JP2015515691A - 複数のローカルな力フィードバックを用いてグローバルな6自由度運動効果を提供する方法 - Google Patents

複数のローカルな力フィードバックを用いてグローバルな6自由度運動効果を提供する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015515691A
JP2015515691A JP2015504935A JP2015504935A JP2015515691A JP 2015515691 A JP2015515691 A JP 2015515691A JP 2015504935 A JP2015504935 A JP 2015504935A JP 2015504935 A JP2015504935 A JP 2015504935A JP 2015515691 A JP2015515691 A JP 2015515691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force feedback
feedback devices
dimensional
determining
motion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015504935A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6005254B2 (ja
Inventor
ダニウ,ファビアン
フルーレオ,ジュリアン
ギヨテル,フィリップ
モレ,ニコラ
ルクィエ,アナトール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomson Licensing SAS
Original Assignee
Thomson Licensing SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP12305831.5A external-priority patent/EP2685443A1/en
Application filed by Thomson Licensing SAS filed Critical Thomson Licensing SAS
Publication of JP2015515691A publication Critical patent/JP2015515691A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6005254B2 publication Critical patent/JP6005254B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00Amusement arrangements
    • A63G31/16Amusement arrangements creating illusions of travel
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B6/00Tactile signalling systems, e.g. personal calling systems
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/10Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F2300/00Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
    • A63F2300/10Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals
    • A63F2300/1037Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals being specially adapted for converting control signals received from the game device into a haptic signal, e.g. using force feedback

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

本発明は、模擬された6自由度の動作を提供する触覚装置用の力フィードバックデータを自動生成する方法及び装置に関する。模擬される動作に対応する3次元加速度成分が決定される。模擬される動作に対応する3次元速度成分が決定される。3つの力フィードバック装置を制御する制御信号が決定される。3つの力フィードバック装置は各々、それに付随した固定点に3次元の力効果を提供し、3つの力フィードバック装置は互いに対して規定された位置に配置され、これら3つの固定点が1つの幾何学平面を定める。

