JP2000089894A

JP2000089894A - データ変換装置、データ変換方法及びデータ変換機能を有するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体

Info

Publication number: JP2000089894A
Application number: JP25556998A
Authority: JP
Inventors: Seijiro Tomita; 誠次郎富田; Ichiro Katagiri; 一郎片桐; Kyoichi Nemoto; 強一根本; Kazuto Horimatsu; 和人堀松; Minoru Yamaguchi; 稔山口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】対象動作物の動作に基づく動作情報を、対象
動作物の動作を擬似的に再現することができる揺動装置
を駆動させるための揺動データに容易に、そして自動的
に変換することができるデータ変換装置、データ変換方
法及びデータ変換機能を有するプログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な情報記録媒体を提供するこ
と。【解決手段】対象動作物における時間経過に対応した
動作変位量を含む動作情報ＭＤを、揺動装置１４００を
駆動するための揺動データに変換するデータ変換装置１
００であって、前記動作情報ＭＤの前記動作変位量を擬
似的に位置データ及び姿勢データに変換する位置・姿勢
変換手段１２１と、前記位置データ及び前記姿勢データ
から前記揺動装置１４００の構成に対応して、前記揺動
装置１４００を揺動させるための前記揺動データ１１ａ
に変換する揺動データ変換手段１２３とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、データの形式を
変換するためのデータ変換装置、データ変換方法及びデ
ータ変換機能を有するプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な情報記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばゲームセンターや遊園地等
の遊技場には、映像上で疑似空間を創りあたかもその場
所にいるような錯覚を人間に与えることにより、楽しま
せる体感シミュレーション装置が設置されている。この
ような体感シミュレーション装置は、映像及び音声を出
力し、映像及び音声に同期した動作をすることで、人間
がその疑似空間を楽しむことができる。

【０００３】このような体感シミュレーション装置を実
現させるためには、この体感シミュレーション装置を動
作させるための基本データである映像、音声及びこれら
に同期した動作情報（モーションデータ）を包含する体
感シミュレーションデータを予め用意しておく必要があ
る。この体感シミュレーションデータを作成するには、
例えば以下のような２つの方法がある。

【０００４】まず１つの方法は、映像及び音声を収録し
た後、人間が手作業によりこれらの映像及び音声に同期
したモーションデータを、映像及び音声に対して追加す
ることで体感シミュレーションデータを作成する方法が
ある。この場合、体感シミュレーションデータを使用す
る体感シミュレーション装置は、体感シミュレーション
データをこの装置により再生するだけで、動作させるこ
とができる。

【０００５】別の方法としては、映像及び音声を記録す
ると共に、映像及び音声とは別にこれらに同期する信号
を書き込みながらモーションデータを記録することで体
感シミュレーションデータを作成する方法がある。つま
り、前述した方法と異なる点は、映像及び音声とこれら
に同期するモーションデータとを後で同期させる必要が
ない点である。この場合、体感シミュレーション装置の
動作時に映像及び音声の出力と同期させてモーションデ
ータに基づく動作をさせることにより、体感シミュレー
ション装置全体を動作させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、いずれの方
法でも、体感シミュレーション装置の動作情報（揺動デ
ータ）として、動的な立体映像及び音声に同期したモー
ションデータを手作業で作成しなければならないため、
大変手間が掛かるとともに費用も掛かり、動的な立体映
像及び音声に同期したモーションデータを完全に体感シ
ミュレーション装置によって再現することが困難であ
る。

【０００７】また、例えば動的な立体映像、音声及びこ
れらに同期したモーションデータを含む体感シミュレー
ションデータの編集を行うと、動的な立体映像及び音声
と、モーションデータとの同期を再び正確に取ることが
難しい。

【０００８】その他、手作業等によって動的な立体映像
及び音声に同期したモーションデータを包含するような
データが得られたとしても、体感シミュレーション装置
１０００ではこのデータをそのまま使用することができ
ない。何故なら、体感シミュレーション装置１０００は
その機構に応じた様々な機構モデルが考えられるので、
個々の機構モデルに対応させてそのデータを、体感シミ
ュレーション装置１０００を動作させるための体感シミ
ュレーションデータに変換する必要があるからである。

【０００９】そこでこの発明は上記課題を解消し、対象
動作物の動作に基づく動作情報を、対象動作物の動作を
擬似的に再現することができる揺動装置を駆動させるた
めの揺動データに容易に、そして自動的に変換すること
ができるデータ変換装置、データ変換方法及びデータ変
換機能を有するプログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な情報記録媒体を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
あっては、対象動作物における時間経過に対応した動作
変位量を含む動作情報を、揺動装置を駆動するための揺
動データに変換するデータ変換装置であって、前記動作
情報の前記動作変位量を擬似的に位置データ及び姿勢デ
ータに変換する位置・姿勢変換手段と、前記位置データ
及び前記姿勢データから前記揺動装置の構成に対応し
て、前記揺動装置を揺動させるための前記揺動データに
変換する揺動データ変換手段とを有することを特徴とす
るデータ変換装置により、達成される。

【００１１】この発明では、データ変換装置は、対象動
作物における動作情報を、位置・姿勢変換手段によって
動作情報に含まれる時間経過に対応する動作変位量を擬
似的に位置データ及び姿勢データに変換する。さらに、
揺動データ変換手段は、それら位置データ及び姿勢デー
タを揺動装置を動作させるための揺動データに変換す
る。このようにして作成された揺動データにより揺動装
置を揺動させることで、揺動装置は対象動作物の動作を
擬似的に再現することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。

【００１３】以下の説明で、「動作情報」とは、時間経
過に対応して対象動作物の位置の変位が生ずるような変
位量を示し、例えば速度、加速度（重力加速度（第２要
素））、角速度（第１要素）等の動作に関する情報をい
うものとする。従って、以下の説明では、動作情報とし
て角速度及び重力加速度等を例示しているが、これらに
限られず、全ての位置変位量を含むものである。

【００１４】図１は、この発明の好ましい実施形態とし
てのデータ変換装置及びそのデータ変換装置等を含む体
感シミュレーションシステムの一例を示す部分斜視図で
ある。上記体感シミュレーションシステム１３０は、例
えば体感データ作成装置１によって作成された任意の対
象動作物における動的な立体映像（例えば実画像）、音
声及び動作情報を有する体感データ１４を体感シミュレ
ーションデータ１４ａに変換するための体感シミュレー
ションデータ作成装置１００（データ変換装置）及び、
体感シミュレーションデータ作成装置１００によって作
成された体感シミュレーションデータ１４ａに基づいて
動作する体感シミュレーション装置１０００を有する。

【００１５】ここで、体感データ作成装置１は、図１の
体感シミュレーションシステム１３０の構成上必須では
ない。何故なら、体感データ１４を作成するのは体感デ
ータ作成装置１に限られず、例えば所定のソフトウェア
等によって動的な立体映像、音声及び動作情報を包含す
る体感データ１４が作成されたものであっても良いから
である。しかしながら、以下の説明では理解しやすいよ
うに、一例として後述する体感データ作成装置１によっ
て体感データ１４が作成されるものとして説明する。
尚、この発明の実施形態では、体感データ１４には、少
なくとも動作情報が含まれていればよいが、以下の説明
では動作情報に加えて動的な立体映像及び音声を含んで
いる。

【００１６】上記体感データ作成装置１は、動作中の対
象動作物における動的な立体映像、音声及びこれらに同
期した動作情報（モーションデータ）を一括して採取す
ることで、体感データ１４を作成する装置である。図２
は、図１の体感データ作成装置の外観の一例を示す斜視
図である。体感データ作成装置１は、対象動作物に対し
て配置させて、この対象動作物における映像、音声、及
びこれらに同期した動作情報（モーションデータ）を一
括して採取しすることで、体感シミュレーションデータ
を作成する装置である。

【００１７】体感シミュレーションデータ作成装置１
は、例えば人間の体型をしている。この体感シミュレー
ションデータ作成装置１が、このような形状をしている
のは、体感シミュレーションデータ作成装置１を対象動
作物（例えばジェットコースター等）に配置して体感シ
ミュレーションデータを作成する際に、このような人間
の体型をしている方が安定して配置させやすいためであ
る。

【００１８】図３は、図２の体感データ作成装置１の内
部機器を示す機能構成図である。上記体感データ作成装
置１は、図２のように頭部１ｅには立体カメラ２及びマ
イクロホン３が配置され、胴体１ｄにはスタート／スト
ップスイッチ９、モーションセンサ４、ジャンクション
ボックス５、コンピュータ６、ビデオレコーダ７及び電
源８等が配置されている。

