情報処理学会 インタラクション 2017
IPSJ Interaction 20173-503-19
2017/3/2

Ocuduss:オプティカルフロー制御による速度感提示デバイス
山下真由†1 深町太一†1 可知怜也†1Adam Myers†2 Jesse Marciano†2 伊藤雄一†1
概要：人の体感速度は，自己の身体感覚から得られる情報に基づいており，特に周辺視野領域の動きは速度感に大きな影響を及ぼすと言われている．そこで，周辺視野を LED の光によって刺激することで速度感を与える速度感提示デバイス“Ocuduss”を提案する．体験者は Ocuduss を通して世界を見ることで実際の移動速度よりも速く感じることができる．また，Ocuduss を変形させることで蛇行感の体験も可能であると考えられる．本稿では，Ocuduss のプロトタイプを実装し，評価実験により Occuduss により提示したオプティカルフローの速度が速くなると，体感速度が速くなることを確認した．

Ocuduss: Speed Sensation Presentation Device
by Optical Flow Control
MAYU YAMASHITA†1 TAICHI FUKAMACHI†1 RYOYA KACHI†1ADAM MYERS†2 JESSE MARCIANO†2 YUICHI ITOH†1Abstract: Speed sensation is based on information obtained from body sensation, especially by the movement of peripheralvision area. In this paper, we propose Ocuduss, speed sensation presentation device by optical flow control. Ocuduss gives aspeed sensation by stimulating peripheral vision area by LED light. You can feel faster than the actual moving speed. In addition,
you can also experience meandering feeling by deforming Ocuduss. In this paper, we implemented prototype of Ocuduss andconfirmed by the evaluation experiment that the faster optical flow presented by Occuduss is, the faster sensible speed becomes.

1. はじめにを行っている[4]．自己運動感覚を生じさせる視覚刺激を環境に提示させることで歩行者を右側通行させ，自然と交通

人の体感速度は，自己の身体感覚から得られる情報に基整備を行うための歩行誘導に有効であることを確認した．

づいており，中でも視覚情報の重要性が高いといわれていしかし，自己運動感覚を生じさせるが，速度感を得ることる[1]．一定方向に運動する視覚パターンを観察した場合に，は難しいと考えられる．青木らは，タブレットを複数台制観察者がその逆方向に運動しているかのように知覚する錯御し，特有の速度感や疾走感が感じられる VJ・デコレーシ

覚現象，および感覚を視覚誘導性自己運動感覚と呼ぶ．特ョン表現を提案している[5]．iPad を電車の車両に設置し，に周辺視野領域の動きは速度感に大きな影響を及ぼすと言iPad の点滅を制御することで，速度感を提示させた．しかわれている[2][3]．したがって，周辺視野領域に対するオプし，乗客で iPad が見えなくなるなど，場所によって複数のティカルフローを制御することで，実際の移動速度よりもiPad を観察できないと速度を感じることは出来ない．

速く感じさせることが出来ると考えられる．

視覚パターンのうち，特に視野周辺領域に対するオプテ

本稿では，複数の線状 LED アレイをトンネル型に配置しィカルフローが，自己運動感覚のなかでも速度感覚に対して発光を逐次操作し，周辺視野領域の光の動きを制御するて大きな影響を及ぼしている．岡野らは，周辺視野部分にことで体感速度を増強させる速度感提示デバイス

ディスプレイを装着し，速度感覚の増強を試みた[2]．周辺“Ocuduss(Optical Curved Device for User’s Speed Sensation)”

視ディスプレイが表示する光点列により，歩行の速度感覚を提案する．光の動きにより速度感を感じさせることはが増強されることが確認された．しかし，光点列の移動速

Head Mounted Display(HMD)でも可能であるが，これはバー度の変化により速度感覚も変化するかまでは検討されていチャル空間を見ているに過ぎない．Ocuduss はこの速度体ない．中嶋らは，スポーツ映像の速度感増強システムを提験を現実空間と組み合わせることを可能とする．

案している[3]．画面周辺部に動き提示のみを目的とした

2. 関連研究LED アレイを設置し，画面内の動きにあわせて LED を点

自己運動感覚を利用した研究が盛んになされている．吉
川らは，床面に設置したレンチキュラレンズにより歩行者に自己運動感覚を生じさせる視覚刺激を提示し，歩行誘導†1 大阪大学大学院情報科学研究科
Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University†2 Worcester Polytechnic Institute© 2017 Information Processing Society of Japan

