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Dieser Artikel bietet Details darüber, wie die Azure Kinect-Hardware die neueste Sensortechnologie von Microsoft in ein einziges, über USB verbundenes Zubehörteil integriert.
Begriffe
Diese gekürzten Begriffe werden in diesem Artikel verwendet.
- NFOV (Tiefenmodus mit eingeschränktem Sichtfeld)
- WFOV (Tiefenmodus für großes Sichtfeld)
- FOV (Sichtfeld)
- FPS (Frames pro Sekunde)
- IMU (Inertialmessungseinheit)
- FoI (Interessengebiet)
Produktabmessungen und Gewicht
Das Azure Kinect-Gerät besteht aus den folgenden Größen- und Gewichtsabmessungen.
- Abmessungen: 103 x 39 x 126 mm
- Gewicht: 440 g
Eine STEP-Datei für das Azure Kinect-Gerät ist hierverfügbar.
Betriebsumgebung
Azure Kinect DK ist für Entwickler und kommerzielle Unternehmen vorgesehen, die unter den folgenden Umgebungsbedingungen tätig sind:
- Temperatur: 10-250Grad C
- Luftfeuchtigkeit: 8-90% (nicht kondensierend) Relative Feuchtigkeit
Hinweis
Die Verwendung außerhalb der Umgebungsbedingungen kann dazu führen, dass das Gerät fehlschlägt und/oder falsch funktioniert. Diese Umgebungsbedingungen gelten für die Umgebung unmittelbar um das Gerät unter allen Betriebsbedingungen. Bei Verwendung mit einem externen Gehäuse werden eine aktive Temperatursteuerung und/oder andere Kühllösungen empfohlen, um sicherzustellen, dass das Gerät in diesen Bereichen gehalten wird. Das Gerätedesign verfügt über einen Kühlkanal zwischen vorderer und hinterer Hülle. Stellen Sie beim Implementieren des Geräts sicher, dass dieser Kühlkanal nicht behindert ist.
Bitte beachten Sie die zusätzlichen Produkt-Sicherheitsinformationen .
Betriebsmodi, die von der Tiefenkamera unterstützt werden
Azure Kinect DK integriert eine von Microsoft entworfene 1-Megapixel-ToF-Tiefenkamera (Time-of-Flight) mit dem auf der ISSCC 2018 präsentiertenBildsensor. Die Tiefenkamera unterstützt die unten angegebenen Modi:
| Modus | Auflösung | FoI | Bilder pro Sekunde (FPS) | Betriebsbereich* | Belichtungszeit |
|---|---|---|---|---|---|
| NFOV nicht gebunden | 640x576 | 75°x65° | 0, 5, 15, 30 | 0,5 - 3,86 m | 12.8 ms |
| NFOV 2x2 binned (SW) | 320 x 288 | 75°x65° | 0, 5, 15, 30 | 0,5 - 5,46 m | 12.8 ms |
| WFOV 2x2 gruppiert | 512 × 512 | 120°x120° | 0, 5, 15, 30 | 0,25 - 2,88 m | 12.8 ms |
| WFOV ungebinnt | 1024 x 1024 | 120°x120° | 0, 5, 15 | 0.25 - 2,21 m | 20,3 ms |
| Passives Infrarot | 1024 x 1024 | Nicht anwendbar | 0, 5, 15, 30 | Nicht anwendbar | 1.6 ms |
*15% bis 95% Reflektivität bei 850nm, 2,2 μW/cm2/nm, Zufallsfehler std. dev. ≤ 17 mm, typischer systematischer Fehler < 11 mm + 0,1% Entfernung ohne Multipfad-Interferenz. Die Tiefe kann außerhalb des oben angegebenen Betriebsbereichs bereitgestellt werden. Es hängt von der Reflektivität eines Objekts ab.
