JP2001229394A - 仮想空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
仮想空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御プログラムを記録した記録媒体Info
- Publication number
- JP2001229394A JP2001229394A JP2000039399A JP2000039399A JP2001229394A JP 2001229394 A JP2001229394 A JP 2001229394A JP 2000039399 A JP2000039399 A JP 2000039399A JP 2000039399 A JP2000039399 A JP 2000039399A JP 2001229394 A JP2001229394 A JP 2001229394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- virtual space
- vector
- sensors
- axis
- moving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 仮想空間内での移動範囲を限定しない移動手
段を提供する。 【解決手段】 計測部１２で計測した、頭、肩、腰に取
り付けたセンサ２０1〜２０3の位置の位置情報に基づい
て、ベクトル算出部１３で上半身の傾きを示す近似ベク
トルを算出する。方向算出部１４と移動方向算出部１５
で、近似ベクトルの傾き方向から移動方向を決定し、傾
き算出部１６と移動速度算出部１７で近似ベクトルの傾
きの大きさに応じた移動速度を決定する。その移動方向
および移動速度で仮想空間内を移動するような画像を、
表示部１８から画像表示装置３０に指示して表示させ
る。
段を提供する。 【解決手段】 計測部１２で計測した、頭、肩、腰に取
り付けたセンサ２０1〜２０3の位置の位置情報に基づい
て、ベクトル算出部１３で上半身の傾きを示す近似ベク
トルを算出する。方向算出部１４と移動方向算出部１５
で、近似ベクトルの傾き方向から移動方向を決定し、傾
き算出部１６と移動速度算出部１７で近似ベクトルの傾
きの大きさに応じた移動速度を決定する。その移動方向
および移動速度で仮想空間内を移動するような画像を、
表示部１８から画像表示装置３０に指示して表示させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、仮想空間の制御技
術に関し、特に仮想空間内での移動制御の技術に関す
る。
術に関し、特に仮想空間内での移動制御の技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】仮想空間とは、現実感をともなった仮想
的な世界をコンピュータによって人工的に作り出したも
のである。この仮想空間を人間に体験させるシステムは
ゲームに多く取り入れらている。また、さまざまな産業
におけるシミュレーションなどのマン・マシン・インタ
フェースとして注目されており、その応用範囲は広い。
そして、仮想空間によるマン・マシン・インタフェース
では、現実の空間を実際に移動しているかのごとく移動
可能なことが望ましい。そのためには、特別の操作等を
必要としない、人間の自然な動作による直感的な移動が
求められている。
的な世界をコンピュータによって人工的に作り出したも
のである。この仮想空間を人間に体験させるシステムは
ゲームに多く取り入れらている。また、さまざまな産業
におけるシミュレーションなどのマン・マシン・インタ
フェースとして注目されており、その応用範囲は広い。
そして、仮想空間によるマン・マシン・インタフェース
では、現実の空間を実際に移動しているかのごとく移動
可能なことが望ましい。そのためには、特別の操作等を
必要としない、人間の自然な動作による直感的な移動が
求められている。
【０００３】仮想空間を人間に体験させる従来のシステ
ムとして、壁面、床面をディスプレイとした箱型の空間
内で立体視用メガネを装着して立体映像を見ることで、
仮想空間を体験するというものがある。この箱型空間の
システムでは、実際に歩行、あるいは走行することによ
って仮想空間内での移動を体験することができる。
ムとして、壁面、床面をディスプレイとした箱型の空間
内で立体視用メガネを装着して立体映像を見ることで、
仮想空間を体験するというものがある。この箱型空間の
システムでは、実際に歩行、あるいは走行することによ
って仮想空間内での移動を体験することができる。
【０００４】また、仮想空間を人間に体験させるシステ
ムの別の例として、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄ
ｉｓｐｌａｙ）を装着するものがある。ＨＭＤには方
向、位置等を検出する磁気センサ、超音波センサ等が設
けられており、検出した方向や位置のデータをコンピュ
ータに送る。そして、それらのデータに基づいてコンピ
ュータで作られた画像がＨＭＤに送られて画像が表示さ
れる。
ムの別の例として、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄ
ｉｓｐｌａｙ）を装着するものがある。ＨＭＤには方
向、位置等を検出する磁気センサ、超音波センサ等が設
けられており、検出した方向や位置のデータをコンピュ
