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Kinect传感器系统工作方案

导读: PrimeSense技术是微软(Microsoft)Kinect传感器系统的基础,该传感器系统被设计为与微软Xbox 360控制台游戏系统一起工作。它的工作原理非常简单,但执行过程相当复杂。PS1080系统级芯片(SoC)则是一款完美支持PrimeSense技术的产品。

  PrimeSense技术是微软(Microsoft)Kinect传感器系统的基础,该传感器系统被设计为与微软Xbox 360控制台游戏系统一起工作(图1)。它的工作原理非常简单,但执行过程相当复杂。PS1080系统级芯片(SoC)则是一款完美支持PrimeSense技术的产品。

 

  这款芯片独立地管理音频和视频信息,这些信息都可以通过USB连接进行访问。USB仅为PrimeSense单元提供电源,Kinect还需要额外的电源供给它的伺服系统。

  大多数设计工程师至少都非常熟悉Kinect与Xbox一起工作的方式。Kinect主要用来向游戏程序提供有关玩家的信息。玩家需要位于电视机前方,并且面对Kinect,然后通过移动和手势与游戏发生交互。了解Kinect如何获得这些信息是非常有趣的一件事。

  在Kinect推出之前,像这类手势识别是使用LIDAR(激光诱导差分吸收雷达)或激光雷达实现的。超声波传感器不能提供足够的精度。另外一种方法是使用图像分析,但非常复杂,运算要求很高。

  PrimeSense使用截然不同的方法。它是从传感器投射出红外点阵图案,然后使用带红外滤波器的传统CMOS图像传感器进行检测。图案会根据反射光线的物体发生改变。那些点的大小和位置也会随物体与发射源的距离变化而变化。

  PS1080接收来自图像传感器的结果,然后通过判断差异来产生深度景象。深度景象的分辨率是1024x758(VGA),但CMOS传感器具有高得多的分辨率。能够被硬件捕获的图像分辨率实际上是1600x1200,这是提供深度景象所必须的,否则就没有足够的分辨率来检测投射出的红外点阵的位置和大小。

 

  PS1080芯片的主要工作是识别红外点,将它们的状态信息转换成深度值。这不是一个简单的任务,也不是一般的微处理器能够处理得了的。幸运的是,PS1080可以按30帧/秒的速率完成这一任务。在一个像素代表的区域内一般能找到好几个点。

  最短距离在1米以下(0.8米),最大深度约3.5米。这个范围正好适合位于高清电视机前面的游戏玩家。可视区域是一个矩形锥体,水平垂直方向分别是58度和45度。

 

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