CN110337681B - 信息处理系统 - Google Patents

Abstract

3台地板机器人(130)中的各地板机器人(130)以如下方式与其他2台地板机器人(130)相邻：从3台地板机器人(130)分别各选择一个顶点而得到的3个顶点对置的位置成为中心点，信息处理装置(110)具有地板机器人引导部(114)，该地板机器人引导部(114)在步行者行走的情况下，根据由地板机器人(130)检测到的压力确定步行者的行进方向和步行速度，使3台地板机器人(130)向与确定出的行进方向相反的方向以确定出的步行速度直线移动，并且，将3个顶点除外，确定能够判断为存在于确定出的行进方向上的顶点作为对象顶点，以使得对象顶点的位置成为新的中心点的方式使3台地板机器人(130)中的至少任意1台旋转移动。

Description

信息处理系统

技术领域

本发明涉及信息处理系统，特别涉及具有3台移动体和分别控制3台移动体的信息处理装置的信息处理系统。

背景技术

以往提供有不改变利用者的位置而使利用者得到步行的感觉的装置。

例如，在专利文献1中公开了如下的全方向步行感觉呈现装置：使承载步行者的可动地板向与步行者的行进方向相反的方向移动，并且，使承载完步行者后的可动地板向步行者的行进方向移动而返回步行者的前方，通过使可动地板进行上述这种循环移动，步行者能够在较窄的空间内进行步行动作而不会前进。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4313633号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1所记载的全方向步行感觉呈现装置中的可动地板为四边形，因此，移动的自由度较高，但是，与行走方向对应的控制非常复杂。进而，在可动地板的周边需要多个位置检测传感器，因此，设置空间增大，成本也变高。

因此，本发明的目的在于，能够根据步行者的步行方向容易地控制向步行者的步行方向移动的移动体。

用于解决课题的手段

本发明的第1方式的信息处理系统具有3台移动体和分别控制该3台移动体的信息处理装置，其特征在于，所述3台移动体分别具有：主体，其形成为在从上方观察的情况下具有6个顶点的正六边形，能够在上表面承载步行者；压力传感器，其在所述步行者承载于所述上表面的情况下，检测对所述上表面施加的压力；多个车轮，它们安装于所述主体的下方；驱动部，其对所述多个车轮中的至少2个车轮施加驱动力；以及移动体控制部，其根据来自所述信息处理装置的控制对所述至少2个车轮和所述驱动部进行控制，由此使所述主体向任意方向直线移动，并且使所述主体以所述6个顶点各自的垂直线为轴而进行旋转移动，所述3台移动体中的各移动体以如下方式与其他2台移动体相邻：从所述3台移动体分别各选择一个顶点而得到的3个顶点对置的位置成为中心点，所述信息处理装置具有移动体引导部，该移动体引导部在所述步行者行走的情况下，根据所述压力确定所述步行者的行进方向和步行速度，使所述3台移动体向与确定出的该行进方向相反的方向以确定出的该步行速度直线移动，并且，确定能够判断为存在于确定出的该行进方向上的除了所述3个顶点以外的顶点作为对象顶点，以使得该对象顶点的位置成为新的中心点的方式使所述3台移动体中的至少任意1台移动体进行旋转移动。

本发明的第2方式的信息处理系统具有3台移动体、分别控制该3台移动体的信息处理装置、向该信息处理装置提供信息的信息服务器、根据来自该信息处理装置的控制而显示影像的显示器装置和受理来自步行者的指示的输入的远程控制器，其特征在于，所述3台移动体分别具有：主体，其形成为在从上方观察的情况下具有6个顶点的正六边形，能够在上表面承载所述步行者；压力传感器，其在所述步行者承载于所述上表面的情况下，检测对所述上表面施加的压力；多个车轮，它们安装于所述主体的下方；驱动部，其对所述多个车轮中的至少2个车轮施加驱动力；以及移动体控制部，其根据来自所述信息处理装置的控制对所述至少2个车轮和所述驱动部进行控制，由此使所述主体向任意方向直线移动，并且使所述主体以所述6个顶点各自的垂直线为轴而进行旋转移动，所述3台移动体中的各移动体以如下方式与其他2台移动体相邻：从所述3台移动体分别各选择一个顶点而得到的3个顶点对置的位置成为中心点，所述信息服务器具有：立体模型数据存储部，其存储多个立体模型数据，该多个立体模型数据分别用于生成在虚拟空间中从所述步行者的视点观察到的立体影像的影像数据；以及立体模型选择部，其根据所述远程控制器受理了输入的指示，从所述多个立体模型数据中选择1个立体模型数据，所述信息处理装置具有：移动体引导部，其在所述步行者行走的情况下，根据所述压力确定所述步行者的行进方向和步行速度，使所述3台移动体向与确定出的该行进方向相反的方向以确定出的该步行速度直线移动，并且，确定能够判断为存在于确定出的该行进方向上的除了所述3个顶点以外的顶点作为对象顶点，以使得该对象顶点的位置成为新的中心点的方式使所述3台移动体中的至少任意1台移动体进行旋转移动；以及影像控制部，其根据确定出的所述行进方向和确定出的所述步行速度来确定所述虚拟空间中的所述步行者的位置，参照选择出的所述立体模型数据而生成与确定出的该位置对应的所述立体影像的所述影像数据，所述显示器装置按照由所述影像控制部生成的所述影像数据显示所述立体影像。

