Specifiche hardware di Azure Kinect DK

Questo articolo fornisce informazioni dettagliate sul modo in cui l'hardware di Azure Kinect integra la tecnologia più recente del sensore Microsoft in un unico accessorio connesso tramite USB.

Termini

Questi termini abbreviati vengono usati in questo articolo.

• NFOV (modalità di profondità con campo visivo ristretto)
• WFOV (modalità di profondità con ampio campo visivo)
• FOV (Campo visivo)
• FPS (fotogrammi al secondo)
• IMU (unità di misura inerziale)
• FoI (campo di interesse)

Dimensioni e peso del prodotto

Il dispositivo Azure Kinect è costituito dalle dimensioni e dal peso seguenti.

• Dimensioni: 103 x 39 x 126 mm
• Peso: 440 g

Un file STEP per il dispositivo Azure Kinect è disponibile qui.

Ambiente operativo

Azure Kinect DK è destinato a sviluppatori e aziende commerciali che operano nelle condizioni di ambiente seguenti:

• Temperatura: 10-25⁰C
• Umidità: umidità relativa 8-90% (non condensante)

Annotazioni

L'uso all'esterno delle condizioni di ambiente potrebbe causare un errore e/o una funzione del dispositivo in modo non corretto. Queste condizioni ambientali sono applicabili per l'ambiente immediatamente intorno al dispositivo in tutte le condizioni operative. Se usato con uno chassis esterno, è consigliabile controllare la temperatura attiva e/o altre soluzioni di raffreddamento per garantire che il dispositivo venga mantenuto all'interno di questi intervalli. La progettazione del dispositivo dispone di un canale di raffreddamento tra la sezione anteriore e la manica posteriore. Quando si implementa il dispositivo, assicurarsi che questo canale di raffreddamento non sia bloccato.

Fare riferimento ad altre informazioni sulla sicurezza dei prodotti.

Modalità operative supportate dalla fotocamera di profondità

Azure Kinect DK integra una fotocamera di profondità da 1 Megapixel Time-of-Flight (ToF) progettata da Microsoft utilizzando il sensore di immagini presentato a ISSCC 2018. La fotocamera di profondità supporta le modalità indicate di seguito:

Modalità	Risoluzione	FoI	FPS	Intervallo operativo*	Tempo di esposizione
NFOV non binato	640x576	75°x65°	0, 5, 15, 30	0,5 - 3,86 m	12,8 ms
Campo visivo ridotto 2x2 binning (SW)	320x288	75°x65°	0, 5, 15, 30	0,5 - 5,46 m	12,8 ms
WFOV 2x2 binned	512x512	120°x120°	0, 5, 15, 30	0,25 - 2,88 m	12,8 ms
WFOV non raggruppato	1024x1024	120°x120°	0, 5, 15	0,25 - 2,21 m	20.3 ms
Infrarosso Passivo	1024x1024	Non disponibile	0, 5, 15, 30	Non disponibile	1,6 ms

*Da 15% a 95% riflettanza a 850nm, 2,2 μW/cm²/nm, deviazione standard errore casuale. ≤ 17 mm, errore sistematico tipico < 11 mm + 0,1% di distanza, senza interferenze da percorsi multipli. La profondità può essere specificata al di fuori dell'intervallo operativo indicato in precedenza. Dipende dalla riflettività di un oggetto.

Modalità operative supportate dalla fotocamera a colori

Azure Kinect DK include un sensore CMOS OV12A10 da 12 MP con otturatore mobile. Di seguito sono elencate le modalità operative native:

Risoluzione della fotocamera RGB (HxV)	Rapporto d'aspetto	Opzioni di formato	Frequenza dei fotogrammi (FPS)	FOV nominale (HxV) (elaborato post-processo)
3840x2160	16:9	MJPEG	0, 5, 15, 30	90°x59°
2560x1440	16:9	MJPEG	0, 5, 15, 30	90°x59°
1920x1080	16:9	MJPEG	0, 5, 15, 30	90°x59°
1280x720	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°

La fotocamera RGB è compatibile con la classe USB Video e può essere usata senza Sensor SDK. Spazio colori della fotocamera RGB: BT.601 intervallo completo [0...255]. Il sottocampionamento della cromatica MJPEG è 4:2:2.