Description

本発明は、模擬された6自由度(6DoF)動作を提供する触覚装置用の力(フォース)フィードバックデータを自動生成する方法及び装置に関する。
モーションシミュレータは、観衆に動きを感じさせるように設計された周知の装置である。それらは、学習目的の運転シミュレータ又はフライトシミュレータとして精力的に使用されている。それらの殆どは、スチュワートプラットフォームに基づいている(非特許文献1)。それは、6個の油圧シリンダーによって動作する6自由度(6DoF)プラットフォームである。6自由度プラットフォームは、例えば水平面内の2方向と垂直軸に沿った1つの動作方向など、3方向に動作する。また、これら3つの方向の周りでの回転も行われる。モーションシミュレータは基本的に、この種のプラットフォーム上に取り付けられて特に視聴覚体験を高めるために使用され得るシート(座席)である。この場合、シートは、観衆が映画を観ている間に動いて、観衆の体験を高める。これらのシステムは、アミューズメントパーク内又は“4Dシネマ”内で精力的に使用されているが、それらの殆どがエンドユーザ消費者用に設計されてはいない。
また、エンドユーザの居間向けの、4個のアクチュエータ上に置かれたカンファタブルチェア(心地よい椅子)が、技術的に知られている。これらのシートは、オーディオビジュアルコンテンツ視聴及び消費者アプリケーションのために3自由度(ピッチ、ロール及び持ち上げ)を可能にしている。この3自由度は、垂直軸に沿った運動(持ち上げ)と、2つの直交する水平軸の周りでの回転(ピッチ及びロール)である。しかしながら、これらの椅子は、高価なままであり、3自由度を提供するのみであり、また、依然としてスチュワートプラットフォームに基づいている。
低侵襲性の手法で、運動感覚はまた、特許文献1に開示されるような力フィードバック装置によっても誘起され得る。そのシステムは、ユーザの手に力を加えることによって、力フィードバックを用いた運動錯覚を生成する。接触面が手を引くとき、ユーザは前に動いていると感じる。
ユーザとの局部的(ローカル)なインタラクションを可能にするため、数多くの力フィードバック装置が提案されてきた。典型的に、3DoF力フィードバック装置は、3つの直交軸に沿った力効果を提供することができる。図1は、一例に係る3DoF力フィードバック装置1を示している。これは、比較的安価であるとともに、大衆市場向けに設計されている。これは、3次元の力が印加される固定点2として作用するハンドグリップ(握り)を有している。また、このほかの3DoF装置も存在している。
非特許文献2は、図2に示すように互いに接続されて1つの5DoF力フィードバックシステムを提供する2つの3DoF力フィードバック装置1を開示している。各装置のハンドグリップ2が、スタイラス3によって結び付けられる。斯くして、スタイラス3は、3つの直交軸に沿って操作されるとともに、これらの軸のうちの2つの周りで回転される。
国際公開第2011/032937号パンフレット
B.Dasgupta、"The Stewart platform manipulator:a review"、Mechanism and Machine Theory、第35巻、第1号、pp.15-40、2000年1月 A.Shah、S.Teuscher、E.McClain、及びJ.Abbott、"How to build an inexpensive 5-DOF haptic device using two novint falcons"、Haptics:Generating and Perceiving Tangible Sensations、pp.136-143、2010年
本発明の1つの目的は、6DoFインタラクションを提供する低コストの装置及びその動作方法を提案することである。
本発明によれば、触覚装置用の力フィードバックデータを自動生成する方法が開示される。力フィードバックを提供することによって、6自由度の動作が模擬される。第1のステップは、模擬される動作に対応する3次元加速度成分を決定することからなる。第2のステップは、模擬される動作に対応する3次元角速度成分を決定することからなる。第3のステップは、少なくとも3つの力フィードバック装置を制御する制御信号を決定することからなる。3つの力フィードバック装置は各々、それに付随した固定点を有し、その固定点に、3つの直交した軸に沿った力効果を提供する。3つの力フィードバック装置は互いに対して規定された位置に配置され、これら3つの固定点が1つの幾何学平面を定める。故に、これらの固定点は共平面配置されるのであり、直線上にはない。本発明に係る方法は、低コスト機器を用いて6自由度動作が模擬されるという利点を有する。3自由度の力フィードバック装置は、家電市場で入手可能であり、これらの用途に手頃な価格で利用可能である。
好ましくは、3次元加速度成分と3次元角速度とに応じた各固定点の3次元変位が決定されて、上記少なくとも3つの力フィードバック装置を制御する制御信号を決定する基礎となる。これは、単独装置としては3次元動作を提供することができるのみである装置を用いて、角運動が模擬されるという利点を有する。
有利には、スケーリング係数が決定される。スケーリング係数は、力フィードバック装置の作動空間が十分に利用されるように3次元変位をスケーリングするために使用される。スケーリング係数は、シーケンス全体を模擬することに適用可能な3次元変位値の決定が完了した後に決定される。故に、このシーケンス全体での最大変位が分かり、スケーリング係数は、力フィードバック装置の少なくとも1つの次元において作動空間の全体が使用されるように決定される。他の一ソリューションは、スケーリング係数を3次元変位に対して継続的に適応させることである。これは、或る特定の時間にわたっての3次元変位の積分によって行われる。力フィードバック装置の3次元作動空間を最適使用するための、且つ同時に、異なる方向での、及び異なる力フィードバック装置での、決定された変位間の比率を保つための、その他のスケーリングルールも適用可能である。
