JP2013164413A - Virtual point determination device and method, and device used to determine virtual point - Google Patents

Virtual point determination device and method, and device used to determine virtual point Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a virtual point determination device capable of reducing persons required for determination work of a virtual point for setting a virtual marker.SOLUTION: Such a pointer 1 which includes three markers M, M, Mand a tip part 20 for pointing a virtual point and can specify the position of the tip part 20 by a marker position on the pointer is used. Distances among the respective markers of the pointer 1 are known. The pointer 1 in which one marker Mamong the three markers is not recognized by cameras is photographed by a plurality of cameras. When a virtual point position is pointed by the tip part 20 of the pointer, the pointer 1 is detected by changing a state in which the one marker Mamong the three markers is not recognized by the cameras to a state in which the three markers are recognized by the cameras. The coordinates of the tip part 20 are acquired as virtual point coordinates from marker coordinates during pointer detection with the pointer detection as a determination input.

Description

本発明は、仮想点決定装置及び方法、並びに、仮想点決定に用いられるデバイスに関するものである。 The present invention relates to a virtual point determination apparatus and method, and a device used for virtual point determination.

人の3次元動作を解析することは、医療分野、介護福祉分野、スポーツ分野、ロボティックス、コンピュータグラフィックス等において有用である。人や物体等の3次元動作を計測する手段としては、モーションキャプチャシステムが知られている。光学式のモーションキャプチャシステムでは、所定の複数のポイントにマーカーが取り付けられた被験者を複数のカメラで撮影し、カメラ画像において各マーカーを同定して各マーカーの3次元座標の時系列データを取得することにより行われる。光学式モーションキャプチャを用いた3次元動作解析装置は、例えば、特許文献1に記載されている。 Analyzing the three-dimensional movement of a person is useful in the medical field, the care and welfare field, the sports field, robotics, computer graphics, and the like. A motion capture system is known as means for measuring a three-dimensional motion of a person or an object. In an optical motion capture system, subjects having markers attached to a plurality of predetermined points are photographed by a plurality of cameras, each marker is identified in the camera image, and time-series data of the three-dimensional coordinates of each marker is acquired. Is done. A three-dimensional motion analysis apparatus using optical motion capture is described in Patent Document 1, for example.

しかしながら、3次元動作計測はそもそも移動する人や物体等を計測するものであるため、ある時刻においてカメラで撮影できたマーカーが、他のある時刻tで隠れてしまい、マーカーの位置情報を取得できない場合がある。カメラの台数を増やすことで、各時刻において各マーカーの位置情報を取得することも検討し得るが、カメラ台数を増やすことはシステム全体のコストアップを招いてしまうという不具合がある。また、マーカーの位置情報を取得できなかった時刻tの前後のフレームt−1、フレームt+1におけるマーカーの位置情報からフレームにおける隠れたマーカーの位置情報を推定して補間することも考えられるが、計算処理が複雑となり、また、複数のフレームに亘って継続して隠れているマーカーの位置情報を補間することは困難である。 However, since the three-dimensional motion measurement measures the moving person or object in the first place, the marker photographed by the camera at a certain time is hidden at another certain time t, and the position information of the marker cannot be acquired. There is a case. Although it may be considered to acquire the position information of each marker at each time by increasing the number of cameras, there is a problem that increasing the number of cameras increases the cost of the entire system. It is also conceivable to estimate and interpolate the hidden marker position information in the frame t from the marker position information in the frame t-1 and the frame t + 1 before and after the time t when the marker position information could not be acquired. Computation processing is complicated, and it is difficult to interpolate the position information of markers that are continuously hidden over a plurality of frames.

このような不具合を解決する手段として、仮想マーカーを用いる場合がある。仮想マーカーは、被験者等に実際に取り付けられたマーカー(実マーカー)ではなく、複数の実マーカーに対する相対的位置によって位置が特定される仮想的なマーカーである。より具体的には、「仮想マーカー」は、3点あるいはそれより多い個数の実マーカーから一定の距離にあり、マーカーが3つの場合には3つのマーカーが作る面の表と裏面のうち一方の点を設定し、実マーカーの座標値と前記設定から座標値が計算され、計算された座標値をマーカーとして扱ったものである。仮想マーカーを用いることで、マーカーが隠れてデータを取得できなくなる現象を回避することができる。また、設置されたカメラからでは見えない場所の座標値の時系列データを取得することも可能となる。 A virtual marker may be used as means for solving such a problem. The virtual marker is not a marker (actual marker) actually attached to a subject or the like, but a virtual marker whose position is specified by a relative position with respect to a plurality of actual markers. More specifically, the “virtual marker” is at a certain distance from three or more actual markers, and when there are three markers, one of the front and back surfaces of the surface created by the three markers. A point is set, a coordinate value is calculated from the coordinate value of the actual marker and the setting, and the calculated coordinate value is handled as a marker. By using the virtual marker, it is possible to avoid the phenomenon that the marker is hidden and data cannot be acquired. It is also possible to acquire time-series data of coordinate values of places that cannot be seen from the installed camera.

3次元動作計測システムにおいて仮想マーカーを設定する際は、ポインタと呼ばれるデバイスで仮想点を設定することによって行われる。人体の運動解析等の分野において、人体の所定部位を指し示すポインタがしばしば用いられる(非特許文献1)。1つの態様では、ポインタは3つのマーカーを備えており、3つのマーカーの位置によって先端の位置が特定できるようになっている。従来の仮想マーカー設定作業では、ポインタで仮想点を指し示す操作者と、PCの操作者の2名以上が必要であった。仮想マーカーとして使用する点は多くの場合、体表近くにある骨の特徴的な位置(標点)を使用するため、「仮想マーカーを指し示す操作者」は、この位置を触診によって見つけて、その場所にポインタを指し示す作業を行う。「仮想マーカーを指し示す操作者」は、実マーカーが取り付けられた被験者自身、あるいは、他の者(医師等)である。 When setting a virtual marker in a three-dimensional motion measurement system, it is performed by setting a virtual point with a device called a pointer. In the field of human body motion analysis and the like, a pointer that points to a predetermined part of the human body is often used (Non-Patent Document 1). In one aspect, the pointer includes three markers, and the position of the tip can be specified by the positions of the three markers. In the conventional virtual marker setting work, two or more operators, that is, an operator pointing a virtual point with a pointer and a PC operator are required. Since the point used as a virtual marker often uses a characteristic position (marking point) of the bone near the body surface, the “operator pointing to the virtual marker” finds this position by palpation and Work to point the pointer to the place. The “operator pointing to the virtual marker” is the subject himself / herself or another person (such as a doctor) to whom the real marker is attached.

仮想マーカーを指し示したポインタ(3つのマーカー)及び実マーカーが取り付けられた被験者(少なくとも、仮想マーカーを特定する実マーカー)は、複数のカメラによって撮影され、画像データがコンピュータに送信される。コンピュータでは、入力された画像データに基づいてポインタ上の3つのマーカーの座標を計算することでポインタ先端の座標を取得する。「PCの操作者」は、「仮想マーカーを指し示す操作者」が標点を発見し、その場所をポインタで指し示されたという当該操作者からの報告に基づいて、コンピュータの入力手段を操作して、仮想点の決定入力を行う。 A pointer (three markers) pointing to a virtual marker and a subject (at least a real marker that identifies the virtual marker) to which a real marker is attached are photographed by a plurality of cameras, and image data is transmitted to a computer. The computer obtains the coordinates of the pointer tip by calculating the coordinates of the three markers on the pointer based on the input image data. The “PC operator” operates the input means of the computer based on the report from the operator that the “operator pointing to the virtual marker” has found the mark and pointed to the place with the pointer. The virtual point is determined and input.

3次元動作計測システムにおいて、カメラにより撮影される被験者と画像データを取り込んで各種計算を行うコンピュータは物理的に離隔している。さらに、標点にポインタを押しあてた際に皮膚によって指示した位置がずれてしまうことがあり、また、標点がなかなか見つからない場合もあるため、仮想マーカーを指し示す操作者が別の作業をするのは困難である。したがって、従来、仮想マーカーを設定するための仮想点の決定作業を一人で行うことはできなかった。 In a three-dimensional motion measurement system, a subject that is photographed by a camera and a computer that takes in image data and performs various calculations are physically separated. In addition, the position indicated by the skin may be shifted when the pointer is pressed against the reference point, and it may be difficult to find the reference point, so the operator pointing to the virtual marker does another work. It is difficult. Therefore, conventionally, it has not been possible to perform a virtual point determination operation for setting a virtual marker alone.

特開2004−344418JP 2004-344418 A

Journal of Biomechanics 36 (2003) 1159-1168 “Repeatability of gaitdata using a functional hip joint centre and a mean helical knee axis”,Thor F.Besier, Daina L. Sturnieks, Jacque A. Alderson, David G. LloydJournal of Biomechanics 36 (2003) 1159-1168 “Repeatability of gaitdata using a functional hip joint center and a mean helical knee axis”, Thor F. Besier, Daina L. Sturnieks, Jacque A. Alderson, David G. Lloyd

本発明は、仮想マーカーを設定するための仮想点の決定作業に必要な人員を削減することができ、仮想点決定作業を一人で行うことも可能となるような仮想点決定装置及び方法を提供することを目的とするものである。 The present invention provides a virtual point determination apparatus and method that can reduce the number of personnel required for the virtual point determination work for setting a virtual marker and that can also be performed alone. It is intended to do.

本発明が採用した第1の技術手段は、
複数のカメラと、
少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す1つ以上の指示部と、を備え、前記仮想点の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能である、デバイスと、
前記デバイスの各マーカー間の距離を特定可能な情報を記憶した手段と、
前記複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、前記デバイスの各マーカー間距離と、を用いて前記デバイスを検出するデバイス検出手段と、
デバイス上の各マーカーと前記仮想点との相対的位置を用いて、マーカー座標から前記仮想点の座標を取得する仮想点座標取得手段と、
を備えており、
前記デバイス検出手段は、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態から、前記少なくとも3つのマーカーがカメラによって認識された時に前記デバイスを検出し、
前記仮想点座標取得手段は、前記デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標から前記仮想点の座標を取得する、
仮想点決定装置、である。
1つの態様では、前記指示部は、デバイスの端部である。
典型的には、仮想点はデバイス上に設定され、指示部(端部等)が仮想点の位置となるが、デバイス上に設定されるものには限定されない。例えば、仮想点を、デバイスが指し示す延長線上に設定してもよい。
1つの態様では、前記指示部は、デバイスの端部であり、また、前記端部の位置によって仮想点の位置が決定される。具体的には、
複数のカメラと、
少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す端部(指示部)と、を備え、前記端部の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能である、デバイスと、
前記デバイスの各マーカー間の距離を特定可能な情報を記憶した手段と、
前記複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、前記デバイスの各マーカー間距離と、を用いて前記デバイスを検出するデバイス検出手段と、
デバイス上の各マーカーと前記端部との相対的位置を用いて、マーカー座標から前記端部の座標を取得する端部座標取得手段と、
を備えており、
前記デバイス検出手段は、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態から、前記少なくとも3つのマーカーがカメラによって認識された時に前記デバイスを検出し、
前記端部座標取得手段は、前記デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標から前記端部の座標を仮想点座標として取得する、
仮想点決定装置、である。
The first technical means adopted by the present invention is:
Multiple cameras,
A device comprising: at least three markers; and one or more indication units indicating a virtual point, the position of the virtual point being identifiable by a marker position on the device;
Means for storing information capable of specifying a distance between each marker of the device;
Device detection means for detecting the device using a plurality of camera images photographed by the plurality of cameras and a distance between the markers of the device;
Virtual point coordinate acquisition means for acquiring the coordinates of the virtual point from the marker coordinates using the relative position of each marker on the device and the virtual point;
With
The device detecting means detects the device when the at least three markers are recognized by the camera from a state where at least one of the at least three markers is not recognized by the camera;
The virtual point coordinate acquisition means uses the detection of the device as a decision input, and acquires the coordinates of the virtual point from the marker coordinates at the time of device detection.
A virtual point determination device.
In one aspect, the said instruction | indication part is an edge part of a device.
Typically, the virtual point is set on the device, and the instruction unit (end or the like) is the position of the virtual point, but is not limited to the one set on the device. For example, the virtual point may be set on an extension line indicated by the device.
In one aspect, the instruction unit is an end of a device, and the position of the virtual point is determined by the position of the end. In particular,
Multiple cameras,
A device comprising at least three markers and an end (indicator) pointing to a virtual point, the position of the end being identifiable by the marker position on the device;
Means for storing information capable of specifying a distance between each marker of the device;
Device detection means for detecting the device using a plurality of camera images photographed by the plurality of cameras and a distance between the markers of the device;
End coordinate acquisition means for acquiring the coordinates of the end from the marker coordinates using the relative position of each marker and the end on the device;
With
The device detecting means detects the device when the at least three markers are recognized by the camera from a state where at least one of the at least three markers is not recognized by the camera;
The end coordinate acquisition means uses the detection of the device as a determination input, and acquires the coordinates of the end as virtual point coordinates from the marker coordinates at the time of device detection.
A virtual point determination device.

