 速度准确度:0.06 米/秒(30 米/秒时为 50%)
  • 操作限制:≥4 克
  • 内置天线或固定于已知类型的外部天线

天线设计

实体上的小型产品(例如同时包含 GPS 接收器系统和大量复杂电子系统的相机)容易出现由所含电子系统的射频辐射引起的无线电接收器性能问题。这种干扰通常是对无线电接收器的带内干扰,因此无法滤除。因此,我们在下面的 GPS 测试部分指定了一组测试来验证设备是否正常运行。

相机架构

必须针对加速度计 FOR 指定每个传感器和每个摄像头的参照系 (FOR) 之间的六个自由度 (6-DOF) 转换(相对位置和方向)。传感器 FOR 必须如传感器数据表中的定义所示,并与传感器在设备中的实际位置对齐。每个摄像头的 FOR 的 z 轴正轴沿着光轴从设备指向摄像头的视野范围,x 轴指向右侧,y 轴从上向下指向下,而 FOR 的原点位于摄像头的光学中心。GPS FOR 位于天线上。

每个传感器或镜头的 6-DOF 转换(位置为 3-DOF,方向为 3-DOF)表示为 3x4 转换矩阵 T = [R p],其中 R 为 3x3 旋转矩阵,在加速度计 FOR 中表示传感器或镜头 FOR 的方向,而 p 为表示相机的 FOR 原点 (zx, y) 方向的 3x1 位置。

请求的转换可以来自设备的计算机辅助设计 (CAD) 模型,无需因制造变化而特定于设备。

摄像头配置

  • 相机不应对图片执行任何运动防抖。
  • 您应调整相机设置,以拍摄室内和室外图像。

其他

电源(应采用以下两种模式,或采用以下两种模式之一):

  • USB 3.1 网络共享电源和充电功能,支持时长不低于 4 小时的录制功能
  • 电池供电操作支持时长超过 1 小时的录制和上传功能

机械,环境

  • 连接到网络共享电源时,摄像头的评级应是 IP65 或更高。

时间规范

所有传感器测量结果都必须相对于相同的稳定系统时钟准确标记时间戳。在传感器测量数量时(而不是处理器从传感器芯片收到消息时),必须为测量结果添加时间戳。不同传感器读数之间的时间戳抖动应小于 1 毫秒。在同一传感器数据日志中记录的所有时间戳必须是连续的,不能出现间断。如果硬件重新启动或重置并且系统时钟重置,则必须创建新的日志来存储新传入的数据。

GPS

GPS 传感器应支持输出时间脉冲和关联消息,以及与该时间脉冲对应的 GPS 时间。此字段可用于为具有相同 GPS 纪元时间戳的其他 GPS 数据包添加时间戳。设备应具有一个输入来接收这些时间脉冲,并且当它收到前缘或尾随边缘(视情况而定)时,应记录稳定系统时钟的时间戳。收到包含 GPS 时间的相应消息包后,设备现在可以在收到来自 GPS 传感器的导航消息(包含 GPS 时间)时计算相对于稳定系统时钟的时间戳。

视频 / 图片

图像传感器必须支持硬件时间,以确定相对于稳定系统时钟的精确时间。如果出现丢帧的情况,后续帧仍必须反映准确的时间戳。时间戳必须相对于图片中的第一个有效光子。制造商必须指定其对应的像素。

IMU

IMU(加速度计和陀螺仪)测量数据必须根据测量时间(而不是在收到时)加上时间戳。

数据规范

针对街景进行了优化的相机和系统必须每秒收集每个传感器的多次测量数据。下面详细介绍了各项测量的数据。

IMU 数据要求

IMU(加速度计和陀螺仪)测量数据:

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;

GPS 数据要求

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

视频要求

视频必须以 5 Hz 或更高的帧速率录制。相机还应记录与每个图像帧关联的元数据。对于每张图片

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;

您还必须在 MP4 360 视频中填写以下 user-data atom

  • moov/udta/manu:以字符串表示的相机制造商(品牌)
  • moov/udta/modl:字符串形式的相机模型
  • moov/udta/meta/ilst/FIRM:字符串形式的固件版本
。 您可以使用 ffprobe 命令验证视频:
$ ffprobe your_video.mp4
...
  Metadata:
    make            : my.camera.make
    model           : my.camera.model
    firmware        : v_1234.4321
...