有利には、力フィードバック装置は、それぞれ、椅子の左アームレスト、右アームレスト、及びヘッドレストに配置される。故に、3つの固定点の3次元変位は、これらの固定点が、それぞれ、椅子の左アームレスト、右アームレスト、及びヘッドレストに位置しているという仮定の下で決定される。従って、規定された固定点は、左腕、右腕及び頭部をそれぞれ固定点のうちの1つに接触させたユーザに、6自由度の運動錯覚を提供する。
有利には、各固定点の3次元変位は骨格モデルに基づく。また、模擬される動作は、映画又はゲームのコンテンツの少なくとも一部に基づく。これは、家庭用機器として容易に使用されることが可能な安価で扱いやすい装置によって、TV又はコンピュータの前で椅子に座っているユーザが、見ているオーディオビジュアルコンテンツに同期された6自由度の運動錯覚を受けるという利点を有する。
本発明の更なる一態様によれば、6自由度のインタラクションを提供する装置が開示される。この装置は、少なくとも3つの力フィードバック装置で構成される。3つの力フィードバック装置は各々、3つの直交した軸に沿って固定点に力効果を提供する。3つの力フィードバック装置は互いに対して規定された位置に配置され、これら3つの固定点が1つの幾何学平面を定める。故に、これらの固定点は共平面配置されるのであり、直線上にはない。力フィードバック装置の上記規定された位置は、固定された位置である。他の例では、力フィードバック装置の上記規定された位置はまた、固定点の変位が力フィードバック装置の変位と力フィードバック装置に対する固定点の変位との重ね合わせ変位となるように、時間とともに移動してもよい。また、固定点は、ユーザがその両足の各々で1つの固定点上に立つとともに例えば第3の固定点にもたれるように配置されてもよい。3つの固定点がユーザに接触するとともに1つの幾何学平面を定めるその他の配置も適用可能である。
有利には、この装置は椅子に統合され、3つの力フィードバック装置は、それぞれ、左アームレスト、右アームレスト、及びヘッドレストに統合される。
有利には、少なくとも1つの更なる力フィードバック装置が、少なくとも1つのレッグレスト(脚置き)に統合される。これは、更なる自由度を提供するものではないが、ユーザに提供される人工的な6自由度シミュレーションを支援する。斯くして、身体の主要部分が依然として動かないままで、人体の全ての遠隔部分が人工的な動作で刺激される。本願の発明者が見い出したことには、既知の6DoFシミュレータに反して、ユーザ内に6DoF感覚を生成するために全身を動かす必要はなく、この目的のためには少なくとも3つの離れた身体部分を動かすことで十分である。
有利には、この装置は、少なくとも3つの力フィードバック装置の固定点の動作がこれら3つの固定点の間に固定された物体に6自由度の動作を提供するように、少なくとも3つの力フィードバック装置を互いに依存させて制御する制御信号を生成する制御ユニットを含む。3つの固定点の間に固定される物体は、如何なる物体であってもよく、特には、人間であってもよい。また、更なる力フィードバック装置を用いることで、固定点の個数を増加させ、ひいては、6自由度の運動錯覚を強化させ得る。
より十分な理解のため、以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。理解されるように、本発明はこの例示的な実施形態に限定されるものではなく、また、規定される特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく、適宜に組み合わされ且つ/或いは変更されることもできる。
3DoF力フィードバック装置を示す図である。 3つの3DoF装置によって構築された5DoF力フィードバックシステムを示す図である。 本発明による6DoF力フィードバックシステムを示す図である。 本発明による6DoF力フィードバックシステムについての模式図である。 骨格モデルを示す図である。 モーションデータの抽出、触覚レンダリング及び力フィードバックシステムを含む本発明によるシステムを示す模式図である。 本発明の特定の一実施形態に従った、図3の6DoF力フィードバックシステムを制御するように構成された制御ユニットを示す模式図である。
図1及び2は、上の導入部で既に説明されている。
図3は、本発明の例示的な一実施形態を示している。ユーザが、椅子7に座り、3DoF力フィードバック装置Hの固定点2と頭部/頸部3で接触するとともに、2つの更なる3DoF力フィードバック装置RA、LAとそれぞれ右腕5、左腕で接触する。図3には、単純化のため、ユーザの右腕5及び椅子の右側のアームレスト4のみが示されている。ユーザの腕5はアームレスト4の上にあり、アームレスト4が、力フィードバック装置RA、LAの固定点2の動作をユーザの腕5に伝達する。他の例では、ユーザの腕5が固定点2に直接的に接触してもよい。ユーザの頭部3を動かす力フィードバック装置Hは、固定治具8によって椅子7に取り付けられている。故に、この実施形態は、3個の3DoFローカル(局部)アクチュエータを利用して6DoFのグローバル(大域)モーションを提供する(3×3DoF→6DoF)。ユーザの前に表示スクリーン6が配置され、その上で視聴覚コンテンツがプレゼンテーションされる。図3は、力フィードバック装置H、RA、LAの固定点2の動作の具体例を示している。ユーザの頭部に搭載される力フィードバック装置Hの固定点2の動作は、矢印10によって示されている。右側のアームレスト4に搭載された力フィードバック装置RAの固定点2の動作は、矢印11によって示されている。生成される6DoF運動錯覚が、曲線状の矢印9によって示されている。