1つの態様では、前記デバイスの前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーは、カメラによって認識されない第1の状態と、カメラによって認識される第2の状態とを有する隠れマーカーであり、
前記デバイスは、当該デバイスによって所望の仮想点位置を指し示した時に、前記隠れマーカーを、前記第1の状態から前記第2の状態へ切り換える切り換え手段を備えている。
例えば、デバイスが3つのマーカーを備えている場合に、1つのマーカーのみが隠れマーカーの場合、2つのマーカーが隠れマーカーの場合、全3つのマーカーが隠れマーカーの場合があり得る。
In one aspect, at least one of the at least three markers of the device is a hidden marker having a first state that is not recognized by the camera and a second state that is recognized by the camera;
The device includes switching means for switching the hidden marker from the first state to the second state when the device indicates a desired virtual point position.
For example, if the device comprises three markers, only one marker may be a hidden marker, two markers may be hidden markers, and all three markers may be hidden markers.

1つの態様では、前記切り換え手段は、当該デバイス上に設けたスイッチを含み、
前記スイッチは、当該デバイスを掴んで所望の仮想点を指し示した操作者によって手動操作可能であり、
仮想点座標の取得は、当該デバイス上のスイッチ操作による遠隔決定入力により実行される。
1つの態様では、前記スイッチは、前記端部に設けた押圧スイッチであり、操作者が当該デバイスを用いて対象物上ないし対象物内(対象物には被験者の身体、被験者が持つ物体、被験者の環境にある物体等が含まれる)の仮想点を指し示した時に、前記押圧スイッチが前記対象物に当って押し込まれて入力される。
なお、仮想点を指し示す部位(指示部)は、デバイス上に複数設けてもよく、例えば、デバイスは、端部に形成された第1の指示部と、デバイスの端部以外の部位に形成された第2の指示部と、を備えている。デバイス上には、第2の指示部を挟んで第1の側には、少なくとも1つのマーカーが設けてあり、第2の側には、残りのマーカーが設けてある。
In one aspect, the switching means includes a switch provided on the device,
The switch can be manually operated by an operator holding the device and pointing to a desired virtual point,
The acquisition of the virtual point coordinates is executed by a remote determination input by operating a switch on the device.
In one aspect, the switch is a push switch provided at the end, and an operator uses the device to operate on the object or within the object (the object is the body of the subject, the object held by the subject, the subject The push switch hits the object and is inputted.
Note that a plurality of parts (instruction parts) pointing to the virtual points may be provided on the device. For example, the device is formed in a part other than the first instruction part formed at the end part and the end part of the device. A second instruction unit. On the device, at least one marker is provided on the first side across the second indicator, and the remaining markers are provided on the second side.

1つの態様では、前記隠れマーカーは、前記切り換え手段によって、消灯の第1状態から点灯の第2状態となる。
例えば、隠れマーカーはLEDからなり、切り換え手段としてのデバイス上のスイッチを押すことで、LEDに電流が供給されて点灯する。
In one aspect, the hidden marker is changed from the first state of being turned off to the second state of being turned on by the switching means.
For example, the hidden marker is formed of an LED, and when a switch on the device as a switching unit is pressed, a current is supplied to the LED and the LED is turned on.

1つの態様では、前記隠れマーカーは、隠れマーカーを隠蔽する第1位置と隠れマーカーを露出させる第2位置との間で移動可能な可動体を備えており、前記切り換え手段によって、当該可動体を隠れマーカーを隠蔽する第1位置から隠れマーカーを露出させる第2位置に移動させることで、第1状態からの第2状態となる。
例えば、可動体は、切り換え手段としてのデバイス上のスイッチの押し動作に連動して第1位置から第2位置にスライド移動あるいは回動するようになっており、スイッチが復帰すると、スプリングによって第2位置から第1位置へ復帰するように構成される。
In one aspect, the hidden marker includes a movable body movable between a first position for hiding the hidden marker and a second position for exposing the hidden marker, and the movable body is moved by the switching means. By moving from the first position where the hidden marker is hidden to the second position where the hidden marker is exposed, the second state is changed from the first state.
For example, the movable body is configured to slide or rotate from the first position to the second position in conjunction with the pushing operation of the switch on the device as the switching means. It is configured to return from the position to the first position.

1つの態様では、前記デバイスの検出を決定入力として前記仮想点座標が取得された時に、当該仮想点座標と、被験者上の3つ以上の実マーカーの座標と、によって仮想マーカーが設定される。   In one aspect, when the virtual point coordinates are acquired using detection of the device as a decision input, a virtual marker is set by the virtual point coordinates and the coordinates of three or more real markers on the subject.

本発明が採用した第2の技術手段は、
複数のカメラと、
少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す1つ以上の指示部と、を備え、前記仮想点の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能である、デバイスと、
前記複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、既知の各マーカー間距離と、を用いて前記デバイスを検出するデバイス検出手段と、
デバイス上の各マーカーと前記仮想点との相対的位置を用いて、マーカー座標から前記仮想点の座標を取得する仮想点座標取得手段と、
を用い、
前記複数のカメラによって、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態にある前記デバイスを撮影するステップと、
前記デバイスの指示部によって所望の仮想点位置を指し示した時に、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態から、前記少なくとも3つのマーカーがカメラによって認識されるようにして、前記デバイスを検出するステップと、
前記デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標から前記仮想点の座標を取得するステップと、
を備えた仮想点決定方法、である。
1つの態様では、前記指示部は、デバイスの端部である。
典型的には、仮想点はデバイス上に設定され、指示部(端部等)が仮想点の位置となるが、デバイス上に設定されるものには限定されない。例えば、仮想点を、デバイスが指し示す延長線上に設定してもよい。
1つの態様では、前記指示部は、デバイスの端部であり、また、前記端部の位置によって仮想点の位置が決定される。具体的には、
複数のカメラと、
少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す端部(指示部)と、を備え、前記端部の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能である、デバイスと、
前記複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、既知の各マーカー間距離と、を用いて前記デバイスを検出するデバイス検出手段と、
デバイス上の各マーカーと前記端部との相対的位置を用いて、マーカー座標から前記端部の座標を取得する端部座標取得手段と、
を用い、
前記複数のカメラによって、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態にある前記デバイスを撮影するステップと、
前記デバイスの端部によって所望の仮想点位置を指し示した時に、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態から、前記少なくとも3つのマーカーがカメラによって認識されるようにして、前記デバイスを検出するステップと、
前記デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標から前記端部の座標を仮想点座標として取得するステップと、
を備えた仮想点決定方法、である。
The second technical means adopted by the present invention is:
Multiple cameras,
A device comprising: at least three markers; and one or more indication units indicating a virtual point, the position of the virtual point being identifiable by a marker position on the device;
Device detection means for detecting the device using a plurality of camera images photographed by the plurality of cameras and a known distance between each marker;
Virtual point coordinate acquisition means for acquiring the coordinates of the virtual point from the marker coordinates using the relative position of each marker on the device and the virtual point;
Use
Photographing the device with the plurality of cameras, wherein at least one of the at least three markers is not recognized by the camera;
When at least one of the at least three markers is not recognized by the camera when the desired virtual point position is pointed by the pointing unit of the device, the at least three markers are recognized by the camera. Detecting the device; and
Using the detection of the device as a decision input, obtaining the coordinates of the virtual point from the marker coordinates at the time of device detection;
A virtual point determination method comprising:
In one aspect, the said instruction | indication part is an edge part of a device.
Typically, the virtual point is set on the device, and the instruction unit (end or the like) is the position of the virtual point, but is not limited to the one set on the device. For example, the virtual point may be set on an extension line indicated by the device.
In one aspect, the instruction unit is an end of a device, and the position of the virtual point is determined by the position of the end. In particular,
Multiple cameras,
A device comprising at least three markers and an end (indicator) pointing to a virtual point, the position of the end being identifiable by the marker position on the device;
Device detection means for detecting the device using a plurality of camera images photographed by the plurality of cameras and a known distance between each marker;
End coordinate acquisition means for acquiring the coordinates of the end from the marker coordinates using the relative position of each marker and the end on the device;
Use
Photographing the device with the plurality of cameras, wherein at least one of the at least three markers is not recognized by the camera;
When at least one of the at least three markers is not recognized by the camera when the desired virtual point position is pointed by the end of the device, the at least three markers are recognized by the camera. Detecting the device; and
With the detection of the device as a decision input, obtaining the coordinates of the end from the marker coordinates at the time of device detection as virtual point coordinates;
A virtual point determination method comprising:

1つの態様では、前記デバイスの前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーは、カメラによって認識されない第1の状態からカメラによって認識される第2の状態へ切り換え可能であり、
前記デバイスによって所望の仮想点位置を指し示した時に、前記隠れマーカーを、前記第1の状態から前記第2の状態へ切り換えることで、当該デバイスを検出する。
In one aspect, at least one of the at least three markers of the device is switchable from a first state not recognized by the camera to a second state recognized by the camera;
When the desired virtual point position is pointed by the device, the device is detected by switching the hidden marker from the first state to the second state.

1つの態様では、前記隠れマーカーの第1の状態から第2の状態への切り換えは、当該デバイス上に設けたスイッチによって行われ、
前記スイッチは、当該デバイスを掴んで所望の仮想点を指し示した操作者によって手動操作可能であり、
仮想点座標の取得は、当該デバイス上のスイッチ操作による遠隔決定入力により実行される。
1つの態様では、前記スイッチは、前記端部に設けた押圧スイッチであり、操作者が当該デバイスを用いて対象物上ないし対象物内(対象物には被験者の身体、被験者が持つ物体、被験者の環境にある物体等が含まれる)の仮想点を指し示した時に、前記押圧スイッチが前記対象物に当って押し込まれて入力される。
なお、仮想点を指し示す部位(指示部)は、デバイス上に複数設けてもよく、例えば、デバイスは、端部に形成された第1の指示部と、デバイスの端部以外の部位に形成された第2の指示部と、を備えている。デバイス上には、第2の指示部を挟んで第1の側には、少なくとも1つのマーカーが設けてあり、第2の側には、残りのマーカーが設けてある。
In one aspect, the switching of the hidden marker from the first state to the second state is performed by a switch provided on the device,
The switch can be manually operated by an operator holding the device and pointing to a desired virtual point,
The acquisition of the virtual point coordinates is executed by a remote determination input by operating a switch on the device.
In one aspect, the switch is a push switch provided at the end, and an operator uses the device to operate on the object or within the object (the object is the body of the subject, the object held by the subject, the subject The push switch hits the object and is inputted.
Note that a plurality of parts (instruction parts) pointing to the virtual points may be provided on the device. For example, the device is formed in a part other than the first instruction part formed at the end part and the end part of the device. A second instruction unit. On the device, at least one marker is provided on the first side across the second indicator, and the remaining markers are provided on the second side.

1つの態様では、前記隠れマーカーが、消灯の第1状態から点灯の第2状態となることで、前記デバイスが検出される。   In one aspect, the device is detected when the hidden marker is changed from the first state of being turned off to the second state of being turned on.

1つの態様では、前記隠れマーカーを隠蔽する第1位置にある可動体が、前記隠れマーカーを露出させる第2位置へ移動することで、前記隠れマーカーが、第1状態からの第2状態となることで、前記デバイスが検出される。   In one aspect, the movable body in the first position that hides the hidden marker moves to the second position that exposes the hidden marker, so that the hidden marker is in the second state from the first state. Thus, the device is detected.

