Ouster TOP

概要
注意：

TouchDesigner Educational、TouchDesigner Commercial、TouchDesigner Proでのみご利用いただけます。
Ouster社は3D環境をスキャンするためのLIDARデバイスを製造、販売しています。Ouster TOPは、Ouster Imaging Lidarでデータを送受信し、GPU上で点群データに変換します。詳しくはOuster.ioのユーザーガイドを参照してください。

要件：
  • 現在、TOPはバージョン1.13のファームウェアを使用したOS1-64デバイスに対応しています。
  • センサーデバイスに接続するためにローカルネットワークでアクセスします。デバイスへのアクセスに問題がある場合は、ファイアウォールの設定を確認してください。
  • 高解像度スキャンモードには、最大130Mbpsの帯域幅が必要です。 フル動作するには、ギガビットイーサネットハードウェアが必要です。 帯域幅が不十分な場合、イメージが壊れたり、フレームが失われたりします。
特徴：
  • IMU (Inertial Measurement Unit – ジャイロスコープと加速度センサ)、パケットカウント、Info CHOP と Info DAT を介した行列などの追加センサデータ。
  • ビジュアルパノラミックとスキャンオーダーのキャプチャフォーマットは、Image Layout パラメータで選択可能です。
  • RGBA GPUイメージチャンネルへの柔軟なX、Y、Z、範囲、強度、ノイズプレーンのマッピング
  • 同一エリア内で複数のデバイスをサポートするタイムシンクモード（内部OSC、シンクパルスイン、PTP 1588）
  • 自動セットアップ機能

デバイスから収集したレンジデータは、出力画像のRGBAチャンネルに32bit浮動小数点値として表示されます。出力は、Image Layoutパラメータを使用して、時系列のスキャン順またはパノラマ画像として配置することができます。デバイスからのIMUデータは、Info CHOPでアクセスできます。4チャンネル以上の出力が必要な場合は、Ouster Select TOPを使用して追加の出力画像を作成することができます。
Info CHOPにエクスポートされるチャンネルは以下の通りです。

num_lidar_packets –

ＴＯＰが受信したライダパケットの数です。各パケットには16個の縦列のサンプルが含まれています。

missing_lidar_packets –

最後のフレームが完了する前に新しいフレームが検出された場合に欠落したライダパケットの数。

skipped_lidar_packets –

シーケンスの次に期待されるパケットでない場合にスキップされたライダパケットの数。

num_imu_packets –

TOPが受信したIMUパケットの数です。各パケットには、ジャイロと加速度計の読み取り値が1セット含まれています。

num_command_packets –

デバイスから受信した設定パケットの数です。コマンドパケットは、パラメータの設定やデバイスの状態を確認するために使用されます。

command_state –

デバッグに使用しているOuster TOPの内部状態です。0がオフライン、1が接続中、4がエラーです。

frame_id –

この数は、センサが１回転するたびに１ずつ増えていきます。

frame_start_time –

デバイスが起動してからの時間枠はナノ秒単位で始まります。

beam_angles_state –

TOPが装置からビーム高度と方位角を完全に受信している場合は1。デフォルトは0です。

lidar_transform_state –

TOPが装置から完全なライダ変換を受けた場合は1。デフォルトは0です。

imu_transform_state –

TOP がデバイスから完全な imu 変換を受信した場合は 1。デフォルトは0です。

imu_read_time –

装置が起動してからナノ秒単位で測定した時間。

accel_read_time –

現在のタイムスタンプモードに対する加速度センサの測定時間をナノ秒単位で表示します。（Ousterのユーザーガイドを参照してください）。

gyro_read_time –

ジャイロスコープの測定時間を現在のタイムスタンプモードとの相対的なナノ秒単位で表示します。（Ousterのユーザーガイドを参照してください）。

ax –

Ｘ軸方向の加速度(g)

ay –

Y軸方向の加速度(g)

az –

Z軸方向の加速度(g)

