JP2019211864A - Computer program, information processing device, and information processing method - Google Patents

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Abstract

To improve quality in virtual experience of a user.SOLUTION: A computer program according to an embodiment for providing a user wearing a head mount device with virtual experience includes the steps of: defining the virtual space for providing virtual experience; setting a virtual camera in the virtual space; calculating an amount of first rotation of the head mount device using a first sensor provided in the head mount device and for detecting a movement of the head mount device; calculating an amount of second rotation of the head mount device using a second sensor provided in the head mount device and for detecting a direction of the head mount device; correcting the amount of first rotation according to the amount of second rotation; and controlling the direction of the virtual camera on the basis of the corrected amount of first rotation.SELECTED DRAWING: Figure 15

Description

本開示は、コンピュータプログラム、情報処理装置および情報処理方法に関する。   The present disclosure relates to a computer program, an information processing apparatus, and an information processing method.

ユーザの頭部に装着されて、ユーザに仮想空間を提供するヘッドマウントデバイス(HMD)が、バーチャルリアリティ(VR)を体験するツールの1つ注目されている。VRでは、現実空間におけるユーザの頭の向き(HMDの向き)と連動するように、仮想空間内における仮想カメラの向き(視界)を制御する。   A head-mounted device (HMD) that is worn on the user's head and provides the user with a virtual space has attracted attention as one of the tools for experiencing virtual reality (VR). In the VR, the direction (view) of the virtual camera in the virtual space is controlled so as to be linked with the direction of the user's head (the direction of the HMD) in the real space.

米国特許出願公開2015/0379772号明細書US Patent Application Publication No. 2015/0379772

しかしながら、HMDの向きと仮想カメラの向きがずれると、ユーザにずれた画像が提示されるため、ユーザの仮想体験の質が低下する。   However, if the orientation of the HMD and the orientation of the virtual camera are deviated, a misaligned image is presented to the user, so the quality of the user's virtual experience is degraded.

本開示は、ユーザの仮想体験の質を向上させることが可能なコンピュータプログラム、情報処理装置および情報処理方法を提供する。   The present disclosure provides a computer program, an information processing apparatus, and an information processing method capable of improving the quality of a user's virtual experience.

本発明の実施形態に係るコンピュータプログラムは、ヘッドマウントデバイスを装着したユーザに仮想体験を提供するためにコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記仮想体験を提供するための仮想空間を規定するステップと、前記仮想空間に仮想カメラを設定するステップと、前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの動きを検出する第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第1回転量を計算するステップと、前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第2センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第2回転量を計算するステップと、前記第2回転量に応じて、前記第1回転量を補正するステップと、前記補正された第1回転量に基づいて、前記仮想カメラの向きを制御するステップとを備える。   A computer program according to an embodiment of the present invention is a computer program for causing a computer to execute a virtual experience to provide a virtual experience to a user wearing a head mounted device, and defines a virtual space for providing the virtual experience And a step of setting a virtual camera in the virtual space, and an amount of rotation of the head mounted device using a first sensor provided in the head mounted device and detecting movement of the head mounted device. A step of calculating a first rotation amount and a second rotation amount that is a rotation amount of the head mount device are calculated using a second sensor that is provided in the head mount device and detects the direction of the head mount device. And performing the first rotation according to the second rotation amount. The comprises the step of correcting, based on the first rotation amount which is the correction, and controlling an orientation of the virtual camera.

ある実施の形態に従うHMDシステムの構成の概略を表す図である。It is a figure showing the outline of a structure of the HMD system according to a certain embodiment. ある実施の形態に従うコンピュータのハードウェア構成の一例を表すブロック図である。It is a block diagram showing an example of the hardware constitutions of the computer according to a certain embodiment. ある実施の形態に従うHMDに設定されるuvw視野座標系を概念的に表す図である。It is a figure which represents notionally the uvw visual field coordinate system set to HMD according to a certain embodiment. ある実施の形態に従う仮想空間を表現する一態様を概念的に表す図である。It is a figure which represents notionally the one aspect | mode which represents the virtual space according to a certain embodiment. ある実施の形態に従うHMDを装着するユーザの頭部を上から表した図である。It is the figure showing the head of the user who wears HMD according to a certain embodiment from the top. 仮想空間において視界領域をX方向から見たYZ断面を表す図である。It is a figure showing the YZ cross section which looked at the visual field area from the X direction in virtual space. 仮想空間において視界領域をY方向から見たXZ断面を表す図である。It is a figure showing the XZ cross section which looked at the visual field area from the Y direction in virtual space. ある実施の形態に従うコントローラの概略構成を表す図である。It is a figure showing the schematic structure of the controller according to a certain embodiment. ある実施の形態に従うユーザの右手に対して規定されるヨー、ロール、ピッチの各方向の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of each direction of the yaw, roll, and pitch prescribed | regulated with respect to the user's right hand according to a certain embodiment. ある実施の形態に従うサーバのハードウェア構成の一例を表すブロック図である。It is a block diagram showing an example of the hardware constitutions of the server according to a certain embodiment. ある実施の形態に従うコンピュータをモジュール構成として表わすブロック図である。It is a block diagram showing a computer according to an embodiment as a module configuration. ある実施の形態に従うHMDセットにおいて実行される処理の一部を表すシーケンスチャートである。It is a sequence chart showing a part of process performed in the HMD set according to an embodiment. ネットワークにおいて、各HMDがユーザに仮想空間を提供する状況を表す模式図である。In a network, it is a mimetic diagram showing the situation where each HMD provides virtual space to a user. 図12(A)におけるユーザ5Aの視界画像を示す図である。It is a figure which shows the visual field image of the user 5A in FIG. ある実施の形態に従うHMDシステムにおいて実行する処理を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the process performed in the HMD system according to a certain embodiment. 他のHMDシステムの構成を表す図である。It is a figure showing the structure of another HMD system. HMDの向きと、仮想カメラの向きとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the direction of HMD, and the direction of a virtual camera. ある実施の形態に従うコンピュータのモジュールの詳細構成を表わすブロック図である。It is a block diagram showing the detailed structure of the module of the computer according to a certain embodiment. 仮想カメラ制御モジュールの処理の第1の例のフローチャートである。It is a flowchart of the 1st example of a process of a virtual camera control module. 仮想カメラの向きの再設定処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reset process of the direction of a virtual camera. 回転量の計算を説明するための図である。It is a figure for demonstrating calculation of rotation amount. 図17のステップS1755の処理の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of a process of step S1755 of FIG. 第1回転量と、第2回転量と、補正後の第1回転量とを格納したテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which stored 1st rotation amount, 2nd rotation amount, and 1st rotation amount after correction | amendment. HMDの推定回転量からHMDの向きを推定する例を示す図である。It is a figure which shows the example which estimates the direction of HMD from the estimated rotation amount of HMD. 図17のステップS1755の処理の他の例のフローチャートである。18 is a flowchart of another example of the process of step S1755 of FIG. 回転量の差分を計算する例を示す図である。It is a figure which shows the example which calculates the difference of rotation amount. 図17のステップS1755の処理の他の例のフローチャートである。18 is a flowchart of another example of the process of step S1755 of FIG. 仮想カメラ制御モジュールの処理の第2の例のフローチャートである。It is a flowchart of the 2nd example of a process of a virtual camera control module. 仮想カメラ制御モジュールの処理の第3の例のフローチャートである。It is a flowchart of the 3rd example of a process of a virtual camera control module. 差分の絶対値と、第1重みと、第2重みとを格納したテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which stored the absolute value of the difference, the 1st weight, and the 2nd weight. 仮想カメラ制御モジュールの処理の第4の例のフローチャートである。It is a flowchart of the 4th example of a process of a virtual camera control module. 図29のステップS2973の処理の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of a process of step S2973 of FIG. 図29のステップS2973の処理の他の例のフローチャートである。30 is a flowchart of another example of the process in step S2973 of FIG. 仮想カメラ制御モジュールの処理の第5の例のフローチャートである。It is a flowchart of the 5th example of a process of a virtual camera control module. 仮想カメラ制御モジュールの処理の第6の例のフローチャートである。It is a flowchart of the 6th example of a process of a virtual camera control module.

以下、この技術的思想の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。本開示において示される1以上の実施形態において、各実施形態が含む要素を互いに組み合わせることができ、かつ、当該組み合わせられた結果物も本開示が示す実施形態の一部をなすものとする。   Hereinafter, embodiments of the technical idea will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. In one or more embodiments shown in the present disclosure, elements included in each embodiment can be combined with each other, and the combined result is also part of the embodiments shown in the present disclosure.

[HMDシステムの構成]
図1を参照して、HMD(Head-Mounted Device)システム100の構成について説明する。図1は、本実施の形態に従うHMDシステム100の構成の概略を表す図である。HMDシステム100は、家庭用のシステムとしてあるいは業務用のシステムとして提供される。
[Configuration of HMD system]
A configuration of an HMD (Head-Mounted Device) system 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows a configuration of HMD system 100 according to the present embodiment. The HMD system 100 is provided as a home system or a business system.

HMDシステム100は、サーバ600と、HMDセット110A,110B,110C,110Dと、外部機器700と、ネットワーク2とを含む。HMDセット110A,110B,110C,110Dの各々は、ネットワーク2を介してサーバ600や外部機器700と通信可能に構成される。以下、HMDセット110A,110B,110C,110Dを総称して、HMDセット110とも言う。HMDシステム100を構成するHMDセット110の数は、4つに限られず、3つ以下でも、5つ以上でもよい。HMDセット110は、HMD120と、コンピュータ200と、HMDセンサ410と、ディスプレイ430と、コントローラ300とを備える。HMD120は、モニタ130と、注視センサ140と、第1カメラ150と、第2カメラ160と、マイク170と、スピーカ180とを含む。コントローラ300は、モーションセンサ420を含み得る。   The HMD system 100 includes a server 600, HMD sets 110A, 110B, 110C, and 110D, an external device 700, and a network 2. Each of the HMD sets 110A, 110B, 110C, and 110D is configured to be able to communicate with the server 600 and the external device 700 via the network 2. Hereinafter, the HMD sets 110A, 110B, 110C, and 110D are collectively referred to as the HMD set 110. The number of HMD sets 110 constituting the HMD system 100 is not limited to four, and may be three or less or five or more. The HMD set 110 includes an HMD 120, a computer 200, an HMD sensor 410, a display 430, and a controller 300. The HMD 120 includes a monitor 130, a gaze sensor 140, a first camera 150, a second camera 160, a microphone 170, and a speaker 180. The controller 300 can include a motion sensor 420.

ある局面において、コンピュータ200は、インターネットその他のネットワーク2に接続可能であり、ネットワーク2に接続されているサーバ600その他のコンピュータと通信可能である。その他のコンピュータとしては、例えば、他のHMDセット110のコンピュータや外部機器700が挙げられる。別の局面において、HMD120は、HMDセンサ410の代わりに、センサ190を含み得る。   In one aspect, the computer 200 can be connected to the Internet and other networks 2, and can communicate with the server 600 and other computers connected to the network 2. Examples of other computers include computers of other HMD sets 110 and external devices 700. In another aspect, the HMD 120 may include a sensor 190 instead of the HMD sensor 410.

HMD120は、ユーザ5の頭部に装着され、動作中に仮想空間をユーザ5に提供し得る。より具体的には、HMD120は、右目用の画像および左目用の画像をモニタ130にそれぞれ表示する。ユーザ5の各目がそれぞれの画像を視認すると、ユーザ5は、両目の視差に基づき当該画像を3次元画像として認識し得る。HMD120は、モニタを備える所謂ヘッドマウントディスプレイと、スマートフォンその他のモニタを有する端末を装着可能なヘッドマウント機器のいずれをも含み得る。   The HMD 120 may be worn on the head of the user 5 and provide a virtual space to the user 5 during operation. More specifically, the HMD 120 displays a right-eye image and a left-eye image on the monitor 130, respectively. When each eye of the user 5 visually recognizes each image, the user 5 can recognize the image as a three-dimensional image based on the parallax between both eyes. The HMD 120 can include both a so-called head mounted display including a monitor and a head mounted device to which a terminal having a smartphone or other monitor can be attached.

モニタ130は、例えば、非透過型の表示装置として実現される。ある局面において、モニタ130は、ユーザ5の両目の前方に位置するようにHMD120の本体に配置されている。したがって、ユーザ5は、モニタ130に表示される3次元画像を視認すると、仮想空間に没入することができる。ある局面において、仮想空間は、例えば、背景、ユーザ5が操作可能なオブジェクト、ユーザ5が選択可能なメニューの画像を含む。ある局面において、モニタ130は、所謂スマートフォンその他の情報表示端末が備える液晶モニタまたは有機EL(Electro Luminescence)モニタとして実現され得る。   The monitor 130 is realized as, for example, a non-transmissive display device. In one aspect, the monitor 130 is disposed on the main body of the HMD 120 so as to be positioned in front of both eyes of the user 5. Therefore, the user 5 can immerse in the virtual space when viewing the three-dimensional image displayed on the monitor 130. In one aspect, the virtual space includes, for example, a background, an object that can be operated by the user 5, and an image of a menu that can be selected by the user 5. In one aspect, the monitor 130 can be realized as a liquid crystal monitor or an organic EL (Electro Luminescence) monitor provided in a so-called smartphone or other information display terminal.

別の局面において、モニタ130は、透過型の表示装置として実現され得る。この場合、HMD120は、図1に示されるようにユーザ5の目を覆う密閉型ではなく、メガネ型のような開放型であり得る。透過型のモニタ130は、その透過率を調整することにより、一時的に非透過型の表示装置として構成可能であってもよい。モニタ130は、仮想空間を構成する画像の一部と、現実空間とを同時に表示する構成を含んでいてもよい。例えば、モニタ130は、HMD120に搭載されたカメラで撮影した現実空間の画像を表示してもよいし、一部の透過率を高く設定することにより現実空間を視認可能にしてもよい。   In another aspect, the monitor 130 can be realized as a transmissive display device. In this case, the HMD 120 may be an open type such as a glasses type instead of a sealed type that covers the eyes of the user 5 as shown in FIG. The transmissive monitor 130 may be temporarily configured as a non-transmissive display device by adjusting the transmittance. The monitor 130 may include a configuration that simultaneously displays a part of an image constituting the virtual space and the real space. For example, the monitor 130 may display a real space image taken by a camera mounted on the HMD 120, or may make the real space visible by setting a part of the transmittance high.

ある局面において、モニタ130は、右目用の画像を表示するためのサブモニタと、左目用の画像を表示するためのサブモニタとを含み得る。別の局面において、モニタ130は、右目用の画像と左目用の画像とを一体として表示する構成であってもよい。この場合、モニタ130は、高速シャッタを含む。高速シャッタは、画像がいずれか一方の目にのみ認識されるように、右目用の画像と左目用の画像とを交互に表示可能に作動する。   In one aspect, the monitor 130 may include a sub-monitor for displaying an image for the right eye and a sub-monitor for displaying an image for the left eye. In another aspect, the monitor 130 may be configured to display a right-eye image and a left-eye image together. In this case, the monitor 130 includes a high-speed shutter. The high-speed shutter operates so that an image for the right eye and an image for the left eye can be displayed alternately so that the image is recognized only by one of the eyes.

ある局面において、HMD120は、図示せぬ複数の光源を含む。各光源は例えば、赤外線を発するLED(Light Emitting Diode)により実現される。HMDセンサ410は、HMD120の動きを検出するためのポジショントラッキング機能を有する。より具体的には、HMDセンサ410は、HMD120が発する複数の赤外線を読み取り、現実空間内におけるHMD120の位置および傾きを検出する。   In one aspect, the HMD 120 includes a plurality of light sources (not shown). Each light source is realized by, for example, an LED (Light Emitting Diode) that emits infrared rays. The HMD sensor 410 has a position tracking function for detecting the movement of the HMD 120. More specifically, the HMD sensor 410 reads a plurality of infrared rays emitted from the HMD 120 and detects the position and inclination of the HMD 120 in the real space.

別の局面において、HMDセンサ410は、カメラにより実現されてもよい。この場合、HMDセンサ410は、カメラから出力されるHMD120の画像情報を用いて、画像解析処理を実行することにより、HMD120の位置および傾きを検出することができる。   In another aspect, the HMD sensor 410 may be realized by a camera. In this case, the HMD sensor 410 can detect the position and inclination of the HMD 120 by executing image analysis processing using image information of the HMD 120 output from the camera.

別の局面において、HMD120は、位置検出器として、HMDセンサ410の代わりに、あるいはHMDセンサ410に加えてセンサ190を備えてもよい。HMD120は、センサ190を用いて、HMD120自身の位置および傾きを検出し得る。例えば、センサ190が角速度センサ、地磁気センサ、あるいは加速度センサである場合、HMD120は、HMDセンサ410の代わりに、これらの各センサのいずれかを用いて、自身の位置および傾きを検出し得る。一例として、センサ190が角速度センサである場合、角速度センサは、現実空間におけるHMD120の3軸周りの角速度を経時的に検出する。HMD120は、各角速度に基づいて、HMD120の3軸周りの角度の時間的変化を算出し、さらに、角度の時間的変化に基づいて、HMD120の傾きを算出する。   In another aspect, the HMD 120 may include a sensor 190 instead of the HMD sensor 410 or in addition to the HMD sensor 410 as a position detector. The HMD 120 can detect the position and inclination of the HMD 120 itself using the sensor 190. For example, when the sensor 190 is an angular velocity sensor, a geomagnetic sensor, or an acceleration sensor, the HMD 120 can detect its own position and inclination using any one of these sensors instead of the HMD sensor 410. As an example, when the sensor 190 is an angular velocity sensor, the angular velocity sensor detects angular velocities around the three axes of the HMD 120 in real space over time. The HMD 120 calculates the temporal change of the angle around the three axes of the HMD 120 based on each angular velocity, and further calculates the inclination of the HMD 120 based on the temporal change of the angle.

注視センサ140は、ユーザ5の右目および左目の視線が向けられる方向を検出する。つまり、注視センサ140は、ユーザ5の視線を検出する。視線の方向の検出は、例えば、公知のアイトラッキング機能によって実現される。注視センサ140は、当該アイトラッキング機能を有するセンサにより実現される。ある局面において、注視センサ140は、右目用のセンサおよび左目用のセンサを含むことが好ましい。注視センサ140は、例えば、ユーザ5の右目および左目に赤外光を照射するとともに、照射光に対する角膜および虹彩からの反射光を受けることにより各眼球の回転角を検出するセンサであってもよい。注視センサ140は、検出した各回転角に基づいて、ユーザ5の視線を検知することができる。   The gaze sensor 140 detects the direction in which the line of sight of the right eye and the left eye of the user 5 is directed. That is, the gaze sensor 140 detects the line of sight of the user 5. The detection of the direction of the line of sight is realized by, for example, a known eye tracking function. The gaze sensor 140 is realized by a sensor having the eye tracking function. In one aspect, the gaze sensor 140 preferably includes a right eye sensor and a left eye sensor. The gaze sensor 140 may be, for example, a sensor that irradiates the right eye and left eye of the user 5 with infrared light and detects the rotation angle of each eyeball by receiving reflected light from the cornea and iris with respect to the irradiated light. . The gaze sensor 140 can detect the line of sight of the user 5 based on each detected rotation angle.

第1カメラ150は、ユーザ5の顔の下部を撮影する。より具体的には、第1カメラ150は、ユーザ5の鼻および口などを撮影する。第2カメラ160は、ユーザ5の目および眉などを撮影する。HMD120のユーザ5側の筐体をHMD120の内側、HMD120のユーザ5とは逆側の筐体をHMD120の外側と定義する。ある局面において、第1カメラ150は、HMD120の外側に配置され、第2カメラ160は、HMD120の内側に配置され得る。第1カメラ150および第2カメラ160が生成した画像は、コンピュータ200に入力される。別の局面において、第1カメラ150と第2カメラ160とを1台のカメラとして実現し、この1台のカメラでユーザ5の顔を撮影するようにしてもよい。   The first camera 150 captures the lower part of the face of the user 5. More specifically, the first camera 150 photographs the nose and mouth of the user 5. The second camera 160 photographs the eyes and eyebrows of the user 5. The housing on the user 5 side of the HMD 120 is defined as the inside of the HMD 120, and the housing on the opposite side to the user 5 of the HMD 120 is defined as the outside of the HMD 120. In one aspect, the first camera 150 may be disposed outside the HMD 120 and the second camera 160 may be disposed inside the HMD 120. Images generated by the first camera 150 and the second camera 160 are input to the computer 200. In another aspect, the first camera 150 and the second camera 160 may be realized as a single camera, and the face of the user 5 may be photographed with the single camera.

マイク170は、ユーザ5の発話を音声信号(電気信号)に変換してコンピュータ200に出力する。スピーカ180は、音声信号を音声に変換してユーザ5に出力する。別の局面において、HMD120は、スピーカ180に替えてイヤホンを含み得る。   The microphone 170 converts the utterance of the user 5 into an audio signal (electrical signal) and outputs it to the computer 200. The speaker 180 converts the sound signal into sound and outputs the sound to the user 5. In another aspect, HMD 120 may include an earphone instead of speaker 180.

コントローラ300は、有線または無線によりコンピュータ200に接続されている。コントローラ300は、ユーザ5からコンピュータ200への命令の入力を受け付ける。ある局面において、コントローラ300は、ユーザ5によって把持可能に構成される。別の局面において、コントローラ300は、ユーザ5の身体あるいは衣類の一部に装着可能に構成される。さらに別の局面において、コントローラ300は、コンピュータ200から送信される信号に基づいて、振動、音、光のうちの少なくともいずれかを出力するように構成されてもよい。さらに別の局面において、コントローラ300は、ユーザ5から、仮想空間に配置されるオブジェクトの位置や動きを制御するための操作を受け付ける。   The controller 300 is connected to the computer 200 by wire or wireless. The controller 300 receives input of commands from the user 5 to the computer 200. In one aspect, the controller 300 is configured to be gripped by the user 5. In another aspect, the controller 300 is configured to be attachable to the body of the user 5 or a part of clothing. In yet another aspect, the controller 300 may be configured to output at least one of vibration, sound, and light based on a signal transmitted from the computer 200. In yet another aspect, the controller 300 receives an operation from the user 5 for controlling the position and movement of an object arranged in the virtual space.

ある局面において、コントローラ300は、複数の光源を含む。各光源は例えば、赤外線を発するLEDにより実現される。HMDセンサ410は、ポジショントラッキング機能を有する。この場合、HMDセンサ410は、コントローラ300が発する複数の赤外線を読み取り、現実空間内におけるコントローラ300の位置および傾きを検出する。別の局面において、HMDセンサ410は、カメラにより実現されてもよい。この場合、HMDセンサ410は、カメラから出力されるコントローラ300の画像情報を用いて、画像解析処理を実行することにより、コントローラ300の位置および傾きを検出することができる。   In one aspect, the controller 300 includes a plurality of light sources. Each light source is realized by, for example, an LED that emits infrared rays. The HMD sensor 410 has a position tracking function. In this case, the HMD sensor 410 reads a plurality of infrared rays emitted from the controller 300 and detects the position and inclination of the controller 300 in the real space. In another aspect, the HMD sensor 410 may be realized by a camera. In this case, the HMD sensor 410 can detect the position and tilt of the controller 300 by executing image analysis processing using the image information of the controller 300 output from the camera.

モーションセンサ420は、ある局面において、ユーザ5の手に取り付けられて、ユーザ5の手の動きを検出する。例えば、モーションセンサ420は、手の回転速度、回転数等を検出する。検出された信号は、コンピュータ200に送られる。モーションセンサ420は、例えば、コントローラ300に設けられている。ある局面において、モーションセンサ420は、例えば、ユーザ5に把持可能に構成されたコントローラ300に設けられている。別の局面において、現実空間における安全のため、コントローラ300は、手袋型のようにユーザ5の手に装着されることにより容易に飛んで行かないものに装着される。さらに別の局面において、ユーザ5に装着されないセンサがユーザ5の手の動きを検出してもよい。例えば、ユーザ5を撮影するカメラの信号が、ユーザ5の動作を表わす信号として、コンピュータ200に入力されてもよい。モーションセンサ420とコンピュータ200とは、一例として、無線により互いに接続される。無線の場合、通信形態は特に限られず、例えば、Bluetooth(登録商標)その他の公知の通信手法が用いられる。   In a certain aspect, the motion sensor 420 is attached to the hand of the user 5 and detects the movement of the user 5 hand. For example, the motion sensor 420 detects the rotation speed, the number of rotations, and the like of the hand. The detected signal is sent to the computer 200. The motion sensor 420 is provided in the controller 300, for example. In one aspect, the motion sensor 420 is provided in the controller 300 configured to be gripped by the user 5, for example. In another aspect, for safety in real space, the controller 300 is attached to something that does not fly easily by being attached to the hand of the user 5 such as a glove shape. In yet another aspect, a sensor that is not worn by the user 5 may detect the movement of the user's 5 hand. For example, a signal from a camera that captures the user 5 may be input to the computer 200 as a signal representing the operation of the user 5. As an example, the motion sensor 420 and the computer 200 are connected to each other wirelessly. In the case of wireless communication, the communication form is not particularly limited, and for example, Bluetooth (registered trademark) or other known communication methods are used.

ディスプレイ430は、モニタ130に表示されている画像と同様の画像を表示する。これにより、HMD120を装着しているユーザ5以外のユーザにも当該ユーザ5と同様の画像を視聴させることができる。ディスプレイ430に表示される画像は、3次元画像である必要はなく、右目用の画像や左目用の画像であってもよい。ディスプレイ430としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ELモニタなどが挙げられる。   Display 430 displays an image similar to the image displayed on monitor 130. Thereby, a user other than the user 5 wearing the HMD 120 can view the same image as that of the user 5. The image displayed on the display 430 need not be a three-dimensional image, and may be a right-eye image or a left-eye image. Examples of the display 430 include a liquid crystal display and an organic EL monitor.

サーバ600は、コンピュータ200にプログラムを送信し得る。別の局面において、サーバ600は、他のユーザによって使用されるHMD120に仮想現実を提供するための他のコンピュータ200と通信し得る。例えば、アミューズメント施設において、複数のユーザが参加型のゲームを行なう場合、各コンピュータ200は、各ユーザの動作に基づく信号をサーバ600を介して他のコンピュータ200と通信して、同じ仮想空間において複数のユーザが共通のゲームを楽しむことを可能にする。各コンピュータ200は、各ユーザの動作に基づく信号をサーバ600を介さずに他のコンピュータ200と通信するようにしてもよい。   Server 600 may send a program to computer 200. In another aspect, the server 600 may communicate with other computers 200 for providing virtual reality to the HMD 120 used by other users. For example, when a plurality of users play a participatory game in an amusement facility, each computer 200 communicates a signal based on each user's operation with another computer 200 via the server 600, and the plurality of users in the same virtual space. Users can enjoy a common game. Each computer 200 may communicate a signal based on each user's operation with another computer 200 without passing through the server 600.

外部機器700は、コンピュータ200と通信可能な機器であればどのような機器であってもよい。外部機器700は、例えば、ネットワーク2を介してコンピュータ200と通信可能な機器であってもよいし、近距離無線通信や有線接続によりコンピュータ200と直接通信可能な機器であってもよい。外部機器700としては、例えば、スマートデバイス、PC(Personal Computer)、及びコンピュータ200の周辺機器などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   The external device 700 may be any device that can communicate with the computer 200. For example, the external device 700 may be a device that can communicate with the computer 200 via the network 2, or may be a device that can directly communicate with the computer 200 by short-range wireless communication or wired connection. Examples of the external device 700 include a smart device, a PC (Personal Computer), and a peripheral device of the computer 200, but are not limited thereto.

[コンピュータのハードウェア構成]
図2を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ200について説明する。図2は、本実施の形態に従うコンピュータ200のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。コンピュータ200は、主たる構成要素として、プロセッサ210と、メモリ220と、ストレージ230と、入出力インターフェイス240と、通信インターフェイス250とを備える。各構成要素は、それぞれ、バス260に接続されている。
[Computer hardware configuration]
A computer 200 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of computer 200 according to the present embodiment. The computer 200 includes a processor 210, a memory 220, a storage 230, an input / output interface 240, and a communication interface 250 as main components. Each component is connected to the bus 260.