1つの態様では、前記複数のカメラは、前記デバイスと共に、実マーカーが装着された被験者の少なくとも一部を撮影することで、カメラ画像には、仮想点を特定するための3つ以上の実マーカーが含まれており、
前記デバイスの検出を決定入力として前記仮想点座標が取得された時に、当該仮想点座標と、前記3つ以上の実マーカーの座標と、によって仮想マーカーが設定される。
In one aspect, the plurality of cameras, together with the device, photograph at least a part of a subject to which a real marker is attached, so that the camera image has three or more real markers for specifying a virtual point. Is included,
When the virtual point coordinates are acquired using the detection of the device as a decision input, a virtual marker is set by the virtual point coordinates and the coordinates of the three or more real markers.

本発明が採用した第3の技術手段は、
少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す指示部(例えば、端部)と、を備え、仮想点決定に用いられるデバイスであって、
各マーカー間の距離が既知であり、前記仮想点の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能であり、
前記少なくとも3つのマーカーのうちの1つのマーカーは、カメラによって認識されない第1の状態と、カメラによって認識される第2の状態とを有する隠れマーカーであり、
前記デバイスは、前記隠れマーカーを、前記第1の状態から前記第2の状態へ切り換える切り換え手段を備えている、デバイス、である。
1つの態様では、前記切り換え手段は、当該デバイス上に設けたスイッチを含んでいる。
1つの態様では、前記スイッチは、前記端部に設けた押圧スイッチであり、操作者が当該デバイスを用いて対象物上ないし対象物内(対象物には被験者の身体、被験者が持つ物体、被験者の環境にある物体等が含まれる)の仮想点を指し示した時に、前記押圧スイッチが前記対象物に当って押し込まれて入力される。
なお、仮想点を指し示す部位(指示部)は、デバイス上に複数設けてもよく、例えば、デバイスは、端部に形成された第1の指示部と、デバイスの端部以外の部位に形成された第2の指示部と、を備えている。デバイス上には、第2の指示部を挟んで第1の側には、少なくとも1つのマーカーが設けてあり、第2の側には、残りのマーカーが設けてある。
The third technical means adopted by the present invention is:
A device that includes at least three markers and an instruction unit (for example, an end) that indicates a virtual point, and is used for determining a virtual point,
The distance between each marker is known, and the position of the virtual point can be specified by the marker position on the device,
One of the at least three markers is a hidden marker having a first state not recognized by the camera and a second state recognized by the camera;
The device is a device including switching means for switching the hidden marker from the first state to the second state.
In one aspect, the switching means includes a switch provided on the device.
In one aspect, the switch is a push switch provided at the end, and an operator uses the device to operate on the object or within the object (the object is the body of the subject, the object held by the subject, the subject The push switch hits the object and is inputted.
Note that a plurality of parts (instruction parts) pointing to the virtual points may be provided on the device. For example, the device is formed in a part other than the first instruction part formed at the end part and the end part of the device. A second instruction unit. On the device, at least one marker is provided on the first side across the second indicator, and the remaining markers are provided on the second side.

1つの態様では、前記隠れマーカーは、前記切り換え手段によって、消灯の第1状態から点灯の第2状態となる。   In one aspect, the hidden marker is changed from the first state of being turned off to the second state of being turned on by the switching means.

1つの態様では、前記隠れマーカーは、隠れマーカーを隠蔽する第1位置と隠れマーカーを露出させる第2位置との間で移動可能な可動体を備えており、前記切り換え手段によって、当該可動体を隠れマーカーを隠蔽する第1位置から隠れマーカーを露出させる第2位置に移動させることで、第1状態からの第2状態となる。   In one aspect, the hidden marker includes a movable body movable between a first position for hiding the hidden marker and a second position for exposing the hidden marker, and the movable body is moved by the switching means. By moving from the first position where the hidden marker is hidden to the second position where the hidden marker is exposed, the second state is changed from the first state.

本発明によれば、3次元動作解析システムにおいて仮想マーカーをリモートで設定することができる。より詳しくは、本発明では、検出できない状態にあったデバイスが検出された時に、デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標から仮想点座標を取得するようにしたので、従来のようにPC側で操作者が入力手段によって決定入力を行う必要がなく、PC側の操作者が不要となるため、仮想マーカーを設定するための仮想点の決定作業に必要な人員を削減することができ、仮想点決定作業を一人で行うことも可能となる。 According to the present invention, a virtual marker can be set remotely in a three-dimensional motion analysis system. More specifically, in the present invention, when a device that has not been detected is detected, the detection of the device is used as a decision input, and the virtual point coordinates are obtained from the marker coordinates at the time of device detection. In addition, since it is not necessary for the operator on the PC side to make a decision input using the input means, and the operator on the PC side is not required, it is possible to reduce the number of personnel necessary for the determination of the virtual point for setting the virtual marker. It is also possible to perform the virtual point determination work alone.

仮想点決定に用いるデバイスの実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the device used for a virtual point determination. デバイスの他の実施形態を示す部分図である。FIG. 6 is a partial view showing another embodiment of a device. デバイス上のマーカー間距離を示す図である。It is a figure which shows the distance between the markers on a device. デバイス上のマーカー及び先端部の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the marker on a device, and a front-end | tip part. 仮想マーカーMの設定作業を示す概略図である。It is the schematic which shows the setting operation | work of virtual marker MH . 仮想マーカー設定に用いられる被験者に取り付けられる実マーカーを示す図である。It is a figure which shows the real marker attached to the test subject used for a virtual marker setting. デバイスの他の実施形態を示す図である。FIG. 6 illustrates another embodiment of a device. 図7に示すデバイスの作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the device shown in FIG. 仮想点の設定位置の異なる態様をデバイスとの関係で示す図である。It is a figure which shows the aspect from which the setting position of a virtual point differs in relation to a device.

本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る仮想点決定システムは、ポインタと称されるデバイスと、光学式モーションキャプチャシステムと、から構成することができる。光学式モーションキャプチャシステムは、一般に、被験者の複数の所定部位に装着した複数の光学式マーカー(例えば、赤外線反射マーカー)と、光学式マーカーを装着した被験者の運動を複数角度から同時に撮影する複数台のカメラと、各カメラで取得したマーカーの画像情報中のマーカーの二次元位置を再構成して当該マーカーの三次元位置を計算し、光学式マーカーの三次元位置と身体の三次元モデルから身体の各部位の三次元位置(被験者の姿勢)を取得する処理部と、処理部の結果(被験者の姿勢の時系列データとして取得される運動データ)を表示する表示部と、からなる。 An embodiment of the present invention will be described. The virtual point determination system according to the present embodiment can be composed of a device called a pointer and an optical motion capture system. In general, an optical motion capture system includes a plurality of optical markers (for example, infrared reflection markers) attached to a plurality of predetermined parts of a subject and a plurality of cameras that simultaneously photograph a subject wearing the optical markers from a plurality of angles. And the 2D position of the marker in the image information of the marker obtained by each camera is reconstructed to calculate the 3D position of the marker, and the body is determined from the 3D position of the optical marker and the 3D model of the body. And a display unit for displaying the result of the processing unit (exercise data acquired as time-series data of the posture of the subject).

モーションキャプチャシステムにおける各種計算はコンピュータによって実行され得る。具体的には、カメラによって取得された画像情報を取り込む画像入力部、取り込まれた画像情報および画像処理部で計算された情報を記憶する記憶部、該画像情報や測定結果、分析結果を表示する表示部、該画像情報に対して画像処理を施すための画像処理部、マーカーの三次元位置の時系列データを計算する演算部を備えている。計測された各種データを用いてデータ処理を行う処理部や入力されたカメラ画像や処理結果を表示する表示部は、汎用コンピュータ(データを入力するための入力装置、処理されたデータを出力するための出力装置、データを表示する表示装置、主としてCPUから構成される演算装置、ROM、RAM、ハードディスク等の記憶装置、これらを接続するバス、コンピュータに所定の処理を実行させるために記憶装置に格納された所定のプログラム、等を備えている)から実現することができる。 Various calculations in the motion capture system may be performed by a computer. Specifically, an image input unit that captures image information acquired by the camera, a storage unit that stores the captured image information and information calculated by the image processing unit, the image information, measurement results, and analysis results are displayed. A display unit, an image processing unit for performing image processing on the image information, and a calculation unit for calculating time-series data of the three-dimensional position of the marker are provided. A processing unit that performs data processing using various measured data and a display unit that displays input camera images and processing results are a general-purpose computer (an input device for inputting data, for outputting processed data). Output device, display device for displaying data, arithmetic device mainly composed of CPU, storage device such as ROM, RAM, hard disk, bus connecting them, stored in the storage device so that the computer can execute predetermined processing A predetermined program, etc.).

図1に示すように、実施形態に係るポインタ1は、第1の軸部2と、第2の軸部3と、からT形状を備えている。第1の軸部2は、第2の軸部3よりも長い寸法を備えており、第2の軸部3は、第1の軸部2の基端部において、第1の軸部2の長さ方向に直交するように延びている。第1の軸部2は掴持部となっており、第1の軸部2の先端部20が所望の仮想点を指し示す端部(指示部)となっている。第2の軸部3の一端には第1マーカーMが、他端には第2マーカーMが設けてある。第1の軸部2には、先端側に位置して第3マーカーMが配置されている。 As shown in FIG. 1, the pointer 1 according to the embodiment has a T shape from a first shaft portion 2 and a second shaft portion 3. The first shaft portion 2 has a longer dimension than the second shaft portion 3, and the second shaft portion 3 is formed at the base end portion of the first shaft portion 2 with respect to the first shaft portion 2. It extends so as to be orthogonal to the length direction. The first shaft portion 2 is a gripping portion, and the distal end portion 20 of the first shaft portion 2 is an end portion (indicating portion) that points to a desired virtual point. One end of the second shaft portion 3 first marker M 1 is the second marker M 2 is provided at the other end. A third marker M 3 is disposed on the first shaft portion 2 so as to be located on the distal end side.

第1のマーカーM、第2のマーカーMは、赤外線反射マーカーである。第3のマーカーMは、赤外線LEDからなるマーカーであり、点灯することでマーカーとして機能する。ポインタ上(図示の態様では第1軸2上で、第3のマーカーMに近い部位)にはスイッチ4が設けてあり、スイッチ4を押すことで、ポインタ1に内蔵された電源(図示せず)から赤外線LEDに電流が供給されて点灯して、第3のマーカーMが、消灯の第1状態(カメラによって認識されない状態)から点灯の第2状態(カメラによって認識される状態)となる。 The first marker M 1 and the second marker M 2 are infrared reflective markers. The third marker M 3 are a marker consisting of infrared LED, which functions as a marker by lights. Pointer on (in the illustrated embodiment on the first shaft 2, the part close to the third marker M 3) in Yes the switch 4 is provided, by pressing the switch 4, incorporated in the pointer 1 the power (shown not) current to the infrared LED lights are supplied from the third marker M 3 is a first state of oFF (second state lighting from a state) that is not recognized by the camera (state recognized by the camera) Become.

複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、記憶された各マーカー間距離と、を用いてポインタを検出する手段について説明する。ポインタの各マーカー間の距離は既知(既知の値から計算可能な場合も含む)であり、記憶部(典型的には、モーションキャプチャシステムを構成するコンピュータの記憶手段)に記憶されている。本実施形態では、図3に示すような、第1マーカーMと第2マーカーMの間の距離D、第1マーカーMと第3マーカーMの間の距離D、第2マーカーMと第3マーカーMの間の距離Dが用いられる。マーカーの形状が球状ないし円形の場合には、1つの態様ではマーカー間距離は各マーカーの中心間の距離である。 A means for detecting a pointer using a plurality of camera images photographed by a plurality of cameras and stored distances between markers will be described. The distance between each marker of the pointer is known (including a case where it can be calculated from a known value), and is stored in a storage unit (typically, a storage unit of a computer constituting the motion capture system). In the present embodiment, the distance D 2 between 3 to shown, first distance D 1 of the between markers M 1 and the second marker M 2, first marker M 1 and the third marker M 3, second distance D 3 between the markers M 2 and the third marker M 3 is used. When the shape of the marker is spherical or circular, in one embodiment, the distance between the markers is the distance between the centers of the markers.

