Hokuyo CHOP 完全ガイド | 使い方・パラメータ解説【TouchDesigner】

概要 📖 – レーザースキャナー測距データ取得

Hokuyo CHOPは、北陽電機製レーザースキャナーから測距データを取得し、極座標または直交座標で CHOP チャンネルとして出力する CHOPです。シリアル接続とイーサネット接続の両方に対応し、UST-10LX や URG-04LX-UG01 等の機種で空間スキャンを 1 オペレータで完結します。

主な用途 🎯

• 北陽電機 (Hokuyo) 製レーザースキャナーからの測距データ取得
• UST-10LX 等イーサネット接続型 LIDAR との通信
• URG-04LX-UG01 等シリアル接続型 LIDAR との通信
• 極座標 (Polar) または直交座標 (Cartesian) 形式でのスキャンデータ出力
• インスタレーション・展示でのプレゼンス検出・人物追跡の起点

データフロー 🔄

入力: Hokuyo レーザースキャナー (Serial / Ethernet)
 ↓
接続有効化 (Active)
 ↓
スキャン範囲指定 (Start Step / End Step)
 ↓
出力形式選択 (Polar / Cartesian)
 ↓
出力: CHOP チャンネル (距離値 または x, y 座標)

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パラメータ解説 ⚙️

Connect Page 📋

Active .active 🔌

Hokuyo センサーへの接続有効化:

• Active: オンにすると Hokuyo センサーへの接続を確立しスキャンデータを取得開始

Interface .interface 🔗

デバイスとの通信インターフェイスを選択するメニュー

項目	内部名	説明
Serial	.serial	シリアル通信を有効化し Serial Port パラメータを使用
Ethernet	.ethernet	イーサネット通信を有効化し Network Address パラメータを使用

Serial Port .port 🔌

シリアル接続で使用する COM ポート:

• Serial Port: シリアル接続が使用する COM ポート。プルダウンで COM1〜COM8 が選択可能、任意のポート名を手入力もできる

Network Address .netaddress 🌐

イーサネット接続時の接続先 IP アドレス:

• Network Address: 接続先レーザースキャナーのネットワークアドレス。UST-10LX のデフォルトは 192.168.0.10

High Sensitivity .highsensitivity 🔆

高感度モードの切替 (シリアル接続のみ):

• High Sensitivity: オンにするとセンサーの検出能力が向上するが、計測誤差が増加する。シリアル接続デバイスでのみ有効

Motor Speed .motorspeed ⚙️

モーター速度の調整 (シリアル接続のみ):

• Motor Speed: レーザースキャナーのモーター速度を変更。同一環境で複数のスキャナーを併用するときに、モーター速度を変えてレーザー光の干渉を避けるために使用。シリアル接続デバイスでのみ有効

Start Step .startstep ▶️

スキャンの最初のデータポイントを指定:

• Start Step: スキャン範囲の開始ステップ番号。デバイスの first/last measurement point の範囲内かつ End Step 以下である必要がある。デフォルトは 0 (UST-10LX 等のイーサネットデバイス向け)、URG-04LX-UG01 等では 44 以上が必要

End Step .endstep ⏹️

スキャンの最後のデータポイントを指定:

• End Step: スキャン範囲の終了ステップ番号。デバイスの first/last measurement point の範囲内かつ Start Step 以上である必要がある。デフォルトは 1080 (UST-10LX 等のイーサネットデバイス向け)、URG-04LX-UG01 等では 725 以下

Output .output 📤

スキャンデータの出力座標形式を選択するメニュー

項目	内部名	説明
Polar Coordinates	.polarcoords	スキャン角度 (度) ごとに、最初に検出した物体までの距離を出力
Cartesian Coordinates	.cartesiancoords	デバイス中心を原点とする反時計回りスキャンの x, y 座標を出力

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Common Page 🔧

Time Slice .timeslice ⏱️

Time Slice モードの強制設定:

• オン: チャンネルを「タイムスライス」モードに強制
• タイムスライス: 前回のクックフレームから現在のクックフレームまでの時間

Scope .scope 🎯

影響を受けるチャンネルの絞り込み:

• Scope 文字列: 影響を受けるチャンネルを指定する文字列
• パターンマッチング: * や [1-10] 等のパターンが使用可能

Sample Rate Match .srselect ⚡

複数の入力 CHOP のサンプルレートが異なる場合の処理方法

項目	内部名	説明
Resample At First Input’s Rate	.first	最初の入力のレートで他をリサンプル
Resample At Maximum Rate	.max	最高サンプルレートでリサンプル
Resample At Minimum Rate	.min	最低サンプルレートでリサンプル
Error If Rates Differ	.err	レート不一致でエラー

Export Method .exportmethod 📤

CHOP チャンネルをパラメータに接続する方法

項目	内部名	説明
DAT Table by Index	.datindex	DAT テーブルのインデックスでチャンネルとパラメータを対応付け
DAT Table by Name	.datname	DAT テーブルの行名でチャンネルとパラメータを対応付け
Channel Name is Path:Parameter	.autoname	チャンネル名を `path:parameter` 形式で記述し直接対応付け

Export Root .autoexportroot 🌳

Channel Name is Path:Parameter モード時のパス基点:

• Export Root パス: autoname モードでチャンネル名のパス部分を相対化する基点 OP のパス

Export Table .exporttable 📋

DAT Table エクスポート方式での参照 DAT:

• Export Table DAT: datindex / datname モード時に参照する DAT のパス

Rename from .commonrenamefrom 🔤

リネーム対象チャンネルのパターン:

