JP2002132241A - 実空間をベースにした仮想空間表示システム - Google Patents
実空間をベースにした仮想空間表示システムInfo
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- JP2002132241A JP2002132241A JP2000329479A JP2000329479A JP2002132241A JP 2002132241 A JP2002132241 A JP 2002132241A JP 2000329479 A JP2000329479 A JP 2000329479A JP 2000329479 A JP2000329479 A JP 2000329479A JP 2002132241 A JP2002132241 A JP 2002132241A
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- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザの実空間における位置移動と仮想空間
における視点移動を対応させ、ヘッドマウントディスプ
レイに実空間と仮想空間を一体化表示する。 【解決手段】 床に配置して固有のＩＤデータを送信す
るＩＤタグとＩＤタグから送信されたＩＤデータを受信
するＩＤリーダと、そのＩＤデータをユーザの位置情報
に変換するＩＤデータ処理手段と、ヘッドトラッキング
センサを含むヘッドマウントディスプレイと、ＩＤデー
タ処理手段からユーザの位置情報を入力し、ヘッドトラ
ッキングセンサからユーザの視線情報を入力し、ユーザ
の位置情報および視線情報をもとに、ユーザがいる実空
間とジオメトリ構造が同じ仮想空間を表示するための仮
想空間情報を生成し、ヘッドマウントディスプレイに出
力する仮想空間情報処理手段とを備える。
における視点移動を対応させ、ヘッドマウントディスプ
レイに実空間と仮想空間を一体化表示する。 【解決手段】 床に配置して固有のＩＤデータを送信す
るＩＤタグとＩＤタグから送信されたＩＤデータを受信
するＩＤリーダと、そのＩＤデータをユーザの位置情報
に変換するＩＤデータ処理手段と、ヘッドトラッキング
センサを含むヘッドマウントディスプレイと、ＩＤデー
タ処理手段からユーザの位置情報を入力し、ヘッドトラ
ッキングセンサからユーザの視線情報を入力し、ユーザ
の位置情報および視線情報をもとに、ユーザがいる実空
間とジオメトリ構造が同じ仮想空間を表示するための仮
想空間情報を生成し、ヘッドマウントディスプレイに出
力する仮想空間情報処理手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、実空間とジオメト
リ構造が同じ仮想空間を表示し、ユーザの実空間におけ
る移動と仮想空間における移動を一体化する実空間をベ
ースにした仮想空間表示システムに関する。
リ構造が同じ仮想空間を表示し、ユーザの実空間におけ
る移動と仮想空間における移動を一体化する実空間をベ
ースにした仮想空間表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ユーザが装着するヘッドマウントディス
プレイに仮想空間を表示し、ユーザの頭の向きを変える
だけで、その方向の仮想空間がディスプレイの正面方向
に表示されるシステムがある。これは、ヘッドマウント
ディスプレイに取り付けたヘッドトラッキングセンサが
頭の動きを測定し、それを視線方向の変化として画像処
理することにより可能であり、ユーザは仮想空間内に実
際に入り込んだような感覚を得ることができる。
プレイに仮想空間を表示し、ユーザの頭の向きを変える
だけで、その方向の仮想空間がディスプレイの正面方向
に表示されるシステムがある。これは、ヘッドマウント
ディスプレイに取り付けたヘッドトラッキングセンサが
頭の動きを測定し、それを視線方向の変化として画像処
理することにより可能であり、ユーザは仮想空間内に実
際に入り込んだような感覚を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ヘッドマウントディス
プレイを用いた従来の仮想空間表示システムは、ユーザ
が停止した状態で使用するものであり、ヘッドマウント
ディスプレイを装着したユーザが実際に実空間を動き回
ることは想定されていない。
プレイを用いた従来の仮想空間表示システムは、ユーザ
が停止した状態で使用するものであり、ヘッドマウント
ディスプレイを装着したユーザが実際に実空間を動き回
ることは想定されていない。
【０００４】ところで、実空間とヘッドマウントディス
プレイに表示される仮想空間を重ね合わせ、実空間にお
けるユーザの動きを仮想空間内に持ち込むことができれ
ば、ユーザは仮想空間内で実際に歩き回るような感覚を
体験することができる。そのためには、ユーザの頭の向
きを視線方向として検出するだけでなく、ユーザの位置
を正確に検出し、その位置移動を仮想空間表示に反映さ
せる必要がある。例えば、実空間で前に１歩進めば、仮
想空間内でも前に１歩進むような処理が必要になる。
プレイに表示される仮想空間を重ね合わせ、実空間にお
けるユーザの動きを仮想空間内に持ち込むことができれ
ば、ユーザは仮想空間内で実際に歩き回るような感覚を
体験することができる。そのためには、ユーザの頭の向
きを視線方向として検出するだけでなく、ユーザの位置
を正確に検出し、その位置移動を仮想空間表示に反映さ
せる必要がある。例えば、実空間で前に１歩進めば、仮
想空間内でも前に１歩進むような処理が必要になる。