具体的な態様では、図4に示すように、第3マーカーMと第1の軸部2の先端部20との間の距離L1、第3マーカーMと第1の軸部2の基端部(第1マーカーMと第2マーカーMの中心間を結ぶ線上に位置する)との間の距離L2、第2マーカーMと第1の軸部2の基端部(第1の軸部2の長さ方向の中心線上に位置する)との間の距離L3、第1マーカーMと第1の軸部2の基端部(第1の軸部2の長さ方向の中心線上に位置する)との間の距離L4、が記憶部に記憶されている。第1マーカーMと第マーカーMとのマーカー間距離Dは、距離L3と距離L4から、第1マーカーMと第マーカーMとのマーカー間距離Dは、距離L2と距離L4から、第1マーカーMと第マーカーMとのマーカー間距離Dは、距離L2と距離L3からリアルタイムで計算される。あるいは、第1マーカーMと第2マーカーMの間の距離D、第1マーカーMと第3マーカーMの間の距離D、第2マーカーMと第3マーカーMの間の距離Dを直接記憶部に記憶しておいてもよい。デバイス上のマーカー間距離を特定するために記憶部に事前に記憶させておく情報については、ポインタの形状やポインタ上のマーカー取付位置等に応じて当業者において適宜設定し得る事項である。 In a specific aspect, as shown in FIG. 4, the distance L <b> 1 between the third marker M <b> 3 and the distal end portion 20 of the first shaft portion 2, the base of the third marker M <b> 3 and the first shaft portion 2. end distance L2, the 2 markers M 2 and the base end portion of the first shaft portion 2 between the (first marker M 1 to be located on a line connecting the second marker M 2 center) (first the distance between the position on the longitudinal center line of the shaft portion 2) L3, the first marker M 1 and the first base end portion of the shaft portion 2 (the first shank 2 lengthwise The distance L4 from the center line is stored in the storage unit. The inter-marker distance D 1 between the first marker M 1 and the first marker M 2 is the distance L 3 and the distance L 4, and the inter-marker distance D 3 between the first marker M 1 and the first marker M 2 is the distance L 2 and the distance L 4. Accordingly, the inter-marker distance D 3 between the first marker M 2 and the first marker M 3 is calculated in real time from the distance L 2 and the distance L 3. Alternatively, the distance D 1 of the between the first marker M 1 and the second marker M 2, the distance D 2 between the first marker M 1 and the third marker M 3, the second marker M 2 and the third marker M 3 it may be stored in the direct storage unit distance D 3 between. The information stored in advance in the storage unit in order to specify the distance between the markers on the device is a matter that can be appropriately set by those skilled in the art according to the shape of the pointer, the marker mounting position on the pointer, and the like.

ポインタ1上の3つのマーカーM、M、Mがカメラによって認識可能な状態で、複数のカメラによって同時にポインタを撮影した複数のカメラ画像から、取得した画像中の3つのマーカーの3次元座標M、M、Mを取得することができ、各マーカーの座標を用いて、各マーカー間の3つの距離d、d、dを計算することができる。 The three markers M 1 , M 2 , and M 3 on the pointer 1 are recognizable by the camera, and the three dimensions of the three markers in the acquired image are obtained from a plurality of camera images obtained by simultaneously photographing the pointers by the plurality of cameras. Coordinates M 1 , M 2 , M 3 can be obtained, and using the coordinates of each marker, three distances d 1 , d 2 , d 3 between each marker can be calculated.

計算された3つの距離のセットd、d、dと、記憶されている距離のセットD、D、Dと、を比較することで、距離のセットD、D、Dと一致する距離セットセットd、d、dが見つかった時に、ポインタ1が検出されたものとみなすことができる。なお、カメラ画像中に、被験者に設けた実マーカーも含まれる場合を考慮して、ポインタの誤検知を防止するために、距離のセットD、D、Dは、被験者に設けられた実マーカーの組み合わせでは得られないような距離セットに設定することが望ましい。 By comparing the calculated three distance sets d 1 , d 2 , d 3 with the stored distance sets D 1 , D 2 , D 3 , the distance sets D 1 , D 2 , When a distance set set d 1 , d 2 , d 3 matching D 3 is found, it can be considered that the pointer 1 has been detected. The distance sets D 1 , D 2 , and D 3 are provided to the subject in order to prevent erroneous detection of the pointer in consideration of the case where the actual marker provided to the subject is also included in the camera image. It is desirable to set a distance set that cannot be obtained by a combination of actual markers.

ポインタ上の各マーカーと第1軸部の先端との相対的位置を用いて、マーカー座標から前記先端の座標を取得する手段について説明する。ポインタ1上において、第1の軸部2の先端部20と、第1マーカーM、第2マーカーM、第3マーカーMとの相対的な位置関係は既知であり、第1マーカーM、第2マーカーM、第3マーカーMの位置を用いて第1の軸部2の先端部20の位置を特定できるような情報(例えば、図4におけるL1〜L4)が記憶部に記憶されている。距離セット(d、d、d)=距離セット(D、D、D)の時の、取得した画像中の3つのマーカーの座標に基づいて、第1の軸部2の先端部20の座標(1つの態様では、第1の軸部2の長さ方向の中心線上に位置する)を取得することができる。 A means for acquiring the coordinates of the tip from the marker coordinates using the relative position between each marker on the pointer and the tip of the first shaft portion will be described. On the pointer 1, the relative positional relationship between the distal end portion 20 of the first shaft portion 2 and the first marker M 1 , second marker M 2 , and third marker M 3 is known, and the first marker M 1 , information that can specify the position of the distal end portion 20 of the first shaft portion 2 using the positions of the second marker M 2 and the third marker M 3 (for example, L1 to L4 in FIG. 4) is stored in the storage unit. It is remembered. Based on the coordinates of the three markers in the acquired image when distance set (d 1 , d 2 , d 3 ) = distance set (D 1 , D 2 , D 3 ), The coordinates of the distal end portion 20 (in one aspect, located on the center line in the length direction of the first shaft portion 2) can be acquired.

本実施形態では、ポインタ1の先端部20で所望の仮想点を指し示す前の段階では、ポインタ1上の3つのマーカーM、M、Mのうちの第3のマーカーMを消灯状態(カメラによって認識されない状態)としておき、ポインタ1の先端部20で所望の仮想点を指し示した時に、先端部20が仮想点を指し示した状態で、スイッチ4を押して、第3のマーカーMを点灯状態(カメラによって認識される状態)として、カメラによって認識された3つのマーカー間の距離セット(d、d、d)と、記憶されている3つのマーカー間の距離セット(D、D、D)と、を用いて、カメラによって撮影された画像中のポインタ1を検出する。 In the present embodiment, the third marker M 3 among the three markers M 1 , M 2 , and M 3 on the pointer 1 is turned off before the desired virtual point is indicated by the tip 20 of the pointer 1. (State not recognized by the camera), when the tip 20 of the pointer 1 points to a desired virtual point, the switch 4 is pressed with the tip 20 pointing to the virtual point, and the third marker M 3 is as lighting state (a state recognized by the camera), the distance set between the three markers recognized by the camera (d 1, d 2, d 3), the stored three distances set between markers (D 1 , D 2 , D 3 ) to detect the pointer 1 in the image taken by the camera.

ポインタ非検出状態(第3のマーカーMが消灯状態でありカメラにより認識されない状態)からポインタ検出状態(第3のマーカーMが点灯状態となり、全ての3つのマーカーM、M、Mがカメラにより認識された状態)に切り替わったことを決定入力として、ポインタ検出時のポインタ1上のマーカーM、M、Mの座標からポインタ1の第1軸部2の先端部20の座標を仮想点座標として取得する。コンピュータの記憶部には、当該コンピュータにこのような処理(すなわち、デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標からポインタ端部の座標を仮想点座標として取得する)を実行させるためのプログラムが格納されている。なお、図示の態様では、1つの隠れマーカー(第3のマーカーM)を用いているが、隠れマーカーを2個以上設けてもよい。たとえば、ポインタ上の3つのマーカーをすべてLEDにして、ボタンを押すとすべてのLEDが点灯するような機構にしてもよい。 Pointer non-detection state pointer detection state from the (third marker M 3 is a state that is not recognized by a turned off camera) (third marker M 3 is turned on in all three markers M 1, M 2, M As a decision input, the tip 20 of the first shaft portion 2 of the pointer 1 is determined from the coordinates of the markers M 1 , M 2 , and M 3 on the pointer 1 when the pointer is detected. Are obtained as virtual point coordinates. The storage unit of the computer causes the computer to execute such processing (that is, using the detection of the device as a decision input and acquiring the coordinates of the pointer end from the marker coordinates at the time of device detection as the virtual point coordinates). The program is stored. In the illustrated embodiment, one hidden marker (third marker M 3 ) is used, but two or more hidden markers may be provided. For example, a mechanism may be adopted in which all three markers on the pointer are LEDs and all LEDs are lit when a button is pressed.

ポインタ1上のスイッチ4は、ポインタ1の第1の軸部2を掴んで所望の仮想点を指し示した操作者によって手動操作可能であり、仮想点座標の取得は、ポインタ1のスイッチ操作による決定入力により実行される。すなわち、仮想点を指し示した操作者により遠隔決定入力を行うことで、コンピュータ側で決定入力作業を行う必要がない。なお、図示の態様では、第1の軸部2上のスイッチ4を設けたが、スイッチの位置は当業者において適宜変更し得ることが理解される。また、ポインタの全体形状やマーカーの個数(3つ以上であればよい)及び取り付け部位、仮想点を指し示す端部の位置、についても、図示の形態に限定されるものではない。 The switch 4 on the pointer 1 can be manually operated by an operator who holds the first shaft portion 2 of the pointer 1 and points to a desired virtual point, and the acquisition of the virtual point coordinates is determined by the switch operation of the pointer 1. Executed by input. That is, by performing remote determination input by an operator pointing to a virtual point, it is not necessary to perform determination input work on the computer side. In the illustrated embodiment, the switch 4 on the first shaft portion 2 is provided. However, it is understood that the position of the switch can be appropriately changed by those skilled in the art. Also, the overall shape of the pointer, the number of markers (only three or more), the attachment site, and the position of the end pointing to the virtual point are not limited to the illustrated form.

隠れマーカーを備えたポインタの他の態様について図2に基づいて説明する。隠れマーカーとなる第3のマーカーMは赤外線反射マーカーであり、第1の軸部2には、第3のマーカーMを隠蔽する第1位置と第3のマーカーMを露出させる第2位置との間で移動可能(典型的には第1の軸部2の軸方向に可動)な可動体5が設けてある。第1の軸部2上には、第1の位置(図2上図)にある可動体5を、第2の位置(図2下図)へ移動させて第3のマーカーMを第1の状態から第2の状態へ切り換えるための切り換え手段が設けてある。 Another aspect of the pointer provided with the hidden marker will be described with reference to FIG. The third marker M 3 to be hidden marker is an infrared reflective marker, the first shaft portion 2, the exposing the first position and the third marker M 3 to conceal the third marker M 3 2 A movable body 5 that is movable between positions (typically movable in the axial direction of the first shaft portion 2) is provided. On the first shaft portion 2, the movable body 5 at the first position (the upper diagram in FIG. 2) is moved to the second position (the lower diagram in FIG. 2), and the third marker M 3 is moved to the first position. Switching means for switching from the state to the second state is provided.

1つの態様は、切り換え手段は、第1の軸部2上のスライドつまみ6であり、スライドつまみ6のスライドと可動体5の移動とを連繋させて、スライドつまみ6の移動に連動して可動体5が第1位置から第2位置に移動させて第3のマーカーMを第1の状態から第2の状態へ切り換える。スライドつまみ6に作用する力を解除すると、第1の軸部2内に設けたスプリング(図示せず)によって、可動体5が第2位置から第1位置へ復帰するように構成される。スプリング等の復帰手段を用いずに、手動でスライドつまみ6を移動させて可動体5を第2位置から第1位置へ復帰させてもよい。また、スライドつまみに代えて、スイッチの押し操作と可動体の移動とを連繋させて、スイッチの押し動作に連動して可動体が第1位置から第2位置に移動し、スイッチに対する押圧力を解除すると、第1の軸部に設けたスプリング(図示せず)によって、可動体が第2位置から第1位置へ復帰するように構成してもよい。 In one aspect, the switching means is the slide knob 6 on the first shaft portion 2, and the slide of the slide knob 6 and the movement of the movable body 5 are linked to each other, and is movable in conjunction with the movement of the slide knob 6. body 5 switches the third marker M 3 is moved from the first position to the second position from the first state to the second state. When the force acting on the slide knob 6 is released, the movable body 5 is configured to return from the second position to the first position by a spring (not shown) provided in the first shaft portion 2. The movable body 5 may be returned from the second position to the first position by manually moving the slide knob 6 without using a return means such as a spring. In place of the slide knob, the push operation of the switch and the movement of the movable body are linked, and the movable body moves from the first position to the second position in conjunction with the push operation of the switch, and the pressing force on the switch is increased. When released, the movable body may be configured to return from the second position to the first position by a spring (not shown) provided on the first shaft portion.

