【Kinectが変えるセンシングの世界】

トランジスタ技術【増刊】『今すぐ使える パソコン計測USBマイコン基板』の付録で作る~
    【リンクフリー】 私設研究所ネオテックラボ Neo-Tech-Lab.co.uk
【記載者】 【私設研究所Neo-Tech-Lab】 上田 智章
作成日 2012/06/09
更新 2012/06/09
最終更新 2012/07/07

【Kinectが変えるセンシングの世界】『本編に戻る』


【2012年、進化するAugmented Realityの表示技術】

【YouTube動画】『【初音ミク】「ミクの日大感謝祭」ダイジェスト映像』

【説明】
投影技術の進歩によりステージで高輝度高精細での表示も可能になった。
8:30~8:59(スクリーンとプロジェクタが見える)
  【使い方】
スタート直後に一旦停止。
解像度をHD720に、フルスクリーンを指定して再生開始

【YouTube動画】『【透明リアスクリーン】「農業用ビニール0.02mm厚」』

【説明】
2500lmのプロジェクタでスクリーン後方から投影。
透明穴なし厚み0.02mmの農業用ビニール135cm×50mを枠にピンと張ってスクリーンを構成

【YouTube動画】『氷結SUMMER NIGHT [DIGEST MOVIE]』



【説明】
Perfumeの動画では、投影技術がさらに進歩を遂げている。
3:00に本物のPerfumeが登場するまではプロジェクタで投影された映像だった。人物の手前にスクリーンがある模様。
6:20にモーション・キャプチャーに連動したグラフィックスのデモがある。
7:24に上から吊るしたライトの上端付近にスクリーンの境界らしきものが見える。
  【使い方】
スタート直後に一旦停止。
解像度をHD720に、フルスクリーンを指定して再生開始

【拡張現実】KINECTが変えるセンシングの世界【トラ技8月号】


【説明】
2012年8月号のダイジェスト版動画です。

【Kinect】ジェスチャーでエアコン制御にトライ!【その3】



【家電制御機能付きセンサ・プローブ】【プロトタイプ Version0.02】
左写真のプリント基板は、家電制御機能も備えた拡張現実センシング体験キットのセンサ・プローブ試作基板。
●センサは、騒音モニタ、照度センサ、温度センサ
●I/Oは、赤、黄、緑、青の4色LEDと、オープン・コレクタ3
【説明】
Kinectの骨格追尾によって右手と左手の残像履歴を得ることができます。この軌跡が円運動の場合に、中心座標と半径を推定できる独自アルゴリズムを考案しました。このアルゴリズムに関しては、トランジスタ技術の記事で詳細に説明しています。C#のソースに含まれるNTL_EstimationCircle.csも公開対象です。
  ★トランジスタ技術2012年8月号(7月10日発売予定) 特集記事 参照
パソコンからエアコンのリモコンを操作することができるハードウェアを製作しましたので、ジェスチャーでエアコン制御にトライしてみました。エアコンのリモコンの電源スイッチのグランド側とプルアップ側から線を取り出してオープン・コレクタに接続しています。校了後だったので、あとで回路図くらいの情報とC#のプロジェクト・ファイルを付け足します。
【追記】
記事向けにわざわざSDKをVersion1.0に戻して製作した動画です。リモコンも写るようなアングルにしたのが裏目に出て、左手を回したときにデプスカメラの検出範囲外に出てしまっていますね。SDKをVer.1.5に変更して上半身追尾モードで撮影すればよかったかな。


【Kinect】音声認識Speech APIでエアコン制御【その2】


【説明】
Microsoft社がやろうとしている家電制御の真似をしてみました。エアコンのリモコンから指示を出せるハードウェアを製作して、まずKinectのSpeech APIを使って動作確認をしてみました。
【追記】
この時点では、リモコンのスイッチをオープンコレクタでON/OFFできるかどうかを確認することが主目的でしたので、SDKは最新版のVer.1.5を使用しています。実は、Ver.1.0では音声認識エンジンが英語なので、正確な発音が案外難しかったからなんです。Ver.1.5では、日本語音声認識が使え、しかも認識率がかなり高いので便利です。

【家電制御機能付きセンサ・プローブ】【プロトタイプ Version0.01】
左の写真は、家電制御実験のようす。エアコンのリモコンのスイッチをオープン・コレクタで制御している。
●センサは、騒音モニタ、照度センサ、温度センサ
●I/Oは、赤、黄、緑、青の4色LEDと、オープン・コレクタ3