図4は、このシステムの模式表現と、以下にて使用される異なる表記の概説とを紹介している。
このシステムは、ユーザの頭部の後ろ、ユーザの右前腕の下、そしてユーザの左前腕の下にそれぞれ配置された、3個のローカルな3DoF力フィードバック装置H、RA、LAで構成されている。力フィードバック装置H、RA、LAは好ましくは、椅子のヘッドレスト、右アームレスト、左アームレスト(図4には図示せず)の中に配置される。ユーザは、自身の前に置かれた表示スクリーン上に投影される映画を観ながら、自身の頭部及び手(又は腕)を、受動的に、3DoF力フィードバック装置H、RA、LAの各々の上に置くことになる。モーションが提供されない場合、3個の力フィードバック装置H、RA、LAは、それぞれ、ユーザの頭部、右腕、左腕を中央位置G、GRA、GLAに維持する。視聴シーケンスが開始してモーションが表現されると、力フィードバック装置H、RA、LAの各々が、関連付けられた異なる身体部分の3DoFモーションを、図4に示す3つのボックスによって模式的に指し示された有限の作動空間(ワークスペース)内で重ね合わせる。これらの作動空間は、各方向の3DoF力フィードバック装置H、RA、LAの最大振幅Lに対応している。
提案するシステムは、視聴する者にグローバルな6DoFモーションを感じさせることを狙いとする。シーン内で観られる主動作に関する追加情報で増補されたオーディオビジュアルコンテンツが、各時間tの線形加速度a(t)=[a(t),a(t),a(t)](重力成分は除去している)と角速度w(t)=[w(t),w(t),w(t)]の項で記述される。6DoFグローバルモーションは、a(t)及びw(t)という量によってモデル化される。
ユーザがオーディオビジュアルコンテンツを観ている間に、3つのローカル力フィードバック装置H、RA、LAが同期されて動作してa(t)及びw(t)によって表されるグローバルな運動錯覚を与える。より正確には、各力フィードバック装置H、RA、LAが、異なる身体部分で感じられることになるモーションを提供する。第1の力フィードバック装置Hは、特に頭部で感じられるモーションを提供し、他の2つの力フィードバック装置RA、LAは、手で感じられるモーションを提供する。
図5は、身体の区分(セグメント)と関節で構成された、一般化された多関節骨格を示しており、これが、所望の身体部分への力の伝播を計算するために使用される。上述のケースでは、手/腕と頭部とをターゲットとしている。更なるアクチュエータを考える場合には、この一般化された骨格が直接的に、それらを考慮に入れることを可能にする。
この骨格の第1の単純化した使用は、手の動作が肩の動きと等価であると考える剛体アプローチによって検討される。
頭及び胸を含む身体の上部は、その角速度(又は回転速さ)が3次元ベクトルw(t)によって表され、且つG単位で表現されるその加速度がa(t)であるような、回転剛体と見なされる。どちらの量も、ナビゲーションフレームFに対して検討され、身体フレームF(Gを中心とする)内で表現される。
頭部の座標P、並びに左肩及び右肩の座標PLS、PRSはF内で知られている。これらのポイントの各々における加速度は、以下の力学関係(運動トルソ(torsor)の時間微分):
Figure 2015515691
によって計算される。
そして、3個のローカルアクチュエータを制御するコマンド法則が、それらの当初の中心位置G、GLA、GRAからの変位の項にて:
Figure 2015515691
によって定式化される。ここで、G’、G’LA、及びG’RAは、瞬間tでの新たな適用ポイントであり、k、k、kは、真の動きを3個のアクチュエータの作動空間内にマッピングするためのスケーリング係数(倍率)である。
これらのスケーリング係数は、力フィードバック装置H、RA、LAの各々の作動空間を最適に使用するように決定され、特には、(最終的なレンダリングにおける一層大きい振幅、ひいては、ユーザにとって一層大きい感覚を有するように)各作動空間内で利用可能な最大の空間を用いながら飽和を回避する妥協点を発見することによって決定される。
これらのスケーリング係数を決定することは、3個の異なるアクチュエータによって提供される各加速度の最大振幅を見い出すことからなる前処理ステップによって行われる。それにより、シーケンス全体の最大振幅が考慮される。他の例では、スケーリング係数は、3次元変位に対して継続的に適応される。これは、或る特定の時間にわたっての3次元変位の積分によって行われる。
図6は、本発明によるシステムの模式図を示している。モーションデータが、オーディオビジュアルコンテンツから抽出される。モデルが生成される。触覚効果がレンダリングされ、力フィードバック装置を制御する制御信号が決定される。図4に従ったシステムは3つの制御信号によって制御され、TVスクリーンの前でオーディオビジュアルコンテンツを鑑賞するユーザは、3個の力フィードバック装置によって感動を与えられる。
図7は、模擬された6自由度運動を提供する触覚装置を制御するように構成された制御ユニット7のハードウェア実施形態を図示している。制御ユニット7は、クロック信号をも輸送するアドレス及びデータのバス74によって共に接続された以下の要素を有している:
− 1つ以上のマイクロプロセッサ71(又はCPU);
− ROM(“読み出し専用メモリ”)型の不揮発性メモリ72;
− ランダムアクセスメモリすなわちRAM73;
− データ(例えば、オーディオビジュアルコンテンツに付加され、シーン内の主動作を様々な時点での線形加速度a(t)及び角速度w(t)の項で表現する情報)を受信するのに適したインタフェース75;
− データ(例えば、少なくとも3つの力フィードバック装置を制御するための制御信号)を送信するのに適したインタフェース76;