Unterstützte Betriebsmodi der Farbkamera
Azure Kinect DK enthält einen OV12A10 12MP-CMOS-Sensor mit Rolling-Shutter. Die systemeigenen Betriebsmodi sind unten aufgeführt:
| RGB-Kameraauflösung (HxV) | Seitenverhältnis | Formatoptionen | Bildfrequenzen (Bilder pro Sekunde - FPS) | Nominaler Sichtfeldwinkel (HxV)(nachbearbeitet) |
|---|---|---|---|---|
| 3840x2160 | 16:9 | MJPEG | 0, 5, 15, 30 | 90°x59° |
| 2560x1440 | 16:9 | MJPEG | 0, 5, 15, 30 | 90°x59° |
| 1920 x 1080 | 16:9 | MJPEG | 0, 5, 15, 30 | 90°x59° |
| 1280 x 720 | 16:9 | MJPEG/YUY2/NV12 | 0, 5, 15, 30 | 90°x59° |
| 4096x3072 | 4:3 | MJPEG | 0, 5, 15 | 90°x74,3° |
| 2048x1536 | 4:3 | MJPEG | 0, 5, 15, 30 | 90°x74,3° |
Die RGB-Kamera ist USB-Video-klassenkompatibel und kann ohne das Sensor SDK verwendet werden. Der RGB-Kamerafarbraum: BT.601 voll bereich [0..255]. Die MJPEG Chroma-Subsampling ist 4:2:2.
Hinweis
Das Sensor SDK kann Farbbilder im BGRA-Pixelformat bereitstellen. Dies ist kein systemeigener Modus, der vom Gerät unterstützt wird und bei Verwendung zusätzliche CPU-Auslastung verursacht. Die Host-CPU wird verwendet, um von MJPEG-Bildern zu konvertieren, die vom Gerät empfangen werden.
RGB Kamera-Belichtungszeitwerte
Unten sehen Sie die Zuordnung für die zulässigen manuellen Belichtungswerte der RGB-Kamera:
| Erf. | 2^exp | 50Hz | 60Hz |
|---|---|---|---|
| -11 | 488 | 500 | 500 |
| -10 | 977 | 1250 | 1250 |
| -9 | 1953 | 2500 | 2500 |
| -8 | 3906 | 10.000 | 8330 |
| -7 | 7813 | 20000 | 16670 |
| -6 | 15625 | 30.000 | 33330 |
| -5 | 31250 | 40.000 | 41670 |
| -4 | 62.500 | 50000 | 50000 |
| -3 | 125000 | 60000 | 66670 |
| -2 | 250.000 | 80.000 | 83330 |
| –1 | 500.000 | 100000 | 100000 |
| 0 | 1000000 | 120000 | 116670 |
| 1 | 2000000 | 130000 | 133330 |
Unformatierte Zeitdaten des Tiefensensors
| Tiefenmodus | IR Hülsenfrüchte |
Puls Breite |
Untätig Perioden |
Stillstandszeit | Exposition Zeit |
|---|---|---|---|---|---|
| NFOV Nicht gebunden NFOV 2xx Binned WFOV 2x2 zusammengefasst |
9 | 125 uns | 8 | 1450 uns | 12.8 ms |
| WFOV Nicht gebunden | 9 | 125 uns | 8 | 2390 uns | 20,3 ms |
Kamerablickfeld
Die nächste Abbildung zeigt das Tiefen- und RGB-Kamerafeld oder die Winkel, die die Sensoren "sehen". Dieses Diagramm zeigt die RGB-Kamera im 4:3-Modus.
Dieses Bild zeigt das Sichtfeld der Kamera, wie sie von vorne aus in einem Abstand von 2000 mm zu sehen ist.
Hinweis
Wenn sich der Tiefensensor im NFOV-Modus befindet, hat die RGB-Kamera bei 4:3 im Vergleich zu 16:9 Auflösungen eine bessere Pixelüberlappung.
