AR/VR 测试解决方案（增强现实与虚拟现实）

增强现实（AR）在现实世界之上叠加虚拟图像，虚拟现实（VR）则取代现实世界，混合现实（MR）则将两者融合；三者统称为XR，即扩展现实（eXtended Reality）。随着这些技术在消费电子、工业培训、医疗保健和现场服务等领域的大规模应用，人们对一致性和舒适度的期望也在不断提高。

随着智能眼镜和头显设备从创新实验室走向全球生产线，保持光学、传感器和追踪性能的一致性已不再仅仅是设计上的挑战，更成为制造上的难题。

Averna 在整个产品生命周期中为原始设备制造商（OEM）和合同制造商提供支持，涵盖从研发验证、新产品导入（NPI）量产到生产线末端（EOL）生产测试的各个阶段。我们可配置的 AR/VR/MR 校准平台和自动化测试站，可确保测量结果的可重复性、部署的可扩展性以及生产级别的可靠性。

沉浸式设备背后的制造挑战

沉浸感取决于精度。轻微的光学失准、不稳定的IMU校准或追踪漂移都会降低用户体验并减少产品良率。将这种精度扩展到不同班次、生产线和全球各生产基地，则会带来更大的复杂性：

• 在多轴运动下保持摄像头与IMU的对准
• 确保NED光学性能的客观性
• 在温度和振动条件下控制校准稳定性

您需要标准化仪器和自动化流程，否则变异性会增加，良率也会受到影响。

一种标准化的AR/VR/MR校准与测试方法

Averna 通过专为沉浸式设备设计的标准化AR/VR/MR 校准平台，解决了这些失效模式。我们的解决方案包括：

• 用于摄像头-IMU校准的多轴运动平台
• 客观光学测量方法（MTF、畸变、视场角）
• 自动化光学对准工作流程
• 在受控条件下进行的传感器和追踪验证
• 安全可靠的生产级夹具

该方法以可配置工位的形式提供，配备生产级夹具、序列化测试方案以及与MES/OPC UA集成的数据服务，因此测试结果在研发、新产品导入（NPI）和产品生命周期结束（EOL）阶段均具有一致性。 当您需要扩大规模时，我们可在各站点复制工作站（按图纸建造），并维持GR&R和SPC，从而在提高吞吐量的同时，不降低保障良率、舒适度和品牌声誉的测量严谨性。

AR/VR设备将光学、传感、电子和连接技术整合于一个高度集成的系统之中。下图展示了Averna在这些子系统中AR/VR测试的覆盖范围。

光学测量架构

近眼显示器的性能直接影响用户感知到的清晰度和对齐度。在生产过程中，必须在受控条件下并按照规定的公差范围对这些参数进行测量。

Averna的AR/VR测试系统采用精密光学工作台，其具备固定的捕获几何结构和机械约束定位机制。这消除了操作员的影响，并确保被测设备与测量系统之间具有确定性的对准关系。

图像质量通过MTF分析和畸变映射等客观方法进行评估。视场角则利用经校准的光学参考标准和受控照明，对照既定规格进行验证。此外，还可整合显示时序和刷新率的验证，以确保在各种工作模式下视觉性能的一致性。

对于需要高光学精度的应用，可集成主动对准工作流程，在组装过程中动态调整并验证组件定位。

最终形成了一种专为可重复性而设计的测量架构。在工程验证期间测试过的同一设备，可在生产线上使用等效方法进行表征，而无需重新定义测量策略。

传感器和运动校准

Averna 集成了多轴线性与旋转平台，能够在严格定义的公差范围内重现受控的运动轨迹。这些平台可实现：

• IMU偏移量和比例系数校正
• 相机与传感器对准验证
• 在可重复条件下进行动态运动验证

该系统不仅限于静态校准，还支持受控运动验证，使制造商能够观察传感器在动态序列中的行为，而不仅仅依赖于固定点的测量。在生产中，这种架构能够对运动子系统进行结构化的功能验证。

最终形成了一个经过校准且功能经过验证的运动堆栈，既满足制造要求，又不会给生产流程带来不必要的复杂性。

测量完整性与生产控制

只有当测量结果随时间推移保持稳定时，AR/VR测试才具有价值。可重复性和可追溯性决定了平台能否从工程测试阶段过渡到持续生产阶段。

每个测试工位均采用受控的被测设备（DUT）加载设计，并设有机械约束装置，确保设备固定后不会发生位移。这种设计从源头减少了位置偏差，而非通过软件进行补偿。

在投入生产前，会进行重复性分析并执行GR&R研究，以量化测量变异性。其目的是确认系统能够区分真实的产品变异与测量噪声。还会评估温度变化、振动暴露和长期漂移等环境因素，以确保在实际运行条件下校准的稳定性。

测量结果在源头采集，并经过结构化处理以集成到MES环境中。这使得在新产品导入（NPI）爬坡阶段和大批量生产期间，能够实现统计过程控制、良率追踪，以及不同生产线和生产基地之间的一致性比较。

AR/VR 测试的软硬件集成

Averna 开发了完整的测试生态系统，将机械夹具、运动控制、视觉系统、射频测试和定制电子设备与专为工厂部署设计的工业软件框架进行集成。

在硬件层面，系统通过支持PCB组件、可编程电源控制和高速数据采集的定制通信接口，与被测设备直接对接。确定性触发机制确保在校准和功能验证过程中，与摄像头、惯性测量单元（IMU）、显示器、射频模块及嵌入式电子设备保持同步交互。 作为结构化生产线末端测试的一部分，可对电源稳定性及嵌入式子系统的响应进行验证。

在软件层面，集中式测试执行系统Averna Launch 负责管理测试序列、固件交互和校准流程，同时实时处理测量数据。测试结果以结构化格式记录，以支持与制造执行系统（MES）的连接及长期可追溯性。根据需要，还可部署集成的计算机视觉工具，用于特征检测、对齐验证或缺陷识别。