プロセッサ210は、コンピュータ200に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ220またはストレージ230に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある局面において、プロセッサ210は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、MPU(Micro Processor Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)その他のデバイスとして実現される。   The processor 210 executes a series of instructions included in a program stored in the memory 220 or the storage 230 based on a signal given to the computer 200 or based on a predetermined condition being satisfied. In one aspect, the processor 210 is realized as a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an MPU (Micro Processor Unit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or other device.

メモリ220は、プログラムおよびデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ230からロードされる。データは、コンピュータ200に入力されたデータと、プロセッサ210によって生成されたデータとを含む。ある局面において、メモリ220は、RAM(Random Access Memory)その他の揮発メモリとして実現される。   The memory 220 temporarily stores programs and data. The program is loaded from the storage 230, for example. The data includes data input to the computer 200 and data generated by the processor 210. In one aspect, the memory 220 is realized as a RAM (Random Access Memory) or other volatile memory.

ストレージ230は、プログラムおよびデータを永続的に保持する。ストレージ230は、例えば、ROM(Read-Only Memory)、ハードディスク装置、フラッシュメモリ、その他の不揮発記憶装置として実現される。ストレージ230に格納されるプログラムは、HMDシステム100において仮想空間を提供するためのプログラム、シミュレーションプログラム、ゲームプログラム、ユーザ認証プログラム、他のコンピュータ200との通信を実現するためのプログラムを含む。ストレージ230に格納されるデータは、仮想空間を規定するためのデータおよびオブジェクト等を含む。   The storage 230 permanently holds programs and data. The storage 230 is realized as, for example, a ROM (Read-Only Memory), a hard disk device, a flash memory, and other nonvolatile storage devices. Programs stored in the storage 230 include a program for providing a virtual space in the HMD system 100, a simulation program, a game program, a user authentication program, and a program for realizing communication with another computer 200. The data stored in the storage 230 includes data and objects for defining a virtual space.

別の局面において、ストレージ230は、メモリカードのように着脱可能な記憶装置として実現されてもよい。さらに別の局面において、コンピュータ200に内蔵されたストレージ230の代わりに、外部の記憶装置に保存されているプログラムおよびデータを使用する構成が使用されてもよい。このような構成によれば、例えば、アミューズメント施設のように複数のHMDシステム100が使用される場面において、プログラムやデータの更新を一括して行なうことが可能になる。   In another aspect, the storage 230 may be realized as a removable storage device such as a memory card. In yet another aspect, instead of the storage 230 built in the computer 200, a configuration using a program and data stored in an external storage device may be used. According to such a configuration, for example, in a scene where a plurality of HMD systems 100 are used as in an amusement facility, it is possible to update programs and data collectively.

入出力インターフェイス240は、HMD120、HMDセンサ410、モーションセンサ420およびディスプレイ430との間で信号を通信する。HMD120に含まれるモニタ130,注視センサ140,第1カメラ150,第2カメラ160,マイク170およびスピーカ180は、HMD120の入出力インターフェイス240を介してコンピュータ200との通信を行ない得る。ある局面において、入出力インターフェイス240は、USB(Universal Serial Bus)、DVI(Digital Visual Interface)、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)その他の端子を用いて実現される。入出力インターフェイス240は上述のものに限られない。   The input / output interface 240 communicates signals with the HMD 120, the HMD sensor 410, the motion sensor 420, and the display 430. The monitor 130, the gaze sensor 140, the first camera 150, the second camera 160, the microphone 170, and the speaker 180 included in the HMD 120 can communicate with the computer 200 via the input / output interface 240 of the HMD 120. In one aspect, the input / output interface 240 is implemented using a USB (Universal Serial Bus), DVI (Digital Visual Interface), HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface), or other terminal. The input / output interface 240 is not limited to the above.

ある局面において、入出力インターフェイス240は、さらに、コントローラ300と通信し得る。例えば、入出力インターフェイス240は、コントローラ300およびモーションセンサ420から出力された信号の入力を受ける。別の局面において、入出力インターフェイス240は、プロセッサ210から出力された命令を、コントローラ300に送る。当該命令は、振動、音声出力、発光等をコントローラ300に指示する。コントローラ300は、当該命令を受信すると、その命令に応じて、振動、音声出力または発光のいずれかを実行する。   In certain aspects, the input / output interface 240 may further communicate with the controller 300. For example, the input / output interface 240 receives signals output from the controller 300 and the motion sensor 420. In another aspect, the input / output interface 240 sends the command output from the processor 210 to the controller 300. The instruction instructs the controller 300 to vibrate, output sound, emit light, and the like. When the controller 300 receives the command, the controller 300 executes vibration, sound output, or light emission according to the command.

通信インターフェイス250は、ネットワーク2に接続されて、ネットワーク2に接続されている他のコンピュータ(例えば、サーバ600)と通信する。ある局面において、通信インターフェイス250は、例えば、LAN(Local Area Network)その他の有線通信インターフェイス、あるいは、WiFi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、NFC(Near Field Communication)その他の無線通信インターフェイスとして実現される。通信インターフェイス250は上述のものに限られない。   The communication interface 250 is connected to the network 2 and communicates with other computers (for example, the server 600) connected to the network 2. In one aspect, the communication interface 250 is implemented as, for example, a local area network (LAN) or other wired communication interface, or a wireless communication interface such as WiFi (Wireless Fidelity), Bluetooth (registered trademark), NFC (Near Field Communication), or the like. Is done. The communication interface 250 is not limited to the above.

ある局面において、プロセッサ210は、ストレージ230にアクセスし、ストレージ230に格納されている1つ以上のプログラムをメモリ220にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。当該1つ以上のプログラムは、コンピュータ200のオペレーティングシステム、仮想空間を提供するためのアプリケーションプログラム、仮想空間で実行可能なゲームソフトウェア等を含み得る。プロセッサ210は、入出力インターフェイス240を介して、仮想空間を提供するための信号をHMD120に送る。HMD120は、その信号に基づいてモニタ130に映像を表示する。   In one aspect, the processor 210 accesses the storage 230, loads one or more programs stored in the storage 230 into the memory 220, and executes a series of instructions included in the program. The one or more programs may include an operating system of the computer 200, an application program for providing a virtual space, game software that can be executed in the virtual space, and the like. The processor 210 sends a signal for providing a virtual space to the HMD 120 via the input / output interface 240. The HMD 120 displays an image on the monitor 130 based on the signal.

図2に示される例では、コンピュータ200は、HMD120の外部に設けられる構成が示されているが、別の局面において、コンピュータ200は、HMD120に内蔵されてもよい。一例として、モニタ130を含む携帯型の情報通信端末(例えば、スマートフォン)がコンピュータ200として機能してもよい。   In the example shown in FIG. 2, a configuration in which the computer 200 is provided outside the HMD 120 is shown. However, in another aspect, the computer 200 may be built in the HMD 120. As an example, a portable information communication terminal (for example, a smartphone) including the monitor 130 may function as the computer 200.

コンピュータ200は、複数のHMD120に共通して用いられる構成であってもよい。このような構成によれば、例えば、複数のユーザに同一の仮想空間を提供することもできるので、各ユーザは同一の仮想空間で他のユーザと同一のアプリケーションを楽しむことができる。   The computer 200 may be configured to be used in common for a plurality of HMDs 120. According to such a configuration, for example, since the same virtual space can be provided to a plurality of users, each user can enjoy the same application as other users in the same virtual space.

ある実施の形態において、HMDシステム100では、現実空間における座標系である実座標系が予め設定されている。実座標系は、現実空間における鉛直方向、鉛直方向に直交する水平方向、並びに、鉛直方向および水平方向の双方に直交する前後方向にそれぞれ平行な、3つの基準方向(軸)を有する。実座標系における水平方向、鉛直方向(上下方向)、および前後方向は、それぞれ、x軸、y軸、z軸と規定される。より具体的には、実座標系において、x軸は現実空間の水平方向に平行である。y軸は、現実空間の鉛直方向に平行である。z軸は現実空間の前後方向に平行である。   In an embodiment, in the HMD system 100, a real coordinate system that is a coordinate system in the real space is set in advance. The real coordinate system has three reference directions (axes) parallel to the vertical direction in the real space, the horizontal direction orthogonal to the vertical direction, and the front-rear direction orthogonal to both the vertical direction and the horizontal direction. The horizontal direction, vertical direction (vertical direction), and front-rear direction in the real coordinate system are defined as an x-axis, a y-axis, and a z-axis, respectively. More specifically, in the real coordinate system, the x-axis is parallel to the horizontal direction of the real space. The y axis is parallel to the vertical direction of the real space. The z axis is parallel to the front-rear direction of the real space.

ある局面において、HMDセンサ410は、赤外線センサを含む。赤外線センサが、HMD120の各光源から発せられた赤外線をそれぞれ検出すると、HMD120の存在を検出する。HMDセンサ410は、さらに、各点の値(実座標系における各座標値)に基づいて、HMD120を装着したユーザ5の動きに応じた、現実空間内におけるHMD120の位置および傾き(向き)を検出する。より詳しくは、HMDセンサ410は、経時的に検出された各値を用いて、HMD120の位置および傾きの時間的変化を検出できる。   In one aspect, HMD sensor 410 includes an infrared sensor. When the infrared sensor detects the infrared rays emitted from each light source of the HMD 120, the presence of the HMD 120 is detected. The HMD sensor 410 further detects the position and inclination (orientation) of the HMD 120 in the real space according to the movement of the user 5 wearing the HMD 120 based on the value of each point (each coordinate value in the real coordinate system). To do. More specifically, the HMD sensor 410 can detect temporal changes in the position and inclination of the HMD 120 using each value detected over time.

HMDセンサ410によって検出されたHMD120の各傾きは、実座標系におけるHMD120の3軸周りの各傾きに相当する。HMDセンサ410は、実座標系におけるHMD120の傾きに基づき、uvw視野座標系をHMD120に設定する。HMD120に設定されるuvw視野座標系は、HMD120を装着したユーザ5が仮想空間において物体を見る際の視点座標系に対応する。   Each inclination of the HMD 120 detected by the HMD sensor 410 corresponds to each inclination around the three axes of the HMD 120 in the real coordinate system. The HMD sensor 410 sets the uvw visual field coordinate system to the HMD 120 based on the inclination of the HMD 120 in the real coordinate system. The uvw visual field coordinate system set in the HMD 120 corresponds to a viewpoint coordinate system when the user 5 wearing the HMD 120 views an object in the virtual space.

[uvw視野座標系]
図3を参照して、uvw視野座標系について説明する。図3は、ある実施の形態に従うHMD120に設定されるuvw視野座標系を概念的に表す図である。HMDセンサ410は、HMD120の起動時に、実座標系におけるHMD120の位置および傾きを検出する。プロセッサ210は、検出された値に基づいて、uvw視野座標系をHMD120に設定する。
[Uvw visual field coordinate system]
The uvw visual field coordinate system will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram conceptually showing the uvw visual field coordinate system set in HMD 120 according to an embodiment. The HMD sensor 410 detects the position and inclination of the HMD 120 in the real coordinate system when the HMD 120 is activated. The processor 210 sets the uvw visual field coordinate system to the HMD 120 based on the detected value.

図3に示されるように、HMD120は、HMD120を装着したユーザ5の頭部を中心(原点)とした3次元のuvw視野座標系を設定する。より具体的には、HMD120は、実座標系を規定する水平方向、鉛直方向、および前後方向(x軸、y軸、z軸)を、実座標系内においてHMD120の各軸周りの傾きだけ各軸周りにそれぞれ傾けることによって新たに得られる3つの方向を、HMD120におけるuvw視野座標系のピッチ軸(u軸)、ヨー軸(v軸)、およびロール軸(w軸)として設定する。   As shown in FIG. 3, the HMD 120 sets a three-dimensional uvw visual field coordinate system with the head (origin) of the user 5 wearing the HMD 120 as the center (origin). More specifically, the HMD 120 includes a horizontal direction, a vertical direction, and a front-rear direction (x-axis, y-axis, z-axis) that define the real coordinate system by an inclination around each axis of the HMD 120 in the real coordinate system. Three directions newly obtained by tilting around the axis are set as the pitch axis (u-axis), yaw axis (v-axis), and roll axis (w-axis) of the uvw visual field coordinate system in the HMD 120.

ある局面において、HMD120を装着したユーザ5が直立し、かつ、正面を視認している場合、プロセッサ210は、実座標系に平行なuvw視野座標系をHMD120に設定する。この場合、実座標系における水平方向(x軸)、鉛直方向(y軸)、および前後方向(z軸)は、HMD120におけるuvw視野座標系のピッチ軸(u軸)、ヨー軸(v軸)、およびロール軸(w軸)に一致する。   In a certain situation, when the user 5 wearing the HMD 120 stands upright and is viewing the front, the processor 210 sets the uvw visual field coordinate system parallel to the real coordinate system to the HMD 120. In this case, the horizontal direction (x-axis), vertical direction (y-axis), and front-rear direction (z-axis) in the real coordinate system are the pitch axis (u-axis) and yaw axis (v-axis) of the uvw visual field coordinate system in the HMD 120. , And the roll axis (w axis).

uvw視野座標系がHMD120に設定された後、HMDセンサ410は、HMD120の動きに基づいて、設定されたuvw視野座標系におけるHMD120の傾きを検出できる。この場合、HMDセンサ410は、HMD120の傾きとして、uvw視野座標系におけるHMD120のピッチ角(θu)、ヨー角(θv)、およびロール角(θw)をそれぞれ検出する。ピッチ角(θu)は、uvw視野座標系におけるピッチ軸周りのHMD120の傾き角度を表す。ヨー角(θv)は、uvw視野座標系におけるヨー軸周りのHMD120の傾き角度を表す。ロール角(θw)は、uvw視野座標系におけるロール軸周りのHMD120の傾き角度を表す。   After the uvw visual field coordinate system is set to the HMD 120, the HMD sensor 410 can detect the inclination of the HMD 120 in the set uvw visual field coordinate system based on the movement of the HMD 120. In this case, the HMD sensor 410 detects the pitch angle (θu), the yaw angle (θv), and the roll angle (θw) of the HMD 120 in the uvw visual field coordinate system as the inclination of the HMD 120. The pitch angle (θu) represents the inclination angle of the HMD 120 around the pitch axis in the uvw visual field coordinate system. The yaw angle (θv) represents the inclination angle of the HMD 120 around the yaw axis in the uvw visual field coordinate system. The roll angle (θw) represents the inclination angle of the HMD 120 around the roll axis in the uvw visual field coordinate system.

HMDセンサ410は、検出されたHMD120の傾きに基づいて、HMD120が動いた後のHMD120におけるuvw視野座標系を、HMD120に設定する。HMD120と、HMD120のuvw視野座標系との関係は、HMD120の位置および傾きに関わらず、常に一定である。HMD120の位置および傾きが変わると、当該位置および傾きの変化に連動して、実座標系におけるHMD120のuvw視野座標系の位置および傾きが変化する。   The HMD sensor 410 sets the uvw visual field coordinate system in the HMD 120 after the HMD 120 moves based on the detected inclination of the HMD 120 in the HMD 120. The relationship between the HMD 120 and the uvw visual field coordinate system of the HMD 120 is always constant regardless of the position and inclination of the HMD 120. When the position and inclination of the HMD 120 change, the position and inclination of the uvw visual field coordinate system of the HMD 120 in the real coordinate system change in conjunction with the change of the position and inclination.

ある局面において、HMDセンサ410は、赤外線センサからの出力に基づいて取得される赤外線の光強度および複数の点間の相対的な位置関係(例えば、各点間の距離など)に基づいて、HMD120の現実空間内における位置を、HMDセンサ410に対する相対位置として特定してもよい。プロセッサ210は、特定された相対位置に基づいて、現実空間内(実座標系)におけるHMD120のuvw視野座標系の原点を決定してもよい。   In one aspect, the HMD sensor 410 uses the HMD 120 based on the infrared light intensity acquired based on the output from the infrared sensor and the relative positional relationship between a plurality of points (for example, the distance between the points). May be specified as a relative position with respect to the HMD sensor 410. The processor 210 may determine the origin of the uvw visual field coordinate system of the HMD 120 in the real space (real coordinate system) based on the specified relative position.

[仮想空間]
図4を参照して、仮想空間についてさらに説明する。図4は、ある実施の形態に従う仮想空間11を表現する一態様を概念的に表す図である。仮想空間11は、中心12の360度方向の全体を覆う全天球状の構造を有する。図4では、説明を複雑にしないために、仮想空間11のうちの上半分の天球が例示されている。仮想空間11では各メッシュが規定される。各メッシュの位置は、仮想空間11に規定されるグローバル座標系であるXYZ座標系における座標値として予め規定されている。コンピュータ200は、仮想空間11に展開可能なパノラマ画像13(静止画、動画等)を構成する各部分画像を、仮想空間11において対応する各メッシュにそれぞれ対応付ける。
[Virtual space]
The virtual space will be further described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram conceptually showing one aspect of expressing virtual space 11 according to an embodiment. The virtual space 11 has a spherical shape that covers the entire 360 ° direction of the center 12. In FIG. 4, the upper half of the celestial sphere in the virtual space 11 is illustrated in order not to make the description complicated. In the virtual space 11, each mesh is defined. The position of each mesh is defined in advance as coordinate values in an XYZ coordinate system that is a global coordinate system defined in the virtual space 11. The computer 200 associates each partial image constituting the panoramic image 13 (still image, moving image, etc.) that can be developed in the virtual space 11 with each corresponding mesh in the virtual space 11.

ある局面において、仮想空間11では、中心12を原点とするXYZ座標系が規定される。XYZ座標系は、例えば、実座標系に平行である。XYZ座標系における水平方向、鉛直方向(上下方向)、および前後方向は、それぞれX軸、Y軸、Z軸として規定される。したがって、XYZ座標系のX軸(水平方向)が実座標系のx軸と平行であり、XYZ座標系のY軸(鉛直方向)が実座標系のy軸と平行であり、XYZ座標系のZ軸(前後方向)が実座標系のz軸と平行である。   In one aspect, the virtual space 11 defines an XYZ coordinate system with the center 12 as the origin. The XYZ coordinate system is, for example, parallel to the real coordinate system. The horizontal direction, vertical direction (up and down direction), and front and rear direction in the XYZ coordinate system are defined as an X axis, a Y axis, and a Z axis, respectively. Therefore, the X axis (horizontal direction) of the XYZ coordinate system is parallel to the x axis of the real coordinate system, the Y axis (vertical direction) of the XYZ coordinate system is parallel to the y axis of the real coordinate system, and the XYZ coordinate system The Z axis (front-rear direction) is parallel to the z axis of the real coordinate system.

HMD120の起動時、すなわちHMD120の初期状態において、仮想カメラ14が、仮想空間11の中心12に配置される。ある局面において、プロセッサ210は、仮想カメラ14が撮影する画像をHMD120のモニタ130に表示する。仮想カメラ14は、現実空間におけるHMD120の動きに連動して、仮想空間11を同様に移動する。これにより、現実空間におけるHMD120の位置および傾きの変化が、仮想空間11において同様に再現され得る。   When the HMD 120 is activated, that is, in the initial state of the HMD 120, the virtual camera 14 is disposed at the center 12 of the virtual space 11. In one aspect, the processor 210 displays an image captured by the virtual camera 14 on the monitor 130 of the HMD 120. The virtual camera 14 similarly moves in the virtual space 11 in conjunction with the movement of the HMD 120 in the real space. Thereby, changes in the position and inclination of the HMD 120 in the real space can be similarly reproduced in the virtual space 11.

仮想カメラ14には、HMD120の場合と同様に、uvw視野座標系が規定される。仮想空間11における仮想カメラ14のuvw視野座標系は、現実空間(実座標系)におけるHMD120のuvw視野座標系に連動するように規定されている。したがって、HMD120の傾きが変化すると、それに応じて、仮想カメラ14の傾きも変化する。仮想カメラ14は、HMD120を装着したユーザ5の現実空間における移動に連動して、仮想空間11において移動することもできる。   As with the HMD 120, the uvw visual field coordinate system is defined for the virtual camera 14. The uvw visual field coordinate system of the virtual camera 14 in the virtual space 11 is defined so as to be interlocked with the uvw visual field coordinate system of the HMD 120 in the real space (real coordinate system). Therefore, when the inclination of the HMD 120 changes, the inclination of the virtual camera 14 changes accordingly. The virtual camera 14 can also move in the virtual space 11 in conjunction with the movement of the user 5 wearing the HMD 120 in the real space.

コンピュータ200のプロセッサ210は、仮想カメラ14の位置と傾き(基準視線16)とに基づいて、仮想空間11における視界領域15を規定する。視界領域15は、仮想空間11のうち、HMD120を装着したユーザ5が視認する領域に対応する。つまり、仮想カメラ14の位置は、仮想空間11におけるユーザ5の視点と言える。   The processor 210 of the computer 200 defines the field-of-view area 15 in the virtual space 11 based on the position and tilt (reference line of sight 16) of the virtual camera 14. The visual field area 15 corresponds to an area of the virtual space 11 that is visually recognized by the user 5 wearing the HMD 120. That is, the position of the virtual camera 14 can be said to be the viewpoint of the user 5 in the virtual space 11.

注視センサ140によって検出されるユーザ5の視線は、ユーザ5が物体を視認する際の視点座標系における方向である。HMD120のuvw視野座標系は、ユーザ5がモニタ130を視認する際の視点座標系に等しい。仮想カメラ14のuvw視野座標系は、HMD120のuvw視野座標系に連動している。したがって、ある局面に従うHMDシステム100は、注視センサ140によって検出されたユーザ5の視線を、仮想カメラ14のuvw視野座標系におけるユーザ5の視線とみなすことができる。   The line of sight of the user 5 detected by the gaze sensor 140 is a direction in the viewpoint coordinate system when the user 5 visually recognizes the object. The uvw visual field coordinate system of the HMD 120 is equal to the viewpoint coordinate system when the user 5 visually recognizes the monitor 130. The uvw visual field coordinate system of the virtual camera 14 is linked to the uvw visual field coordinate system of the HMD 120. Therefore, the HMD system 100 according to a certain aspect can regard the line of sight of the user 5 detected by the gaze sensor 140 as the line of sight of the user 5 in the uvw visual field coordinate system of the virtual camera 14.

[ユーザの視線]
図5を参照して、ユーザ5の視線の決定について説明する。図5は、ある実施の形態に従うHMD120を装着するユーザ5の頭部を上から表した図である。
[User's line of sight]
The determination of the line of sight of the user 5 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the head of user 5 wearing HMD 120 according to an embodiment from above.

ある局面において、注視センサ140は、ユーザ5の右目および左目の各視線を検出する。ある局面において、ユーザ5が近くを見ている場合、注視センサ140は、視線R1およびL1を検出する。別の局面において、ユーザ5が遠くを見ている場合、注視センサ140は、視線R2およびL2を検出する。この場合、ロール軸wに対して視線R2およびL2が成す角度は、ロール軸wに対して視線R1およびL1が成す角度よりも小さい。注視センサ140は、検出結果をコンピュータ200に送信する。   In one aspect, the gaze sensor 140 detects each line of sight of the right eye and the left eye of the user 5. In a certain situation, when the user 5 is looking near, the gaze sensor 140 detects the lines of sight R1 and L1. In another aspect, when the user 5 is looking far away, the gaze sensor 140 detects the lines of sight R2 and L2. In this case, the angle formed by the lines of sight R2 and L2 with respect to the roll axis w is smaller than the angle formed by the lines of sight R1 and L1 with respect to the roll axis w. The gaze sensor 140 transmits the detection result to the computer 200.

コンピュータ200が、視線の検出結果として、視線R1およびL1の検出値を注視センサ140から受信した場合には、その検出値に基づいて、視線R1およびL1の交点である注視点N1を特定する。一方、コンピュータ200は、視線R2およびL2の検出値を注視センサ140から受信した場合には、視線R2およびL2の交点を注視点として特定する。コンピュータ200は、特定した注視点N1の位置に基づき、ユーザ5の視線N0を特定する。コンピュータ200は、例えば、ユーザ5の右目Rと左目Lとを結ぶ直線の中点と、注視点N1とを通る直線の延びる方向を、視線N0として検出する。視線N0は、ユーザ5が両目により実際に視線を向けている方向である。視線N0は、視界領域15に対してユーザ5が実際に視線を向けている方向に相当する。   When the computer 200 receives the detection values of the lines of sight R1 and L1 from the gaze sensor 140 as the line-of-sight detection result, the computer 200 identifies the point of sight N1 that is the intersection of the lines of sight R1 and L1 based on the detection value. On the other hand, when the detected values of the lines of sight R2 and L2 are received from the gaze sensor 140, the computer 200 specifies the intersection of the lines of sight R2 and L2 as the point of sight. The computer 200 specifies the line of sight N0 of the user 5 based on the specified position of the gazing point N1. For example, the computer 200 detects, as the line of sight N0, the extending direction of the straight line passing through the midpoint of the straight line connecting the right eye R and the left eye L of the user 5 and the gazing point N1. The line of sight N0 is a direction in which the user 5 is actually pointing the line of sight with both eyes. The line of sight N0 corresponds to the direction in which the user 5 is actually pointing the line of sight with respect to the view field area 15.

別の局面において、HMDシステム100は、テレビジョン放送受信チューナを備えてもよい。このような構成によれば、HMDシステム100は、仮想空間11においてテレビ番組を表示することができる。   In another aspect, the HMD system 100 may include a television broadcast receiving tuner. According to such a configuration, the HMD system 100 can display a television program in the virtual space 11.

さらに別の局面において、HMDシステム100は、インターネットに接続するための通信回路、あるいは、電話回線に接続するための通話機能を備えていてもよい。   In still another aspect, the HMD system 100 may include a communication circuit for connecting to the Internet or a call function for connecting to a telephone line.

[視界領域]
図6および図7を参照して、視界領域15について説明する。図6は、仮想空間11において視界領域15をX方向から見たYZ断面を表す図である。図7は、仮想空間11において視界領域15をY方向から見たXZ断面を表す図である。
[Visibility area]
The field-of-view area 15 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram illustrating a YZ cross section of the visual field region 15 as viewed from the X direction in the virtual space 11. FIG. 7 is a diagram illustrating an XZ cross section of the visual field region 15 as viewed from the Y direction in the virtual space 11.

図6に示されるように、YZ断面における視界領域15は、領域18を含む。領域18は、仮想カメラ14の位置と基準視線16と仮想空間11のYZ断面とによって定義される。プロセッサ210は、仮想空間における基準視線16を中心として極角αを含む範囲を、領域18として規定する。   As shown in FIG. 6, the field-of-view region 15 in the YZ section includes a region 18. The region 18 is defined by the position of the virtual camera 14, the reference line of sight 16, and the YZ section of the virtual space 11. The processor 210 defines a range including the polar angle α around the reference line of sight 16 in the virtual space as the region 18.

図7に示されるように、XZ断面における視界領域15は、領域19を含む。領域19は、仮想カメラ14の位置と基準視線16と仮想空間11のXZ断面とによって定義される。プロセッサ210は、仮想空間11における基準視線16を中心とした方位角βを含む範囲を、領域19として規定する。極角αおよびβは、仮想カメラ14の位置と仮想カメラ14の傾き(向き)とに応じて定まる。   As shown in FIG. 7, the field-of-view region 15 in the XZ section includes a region 19. The region 19 is defined by the position of the virtual camera 14, the reference line of sight 16, and the XZ cross section of the virtual space 11. The processor 210 defines a range including the azimuth angle β around the reference line of sight 16 in the virtual space 11 as the region 19. The polar angles α and β are determined according to the position of the virtual camera 14 and the inclination (orientation) of the virtual camera 14.

