Kinect for Windows の 仕 様

図3.2に 装 置 の 概 観 お よ び 各 セ ン サ 位 置 を 示 す[87]^{．ま た ，}Kinect for Windows^{の ハ ー} ド ウェア 仕 様 を 表3.2に ，Kinect for Windowsの 距 離 セ ン サ 測 定 可 能 範 囲 を 図3.3に ，そ し てKinect for Windowsを 動 作 さ せ る た め に 必 要 な コ ン ピュー タ 仕 様 を 表 3.3に 示 す．

図3.2: Kinect for Windowsセ ン サ の 構 成 Kinect for Windows^{は ，以 下 の}4つ の セ ン サ が 搭 載 さ れ て い る ． (i) 距 離 セ ン サ：近 赤 外 線 プ ロ ジェク タ ＋ 近 赤 外 線 カ メ ラ

(ii) 映 像 セ ン サ：RGBカ メ ラ (iii) 音 声 セ ン サ：指 向 性 マ イ ク

表3.2: Kinect for Windowsの ス ペック サ イ ズ ：W280^× D65^× H70 mm

重 量 ：600 g

セ ン サ 類 ：距 離 セ ン サ: 赤 外 線 プ ロ ジェク タ，赤 外 線 カ メ ラ   色 セ ン サ: RGBカ メ ラ

  音 セ ン サ: マ イ ク ア レ イ  3次 元 加 速 度 計

距 離 セ ン サ 解 像 度 ：640^× 480

フ レ ー ム レ ー ト (^{距 離・色}) ^：30 frames per second (FPS) イ ン タ フェー ス ：USB 2.0

Kinect for Windows本体

スイートスポット 測定可能範囲

1.2 m

3.5 m 0.8 m

4.0 m

(a)深 度 測 定 範 囲

57.5°

43.5°

27°

27°

(b)深 度 の 視 野

図 3.3: Kinect for Windows^{の 計 測 範 囲}

表3.3: Kinect for Windowsを 動 作 さ せ る た め の コ ン ピュー タ の 要 求 仕 様 CPU ：32ビット（x86）ま た は64ビット（x64）プ ロ セッサ

 Dual-core 2.66GHzプ ロ セッサ 以 上 を 推 奨 メ モ リ ：2GB RAM

OS ^：Windows 7

 Windows Embedded Standard 7  Windows Embedded POSReady 7  Windows 8

 Windows Embedded Standard 8 イ ン タ フェー ス ：USB 2.0接 続 可 能

(iv) 加 速 度 セ ン サ

本 シ ス テ ム で は ，距 離 セ ン サ，加 速 度 セ ン サ お よ び 本 体 ヘッド 部 分 の 向 き を 上 下 に 変 更 す る チ ル ト モ ー タ ー を 使 用 す る ．

Kinect for Windowsに よ る 赤 外 線 深 度 カ メ ラ の 精 度 は ，使 用 す る 環 境 の 光 の 状 態 が 大 き く 影 響 す る ．Kinect for Windowsの ユ ー ザ イ ン タ フェー ス ガ イ ド ラ イ ン で は ，赤 外 線 深 度 カ メ ラ は 暗 闇 を 含 む 全 て の 光 の 状 況 で 動 作 す る が ，直 射 日 光 や フ ル ス ペ ク ト ル の 照 明 よ り も 薄 暗 い 照 明 の 方 が 望 ま し い と し て い る[88]．ま た ，大 量 の 自 然 光 の 下 で の 骨 格 追 跡 は 信 頼 性 が 低 く な る と し て い る ．黒 い 服 装 や ，光 を 反 射 す る 素 材 の 服 装 も 同 様 に ，骨 格 追 跡 の 信 頼 性 が 低 く な る た め 避 け る べ き で あ る ．加 え て ，服 装 は ジャー ジ な ど の 広 が り の 少 な く 体 の 大 き さ に あ う も の が 望 ま し い ．

Kinect for Windowsに よ る 距 離 測 定 の 信 頼 度 は ，ユ ー ザ と セ ン サ の 距 離 が1.5〜2mの 間 で 最 も 高 く な る と し て い る ．ま た ，Kinect for Windowsを 身 体 の 正 面 に 設 置 し て 使 用 す る 場 合 ，身 体 の 前 方 に 手 や 腕 が 位 置 す る よ う な 状 態 で は 骨 格 追 跡 の 信 頼 性 が 低 下 す る ．

Kinect for Windowsを 制 御 す る ド ラ イ バ と し てKinect for Windows SDKを 使 用 し た ． ま た ，Kinect for Windowsよ り 得 ら れ る 情 報 を 処 理 す るAPIに はOpenNI2，NiTE2を 用 い た ．OpenNI2^はKinect for Windowsか ら 得 ら れ る 深 度 情 報 の 取 得 を 行 う．NiTE2^{は 得} ら れ た 深 度 情 報 を 処 理 し ，ユ ー ザ の 検 出 や 骨 格 の 検 出 を 行 う．な お ，実 際 に 構 成 し た 治 療 ア プ リ ケ ー ション を 動 作 さ せ る 際 は ，Kinect for Windows SDKに 付 随 す る 再 頒 布 用 モ ジュー ル（Kinect for Windowsラ ン タ イ ム ）を 使 用 し て 動 作 環 境 を 構 成 し た ．

