Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos tridimensionales con la Kinect 1.0

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(1)UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S.I. TOPOGRAFÍA, GEODESIA Y CARTOGRAFÍA. Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos tridimensionales con la Kinect 1.0 Proyecto fin de Grado Víctor García Berlanga SEPTIEMBRE 2017. TUTOR: Julián Aguirre de Mata, Ramón Alcarria Garrido.

(2) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Agradecimientos. Me gustaría agradecer el tiempo invertido en ayudarme y el apoyo a Julián y Ramón que dieron parte de su tiempo libre, a Mª Jose que dedico horas de su tiempo en mí y a Tamara por hacerme trabajar cuando flaqueaba.. Muchas gracias.. Víctor García Berlanga. 1.

(3) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Guión 1. 2. Introducción ......................................................................................... 5 1.1. Motivaciones ................................................................................. 5. 1.2. Objetivos ........................................................................................ 5. Funcionamiento ................................................................................... 6 2.1. Introducción a la Kinect 1.0. ........................................................... 6. 2.2. Componentes................................................................................. 7. 2.2.1 3. Funcionamiento del sensor de profundidad ............................ 8. Realización de un modelo mediante Fotogrametría ........................... 10 3.1. Toma fotogramétrica ................................................................... 10. 3.1.1 3.2. Medición del apoyo fotogramétrico....................................... 10. Toma fotográfica.......................................................................... 10. 3.2.1. Orientación de las cámaras .................................................... 10. 4. Lenguaje C#. ....................................................................................... 12. 5. Obtención y procesado de los datos .................................................. 13. 6. 5.1. Aplicaciones creadas y modificadas: ............................................ 13. 5.2. Toma de datos ............................................................................. 15. 5.2.1. Organización del laboratorio.................................................. 16. 5.2.2. Trabajo en el laboratorio ....................................................... 18. Procesado de los datos ...................................................................... 22 6.1. Calibración de las cámaras ........................................................... 22. 6.2. Medición fotogramétrica por par estereoscópico de los puntos .. 27. 6.3 Medición fotogramétrica por cálculo de diferencia de paralaje de los puntos ............................................................................................. 36 6.4 7. Medición de los puntos sobre el modelo Kinect ........................... 37. Resultados ......................................................................................... 39 7.1 Comparativa entre los resultados obtenidos Fotogramétricamente y Topográficamente .............................................................................. 39 7.2 Comparativa entre los resultados obtenidos por paralaje y Topográficamente ................................................................................. 45. Víctor García Berlanga. 2.

(4) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 7.3 Comparativa entre los resultados obtenidos sobre el modelo Kinect y Topográficamente ................................................................... 47 8. Conclusiones ...................................................................................... 51 8.1 Comparativa entre los resultados obtenidos Fotogramétricamente y Topográficamente .............................................................................. 51 8.2 Comparativa entre los resultados obtenidos por paralaje y Topográficamente ................................................................................. 51 8.3 Comparativa entre los resultados obtenidos sobre el Modelo y Topográficamente ................................................................................. 52 8.4. Proceso de trabajo con la Kinect .................................................. 52. 8.5. Utilidad del Proyecto ................................................................... 54. 9. Presupuesto ....................................................................................... 55. 10. Bibliografía ...................................................................................... 57. 11. Anexo .............................................................................................. 58. 11.1 Anexo 1: Código aplicación captura de imágenes en Visible ........ 58 11.2 Anexo 2: Código aplicación captura de imágenes en IR ................ 60. Víctor García Berlanga. 3.

(5) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Víctor García Berlanga. 4.

(6) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 1 Introducción 1.1 Motivaciones Las motivaciones para llevar a cabo este TFG han sido varias, la primera profundizar en el proceso fotogramétrico de objeto cercano llevando adelante un proyecto nuevo en solitario. Otro de los motivos ha sido intentar comprender el funcionamiento del dispositivo Kinect 1.0 y su proceso de medición y, finalmente, aprender las nociones básicas necesarias para programar.. 1.2 Objetivos El objetivo principal de este proyecto consiste en el estudio de las precisiones geométricas alcanzadas por el sensor Kinect 1.0 en la captación y realización de un modelo tridimensional de un objeto en tiempo real. Con este fin, se establecieron algunos objetivos secundarios:  Estudiar el funcionamiento de los diferentes sensores de la Kinect.  Aprender a programar el código necesario para poder desarrollar y entender los programas que realizan modelos tridimensionales.  Realizar, por diferentes métodos, modelos fotogramétricos para el estudio comparativo de estos y de los generados por la Kinect.  Realizar una aplicación de demostración y promoción.. Víctor García Berlanga. 5.

(7) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 2 Funcionamiento 2.1 Introducción a la Kinect 1.0. El sensor Kinect 1.0, el cual es un diseño de Microsoft, originalmente apareció como un complemento para la videoconsola Xbox 360.. Es un dispositivo capaz de detectar al usuario y de registrar sus movimientos con gran precisión (Sobre los 2 cm) en tiempo real. Para ello, utiliza una serie de sensores y un sistema de procesamiento complejo. Estas capacidades no tardaron en llamar la atención de un público más especializado que investigó el funcionamiento del dispositivo. Como consecuencia, aparecieron varias aplicaciones que usaban las capacidades del dispositivo, momento en el cual Microsoft decidió poner a disposición de todos los usuarios las librerías y el código necesario para poder desarrollar aplicaciones para la Kinect.. Víctor García Berlanga. 6.

(8) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 2.2 Componentes. La Kinect dispone de varios sensores:  Un sensor RGB con resolución de 640x480 a 30 FPS 32 bits de color..  Un emisor láser de rayos infrarrojos y una lente de difracción astigmática..  Un sensor infrarrojo con resolución 320x240 a 30 FPS 16 bits de profundidad.. También dispone de una parrilla de 4 micrófonos y de un servomotor para cambiar la inclinación del dispositivo.. Víctor García Berlanga. 7.

(9) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 2.2.1 Funcionamiento del sensor de profundidad El sensor Kinect funciona utilizando un procedimiento de luz estructurada, proyecta un patrón infrarrojo (Láser más lente de difracción astigmática) definido y conocido sobre un objeto y, calcula las deformaciones del mismo para conocer los cambios que se han ocasionado y de este modo generar, un modelo tridimensional. En primer lugar, se proyecta el patrón.. En este patrón se pueden diferenciar, claramente, una matriz de 3x3, y en el centro aproximado de cada celda de la matriz se puede apreciar un punto más iluminado que se usa como punto de control. Usando estos 9 puntos el sistema calcula un plano de referencia donde guarda el patrón. Partiendo de estos 9 puntos, realiza una autocorrelación con ventanas de 9x9 píxeles donde el sistema lo compara con el patrón que la Kinect tiene guardado en su calibración. Aparte de esta autocorrelación, el programa usa dos técnicas: Depth from focus y Depth from stereo. Víctor García Berlanga. 8.

(10) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Depth from focus usa el principio por el cual los objetos (En este caso puntos) que se encuentran más lejos están más borrosos, además, como se ha dicho anteriormente, la lente astigmática convierte los puntos, que deberían ser proyectados como circunferencias, en elipses, de modo que los puntos más lejanos tienen una forma más ovalada mientras que los más cercanos son más parecidos a segmentos e incluso adquieren formas puntuales. Depth from stereo usa la idea por la que, si se observa una escena desde dos ángulos diferentes, los píxeles más cercanos se desplazaran más que aquellos que se encuentren más lejos. Para hacer esto, compara las imágenes de la cámara RGB con las de la cámara infrarroja que por diseño captan las imágenes desde diferente ángulo. Una vez reconocida la nueva posición que ha adoptado cada punto, utiliza un algoritmo de cálculo. Este algoritmo calcula el vector que existe entre el punto en su posición original y la nueva situación del mismo y de este modo, obtiene su nueva profundidad.. Este cálculo se parece mucho al cálculo de la paralaje, salvo que, dado que la Kinect hace estos cálculo 30 veces por segundo y con un objeto que puede estar en movimiento, esta utiliza diferenciales que aseguran que en el tiempo de captura la profundidad del objeto no varía.  dI(x) = Es la profundidad del pixel, que se está calculando, en la imagen de calibración.  Los parámetro ϴ =(u,v) son los offsets del punto.. Víctor García Berlanga. 9.

(11) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 3 Realización de un modelo mediante Fotogrametría El proceso fotogramétrico necesario para realizar un modelo consta de dos partes:. 3.1 Toma fotogramétrica Durante la toma fotogramétrica a su vez hay dos partes diferenciadas, la medición del apoyo fotogramétrico y la toma fotográfica.. 3.1.1 Medición del apoyo fotogramétrico En la primera parte es necesario medir una red topográfica local con la cual se pueda conseguir la posición relativa de las estaciones, para después crear un sistema de coordenadas (Con su origen en un punto de nuestra elección) y finalmente, dotar de coordenadas a los puntos del apoyo fotogramétrico.. 3.1.2 Toma fotográfica En la segunda parte se realiza la toma fotográfica del objeto a modelar. Durante esta fase es importante tener en cuenta la distancia a la que la cámara es colocada y las posiciones desde las que se toman las fotografías, para que todos los puntos necesarios aparezcan en al menos dos fotografías y no existan ocultaciones por la topografía del objeto.. 3.2 Orientación de las cámaras El proceso fotogramétrico continua con la orientación de las cámaras. En la orientación se reconstruye, con precisión, la geometría de las tomas, para de este modo poder realizar mediciones sobre estas. La orientación de las cámaras está dividida dos partes, la orientación interna y la orientación externa.. Víctor García Berlanga. 10.