本実施形態では、ポインタ1の先端部20で所望の仮想点を指し示す前の段階では、ポインタ1上の3つのマーカーのうちの第3のマーカーMを可動体5によって隠蔽された状態(カメラによって認識されない状態)としておき、ポインタ1の先端部20で所望の仮想点を指し示した時に、先端部20が仮想点を指し示した状態で、スイッチ操作により、可動体5を第1の位置から第2の位置に移動させて、第3のマーカーMを露出状態(カメラによって認識される状態)として、カメラによって認識された3つのマーカー間の距離セット(d、d、d)と、記憶されている3つのマーカー間の距離セット(D、D、D)と、を用いて、カメラによって撮影された画像中のポインタ1を検出する。 In the present embodiment, in a stage before pointing a desired virtual point at the tip 20 of the pointer 1, the third state of the marker M 3 is concealed by the movable body 5 (the camera of the three markers on the pointer 1 When the tip 20 of the pointer 1 points to the desired virtual point, the movable body 5 is moved from the first position by the switch operation with the tip 20 pointing to the virtual point. 2 and moving the third marker M 3 into an exposed state (a state recognized by the camera), a distance set (d 1 , d 2 , d 3 ) between the three markers recognized by the camera and The pointer 1 in the image photographed by the camera is detected using the stored distance sets (D 1 , D 2 , D 3 ) between the three markers.

ポインタ非検出状態(第3のマーカーMが隠蔽状態でありカメラにより認識されない状態)からポインタ検出状態(第3のマーカーMが露出状態となり、全ての3つのマーカーM、M、Mがカメラにより認識された状態)に切り替わったことを決定入力として、ポインタ検出時のポインタ1上のマーカーM、M、Mの座標からポインタ1の第1軸部2の先端部20の座標を仮想点座標として取得する。なお、図示の態様では、1つの隠れマーカー(第3のマーカーM)を用いているが、隠れマーカーを2個以上設けてもよい。この場合、1つのスイッチ操作で複数の可動体が移動させることが望ましい。 Pointer non-detection state pointer detection state from the (third marker M 3 is concealed in it state that is not recognized by the camera) (third marker M 3 is an exposed state, all three markers M 1, M 2, M As a decision input, the tip 20 of the first shaft portion 2 of the pointer 1 is determined from the coordinates of the markers M 1 , M 2 , and M 3 on the pointer 1 when the pointer is detected. Are obtained as virtual point coordinates. In the illustrated embodiment, one hidden marker (third marker M 3 ) is used, but two or more hidden markers may be provided. In this case, it is desirable to move a plurality of movable bodies by one switch operation.

上記2つの実施形態では、ポインタ1の構造に特徴を持たせることで(具体的には、第3のマーカーMの点灯の切り替え、第3のマーカーMを機械機構を用いて物理的に隠す)、最初の段階では、複数のカメラによって、3つのマーカーのうちの第3のマーカーMのみがカメラによって認識されない状態にあるポインタ1を撮影し(第1のマーカーM、第2のマーカーMはカメラによって認識される)、ポインタ1の先端部20で所望の仮想点位置を指し示した時に、第3のマーカーMがカメラによって認識されない状態から認識されるようにすることで、全3つのマーカーM、M、Mがカメラによって認識されてポインタ1が検出されることを説明した。 Above two embodiments, the (specifically by giving certain feature to the structure of the pointer 1, the third switching the lighting of the marker M 3, third marker M 3 of the physically using mechanical mechanism Hide), in the first phase, by a plurality of cameras, the three only the third marker M 3 of the markers taking the pointer 1 in a state that is not recognized by the camera (the first marker M 1, the second markers M 2 is recognized by the camera), when pointing to a desired virtual point position at the tip 20 of the pointer 1, since the third marker M 3 is to be recognized from a state that is not recognized by the camera, It has been explained that all three markers M 1 , M 2 and M 3 are recognized by the camera and the pointer 1 is detected.

本発明において、第3のマーカーMを物理的に隠す手段は、ポインタの機構に依存せずに手動で行うものでもよい。操作者がポインタ上の3つのマーカーの少なくとも1つのマーカーを指(あるいは手や他の物体)で隠すことで、当該マーカーをカメラによって認識されない第1の状態とし、操作者がポインタの先端で所望の仮想点を指し示した時に、先端が仮想点を指し示した状態で、操作者の指等で隠れているマーカーを露出させることで、カメラによって認識された3つのマーカー間の距離を用いて、ポインタを検出するものでもよい。この場合であっても、ポインタ非検出状態からポインタ検出状態に切り替わったことを決定入力として、ポインタ検出時のポインタ上のマーカーの座標を用いて、ポインタの第1軸部の先端の座標を仮想点座標として取得する点は同様であり、コンピュータをそのように実行させるためのプログラムがコンピュータの記憶部に格納されている。 In the present invention, the means for hiding the third marker M 3 physically may be one performed manually without depending on the mechanism of the pointer. The operator hides at least one of the three markers on the pointer with a finger (or a hand or other object), so that the marker is in a first state that is not recognized by the camera. By using the distance between the three markers recognized by the camera by exposing the marker hidden by the operator's finger or the like with the tip pointing to the virtual point when the virtual point is pointed to May be detected. Even in this case, using the coordinate of the marker on the pointer at the time of detecting the pointer as the decision input that the switching from the pointer non-detection state to the pointer detection state is performed, the coordinates of the tip of the first axis portion of the pointer are virtually The points acquired as point coordinates are the same, and a program for causing the computer to execute in this way is stored in the storage unit of the computer.

ポインタ1によって仮想点座標が取得された時に、当該仮想点座標値と、被験者上の3つの実マーカーm、m、mの座標値と、によって仮想マーカーMが設定される。 When the virtual point coordinates are acquired by the pointer 1, the virtual marker MH is set by the virtual point coordinate value and the coordinate values of the three real markers m 1 , m 2 , and m 3 on the subject.

実マーカーm、m、mの座標値の取得について説明する。先ず、身体上のマーカー(実マーカー)の同定について説明する。2台以上のカメラによって捉えられたマーカーは、カメラパラメーターを使用することで3次元座標値を計算することができる。しかしながら、計算された3次元座標値がどのマーカーに対応するかという対応づけ(マーカーの同定)を行う必要がある。通常、カメラ画像中には、ポインタ1上のマーカーM、M、M、実マーカーm、m、mの他に、被験者に設けられた複数の実マーカーが含まれ得る。 Acquisition of the coordinate values of the actual markers m 1 , m 2 , and m 3 will be described. First, identification of a marker (actual marker) on the body will be described. A marker captured by two or more cameras can be calculated as a three-dimensional coordinate value by using camera parameters. However, it is necessary to associate (marker identification) which marker corresponds to the calculated three-dimensional coordinate value. Normally, a camera image may include a plurality of real markers provided to the subject in addition to the markers M 1 , M 2 , M 3 on the pointer 1 and real markers m 1 , m 2 , m 3 .

1つの態様では、ポインタを使用して仮想点を決定する際に、剛体上に固定された3点のマーカーを用いる。これらのマーカーは剛体上に固定されているので、マーカー間の距離は変化しない。この性質を利用して、下のように決定する。
(1)PC上で剛体上に取り付けられたマーカー間の距離を事前に設定しておく。各距離は、コンピュータの記憶部に格納されている。
(2)マーカーの3次元座標値を計算する。
(3)任意の3つのマーカーを選択し、計算された3次元座標値の距離を計算する。
(4)(1)の設定と同じ長さであった場合には剛体上のマーカーとする。長さが異なる場合には(3)に戻る。
In one aspect, a three-point marker fixed on a rigid body is used when determining a virtual point using a pointer. Since these markers are fixed on the rigid body, the distance between the markers does not change. Using this property, it is determined as follows.
(1) The distance between markers attached on a rigid body on the PC is set in advance. Each distance is stored in the storage unit of the computer.
(2) Calculate the three-dimensional coordinate value of the marker.
(3) Select any three markers and calculate the distance of the calculated three-dimensional coordinate value.
(4) If the length is the same as the setting in (1), the marker is a rigid body. If the length is different, return to (3).

剛体上に固定された3点のマーカーを実現するためのマーカー固定具を図6に示す。図6に示すように、マーカー固定具上には3つのマーカーが固定されており、このマーカー間距離をPC上で設定しておくことで、カメラ画像におけるマーカー固定具上のマーカーの同定を行う。同様のアルゴリズムを用いることで剛体上に固定された4点以上のマーカーを用い得ることが当業者に理解される。なお、ここで述べた身体上のマーカー同定方法は1つの態様に過ぎず、身体上のマーカーの同定方法としては様々な方法を取り得ることが当業者に理解される。 A marker fixture for realizing a three-point marker fixed on a rigid body is shown in FIG. As shown in FIG. 6, three markers are fixed on the marker fixture, and by setting the distance between the markers on the PC, the marker on the marker fixture in the camera image is identified. . One skilled in the art will appreciate that more than four markers fixed on a rigid body can be used by using similar algorithms. It should be noted that the method for identifying a marker on the body described here is merely one embodiment, and it will be understood by those skilled in the art that various methods can be used for identifying a marker on the body.

次に、仮想マーカーの設定について説明する。仮想マーカーの設定においては、ポインタにより仮想点が決定された際の身体上のマーカー座標値p1 t=0,p2 t=2,p3 t=0と仮想点の座標値pt=0を決定する。これらの値は仮想点の計算の際に使用する。これらの値を取得する作業が仮想マーカーの設定である。ここで、添え字のtは時刻を表し、t=0は仮想マーカー設定時の値であることを示している。 Next, setting of the virtual marker will be described. In setting the virtual marker, the marker coordinate values p 1 t = 0 , p 2 t = 2 , p 3 t = 0 and the virtual point coordinate value p t = 0 when the virtual point is determined by the pointer To decide. These values are used when calculating virtual points. The operation of obtaining these values is the setting of the virtual marker. Here, the subscript t represents time, and t = 0 represents a value at the time of setting a virtual marker.

実際の測定時における仮想点の計算について説明する。身体上の3つのマーカーm、m、mから作られる座標系を体節座標系と呼ぶこととする。体節座標系の原点として身体上のマーカーの1つを原点として使用する。また、体節座標系の単位ベクトルの各軸を次のように定めるものとする The calculation of virtual points during actual measurement will be described. A coordinate system made up of three markers m 1 , m 2 and m 3 on the body is called a somite coordinate system. One of the markers on the body is used as the origin as the origin of the body segment coordinate system. In addition, each axis of the unit vector of the body segment coordinate system shall be determined as follows:

第一軸:マーカーmからマーカーmへの単位方向ベクトル(=v1 t)。
第二軸:3つの身体上のマーカーm、m、mの作る平面の単位法線ベクトル(=v2 t)。
第三軸:第一軸と第二軸に直交する単位ベクトル(=v3 t)。
このとき時刻tでの世界座標系から体節座標系への変換行列は次のように書ける。
First axis: unit direction vector (= v 1 t ) from marker m 1 to marker m 2 .
Second axis: a unit normal vector (= v 2 t ) of a plane formed by three markers m 1 , m 2 , and m 3 on the body.
Third axis: a unit vector (= v 3 t ) orthogonal to the first and second axes.
At this time, the transformation matrix from the world coordinate system to the body segment coordinate system at time t can be written as follows.