− ユーザへの情報の表示及び/又はデータ若しくはパラメータの入力に合わせて適応された、MMI(マン・マシン・インタフェース)78又は特定アプリケーション。
なお、メモリ72及び73の記述にて使用される“レジスタ”なる用語は、言及されるメモリの各々内の、低容量(幾つかのバイナリデータ)のメモリゾーンを指し示すだけでなく、大容量(プログラム全体を格納したり、あるいは、受信されたデータ若しくはブロードキャストされるデータを表すデータの全て若しくは一部を格納したりすることを可能にする)のメモリゾーンをも指し示す。
メモリROM72は、具体的には:
− プログラム“prog”720
を有している。
本発明に特有な方法のステップを実現する後述のアルゴリズムが、それらのステップを実行する制御ユニット7に付随したROMメモリ72に格納される。電源を入れられると、マイクロプロセッサ71が、これらのアルゴリズムの命令をロードして実行する。
ランダムアクセスメモリ73は、具体的には:
− レジスタ730内の、制御ユニット7上でのスイッチングを担うマイクロプロセッサ71のオペレーティングプログラム;
− 3次元加速度成分を表すデータ731;
− 3次元速度成分を表すデータ732;
− 力フィードバック装置に付随する各固定点の3次元変位を表すデータ733;
を有している。
インタフェース75及び76は、無線タイプ及び/又はイーサネット(登録商標)タイプである。
当然ながら、本発明は、上述の実施形態に限定されない。
特に、本発明は、触覚装置用の力フィードバックデータの自動生成方法に限定されるものではなく、この方法を実装する装置や、触覚装置を制御するように構成された装置、とりわけ、少なくとも1つのCPUを有する装置にも及ぶものである。触覚装置を制御する信号を生成するのに必要な計算の実装は、例えばCPU型マイクロプロセッサによって実行されることが可能なプログラムなど、何らかのプログラム種類にて行われ得る。
ここに記載された実施形態は、例えば、方法若しくはプロセス、装置、ソフトウェアプログラム、データストリーム、又は信号にて実装され得る。単一の形態の実施形態の文脈でのみ説明されている(例えば、方法又は装置としてのみ説明されている)としても、説明された機能の実装はその他の形態(例えば、プログラム)でも行われ得る。装置は、例えば、適切なハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアにて実装され得る。方法は、例えば、プロセッサなどの装置にて実行され得る。プロセッサとは、一般に、コンピュータ、マイクロプロセッサ、集積回路、又はプログラマブル論理デバイスなどを含む処理装置を意味する。プロセッサはまた、例えばコンピュータ、セットトップボックス、タブレット、ゲーム機などの通信装置を含む。
また、方法は、プロセッサによって実行される命令によって実装されてもよく、そのような命令(及び/又は、実行によって生成されるデータ値)は、例えば集積回路、ソフトウェアキャリア、又はその他の記憶装置などの、プロセッサ読み取り可能媒体に格納され得る。その他の記憶装置とは、例えば、ハードディスク、コンパクトディスク(“CD”)、光ディスク(例えば、デジタル多用途ディスク若しくはデジタルビデオディスクと呼ばれることも多いDVDなど)、ランダムアクセスメモリ(“RAM”)、又は読み出し専用メモリ(“ROM”)などである。それらの命令は、プロセッサ読み取り可能媒体にて有形に具現化されたアプリケーションプログラムを形成し得る。命令は、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせの中にあり得る。命令は、例えば、オペレーティングシステム、別個のアプリケーション、又はこれら2つの組み合わせの中に見い出され得る。故に、プロセッサは、例えば、プロセスを実行するように構成されたデバイスと、プロセスを実行するための命令を有するプロセッサ読み取り可能媒体を含んだデバイス(例えば記憶デバイスなど)と、の双方として特徴付けられてもよい。また、プロセッサ読み取り可能媒体は、命令に加えて、あるいは命令に代えて、実行することによって生成されるデータ値を格納し得る。
当業者には明らかなように、実行することは、例えば格納あるいは伝送され得る情報を搬送するようにフォーマット化された多様な信号を生成し得る。この情報は、例えば、方法を実行するための命令、又は記載した実装のうちの1つによって生成されるデータを含み得る。例えば、信号は、記載される実施形態のシンタックスを書いたり読んだりするルールをデータとして搬送するようにフォーマット化されてもよいし、あるいは、記載される実施形態によって書き込まれた実際のシンタックス値をデータとして搬送するようにフォーマット化されてもよい。このような信号は、例えば、電磁波として(例えば、スペクトルの無線周波数部分を用いて)、あるいはベースバンド信号としてフォーマット化され得る。フォーマット化は、例えば、データストリームを符号化し、符号化されたデータストリームで搬送波を変調することを含み得る。信号が搬送する情報は、例えば、アナログ又はデジタルの情報とし得る。信号は、知られているように、多様な異なる有線リンク又は無線リンクの上で伝送され得る。信号はプロセッサ読み取り可能媒体に格納されてもよい。
数多くの実施形態を記載した。そうとはいえ、理解されるように、様々な変更が為され得る。例えば、異なる実施形態の要素が、他の実施形態を生み出すように、結合、補足、変更あるいは削除され得る。また、当業者が理解するように、他の構造及びプロセスが、開示したものを置き換え、それにより得られた実施形態が、開示した実施形態と少なくとも実質的に同じ結果を達成するよう、少なくとも実質的に同じようにして、少なくとも実質的に同じ機能を果たしてもよい。従って、これら及びその他の実施形態が本願によって企図される。