【０００５】ここで、従来はユーザの位置をリアルタイ
ムで測定する方法として、限定された狭い領域では磁気
センサを用いる方法があり、屋外などの広い範囲ではＰ
ＨＳ（Personal Handy-phone System)やＧＰＳ (Global
Positioning System)を用いる方法がある。
ムで測定する方法として、限定された狭い領域では磁気
センサを用いる方法があり、屋外などの広い範囲ではＰ
ＨＳ（Personal Handy-phone System)やＧＰＳ (Global
Positioning System)を用いる方法がある。
【０００６】しかし、磁気センサは、非常に高精度で位
置を測定することができるが、磁気が乱されない環境を
必要とし、実験室等の限られた設備でのみ利用可能であ
った。一方、ＰＨＳは広い範囲で位置を測定することが
できるが、測定精度が低く、上記の用途には利用不可能
であった。また、ＧＰＳも広い範囲で位置を測定するこ
とができるが、衛星からの電波を受信できる屋外などに
限られ、かつ測定精度を上げるためには装置が大型化す
る問題があり、同様に上記の用途には利用困難であっ
た。
置を測定することができるが、磁気が乱されない環境を
必要とし、実験室等の限られた設備でのみ利用可能であ
った。一方、ＰＨＳは広い範囲で位置を測定することが
できるが、測定精度が低く、上記の用途には利用不可能
であった。また、ＧＰＳも広い範囲で位置を測定するこ
とができるが、衛星からの電波を受信できる屋外などに
限られ、かつ測定精度を上げるためには装置が大型化す
る問題があり、同様に上記の用途には利用困難であっ
た。
【０００７】本発明は、ユーザの頭の向きに応じた仮想
空間を表示するヘッドマウントディスプレイを用い、ユ
ーザの実空間における位置移動と仮想空間における視点
移動を対応させ、実空間と仮想空間を一体化表示するこ
とができる実空間をベースにした仮想空間表示システム
を提供することを目的とする。
空間を表示するヘッドマウントディスプレイを用い、ユ
ーザの実空間における位置移動と仮想空間における視点
移動を対応させ、実空間と仮想空間を一体化表示するこ
とができる実空間をベースにした仮想空間表示システム
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の実空間をベース
にした仮想空間表示システムは、ユーザが移動する床に
所定の間隔で配置され、電磁誘導方式により電力の供給
を受け、それぞれ固有のＩＤデータを送信するＩＤタグ
と、ユーザに取り付けられ、ＩＤタグに電力を供給して
そのＩＤタグから送信されたＩＤデータを受信するＩＤ
リーダと、ＩＤリーダに受信されたＩＤデータを入力
し、そのＩＤデータと床上の空間位置を対応付けるマッ
ピングテーブルを基にユーザの位置情報に変換するＩＤ
データ処理手段と、ユーザの頭の向きを視線情報として
検出するヘッドトラッキングセンサを含み、入力される
仮想空間情報を表示するヘッドマウントディスプレイ
と、ＩＤデータ処理手段からユーザの位置情報を入力
し、ヘッドトラッキングセンサからユーザの視線情報を
入力し、ユーザの位置情報および視線情報をもとに、ユ
ーザがいる実空間とジオメトリ構造が同じ仮想空間を表
示するための仮想空間情報を生成し、ヘッドマウントデ
ィスプレイに出力する仮想空間情報処理手段とを備え
る。
にした仮想空間表示システムは、ユーザが移動する床に
所定の間隔で配置され、電磁誘導方式により電力の供給
を受け、それぞれ固有のＩＤデータを送信するＩＤタグ
と、ユーザに取り付けられ、ＩＤタグに電力を供給して
そのＩＤタグから送信されたＩＤデータを受信するＩＤ
リーダと、ＩＤリーダに受信されたＩＤデータを入力
し、そのＩＤデータと床上の空間位置を対応付けるマッ
ピングテーブルを基にユーザの位置情報に変換するＩＤ
データ処理手段と、ユーザの頭の向きを視線情報として
検出するヘッドトラッキングセンサを含み、入力される
仮想空間情報を表示するヘッドマウントディスプレイ
と、ＩＤデータ処理手段からユーザの位置情報を入力
し、ヘッドトラッキングセンサからユーザの視線情報を
入力し、ユーザの位置情報および視線情報をもとに、ユ
ーザがいる実空間とジオメトリ構造が同じ仮想空間を表
示するための仮想空間情報を生成し、ヘッドマウントデ
ィスプレイに出力する仮想空間情報処理手段とを備え
る。
【０００９】また、仮想空間情報処理手段は、ユーザ以
外の移動体または非移動体の位置情報を入力し、仮想空
間の対応する位置に移動体または非移動体を仮想オブジ
ェクトとして配置した仮想空間情報を生成する構成とし
てもよい。さらに、移動体にＩＤリーダを取り付け、受
信したＩＤデータをＩＤデータ処理手段で位置情報に変
換する構成としてもよい。
外の移動体または非移動体の位置情報を入力し、仮想空
間の対応する位置に移動体または非移動体を仮想オブジ
ェクトとして配置した仮想空間情報を生成する構成とし
てもよい。さらに、移動体にＩＤリーダを取り付け、受
信したＩＤデータをＩＤデータ処理手段で位置情報に変
換する構成としてもよい。
【００１０】また、ユーザ、移動体、非移動体がそれぞ
れＩＤデータ処理手段を備え、各ＩＤデータ処理手段で
得られるユーザ、移動体、非移動体の位置情報を仮想空
間情報処理手段に伝送する構成としてもよい。また、仮
想空間情報生成手段がＩＤデータ処理手段を備え、ユー
ザ、移動体、非移動体の各ＩＤリーダに受信したＩＤデ
ータを仮想空間情報処理手段のＩＤデータ処理手段に伝
送する構成としてもよい。
れＩＤデータ処理手段を備え、各ＩＤデータ処理手段で
得られるユーザ、移動体、非移動体の位置情報を仮想空