(12) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 3.2.1 Orientación Interna En la orientación interna se reconstruye con precisión el haz perspectivo formado por el punto principal de la cámara y los puntos registrados en la fotografía. Una vez reconstruido este haz se puede dotar de coordenadas al punto principal de la cámara en un sistema de coordenadas fotográficas o fotocoordenadas. Para determinar esta geometría, son necesarios los parámetros de orientación de la cámara fotográfica. Estos parámetros son calculados en el proceso de calibración de la cámara, y gracias a ellos se pueden transformar las coordenadas pixel en fotocoordenadas.. 3.2.2 Orientación Externa En la orientación externa se calcula una transformación entre las fotocoordenadas bidimensionales y las coordenadas tridimensionales del objeto. Para lograr esto se emplea la técnica de la estereoscopia, mediante la cual, usando dos fotografías del mismo objeto, tomadas desde posiciones diferentes y donde aparezcan los mismos puntos del objeto de estudio, se obtiene un sistema donde cada punto real es el vértice de un triángulo formado por los puntos principales de las cámaras y donde cada par de puntos homólogos (entre la imagen y la realidad) está contenido en una recta que pasa por el punto principal. Gracias al apoyo medido durante la fase anterior y al sistema de estereoscopia creado, podemos obtener la posición exacta del punto principal de la cámara en el sistema local y conocer la posición de la fotografía en el espacio. Estos datos se llaman elementos de orientación externa y son (X, Y, Z) coordenadas del punto principal de la cámara y (ω, ϕ, κ) giros de la toma. Una vez obtenidos estos elementos es posible medir un punto sobre ambas imágenes y obtener sus coordenadas locales, pudiendo así realizarse un modelo tridimensional del mismo.. Víctor García Berlanga. 11.

(13) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 4 Lenguaje C#. La programación del sensor se hace en lenguaje C, ya sea C++ o C#. Para este trabajo se ha elegido el lenguaje C# por ser más avanzado y más completo. El lenguaje C# es un lenguaje de programación orientado a objetos (POO), esto quiere decir que a la hora de programar se usan "Clases" que disponen de propiedades o características que lo definen y de métodos o funcionalidades asociadas al mismo. Cada elemento individual de estas clases se considera un “Objeto”. Al crear un objeto este obtiene las propiedades y métodos de la clase, lo que nos permite trabajar con él y hacerlo interactuar con otros. Para trabajar con la Kinect son necesarias unas librerías específicas que se descargan desde la página web de Microsoft. Son las siguientes:  Microsoft SDK 1.8.  KinectFusion180_64.  Microsoft.Kinect.Toolkit.Fusion.. Víctor García Berlanga. 12.

(14) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 5 Obtención y procesado de los datos 5.1 Aplicaciones creadas y modificadas: Para poder llevar a cabo los objetivos planteados se necesitan varias aplicaciones que manejen los sensores de la Kinect. La primera es una aplicación que nos permita poner en funcionamiento la Kinect, encender el sensor RGB de la misma, mostrar en pantalla el flujo de datos y hacer capturas (Programación propia).. La segunda aplicación, parecida a la primera, sería una aplicación que nos permita poner en funcionamiento la Kinect, encender el sensor infrarrojo (Además del emisor del patrón infrarrojo), mostrar en pantalla el flujo de datos y hacer capturas (Programación propia).. Víctor García Berlanga. 13.

(15) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Y la tercera y última, una aplicación de demostración que permita mostrar el proceso fotogramétrico y dé como resultado el modelo digital del terreno. Esta aplicación debe ser capaz de capturar, crear, fusionar y ajustar modelos tridimensionales, salvar estos modelos generados y mostrarlos en pantalla. Al ser los conocimientos de programación necesarios para desarrollarla, de un nivel muy avanzado, se opta por modificar una aplicación distribuida por Microsoft.. Víctor García Berlanga. 14.

(16) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 5.2 Toma de datos Para poder llevar a cabo el estudio de precisiones, se decide realizar los modelos tridimensionales sobre una placa test con puntos fijos, aparte de eso, se quiere estudiar el modo en que la Kinect calcula profundidades comparando patrones puntuales, de modo que se diseña un patrón puntual que se proyectara sobre la placa.. La placa test es rectangular y mide 49.9 cm de ancho y 40 cm de alto. Además, está anclada sobre un pequeño atril de 29.3 cm, dando como altura total del conjunto 69.3 cm de alto. Dispone de 15 puntos de apoyo, y 50 de comprobación.. Víctor García Berlanga. 15.

(17) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Como fondo se utiliza una pantalla plana y blanca con 8 puntos que servirán para orientar las fotos.. Se plantea una sesión de trabajo con los siguientes objetivos:  Crear una red de apoyo fotogramétrico.  Medir todos los puntos de la placa test.  Realizar las capturas necesarias con la cámara Olympus para generar modelos tridimensionales.  Realizar las capturas necesarias con la Kinect en visible para generar modelos tridimensionales.  Realizar las capturas necesarias con la Kinect en infrarrojo para estudiar el funcionamiento del mismo.. 5.2.1 Organización del laboratorio. Para realizar las mediciones necesarias se utiliza la siguiente configuración del laboratorio. Se sitúa una mesa al fondo del laboratorio donde se coloca una pantalla blanca grande que servirá de fondo para las fotos y sobre ella 8 puntos de Víctor García Berlanga. 16.

(18) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. apoyo. Delante de la pantalla blanca, se coloca la placa test lo más próxima posible, pero evitando el contacto entre ambas para evitar desplazamientos. Por otra parte, sobre dos atriles se coloca un carril con marcas medidas desde donde se realizan las fotografías, tanto con la cámara Olympus como con la Kinect. Antes de esto, se realiza un estudio con la Kinect usando la visión en profundidad. De este estudio se obtienen 3 distancias significativas. Por un lado, la distancia mínima a la que la Kinect es capaz de registrar profundidades es de 55cm, además, la distancia óptima es de 85 cm y finalmente, la distancia más larga a la que es capaz de trabajar es de 390 cm. De este modo, el atril se coloca en un principio a 55cm del punto más sobresaliente de la placa test, y posteriormente se desplazará a 85cm. Se coloca un trípode con una barra de calibración tras la pantalla blanca, de modo que las mediciones que se hagan de esta y de la placa test sean interpoladas. Los dos teodolitos se colocan en los laterales del laboratorio lo más alejados posibles para aumentar el ángulo de intersección y mejorar así la precisión de las mediciones. Se coloca un proyector sobre un atril metálico que proyectara el patrón puntual visible.. Víctor García Berlanga. 17.

(19) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 5.2.2 Trabajo en el laboratorio Usando el programa AXYZ se orientan los 2 teodolitos y se miden 12 puntos por intersección angular para crear una red topográfica. Se miden por intersección angular los 15 puntos de la placa que conformaran el apoyo fotogramétrico y los 50 puntos disponibles para comprobación, se hace que la precisión de estos puntos este siempre por debajo de los 0.005 mm. Punto T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15. Víctor García Berlanga. X 10386,248 10364,841 10372,248 10217,948 10235,460 10227,124 10493,833 10480,086 10476,782 10125,282 10137,127 10148,806 10575,585 10549,688 10584,767. Y 10439,447 10280,808 10126,473 10392,096 10311,653 10199,100 10387,425 10277,701 10217,359 10469,594 10290,594 10142,488 10463,953 10282,147 10129,368. Z 10085,784 10088,820 10112,937 10083,387 10093,935 10087,417 10097,212 10099,189 10120,341 10074,991 10095,297 10111,120 10089,238 10121,913 10088,231. 18.

(20) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Punto 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125. X 10249,621 10253,838 10285,011 10332,598 10358,447 10408,663 10454,816 10470,747 10365,287 10249,647 10285,080 10335,298 10384,718 10415,160 10459,515 10254,038 10302,050 10333,829 10391,924 10422,245 10451,416 10248,889 10275,678 10323,621 10341,299. Y 10466,785 10455,852 10459,311 10459,512 10465,376 10466,251 10456,698 10467,372 10437,766 10414,362 10397,155 10405,654 10406,229 10399,250 10401,605 10349,272 10339,836 10345,841 10342,487 10343,852 10342,700 10297,691 10299,186 10294,334 10296,563. Z 10086,729 10084,161 10078,343 10084,537 10079,111 10082,772 10091,302 10086,577 10090,572 10081,730 10095,831 10116,166 10106,723 10097,195 10087,636 10078,290 10087,165 10089,659 10106,440 10098,603 10100,304 10077,241 10102,552 10098,330 10088,536. Punto 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150. X 10382,345 10418,135 10465,973 10470,367 10252,354 10301,235 10349,729 10381,099 10433,062 10461,002 10257,534 10303,324 10343,289 10380,374 10407,021 10457,165 10251,270 10250,327 10275,886 10298,979 10329,280 10370,838 10427,635 10456,930 10468,088. Y 10297,971 10297,840 10295,251 10304,053 10263,865 10252,535 10257,921 10244,431 10248,658 10245,223 10197,161 10186,786 10201,408 10199,623 10192,189 10198,060 10143,110 10125,320 10127,139 10127,728 10124,363 10150,877 10131,763 10128,641 10126,646. Z 10096,135 10092,254 10091,788 10089,733 10078,093 10103,642 10109,272 10102,245 10107,993 10100,889 10083,345 10100,518 10115,280 10105,720 10104,288 10106,178 10081,218 10085,358 10091,869 10103,676 10112,566 10122,390 10114,622 10103,845 10107,951. Se realizan 3 tomas fotográficas a 55 cm con la cámara Olympus sobre la placa test y el patrón visible. Se realizan 3 tomas fotográficas a 55 cm con la Kinect en modo visible sobre la placa test y el patrón visible. Se realizan 3 tomas fotográficas a 55 cm con la Kinect en modo infrarrojo sobre la placa test y el patrón infrarrojo. Se retira la placa test. Se realizan 3 tomas fotográficas a 55 cm con la cámara Olympus sobre la pantalla blanca y el patrón visible. Se realizan 3 tomas fotográficas a 55 cm con la Kinect en modo visible sobre la pantalla blanca y el patrón visible.. Víctor García Berlanga. 19.