发明效果

根据本发明的一个方式，通过使用正六边形的移动体，能够根据步行者的行走方向容易地控制向步行者的行走方向移动的移动体。

附图说明

图1是概略地示出实施方式1的信息处理系统的结构的框图。

图2是用于说明实施方式1中的医学的步行模型的概略图。

图3是用于说明实施方式1中的医学的步行模型的步幅的概略图。

图4是用于说明实施方式1中的医学的步行模型的脚间隙的概略图。

图5的(a)～(c)是用于说明实施方式1中的医学的步行模型的落地的概略图。

图6是概略地示出实施方式1中的硬件结构的框图。

图7是概略地示出实施方式1中的地板机器人的架构的框图。

图8是实施方式1中的地板机器人的仰视图。

图9是实施方式1中的地板机器人的俯视图。

图10是用于说明实施方式1中的地板机器人的照相机中的摄像方法的概略图。

图11是实施方式1中的地板机器人的侧视图。

图12是概略地示出实施方式1中的控制基板的结构的框图。

图13是示出实施方式1的信息处理系统中的处理的流程图。

图14是示出实施方式1中的地板机器人引导处理的流程图。

图15是示出实施方式1中的旋转移动算法的第1概略图。

图16是示出实施方式1中的旋转移动算法的第2概略图。

图17是示出实施方式1中的旋转移动算法的第3概略图。

图18是示出实施方式1中的旋转移动算法的第4概略图。

图19是示出实施方式1中的旋转移动算法的第5概略图。

图20是示出实施方式1中的旋转移动算法的第6概略图。

图21是示出实施方式1中的旋转移动算法的第7概略图。

图22是示出实施方式1中的旋转移动算法的第8概略图。

图23是示出实施方式1中的旋转移动算法的第9概略图。

图24是示出实施方式1中的旋转移动算法的第10概略图。

图25是示出实施方式1中的旋转移动算法的第11概略图。

图26是示出实施方式1中的旋转移动算法的第12概略图。

图27是示出实施方式1中的旋转移动算法的第13概略图。

图28是总结实施方式1中的旋转移动算法的表。

图29是示出实施方式1中的3D影像的预测描绘处理的流程图。

图30是说明实施方式1中的HMD的偏航轴、俯仰轴和滚动轴的概略图。

图31是概略地示出实施方式2的信息处理系统的结构的框图。

图32是用于说明将实施方式2的信息处理系统应用于电梯轿厢的设计的选定和确认的例子的概略图。

图33的(a)～(c)是用于说明电梯轿厢的操作盘的选择例的概略图。

图34的(a)～(f)是用于说明电梯轿厢的顶棚的照明的选择例的概略图。

图35是用于说明实施方式2的信息处理系统的利用方法的概略图。

图36是示出实施方式2中的模态关联辞典的一例的概略图。

图37是用于说明将实施方式2的信息处理系统应用于店铺的布局的确认的例子的概略图。

具体实施方式

实施方式1

图1是概略地示出实施方式1的信息处理系统100的结构的框图。

信息处理系统100具有信息处理装置110、作为移动体组的地板机器人组120、HMD(Head Mounted Display：头戴式显示器)150、模态输出装置160。

信息处理系统100通过地板机器人组120抵消步行者的行走动作，向步行者提供与步行动作同步的虚拟空间的影像。

信息处理装置110具有步行数据存储部111、3D(Three-Dimensional)模型数据存储部112、模态关联辞典存储部113、地板机器人引导部114、影像控制部115、模态控制部116、通信部117。

信息处理装置110对地板机器人组120、HMD150和模态输出装置160进行控制。

步行数据存储部111存储步行数据，该步行数据表示在步行者在地板机器人组120上行走的情况下从步行者的脚对地板机器人组120施加的压力的施加方式。

3D模型数据存储部112是存储生成虚拟空间中从步行者的视点观察到的3D影像(立体影像)的影像数据所需要的3D模型数据(立体模型数据)的立体模型数据存储部。

模态关联辞典存储部113是存储模态关联辞典(辞典数据)的辞典数据存储部，该模态关联辞典(辞典数据)表示在3D模型数据存储部112中存储的3D模型数据的虚拟空间中刺激步行者的视觉以外的感觉的区域和刺激的内容。例如，模态关联辞典按照预定的每个区域确定事件、明亮度、香味的种类和室温中的至少任意一个内容。

地板机器人引导部114是根据步行者的步行速度和行进方向而进行地板机器人组120中包含的多个地板机器人130A、130B、130C的引导的移动体引导部。

例如，地板机器人引导部114取得步行者的步行数据，将所取得的步行数据存储在步行数据存储部111中。而且，地板机器人引导部114参照步行数据存储部111中存储的步行数据对地板机器人130A、130B、130C的直线移动和旋转移动进行控制。

一般而言，公知人根据图2所示的医学的步行模型进行步行。该医学的步行模型例如记载于Jacqeline Perry著、武田功监译、“ペリー歩行分析正常歩行と異常歩行”、医齿药出版、2007年。

如图2所示，通常，右步幅和左步幅为相同的长度，左脚与右脚的横向间隔即脚间隙在步行中也是固定的长度。

但是，如图3所示，也存在步幅左右不同的人。

此外，如图4所示，还存在脚间隙也在步行中变化、身体的重心左右偏移的人。

如图5的(a)所示，通常，脚的落地是从脚跟开始接地的。此外，一般而言，离地是从脚跟产生且脚趾最后离开。

但是，如图5的(b)所示，也存在以脚整体落地的人，如图5(c)所示，还存在从脚趾开始落地的人。

返回图1，地板机器人引导部114用于使用内置于后述地板机器人组120的任意一个表面的压力传感器，事前取得如以上记载的那样表示步行者特有的步行习惯和特征的步行数据，并估计步行的速度和方向。

影像控制部115确定在地板机器人组120上行走的步行者的行进方向和步行速度，根据所确定的行进方向和步行速度确定虚拟空间中的步行者的位置。然后，影像控制部115使HMD150显示与所确定的位置对应的3D影像。

例如，影像控制部115参照3D模型数据存储部112中存储的3D模型数据，生成虚拟空间中的从步行者的视点观察到的3D影像的影像数据，向HMD150发送该影像数据。HMD150根据影像数据显示虚拟空间中的3D影像。

模态控制部116是根据虚拟空间中的步行者的位置使模态输出装置160刺激步行者的感觉的刺激控制部。

例如，模态控制部116根据模态关联辞典存储部113中存储的模态关联辞典，生成用于刺激步行者的视觉以外的感觉的刺激输出数据，向模态输出装置160发送该刺激输出数据。