【００１９】上記立体カメラ２は、体感データ作成装置
１において、例えば動的であって、立体的な実際の画像
である映像を撮影するための撮影装置である。以下の立
体カメラ２の説明において、「フィールド映像」とは、
立体カメラ２を構成する撮像素子としての第１撮像手段
または第２撮像手段で撮影された映像を示し、「フレー
ム映像」とは、第１撮像手段及び第２撮像手段にて撮影
されたそれぞれのフィールド映像が、瞬時に切り替わる
ことで人間が認識する映像を示す。

【００２０】立体カメラ２は、具体的には人の両眼の間
隔より多少狭い間隔（例えば６５ｍｍ）に並列配置され
た２台の撮影装置としての第１撮像手段及び第２撮像手
段にて、所定の切替手段により１／６０秒（１フィール
ド分）毎に交互に切り替えて撮影された映像（アナログ
信号）をデジタル信号化等して映像を、例えば実画像で
ある動的な立体映像とするものである。

【００２１】マイクロホン３は、体感シミュレーション
データ作成装置１において音声（音声信号ＡＳ）を採取
するためのものである。マイクロホン３は、図２のよう
に人間型の体感シミュレーションデータ作成装置１の頭
部側面１ｅに、例えばそれぞれ左右１つずつ配置されて
いる。マイクロホン３、３は、体感シミュレーションデ
ータ作成装置１が動かされる方向により、音源に対して
近づいたり、遠ざかる。このため、マイクロホン３、３
より採取されるそれぞれの音声信号ＡＳは、時間差やレ
ベル差（音声信号の強弱）が生ずる。これらの音声信号
ＡＳの時間差やレベル差を再生時に出力する音声に反映
するため、音声信号ＡＳは、モーションセンサ４により
検出されたモーションデータＭＤに基づいて、以下のよ
うにビデオレコーダ７にて信号処理される。

【００２２】マイクロホン３、３により採取されたそれ
ぞれの音声信号ＡＳは、モーションデータＭＤを基にし
てそれぞれの音声信号ＡＳの時間差を与える時間差付加
手段により時間差が付加され、さらにはそれぞれの音声
信号ＡＳの強弱にレベル差を与えるレベル差付加手段に
よりレベル差が付加される。これにより、音声信号ＡＳ
は、映像信号ＰＳに合わせてあらゆる方向に良好な音像
を定位させて、ビデオレコーダ７に記録される。

【００２３】尚、マイクロホン３、３により採取される
それぞれの音声信号ＡＳに時間差を与える手段として
は、それぞれの音に対して位相差を付加する手段により
実現してもよい。また、マイクロホン３、３により採取
されるそれぞれの音声信号の強弱にレベル差を与える手
段としては、それぞれの音の周波数特性を制御する手段
により実現してもよい。

【００２４】モーションセンサ４は、体感シミュレーシ
ョンデータ作成装置１に与えられる動作情報を検出する
ための加速度センサや角速度センサである。モーション
センサ４は、例えば図２の体感シミュレーションデータ
作成装置１においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸加速度セ
ンサ３ａ、３ｂ及び３ｃと、Ｘ軸角速度センサ３ｘ、Ｙ
軸角速度センサ３ｙ及びＺ軸角速度センサ３ｚとを備え
る。３軸加速度センサ３ａ、３ｂ及び３ｃは、それぞれ
Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の加速度（例えば重力加速度を
含む）を検出するためのセンサである。３軸加速度セン
サ３ａ、３ｂ、３ｃは、例えばシリコン素子型のセンサ
を採用することができる。

【００２５】Ｘ軸角速度センサ３ｘ、Ｙ軸角速度センサ
３ｙ及びＺ軸角速度センサ３ｚは、それぞれＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸を中心として回転する方向の回転角速度を検出
するセンサである。Ｘ軸角速度センサ３ｘ、Ｙ軸角速度
センサ３ｙ及びＺ軸角速度センサ３ｚは、例えば圧電素
子型のセンサを採用することができる。

【００２６】モーションセンサ４は、バッテリ８及びジ
ャンクションボックス５等と接続されている。モーショ
ンセンサ４は、バッテリ８により電源の供給を受ける。
３軸加速度センサ３ａ、３ｂ及び３ｃにより検出された
モーションデータＭＤである加速度データＡＤは、ジャ
ンクションボックス５を経由して例えばコンピュータ６
のメモリ６ｂやハードディスクドライブ６ｆ等の記憶媒
体に記録される。また、Ｘ軸角速度センサ３ｘ、Ｙ軸角
速度センサ３ｙ及びＺ軸角速度センサ３ｚとにより検出
されたモーションデータＭＤである角速度データＳＤ
Ｘ、ＳＤＹ及びＳＤＺは、ジャンクションボックス５を
経由して、例えばコンピュータ６の記憶媒体に記録され
る。

【００２７】ジャンクションボックス５は、モーション
センサ４の各センサによる加速度データＡＤ、角速度デ
ータＳＤＸ、角速度データＳＤＹ及び角速度多ＳＤＺを
コンピュータ６にまとめて出力したり、ビデオレコーダ
７からの同期信号ＳＤをコンピュータ６に出力するため
のものである。ジャンクションボックス５は、スタート
／ストップスイッチ９、ビデオレコーダ７、モーション
センサ４及びコンピュータ６等に接続されている。

【００２８】スタート／ストップスイッチ９は、体感シ
ミュレーションデータ作成装置１において映像、音声及
びこれらに同期した動作情報の採取（体感シミュレーシ
ョンデータの作成）を開始、または終了するためのスイ
ッチである。スタート／ストップスイッチ９は、ジャン
クションボックス５等に接続されている。

【００２９】コンピュータ６は、例えばモーションセン
サ４からのモーションデータＭＤを記録したり、体感シ
ミュレーションデータ作成装置１を制御するためのもの
である。コンピュータ６は、例えば携帯型のノートブッ
ク型コンピュータ等を採用することができる。このよう
な、コンピュータ６は自らバッテリを保有しているた
め、外部からの電源供給がなくても一定時間の動作が可
能である。

【００３０】コンピュータ６は、例えば図４のように内
部バスＬＢにＣＰＵ６ａ、メモリ６ｂ、ＲＯＭ６ｃ、ハ
ードディスクドライブ６ｆ、フロッピードライブ６ｋ及
びＣＤ−ＲＯＭドライブ６ｅ等が接続され、外部バスＥ
ＢにＢＩＯＳ６ｆ、外部接続コネクタ６ｇ及びＵＳＢコ
ネクタ６ｈが接続され、内部バスＬＢと外部バスＥＢが
ブリッジ６ｄを介して接続されている。内部バスＬＢ
は、コンピュータ６において内部機能のデータをやり取
りするための情報の信号線である。

【００３１】ＣＰＵ６ａは、コンピュータ６全体のみな
らず、体感シミュレーションデータ作成装置１の各機器
を制御するためのものである。メモリ６ｂは、コンピュ
ータ６における一時記憶媒体である。メモリ６ｂは、Ｃ
ＰＵ６ａの作業領域でもあり、例えば、ＣＰＵ６ａが動
作させるプログラム等を動作させる領域である。

【００３２】メモリ６ｂは、図５のように例えば同期信
号受取手段６ｂ１、モーションデータ記録手段６ｂ２及
びＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）６ｂ３等
を有する。同期信号受取手段６ｂ１は、ビデオレコーダ
７から出力された同期信号をコンピュータ６が受け取る
ためのプログラムである。モーションデータ記録手段６
ｂ２は、モーションセンサ４にて検出されたモーション
データＭＤをコンピュータ６が外部コネクタ６ｇから取
り込むためのプログラムである。ＯＳ６ｂ３は、コンピ
ュータ６全体を制御するための基本プログラムである。
ＯＳ６ｂ３は、ハードディスクドライブ６ｆに格納され
ているのを、ＣＰＵ６ａが読み出してメモリに常駐して
いるものである。

【００３３】ＲＯＭ６ｃ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍ
ｏｒｙ）は、コンピュータ６における読み出し専用記録
媒体である。ＲＯＭ６ｃは、コンピュータ６の設定情報
等を格納している。ハードディスクドライブ６ｆは、コ
ンピュータ６における大型記憶媒体である。ハードディ
スクドライブ６ｆは、コンピュータ６の基本ソフトウェ
ア（以下、ＯＳと略す）等を格納し、コンピュータ６が
起動されると、ＯＳを読み出しメモリ６ｂの一部に常駐
することで、コンピュータ６等を制御する。