Claims (13)

  1. 触覚装置用の力フィードバックデータの自動生成の方法であって、前記力フィードバックは、模擬された6自由度の動作を提供し、当該方法は、
    模擬される動作に対応する3次元加速度成分を決定するステップと、
    模擬される動作に対応する3次元速度成分を決定するステップと、
    3つの力フィードバック装置を制御する制御信号を決定するステップであり、前記3つの力フィードバック装置の各々が、その各々に付随した固定点に3次元の力効果を提供し、前記3つの力フィードバック装置は互いに対して規定された位置に配置され、これら3つの固定点が1つの幾何学平面を定める、ステップと、
    を有する、ことを特徴とする方法。
  2. 前記3つの力フィードバック装置を制御する制御信号を決定するステップは更に、
    前記3次元加速度成分と3次元角速度とに応じて、各固定点の3次元変位を決定するステップ
    を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記各固定点の3次元変位を決定するステップは更に、
    スケーリング係数を適用して、前記力フィードバック装置の作動空間が利用されるように、決定される前記3次元変位をスケーリングするステップ
    を有する、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記3つの固定点の前記3次元変位は、前記3つの固定点が、それぞれ、椅子の左アームレスト、右アームレスト、及びヘッドレストに位置しているという仮定の下で決定される、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の方法。
  5. 前記各固定点の3次元変位を決定するステップは骨格モデルに基づく、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の方法。
  6. 模擬される動作は、映画又はゲームのコンテンツの少なくとも一部に基づく、ことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の方法。
  7. 模擬される動作は、映画又はゲームのコンテンツの前記少なくとも一部に従ってコントロールバックされる、請求項6に記載の方法。
  8. 6自由度のインタラクションを提供する装置であって、当該装置は、少なくとも3つの力フィードバック装置で構成され、前記3つの力フィードバック装置の各々が固定点に3次元の力効果を提供し、前記3つの力フィードバック装置は互いに対して規定された位置に配置され、これら3つの固定点が1つの幾何学平面を定める、ことを特徴とする装置。
  9. 当該装置は椅子に統合されており、前記3つの力フィードバック装置は、それぞれ、左アームレスト、右アームレスト、及びヘッドレストに統合されている、ことを特徴とする請求項8に記載の装置。
  10. 少なくとも1つの更なる力フィードバック装置が、少なくとも1つのレッグレストに統合されている、ことを特徴とする請求項9に記載の装置。
  11. 当該装置は、前記少なくとも3つの力フィードバック装置の前記固定点の動作がこれら3つの固定点の間に固定された物体に6自由度の動作を提供するように、前記少なくとも3つの力フィードバック装置を互いに依存させて制御する制御信号を生成する制御ユニットを含む、ことを特徴とする請求項9又は10に記載の装置。
  12. 6自由度動作の触覚装置を制御するように構成された制御ユニットであって、当該制御ユニットは、
    模擬される動作に対応する3次元加速度成分を決定し、
    前記模擬される動作に対応する3次元速度成分を決定し、
    少なくとも3つの力フィードバック装置を制御する制御信号を生成する
    ように構成された少なくとも1つのプロセッサを有し、
    前記少なくとも3つの力フィードバック装置の各々が、その各々に付随した固定点に3次元の力効果を提供し、前記少なくとも3つの力フィードバック装置は互いに対して規定された位置に配置される、
    制御ユニット。
  13. コンピュータ上で実行されるときに請求項1乃至7の何れか一項に記載の方法のステップを実行するプログラムコードの命令を有することを特徴とするコンピュータプログラム。
JP2015504935A 2012-04-13 2013-04-10 複数のローカルな力フィードバックを用いてグローバルな6自由度運動効果を提供する方法 Active JP6005254B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12305441 2012-04-13
EP12305441.3 2012-04-13
EP12305831.5A EP2685443A1 (en) 2012-07-11 2012-07-11 Method to render global 6 DoF motion effect with multiple local force-feedback
EP12305831.5 2012-07-11
PCT/EP2013/057443 WO2013153086A1 (en) 2012-04-13 2013-04-10 Method to render global 6 dof motion effect with multiple local force-feedback