ある局面において、HMDシステム100は、コンピュータ200からの信号に基づいて、視界画像17をモニタ130に表示させることにより、ユーザ5に仮想空間11における視界を提供する。視界画像17は、パノラマ画像13のうち視界領域15に対応する部分に相当する画像である。ユーザ5が、頭に装着したHMD120を動かすと、その動きに連動して仮想カメラ14も動く。その結果、仮想空間11における視界領域15の位置が変化する。これにより、モニタ130に表示される視界画像17は、パノラマ画像13のうち、仮想空間11においてユーザ5が向いた方向の視界領域15に重畳する画像に更新される。ユーザ5は、仮想空間11における所望の方向を視認することができる。   In one aspect, the HMD system 100 provides the user 5 with a view in the virtual space 11 by displaying the view image 17 on the monitor 130 based on a signal from the computer 200. The visual field image 17 is an image corresponding to a portion corresponding to the visual field region 15 in the panoramic image 13. When the user 5 moves the HMD 120 worn on the head, the virtual camera 14 also moves in conjunction with the movement. As a result, the position of the visual field area 15 in the virtual space 11 changes. As a result, the view image 17 displayed on the monitor 130 is updated to an image that is superimposed on the view region 15 in the direction in which the user 5 faces in the virtual space 11 in the panoramic image 13. The user 5 can visually recognize a desired direction in the virtual space 11.

このように、仮想カメラ14の傾きは仮想空間11におけるユーザ5の視線(基準視線16)に相当し、仮想カメラ14が配置される位置は、仮想空間11におけるユーザ5の視点に相当する。したがって、仮想カメラ14の位置または傾きを変更することにより、モニタ130に表示される画像が更新され、ユーザ5の視界が移動される。   Thus, the inclination of the virtual camera 14 corresponds to the line of sight of the user 5 (reference line of sight 16) in the virtual space 11, and the position where the virtual camera 14 is arranged corresponds to the viewpoint of the user 5 in the virtual space 11. Therefore, by changing the position or tilt of the virtual camera 14, the image displayed on the monitor 130 is updated, and the field of view of the user 5 is moved.

ユーザ5は、HMD120を装着している間、現実世界を視認することなく、仮想空間11に展開されるパノラマ画像13のみを視認できる。そのため、HMDシステム100は、仮想空間11への高い没入感覚をユーザ5に与えることができる。   While wearing the HMD 120, the user 5 can visually recognize only the panoramic image 13 developed in the virtual space 11 without visually recognizing the real world. Therefore, the HMD system 100 can give the user 5 a high sense of immersion in the virtual space 11.

ある局面において、プロセッサ210は、HMD120を装着したユーザ5の現実空間における移動に連動して、仮想空間11において仮想カメラ14を移動し得る。この場合、プロセッサ210は、仮想空間11における仮想カメラ14の位置および傾きに基づいて、HMD120のモニタ130に投影される画像領域(視界領域15)を特定す る。   In one aspect, the processor 210 can move the virtual camera 14 in the virtual space 11 in conjunction with the movement of the user 5 wearing the HMD 120 in the real space. In this case, the processor 210 specifies an image region (view region 15) projected on the monitor 130 of the HMD 120 based on the position and inclination of the virtual camera 14 in the virtual space 11.

ある局面において、仮想カメラ14は、2つの仮想カメラ、すなわち、右目用の画像を提供するための仮想カメラと、左目用の画像を提供するための仮想カメラとを含み得る。ユーザ5が3次元の仮想空間11を認識できるように、適切な視差が、2つの仮想カメラに設定される。別の局面において、仮想カメラ14を1つの仮想カメラにより実現してもよい。この場合、1つの仮想カメラにより得られた画像から、右目用の画像と左目用の画像とを生成するようにしてもよい。本実施の形態においては、仮想カメラ14が2つの仮想カメラを含み、2つの仮想カメラのロール軸が合成されることによって生成されるロール軸(w)がHMD120のロール軸(w)に適合されるように構成されているものとして、本開示に係る技術思想を例示する。   In one aspect, the virtual camera 14 may include two virtual cameras: a virtual camera for providing an image for the right eye and a virtual camera for providing an image for the left eye. Appropriate parallax is set in the two virtual cameras so that the user 5 can recognize the three-dimensional virtual space 11. In another aspect, the virtual camera 14 may be realized by one virtual camera. In this case, a right-eye image and a left-eye image may be generated from an image obtained by one virtual camera. In the present embodiment, the virtual camera 14 includes two virtual cameras, and the roll axis (w) generated by combining the roll axes of the two virtual cameras is adapted to the roll axis (w) of the HMD 120. The technical idea concerning this indication is illustrated as what is constituted.

[コントローラ]
図8を参照して、コントローラ300の一例について説明する。図8は、ある実施の形態に従うコントローラ300の概略構成を表す図である。
[controller]
An example of the controller 300 will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a schematic configuration of controller 300 according to an embodiment.

図8に示されるように、ある局面において、コントローラ300は、右コントローラ300Rと図示せぬ左コントローラとを含み得る。右コントローラ300Rは、ユーザ5の右手で操作される。左コントローラは、ユーザ5の左手で操作される。ある局面において、右コントローラ300Rと左コントローラとは、別個の装置として対称に構成される。したがって、ユーザ5は、右コントローラ300Rを把持した右手と、左コントローラを把持した左手とをそれぞれ自由に動かすことができる。別の局面において、コントローラ300は両手の操作を受け付ける一体型のコントローラであってもよい。以下、右コントローラ300Rについて説明する。   As shown in FIG. 8, in one aspect, the controller 300 may include a right controller 300R and a left controller (not shown). The right controller 300R is operated with the right hand of the user 5. The left controller is operated with the left hand of the user 5. In one aspect, the right controller 300R and the left controller are configured symmetrically as separate devices. Therefore, the user 5 can freely move the right hand holding the right controller 300R and the left hand holding the left controller, respectively. In another aspect, the controller 300 may be an integrated controller that receives operations of both hands. Hereinafter, the right controller 300R will be described.

右コントローラ300Rは、グリップ310と、フレーム320と、天面330とを備える。グリップ310は、ユーザ5の右手によって把持されるように構成されている。たとえば、グリップ310は、ユーザ5の右手の掌と3本の指(中指、薬指、小指)とによって保持され得る。   The right controller 300R includes a grip 310, a frame 320, and a top surface 330. The grip 310 is configured to be held by the right hand of the user 5. For example, the grip 310 can be held by the palm of the right hand of the user 5 and three fingers (middle finger, ring finger, little finger).

グリップ310は、ボタン340,350と、モーションセンサ420とを含む。ボタン340は、グリップ310の側面に配置され、右手の中指による操作を受け付ける。ボタン350は、グリップ310の前面に配置され、右手の人差し指による操作を受け付ける。ある局面において、ボタン340,350は、トリガー式のボタンとして構成される。モーションセンサ420は、グリップ310の筐体に内蔵されている。ユーザ5の動作がカメラその他の装置によってユーザ5の周りから検出可能である場合には、グリップ310は、モーションセンサ420を備えなくてもよい。   The grip 310 includes buttons 340 and 350 and a motion sensor 420. The button 340 is disposed on the side surface of the grip 310 and receives an operation with the middle finger of the right hand. The button 350 is disposed on the front surface of the grip 310 and receives an operation with the index finger of the right hand. In one aspect, the buttons 340 and 350 are configured as trigger buttons. The motion sensor 420 is built in the housing of the grip 310. The grip 310 does not have to include the motion sensor 420 when the operation of the user 5 can be detected from around the user 5 by a camera or other devices.

フレーム320は、その円周方向に沿って配置された複数の赤外線LED360を含む。赤外線LED360は、コントローラ300を使用するプログラムの実行中に、当該プログラムの進行に合わせて赤外線を発光する。赤外線LED360から発せられた赤外線は、右コントローラ300Rと左コントローラとの各位置や姿勢(傾き、向き)を検出するために使用され得る。図8に示される例では、二列に配置された赤外線LED360が示されているが、配列の数は図8に示されるものに限られない。一列あるいは3列以上の配列が使用されてもよい。   The frame 320 includes a plurality of infrared LEDs 360 arranged along the circumferential direction thereof. The infrared LED 360 emits infrared light in accordance with the progress of the program while the program using the controller 300 is being executed. Infrared rays emitted from the infrared LED 360 can be used to detect the positions and postures (tilt and orientation) of the right controller 300R and the left controller. In the example shown in FIG. 8, infrared LEDs 360 arranged in two rows are shown, but the number of arrays is not limited to that shown in FIG. 8. An array of one or more columns may be used.

天面330は、ボタン370,380と、アナログスティック390とを備える。ボタン370,380は、プッシュ式ボタンとして構成される。ボタン370,380は、ユーザ5の右手の親指による操作を受け付ける。アナログスティック390は、ある局面において、初期位置(ニュートラルの位置)から360度任意の方向への操作を受け付ける。当該操作は、たとえば、仮想空間11に配置されるオブジェクトを移動するための操作を含む。   The top surface 330 includes buttons 370 and 380 and an analog stick 390. Buttons 370 and 380 are configured as push buttons. The buttons 370 and 380 receive an operation with the thumb of the right hand of the user 5. In a certain situation, analog stick 390 accepts an operation in an arbitrary direction of 360 degrees from the initial position (neutral position). The operation includes, for example, an operation for moving an object arranged in the virtual space 11.

ある局面において、右コントローラ300Rおよび左コントローラは、赤外線LED360その他の部材を駆動するための電池を含む。電池は、充電式、ボタン型、乾電池型などを含むが、これらに限定されない。別の局面において、右コントローラ300Rと左コントローラは、たとえば、コンピュータ200のUSBインターフェースに接続され得る。この場合、右コントローラ300Rおよび左コントローラは、電池を必要としない。   In one aspect, the right controller 300R and the left controller include a battery for driving the infrared LED 360 and other members. The battery includes, but is not limited to, a rechargeable type, a button type, and a dry battery type. In another aspect, the right controller 300R and the left controller may be connected to a USB interface of the computer 200, for example. In this case, the right controller 300R and the left controller do not require a battery.

図8の状態(A)および状態(B)に示されるように、例えば、ユーザ5の右手に対して、ヨー、ロール、ピッチの各方向が規定される。ユーザ5が親指と人差し指とを伸ばした場合に、親指の伸びる方向がヨー方向、人差し指の伸びる方向がロール方向、ヨー方向の軸およびロール方向の軸によって規定される平面に垂直な方向がピッチ方向として規定される。   As shown in the state (A) and the state (B) of FIG. 8, for example, the yaw, roll, and pitch directions are defined for the right hand of the user 5. When the user 5 extends the thumb and index finger, the direction in which the thumb extends is the yaw direction, the direction in which the index finger extends is the roll direction, and the direction perpendicular to the plane defined by the axis of the yaw direction and the axis of the roll direction is the pitch direction. Is defined as

[サーバのハードウェア構成]
図9を参照して、本実施の形態に係るサーバ600について説明する。図9は、ある実施の形態に従うサーバ600のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。サーバ600は、主たる構成要素として、プロセッサ610と、メモリ620と、ストレージ630と、入出力インターフェイス640と、通信インターフェイス650とを備える。各構成要素は、それぞれ、バス660に接続されている。
[Hardware configuration of server]
A server 600 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram illustrating an exemplary hardware configuration of server 600 according to an embodiment. The server 600 includes a processor 610, a memory 620, a storage 630, an input / output interface 640, and a communication interface 650 as main components. Each component is connected to the bus 660.

プロセッサ610は、サーバ600に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ620またはストレージ630に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある局面において、プロセッサ610は、CPU、GPU、MPU、FPGAその他のデバイスとして実現される。   The processor 610 executes a series of instructions included in a program stored in the memory 620 or the storage 630 based on a signal given to the server 600 or when a predetermined condition is satisfied. In one aspect, the processor 610 is implemented as a CPU, GPU, MPU, FPGA, or other device.

メモリ620は、プログラムおよびデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ630からロードされる。データは、サーバ600に入力されたデータと、プロセッサ610によって生成されたデータとを含む。ある局面において、メモリ620は、RAMその他の揮発メモリとして実現される。   The memory 620 temporarily stores programs and data. The program is loaded from the storage 630, for example. The data includes data input to the server 600 and data generated by the processor 610. In one aspect, the memory 620 is implemented as a RAM or other volatile memory.

ストレージ630は、プログラムおよびデータを永続的に保持する。ストレージ630は、例えば、ROM、ハードディスク装置、フラッシュメモリ、その他の不揮発記憶装置として実現される。ストレージ630に格納されるプログラムは、HMDシステム100において仮想空間を提供するためのプログラム、シミュレーションプログラム、ゲームプログラム、ユーザ認証プログラム、コンピュータ200との通信を実現するためのプログラムを含んでもよい。ストレージ630に格納されるデータは、仮想空間を規定するためのデータおよびオブジェクト等を含んでもよい。   The storage 630 permanently stores programs and data. The storage 630 is realized as, for example, a ROM, a hard disk device, a flash memory, or other nonvolatile storage device. The program stored in the storage 630 may include a program for providing a virtual space in the HMD system 100, a simulation program, a game program, a user authentication program, and a program for realizing communication with the computer 200. The data stored in the storage 630 may include data and objects for defining the virtual space.

別の局面において、ストレージ630は、メモリカードのように着脱可能な記憶装置として実現されてもよい。さらに別の局面において、サーバ600に内蔵されたストレージ630の代わりに、外部の記憶装置に保存されているプログラムおよびデータを使用する構成が使用されてもよい。このような構成によれば、例えば、アミューズメント施設のように複数のHMDシステム100が使用される場面において、プログラムやデータの更新を一括して行なうことが可能になる。   In another aspect, the storage 630 may be realized as a removable storage device such as a memory card. In yet another aspect, instead of the storage 630 built in the server 600, a configuration using a program and data stored in an external storage device may be used. According to such a configuration, for example, in a scene where a plurality of HMD systems 100 are used as in an amusement facility, it is possible to update programs and data collectively.

入出力インターフェイス640は、入出力機器との間で信号を通信する。ある局面において、入出力インターフェイス640は、USB、DVI、HDMIその他の端子を用いて実現される。入出力インターフェイス640は上述のものに限られない。   The input / output interface 640 communicates signals with input / output devices. In one aspect, the input / output interface 640 is implemented using USB, DVI, HDMI, or other terminals. The input / output interface 640 is not limited to the above.

通信インターフェイス650は、ネットワーク2に接続されて、ネットワーク2に接続されているコンピュータ200と通信する。ある局面において、通信インターフェイス650は、例えば、LANその他の有線通信インターフェイス、あるいは、WiFi、Bluetooth、NFCその他の無線通信インターフェイスとして実現される。通信インターフェイス650は上述のものに限られない。   The communication interface 650 is connected to the network 2 and communicates with the computer 200 connected to the network 2. In one aspect, the communication interface 650 is implemented as, for example, a LAN or other wired communication interface, or a wireless communication interface such as WiFi, Bluetooth, NFC, or the like. The communication interface 650 is not limited to the above.

ある局面において、プロセッサ610は、ストレージ630にアクセスし、ストレージ630に格納されている1つ以上のプログラムをメモリ620にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。当該1つ以上のプログラムは、サーバ600のオペレーティングシステム、仮想空間を提供するためのアプリケーションプログラム、仮想空間で実行可能なゲームソフトウェア等を含み得る。プロセッサ610は、入出力インターフェイス640を介して、仮想空間を提供するための信号をコンピュータ200に送ってもよい。   In one aspect, the processor 610 accesses the storage 630, loads one or more programs stored in the storage 630 into the memory 620, and executes a series of instructions included in the program. The one or more programs may include an operating system of the server 600, an application program for providing a virtual space, game software that can be executed in the virtual space, and the like. The processor 610 may send a signal for providing a virtual space to the computer 200 via the input / output interface 640.

[HMDの制御装置]
図10を参照して、HMD120の制御装置について説明する。ある実施の形態において、制御装置は周知の構成を有するコンピュータ200によって実現される。図10は、ある実施の形態に従うコンピュータ200をモジュール構成として表わすブロック図である。
[HMD control device]
With reference to FIG. 10, the control apparatus of HMD120 is demonstrated. In one embodiment, the control device is realized by a computer 200 having a known configuration. FIG. 10 is a block diagram representing a computer 200 according to an embodiment as a module configuration.

図10に示されるように、コンピュータ200は、コントロールモジュール510と、レンダリングモジュール520と、メモリモジュール530と、通信制御モジュール540とを備える。ある局面において、コントロールモジュール510とレンダリングモジュール520とは、プロセッサ210によって実現される。別の局面において、複数のプロセッサ210がコントロールモジュール510とレンダリングモジュール520として作動してもよい。メモリモジュール530は、メモリ220またはストレージ230によって実現される。通信制御モジュール540は、通信インターフェイス250によって実現される。   As shown in FIG. 10, the computer 200 includes a control module 510, a rendering module 520, a memory module 530, and a communication control module 540. In one aspect, the control module 510 and the rendering module 520 are implemented by the processor 210. In another aspect, multiple processors 210 may operate as control module 510 and rendering module 520. The memory module 530 is realized by the memory 220 or the storage 230. The communication control module 540 is realized by the communication interface 250.

コントロールモジュール510は、ユーザ5に提供される仮想空間11を制御する。コントロールモジュール510は、仮想空間11を表す仮想空間データを用いて、HMDシステム100における仮想空間11を規定する。仮想空間データは、例えば、メモリモジュール530に記憶されている。コントロールモジュール510が、仮想空間データを生成したり、サーバ600などから仮想空間データを取得するようにしたりしてもよい。   The control module 510 controls the virtual space 11 provided to the user 5. The control module 510 defines the virtual space 11 in the HMD system 100 using virtual space data representing the virtual space 11. The virtual space data is stored in the memory module 530, for example. The control module 510 may generate virtual space data or acquire virtual space data from the server 600 or the like.

コントロールモジュール510は、オブジェクトを表すオブジェクトデータを用いて、仮想空間11にオブジェクトを配置する。オブジェクトデータは、例えば、メモリモジュール530に記憶されている。コントロールモジュール510が、オブジェクトデータを生成したり、サーバ600などからオブジェクトデータを取得するようにしたりしてもよい。オブジェクトは、例えば、ユーザ5の分身であるアバターオブジェクト、キャラクタオブジェクト、コントローラ300によって操作される仮想手などの操作オブジェクト、ゲームのストーリーの進行に従って配置される森、山その他を含む風景、街並み、動物等を含み得る。   The control module 510 arranges the object in the virtual space 11 using object data representing the object. The object data is stored in the memory module 530, for example. The control module 510 may generate object data or acquire object data from the server 600 or the like. The objects include, for example, an avatar object that is a substitute of the user 5, a character object, an operation object such as a virtual hand operated by the controller 300, a landscape arranged in accordance with the progress of a game story, a mountain, etc., a cityscape, an animal Etc.

コントロールモジュール510は、ネットワーク2を介して接続される他のコンピュータ200のユーザ5のアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。ある局面において、コントロールモジュール510は、ユーザ5のアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。ある局面において、コントロールモジュール510は、ユーザ5を含む画像に基づいて、ユーザ5を模したアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。別の局面において、コントロールモジュール510は、複数種類のアバターオブジェクト(例えば、動物を模したオブジェクトや、デフォルメされた人のオブジェクト)の中からユーザ5による選択を受け付けたアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。   The control module 510 places the avatar object of the user 5 of another computer 200 connected via the network 2 in the virtual space 11. In one aspect, the control module 510 places the avatar object of the user 5 in the virtual space 11. In an aspect, the control module 510 arranges an avatar object that imitates the user 5 in the virtual space 11 based on an image including the user 5. In another aspect, the control module 510 places in the virtual space 11 an avatar object that has been selected by the user 5 from a plurality of types of avatar objects (for example, an object imitating an animal or a deformed human object). To do.

コントロールモジュール510は、HMDセンサ410の出力に基づいてHMD120の傾きを特定する。別の局面において、コントロールモジュール510は、モーションセンサとして機能するセンサ190の出力に基づいてHMD120の傾きを特定する。コントロールモジュール510は、第1カメラ150および第2カメラ160が生成するユーザ5の顔の画像から、ユーザ5の顔を構成する器官(例えば、口,目,眉)を検出する。コントロールモジュール510は、検出した各器官の動き(形状)を検出する。   The control module 510 specifies the inclination of the HMD 120 based on the output of the HMD sensor 410. In another aspect, the control module 510 specifies the inclination of the HMD 120 based on the output of the sensor 190 that functions as a motion sensor. The control module 510 detects organs (for example, mouth, eyes, eyebrows) constituting the face of the user 5 from the face image of the user 5 generated by the first camera 150 and the second camera 160. The control module 510 detects the movement (shape) of each detected organ.

コントロールモジュール510は、注視センサ140からの信号に基づいて、ユーザ5の仮想空間11における視線を検出する。コントロールモジュール510は、検出したユーザ5の視線と仮想空間11の天球とが交わる視点位置(XYZ座標系における座標値)を検出する。より具体的には、コントロールモジュール510は、uvw座標系で規定されるユーザ5の視線と、仮想カメラ14の位置および傾きとに基づいて、視点位置を検出する。コントロールモジュール510は、検出した視点位置をサーバ600に送信する。別の局面において、コントロールモジュール510は、ユーザ5の視線を表す視線情報をサーバ600に送信するように構成されてもよい。係る場合、サーバ600が受信した視線情報に基づいて視点位置を算出し得る。   The control module 510 detects the line of sight of the user 5 in the virtual space 11 based on the signal from the gaze sensor 140. The control module 510 detects a viewpoint position (a coordinate value in the XYZ coordinate system) where the detected line of sight of the user 5 and the celestial sphere of the virtual space 11 intersect. More specifically, the control module 510 detects the viewpoint position based on the line of sight of the user 5 defined by the uvw coordinate system and the position and tilt of the virtual camera 14. The control module 510 transmits the detected viewpoint position to the server 600. In another aspect, the control module 510 may be configured to transmit line-of-sight information representing the line of sight of the user 5 to the server 600. In such a case, the viewpoint position can be calculated based on the line-of-sight information received by the server 600.

コントロールモジュール510は、HMDセンサ410が検出するHMD120の動きをアバターオブジェクトに反映する。例えば、コントロールモジュール510は、HMD120が傾いたことを検知して、アバターオブジェクトを傾けて配置する。コントロールモジュール510は、検出した顔器官の動作を、仮想空間11に配置されるアバターオブジェクトの顔に反映させる。コントロールモジュール510は、サーバ600から他のユーザ5の視線情報を受信し、当該他のユーザ5のアバターオブジェクトの視線に反映させる。ある局面において、コントロールモジュール510は、コントローラ300の動きをアバターオブジェクトや操作オブジェクトに反映する。この場合、コントローラ300は、コントローラ300の動きを検知するためのモーションセンサ、加速度センサ、または複数の発光素子(例えば、赤外線LED)などを備える。   The control module 510 reflects the movement of the HMD 120 detected by the HMD sensor 410 on the avatar object. For example, the control module 510 detects that the HMD 120 is tilted, and tilts and arranges the avatar object. The control module 510 reflects the detected movement of the facial organ on the face of the avatar object arranged in the virtual space 11. The control module 510 receives the line-of-sight information of the other user 5 from the server 600 and reflects it in the line-of-sight of the avatar object of the other user 5. In one aspect, the control module 510 reflects the movement of the controller 300 on the avatar object and the operation object. In this case, the controller 300 includes a motion sensor for detecting the movement of the controller 300, an acceleration sensor, or a plurality of light emitting elements (for example, infrared LEDs).

コントロールモジュール510は、仮想空間11においてユーザ5の操作を受け付けるための操作オブジェクトを仮想空間11に配置する。ユーザ5は、操作オブジェクトを操作することにより、例えば、仮想空間11に配置されるオブジェクトを操作する。ある局面において、操作オブジェクトは、例えば、ユーザ5の手に相当する仮想手である手オブジェクト等を含み得る。ある局面において、コントロールモジュール510は、モーションセンサ420の出力に基づいて現実空間におけるユーザ5の手の動きに連動するように仮想空間11において手オブジェクトを動かす。ある局面において、操作オブジェクトは、アバターオブジェクトの手の部分に相当し得る。   The control module 510 arranges an operation object in the virtual space 11 for accepting the operation of the user 5 in the virtual space 11. The user 5 operates, for example, an object placed in the virtual space 11 by operating the operation object. In one aspect, the operation object may include, for example, a hand object that is a virtual hand corresponding to the hand of the user 5. In one aspect, the control module 510 moves the hand object in the virtual space 11 so as to be interlocked with the movement of the hand of the user 5 in the real space based on the output of the motion sensor 420. In one aspect, the operation object may correspond to a hand portion of the avatar object.

コントロールモジュール510は、仮想空間11に配置されるオブジェクトのそれぞれが、他のオブジェクトと衝突した場合に、当該衝突を検出する。コントロールモジュール510は、例えば、あるオブジェクトのコリジョンエリアと、別のオブジェクトのコリジョンエリアとが触れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行なう。コントロールモジュール510は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態から離れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行なう。コントロールモジュール510は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態であることを検出することができる。例えば、コントロールモジュール510は、操作オブジェクトと、他のオブジェクトとが触れたときに、これら操作オブジェクトと他のオブジェクトとが触れたことを検出して、予め定められた処理を行なう。   The control module 510 detects the collision when each of the objects arranged in the virtual space 11 collides with another object. The control module 510 can detect, for example, a timing at which a collision area of a certain object and a collision area of another object touch each other, and performs a predetermined process when the detection is performed. The control module 510 can detect the timing when the object is away from the touched state, and performs a predetermined process when the detection is made. The control module 510 can detect that the object is touching the object. For example, when the operation object touches another object, the control module 510 detects that the operation object touches another object, and performs a predetermined process.

ある局面において、コントロールモジュール510は、HMD120のモニタ130における画像表示を制御する。例えば、コントロールモジュール510は、仮想空間11に仮想カメラ14を配置する。コントロールモジュール510は、仮想空間11における仮想カメラ14の位置と、仮想カメラ14の傾き(向き)を制御する。コントロールモジュール510は、HMD120を装着したユーザ5の頭の傾きと、仮想カメラ14の位置に応じて、視界領域15を規定する。レンダリングモジュール520は、決定された視界領域15に基づいて、モニタ130に表示される視界画像17を生成する。レンダリングモジュール520により生成された視界画像17は、通信制御モジュール540によってHMD120に出力される。   In one aspect, the control module 510 controls image display on the monitor 130 of the HMD 120. For example, the control module 510 arranges the virtual camera 14 in the virtual space 11. The control module 510 controls the position of the virtual camera 14 in the virtual space 11 and the tilt (orientation) of the virtual camera 14. The control module 510 defines the visual field area 15 according to the inclination of the head of the user 5 wearing the HMD 120 and the position of the virtual camera 14. The rendering module 520 generates a visual field image 17 displayed on the monitor 130 based on the determined visual field region 15. The view image 17 generated by the rendering module 520 is output to the HMD 120 by the communication control module 540.

コントロールモジュール510は、HMD120から、ユーザ5のマイク170を用いた発話を検出すると、当該発話に対応する音声データの送信対象のコンピュータ200を特定する。音声データは、コントロールモジュール510によって特定されたコンピュータ200に送信される。コントロールモジュール510は、ネットワーク2を介して他のユーザのコンピュータ200から音声データを受信すると、当該音声データに対応する音声(発話)をスピーカ180から出力する。   When the control module 510 detects an utterance using the microphone 170 of the user 5 from the HMD 120, the control module 510 specifies the computer 200 that is the transmission target of the audio data corresponding to the utterance. The audio data is transmitted to the computer 200 specified by the control module 510. When receiving audio data from another user's computer 200 via the network 2, the control module 510 outputs audio (utterance) corresponding to the audio data from the speaker 180.

メモリモジュール530は、コンピュータ200が仮想空間11をユーザ5に提供するために使用されるデータを保持している。ある局面において、メモリモジュール530は、空間情報と、オブジェクト情報と、ユーザ情報とを保持している。   The memory module 530 holds data used by the computer 200 to provide the virtual space 11 to the user 5. In one aspect, the memory module 530 holds spatial information, object information, and user information.

空間情報は、仮想空間11を提供するために規定された1つ以上のテンプレートを保持している。   The spatial information holds one or more templates defined for providing the virtual space 11.

オブジェクト情報は、仮想空間11を構成する複数のパノラマ画像13、仮想空間11にオブジェクトを配置するためのオブジェクトデータを含む。パノラマ画像13は、静止画像および動画像を含み得る。パノラマ画像13は、非現実空間の画像と現実空間の画像とを含み得る。非現実空間の画像としては、例えば、コンピュータグラフィックスで生成された画像が挙げられる。   The object information includes a plurality of panoramic images 13 constituting the virtual space 11 and object data for arranging the objects in the virtual space 11. The panoramic image 13 may include a still image and a moving image. The panoramic image 13 may include an image in an unreal space and an image in a real space. As an image of unreal space, the image produced | generated by computer graphics is mentioned, for example.