間情報処理手段に伝送する構成としてもよい。また、仮
想空間情報生成手段がＩＤデータ処理手段を備え、ユー
ザ、移動体、非移動体の各ＩＤリーダに受信したＩＤデ
ータを仮想空間情報処理手段のＩＤデータ処理手段に伝
送する構成としてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実空間をベースにした仮想空間
表示システムの基本構成）図１は、本発明の実空間をベ
ースにした仮想空間表示システムの基本構成を示す。
表示システムの基本構成）図１は、本発明の実空間をベ
ースにした仮想空間表示システムの基本構成を示す。
【００１２】図において、ユーザ１０が移動する床１１
には、複数のＩＤタグ１２が埋め込まれる。一方、ユー
ザ１０はヘッドマウントディスプレイ１３を装着し、さ
らに例えば靴底にＩＤタグ１２との通信を行うアンテナ
を含むＩＤリーダ１４を取り付ける。ＩＤリーダ１４と
の通信圏内に入ったＩＤタグ１２は、電力の供給を受け
てそれぞれ固有のＩＤデータを送信する。ＩＤリーダ１
４が受信したＩＤデータと、ヘッドマウントディスプレ
イ１３のヘッドトラッキングセンサで検出された頭の向
きに対応する視線情報は、ユーザ１０が携帯する入出力
装置１５に転送される。入出力装置１５は、ＩＤデータ
を実空間における位置情報に変換し、この位置情報と視
線情報を仮想空間情報処理装置１６に送信する。また、
入出力装置１５は、仮想空間情報処理装置１６から送信
された仮想空間情報を受信し、ヘッドマウントディスプ
レイ１３に転送して表示する。なお、ＩＤリーダ１４と
入出力装置１５、あるいは入出力装置１５とヘッドマウ
ントディスプレイ１３が一体になっていてもよい。
には、複数のＩＤタグ１２が埋め込まれる。一方、ユー
ザ１０はヘッドマウントディスプレイ１３を装着し、さ
らに例えば靴底にＩＤタグ１２との通信を行うアンテナ
を含むＩＤリーダ１４を取り付ける。ＩＤリーダ１４と
の通信圏内に入ったＩＤタグ１２は、電力の供給を受け
てそれぞれ固有のＩＤデータを送信する。ＩＤリーダ１
４が受信したＩＤデータと、ヘッドマウントディスプレ
イ１３のヘッドトラッキングセンサで検出された頭の向
きに対応する視線情報は、ユーザ１０が携帯する入出力
装置１５に転送される。入出力装置１５は、ＩＤデータ
を実空間における位置情報に変換し、この位置情報と視
線情報を仮想空間情報処理装置１６に送信する。また、
入出力装置１５は、仮想空間情報処理装置１６から送信
された仮想空間情報を受信し、ヘッドマウントディスプ
レイ１３に転送して表示する。なお、ＩＤリーダ１４と
入出力装置１５、あるいは入出力装置１５とヘッドマウ
ントディスプレイ１３が一体になっていてもよい。
【００１３】ここで、仮想空間情報処理装置１６は、ユ
ーザ１０の位置情報および視線情報をもとに、ユーザ１
０がいる実空間とジオメトリ構造が同じ仮想空間を表示
するための仮想空間情報を生成し、ヘッドマウントディ
スプレイ１３に出力する機能を有する。例えば、ユーザ
１０が直方体形状の部屋にいる場合には、ヘッドマウン
トディスプレイ１３には実際の直方体形状の空間と同じ
構造をもつ仮想空間が表示される。このとき、実空間の
部屋の壁の位置と仮想空間の壁の位置が一致するように
キャリブレーションを行う。そして、ユーザ１０の実空
間での動き（例えば位置情報の変化）を仮想空間での動
きに対応させる。
ーザ１０の位置情報および視線情報をもとに、ユーザ１
０がいる実空間とジオメトリ構造が同じ仮想空間を表示
するための仮想空間情報を生成し、ヘッドマウントディ
スプレイ１３に出力する機能を有する。例えば、ユーザ
１０が直方体形状の部屋にいる場合には、ヘッドマウン
トディスプレイ１３には実際の直方体形状の空間と同じ
構造をもつ仮想空間が表示される。このとき、実空間の
部屋の壁の位置と仮想空間の壁の位置が一致するように
キャリブレーションを行う。そして、ユーザ１０の実空
間での動き（例えば位置情報の変化）を仮想空間での動
きに対応させる。
【００１４】これにより、ユーザ１０がいる実空間と同
じ構造の仮想空間において、ユーザ１０の位置を視点と
し、ユーザ１０の頭の向きに対応する視線方向の仮想空
間をヘッドマウントディスプレイ１３に表示することが
できる。すなわち、ユーザ１０が前に進めば仮想空間内
で前に移動し、ユーザ１０が右を向けば右方向の仮想空
間が正面に現れる。さらに、仮想空間で壁になっている
ところは実空間でも壁があるために、仮想空間に完全に
没入していても支障なく動き回ることができる。
じ構造の仮想空間において、ユーザ１０の位置を視点と
し、ユーザ１０の頭の向きに対応する視線方向の仮想空
間をヘッドマウントディスプレイ１３に表示することが
できる。すなわち、ユーザ１０が前に進めば仮想空間内
で前に移動し、ユーザ１０が右を向けば右方向の仮想空
間が正面に現れる。さらに、仮想空間で壁になっている
ところは実空間でも壁があるために、仮想空間に完全に
没入していても支障なく動き回ることができる。
【００１５】（ＩＤタグとＩＤリーダの概略構成）図２
は、ＩＤタグ１２とＩＤリーダ１４の概略構成を示す。
図において、ＩＤリーダ１４は、変調回路２１、復調回
路２２、アンテナ２３、通信制御回路２４を備える。電
源部は省略している。変調回路２１から出力された信号
（電力供給信号およびＩＤ要求信号）はアンテナ２３か
ら送信され、アンテナ２３に受信した信号（ＩＤデー
タ）は復調回路２２で復調される。通信制御回路２４
は、変調回路２１および復調回路２２の送受信制御と、
外部の入出力装置１５に対する送信処理を行う。
は、ＩＤタグ１２とＩＤリーダ１４の概略構成を示す。
