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モーションセンサーデバイス調査

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モーションセンサーデバイスの調査まとめ。Kinect(V1/V2)とLeapmotionについて。

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モーションセンサーデバイス調査

  1. 1. モーションセンサーデバイス 調査 2014/12/01 @TMYSYSKW
  2. 2. モーションセンサーデバイスとは? ☯深度センサーまたはカメラによる人間の動きの 検出 ☯可視光 ☯赤外線 ☯超音波 ☯MS Kinect、Leapmotionで劇的に低価格化
  3. 3. Kinect v1
  4. 4. Kinect v1概要 ☯ Xbox用ジェスチャー音 声認識デバイス ☯ 2010年発売 ☯ WindowsSDK版も発売 ☯ 深度センサ方式は 「Light Coding」 ☯ イスラエルPrimeSnes 社の技術
  5. 5. Kinect内部構造 加速度センサーで仰角を制御 指向性マイクx4音源の方向を推定、 音声認識も可能 赤外線 プロジェクタ RGB カメラ 赤外線カメラ チルトモーター マイクロフォンアレイ
  6. 6. ランダム・ドット・パターン ☯ 赤外線プロジェクタと赤 外線カメラで深度センサ を構成 ☯ 赤外線プロジェクタから は約30,000個のランダ ム・ドット・パターン
  7. 7. Light Coding方式 ☯ ランダムドットパターンを 赤外線照射 ☯ パターンの拡散状態をカメ ラで検知 ☯ パターンと取得画像のマッ チングから距離を推定 ☯ センサーと対象物がある程 度離れている必要がある 被写体 被写体 被写体 被写体 z x 被写体までの距離zによってカメラに 写るドットの位置が変化する!
  8. 8. Kinect v2
  9. 9. Kinect v2概要 ☯ FullHD-RGBカメラx1、 赤外線カメラx1 ☯ 深度センサ「ToF方式」 ☯ WindowsSDK版あり ☯ 2014年発売開始
  10. 10. ToF(Time of Flight)方式 ☯ 投光と受光の光の位相差を検出 ☯ 位相差から対象物の距離を判定 ☯ 高精度な測定 ☯ 近接測定も可能 ☯ 測定ノイズあり ☯ コスト高
  11. 11. v2深度センサのスペック 解像度512x424画素、1画素16bit ⇒v1(320x240)の3倍 深度の取得範囲0.5~8.0m ⇒v1(0.8~4.0m)
  12. 12. v1とv2の深度イメージの比較 ノイズが出ている 髪の毛が正しく検知 輪郭がでる
  13. 13. 骨格の定義 関節数が20⇒25に v1 v2
  14. 14. Kinect v1とv2比較(1) 特徴 Kinect v1 Kinect v2 カラー画像 640x480 @30fps 1920x1080@30fps (暗所では@15fps) 深度画像 320x240 512x424 最小奥行距離 40cm 50cm 水平視野角 57度 70度 垂直視野角 43度 60度 チルトモーター 有 無 最大追跡対象骨格数 2 6 骨格定義関節数 20関節/人 25関節/人 手指の検出 無 親指と指先 手のポーズ検出 グーとパー グー、チョキ、パー
  15. 15. Kinect v1とv2比較(2) Kinect v1 Kinect v2 OS Windows7以降 Windows8以降(x64) 開発環境 Visual Studio 2010以降 Visual Studio 2012以降 I/F USB2.0 USB3.0 GPU DirectX 9.0c DirectX 11.0 CPU Dual-Core 2.66GHz以上 Core i7 3.1GHz以上 Memory 2.0GB以上 4.0GB以上 v2は要求スペックが高い!
  16. 16. Leapmotion
  17. 17. Leapmotionとは? ☯手の動きを認識するセンサーデバイス ☯2010年に起業したベンチャーが開発 ☯2013年7月に販売開始 ☯ASUSがLeapmotionを組み込み済みノートPC を販売
  18. 18. Leapmotion組込み ☯ HP ENVY 17-j100 ☯ Leapmotion内蔵ノート PC ☯ 価格$1000~ ☯ HP Leapmotion組込み キーボード ☯ 価格$99
  19. 19. 取得できる情報 ☯手 ☯手の数 ☯移動速度 ☯姿勢(掌の向き、指先の向き) ☯指 ☯指の数 ☯位置 ☯ジェスチャー ☯指先で円を描く、手を振るetc ☯RAW画像 ☯SDK2.x系から取得可能に
  20. 20. ジェスチャー認識 ☯近赤外線カメラにより手および指を認識 ☯手や指の動きからジェスチャーを類推
  21. 21. タッチ動作 ☯モニターと指の位置関係からタッチ動作を検出
  22. 22. アプリケーション ☯AIRSPACE(Leapmotion直営オンラインスト ア)で販売 ☯Google Earth対応済み ☯SDK公開によりオリジナルアプリの作成可能 ☯Windows/Mac OSX/Linux ☯要デベロッパー登録(無償)
  23. 23. 開発プラットフォーム ☯C++ ☯Objective-C ☯Java ☯C# ☯Python ☯Mono ☯Unity ☯Javascript
  24. 24. カメラ(魚眼レンズ付) 赤外線LED ゴムシート 構造
  25. 25. 3~60cm (精度:1/100mm) 110度 認識範囲
  26. 26. 生データの取得 ☯ 左右の画像取得可能 ☯ 640x240px ☯ 魚眼による歪みを修正す る変換APIも提供 左側画像 右側画像
  27. 27. Leapmotionまとめ ☯ハードウェアは、単なるUSBカメラx2 ☯コストはUS$10以下? ☯深度処理方式はステレオカメラ? ☯手の重なりなどは難しい ☯認識処理はすべてホスト側で実行 ☯WEBソケットがあるので簡単にアプリが作れる ☯開発者の間口を広げる
  28. 28. その他のデバイス
  29. 29. Intel RealSense ☯ 方式不明(Light Coding?) ☯ 旧タイプはToF方式 ☯ IRカメラx2、RGBカメラ ☯ 顔表情検知 ☯ 脈拍測定可能 ☯ 2014年後半より組込みPC 出荷 ☯ 富士通、ACERから販売
  30. 30. Asus Xtion ☯ PrimeSnes社製センサ ☯ Light Coding方式 ☯ Kinect v1とほぼ同等 ☯ SDKバンドル
  31. 31. Camboard Pico ☯ ドイツPMD Technology社製 ☯ ToF方式 ☯ 小型高精度
  32. 32. 浜松ホトニクス測距センサ ☯ToF方式 ☯160x120画素 ☯サンプル価格8,925円
  33. 33. 日本信号 FX8型測距センサ ☯ToF方式 ☯レーザー+MEMS方式 ☯97x61画素(4fps) ☯野外使用も可能
  34. 34. スタンレー電気TFS0001A ☯ ToF方式 ☯ 126x126画素 ☯ 検出距離0.5m~5m ☯ IR発光波長850nm ☯ 外乱光強度10万Lx ☯ 10/100 Ethernet接続
  35. 35. スタンレー電気TOFセンサー ☯ 2014CEATECで展示 (開発中) ☯ 126x126画素 ☯ 検出距離0.5m~5m ☯ IR発光波長850nm ☯ 外乱光強度10万Lx ☯ USB2.0接続

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