angx –

X軸周りの角速度(deg per sec)

angy –

Y軸周りの角速度(deg per sec)

angz –

Z軸周りの角速度(deg per sec)

lidar_m00 – lidar_m33 –

ライダデータ空間からセンサ空間への変換を定義するマトリックスメンバ。

imu_m00 – imu_m33 –

IMU 空間からセンサ空間への変換を定義するマトリックスメンバ。

注意：

すべての3D座標は、Yが上、XとZが接地面を表すTouchDesigner空間に変換されます。これは、Ousterのドキュメントで定義されているオリジナルの座標空間とは異なります。
範囲値を3Dポイントに変換するために使用されたルックアップテーブルは、Info DATでアクセスできます。
Ouster Select TOPの章も参照してください。

パラメータ – Connection ページ
Active / active

デバイスとの接続を有効にします。

Device Address / deviceaddress

IP アドレスまたは Ouster デバイスの名前です。アドレスは設定時にのみ必要です。デバイスがネットワークに接続されると、デバイスはローカルのDHCPサーバにアドレスを要求します。デバイスの名前はセンサーの上部に “os1-#####”の形式で表示されます。##### はシリアル番号です。pingコマンドとデバイス名を使用してIPアドレスを決定することができます。詳細については、Ouster.ioのOuster User Guideを参照してください。

Lidar Port / lidarport

ライダデータを受信するUDPポート番号です。

IMU Port / imuport

デバイス上の慣性計測ユニット（IMU）からのデータを受信するためのUDPポート番号です。Ouster TOPをInfo CHOPに接続することで、IMUのデータにアクセスすることができます。

Command Port / commandport

デバイスに設定コマンドを送信するために使用する TCP/IP ポート番号です。

Target Address / targetaddress

センサーがライダと IMU データを送信する IP アドレスです。パラメータが空白の場合、現在のマシンのアドレスが使用されます。このフィールドは、送信するマシンが複数のIPアドレスを持っている場合や、設定しているマシンとは異なるマシンにライダデータを送信したい場合にのみ必要です。

Local Address / localaddress

デバイスへの接続に使用する現在のマシンのIPアドレス。アドレスが空白の場合、デフォルトのネットワークアドレスが使用されます。

Scan Mode / scanmode

スキャンモードを選択して、センサーの水平解像度と毎秒の回転数を設定します。垂直解像度はハードウェアによって決定されます。例：OS1-64 センサーの垂直解像度は 64 ピクセル（サンプル）です。

  • 512 x 10Hz / mode512x10
  • 512 x 20Hz / mode512x20
  • 1024 x 10Hz / mode1024x10
  • 1024 x 20Hz / mode1024x20
  • 2048 x 10Hz / mode2048x10
Configure Device / configdevice

このトグルを有効にすると、Ouster TOPがデバイスの設定プロパティを設定します。デバイスがすでに正しいモードとネットワーク接続に設定されている場合は、このトグルを無効にして処理時間を短縮することができます。

パラメータ – Output ページ

Outputページでは、TOPの出力イメージにどのようなデータを配置するかを選択することができます。Range、Intensity、Reflectivity、Noiseはセンサーから送られてくる生データのチャンネルで、XYZ位置の値はレンジデータとビーム方位角と高度角のルックアップテーブルを使って計算されます。レンジはミリ単位、XYZ位置はメートル単位で測定されます。4チャンネル以上のデータが必要な場合は、Ouster Select TOPを使用して、同じセンサーデータから2枚目の出力イメージを作成します。
センサーデータに加えて、メニューから対応するエントリを選択することで、チャンネルに1またはゼロの定数値を割り当てることができます。チャンネルメニューから Active Mask を選択すると、ピクセルが有効なセンサデータを表している場合は1を出力し、パディングしている場合は0を出力します（イメージに利用可能なセンサデータよりも多いピクセルが含まれている場合）。マスクチャンネルは、Geometry COMP Active のインスタンスチャンネルで使用して、どのポイントをインスタンス化に使用するかを制御することができます。