ータに送る。そして、それらのデータに基づいてコンピ
ュータで作られた画像がＨＭＤに送られて画像が表示さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】箱型空間による従来の
システムでは人間が移動できる範囲が有限なので、仮想
空間内での移動もそれによって制限される。
システムでは人間が移動できる範囲が有限なので、仮想
空間内での移動もそれによって制限される。
【０００６】また、ＨＭＤを用いたシステムでは、位置
や方向を検出するためのセンサからコンピュータにデー
タを送信するためにケーブルが接続されている。それに
よって人間が実際に移動できる範囲が制限されるので仮
想空間内で移動できる範囲も制限される。これは、小林
他：“体重移動によるサイバースペース内移動インタフ
ェース，”信学論Ｄ-II、pp.933-943、May 1998.でも
明らかにされている。
や方向を検出するためのセンサからコンピュータにデー
タを送信するためにケーブルが接続されている。それに
よって人間が実際に移動できる範囲が制限されるので仮
想空間内で移動できる範囲も制限される。これは、小林
他：“体重移動によるサイバースペース内移動インタフ
ェース，”信学論Ｄ-II、pp.933-943、May 1998.でも
明らかにされている。
【０００７】本来であれば無限の広さを持つことが可能
な仮想空間で、移動範囲が制限されることは好ましいこ
とではない。
な仮想空間で、移動範囲が制限されることは好ましいこ
とではない。
【０００８】本発明の目的は、仮想空間内での移動範囲
を限定せず、かつ自然な動作によって移動が可能な仮想
空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御
プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
を限定せず、かつ自然な動作によって移動が可能な仮想
空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御
プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の仮想空間制御方法は、実空間上の人間の動
きに応じて仮想空間内の表示画像を変化させる仮想空間
制御方法であって、人体に複数のセンサを装着するステ
ップと、人間の歩く平面をＸ−Ｙ平面、これに垂直な直
線をＺ軸とする空間における複数のセンサの位置を計測
するステップと、複数のセンサの位置から、複数のセン
サの装着位置ないしその近傍を通る近似直線上で、所定
の方向を有する近似ベクトルを算出するステップと、近
似ベクトルとＺ軸がなす角度を傾きとして、また近似ベ
クトルをＸ−Ｙ平面に投影したベクトルとＸ軸がなす角
度を方向として求めるステップと、前記傾きと前記方向
からセンサを装着した人間の移動速度と移動方向をそれ
ぞれ決定するステップと、決定された移動速度と移動方
向により仮想空間内に表示されている画像を変化させる
ステップを有する。
に、本発明の仮想空間制御方法は、実空間上の人間の動
きに応じて仮想空間内の表示画像を変化させる仮想空間
制御方法であって、人体に複数のセンサを装着するステ
ップと、人間の歩く平面をＸ−Ｙ平面、これに垂直な直
線をＺ軸とする空間における複数のセンサの位置を計測
するステップと、複数のセンサの位置から、複数のセン
サの装着位置ないしその近傍を通る近似直線上で、所定
の方向を有する近似ベクトルを算出するステップと、近
似ベクトルとＺ軸がなす角度を傾きとして、また近似ベ
クトルをＸ−Ｙ平面に投影したベクトルとＸ軸がなす角
度を方向として求めるステップと、前記傾きと前記方向
からセンサを装着した人間の移動速度と移動方向をそれ
ぞれ決定するステップと、決定された移動速度と移動方
向により仮想空間内に表示されている画像を変化させる
ステップを有する。
【００１０】人体に取り付けた複数のセンサの位置に基
づき、人間の移動速度と移動方向を求め、この移動速度
と移動方向によって仮想空間内に表示されている画像を
変化させることにより、実空間の人間が仮想空間内を自
由に、範囲を限定せずに移動できる。
づき、人間の移動速度と移動方向を求め、この移動速度
と移動方向によって仮想空間内に表示されている画像を
変化させることにより、実空間の人間が仮想空間内を自
由に、範囲を限定せずに移動できる。
【００１１】なお、本発明の実施態様によれば、Ｚ軸と
ベクトルがなす角度を複数の範囲に分割して、分割され
た各範囲に異なる速度を割り当てておき、前記傾きが含
まれる範囲に割り当てられている速度を移動速度として
決定し、また、Ｘ−Ｙ平面上でＸ軸とベクトルがなす角
度を複数の範囲に分割して、分割された各範囲に異なる
方向を割り当てておき、前記方向が含まれる範囲に割り
当てられている方向を移動方向として決定する。
ベクトルがなす角度を複数の範囲に分割して、分割され
た各範囲に異なる速度を割り当てておき、前記傾きが含
まれる範囲に割り当てられている速度を移動速度として
決定し、また、Ｘ−Ｙ平面上でＸ軸とベクトルがなす角
度を複数の範囲に分割して、分割された各範囲に異なる
方向を割り当てておき、前記方向が含まれる範囲に割り
当てられている方向を移動方向として決定する。
【００１２】また、本発明の実施態様によれば、近似ベ
クトルを算出するステップでは、センサが２つのときは
センサの位置を結ぶ直線上、センサが３つ以上のときは
センサの位置に基づく回帰分析によって得られる直線上
