Giải pháp kiểm thử AR/VR (Thực tế tăng cường & Thực tế ảo)

Thực tế tăng cường (Augmented Reality) chồng lên thế giới thực, thực tế ảo (Virtual Reality) thay thế nó, thực tế hỗn hợp (Mixed Reality) kết hợp cả hai; cùng nhau chúng tạo nên XR, tức là Thực tế mở rộng (eXtended Reality). Khi các công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, đào tạo công nghiệp, chăm sóc sức khỏe và dịch vụ tại hiện trường, kỳ vọng về tính nhất quán và sự thoải mái ngày càng tăng cao.

Khi kính thông minh và tai nghe thông minh chuyển từ các phòng thí nghiệm đổi mới sang dây chuyền sản xuất toàn cầu, việc duy trì hiệu suất quang học, cảm biến và theo dõi nhất quán trở thành một thách thức trong sản xuất, chứ không chỉ là một thách thức trong thiết kế.

Averna hỗ trợ các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) và nhà sản xuất theo hợp đồng trong toàn bộ vòng đời sản phẩm, từ khâu xác thực R&D và tăng tốc phát triển sản phẩm mới (NPI) đến thử nghiệm sản xuất cuối dây chuyền (EOL). Nền tảng hiệu chuẩn AR/VR/MR có thể cấu hình và các trạm thử nghiệm tự động của chúng tôi đảm bảo các phép đo lặp lại, triển khai có thể mở rộng và độ bền đạt tiêu chuẩn sản xuất.

Thách thức trong sản xuất thiết bị nhập vai

Trải nghiệm nhập vai phụ thuộc vào độ chính xác. Một sai lệch quang học nhỏ, hiệu chuẩn IMU không ổn định hoặc sự trôi lệch theo dõi có thể làm giảm trải nghiệm người dùng và giảm năng suất sản phẩm. Việc mở rộng độ chính xác đó trên nhiều ca làm việc, dây chuyền sản xuất và địa điểm toàn cầu sẽ làm tăng thêm độ phức tạp:

• Duy trì sự đồng bộ giữa camera và IMU trong điều kiện chuyển động đa trục
• Đảm bảo hiệu suất quang học NED khách quan
• Kiểm soát độ ổn định hiệu chuẩn trong điều kiện nhiệt độ và rung động.

Bạn cần có hệ thống đo lường và tự động hóa tiêu chuẩn hóa, nếu không sự biến động sẽ tăng lên và năng suất sẽ giảm.

Một phương pháp hiệu chuẩn và kiểm tra AR/VR/MR tiêu chuẩn hóa

Averna giải quyết các lỗi này bằng một nền tảng hiệu chuẩn AR/VR/MR tiêu chuẩn được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị nhập vai. Các giải pháp của chúng tôi bao gồm:

• Nền tảng chuyển động đa trục để hiệu chuẩn camera–IMU
• Các phương pháp đo quang học khách quan (MTF, độ méo hình, FOV)
• Quy trình căn chỉnh quang học tự động
• Kiểm tra độ chính xác của cảm biến và hệ thống theo dõi trong điều kiện được kiểm soát.
• Đảm bảo an toàn cho đồ gá sản xuất chất lượng cao.

Phương pháp này được cung cấp dưới dạng các trạm có thể cấu hình với thiết bị cố định đạt tiêu chuẩn sản xuất, công thức kiểm tra theo trình tự và các dịch vụ dữ liệu được tích hợp vào MES/OPC UA, đảm bảo kết quả được duy trì trong giai đoạn R&D, NPI và EOL. Khi cần mở rộng quy mô, chúng tôi sẽ nhân rộng các trạm (xây dựng theo bản vẽ) trên nhiều địa điểm và duy trì GR&R và SPC, giúp tăng năng suất mà không làm mất đi tính chính xác của phép đo, từ đó bảo vệ năng suất, sự thoải mái và thương hiệu.

Đảm bảo hiệu suất ổn định trong các thiết bị nhập vai đòi hỏi nhiều hơn các bước hiệu chuẩn riêng lẻ. Thử nghiệm thực tế mở rộng trong bối cảnh sản xuất yêu cầu các hệ thống đo lường quang học tích hợp, hiệu chuẩn cảm biến điều khiển chuyển động, xác thực hệ thống con nhúng và môi trường được kiểm soát được thiết kế để đảm bảo tính lặp lại.

Các thiết bị AR/VR kết hợp quang học, cảm biến, điện tử và khả năng kết nối trong một hệ thống tích hợp chặt chẽ. Sơ đồ bên dưới minh họa phạm vi thử nghiệm AR/VR của Averna trên các hệ thống con này.

Kiến trúc đo lường quang học

Hiệu suất hiển thị gần mắt ảnh hưởng trực tiếp đến độ sắc nét và độ căn chỉnh cảm nhận được. Trong quá trình sản xuất, các thông số này phải được đo lường trong điều kiện được kiểm soát và với dung sai xác định.

Hệ thống thử nghiệm AR/VR của Averna sử dụng các bàn quang học chính xác với hình học thu nhận cố định và định vị được giới hạn bằng cơ học. Điều này loại bỏ ảnh hưởng của người vận hành và đảm bảo sự căn chỉnh chính xác giữa thiết bị cần thử nghiệm và hệ thống đo lường.