図において、ＩＤリーダ１４は、変調回路２１、復調回
路２２、アンテナ２３、通信制御回路２４を備える。電
源部は省略している。変調回路２１から出力された信号
（電力供給信号およびＩＤ要求信号）はアンテナ２３か
ら送信され、アンテナ２３に受信した信号（ＩＤデー
タ）は復調回路２２で復調される。通信制御回路２４
は、変調回路２１および復調回路２２の送受信制御と、
外部の入出力装置１５に対する送信処理を行う。
【００１６】ＩＤタグ１２は、アンテナ３１、電源回路
３２、変調回路３３、復調回路３４、制御回路３５を備
える。電源回路３２は、アンテナ３１に受信した電力供
給信号を直流電力に変換して各部に供給する。アンテナ
３１に受信したＩＤ要求信号は復調回路３４で復調さ
れ、制御回路３５に通知される。制御回路３５は、ＩＤ
タグに予め割り当てられた固有のＩＤデータを変調回路
３３に出力する。変調回路３３で変調されたＩＤデータ
はアンテナ３１から送信される。
３２、変調回路３３、復調回路３４、制御回路３５を備
える。電源回路３２は、アンテナ３１に受信した電力供
給信号を直流電力に変換して各部に供給する。アンテナ
３１に受信したＩＤ要求信号は復調回路３４で復調さ
れ、制御回路３５に通知される。制御回路３５は、ＩＤ
タグに予め割り当てられた固有のＩＤデータを変調回路
３３に出力する。変調回路３３で変調されたＩＤデータ
はアンテナ３１から送信される。
【００１７】このように、ＩＤタグ１２は電源をもた
ず、ＩＤリーダ１４から電磁誘導方式により供給される
電力により動作し、それぞれ固有のＩＤデータを応答す
る構成になっている。ＩＤリーダ１４が受信したＩＤデ
ータは、図１に示す入出力装置１５（または仮想空間情
報処理装置１６）のＩＤデータ処理部に転送され、ＩＤ
データと実空間との関係を示すマッピングテーブルとの
照合により、受信ユーザ１０の位置情報（二次元座標）
に変換される。以上は、ＩＤタグを利用した位置測定シ
ステムの基本的な構成および動作である。
ず、ＩＤリーダ１４から電磁誘導方式により供給される
電力により動作し、それぞれ固有のＩＤデータを応答す
る構成になっている。ＩＤリーダ１４が受信したＩＤデ
ータは、図１に示す入出力装置１５（または仮想空間情
報処理装置１６）のＩＤデータ処理部に転送され、ＩＤ
データと実空間との関係を示すマッピングテーブルとの
照合により、受信ユーザ１０の位置情報（二次元座標）
に変換される。以上は、ＩＤタグを利用した位置測定シ
ステムの基本的な構成および動作である。
【００１８】（複数のＩＤタグとＩＤリーダの関係）こ
こで、本発明の構成では、１つのＩＤリーダが複数のＩ
Ｄタグから一度に複数のＩＤデータを取得し、位置測定
に利用することが可能になっている。図３は、ＩＤタグ
とＩＤリーダの交信範囲の関係を示す。ここでは、簡単
のためにＩＤタグの交信範囲４１を点で表す。
こで、本発明の構成では、１つのＩＤリーダが複数のＩ
Ｄタグから一度に複数のＩＤデータを取得し、位置測定
に利用することが可能になっている。図３は、ＩＤタグ
とＩＤリーダの交信範囲の関係を示す。ここでは、簡単
のためにＩＤタグの交信範囲４１を点で表す。
【００１９】ＩＤリーダの交信範囲４２に少なくとも１
つのＩＤタグの交信範囲４１が含まれるように配置し、
アンチコリジョン技術を利用して一度に複数のＩＤデー
タを読み取るようにする。例えば、ＩＤリーダの交信範
囲４２を直径ａの円形とした場合に、ＩＤタグをその内
接正方形の間隔（ａ／√2 ）以下で規則的に並べること
により、ＩＤリーダの位置に関わらず最低１つのＩＤタ
グからＩＤデータを読み取ることができる。さらに、Ｉ
Ｄリーダの位置に応じて複数のＩＤデータを読み取るこ
とができる。
つのＩＤタグの交信範囲４１が含まれるように配置し、
アンチコリジョン技術を利用して一度に複数のＩＤデー
タを読み取るようにする。例えば、ＩＤリーダの交信範
囲４２を直径ａの円形とした場合に、ＩＤタグをその内
接正方形の間隔（ａ／√2 ）以下で規則的に並べること
により、ＩＤリーダの位置に関わらず最低１つのＩＤタ
グからＩＤデータを読み取ることができる。さらに、Ｉ
Ｄリーダの位置に応じて複数のＩＤデータを読み取るこ
とができる。
【００２０】この各ＩＤデータを処理装置に転送し、そ
れぞれ座標変換する。このとき、読み取り可能な複数の
ＩＤデータの数をＮ、各変換座標を（ｘ1 ，ｙ1 ）、
（ｘ2，ｙ2 ）、・・・、（ｘN ，ｙN ）とすると、Ｉ
Ｄリーダの座標値は、 （（ｘ1＋ｘ2＋・・・＋ｘN)／Ｎ，（ｙ1＋ｙ2＋・・・
＋ｙN)／Ｎ） と表すことができる。すなわち、図４に示すように、Ｉ
Ｄリーダが４つのＩＤデータを取得した場合には４つの
ＩＤタグの中間地点５１を測定位置とし、ＩＤリーダが
３つのＩＤデータを取得した場合には３つのＩＤタグの
中間地点５２を測定位置とし、２つのＩＤデータを取得
した場合には２つのＩＤタグの中間地点５３を測定位置
とし、１つのＩＤデータを取得した場合にはそのＩＤタ
グの地点５４を測定位置する。
れぞれ座標変換する。このとき、読み取り可能な複数の
ＩＤデータの数をＮ、各変換座標を（ｘ1 ，ｙ1 ）、
（ｘ2，ｙ2 ）、・・・、（ｘN ，ｙN ）とすると、Ｉ
Ｄリーダの座標値は、 （（ｘ1＋ｘ2＋・・・＋ｘN)／Ｎ，（ｙ1＋ｙ2＋・・・
＋ｙN)／Ｎ） と表すことができる。すなわち、図４に示すように、Ｉ
Ｄリーダが４つのＩＤデータを取得した場合には４つの
ＩＤタグの中間地点５１を測定位置とし、ＩＤリーダが
３つのＩＤデータを取得した場合には３つのＩＤタグの
中間地点５２を測定位置とし、２つのＩＤデータを取得
した場合には２つのＩＤタグの中間地点５３を測定位置
