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人の多様な反応を同時に計測する

4次元計測カメラ(3dMD)、マシンビジョンカメラ、サーモカメラなど複数の撮影デバイスを独自ソフトウェアで統合し、温度・湿度・照明を制御可能な撮影ブースと組み合わせた先端的計測基盤を構築しました。ハードウェア開発(電子工作含む)とソフトウェア制御を統合した設計により、多角的なマルチモーダルデータを安定的に取得できる環境を整備しています。

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研究の問い / 技術の機能 Question

4次元カメラ・マシンビジョンカメラ・サーモカメラなど種類の異なる複数センサーを同一の実験セッションで同時稼働させるには、統合制御の仕組みが不可欠です。独自ソフトウェアと環境制御ブースを組み合わせた先端的計測基盤をゼロから構築し、多面的なデータ取得を可能にする計測環境の設計に取り組みました。

多種センサー統合計測とは

多種センサー統合計測とは、異なる原理や仕様を持つカメラ・センサー群を一つのシステムとして同期・制御し、マルチモーダルデータを同時かつ安定的に取得する技術基盤です。環境変数の統制と組み合わせることで、高精度・高再現性の計測が可能になります。

プロジェクト概要 Project Overview

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高度なヒト計測研究を支えるための統合計測基盤を構築したプロジェクトです。複数のカメラやセンサーを同時制御可能な独自ソフトウェアと、環境変数(温度・湿度・照明)を統制できる撮影ブースを整備し、多種センサーによるマルチモーダルデータ取得を可能にしました。

目的

多種センサーを同時制御できる統合計測環境の構築

統合手段

独自ソフトウェア+ハードウェア開発(電子工作含む)

環境制御

温度・湿度・照明を一定に保つ撮影ブース

特徴

完全制御型マルチモーダル計測環境(ハード・ソフト統合設計)

背景・課題 Background

高度なヒト計測では、複数センサーの同時計測・時系列同期・撮影条件の統一・環境変数の統制が求められます。単一カメラや単一環境では取得できない多角的データを、安定的かつ再現性高く取得できる統合環境の構築が目指されました。

  • 01

    複数センサーの同期困難

    異なるデバイスの時系列同期は技術的ハードルが高く、マルチモーダルデータの整合性確保が課題でした。

  • 02

    環境変数の統制

    撮影環境の温度・湿度・照明が変動すると計測データに誤差が生じ、研究の再現性が損なわれます。

  • 03

    統合制御の複雑さ

    多種デバイスを一人で安定運用できる制御基盤の構築には、ハードとソフトの統合設計が必要でした。

アプローチ Approach

複数のカメラ・センサー・制御デバイスを開発・統合し、独自ソフトウェアによって一括制御可能な計測システムを構築しました。ハードウェア開発(電子工作を含む)とソフトウェア制御を組み合わせた統合設計が本基盤の特徴です。

  • 撮影・計測デバイス Measurement Devices

    • 4次元計測カメラ(3dMD)
    • マシンビジョンカメラ
    • サーモカメラ
    • ウェブカメラ
    • サーボモータ制御ラズベリーパイ
    • 温度センサ制御ラズベリーパイ
    • サーモカメラ制御ラズベリーパイ
    • 被験者閲覧動画ウィンドウ
    • 感情評価入力用ゲームコントローラ

    これらを独自ソフトウェアで統合制御し、同時操作を可能にしました。

    approach-device-diagram.png
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  • 環境制御ブース Controlled Environment

    • 温度制御
    • 湿度制御
    • 照明制御

    撮影環境を一定に保つことで、計測データの精度と再現性を向上させました。

    approach-controlled-booth.png
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得られた知見・成果 Results

多種カメラ・センサーの同時制御基盤、環境変数を統制可能な撮影ブース、ハードとソフトを統合した計測システムを整備しました。高精度かつ再現性の高いマルチモーダルデータ取得が可能な計測環境を実現しています。

  • 01

    マルチモーダル同時取得

    異なる原理の複数センサーから同期されたデータを同時に取得できる体制を整備しました。

  • 02

    環境変数の完全統制

    温度・湿度・照明を統制した撮影ブースにより、計測条件の再現性を確保しました。

  • 03

    統合制御ソフトウェア

    独自開発のソフトウェアで全デバイスを一括操作可能にし、実験運用を効率化しました。

位置付け・展望 Position & Outlook

見出しサンプル

本基盤は、マルチモーダル研究・感情行動生体統合解析・環境条件依存の実験・高精度3D/4D計測など、多様な研究・実務プロジェクトで再利用可能です。複数センサーを統合した完全制御型計測環境として、今後の高度なヒトデータ研究の土台となります。

  • マルチモーダル研究
  • 感情・行動・生体統合解析
  • 環境条件依存の実験
  • 高精度3D/4D計測
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見出しサンプル

美容の世界では、肌の良し悪しは直感で語られてきました。その直感の奥には、光のあたり方・質感・わずかな色相の差といった再現可能なパターンが確かに存在します。本研究で構築した画像パラメータ制御と印象解析の基盤は、主観的な感覚を客観的な指標として扱うための道筋を示すものです。
肌の印象は、「なんとなく良い」という感覚で語られます。オルチェは、その感覚の理由をデータからそっと読み解こうとしています。