仮想マーカー設定時の仮想点の座標値を体節座標系に変換すると次のように書ける。
この仮想点を時刻tの世界座標系に変換すると時刻tにおける仮想点座標値は、
と表すことができる。この式を用いて仮想点座標値の計算を行っている。
When the coordinate value of the virtual point at the time of setting the virtual marker is converted into the body segment coordinate system, it can be written as follows.
When this virtual point is converted to the world coordinate system at time t, the virtual point coordinate value at time t is
It can be expressed as. The virtual point coordinate value is calculated using this equation.

ポインタ1を用いて仮想点をリモートで決定する全体の流れについて説明する。先ず、複数のカメラによって、実マーカー(m、m、mを含む)を装着した被験者、及び、ポインタ1(第3のマーカーMが第1の状態にある)を撮影して、カメラ画像データをコンピュータに取り込む。 The overall flow of determining a virtual point remotely using the pointer 1 will be described. First, a subject wearing a real marker (including m 1 , m 2 , m 3 ) and a pointer 1 (the third marker M 3 is in the first state) are photographed by a plurality of cameras, Import camera image data into the computer.

操作者は、所望の仮想点位置を選択して、当該仮想点位置にポインタ1の先端部20を当てる。ここで、仮想点位置は、被験者の身体上、あるいは被験者が装着した物体(杖等の道具)上ないし被験者が保持する物体(杖等の道具)上、あるいは被験者の環境(例えば、階段)の位置である。すなわち、仮想点を設定し得る位置は、「計測にかかわる物体上(身体上を含む)」の位置である。図5では、操作者がポインタ1を掴んで先端部20を身体上の所定位置に当てた状態を示しており、この状態でのマーカーMの点灯に基づくポインタ1の検出(決定)入力よって、先端部20に仮想マーカーMが設定される。各カメラ画像には、身体に装着された実マーカーm、m、m及びポインタ1上のマーカーM、M、Mが含まれる。 The operator selects a desired virtual point position and places the tip 20 of the pointer 1 on the virtual point position. Here, the virtual point position is on the subject's body, on an object (tool such as a cane) worn by the subject or on an object held by the subject (tool such as a cane), or on the subject's environment (eg, staircase). Position. That is, the position where the virtual point can be set is a position “on the object related to measurement (including on the body)”. In Figure 5, shows a state in which the operator against the tip 20 to a predetermined position on the body by grabbing the pointer 1, the detection (determination) Input Thus the pointer 1 corresponding to the lighting of the marker M 3 in this state The virtual marker MH is set at the tip 20. Each camera image includes actual markers m 1 , m 2 and m 3 attached to the body and markers M 1 , M 2 and M 3 on the pointer 1.

カメラ画像で検出された各マーカーの3次元座標の計算を行った後に、任意の3つのマーカーを選択し、各マーカー間の距離が、PC上で設定されている(PCの記憶部に記憶されている情報によって特定される)ポインタ1上の各マーカー間の距離と同じであるか否かを判定する。つまり、複数のカメラ画像に基づいて3次元座標が計算された全てのマーカー間距離をリアルタイムで計算し、計算されたマーカー間距離と、PC上に設定してあるポインタ上のマーカー間距離と、を比較判定し、これらの長さが一致した場合には、ポインタが検出されたものとみなす。 After calculating the three-dimensional coordinates of each marker detected in the camera image, any three markers are selected, and the distance between each marker is set on the PC (stored in the storage unit of the PC) It is determined whether or not the distance between the markers on the pointer 1 (specified by the information) is the same. That is, the distance between all markers for which three-dimensional coordinates are calculated based on a plurality of camera images is calculated in real time, the calculated distance between markers, the distance between markers on the pointer set on the PC, Are compared, and if these lengths match, it is assumed that the pointer has been detected.

ポインタ1上の第3のマーカーMが第1の状態にある時には、ポインタの検出は行われない。ポインタ1の先端部20によって所望の仮想点位置を指し示した時に、第3のマーカーMを、第1の状態から第2の状態へ切り換える。第3のマーカーMが第2の状態となった時に、複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、記憶されたポインタ1上の各マーカー間距離と、を用いてポインタ1を検出する。 A third marker M 3 on the pointer 1 when in the first state, the detection of the pointer is not performed. When pointed desired virtual point position by the pointer 1 of the tip portion 20, the third marker M 3, switching from the first state to the second state. When the third marker M 3 is a second state, detects the pointer 1 by using a plurality of camera images shot by a plurality of cameras, each inter-marker distance on the stored pointer 1, the .

ポインタの検出を決定入力として、ポインタ検出時のポインタ上のマーカー座標からポイント先端部の座標値を仮想点座標値として取得する。ポインタの検出と並行して、仮想マーカーを特定する被験者上の3つ以上の各実マーカーの探索を実行することで、被験者上の3つの各実マーカーの座標値を取得する。 Using the detection of the pointer as a decision input, the coordinate value of the tip of the point is acquired as the virtual point coordinate value from the marker coordinates on the pointer when the pointer is detected. In parallel with the detection of the pointer, a search for three or more real markers on the subject specifying the virtual marker is executed to obtain the coordinate values of the three real markers on the subject.

最後に、仮想マーカーの利用態様について、2つの例に基づいて説明する。片麻痺の患者の大転子にマーカーを貼りつけた場合に、腕によってマーカーデータをほとんど取得できない場合がある。このような場合に、仮想マーカーを大転子点に設定することで、大転子マーカーとして機能させることができる。具体的には、骨盤に3つのマーカーを固定し、これらのマーカー座標によって大転子点を決定することで、腕によってマーカーが見えなくなることの不具合を解消することができる。 Finally, the usage mode of the virtual marker will be described based on two examples. When a marker is affixed to the greater trochanter of a hemiplegic patient, the marker data may be hardly acquired by the arm. In such a case, by setting the virtual marker to the greater trochanter point, it can function as a greater trochanter marker. Specifically, by fixing three markers to the pelvis and determining the greater trochanter point based on these marker coordinates, it is possible to eliminate the problem of the marker becoming invisible by the arm.

また、踵のマーカーデータを取得する場合には後方にカメラが複数台ある必要があるが、これに対して、仮想マーカーを踵に設定することで、踵マーカーとして機能させることが考えられる。具体的には、足部の前方にマーカーを3つ取り付け、そこから踵の仮想マーカーを設定することで後方にカメラがなくても、踵の仮想マーカーから三次元座標値を計算することができる。 Further, when acquiring wrinkle marker data, it is necessary to have a plurality of cameras in the rear. On the other hand, setting a virtual marker to wrinkle may cause it to function as a wrinkle marker. Specifically, by attaching three markers in front of the foot, and setting a virtual marker for the heel from there, it is possible to calculate a three-dimensional coordinate value from the virtual marker for the heel without a camera behind .

図7を参照しつつ、他の実施形態について説明する。ポインタ1´は、第1の部分2´と、第2の部分3´と、からT形状を備えている。図示の形態では、第1の部分2´、第2の部分3´は、プレート状の長手部材である。第1の部分2´は、第2の部分3´よりも長い寸法を備えており、第2の部分3´は、第1の部分2´の基端部において、第1の部分2´の長さ方向に直交するように延びている。第1の部分2´は掴持部となっており、第1の部分2´の先端部20´が所望の仮想点を指し示す指示部となっている。 Another embodiment will be described with reference to FIG. The pointer 1 'has a T shape from the first portion 2' and the second portion 3 '. In the illustrated form, the first portion 2 'and the second portion 3' are plate-like longitudinal members. The first part 2 'has a longer dimension than the second part 3', and the second part 3 'is located at the proximal end of the first part 2' with respect to the first part 2 '. It extends so as to be orthogonal to the length direction. The first portion 2 ′ is a gripping portion, and the tip portion 20 ′ of the first portion 2 ′ is an instruction portion that points to a desired virtual point.

第2の部分3´の一端には第1マーカーMが、他端には第2マーカーMが設けてある。第1の部分2´には、先端側に位置して第3マーカーMが配置されている。第1のマーカーM、第2のマーカーM、第3のマーカーMは、赤外線LEDからなるマーカーであり、通電により点灯することでマーカーとして機能する。 One end of the second portion 3 'first marker M 1 is the second marker M 2 is provided at the other end. The first part 2 ', the third marker M 3 is disposed is positioned on the distal end side. The first marker M 1 , the second marker M 2 , and the third marker M 3 are markers composed of infrared LEDs, and function as markers when turned on by energization.

ポインタ1´上には、2つのボタンスイッチ4A、4Bが設けてある。ボタンスイッチ4Aは、第1の部分2´の先端部20´に設けてあり、第1の部分2´のは、第1の部分2´の長さ方向の中間部位の面部に設けてある。デバイス1´において、ボタンスイッチ4Bを挟んで空間的に両側に位置するように第1のマーカーM、第2のマーカーM、第3のマーカーMが配置されている。より具体的には、第1の部分2´に対して第1の側(第1の部分2´の先端側)に第3のマーカーMが配置されており、第1の部分2´に対して第2の側(第1の部分2´の基端側の第2の部分3´の両端側)に第1のマーカーM、第2のマーカーMが配置されている。ボタンスイッチ4A、4Bは共に、仮想点を指し示す指示部に設けてあり、指示部として機能する。ボタンスイッチ4Aあるいは4Bが押されると、ポインタ1´に内蔵された電源(図示せず)から各赤外線LEDに電流が供給されて点灯して、各マーカーが、消灯の第1状態(カメラによって認識されない状態)から点灯の第2状態(カメラによって認識される状態)となる。後述するように、ボタンスイッチ4Aを押した場合、ボタンスイッチ4Bを押した場合とでは、仮想点座標の計算に用いる値が異なる。 Two button switches 4A and 4B are provided on the pointer 1 '. The button switch 4A is provided at the tip portion 20 'of the first portion 2', and the first portion 2 'is provided at the surface portion of the intermediate portion in the length direction of the first portion 2'. In the device 1 ′, the first marker M 1 , the second marker M 2 , and the third marker M 3 are arranged so as to be spatially located on both sides with the button switch 4B interposed therebetween. More specifically, the first side with respect to the first part 2 '(the distal end side of the first portion 2') is a third marker M 3 is disposed, the first portion 2 ' On the other hand, the first marker M 1 and the second marker M 2 are arranged on the second side (both ends of the second portion 3 ′ on the base end side of the first portion 2 ′). The button switches 4A and 4B are both provided in an instruction unit indicating a virtual point and function as an instruction unit. When the button switch 4A or 4B is pressed, a current is supplied to each infrared LED from a power source (not shown) built in the pointer 1 'to light up, and each marker is turned off in a first state (recognized by the camera). The second state of lighting (a state recognized by the camera). As will be described later, when the button switch 4A is pressed, the values used for calculating the virtual point coordinates are different from when the button switch 4B is pressed.

[ボタンスイッチ4Aの意義]
図1に示すようなポインタ1を用いた仮想点入力作業では、操作者はポインタ1の先端部20による仮想点の指示→スイッチ4の押し操作、という2アクションが必要となり、操作者が先端部20で仮想点を指し示した状態でスイッチ4を押すと、スイッチ4を押す瞬間にポインタ1の先端部20がずれてしまうおそれがある。また、ボタンを押す作業は面倒である。
この問題を解決するためにポインタ1´の先端にボタンスイッチ4Aを取り付け、ボタンスイッチ4Aが押されるとLEDが点灯するような構造にした。
[Significance of button switch 4A]
In the virtual point input operation using the pointer 1 as shown in FIG. 1, the operator needs two actions of pointing the virtual point with the tip 20 of the pointer 1 → pressing the switch 4. If the switch 4 is pressed while the virtual point is pointed at 20, the tip 20 of the pointer 1 may be displaced at the moment the switch 4 is pressed. Also, pressing the button is troublesome.
In order to solve this problem, a button switch 4A is attached to the tip of the pointer 1 'so that the LED is turned on when the button switch 4A is pressed.

ポインタ1´の先端部20´に設けられたボタンスイッチ4Aは、先端部20´を身体の所定部位に押し付けた時に第1の部分2´の長さ方向に作用する力によって押しこまれて入力されて、各LEDを点灯するようになっている。ポインタ1´の先端にボタンスイッチ4Aを取り付けることで、仮想点決定者が仮想点を指し示すと同時に、ボタンスイッチ4Aが押され、仮想点の指示とボタンスイッチ4Aの押圧が1アクションで実行され、いわば、スイッチを押す手間を省略することができる。 The button switch 4A provided at the distal end portion 20 'of the pointer 1' is pressed and input by a force acting in the length direction of the first portion 2 'when the distal end portion 20' is pressed against a predetermined part of the body. Thus, each LED is turned on. By attaching the button switch 4A to the tip of the pointer 1 ', the virtual point determiner points to the virtual point, and at the same time, the button switch 4A is pressed, and the virtual point instruction and the button switch 4A are pressed in one action. In other words, the trouble of pressing the switch can be omitted.