【００３４】フロッピーディスクドライブ６ｋは、フロ
ッピーディスク（フレキシブルディスク）等の情報記憶
媒体に書き込まれた情報をＣＰＵ６ａの制御により読み
出したり書き込んだりするための装置である。ＣＤ−Ｒ
ＯＭドライブ６ｅは、ＣＤ−ＲＯＭに書き込まれた情報
を読み出すための装置である。外部バスＥＢは、コンピ
ュータ６の外部機器と接続した場合のデータが通過する
信号線である。ＢＩＯＳ（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔＯ
ｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）６ｆは、コンピュータ６の
入出力を管理する入出力基本プログラムである。

【００３５】外部接続コネクタ６ｇは、コンピュータ６
と外部とで信号をやり取りするためのものである。外部
コネクタ６ｇは、ジャンクションボックス５等と接続さ
れている。つまり、コンピュータ６は、ＣＰＵ６ａの制
御により外部コネクタ６ｇからモーションセンサ４のモ
ーションデータを、ジャンクションボックス５を経由し
て取得する。ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｓａｌＳｅｒｉａｌ
Ｂｕｓ）コネクタ６ｈは、例えばキーボード６ｉやマ
ウス６ｊ等を接続するための接続端子である。ブリッジ
６ｄは、内部バスＬＢと外部バスＥＢとの情報のやり取
りを行う。

【００３６】ビデオレコーダ７は、例えば映像や音声を
デジタルデータ形式にて記録するための電子機器であ
る。ビデオレコーダ７は、図６のように例えば同期信号
発生手段７ｂ、音声記録手段７ｃ、映像記録手段７ｄ及
び情報記録媒体７ａ等を有する。電源（バッテリ）８
は、体感シミュレーションデータ作成装置１の電源であ
り、例えば二次電池を採用することができる。上記体感
シミュレーションデータ作成装置１００については、後
述する。

【００３７】次に、図１の体感データ１４を変換した後
の後述する体感シミュレーションデータ１４ａによって
動作する装置の一例として上記体感シミュレーション装
置１０００について説明する。この説明では、体感シミ
ュレーション装置１０００の駆動手段として、後述する
ように例えば３つの軸によって動作する装置を例示す
る。図７は、図１の体感シミュレーション装置の外形例
を示す概略斜視図であり、図８は、その概略システムを
示す構成図である。この体感シミュレーション装置１０
００は、ボディ１２００、揺動装置１４００、視覚装置
１６００、制御装置１８００等で構成されており、制御
装置１８００が視覚装置１６００に立体映像を映し出さ
せると同時に、揺動装置１４００を立体映像の動きに応
じて動作させてボディ１２００を揺動させることによ
り、ボディ１２００に搭乗している使用者に、立体映像
の動きに応じた３次元的な動作のシミュレーションを体
感させるように構成されている。

【００３８】ボディ１２００は、繊維強化プラスチック
材料あるいは金属材料等によりフロントボディ１２１０
とリアボディ１２２０が一体成形された構成となってお
り、フロントボディ１２１０とリアボディ１２２０の間
には、使用者の乗降に使用される空間部１２０１及び床
面１２０２が形成されている。フロントボディ１２１０
は、前方にせりだしたドーム状に形成されており、上部
及び下部にはクッション部材１２１１、１２１２が取り
付けられている。そして、上部のクッション部材１２１
１の下方両側には、２台のファン１２３０、１２３０が
リアボディ１２２０に向かって取り付けられている。

【００３９】リアボディ１２２０には、それぞれ２台の
座席１２４０、１２４０、ロックアーム１２６０、１２
６０、ヘッドレスト１２８０、１２８０等が備えられて
いる。座席１２４０、１２４０は、横並びに２台備えら
れており、使用者が比較的リラックスした状態で座るこ
とができるように構成されている。そして、少なくとも
一方の座席１２４０の背もたれ部１２４１の略中央に設
けられているくり抜き部１２４１ａ内には、補助シート
１２４２が収納されている。この補助シート１２４２
は、背もたれ部１２４２ａと腰掛け部１２４２ｂが略Ｌ
字状となるように形成されており、背もたれ部１２４２
ａと腰掛け部１２４２ｂのつなぎ目１２４２ｃが、くり
抜き部１２４１ａの下端にて９０°回転可能に軸支持さ
れている。

【００４０】これにより、使用者の背が高い場合は、補
助シート１２４２の腰掛け部１２４２ｂをくり抜き部１
２４１ａ内に収納し、補助シート１２４２の背もたれ部
１２４２ａを座席１２４０の背もたれ部１２４１の後方
のリアボディ１２２０内に収納した状態にし、使用者の
背が低い場合は、補助シート１２４２の腰掛け部１２４
２ｂをくり抜き部１２４１ａから引出し、補助シート１
２４２の背もたれ部１２４２ａをくり抜き部１２４１ａ
内に収納した状態にすることにより、使用者の背丈にか
かわらず容易に対応することができる。

【００４１】ロックアーム１２６０、１２６０は、各座
席１２４０、１２４０に備えられており、座席１２４
０、１２４０や補助シート１２４２に座った状態の使用
者を押さえ付けて固定する手段である。ロックアーム１
２６０、１２６０は、図９及び図１０に示すように、表
面がクッション材で覆われた金属製の棒材で、水平方向
から見て略Ｌ字状であって、鉛直方向から見て略Ｕ字状
に形成されており、ロックアーム１２６０、１２６０の
両開放端（連結端）１２６１、１２６１は、座席１２４
０、１２４０の背もたれ部１２４１、１２４１の上部に
沿ってリアボディ１２２０に懸けわたされている連結棒
１２０３に図示矢印ａ方向に回転可能に連結されてい
る。

【００４２】このような構成において、ロックアーム１
２６０、１２６０が上方に撥ね上げられた状態で使用者
が座席１２４０、１２４０や補助シート１２４２に座
り、ロックアーム１２６０、１２６０の操作端１２６
２、１２６２を例えば使用者が片手又は両手で持って引
き下ろすことにより、ロックアーム１２６０、１２６０
の操作端１２６２、１２６２のＵ字内に使用者の頭部が
挿入されると共に、ロックアーム１２６０、１２６０の
操作端１２６２、１２６２のＬ字及びＵ字部分で使用者
の胴部（肩から腹にわたる部位）が押さえ込まれるの
で、使用者を座席１２４０、１２４０や補助シート１２
４２に座った状態で固定することができる。尚、ロック
アーム１２６０、１２６０は、管理者が手動あるいは自
動で上下させるように構成することも可能である。

【００４３】ヘッドレスト１２８０、１２８０は、使用
者が座席１２４０、１２４０や補助シート１２４２に座
ってロックアーム１２６０、１２６０で固定されたとき
に、使用者の頭部を支持することができるように構成さ
れている。ヘッドレスト１２８０、１２８０は、座席１
２４０、１２４０の背もたれ部１２４１、１２４１の上
部であってロックアーム１２６０、１２６０の連結端１
２６１、１２６１間に、ロックアーム１２６０、１２６
０の回転に伴って回転可能となるように一体的に連結さ
れている。そして、ヘッドレスト１２８０、１２８０の
両側には、使用者の両耳に対応してそれぞれ音像、即ち
空間内で方位と距離を持って認識される音声を出すこと
ができる一対のスピーカ１２３１、１２３１がそれぞれ
取り付けられている。

【００４４】揺動装置１４００は、３組の駆動手段を備
えており、各駆動手段に備えられているモータ１４３
２、１４３２、１４３２を制御するのみで、ボディ１２
００を揺動、即ち縦揺れ（ピッチング）や横揺れ（ロー
リング）及び上下動（ヒービング）させて３次元的に動
作させる機構部分である。視覚装置１６００は、内部で
立体映像を映し出すゴーグル型に構成されており、ロッ
クアーム１２６０の操作端１２６２、１２６２の途中に
取り付けられている略Ｕ字状の取付アーム１２７０に移
動可能に取り付けられている。即ち、視覚装置１６００
は、使用者が座席１２４０、１２４０や補助シート１２
４２に座ってロックアーム１２６０で固定されたとき
に、覗き込んで内部で映し出される立体映像を見ること
ができるように配設されている。