灯させることで，速度感を増強させている．しかし，画面内の速度感を増強させているに過ぎず，実際の人の移動速度感覚に影響させることは難しいと考えられる．東井らは，ドライバの体感速度変化を促すバーチャルパターンを提案している[6]．自動車の走行速度に応じて変化が生じるバー
チャルパターンをドライバ視界に重畳し，バーチャルパタ

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ーンの変化により，ドライバの体感速度変化を促すことで，使用し，トンネルの配列を自由に曲げられるようにする．

速度抑制を目指している．しかし，バーチャルパターンをこれにより，左右方向へのカーブを進行するような蛇行感道幅など景色に合わせて調整しなければならない．の創出も可能であると考えられる．

3. 速度感提示デバイス“Ocuduss”
3.1 システムの概要

3.2 プロトタイプ実装
図 2 に実装したプロトタイプを示す．PET 板でフレームを作成し，フルカラーシリアル LED テープを装着する．フ

本研究では体感速度を増強させる新たなデバイスとして、速度感提示デバイス“Ocuduss”を提案する．

レームの数やサイズ，フレーム間の距離は図 3 に示すようなシミュレーションによって経験的に求めた．具体的には，図１に Ocuduss の概要を示す．LED テープを装着した複パラメータを変えながら，オプティカルフローの動きを感数のフレームをサイズ順にトンネルのように並べ，LED とじることができる値に設定した．プロトタイプにおけるフ加速度センサを制御回路に接続する．最も小さいフレーム

レーム数，サイズ，フレーム間の距離を表 1 に示す．

から大きいフレームへと順に LED を点灯させ，光が流れて支柱は光モール社の平ホワイトウッドを採用した．手でくるように制御する．最も大きなフレーム側から覗くことしならせることができるほど柔らかいが，フレームの重さで，周辺視野のオプティカルフローを提示することができによって曲がることはない．支柱を長めに用意し，一部分る．体験者の体感速度を変化させたい歩行といった行動をを持ち手として利用することにした．

加速度センサのようなセンサシステムで感知し，得られたプロトタイプでは，体験者の歩行の体感速度を変化させ速度と目標とする体感速度から制御回路によって LED のることを試みる．そこで，体験者には歩行認識用の加速度明滅のタイミングを変化させ，オプティカルフローの速度センサと Arduino による制御基板が入ったバッグを身につを制御する．

けてもらう．

また，各フレームを繋ぐ支柱には手で曲げられる素材を

図 3

シミュレーションの様子

Figure 3

表 1

プロトタイプのフレーム

Table 1
図 1
Figure 1

Ocuduss の概要図
Overview of Ocuduss

フレームNo.

Image of simulation

Frame of prototype
1 つ前のフレームとのサイズ

距離[cm]

横[cm]

縦[cm]

120152181463

1713641612551511561410471394812849117

3101063（手前から）

図 2

プロトタイプFigure 2

Prototype© 2017 Information Processing Society of Japan746

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表 2

体感速度の平均嗜好度

Table 2提示速度[km/h]

図 4Figure 4

体験の様子
Image of experience

95%信頼区間
下限値

上限値

-1.03

-1.46

-0.61

100.17

-0.26

0.59

200.870.441.29

表 3

体感速度の平均嗜好度の差

Table 3Difference in average preference

提示速度

平均嗜好度の差

95%信頼区間
下限値

上限値

510

1.20

0.78

1.62

10200.70

0.28

1.12

20

51.90

1.48

2.32

図 7

体験者視線での様子

Figure 5

平均嗜好度

5[km/h]図 5

Average preference

Figure 7

Image of user’s eyes

尺度図
Bar scale

ルフローの速さは歩行速度とほぼ同じ 5km/h，少し速い10km/h，かなり速い 20km/h の 3 種類とした．3 種類の速度から 2 種類を選択し，先に提示する速度を A，後で提示する速度を B とする．A と B のどちらが体感速度として速く感じたか，下記のように 5 段階で評価してもらった．
A ≫ B なら，A：2 点，B：-2 点

A ＞ B なら，A：1 点，B：-1 点

A ＝ B なら，A：0 点，B：0 点

プロトタイプを使用している様子を図 4，体験者視線で

A ＜ B なら，A：-1 点，B：1 点の様子を図 5 に示す．また図 6 のように，曲げたい側の支A ≪ B なら，A：-2 点，B：2 点

図 6Figure 6

蛇行創出

Curve performance

柱を手前に引くと曲げることができる．

4. 体感速度の評価実験
オプティカルフローの速度の違いが体感速度にどのよう

参加者 1 人につき，すべての組み合わせと順序の計 6 パターンの比較をしてもらった．
4.2 解析結果
実験結果を表 2，3，および図 7 に示す．また，これらのに影響するか評価した．