デバイス1´を掴んだ操作者が第1の部分2´の先端部20´で所望の仮想点を指し示すと同時にボタンスイッチ4Aが押され、赤外線LEDからなる3つの第1のマーカーM、第2のマーカーM、第3のマーカーMが点灯してデバイス1´が認識され、第1のマーカーM、第2のマーカーM、第3のマーカーMの座標が取得される。ポインタ1´上において、第1の部分2´の先端部20´(押し込まれたボタンスイッチ4Aの位置が)と、第1マーカーM1、第2マーカーM2、第3マーカーM3との相対的な位置関係は既知であり、第1マーカーM、第2マーカーM、第3マーカーMの位置を用いて第1の部分2´の先端部20´の位置を特定できるような情報が記憶部に記憶されている。例えば、図4におけるL1〜L4に準ずる情報が記憶部に記憶されており、距離セット(d1、d2、d3)=距離セット(D1、D2、D3)の時の、取得した画像中の3つのマーカーの座標に基づいて、第1の部分2´の先端部20の座標(1つの態様では、第1の部分2の長さ方向の中心線上に位置する)を取得することができる。その他の詳細については、既述の実施形態の説明を援用することができる。 The operator holding the device 1 ′ points to a desired virtual point at the tip portion 20 ′ of the first portion 2 ′, and at the same time, the button switch 4A is pressed, and three first markers M 1 , which are composed of infrared LEDs, The second marker M 2 and the third marker M 3 are turned on to recognize the device 1 ′, and the coordinates of the first marker M 1 , the second marker M 2 , and the third marker M 3 are acquired. On the pointer 1 ', the relative position between the tip 20' of the first portion 2 '(the position of the pressed button switch 4A) and the first marker M1, the second marker M2, and the third marker M3 relationship is known, the first marker M 1, the second marker M 2, identifiable information of the position of the distal end portion 20 'of the first portion 2' by using the position of the third marker M 3 is the storage unit Is remembered. For example, the information corresponding to L1 to L4 in FIG. 4 is stored in the storage unit, and when the distance set (d1, d2, d3) = distance set (D1, D2, D3), Based on the coordinates of the marker, the coordinates of the tip 20 of the first portion 2 ′ (in one aspect, located on the center line in the length direction of the first portion 2) can be acquired. For other details, the description of the above-described embodiment can be used.

[ボタンスイッチ4Bの意義]
カメラが前方のみにある場合に踵の仮想点を決めようとすると、足部に取り付けた剛体上の3点(図示せず、図6に準ずる実マーカー)とポインタの3点が同時に見えるように足部の方向を調整する必要がある。障害を持った被験者の場合には体の方向を動かすことは労力が必要となってしまう。
この課題を解決するためにポインタ1´の第1の部分2´の長さ方向の中央付近を指示部としてボタンスイッチ4Bを取り付けることで、前方のみにカメラがある場合でも足の方向を変えずに踵の仮想点を決定することを可能とした。デバイスの先端を指示部として仮想点を指し示す場合には図8左図に示すように先端に近いマーカーの位置が足によって隠れてしまう。一方、デバイスの真ん中付近を仮想点を指し示す指示部とする場合には、図8右図に示すようにすべてのマーカーが前方から見えるようになる(ポインタ1´の第1の部分2´の長さ寸法は、足部の幅よりも大きく、足部を挟んで両側にマーカーが位置する)。なお、かかる課題は、踵や足部に仮想点を設定する場合に限られるものではなく、踵や足部に仮想点を設定する場合に限定されるものではない。
[Significance of button switch 4B]
If you try to determine the virtual point of the heel when the camera is only in front, you can see three points on the rigid body attached to the foot (not shown, real marker according to FIG. 6) and three points on the pointer at the same time It is necessary to adjust the direction of the foot. In the case of a subject with a disability, moving the direction of the body requires labor.
In order to solve this problem, the button switch 4B is attached using the vicinity of the center of the first portion 2 'of the pointer 1' as an instruction unit, so that the direction of the foot is not changed even when the camera is only in front. It was possible to determine the virtual point of the cocoon. When a virtual point is pointed using the tip of the device as an instruction unit, the position of the marker close to the tip is hidden by the foot as shown in the left figure of FIG. On the other hand, in the case where the middle part of the device is used as an instruction unit indicating a virtual point, all the markers can be seen from the front as shown in the right diagram of FIG. 8 (the length of the first portion 2 ′ of the pointer 1 ′). The size is larger than the width of the foot, and the markers are located on both sides of the foot). Such a problem is not limited to the case where virtual points are set on the heel or the foot, but is not limited to the case where virtual points are set on the heel or the foot.

ボタンスイッチ4Aを用いる時の同様、ボタンスイッチ4Bを所望の部位に押し付けることで1アクションで仮想点を決定することができるが、ポインタ1´の第1の部分2´の長さ方向の中央付近を指示部として仮想点を決定する場合には、図4におけるL1の値を負(この負の値をL1´と呼ぶ)とすればよいことが当業者に理解される。コンピュータの記憶部には、L1に加えてL1´が記憶されている。 As in the case of using the button switch 4A, the virtual point can be determined by one action by pressing the button switch 4B against the desired part, but the length of the first portion 2 ′ of the pointer 1 ′ is near the center in the length direction. It is understood by those skilled in the art that the value of L1 in FIG. 4 may be negative (this negative value is referred to as L1 ′) when the virtual point is determined using as an instruction unit. In the storage unit of the computer, L1 ′ is stored in addition to L1.

このように、図7に示すポインタ1´では、仮想点を指し示す指示部が2か所、具体的には、第1の部分2´の先端、第1の部分2´の長さ方向の中間部位、に設けてあり、前者にはボタンスイッチ4Aが設けられ、後者にはボタンスイッチ4Bが設けてある。操作者は、仮想点を設定する部位に応じて、ボタンスイッチ4A、4Bのいずれかを選択して、仮想点を指示することができる。ボタンスイッチ4Aが選択される場合には、コンピューター内の設定値L1が用いられ、ボタンスイッチ4Bが選択される場合には、コンピューター内の設定値L1´が用いられる。典型的な例では、通常はボタンスイッチ4Aで所望部位を指示して押し込むことで仮想点が決定され、踵等の位置を決める時に、ボタンスイッチ4Bが用いられる。なお、本発明には、指示部を3か所以上設ける態様、また、ボタンスイッチ4Bのみを設ける態様も含まれる。 As described above, in the pointer 1 ′ shown in FIG. 7, there are two indication portions pointing to the virtual points, specifically, the tip of the first portion 2 ′ and the middle of the first portion 2 ′ in the length direction. The button switch 4A is provided in the former, and the button switch 4B is provided in the latter. The operator can select one of the button switches 4A and 4B according to the part where the virtual point is set, and can instruct the virtual point. When the button switch 4A is selected, the setting value L1 in the computer is used, and when the button switch 4B is selected, the setting value L1 ′ in the computer is used. In a typical example, a virtual point is usually determined by instructing and pressing a desired part with the button switch 4A, and the button switch 4B is used when determining the position of a bag or the like. The present invention includes an aspect in which three or more instruction units are provided and an aspect in which only the button switch 4B is provided.

図9に、仮想点の設定位置の異なる態様をデバイスとの関係で示す。左図は、デバイスの先端に仮想点を設定した場合であり、デバイスの中央付近に仮想点を設定した場合であり、右図は、デバイスの軸の延長上に仮想点を設定した場合を示す。左図の場合には、先端とマーカーとの距離L1を設定しておくことで(図4参照)、各マーカーの座標から仮想点座標を計算することができる。中央図の場合には、デバイスの中央付近の点とマーカーとの距離L1´を設定しておくことで(図7参照)、各マーカーの座標から仮想点座標を計算することができる。右図の場合には、デバイス(図1でいうと、第1軸部2)の軸線の延長線上の所定の位置に仮想点を設定し、当該仮想点とマーカーとの距離L1´´を設定しておくことで、各マーカーの座標から仮想点座標を計算することができる。すなわち、図4におけるL1の値をマーカーと先端の距離よりも大きく設定しておくことで、ポインタの先端から例えば○○mmという位置に仮想点を設けることができる。こうすることで、デバイスの先端によって被験者の身体内部の仮想点を指し示し、身体内に仮想点を設定することが可能となる。 FIG. 9 shows different aspects of the virtual point setting position in relation to the device. The left figure shows a case where a virtual point is set at the tip of the device, a virtual point is set near the center of the device, and the right figure shows a case where a virtual point is set on the extension of the device axis. . In the case of the left figure, the virtual point coordinates can be calculated from the coordinates of each marker by setting the distance L1 between the tip and the marker (see FIG. 4). In the case of the central view, the virtual point coordinates can be calculated from the coordinates of each marker by setting the distance L1 ′ between the point near the center of the device and the marker (see FIG. 7). In the case of the right figure, a virtual point is set at a predetermined position on the extension line of the axis of the device (in FIG. 1, the first shaft portion 2), and a distance L1 ″ between the virtual point and the marker is set. By doing so, the virtual point coordinates can be calculated from the coordinates of each marker. That is, by setting the value of L1 in FIG. 4 to be larger than the distance between the marker and the tip, a virtual point can be provided, for example, at a position of ◯ mm from the tip of the pointer. By doing so, the virtual point inside the body of the subject can be pointed by the tip of the device, and the virtual point can be set in the body.

1 ポインタ(デバイス)
第1マーカー
第2マーカー
第3マーカー(隠れマーカー)
4 スイッチ
4A ボタンスイッチ(指示部)
4B ボタンスイッチ(指示部)
20 仮想点を指し示す端部(指示部)
1 Pointer (device)
M 1 1st marker M 2 2nd marker M 3 3rd marker (hidden marker)
4 Switch 4A Button switch (indicator)
4B button switch (indicator)
20 End point indicating virtual point (indicator)

Claims (25)