にある近似ベクトルを算出する。
クトルを算出するステップでは、センサが２つのときは
センサの位置を結ぶ直線上、センサが３つ以上のときは
センサの位置に基づく回帰分析によって得られる直線上
にある近似ベクトルを算出する。
【００１３】一方、本発明の仮想空間制御装置は、人体
に装着された複数のセンサの位置から得られる実空間上
の人間の動きに応じて仮想空間としての表示画像を変化
させる仮想空間制御装置であって、人間の歩く平面をＸ
−Ｙ平面、これに垂直な直線をＺ軸とする空間における
複数のセンサの位置を計測する計測手段と、複数のセン
サの位置から、複数のセンサの装着位置ないしその近傍
を通る近似直線上で、所定の方向を有する近似ベクトル
を算出するベクトル算出手段と、近似ベクトルとＺ軸が
なす角度を傾きとして算出する傾き算出手段と、近似ベ
クトルをＸ−Ｙ平面に投影したベクトルとＸ軸がなす角
度を方向として算出する方向算出手段と、傾きからセン
サを装着した人間の移動速度を決定する移動速度決定手
段と、前記方向からセンサを装着した人間の移動方向を
決定する移動方向決定手段と、決定された移動速度と移
動方向により仮想空間として表示されている画像を変化
させる表示手段を有する。
に装着された複数のセンサの位置から得られる実空間上
の人間の動きに応じて仮想空間としての表示画像を変化
させる仮想空間制御装置であって、人間の歩く平面をＸ
−Ｙ平面、これに垂直な直線をＺ軸とする空間における
複数のセンサの位置を計測する計測手段と、複数のセン
サの位置から、複数のセンサの装着位置ないしその近傍
を通る近似直線上で、所定の方向を有する近似ベクトル
を算出するベクトル算出手段と、近似ベクトルとＺ軸が
なす角度を傾きとして算出する傾き算出手段と、近似ベ
クトルをＸ−Ｙ平面に投影したベクトルとＸ軸がなす角
度を方向として算出する方向算出手段と、傾きからセン
サを装着した人間の移動速度を決定する移動速度決定手
段と、前記方向からセンサを装着した人間の移動方向を
決定する移動方向決定手段と、決定された移動速度と移
動方向により仮想空間として表示されている画像を変化
させる表示手段を有する。
【００１４】なお、本発明の実施態様によれば、Ｚ軸と
ベクトルがなす角度が複数の範囲に分割され、分割され
た各範囲に異なる速度が割り当てられた角度範囲と速度
の関係、およびＸ−Ｙ平面でＸ軸とベクトルがなす角度
が複数に分割され、分割された各範囲に異なる方向が割
り当てられた角度範囲と方向の関係を記憶したメモリを
さらに有し、移動速度決定手段は前記傾きが含まれる範
囲に割り当てられている速度を移動速度として決定し、
移動方向決定手段は前記方向が含まれる範囲に割り当て
られている方向を移動方向として決定する。
ベクトルがなす角度が複数の範囲に分割され、分割され
た各範囲に異なる速度が割り当てられた角度範囲と速度
の関係、およびＸ−Ｙ平面でＸ軸とベクトルがなす角度
が複数に分割され、分割された各範囲に異なる方向が割
り当てられた角度範囲と方向の関係を記憶したメモリを
さらに有し、移動速度決定手段は前記傾きが含まれる範
囲に割り当てられている速度を移動速度として決定し、
移動方向決定手段は前記方向が含まれる範囲に割り当て
られている方向を移動方向として決定する。
【００１５】また、本発明の実施態様によれば、ベクト
ル算出手段は、センサが２つのときはセンサを結ぶ直線
上、センサが３つ以上のときはセンサの位置に基づく回
帰分析によって得られる直線上にある近似ベクトルを算
出する。
ル算出手段は、センサが２つのときはセンサを結ぶ直線
上、センサが３つ以上のときはセンサの位置に基づく回
帰分析によって得られる直線上にある近似ベクトルを算
出する。
【００１６】そして、本発明の記録媒体は、実空間上の
人間の動きに応じて仮想空間内の表示画像を変化させる
仮想空間制御プログラムであって、人間の歩く平面をＸ
−Ｙ平面、これに垂直な直線をＺ軸とする空間における
人体に装着された複数のセンサの位置を計測する処理
と、複数のセンサの位置から、複数のセンサの装着位置
ないしその近傍を通る近似直線上で、所定の方向を有す
る近似ベクトルを算出する処理と、近似ベクトルとＺ軸
がなす角度を傾きとして、また近似ベクトルをＸ−Ｙ平
面に投影したベクトルとＸ軸がなす角度を方向として求
める処理と、前記傾きと前記方向からセンサを装着した
人間の移動速度と移動方向をそれぞれ決定する処理と、
決定された移動速度と移動方向により仮想空間として表
示されている画像を変化させる処理をコンピュータに実
行させるための仮想空間制御プログラムが記録されてい
る。
人間の動きに応じて仮想空間内の表示画像を変化させる
仮想空間制御プログラムであって、人間の歩く平面をＸ
−Ｙ平面、これに垂直な直線をＺ軸とする空間における
人体に装着された複数のセンサの位置を計測する処理
と、複数のセンサの位置から、複数のセンサの装着位置
ないしその近傍を通る近似直線上で、所定の方向を有す
る近似ベクトルを算出する処理と、近似ベクトルとＺ軸
がなす角度を傾きとして、また近似ベクトルをＸ−Ｙ平
面に投影したベクトルとＸ軸がなす角度を方向として求
める処理と、前記傾きと前記方向からセンサを装着した
人間の移動速度と移動方向をそれぞれ決定する処理と、
決定された移動速度と移動方向により仮想空間として表
示されている画像を変化させる処理をコンピュータに実
行させるための仮想空間制御プログラムが記録されてい
