Desarrollo de un dispositivo para mover cámaras de Paneo-Inclinación-Enfoque mediante gestos con las manos

Abstract

[ES] Actualmente, muchas industrias están invirtiendo gran cantidad de recursos en el desarrollo de nuevas tecnologías que interpretan los gestos de las manos y los utilizan como interfaz de comunicación entre el usuario y el sistema. Sin embargo, las compañías de seguridad y vigilancia se han mantenido al margen de este desarrollo tecnológico. En su lugar, el joystick y el ratón son los dispositivos más comunes en las salas de control. Utilizándolos junto con un sistema de gestión de vídeo, los operadores pueden manejar las cámaras y navegar entre diferentes vistas. Ambos dispositivos cumplen sus funciones con éxito, pero algunos operadores reportan un dolor persistente después de un exigente día de trabajo. Basándose en los puntos anteriores, el propósito de este trabajo es investigar la posibilidad de utilizar los gestos de la mano como interfaz para controlar las cámaras de vigilancia y diseñar el vocabulario de gestos que se utilizará. Para verificar la validez de la idea se desarrollará un prototipo para controlar las cámaras Paneo-Inclinación-Enfoque, con especial énfasis en tener un diseño intuitivo y ergonómico.

A lo largo del proyecto se han discutido e investigado diferentes soluciones para resolver el control de las cámaras evitando cualquier contacto. El concepto más adecuado que se encontró fue el de acoplar sensores de infrarrojos a una carcasa con forma de pirámide, de manera que se pudieran utilizar varios sensores para crear un campo de detección. Midiendo la posición exacta de la mano en todo momento, los gestos realizados por el usuario podían ser interpretados por el sistema. Los sensores de infrarrojos han demostrado ser muy buenos para detectar la distancia a materiales blandos como las manos con una precisión de un milímetro.

Los resultados obtenidos en el test realizado en este proyecto muestran que el dispositivo es intuitivo para los usuarios y también se destaca el potencial del dispositivo para las aplicaciones de vigilancia. Además, los resultados muestran que las lecturas realizadas por los sensores son muy precisas y que la interpretación de los datos obtenidos funciona satisfactoriamente. Sin embargo, aunque los resultados fueron en su mayoría positivos, todavía queda trabajo por hacer para que el dispositivo compita con el joystick.

[EN] Nowadays, many industries are investing a lot of resources in the development of new technologies that interpret hand gestures and use them as a communication interface between the user and the system. However, the surveillance industries have remained on the sidelines of this technological development. Instead, the joystick and the mouse are the most common devices found in control rooms. Using them together with a Video Management System, the operators are able to drive the cameras and navigate between different views. Both devices fulfill their functions successfully but some operators report persistent pain after a demanding work day. Based on the points made above, the purpose of this master thesis is to investigate the possibility of using hand gestures as an interface to control surveillance cameras and design the hand gesture vocabulary to be used. To verify the validity of the idea a prototype will be developed to control Pan-Tilt-Zoom cameras, with special emphasis on having an intuitive and ergonomic design.

Throughout the project different solutions to solve the touch-free control of the cameras have been discussed and investigated. The most suitable concept found was to attach infrared sensors to a pyramid shaped case, in such a way that several sensors could be used to create a sensing field. By measuring the exact position of the hand at all times, the gestures made by the user could be interpreted by the system. The infrared sensors have proven to be very good at sensing the distance to soft materials such as hands with an accuracy of one millimeter.

The results obtained from the usability test made in this thesis show that the device is intuitive for the users and the potential of the device is also remarked for surveillance applications. In addition, the results show that the readings made by the sensors are very precise and that the interpretation of the achieved data into gestures works satisfyingly. However, even though the given results were mainly positive, it shows that there is still work left to do in order for the device to be competing with the joystick.