模态输出装置160是按照刺激输出数据刺激步行者的视觉以外的感觉的感觉刺激装置。

通信部117与地板机器人组120、HMD150和模态输出装置160进行通信。

例如，如图6所示，以上记载的地板机器人引导部114、影像控制部115和模态控制部116能够通过存储器10和执行存储器10中存储的程序的CPU(Central Processing Unit)等处理器11构成。这种程序可以通过网络提供，此外，也可以记录在记录介质中，例如作为程序产品来提供。

另外，步行数据存储部111、3D模型数据存储部112和模态关联辞典存储部113能够通过由处理器11利用未图示的HDD(Hard Disk Drive)等非易失性存储器来实现。

此外，通信部117能够通过由处理器11利用未图示的能够在无线LAN等中进行通信的无线通信装置来实现。

地板机器人组120由3台地板机器人130A、130B、130C构成。

3台地板机器人130A、130B、130C同样构成，因此，在不需要分别特意区分的情况下称为地板机器人130。

地板机器人130作为承载步行者进行移动的移动体发挥功能。

图7是概略地示出地板机器人130的架构的框图。

地板机器人130具有马达驱动系统131、传感器部132、通信部133、地板机器人控制部134。

马达驱动系统131是根据来自地板机器人控制部134的指示而向地板机器人130提供驱动力的驱动部。

传感器部132是在地板机器人130中进行检测的各种传感器。

通信部133使用无线方式而与信息处理装置110进行通信。

地板机器人控制部134是根据来自信息处理装置110的控制对地板机器人130的动作进行控制的移动体控制部。

图8是地板机器人130的仰视图。

地板机器人130具有主体135、车轮136A、136B、136C、136D、136E、136F、控制基板137。

在实施方式1中，主体135的下表面135a形成为正六边形。

在地板机器人130的下方安装有多个车轮136A、136B、136C、136D、136E、136F。在实施方式1中，6个车轮136A、136B、136C、136D、136E、136F配置在与主体135的下表面135a的各顶点对应的位置。6个车轮136A、136B、136C、136D、136E、136F绕第1轴线和第2轴线旋转自如，该第1轴线沿与图8所示的XY平面垂直的方向延伸，该第2轴线沿与XY平面平行的方向延伸。

在不需要分别特意区分6个车轮136A、136B、136C、136D、136E、136F的情况下称为车轮136。

此外，从马达驱动系统131对6个车轮136A、136B、136C、136D、136E、136F的内的二个车轮136A、136D施加驱动力。这样，地板机器人130能够通过2轮驱动方式进行任意方向的直线移动和旋转移动。例如，能够以6个顶点各自的垂直线为轴使主体135旋转移动。

另外，在实施方式1中，设置有6个车轮136A、136B、136C、136D、136E、136F，但是，车轮136的数量不限于6个。例如，车轮136只要是3个以上即可。

此外，在实施方式1中，对2个车轮136A、136D施加驱动力，但是，也可以对3个以上的车轮136施加驱动力。

控制基板137设置在主体135的内部，实现地板机器人控制部134。控制基板137对被从马达驱动系统131施加驱动力的两个车轮136A、136D在第1轴线和第2轴线上的旋转进行控制，由此对地板机器人130的直线移动和旋转移动进行控制。

图9是地板机器人130的俯视图。

主体135形成为在从上方观察的情况下具有6个顶点的正六边形。在实施方式1中，主体135的上表面135b和下表面135a形成为正六边形的相同形状。主体135的上表面135b能够承载步行者。主体135的上表面135b具有能够供承载于上表面135b的步行者行走1步～几步的程度的大小。

在地板机器人130的上表面135b设置有压力传感器138，该压力传感器138检测在承载步行者的情况下对上表面135b施加的压力。具体而言，在地板机器人130的上表面135b的整体设置有检测对上表面135b施加的压力的压力传感器138。表示由压力传感器138检测到的压力的值的压力数据被提供给地板机器人控制部134。

此外，在地板机器人130的上表面135b的中央设置有照相机139。由照相机139摄像的图像的图像数据被提供给地板机器人控制部134。

如图10所示，照相机139被设置成对地板机器人130的上方的图像进行摄像。而且，地板机器人控制部134根据所摄像的图像，根据设置于顶棚170的照明171、空调172和顶棚170的图案等提取特征点，计算地板机器人130的水平方向的二维位置。但是，在承载了步行者173的地板机器人130B中，步行者173成为妨碍而无法拍摄顶棚170，因此，先回去的地板机器人130A的照相机139依次对顶棚170进行摄像，该地板机器人控制部134检测自己的位置。表示检测到的位置的位置数据经由通信部133发送到信息处理装置110。然后，地板机器人引导部114掌握各地板机器人130的配置与步行者173之间的位置关系，因此，地板机器人引导部114能够根据地板机器人130A的位置计算步行者173的位置。

此外，地板机器人控制部134根据压力传感器138相对地确定步行者的脚位置。表示所确定的脚位置的脚位置数据经由通信部133发送到信息处理装置110。然后，地板机器人引导部114活用该脚位置数据和步行数据存储部111中存储的步行数据，由此能够降低传感器噪声，并提高位置数据的精度。

图11是地板机器人130的侧视图。

在地板机器人130的6个侧面135c、135d、…、135g、135h分别设置有6个接近传感器140A、140B、…、140E、140F。

另外，在不需要分别特意区分6个接近传感器140A、…、140F的情况下称为接近传感器140。

接近传感器140用于使地板机器人130没有间隙地相邻。此外，接近传感器140用于避免步行者173将脚夹入地板机器人130的间隙中。另外，表示接近传感器140中的检测结果的接近数据被提供给地板机器人控制部134。

图12是概略地示出控制基板137的结构的框图。

控制基板137具有嵌入CPU(Central Processing Unit)141、存储器142、驱动马达放大器143、天线144、以太网处理部145、LAN(Local Area Network)接口146、USB(Universal Serial Bus)接口147。