(21) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Se realizan 3 tomas fotográficas a 55 cm con la Kinect en modo infrarrojo sobre la pantalla blanca y el patrón infrarrojo. Una vez tomadas estas fotografías, se desplazan los atriles y el carril a 85cm. Se vuelve a colocar la placa test y se miden 6 puntos de apoyo que sirven posteriormente para transformar las coordenadas de los puntos de comprobación y apoyo a su nueva posición. Se repiten las capturas tanto con la Olympus como con la Kinect igual que la vez anterior. Durante la sesión se estudia la captura de datos más lejana a 390 cm, se comprueba que la calidad del sensor visible e infrarrojo de la Kinect no es suficiente como para poder trabajar a las precisiones necesarias para registrar los puntos de la placa test o del patrón como se ve en las siguientes imágenes realizadas solo a 2m del objetivo.. De modo que se prescinde de realizar estas tomas, dado que no aportan nada al estudio principal del trabajo. Finalmente, se realizan las 5 fotografías necesarias para la calibración de la cámara Olympus y de la Kinect en modo visible. Como el sensor infrarrojo no detecta el patrón de calibración no se realizan las fotografías. En una sesión aparte se prepara el laboratorio para realizar los modelos tridimensionales de la placa test usando el sistema infrarrojo de la Kinect. La placa test se coloca sobre un soporte giratorio y a una distancia de 85cm se coloca la Kinect sobre una superficie elevada aproximadamente 50cm, con el objetivo de que la toma este centrada en la placa. Se realizan dos mediciones: Víctor García Berlanga. 20.

(22) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. En la primera, se mantiene la placa inmóvil durante la recogida de datos y se permite que la Kinect genere un modelo tridimensional.. En la segunda medición, se gira la placa, primero en sentido dextrógiro y luego en sentido levógiro unos 30º, permitiendo de este modo a la Kinect recoger más datos de los bordes del modelo.. Víctor García Berlanga. 21.

(23) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 6 Procesado de los datos 6.1 Calibración de las cámaras Se crea un nuevo proyecto en el programa Image Master Calib y se agregan las 5 imágenes de calibración.. Se informa al programa que la focal es de 14 mm. Se empieza el proceso de calibración obteniendo los siguientes resultados.. Víctor García Berlanga. 22.

(24) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. El informe sobre la precisión de las punterías automáticas.. Víctor García Berlanga. 23.

(25) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Y el informe con los parámetros internos de orientación, que da como resultado el archivo Olympus.cmr 14.057522 // focal length [mm] 8.686190 // x of principal point [mm] 6.335433 // y of principal point [mm] 2 // distortion model 4 // number of distortion parameters 7.174836e-004 // parameter 1 -1.968099e-006 // parameter 2 1.968470e-005 // parameter 3 3.237974e-005 // parameter 4 0.005300 // x resolution [mm/pixel] 0.005300 // y resolution [mm/pixel] 0 // number of fiducial marks 0 // number of radial distortionvalues Se intenta repetir el proceso con las imágenes capturadas con la Kinect en modo visible, pero la mala calidad de las imágenes hace imposible el proceso. Se toma la resolución de utilizar el programa Agisoft Photoscan para obtener la calibración. Dado que es un programa diseñado para hacer vuelos fotogramétricos con UAV y Drones es más permisivo en cuanto a los parámetros iniciales. En Photoscan se cargan las 3 imágenes tomadas con la Kinect a la placa test a 55 cm.. Víctor García Berlanga. 24.

(26) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Para que el programa sea capaz de orientar se carga el archivo con las coordenadas de todos los puntos medidos en campo y se miden sobre las imágenes.. Con estos puntos se calculan las orientaciones que dan como resultado el archivo CalCam.txt Una vez conseguido este archivo de cámara se traduce del formato Cal Cam al formato de Image Master usando el programa Aerotri y obteniendo el archivo Kinect.cmr. Víctor García Berlanga. 25.

(27) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 512.782 // Focal Length [pix] 327.036 // Xp [pix] 272.824 // Yp [pix] 3 // Distortion Model 5 // Number of Distortion Parameters -1.01477E-06 // k1 1.11568E-11 // k2 -3.45310E-17 // k3 6.51613E-07 // p1 -1.09971E-05 // p2 1.000000 // X Resolution 0.998568 // Y Resolution 0 // Number of Fiducial Marks. Víctor García Berlanga. 26.

(28) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 6.2 Medición fotogramétrica por par estereoscópico de los puntos Dado que en este proyecto se pretende comprobar la precisión de la Kinect, se decide hacer las mediciones a 85cm ya que esta distancia se supone optima para el sistema del dispositivo. Se crea un proyecto en Image Master. Las imágenes elegidas son:  Foto Olympus derecha a 85 cm sobre pantalla blanca, placa test y con patrón puntual proyectado.  Foto Olympus izquierda a 85 cm sobre pantalla blanca, placa test y con patrón puntual proyectado. También se realiza un proyecto paralelo usando la foto central a 85 cm, pero las precisiones obtenidas en la medición de los puntos empeora, de modo que se continua solo con dos imágenes. Diferencias 2 Imágenes mm X Y Z Dif max + 0,167 0,178 0,245 Dif max -0,134 -0,141 -1,285 Dif max absoluta 0,167 0,178 1,285. EMC X EMC Y EMC Z 0,057 0,079 0,491. Diferencias 3 Imágenes mm X Dif max + 0,287 Dif max -0,098 Dif max absoluta 0,287. Y. Z 0,247 -0,218 0,247. 0,054 -1,668 1,668. EMC X EMC Y EMC Z 0,080 0,107 0,828. Se utiliza el archivo Olympus.cmr obtenido anteriormente.. Víctor García Berlanga. 27.

(29) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Se orienta el sistema usando los puntos de apoyo.. Se obtiene una orientación con 0.31 píxeles de paralaje en “Y” y un residuo máximo en los puntos de 0.53 píxeles, y al estar por debajo del pixel se considera tolerable.. Víctor García Berlanga. 28.

(30) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Una vez orientadas las fotos, se miden sobre el par estereoscópico los puntos de test y los puntos del patrón puntual proyectado, se presta especial atención al centrado y posado de los mismos.. Víctor García Berlanga. 29.

(31) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Punto 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125. X 10249,536 10253,837 10284,952 10332,545 10358,498 10408,589 10454,819 10470,715 10365,276 10249,671 10285,091 10335,306 10384,709 10415,149 10459,582 10253,988 10302,035 10333,847 10391,967 10422,243 10451,362 10248,862 10275,718 10323,677 10341,315. Y 10466,961 10455,845 10459,197 10459,419 10465,377 10466,267 10456,697 10467,231 10437,833 10414,496 10397,099 10405,705 10406,277 10399,246 10401,734 10349,198 10339,767 10345,741 10342,532 10343,846 10342,660 10297,627 10299,241 10294,292 10296,522. Z 10086,047 10084,215 10078,244 10084,478 10078,680 10082,720 10091,251 10086,740 10090,407 10081,118 10095,584 10115,851 10106,383 10096,752 10087,165 10077,495 10085,880 10089,012 10105,790 10098,375 10100,331 10076,735 10102,112 10097,122 10088,204. Punto 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150. X 10382,273 10418,178 10465,839 10470,405 10252,354 10301,349 10349,842 10381,118 10433,103 10461,028 10257,521 10303,315 10343,308 10380,354 10407,123 10457,184 10251,275 10250,381 10275,896 10298,953 10329,329 10370,934 10427,802 10457,027 10468,086. Y 10297,900 10297,715 10295,164 10303,975 10263,829 10252,518 10257,871 10244,452 10248,710 10245,131 10197,160 10186,693 10201,545 10199,590 10192,224 10198,026 10143,094 10125,219 10127,083 10127,713 10124,328 10151,055 10131,887 10128,737 10126,590. Z 10095,894 10091,708 10091,973 10089,609 10077,589 10103,332 10108,774 10101,699 10107,477 10100,275 10083,014 10099,978 10114,782 10105,089 10103,843 10106,011 10080,583 10084,973 10091,405 10103,058 10111,867 10122,001 10114,608 10104,090 10107,927. Se crea un nuevo proyecto en Image Master Las imágenes elegidas son:  Foto Olympus derecha a 85 cm sobre pantalla blanca con patrón puntual proyectado.  Foto Olympus izquierda a 85 cm sobre pantalla blanca con patrón puntual proyectado. Se utiliza el archivo Olympus.cmr obtenido anteriormente. Se sigue el proceso anterior de orientación, en esta ocasión se utilizan los puntos de apoyo situados sobre la pantalla blanca.. Víctor García Berlanga. 30.