• Rename from パターン: リネーム対象とするチャンネル名のパターンマッチング文字列

Rename to .commonrenameto 🔁

リネーム後の置換パターン:

• Rename to パターン: Rename from にマッチしたチャンネルの新しい名前パターン (デフォルトはリネームなし)

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実践アイデア 💡

Example 1: UST-10LX による空間プレゼンス検出 🎯

Hokuyo CHOP (Ethernet, Polar) → Math CHOP (閾値変換) → Logic CHOP → Trigger CHOP

1. Hokuyo CHOP の Interface を Ethernet、Network Address を 192.168.0.10 に設定
2. Output を Polar Coordinates にしてスキャン角度ごとの距離値を取得
3. Math CHOP で距離値を 0〜1 に正規化
4. Logic CHOP で閾値以下のサンプルを検出してプレゼンス信号化

Example 2: URG-04LX-UG01 シリアル接続でロボット周辺障害物検出 🤖

Hokuyo CHOP (Serial, Cartesian) → Analyze CHOP (Minimum) → 制御信号

1. Hokuyo CHOP の Interface を Serial、Serial Port を該当 COM に設定
2. Start Step を 44、End Step を 725 に設定 (URG-04LX-UG01 の有効範囲)
3. Output を Cartesian Coordinates にして x, y 座標で取得
4. Analyze CHOP の Minimum で最近傍距離を抽出し障害物検知の閾値判定に利用

Example 3: 複数 LIDAR 併用での干渉回避 📡

Hokuyo CHOP × 2 (異なる Motor Speed) → Merge CHOP → 統合スキャンデータ

1. シリアル接続の Hokuyo を 2 台用意し、片方の Motor Speed を変更
2. それぞれの Hokuyo CHOP で個別にスキャンデータを取得
3. Merge CHOP で 2 系統のチャンネルを統合
4. 光干渉を避けつつ広範囲のスキャン結果を 1 つの CHOP として扱う

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関連オペレータ 🔗

類似機能OP 🔍

• Kinect CHOP — Kinect デバイスからの骨格・深度データ取得 (LIDAR とは別系統のセンサー)
• Serial CHOP — 汎用シリアルデバイスからの通信 (Hokuyo 以外の独自プロトコル機器向け)
• OSC In CHOP — OSC プロトコル経由で外部センサーデータを受信

組み合わせ推奨OP 🔄

• Math CHOP — 距離値の正規化・スケーリング
• Filter CHOP — スキャンデータのスムージング・ノイズ除去
• Analyze CHOP — スキャンデータの最小・最大・平均値抽出
• Logic CHOP — 閾値判定によるプレゼンス検出
• Select CHOP — 特定スキャン角度のチャンネル抽出

前処理・後処理CHOP 🎯

• 前処理: Constant CHOP、Timer CHOP
• 後処理: Math CHOP、Filter CHOP、Analyze CHOP、Select CHOP、Logic CHOP

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Info CHOP情報 📊

Hokuyo CHOPは Info CHOP による詳細情報取得に対応しています。

CHOP固有情報 🎚️

• start: CHOPインターバルの開始（サンプル単位）
• length: CHOPのサンプル数
• sample_rate: フレーム毎秒のサンプルレート
• num_channels: CHOPのチャンネル数
• time_slice: タイムスライス有効時は1、無効時は0
• export_sernum: Export接続の更新回数

汎用オペレータ情報 🔄

• total_cooks: プロセス開始からのクック回数
• cook_time: 最後のクック時間（ミリ秒）
• cook_frame: 最後にクックされたフレーム番号
• warnings: 警告数
• errors: エラー数

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トラブルシューティング ⚠️

よくある問題と解決策 🔧

❌ Problem: センサーに接続できない / データが取得できない
✅ Solution:

• Active パラメータがオンになっているか確認
• Ethernet 接続の場合、Network Address (デフォルト 192.168.0.10) と PC 側の IP 設定が同一サブネット内かを確認
• Serial 接続の場合、Serial Port が正しい COM ポートを指しているかをデバイスマネージャーで確認

❌ Problem: Start Step / End Step でエラーが発生する
✅ Solution:

• デバイス機種によって first/last measurement point の有効範囲が異なる (UST-10LX は 0〜1080、URG-04LX-UG01 は 44〜725)
• Start Step は End Step 以下である必要がある
• デフォルト値はイーサネットデバイス向け (0, 1080) のため、URG-04LX-UG01 等では手動調整が必要

❌ Problem: 計測値にノイズが多い / 値が安定しない
✅ Solution:

• 後段に Filter CHOP を入れて時間方向のスムージング
• High Sensitivity を有効にすると検出能力は上がるが計測誤差も増えるためトレードオフを検討
• シリアル接続で複数 Hokuyo を同時運用する場合は、Motor Speed を変えて光干渉を回避

❌ Problem: 複数 LIDAR を併用すると相互干渉する
✅ Solution:

• シリアル接続デバイスで Motor Speed を機体ごとに変更すると光干渉を低減できる
• Ethernet 接続デバイスは Motor Speed を変更できないため、物理的な配置で干渉を避ける
• シリアル接続の High Sensitivity をオフにして検出範囲を絞ることでも干渉を抑制できる

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参考資料 📚

その他 🔗

• TouchDesigner Wiki — CHOP 概要
• TouchDesigner Wiki — Category:CHOPs
• TouchDesigner Wiki ホーム
• TouchDesigner 公式 Forum
• Facebook — TouchDesigner Help Group

公式リソース 📖

• TouchDesigner公式ドキュメント – Hokuyo CHOP
• 北陽電機 (Hokuyo) 公式サイト

その他の記事はこちら

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