嵌入CPU141通过时钟频率1GHz以上的微处理器实时进行传感器数据的处理、马达驱动系统131的控制和无线LAN的通信处理等。

存储器142由用于使嵌入CPU141的程序进行动作的主存储用易失性存储器和用于保存程序数据的非易失性存储器构成。

驱动马达放大器143将程序输出的数字数据转换为模拟数据，将其提供给马达驱动系统131。另外，在马达驱动系统131中具有驱动马达编码器148，嵌入CPU141根据从驱动马达编码器148得到的旋转方向、旋转位置和旋转速度等数据对马达驱动系统131进行控制。

天线144、以太网处理部145和LAN接口146是用于通过无线LAN而与信息处理装置110进行通信的通信装置。另外，以太网处理部145进行基于以太网(注册商标)的处理。

USB接口147是用于进行被更新的程序的下载和地板机器人130的诊断测试的接口。

图13是示出实施方式1的信息处理系统100中的处理的流程图。

首先，地板机器人引导部114使步行者正常地在地板机器人130上行走，以提取个人特有的行走方式的习惯，经由通信部117取得压力数据，生成直进方向的步行数据(S10)。所取得的步行数据存储在步行数据存储部111中。

接着，地板机器人引导部114经由通信部117从内置于地板机器人130中的压力传感器138、接近传感器140和照相机139分别取得数据(S11)。

然后，地板机器人引导部114根据步骤S10中生成的步行数据和S11中取得的数据，制定地板机器人130的移动计划，进行地板机器人130的引导处理(S12)。地板机器人130在承载着步行者的状态下，进行向步行者行走的相反方向拉回的直线移动，由此，看起来步行者没有前进，能够使步行者停留在相同场所。实施方式1的信息处理系统100具有3台地板机器人130，承载完步行者后的地板机器人130按照地板机器人引导部114的指示，以先回到步行者的前方方向的方式旋转移动。地板机器人130反复进行直线移动和旋转移动，由此，步行者能够在相同位置持续步行。

影像控制部115参照3D模型数据存储部112中存储的3D模型数据进行3D影像的预测描绘处理(S13)。例如，影像控制部115参照3D模型数据存储部112中存储的3D模型数据，生成从步行者的视点观察到的虚拟空间的3D影像的影像数据，向HMD150发送该影像数据。为了生成与步行动作同步且没有延迟的虚拟空间的3D影像的影像数据，影像控制部115预测假设的延迟时间后的场景并进行描绘。

另外，在实施方式1中，作为虚拟空间显示装置(显示器装置)，使用HMD150，但是，也可以代替HMD150而使用沉浸型显示器或环境型显示器等其他装置。

模态控制部116根据模态关联辞典存储部113中存储的模态关联辞典，生成声音、香味和室温等用于刺激步行者的视觉以外的感觉的刺激输出数据，向模态输出装置160发送该刺激输出数据(S14)。此时，模态控制部116根据模态关联辞典存储部113中存储的模态关联辞典，在适当时机进行有效的环境控制。

按照HMD150的每个刷新率反复进行图13的步骤S11～S14的处理。优选刷新率的频率为100Hz以上，以减少影像的残像并防止利用者的VR眩晕。

图14是示出图13的步骤S12中的地板机器人引导处理的流程图。

首先，地板机器人引导部114经由通信部117从旋转移动的地板机器人130取得位置数据(S20)。

然后，地板机器人引导部114根据所取得的位置数据，根据地板机器人130彼此的位置关系和压力数据，计算与步行者的头部相当的中心位置(S21)。

接着，地板机器人引导部114对本次计算出的中心位置和上次计算出的中心位置进行比较，确认步行状态是否存在变化(S22)。在存在变化的情况下(S22：是)，步行速度或行进方向的变化成为要因，因此，处理进入步骤S23。另一方面，在没有变化的情况下(S22：否)，地板机器人130以与步行者相同的速度向与步行者前进的方向相反的方向拉回步行者，因此，处理进入步骤S27。

在步骤S23中，地板机器人引导部114确认步行者的步行速度是否变化。在步行速度变化的情况下(S23：是)，处理进入步骤S24，在步行速度没有变化的情况下(S23：否)，处理进入步骤S25。

在步骤S24中，地板机器人引导部114对步行速度进行修正。然后，处理进入步骤S25。

在步骤S25中，地板机器人引导部114确认步行者的行进方向是否变化。在行进方向变化的情况下(S25：是)，处理进入步骤S26，在行进方向没有变化的情况下(S25：否)，处理进入步骤S27。

在步骤S26中，地板机器人引导部114对行进方向进行修正。然后，处理进入步骤S27。

在步骤S27中，地板机器人引导部114决定地板机器人130的拉回速度和拉回方向，经由通信部117向3台地板机器人130发送表示所决定的拉回速度和拉回方向的控制数据。例如，在步骤S24中对步行速度进行了修正的情况下，地板机器人引导部114以成为与修正后的步行速度相同的速度的方式决定地板机器人130的直线移动的速度(拉回速度)。此外，在步骤S26中对行进方向进行了修正的情况下，地板机器人引导部114以成为与修正后的行进方向相反的方向的方式决定地板机器人130的直线移动的方向(拉回方向)。

接着，地板机器人引导部114根据行进方向和地板机器人上的步行者的位置，判断是否需要进行地板机器人130的旋转移动(S28)。在需要进行地板机器人130的旋转移动的情况下(S28：是)，处理进入步骤S29，在不需要进行地板机器人130的旋转移动的情况下(S28：否)，结束流程。