Annotazioni

Sensor SDK può fornire immagini a colori nel formato pixel BGRA. Questa non è una modalità nativa supportata dal dispositivo e causa un carico di CPU aggiuntivo quando usato. La CPU host viene usata per eseguire la conversione da immagini MJPEG ricevute dal dispositivo.

Valori del tempo di esposizione della fotocamera RGB

Di seguito è riportato il mapping per i valori di esposizione manuale della fotocamera RGB accettabili:

exp	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	30000	33330
-5	31250	40000	41670
-4	62.500	50000	50000
-3	125000	60000	66670
-2	250000	80000	83330
-1	500.000	100000	100000
0	1000000	120000	116670
1	2000000	130000	133330

Temporizzazione non elaborata del sensore di profondità

Modalità profondità	IR Impulsi	Polso Larghezza	Inattivo Periodi	Tempo di inattività	Esposizione Tempo
NFOV Unbinned NFOV 2xx Binned WFOV 2x2 con raggruppamento	9	125 noi	8	1450 noi	12,8 ms
WFOV Non binato	9	125 noi	8	2390 noi	20.3 ms

Campo di visualizzazione della fotocamera

L'immagine successiva mostra il campo di visualizzazione della fotocamera RGB e la profondità o gli angoli visualizzati dai sensori. Questo diagramma mostra la fotocamera RGB in modalità 4:3.

Questa immagine illustra il campo visivo della fotocamera, come visto dalla parte anteriore a una distanza di 2000 mm.

Annotazioni

Quando la profondità è in modalità NFOV, la fotocamera RGB ha una sovrapposizione di pixel migliore in 4:3 rispetto alle risoluzioni 16:9.

Sensore movimento (IMU)

L'unità di misura inerziale incorporata (IMU) è un LSM6DSMUS e include sia un accelerometro che un giroscopio. L'accelerometro e il giroscopio vengono campionati contemporaneamente a 1,6 kHz. Gli esempi vengono segnalati all'host a 208 Hz.

Array di microfoni

Azure Kinect DK incorpora una matrice circolare di sette microfoni di alta qualità che identifica come dispositivo audio USB standard di classe 2.0. È possibile accedere a tutti i 7 canali. Le specifiche delle prestazioni sono:

• Sensibilità: -22 dBFS (94 dB SPL, 1 kHz)
• Il rapporto > segnale/rumore 65 dB
• Punto di overload acustico: 116 dB

USB

Azure Kinect DK è un dispositivo composito USB3 che espone gli endpoint hardware seguenti al sistema operativo:

L'ID fornitore è 0x045E (Microsoft). La tabella ID prodotto è illustrata di seguito:

Interfaccia USB	PNP IP	Note
USB3.1 Gen2 Hub	0x097A	Hub principale
USB2.0 Hub	0x097B	HS USB
Fotocamera di profondità	0x097C	USB3.0
Fotocamera a colori	0x097D	USB3.0
Microfoni	0x097E	HS USB

Indicatori

Il dispositivo ha un indicatore di streaming della fotocamera sulla parte anteriore del dispositivo che può essere disabilitato a livello di codice tramite Sensor SDK.

Il LED di stato dietro il dispositivo indica lo stato del dispositivo:

Quando la luce è	Significa
Bianco a tinta unita	Il dispositivo è acceso e funziona correttamente.
Bianco lampeggiante	Il dispositivo è acceso ma non ha una connessione dati USB 3.0.
Lampeggiante ambra	Il dispositivo non ha una potenza sufficiente per funzionare.
Ambra lampeggiante bianco	Aggiornamento o ripristino del firmware in corso

Alimentazione del dispositivo

Il dispositivo può essere alimentato in due modi:

1. Uso dell'alimentatore in scatola. Il connettore di alimentazione è un OD 4,5mm con ID 3,0mm e un diametro del pin di 0,6mm.
2. Uso di un Type-C per Type-C cavo sia per l'alimentazione che per i dati.

Un Type-C per Type-C cavo non è incluso in Azure Kinect DK.