(32) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Se obtiene una orientación con 0.09 píxeles de paralaje en “y” y un residuo máximo en los puntos de 0.96 píxeles, al estar por debajo del pixel se considera tolerable.. Víctor García Berlanga. 31.

(33) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Una vez orientadas las fotos, se miden sobre el par estereoscópico los puntos del patrón puntual proyectado, se presta especial atención al centrado y posado de los mismos.. Se encuentra el problema de que, pese a que en la creación del patrón visible se tomó la precaución de poner un objetivo de puntería pequeño para las fotos de más calidad y uno más grande para las de menor calidad, el de menor tamaño no salió reflejado en las imágenes (Posiblemente por la definición del proyector), lo que dificultó la apreciación del centro de los mismos.. Para solucionarlo se intenta "tangentear" 1los puntos. Dado el coste temporal de esta técnica se hace un estudio previo con puntos del patrón distribuidos por la imagen y se comprueba la diferencia de las coordenadas obtenidas. 1. Tangentear: Medir un punto usando 4 punterías a las tangentes superior, inferior, izquierda y derecha para luego calcular la media de las coordenadas. Se decide usar esta palabra dado la extensión del término en el ámbito pese a no estar contemplada en la RAE.. Víctor García Berlanga. 32.

(34) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Pat 01T1 Pat 01T2 Pat 01T3 Pat 01T4. X (mm) 10470,817 10468,254 10466,747 10468,123. Y (mm) Z (mm) 10036,838 9998,033 10039,730 10000,142 10037,188 9998,572 10035,509 9999,674. X (mm) Y (mm) Centro 10468,709 10036,930 Tang 10468,189 10037,013 -0,520 0,083. Pat176T1 Pat176T2 Pat176T3 Pat176T4. 10028,825 10025,353 10022,611 10026,580. 10763,595 10000,107 10765,767 10002,239 10763,928 9999,297 10760,439 9999,258. Centro 10025,764 10763,594 10000,251 Tang 10025,967 10763,761 10000,225 0,203 0,168 -0,026. Pat161T1 Pat161T2 Pat161T3 Pat161T4. 10126,149 10123,781 10122,009 10124,686. 10025,775 10028,089 10025,854 10023,953. 10001,255 10001,284 10001,241 10001,581. Centro 10124,201 10025,914 10001,546 Tang 10124,233 10025,815 10001,340 0,033 -0,100 -0,205. Pat16T1 Pat16T2 Pat16T3 Pat16T4. 10480,757 10478,491 10476,436 10479,179. 10733,240 10736,380 10733,511 10730,885. 9997,167 9997,783 9996,550 9995,534. Pat74T1 Pat74T2 Pat74T3 Pat74T4. 10319,678 10317,381 10315,630 10317,483. 10412,948 9999,184 10415,699 10001,164 10412,989 9999,166 10410,346 9998,757. Centro 10478,871 10733,605 Tang 10478,835 10733,375 -0,036 -0,230. Z (mm) 9998,468 9999,105 0,638. 9996,386 9996,759 0,373. Centro 10317,453 10412,850 10000,097 Tang 10317,432 10412,969 9999,568 -0,021 0,118 -0,529. Dada la pequeña diferencia obtenida entre las coordenadas medidas en el centro de los puntos y las obtenidas por tangenteo, se decide utilizar el primer método. Se crea un proyecto en Image Master. Las imágenes elegidas son:  Foto Kinect derecha a 85 cm sobre pantalla blanca, placa test y con patrón puntual proyectado.  Foto Kinect izquierda a 85 cm sobre pantalla blanca, placa test y con patrón puntual proyectado. Se utiliza el archivo Kinect.cmr obtenido anteriormente. Se orienta el sistema usando los puntos de apoyo.. Víctor García Berlanga. 33.

(35) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Se obtiene una orientación con 0.55 píxeles de paralaje en “y” y un residuo máximo en los puntos de 0.98 píxeles, al estar por debajo del pixel se considera tolerable.. Víctor García Berlanga. 34.

(36) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Una vez orientadas las fotos, se miden sobre el par estereoscópico los puntos de test, se presta especial atención al centrado y posado de los mismos.. Víctor García Berlanga. 35.

(37) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Punto 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125. X 10250,141 10253,741 10285,657 10332,419 10358,226 10409,730 10454,678 10471,766 10364,377 10249,193 10284,788 10333,673 10383,796 10413,776 10461,814 10253,258 10301,704 10333,497 10390,157 10420,823 10451,761 10249,344 10275,320 10322,105 10340,232. Y 10466,747 10455,992 10456,804 10457,988 10462,085 10471,469 10453,189 10466,626 10433,626 10415,475 10397,194 10405,558 10403,896 10397,776 10406,584 10349,878 10339,404 10348,468 10339,474 10343,341 10341,321 10298,544 10299,744 10293,921 10294,655. Z 10090,919 10088,424 10087,569 10091,385 10091,228 10072,534 10098,384 10087,870 10106,863 10083,166 10098,806 10116,761 10116,054 10105,388 10073,160 10079,859 10094,848 10082,761 10118,991 10106,816 10103,803 10077,482 10104,456 10107,495 10105,184. Punto 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150. X 10381,140 10418,053 10466,240 10469,394 10253,845 10301,157 10348,588 10381,331 10431,518 10460,325 10257,595 10302,636 10342,425 10378,830 10406,408 10457,419 10251,780 10250,229 10274,734 10298,268 10328,710 10370,391 10425,951 10455,429 10466,554. Y 10297,453 10297,346 10296,009 10304,681 10262,898 10253,056 10256,562 10246,436 10247,707 10244,375 10198,308 10186,606 10201,854 10199,223 10192,669 10199,402 10143,385 10127,127 10127,580 10126,433 10125,188 10150,689 10131,723 10128,745 10126,279. Z 10102,485 10097,951 10094,453 10090,075 10094,021 10101,751 10124,086 10103,751 10120,635 10104,040 10090,628 10109,935 10125,945 10116,499 10116,228 10102,163 10089,482 10089,906 10092,436 10108,324 10119,337 10129,929 10125,923 10115,040 10117,478. 6.3 Medición fotogramétrica por cálculo de diferencia de paralaje de los puntos Con este proceso se pretende replicar el proceso llevado a cabo por la Kinect al calcular la profundidad de los puntos. Haciendo un estudio de la fórmula de la Kinect podemos ver que utiliza las coordenadas origen de los puntos para calcular, de las que no se dispone, de modo que se utilizará la fórmula general de la paralaje. 𝑝=. 𝐵𝑓 𝐻−ℎ. Partiendo de esta fórmula se busca, calcular la altura de los puntos a través de desniveles, para ello se necesita la altura de uno de los puntos, y partiendo de él se calcularán las diferencias de paralaje.. Víctor García Berlanga. 36.

(38) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Siendo 𝑝𝑅 = y 𝑝𝐴 =. 𝐵𝑓 𝐻−ℎ𝐴. 𝐵𝑓 𝐻−ℎ𝑅. la paralaje del punto de referencia de altitud conocida. la paralaje de un punto cualquiera.. Entonces la diferencia de paralaje sería 𝑝𝑅 − 𝑝𝐴 ≝ 𝛥𝑝 = Y despejando 𝛥ℎ =. 𝛥𝑝𝑅𝐴 𝑝𝑅. 𝐵𝑓 (ℎ𝑅−ℎ𝐴) 𝐻−ℎ𝑅 (𝐻−ℎ𝐴). (𝐻 − ℎ𝑅).. De este modo se calculan las 𝛥ℎ entre cualquier punto y nuestro punto de referencia, necesitando tan solo las paralajes de cada punto. De este modo partiendo de un punto de Z conocido se puede obtener la Z de los otros.. 6.4 Medición de los puntos sobre el modelo Kinect Se procede a identificar los puntos del Test sobre la placa para poder transformar el sistema de coordenadas del Modelo a las coordenadas terreno.. Víctor García Berlanga. 37.

(39) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Se identifican todos los demás puntos que son apreciables sobre la placa, aquellos cuya posición no esté elevada sobre la placa son imposibles de medir y se prescinde de ellos.. También se calcula la precisión con la que la Kinect es capaz de capturar planos, se busca una zona plana sobre la placa y se aíslan los puntos. Se genera un plano ajustado a los puntos aislados y se buscan los puntos más alejados para su posterior calculo. Se transforman las coordenadas de los puntos en DIGI3D usando el comando TRANSFORMA para tenerlas en el mismo sistema que las otras medidas y así poder calcular las diferencias posteriormente.. Víctor García Berlanga. 38.