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】図１を参照すると、本発明の一実施形態の
仮想空間制御装置１０は、人体に装着された複数の（本
実施形態では３個）センサ２０1、２０2、２０3の３次
元位置情報に基づき、体を傾けた方向（移動方向）に、
傾きの大きさに応じた移動速度で仮想区間内を移動して
いるような画像を画像表示装置３０に表示するものであ
る。画像表示装置３０としては、ＨＭＤによるものや壁
３面と床面がディスプレイである箱型の空間等がある。
仮想空間制御装置１０は、人体に装着された複数の（本
実施形態では３個）センサ２０1、２０2、２０3の３次
元位置情報に基づき、体を傾けた方向（移動方向）に、
傾きの大きさに応じた移動速度で仮想区間内を移動して
いるような画像を画像表示装置３０に表示するものであ
る。画像表示装置３０としては、ＨＭＤによるものや壁
３面と床面がディスプレイである箱型の空間等がある。
【００１９】本実施形態では、図２に示すように、Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸により構成される３次元空間で人の足の
底面をＸ−Ｙ平面、背の高さ方向をＺ軸方向とし、この
実空間上に立っている人の頭、首、腰に磁気式、超音波
式、光学式等の既存のセンサ２０1、２０2、２０3がそ
れぞれ装着されている。
軸、Ｙ軸、Ｚ軸により構成される３次元空間で人の足の
底面をＸ−Ｙ平面、背の高さ方向をＺ軸方向とし、この
実空間上に立っている人の頭、首、腰に磁気式、超音波
式、光学式等の既存のセンサ２０1、２０2、２０3がそ
れぞれ装着されている。
【００２０】仮想空間制御装置１０は、割当部１１と、
計測部１２と、ベクトル算出部１３と、方向算出部１４
と、移動方向決定部１５と、傾き算出部１６と、移動速
度決定部１７と、表示部１８で構成されている。
計測部１２と、ベクトル算出部１３と、方向算出部１４
と、移動方向決定部１５と、傾き算出部１６と、移動速
度決定部１７と、表示部１８で構成されている。
【００２１】割当部１１は、図３に示すように、Ｘ−Ｙ
平面の１８０°の角度が８等分され、原点から延びるそ
れぞれの角度範囲に対して移動方向Ｄ１、移動方向Ｄ
２、…、移動方向Ｄ８が割り当てられ、また、図４に示
したように、Ｚ軸を含む平面の９０°の角度が４等分さ
れ原点から延びるそれぞれの角度範囲に対して０ｍ／
ｓ，３ｍ／ｓ，６ｍ／ｓ，９ｍ／ｓの移動速度が割り当
てられ、これら角度範囲と移動方向との関係、角度範囲
と移動速度との関係を記憶している。これらの角度の分
割と、対応する移動方向および移動速度は任意に設定可
能な設定値である。
平面の１８０°の角度が８等分され、原点から延びるそ
れぞれの角度範囲に対して移動方向Ｄ１、移動方向Ｄ
２、…、移動方向Ｄ８が割り当てられ、また、図４に示
したように、Ｚ軸を含む平面の９０°の角度が４等分さ
れ原点から延びるそれぞれの角度範囲に対して０ｍ／
ｓ，３ｍ／ｓ，６ｍ／ｓ，９ｍ／ｓの移動速度が割り当
てられ、これら角度範囲と移動方向との関係、角度範囲
と移動速度との関係を記憶している。これらの角度の分
割と、対応する移動方向および移動速度は任意に設定可
能な設定値である。
【００２２】計測部１２は、センサ２０1、２０2、２０
3の出力からそれらの３次元位置を計測する。既存の３
次元位置計測方法としては、例えば、木田他：“没入型
仮想空間体験システムCAVETMにおけるリアルタイム人物
動作認識，”信学技報，ＰＲＭＵ99-102，pp.9-16，Nov
ember. 1999.に記載されているものがある（CAVEはイ
リノイ大学の登録商標）。
3の出力からそれらの３次元位置を計測する。既存の３
次元位置計測方法としては、例えば、木田他：“没入型
仮想空間体験システムCAVETMにおけるリアルタイム人物
動作認識，”信学技報，ＰＲＭＵ99-102，pp.9-16，Nov
ember. 1999.に記載されているものがある（CAVEはイ
リノイ大学の登録商標）。
【００２３】ベクトル算出部１３は、センサ２０1、２
０2、２０3の３次元位置座標から、それらセンサ２
０1、２０2、２０3の近傍を通る直線（近似直線）を求
め、その直線上で腰から頭に向かう方向を有する近似ベ
クトルを算出する。本発明では、近似ベクトルの大きさ
は任意である。
０2、２０3の３次元位置座標から、それらセンサ２
０1、２０2、２０3の近傍を通る直線（近似直線）を求
め、その直線上で腰から頭に向かう方向を有する近似ベ
クトルを算出する。本発明では、近似ベクトルの大きさ
は任意である。
【００２４】方向算出部１４は、図５に示すように、算
出された近似ベクトルをＸ−Ｙ平面上に投影し、投影し
たベクトルがＸ軸に対してなす角度αを算出する。
出された近似ベクトルをＸ−Ｙ平面上に投影し、投影し
たベクトルがＸ軸に対してなす角度αを算出する。
【００２５】傾き算出部１６は、図７に示すように、算
出された近似直線がＺ軸に対してなす角度βを算出す
る。
出された近似直線がＺ軸に対してなす角度βを算出す
る。
【００２６】移動方向決定部１５は、方向算出部１４に
よって算出された角度αが割当部１１が割り当てたどの
角度範囲に含まれるか、角度範囲を探索し、含まれる角
度範囲に対応する移動方向を出力する。例えば、角度α
0のとき図６に示すように、移動方向Ｄ２が出力され
る。
よって算出された角度αが割当部１１が割り当てたどの
角度範囲に含まれるか、角度範囲を探索し、含まれる角
度範囲に対応する移動方向を出力する。例えば、角度α