Annotazioni

• Il cavo di alimentazione incluso nella confezione è un cavo USB Type-A con connettore a singolo polo cilindrico. Utilizzare l'alimentatore a parete fornito con questo cavo. Il dispositivo è in grado di assorbire più potenza di quanta possano fornire due porte USB standard Type-A.
• I cavi USB sono importanti ed è consigliabile usare cavi di alta qualità e verificare la funzionalità prima di distribuire l'unità in remoto.

Suggerimento

Per selezionare un buon cavo da Type-C a Type-C:

• Il cavo certificato USB deve supportare sia l'alimentazione che i dati.
• Un cavo passivo deve essere di lunghezza inferiore a 1,5 m. Se più lungo, usa un cavo attivo.
• Il cavo deve supportare almeno 1,5A. In caso contrario, è necessario collegare un alimentatore esterno.

Verificare il cavo:

• Connettere il dispositivo tramite cavo al PC host.

• Verificare che tutti i dispositivi siano elencati correttamente in Gestione dispositivi di Windows. La fotocamera DEPTH e RGB dovrebbe essere visualizzata come illustrato nell'esempio seguente.

  

• Verificare che il cavo possa essere trasmesso in modo affidabile su tutti i sensori nel Visualizzatore Azure Kinect, con le impostazioni seguenti:

  • Fotocamera di profondità: NFOV senza associazione
  • Fotocamera RGB: 2160p
  • Microfoni e IMU abilitati

Cosa significa la luce?

L'indicatore di alimentazione è un LED sulla parte posteriore di Azure Kinect DK. Il colore del LED cambia a seconda dello stato del dispositivo.

Questa figura etichetta i componenti seguenti:

1. Indicatore di alimentazione
2. Cavo di alimentazione (collegato alla fonte di alimentazione)
3. USB-C cavo dati (connesso al PC)

Assicurarsi che i cavi siano collegati come illustrato. Controllare quindi la tabella seguente per scoprire quali stati indicano i vari stati della luce elettrica.

Quando la luce è:	Significa che:	E dovresti:
Bianco a tinta unita	Il dispositivo è acceso e funziona correttamente.	Usare il dispositivo.
Non illuminata	Il dispositivo non è connesso al PC.	Assicurarsi che il cavo del connettore di alimentazione rotonda sia collegato al dispositivo e alla scheda di alimentazione USB. Assicurarsi che il cavo USB-C sia collegato al dispositivo e al PC.
Bianco lampeggiante	Il dispositivo è acceso ma non ha una connessione dati USB 3.0.	Assicurarsi che il cavo del connettore di alimentazione rotonda sia collegato al dispositivo e alla scheda di alimentazione USB. Assicurarsi che il cavo USB-C sia collegato al dispositivo e a una porta USB 3.0 nel PC. Connettere il dispositivo a un'altra porta USB 3.0 nel PC. Nel PC aprire Gestione dispositivi (Start>Control Panel>Device Manager) e verificare che il PC disponga di un controller host USB 3.0 supportato.
Lampeggiante ambra	Il dispositivo non ha una potenza sufficiente per funzionare.	Assicurarsi che il cavo del connettore di alimentazione rotonda sia collegato al dispositivo e alla scheda di alimentazione USB. Assicurarsi che il cavo USB-C sia collegato al dispositivo e al PC.
Ambra, poi lampeggiante bianco	Il dispositivo è acceso e riceve un aggiornamento del firmware oppure il dispositivo sta ripristinando le impostazioni predefinite.	Attendere che la luce dell'indicatore di alimentazione diventi bianco solido. Per altre informazioni, vedere Reimpostare Azure Kinect DK.

Consumo energetico

Azure Kinect DK consuma fino a 5,9 W; consumo di energia specifico dipende dal caso d'uso.

Taratura

Azure Kinect DK è calibrato nella fabbrica. I parametri di calibrazione per i sensori visivi e inerziali possono essere sottoposti a query a livello di codice tramite Sensor SDK.

Ripristino del dispositivo

Il firmware del dispositivo può essere reimpostato sul firmware originale usando il pulsante sotto il blocco.

Pulsante di ripristino di Azure Kinect DK

Per ripristinare il dispositivo, vedere le istruzioni qui.

Passaggi successivi

• Usare Azure Kinect Sensor SDK
• Configurare l'hardware