JP2017084100A - 情報通信端末、共有管理装置、情報共有方法、コンピュータプログラム - Google Patents
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本発明の課題は、複数のユーザで情報を共有する際に、情報共有の開始時期や共有領域の位置などを自由に決めることができる情報通信端末およびその応用技術を提供することにある。
「実空間」は現実世界の空間をいう。この実空間に存在する物体は「実物体」と呼ばれる。「仮想オブジェクト」は、実物体と対比される概念であり、例えばグラフィクス等で生成された情報などが該当する。ARグラスは、クラウドに代表されるネットワーク上に配置された共有管理装置を介して他のARグラスとリアルタイム通信が可能とされる。このような共有管理装置を「計算資源」(computational resource)と表記する。
各ARグラスは、表示装置の一例となるメガネ型ディスプレイと、ユーザの視線方向の実空間を撮像するステレオカメラとを搭載している。メガネ型ディスプレイはシースルー型の例を示すが、これに限らない。ステレオカメラは、RGBステレオ画像を撮像する。撮像された画像を撮像画像と呼ぶ。画像は、静止画、動画あるいはこれらの組み合わせである。RGBは、赤 (Red)、緑 (Green)、青 (Blue) の三つの原色を混ぜて幅広い色を再現する加法混合の一種である。
各ARグラスは、また、位置情報を取得するGPSセンサ、方位・姿勢を取得するジャイロセンサなどの各種センサを備えている。以後の説明では、複数のARグラス、あるいはこれらのARグラスとクラウド上の計算資源とが協働する態様を情報処理システムと表記する。
図1(a)は、第1実施形態に係る情報処理システムの概要説明図である。本実施形態の情報処理システムは、複数のARグラス100と計算資源101とを高速の無線回線103で接続して構成される。図示の例では、それぞれ同じ構成のARグラス100を装着したユーザ102aとユーザ102bとがテーブル104を挟んで対座している。図1(b)は、一方のユーザ102aがARグラス100を通して見る表示画面106の例示図である。実物体であるテーブル104の面上には、共有領域105とユーザ固有の仮想オブジェクトとが重畳表示される。本実施形態では、仮想オブジェクトとして、プライベートコンテンツである写真Pa1、Pa2、Pa3、Pb1を想定する。共有領域105に存在する写真Pa3,Pb1は、ユーザ102a,102bの双方が見ることができる。他方、共有領域105の周辺領域に存在する写真Pa1,Pa2は共有されておらず、ユーザ102aには見えているが、ユーザ102bには見えていない。
ユーザ102aが装着しているARグラス100は、指先の状態(位置、形状、方向、数、動きなど)を検出し、検出結果と所定の基準情報とに基づいてユーザ102aの指示内容を判別する。つまり、何らかの状態をユーザ102aの指示に起因して生じるイベントとして検出する。イベントの検出は、ARグラス100を通して観測できる座標系(ax、ay、az)と実空間上の世界座標系(x、y、z)とを用いて行われる。各座標系は1対1で対応しており、ARグラス100が備えるGPSセンサ、ジャイロセンサ、ステレオ画像の画像処理(距離検出)などにより取得できる情報を利用して適切にキャリブレーションされている。
上記のARグラス100の構成例を説明する。なお、以後の説明においてユーザ102aとユーザ102bとを区別する必要がない場合は、ユーザ102と表記する。図2はARグラス100のハードウェア構成図である。ARグラス100は、バス203に接続されたCPU200、RAM201、ROM202を主要部品として含むコンピュータを有している。CPU(Central Processing Unit)200は、バス203を介して接続される各デバイスを統括的に制御する。CPU200は、また、本発明のコンピュータプログラム(情報共有用プログラム)を実行することにより、情報共有に関する種々の機能を形成する。RAM(Random Access Memory)201は、CPU200の主メモリ、ワークエリア等の一時記憶領域として用いられる。ROM(Read Only Memory)202には、オペレーティングシステム(OS)、上記情報共有用プログラム、デバイスドライバ等が記憶されている。
なお、共有領域設定部414は、共有領域105を表示する全てのARグラス100またはそのユーザを識別するためのタグ情報を取得し、取得したこれらのタグ情報が共有領域105またはその周辺領域に表示されるように共有領域を設定する。この場合、共有領域設定部414は、共有領域情報と共にタグ情報を出力し、通信部400は、これらの情報を全てのARグラス100に送信する。