0のとき図６に示すように、移動方向Ｄ２が出力され
る。
【００２７】移動速度決定部１７は、傾き算出部１６に
よって算出された角度βが、割当部１１が割り当てたど
の角度範囲に含まれるか、角度範囲を探索し、含まれる
角度範囲に対応する移動速度を出力する。例えば、角度
β0のとき図８に示すように、移動速度３ｍ／ｓが出力
される。
よって算出された角度βが、割当部１１が割り当てたど
の角度範囲に含まれるか、角度範囲を探索し、含まれる
角度範囲に対応する移動速度を出力する。例えば、角度
β0のとき図８に示すように、移動速度３ｍ／ｓが出力
される。
【００２８】表示部１８は、移動方向決定部１５から出
力された移動方向および移動速度決定部１７から出力さ
れた移動速度に合わせて、画像表示装置３０に表示され
ている仮想空間内の表示画像を変化させる。
力された移動方向および移動速度決定部１７から出力さ
れた移動速度に合わせて、画像表示装置３０に表示され
ている仮想空間内の表示画像を変化させる。
【００２９】なお、割当部１１には、予め、Ｘ−Ｙ平面
上のベクトルがＸ軸に対してなす角度を分類するための
複数の角度範囲と、その角度範囲に対応する移動方向の
関係（図３）と、３次元空間内のベクトルがＺ軸に対し
てなす角度を分類するための複数の角度範囲と、その角
度範囲に対応する移動速度の関係（図４）が設定されて
いる。
上のベクトルがＸ軸に対してなす角度を分類するための
複数の角度範囲と、その角度範囲に対応する移動方向の
関係（図３）と、３次元空間内のベクトルがＺ軸に対し
てなす角度を分類するための複数の角度範囲と、その角
度範囲に対応する移動速度の関係（図４）が設定されて
いる。
【００３０】次に、本実施の形態の仮想空間制御装置１
０の動作を図９のフローチャートにより説明する。
０の動作を図９のフローチャートにより説明する。
【００３１】まず、ステップ１００に、センサ２０1、
２０2、２０3の３次元位置が計測可能かどうかを判定す
る。計測可能でなければ計測可能となるまで判定を繰り
返し、計測可能であれば計測部１２で計測する。ステッ
プ１０１に、ベクトル算出部１３により、計測された３
点の３次元位置に基づき３点またはその近傍を通る直線
（近似直線）を求め、さらにその近似直線上で腰から頭
に向かう方向の近似ベクトルを算出する。近似直線の算
出の方法として、例えば、回帰分析による方法がある。
すなわち、センサ２０1、２０2、２０3の位置に対する
線形回帰式によって近似直線を算出する方法である。
２０2、２０3の３次元位置が計測可能かどうかを判定す
る。計測可能でなければ計測可能となるまで判定を繰り
返し、計測可能であれば計測部１２で計測する。ステッ
プ１０１に、ベクトル算出部１３により、計測された３
点の３次元位置に基づき３点またはその近傍を通る直線
（近似直線）を求め、さらにその近似直線上で腰から頭
に向かう方向の近似ベクトルを算出する。近似直線の算
出の方法として、例えば、回帰分析による方法がある。
すなわち、センサ２０1、２０2、２０3の位置に対する
線形回帰式によって近似直線を算出する方法である。
【００３２】ステップ１０２に、方向算出部１４で図６
のように近似ベクトルをＸ−Ｙ平面に投影し、投影して
できたベクトルがＸ軸に対してなす角度αを算出する。
続いて、ステップ１０３に移動方向決定部１５で角度α
をそれに対応する移動方向に変換する。本実施形態で
は、図６に示すように移動方向Ｄ２が得られる。
のように近似ベクトルをＸ−Ｙ平面に投影し、投影して
できたベクトルがＸ軸に対してなす角度αを算出する。
続いて、ステップ１０３に移動方向決定部１５で角度α
をそれに対応する移動方向に変換する。本実施形態で
は、図６に示すように移動方向Ｄ２が得られる。
【００３３】また、ステップ１０４に、傾き算出部１６
で、図７のように近似ベクトルがＺ軸に対してなす角度
βを算出する。続いて、ステップ１０５に移動速度決定
部１７で角度βをそれに対応する移動速度に変換する。
本実施形態では、図８に示すように移動速度３ｍ／ｓが
得られる。最後に、ステップ１０６に表示部１８で移動
方向Ｄ２および移動速度３ｍ／ｓで移動しているように
画像を変化させる。
で、図７のように近似ベクトルがＺ軸に対してなす角度
βを算出する。続いて、ステップ１０５に移動速度決定
部１７で角度βをそれに対応する移動速度に変換する。
本実施形態では、図８に示すように移動速度３ｍ／ｓが
得られる。最後に、ステップ１０６に表示部１８で移動
方向Ｄ２および移動速度３ｍ／ｓで移動しているように
画像を変化させる。
【００３４】一般に、人間は前方に進もうとするときに
無意識に体を前傾させる傾向がある。本発明は、その人
間の自然な動作を仮想空間内の移動の制御に利用したも
のである。本実施形態の仮想空間制御装置１０によれ
ば、人体に取り付けた複数のセンサ２０1、２０2、２０
3の位置に基づき、体を傾けた方向に、傾きの大きさに
応じた速度で仮想空間内を移動しているように画像表示
装置３０に画像を表示させるので、無意識の動作に近い
自然な動作によって、人間に仮想空間内での無限範囲の
移動を体験させることができる。
無意識に体を前傾させる傾向がある。本発明は、その人
間の自然な動作を仮想空間内の移動の制御に利用したも
のである。本実施形態の仮想空間制御装置１０によれ
ば、人体に取り付けた複数のセンサ２０1、２０2、２０
3の位置に基づき、体を傾けた方向に、傾きの大きさに
応じた速度で仮想空間内を移動しているように画像表示