とし、１つのＩＤデータを取得した場合にはそのＩＤタ
グの地点５４を測定位置する。
【００２１】このように、本発明では、最低１つのＩＤ
タグからＩＤデータを取得して確実に位置が測定できる
だけでなく、複数のＩＤタグからＩＤデータを取得する
ことにより、ＩＤタグの間隔以上の精度で位置を測定す
ることができる。ただし、実際にはＩＤタグの交信範囲
４１は点ではなく所定の範囲を有するので、その分の精
度誤差は避けられないが、複数のＩＤデータを取得する
ことによりＩＤタグの交信範囲４１に伴う精度誤差を最
小限に抑えることができる。
タグからＩＤデータを取得して確実に位置が測定できる
だけでなく、複数のＩＤタグからＩＤデータを取得する
ことにより、ＩＤタグの間隔以上の精度で位置を測定す
ることができる。ただし、実際にはＩＤタグの交信範囲
４１は点ではなく所定の範囲を有するので、その分の精
度誤差は避けられないが、複数のＩＤデータを取得する
ことによりＩＤタグの交信範囲４１に伴う精度誤差を最
小限に抑えることができる。
【００２２】なお、ユーザの両足にＩＤリーダを取り付
け、両足の位置情報からユーザの向きを検出するように
してもよい。この場合には、ユーザ１０の体の向きと、
ヘッドマウントディスプレイ１３で検出される頭の向き
は独立に検出されるので、両者の整合をとって仮想空間
の表示制御を行う必要がある。
け、両足の位置情報からユーザの向きを検出するように
してもよい。この場合には、ユーザ１０の体の向きと、
ヘッドマウントディスプレイ１３で検出される頭の向き
は独立に検出されるので、両者の整合をとって仮想空間
の表示制御を行う必要がある。
【００２３】（実空間をベースにした仮想空間表示シス
テムの機能構成）図５は、本発明の実空間をベースにし
た仮想空間表示システムの機能構成の一例を示す。図に
おいて、ユーザ１０は、ヘッドマウントディスプレイ１
３、ＩＤタグ１２との通信によりＩＤデータを受信する
ＩＤリーダ１４、ＩＤリーダに受信したＩＤデータを位
置情報に変換するＩＤデータ処理部６１、仮想空間のキ
ャリブレーションその他の仮想空間制御情報を出力する
仮想空間制御部６２、仮想空間情報処理装置１６との通
信を行う送受信部６３を備える。ヘッドマウントディス
プレイ１３は、頭の向きを検出して視線情報として出力
するヘッドトラッキングセンサ６４および入力される仮
想空間情報を表示する表示部６５を備える。なお、図１
に示す入出力装置１５は、ＩＤデータ処理部６１、仮想
空間制御部６２、送受信部６３を含む。
テムの機能構成）図５は、本発明の実空間をベースにし
た仮想空間表示システムの機能構成の一例を示す。図に
おいて、ユーザ１０は、ヘッドマウントディスプレイ１
３、ＩＤタグ１２との通信によりＩＤデータを受信する
ＩＤリーダ１４、ＩＤリーダに受信したＩＤデータを位
置情報に変換するＩＤデータ処理部６１、仮想空間のキ
ャリブレーションその他の仮想空間制御情報を出力する
仮想空間制御部６２、仮想空間情報処理装置１６との通
信を行う送受信部６３を備える。ヘッドマウントディス
プレイ１３は、頭の向きを検出して視線情報として出力
するヘッドトラッキングセンサ６４および入力される仮
想空間情報を表示する表示部６５を備える。なお、図１
に示す入出力装置１５は、ＩＤデータ処理部６１、仮想
空間制御部６２、送受信部６３を含む。
【００２４】移動体１７および非移動体１８は、それぞ
れＩＤタグ１２との通信によりＩＤデータを受信するＩ
Ｄリーダ、ＩＤリーダに受信したＩＤデータを位置情報
に変換するＩＤデータ処理部、仮想空間情報処理装置１
６に位置情報を送信する送信部を備える。なお、移動体
１７は他のユーザであってもよく、非移動体１８ととも
に複数あってもよい。
れＩＤタグ１２との通信によりＩＤデータを受信するＩ
Ｄリーダ、ＩＤリーダに受信したＩＤデータを位置情報
に変換するＩＤデータ処理部、仮想空間情報処理装置１
６に位置情報を送信する送信部を備える。なお、移動体
１７は他のユーザであってもよく、非移動体１８ととも
に複数あってもよい。
【００２５】仮想空間情報処理装置１６は、ユーザ１０
の入出力装置１５から送信された位置情報、視線情報、
仮想空間制御情報を受信し、ユーザ１０がいる実空間に
対応する仮想空間情報を生成してユーザ１０の入出力装
置１５に送信する。また、仮想空間情報処理装置１６
は、移動体１７および非移動体１８の位置情報を受信
し、仮想空間のそれぞれ対応する位置に仮想オブジェク
トとして表示した仮想空間情報を生成する。
の入出力装置１５から送信された位置情報、視線情報、
仮想空間制御情報を受信し、ユーザ１０がいる実空間に
対応する仮想空間情報を生成してユーザ１０の入出力装
置１５に送信する。また、仮想空間情報処理装置１６
は、移動体１７および非移動体１８の位置情報を受信
し、仮想空間のそれぞれ対応する位置に仮想オブジェク
トとして表示した仮想空間情報を生成する。
【００２６】なお、入出力装置１５のＩＤデータ処理部
６１を仮想空間情報処理装置１６側に配置し、入出力装
置１５から仮想空間情報処理装置１６へはＩＤデータを
送信するようにしてもよい。同様に、移動体１７および
非移動体１８からその位置に対応するＩＤデータを仮想
空間情報処理装置１６のＩＤデータ処理部へ送信するよ
うにしてもよい。また、移動体１７および非移動体１８
の位置情報がＩＤリーダを用いずに別途得られる場合に
は、その位置情報を仮想空間情報処理装置１６に直接入
力してもよい。
６１を仮想空間情報処理装置１６側に配置し、入出力装
置１５から仮想空間情報処理装置１６へはＩＤデータを
送信するようにしてもよい。同様に、移動体１７および