(40) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 7 Resultados 7.1 Comparativa entre los resultados obtenidos Fotogramétricamente y Topográficamente Se calculan las diferencias entre las coordenadas fotogramétricas obtenidas con las imágenes capturadas con la Olympus y las obtenidas por medio de la observación topográfica. (test) 10249,536 10253,837 10284,952 10332,545 10358,498 10408,589 10454,819 10470,715 10365,276 10249,671 10285,091 10335,306 10384,709 10415,149 10459,582 10253,988 10302,035 10333,847 10391,967 10422,243 10451,362 10248,862 10275,718 10323,677 10341,315 10382,273 10418,178 10465,839 10470,405 10252,354 10301,349 10349,842 10381,118 10433,103 10461,028 10257,521 10303,315. x xc-xt 0,085 0,001 0,059 0,053 -0,051 0,074 -0,003 0,032 0,011 -0,024 -0,011 -0,008 0,009 0,011 -0,067 0,050 0,015 -0,018 -0,043 0,002 0,054 0,027 -0,040 -0,056 -0,016 0,072 -0,043 0,134 -0,038 0,000 -0,114 -0,113 -0,019 -0,041 -0,026 0,013 0,009. Víctor García Berlanga. (xc-xt) 2 0,007 0,000 0,003 0,003 0,003 0,005 0,000 0,001 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,005 0,002 0,000 0,000 0,002 0,000 0,003 0,001 0,002 0,003 0,000 0,005 0,002 0,018 0,001 0,000 0,013 0,013 0,000 0,002 0,001 0,000 0,000. (test) 10466,961 10455,845 10459,197 10459,419 10465,377 10466,267 10456,697 10467,231 10437,833 10414,496 10397,099 10405,705 10406,277 10399,246 10401,734 10349,198 10339,767 10345,741 10342,532 10343,846 10342,660 10297,627 10299,241 10294,292 10296,522 10297,900 10297,715 10295,164 10303,975 10263,829 10252,518 10257,871 10244,452 10248,710 10245,131 10197,160 10186,693. y yc-yt -0,176 0,007 0,114 0,093 -0,001 -0,016 0,001 0,141 -0,067 -0,134 0,056 -0,051 -0,048 0,004 -0,129 0,074 0,069 0,100 -0,045 0,006 0,040 0,064 -0,055 0,042 0,041 0,071 0,125 0,087 0,078 0,036 0,017 0,050 -0,021 -0,052 0,092 0,001 0,093. (yc-yt) 2 0,031 0,000 0,013 0,009 0,000 0,000 0,000 0,020 0,005 0,018 0,003 0,003 0,002 0,000 0,017 0,005 0,005 0,010 0,002 0,000 0,002 0,004 0,003 0,002 0,002 0,005 0,016 0,008 0,006 0,001 0,000 0,002 0,000 0,003 0,009 0,000 0,009. (xc-xt)2 + (yc-yt)2 0,038 0,000 0,016 0,011 0,003 0,006 0,000 0,021 0,005 0,019 0,003 0,003 0,002 0,000 0,021 0,008 0,005 0,010 0,004 0,000 0,005 0,005 0,005 0,005 0,002 0,010 0,017 0,025 0,008 0,001 0,013 0,015 0,001 0,004 0,009 0,000 0,009. 39.

(41) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10343,308 10380,354 10407,123 10457,184 10251,275 10250,381 10275,896 10298,953 10329,329 10370,934 10427,802 10457,027 10468,086. -0,019 0,020 -0,102 -0,019 -0,005 -0,054 -0,010 0,026 -0,049 -0,096 -0,167 -0,097 0,002. 0,000 0,000 0,010 0,000 0,000 0,003 0,000 0,001 0,002 0,009 0,028 0,009 0,000. 10201,545 10199,590 10192,224 10198,026 10143,094 10125,219 10127,083 10127,713 10124,328 10151,055 10131,887 10128,737 10126,590. -0,137 0,033 -0,035 0,034 0,016 0,101 0,056 0,015 0,035 -0,178 -0,124 -0,096 0,056. 0,019 0,001 0,001 0,001 0,000 0,010 0,003 0,000 0,001 0,032 0,015 0,009 0,003 sum average RMSE NSSDA. 0,019 0,001 0,012 0,002 0,000 0,013 0,003 0,001 0,004 0,041 0,043 0,019 0,003 0,471 0,009 0,097 0,168. z (test) diff in z (diff in z)2 10086,047 0,682 0,465 10084,215 -0,054 0,003 10078,244 0,099 0,010 10084,478 0,059 0,003 10078,680 0,431 0,186 10082,720 0,052 0,003 10091,251 0,051 0,003 10086,740 -0,163 0,027 10090,407 0,165 0,027 10081,118 0,612 0,374 10095,584 0,247 0,061 10115,851 0,315 0,099 10106,383 0,340 0,116 10096,752 0,443 0,196 10087,165 0,471 0,222 10077,495 0,795 0,632 10085,880 1,285 1,651 10089,012 0,647 0,418 10105,790 0,650 0,422 10098,375 0,228 0,052 10100,331 -0,027 0,001 10076,735 0,506 0,256 10102,112 0,440 0,194 10097,122 1,208 1,459 10088,204 0,332 0,110 10095,894 0,241 0,058 10091,708 0,546 0,298 10091,973 -0,185 0,034 10089,609 0,124 0,015. Víctor García Berlanga. 40.

(42) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10077,589 10103,332 10108,774 10101,699 10107,477 10100,275 10083,014 10099,978 10114,782 10105,089 10103,843 10106,011 10080,583 10084,973 10091,405 10103,058 10111,867 10122,001 10114,608 10104,090 10107,927. 0,504 0,310 0,498 0,546 0,516 0,614 0,331 0,540 0,498 0,631 0,445 0,167 0,635 0,385 0,464 0,618 0,699 0,389 0,014 -0,245 0,024 sum average RMSE NSSDA. 0,254 0,096 0,248 0,298 0,267 0,377 0,109 0,292 0,248 0,399 0,198 0,028 0,403 0,148 0,216 0,382 0,489 0,151 0,000 0,060 0,001 12,059 0,241 0,491 0,963. Para dar una estimación de la precisión obtenida se utiliza el coeficiente NSSDA (National Standard forSpatial Data Accuracy). El objetivo de este coeficiente es establecer un lenguaje común que permita realizar informes sobre la precisión de los datos espaciales de alta precisión.. Se calculan las diferencias entre las coordenadas fotogramétricas obtenidas con las imágenes capturadas con la Kinect y las obtenidas por medio de la observación topográfica.. (test) 10250,141 10253,741 10285,657 10332,419 10358,226 10409,730 10454,678. x xc-xt -0,520 0,097 -0,646 0,179 0,221 -1,067 0,138. Víctor García Berlanga. (xc-xt) 2 0,270 0,009 0,418 0,032 0,049 1,138 0,019. (test) 10466,747 10455,992 10456,804 10457,988 10462,085 10471,469 10453,189. y yc-yt 0,038 -0,140 2,507 1,524 3,291 -5,218 3,509. (yc-yt) 2 0,001 0,019 6,284 2,323 10,828 27,226 12,312. (xc-xt)2 + (yc-yt)2 0,272 0,029 6,701 2,355 10,877 28,364 12,331. 41.

(43) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10471,766 10364,377 10249,193 10284,788 10333,673 10383,796 10413,776 10461,814 10253,258 10301,704 10333,497 10390,157 10420,823 10451,761 10249,344 10275,320 10322,105 10340,232 10381,140 10418,053 10466,240 10469,394 10253,845 10301,157 10348,588 10381,331 10431,518 10460,325 10257,595 10302,636 10342,425 10378,830 10406,408 10457,419 10251,780 10250,229 10274,734 10298,268 10328,710 10370,391 10425,951 10455,429 10466,554. -1,019 0,910 0,454 0,292 1,625 0,922 1,384 -2,299 0,780 0,346 0,332 1,767 1,422 -0,345 -0,455 0,358 1,516 1,067 1,205 0,082 -0,267 0,973 -1,491 0,078 1,141 -0,232 1,544 0,677 -0,061 0,688 0,864 1,544 0,613 -0,254 -0,510 0,098 1,152 0,711 0,570 0,447 1,684 1,501 1,534. Víctor García Berlanga. 1,039 0,828 0,206 0,085 2,641 0,851 1,915 5,288 0,608 0,120 0,110 3,121 2,021 0,119 0,207 0,128 2,299 1,140 1,451 0,007 0,072 0,946 2,224 0,006 1,303 0,054 2,385 0,459 0,004 0,474 0,746 2,382 0,376 0,065 0,260 0,010 1,327 0,505 0,325 0,200 2,836 2,254 2,353. 10466,626 10433,626 10415,475 10397,194 10405,558 10403,896 10397,776 10406,584 10349,878 10339,404 10348,468 10339,474 10343,341 10341,321 10298,544 10299,744 10293,921 10294,655 10297,453 10297,346 10296,009 10304,681 10262,898 10253,056 10256,562 10246,436 10247,707 10244,375 10198,308 10186,606 10201,854 10199,223 10192,669 10199,402 10143,385 10127,127 10127,580 10126,433 10125,188 10150,689 10131,723 10128,745 10126,279. 0,746 4,140 -1,113 -0,039 0,096 2,333 1,474 -4,979 -0,606 0,432 -2,627 3,013 0,511 1,379 -0,853 -0,558 0,413 1,908 0,518 0,494 -0,758 -0,628 0,967 -0,521 1,359 -2,005 0,951 0,848 -1,147 0,180 -0,446 0,400 -0,480 -1,342 -0,275 -1,807 -0,441 1,295 -0,825 0,188 0,040 -0,104 0,367. 0,556 17,140 1,238 0,002 0,009 5,443 2,172 24,794 0,368 0,186 6,903 9,077 0,261 1,901 0,728 0,312 0,171 3,639 0,269 0,244 0,575 0,395 0,934 0,271 1,846 4,020 0,904 0,719 1,315 0,032 0,199 0,160 0,230 1,802 0,076 3,266 0,195 1,678 0,681 0,035 0,002 0,011 0,134 sum average RMSE NSSDA. 1,595 17,967 1,444 0,087 2,650 6,294 4,087 30,082 0,976 0,306 7,013 12,198 2,282 2,020 0,935 0,440 2,470 4,778 1,720 0,251 0,647 1,341 3,158 0,277 3,149 4,073 3,288 1,178 1,319 0,506 0,946 2,542 0,606 1,867 0,336 3,276 1,522 2,183 1,006 0,235 2,837 2,265 2,488 201,566 4,031 2,008 3,475. 42.