結果から分散分析をした結果を表 4 に示す．これらの結果

4.1 実験方法

より，主効果が有意であることが分かった．すなわち，オオプティカルフローの速度によって体感速度が変化する

プティカルフローの速度は体感速度に影響を及ぼしているかを検証する．実験手法として，官能検査手法の一つであといえる．図 7 に示す尺度図より，オプティカルフローのる Scheffe の一対比較法（浦の変法）を用いる[7]．

速度が速いほど，体感速度が速くなることがわかる．また，参加者 5 名（男性 4 名，女性 1 名，平均年齢 23.2 歳）にどの区間においても，平均嗜好度の差は推定幅（ヤードスOcuduss を持って歩行してもらった．歩行速度については

ティック YΦ=0.42）よりも大きいため，実験で用いた 3 段

普段通りの速さで歩くようにと指示した．一般的な歩行の階の速度による体感速度の違いは有意であることが分かっ

平均速度は 5km/h と言われている．Ocuduss のオプティカた．

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表 4

分散分析の結果

Table 4Analysis result

自由度

平均平方P値

判定70.94

p < 0.001

**

0.37

0.94

0.52

11.20

3.07

0.10

0.13

10.13

0.34

0.57

0.87

40.22

0.55

0.70

残差

5.47

140.39

全体

66.00

30

変動要因

平方和

主効果

55.40

227.70

主効果×個人2.93

8

組み合わせ効果

1.20

順序効果
順序×個人

5. 考察
4.2 節の解析結果より，提示するオプティカルフローが速くなると，体感速度も速くなることが分かった．しかし，
図 7 の尺度図より，オプティカルフローの速度に対して線形的に体感速度が変化するとはいえず，オプティカルフローによって増強できる体感速度には限界があると考えられる．

F値

pp.158-160,WISS2011，(2011).
青木聖也，平林真実，城一裕，金山智子：鉄道などの狭い移動体空間を利用した VJ・デコレーション表現の提案，エンタテインメントコンピューティングシンポジウム（EC2014），
pp155-157，(2014).
[6] 東井隼斗，北原格，亀田能成，大田友一：ドライバの体感速度変化を促すバーチャルパターン，電子情報通信学会論文誌，vol.99，no.1，pp45-55，(2016).
[7] 日科技連官能検査委員会. “官能検査ハンドブック,” 日科技連, pp366-374 (1973).
[5]

また，評価実験の際，普段通りの速度で歩行するように指示したが，オプティカルフローが 20km/h のようなかなりの速さの場合，実際の歩行速度も速くなることが観察された．このことから，オプティカルフローの制御により実際の歩行速度を操ることができることが示唆された．

6. おわりに
本稿では，体感速度を増強させる速度感提示デバイス“Ocuduss”の実装と評価実験を行った．評価実験の結果，Ocuduss が提示するオプティカルフローの速度が速くなると，体感速度も速くなることが分かった．
加速度センサの値も取得しているが，加速度センサの値に対して，どのように LED を制御するのが効果的か分かっていないため，実際の歩行速度とオプティカルフローの関係を検討していきたい．また，蛇行感の演出が出来るように手でしならせることが出来る素材を支柱に用いているが，実際に蛇行感を感じることが出来るかの検証が行えていな
いため，今後の課題である．

参考文献
[1]

畑四郎，津村俊弘：人間の制御動作における体感情報の効果に関する一実験的考察，人間工学，vol.9, no.2, pp.49-57, (1973).
[2] 岡野裕，雑賀慶彦，橋本悠希，野嶋琢也，梶本裕之：速度感覚増強のための周辺視野への刺激提示手法の検討，情報処理学会研究報告ヒューマンコンピュータインタラクション(HCI)，vol.2008，no.11，pp145-150，(2008)．
[3] 中嶋慶輔，福地健太郎：周辺視野の動的知覚特性にもとづくスポーツ映像の速度感増強システム，情報処理学会研究報告
ヒューマンコンピュータインタラクション（HCI）,vol. 2013,no．8, pp1-7, (2013).
[4] 吉川博美，蜂須 拓，福嶋政期，古川正紘，梶本裕之，野嶋琢
也：ベクション場における新たな呈示手法の提案，© 2017 Information Processing Society of Japan748