【００４５】制御装置１８００は、制御装置１８００を
起動・停止させるスタート／ストップスイッチ１８１
０、ＣＰＵ１８２０、ハードディスク（ＨＤ）やデジタ
ルバーサタイスディスク（ＤＶＤ）等のメモリー部１８
３０、３台のモータ１４３２、１４３２、１４３２をそ
れぞれ制御する安全制御回路１８４１を備えたモータ制
御回路１８４０等で構成されている。メモリー部１８３
０には、視覚装置１６００に立体的な映像を映し出させ
るための映像ファイル１８３１、スピーカ１２３１、１
２３１から音像を流させるための音声ファイル１８３２
及び揺動装置１４００を３次元的に揺動させると共に、
ファン１２３０、１２３０から自然な空気流を吹き出さ
せるためのモーションファイル１８３３が記憶されてい
る。

【００４６】即ち、映像ファイル１８３１は、人の両眼
の間隔より多少狭い間隔（例えば６５ｍｍ）に並列配置
された２台の撮影装置を１／６０秒（１フィールド分）
毎に交互に切り替えて撮影した実写のデータで構成され
ている。音声ファイル１８３２は、２つのマイクロホン
により採取された音声信号に、モーションファイル１８
３３のデータを基にして時間差を付加すると共に、強弱
のレベル差を付加した音像のデータで構成されている。
モーションファイル１８３３は、直交３軸方向と各軸周
りの方向の計６軸方向の動きを例えばジャイロセンサで
測定したデータを３台のモータ１４３２、１４３２、１
４３２の回転方向、回転量、回転速度等に変換したデー
タ及びファン１２３０、１２３０の回転量、回転速度等
に変換したデータで構成されている。

【００４７】そして、映像・音声ファイル１８３１、１
８３２は、例えばＭＰＥＧ２（ＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔ
ｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ２）圧縮されて記
憶され、モーションファイル１８３３は、例えばＭＩＤ
Ｉ（ＭｕｓｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＤｉｇｉ
ｔａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）ＦＯＲＭＡＴで記憶さ
れている。

【００４８】次に、図７の揺動装置１４００について、
さらに詳細に説明する。図１１及び図１２は、揺動装置
１４００の全体構成を後方から見た斜視図及び斜め前方
から見た斜視図、図１３は、揺動装置１４００の駆動手
段の配置を示す平面図である。この揺動装置１４００
は、ベース（シャーシ）１４１０、モーションテーブル
（被揺動体）１４２０、３組の駆動手段１４３０、１４
３０、１４３０等で構成されている。

【００４９】ベース１４１０は、長方形状又は正方形状
の枠体であり、べース１４１０上の中心線ＣＬと平行
に、３組の駆動手段１４３０が配設されている。モーシ
ョンテーブル１４２０は、ベース１４１０と同様の長方
形状又は正方形状の枠体であり、モーションテーブル１
４２０下部の一方の側の中心部は、べース１４１０上の
略中央に配置された１組の駆動手段（以下、前部駆動手
段という）１４３０に備えられているアーム（第１アー
ム）１４３１に回転可能に連結されていると共に、モー
ションテーブル１４２０下部の他方の側の両端部は、べ
ース１４１０上の両側に配置された２組の駆動手段（以
下、後部駆動手段という）１４３０、１４３０に備えら
れているアーム（第１アーム）１４３１、１４３１に回
転可能に連結されている。

【００５０】即ち、モーションテーブル１４２０下部の
一方の側の中心部は、前部駆動手段１４３０に備えられ
ているアーム１４３１の一端に中心線ＣＬと平行な第１
ピン１４５１及びこの第１ピン１４５１に直交する第２
ピン１４５２を介して連結されており、モーションテー
ブル１４２０は、図１４に示すように、第１ピン１４５
１を中心にＲ１又はＲ２の方向に回転可能に支持されて
いると共に、図１５に示すように、第２ピン１４５２を
中心にＰ１又はＰ２の方向に回転可能に支持されてい
る。

【００５１】さらに、モーションテーブル１４２０下部
の他方の側の両端部は、各後部駆動手段１４３０、１４
３０に備えられているアーム１４３１、１４３１の一端
にピン１４３１ａ、１４３１ａを介してそれぞれ連結さ
れており、モーションテーブル１４２０は、図１５に示
すように、ピン１４３１ａ、１４３１ａを中心にＰ３又
はＰ４の方向に回転可能に支持されている。そして、モ
ーションテーブル１４２０上には、ボディ１２００のフ
ロントボディ１２１０側が前部駆動手段１４３０側を向
き、リアボディ１２２０側が後部駆動手段１４３０、１
４３０側を向くようにして着脱可能に固定されている。

【００５２】各駆動手段１４３０、１４３０、１４３０
は、図１８及び図１９に詳細に示すように、それぞれア
ーム１４３１、１４３１、１４３１、モータ（ＡＣモー
タ）１４３２、１４３２、１４３２、送りネジ１４３
３、１４３３、１４３３、２本のガイドバー１４３４、
１４３４、１４３４及びスライダ１４３５、１４３５、
１４３５等で構成されている。モータ１４３２、１４３
２、１４３２の軸には送りネジ１４３３、１４３３、１
４３３が回転可能に取り付けられ、送りネジ１４３３、
１４３３、１４３３及び送りネジ１４３３、１４３３、
１４３３と平行に配置されたガイドバー１４３４、１４
３４、１４３４にはスライダ１４３５、１４３５、１４
３５が直線移動可能に取り付けられ、スライダ１４３
５、１４３５、１４３５にはアーム１４３１、１４３
１、１４３１の他端がスライダ１４３５、１４３５、１
４３５の直線移動と同期回転可能に取り付けられてい
る。

【００５３】即ち、モータ１４３２、１４３２、１４３
２を駆動させて送りネジ１４３３、１４３３、１４３３
を回転させることにより、スライダ１４３５、１４３
５、１４３５を２本のガイドバー１４３４、１４３４、
１４３４に沿って図１９に示す矢印Ｄ１又はＤ２の方向
に直線移動させると同時に、アーム１４３１、１４３
１、１４３１を図１５に示す矢印Ｐ５又はＰ６の方向に
回転させることができるように構成されている。尚、図
２０に示すように、一端がベース１４１０に図示矢印ａ
方向に回転可能に取り付けられ、他端が例えばスラスト
ベアリングを介してアーム１４３１の軸方向ｂに摺動可
能であって、ピン１４３６ａを中心に図示矢印ｃ方向に
回転可能に取り付けられた補助アーム（第２アーム）１
４３６、あるいは、図２１に示すように、一端がベース
１４１０に図示矢印ａ方向に回転可能に取り付けられ、
他端がアーム１４３１の例えば軸中央部にピン１４３７
ａを中心に図示矢印ｃ方向に回転可能に取り付けられた
補助アーム（第２アーム）１４３７を設けた構成として
も良い。このような構成によれば、アーム１４３１の剛
性を高めてぶれを抑制することができ、アーム１４３１
の動作をよりスムーズにすることができる。

【００５４】以上の構成の揺動装置１４００によれば、
図１４に示すように、前部駆動手段１４３０を停止させ
ておき、後部駆動手段１４３０、１４３０の各アーム１
４３１、１４３１をそれぞれ逆方向に回転させることに
より、モーションテーブル１４２０を第１ピン１４５１
を回転中心としてベース１４１０に対して図示矢印Ｒ方
向にローリングさせることができる。また、図１５に示
すように、前部駆動手段１４３０のアーム１４３１と後
部駆動手段１４３０、１４３０の各アーム１４３１、１
４３１とをそれぞれ逆方向に回転させることにより、モ
ーションテーブル１４２０をその中心を回転中心として
ベース１４１０に対して図示矢印Ｐ方向にピッチングさ
せることができる。

【００５５】さらに、図１６に示すように、前部駆動手
段１４３０及び後部駆動手段１４３０、１４３０の各ア
ーム１４３１、１４３１、１４３１を同一方向に回転さ
せることにより、モーションテーブル１４２０をベース
１４１０に対して図示矢印Ｈ方向にヒービングさせるこ
とができる。またさらに、図１７に示すように、前部駆
動手段１４３０を停止させておき、後部駆動手段１４３
０、１４３０の各アーム１４３１、１４３１を同一方向
に回転させることにより、あるいは後部駆動手段１４３
０、１４３０を停止させておき、前部駆動手段１４３０
のアーム１４３１を回転させることにより、モーション
テーブル１４２０を第２ピン１４５２を回転中心とし
て、あるいはピン１４３１ａを回転中心としてベース１
４１０に対してローリングさせることができる。以上の
ように、各アーム１４３１、１４３１を適宜に動作させ
ることによりモーションテーブル１４２０上に固定され
ているボディ１２００を３次元的に自由に動作させるこ
とができる。