Bewegungssensor (IMU)
Die eingebettete Imertialmesseinheit (Inertial Measurement Unit, IMU) ist ein LSM6DSMUS und umfasst sowohl einen Beschleunigungsmesser als auch ein Gyroskop. Der Beschleunigungsmesser und das Gyroskop werden mit 1,6 kHz gleichzeitig bemustert. Die Proben werden dem Host mit einer Frequenz von 208 Hz gemeldet.
Mikrofon-Array
Azure Kinect DK beinhaltet ein hochwertiges, kreisförmiges Array mit sieben Mikrofonen, das als standardmäßiges USB-Audiogerät der Klasse 2.0 identifiziert wird. Auf alle 7 Kanäle kann zugegriffen werden. Die Leistungsspezifikationen sind:
- Empfindlichkeit: -22 dBFS (94 dB SPL, 1 kHz)
- Signal-zu-Rausch-Verhältnis > 65 dB
- Akustische Überladungspunkt: 116 dB
USB
Azure Kinect DK ist ein zusammengesetztes USB3-Gerät, das die folgenden Hardwareendpunkte für das Betriebssystem verfügbar macht:
Die Anbieter-ID ist 0x045E (Microsoft). Die Tabelle "Produkt-ID" wird unten angezeigt:
| USB-Schnittstelle | PNP-IP | Hinweise |
|---|---|---|
| USB3.1 Gen2 Hub | 0x097A | Der Haupthub |
| USB2.0 Hub | 0x097B | HS-USB |
| Tiefenkamera | 0x097C | USB3.0 |
| Farbkamera | 0x097D | USB3.0 |
| Mikrofone | 0x097E | HS-USB |
Indikatoren
Das Gerät verfügt über eine Kamerastreaminganzeige auf der Vorderseite des Geräts, die programmgesteuert mit dem Sensor SDK deaktiviert werden kann.
Die Status-LED hinter dem Gerät gibt den Gerätestatus an:
| Wenn das Licht an ist | Dies bedeutet |
|---|---|
| Vollweiß | Das Gerät ist eingeschaltet und funktioniert ordnungsgemäß. |
| Weiß blinkend | Das Gerät ist eingeschaltet, verfügt jedoch nicht über eine USB 3.0-Datenverbindung. |
| Blinkendes Gelb | Das Gerät verfügt nicht über genügend Energie, um zu arbeiten. |
| Bernstein blinkt weiß | Firmware-Update oder -Wiederherstellung wird ausgeführt |
Leistungsgerät
Das Gerät kann auf zwei Arten betrieben werden:
- Verwenden der mitgelieferten Stromversorgung. Der Stromanschluss hat einen Außendurchmesser von 4,5mm, einen Innendurchmesser von 3,0mm und einen Stiftdurchmesser von 0,6mm.
- Verwendet ein Type-C-zu-Type-C-Kabel für Stromversorgung und Datenübertragung.
Ein Type-C zum Type-C Kabel ist nicht im Azure Kinect DK enthalten.
Hinweis
- Das mitgelieferte Stromversorgungskabel ist ein USB-Type-A zu einem Einzelnen Post Barrel-Stecker. Verwenden Sie die bereitgestellte Wandstromversorgung mit diesem Kabel. Das Gerät kann mehr Leistung als zwei Standard-USB-Type-A Ports liefern.
- USB-Kabel sind wichtig und wir empfehlen, hochwertige Kabel zu verwenden und die Funktionalität zu überprüfen, bevor Sie die Einheit remote bereitstellen.
Tipp
So wählen Sie ein gutes Kabel von Type-C bis Type-C aus:
- Das USB-zertifizierte Kabel muss sowohl Strom als auch Daten unterstützen.
- Ein passives Kabel sollte kleiner als 1,5 m lang sein. Verwenden Sie bei längerer Zeit ein aktives Kabel.
- Das Kabel muss mindestens 1,5A unterstützen. Andernfalls müssen Sie eine externe Stromversorgung anschließen.
Kabel überprüfen:
Verbinden Sie das Gerät über das Kabel an den Host-PC.
