Sensor Kinect: funcionamiento y aplicación

Sensor Kinect: funcionamiento y aplicación

Nicaury C. Francisco R.

Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra, Departamento de Ingeniería Telemática
Elaboración de Proyecto

Resumen

La primera generación del sensor Kinect fue lanzada el 4 de noviembre del 2010, por Microsoft Corporations y PrimeSense. Desde entonces, ha sido un dispositivo de cada vez más interés en el área de reconocimiento visual o computer vision. Kinect está compuesto por una serie de interesantes componentes. Cuenta con una cámara infrarroja que conjuntamente con un proyector infrarrojo permiten capturar al usuario y el ambiente que lo rodea en tercera dimensión (3D), una cámara RGB y un arreglo de micrófonos que da lugar a la captura de comandos por voz para su posterior análisis. Kinect representa un gran avance en cuanto al rastreo o análisis del cuerpo para detectar la posición o gestos de este, resultando ganador del Outstanding Technical Achievement Award en el 2012. Son muchas las aplicaciones que fueron planteadas desde el lanzamiento de Kinect en 2010, y aún muchas más han sido desarrolladas luego de que se puso a disposición de los interesados un SDK para Windows. En este trabajo se pretende exponer las versiones de Kinect, sus especificaciones técnicas y funcionamiento así como una serie de aplicaciones que han sido desarrolladas tomando como base este interesante dispositivo.

-Palabras claves

Reconocimiento visual, reconocimiento de voz, Software Development Kit (SDK), cámara RGB, matriz de micrófonos, cámara infrarroja, proyector infrarrojo.  

Abstract

Kinect’s first generation was released on November 4, 2010 by Microsoft Corporations and PrimeSense. Since then, it has been a device of growing interest in the area of visual recognition or computer vision. Kinect is made of really interesting components. It has an infrared camera and an infrared projector that, working together, can capture the user and its surrounding environment in three dimensions (3D), a RGB camera and a microphone array that can capture voice commands for further analysis. Kinect represents a breakthrough regarding the tracking and analysis of the body to detect the position and gestures of this, being winner of the Outstanding Technical Achievement Award in 2012. There are many applications that were raised since the release of Kinect in 2010 and still many more were developed after it was made available to interested parties a SDK for Windows. This paper aims to expose versions of Kinect, its technical specifications and performance as well as a number of applications that have been developed based on this interesting device.

-Keywords

Visual recognition, speech recognition Software Development Kit (SDK), RGB camera, microphone array, infrared camera, infrared projector.

1 Introducción

La visión artificial o computer vision constituye una de las áreas de mayor impacto en la actualidad. Numerosos estudios y proyectos han sido desarrollados con la finalidad de innovar y avanzar en esta área que tiene tanto que ofrecer al desarrollo tecnológico. Sin embargo, los componentes necesarios para explotar en notable proporción este campo, siguen siendo un dolor de cabeza, debido a la relación costo-calidad de los mismos.

Desde la invención de los computadores, la interacción del ser humano con los mismos ha despertado cada vez mayor interés. Ha sido notable la rápida evolución en este campo, desde la intercomunicación empleando el teclado, entornos gráficos utilizando el ratón o mouse hasta entornos con sensibilidad al tacto. Sin embargo, en todos estos avances aún falta un toque esencial para lograr la visión artificial: la naturalidad.

Un gran salto en la solución de estas problemáticas anteriormente planteadas está encabezado por el sensor Kinect de Microsoft. Este brinda un asombroso avance debido a su capacidad mientras mantiene un relativo bajo costo. Kinect fue puesto a disposición del público en 2010 y constituye, hasta la fecha, el dispositivo más robusto en el campo del reconocimiento visual. Originalmente, fue desarrollado con la finalidad de brindar naturalidad a la tradicional forma de interacción con las consolas de videojuegos. Este permitiría a los usuarios de XBOX 360 controlar sus juegos empleando su cuerpo, sobrellevando el principal inconveniente de utilizar mandos o controles físicos, que deben ser sostenidos impidiendo un movimiento más natural del cuerpo. Luego del lanzamiento de Kinect para Xbox, fue puesto a disposición de los desarrolladores un SDK para Windows.

En el presente escrito se pretende desarrollar y ofrecer una clara visión de las principales cualidades del sensor Kinect. Al hacer uso del SDK ofrecido a los desarrolladores de aplicaciones son muchos los proyectos que se han realizado y aún más pueden llevarse a cabo al conocer todo lo que este dispositivo tiene para ofrecer. Debido a lo anterior, se pretende describir el funcionamiento de este dispositivo así como ofrecer un mecanismo de comprensión de las funcionalidades del SDK y cómo podría aprovecharse.

Al desarrollar el presente trabajo se expondrán las dos versiones de Kinect disponibles a la fecha y se pretende destacar las principales diferencias entre las mismas. De igual modo, se busca ofrecer una amplia descripción de los componentes de este dispositivo. A manera de plasmar con hechos todo lo antes expuesto, serán expuestas algunas de las principales aplicaciones de este virtuoso dispositivo.

2 Sensor Kinect: Historia y descripción

La primera idea de lo que se pretendía que fuera Kinect fue presentada al mundo bajo el interesante Project Natal de Microsoft Research en el 2009. Sin embargo, este aparato superó las expectativas al ser puesto en el mercado. Poco tiempo después de salir, fue tanto el interés que despertó, que de inmediato empezó la carrera por desarrollar una especie de código abierto de este que permitiera hacer uso de él más allá del ámbito de los videojuegos.

Kinect fue diseñado con la finalidad de brindar al usuario la posibilidad de controlar e interactuar con la consola Xbox 360 sin la necesidad de ningún tipo de contacto físico como un mando o control. Ofrece una nueva interfaz para el usuario que le permite emplear comandos de voz, gestos y movimientos, siendo estos interpretados por el sensor. Este fue desarrollado por Microsoft en conjunto con la compañía israelí PrimeSense. Dos meses después de su puesta en mercado, logra record Guinness como el dispositivo con más rápida venta, teniendo en ese entonces unos 8 millones de unidades vendidas.

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