【００５６】図１の体感シミュレーションデータ作成装
置１００は、上述のような体感シミュレーション装置１
０００の揺動装置１４００を動作させるために、体感デ
ータ１４から体感シミュレーションデータ１４ａを作成
する装置である。体感シミュレーションデータ作成装置
１００は、例えば図１のように安価なパーソナルコンピ
ュータやエンジニアリングワークステーション等のコン
ピュータ１１７である。コンピュータ１１７は、その外
観上において、本体１１８、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏ
ｄｅＲａｙＴｕｂｅ）や液晶ディスプレイ等の表示
部１０５、コンパクトディスクやフレキシブルディスク
（フロッピーディスク）等の情報記録媒体１１６に格納
されている情報を少なくとも読み出し可能なディスク装
置１０７、マウス等のポインティングデバイス１１１及
び、キーボード等の入力部１１３を有する。

【００５７】図２２は、体感シミュレーションデータ作
成装置の構成例を示すブロック図である。体感シミュレ
ーションデータ作成装置１００は、ポインティングデバ
イス１１１、ディスク装置１０７、入力部１１３、表示
部１０５、記憶部１０３、外部記憶部１１５及び制御部
１０９を有する。ポインティングデバイス１１１、ディ
スク装置１０７、入力部１１３及び表示部１０５につい
ては、前述の通りである。

【００５８】上記記憶部１０３は、例えばＲＡＭ（Ｒａ
ｎｄａｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒ
ｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の記憶素子であ
り、制御部１０９が使用する作業領域等である。記憶部
１０３等では、後述する図２３の変換手段１３（データ
変換機能を有するプログラム）が制御部１０９の制御に
よって動作する。

【００５９】上記外部記憶部１１５は、例えばハードデ
ィスクである。外部記憶部１１５には、例えば図２３の
変換手段１３を格納することができる。変換手段１３
は、例えば図１の情報記録媒体１１６（データ変換機能
を有するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な情報記録媒体）に格納されている。外部記憶部１１
５は、情報記録媒体１１６の内容を少なくとも読み出し
可能なディスク装置１０７を介して変換手段１３を読み
込んで前述のように格納する。変換手段１３についての
詳細は、後述する。

【００６０】上記制御部１０９は、ＣＰＵ（中央演算処
理装置）等であり、ポインティングデバイス１１１、デ
ィスク装置１０７、入力部１１３、表示部１０５、記憶
部１０３及び外部記憶部１１５に接続されており、これ
らを制御する。つまり、制御部１０９は、コンピュータ
１１７全体を制御している。

【００６１】図２３は、変換手段の処理例を示すブロッ
ク図である。変換手段１３は、所定の方法（例えば前述
した体感データ作成装置１）によって作成されたモーシ
ョンデータＭＤ（動作情報）及び映像／音声データ１２
（動的な立体映像及び音声）を含む体感データ１４を読
み込んで、モーションファイル１１ａ（揺動データ）並
びに映像データ１２ａ及び音声データ１２ｂを含む体感
シミュレーションデータ１４ａを作成する。体感シミュ
レーションデータ１４ａは、体感シミュレーション装置
１０００を動作させることができる。

【００６２】ここで、モーションデータＭＤ及び映像／
音声データ１２は、タイムコードの一例としてＳＭＰＴ
Ｅ（ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔｕ
ｒｅｓａｎｄＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅ
ｅｒｓ）タイムコードで同期が取られている。ＳＭＰＴ
とは、ビデオレコーダ７によって記録される例えばフレ
ーム単位の収録時間を示すタイムコードの一種であり、
各フレームに２進数のマークを付けたものである。この
マークは、例えば時間、分、秒及びフレーム番号を含ん
でいる。

【００６３】図２４は、図２３の変換手段の処理の一例
を示すブロック図である。上記変換手段１３は、位置・
姿勢計算部１２１（位置・姿勢変換手段）及び機構演算
部１２３（揺動データ変換手段）を有し、好ましくは軸
選択部１２２（揺動データ変換手段）、リミット設定・
調整部１２４及び円滑駆動部１２５（揺動データ変換手
段）を有しているる。上述した各処理ブロックは、説明
の便宜のために主要な機能に分けて示したものである
が、これら以外にも実際には様々な処理を含んでいる場
合があり、あるいは複合した機能を備えるように軸選択
部１２２、リミット設定・調整部１２４及び円滑駆動部
１２５は、機構演算部１２３に含まれていても良い。

【００６４】上記位置・姿勢計算部１２１は、体感デー
タ１４に含まれる動作情報を抽出して、体感データ１４
を体感シミュレーション装置１０００を動作させるため
に擬似的に位置データ及び姿勢データに変換する。この
時、位置・姿勢計算部１２１は、体感データ１４に含ま
れる動作情報としての例えば角速度を姿勢データとし、
重力加速度を位置データ及び姿勢データの一部とする。
つまり、姿勢データは角速度及び重力加速度から演算さ
れ、位置データは重力加速度から演算されることにな
る。

【００６５】ここで、「位置データ」とは体感シミュレ
ーション装置１０００におけるベース１４１０に対する
モーションベース１４２０の相対位置を表すデータをい
い、「姿勢データ」とは体感シミュレーション装置１０
００におけるベース１４１０に対するモーションベース
１４２０の姿勢を表すデータをいうものとする。

【００６６】このように重力加速度を位置データ及び姿
勢データの一部に変換するのは、以下の理由によるもの
である。体感シミュレーション装置１０００において
は、その構造の制約により例えば大きく上下動する動作
を忠実に表現するようなことができない場合がある。そ
こで、体感シミュレーション装置１０００の揺動装置１
４００の動作や傾き（位置データや姿勢データ）を複合
することによって、体感シミュレーション装置１０００
の可動部があたかもこのような動作を行うようにするた
めである。

【００６７】これによって、体感シミュレーション装置
１０００に乗車した乗客が擬似的に仮想空間を動いてい
るように感じさせることができる。

【００６８】次に、体感シミュレーション装置１０００
における姿勢（角度）及び加速度の表現方法について説
明する。まず、座標の定義を以下のように行う。体感シ
ミュレーション装置１０００に乗車中の例えば乗客の正
面（例えば図２５のＸ方向）をｘ、横をｙ及び上下方向
をｚ（進行方向を＋ｘ、乗客左手を＋ｙとした右手系）
とする体感シミュレーション装置１０００に固定された
局所座標系を定義する。

【００６９】以下の説明においては、各式において１つ
の点が上部に打たれた文字は角速度を示し、２つの点が
上部に打たれた文字は重力加速度を表す。また、角速度
を表す文字は「’」で表し、重力加速度を表す文字
は「”」で表す。また、上述のように定義したｘ軸、ｙ
軸及びｚ軸周り（反時計周り）の回転角度θをそれぞれ
θｘ、θｙ及びθｚと定義する。さらに、地上の固定座
標空間をＸ０軸、Ｙ０軸及びＺ０軸並びにこれらの軸周
り（反時計周り）の回転角θをそれぞれθｘ０、θｙ０
及びθｚ０と定義する（固定座標系と呼ぶ）。但し、θ
ｘ＝θｙ＝θｚ＝０の時、ｘ＝Ｘ０、ｙ＝Ｙ０、ｚ＝Ｚ
０、θｘ０＝θｙ０＝θｚ０＝０とする。尚、回転角θ
ｘ等は、例えば後述する単位ベクトルｅｘ等とＸＹ平面
のなす角等とも定義することができる。

【００７０】姿勢の表現方法体感シミュレーション装置１０００の動作に関するベク
トルは、次のマトリクスにより、式（１）のように任意
の単位ベクトル（任意の軸）周りの回転写像を行うこと
ができる。以下の式において、この回転写像を表す回転
変換テンソルＥ（ｘ，θ）は、式（１）の左辺を変形し
て表示したものとし、Ｅ（ｘ，θ）は、例えば局所座標
系ｘ軸周りの回転角がθである場合の姿勢を示してい
る。

【００７１】

【数１】

【００７２】固定座標系においてＸ、Ｙ及びＺ軸にそれ
ぞれ平行な単位ベクトルｅＸ（１，０，０）、ｅＹ
（０，１，０）、ｅＺ（０，０，１）を定める。初期状
態においてこれらのベクトルと一致し、局所座標系にお
いてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸にそれぞれ平行なベクトルｅｘ
（１，０，０）、ｅｙ（０，１，０）、ｅｚ（０，０，
１）を定める。この時、局所座標系のｘ軸、ｙ軸及びｚ
軸周りの角速度がそれぞれθｘ’、θｙ’及びθｚ’で
あれば、微少時間△ｔ後には回転写像を用いて以下のよ
うに表すことができる。