在步骤S29中，地板机器人引导部114决定应该进行旋转移动的地板机器人130。

然后，地板机器人引导部114经由通信部117向所决定的地板机器人130发送表示适当的先回去步骤的指示数据(S30)。

图15～图27是示出用于对地板机器人130的旋转移动进行控制的旋转移动算法的概略图。

在图15～图27中，利用标号A表示地板机器人130A，利用标号B表示地板机器人130B，利用标号C表示地板机器人130C。

图15的(a)和(b)是示出3台地板机器人130A～130C和步行者的初始状态的概略图。

在实施方式1中，如图15的(a)所示，配置成3台地板机器人130A～130C分别相邻，3台地板机器人130A～130C各自的2边分别与其他地板机器人的各1边相接。在这种配置中，3台地板机器人130A～130C各自的一个顶点成为中心点P0。换言之，3台地板机器人130A～130C分别以如下方式与其他2台地板机器人130相邻：从3台地板机器人130A～130C分别各选择一个顶点而得到的3个顶点对置的位置成为中心点P0。

这样配置3台地板机器人130A～130C的状态是3台地板机器人130A～130C的基本状态。然后，如下所述，伴随步行者的步行，地板机器人130旋转移动以使得维持该基本状态。

然后，如图15的(b)所示，根据承载于中心点P0附近的步行者101朝向与地板机器人130A～130C的外侧的顶点对应的点P1～P12的哪个方向，决定哪个地板机器人130A～130C如何进行旋转移动。

例如，地板机器人引导部114在步行者101行走了的情况下，根据由压力传感器138检测到的压力，确定步行者101的行进方向和步行速度。地板机器人引导部114确定能够判断为存在于所确定的行进方向上的除了基本状态下对置的3个顶点以外的顶点作为对象顶点。然后，地板机器人引导部114以对象顶点的位置成为新的中心点的方式使3台地板机器人130A～130C中的至少任意1台旋转移动。

图16是示出步行者101向点P1的方向步行的情况下的地板机器人130的旋转移动的概略图。

如图16所示，在步行者101向点P1(对象顶点)的方向步行的情况下，地板机器人130B和地板机器人130C以使得点P1成为新的中心点的方式旋转移动。具体而言，地板机器人130B以点P3处的垂直线为轴顺时针旋转移动120°，进而，以点P2处的垂直线为轴顺时针旋转移动120°。地板机器人130C以点P11处的垂直线为轴逆时针旋转移动120°，进而，以点P12处的垂直线为轴逆时针旋转移动120°。另外，在地板机器人130B和地板机器人130C旋转移动的期间内，地板机器人130A～130C也向与步行者101的行进方向相反的方向进行直线移动。

图17是示出步行者101向点P2的方向步行的情况下的地板机器人130的旋转移动的概略图。

如图17所示，在步行者101向点P2的方向步行的情况下，地板机器人130B和地板机器人130C以使得点P2成为新的中心点的方式旋转移动。具体而言，地板机器人130B以点P3处的垂直线为轴顺时针旋转移动120°。地板机器人130C以点P11处的垂直线为轴逆时针旋转移动120°，以点P12处的垂直线为轴逆时针旋转移动120°，进而，以点P1处的垂直线为轴逆时针旋转移动120°。

以下同样，在图18中，地板机器人130C以使得点P3成为新的中心点的方式旋转移动。在图19中，地板机器人130A和地板机器人130C以使得点P4成为新的中心点的方式旋转移动。在图20中，地板机器人130A和地板机器人130C以使得点P5成为新的中心点的方式旋转移动。在图21中，地板机器人130A和地板机器人130C以使得点P6成为新的中心点的方式旋转移动。在图22中，地板机器人130A以使得点P7成为新的中心点的方式旋转移动。在图23中，地板机器人130A和地板机器人130B以使得点P8成为新的中心点的方式旋转移动。在图24中，地板机器人130A和地板机器人130B以使得点P9成为新的中心点的方式旋转移动。在图25中，地板机器人130A和地板机器人130B以使得点P10成为新的中心点的方式旋转移动。在图26中，地板机器人130B以使得点P11成为新的中心点的方式旋转移动。在图27中，地板机器人130B和地板机器人130C以使得点P12成为新的中心点的方式旋转移动。

图28是总结使用图15～图27说明的旋转移动算法的表。

在图28中，也利用标号A表示地板机器人130A，利用标号B表示地板机器人130B，利用标号C表示地板机器人130C。

如图28所示，在实施方式1中，预先决定设图15所示的XY平面中的X轴的正方向为0°的情况下的步行者101的行进方向的角度范围、作为旋转移动的对象的地板机器人130即对象地板机器人、对象地板机器人的旋转数、对象地板机器人的旋转方向。

该角度范围分别被设定为分别包含地板机器人130A～130C的外侧的点P1～点P12。

在步行者步行的情况下，地板机器人引导部114根据步行者的行进方向确定包含新的中心点的角度范围，根据所确定的角度范围确定对象地板机器人、对象地板机器人的旋转数和对象地板机器人的旋转方向，对对象地板机器人进行旋转移动的指示。

然后，地板机器人引导部114根据新的中心点，新设定图15所示的XY平面，根据步行者的行进方向，使对象地板机器人旋转移动。通过反复进行这种处理，步行者101停留在一个部位，但是能够得到自然的步行感觉。

图29是示出图13的步骤S13中的3D影像的预测描绘处理的流程图。

HMD150内置检测偏航轴(Yaw)、俯仰轴(Pitch)和滚动轴(Roll)中的加速度的加速度传感器、以及检测这3个轴中的角速度的角速度传感器，以取得静止状态下的头部姿态数据。

例如，如图30所示，针对HMD150设定偏航轴、俯仰轴和滚动轴。

然后，HMD150向信息处理装置110发送表示偏航轴、俯仰轴和滚动轴中的加速度和角速度的头部姿态数据。

返回图29，首先，影像控制部115经由通信部117从HMD150取得头部姿态数据(S40)。

接着，影像控制部115根据所取得的头部姿态数据中包含的偏航轴的角速度，判断头部的水平方向是否变化(S41)。在头部的水平方向没有变化的情况下(S41：否)，处理进入步骤S42，在头部的水平方向变化的情况下(S41：是)，处理进入步骤S44。