装置３０に画像を表示させるので、無意識の動作に近い
自然な動作によって、人間に仮想空間内での無限範囲の
移動を体験させることができる。
【００３５】図１０を参照すると、本発明の他の実施の
形態の仮想空間制御装置は、センサ２０1〜２０3と、画
像表示装置３０と、記憶装置４０と、記録媒体５０と、
データ処理装置６０で構成されている。センサ２０1〜
２０3と画像表示装置３０は、図１に示したものと同じ
である。記憶装置４０には、割当部１１に設定されてい
る角度範囲と移動速度の関係、角度範囲と移動方向の関
係が記録されている。記録媒体５０は、フロッピー（登
録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等の
記録媒体、図１中の計測部１２から表示部１８までの各
部の処理からなる仮想空間制御プログラムが記録されて
いる。データ処理装置６０は、ＣＰＵ，入出力インタフ
ェース等を含み、記録媒体５０から仮想空間制御プログ
ラムを読み取り、記憶装置４０に格納した後、これを実
行する。
形態の仮想空間制御装置は、センサ２０1〜２０3と、画
像表示装置３０と、記憶装置４０と、記録媒体５０と、
データ処理装置６０で構成されている。センサ２０1〜
２０3と画像表示装置３０は、図１に示したものと同じ
である。記憶装置４０には、割当部１１に設定されてい
る角度範囲と移動速度の関係、角度範囲と移動方向の関
係が記録されている。記録媒体５０は、フロッピー（登
録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等の
記録媒体、図１中の計測部１２から表示部１８までの各
部の処理からなる仮想空間制御プログラムが記録されて
いる。データ処理装置６０は、ＣＰＵ，入出力インタフ
ェース等を含み、記録媒体５０から仮想空間制御プログ
ラムを読み取り、記憶装置４０に格納した後、これを実
行する。
【００３６】なお、以上の実施形態では、頭、首、腰の
３点の位置に基づいて仮想空間内での移動を制御する例
を示したが、頭と腰、または首と腰を単に結ぶことでで
きるベクトルによって実施することも可能である。さら
に、人間の他のさまざまな動作を利用すれば、腰と膝と
足、膝と足、腰と足などによって実施することも可能で
ある。
３点の位置に基づいて仮想空間内での移動を制御する例
を示したが、頭と腰、または首と腰を単に結ぶことでで
きるベクトルによって実施することも可能である。さら
に、人間の他のさまざまな動作を利用すれば、腰と膝と
足、膝と足、腰と足などによって実施することも可能で
ある。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、体を前に
傾けるなど人間が現実に移動するときに自然に行う動作
に基づいて、仮想空間内を所望の方向に所望の速度で移
動しているように画像を表示させるので、人間は自然な
動作によって仮想空間内で無限範囲に移動することが可
能である。
傾けるなど人間が現実に移動するときに自然に行う動作
に基づいて、仮想空間内を所望の方向に所望の速度で移
動しているように画像を表示させるので、人間は自然な
動作によって仮想空間内で無限範囲に移動することが可
能である。
【図１】本発明の一実施形態の仮想空間制御装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】人体にセンサ２０1、２０2、２０3が装着され
ている様子を示す概略図である。
ている様子を示す概略図である。
【図３】移動方向の割り当ての一例を示す説明図であ
る。
る。
【図４】移動速度の割り当ての一例を示す説明図であ
る。
る。
【図５】近似ベクトルをＸ−Ｙ平面上に投影した様子を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図６】移動方向の決定の様子を示す説明図である。
【図７】近似ベクトルがＺ軸に対してなす角度の算出の
様子を示す説明図である。
様子を示す説明図である。
【図８】移動速度の決定の様子を示す説明図である。
【図９】図１の仮想空間制御装置の動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図１０】本発明の他の実施形態の仮想空間制御装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
１０ 仮想空間制御装置 １１ 割当部 １２ 計測部 １３ ベクトル算出部 １４ 方向算出部 １５ 移動方向決定部 １６ 傾き算出部 １７ 移動速度決定部 １８ 表示部 ２０1〜２０3 センサ ３０ 画像表示装置 ４０ 記憶装置 ５０ 記録媒体 ６０ データ処理装置 １００〜１０６ ステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志和 新一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 石橋 聡 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5B050 BA09 BA11 EA24 EA27 FA02 FA08 5B087 AA07 AE00 BC04 BC12 BC13 BC19 BC26 DD03 DE06
Claims (7)
- 【請求項１】 実空間上の人間の動きに応じて仮想空間
内の表示画像を変化させる仮想空間制御方法であって、 人体に複数のセンサを装着するステップと、 人間の歩く平面をＸ−Ｙ平面、これに垂直な直線をＺ軸