ユーザ情報は、ユーザ5を識別するユーザIDを保持する。ユーザIDは、例えば、ユーザが使用するコンピュータ200に設定されるIP(Internet Protocol)アドレスまたはMAC(Media Access Control)アドレスであり得る。別の局面において、ユーザIDはユーザによって設定され得る。ユーザ情報は、HMDシステム100の制御装置としてコンピュータ200を機能させるためのプログラム等を含む。   The user information holds a user ID that identifies the user 5. The user ID may be, for example, an IP (Internet Protocol) address or a MAC (Media Access Control) address set in the computer 200 used by the user. In another aspect, the user ID can be set by the user. The user information includes a program for causing the computer 200 to function as a control device of the HMD system 100.

メモリモジュール530に格納されているデータおよびプログラムは、HMD120のユーザ5によって入力される。あるいは、プロセッサ210が、当該コンテンツを提供する事業者が運営するコンピュータ(例えば、サーバ600)からプログラムあるいはデータをダウンロードして、ダウンロードされたプログラムあるいはデータをメモリモジュール530に格納する。   Data and programs stored in the memory module 530 are input by the user 5 of the HMD 120. Alternatively, the processor 210 downloads a program or data from a computer (for example, the server 600) operated by a provider that provides the content, and stores the downloaded program or data in the memory module 530.

通信制御モジュール540は、ネットワーク2を介して、サーバ600その他の情報通信装置と通信し得る。   The communication control module 540 can communicate with the server 600 and other information communication devices via the network 2.

ある局面において、コントロールモジュール510及びレンダリングモジュール520は、例えば、ユニティテクノロジーズ社によって提供されるUnity(登録商標)を用いて実現され得る。別の局面において、コントロールモジュール510及びレンダリングモジュール520は、各処理を実現する回路素子の組み合わせとしても実現され得る。   In one aspect, the control module 510 and the rendering module 520 can be implemented using, for example, Unity (registered trademark) provided by Unity Technologies. In another aspect, the control module 510 and the rendering module 520 can also be realized as a combination of circuit elements that realize each process.

コンピュータ200における処理は、ハードウェアと、プロセッサ210により実行されるソフトウェアとによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスクその他のメモリモジュール530に予め格納されている場合がある。ソフトウェアは、CD−ROMその他のコンピュータ読み取り可能な不揮発性のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、当該ソフトウェアは、インターネットその他のネットワークに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、光ディスク駆動装置その他のデータ読取装置によってデータ記録媒体から読み取られて、あるいは、通信制御モジュール540を介してサーバ600その他のコンピュータからダウンロードされた後、記憶モジュールに一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ210によって記憶モジュールから読み出され、実行可能なプログラムの形式でRAMに格納される。プロセッサ210は、そのプログラムを実行する。   Processing in the computer 200 is realized by hardware and software executed by the processor 210. Such software may be stored in advance in a memory module 530 such as a hard disk. The software may be stored in a CD-ROM or other non-volatile computer-readable data recording medium and distributed as a program product. Alternatively, the software may be provided as a program product that can be downloaded by an information provider connected to the Internet or other networks. Such software is read from a data recording medium by an optical disk drive or other data reader, or downloaded from the server 600 or other computer via the communication control module 540 and then temporarily stored in the storage module. . The software is read from the storage module by the processor 210 and stored in the RAM in the form of an executable program. The processor 210 executes the program.

[HMDシステムの制御構造]
図11を参照して、HMDセット110の制御構造について説明する。図11は、ある実施の形態に従うHMDセット110において実行される処理の一部を表すシーケンスチャートである。
[Control structure of HMD system]
The control structure of the HMD set 110 will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a sequence chart showing a part of processing executed in HMD set 110 according to an embodiment.

図11に示されるように、ステップS1110にて、コンピュータ200のプロセッサ210は、コントロールモジュール510として、仮想空間データを特定し、仮想空間11を定義する。   As shown in FIG. 11, in step S <b> 1110, the processor 210 of the computer 200 specifies virtual space data as the control module 510 and defines the virtual space 11.

ステップS1120にて、プロセッサ210は、仮想カメラ14を初期化する。たとえば、プロセッサ210は、メモリのワーク領域において、仮想カメラ14を仮想空間11において予め規定された中心12に配置し、仮想カメラ14の視線をユーザ5が向いている方向に向ける。   In step S1120, processor 210 initializes virtual camera 14. For example, the processor 210 places the virtual camera 14 in the center 12 defined in advance in the virtual space 11 in the work area of the memory, and directs the line of sight of the virtual camera 14 in the direction in which the user 5 is facing.

ステップS1130にて、プロセッサ210は、レンダリングモジュール520として、初期の視界画像を表示するための視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、通信制御モジュール540によってHMD120に出力される。   In step S1130, processor 210 generates, as rendering module 520, view image data for displaying an initial view image. The generated view image data is output to the HMD 120 by the communication control module 540.

ステップS1132にて、HMD120のモニタ130は、コンピュータ200から受信した視界画像データに基づいて、視界画像を表示する。HMD120を装着したユーザ5は、視界画像を視認すると仮想空間11を認識し得る。   In step S1132, the monitor 130 of the HMD 120 displays a view image based on the view image data received from the computer 200. The user 5 wearing the HMD 120 can recognize the virtual space 11 when viewing the visual field image.

ステップS1134にて、HMDセンサ410は、HMD120から発信される複数の赤外線光に基づいて、HMD120の位置と傾きを検知する。検知結果は、動き検知データとして、コンピュータ200に出力される。   In step S <b> 1134, HMD sensor 410 detects the position and inclination of HMD 120 based on a plurality of infrared lights transmitted from HMD 120. The detection result is output to the computer 200 as motion detection data.

ステップS1140にて、プロセッサ210は、HMD120の動き検知データに含まれる位置と傾きとに基づいて、HMD120を装着したユーザ5の視界方向を特定する。   In step S1140, processor 210 identifies the viewing direction of user 5 wearing HMD 120 based on the position and tilt included in the motion detection data of HMD 120.

ステップS1150にて、プロセッサ210は、アプリケーションプログラムを実行し、アプリケーションプログラムに含まれる命令に基づいて、仮想空間11にオブジェクトを配置する。   In step S1150, processor 210 executes the application program and places an object in virtual space 11 based on an instruction included in the application program.

ステップS1160にて、コントローラ300は、モーションセンサ420から出力される信号に基づいて、ユーザ5の操作を検出し、その検出された操作を表す検出データをコンピュータ200に出力する。別の局面において、ユーザ5によるコントローラ300の操作は、ユーザ5の周囲に配置されたカメラからの画像に基づいて検出されてもよい。   In step S1160, controller 300 detects an operation of user 5 based on a signal output from motion sensor 420, and outputs detection data representing the detected operation to computer 200. In another aspect, the operation of the controller 300 by the user 5 may be detected based on an image from a camera arranged around the user 5.

ステップS1170にて、プロセッサ210は、コントローラ300から取得した検出データに基づいて、ユーザ5によるコントローラ300の操作を検出する。   In step S <b> 1170, processor 210 detects the operation of controller 300 by user 5 based on the detection data acquired from controller 300.

ステップS1180にて、プロセッサ210は、ユーザ5によるコントローラ300の操作に基づく視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、通信制御モジュール540によってHMD120に出力される。   In step S1180, processor 210 generates view field image data based on operation of controller 300 by user 5. The generated view image data is output to the HMD 120 by the communication control module 540.

ステップS1190にて、HMD120は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、更新後の視界画像をモニタ130に表示する。   In step S1190, the HMD 120 updates the view image based on the received view image data, and displays the updated view image on the monitor 130.

[アバターオブジェクト]
図12(A)、(B)を参照して、本実施の形態に従うアバターオブジェクトについて説明する。以下、HMDセット110A,110Bの各ユーザ5のアバターオブジェクトを説明する図である。以下、HMDセット110Aのユーザをユーザ5A、HMDセット110Bのユーザをユーザ5B、HMDセット110Cのユーザをユーザ5C、HMDセット110Dのユーザをユーザ5Dと表す。HMDセット110Aに関する各構成要素の参照符号にAが付され、HMDセット110Bに関する各構成要素の参照符号にBが付され、HMDセット110Cに関する各構成要素の参照符号にCが付され、HMDセット110Dに関する各構成要素の参照符号にDが付される。例えば、HMD120Aは、HMDセット110Aに含まれる。
[Avatar object]
With reference to FIGS. 12A and 12B, an avatar object according to the present embodiment will be described. Hereinafter, it is a figure explaining the avatar object of each user 5 of HMD set 110A, 110B. Hereinafter, the user of HMD set 110A is represented as user 5A, the user of HMD set 110B is represented as user 5B, the user of HMD set 110C is represented as user 5C, and the user of HMD set 110D is represented as user 5D. A is attached to the reference symbol of each component relating to the HMD set 110A, B is attached to the reference symbol of each component relating to the HMD set 110B, C is attached to the reference symbol of each component relating to the HMD set 110C, and the HMD set D is attached to the reference number of each component relating to 110D. For example, the HMD 120A is included in the HMD set 110A.

図12(A)は、ネットワーク2において、各HMD120がユーザ5に仮想空間11を提供する状況を表す模式図である。コンピュータ200A〜200Dは、HMD120A〜120Dを介して、ユーザ5A〜5Dに、仮想空間11A〜11Dをそれぞれ提供する。図12(A)に示される例において、仮想空間11Aおよび仮想空間11Bは同じデータによって構成されている。換言すれば、コンピュータ200Aとコンピュータ200Bとは同じ仮想空間を共有していることになる。仮想空間11Aおよび仮想空間11Bには、ユーザ5Aのアバターオブジェクト6Aと、ユーザ5Bのアバターオブジェクト6Bとが存在する。仮想空間11Aにおけるアバターオブジェクト6Aおよび仮想空間11Bにおけるアバターオブジェクト6BがそれぞれHMD120を装着しているが、これは説明を分かりやすくするためのものであって、実際にはこれらのオブジェクトはHMD120を装着していない。   FIG. 12A is a schematic diagram illustrating a situation where each HMD 120 provides the virtual space 11 to the user 5 in the network 2. The computers 200A to 200D provide the virtual spaces 11A to 11D to the users 5A to 5D via the HMDs 120A to 120D, respectively. In the example shown in FIG. 12A, the virtual space 11A and the virtual space 11B are configured by the same data. In other words, the computer 200A and the computer 200B share the same virtual space. The avatar object 6A of the user 5A and the avatar object 6B of the user 5B exist in the virtual space 11A and the virtual space 11B. The avatar object 6A in the virtual space 11A and the avatar object 6B in the virtual space 11B are each equipped with the HMD 120, but this is for easy understanding. In fact, these objects are equipped with the HMD 120. Not.

ある局面において、プロセッサ210Aは、ユーザ5Aの視界画像17Aを撮影する仮想カメラ14Aを、アバターオブジェクト6Aの目の位置に配置し得る。   In one aspect, the processor 210A may place the virtual camera 14A that captures the view image 17A of the user 5A at the eye position of the avatar object 6A.

図12(B)は、図12(A)におけるユーザ5Aの視界画像17Aを示す図である。視界画像17Aは、HMD120Aのモニタ130Aに表示される画像である。この視界画像17Aは、仮想カメラ14Aにより生成された画像である。視界画像17Aには、ユーザ5Bのアバターオブジェクト6Bが表示されている。特に図示はしていないが、ユーザ5Bの視界画像にも同様に、ユーザ5Aのアバターオブジェクト6Aが表示されている。   FIG. 12B is a diagram illustrating a field-of-view image 17A of the user 5A in FIG. The view image 17A is an image displayed on the monitor 130A of the HMD 120A. The view image 17A is an image generated by the virtual camera 14A. The avatar object 6B of the user 5B is displayed in the view field image 17A. Although not specifically illustrated, the avatar object 6A of the user 5A is also displayed in the view image of the user 5B.

図12(B)の状態において、ユーザ5Aは仮想空間11Aを介してユーザ5Bと対話による通信(コミュニケーション)を図ることができる。より具体的には、マイク170Aにより取得されたユーザ5Aの音声は、サーバ600を介してユーザ5BのHMD120Bに送信され、HMD120Bに設けられたスピーカ180Bから出力される。ユーザ5Bの音声は、サーバ600を介してユーザ5AのHMD120Aに送信され、HMD120Aに設けられたスピーカ180Aから出力される。   In the state of FIG. 12 (B), the user 5A can communicate with the user 5B through the virtual space 11A through communication (communication). More specifically, the voice of the user 5A acquired by the microphone 170A is transmitted to the HMD 120B of the user 5B via the server 600 and output from the speaker 180B provided in the HMD 120B. The voice of the user 5B is transmitted to the HMD 120A of the user 5A via the server 600, and is output from the speaker 180A provided in the HMD 120A.

ユーザ5Bの動作(HMD120Bの動作およびコントローラ300Bの動作)は、プロセッサ210Aにより仮想空間11Aに配置されるアバターオブジェクト6Bに反映される。これにより、ユーザ5Aは、ユーザ5Bの動作を、アバターオブジェクト6Bを通じて認識できる。   The operation of the user 5B (the operation of the HMD 120B and the operation of the controller 300B) is reflected on the avatar object 6B arranged in the virtual space 11A by the processor 210A. Thereby, the user 5A can recognize the operation of the user 5B through the avatar object 6B.

図13は、本実施の形態に従うHMDシステム100において実行される処理の一部を表すシーケンスチャートである。図13においては、HMDセット110Dを図示していないが、HMDセット110Dについても、HMDセット110A、110B、110Cと同様に動作する。以下の説明でも、HMDセット110Aに関する各構成要素の参照符号にAが付され、HMDセット110Bに関する各構成要素の参照符号にBが付され、HMDセット110Cに関する各構成要素の参照符号にCが付され、HMDセット110Dに関する各構成要素の参照符号にDが付されるものとする。   FIG. 13 is a sequence chart showing a part of processing executed in HMD system 100 according to the present embodiment. Although the HMD set 110D is not shown in FIG. 13, the HMD set 110D operates in the same manner as the HMD sets 110A, 110B, and 110C. In the following description, A is added to the reference symbol of each component relating to the HMD set 110A, B is added to the reference symbol of each component relating to the HMD set 110B, and C is assigned to the reference symbol of each component relating to the HMD set 110C. It is assumed that D is added to the reference symbol of each component relating to the HMD set 110D.

ステップS1310Aにおいて、HMDセット110Aにおけるプロセッサ210Aは、仮想空間11Aにおけるアバターオブジェクト6Aの動作を決定するためのアバター情報を取得する。このアバター情報は、例えば、動き情報、フェイストラッキングデータ、および音声データ等のアバターに関する情報を含む。動き情報は、HMD120Aの位置および傾きの時間的変化を示す情報や、モーションセンサ420A等により検出されたユーザ5Aの手の動きを示す情報などを含む。フェイストラッキングデータは、ユーザ5Aの顔の各パーツの位置および大きさを特定するデータが挙げられる。フェイストラッキングデータは、ユーザ5Aの顔を構成する各器官の動きを示すデータや視線データが挙げられる。音声データは、HMD120Aのマイク170Aによって取得されたユーザ5Aの音声を示すデータが挙げられる。アバター情報には、アバターオブジェクト6A、あるいはアバターオブジェクト6Aに関連付けられるユーザ5Aを特定する情報や、アバターオブジェクト6Aが存在する仮想空間11Aを特定する情報等が含まれてもよい。アバターオブジェクト6Aやユーザ5Aを特定する情報としては、ユーザIDが挙げられる。アバターオブジェクト6Aが存在する仮想空間11Aを特定する情報としては、ルームIDが挙げられる。プロセッサ210Aは、上述のように取得されたアバター情報を、ネットワーク2を介してサーバ600に送信する。   In step S1310A, the processor 210A in the HMD set 110A acquires avatar information for determining the operation of the avatar object 6A in the virtual space 11A. The avatar information includes, for example, information related to the avatar such as motion information, face tracking data, and voice data. The motion information includes information indicating temporal changes in the position and inclination of the HMD 120A, information indicating the motion of the hand of the user 5A detected by the motion sensor 420A and the like. The face tracking data includes data that specifies the position and size of each part of the face of the user 5A. The face tracking data includes data indicating the movement of each organ constituting the face of the user 5A and line-of-sight data. The voice data includes data indicating the voice of the user 5A acquired by the microphone 170A of the HMD 120A. The avatar information may include information for specifying the avatar object 6A or the user 5A associated with the avatar object 6A, information for specifying the virtual space 11A in which the avatar object 6A exists, and the like. User ID is mentioned as information which specifies avatar object 6A and user 5A. Room ID is mentioned as information which specifies 11 A of virtual spaces in which the avatar object 6A exists. The processor 210A transmits the avatar information acquired as described above to the server 600 via the network 2.

ステップS1310Bにおいて、HMDセット110Bにおけるプロセッサ210Bは、ステップS1310Aにおける処理と同様に、仮想空間11Bにおけるアバターオブジェクト6Bの動作を決定するためのアバター情報を取得し、サーバ600に送信する。同様に、ステップS1310Cにおいて、HMDセット110Cにおけるプロセッサ210Cは、仮想空間11Cにおけるアバターオブジェクト6Cの動作を決定するためのアバター情報を取得し、サーバ600に送信する。   In step S1310B, the processor 210B in the HMD set 110B acquires avatar information for determining the operation of the avatar object 6B in the virtual space 11B, and transmits the avatar information to the server 600, similarly to the process in step S1310A. Similarly, in step S1310C, the processor 210C in the HMD set 110C acquires avatar information for determining the operation of the avatar object 6C in the virtual space 11C, and transmits it to the server 600.

ステップS1320において、サーバ600は、HMDセット110A、HMDセット110B、およびHMDセット110Cのそれぞれから受信したプレイヤ情報を一旦記憶する。サーバ600は、各アバター情報に含まれるユーザIDおよびルームID等に基づいて、共通の仮想空間11に関連付けられた全ユーザ(この例では、ユーザ5A〜5C)のアバター情報を統合する。そして、サーバ600は、予め定められたタイミングで、統合したアバター情報を当該仮想空間11に関連付けられた全ユーザに送信する。これにより、同期処理が実行される。このような同期処理により、HMDセット110A、HMDセット110B、およびHMD110Cは、互いのアバター情報をほぼ同じタイミングで共有することができる。   In step S1320, server 600 temporarily stores player information received from each of HMD set 110A, HMD set 110B, and HMD set 110C. The server 600 integrates avatar information of all users (users 5A to 5C in this example) associated with the common virtual space 11 based on the user ID and the room ID included in each avatar information. Then, the server 600 transmits the integrated avatar information to all users associated with the virtual space 11 at a predetermined timing. Thereby, a synchronous process is performed. By such synchronization processing, the HMD set 110A, the HMD set 110B, and the HMD 110C can share each other's avatar information at substantially the same timing.

続いて、サーバ600から各HMDセット110A〜110Cに送信されたアバター情報に基づいて、各HMDセット110A〜110Cは、ステップS1330A〜S1330Cの処理を実行する。ステップS1330Aの処理は、図11におけるステップS1180の処理に相当する。   Subsequently, based on the avatar information transmitted from the server 600 to the HMD sets 110A to 110C, the HMD sets 110A to 110C execute the processes of steps S1330A to S1330C. The process in step S1330A corresponds to the process in step S1180 in FIG.

ステップS1330Aにおいて、HMDセット110Aにおけるプロセッサ210Aは、仮想空間11Aにおける他のユーザ5B,5Cのアバターオブジェクト6B、アバターオブジェクト6Cの情報を更新する。具体的には、プロセッサ210Aは、HMDセット110Bから送信されたアバター情報に含まれる動き情報に基づいて、仮想空間11におけるアバターオブジェクト6Bの位置および向き等を更新する。例えば、プロセッサ210Aは、メモリモジュール530に格納されたオブジェクト情報に含まれるアバターオブジェクト6Bの情報(位置および向き等)を更新する。同様に、プロセッサ210Aは、HMDセット110Cから送信されたアバター情報に含まれる動き情報に基づいて、仮想空間11におけるアバターオブジェクト6Cの情報(位置および向き等)を更新する。   In step S1330A, the processor 210A in the HMD set 110A updates information on the avatar objects 6B and avatar objects 6C of the other users 5B and 5C in the virtual space 11A. Specifically, the processor 210A updates the position and orientation of the avatar object 6B in the virtual space 11 based on the motion information included in the avatar information transmitted from the HMD set 110B. For example, the processor 210 </ b> A updates information (position and orientation, etc.) of the avatar object 6 </ b> B included in the object information stored in the memory module 530. Similarly, the processor 210A updates the information (position, orientation, etc.) of the avatar object 6C in the virtual space 11 based on the motion information included in the avatar information transmitted from the HMD set 110C.

ステップS1330Bにおいて、HMDセット110Bにおけるプロセッサ210Bは、ステップS1330Aにおける処理と同様に、仮想空間11Bにおけるユーザ5A,5Cのアバターオブジェクト6A,6Cの情報を更新する。同様に、ステップS1330Cにおいて、HMDセット110Cにおけるプロセッサ210Cは、仮想空間11Cにおけるユーザ5A,5Bのアバターオブジェクト6A,6Bの情報を更新する。   In step S1330B, the processor 210B in the HMD set 110B updates the information of the avatar objects 6A and 6C of the users 5A and 5C in the virtual space 11B, similarly to the process in step S1330A. Similarly, in step S1330C, the processor 210C in the HMD set 110C updates information on the avatar objects 6A and 6B of the users 5A and 5B in the virtual space 11C.

[他のHMDの構成]
上記の実施形態では、HMDシステム100として、HMD120とコンピュータ200とが別体の例を説明したが、ここでは、HMDシステムの他の構成例として、HMD120とコンピュータ200とが一体となっている形態について更に説明する。
[Configuration of other HMDs]
In the above embodiment, an example in which the HMD 120 and the computer 200 are separated as the HMD system 100 has been described, but here, as another configuration example of the HMD system, the HMD 120 and the computer 200 are integrated. Will be further described.

図14は、HMDシステム1431の構成を表す。HMDシステム1431は、HMD1432と、携帯型の情報処理端末(情報処理装置)1441とを有する。HMD1432は、筐体にスマートフォン等の移動体端末を装着可能な形式の所謂モバイル型のHMDである。情報処理端末(情報処理装置)1441は、コントローラ300と無線または有線で通信可能である。情報処理端末1441は例えばスマートフォン等の移動体端末であり、上記実施形態のコンピュータ200に対応する。   FIG. 14 shows the configuration of the HMD system 1431. The HMD system 1431 includes an HMD 1432 and a portable information processing terminal (information processing apparatus) 1441. The HMD 1432 is a so-called mobile HMD having a format in which a mobile terminal such as a smartphone can be attached to a housing. The information processing terminal (information processing apparatus) 1441 can communicate with the controller 300 wirelessly or by wire. The information processing terminal 1441 is a mobile terminal such as a smartphone, and corresponds to the computer 200 of the above embodiment.

HMD1432は、筐体1433と、ベルト1434と、調節部材1435と、前カバー1436と、突起1438とを有する。ユーザ5は、ベルト1434を自身の頭部にかけた後に、調節部材1435でベルト1434の長さを調節することにより、HMD1432を自身の頭部に固定する。   The HMD 1432 includes a housing 1433, a belt 1434, an adjustment member 1435, a front cover 1436, and a protrusion 1438. The user 5 fixes the HMD 1432 to his / her head by adjusting the length of the belt 1434 with the adjusting member 1435 after putting the belt 1434 on his / her head.

前カバー1436は、筐体1433の前方下部に取り付けられており、取り付け箇所を軸として回動可能に構成される。前カバー1436にはフック1437が設けられている。ユーザ5は、前カバー1436に情報処理端末1441を載せた状態で、前カバー1436を閉じる。ユーザ5はさらに、前カバー1436が閉じられた状態でフック1437を突起1438にかけることにより、情報処理端末1441をHMD1432に固定する。   The front cover 1436 is attached to the lower front part of the housing 1433 and is configured to be rotatable about the attachment location. The front cover 1436 is provided with a hook 1437. The user 5 closes the front cover 1436 with the information processing terminal 1441 placed on the front cover 1436. The user 5 further fixes the information processing terminal 1441 to the HMD 1432 by hooking the hook 1437 to the protrusion 1438 with the front cover 1436 closed.

筐体1433はさらに、レンズ1439を有する。レンズ1439は、左目用のレンズと右目用のレンズとを含む。筐体1433のレンズ1439から前方部分は開口されている。ユーザ5は、HMD1432を頭部に装着した状態において、レンズ1439を介して情報処理端末1441のモニタ1442を視認する。なお、HMD1432はさらに、レンズ1439の位置を調節するための調節機構を有していてもよい。   The housing 1433 further includes a lens 1439. The lens 1439 includes a left-eye lens and a right-eye lens. A front portion from the lens 1439 of the housing 1433 is opened. The user 5 visually recognizes the monitor 1442 of the information processing terminal 1441 through the lens 1439 in a state where the HMD 1432 is worn on the head. Note that the HMD 1432 may further include an adjustment mechanism for adjusting the position of the lens 1439.

情報処理端末1441はさらに、上述のプロセッサ210,メモリ220,ストレージ230,通信インターフェイス250,スピーカ180,マイク170の各々に相当する構成要素を含む(図示しない)。HMDシステム1431において、上述の各種処理(視界画像を生成する処理など)は、情報処理端末1441に設けられたプロセッサ210が各種の構成要素と連携することにより実現される。また、情報処理端末1441は、HMD1432の動きを検出するモーションセンサおよびHMD1432の向いている方向(向き)を検出する方向センサなど、各種のセンサを備えている。これらのセンサは、情報処理端末1441(スマートフォン等)に備え付けのものを利用できる。   The information processing terminal 1441 further includes components corresponding to the processor 210, the memory 220, the storage 230, the communication interface 250, the speaker 180, and the microphone 170 described above (not shown). In the HMD system 1431, the above-described various processes (such as a process for generating a field-of-view image) are realized by the processor 210 provided in the information processing terminal 1441 cooperating with various components. Further, the information processing terminal 1441 includes various sensors such as a motion sensor that detects the movement of the HMD 1432 and a direction sensor that detects a direction (orientation) in which the HMD 1432 faces. These sensors can use what is equipped with the information processing terminal 1441 (smartphone etc.).

図14のHMDシステムでは、HMD1432の筐体に対して情報処理端末1441を脱着可能であったが、HMDと情報処理端末(情報処理装置)とが一体型のHMDシステムとしてもよい。   In the HMD system in FIG. 14, the information processing terminal 1441 can be detached from the housing of the HMD 1432, but the HMD and the information processing terminal (information processing apparatus) may be an integrated HMD system.

以下に示す実施形態においては、ユーザ5が図14のHMD1432を装着して、コンテンツを実行(例えばゲームをプレイ)する状況を想定する。HMD1432を装着したユーザ5には、HMD1432によって提供される仮想空間11における視界領域15内の画像が視認されている。ユーザ5は、頭を左右に動かすまたは体を回転させるなどして、仮想カメラ14および視界領域15を移動させることで、HMD1432の向きに応じた画像を見ることができる。このようにHMD1432の向きに合わせて適切な画像を提供するためには、ユーザ5の動きに応じて、HMD1432の向き(ユーザ5の向き、あるいは、情報処理端末1441の向き)を推定し、推定した向きに仮想カメラ14の向きを合わせる必要がある。本実施形態に係るプログラムでは、ユーザ5の動きに応じて、HMD1432の向きを高精度に推定し、推定した向きに仮想カメラ14の向きを一致させる。これにより、ユーザ5の向きに応じた適切な画像を提供し、ユーザ5の仮想体験の質を向上させる。   In the embodiment described below, it is assumed that the user 5 wears the HMD 1432 of FIG. 14 and executes the content (for example, plays a game). The user 5 wearing the HMD 1432 is visually recognizing an image in the visual field area 15 in the virtual space 11 provided by the HMD 1432. The user 5 can view an image according to the orientation of the HMD 1432 by moving the virtual camera 14 and the view field area 15 by moving his / her head to the left or right or rotating his / her body. Thus, in order to provide an appropriate image according to the orientation of the HMD 1432, the orientation of the HMD 1432 (the orientation of the user 5 or the orientation of the information processing terminal 1441) is estimated and estimated according to the movement of the user 5. It is necessary to match the orientation of the virtual camera 14 with the orientation. In the program according to the present embodiment, the direction of the HMD 1432 is estimated with high accuracy according to the movement of the user 5, and the direction of the virtual camera 14 is matched with the estimated direction. Thereby, an appropriate image according to the orientation of the user 5 is provided, and the quality of the virtual experience of the user 5 is improved.