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015515691A true JP2015515691A (ja) 2015-05-28
JP6005254B2 JP6005254B2 (ja) 2016-10-12

Family

ID=48139920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015504935A Active JP6005254B2 (ja) 2012-04-13 2013-04-10 複数のローカルな力フィードバックを用いてグローバルな6自由度運動効果を提供する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9717997B2 (ja)
EP (1) EP2836991A1 (ja)
JP (1) JP6005254B2 (ja)
KR (1) KR20150001752A (ja)
CN (1) CN104272365B (ja)
WO (1) WO2013153086A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL276453B2 (en) * 2018-02-02 2024-02-01 S Horowitz & Co A system based on virtual reality for training pilots
CN111026269B (zh) * 2019-12-04 2023-10-10 上海褚信医学科技有限公司 基于力反馈的生物组织结构的触觉反馈方法、装置和设备
US20220398936A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-15 Richard Parker Aircraft training aid systems and processes
CN114388059B (zh) * 2022-01-13 2023-06-16 西湖大学 基于三维力反馈控制器的蛋白截面生成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1021425A (ja) * 1996-07-01 1998-01-23 Sega Enterp Ltd 画像処理装置、画像処理方法及びゲーム装置並びに遊戯装置
JP2000089894A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Sony Corp データ変換装置、データ変換方法及びデータ変換機能を有するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体
JP2000126158A (ja) * 1998-10-23 2000-05-09 Sony Corp 力触覚呈示装置の制御方法
JP2001271871A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Tokkyokiki Corp アクティブ防振装置
WO2005074753A1 (en) * 2004-02-03 2005-08-18 Ultimate Game Chair Video game chair
US20060079817A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Dewald Julius P System and methods to overcome gravity-induced dysfunction in extremity paresis