とする空間における前記複数のセンサの位置を計測する
ステップと、 前記複数のセンサの位置から、前記複数のセンサの装着
位置ないしその近傍を通る近似直線上で、所定の方向を
有する近似ベクトルを算出するステップと、 前記近似ベクトルとＺ軸がなす角度を傾きとして、また
前記近似ベクトルをＸ−Ｙ平面に投影したベクトルとＸ
軸がなす角度を方向として求めるステップと、 前記傾きと前記方向からセンサを装着した人間の移動速
度と移動方向をそれぞれ決定するステップと、 決定された移動速度と移動方向により仮想空間内に表示
されている画像を変化させるステップを有する仮想空間
制御方法。 - 【請求項２】 Ｚ軸とベクトルがなす角度を複数の範囲
に分割して、分割された各範囲に異なる速度を割り当て
ておき、前記傾きが含まれる範囲に割り当てられている
速度を前記移動速度として決定し、 また、Ｘ−Ｙ平面上でＸ軸とベクトルがなす角度を複数
の範囲に分割して、分割された各範囲に異なる方向を割
り当てておき、前記方向が含まれる範囲に割り当てられ
ている方向を前記移動方向として決定する、請求項１記
載の仮想空間制御方法。 - 【請求項３】 前記近似ベクトルを算出するステップで
は、前記センサが２つのときは前記センサの位置を結ぶ
直線上、前記センサが３つ以上のときは前記センサの位
置に基づく回帰分析によって得られる直線上にある近似
ベクトルを算出する、請求項１または２記載の仮想空間
制御方法。 - 【請求項４】 人体に装着された複数のセンサの位置か
ら得られる実空間上の人間の動きに応じて仮想空間とし
ての表示画像を変化させる仮想空間制御装置であって、 人間の歩く平面をＸ−Ｙ平面、これに垂直な直線をＺ軸
とする空間における前記複数のセンサの位置を計測する
計測手段と、 前記複数のセンサの位置から、前記複数のセンサの装着
位置ないしその近傍を通る近似直線上で、所定の方向を
有する近似ベクトルを算出するベクトル算出手段と、 前記近似ベクトルとＺ軸がなす角度を傾きとして算出す
る傾き算出手段と、 前記近似ベクトルをＸ−Ｙ平面に投影したベクトルとＸ
軸がなす角度を方向として算出する方向算出手段と、 前記傾きからセンサを装着した人間の移動速度を決定す
る移動速度決定手段と、 前記方向から前記センサを装着した人間の移動方向を決
定する移動方向決定手段と、 決定された移動速度と移動方向により仮想空間内に表示
されている画像を変化させる表示手段を有する仮想空間
制御装置。 - 【請求項５】 Ｚ軸とベクトルがなす角度が複数の範囲
に分割され、分割された各範囲に異なる速度が割り当て
られた角度範囲と速度の関係、およびＸ−Ｙ平面でＸ軸
とベクトルがなす角度が複数に分割され、分割された各
範囲に異なる方向が割り当てられた角度範囲と方向の関
係を記憶したメモリをさらに有し、 前記移動速度決定手段は前記傾きが含まれる範囲に割り
当てられている速度を前記移動速度として決定し、前記
移動方向決定手段は前記方向が含まれる範囲に割り当て
られている方向を前記移動方向として決定する、請求項
４記載の仮想空間制御装置。 - 【請求項６】 前記ベクトル算出手段は、前記センサが
２つのときは前記センサを結ぶ直線上、前記センサが３
つ以上のときは前記センサの位置に基づく回帰分析によ
って得られる直線上にある近似ベクトルを算出する、請
求項４または５記載の仮想空間制御装置。 - 【請求項７】 実空間上の人間の動きに応じて仮想空間
内の表示画像を変化させる仮想空間制御プログラムであ
って、 人間の歩く平面をＸ−Ｙ平面、これに垂直な直線をＺ軸
とする空間における人体に装着された複数のセンサの位
置を計測する処理と、 前記複数のセンサの位置から、前記複数のセンサの装着
位置ないしその近傍を通る近似直線上で、所定の方向を
有する近似ベクトルを算出する処理と、 前記近似ベクトルとＺ軸がなす角度を傾きとして、また
前記近似ベクトルをＸ−Ｙ平面に投影したベクトルとＸ
軸がなす角度を方向として求める処理と、 前記傾きと前記方向からセンサを装着した人間の移動速
度と移動方向をそれぞれ決定する処理と、 決定された移動速度と移動方向により仮想空間として表
示されている画像を変化させる処理をコンピュータに実
行させるための仮想空間制御プログラムを記録した記録
媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000039399A JP2001229394A (ja) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | 仮想空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000039399A JP2001229394A (ja) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | 仮想空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001229394A true JP2001229394A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18562969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000039399A Pending JP2001229394A (ja) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | 仮想空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001229394A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016126598A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | マツダ株式会社 | 車両用歩行者検出装置 |
