【来福谐波 | 视点】一台游戏设备在机器人领域的新生
微软于近日宣布，Xbox平台游戏体感设备Kinect于今年停产，并将从微软商店下架。对于游戏玩家而言，除了2010年推出时的热度外，大多数时候Kinect只是个吃灰的物件。但对于机器人领域的研究者而言，Kinect和Kinect SDK却帮助他们完成了许多重要的课题和项目。
Kinect的工作原理
微软推出Kinect的初衷是为了抗衡当时任天堂如日中天的体感游戏机Wii。不同于需要借助控制器才能识别动作的Wii，Kinect无需借助任何额外的设备即可使用，而这一切的关键在于Kinect的摄像头。
Kinect有三个镜头，中间的镜头是 RGB 彩色摄影机，用来采集彩色图像。左右两边镜头则分别为红外线发射器和红外线CMOS摄影机所构成的3D结构光深度感应器，用来采集深度数据（场景中物体到摄像头的距离）。彩色摄像头最大支持1280*960分辨率成像，红外摄像头最大支持640*480成像。Kinect还搭配了追焦技术，底座马达会随着对焦物体移动跟着转动。
Kinect红外发射器发射出激光，通过红外发射器镜头前的光栅，均匀地投射到测量空间，测量空间的粗糙物体反射，形成随机的散斑，再通过红外线CMOS 摄影机记录空间的每个散斑，通过处理器的计算便得到3D深度图像。
这些特性以游戏玩家的眼光来看似乎过于超前且并不一定能提升游戏体验，但在机器人领域，许多研究者和从业者却如获至宝。
墙里开花墙外香
当下，Kinect和ROS的结合较为紧密，特别是SLAM所需要的传感器还存在着计算不准或价格昂贵的问题，Kinect既能够实时拍摄3D图象，而且重量轻，可以为机器人添加导航算法，执行路径追踪，路径规划，在最具性价比的视觉传感器出现前，身为游戏设备的Kinect俨然是最好的替代品。
此外，在自动化生产中也已经有运用Kinect的成熟解决方案。例如来自Euclid Labs的s.r.l Moonflower-3D 视觉系统，主要应用于机器人随机抓取作业，通过对工件进行3D数据扫描以实现精确定位，引导机械手准确抓取定位工件，实现机器人速度快、重复精度高的随机抓取作业。Moonflower-3D 机器视觉系统全面兼容各国际品牌机器人通讯协议，例如ABB、KUKA、FANUC、安川、UR、川崎、那智，现代等，且无需二次开发。
停产并非终结
Kinect自2010年面世以来在学术界迅速流行，产生了很多重要的成果。随后的Kinect V2、Kinect V3等产品的出现更使得3D体感技术进一步大众化。虽然它们的精度、适用范围、可靠性等指标或许并不能完全满足工业应用的需求，但不可否认，在机器人领域Kinect确实扮演了一个颇为特殊的角色。借助Kinect，许多理论得以实现，也为后续的研究奠定了基础。
如今，在机器人视觉、机器人控制系统、机器人自主导航等领域，都能见到Kinect的身影，这或许是微软从一开始就未曾想到的。正如卡内基梅隆大学Studiofor Creative Inquiry的主管Golan Levin所评价的：Kinect被许多不同的应用所使用，无处不在，成为创意实验、文化发展、二次创新的重要平台，它影响许多领域。
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