【００７３】ｅｘ＝Ｅ（ｅｙ，θｙ’△ｔ）・Ｅ（ｅｚ，θｚ’△ｔ）・ｅｘ・・・（２）ｅｙ＝Ｅ（ｅｘ，θｘ’△ｔ）・Ｅ（ｅｚ，θｚ’△ｔ）・ｅｙ・・・（３）ｅｚ＝Ｅ（ｅｘ，θｘ’△ｔ）・Ｅ（ｅｙ，θｙ’△ｔ）・ｅｚ・・・（４）

【００７４】固定座標系における角度（姿勢）は、これ
らのベクトルを用いて表現することができる。回転角θ
ｘは、単位ベクトルｅｙとＸＹ平面との角度、回転角θ
ｙは単位ベクトルｅｘとＸＹ平面との角度、回転角θｚ
は単位ベクトルｅｘとＺＸ平面との角度として定義する
ことができる。

【００７５】加速度の表現方法ある時点での加速度は、運動による加速度と、姿勢によ
る重力加速度を足したものになっている。この時、局所
座標系におけるｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向における加速度
は、式（５）に示すように、

【００７６】

【数２】

【００７７】となる。ここで、θｘ＝θｙ＝θｚが微少
な値であると近似すると、式（５）は、式（６）のよう
になる。

【００７８】

【数３】

【００７９】重力加速度を使用して擬似的に加速度を得
る場合には、

【００８０】

【数４】

【００８１】であり、さらに変形して式（８）より、必
要な角度（姿勢）を求めることができる。

【００８２】

【数５】

【００８３】位置・姿勢計算部１２１は、角速度を２回
積分して姿勢データを生成する。

【００８４】位置・姿勢計算部１２１において重力加速
度を位置データ及び姿勢データの一部とする方法は、以
下に示すようである。まず、所定のフィルタによって重
力加速度を所定の周波数（カットオフ周波数ωｃ）によ
り成分の分離（以下周波数分離と呼ぶ）を行い、周波数
の高い成分と低い成分とに分離する。周波数分離の方法
は従来より様々な方法が提案されているが、次式（９）
及び（１０）を用いて、この説明では処理の簡単化と高
速化のため移動平均法を用いた。

【００８５】

【数６】

【数７】

【００８６】式（９）及び（１０）において、変数は以
下のようになっている。Ｘ”（ｔ）：周波数分離する前の体感データ１４ａ中
の重力加速度Ｘ”_L（ｔ）：重力加速度の低周波成分Ｘ”_H（ｔ）：重力加速度の高周波成分 ω_s ：サンプリング周波数

【００８７】尚、この説明中においては、全てのデータ
は、例えば５［Ｖ］のアナログ値を１２ビットのデジタ
ルサンプリングしており、計測器の感度は、加速度（重
力加速度）は０．５［Ｇ／Ｖ］、角速度は０．０２２
［゜／ｓ／Ｖ］である。

【００８８】位置・姿勢計算部１２１は、前述の周波数
の高い成分（体感シミュレーション装置１０００の可動
部の細かい上下動（ヒーブ）成分）を２回積分して位置
データとする。次に、位置・姿勢計算部１２１は、前述
の周波数の低い成分を姿勢データの一部として擬似的に
体感シミュレーション装置１０００の可動部の大きな上
下動成分とする。

【００８９】これにより、体感シミュレーションデータ
１４ａは、体感シミュレーション装置１０００の可動部
の振幅の大きな（以下単に「大きな」と略す）上下動
を、これと同じように実際に揺動装置１４００を大きく
上下動させる代わりに、擬似的に表現することができる
データとなる。

【００９０】そして、位置・姿勢計算部１２１は、角速
度から変換された姿勢データと重力加速度から変換され
た姿勢データの一部とを合成して姿勢データとする。こ
れにより、位置・姿勢計算部１２１は、体感データ１４
から位置データ及び姿勢データを作成することができ
る。

【００９１】上記軸選択部１２２は、体感シミュレーシ
ョン装置１０００を動作させるための図８の揺動装置１
４００の駆動軸数（何組の駆動手段で体感シミュレーシ
ョン装置１０００が動作するか）を選択する。これに応
じて、機構演算部１２３は、体感シミュレーション装置
１０００の駆動軸数とリンク機構等からベクトルを利用
して、例えば体感シミュレーション装置１０００の揺動
装置１４００を動作させるための機構モデルを演算す
る。従って、機構演算部１２３は、体感シミュレーショ
ン装置１０００において任意の軸数の駆動手段に対応し
た処理を行えるようにしておけば、軸選択部１２２によ
って検出された任意の軸数の体感シミュレーション装置
１０００にも対応することができる。尚、軸選択部１２
２は、揺動装置１４００の軸数が一定（予め決められた
機構）であればその予め決められた機構によって機構演
算部１２３を対応させておけば、不要とすることもでき
る。

【００９２】上記機構演算部１２３は、具体的には以下
のような処理を行う。図２５（Ａ）は、体感シミュレー
ション装置１０００の機構を簡略化した斜視図であり、
固定部としてのベース１４１０及び可動部としてのモー
ションテーブル１４２０のみが表示されている。

【００９３】図２５（Ｂ）は、モーションテーブル１４
２０の動作をベクトル化した図である。Ｌベクトルは、
図１１のモーションテーブル１４２０の中心線ＣＬの位
置を示している。つまり、図２５（Ｂ）は、モーション
テーブル１４２０の右半分を示す座標系（以下右手座標
系と呼ぶ）である。モーションテーブル１４２０におい
て、右手座標系及び左手座標系は、互いに対となるよう
に動作するので左手座標系は省略し、右手座標系につい
て説明する。

【００９４】モーションベース１４２０の正面方向をＸ
軸、上方をＺ軸として図２５（Ｂ）に示すように右手座
標系が定められている。また、Ｘ軸周りの回転をθ、Ｙ
軸周りの回転をφ、各軸の単位ベクトルを（ｉ，ｊ，
ｋ）とする。以下の説明では、例えば体感シミュレーシ
ョン装置１０００の動作を、図２５（Ｂ）のようにＺ軸
方向、Ｘ軸周りの回転θ及びＹ軸周りの回転φを使用し
て表現する。

【００９５】図２５（Ｂ）に示すベクトルは、図２５
（Ａ）の機構の可動範囲に合わせて表記されていて、以
下のように定められている。Ｂ：１つの軸の回転角のみ未知のベクトル（円周上）Ｃ：定数ベクトル（固定点）Ｌ：方向が既知で長さが未知なベクトルＲ：未知ベクトル（空間内）Ｓ：長さが既知で方向が未知なベクトル（球面上）上記の用語で、「未知」とはこれから求める（長さ及び
／又は方向が可変なベクトル）ことをいい、「既知」と
は既に判明している（長さ及び／又は方向が固定された
ベクトル）ことをいい、定数ベクトルとはベース１４１
０のような既知のベクトルである。尚、図２５（Ｂ）に
おいて同一の平面で表現するとわかりづらいベクトルＬ
２０、Ｌ５及びＢ２１並びにＢ１８、Ｌ１７及びＬ１９
は、点線でその平面から引き出して表現している。

【００９６】ここで求めるのは、ベクトルＬ２０の長さ
（中央リンク支点（図１１の第２ピン１４５２）の基準
位置からの距離）及びベクトルＬ１９の長さ（右側リン
ク支点（図１１のピン１４３１ａ）の基準位置からの距
離）である。ベクトルＬ２０及びベクトルＬ１９は、そ
れぞれ前述のベクトルＢ、Ｃ、Ｌ、Ｒ及びＳの一例とし
ての図２５（Ｂ）に記載された各ベクトル等を用いて表
すことができる。

【００９７】同様に左手座標系について求めると、入力
値θ、φ、Ｚに対する各所定の基準位置からリンク支点
までの距離が算出することができる。基本姿勢（初期の
姿勢）ではこの距離が既知であるから、モーションベー
ス１４２０が算出された距離との差をパルスに変換して
動作させれば、体感シミュレーション装置１０００にお
いて所望のピッチ（図２５（Ｂ）のφ、ピッチング）、
ロール（図２５（Ｂ）のθ、ローリング）及びヒーブ
（図２５（Ｂ）のＺ、ヒービング）動作をさせることが
できるような体感シミュレーションデータ１４ａを作成
することができる。尚、前述した所定の基準点とは、図
２５（Ａ）のベース１４１０上の特定の固定点を示して
いる。