Image Layout / layout

このパラメータを使用して、出力イメージ内のデータの配置を決定します。点群として使用する場合、データの配置は一般的には重要ではありません。

  • Scan Order / pointcloud
    センサデータは、スキャナで受信した時に応じて、正方形のテクスチャで時系列的に配置されます。イメージのピクセル数よりもポイントが少ない場合は、残りのピクセルを浮動小数点値ＮａＮで埋めます。
  • Panoramic / image
    パノラマモードでは、サンプルはセンサー周辺の連続イメージを形成するように配置されます。
Red / redchannel

出力イメージのレッドチャンネルに配置するセンサーデータを選択します。

  • X / x
  • Y / y
  • Z / z
  • Range / range
  • Intensity / intensity
  • Reflectivity / reflectivity
  • Noise / noise
Green / greenchannel

出力イメージのグリーンチャンネルに配置するセンサーデータを選択します。

  • X / x
  • Y / y
  • Z / z
  • Range / range
  • Intensity / intensity
  • Reflectivity / reflectivity
  • Noise / noise
Blue / bluechannel

出力イメージのブルーチャンネルに配置するセンサーデータを選択します。

  • X / x
  • Y / y
  • Z / z
  • Range / range
  • Intensity / intensity
  • Reflectivity / reflectivity
  • Noise / noise
Alpha / alphachannel

出力イメージのアルファチャンネルに配置するセンサーデータを選択します。

  • X / x
  • Y / y
  • Z / z
  • Range / range
  • Intensity / intensity
  • Reflectivity / reflectivity
  • Noise / noise
パラメータ – Timing ページ
Time Sync Mode / timemode

センサーがタイムスタンプ情報を生成する方法を設定します。

Sync Pulse In Polarity / pulseinpolarity

使用する SYNC_PULSE_IN 信号の極性を設定します。

  • Active Low / activelow
  • Active High / activehigh
Multipurpose IO Mode / iomode

センサーが SYNC_PULSE_OUT 信号をどのように使用するかを設定します。

Sync Pulse Out Polarity / pulseoutpolarity

出力信号パルスの極性を設定します。

  • Active Low / activelow
  • Active High / activehigh
Sync Pulse Out Frequency / pulseoutfrequency

出力パルスの周波数 (Hz)を設定します。 (0 より大きくなければなりません。)

Sync Pulse Out Angle / pulseoutangle

信号パルスを出力するエンコーダの角度を設定します。360度以下の角度で測定します。

Sync Pulse Out Width / pulseoutwidth

出力信号パルスの幅（mm）を設定します。

NMEA In Polarity / nmeainpolarity

NMEA URT入力の$GPRMCメッセージの極性を設定します。UARTがアクティブハイ、アイドルローで、スタートビットが立ち下りエッジの後にある場合はActive Highに設定します。

  • Active Low / activelow
  • Active High / activehigh
NMEA Ignore Valid Char / nmeaignorevalidchar

有効なテキストが設定されていない場合にNMEA UART入力の$GPRMCメッセージを無視する場合はオフにし、有効なテキストに関わらず時刻同期にメッセージを使用する場合はオンにします。

NMEA Baud Rate / nmeabaudrate

NMEA URT入力の$GPRMCメッセージのボーレートを設定します。

  • Baud 9600 / baud9600
  • Baud 115200 / baud115200
NMEA Leap Seconds / nmealeapseconds

1970年1月1日(木) 00:00:00:00からの秒数を計算する際にUDPタイムスタンプに追加されるうるう秒数を整数で指定します。Unix のエポックタイムでは 0 に設定されます。

パラメータ – Advanced ページ
Auto Start / autostart

センサーがオンになったときに自動的にデータの送信を開始するように指示します。デフォルトは On です。

パラメータ – Common ページ

参照：共通 Common ページ