非移動体１８からその位置に対応するＩＤデータを仮想
空間情報処理装置１６のＩＤデータ処理部へ送信するよ
うにしてもよい。また、移動体１７および非移動体１８
の位置情報がＩＤリーダを用いずに別途得られる場合に
は、その位置情報を仮想空間情報処理装置１６に直接入
力してもよい。
【００２７】以下、図１、図５および図６を参照して本
発明システムの動作例について説明する。ユーザ１０の
ＩＤデータ処理部６１は、ＩＤリーダ１４に受信したＩ
Ｄデータを位置情報に変換する。ヘッドマウントディス
プレイ１３のヘッドトラッキングセンサ６４は、ユーザ
１０の頭の向きを検出して視線情報として出力する。こ
の位置情報および視線情報と、仮想空間制御部６２から
出力される仮想空間制御情報は、送受信部６３から仮想
空間情報処理装置１６へ送信される。仮想空間情報処理
装置１６は、ユーザ１０から送信された各情報をもとに
ユーザ１０がいる実空間と同じジオメトリ構造の仮想空
間情報を生成し、ヘッドマウントディスプレイ１３に表
示する。
発明システムの動作例について説明する。ユーザ１０の
ＩＤデータ処理部６１は、ＩＤリーダ１４に受信したＩ
Ｄデータを位置情報に変換する。ヘッドマウントディス
プレイ１３のヘッドトラッキングセンサ６４は、ユーザ
１０の頭の向きを検出して視線情報として出力する。こ
の位置情報および視線情報と、仮想空間制御部６２から
出力される仮想空間制御情報は、送受信部６３から仮想
空間情報処理装置１６へ送信される。仮想空間情報処理
装置１６は、ユーザ１０から送信された各情報をもとに
ユーザ１０がいる実空間と同じジオメトリ構造の仮想空
間情報を生成し、ヘッドマウントディスプレイ１３に表
示する。
【００２８】ここで、仮想空間情報処理装置１６に、移
動体１７として図６に示すような他のユーザ１０ｂの位
置情報が得られる場合には、仮想空間上の対応する位置
にコンピュータグラフィックス（ＣＧ）で作成した仮想
オブジェクト１９を表示し、実空間との整合を図る。こ
れにより、仮想空間に没入していても他のユーザなどの
移動体１７や非移動体１８にぶつかることなく歩行する
ことができる。
動体１７として図６に示すような他のユーザ１０ｂの位
置情報が得られる場合には、仮想空間上の対応する位置
にコンピュータグラフィックス（ＣＧ）で作成した仮想
オブジェクト１９を表示し、実空間との整合を図る。こ
れにより、仮想空間に没入していても他のユーザなどの
移動体１７や非移動体１８にぶつかることなく歩行する
ことができる。
【００２９】また、ヘッドマウントディスプレイ１３に
表示される壁などは、実空間と仮想空間が一致するよう
になっている。したがって、仮想の表示であるので壁紙
の模様などをユーザの設定により自由に変えることが可
能であり、さらに例えば家具などの仮想オブジェクトを
表示させることも可能である。これにより、例えば部屋
のインテリアの配置シミュレーションなどに利用するこ
とができる。
表示される壁などは、実空間と仮想空間が一致するよう
になっている。したがって、仮想の表示であるので壁紙
の模様などをユーザの設定により自由に変えることが可
能であり、さらに例えば家具などの仮想オブジェクトを
表示させることも可能である。これにより、例えば部屋
のインテリアの配置シミュレーションなどに利用するこ
とができる。
【００３０】また、ユーザ１０のいる場所として例えば
図書館を設定した場合に、ヘッドマウントディスプレイ
１３に書架などの構造物とジャンルごとに分類した書籍
をモデリングした仮想図書館を表示する。本発明では、
実空間と仮想空間が一致しているので、ユーザ１０はこ
の仮想図書館の表示を見ながら実際の図書館を歩き回る
ことができる。ここで、ユーザ１０が希望する書籍のジ
ャンルを指定すると、その書籍が置かれている部分がビ
デオシースルーになって実際の本が見えるように設定す
る。そして、本を手に取るとヘッドマウントディスプレ
イ１３が完全にシースルー状態になり、実物の本を読め
る状態に設定する。これにより、より簡単に希望する書
籍の場所を見つけることができる。これは、物品の出庫
作業や在庫管理などにも応用することができる。
図書館を設定した場合に、ヘッドマウントディスプレイ
１３に書架などの構造物とジャンルごとに分類した書籍
をモデリングした仮想図書館を表示する。本発明では、
実空間と仮想空間が一致しているので、ユーザ１０はこ
の仮想図書館の表示を見ながら実際の図書館を歩き回る
ことができる。ここで、ユーザ１０が希望する書籍のジ
ャンルを指定すると、その書籍が置かれている部分がビ
デオシースルーになって実際の本が見えるように設定す
る。そして、本を手に取るとヘッドマウントディスプレ
イ１３が完全にシースルー状態になり、実物の本を読め
る状態に設定する。これにより、より簡単に希望する書
籍の場所を見つけることができる。これは、物品の出庫
作業や在庫管理などにも応用することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の実空間を
ベースにした仮想空間表示システムは、まずユーザの位
置情報を高精度に検出することができる。この位置情報
とヘッドマウントディスプレイにより検出されるユーザ
の視線情報に応じて、実空間と同じジオメトリ構造の仮
想空間を表示することにより、ユーザの実空間での動き
を仮想空間での動きに対応させることができる。これに
より、仮想空間に完全に没入していても支障なく動き回
ることができる。
ベースにした仮想空間表示システムは、まずユーザの位
置情報を高精度に検出することができる。この位置情報
とヘッドマウントディスプレイにより検出されるユーザ
の視線情報に応じて、実空間と同じジオメトリ構造の仮