【００９８】体感シミュレーションデータ１４ａは、モ
ーションファイル１１ａ（図８のモーションファイル１
８３３）、映像ファイル１２ａ（図８の映像ファイル１
８３１）及び音声ファイル１２ｂ（図８の音声ファイル
１８３２）を含んでいる。このように体感シミュレーシ
ョンデータ１４ａが映像ファイル１２ａ、音声ファイル
１２ｂ及びモーションファイル１１ａを別々とせず、一
緒に有することで、操作者は、体感シミュレーションデ
ータ１４の編集を行いやすいという利点がある。

【００９９】以上を前提として、再び図２４を参照して
変換手段１３の構成をさらに説明する。リミット設定・
調整部１２４は、図１のように前述の機構演算部１２３
によって演算された体感シミュレーション装置１０００
の動作範囲が、体感シミュレーション装置１０００の機
構上の動作限界範囲を越えていないかどうかを判断し、
越えるようであれば機構演算部１２３の演算において体
感シミュレーション装置１０００の動作範囲を調整す
る。従って、体感シミュレーション装置１０００が動作
した際に動作可能範囲を超えて動作することで、体感シ
ミュレーション装置１０００が損傷するようなことがな
く、安定した動作が可能である。

【０１００】上記円滑駆動部１２５は、体感シミュレー
ション装置１０００を体感シミュレーションデータ１４
ａによって円滑に動作させる。具体的には、円滑駆動部
１２５は、機構演算部１２３によって演算された体感シ
ミュレーションデータ１４ａが所定の時間間隔（例えば
前述したフレーム影像に合わせたデータであれば１／３
０秒）毎に体感シミュレーション装置１０００を間欠動
作させるようなデータであると、体感シミュレーション
装置１０００の動作が円滑でなくなってしまう（例え
ば、ガタガタした動作をする体感シミュレーション装置
１０００となる）。そこで、円滑駆動部１２５は、例え
ば上述の所定の間隔を埋めるような補間データを有する
ことにより、時間的に連続した体感シミュレーションデ
ータ１４ａを作成することができ、体感シミュレーショ
ン装置１０００は、円滑な動作を行うことができる。

【０１０１】体感シミュレーションデータ作成装置は以
上のような構成であり、次に図１〜図２６を参照しなが
ら体感シミュレーションデータ作成装置によって体感デ
ータから体感シミュレーションデータを作成する手順等
について述べる。図２６は、体感シミュレーションデー
タ作成装置の処理（データ変換方法）等の一例の概要を
示すフローチャートである。

【０１０２】操作者は、例えば図３のような体感データ
作成装置１又はその他所定のソフトウェア等によって作
成した動的な立体映像、音声及び動作情報を同期して包
含する体感データ１４を作成した（ステップＳＴ１）。
この体感データ１４は、例えば図１の情報記録媒体１１
６に格納されている。

【０１０３】操作者は、体感データ１４を編集する（ス
テップＳＴ２）。ここで、「編集」とは、取得した体感
データ１４の内、例えば体感シミュレーション装置１０
００を動作させるに適切な、例えば迫力のある状況の部
分を切り取ったりつなぎ合わせることをいう。この際、
体感データ１４は、図２３のようにモーションデータＭ
Ｄ及び映像／音声データ１２を包含しているが、例えば
それぞれタイムコードが付加されており同期されている
ので、一部分を切り取ったりつなぎ合わせたりしても容
易に同期を取ることができる。したがって、体感データ
１４は、編集が容易である。

【０１０４】操作者は、図１の情報記録媒体１１６を本
体１１８に設けられたディスク装置１０７を介してコン
ピュータ１１７に移動させる（ステップＳＴ３）。体感
シミュレーションデータ作成装置１００は、図２４の変
換手段１３の位置・姿勢計算部１２１によって前述した
ように体感データ１４を位置データ及び姿勢データに変
換する（ステップＳＴ４）。

【０１０５】体感シミュレーションデータ作成装置１０
０は、好ましくは図２４の軸選択部１２２によって体感
シミュレーション装置１０００の駆動系の軸を選択する
（ステップＳＴ５）。リミット設定・調整部１２４は、
好ましくは体感シミュレーション装置１０００その機構
上が動作できる範囲内で動作するように動作限界の設定
（リミット設定）を調整する（ステップＳＴ６）。

【０１０６】体感シミュレーションデータ作成装置１０
０は、前述したように駆動軸の選択及び／又は動作範囲
を設定した後、好ましくは機構演算部１２３によって体
感シミュレーション装置１０００の機構モデルを解析し
て演算し、位置データ及び姿勢データからモーションフ
ァイル１１ａを含む体感シミュレーションデータ１４ａ
を作成する（ステップＳＴ７）。体感シミュレーション
データ作成装置１００は、好ましくは円滑駆動部１２５
によって体感シミュレーション装置１０００を円滑に動
作させるために体感シュミレーションデータ１４ａを修
正する（ステップＳＴ８）。これにより、体感シュミレ
ーションデータ１４ａが完成する。そして、体感シミュ
レーション装置１０００にこの体感シュミレーションデ
ータ１４ａをインストールし、起動させることによって
体感シミュレーション装置１０００が動作する（ステッ
プＳＴ９）。

【０１０７】この発明の実施形態によれば、体感シミュ
レーションデータ作成装置１００は、対象動作物におけ
るモーションデータＭＤを含む体感データ１４に関し
て、位置・姿勢計算部１２１によってモーションデータ
ＭＤに含まれる時間経過に対応した動作変位量を擬似的
に位置データ及び姿勢データに変換する。機構演算部１
２３は、それら位置データ及び姿勢データを揺動装置１
４００を動作させるためのモーションファイル１１ａに
変換する。このようにして作成されたモーションファイ
ル１１ａにより揺動装置１４００を揺動させることで、
体感シミュレーション装置１０００の揺動装置１４００
は対象動作物の動作を擬似的に再現することができる。

【０１０８】よって、対象動作物の動作に基づくモーシ
ョンデータＭＤを、対象動作物の動作を擬似的に再現す
ることができる体感シミュレーション装置１０００の揺
動装置１４００を駆動させるための揺動データに容易
に、そして自動的に変換することができる体感シミュレ
ーションデータ作成装置１００（データ変換装置）と、
データ変換方法及び図２３の変換手段１３（データ変換
機能を有するプログラムを記録したコンピュータ読み取
り可能な情報記録媒体）を提供することができる。

【０１０９】また、従来体感データ１４から体感シミュ
レーションデータ１４を生成するのに長期間を要してい
たのに対して、このような体感シミュレーションデータ
作成装置１００を使用して体感シミュレーションデータ
１４ａを生成すると極めて短い時間で生成することがで
きる。従って、体感シミュレーションデータ作成装置１
００は、体感データ１４を予め用意しておけば体感シミ
ュレーションデータ１４ａを短時間で簡単且つ大量に作
成することができる。しかも、例えば体感データ作成装
置１によって作成された体感データ１４を体感シミュレ
ーションデータ作成装置１００によって変換して体感シ
ミュレーションデータ１４ａを生成し、この体感シミュ
レーションデータ１４ａを体感シミュレーション装置１
０００によって再生すると、人間にとってごく自然な動
作をすることになるので、乗客が快適に体感シミュレー
ション装置１０００を楽しむことができる。

【０１１０】ところでこの発明は上述した実施形態に限
定されるものではない。体感データ１４ａは、そのモー
ションファイル１１ａ等がＭＩＤＩ形式のフォーマット
であり、映像ファイル１２ａ及び音声ファイル１２ｂが
ＭＰＥＧ規格フォーマットデータであるとしているがこ
れらに限られず、様々な規格のフォーマットデータであ
ってもよい。また、体感データ１４ａは、任意の情報記
録媒体に記録されているような形態であっても良い。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、対象動作物の動作に基づく動作情報を、対象動作物
の動作を擬似的に再現することができる揺動装置を駆動
させるための揺動データに容易に、そして自動的に変換
することができるデータ変換装置、データ変換方法及び
データ変換機能を有するプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な情報記録媒体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好ましい実施形態としてのデータ変
換装置及びそのデータ変換装置等を含む体感シミュレー
ションシステムの一例を示す部分斜視図。