GPS 测试

由于噪声、天线选择、天线实现、LNA、滤波器和传输线实现,很容易出现性能限制。本部分定义了一个测试流程,用于确保您的最终商品(整体)满足性能要求,以确保数据输出准确无误并符合街景服务要求。

资格认证服务

为了简化设备的测试,我们与 Taoglas Antenna Solutions 合作,推出了 Google 街景资格认证 GPS 射频服务。Taoglas Antenna Solutions 是 GPS 技术领域的领先专家,拥有 5 个无回声测试室和执行以下测试所需的所有设备。不过,您可以聘请任何类似服务提供商来执行以下测试。

测试设置

测试必须在 3D 消声室中进行。除非与以下其他要求相冲突,否则该室应符合 CTIA 无线下载无线设备测试计划 [1] 第 3 和 4 节中 GPS L1/CA 频率 1575.42 MHz 的距离要求和测试站点特性。

设备应提供一种途径,将 NMEA GPS 结果字符串 [2] 报告给外部计算机以评估 GPS 状态。这是必需的,否则无法进行测试。

心室中的测量/发射天线应为右圆极化 (RHCP),轴比应为 1 dB 或更高。

GPS 信号生成器应复制一个 GPS 卫星 L1/CA 信号。

以下测试过程中提到的信号强度被定义为在被测设备 (DUT) 位置测量的准确度为 +/- 1 dB,偏移为 3 dB,偶极子以测量频率为中心。例如,当测试要求 -120 dBm 时,心室校准应显示 DUT 位置的测量功率为 -117 dBm +/-1 dB。3 dB 偏移考虑到了校准天线是线性极化偶极子。

测试数据点应涵盖最能代表设备典型用例的半球。制造商应尽量扩大天线的覆盖范围,以支持各种用户。

通过/失败判定

为了确定通过/失败情况,需要进行以下获取和跟踪一致性测试。这些测试仅针对 GPS L1/CA 信号运行。

确定 DUT 样本的无变化值(例如数据点停留时间 [DPDT] 或所需采集信号质量 [RASQ])后,只要 DUT 样本未以任何方式修改,便可在后续测试中针对特定 DUT 样本重复使用这些值,以节省测试时间。

流量获取一致性测试程序

这是一项单点偏移测试,用于快速提供通过/失败答案。将 DUT 放置在垂直于测量半球底面的测量值上,即在 theta = 0° 处或天顶处。

应提供相当于 -120 dBm 的突发事件信号,并触发 DUT 以开始冷启动。

在 DUT 获得测试信号后(通过检查 GPGSV 消息 [2] 可看出),测试信号应关闭,GPGSV 信号需要多长时间才能反映所记录的信号丢失。此持续时间加 3 秒应定义为数据点停留时间,即 DPDT。

测试信号功率应设置为 DUT 的已进行采集灵敏度等级。如有疑问,请使用接收者数据表中注明的级别。{应要求 DUT 冷启动,并在 45 秒后评估 GPGSV 字符串,以确定接收器是否已获取测试信号。如果未获取信号,测试信号应增加 1 dB。}在获得测试信号之前,方括号 {} 中的上一部分应重复。

在确定允许 DUT 获取的测试信号电平后,应在 10 秒内评估 GPGSV 字符串,并评估 DUT 所报告的卫星信号质量值。然后对这 10 个值求平均值,并将其定义为所需流量获取信号质量 (RASQ)。

然后,测试信号强度应设置为 -138dBm,并且允许 DUT 获取信号。然后,测试信号强度会在测试的其余部分保持恒定。

在所选半球上每增加 15°,接收器应在 DPDT 持续时间内保持静止。在此期限结束时,应检查 GPS NMEA 字符串 GPGSV。对于要传递的数据点,DUT 报告的卫星信号质量值必须等于或高于先前记录的 RASQ 值。

必须通过所有数据点才能通过测试。

跟踪一致性测试程序

这是一项单点偏移测试,用于快速提供通过/失败答案。将 DUT 放置在垂直于测量半球基平面的位置,即,在 = 0°(天顶)处。

应提供相当于 -120 dBm 的突发事件信号,并触发 DUT 以开始冷启动。

在 DUT 获得通过检查 GPGSV 消息 [2] 所观察到的测试信号后,应关闭测试信号,并展示 GPGSV 信号所需的持续时间,以反映所记录的信号丢失。此持续时间加 3 秒应定义为数据点停留时间,即 DPDT。