在步骤S42中，影像控制部115根据步行者的上次的行进方向与当前的行进方向的差分求出行进方向的角速度，估计步行者的行进方向。

接着，影像控制部115设步骤S42中估计出的步行者的行进方向为预测延迟时间后的视线方向(S43)。然后，处理进入步骤S46。

另一方面，在步骤S44中，影像控制部115根据偏航轴的角速度估计预测延迟时间后的水平方向。

这里，预测延迟时间是从开始描绘起、换言之从开始生成影像数据起到实际在HMD150中显示3D影像为止的延迟时间。延迟时间依赖于CPU的处理性能、图形处理能力、3D模型的多边形数量、纹理图图像的有无、存储器容量、HMD150的显示分辨率和影像的通信状态等各种要因。因此，预测延迟时间需要按照每个信息处理系统100进行预测。

接着，影像控制部115根据步行者的上次的行进方向与当前的行进方向的差分求出行进方向的角速度，估计步行者的行进方向，在估计出的行进方向中加上步骤S44中估计出的头部水平方向，由此计算预测延迟时间后的视线方向(S45)。

在步骤S46中，影像控制部115根据当前的步行速度计算预测延迟时间后的视点位置。具体而言，影像控制部115计算虚拟空间中从步行者的当前的位置向估计出的行进方向以当前的步行速度步行预测延迟时间后的位置作为步行者的视点位置。

然后，影像控制部115根据计算出的视线方向和视点位置描绘虚拟空间的3D影像(S47)。这里，影像控制部115还同时进行由于HMD150的镜头畸变等引起的各种校正处理。

然后，影像控制部115经由通信部117向HMD150发送所生成的3D影像的影像数据(S48)。如上所述，HMD150能够显示与步行动作和头部的移动同步且没有延迟的虚拟空间的3D影像，能够实现不容易产生VR眩晕的平滑的显示。

另外，在不使用HMD150而使用沉浸型显示器或环境显示器的情况下，不需要在步骤S40中取得头部姿态数据，影像控制部115根据步行者的行进方向的变化计算视线方向和视点位置。

实施方式2

图31是概略地示出实施方式2的信息处理系统200的结构的框图。

信息处理系统200具有信息处理装置210、地板机器人组120、HMD150、模态输出装置160、信息服务器280、远程控制器(以下称为遥控器)290。

实施方式2的信息处理系统200的地板机器人组120、HMD150和模态输出装置160与实施方式1的信息处理系统100的地板机器人组120、HMD150和模态输出装置160相同。

实施方式2中的信息处理装置210具有地板机器人引导部214、影像控制部215、模态控制部216、通信部117。

实施方式2中的信息处理装置210的通信部117与实施方式1中的信息处理装置110的通信部117相同。

地板机器人引导部214根据步行者的步行速度和行进方向，进行地板机器人组120中包含的多个地板机器人130的引导。

例如，地板机器人引导部214生成步行者的步行数据，经由通信部117向信息服务器280发送所生成的步行数据。然后，地板机器人引导部214经由通信部117参照信息服务器280中存储的步行数据，对地板机器人130的直线移动和旋转移动进行控制。

影像控制部215根据从信息服务器280送来的3D模型数据生成从步行者的视点观察的虚拟空间的3D影像的影像数据，向HMD150发送该影像数据。

模态控制部216根据从信息服务器280送来的模态关联辞典生成用于刺激步行者的视觉以外的感觉的刺激输出数据，向模态输出装置160发送该刺激输出数据。

信息服务器280具有步行数据存储部281、3D模型数据存储部282、模态关联辞典存储部283、3D模型切换部284、远程控制器通信部(以下称为遥控器通信部)285、通信部286。

步行数据存储部281存储步行数据。

3D模型数据存储部282存储多个3D模型数据。

模态关联辞典存储部283存储多个模态关联辞典。

3D模型切换部284作为立体模型选择部发挥功能，其经由遥控器通信部285，根据输入到遥控器290的指示，从多个立体模型数据中选择1个立体模型数据。

具体而言，3D模型切换部284经由遥控器通信部285取得输入到遥控器290的3D模型的切换指示(选择指示)，从3D模型数据存储部282和模态关联辞典存储部283，分别读出与通过该切换指示而被选择显示的3D模型对应的1个3D模型数据和1个模态关联辞典。然后，3D模型切换部284经由通信部286向信息处理装置210发送所读出的3D模型数据和模态关联辞典。

遥控器通信部285接收表示3D模型的切换指示的切换指示信号(选择指示信号)。

遥控器290受理来自步行者的3D模型的切换指示的输入，利用红外线等无线方式向信息服务器280发送表示该切换指示的切换指示信号。遥控器290可以是具有十字型光标键和数个按钮的单纯型遥控器，也可以是智能手机。

另外，在使用HMD150的虚拟空间中，无法观察进行操作的自己的手，因此，遥控器290的操作性非常差。因此，优选HMD150使用设置于HMD150上部的照相机251对近前的操作进行摄像，在虚拟空间的3D影像上重叠显示进行摄像而得到的影像。由此，步行者能够一边观察操作画面和手一边容易地进行操作。另外，在不使用HMD150而使用显示器的情况下，不需要该照相机影像的重叠显示。

例如，如图6所示，以上记载的3D模型切换部284能够通过存储器10和执行存储器10中存储的程序的CPU等处理器11构成。这种程序可以通过网络提供，此外，也可以记录在记录介质中，例如作为程序产品来提供。

另外，步行数据存储部281、3D模型数据存储部282和模态关联辞典存储部283能够通过处理器11利用未图示的HDD等非易失性存储器来实现。

此外，遥控器通信部285能够通过处理器11利用未图示的能够进行红外线通信等无线通信的无线通信装置来实现。

进而，通信部286能够通过处理器11利用未图示的能够在无线LAN等中进行通信的无线通信装置来实现。

另外，在实施方式2中，与信息处理装置210分开地具有信息服务器280，但是，实施方式2不限于这种例子。例如，通过使信息处理装置210具有信息服务器280的功能，也可以省略信息服务器280。