Chất lượng hình ảnh được đánh giá bằng các phương pháp khách quan như phân tích MTF và lập bản đồ biến dạng. Góc nhìn được xác thực dựa trên các thông số kỹ thuật đã định bằng cách sử dụng các tham chiếu quang học đã hiệu chuẩn và ánh sáng được kiểm soát. Việc xác thực thời gian hiển thị và tốc độ làm mới cũng có thể được tích hợp để đảm bảo hiệu suất hình ảnh nhất quán trên các chế độ hoạt động.

Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác quang học cao, quy trình căn chỉnh chủ động có thể được tích hợp để điều chỉnh và xác thực vị trí linh kiện một cách linh hoạt trong quá trình lắp ráp.

Kết quả là một kiến ​​trúc đo lường được thiết kế để đảm bảo tính lặp lại. Cùng một thiết bị được thử nghiệm trong quá trình thẩm định kỹ thuật có thể được đánh giá bằng các phương pháp tương đương trên dây chuyền sản xuất, mà không cần phải xác định lại chiến lược đo lường.

Hiệu chuẩn cảm biến và chuyển động

Averna tích hợp các hệ thống chuyển động tuyến tính và quay đa trục có khả năng tái tạo các quỹ đạo chuyển động được kiểm soát trong phạm vi dung sai được xác định chặt chẽ. Các nền tảng này cho phép:

• Hiệu chỉnh độ lệch IMU và hệ số tỷ lệ
• Xác minh sự căn chỉnh giữa camera và cảm biến
• Kiểm tra xác thực chuyển động động học trong điều kiện lặp lại

Hệ thống này không chỉ giới hạn ở việc hiệu chuẩn tĩnh. Nó cũng hỗ trợ xác thực chuyển động có kiểm soát, cho phép các nhà sản xuất quan sát hoạt động của cảm biến trong các chuỗi động thay vì chỉ dựa vào các phép đo tại điểm cố định. Trong sản xuất, kiến ​​trúc này cho phép xác minh chức năng có cấu trúc của các hệ thống con chuyển động.

Kết quả là một hệ thống chuyển động được hiệu chỉnh và kiểm định chức năng, đáp ứng các yêu cầu sản xuất mà không làm phức tạp thêm quy trình sản xuất không cần thiết.

Tính toàn vẹn của phép đo và kiểm soát sản xuất

Việc thử nghiệm AR/VR chỉ có giá trị nếu các phép đo duy trì ổn định theo thời gian. Tính lặp lại và khả năng truy vết quyết định liệu một nền tảng có thể chuyển từ giai đoạn thiết kế kỹ thuật sang sản xuất bền vững hay không.

Mỗi trạm thử nghiệm được thiết kế với tải trọng DUT được kiểm soát và các ràng buộc cơ học ngăn ngừa chuyển động sau khi thiết bị được cố định. Điều này làm giảm sự thay đổi vị trí tại nguồn thay vì bù trừ cho nó bằng phần mềm.

Trước khi đưa vào sử dụng trong nhà máy, các phân tích độ lặp lại được thực hiện và các nghiên cứu GR&R được tiến hành để định lượng sự biến thiên của phép đo. Mục tiêu là để xác nhận rằng hệ thống có thể phân biệt giữa sự biến thiên thực sự của sản phẩm và nhiễu đo lường. Các yếu tố môi trường như thay đổi nhiệt độ, độ rung và sự trôi dạt kéo dài được đánh giá để đảm bảo tính ổn định của hiệu chuẩn trong điều kiện hoạt động thực tế.

Kết quả đo lường được thu thập tại nguồn và được cấu trúc để tích hợp vào môi trường MES. Điều này cho phép kiểm soát quy trình thống kê, theo dõi năng suất và so sánh nhất quán giữa các dây chuyền và địa điểm trong giai đoạn tăng tốc NPI và sản xuất khối lượng lớn.

Tích hợp phần cứng và phần mềm cho thử nghiệm AR/VR

Averna phát triển các hệ sinh thái thử nghiệm hoàn chỉnh tích hợp các thiết bị gá lắp cơ khí, điều khiển chuyển động, hệ thống thị giác , thử nghiệm RF và điện tử tùy chỉnh với các khung phần mềm công nghiệp được thiết kế để triển khai trong nhà máy.

Ở cấp độ phần cứng, hệ thống giao tiếp trực tiếp với thiết bị cần kiểm tra thông qua các giao diện truyền thông tùy chỉnh hỗ trợ các cụm PCB, điều khiển nguồn lập trình và thu thập dữ liệu tốc độ cao. Kích hoạt xác định đảm bảo tương tác đồng bộ với camera, IMU, màn hình, mô-đun RF và các thiết bị điện tử nhúng trong quá trình hiệu chuẩn và xác minh chức năng. Độ ổn định nguồn và phản hồi của hệ thống con nhúng có thể được xác thực như một phần của quy trình kiểm tra cuối dây chuyền sản xuất có cấu trúc.

Ở cấp độ phần mềm, Averna Launch , một hệ thống điều hành kiểm thử tập trung, quản lý trình tự thực hiện, tương tác phần mềm nhúng và các quy trình hiệu chuẩn, đồng thời xử lý dữ liệu đo lường trong thời gian thực. Kết quả được ghi lại ở các định dạng có cấu trúc để hỗ trợ kết nối MES và khả năng truy xuất nguồn gốc lâu dài. Các công cụ thị giác máy tính tích hợp cũng có thể được triển khai để phát hiện đặc điểm, xác minh sự phù hợp hoặc nhận diện lỗi khi cần thiết.