应恢复测试信号,并允许 DUT 获取卫星。

应使事件测试信号降至 -151 dBm。

在所选半球上每增加 15°,接收器应在 DPDT 持续时间内保持静止。在此时间段结束时,应检查 GPS NMEA 字符串 GPGSV,以确定接收器是否仍能看到测试信号以及该数据点的记录结果。

必须通过所有数据点才能通过测试。

References

[1] CTIA,“www.ctia.org”,2016 年 6 月:http://www.ctia.org/默认 s/certification/certification-test-plans

[2] 美国国家海洋电子协会 (National Marine Electronics Association),《NMEA Standard 0183》,2008 年

软件实现

必须支持通过 Street View Publish API 上传。请注意,所有对该 API 的请求都必须按照此处的说明进行身份验证。

对于上传到街景的所有图像:

  • 必须指定图像创建时间(即图像拍摄的时间)。
  • 产品的品牌、型号和固件版本。
  • 必须关闭动态防抖功能。
  • 必须共享原始 GPS 和 IMU 数据(必须根据测量时间(而非测量结果)准确标注测量时间戳)。

对于上传到街景的所有 360 度视频:

  • 必须使用相机运动元数据相机运动元数据来传达遥测数据。
  • 必须使用视频拍摄时的正确帧速率对照片序列进行编码。

此外,还应在用户发布(至少首次发布)之前,在您的应用中加入以下用语和内容行:

“此内容将在 Google 地图上公开显示,并可能会显示在其他 Google 产品中。如需详细了解 Google 地图用户提供的内容相关政策,请点击此处。”

异常

如果具体的硬件和软件解决方案不符合个别要求,但符合本文档中规定的端到端性能指标,则可以破例。

产品评估

如果您有兴趣或对如何评估您的商品有疑问,请点击此处与我们联系。请注意,目前(2018 年 5 月)只有受邀用户才能访问 Street View Publish API 中的 360 度视频支持方法和文档。请使用上面链接的表单来申请访问权限。

审核过程包括以下几个阶段:测试、测试、Beta 版用户测试和审批。在每个阶段,我们都会使用相应的测试数据集来评估产品的图像质量、遥测数据、元数据和工作流:您分享的数据、我们创建的或您的 Beta 版用户提交的数据(请参阅下面的示例,测试集可能会发生变化)。

  • 静态照片
    • 五张 360 度全景照片,室内
    • 五张 360 度全景照片,户外拍摄(如果可能,阳光明媚)
    • 五张户外 360 度全景照片(如果可能,阴天或阴天)
  • 行驶中(大约 30 英里/小时或 45 公里/小时)
    • 在乡村环境中播放 5 个 60 分钟的视频(帧速率为 5fps)
    • 5 个 60 分钟的视频(帧速率为 5fps),在郊区拍摄
    • 5 个 60 分钟的视频(帧速率为 5fps),在都市环境中拍摄

您的测试

首先,请与我们分享 Google 地图发布的测试图像链接,并记得在产品支持的合理范围的设备和操作系统以及各种网络条件(例如家庭、办公室、室外)下进行测试。

我们的测试

成功完成测试后,Google 将开始测试,同时与您的团队保持密切沟通。为帮助我们开始使用此功能,请提供有关如何拍摄图像和/或将图像上传到街景的说明。

用户测试

在您和我们的测试都成功完成后,请至少吸引 5 名 Beta 版用户参与 1-2 周的测试,以达到最低测试要求。如果您在与测试人员联系方面需要帮助,请告知我们,因为我们或许能够让您与感兴趣的用户取得联系。请注意,您需要负责与测试人员进行协调(包括但不限于后勤和支持)。

审批

如果测试结果非常理想,我们将要求您提供发布计划,包括任何街景方面的支持和推广内容(在网上或其他形式)。我们会尽快审核您的资料并提供反馈。

制作这些材料时,请务必遵循我们的品牌推广指南

获得批准后,您可以使用我们的“支持街景服务”徽章,并根据上述准则宣传您的产品与街景兼容。请注意,对于每一台获得批准的相机,我们可能会在营销材料中展示您产品中的相机和/或产品表面图像,以展示相机的功能。