图32～图35是用于说明将实施方式2的信息处理系统200应用于电梯轿厢20的设计的选定和确认的例子的概略图。

一般而言，电梯轿厢20的内装由操作盘、楼层数的显示器、壁、门、顶棚和地板构成。在无障碍用途中，有时装配扶手和镜子等。

如图33的(a)～(c)所示，操作盘21a～21c的按钮的种类根据目的地国家而不同。通常，操作盘21a～21c的按钮的种类为100种以上。

如图34的(a)～(f)所示，顶棚22a～22f的照明也存在平面照明23、筒灯照明24a～24d、倾斜型照明25a、25b、间接光照明26a、26b、中央拱形照明27a、27b和玻璃布整面光照明28等。

这样，关于电梯轿厢20的内装，需要事前从庞大的设计组合中可靠地选定与大楼业主的嗜好吻合的内装。能够从个人计算机的画面上进行该设计选定作业，但是，根据观察方向和角度，有时与本来想定的内装不同。

因此，如图32所示，通过使用实施方式2的信息处理系统200，实际上，大楼的业主能够一边步行，一边从各种方向和角度进行观察。由此，大楼的业主能够以接近现实的形式确认设计。在设计的变更作业中使用遥控器290，将指定的部件的3D模型从3D模型数据存储部282读入到信息处理装置210，由此，能够瞬时切换设计进行显示。

此外，如图35所示，通过使用3D模型数据，还能够确认是否能够将床31和医疗设备32从层站30放入电梯轿厢20而不与门或壁发生干涉等。此外，还能够确认门33的开闭速度、电梯轿厢20内的拥挤时的氛围和压迫感等。

进而，模态控制部216能够使用模态输出装置160发送声音、香味或室温等视觉信息以外的模态信息。在控制中使用模态关联辞典。

图36是示出模态关联辞典的一例的概略图。

在模态关联辞典281a中，按照每个场所281b登记范围281c、事件281d、照明和明亮度281e、香味281f、暖风或冷风281g等。

另外，根据场所281b和范围281c，示出进行模态输出的虚拟空间中的区域。

在图36所示的例子中，在层站X中，照明为筒灯型，产生高级酒店那样的花的香味。而且，在10：01，轿厢到达，在响起鸣音的同时，门进行开闭。

此外，在轿厢A中，是较暗的间接照明，通过空调将室温设定为较低(冷风)，在10：03，发生停电，在切换为紧急照明的同时广播紧急信息后，轿厢A到达楼层，在响起鸣音的同时，门进行开闭。

图37是用于说明将实施方式2的信息处理系统200应用于店铺的布局的确认的例子的概略图。

在店铺40中设置有收银台41和商品陈列架42、43。

在商品陈列架42中存在化妆品角落44。因此，在步行者进入了包含化妆品角落44的预定的区域45内的情况下，模态控制部216使模态输出装置160释放化妆品的香味。由此，能够对承载于地板机器人组120的步行者提供好像实际存在化妆品那样的演出效果。

此外，不仅是店铺业主，通过使消费者也体验图37所示的例子，在将哪种商品放置于哪个陈列架时容易购买商品这样的消费者的行动调查中也能够活用信息处理系统200。例如，生成消费者的视线热图，在3D的陈列架上重叠显示，由此，能够直观地对购买行动进行视觉化。架子中的商品布局也使用3D模型，因此，能够容易地变更水平型陈列、垂直型陈列和广告词用货架标签等。因此，能够事前进行提高销售效果的最佳店铺设计。

标号说明

100、200：信息处理系统；110、210：信息处理装置；111：步行数据存储部；112：3D模型数据存储部；113：模态关联辞典存储部；114、214：地板机器人引导部；115、215：影像控制部；116、216：模态控制部；117：通信部；120：地板机器人组；130：地板机器人；131：马达驱动系统；132：传感器部；133：通信部；134：地板机器人控制部；135：主体；136：车轮；137：控制基板；138：压力传感器；139：照相机；140：接近传感器；150：HMD；251：照相机；160：模态输出装置；280：信息服务器；281：步行数据存储部；282：3D模型数据存储部；283：模态关联辞典存储部；284：3D模型切换部；285：遥控器通信部；286：通信部；290：遥控器。

Claims (14)

1.一种信息处理系统，其具有3台移动体和分别控制该3台移动体的信息处理装置，其特征在于，

所述3台移动体分别具有：

主体，其形成为在从上方观察的情况下具有6个顶点的正六边形，能够在上表面承载步行者；

压力传感器，其在所述步行者承载于所述上表面的情况下，检测对所述上表面施加的压力；

多个车轮，它们安装于所述主体的下方；

驱动部，其对所述多个车轮中的至少2个车轮施加驱动力；以及

移动体控制部，其根据来自所述信息处理装置的控制对所述至少2个车轮和所述驱动部进行控制，由此使所述主体向任意方向直线移动，并且使所述主体以所述6个顶点各自的垂直线为轴而进行旋转移动，

所述3台移动体中的各移动体以如下方式与其他2台移动体相邻：从所述3台移动体分别各选择一个顶点而得到的3个顶点对置的位置成为中心点，

所述信息处理装置具有移动体引导部，该移动体引导部在所述步行者行走的情况下，根据所述压力确定所述步行者的行进方向和步行速度，使所述3台移动体向与确定出的该行进方向相反的方向以确定出的该步行速度直线移动，并且，确定能够判断为存在于确定出的该行进方向上的除了所述3个顶点以外的顶点作为对象顶点，以使得该对象顶点的位置成为新的中心点的方式使所述3台移动体中的至少任意1台移动体进行旋转移动。

2.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，

所述移动体控制部使所述主体绕所述轴旋转120°。

3.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，

所述移动体引导部从以所述步行者为顶点的预定的多个角度范围中确定包含所述行进方向的角度范围，并确定所述6个顶点中的包含在确定出的该角度范围内的1个顶点作为所述对象顶点。