HMD1432の向きを推定する方法として、HMD1432の動きを検出するモーションセンサを用いる方法がある。すなわち、HMD1432にモーションセンサを設け、モーションセンサにより検出したHMD1432の動きに基づき、HMD1432の向きを推定する。しかしながら、この方法では、ユーザ5が急に動いた場合などに、モーションセンサが、この動き(速度の変化)に追従できずに、モーションセンサの検出性能が低下する問題がある。この場合、HMD1432の向きの推定精度が低下し、HMD1432の向きと仮想カメラ14の向きがずれる問題が発生する。以下、このことについて図15を用いて説明する。   As a method for estimating the direction of the HMD 1432, there is a method using a motion sensor that detects the movement of the HMD 1432. That is, a motion sensor is provided in the HMD 1432, and the direction of the HMD 1432 is estimated based on the movement of the HMD 1432 detected by the motion sensor. However, in this method, when the user 5 moves suddenly, the motion sensor cannot follow this movement (change in speed), and there is a problem that the detection performance of the motion sensor is deteriorated. In this case, the estimation accuracy of the orientation of the HMD 1432 is lowered, and a problem occurs in which the orientation of the HMD 1432 and the orientation of the virtual camera 14 are shifted. Hereinafter, this will be described with reference to FIG.

図15(A)において、現実空間においてHMD1432を装着したユーザ5が正面方向(ここではZ軸正方向)を向いている。仮想空間における仮想カメラ14も、ユーザ5と同じ方向を向いている。視界領域15内には、オブジェクト1541(例えば建物)が配置されており、ユーザ5のほぼ正面方向にオブジェクト1541が見えている。   In FIG. 15A, the user 5 wearing the HMD 1432 in the real space is facing the front direction (Z-axis positive direction here). The virtual camera 14 in the virtual space also faces the same direction as the user 5. An object 1541 (for example, a building) is arranged in the view field area 15, and the object 1541 can be seen in the front direction of the user 5.

図15(B)に示すように、ユーザ5の頭が図15(A)の状態から、XZ平面に平行に、Y軸周りに90度左にゆっくりした動作で回転する。ユーザ5に装着されたHMD1432も同じ方向に同じ回転量(回転角)だけ回転し、HMD1432はX軸の負方向を向く。この際、モーションセンサを用いて、HMD1432の向きを推定し、推定したHMD1432の向きに合わせて、仮想カメラ14の向きを調整する。この例では、推定したHMD1432の向きが、ユーザ5の頭の向きと一致し、仮想カメラ14の向きが、実際のHMD1432の向きに一致する。調整後の仮想カメラ14の向きに応じて視界領域15を再設定し、視界領域15に対応する視界画像をモニタ1442に表示すると、オブジェクト1541が視界領域15外になり、ユーザ5からは、オブジェクト1541が見えなくなる。   As shown in FIG. 15 (B), the head of the user 5 rotates from the state of FIG. 15 (A) in a slow motion 90 degrees to the left around the Y axis in parallel with the XZ plane. The HMD 1432 attached to the user 5 also rotates in the same direction by the same rotation amount (rotation angle), and the HMD 1432 faces the negative direction of the X axis. At this time, the orientation of the HMD 1432 is estimated using a motion sensor, and the orientation of the virtual camera 14 is adjusted according to the estimated orientation of the HMD 1432. In this example, the estimated orientation of the HMD 1432 matches the orientation of the head of the user 5, and the orientation of the virtual camera 14 matches the actual orientation of the HMD 1432. When the view area 15 is reset according to the orientation of the virtual camera 14 after adjustment and a view image corresponding to the view area 15 is displayed on the monitor 1442, the object 1541 is outside the view area 15, and the user 5 1541 disappears.

一方、図15(C)に示すように、ユーザ5の頭が図15(A)の状態から、XZ平面に平行に、Y軸周りに90度左に急な動作で回転する。図15(B)と同様に、モーションセンサを用いて、HMD1432の向きを推定し、推定したHMD1432の向きに合わせて、仮想カメラ14の向きを調整する。この例では、モーションセンサがユーザ5の動きに追従できず、ユーザ5の頭の回転量が、実際よりも少ない量として検出されている。つまり、90度よりも小さい角度で、ユーザ5の頭が回転したと計算されている。この結果、推定されたHMD1432の向きが、実際のHMD1432の向き(ユーザ5の頭の向き)よりもZ軸正方向側にずれている。この状態で、仮想カメラ14の向きを、推定したHMD1432に合わせると、図示のように、図15(B)では視界領域15外となっていたオブジェクト1541が、図15(C)では、視界領域15内に存在し、ユーザ5から見て右方にオブジェクト1541が視認される。つまり、推定したHMD1432の向きが正しければ、本来見えるはずのないオブジェクトが、図15(C)では見えてしまっている。   On the other hand, as shown in FIG. 15 (C), the head of the user 5 rotates from the state of FIG. 15 (A) with a sudden movement 90 degrees to the left around the Y axis in parallel with the XZ plane. Similarly to FIG. 15B, the orientation of the HMD 1432 is estimated using a motion sensor, and the orientation of the virtual camera 14 is adjusted according to the estimated orientation of the HMD 1432. In this example, the motion sensor cannot follow the movement of the user 5, and the amount of rotation of the head of the user 5 is detected as an amount smaller than the actual amount. That is, it is calculated that the head of the user 5 has rotated at an angle smaller than 90 degrees. As a result, the estimated direction of the HMD 1432 is shifted to the Z axis positive direction side from the actual direction of the HMD 1432 (the direction of the head of the user 5). In this state, when the orientation of the virtual camera 14 is adjusted to the estimated HMD 1432, as shown in FIG. 15B, the object 1541 outside the view area 15 in FIG. 15B is changed to the view area in FIG. 15C. 15 and the object 1541 is visually recognized on the right side when viewed from the user 5. In other words, if the estimated orientation of the HMD 1432 is correct, an object that should not be seen is visible in FIG.

図15(C)のようなHMDの向きと仮想カメラの向きとにずれは、一般的に、時間の経過とともに大きくなる。このずれを解消する方法として、コントローラ操作で、仮想カメラの正面方向を再設定する方法があるが、ゲーム中に、再設定操作を行うのは煩雑である。また、別の方法として、仮想カメラの向きが正面方向となるように、ユーザ5が自分(HMD)の体の向きを、仮想カメラの向きに合わせて調整する方法がある。この方法は、ユーザが立っている場合や、回転椅子に座っている場合には容易に実行できるが、非回転椅子やソファーに座っている場合は困難である。したがって、HMDの向きと仮想カメラの向きとにずれは、ユーザの仮想体験の質の低下を招く。HMDの向きと仮想カメラの向きとにずれが生じない、もしくはずれの発生の頻度または大きさを低減することが望まれる。   The deviation between the orientation of the HMD as shown in FIG. 15C and the orientation of the virtual camera generally increases with time. As a method of eliminating this deviation, there is a method of resetting the front direction of the virtual camera by operating the controller, but it is complicated to perform the resetting operation during the game. As another method, there is a method in which the user 5 adjusts the body orientation of the user (HMD) according to the orientation of the virtual camera so that the orientation of the virtual camera is the front direction. This method can be easily executed when the user is standing or sitting on a swivel chair, but is difficult when sitting on a non-rotating chair or sofa. Therefore, the difference between the orientation of the HMD and the orientation of the virtual camera causes a reduction in the quality of the user's virtual experience. There is a desire to reduce the frequency or magnitude of the occurrence of a deviation between the orientation of the HMD and the orientation of the virtual camera.

そこで、本実施形態ではモーションセンサに加えて、HMD1432の向きを検出する方向センサを用いることで、HMDの向きの推定精度を高める。具体的には、モーションセンサから計算される回転量(第1回転量)を、方向センサから検出される回転量(第2回転量)で補正する。そして、補正後の第1回転量に応じて、仮想カメラ14の向きを制御する。つまり、補正後の第1回転量だけ回転した方向をHMD1432の向きと推定し、推定した向きに合わせて仮想カメラ14の向きを調整する。このように方向センサを補助的に利用することによって、モーションセンサの検出性能が低下する場合の問題を解決する。   Therefore, in this embodiment, in addition to the motion sensor, a direction sensor that detects the direction of the HMD 1432 is used to increase the estimation accuracy of the direction of the HMD. Specifically, the rotation amount (first rotation amount) calculated from the motion sensor is corrected with the rotation amount (second rotation amount) detected from the direction sensor. Then, the orientation of the virtual camera 14 is controlled according to the corrected first rotation amount. That is, the direction rotated by the corrected first rotation amount is estimated as the direction of the HMD 1432 and the direction of the virtual camera 14 is adjusted according to the estimated direction. Thus, the problem in the case where the detection performance of the motion sensor deteriorates is solved by using the direction sensor as an auxiliary.

以下、図16〜図33を用いて、本実施形態に係るプログラムの処理について、詳細に説明する。
[モジュールの詳細構成]
図16を参照して、図14のHMDシステム1431における情報処理端末1441のモジュール構成について説明する。図16は、情報処理端末1441(コンピュータ200)のモジュール構成を表わすブロック図である。情報処理端末1441(コンピュータ200)は、コントロールモジュール510と、レンダリングモジュール520と、メモリモジュール530と、センサモジュール1626とを含む。センサモジュール1626は、センサ(モーションセンサ)190、複数の方向センサ1627A、1627Bを備える。他の構成例として、モーションセンサ190、複数の方向センサ1627A、1627Bを、HMD1432内の情報処理端末1441以外の箇所に設け、これらのセンサの検出信号を情報処理端末1441に出力する構成も可能である。また、図16の情報処理端末1441と同等の機能を、図2のHMDシステム100で実現することも可能である。この場合、センサモジュール1626(モーションセンサ190、方向センサ1627A、1627B)をHMD120に搭載し、これらのセンサの検出信号を無線または有線でコンピュータ200に出力すればよい。
Hereinafter, the processing of the program according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
[Detailed module configuration]
A module configuration of the information processing terminal 1441 in the HMD system 1431 in FIG. 14 will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a block diagram showing a module configuration of information processing terminal 1441 (computer 200). The information processing terminal 1441 (computer 200) includes a control module 510, a rendering module 520, a memory module 530, and a sensor module 1626. The sensor module 1626 includes a sensor (motion sensor) 190 and a plurality of direction sensors 1627A and 1627B. As another configuration example, a configuration is possible in which the motion sensor 190 and the plurality of direction sensors 1627A and 1627B are provided at a location other than the information processing terminal 1441 in the HMD 1432 and detection signals of these sensors are output to the information processing terminal 1441. is there. Further, the function equivalent to that of the information processing terminal 1441 in FIG. 16 can be realized by the HMD system 100 in FIG. In this case, the sensor module 1626 (motion sensor 190, direction sensor 1627A, 1627B) may be mounted on the HMD 120, and detection signals from these sensors may be output to the computer 200 wirelessly or by wire.

複数の方向センサ1627A、1627Bのうちの任意の方向センサを方向センサ1627と表す。図の例では方向センサは2つだが、1つでもよいし、3つ以上でもよい。また、図の例ではモーションセンサは1つだが、2つ以上でもよい。また、センサモジュール1626は、これらモーションセンサおよび方向センサ以外の種類のセンサを備えていてもよい。   An arbitrary direction sensor among the plurality of direction sensors 1627A and 1627B is represented as a direction sensor 1627. In the example shown in the figure, there are two direction sensors, but there may be one or more than three. In the example shown in the figure, there is one motion sensor, but two or more motion sensors may be used. In addition, the sensor module 1626 may include a type of sensor other than the motion sensor and the direction sensor.

モーションセンサ190は、HMD1432の動きを検出するセンサ(第1センサ)である。モーションセンサとして、例えば、3軸の加速度センサと3軸の角速度センサ(ジャイロセンサ)とを含む6軸センサを用いることができる。この場合、一例として、XYZ座標系において、X軸、Y軸およびZ軸の加速度と、X軸、Y軸およびZ軸の角速度を検出できる。モーションセンサ190は、6軸センサに限定されず、他のセンサ、例えばジャイロセンサであってもよい。   The motion sensor 190 is a sensor (first sensor) that detects the movement of the HMD 1432. As the motion sensor, for example, a 6-axis sensor including a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis angular velocity sensor (gyro sensor) can be used. In this case, as an example, in the XYZ coordinate system, the X-axis, Y-axis, and Z-axis accelerations and the X-axis, Y-axis, and Z-axis angular velocities can be detected. The motion sensor 190 is not limited to a 6-axis sensor, and may be another sensor, for example, a gyro sensor.

方向センサ1627は、HMD120の向いている方向(HMD120の向き)を検出する。方向センサ1627として、例えば、電子コンパス(地磁気センサ)またはGPS(Global Positioning System)コンパス等の方位センサを用いることができる。電子コンパスは、複数の磁気センサを用いて、直交する複数の方向の地磁気を測定し、測定結果に基づき方向(方位)を特定する。GPSコンパスは、複数のアンテナでGPS信号を受信し、各アンテナで受信したGPS信号と、アンテナの位置関係とに基づき、方向(方位)を特定する。これらのセンサは一例に過ぎず、例えばジャイロコンパスなど、他の種類のセンサを用いてもよい。方位センサの場合、検出する方向(方位)は、例えば、真北方向を0度とし、東回りに359.99までの範囲で表すことができる。出力形式はセンサに依存し、特定のフォーマットに限定されない。方向として、方位に加え、傾き(傾斜角)を検出する場合には、傾斜センサ(例えばX軸周りの傾きの傾斜センサ、Z軸周りの傾きの傾斜センサ)を追加で用いればよい。この場合、方位センサと傾斜センサとを用いて、方向センサを構成する。方向センサ1627が検出する座標系が、XYZ座標系に一致しない場合は、方向センサ1627で検出した方向を、XYZ座標系に変換すればよい。一例として、真北がZ軸正方向、真東がX軸正方向にそれぞれ対応するようにする。このような変換処理は、一例として、コントロールモジュール510または仮想カメラ制御モジュール1621で行う。あるいは、変換処理の機能を方向センサ1627に組み込んでも良い。   The direction sensor 1627 detects the direction in which the HMD 120 is facing (the direction of the HMD 120). As the direction sensor 1627, for example, an orientation sensor such as an electronic compass (geomagnetic sensor) or a GPS (Global Positioning System) compass can be used. The electronic compass measures the geomagnetism in a plurality of orthogonal directions using a plurality of magnetic sensors, and specifies the direction (orientation) based on the measurement result. The GPS compass receives GPS signals with a plurality of antennas, and specifies the direction (orientation) based on the GPS signals received by each antenna and the positional relationship between the antennas. These sensors are merely examples, and other types of sensors such as a gyrocompass may be used. In the case of the azimuth sensor, the direction (direction) to be detected can be expressed in a range of up to 359.99 around the east, with the true north direction being 0 degrees, for example. The output format depends on the sensor and is not limited to a specific format. In the case of detecting the inclination (inclination angle) in addition to the azimuth as the direction, an inclination sensor (for example, an inclination sensor having an inclination around the X axis or an inclination sensor having an inclination around the Z axis) may be additionally used. In this case, a direction sensor is configured using an orientation sensor and a tilt sensor. When the coordinate system detected by the direction sensor 1627 does not match the XYZ coordinate system, the direction detected by the direction sensor 1627 may be converted into the XYZ coordinate system. As an example, true north corresponds to the Z-axis positive direction and true east corresponds to the X-axis positive direction. Such conversion processing is performed by the control module 510 or the virtual camera control module 1621 as an example. Alternatively, the conversion processing function may be incorporated in the direction sensor 1627.

コントロールモジュール510は、仮想カメラ制御モジュール1621と、視界領域決定モジュール1622と、仮想空間定義モジュール1623と、仮想オブジェクト生成モジュール1624と、操作オブジェクト制御モジュール1625と、センサ情報取得モジュール1628と、を備えている。レンダリングモジュール520は、視界画像生成モジュール1638を備えている。コントロールモジュール510は、レンダリングモジュール520、メモリモジュール530およびセンサモジュール1626に接続されている。   The control module 510 includes a virtual camera control module 1621, a view area determination module 1622, a virtual space definition module 1623, a virtual object generation module 1624, an operation object control module 1625, and a sensor information acquisition module 1628. Yes. The rendering module 520 includes a view field image generation module 1638. The control module 510 is connected to the rendering module 520, the memory module 530, and the sensor module 1626.

センサ情報取得モジュール1628は、モーションセンサ190、方向センサ1627Aおよび方向センサ1627Bで検出された情報(検出情報)を取得する。センサ情報取得モジュール1628は、ある局面では、これらの各センサから、一定時間間隔で検出情報を取得する。各センサから検出情報を取得する周期は同じでもよいし、異なってもよい。別の局面では、センサ情報取得モジュール1628は、これらの各センサに取得要求を出力し、その応答として、各センサから検出情報を取得する。センサ情報取得モジュール1628は、各センサから直接、検出情報を取得する形態以外に、メモリモジュール530を介して、検出情報を各センサから取得する形態も可能である。この場合、各センサは、検出情報をメモリモジュール530における各センサ用の所定の記憶領域(図示せず)に書き込む。センサ情報取得モジュール1628は、各センサ用の記憶領域にアクセスし、各センサの検出情報を読み出す。   The sensor information acquisition module 1628 acquires information (detection information) detected by the motion sensor 190, the direction sensor 1627A, and the direction sensor 1627B. In one aspect, the sensor information acquisition module 1628 acquires detection information from each of these sensors at regular time intervals. The period for obtaining detection information from each sensor may be the same or different. In another aspect, the sensor information acquisition module 1628 outputs an acquisition request to each of these sensors, and acquires detection information from each sensor as a response. The sensor information acquisition module 1628 can acquire the detection information from each sensor via the memory module 530 in addition to the detection information directly acquired from each sensor. In this case, each sensor writes detection information in a predetermined storage area (not shown) for each sensor in the memory module 530. The sensor information acquisition module 1628 accesses the storage area for each sensor and reads the detection information of each sensor.

仮想カメラ制御モジュール1621は、仮想空間11に仮想カメラ14を配置する。仮想カメラ制御モジュール1621は、仮想空間11における仮想カメラ14の配置位置と、仮想カメラ14の向き(傾き)を制御する。   The virtual camera control module 1621 arranges the virtual camera 14 in the virtual space 11. The virtual camera control module 1621 controls the arrangement position of the virtual camera 14 in the virtual space 11 and the direction (tilt) of the virtual camera 14.

仮想カメラ制御モジュール1621は、モーションセンサ190と、1つまたは複数の方向センサ1627とを用いて、HMD1432の向きを推定する。HMD1432の向きを推定する処理については後に詳しく述べる。   The virtual camera control module 1621 estimates the orientation of the HMD 1432 using the motion sensor 190 and one or more direction sensors 1627. The process for estimating the orientation of the HMD 1432 will be described in detail later.

仮想カメラ制御モジュール1621は、推定したHMD1432の向きに、仮想カメラ14の向きを合わせる。すなわち、現実空間におけるHMD1432の向き(ユーザの頭の向き)に連動するように、仮想空間における仮想カメラ14の向き(視界)を制御する。   The virtual camera control module 1621 aligns the orientation of the virtual camera 14 with the estimated orientation of the HMD 1432. That is, the direction (view) of the virtual camera 14 in the virtual space is controlled so as to be linked to the direction of the HMD 1432 in the real space (the direction of the user's head).

視界領域決定モジュール1622は、仮想カメラ14の向き(推定したHMD1432の向き)と、仮想カメラ14の配置位置に応じて、視界領域15を規定する。   The view area determination module 1622 defines the view area 15 according to the orientation of the virtual camera 14 (the estimated orientation of the HMD 1432) and the arrangement position of the virtual camera 14.

レンダリングモジュール520の視界画像生成モジュール1638は、決定された視界領域15に基づいて、情報処理端末1441のモニタ1442に表示される視界画像17を生成する。   The view image generation module 1638 of the rendering module 520 generates the view image 17 displayed on the monitor 1442 of the information processing terminal 1441 based on the determined view area 15.

仮想空間定義モジュール1623は、仮想空間11を表わす仮想空間データを生成することにより、HMDシステム1431における仮想空間11を規定する。   The virtual space definition module 1623 defines the virtual space 11 in the HMD system 1431 by generating virtual space data representing the virtual space 11.

仮想オブジェクト生成モジュール1624は、仮想空間11に配置されるオブジェクトを生成する。オブジェクトは、例えば、ゲームのストーリーの進行に従って配置される森、山その他を含む風景、動物等を含み得る。   The virtual object generation module 1624 generates an object arranged in the virtual space 11. The objects may include, for example, forests, mountains and other landscapes, animals, etc. that are arranged according to the progress of the game story.

操作オブジェクト制御モジュール1625は、仮想空間11に配置された、ユーザの操作を受け付けるための操作オブジェクトを制御する。操作オブジェクトは、例えば、HMD1432を装着したユーザの手、コントローラ300、またはこれらの両方により操作可能である。   The operation object control module 1625 controls an operation object arranged in the virtual space 11 for receiving a user operation. The operation object can be operated by, for example, the user's hand wearing the HMD 1432, the controller 300, or both.

メモリモジュール530は、情報処理端末1441が仮想空間11をユーザ5に提供するために使用されるデータを保持している。ある局面において、メモリモジュール530は、空間情報1631と、オブジェクト情報1632と、ユーザ情報1633と、を保持している。   The memory module 530 holds data used for the information processing terminal 1441 to provide the virtual space 11 to the user 5. In one aspect, the memory module 530 holds space information 1631, object information 1632, and user information 1633.

空間情報1631は、仮想空間11を提供するために規定された1つ以上のテンプレートを保持している。   The space information 1631 holds one or more templates defined for providing the virtual space 11.

オブジェクト情報1632は、仮想空間11において再生されるコンテンツ、当該コンテンツで使用されるオブジェクト、およびオブジェクトを仮想空間11に配置するための情報(たとえば、位置情報)を保持している。当該コンテンツは、例えば、ゲームコンテンツ、実社会と同様の風景を表したコンテンツ、または映像コンテンツ等を含み得る。   The object information 1632 holds content to be reproduced in the virtual space 11, objects used in the content, and information (for example, position information) for arranging the objects in the virtual space 11. The content may include, for example, game content, content representing a landscape similar to the real world, or video content.

ユーザ情報1633は、HMDシステム1431の制御装置として情報処理端末1441を機能させるためのプログラム、およびオブジェクト情報1632に保持される各コンテンツを使用するアプリケーションプログラム等を保持している。   The user information 1633 holds a program for causing the information processing terminal 1441 to function as a control device of the HMD system 1431, an application program that uses each content held in the object information 1632, and the like.

図17は、仮想カメラ制御モジュール1621がHMD1432の向きを推定し、推定した向きに仮想カメラ14の向きを制御する処理の第1の例のフローチャートである。本処理では、モーションセンサ190と1つの方向センサ1627とを用いて、所定時間毎に、HMD1432の向きの推定を行い、推定した向きに基づき仮想カメラ14の向きを制御する。以下、本処理の詳細を説明する。   FIG. 17 is a flowchart of a first example of processing in which the virtual camera control module 1621 estimates the orientation of the HMD 1432 and controls the orientation of the virtual camera 14 to the estimated orientation. In this process, the direction of the HMD 1432 is estimated every predetermined time using the motion sensor 190 and one direction sensor 1627, and the direction of the virtual camera 14 is controlled based on the estimated direction. Details of this process will be described below.

ステップS1751において、仮想カメラ制御モジュール1621は、仮想カメラ14の向きを初期設定または再設定する。仮想カメラ制御モジュール1621は、ユーザ5により入力される初期設定または再設定の操作を受け付ける。初期設定または再設定の操作は、一例として、ユーザ5がコントローラ300から入力する。仮想カメラ制御モジュール1621は、当該操作を受け付けた時点のHMD1432の向く方位(例えば方向センサ1627が示す向きの方位)が正面方向となるように、仮想カメラ14の向きを設定する。正面方向は一例としてZ軸正方向であるが、これに限定されるものではない。設定後の仮想カメラ14の向きに基づき、視界画像生成モジュール1638により視界画像17を生成し、生成した視界画像17をモニタ1442に表示する。初期設定の操作は、一例として、コンテンツ(ゲーム)の起動時または開始時に行う。再設定の操作は、一例として、ゲームの途中等で、ユーザ5の判断に基づき行う。例えば、HMD1432の向きと仮想カメラ14の向き(推定したHMDの向き)とのずれをユーザ5が認識した場合などである。   In step S1751, the virtual camera control module 1621 initializes or resets the orientation of the virtual camera 14. The virtual camera control module 1621 accepts an initial setting or resetting operation input by the user 5. For example, the initial setting or resetting operation is input from the controller 300 by the user 5. The virtual camera control module 1621 sets the orientation of the virtual camera 14 so that the orientation (for example, the orientation indicated by the direction sensor 1627) that the HMD 1432 faces when the operation is received is the front direction. The front direction is the Z-axis positive direction as an example, but is not limited to this. Based on the orientation of the virtual camera 14 after setting, the visual field image generation module 1638 generates the visual field image 17 and displays the generated visual field image 17 on the monitor 1442. For example, the initial setting operation is performed at the time of starting or starting the content (game). For example, the resetting operation is performed based on the determination of the user 5 during the game. For example, this is a case where the user 5 recognizes a deviation between the orientation of the HMD 1432 and the orientation of the virtual camera 14 (estimated HMD orientation).

図18に、仮想カメラ14の向きの初期設定または再設定操作を行う例を示す。ここでは、図15(C)に示したHMD1432の向きと仮想カメラ14の向きとがずれた状態で初期設定または再設定操作を行う例を示す。上図は、図15(C)と同じである。ユーザ5が初期設定または再設定操作を行うと、下図に示すように、HMD1432の向きままたは方位(方向センサが示す向きまたは方位)が正面方向となるように、仮想カメラ14の向きを設定する。この結果、仮想カメラ14は図15(B)と同じ方向を向き、図15(B)と同じ画像が見えるようになる。なお、方向センサの検出性能が低い環境の場合、初期設定または再設定後も、HMD1432の向きと仮想カメラ14の向きとがずれる可能性がある。しかしながら、その場合も、複数回、設定の操作を繰り返すことで改善が期待される。別の局面においては、初期設定または再設定操作時の仮想カメラ14の向きが正面方向となるように、視界画像の生成(更新)を行うことも可能である。   FIG. 18 shows an example of performing an initial setting or resetting operation of the orientation of the virtual camera 14. Here, an example in which the initial setting or resetting operation is performed in a state where the orientation of the HMD 1432 and the orientation of the virtual camera 14 illustrated in FIG. The upper diagram is the same as FIG. When the user 5 performs an initial setting or resetting operation, the orientation of the virtual camera 14 is set so that the orientation or orientation (the orientation or orientation indicated by the direction sensor) of the HMD 1432 is the front direction, as shown in the figure below. . As a result, the virtual camera 14 faces the same direction as FIG. 15B, and the same image as FIG. 15B can be seen. In an environment where the detection performance of the direction sensor is low, the orientation of the HMD 1432 and the orientation of the virtual camera 14 may be deviated even after initial setting or resetting. However, even in that case, improvement is expected by repeating the setting operation a plurality of times. In another aspect, it is also possible to generate (update) a view field image so that the orientation of the virtual camera 14 at the time of initial setting or resetting operation is the front direction.