想空間を表示することにより、ユーザの実空間での動き
を仮想空間での動きに対応させることができる。これに
より、仮想空間に完全に没入していても支障なく動き回
ることができる。
【図１】本発明の実空間をベースにした仮想空間表示シ
ステムの基本構成を示す図。
ステムの基本構成を示す図。
【図２】ＩＤタグ１２とＩＤリーダ１４の概略構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図３】ＩＤタグとＩＤリーダの交信範囲の関係を説明
する図。
する図。
【図４】複数のＩＤデータを用いた位置決定アルゴリズ
ムを説明する図。
ムを説明する図。
【図５】本発明の実空間をベースにした仮想空間表示シ
ステムの機能構成の一例を示すブロック図。
ステムの機能構成の一例を示すブロック図。
【図６】本発明システムの動作例を示す図。
１０ ユーザ １１ 床 １２ ＩＤタグ １３ ヘッドマウントディスプレイ １４ ＩＤリーダ １５ 入出力装置 １６ 仮想空間情報処理装置 １７ 移動体 １８ 非移動体 １９ 仮想オブジェクト ２１ 変調回路 ２２ 復調回路 ２３ アンテナ ２４ 通信制御回路 ３１ アンテナ ３２ 電源回路 ３３ 変調回路 ３４ 復調回路 ３５ 制御回路 ４１ ＩＤタグの交信範囲 ４２ ＩＤリーダの交信範囲 ６１ ＩＤデータ処理部 ６２ 仮想空間制御部 ６３ 送受信部 ６４ ヘッドトラッキングセンサ ６５ 表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｘ ６８０ ６８０Ａ Ｈ０４Ｎ 13/00 Ｈ０４Ｎ 13/00 Ｆターム(参考） 5B050 AA08 BA07 BA08 BA09 BA11 CA07 EA24 EA27 FA02 5C061 AB12 AB14 5C080 BB05 CC04 DD13 EE22 FF09 GG02 JJ02 JJ06 KK52 5C082 AA01 AA36 BA12 BA42 BA46 CA52 CA72 CB01 DA51 DA87 MM00 MM10
Claims (5)
- 【請求項１】 ユーザが移動する床に所定の間隔で配置
され、電磁誘導方式により電力の供給を受け、それぞれ
固有のＩＤデータを送信するＩＤタグと、 前記ユーザに取り付けられ、前記ＩＤタグに電力を供給
してそのＩＤタグから送信されたＩＤデータを受信する
ＩＤリーダと、 前記ＩＤリーダに受信されたＩＤデータを入力し、その
ＩＤデータと前記床上の空間位置を対応付けるマッピン
グテーブルを基に前記ユーザの位置情報に変換するＩＤ
データ処理手段と、 前記ユーザの頭の向きを視線情報として検出するヘッド
トラッキングセンサを含み、入力される仮想空間情報を
表示するヘッドマウントディスプレイと、 前記ＩＤデータ処理手段から前記ユーザの位置情報を入
力し、前記ヘッドトラッキングセンサから前記ユーザの
視線情報を入力し、前記ユーザの位置情報および視線情
報をもとに、前記ユーザがいる実空間とジオメトリ構造
が同じ仮想空間を表示するための仮想空間情報を生成
し、前記ヘッドマウントディスプレイに出力する仮想空
間情報処理手段とを備えたことを特徴とする実空間をベ
ースにした仮想空間表示システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の実空間をベースにした
仮想空間表示システムにおいて、 前記仮想空間情報処理手段は、前記ユーザ以外の移動体
または非移動体の位置情報を入力し、前記仮想空間の対
応する位置に移動体または非移動体を仮想オブジェクト
として配置した仮想空間情報を生成する構成であること
を特徴とする実空間をベースにした仮想空間表示システ
ム。 - 【請求項３】 請求項２に記載の実空間をベースにした
仮想空間表示システムにおいて、 前記移動体または前記非移動体に前記ＩＤリーダを取り
付け、受信したＩＤデータを前記ＩＤデータ処理手段で
位置情報に変換する構成であることを特徴とする実空間
をベースにした仮想空間表示システム。 - 【請求項４】 請求項１または請求項３に記載の実空間
をベースにした仮想空間表示システムにおいて、 前記ユーザ、前記移動体、前記非移動体がそれぞれ前記
ＩＤデータ処理手段を備え、各ＩＤデータ処理手段で得
られるユーザ、移動体、非移動体の位置情報を前記仮想
空間情報処理手段に伝送する構成であることを特徴とす
る実空間をベースにした仮想空間表示システム。 - 【請求項５】 請求項１または請求項３に記載の実空間
をベースにした仮想空間表示システムにおいて、 前記仮想空間情報生成手段が前記ＩＤデータ処理手段を
備え、前記ユーザ、前記移動体、前記非移動体の各ＩＤ
リーダに受信したＩＤデータを前記仮想空間情報処理手
段のＩＤデータ処理手段に伝送する構成であることを特