4.根据权利要求2所述的信息处理系统，其特征在于，

所述移动体引导部从以所述步行者为顶点的预定的多个角度范围中确定包含所述行进方向的角度范围，并确定所述6个顶点中的包含在确定出的该角度范围内的1个顶点作为所述对象顶点。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理系统还具有显示器装置，该显示器装置根据来自所述信息处理装置的控制显示虚拟空间的立体影像，

所述信息处理装置还具有影像控制部，该影像控制部根据确定出的所述行进方向和确定出的所述步行速度来确定所述虚拟空间中的所述步行者的位置，使所述显示器装置显示与确定出的该位置对应的所述立体影像。

6.根据权利要求5所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理装置还具有立体模型数据存储部，该立体模型数据存储部存储立体模型数据，该立体模型数据用于生成在所述虚拟空间中从所述步行者的视点观察到的所述立体影像的影像数据，

所述影像控制部参照所述立体模型数据而生成所述影像数据，

所述显示器装置按照所述影像数据显示所述立体影像。

7.根据权利要求6所述的信息处理系统，其特征在于，

在所述影像控制部中预先设定有从开始生成所述影像数据到所述立体影像被显示于所述显示器装置为止的延迟时间，

所述影像控制部生成在所述虚拟空间中从确定出的所述位置向确定出的所述行进方向以确定出的所述步行速度步行所述延迟时间后的位置处的所述影像数据。

8.根据权利要求6所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理系统还具有远程控制器，该远程控制器受理来自所述步行者的指示的输入，

所述立体模型数据存储部存储多个所述立体模型数据，

所述信息处理装置还具有立体模型选择部，该立体模型选择部根据所述远程控制器受理了输入的指示，从多个所述立体模型数据中选择1个立体模型数据，

所述影像控制部参照选择出的所述立体模型数据生成所述影像数据。

9.根据权利要求7所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理系统还具有远程控制器，该远程控制器受理来自所述步行者的指示的输入，

所述立体模型数据存储部存储多个所述立体模型数据，

所述信息处理装置还具有立体模型选择部，该立体模型选择部根据所述远程控制器受理了输入的指示，从多个所述立体模型数据中选择1个立体模型数据，

所述影像控制部参照选择出的所述立体模型数据生成所述影像数据。

10.根据权利要求5所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理系统还具有感觉刺激装置，该感觉刺激装置刺激所述步行者的视觉以外的感觉，

所述信息处理装置还具有刺激控制部，该刺激控制部根据确定的所述位置使所述感觉刺激装置刺激所述感觉。

11.根据权利要求6～9中的任意一项所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理系统还具有感觉刺激装置，该感觉刺激装置刺激所述步行者的视觉以外的感觉，

所述信息处理装置还具有刺激控制部，该刺激控制部根据确定的所述位置使所述感觉刺激装置刺激所述感觉。

12.根据权利要求10所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理装置还具有辞典数据存储部，该辞典数据存储部存储按照预定的每个区域确定了事件、明亮度、香味的种类和室温中的至少任意一个内容的辞典数据，

所述刺激控制部在确定出的所述位置包含于所述预定的区域的情况下，根据由所述辞典数据确定的内容使所述感觉刺激装置刺激所述感觉。

13.根据权利要求11所述的信息处理系统，其特征在于，

所述信息处理装置还具有辞典数据存储部，该辞典数据存储部存储按照预定的每个区域确定了事件、明亮度、香味的种类和室温中的至少任意一个内容的辞典数据，

所述刺激控制部在确定出的所述位置包含于所述预定的区域的情况下，根据由所述辞典数据确定的内容使所述感觉刺激装置刺激所述感觉。

14.一种信息处理系统，其具有3台移动体、分别控制该3台移动体的信息处理装置、向该信息处理装置提供信息的信息服务器、根据来自该信息处理装置的控制而显示影像的显示器装置和受理来自步行者的指示的输入的远程控制器，其特征在于，

所述3台移动体分别具有：

主体，其形成为在从上方观察的情况下具有6个顶点的正六边形，能够在上表面承载所述步行者；

压力传感器，其在所述步行者承载于所述上表面的情况下，检测对所述上表面施加的压力；

多个车轮，它们安装于所述主体的下方；

驱动部，其对所述多个车轮中的至少2个车轮施加驱动力；以及

移动体控制部，其根据来自所述信息处理装置的控制对所述至少2个车轮和所述驱动部进行控制，由此使所述主体向任意方向直线移动，并且使所述主体以所述6个顶点各自的垂直线为轴而进行旋转移动，

所述3台移动体中的各移动体以如下方式与其他2台移动体相邻：从所述3台移动体分别各选择一个顶点而得到的3个顶点对置的位置成为中心点，

所述信息服务器具有：

立体模型数据存储部，其存储多个立体模型数据，该多个立体模型数据分别用于生成在虚拟空间中从所述步行者的视点观察到的立体影像的影像数据；以及

立体模型选择部，其根据所述远程控制器受理了输入的指示，从所述多个立体模型数据中选择1个立体模型数据，

所述信息处理装置具有：

移动体引导部，其在所述步行者行走的情况下，根据所述压力确定所述步行者的行进方向和步行速度，使所述3台移动体向与确定出的该行进方向相反的方向以确定出的该步行速度直线移动，并且，确定能够判断为存在于确定出的该行进方向上的除了所述3个顶点以外的顶点作为对象顶点，以使得该对象顶点的位置成为新的中心点的方式使所述3台移动体中的至少任意1台移动体进行旋转移动；以及

影像控制部，其根据确定出的所述行进方向和确定出的所述步行速度来确定所述虚拟空间中的所述步行者的位置，参照选择出的所述立体模型数据而生成与确定出的该位置对应的所述立体影像的所述影像数据，

所述显示器装置按照由所述影像控制部生成的所述影像数据显示所述立体影像。

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