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919691A (en) * 1971-05-26 1975-11-11 Bell Telephone Labor Inc Tactile man-machine communication system
US4966413A (en) * 1989-08-17 1990-10-30 Palarski Timothy D Articulated relaxation chair
US5553148A (en) * 1994-06-20 1996-09-03 Werle; Ben Apparatus and method for producing vibratory sensations to accompany audible sounds in a properly phased relationship
US5669818A (en) 1995-03-23 1997-09-23 Thorner; Craig Seat-based tactile sensation generator
CN100468294C (zh) * 2000-09-28 2009-03-11 伊默逊股份有限公司 用于触觉反馈接口设备的有方向触觉反馈
US7411576B2 (en) * 2003-10-30 2008-08-12 Sensable Technologies, Inc. Force reflecting haptic interface
JP4625402B2 (ja) * 2005-11-14 2011-02-02 株式会社岡村製作所 椅子のヘッドレスト装置
EP2005342B1 (en) * 2006-04-08 2019-06-05 Allan Millman Method and system for interactive simulation of materials
US8786613B2 (en) * 2006-04-08 2014-07-22 Alan Millman Method and system for interactive simulation of materials and models
US8682502B2 (en) 2007-03-28 2014-03-25 Irobot Corporation Remote vehicle control system and method
JP5412713B2 (ja) * 2007-05-22 2014-02-12 大日本印刷株式会社 測定システム、測定方法及びプログラム
JP4645678B2 (ja) * 2008-05-08 2011-03-09 ソニー株式会社 情報入出力装置及び情報入出力方法、並びにコンピュータ・プログラム
US20090282332A1 (en) 2008-05-12 2009-11-12 Nokia Corporation Apparatus, method and computer program product for selecting multiple items using multi-touch
JP2010021425A (ja) 2008-07-11 2010-01-28 Juki Corp 電子部品実装方法
FR2950187B1 (fr) 2009-09-17 2011-11-18 Centre Nat Rech Scient Procede de simulation de mouvements propres par retour haptique et dispositif mettant en oeuvre le procede
US9436280B2 (en) * 2010-01-07 2016-09-06 Qualcomm Incorporated Simulation of three-dimensional touch sensation using haptics
US9058714B2 (en) * 2011-05-23 2015-06-16 Wms Gaming Inc. Wagering game systems, wagering gaming machines, and wagering gaming chairs having haptic and thermal feedback

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1021425A (ja) * 1996-07-01 1998-01-23 Sega Enterp Ltd 画像処理装置、画像処理方法及びゲーム装置並びに遊戯装置
JP2000089894A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Sony Corp データ変換装置、データ変換方法及びデータ変換機能を有するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な情報記録媒体
JP2000126158A (ja) * 1998-10-23 2000-05-09 Sony Corp 力触覚呈示装置の制御方法
JP2001271871A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Tokkyokiki Corp アクティブ防振装置
WO2005074753A1 (en) * 2004-02-03 2005-08-18 Ultimate Game Chair Video game chair
US20060079817A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Dewald Julius P System and methods to overcome gravity-induced dysfunction in extremity paresis

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150001752A (ko) 2015-01-06
EP2836991A1 (en) 2015-02-18
US20150061847A1 (en) 2015-03-05
WO2013153086A1 (en) 2013-10-17
US9717997B2 (en) 2017-08-01
CN104272365A (zh) 2015-01-07
JP6005254B2 (ja) 2016-10-12
CN104272365B (zh) 2016-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mihelj et al. Virtual reality technology and applications
JP6226697B2 (ja) 仮想現実ディスプレイシステム
CN104932677B (zh) 互动式多驾乘者虚拟现实驾乘系统
JP2009276996A (ja) 情報処理装置、情報処理方法
EP3050046B1 (en) Method and device for controlling a haptic device
CN114766038A (zh) 共享空间中的个体视图
Danieau et al. HapSeat: producing motion sensation with multiple force-feedback devices embedded in a seat
KR102395030B1 (ko) 가상 콘텐츠 원격 제어 방법 및 이를 위한 장치
JP6005254B2 (ja) 複数のローカルな力フィードバックを用いてグローバルな6自由度運動効果を提供する方法
Tachi et al. Haptic media construction and utilization of human-harmonized “tangible” information environment
Lee Research and development of haptic simulator for Dental education using Virtual reality and User motion
Gigante Virtual reality: Enabling technologies
Sundén et al. Hybrid Virtual Reality Touch Table: An immersive collaborative platform for public explanatory use of cultural objects and sites.
Mazuryk et al. History, applications, technology and future
Rosenblum et al. VR reborn
KR20160099075A (ko) 영상 시뮬레이팅 시스템, 플랫폼 제어 장치 및 플랫폼 제어 방법
Nesamalar et al. An introduction to virtual reality techniques and its applications
EP2685443A1 (en) Method to render global 6 DoF motion effect with multiple local force-feedback
CN107544677B (zh) 利用模块化轨道和体感装置模拟运动场景的方法和系统
Lee et al. Data-driven rendering of motion effects for walking sensations in different gaits
WO2022107294A1 (ja) Vr映像空間生成システム
Luna Introduction to Virtual Reality
Danieau et al. HapSeat: Producing motion sensation with multiple force-feedback embedded in a seat
Kim et al. DuplicateSpace: Enhancing operability of virtual 3D objects by asymmetric bimanual interaction
KR20160095663A (ko) 영상 시뮬레이팅 시스템, 플랫폼 제어 장치 및 플랫폼 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150413

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160624

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160809

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160906

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6005254

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250