(44) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. z (test) diff in z (diff in z)2 10090,919 -4,190 17,560 10088,424 -4,263 18,172 10087,569 -9,226 85,112 10091,385 -6,848 46,897 10091,228 -12,117 146,810 10072,534 10,238 104,812 10098,384 -7,082 50,149 10087,870 -1,293 1,671 10106,863 -16,291 265,398 10083,166 -1,436 2,063 10098,806 -2,975 8,851 10116,761 -0,595 0,354 10116,054 -9,331 87,070 10105,388 -8,193 67,123 10073,160 14,476 209,557 10079,859 -1,569 2,460 10094,848 -7,683 59,025 10082,761 6,898 47,578 10118,991 -12,551 157,516 10106,816 -8,213 67,454 10103,803 -3,499 12,246 10077,482 -0,241 0,058 10104,456 -1,904 3,623 10107,495 -9,165 83,997 10105,184 -16,648 277,157 10102,485 -6,350 40,320 10097,951 -5,697 32,461 10094,453 -2,665 7,102 10090,075 -0,342 0,117 10094,021 -15,928 253,703 10101,751 1,891 3,574 10124,086 -14,814 219,456 10103,751 -1,506 2,267 10120,635 -12,642 159,826 10104,040 -3,151 9,928 10090,628 -7,283 53,046 10109,935 -9,417 88,673 10125,945 -10,665 113,733 10116,499 -10,779 116,184 10116,228 -11,940 142,561 10102,163 4,015 16,122 10089,482 -8,264 68,302 10089,906 -4,548 20,688 10092,436 -0,567 0,321 10108,324 -4,648 21,602 10119,337 -6,771 45,846 10129,929 -7,539 56,839 10125,923 -11,301 127,712. Víctor García Berlanga. 43.

(45) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10115,040 10117,478. -11,195 -9,527 sum average RMSE NSSDA. 125,317 90,773 3639,189 72,784 8,531 16,721. Se calculan las diferencias entre las coordenadas fotogramétricas obtenidas con las imágenes capturadas con la Kinect y las obtenidas con la Olympus.. (test) 10250,141 10253,741 10285,657 10332,419 10358,226 10409,730 10454,678 10471,766 10364,377 10249,193 10284,788 10333,673 10383,796 10413,776 10461,814 10253,258 10301,704 10333,497 10390,157 10420,823 10451,761 10249,344 10275,320 10322,105 10340,232 10381,140 10418,053 10466,240 10469,394 10253,845 10301,157 10348,588 10381,331 10431,518 10460,325 10257,595. x xc-xt -0,605 0,097 -0,705 0,126 0,272 -1,141 0,141 -1,051 0,899 0,478 0,303 1,633 0,914 1,372 -2,232 0,730 0,331 0,350 1,809 1,420 -0,399 -0,482 0,398 1,572 1,083 1,133 0,125 -0,401 1,010 -1,491 0,191 1,254 -0,213 1,586 0,704 -0,074. Víctor García Berlanga. (xc-xt) 2 0,366 0,009 0,497 0,016 0,074 1,302 0,020 1,104 0,808 0,228 0,092 2,667 0,835 1,883 4,982 0,533 0,109 0,122 3,274 2,016 0,159 0,232 0,158 2,473 1,174 1,284 0,016 0,161 1,021 2,224 0,037 1,573 0,045 2,515 0,495 0,005. (test) 10466,747 10455,992 10456,804 10457,988 10462,085 10471,469 10453,189 10466,626 10433,626 10415,475 10397,194 10405,558 10403,896 10397,776 10406,584 10349,878 10339,404 10348,468 10339,474 10343,341 10341,321 10298,544 10299,744 10293,921 10294,655 10297,453 10297,346 10296,009 10304,681 10262,898 10253,056 10256,562 10246,436 10247,707 10244,375 10198,308. y yc-yt 0,214 -0,147 2,393 1,431 3,291 -5,202 3,508 0,605 4,207 -0,978 -0,095 0,147 2,381 1,470 -4,851 -0,680 0,363 -2,728 3,058 0,505 1,339 -0,917 -0,503 0,370 1,867 0,448 0,369 -0,845 -0,707 0,930 -0,538 1,309 -1,984 1,003 0,756 -1,148. (yc-yt) 2 0,046 0,022 5,724 2,048 10,833 27,058 12,307 0,366 17,702 0,957 0,009 0,022 5,668 2,159 23,529 0,462 0,132 7,439 9,349 0,255 1,792 0,841 0,253 0,137 3,485 0,201 0,136 0,715 0,499 0,865 0,289 1,713 3,936 1,006 0,571 1,317. (xc-xt)2 + (yc-yt)2 0,412 0,031 6,222 2,064 10,907 28,359 12,327 1,470 18,509 1,185 0,101 2,688 6,504 4,043 28,512 0,995 0,241 7,562 12,623 2,271 1,952 1,073 0,411 2,610 4,659 1,484 0,152 0,875 1,520 3,090 0,326 3,286 3,981 3,520 1,066 1,322. 44.

(46) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10302,636 10342,425 10378,830 10406,408 10457,419 10251,780 10250,229 10274,734 10298,268 10328,710 10370,391 10425,951 10455,429 10466,554. 0,680 0,883 1,523 0,715 -0,235 -0,505 0,152 1,162 0,685 0,619 0,544 1,851 1,599 1,532. 0,462 0,780 2,321 0,512 0,055 0,255 0,023 1,351 0,469 0,383 0,295 3,426 2,556 2,347. 10186,606 10201,854 10199,223 10192,669 10199,402 10143,385 10127,127 10127,580 10126,433 10125,188 10150,689 10131,723 10128,745 10126,279. 0,087 -0,309 0,367 -0,445 -1,376 -0,291 -1,908 -0,498 1,281 -0,860 0,366 0,164 -0,008 0,311. 0,008 0,095 0,135 0,198 1,894 0,085 3,640 0,248 1,640 0,740 0,134 0,027 0,000 0,097 sum average RMSE NSSDA. 0,470 0,876 2,456 0,710 1,949 0,340 3,664 1,598 2,109 1,123 0,429 3,453 2,556 2,444 202,529 4,051 2,013 3,483. 7.2 Comparativa entre los resultados obtenidos por paralaje y Topográficamente Se calculan las diferencias entre las coordenadas Z obtenidas por cálculo de la paralaje en las Imágenes Olympus y las obtenidas por medio de la observación topográfica. z. z. (test) diff in z (diff in z)2 10086,009 0,720 0,518 10083,571 0,590 0,348 10074,869 3,474 12,066 10079,218 5,319 28,291 10073,063 6,048 36,578 10074,212 8,560 73,281 10080,321 10,981 120,592 10074,618 11,959 143,016 10084,219 6,353 40,360 10081,351 0,379 0,144 10093,419 2,412 5,818 10111,745 4,421 19,547 10099,031 7,692 59,168 10087,792 9,403 88,417 10076,846 10,790 116,422 10077,923 0,367 0,135 10084,002 3,163 10,007 10084,932 4,727 22,348. (test) diff in z (diff in z)2 10089,389 6,746 45,509 10083,913 8,341 69,569 10081,685 10,103 102,071 10078,628 11,105 123,319 10078,413 -0,320 0,102 10102,140 1,502 2,255 10104,952 4,320 18,658 10095,969 6,276 39,383 10099,557 8,436 71,166 10090,845 10,044 100,888 10084,132 -0,787 0,620 10098,605 1,913 3,660 10110,986 4,294 18,438 10100,566 5,154 26,561 10097,227 7,061 49,859 10097,748 8,430 71,068 10083,651 -2,433 5,921 10087,823 -2,465 6,078. Víctor García Berlanga. 45.