ステップS1752において、所定時間が経過したかを判断する。所定時間の長さは、画像表示のフレーム単位で設定してもよいし、それ以外の方法で定めた時間長を設定してもよい。所定時間が経過していない場合は(NO)待機し、所定時間が経過した場合は(YES)、ステップS1753に進む。なお、情報処理端末は時刻をカウントする時計を内部に備えている。   In step S1752, it is determined whether a predetermined time has elapsed. The length of the predetermined time may be set for each frame of image display, or a time length determined by other methods may be set. If the predetermined time has not elapsed (NO), the process waits. If the predetermined time has elapsed (YES), the process proceeds to step S1753. The information processing terminal includes a clock that counts the time.

ステップS1753において、仮想カメラ制御モジュール1621は、モーションセンサ190の検出情報に基づき、HMD1432の回転した量(第1回転量)を計算する。計算する回転量(回転角)は、ある局面では、Y軸周りの回転量である。別の局面では、3つの軸(Y軸、Z軸、X軸)周りの回転量である。さらに別の局面では、2つの軸(Y軸、Z軸、X軸のうちの任意の2つ)周りの回転量である。回転量は、一例として、該当する軸(例えばY軸)周りの角速度を時間積分することで計算できる。以下では、説明の簡単のため、ユーザ5の頭がXZ平面に平行にZ軸正面方向を向いている状態で、XZ平面に平行でY軸周りに回転した場合を想定する。X軸周りの回転およびZ軸周りの回転も考慮する場合は、各軸で個別に処理を行えばよい。これは方向センサ1627についても同様である。   In step S1753, the virtual camera control module 1621 calculates the amount of rotation (first rotation amount) of the HMD 1432 based on the detection information of the motion sensor 190. The rotation amount (rotation angle) to be calculated is a rotation amount around the Y axis in a certain aspect. In another aspect, the amount of rotation about three axes (Y axis, Z axis, and X axis). In yet another aspect, the amount of rotation about two axes (any two of the Y, Z, and X axes). For example, the amount of rotation can be calculated by time-integrating the angular velocity around the corresponding axis (for example, the Y axis). In the following, for the sake of simplicity of explanation, it is assumed that the user 5 is rotated about the Y axis parallel to the XZ plane with the head facing the Z axis front direction parallel to the XZ plane. When considering rotation around the X axis and rotation around the Z axis, the processing may be performed individually for each axis. The same applies to the direction sensor 1627.

図19に第1回転量を計算する例を示す。回転量の計算は、基準方向からどれだけの角度を所定の軸周りにHMD1432が回転したかを計算することで行う。図の例では、Y軸周りに、ZX平面に平行に、第1回転量を計算する例を示す。モーションセンサ190に基づき計算された第1回転量がrq1によって表されている。方向d1は、HMD1432が基準方向から第1回転量rq1だけ回転した場合に向く方向(すなわちHMD1432が第1回転量rq1だけ回転した場合の向き)を示している。基準方向は、第1の局面では、前回(所定時間前に)推定したHMD1432の向きである。第2の局面では、基準方向は、予め定めた特定の方向、例えば正面方向である。前者の場合、計算するごと基準方向が変わるもしくはその可能性があるのに対して、後者では基準方向は固定されている。以下の説明では、基準方向は、前回推定したHMD1432の向きである場合を想定する。   FIG. 19 shows an example of calculating the first rotation amount. The amount of rotation is calculated by calculating how much angle the HMD 1432 has rotated about a predetermined axis from the reference direction. In the example of the figure, an example in which the first rotation amount is calculated around the Y axis and in parallel with the ZX plane is shown. The first rotation amount calculated based on the motion sensor 190 is represented by rq1. The direction d1 indicates a direction that is directed when the HMD 1432 is rotated by the first rotation amount rq1 from the reference direction (that is, the direction when the HMD 1432 is rotated by the first rotation amount rq1). In the first aspect, the reference direction is the direction of the HMD 1432 estimated last time (predetermined time). In the second aspect, the reference direction is a predetermined specific direction, for example, the front direction. In the former case, the reference direction changes or may change every time it is calculated, whereas in the latter case, the reference direction is fixed. In the following description, it is assumed that the reference direction is the direction of the HMD 1432 estimated last time.

ステップS1754において、仮想カメラ制御モジュール1621は、方向センサ1627の検出情報に基づき、方向センサ1627が示す向きを特定する。仮想カメラ制御モジュール1621は、方向センサ1627が示す向きと、基準方向との差分から第2回転量を計算する。第2回転量は、基準方向からHMD1432がどれだけ回転したかを表す回転量(回転角)である。図19において、方向センサ1627が示す向きd2と基準方向との差分から第2回転量rq2が計算されている。図の例では、第2回転量rq2は、第1回転量rq1よりも小さい。   In step S1754, the virtual camera control module 1621 specifies the direction indicated by the direction sensor 1627 based on the detection information of the direction sensor 1627. The virtual camera control module 1621 calculates the second rotation amount from the difference between the direction indicated by the direction sensor 1627 and the reference direction. The second rotation amount is a rotation amount (rotation angle) indicating how much the HMD 1432 has rotated from the reference direction. In FIG. 19, the second rotation amount rq2 is calculated from the difference between the direction d2 indicated by the direction sensor 1627 and the reference direction. In the illustrated example, the second rotation amount rq2 is smaller than the first rotation amount rq1.

ステップS1755において、仮想カメラ制御モジュール1621は、第1回転量rq1と第2回転量rq2とに基づき、HMD1432の向きを推定する。この具体的な処理は後述する。   In step S1755, the virtual camera control module 1621 estimates the direction of the HMD 1432 based on the first rotation amount rq1 and the second rotation amount rq2. This specific process will be described later.

ステップS1756において、仮想カメラ制御モジュール1621は、推定したHMD1432の向きに基づき、仮想カメラ14の向きを制御する。すなわち、仮想カメラ14の向きを、推定したHMD1432の向きに合わせる。この後、仮想カメラ14の向きに応じて、視界領域15が設定され、視界領域15に対応する視界画像がモニタ1442に表示される。   In step S1756, the virtual camera control module 1621 controls the orientation of the virtual camera 14 based on the estimated orientation of the HMD 1432. That is, the orientation of the virtual camera 14 is matched with the estimated orientation of the HMD 1432. Thereafter, the view area 15 is set according to the orientation of the virtual camera 14, and a view image corresponding to the view area 15 is displayed on the monitor 1442.

ステップS1757において、仮想カメラ制御モジュール1621は、本処理を終了するかを判断する。終了しないと判断した場合は(NO)、ステップS1766に進む。   In step S1757, the virtual camera control module 1621 determines whether to end this process. If it is determined not to end (NO), the process proceeds to step S1766.

ステップS1766において、ユーザから仮想カメラ14の向きの再設定操作があったかを判断する。再設定操作がなければ(NO)、ステップS1752に戻る。この場合、ステップS1752で所定時間が経過したか判断する際の所定時間の起点は、一例として、直前にHMD1432の向きの推定を行った時点である。再設定操作があった場合は(YES)、ステップS1751に戻る。この場合、ステップS1751に続くステップS1752での所定時間の起点は、一例として、ステップS1751で再設定が行われた時点である。ただし、所定時間の起点はここで述べた以外にも任意の基準で決めた時点を用いることができる。   In step S1766, it is determined whether the user has performed an operation for resetting the orientation of virtual camera 14. If there is no resetting operation (NO), the process returns to step S1752. In this case, the starting point of the predetermined time when determining whether or not the predetermined time has passed in step S1752 is, for example, the time when the direction of the HMD 1432 is estimated immediately before. If there is a resetting operation (YES), the process returns to step S1751. In this case, the starting point of the predetermined time in step S1752 following step S1751 is, for example, the time when the resetting is performed in step S1751. However, the starting point of the predetermined time can be a point determined based on an arbitrary standard other than those described here.

ステップS1757で本処理を終了すると判断した場合は(YES)、本処理を終了する。例えば、ユーザ5がゲームを終了するためにコントローラ300に終了操作を行うと、コントローラ300が終了指示信号を出力する。この終了指示信号を仮想カメラ制御モジュール1621が受信、もしくはコントロールモジュール510を介して受信すると、本処理を終了する。   If it is determined in step S1757 that the process is to be terminated (YES), the process is terminated. For example, when the user 5 performs an end operation on the controller 300 in order to end the game, the controller 300 outputs an end instruction signal. When this end instruction signal is received by the virtual camera control module 1621 or via the control module 510, this processing is ended.

図20は、図17のステップS1755の詳細な処理の一例のフローチャートである。   FIG. 20 is a flowchart of an example of detailed processing in step S1755 of FIG.

ステップS2058において、第2回転量に基づき、第1回転量を補正(キャリブレーション)する。補正された第1回転量を、HMD1432が実際に回転した量の推定値(推定回転量)とする。   In step S2058, the first rotation amount is corrected (calibrated) based on the second rotation amount. The corrected first rotation amount is an estimated value (estimated rotation amount) of the amount that the HMD 1432 has actually rotated.

第1回転量の補正は、一例として、以下の関数で表現できる。rq1は、第1回転量、rq2は第2回転量、ERは、補正後の第1回転量(推定回転量)である。f0は、rq1、rq2を引数とする関数である。
ER=f0(rq1、rq2) 式(1)
The correction of the first rotation amount can be expressed by the following function as an example. rq1 is the first rotation amount, rq2 is the second rotation amount, and ER is the corrected first rotation amount (estimated rotation amount). f0 is a function that takes rq1 and rq2 as arguments.
ER = f0 (rq1, rq2) Formula (1)

関数の形は任意に定めることができる。関数は、ある局面において、第2回転量に一定の係数(例えば絶対値が1より小さい正または負の値)を乗じ、得られた乗算値を第1回転量に加算、または第1回転量から減算するものがある。   The form of the function can be determined arbitrarily. In one aspect, the function multiplies the second rotation amount by a constant coefficient (for example, a positive or negative value whose absolute value is smaller than 1), and adds the obtained multiplication value to the first rotation amount, or the first rotation amount There is something to subtract from.

別の局面において、第1回転量と第2回転量との差分に基づき、当該係数の値を変更してもよい。一例として、差分が大きいほど、係数の値を大きくまたは小さくする。   In another aspect, the value of the coefficient may be changed based on the difference between the first rotation amount and the second rotation amount. As an example, the larger the difference, the larger or smaller the coefficient value.

また、さらに別の局面において、第1回転量を第2回転量によって置換し、置換後の値を、補正後の第1回転量としてもよい。例えば第1回転量と第2回転量との差分の絶対値が閾値以上の場合に、第1回転量を第2回転量によって置換してもよい。差分の絶対値が大きくなることは、モーションセンサ190の検出性能が大きく低下している可能性があるためである。また、この方法は、方向センサ1627の検出性能が高いと想定される環境(例えば周辺磁場の大きさが低い場合、またはGPS信号の受信品質が高い場合など)で有効である。例えば、ある局面では、方向センサ1627が地磁気センサを含む場合に、地磁気センサで計測される磁場の大きさが閾値未満の場合に、第1回転量を第2回転量によって置換する。なお、磁気の大きさの測定は、磁気センサをセンサモジュール1626内に別途設け、当該磁気センサの検出信号に基づき行ってもよい。別の局面において、方向センサ1627がGPSコンパスの場合に、GPSコンパスで受信されるGPS信号の受信品質が閾値以上の場合に、第1回転量を第2回転量によって置換してもよい。受信品質としては、例えば、受信強度またはSNR(Signal to Noise Ratio)を用いることができる。   In still another aspect, the first rotation amount may be replaced with the second rotation amount, and the value after replacement may be the corrected first rotation amount. For example, when the absolute value of the difference between the first rotation amount and the second rotation amount is equal to or greater than a threshold value, the first rotation amount may be replaced with the second rotation amount. The absolute value of the difference is increased because the detection performance of the motion sensor 190 may be greatly deteriorated. Further, this method is effective in an environment where the detection performance of the direction sensor 1627 is assumed to be high (for example, when the magnitude of the surrounding magnetic field is low or the reception quality of the GPS signal is high). For example, in one aspect, when the direction sensor 1627 includes a geomagnetic sensor, the first rotation amount is replaced with the second rotation amount when the magnitude of the magnetic field measured by the geomagnetic sensor is less than a threshold value. Note that the measurement of the magnitude of magnetism may be performed based on a detection signal of the magnetic sensor provided separately in the sensor module 1626. In another aspect, when the direction sensor 1627 is a GPS compass, the first rotation amount may be replaced with the second rotation amount when the reception quality of a GPS signal received by the GPS compass is equal to or higher than a threshold value. As the reception quality, for example, reception intensity or SNR (Signal to Noise Ratio) can be used.

また、さらに別の局面において、第1回転量を補正せず、第1回転量の値をそのまま、推定回転量としてもよい。例えば第1回転量と第2回転量との差分の絶対値が閾値未満の場合に、このようにしてもよい。差分の絶対値が小さいことは、モーションセンサ190の検出性能が良いと考えられるためである。この場合に第2回転量による補正の演算を省くことで、処理負荷を軽減できる。また、この方法は、方向センサ1627の検出性能が低いと想定される環境(例えば周辺磁場の大きさが高い場合、またはGPS信号の受信品質が低い場合など)で有効である。例えば、ある局面において、方向センサ1627または別途設けた地磁気センサで計測される磁場の大きさが閾値以上の場合に、第1回転量の値を推定回転量とする。別の局面において、方向センサ1627(GPSコンパス)で受信されるGPS信号の受信品質が閾値未満の場合に、第1回転量の値をそのまま推定回転量とする。   In yet another aspect, the first rotation amount may not be corrected, and the value of the first rotation amount may be used as the estimated rotation amount. For example, this may be done when the absolute value of the difference between the first rotation amount and the second rotation amount is less than the threshold value. The absolute value of the difference is small because the detection performance of the motion sensor 190 is considered good. In this case, the processing load can be reduced by omitting the correction calculation based on the second rotation amount. In addition, this method is effective in an environment where the detection performance of the direction sensor 1627 is assumed to be low (for example, when the magnitude of the surrounding magnetic field is high or the reception quality of the GPS signal is low). For example, in one aspect, when the magnitude of the magnetic field measured by the direction sensor 1627 or a separately provided geomagnetic sensor is equal to or greater than a threshold value, the value of the first rotation amount is set as the estimated rotation amount. In another aspect, when the reception quality of the GPS signal received by the direction sensor 1627 (GPS compass) is less than the threshold value, the value of the first rotation amount is directly used as the estimated rotation amount.

第1回転量の補正は、第1回転量と、第2回転量と、補正後の第1回転量とを対応づけたテーブルを用いて行ってもよい。テーブルの例を図21に示す。図の値は、理解を容易にするための一例である。第1回転量rq1および第2回転量rq2の組に基づきテーブルにアクセスすることで、組に対応する補正後の第1回転量ERを求める。テーブルは、例えばメモリモジュール530またはユーザ情報1633に格納しておく。   The correction of the first rotation amount may be performed using a table in which the first rotation amount, the second rotation amount, and the corrected first rotation amount are associated with each other. An example of the table is shown in FIG. The values in the figure are an example for easy understanding. The corrected first rotation amount ER corresponding to the set is obtained by accessing the table based on the set of the first rotation amount rq1 and the second rotation amount rq2. The table is stored in the memory module 530 or the user information 1633, for example.

ステップS2059において、HMD1432が上述の基準方向から推定回転量だけ回転した場合のHMD1432の向きを推定する。具体的には、基準方向を示す値に推定回転量を加算した方向を求め、この方向をHMD1432の向きとする。   In step S2059, the direction of the HMD 1432 when the HMD 1432 is rotated by the estimated rotation amount from the reference direction is estimated. Specifically, a direction obtained by adding the estimated rotation amount to a value indicating the reference direction is obtained, and this direction is set as the direction of the HMD 1432.

図22に、第1回転量および第2回転量から推定回転量ERを計算し、計算した推定回転量ERからHMD1432の向きを特定する例を示す。第2回転量rq2に応じて第1回転量rq1を補正する。補正後の第1回転量を、推定回転量ERとして得る。そして、基準方向から推定回転量ERだけ回転した向きを、HMD1432の向きとして推定する。   FIG. 22 shows an example in which the estimated rotation amount ER is calculated from the first rotation amount and the second rotation amount, and the direction of the HMD 1432 is specified from the calculated estimated rotation amount ER. The first rotation amount rq1 is corrected according to the second rotation amount rq2. The corrected first rotation amount is obtained as the estimated rotation amount ER. Then, the direction rotated by the estimated rotation amount ER from the reference direction is estimated as the direction of the HMD 1432.

図23は、図17のステップS1755の処理の他の例のフローチャートである。図20のフローチャートに対して、ステップS2360、S2361、S2362が追加されている。   FIG. 23 is a flowchart of another example of the process of step S1755 of FIG. Steps S2360, S2361, and S2362 are added to the flowchart of FIG.

ステップS2360において、第1回転量と第2回転量の差分を計算する。   In step S2360, the difference between the first rotation amount and the second rotation amount is calculated.

図24に、第1回転量と第2回転量との差分を計算する例を示す。第1回転量rq1から第2回転量rq2を引くことで、これらの差分dqが計算される。   FIG. 24 shows an example of calculating the difference between the first rotation amount and the second rotation amount. The difference dq is calculated by subtracting the second rotation amount rq2 from the first rotation amount rq1.

ステップS2361において、第1回転量と第2回転量の差分の絶対値が閾値以上かを判断する。   In step S2361, it is determined whether the absolute value of the difference between the first rotation amount and the second rotation amount is greater than or equal to a threshold value.

差分の絶対値が閾値未満の場合(NO)、ステップS2362に進む。   If the absolute value of the difference is less than the threshold value (NO), the process proceeds to step S2362.

ステップS2362において、第1回転量を、HMD1432の推定回転量とする。すなわち、第1回転量を補正せず、第1回転量をそのまま、HMD1432の推定回転量とする。これは、差分の絶対値が閾値未満の場合は、モーションセンサ190の検出性能が高いと判断できるためである。この場合、第1回転量を補正する演算は不要になるため、コンピュータ200の処理負荷を軽減できる。ステップS2362の後、ステップS2059に進む。   In step S2362, the first rotation amount is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432. That is, the first rotation amount is not corrected, and the first rotation amount is used as it is as the estimated rotation amount of the HMD 1432. This is because it can be determined that the detection performance of the motion sensor 190 is high when the absolute value of the difference is less than the threshold. In this case, since the calculation for correcting the first rotation amount is not necessary, the processing load on the computer 200 can be reduced. After step S2362, the process proceeds to step S2059.

一方、差分の絶対値が閾値以上である場合(YES)、ステップS2058に進む。ステップS2058は、図20と同じである。すなわち、第2回転量に応じて、第1回転量を補正し、補正後の第1回転量を、HMD1432の推定回転量とする。このようにするのは、差分の絶対値が閾値以上の場合、モーションセンサ190の検出性能に問題がある可能性があると考えられるためである。ステップS2058の後、ステップS2059に進む。   On the other hand, if the absolute value of the difference is greater than or equal to the threshold (YES), the process proceeds to step S2058. Step S2058 is the same as FIG. That is, the first rotation amount is corrected according to the second rotation amount, and the corrected first rotation amount is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432. This is because it is considered that there may be a problem in the detection performance of the motion sensor 190 when the absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold value. After step S2058, the process proceeds to step S2059.

ステップS2059の処理は、図20と同じである。   The processing in step S2059 is the same as that in FIG.

図25は、図17のステップS1755の処理の他の例のフローチャートである。   FIG. 25 is a flowchart of another example of the process of step S1755 of FIG.

ステップS2566において、仮想カメラ制御モジュール1621は、第1回転量と第2回転量とに重みを設定する。第1回転量に設定する重みは第1重み、第2回転量に設定する重みは第2重みに対応する。第1重みおよび第2重みの設定方法として、HMD1432の回転速度(角速度)を用いる方法がある。HMD1432の回転速度が大きいほど、第1重みを小さく、および第2重みを大きくすることの少なくとも一方を行う。これは、ユーザ5の頭の回転の速度が急に大きくなった場合に、モーションセンサ190の検出性能(モーションセンサ190の信頼性)が低下する可能性を想定したものである。ユーザ5の頭の回転の速度が急に大きくなる場合の例として、ユーザ5の頭が急に動き出した場合がある。   In step S2566, the virtual camera control module 1621 sets weights for the first rotation amount and the second rotation amount. The weight set for the first rotation amount corresponds to the first weight, and the weight set for the second rotation amount corresponds to the second weight. As a method for setting the first weight and the second weight, there is a method using the rotational speed (angular speed) of the HMD 1432. As the rotation speed of the HMD 1432 increases, at least one of decreasing the first weight and increasing the second weight is performed. This assumes the possibility that the detection performance of the motion sensor 190 (reliability of the motion sensor 190) is lowered when the rotation speed of the head of the user 5 suddenly increases. As an example of a case where the rotation speed of the head of the user 5 suddenly increases, there is a case where the head of the user 5 suddenly starts moving.

ある局面において、HMD1432の回転速度rsを、第1重みをw1、第2重みをw2とすると、第1重みw1、および第2重みw2の計算式は、以下の式(2)および式(3)で表すことができる。
w1=f1(rs) 式(2)
w2=f2(rs) 式(3)
f1は、rsを引数とする単調減少関数である。f2は、rsを引数とする単調増加関数である。
In one aspect, assuming that the rotation speed rs of the HMD 1432 is w1 as the first weight and w2 as the second weight, the calculation formulas for the first weight w1 and the second weight w2 are as follows: ).
w1 = f1 (rs) Formula (2)
w2 = f2 (rs) Equation (3)
f1 is a monotone decreasing function with rs as an argument. f2 is a monotonically increasing function with rs as an argument.

別の局面において、関数の代わりに、テーブルを用いてもよい。この場合、rsと、w1およびw2の少なくとも一方と、を対応づけたテーブルを用意する。関数またはテーブルは、rsと、w1およびw2の少なくとも一方と、を互いに対応づけた情報の一例である。このような情報を用いる限り、関数またはテーブル以外の手段を用いてもよい。   In another aspect, a table may be used instead of a function. In this case, a table is prepared in which rs is associated with at least one of w1 and w2. The function or table is an example of information in which rs is associated with at least one of w1 and w2. As long as such information is used, means other than functions or tables may be used.

HMD1432の回転速度の代わりに、HMD1432の回転加速度を用いてもよい。回転加速度が大きいほど、第1重みを小さくする、および第2重みを大きくすることの少なくとも一方を行う。回転加速度の場合も、回転速度と同様に、回転加速度と、w1およびw2の少なくとも一方と、を対応づけた情報(関数またはテーブル等)を用いて、第1重みおよび第2重みを決定できる。   Instead of the rotational speed of the HMD 1432, the rotational acceleration of the HMD 1432 may be used. As the rotational acceleration increases, at least one of decreasing the first weight and increasing the second weight is performed. Also in the case of rotational acceleration, similarly to the rotational speed, the first weight and the second weight can be determined using information (function or table or the like) in which the rotational acceleration is associated with at least one of w1 and w2.

第1重みおよび第2重みの設定方法には、様々なバリエーションがあり、その他の例は後述する。   There are various variations in the setting method of the first weight and the second weight, and other examples will be described later.

ステップS2567において、仮想カメラ制御モジュール1621は、ステップS2566で設定した第1重みおよび第2重みに基づき、第1回転量および第2回転量の重み付け平均を計算する。計算した重み付け平均を、補正された第1回転量とする。そして、補正された第1回転量を、HMD1432の推定回転量とする。第1回転量をrq1、第2回転量をrq2、第1重みをw1、第2重みをw2とすると、推定回転量ERは以下の式(4)で表される。   In step S2567, the virtual camera control module 1621 calculates a weighted average of the first rotation amount and the second rotation amount based on the first weight and the second weight set in step S2566. The calculated weighted average is used as the corrected first rotation amount. Then, the corrected first rotation amount is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432. Assuming that the first rotation amount is rq1, the second rotation amount is rq2, the first weight is w1, and the second weight is w2, the estimated rotation amount ER is expressed by the following equation (4).

ER=(rq1×w1+rq2×w2)/(w1+w2) 式(4)   ER = (rq1 × w1 + rq2 × w2) / (w1 + w2) Formula (4)

上述のステップS2566で第1重みおよび第2重みを計算する際、第1重みおよび第2重みの合計が1になるように正規化してもよい。この場合、重み付け平均を計算することは、第1重みおよび第2重みによる、第1回転量および第2回転量の重み付け合計を計算することと同じである。   When calculating the first weight and the second weight in step S2566, normalization may be performed so that the sum of the first weight and the second weight becomes 1. In this case, calculating the weighted average is the same as calculating the weighted sum of the first rotation amount and the second rotation amount by the first weight and the second weight.

ステップS2059において、HMD1432が上述の基準方向から推定回転量だけ回転した場合のHMD1432の向きを推定する。基準方向を示す値に推定回転量(推定回転角度)を加算した方向を求め、この方向をHMD1432の向きとする。   In step S2059, the direction of the HMD 1432 when the HMD 1432 is rotated by the estimated rotation amount from the reference direction is estimated. A direction obtained by adding the estimated rotation amount (estimated rotation angle) to the value indicating the reference direction is obtained, and this direction is set as the direction of the HMD 1432.

図26は、仮想カメラ制御モジュール1621がHMD1432の向きを推定し、推定した向きに仮想カメラ14の向きを制御する処理の第2の例のフローチャートである。本処理において、第2回転量は、HMD1432の回転速度(角速度)が閾値以上の場合のみ計算する。   FIG. 26 is a flowchart of a second example of processing in which the virtual camera control module 1621 estimates the orientation of the HMD 1432 and controls the orientation of the virtual camera 14 to the estimated orientation. In this process, the second rotation amount is calculated only when the rotation speed (angular speed) of the HMD 1432 is equal to or greater than a threshold value.

ステップS1751〜S1753は図17と同じである。   Steps S1751-S1753 are the same as FIG.

ステップS2663において、仮想カメラ制御モジュール1621が、モーションセンサ190の検出情報に基づき、HMD1432の回転速度を計算する。   In step S2663, the virtual camera control module 1621 calculates the rotation speed of the HMD 1432 based on the detection information of the motion sensor 190.

回転速度は、ある局面では、直前の所定時間(図17のS1752参照)の間の平均速度である。別の局面では、所定時間内の任意の時点の速度(例えば所定時間の開始時または終了時の速度)である。   In one aspect, the rotation speed is an average speed during a predetermined time immediately before (see S1752 in FIG. 17). In another aspect, a speed at an arbitrary time within a predetermined time (for example, a speed at the start or end of the predetermined time).

ステップS2664において、計算した回転速度が所定値以上か否かを判断する。計算した回転速度が所定値未満の場合(NO)、ステップS2665に進む。   In step S2664, it is determined whether the calculated rotation speed is equal to or higher than a predetermined value. If the calculated rotation speed is less than the predetermined value (NO), the process proceeds to step S2665.

ステップS2665において、第1回転量に基づきHMD1432の向きを推定する。つまり第1回転量を補正せず、第1回転量の値をそのままHMD1432の推定回転量として、HMD1432の向きを計算する。これにより、方向センサ1627を用いないで、つまり、第2回転量を計算することなく、HMD1432の向きを推定する。回転速度が小さい場合は、モーションセンサ190の検出性能が高いことが想定されるため、第2回転量の計算を無くして、演算量を低減させる。ステップS2665の後、ステップS1756に進む。ステップS1756では、ステップS2665で推定されたHMD1432の向きに基づき、仮想カメラ14の向きを制御する。   In step S2665, the direction of the HMD 1432 is estimated based on the first rotation amount. That is, without correcting the first rotation amount, the value of the first rotation amount is directly used as the estimated rotation amount of the HMD 1432, and the direction of the HMD 1432 is calculated. Thus, the direction of the HMD 1432 is estimated without using the direction sensor 1627, that is, without calculating the second rotation amount. When the rotation speed is low, it is assumed that the detection performance of the motion sensor 190 is high, so the calculation amount is reduced by eliminating the calculation of the second rotation amount. After step S2665, the process proceeds to step S1756. In step S1756, the orientation of the virtual camera 14 is controlled based on the orientation of the HMD 1432 estimated in step S2665.

