WithYou 移動者側システム

移動者側ハードウェア

移動者側のハードウェアは二つの地磁気センサー，パン・チルトカメラ，情報表示用モノ クロLCD，ワイヤレスコントローラ（Wii Remote）とノートパソコンが備えられた．移動 者は肩掛けフレーム(図4.12)を装着しながら外出する．移動者の向き方向を取得するため に，頭に地磁気センサーを搭載し，また，移動者側のノートパソコンは無線通信機能を持ち，

移動しながら観察者側と通信する．

 移動者側の肩掛けフレームは木材で製作され，移動者の胸の前にカメラを設置するように なった．これにより，カメラの揺れが少なく，より安定した映像が得られるようになった．

また，移動者の胸の前にカメラを設置すると，カメラの向きが移動者の頭部の向きに影響さ れないことも利点である．

移動者側アプリケーション

 移動者側アプリケーションでは移動者側のパン・チルトカメラ，モノクロLCD^とセン サーを制御し，そして観察者側アプリケーションと通信する役割を担う．パン・チルトカメ ラの映像は圧縮され観察者側に送信する．外出中で移動者に情報を知らせるため，モノクロ LCDと音声提示で情報の提示を行う．また，システムの操作とジェスチャインタラクショ

図 4.12: WithYouシステム：移動者側の装置

機能種類 機能内容

センサー計測 頭の向き方向の計測 体の向き方向の計測 コントローラの向きの計測 装置制御 USB^{カメラの制御}

パン・チルト台の制御 提示機能 モノクロLCD^の表示

音声提示 振動提示

操作システム コントローラによる操作 視野モードの変更

ジェスチャインタラクション 知らせメッセージの送信

表 4.8: WithYouシステム：移動者側アプリケーションの機能

ン機能はワイヤレスコントローラを使う．移動者側アプリケーションの機能は表 4.8^の通り になる．

パン・チルトカメラの制御

移動者側のパン・チルトカメラでは，市販のUSB^カメラ（Logicool C910^{）をカメラのパ} ン・チルト台の上に固定する（図 4.13）．カメラのパン・チルト台ではArdunio Mega^基板 により制御され，パソコンからUSBのシリアル通信を介してコマンドを送ることでパン・

チルト台の横軸回転と縦軸回転を制御する．

パン・チルト台の制御

WithYouシステムに使われたパン・チルトカメラは，市販のUSB^{カメラとパン・チルト}

台で構成される．パン・チルト台の設計に関しては，より高い回転性能を得る為，二つの高 速サーボモータを用いてパン・チルト軸の回転構造を製作した．サーボモータの回転速度は 0.17秒／60度であり（ＧＷＳサーボ ＭＩＣＲＯ／２ＢＢＭＧ），人間の頭の振り向きを 追従するには十分な性能が備われる．サーボモータの制御はArduino Mega基板を通して行 われ，回転範囲として，パンは移動者の前方180度を回転することができ，チルトは上下方 向の130度を回転することができる．なお，サーボーモータに対する十分な電流を供給する ため，外付けの電池ボックス（充電式単三電池4^{個使用，出力電圧}=4.8V^{）によりパン・チ} ルト台への給電を行う．

 WithYouシステムで使われたlogicool C910カメラをパン・チルト台に装着した場合，観

察者が見える最大水平可視範囲はカメラの水平視角（およそ70度）とパン・チルト台の水 平回転範囲の合計で70+180=250度であり，最大垂直可視範囲はカメラの垂直視角（およ そ45度）とパン・チルト台の垂直回転範囲の合計で45+130=175度である．

パソコンからパン・チルト台への制御に関してはUSBに介したシリアル通信が使われた．パ ソコン側から２バイトのコマンドでパン・チルト角度を指定し（Byte0^データ: 0^から180^， Byte0^データ: 0^から130^），Arduino Mega側がデータを受け取るとアナログアウトの出力 電圧を改変し，二つのサーボモータを指定の角度まで回転させる．

図4.13: 移動者側のパン・チルト台

パン・チルト台のブレ防止対策

WithYouシステムでは観察者側のHMDの上に設置した方向計測モジュールから観察者

の頭の向きを計測し，その角度データを移動者側に送信しパン・チルト台の回転と連動す る．しかし，方向計測モジュールが出力された角度は整数であり，観察者が動かなくても場 合によって出力の角度は頻繁に変動していることがあった（例えば出力角度は0度から1度 の間で変動している現象）．サーボモータが微小な角度角度範囲で頻繁に回転するとパン・

チルト台乗せたカメラに悪影響を与え，カメラからキャプチャされた画像も不安定になりや すい．こうした現象を軽減させるため，パン・チルト台の回転制御処理では，新たに指定さ れた角度と現在角度との差が３度以内であれば回転しないという仕組みが設計された．こう

することでパン・チルト台は微小な回転に反応せず，方向計測モジュールのセンサーの誤差 によるブレを対策できた．

USBカメラの制御と映像のキャプチャ

USBカメラの制御に関しては，Microsoft DirectShowライブラリを用いて行う．カメラの 画像を取得するには原始データであるYUVフォーマット画像データを取得した後，Bitmap フォーマットに変換して出力し，前述した画像受送信モジュールを用いて観察者側に送信す る．また，ズームイン，ズームアウト（デジタルズーム）の制御も同ライブラリを用いて 行う．

モノクロLCDによる情報表示

移動者の肩掛け装置にはモノクロLCD(図 4.6)が設置された，LCDの画面では移動者は お互いの向き方向，視野モード，システムメッセージと接続状態等を表示する．モノクロ LCDは128x64ピクセルの表示領域を持ち，8bitパラレル通信を用いてArduino Mega基板 に制御される．Arduino Mega側ではコマンドとテキストメッセージを受信するシステムを 実装し，移動者側アプリケーションから伝わった情報を表示する．