| JP2019083033A (ja) * | 2014-12-18 | 2019-05-30 | フェイスブック，インク． | 仮想現実環境においてナビゲートする方法、システム、および装置 |
-
2000
- 2000-02-17 JP JP2000039399A patent/JP2001229394A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019083033A (ja) * | 2014-12-18 | 2019-05-30 | フェイスブック，インク． | 仮想現実環境においてナビゲートする方法、システム、および装置 |
| JP2016126598A (ja) * | 2015-01-06 | 2016-07-11 | マツダ株式会社 | 車両用歩行者検出装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6078329A (en) | Virtual object display apparatus and method employing viewpoint updating for realistic movement display in virtual reality | |
| JP6017664B1 (ja) | 情報処理方法及び情報処理プログラム | |
| Bruder et al. | Arch-explore: A natural user interface for immersive architectural walkthroughs | |
| US9152248B1 (en) | Method and system for making a selection in 3D virtual environment | |
| Bolte et al. | The jumper metaphor: an effective navigation technique for immersive display setups | |
| KR101823182B1 (ko) | 동작의 속성을 이용한 디스플레이 상의 3차원 사용자 인터페이스 효과 | |
| US7259771B2 (en) | Image processing system, image processing apparatus, and display apparatus | |
| KR20180124136A (ko) | 포즈들 및 멀티-dof 제어기들을 사용하는 3d 가상 객체들과 상호작용들 | |
| EP1374019A2 (en) | Browser system and method of using it | |
| JP3503982B2 (ja) | 視点設定装置 | |
| JPH0785312A (ja) | ３次元動画作成装置 | |
| KR20180094799A (ko) | 자동 국부적 햅틱 생성 시스템 | |
| CN110174949A (zh) | 虚拟现实设备和姿态感知及触觉再现控制方法 | |
| CN114245908A (zh) | 用深度信息快速3d重建 | |
| US6714198B2 (en) | Program and apparatus for displaying graphical objects | |
| CN110928404B (zh) | 追踪系统及其相关追踪方法 | |
| JPH0816137A (ja) | ３次元座標入力装置及びカーソル表示制御方式 | |
| JP2001229394A (ja) | 仮想空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御プログラムを記録した記録媒体 | |
| JP3341734B2 (ja) | 映像表示装置 | |
| WO2021131941A1 (ja) | 情報処理装置、情報処理システム及び情報処理方法 | |
| RU2695053C1 (ru) | Способ и устройство для управления трехмерными объектами в виртуальном пространстве | |
| JP2001250123A (ja) | 仮想空間制御方法、仮想空間制御装置、および仮想空間制御プログラムを記録した記録媒体 | |
| JPH11305907A (ja) | 仮想現実空間内移動インタフェース装置及び情報生成方法並びに情報生成プログラムを記録した記録媒体 | |
| Perry et al. | An investigation of current virtual reality interfaces | |
| KR102165807B1 (ko) | 우세안을 결정하는 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 |