一方、回転速度が所定値以上の場合(YES)、ステップS1754に進む。以降の処理は図17のフローチャートと同じである。すなわち、第2回転量の計算(S1754)、第1回転量および第2回転量に基づくHMD1432の向きの推定(S1755)、および仮想カメラの向きの制御(S1756)を行う。よって、回転速度が所定値以上の場合のみ、第2回転量の計算、および差分の絶対値が閾値以上かの判断(図23のS2361)が行われることになる。   On the other hand, if the rotational speed is greater than or equal to the predetermined value (YES), the process proceeds to step S1754. The subsequent processing is the same as the flowchart of FIG. That is, the second rotation amount is calculated (S1754), the direction of the HMD 1432 is estimated based on the first rotation amount and the second rotation amount (S1755), and the virtual camera direction is controlled (S1756). Therefore, only when the rotation speed is equal to or higher than the predetermined value, the calculation of the second rotation amount and the determination whether the absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold value (S2361 in FIG. 23) are performed.

図26のステップS2663では回転速度を計算したが、HMD1432の回転の加速度(回転加速度または角加速度)を計算する構成も可能である。この場合、ステップS2664では、回転加速度が所定値以上かを判断する。回転加速度が所定値以上の場合にステップS1754に進み、所定値未満の場合に、ステップS2665に進む。   Although the rotation speed is calculated in step S2663 in FIG. 26, a configuration in which the rotation acceleration (rotation acceleration or angular acceleration) of the HMD 1432 is calculated is also possible. In this case, in step S2664, it is determined whether the rotational acceleration is equal to or greater than a predetermined value. If the rotational acceleration is greater than or equal to a predetermined value, the process proceeds to step S1754, and if it is less than the predetermined value, the process proceeds to step S2665.

回転加速度は、一例として、角加速度の微分により求めることができる。ある局面において、回転加速度は、直前の所定時間(図17のS1752参照)の間の平均加速度である。別の局面において、回転加速度は、所定時間内の任意の時点の加速度(例えば所定時間の開始時または終了時の加速度)である。   For example, the rotational acceleration can be obtained by differentiation of angular acceleration. In one aspect, the rotational acceleration is an average acceleration during the immediately preceding predetermined time (see S1752 in FIG. 17). In another aspect, the rotational acceleration is acceleration at an arbitrary time within a predetermined time (for example, acceleration at the start or end of the predetermined time).

これまで説明した処理では、方向センサ1627を1つのみ用いたが、複数の方向センサ1627を用いてもよい。例えば電子コンパスおよびGPSコンパスといった複数種類の方向センサ1627を用いる。使用する方向センサ1627の個数が増えても、これまで記載した処理を拡張して、HMD1432の向きを推定できる。例えば、図17のステップS1754において、n−1個の方向センサ1627について回転量(第2回転量〜第n回転量)を計算する。nは3以上の整数である。第2回転量は1番目の方向センサ1627から計算される回転量、第n回転量はn−1番目の方向センサ1627から計算される回転量である。   In the processing described so far, only one direction sensor 1627 is used, but a plurality of direction sensors 1627 may be used. For example, a plurality of types of direction sensors 1627 such as an electronic compass and a GPS compass are used. Even if the number of direction sensors 1627 to be used increases, the processing described so far can be extended to estimate the orientation of the HMD 1432. For example, in step S1754 of FIG. 17, the rotation amount (second rotation amount to n-th rotation amount) is calculated for n−1 direction sensors 1627. n is an integer of 3 or more. The second rotation amount is a rotation amount calculated from the first direction sensor 1627, and the n-th rotation amount is a rotation amount calculated from the (n-1) th direction sensor 1627.

そして、第1回転量〜第n回転量に基づき、HMD1432の向きを推定する。例えば、第2回転量〜第n回転量に基づき、第1回転量を補正し、補正後の第1回転量をHMD1432の推定回転量とする(図20のステップS2058参照)。また、別の例として、第1回転量〜第n回転量に重み(第1重み〜第n重み)を設定し、第1回転量〜第n回転量の重み付け平均を計算する(図25のS2566、S2567参照)。計算した重み付け平均の値を、補正後の第1回転量とする。そして、補正後の第1回転量を、HMD1432の推定回転量とみなす。   Then, the direction of the HMD 1432 is estimated based on the first to n-th rotation amounts. For example, the first rotation amount is corrected based on the second rotation amount to the n-th rotation amount, and the corrected first rotation amount is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432 (see step S2058 in FIG. 20). As another example, a weight (first weight to nth weight) is set for the first rotation amount to the nth rotation amount, and a weighted average of the first rotation amount to the nth rotation amount is calculated (FIG. 25). (See S2566 and S2567). The calculated weighted average value is used as the corrected first rotation amount. Then, the corrected first rotation amount is regarded as the estimated rotation amount of the HMD 1432.

図27は、仮想カメラ制御モジュール1621がHMD1432の向きを推定し、推定した向きに応じて仮想カメラ14の向きを制御する処理の第3の例のフローチャートである。   FIG. 27 is a flowchart of a third example of processing in which the virtual camera control module 1621 estimates the orientation of the HMD 1432 and controls the orientation of the virtual camera 14 according to the estimated orientation.

本処理では、複数の方向センサ1627を用いる場合に、複数の方向センサ1627から計算された複数の回転量のうち、検出性能が低い方向センサから得られた回転量(外れ値)を除外する。除外後に残った回転量と、モーションセンサから計算された回転量とを用いて、HMD1432の向きを推定する。これにより、HMD1432の向きをより高精度に推定できる。   In this process, when a plurality of direction sensors 1627 are used, a rotation amount (outlier) obtained from a direction sensor with low detection performance is excluded from a plurality of rotation amounts calculated from the plurality of direction sensors 1627. The direction of the HMD 1432 is estimated using the rotation amount remaining after the exclusion and the rotation amount calculated from the motion sensor. Thereby, the direction of the HMD 1432 can be estimated with higher accuracy.

ステップS1751〜S1753は図17と同じである。   Steps S1751-S1753 are the same as FIG.

ステップS2768において、複数の方向センサ1627を用いて、複数の回転量を計算する。ここでは、2番目の方向センサ〜n番目の方向センサのn−1個の方向センサ1627があるとし、2番目の方向センサ〜n番目の方向センサからそれぞれ第2回転量〜第n回転量を計算する。   In step S 2768, a plurality of rotation amounts are calculated using a plurality of direction sensors 1627. Here, assuming that there are n-1 direction sensors 1627 from the second direction sensor to the nth direction sensor, the second rotation amount to the nth rotation amount are respectively calculated from the second direction sensor to the nth direction sensor. calculate.

ステップS2769において、第2回転量〜第n回転量の中から外れ値を除外する。外れ値は、1つまたは複数存在し得る。また、外れ値が存在しない場合もあり得る。   In step S2769, outliers are excluded from the second rotation amount to the n-th rotation amount. There may be one or more outliers. There may also be no outliers.

ある局面において、第2回転量〜第n回転量の内、第1回転量と最も距離が近い所定個数の回転量を選択し、残りを外れ値とする。一例として、モーションセンサ190の回転量が31.10であり、2つの方向センサ(1番目の方向センサ、2番目の方向センサ)1627の回転量が30.13と25.40であるとする。所定個数は1とする。31.10に最も距離が近い値は30.13であるため、25.40(2番目の方向センサの回転量)を除外する。   In a certain aspect, a predetermined number of rotation amounts closest to the first rotation amount are selected from the second rotation amount to the n-th rotation amount, and the rest are set as outliers. As an example, the rotation amount of the motion sensor 190 is 31.10, and the rotation amounts of the two direction sensors (first direction sensor, second direction sensor) 1627 are 30.13 and 25.40. The predetermined number is 1. Since the value closest to 31.10 is 30.13, 25.40 (the rotation amount of the second direction sensor) is excluded.

別の局面において、統計分布を利用する方法や、クラスタリングを用いる方法などもある。前者の例として、正規分布を利用する方法がある。例えば、回転量の分布が正規分布に従うと仮定して、第2回転量〜第n回転量の分布を近似する正規分布を求める。求めた正規分布の上位の所定パーセント以上または下位の所定パーセント以下の範囲に属する回転量を、外れ値とする。後者の例として、k-means方などのアルゴリズムを用いる方法がある。この場合、複数の回転量を複数のクラスタに分割し、属する要素数(回転量数)の最も多いクラスタを選択する。選択されなかったクラスタに属する回転量(要素)を外れ値とする。ここで列挙した以外の方法で外れ値を検出してもよい。   In another aspect, there are a method using statistical distribution and a method using clustering. As an example of the former, there is a method using a normal distribution. For example, assuming that the distribution of the rotation amount follows a normal distribution, a normal distribution that approximates the distribution of the second rotation amount to the n-th rotation amount is obtained. A rotation amount that belongs to the range of the uppermost predetermined percentage or the lower predetermined percentage of the obtained normal distribution is set as an outlier. As an example of the latter, there is a method using an algorithm such as k-means. In this case, a plurality of rotation amounts are divided into a plurality of clusters, and a cluster having the largest number of elements (number of rotation amounts) belonging to is selected. A rotation amount (element) belonging to a cluster that has not been selected is set as an outlier. Outliers may be detected by methods other than those listed here.

ステップS2770において、第1回転量と、第2回転量〜第n回転量のうち外れ値を除外した後の回転量とに基づいて、HMD1432の向きを推定する。例えば、第2回転量〜第n回転量のうち外れ値を除外した後の回転量に基づき、第1回転量を補正し(図20のステップS2058参照)、補正後の第1回転量をHMD1432の推定回転量とする。また、別の例として、第1回転量と、除外後の回転量とにそれぞれ重みを設定し、重み付け平均を計算する(図25のS2566、S2567参照)。第1回転量を、計算した重み付け平均の値に置き換え、これを補正後の第1回転量とする。補正後の第1回転量を、HMD1432の推定回転量とする。   In step S2770, the direction of the HMD 1432 is estimated based on the first rotation amount and the rotation amount after removing the outlier from the second rotation amount to the n-th rotation amount. For example, the first rotation amount is corrected based on the rotation amount after the outlier is excluded from the second rotation amount to the n-th rotation amount (see step S2058 in FIG. 20), and the corrected first rotation amount is set as the HMD1432. Estimated rotation amount. As another example, weights are set for the first rotation amount and the rotation amount after exclusion, respectively, and a weighted average is calculated (see S2566 and S2567 in FIG. 25). The first rotation amount is replaced with the calculated weighted average value, and this is used as the corrected first rotation amount. The corrected first rotation amount is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432.

図27のステップS2769の処理の変形例として、モーションセンサ190から計算される第1回転量も含めた第1回転量〜第n回転量の中から外れ値を除外してもよい。ある局面では、第1回転量〜第n回転量のうち最も距離が近い所定個数の回転量を選択し、残りを外れ値とする。例えば、モーションセンサ190の回転量が31.10であり、2つの方向センサ1627の回転量が25.13と25.40であるとする。所定個数は2であるとする。このとき、最も距離が近い値は、2つの方向センサ1627の回転量である25.13と25.40であるため、モーションセンサ190の回転量である31.10を除外する。除外後に残った回転量の重み付け平均を計算し、第1回転量を、重み付け平均の値に置換し、これを補正後の第1回転量とする。そして、補正後の第1回転量を、HMD1432の推定回転量とする。   As a modification of the process of step S2769 in FIG. 27, outliers may be excluded from the first to n-th rotation amounts including the first rotation amount calculated from the motion sensor 190. In one aspect, a predetermined number of rotation amounts closest to each other are selected from the first rotation amount to the n-th rotation amount, and the remainder is set as an outlier. For example, the rotation amount of the motion sensor 190 is 31.10, and the rotation amounts of the two direction sensors 1627 are 25.13 and 25.40. Assume that the predetermined number is two. At this time, since the closest values are 25.13 and 25.40 which are the rotation amounts of the two direction sensors 1627, 31.10 which is the rotation amount of the motion sensor 190 is excluded. The weighted average of the rotation amount remaining after the exclusion is calculated, the first rotation amount is replaced with the weighted average value, and this is used as the corrected first rotation amount. Then, the corrected first rotation amount is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432.

また、方向センサが複数存在し、かつモーションセンサが複数存在する場合も同様の処理が可能である。例えば、複数の方向センサから計算される1つまたは複数の回転量と、複数のモーションセンサから計算される複数の回転量との中から、外れ値を除外する。   The same processing can be performed when there are a plurality of direction sensors and a plurality of motion sensors. For example, outliers are excluded from one or more rotation amounts calculated from a plurality of direction sensors and a plurality of rotation amounts calculated from a plurality of motion sensors.

以上、本発明の実施形態によれば、モーションセンサ190により計算した回転量(第1回転量)を、方向センサにより計算した回転量(第2回転量)で補正し、補正した第1回転量を用いて、HMD1432の向きを推定することで、HMD1432の向きを高精度に推定できる。これにより、仮想カメラ14の向きを、実際のHMD1432の向きに高精度に一致させることができる。モーションセンサ190のみを用いてHMD1432の向きを推定する場合、ユーザの頭が急に動いた場合など、推定精度が低下する問題がある。一方、方向センサのみを用いた場合、方向センサの機能が低下する環境では、正しく推定することができない。例えば電子コンパスでは周辺の磁場が大きい場合が、これに該当する。GPSコンパスではGPS信号の受信品質が悪い場合が、これに該当する。そこで、両センサを用いることで、モーションセンサ190および方向センサ1627のそれぞれの検出性能が低下するケースを互いに補完することで、HMD1432の向きをより正確に検出できる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the rotation amount (first rotation amount) calculated by the motion sensor 190 is corrected by the rotation amount (second rotation amount) calculated by the direction sensor, and the corrected first rotation amount is corrected. The direction of the HMD 1432 can be estimated with high accuracy by estimating the direction of the HMD 1432. Thereby, the direction of the virtual camera 14 can be matched with the actual direction of the HMD 1432 with high accuracy. When the direction of the HMD 1432 is estimated using only the motion sensor 190, there is a problem that the estimation accuracy is lowered, for example, when the user's head suddenly moves. On the other hand, when only the direction sensor is used, it cannot be correctly estimated in an environment where the function of the direction sensor is deteriorated. For example, in the case of an electronic compass, the surrounding magnetic field is large. The GPS compass corresponds to a case where the reception quality of the GPS signal is poor. Therefore, by using both sensors, the directions of the HMD 1432 can be detected more accurately by complementing the cases in which the detection performance of the motion sensor 190 and the direction sensor 1627 decreases.

前述したように、HMDの向きと仮想カメラの向きとにずれが生じた場合に、ずれを解消する方法として、コントローラ操作で、仮想カメラの正面方向を再設定する方法がある。しかしながら、ゲーム中に、再設定操作を行うのは煩雑である。これに対して、本実施形態によれば、HMDの向きを高精度に推定できるため、再設定操作を行う機会を無くすまたは低減できる。また、上記のずれを解消する別の方法として、仮想カメラの向きが正面方向となるように、ユーザ5が自分(HMD)の体の向きを、仮想カメラの向きに合わせて調整する方法がある。この方法は、前述したように、ユーザが立っている場合や、回転椅子に座っている場合には容易に実行できるが、非回転椅子やソファーに座っている場合は困難である。これに対して、本実施形態によれば、HMDの向きを高精度に推定できるため、このような動作の必要はなくなる、もしくは動きの量を最小限に抑えることができる。よって、ユーザは快適にゲームをプレイできる。これにより、ユーザの仮想体験の質を向上させることができる。   As described above, when a deviation occurs between the HMD direction and the virtual camera direction, there is a method of resetting the front direction of the virtual camera by a controller operation as a method of eliminating the deviation. However, it is complicated to perform the resetting operation during the game. On the other hand, according to the present embodiment, since the direction of the HMD can be estimated with high accuracy, the opportunity for performing the resetting operation can be eliminated or reduced. As another method for eliminating the above-described deviation, there is a method in which the user 5 adjusts the body orientation of the user (HMD) according to the orientation of the virtual camera so that the orientation of the virtual camera is the front direction. . As described above, this method can be easily executed when the user is standing or sitting on a rotating chair, but is difficult when sitting on a non-rotating chair or sofa. On the other hand, according to this embodiment, since the direction of the HMD can be estimated with high accuracy, such an operation is not necessary, or the amount of motion can be minimized. Therefore, the user can play the game comfortably. Thereby, the quality of a user's virtual experience can be improved.

(変形例1)
以下、図25のフローチャートのステップS2566における第1重みおよび第2重みの設定方法のバリエーションについて説明する。
(Modification 1)
Hereinafter, a variation of the first weight and second weight setting method in step S2566 of the flowchart of FIG. 25 will be described.

[バリエーション1]
第1重みおよび第2重みを、予め定めた値に設定する。この場合において、第1重みおよび第2重みは同じ値でも、異なる値でもよい。異なる値にする場合、第1重みが第2重みより大きくても、第2重みが第1重みより大きくてもよい。例えば、第1重みを第2重みより大きくする場合、第1重みを0.7、第2重みを0.3とする。これらの数値は例示であり、第1重みおよび第2重みの値は、これらに限定されるものではない。
[Variation 1]
The first weight and the second weight are set to predetermined values. In this case, the first weight and the second weight may be the same value or different values. In the case of different values, the first weight may be greater than the second weight or the second weight may be greater than the first weight. For example, when the first weight is larger than the second weight, the first weight is 0.7 and the second weight is 0.3. These numerical values are examples, and the values of the first weight and the second weight are not limited to these.

[バリエーション2]
第1回転量と第2回転量との差分を計算し、差分の絶対値に基づき、第1重みおよび第2重みを設定する。ある局面において、差分の絶対値が大きいほど、第1重みを小さく、第2重みを大きくすることの少なくとも一方を行う。これを実現する方法として、差分の絶対値と、第1重みの値と、第2重みの値とを対応づけたテーブルを、図28に示すように、用意しておく。差分の絶対値をAS、第1重みをw1、第2重みをw2と表している。AS_k、AS_k+1、AS_k+2は、ASの値の例である。テーブルの下側に行くほど、ASの値が大きい。第1重みおよび第2重みの値は理解を容易にするための一例である。ASに基づきテーブルにアクセスし、ASに対応するw1およびw2を求める。ある局面において、差分の絶対値を閾値と比較し、差分の絶対値が以上のときに、第1重みをゼロとしてもよい。
[Variation 2]
The difference between the first rotation amount and the second rotation amount is calculated, and the first weight and the second weight are set based on the absolute value of the difference. In one aspect, as the absolute value of the difference is larger, at least one of decreasing the first weight and increasing the second weight is performed. As a method for realizing this, as shown in FIG. 28, a table associating the absolute value of the difference, the first weight value, and the second weight value is prepared. The absolute value of the difference is AS, the first weight is w1, and the second weight is w2. AS_k, AS_k + 1, and AS_k + 2 are examples of AS values. The lower the table, the greater the AS value. The values of the first weight and the second weight are an example for facilitating understanding. The table is accessed based on AS, and w1 and w2 corresponding to AS are obtained. In one aspect, the absolute value of the difference is compared with a threshold value, and the first weight may be set to zero when the absolute value of the difference is as described above.

本バリエーション2は、方向センサ1627の検出性能が高いと想定される環境(例えば周辺磁場の大きさが低い場合、またはGPS信号の受信品質が高い場合など)で有効である。このような環境において、第1回転量および第2回転量の差分の絶対値が大きくなることは、モーションセンサ190の検出性能が大きく低下している可能性があるためである。ある局面では、方向センサ1627または別途設けた地磁気センサで計測される磁場の大きさが閾値未満の場合に、本バリエーション2による重み設定を行う。また、別の局面では、方向センサ1627がGPSコンパスであり、GPSコンパスで受信されるGPS信号の受信品質が閾値以上の場合に、本バリエーション2による重み設定を行う。受信品質として、例えば受信強度またはSNR(Signal to Noise Ratio)を用いることができる。   This variation 2 is effective in an environment where the detection performance of the direction sensor 1627 is assumed to be high (for example, when the size of the surrounding magnetic field is low or the reception quality of the GPS signal is high). In such an environment, the absolute value of the difference between the first rotation amount and the second rotation amount is large because the detection performance of the motion sensor 190 may be greatly deteriorated. In a certain aspect, when the magnitude of the magnetic field measured by the direction sensor 1627 or a separately provided geomagnetic sensor is less than the threshold value, the weight setting according to the variation 2 is performed. In another aspect, when the direction sensor 1627 is a GPS compass and the reception quality of a GPS signal received by the GPS compass is equal to or higher than a threshold value, the weight setting according to the variation 2 is performed. As the reception quality, for example, reception intensity or SNR (Signal to Noise Ratio) can be used.

[バリエーション3]
バリエーション2とは逆に、差分の絶対値が大きいほど、第1重みを大きく、および第2重みを小さくすることの少なくとも一方を行う。ある局面において、差分の絶対値を閾値と比較し、差分の絶対値が閾値以上のときに、第2重みをゼロとしてもよい。この場合、方向センサ1627を用いないで、HMD1432の向きを推定することになる。
[Variation 3]
Contrary to variation 2, at least one of increasing the first weight and decreasing the second weight is performed as the absolute value of the difference increases. In one aspect, the absolute value of the difference is compared with a threshold value, and the second weight may be set to zero when the absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold value. In this case, the direction of the HMD 1432 is estimated without using the direction sensor 1627.

本バリエーション3は、方向センサ1627の検出性能が低い可能性がある環境(例えば周辺磁場の大きさが高い場合、またはGPS信号の受信品質が低い場合など)において有効である。このような環境において差分の絶対値が大きくなることは、方向センサ1627の検出性能が大きく低下している可能性があるためである。仮想カメラ制御モジュール1621は、例えば、磁場の大きさが閾値以上の場合、またはGPS信号の受信品質が閾値未満の場合に、本バリエーション3による重み設定を行ってもよい。   This variation 3 is effective in an environment where the detection performance of the direction sensor 1627 may be low (for example, when the magnitude of the surrounding magnetic field is high or the reception quality of the GPS signal is low). The increase in the absolute value of the difference in such an environment is because the detection performance of the direction sensor 1627 may be greatly deteriorated. For example, the virtual camera control module 1621 may perform weight setting according to the variation 3 when the magnitude of the magnetic field is equal to or greater than the threshold value or when the reception quality of the GPS signal is less than the threshold value.

[バリエーション4]
HMD1432の回転速度が第1の所定値未満の場合に、第2重みをゼロにしてもよい。第1の重みは、予め定めた値(例えば1)に設定する。これは、回転速度が小さい場合、モーションセンサ190の検出性能が高いと想定されるためである。第2重みをゼロにすることは、方向センサを用いないで、HMD1432の向きを推定することを意味する。また、別の局面において、回転速度が第2の所定値以上の場合に、第1重みをゼロにしてもよい。第2の重みは、予め定めた値(例えば1)に設定する。これは、回転速度が大きい場合、モーションセンサ190の検出性能が低い可能性があるためである。第1重みをゼロにすることは、モーションセンサを用いずに、HMD1432の向きを推定することを意味する。
[Variation 4]
When the rotation speed of the HMD 1432 is less than the first predetermined value, the second weight may be set to zero. The first weight is set to a predetermined value (for example, 1). This is because it is assumed that the detection performance of the motion sensor 190 is high when the rotation speed is low. Setting the second weight to zero means estimating the direction of the HMD 1432 without using a direction sensor. In another aspect, the first weight may be set to zero when the rotation speed is equal to or higher than the second predetermined value. The second weight is set to a predetermined value (for example, 1). This is because the detection performance of the motion sensor 190 may be low when the rotation speed is high. Setting the first weight to zero means estimating the direction of the HMD 1432 without using a motion sensor.

同様に、HMD1432の加速度が第3の所定値未満の場合に、第2重みをゼロにしてもよい。第1の重みは、予め定めた値(例えば1)に設定する。これは、加速度が小さい場合(加速度がゼロの場合も含む)、モーションセンサ190の検出性能が高と想定されるためである。また、別の局面において、加速度が第4の所定値以上の場合に、第1重みをゼロにしてもよい。第2の重みは、予め定めた値(例えば1)に設定する。これは、加速度が大きい場合は、モーションセンサ190の検出性能が低い可能性があるためである。   Similarly, the second weight may be set to zero when the acceleration of the HMD 1432 is less than the third predetermined value. The first weight is set to a predetermined value (for example, 1). This is because when the acceleration is small (including the case where the acceleration is zero), the detection performance of the motion sensor 190 is assumed to be high. In another aspect, the first weight may be zero when the acceleration is equal to or greater than a fourth predetermined value. The second weight is set to a predetermined value (for example, 1). This is because the detection performance of the motion sensor 190 may be low when the acceleration is large.

バリエーション1〜4以外の方法で第1重みおよび第2重みを決定することも排除されない。また、バリエーション1〜4の方法、および図25のステップS2566で説明した方法を任意に組み合わせ、条件分岐によって実行する方法を切り換えてもよい。例えば周辺磁場の大きさが低い場合には、バリエーション2の方法を実行し、周辺磁場の大きさが高い場合には、バリエーション1の方法を実行する。その他にも任意の組み合わせおよび条件分岐が可能である。   It is not excluded to determine the first weight and the second weight by a method other than variations 1 to 4. Further, the method of variations 1 to 4 and the method described in step S2566 of FIG. 25 may be arbitrarily combined, and the method to be executed by conditional branching may be switched. For example, when the size of the peripheral magnetic field is low, the method of variation 2 is executed, and when the size of the peripheral magnetic field is high, the method of variation 1 is executed. Other arbitrary combinations and conditional branches are possible.

(変形例2)
図20のステップS2058では第2回転量に応じて第1回転量を補正したが、第1回転量に応じて、第2回転量を補正してもよい。この場合、補正された第2回転量を、HMD1432の推定回転量とする。第2回転量の補正は、第1回転量の補正と同様の方法で行うことができる。
(Modification 2)
In step S2058 of FIG. 20, the first rotation amount is corrected according to the second rotation amount. However, the second rotation amount may be corrected according to the first rotation amount. In this case, the corrected second rotation amount is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432. The correction of the second rotation amount can be performed by the same method as the correction of the first rotation amount.

(変形例3)
図29は、仮想カメラ制御モジュール1621がHMD1432の向きを推定し、推定した向きに応じて仮想カメラ14の向きを制御する処理の第4の例のフローチャートである。
(Modification 3)
FIG. 29 is a flowchart of a fourth example of processing in which the virtual camera control module 1621 estimates the orientation of the HMD 1432 and controls the orientation of the virtual camera 14 according to the estimated orientation.

ステップS1751〜S1753、S1756、S1757、S1766は図17と同じである。   Steps S1751-S1753, S1756, S1757, and S1766 are the same as those in FIG.

ステップS2971において、方向センサ1627の検出情報に基づき、方向センサ1627が示す向き(第2向き)を特定する。この向きは、ステップS1752で所定時間が経過したと判断された時点の方向センサ1627が示す向きである。この向きは、図19の方向d2に対応する。   In step S2971, the direction (second direction) indicated by the direction sensor 1627 is specified based on the detection information of the direction sensor 1627. This direction is the direction indicated by the direction sensor 1627 when it is determined in step S1752 that the predetermined time has elapsed. This direction corresponds to the direction d2 in FIG.

ステップS2972において、HMD1432が基準方向から第1回転量だけ回転した場合の向き(第1向き)を計算する。この向きは、例えば、基準方向を示す値に、第1回転量(回転角)を加算することで計算される。この向きは、図19の方向d1に対応する。   In step S2972, the direction (first direction) when the HMD 1432 rotates by the first rotation amount from the reference direction is calculated. This direction is calculated, for example, by adding the first rotation amount (rotation angle) to a value indicating the reference direction. This direction corresponds to the direction d1 in FIG.

ステップS2973において、第1向きと、第2向きとに基づき、HMD1432の向きを推定する。推定した向きは、図22の方向EDに対応する。   In step S2973, the direction of the HMD 1432 is estimated based on the first direction and the second direction. The estimated direction corresponds to the direction ED in FIG.

図30は、図29のステップS2973の処理の例のフローチャートを示す。   FIG. 30 shows a flowchart of an example of the process of step S2973 of FIG.