徴とする実空間をベースにした仮想空間表示システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329479A JP2002132241A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 実空間をベースにした仮想空間表示システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329479A JP2002132241A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 実空間をベースにした仮想空間表示システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002132241A true JP2002132241A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18806143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000329479A Pending JP2002132241A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 実空間をベースにした仮想空間表示システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002132241A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198698A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Dainippon Printing Co Ltd | 没入型表示装置 |
| JP2010151867A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Brother Ind Ltd | ヘッドマウントディスプレイ |
| US7847756B2 (en) | 2003-07-09 | 2010-12-07 | Sony Corporation | Three-dimensional image display apparatus including a rotating two-dimensional display panel |
| JP2011242591A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Fujifilm Corp | ヘッドマウントディスプレイ装置 |
| JP2017532825A (ja) * | 2014-08-18 | 2017-11-02 | ユニバーサル シティ スタジオズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 拡張現実及び仮想現実画像を生成するためのシステム及び方法 |
| JP2018038692A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 株式会社ユー・エス・ジェイ | 仮想現実装置 |
| JP2019150579A (ja) * | 2019-02-28 | 2019-09-12 | 合同会社ユー・エス・ジェイ | 仮想現実装置 |
| JPWO2018173399A1 (ja) * | 2017-03-21 | 2020-01-23 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
| WO2022190658A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 日本電気株式会社 | 解析装置、解析方法、及びプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体 |
-
2000
- 2000-10-27 JP JP2000329479A patent/JP2002132241A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7847756B2 (en) | 2003-07-09 | 2010-12-07 | Sony Corporation | Three-dimensional image display apparatus including a rotating two-dimensional display panel |
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| JP2019166405A (ja) * | 2014-08-18 | 2019-10-03 | ユニバーサル シティ スタジオズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 拡張現実及び仮想現実画像を生成するためのシステム及び方法 |
| JP6995799B2 (ja) | 2014-08-18 | 2022-01-17 | ユニバーサル シティ スタジオズ リミテッド ライアビリティ カンパニー | 拡張現実及び仮想現実画像を生成するためのシステム及び方法 |
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| US11391944B2 (en) | 2017-03-21 | 2022-07-19 | Sony Corporation | Information processing device, information processing method, and program |
| JP2019150579A (ja) * | 2019-02-28 | 2019-09-12 | 合同会社ユー・エス・ジェイ | 仮想現実装置 |
| WO2022190658A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 日本電気株式会社 | 解析装置、解析方法、及びプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体 |
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