【Kinect】音声認識Speechで家電制御の準備実験【その1】


【説明】
2012/06/27の朝に珍しくTVを見ていたらMicrosoftがKinectでカーテンの開閉制御とか家電の制御を行う予定と報道されていました。そのときは『ふーん。ま、それくらい電動カーテンに繋げりゃできるでしょ....』くらいの印象だったのですが。
そしたら、程なくして1通のメールが!!CQ出版の編集担当のN氏からでした。なんでも関東では新聞報道だったようで、Microsoft社と建築関係のコラボだそうです。3年間で事業化の予定だとか?期間が長いので、Kinectを小型化してスイッチボックスにでも組み込んでスタンドアローンで動かすのでしょうね。
なら私もKinectを使ってジェスチャーによるエアコン制御のまねごとくらいを急遽行ってみようと考えました。取り敢えず、その日はエアコンのリモコンから電源ONを行わせる為のハードウェアを製作してみました。センサは騒音モニタ、照度センサ、NTCサーミスタを実装。動作確認の為に4色LEDも搭載しました。
翌日、Speechによる音声認識制御プログラムを作成して動かしてみました。まず、動作確認のため、USBバス経由でカラーLEDを点灯させてみました。赤、黄、緑、青の4色だけです。
【追記】
この実験には、Kinect for Windows SDK Version1.5を使用しました。日本語だと認識率が結構高いようです。というより私の英語の発音が悪かったのだろう.....

【Kinect】PCから出ている40kHzの超音波を可視化【その2】



【説明】
実は超音波(20kHz~60kHz)の強度をモニタできるセンサ・プローブで実験していたところ、私の愛用パソコンの1台から強烈な超音波が出ている事に気がつきました。何台か所有するWindows7機のうちSONYのVAIOの液晶ディスプレイの右下付近で周波数40kHz、強度60dB~80dBが放射されているのです。これ犬なら聞こえるはずの周波数です。人体への影響は不明ですが、そろそろディスクもいっぱいだし、他のパソコンに変えますかね。
















【Kinect】エアコンの吹き出し口付近の温度を可視化【その2】


【説明】
NTCサーミスタは比較的早く周囲温度に応答してくれるようなので、エアコン吹き出し口付近の温度を測定してみました。色は赤から白に変化するようにちょっと調整しています。

【Kinect】蛍光灯付近の照度を可視化【その2】


【説明】
照度センサで測定してみました。とは言ってもCdS、フォトダイオード、フォトトランジスタと3種類作成したのですが、多分CdSで測定した動画だったと思います。センサ・プローブを5回くらい試作したのですが、照度センサは毎回違うものを実装したためにどれがどれなのか.....

【Kinect】金属検出センサ【その2】


【説明】
自作の磁性金属検出センサで測定してみました。服に仕込んだ凶器を検出するという設定で....でも、仕込んでいるのは鑢(やすり)です。CPLD版を製作しなおして、USB-ADC版に変更しました。自励発振回路で並列共振回路を駆動しています。並列教師回路のL=100μH、C=300μF、R=10kΩです。駆動電流が3Armsはあるので、距離30mmでも検出能力があります。


【Kinect】金属探知センサで拡張現実センシング


【説明】
自作の磁性金属検出センサで測定してみました。この時点ではCPLD版を使用して実験しています。距離も15mm~20mmくらいと感度が悪いです。

【Kinect】NTCサーミスタでファンヒータ吹き出し口付近の温度分布を可視化


【説明】
こんなに暖かくなってからの実験なので暑さで死にそうになりながらの動画です。できれば真冬にやっておくべき実験でした。通信部分の改善前に製作したものですのでだいぶ応答特性が悪いのですが.....

【Kinect】デプスカメラの動作原理


【説明】
ランダム・パターンを投影するとどうして奥行き情報を得る事ができるのか説明している動画です。被写体の奥行きによってパターンが水平方向にずれる事と部分パターンと撮影画像との相互相関処理で水平方向のシフト量がわかります。

【Kinect関連】レーザービームとウェブカメラで行う測距原理検証実験


【説明】
水平方向のシフト量がわかれば奥行き(距離)は三角測量の原理で簡単に導く事ができます。

【Kinectセンサ】骨格追尾の残像履歴から円運動を検出【拡張現実】

ジェスチャー判定のアルゴリズムとその応用


【NyARToolKitCSとKinect】Augmented Reality Sensor【拡張現実センサ 事例】

NyARToolKitCSとKinect方式の特徴を比較した動画です。