次に、情報処理システムの動作例を図4および図5を参照して具体的に説明する。図4(a)は、ARグラス100Aを装着したユーザ102aと、ARグラス100Bを装着したユーザ102bがテーブル104を囲み、協調しながら情報共有を開始しようとする場面を示す。図5は、このときの処理の一例を示すシーケンス図である。
本実施形態では、ARグラス100Aの撮像範囲107aとARグラス100Bの撮像範囲107bとが共通する範囲のうち、ユーザ102aとユーザ102bとが任意に定めた位置に共有領域を形成する。そのために、ユーザ102aとユーザ102bとで協調して多角形領域の作成を指示し、この多角形領域を共有領域とする。つまり、各ユーザ102a,102bは、自分と相手の指先を同時に見ながら共有開始指示を表すイベントを発生させるものとする。2台のARグラス100A,100Bは、それぞれ電源ONを契機に起動し、イベント検出処理を実行する(図5:S100)。イベント検出処理については後述する(図7)。以後の説明では、ARグラス100A、100Bにおいて同時期(ほぼ同じ時刻)にイベント検出処理が開始されたものとする。
ここで、ARグラス100によるイベント検出部309の処理手順例を図7により詳しく説明する。ARグラス100は、まず、撮像部304から既定のフレームレートでRGBステレオ画像(撮像画像)を取得し、RAM201に保存する(S200)。このとき、位置情報取得部301が、撮像画像の付加情報として、ユーザ102が存在する実空間上の位置情報をGPSセンサ208から取得し、RAM201に保存する。また、姿勢取得部302が、撮像画像の付加情報として、ARグラス100の向いている方向および姿勢を、ジャイロセンサ209で検出される角速度に基づいて算出し、RAM201に保存する。その後、領域検出部305が、RAM201に保存されている撮像画像を解析し、マスター画像およびスレーブ画像中に肌色領域があるかどうかを判定する(S201)。肌色領域を検出できなかった場合(S201:N)はS200へ戻る。肌色領域が検出された場合(S201:Y)、領域検出部305は、検出した肌色領域をラベリングし、その結果をRAM201に保存する。
次に、図8を参照して、クラウド上の計算資源101が実行する共有開始判定処理について説明する。この処理は、情報処理システムが稼働している間、イベント判定部413が常時実行する。すなわち、計算資源101がARグラス100から共有開始指示の情報を受信するまで待つ(S300:N)。共有開始指示の情報は、例えば、撮像画像、撮像位置、撮像時刻、姿勢情報などのイベント情報である。イベント情報を受信した場合(S300:Y)、イベント判定部413は、複数のARグラス100において同時期(ほぼ同時刻)の共有開始指示のイベントが存在するか否かを判断する(S301)。存在しない場合(S301:N)、イベント判定部413は、共有開始判定NGと判定する(S307)。そして、通信部400を通じて情報を送信してきたARグラス100に判定結果を送信する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第1実施形態で説明した内容と共通するものについては同符号を付し、適宜説明を省略する。ARグラス100のハードウェア構成、および機能ブロックの構成は第1の実施形態と同じである。第2実施形態では、共有領域105に新規メンバーを追加する場面について説明する。すなわち、図4(c1),(c2)に示されるように2人のユーザ102が既に共有を開始し、共有領域105が設定されている状態から説明を始める。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第1の実施形態で説明した内容と共通するものについては同符号を付し、適宜説明を省略する。また、ARグラス100のハードウェア構成、および機能構成は、第1の実施形態と同じである。第2実施形態では、予めプライベートな仮想オブジェクト(写真Pa1等)が表示されている場合の例であるが、第3実施形態では、予め表示されている仮想オブジェクトが存在しない場合の例を説明する。第3実施形態では、共有領域105の設定後、ARグラス100のストレージ211から仮想オブジェクトの他の例となるプライベートコンテンツを適宜読み出して表示するものとする。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第1実施形態で説明した内容と共通するものについては同符号を付し、適宜説明を省略する。ARグラス100のハードウェア構成、および機能構成は第1実施形態と同じである。第4実施形態では、イベントとしてARグラス100を装着したユーザ102が、握手、もしくは手を重ね合わせる動作を協調して行う例を説明する。なお、第1ないし第3実施形態と異なり、第4実施形態では、実空間上に立体的な共有領域を設定する。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。第1実施形態で説明した内容と共通するものについては同符号を付し、適宜説明を省略する。ARグラス100のハードウェア構成、および機能構成は第1実施形態と同じである。第5実施形態では、個々のユーザ、もしくは個々のARグラス100に紐付いている実物体をイベントに利用する例を説明する。