(47) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10099,185 10089,805 10090,634 10077,241 10101,986 10094,938 10084,043. 7,255 8,798 9,670 0,000 0,566 3,392 4,493. 52,631 77,404 93,510 0,000 0,320 11,507 20,188. 10092,609 10102,512 10110,478 10117,928 10108,265 10096,342 10099,735. -0,740 1,164 2,088 4,462 6,357 7,503 8,216 sum average RMSE NSSDA. 0,548 1,355 4,358 19,910 40,416 56,297 67,510 1978,136 39,563 6,290 12,328. Se calculan las diferencias entre las coordenadas Z obtenidas por cálculo de la paralaje en las Imágenes Kinect y las obtenidas por medio de la observación topográfica. z. z. (test) diff in z (diff in z)2 10053,798 32,931 1084,445 10065,866 18,295 334,725 10056,476 21,867 478,171 10059,802 24,735 611,841 10058,297 20,814 433,210 10052,188 30,584 935,382 10061,255 30,047 902,800 10052,850 33,727 1137,496 10056,218 25,512 650,837 10078,184 17,647 311,402 10087,095 29,071 845,113 10085,790 20,933 438,174 10072,909 24,286 589,831 10050,696 36,940 1364,585 10060,865 17,425 303,629 10066,362 20,803 432,766 10069,608 20,051 402,058 10086,795 19,645 385,940 10078,807 19,796 391,869 10073,456 26,848 720,790 10071,876 30,676 941,011 10073,447 24,883 619,183 10083,294 12,841 164,882 10057,549 34,705 1204,428 10074,266 15,467 239,242. (test) diff in z (diff in z)2 10078,093 0,000 0,000 10082,667 20,975 439,949 10096,375 12,897 166,328 10084,926 17,319 299,960 10091,109 16,884 285,081 10076,361 24,528 601,635 10078,815 4,530 20,525 10085,190 15,328 234,958 10100,700 14,580 212,591 10086,341 19,379 375,551 10096,246 8,042 64,680 10077,889 28,289 800,272 10090,741 -9,523 90,685 10078,537 6,821 46,527 10069,408 22,461 504,483 10086,252 17,424 303,592 10107,145 5,421 29,385 10097,070 25,320 641,112 10102,388 12,234 149,676 10100,088 3,757 14,112 10086,587 21,364 456,428 sum 21661,338 average 470,899 RMSE 21,700 NSSDA 42,532. Víctor García Berlanga. 46.

(48) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Se calculan las diferencias entre las coordenadas Z obtenidas por cálculo de la paralaje en las Imágenes Kinect y las obtenidas con Olympus. z. z. (test) diff in z (diff in z)2 10053,798 32,211 1037,574 10065,866 17,705 313,484 10056,476 18,394 338,322 10059,802 19,417 377,002 10058,297 14,766 218,027 10052,188 22,024 485,037 10061,255 19,065 363,482 10052,850 21,768 473,840 10056,218 25,132 631,633 10078,184 15,234 232,090 10087,095 24,650 607,605 10085,790 13,241 175,311 10072,909 14,883 221,515 10050,696 26,150 683,843 10060,865 17,058 290,967 10066,362 17,640 311,156 10069,608 15,324 234,825 10086,795 12,391 153,528 10078,807 10,998 120,951 10073,456 17,177 295,065 10071,876 30,110 906,619 10073,447 21,491 461,872 10083,294 6,095 37,144 10057,549 26,364 695,065 10074,266 4,363 19,032. (test) diff in z (diff in z)2 10078,093 0,320 0,102 10082,667 19,473 379,203 10096,375 8,577 73,570 10084,926 11,044 121,964 10091,109 8,448 71,375 10076,361 14,484 209,785 10078,815 5,318 28,279 10085,190 13,415 179,968 10100,700 10,287 105,813 10086,341 14,225 202,363 10096,246 0,981 0,963 10077,889 19,859 394,376 10090,741 -7,089 50,261 10078,537 9,286 86,238 10069,408 23,201 538,273 10086,252 16,260 264,376 10107,145 3,333 11,110 10097,070 20,858 435,060 10102,388 5,877 34,537 10100,088 -3,747 14,037 10086,587 13,148 172,862 sum 13059,505 average 310,941 RMSE 17,634 NSSDA 34,562. 7.3 Comparativa entre los resultados obtenidos sobre el modelo Kinect y Topográficamente Se calculan las diferencias entre las coordenadas del modelo y las obtenidas por medio de la observación topográfica.. (test) 10250,596 10253,316 10281,497 10331,400 10360,911 10408,366. x xc-xt -0,975 0,522 3,514 1,198 -2,464 0,297. Víctor García Berlanga. (xc-xt) 2 0,951 0,272 12,348 1,435 6,071 0,088. (test) 10462,659 10454,690 10456,957 10460,070 10464,966 10464,706. y yc-yt 4,126 1,162 2,354 -0,558 0,410 1,545. (yc-yt) 2 17,024 1,350 5,541 0,311 0,168 2,387. (xc-xt)2 + (yc-yt)2 17,975 1,623 17,890 1,747 6,239 2,475. 47.

(49) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10454,479 10468,549 10363,831 10250,225 10286,294 10335,854 10383,438 10411,915 10334,643 10392,253 10451,366 10275,079 10322,615 10385,493 10417,649 10304,170 10347,612 10382,556 10433,714 10257,932 10342,101 10381,995 10405,208 10453,841 10252,721 10278,257 10300,021 10329,378 10372,479 10426,873 10466,612. 0,337 2,198 1,456 -0,578 -1,214 -0,556 1,280 3,245 -0,814 -0,329 0,050 0,599 1,006 -3,148 0,486 -2,935 2,117 -1,457 -0,652 -0,398 1,188 -1,621 1,813 3,324 -2,394 -2,371 -1,042 -0,098 -1,641 0,762 1,476. 0,114 4,831 2,120 0,334 1,474 0,309 1,638 10,530 0,663 0,108 0,002 0,359 1,012 9,910 0,236 8,614 4,482 2,123 0,425 0,158 1,411 2,628 3,287 11,049 5,731 5,622 1,086 0,010 2,693 0,581 2,179. 10457,819 10466,493 10438,213 10414,144 10397,647 10405,588 10405,939 10399,778 10345,807 10342,532 10340,899 10298,812 10296,598 10296,896 10297,785 10251,542 10258,333 10243,175 10249,689 10196,658 10200,511 10200,862 10193,061 10199,146 10130,363 10129,414 10127,716 10127,036 10150,086 10126,271 10127,250. -1,121 0,879 -0,447 0,218 -0,492 0,066 0,290 -0,528 0,034 -0,045 1,801 0,374 -2,264 1,075 0,055 0,993 -0,412 1,256 -1,031 0,503 0,897 -1,239 -0,872 -1,086 -5,043 -2,275 0,012 -2,673 0,791 5,492 -0,604. 1,257 0,773 0,200 0,048 0,242 0,004 0,084 0,279 0,001 0,002 3,244 0,140 5,126 1,156 0,003 0,986 0,170 1,578 1,063 0,253 0,805 1,535 0,760 1,179 25,432 5,176 0,000 7,145 0,626 30,162 0,365 sum average RMSE NSSDA. 1,370 5,604 2,320 0,382 1,716 0,313 1,723 10,809 0,664 0,110 3,246 0,499 6,138 11,066 0,239 9,600 4,651 3,700 1,488 0,411 2,216 4,163 4,047 12,228 31,163 10,797 1,086 7,155 3,319 30,743 2,543 223,457 6,039 2,458 4,253. z (test) 10085,983 10084,487 10079,539 10085,927 10081,082 10082,783 10091,892 10087,929 10091,923 10082,467 10098,036. Víctor García Berlanga. diff in z 0,746 -0,326 -1,196 -1,390 -1,971 -0,011 -0,590 -1,352 -1,351 -0,737 -2,205. (diff in z)2 0,557 0,106 1,430 1,932 3,885 0,000 0,348 1,828 1,825 0,543 4,862. 48.

(50) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10118,611 10107,757 10098,660 10093,733 10108,115 10099,928 10105,897 10103,422 10098,871 10093,000 10107,880 10113,597 10104,316 10107,493 10085,787 10117,958 10107,893 10105,362 10106,079 10085,706 10093,491 10105,128 10114,220 10124,445 10115,804 10109,726. Víctor García Berlanga. -2,445 -1,034 -1,465 -4,074 -1,675 0,376 -3,345 -5,092 -2,736 -0,746 -4,238 -4,325 -2,071 0,500 -2,442 -2,678 -2,173 -1,074 0,099 -0,348 -1,622 -1,452 -1,654 -2,055 -1,182 -1,775 sum average RMSE NSSDA. 5,978 1,069 2,146 16,597 2,806 0,141 11,189 25,928 7,486 0,557 17,961 18,706 4,289 0,250 5,963 7,172 4,722 1,153 0,010 0,121 2,631 2,108 2,736 4,223 1,397 3,151 167,807 4,535 2,130 4,174. 49.

(51) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Se calculan las diferencias de cota obtenidas entre el plano ajustado y los puntos más distantes. Puntos más extremos de la malla. Inferior Superior. X (m) -0,17988 -0,08129. Y (m) -0,13092 0,17362. Z (m) -0,71166 -0,66791. Diferencia de Z (m) 0,02235 -0,02140. Puntos limite del Plano ajustado X (m) Y (m) Z (m) -0,17987 -0,13099 -0,71065 -0,08128 -0,13133 -0,70807 -0,08128 0,17357 -0,66797 -0,17987 0,17391 -0,67055 Promedio de Z -0,68931. Los errores del entorno de los centímetros son los especificados en las características técnicas de la Kinect y lo que cabe esperar.. Víctor García Berlanga. 50.

