3Функцианальная схема.

4Построение системы управления с помощью сетей Петри.

Разработка алгоритма системы управления.

Алгоритм для системы управления «роботом боксером» представлен на рисунке

Рисунок 6: Алгоритма системы управления «роботом боксером».

Алгоритм-система правил, сформулированная на понятном исполнителю языке, которая определяет процесс перехода от допустимых исходных данных к некоторому результату и обладает свойствами массовости, конечности, определенности, детерминированности.

Описание: блок питания подключается к сети, блок питания начинает питать: материнскую плату, плату управление, Kinect. Если все компоненты подключены, запускается программа SDK, если подключение отсутствует необходимо проверить соединение всех компонентов. Далее следует загрузка программы тренировок.

Чтобы запустить робота необходимо встать в зону видимости Kinect. После того как пользователь появился в зоне Kinect, робот начинает действовать по программе. Пока пользователь находится в зоне видимости Kinect,робот функционирует, как только пользователь покидает эту зону, робот завершает тренировку.

4.1Функциональная схема.

3.3 Система технического зрения Kinect.

Начинать знакомство с Kinect лучше со знакомства с самим сенсором. Три камеры, в корпусе длиной чуть более 20 см и высотой около 5 см (не считая ножки). Один нюанс – в Kinect две камеры. (рис.4)

Рисунок 7: изображение сенсоров Kinect

• IR Emitter – Инфракрасный излучатель. Да, это не камера. Его назначение испускать инфракрасные лучи, которые, отражаясь от предметов, попадают назад в сенсор, где их принимает:

• IR DepthSensor – Инфракрасный приёмник. Собирает отраженные лучи, преобразуя их в расстояние от сенсора до объекта(ов). И таким образом строится, можно сказать, матрица расстояний — целый кадр. Максимальное разрешение 640x480 (30 fps).

• ColorSensor – Цветная камера. Захват видео с максимальным разрешением 1280x960 (12fps). Угол обзора камеры: 43° по вертикали и 57° по горизонтали (угол обзора дальномера идентичный). Можно выбрать формат картинки: RGB или YUV.

• MicrophoneArray – набор микрофонов. 4 встроенных микрофона позволяют определить местоположение источника звука и направление звуковых волн. Встроенный обработчик звукового сигнала включает подавление эха и уменьшение шума.

• TiltMotor – Коррекция наклона. Позволяет программно настраивать наклон сенсора в диапазоне ±27° по вертикали.

Сенсор подключается к компьютеру через USB, хотя, строго говоря, USB устройством не является, т.к. имеет несколько отличную прошивку, нежели стандартное USB устройство.

Рисунок 5 -диапазон «рабочих» расстояний Kinect

Режим DefaultRange доступен как для Kinectfor Windows, так и для KinectforXBox, но NearRange доступен только для сенсора Kinectfor Windows. Простой пример: для всех объектов в кадре находящихся в пределах NormalValues сенсор вернёт измеренное расстояние, но для объектов, выходящих за этот диапазон, сенсор вернёт либо ноль, либо определенную для каждого диапазона константу (зависит от заданных настроек). Одно из существенных отличий SDK 1.5 от 1.0 в том, что теперь в режиме NearRange можно получить информацию о сидящем человеке, это так называемый трекинг сидящей фигуры (seatedskeletaltracking). Kinect отслеживает 10 точек: голову, шею и руки. Но об этом чуть позже.

Хочется обратить внимание на различия двух Kinect (XBox и Windows). Первый разрабатывался и тестировался с одним устройством – XBox. Второй же, напротив, должен работать с широким диапазоном устройств (компьютеров), поэтому его кабель короче, а специальное устройство призвано не позволить Kinect подраться с остальной USB периферией. Лицензионное соглашение позволяет использовать Kinectfor Windows в коммерческих целях, а KinectforXBox нет.

Перейдем теперь к установке SDK. В версии 1.5 Microsoft разделил SDK на два пакета. Скачать их можно с официальной страницы:

• Kinectfor Windows SDK. Включает APIs и драйверы сенсора.

• Kinect for Windows Developer Toolkit. Включает KinectStudio, Face Tracking SDK, примеры кода и документация.

ВозможностиKinect for Windows SDK:

• SkeletalTracking (трекинг человеческой фигуры)

• FaceTracking (трекинг лица)

• SpeechRecognition (распознавание речи)

Потоки данных представляет собой Видеопоток (ColorStream), Aудиопоток (AudioStream) и данные дальномера (DepthStream). SDK строится на этих потоках.

Рисунок 6-Потоки данных Kinect.