以上、第1〜第5実施形態を詳述したが、本発明は、計算資源101の機能をARグラス100に持たせることで、ARグラス100同士で共有開始時期を自由に決めたり、任意の位置に共有空間105を設定することも可能である。
また、CPU200を用いたソフトウェア処理の代替としてハードウェアを構成する場合には、各実施形態において示した機能を演算部や回路で構成すれば良い。
本発明はまた、コンピュータプログラム若しくは記録媒体(記憶媒体)等としての実施態様をとることが可能である。また、各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード(コンピュータプログラム)を記録した記録媒体(又は記憶媒体)を、情報通信端末や計算資源に供給する場合、係る記憶媒体はコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。情報通信端末や計算資源のCPUが、記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになる。そのため、そのプログラムコードを記録した記録媒体もまた、本発明を構成することになる。
Claims (20)
- 実空間を撮像した撮像画像を取得する撮像手段と、
ユーザ固有の仮想オブジェクトを取得する取得手段と、
前記撮像画像から情報共有に関するイベントを検出するイベント検出手段と、
前記実空間を異なる方向から撮像している他端末と同時期に前記イベントが検出され、かつ、該イベントが当該他端末との協働で指定された位置での共有開始指示を表す場合、当該他端末との間で前記仮想オブジェクトの共有を可能とする共有領域を当該撮像画像の前記位置に重畳表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、前記協働で指定された位置を前記撮像画像において強調表示することを特徴とする、
請求項1に記載の情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、前記他端末または当該他端末を装着したユーザを識別するための第1タグ情報を取得し、取得した第1タグ情報を前記共有領域またはその周辺領域に表示することを特徴とする、
請求項1に記載の情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、自端末または自端末を装着したユーザを識別するための第2タグ情報を取得し、前記第1タグ情報と共に前記第2タグ情報を併せて表示することを特徴とする、
請求項3に記載の情報通信端末。 - 前記イベント検出手段は、前記撮像画像において、前記実空間において前記共有領域の表示位置を定める状態、ユーザの人数から推測される当該ユーザが操作する指示入力体の最大数が所定範囲を超えた状態、前記ユーザが前記他端末のユーザと共に所定の協調動作を行っている状態、所定の実物体が前記実空間において複数配置された状態、所定の実物体に紐付けされた前記仮想オブジェクトが前記ユーザにより操作された状態のいずれかの状態が存在するときに、当該状態を前記共有開始指示を表すイベントとして検出することを特徴とする、
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、前記共有領域を表示する際に、当該共有領域の周辺領域に、予め保存されている前記仮想オブジェクトの選択的な取得を可能にするハンドル画像を表示することを特徴とする、
請求項1に記載の情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、前記検出されたイベントが、既存の前記共有領域への共有参加指示を表し、かつ、前記共有領域を共有している他端末において前記共有参加指示を受け入れるイベントが検出されたときに、前記既存の前記共有領域における前記仮想オブジェクトの表示を可能にすることを特徴とする、
請求項1に記載の情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、前記検出されたイベントが、既存の前記共有領域の一部または全領域の消去指示を表すときは、当該領域を消去することを特徴とする、