(52) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 8 Conclusiones El estudio de la Kinect da como resultado un sistema difícil de acceder, pese a la liberación del código y el SDK disponible, los procesos internos llevados por el sensor para producir modelos siguen siendo secretos. Esto ha ocasionado que no se pueda hacer un estudio en profundidad del funcionamiento que sigue la máquina, y por esta razón, se haya tenido que tratar el problema desde un punto de vista externo, comprobando las capacidades de los sensores y estudiando los resultados obtenidos por el sensor.. 8.1 Comparativa entre los resultados obtenidos Fotogramétricamente y Topográficamente Resulta evidente, con estos resultados, que la baja calidad de los sensores fotográficos de la Kinect hace que la localización y medición de los puntos no alcance una precisión muy elevada (Una RMSE de 2.013mm planimétrico y 8.531mm altimétrico frente a los 0.097mm y 0.491mm de la cámara Olympus). Aunque cabe destacar que la imagen RGB que captura el dispositivo es, en sí, una ayuda para el sistema de captación infrarrojo que es el encargado de captar la profundidad.. 8.2 Comparativa entre los resultados obtenidos por paralaje y Topográficamente Con los datos obtenidos se puede comprobar que la precisión de este sistema de cálculo de profundidades es menor que el usado anteriormente (Siendo la precisión fotogramétrica de Kinect de 8,531mm, el cálculo de paralajes solo alcanza los 17,634mm) aunque el coste computacional es menor y, por lo tanto, más ligero para un cálculo directo e iterativo como el que realiza el dispositivo. Además, que una vez detectados el primer juego de puntos y sus profundidades el sistema puede ir calculando la profundidad de forma constante con un bajo coste de cálculo y tiempo. Víctor García Berlanga. 51.

(53) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 8.3 Comparativa entre los resultados obtenidos sobre el Modelo y Topográficamente Con los datos obtenidos se pueden comprobar las capacidades de la Kinect. Una vez que el software procesa las múltiples capturas que realiza el dispositivo y las ajusta, es capaz de obtener precisiones bastante aceptables para los sensores de los que dispone con un RMSE de 2.458mm planimétrico y 2.130mm altimétrico. Es interesante destacar que en el estudio hecho sobre una superficie plana se observaban diferencias de hasta 2 cm, es posible que estas diferencias provengan del desalineamiento de la placa test con el sistema de referencia También es destacable que si tanto el objeto a modelizar como la Kinect se mantienen inmóviles durante la toma, la captación de profundidad empeora mostrando, de este modo, unas superficies más rugosas y unos bordes mucho más imprecisos.. 8.4 Proceso de trabajo con la Kinect La Kinect ha demostrado ser un dispositivo muy interesante tanto en su funcionamiento como en la metodología de trabajo. Con una distancia óptima de 85cm para la medición y una precisión de pocos milímetros, se puede concluir que la Kinect es un dispositivo con el cual se pode modelizar objetos a una escala 1/10, siempre que los detalles más pequeños sean inferiores a los 2 mm.. Víctor García Berlanga. 52.

(54) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. En cuanto a la metodología, se ha comprobado que tanto con la Kinect inmóvil como con esta en movimiento, es capaz de registrar las profundidades en tiempo real. Además, si el movimiento (Ya sea del sensor o del objeto) es lo suficientemente lento es capaz de modelizarlo con éxito superficies y objetos.. También es importante destacar que cuando más continuo y menos anguloso sea el objeto digitalizado, el resultado del modelo es visualmente más agradable.. Víctor García Berlanga. 53.

(55) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 8.5 Utilidad del Proyecto En este proyecto ha sido posible repasar los principios de la fotogrametría de objeto cercano, seguir los pasos tanto del proceso de campo como de los procesos de gabinete: la calibración, orientación y organización de un proyecto fotogramétrico. También se han usado los conocimientos adquiridos sobre topografía estableciendo una red de apoyo para el proceso fotogramétrico, trabajando con dispositivos de alta precisión en laboratorio como en la topografía industrial. Finalmente también se han adquirido nuevos conocimientos en la rama de la programación de aplicaciones y en los lenguajes de programación orientados a objetos.. Víctor García Berlanga. 54.

(56) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 9 Presupuesto. Bloque 1. €/hora Graduado en Geomática y Topografía. Recursos humanos Horas 8,5. Bloque 2. TC2002 T2000 CPU Core i7 16 GB Ram Kinect 1.0 + Adaptador PC Cámara Olympus Proyector. 500,00 € 500,00 € 2.500,00 € 70,00 € 400,00 € 350,00 €. Bloque 3.. Bloque 4.. 227,00 € 518,00 € 100,00 € 9,00 € 0,10 € 10,00 € 50,00 € 60,00 €. 10.336,00 € 10.336,00 €. Importe. 1 1 1 1 1 1 TOTAL. Materiales Unidades. Precio Trípode madera Trípode con elevador Barra calibrada Flexómetro Diana fotogramétrica Componentes carro deslizante Carril cámara Discos duros. 1216 TOTAL Dispositivos Unidades. Precio. Importe. 500,00 € 500,00 € 2.500,00 € 70,00 € 400,00 € 350,00 € 4.320,00 €. Importe. 1 2 1 1 68 1 1 1 TOTAL. 227,00 € 1.036,00 € 100,00 € 9,00 € 6,80 € 10,00 € 50,00 € 60,00 € 1.498,80 €. Software Importe. Image Master Visual Studio 2013 AXYZ CMD Agisoft Photoscan TOTAL. Víctor García Berlanga. 9.000,00 € 574,00 € 3.500,00 € 3.499,00 € 16.573,00 €. 55.

(57) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. Bloque 1 Bloque 2 Bloque 3 Bloque 4. Resumen Recursos humanos Dispositivos Materiales Software TOTAL GASTOS EJECUCION Y MATERIALES Beneficio empresarial 15% IVA 21% TOTAL. Víctor García Berlanga. 10.336,00 € 4.320,00 € 1.498,80 € 16.573,00 € 32.727,80 € 4.909,17 € 6.872,84 € 44.509,81 €. 56.

(58) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 10 Bibliografía  Sebastián Magallon, Marcos - "Sistema interactivo para manejo de electrodomésticos en entornos domésticos" PFC  Orellana Ramírez, Rodrigo - "Apuntes de Fotogrametría"  Jamie Shotton, Andrew Fitzgibbon, Mat Cook, Toby Sharp, Mark Finocchio, Richard Moore, Alex Kipman, Andrew Blake, - "Real-Time Human Pose Recognition in Parts from Single Depth Images"  D. Hoiem - "Human Body Recognition and Tracking: How the Kinect Works"  Diana Pagliari, Livio Pinto - "Calibration of Kinect for Xbox One and Comparison between the Two Generations of Microsoft Sensors"  MacCormick, John - "How does the Kinect work?"  Cordova Lucero, Fabricio - "Detección de robo/abandono de objetos en interiores utilizando cámaras de profundidad"  Gallardo Merino, Elena - "Modelización tridimensional de la pieza MNM-23 del Museo Naval de Madrid por métodos fotogramétricos"  Nuño Simón, Javier - "Reconocimiento de objetos mediante sensor 3D Kinect  Foro Cartesia - http://www.cartesia.org/  Pagina web XBox - http://www.xbox.com/  MSDN Microsoft - https://msdn.microsoft.com/es-es  Pagina web Olyver Kreylos http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/. Víctor García Berlanga. 57.

(59) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. 11 Anexo 11.1Anexo 1: Código aplicación captura de imágenes en Visible ArchivoMainWindow.xaml.cs using System; usingSystem.Collections.Generic; usingSystem.Linq; usingSystem.Text; usingSystem.Threading.Tasks; usingSystem.Windows; usingSystem.Windows.Controls; usingSystem.Windows.Data; usingSystem.Windows.Documents; usingSystem.Windows.Input; usingSystem.Windows.Media; usingSystem.Windows.Media.Imaging; usingSystem.Windows.Navigation; usingSystem.Windows.Shapes; usingMicrosoft.Kinect; using System.IO; namespace PracticaCamaraRGB_1 { public partial class MainWindow : Window { KinectSensormiKinect; publicMainWindow() { InitializeComponent(); } private void Window_Loaded_1(object sender, RoutedEventArgs e) { miKinect = KinectSensor.KinectSensors[0]; miKinect.ColorStream.Enable(); miKinect.Start(); miKinect.ColorFrameReady += miKinect_ColorFrameReady; } voidmiKinect_ColorFrameReady(object sender, ColorImageFrameReadyEventArgs e) { using (ColorImageFrameframesImagen = e.OpenColorImageFrame()) { if (framesImagen == null) return;. Víctor García Berlanga. 58.

(60) Estudio de las precisiones geométricas en la generación de modelos digitales con la Kinect 1.0. byte[] datosColor = new byte[framesImagen.PixelDataLength]; framesImagen.CopyPixelDataTo(datosColor); if (grabarFoto) { bitmapImagen = BitmapSource.Create( framesImagen.Width, framesImagen.Height, 96, 96, PixelFormats.Bgr32, null, datosColor, framesImagen.Width * framesImagen.BytesPerPixel); grabarFoto = false; } colorStream.Source = BitmapSource.Create( framesImagen.Width, framesImagen.Height, 96, 96, PixelFormats.Bgr32, null, datosColor, framesImagen.Width * framesImagen.BytesPerPixel ); } } boolgrabarFoto; BitmapSourcebitmapImagen = null; private void tomarFoto_Click(object sender, RoutedEventArgs e) { grabarFoto = true; Microsoft.Win32.SaveFileDialog dlg = new Microsoft.Win32.SaveFileDialog(); dlg.FileName = "capturaDeKinect"; dlg.DefaultExt = ".jpg"; dlg.Filter = "Pictures (.jpg)|*.jpg"; if (dlg.ShowDialog() == true) { stringnombreArchivo = dlg.FileName; using (FileStream stream = new FileStream(nombreArchivo, FileMode.Create)) { JpegBitmapEncoder encoder = new JpegBitmapEncoder(); encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(bitmapImagen)); encoder.Save(stream); } } } }. Víctor García Berlanga. 59.