複数のカメラと、
少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す1つ以上の指示部と、を備え、前記仮想点の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能である、デバイスと、
前記デバイスの各マーカー間の距離を特定可能な情報を記憶した手段と、
前記複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、前記デバイスの各マーカー間距離と、を用いて前記デバイスを検出するデバイス検出手段と、
デバイス上の各マーカーと前記仮想点との相対的位置を用いて、マーカー座標から前記仮想点の座標を取得する仮想点座標取得手段と、
を備えており、
前記デバイス検出手段は、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態から、前記少なくとも3つのマーカーがカメラによって認識された時に前記デバイスを検出し、
前記仮想点座標取得手段は、前記デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標から前記仮想点の座標を取得する、
仮想点決定装置。
Multiple cameras,
A device comprising: at least three markers; and one or more indication units indicating a virtual point, the position of the virtual point being identifiable by a marker position on the device;
Means for storing information capable of specifying a distance between each marker of the device;
Device detection means for detecting the device using a plurality of camera images photographed by the plurality of cameras and a distance between the markers of the device;
Virtual point coordinate acquisition means for acquiring the coordinates of the virtual point from the marker coordinates using the relative position of each marker on the device and the virtual point;
With
The device detecting means detects the device when the at least three markers are recognized by the camera from a state where at least one of the at least three markers is not recognized by the camera;
The virtual point coordinate acquisition means uses the detection of the device as a decision input, and acquires the coordinates of the virtual point from the marker coordinates at the time of device detection.
Virtual point determination device.
前記デバイスの前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーは、カメラによって認識されない第1の状態と、カメラによって認識される第2の状態とを有する隠れマーカーであり、
前記デバイスは、当該デバイスによって所望の仮想点位置を指し示した時に、前記隠れマーカーを、前記第1の状態から前記第2の状態へ切り換える切り換え手段を備えている、
請求項1に記載の仮想点決定装置。
At least one of the at least three markers of the device is a hidden marker having a first state not recognized by the camera and a second state recognized by the camera;
The device includes switching means for switching the hidden marker from the first state to the second state when the device indicates a desired virtual point position.
The virtual point determination apparatus according to claim 1.
前記切り換え手段は、当該デバイス上に設けたスイッチを含み、
前記スイッチは、当該デバイスを掴んで所望の仮想点を指し示した操作者によって手動操作可能であり、
仮想点座標の取得は、当該デバイス上のスイッチ操作による遠隔決定入力により実行される、
請求項2に記載の仮想点決定装置。
The switching means includes a switch provided on the device,
The switch can be manually operated by an operator holding the device and pointing to a desired virtual point,
Acquisition of virtual point coordinates is executed by remote determination input by switch operation on the device,
The virtual point determination apparatus according to claim 2.
前記スイッチは、前記指示部に設けた押圧スイッチであり、操作者が当該デバイスを用いて対象物上ないし対象物内の仮想点を指し示した時に、前記押圧スイッチが前記対象物に当って押し込まれて入力される、請求項3に記載の仮想点決定装置。   The switch is a push switch provided in the instruction unit, and when the operator points to a virtual point on the object or in the object using the device, the push switch is pushed against the object. The virtual point determination device according to claim 3, wherein the virtual point determination device is input. 前記隠れマーカーは、前記切り換え手段によって、消灯の第1状態から点灯の第2状態となる、請求項2〜4いずれか1項に記載の仮想点決定装置。   The virtual point determination device according to any one of claims 2 to 4, wherein the hidden marker is changed from a first light-off state to a second light-on state by the switching unit. 前記隠れマーカーは、隠れマーカーを隠蔽する第1位置と隠れマーカーを露出させる第2位置との間で移動可能な可動体を備えており、前記切り換え手段によって、当該可動体を隠れマーカーを隠蔽する第1位置から隠れマーカーを露出させる第2位置に移動させることで、第1状態からの第2状態となる、請求項2、3いずれか1項に記載の仮想点決定装置。   The hidden marker includes a movable body that is movable between a first position that hides the hidden marker and a second position that exposes the hidden marker, and the movable body conceals the hidden marker by the switching means. The virtual point determination device according to any one of claims 2 and 3, wherein the second state is changed from the first state by moving from the first position to a second position where the hidden marker is exposed. 前記デバイスの検出を決定入力として前記仮想点座標が取得された時に、当該仮想点座標と、被験者上の3つ以上の実マーカーの座標と、によって仮想マーカーが設定される、
請求項1〜6いずれか1項に記載の仮想点決定装置。
When the virtual point coordinates are acquired with the detection of the device as a decision input, a virtual marker is set by the virtual point coordinates and the coordinates of three or more real markers on the subject.
The virtual point determination apparatus of any one of Claims 1-6.
前記1つ以上の指示部は、当該デバイスの端部に形成された指示部を含む、請求項1〜7いずれか1項に記載の仮想点決定装置。   The virtual point determination apparatus according to claim 1, wherein the one or more instruction units include an instruction unit formed at an end of the device. 前記1つ以上の指示部は、当該デバイスの端部以外の部位に形成された指示部を含み、デバイス上において、当該指示部を挟んで第1の側には、少なくとも1つのマーカーが設けてあり、第2の側には、残りのマーカーが設けてある、請求項1〜8いずれか1項に記載の仮想点決定装置。   The one or more instruction units include an instruction unit formed at a site other than the end of the device, and on the device, at least one marker is provided on the first side across the instruction unit. The virtual point determination device according to any one of claims 1 to 8, wherein a remaining marker is provided on the second side. 複数のカメラと、
少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す1つ以上の指示部と、を備え、前記仮想点の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能である、デバイスと、
前記複数のカメラによって撮影された複数のカメラ画像と、既知の各マーカー間距離と、を用いて前記デバイスを検出するデバイス検出手段と、
デバイス上の各マーカーと前記仮想点との相対的位置を用いて、マーカー座標から前記仮想点の座標を取得する仮想点座標取得手段と、
を用い、
前記複数のカメラによって、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態にある前記デバイスを撮影するステップと、
前記デバイスの指示部によって所望の仮想点位置を指し示した時に、前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーがカメラによって認識されない状態から、前記少なくとも3つのマーカーがカメラによって認識されるようにして、前記デバイスを検出するステップと、
前記デバイスの検出を決定入力として、デバイス検出時のマーカー座標から前記仮想点の座標を取得するステップと、
を備えた仮想点決定方法。
Multiple cameras,
A device comprising: at least three markers; and one or more indication units indicating a virtual point, the position of the virtual point being identifiable by a marker position on the device;
Device detection means for detecting the device using a plurality of camera images photographed by the plurality of cameras and a known distance between each marker;
Virtual point coordinate acquisition means for acquiring the coordinates of the virtual point from the marker coordinates using the relative position of each marker on the device and the virtual point;
Use
Photographing the device with the plurality of cameras, wherein at least one of the at least three markers is not recognized by the camera;
When at least one of the at least three markers is not recognized by the camera when the desired virtual point position is pointed by the instruction unit of the device, the at least three markers are recognized by the camera. Detecting the device; and
Using the detection of the device as a decision input, obtaining the coordinates of the virtual point from the marker coordinates at the time of device detection;
A virtual point determination method comprising:
前記デバイスの前記少なくとも3つのマーカーのうちの少なくとも1つのマーカーは、カメラによって認識されない第1の状態からカメラによって認識される第2の状態へ切り換え可能であり、
前記デバイスによって所望の仮想点位置を指し示した時に、前記隠れマーカーを、前記第1の状態から前記第2の状態へ切り換えることで、当該デバイスを検出する、
請求項10に記載の仮想点決定方法。
At least one of the at least three markers of the device is switchable from a first state not recognized by the camera to a second state recognized by the camera;
Detecting the device by switching the hidden marker from the first state to the second state when pointing to a desired virtual point position by the device;
The virtual point determination method according to claim 10.
前記隠れマーカーの第1の状態から第2の状態への切り換えは、当該デバイス上に設けたスイッチによって行われ、
前記スイッチは、当該デバイスを掴んで所望の仮想点を指し示した操作者によって手動操作可能であり、
仮想点座標の取得は、当該デバイス上のスイッチ操作による遠隔決定入力により実行される、
請求項11に記載の仮想点決定方法。
The switching of the hidden marker from the first state to the second state is performed by a switch provided on the device,
The switch can be manually operated by an operator holding the device and pointing to a desired virtual point,
Acquisition of virtual point coordinates is executed by remote determination input by switch operation on the device,
The virtual point determination method according to claim 11.
前記スイッチは、前記指示部に設けた押圧スイッチであり、操作者が当該デバイスを用いて対象物上ないし対象物内の仮想点を指し示した時に、前記押圧スイッチが前記対象物に当って押し込まれて入力される、請求項12に記載の仮想点決定方法。   The switch is a push switch provided in the instruction unit, and when the operator points to a virtual point on the object or in the object using the device, the push switch is pushed against the object. The virtual point determination method according to claim 12, wherein the virtual point determination method is input. 前記隠れマーカーが、消灯の第1状態から点灯の第2状態となることで、前記デバイスが検出される、請求項11〜13いずれか1項に記載の仮想点決定方法。   The virtual point determination method according to any one of claims 11 to 13, wherein the device is detected when the hidden marker is changed from a first state of being turned off to a second state of being turned on. 前記隠れマーカーを隠蔽する第1位置にある可動体が、前記隠れマーカーを露出させる第2位置へ移動することで、前記隠れマーカーが、第1状態からの第2状態となることで、前記デバイスが検出される、請求項11、12いずれか1項に記載の仮想点決定方法。   When the movable body in the first position for concealing the hidden marker moves to the second position for exposing the hidden marker, the hidden marker is changed from the first state to the second state, whereby the device The virtual point determination method according to claim 11, wherein: is detected. 前記複数のカメラは、前記デバイスと共に、実マーカーが装着された被験者の少なくとも一部を撮影することで、カメラ画像には、仮想点を特定するための3つ以上の実マーカーが含まれており、
前記デバイスの検出を決定入力として前記仮想点座標が取得された時に、当該仮想点座標と、前記3つ以上の実マーカーの座標と、によって仮想マーカーが設定される、
請求項10〜15いずれか1項に記載の仮想点決定方法。
The plurality of cameras, together with the device, photograph at least a part of a subject on which a real marker is attached, and the camera image includes three or more real markers for specifying a virtual point. ,
When the virtual point coordinates are acquired with the detection of the device as a decision input, a virtual marker is set by the virtual point coordinates and the coordinates of the three or more real markers.
The virtual point determination method according to claim 10.
前記1つ以上の指示部は、当該デバイスの端部に形成された指示部を含む、請求項10〜16いずれか1項に記載の仮想点決定方法。   The virtual point determination method according to claim 10, wherein the one or more instruction units include an instruction unit formed at an end of the device. 前記1つ以上の指示部は、当該デバイスの端部以外の部位に形成された指示部を含み、デバイス上において、当該指示部を挟んで第1の側には、少なくとも1つのマーカーが設けてあり、第2の側には、残りのマーカーが設けてある、請求項10〜17いずれか1項に記載の仮想点決定方法。   The one or more instruction units include an instruction unit formed at a site other than the end of the device, and on the device, at least one marker is provided on the first side across the instruction unit. The virtual point determination method according to claim 10, wherein there is a remaining marker on the second side. 少なくとも3つのマーカーと、仮想点を指し示す1つ以上の指示部と、を備え、仮想点決定に用いられるデバイスであって、
各マーカー間の距離が既知であり、前記仮想点の位置は当該デバイス上のマーカー位置によって特定可能であり、
前記少なくとも3つのマーカーのうちの1つのマーカーは、カメラによって認識されない第1の状態と、カメラによって認識される第2の状態とを有する隠れマーカーであり、
前記デバイスは、前記隠れマーカーを、前記第1の状態から前記第2の状態へ切り換える切り換え手段を備えている、デバイス。
A device comprising at least three markers and one or more instruction units indicating a virtual point, and used for determining a virtual point,
The distance between each marker is known, and the position of the virtual point can be specified by the marker position on the device,
One of the at least three markers is a hidden marker having a first state not recognized by the camera and a second state recognized by the camera;
The device comprises switching means for switching the hidden marker from the first state to the second state.
前記切り換え手段は、当該デバイス上に設けたスイッチを含んでいる、
請求項13に記載のデバイス。
The switching means includes a switch provided on the device,
The device of claim 13.
前記スイッチは、前記指示部に設けた押圧スイッチである、請求項20に記載のデバイス。   The device according to claim 20, wherein the switch is a push switch provided in the instruction unit. 前記隠れマーカーは、前記切り換え手段によって、消灯の第1状態から点灯の第2状態となる、請求項19〜21いずれか1項に記載のデバイス。   The device according to any one of claims 19 to 21, wherein the hidden marker is changed from a first light-off state to a second light-on state by the switching unit. 前記隠れマーカーは、隠れマーカーを隠蔽する第1位置と隠れマーカーを露出させる第2位置との間で移動可能な可動体を備えており、前記切り換え手段によって、当該可動体を隠れマーカーを隠蔽する第1位置から隠れマーカーを露出させる第2位置に移動させることで、第1状態からの第2状態となる、請求項19、20いずれかに記載のデバイス。   The hidden marker includes a movable body that is movable between a first position that hides the hidden marker and a second position that exposes the hidden marker, and the movable body conceals the hidden marker by the switching means. The device according to any one of claims 19 and 20, wherein the second state is changed from the first state by being moved from the first position to a second position at which the hidden marker is exposed. 前記1つ以上の指示部は、当該デバイスの端部に形成された指示部を含む、請求項19〜23いずれか1項に記載のデバイス。   The device according to any one of claims 19 to 23, wherein the one or more instruction units include an instruction unit formed at an end of the device. 前記1つ以上の指示部は、当該デバイスの端部以外の部位に形成された指示部を含み、デバイス上において、当該指示部を挟んで第1の側には、少なくとも1つのマーカーが設けてあり、第2の側には、残りのマーカーが設けてある、請求項19〜23いずれか1項に記載のデバイス。   The one or more instruction units include an instruction unit formed at a site other than the end of the device, and on the device, at least one marker is provided on the first side across the instruction unit. 24. A device according to any one of claims 19 to 23, wherein there is a remaining marker on the second side.
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