骨 格 追 跡 の 精 度 は ，そ の 処 理 を 行 うAPIに 依 存 し て い る ．Kinect for Windows SDKは 骨 格 追 跡 の た め の キャリ ブ レ ー ション 処 理 が 必 要 な い が ，キャリ ブ レ ー ション 処 理 を 必 要 と す るNiTE2の 方 が 骨 格 追 跡 の 精 度 は 高 い ．

OpenNI2^とNiTE2を 用 い て い る た め ，使 用 時 に は 最 初 に キャリ ブ レ ー ション を 行 う 必 要 が あ る ．キャリ ブ レ ー ション の 様 子 を 図3.4に 示 す．キャリ ブ レ ー ション は ま ず，体 を 前 後 に 動 か し ，人 と し て 認 識 さ せ る ．さ ら に 軽 く 腕 を 広 げ る な ど し て ，骨 格 を 認 識 さ せ る ．骨 格 認 識 が 終 わ り，キャリ ブ レ ー ション が 終 了 す る と ，モ ー ション セ ン サ と し て 機 能 す る こ と が で き る ．

Kinect for Windowsか ら は 対 象 と す る 人 の 各 関 節 位 置 が 得 ら れ る ．関 節 数 は 使 用 す るAPIに よって 異 な る が ，OpenNI2とNiTE2を 用 い た 場 合 ，図 3.7に 示 す よ う に 計15 関 節 の 三 次 元 直 交 座 標 位 置 が 得 ら れ る ．こ の 内 ，肘 の 位 置（JOINT LEFT ELBOWま た は JOINT RIGHT ELBOW）か ら 手 の 位 置（JOINT LEFT HAND^{ま た は}JOINT RIGHT HAND^） へ の 単 位 ベ ク ト ル を 求 め る こ と で ，VRの 腕 の 姿 勢 と 位 置 を 決 定 す る ．

図3.4: モ ー ション セ ン サ の キャリ ブ レ ー ション 中 画 面 3.4.4 在 宅 用VR-MVF治 療 装 置 の 配 置

簡 易 型VR-MVF治 療 装 置 の 配 置 図 を 図 3.5に 示 す．簡 易 型VR-MVF治 療 装 置 を 用 い た 治 療 の た め に は ，患 者 が 椅 子 に 座った 状 態 で 両 手 を 広 げ た 時 に 何 も 接 触 す る も の が 無 い 状 態 で あ る 必 要 が あ る ．そ の た め ，最 低 で も 前 後3 m，左 右2 m，床 か ら の 高 さ2 mを 確 保 で き る 場 所 に 設 置 す る ．ディス プ レ イ は ，画 面 の 上 端 が ユ ー ザ が 椅 子 に 座っ た 状 態 の 目 線 の 高 さ に な る よ う に 設 置 し ，コ ン ピュー タ に 接 続 す る ．Kinect^{は ディス} プ レ イ の 上 面 に 取 り 付 け ら れ た 台 の 上 に 載 せ ら れ る ．

150～200 cm マウス

Kinect for Windows ディスプレイ

コンピュータ

150 cm

図3.5: ^{簡 易 型}VR/MVFシ ス テ ム の 構 成 物 の 配 置

骨 格 追 跡 の 信 頼 性 を 高 め る た め に は ，ユ ー ザ が 距 離 セ ン サ の 方 向 を 向 く よ う に す る ．非 接 触 式 モ ー ション セ ン サ は ディス プ レ イ の 上 部 に 設 置 す る よ う な 状 態 に す る ． ワ イ ヤ レ ス マ ウ ス の レ シ ー バ は ，治 療 中 の ワ イ ヤ レ ス マ ウ ス の 位 置 に 限 り な く 近 い 位 置 で ，ワ イ ヤ レ ス マ ウ ス と レ シ ー バ の 間 に 遮 蔽 物 が 無 い 状 態 に な る よ う に 設 置 す る ．USBポ ー ト に 接 続 す る タ イ プ の レ シ ー バ の 場 合 ，USB延 長 ケ ー ブ ル な ど を 用 い て ワ イ ヤ レ ス マ ウ ス と レ シ ー バ の 距 離 を 近 づ け て お く こ と が 望 ま し い ．

自 己 身 体 認 知 に 関 わ る 知 覚-運 動 ル ー プ は ，体 性 感 覚 だ け で な く，他 感 覚 情 報 を 統 合

し て 制 御 さ れ て お り，中 で も 視 覚 情 報 が 最 も 重 要 で あ る こ と が 示 唆 さ れ て い る[89]^． そ の た め ，患 者 がVR環 境 の 中 で 自 ら の 患 部 が 動 い て い る こ と を 認 識 し や す く す る た め に は ，動 か す こ と が 困 難 な 現 実 の 患 部 が 治 療 中 に 視 界 に 入 ら な い こ と が 望 ま し い ．