【図２】図１の体感データ作成装置の外観の一例を示す
斜視図。

【図３】図２の体感データ作成装置の内部機能を示す機
能構成図。

【図４】図３のコンピュータの内部構成を示す概要構成
図。

【図５】図４のメモリの内部を示す図。

【図６】図３のビデオレコーダの内部の処理手段を示す
図。

【図７】図１の体感シミュレーション装置の外形例を示
す概略斜視図。

【図８】図７の体感シミュレーション装置の概略システ
ムを示す構成図。

【図９】図７の体感シミュレーション装置のロックアー
ムの詳細を示す一部断面側面図。

【図１０】図７の体感シミュレーション装置のロックア
ームの詳細を示す一部断面平面図。

【図１１】図７の体感シミュレーション装置の揺動装置
の詳細を示す第１の斜視図。

【図１２】図７の揺動装置の詳細を示す第２の斜視図。

【図１３】図７の揺動装置の駆動手段の配置を示す平面
図。

【図１４】図７の揺動装置の全体構成を示す第１の側面
図。

【図１５】図７の揺動装置の全体構成を示す第２の側面
図。

【図１６】図７の揺動装置の全体構成を示す第３の側面
図。

【図１７】図７の揺動装置の全体構成を示す第４の側面
図。

【図１８】図７の揺動装置の駆動手段を示す斜視図。

【図１９】図７の揺動装置の駆動手段を示す側面図。

【図２０】図７の揺動装置の駆動手段の要部の別の形態
を示す側面図。

【図２１】図７の揺動装置の駆動手段の要部のさらに別
の形態を示す側面図。

【図２２】図１の体感シミュレーションデータ作成装置
の構成例を示すブロック図。

【図２３】変換手段の処理例を示すブロック図。

【図２４】図２３の変換手段の処理の一例を示すブロッ
ク図。

【図２５】図１１の体感シミュレーション装置の動作を
ベクトル化して表現したベクトル図。

【図２６】図１の体感シミュレーションデータ作成装置
の処理等の一例の概要を示すフローチャート。

【符号の説明】

１１ａ・・・モーションファイル（揺動データ）、１２
・・・映像／音声データ（動的な立体映像及び音声）、
１２ａ・・・映像ファイル（動的な立体映像）、１２ｂ
・・・音声ファイル（音声）、１３・・・変換手段、１
４・・・体感データ、１４ａ・・・体感シミュレーショ
ンデータ、１００・・・体感シミュレーションデータ作
成装置（データ変換装置）、１２１・・・位置・姿勢計
算部（位置・姿勢変換手段）、１２２・軸選択部（揺動
データ変換手段）、１２３・・・機構演算部（揺動デー
タ変換手段）、１２５・・・円滑駆動部（揺動データ変
換手段）、ＭＤ・・・モーションデータ（動作情報）、
１４００・・・揺動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者根本強一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者堀松和人東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者山口稔東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 9A001 BZ03 DD12 EE02 FF01 GG01 HH18 HH30 HH32 HH34 HZ20 JJ76 KK45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象動作物における時間経過に対応した
動作変位量を含む動作情報を、揺動装置を駆動するため
の揺動データに変換するデータ変換装置であって、前記動作情報の前記動作変位量を擬似的に位置データ及
び姿勢データに変換する位置・姿勢変換手段と、前記位置データ及び前記姿勢データから前記揺動装置の
構成に対応して、前記揺動装置を揺動させるための前記
揺動データに変換する揺動データ変換手段とを有するこ
とを特徴とするデータ変換装置。
【請求項２】前記動作情報は、前記対象動作物におけ
る実画像である動的な立体映像及び音声を有する体感デ
ータの一部であり、前記動的な立体映像及び前記音声と
同期している請求項１に記載のデータ変換装置。
【請求項３】前記位置・姿勢変換手段は、前記動作情報に含まれる第１要素を前記姿勢データに変
換し、前記動作情報に含まれる第２要素を前記位置デー
タ及び前記姿勢データの一部に変換する請求項１に記載
のデータ変換装置。
【請求項４】前記位置・姿勢変換手段は、前記第２要
素の成分を予め決められた周波数によって分離して、周
波数の高い成分を前記位置データに変換し、周波数の低
い成分を前記姿勢データの一部として変換する請求項３
に記載のデータ変換装置。
【請求項５】前記第１要素は角速度であり、前記第２
要素は重力加速度である請求項３に記載のデータ変換装
置。
【請求項６】前記揺動データ変換手段は、前記位置デ
ータ及び前記姿勢データを前記揺動データに変換する際
に、前記揺動装置の構成に対応して前記揺動装置を揺動
させるようにデータ変換を行う請求項１に記載のデータ
変換装置。
【請求項７】前記揺動データ変換手段は、前記揺動装
置を円滑に動作させるように前記揺動データを変換する
請求項１に記載のデータ変換装置。
【請求項８】対象動作物における時間経過に対応した
動作変位量を含む動作情報を、揺動装置を駆動するため
の揺動データに変換するデータ変換方法であって、前記動作情報の前記動作変位量を位置・姿勢変換手段に
よって擬似的に位置データ及び姿勢データに変換し、揺動データ変換手段によって前記位置データ及び前記姿
勢データから前記揺動装置の構成に対応して、前記揺動
装置を揺動させるための前記揺動データに変換すること
を特徴とするデータ変換方法。
【請求項９】前記動作情報は、前記対象動作物におけ
る実画像である動的な立体映像及び音声を有する体感デ
ータの一部であり、前記動的な立体映像及び前記音声と
同期している請求項８に記載のデータ変換方法。
【請求項１０】前記位置・姿勢変換手段は、前記動作情報に含まれる第１要素を前記姿勢データに変
換し、前記動作情報に含まれる第２要素を前記位置デー
タ及び前記姿勢データの一部に変換する請求項８に記載
のデータ変換方法。
【請求項１１】前記位置・姿勢変換手段は、前記第２
要素を予め決められた周波数によって分離して、周波数
の高い成分を前記位置データに変換し、周波数の低い成
分を前記姿勢データの一部として変換する請求項１０に
記載のデータ変換方法。
【請求項１２】前記第１要素は角速度であり、前記第
２要素は重力加速度である請求項１０に記載のデータ変
換方法。
【請求項１３】前記揺動データ変換手段は、前記位置
・姿勢変換手段によって前記位置データ及び前記姿勢デ
ータを前記揺動データに変換する際に、前記揺動装置の
構成に対応して前記揺動装置を揺動させるようにデータ
変換を行う請求項８に記載のデータ変換方法。
【請求項１４】前記揺動データ変換手段は、前記揺動
装置を円滑に動作させるように前記揺動データを変換す
る請求項８に記載のデータ変換方法。
【請求項１５】対象動作物における時間経過に対応し
た動作変位量を含む動作情報を、揺動装置を駆動するた
めの揺動データに変換するデータ変換機能を有するプロ
グラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録
媒体であって、前記動作情報の前記動作変位量を位置・姿勢変換手段に
よって擬似的に位置データ及び姿勢データに変換し、揺動データ変換手段によって前記位置データ及び前記姿
勢データから前記揺動装置の構成に対応して、前記揺動
装置を揺動させるための前記揺動データに変換するデー
タ変換機能を有するプログラムを記録したことを特徴と
するコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１６】前記動作情報は、前記対象動作物にお
ける実画像である動的な立体映像及び音声を有する体感
データの一部であり、前記動的な立体映像及び前記音声
と同期しているデータ変換機能を有するプログラムを記
録した請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な
情報記録媒体。
【請求項１７】前記位置・姿勢変換手段は、前記動作情報に含まれる第１要素を前記姿勢データに変
換し、前記動作情報に含まれる第２要素を前記位置デー
タ及び前記姿勢データの一部に変換するデータ変換機能
を有するプログラムを記録した請求項１５に記載のコン
ピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１８】前記位置・姿勢変換手段は、前記第２
要素を予め決められた周波数によって分離して、周波数
の高い成分を前記位置データに変換し、周波数の低い成
分を前記姿勢データの一部として変換するデータ変換機
能を有するプログラムを記録した請求項１７に記載のコ
ンピュータ読み取り可能な情報記録媒体。
【請求項１９】前記第１要素は角速度であり、前記第
２要素は重力加速度であるデータ変換機能を有するプロ
グラムを記録した請求項１７に記載のコンピュータ読み
取り可能な情報記録媒体。
【請求項２０】前記揺動データ変換手段は、前記位置
・姿勢変換手段によって前記位置データ及び前記姿勢デ
ータを前記揺動データに変換する際に、前記揺動装置の
構成に対応して前記揺動装置を揺動させるようにデータ
変換を行うデータ変換機能を有するプログラムを記録し
た請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な情報
記録媒体。
【請求項２１】前記揺動データ変換手段は、前記揺動
装置を円滑に動作させるように前記揺動データを変換す
るデータ変換機能を有するプログラムを記録した請求項
１５に記載のコンピュータ読み取り可能な情報記録媒
体。