請求項1に記載の情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、前記共有領域の表示前に当該共有領域の位置に表示されていた前記仮想オブジェクトを当該共有領域外に移動させることを特徴とする、
請求項1に記載の情報通信端末。 - 前記表示制御手段は、前記共有領域への前記仮想オブジェクトの移動状況が所定条件を満たさない場合は、当該移動を無効にすることを特徴とする、
請求項9に記載の情報通信端末。 - 前記共有領域に配置された前記仮想オブジェクトに関わる情報を当該共有領域において当該仮想オブジェクトを共有する他端末宛に送信する送信手段をさらに備えることを特徴とする、
請求項1に記載の情報通信端末。 - 前記撮像手段は、ユーザに装着されたときに当該ユーザの2つの視点から前記実空間を撮像したステレオ画像を取得し、保存することを特徴とする、
請求項1ないし11のいずれか一項に記載の情報通信端末。 - 同一の実空間をそれぞれ異なる方向から撮像している複数の情報通信端末から撮像画像、撮像時刻、撮像位置、撮像時の姿勢情報を含むイベント情報を受信する受信手段と、
受信した各撮像画像を解析することにより他端末との協働で指定された位置での共有開始指示を表すイベントを検出し、該イベントが同時期に生じている2つ以上の情報通信端末を共有開始可能な情報通信端末と判定する判定手段と、
前記共有開始可能とされた全ての情報通信端末の前記姿勢情報を基に、各情報通信端末の撮像画像の前記位置において各ユーザ固有の情報の共有を可能にする共有領域を設定する設定手段と、
設定された共有領域の位置、形状およびサイズを含む共有領域情報を前記全ての情報通信端末に送信する送信手段と、
を有することを特徴とする共有管理装置。 - 前記設定手段は、前記共有領域を表示する全ての情報通信端末またはそのユーザを識別するためのタグ情報を取得し、取得したこれらのタグ情報が前記共有領域またはその周辺領域に表示されるように前記共有領域を設定し、
前記送信手段は、前記共有領域情報と共に前記タグ情報を送信することを特徴とする、
請求項13に記載の共有管理装置。 - 前記判定手段は、前記撮像画像を送信した情報通信端末の数から各情報通信端末のユーザがそれぞれ指示を行うための指示入力体の数を推定するとともに、受信した前記撮像画像と前記姿勢情報とに基づいて各撮像画像に映っている指示入力体の数を検出し、推定した数と検出した数との差が所定範囲を超える場合は共有開始不能と判定し、
前記送信手段は、前記共有領域情報に代えて前記判定結果を送信することを特徴とする、請求項14に記載の共有管理装置。 - 前記判定手段は、前記撮像画像と前記姿勢情報に基づいて前記指示入力体の侵入位置を検出し、検出した侵入位置が既定の範囲外である場合は、前記指示入力体の数に関わらず、共有開始不能と判定することを特徴とする、
請求項15に記載の共有管理装置。 - 同一の実空間をそれぞれ異なる方向から撮像している複数の情報通信端末が、撮像画像から他端末との協働により指定された位置での共有開始指示を表すイベントを検出すると、それぞれ検出時の撮像画像、撮像時刻、撮像位置および姿勢情報を所定の共有管理装置へ送信するステップと、
前記共有管理装置が、受信した各撮像画像から他端末との協働で指定された位置での共有開始指示を表すイベントを検出し、該イベントが同時期に生じている2つ以上の情報通信端末を共有開始可能な情報通信端末と判定するとともに、前記共有開始可能とされた全ての情報通信端末の前記姿勢情報を基に、各情報通信端末の撮像画像の前記位置において各ユーザ固有の情報の共有を可能にする共有領域を設定し、設定した共有領域の位置、形状およびサイズを含む共有領域情報を前記全ての情報通信端末宛に送信するステップと、
前記全ての情報通信端末がそれぞれ自端末の撮像画像に前記共有領域を重畳表示するステップとを有することを特徴とする、
情報共有方法。 - 前記共有管理装置は、前記共有領域を表示する全ての情報通信端末またはそのユーザを識別するためのタグ情報を取得し、取得したこれらのタグ情報が前記共有領域またはその周辺領域に表示されるように前記共有領域を設定し、前記全ての情報通信端末宛に前記共有領域情報と共に前記タグ情報を送信することを特徴とする、
請求項17に記載の情報共有方法。 - 実空間の撮像機能と通信機能とを有するコンピュータを、請求項1ないし12のいずれか一項に記載された情報通信端末として動作させるためのコンピュータプログラム。
- 通信機能を有するコンピュータを、請求項13ないし16のいずれか一項に記載された共有管理装置として動作させるためのコンピュータプログラム。
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