Überprüfen Sie, ob alle Geräte im Windows-Geräte-Manager ordnungsgemäß aufgezählt werden. Die Tiefen- und RGB-Kameras sollten wie im folgenden Beispiel dargestellt erscheinen.
Überprüfen Sie, ob das Kabel zuverlässig auf allen Sensoren im Azure Kinect Viewer mit den folgenden Einstellungen streamen kann:
- Tiefenkamera: NFOV unkomprimiert
- RGB-Kamera: 2160p
- Mikrofone und IMU aktiviert
Was bedeutet das Licht?
Die Netzanzeige ist eine LED auf der Rückseite Ihres Azure Kinect DK. Die Farbe der LED ändert sich je nach Status Ihres Geräts.
In dieser Abbildung werden die folgenden Komponenten bezeichnet:
- Energieanzeige
- Netzkabel (mit der Stromquelle verbunden)
- USB-C Datenkabel (an den PC angeschlossen)
Stellen Sie sicher, dass die Kabel wie dargestellt verbunden sind. Überprüfen Sie dann die folgende Tabelle, um zu erfahren, was die verschiedenen Status der Netzleuchte anzeigen.
| Wenn das Licht folgendes ist: | Dies bedeutet: | Und Sie sollten: |
|---|---|---|
| Vollweiß | Das Gerät ist eingeschaltet und funktioniert ordnungsgemäß. | Verwenden Sie das Gerät. |
| Nicht beleuchtet | Das Gerät ist nicht mit dem PC verbunden. | Stellen Sie sicher, dass das runde Netzanschlusskabel sowohl mit dem Gerät als auch mit dem USB-Netzteil verbunden ist. Stellen Sie sicher, dass das USB-C Kabel an das Gerät und an Ihren PC angeschlossen ist. |
| Blinkend weiß | Das Gerät ist eingeschaltet, verfügt jedoch nicht über eine USB 3.0-Datenverbindung. | Stellen Sie sicher, dass das runde Netzanschlusskabel mit dem Gerät und mit dem USB-Netzteil verbunden ist. Stellen Sie sicher, dass das USB-C Kabel an das Gerät und an einen USB 3.0-Anschluss auf Ihrem PC angeschlossen ist. Schließen Sie das Gerät an einen anderen USB 3.0-Anschluss auf dem PC an. Öffnen Sie auf Ihrem PC den Geräte-Manager (Start>Systemsteuerung>Geräte-Manager-), und stellen Sie sicher, dass Ihr PC über einen unterstützten USB 3.0-Hostcontroller verfügt. |
| Blinkendes Gelb | Das Gerät verfügt nicht über genügend Energie, um zu arbeiten. | Stellen Sie sicher, dass das runde Netzanschlusskabel mit dem Gerät und mit dem USB-Netzteil verbunden ist. Stellen Sie sicher, dass das USB-C Kabel an das Gerät und an Ihren PC angeschlossen ist. |
| Amber, dann blinkend weiß | Das Gerät wird eingeschaltet und empfängt ein Firmwareupdate, oder das Gerät stellt die Werkseinstellungen wieder her. | Warten Sie, bis das Anzeigenlicht durchgehend weiß wird. Weitere Informationen finden Sie unter Zurücksetzen von Azure Kinect DK. |
Leistungsaufnahme
Azure Kinect DK verbraucht bis zu 5,9 W; Der spezifische Stromverbrauch ist von Fall zu Fall abhängig.
Kalibrierung
Azure Kinect DK wird in der Fabrik kalibriert. Die Kalibrierungsparameter für visuelle und inertialsensoren können programmgesteuert über das Sensor SDK abgefragt werden.
Gerätewiederherstellung
Gerätefirmware kann mithilfe der Taste unterhalb des Sperrnadels auf die originale Firmware zurückgesetzt werden.
Informationen zum Wiederherstellen des Geräts finden Sie in den Anweisungen unter hier.