ステップS3074において、第2向きに基づき、第1向きを補正(キャリブレーション)する。ある局面において、第2向きに一定の係数(例えば絶対値が1より小さい正または負の値)を乗じ、得られた乗算値を第1向きに加算、または第1向きから減算する。これにより、第1向きを補正する。第1向きと第2向きとの差分に基づき、当該係数の値を変更してもよい。一例として、差分が大きいほど、係数の値を大きくまたは小さくする。具体的な構成として、差分と係数の値とを対応づけた情報(テーブルまたは関数等)を用いてもよい。   In step S3074, the first direction is corrected (calibrated) based on the second direction. In one aspect, a constant coefficient (for example, a positive or negative value whose absolute value is smaller than 1) is multiplied in the second direction, and the obtained multiplication value is added in the first direction or subtracted from the first direction. Thereby, the first direction is corrected. The value of the coefficient may be changed based on the difference between the first direction and the second direction. As an example, the larger the difference, the larger or smaller the coefficient value. As a specific configuration, information (table or function or the like) in which the difference is associated with the coefficient value may be used.

ステップS3075において、補正された第1向きを、HMD1432の向きと決定する。   In step S3075, the corrected first direction is determined as the direction of the HMD 1432.

図30のステップS3074の処理の変形例として、第1向きに基づき、第2向きを補正してもよい。ある局面において、第1向きに一定の係数(例えば絶対値が1より小さい正または負の値)を乗じ、得られた乗算値を第2向きに加算、または第2向きから減算する。これにより、第2向きを補正する。ステップS3075において、補正された第2向きを、HMD1432の向きとする。別の局面において、第1向きと第2向きとの差分に基づき、係数の値を変更してもよい。一例として、差分が大きいほど、係数の値を大きくまたは小さくする。具体的な構成として、差分と係数の値とを対応づけた情報(テーブルまたは関数等)を用いてもよい。   As a modification of the process of step S3074 in FIG. 30, the second direction may be corrected based on the first direction. In one aspect, a certain coefficient (for example, a positive or negative value whose absolute value is smaller than 1) is multiplied in the first direction, and the obtained multiplication value is added in the second direction or subtracted from the second direction. Thereby, the second direction is corrected. In step S3075, the corrected second direction is set as the direction of the HMD 1432. In another aspect, the value of the coefficient may be changed based on the difference between the first direction and the second direction. As an example, the larger the difference, the larger or smaller the coefficient value. As a specific configuration, information (table or function or the like) in which the difference is associated with the coefficient value may be used.

図31に、図29のステップS2973の処理の他の例のフローチャートを示す。本処理では第1向きおよび第2向きの重み付け平均を計算することで、HMD1432の向きを推定する。   FIG. 31 shows a flowchart of another example of the process of step S2973 in FIG. In this process, the direction of the HMD 1432 is estimated by calculating a weighted average of the first direction and the second direction.

ステップS3176において、第1向きと第2向きとにそれぞれ重みを設定する。第1向きに設定する重みは第1重み、第2向きに設定する重みは第2重みに対応する。前述した図25のステップS2566の説明およびその各バリエーションの説明において、第1回転量を第1向き、第2回転量を第2向きに読み変えることで、同様の設定方法が実施可能である。   In step S3176, weights are set for the first direction and the second direction, respectively. The weight set in the first direction corresponds to the first weight, and the weight set in the second direction corresponds to the second weight. In the description of step S2566 in FIG. 25 and the description of each variation thereof, the same setting method can be implemented by changing the first rotation amount to the first direction and the second rotation amount to the second direction.

ステップS3177において、ステップS3176で設定された第1重みおよび第2重みに基づき、第1向きおよび第2向きの重み付け平均を計算する。計算された重み付け平均の値を、補正後の第1向きとする。補正後の第1向きCd1は、第1向きをd1、第2向きをd2、第1重みをw1、第2重みをw2とすると、以下の式5で表される。   In step S3177, weighted averages in the first direction and the second direction are calculated based on the first weight and the second weight set in step S3176. The calculated weighted average value is the first direction after correction. The corrected first direction Cd1 is expressed by Equation 5 below, where d1 is the first direction, d2 is the second direction, w1 is the first weight, and w2 is the second weight.

Cd1=(d1×w1+d2×w2)/(w1+w2) 式(5)   Cd1 = (d1 × w1 + d2 × w2) / (w1 + w2) Formula (5)

ステップS3176で第1重みおよび第2重みを計算する際、第1重みおよび第2重みの合計が1になるように、第1重みおよび第2重みを正規化してもよい。   When calculating the first weight and the second weight in step S3176, the first weight and the second weight may be normalized so that the sum of the first weight and the second weight is 1.

ステップS3075において、補正後の第1向きを、HMD1432の向き(ED)と推定する。   In step S3075, the corrected first direction is estimated as the direction (ED) of the HMD 1432.

(変形例4)
図29のフローチャートの処理では、図17のフローチャートの処理における第1回転量および第2回転量の代わりに、第1向きおよび第2向きを用いた。同様の変更が、図26のフローチャート(回転速度が閾値以上の場合は第1回転量のみからHMDの向きを推定)、および図27のフローチャート(外れ値を除外してHMDの向きを推定)の処理に対しても適用可能である。以下、それぞれの場合の処理を説明する。
(Modification 4)
In the process of the flowchart of FIG. 29, the first direction and the second direction are used instead of the first rotation amount and the second rotation amount in the process of the flowchart of FIG. Similar changes are made in the flowchart of FIG. 26 (when the rotation speed is equal to or higher than the threshold, the direction of the HMD is estimated only from the first rotation amount) and the flowchart of FIG. 27 (the HMD direction is estimated by excluding outliers). It can also be applied to processing. Hereinafter, processing in each case will be described.

図32は、仮想カメラ制御モジュール1621がHMD1432の向きを推定し、推定した向きに応じて仮想カメラ14の向きを制御する処理の第5の例のフローチャートである。   FIG. 32 is a flowchart of a fifth example of processing in which the virtual camera control module 1621 estimates the orientation of the HMD 1432 and controls the orientation of the virtual camera 14 according to the estimated orientation.

ステップS1751〜S1753、S2663〜S2665、およびステップS2664がNOの場合の処理は、図26と同じである。ステップS2664がYESの場合(回転速度が閾値以上の場合)、ステップS2971に進む。ステップS2971において、方向センサ1627によりHMD1432の向き(第2向き)を特定する。   The processing when steps S1751 to S1753, S2663 to S2665, and step S2664 are NO is the same as FIG. When step S2664 is YES (when the rotation speed is equal to or higher than the threshold value), the process proceeds to step S2971. In step S2971, the direction sensor 1627 identifies the direction of the HMD 1432 (second direction).

ステップS2972において、第1回転量に基づきHMDの向き(第1向き)を計算する。   In step S2972, the HMD direction (first direction) is calculated based on the first rotation amount.

ステップS2973において、第1向きおよび第2向きに基づき、HMDの向きを推定する(この処理の詳細は図30または図31参照)。ステップS1756において、推定したHMD1432の向きに基づき、仮想カメラ14の向きを制御する。   In step S2973, the direction of the HMD is estimated based on the first direction and the second direction (refer to FIG. 30 or FIG. 31 for details of this process). In step S1756, the orientation of the virtual camera 14 is controlled based on the estimated orientation of the HMD 1432.

図33は、仮想カメラ制御モジュール1621がHMD1432の向きを推定し、推定した向きに応じて仮想カメラ14の向きを制御する処理のする処理の第6の例のフローチャートである。   FIG. 33 is a flowchart of a sixth example of processing in which the virtual camera control module 1621 estimates the orientation of the HMD 1432 and controls the orientation of the virtual camera 14 according to the estimated orientation.

ステップS1751〜S1753、S1766は図27と同じである。   Steps S1751-S1753, S1766 are the same as those in FIG.

ステップS2972において、HMD1432が基準方向から第1回転量だけ回転した場合の向き(第1向き)を計算する。   In step S2972, the direction (first direction) when the HMD 1432 rotates by the first rotation amount from the reference direction is calculated.

ステップS3378において、複数の方向センサ1627の検出情報に基づき、これらの方向センサ1627が示す向きを特定する。ここでは、n−1個の方向センサ1627があるとし、2番目の方向センサ〜n番目の方向センサが示す向き(第2向き〜第n向き)を特定する。   In step S3378, the direction indicated by these direction sensors 1627 is specified based on the detection information of the plurality of direction sensors 1627. Here, assuming that there are n−1 direction sensors 1627, the directions (second direction to n-th direction) indicated by the second direction sensor to the n-th direction sensor are specified.

ステップS3379において、第2向き〜第n向きの中から外れ値を除外する。外れ値の検出は、図27で説明したのと同様の方法を用いることができる。   In step S3379, outliers are excluded from the second direction to the nth direction. The detection of outliers can use the same method as described in FIG.

ステップS3380において、第1向きと、第2向き〜第n向きのうち外れ値を除外後の向きとに基づいて、HMD1432の向きを推定する。例えば、第2向き〜第n向きのうち外れ値を除外した後の向きに基づき、第1向きを補正し、補正後の第1向きをHMD1432の向きとする。また、別の例として、第1向きと、除外後の向きとにそれぞれ重みを設定し、設定した重みに基づき、重み付け平均を計算する。計算した重み付け平均の値を、補正後の第1向きとする。そして、補正後の第1向きを、HMD1432の向きと推定する。ステップS1756において、推定したHMD1432の向きに基づき、仮想カメラ14の向きを制御する。   In step S3380, the direction of HMD 1432 is estimated based on the first direction and the direction after outliers are excluded from the second direction to the nth direction. For example, the first direction is corrected based on the second direction to the nth direction after outliers are excluded, and the corrected first direction is set as the direction of the HMD 1432. As another example, weights are set for the first direction and the direction after exclusion, and a weighted average is calculated based on the set weights. The calculated weighted average value is the first direction after correction. Then, the corrected first direction is estimated as the direction of the HMD 1432. In step S1756, the orientation of the virtual camera 14 is controlled based on the estimated orientation of the HMD 1432.

(変形例5)
上述した図14〜図33の実施形態の説明では、HMD432の向きを推定するためにモーションセンサ190を用いることを前提としていた。本変形例では、モーションセンサ190を用いずに、複数の方向センサ1627を用いて、HMD432の向きを推定する。ある局面において、複数の方向センサ1627からそれぞれHMD1432の回転量を計算する。計算した回転量のうちの1つを、他の回転量によって補正する。または、これらの回転量に重みを設定し、重み付け平均を計算する。補正後の回転量または重み付け平均を、HMD1432の推定回転量とする。補正の方法および重み付け平均の方法は、前述した方法と同様である。
(Modification 5)
In the description of the embodiment of FIGS. 14 to 33 described above, it is assumed that the motion sensor 190 is used to estimate the orientation of the HMD 432. In this modification, the direction of the HMD 432 is estimated using the plurality of direction sensors 1627 without using the motion sensor 190. In one aspect, the rotation amount of the HMD 1432 is calculated from each of the plurality of direction sensors 1627. One of the calculated rotation amounts is corrected by another rotation amount. Alternatively, weights are set for these rotation amounts, and a weighted average is calculated. The corrected rotation amount or weighted average is set as the estimated rotation amount of the HMD 1432. The correction method and the weighted average method are the same as those described above.

別の局面において、複数の方向センサ1627からそれぞれHMD1432の向きを特定する。計算した向きのうちの1つを、他の向きによって補正する。または、これらの向きに重みを設定し、重み付け平均を計算する。補正後の向きまたは重み付け平均を、HMD1432の向きとする。   In another aspect, the direction of the HMD 1432 is specified from each of the plurality of direction sensors 1627. One of the calculated orientations is corrected by the other orientation. Alternatively, weights are set in these directions, and a weighted average is calculated. The corrected direction or the weighted average is set as the direction of the HMD 1432.

上記実施形態においては、HMDによってユーザが没入する仮想空間(VR空間)を例示して説明したが、HMDとして、透過型のHMDを採用してもよい。この場合、透過型のHMDを介してユーザが視認する現実空間に仮想空間を構成する画像の一部を合成した視界画像を出力することにより、拡張現実(AR:Augmented Reality)空間または複合現実(MR:Mixed Reality)空間における仮想体験をユーザに提供してもよい。この場合、操作オブジェクトに代えて、ユーザの手の動きに基づいて、仮想空間内における対象オブジェクトへの作用を生じさせてもよい。具体的には、プロセッサは、現実空間におけるユーザの手の位置の座標情報を特定するとともに、仮想空間内における対象オブジェクトの位置を現実空間における座標情報との関係で定義してもよい。これにより、プロセッサは、現実空間におけるユーザの手と仮想空間における対象オブジェクトとの位置関係を把握し、ユーザの手と対象オブジェクトとの間で上述したコリジョン制御等に対応する処理を実行可能となる。その結果、ユーザの手の動きに基づいて対象オブジェクトに作用を与えることが可能となる。   In the embodiment described above, the virtual space (VR space) in which the user is immersed by the HMD has been described as an example. However, a transmissive HMD may be adopted as the HMD. In this case, an augmented reality (AR) space or a mixed reality (AR) space or a mixed reality (AR) is output by outputting a view field image obtained by synthesizing a part of an image constituting a virtual space to a real space visually recognized by a user via a transmissive HMD. A virtual experience in an MR (Mixed Reality) space may be provided to the user. In this case, instead of the operation object, an action on the target object in the virtual space may be generated based on the movement of the user's hand. Specifically, the processor may specify the coordinate information of the position of the user's hand in the real space and define the position of the target object in the virtual space in relation to the coordinate information in the real space. As a result, the processor can grasp the positional relationship between the user's hand in the real space and the target object in the virtual space, and can execute processing corresponding to the above-described collision control and the like between the user's hand and the target object. . As a result, it is possible to act on the target object based on the movement of the user's hand.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成要素を種々に具体化できる。また、上記実施形態における各構成要素を適宜、拡張し、変更し、削除し、または組み合わせて、本発明を形成することも可能である。また、別の構成要素を新たに追加して、本発明を形成することも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various constituent elements of the present invention can be embodied. In addition, the present invention can be formed by appropriately expanding, changing, deleting, or combining each component in the above embodiment. It is also possible to add another component to form the present invention.

以下に、本願明細書に開示された主題を付記する。   The subject matter disclosed in the present specification will be added below.

[項目1]
ヘッドマウントデバイスを装着したユーザに仮想体験を提供するためにコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記仮想体験を提供するための仮想空間を規定するステップと、
前記仮想空間に仮想カメラを設定するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの動きを検出する第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第1回転量を計算するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第2センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第2回転量を計算するステップと、
前記第2回転量に応じて、前記第1回転量を補正するステップと、
前記補正された第1回転量に基づいて、前記仮想カメラの向きを制御するステップと
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
第1センサのみならず、第2センサを用いてヘッドマウントデバイスの向きを推定することで、第1センサのみを用いた推定に比べて、ヘッドマウントデバイスの向きを高精度に推定できる。これにより、仮想カメラの向きをヘッドマウントデバイスの向きに高精度に合わせることができるため、ユーザに提供される仮想体験の質を向上できる。
[Item 1]
A computer program for causing a computer to execute a virtual experience for a user wearing a head-mounted device,
Defining a virtual space for providing the virtual experience;
Setting a virtual camera in the virtual space;
Calculating a first rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a first sensor provided in the head mount device and detecting a movement of the head mount device;
Calculating a second rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a second sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device;
Correcting the first rotation amount according to the second rotation amount;
A computer program for causing a computer to execute the step of controlling the orientation of the virtual camera based on the corrected first rotation amount.
By estimating the orientation of the head mounted device using not only the first sensor but also the second sensor, it is possible to estimate the orientation of the head mounted device with higher accuracy than in the estimation using only the first sensor. Thereby, since the direction of the virtual camera can be matched with the direction of the head mounted device with high accuracy, the quality of the virtual experience provided to the user can be improved.

[項目2]
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第1回転量と前記第2回転量との差分に基づき、前記第1回転量を補正する
項目1に記載のコンピュータプログラム。
[Item 2]
The computer program according to item 1, wherein in the step of correcting the first rotation amount, the first rotation amount is corrected based on a difference between the first rotation amount and the second rotation amount.

[項目3]
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記差分が閾値以上の場合に、前記第1回転量を補正し、前記差分が閾値未満の場合に、前記第1回転量を補正せず、
前記仮想カメラの向きを制御するステップにおいて、前記第1回転量を補正しない場合に、前記第1回転量に基づき、前記仮想カメラの向きを推定する
項目2に記載のコンピュータプログラム。
前記差分が閾値未満の場合、第1センサの検出性能が高いと考えられる。この場合に第1回転量の補正を行わず、第1回転量に基づき仮想カメラの向きを推定することで、高い推定精度を維持しつつ、演算量を低減できる。
[Item 3]
In the step of correcting the first rotation amount, when the difference is equal to or greater than a threshold value, the first rotation amount is corrected, and when the difference is less than the threshold value, the first rotation amount is not corrected,
The computer program according to item 2, wherein in the step of controlling the orientation of the virtual camera, the orientation of the virtual camera is estimated based on the first amount of rotation when the first amount of rotation is not corrected.
When the difference is less than the threshold value, the detection performance of the first sensor is considered high. In this case, the amount of calculation can be reduced while maintaining high estimation accuracy by estimating the direction of the virtual camera based on the first rotation amount without correcting the first rotation amount.

[項目4]
前記第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスの回転速度または回転加速度を計算するステップを、前記コンピュータに実行させ、
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記回転速度または前記回転加速度が所定値以上の場合に、前記差分が前記閾値以上かを判断し、前記回転速度または前記回転加速度が前記所定値未満の場合に、前記第1回転量を補正しない、
項目3に記載のコンピュータプログラム。
回転速度または回転加速度が所定値未満の場合、第1センサの検出性能が高いと考えられる。第1回転量の補正を行わず、第1回転量に基づき仮想カメラの向きを推定することで、高い推定精度を維持しつつ、演算量を低減できる。
[Item 4]
Calculating the rotational speed or rotational acceleration of the head mounted device using the first sensor;
In the step of correcting the first rotation amount, when the rotation speed or the rotation acceleration is equal to or greater than a predetermined value, it is determined whether the difference is equal to or greater than the threshold value, and the rotation speed or the rotation acceleration is less than the predetermined value. In the case, the first rotation amount is not corrected,
Item 4. The computer program according to item 3.
When the rotation speed or the rotation acceleration is less than a predetermined value, the detection performance of the first sensor is considered high. By estimating the direction of the virtual camera based on the first rotation amount without correcting the first rotation amount, it is possible to reduce the calculation amount while maintaining high estimation accuracy.

[項目5]
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第1回転量を前記第2回転量に置き換えることによって、前記第1回転量を補正する
項目2ないし4のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
第2センサの検出性能が高いと想定される状況で、第1回転量を第2回転量に置換することで、高精度な推定が可能となる。
[Item 5]
The computer program according to any one of items 2 to 4, wherein, in the step of correcting the first rotation amount, the first rotation amount is corrected by replacing the first rotation amount with the second rotation amount.
By replacing the first rotation amount with the second rotation amount in a situation where the detection performance of the second sensor is assumed to be high, highly accurate estimation is possible.

[項目6]
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第1回転量と前記第2回転量との重み付け平均を計算し、前記第1回転量を前記計算した重み付け平均に置き換えることによって、前記第1回転量を補正する
項目2ないし4のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
第1回転量と第2回転量との重み付け平均を用いることで、より高精度な推定が可能となる。
[Item 6]
In the step of correcting the first rotation amount, the first rotation amount is calculated by calculating a weighted average of the first rotation amount and the second rotation amount, and replacing the first rotation amount with the calculated weighted average. Item 5. The computer program according to any one of items 2 to 4, wherein the amount is corrected.
By using the weighted average of the first rotation amount and the second rotation amount, more accurate estimation can be performed.

[項目7]
前記第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスの回転速度または回転加速度を計算するステップを、前記コンピュータに実行させ、
前記回転速度または回転加速度が大きいほど、前記第1回転量の重みを小さく、および前記第2回転量の重みを大きくすることの少なくとも一方を行う
項目6に記載のコンピュータプログラム。
回転速度または回転加速度が大きくなるほど、第1センサの検出性能が低くなる傾向がある場合に、第1回転量の重みを小さく、または第2回転量の重みを大きくすることで、より高精度なヘッドマウントデバイスの向きの推定が可能となる。
[Item 7]
Calculating the rotational speed or rotational acceleration of the head mounted device using the first sensor;
Item 7. The computer program according to item 6, wherein at least one of decreasing the weight of the first rotation amount and increasing the weight of the second rotation amount as the rotation speed or the rotation acceleration increases.
When the detection performance of the first sensor tends to decrease as the rotation speed or the rotation acceleration increases, the weight of the first rotation amount is decreased or the weight of the second rotation amount is increased, thereby achieving higher accuracy. The direction of the head mounted device can be estimated.

[項目8]
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第3センサ〜第nセンサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第3回転量〜第n回転量を計算するステップを、前記コンピュータに実行させ、nは3以上の整数であり、
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第2回転量〜第n回転量の中から外れ値を除外し、前記第1回転量と、前記第2回転量〜第n回転量のうち前記外れ値を除外した後の回転量に基づいて、前記第1回転量を補正する
項目1に記載のコンピュータプログラム。
外れ値を除外することで、より高精度な推定が可能となる。
[Item 8]
A third rotation amount to an nth rotation amount, which is an amount of rotation of the head mount device, is calculated using a third sensor to an nth sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device. Step is executed by the computer, n is an integer greater than or equal to 3,
In the step of correcting the first rotation amount, an outlier is excluded from the second rotation amount to the nth rotation amount, and the first rotation amount and the second rotation amount to the nth rotation amount are The computer program according to item 1, wherein the first rotation amount is corrected based on a rotation amount after excluding outliers.
By excluding outliers, more accurate estimation is possible.

[項目9]
前記ユーザにより設定操作を受け付け、前記設定操作を受け付けたきの前記第2センサが示す向きが正面方向となるように、前記仮想カメラの向きを制御するステップを、前記コンピュータに実行させる
項目1ないし8のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
仮想カメラの向きが、ヘッドマウントデバイスの向きとずれた場合でも、適正な表示画像に戻すことができる。
[Item 9]
Item 1 to Item 8: The computer receives a setting operation by the user, and causes the computer to execute a step of controlling the orientation of the virtual camera so that the orientation indicated by the second sensor when receiving the setting operation is a front direction. The computer program as described in any one.
Even when the orientation of the virtual camera deviates from the orientation of the head mounted device, it is possible to return to an appropriate display image.

[項目10]
ヘッドマウントデバイスを装着したユーザに仮想体験を提供するための、プロセッサを備えた情報処理装置であって、
前記仮想体験を提供するための仮想空間を規定するステップと、
前記仮想空間に仮想カメラを設定するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの動きを検出する第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第1回転量を計算するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第2センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第2回転量を計算するステップと、
前記第2回転量に応じて、前記第1回転量を補正するステップと、
前記補正された第1回転量に基づいて、前記仮想カメラの向きを制御するステップと
が前記プロセッサの制御により実行される情報処理装置。
[Item 10]
An information processing apparatus including a processor for providing a virtual experience to a user wearing a head mounted device,
Defining a virtual space for providing the virtual experience;
Setting a virtual camera in the virtual space;
Calculating a first rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a first sensor provided in the head mount device and detecting a movement of the head mount device;
Calculating a second rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a second sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device;
Correcting the first rotation amount according to the second rotation amount;
And a step of controlling the orientation of the virtual camera based on the corrected first rotation amount.

[項目11]
ヘッドマウントデバイスを装着したユーザに仮想体験を提供するための情報処理方法であって、
前記仮想体験を提供するための仮想空間を規定するステップと、
前記仮想空間に仮想カメラを設定するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの動きを検出する第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第1回転量を計算するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第2センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第2回転量を計算するステップと、
前記第2回転量に応じて、前記第1回転量を補正するステップと、
前記補正された第1回転量に基づいて、前記仮想カメラの向きを制御するステップと
を備えた情報処理方法。
[Item 11]
An information processing method for providing a virtual experience to a user wearing a head mounted device,
Defining a virtual space for providing the virtual experience;
Setting a virtual camera in the virtual space;
Calculating a first rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a first sensor provided in the head mount device and detecting a movement of the head mount device;
Calculating a second rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a second sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device;
Correcting the first rotation amount according to the second rotation amount;
Controlling the direction of the virtual camera based on the corrected first rotation amount.

2:ネットワーク
11:仮想空間
13:パノラマ画像
14:仮想カメラ
15:視界領域
17:視界画像
100:HMDシステム
110:HMDセット
120:HMD
130:モニタ
140:注視センサ
150:第1カメラ
160:第2カメラ
170:マイク
180:スピーカ
190:センサ(モーションセンサ)
200:コンピュータ
210:プロセッサ
220:メモリ
230:ストレージ
240:入出力インターフェイス
250:通信インターフェイス
300:コントローラ
310:グリップ
320:フレーム
330:天面
340、350、370、380:ボタン
360:赤外線LED
390:アナログスティック
410:HMDセンサ
420:モーションセンサ
430:ディスプレイ
510:コントロールモジュール
520:レンダリングモジュール
530:メモリモジュール
540:通信制御モジュール
600:サーバ
700:外部機器
1621:仮想カメラ制御モジュール
1622:視界領域決定モジュール
1623:仮想空間定義モジュール
1624:仮想オブジェクト生成モジュール
1625:操作オブジェクト制御モジュール
1626:センサモジュール
1627:方向センサ
1628:センサ情報取得モジュール
1631:空間情報
1632:オブジェクト情報
1633:ユーザ情報
2: Network 11: Virtual space 13: Panoramic image 14: Virtual camera 15: Field of view area 17: Field of view image 100: HMD system 110: HMD set 120: HMD
130: monitor 140: gaze sensor 150: first camera 160: second camera 170: microphone 180: speaker 190: sensor (motion sensor)
200: computer 210: processor 220: memory 230: storage 240: input / output interface 250: communication interface 300: controller 310: grip 320: frame 330: top surface 340, 350, 370, 380: button 360: infrared LED
390: Analog stick 410: HMD sensor 420: Motion sensor 430: Display 510: Control module 520: Rendering module 530: Memory module 540: Communication control module 600: Server 700: External device 1621: Virtual camera control module 1622: Viewing field determination Module 1623: Virtual space definition module 1624: Virtual object generation module 1625: Operation object control module 1626: Sensor module 1627: Direction sensor 1628: Sensor information acquisition module 1631: Spatial information 1632: Object information 1633: User information

Claims (11)

ヘッドマウントデバイスを装着したユーザに仮想体験を提供するためにコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記仮想体験を提供するための仮想空間を規定するステップと、
前記仮想空間に仮想カメラを設定するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの動きを検出する第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第1回転量を計算するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第2センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第2回転量を計算するステップと、
前記第2回転量に応じて、前記第1回転量を補正するステップと、
前記補正された第1回転量に基づいて、前記仮想カメラの向きを制御するステップと
を備えたコンピュータプログラム。
A computer program for causing a computer to execute a virtual experience for a user wearing a head-mounted device,
Defining a virtual space for providing the virtual experience;
Setting a virtual camera in the virtual space;
Calculating a first rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a first sensor provided in the head mount device and detecting a movement of the head mount device;
Calculating a second rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a second sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device;
Correcting the first rotation amount according to the second rotation amount;
Controlling the orientation of the virtual camera based on the corrected first rotation amount.
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第1回転量と前記第2回転量との差分に基づき、前記第1回転量を補正する
請求項1に記載のコンピュータプログラム。
The computer program according to claim 1, wherein in the step of correcting the first rotation amount, the first rotation amount is corrected based on a difference between the first rotation amount and the second rotation amount.
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記差分が閾値以上の場合に、前記第1回転量を補正し、前記差分が閾値未満の場合に、前記第1回転量を補正せず、
前記仮想カメラの向きを制御するステップにおいて、前記第1回転量を補正しない場合に、前記第1回転量に基づき、前記仮想カメラの向きを推定する
請求項2に記載のコンピュータプログラム。
In the step of correcting the first rotation amount, when the difference is equal to or greater than a threshold value, the first rotation amount is corrected, and when the difference is less than the threshold value, the first rotation amount is not corrected,
The computer program according to claim 2, wherein in the step of controlling the orientation of the virtual camera, the orientation of the virtual camera is estimated based on the first rotation amount when the first rotation amount is not corrected.
前記第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスの回転速度または回転加速度を計算するステップを、前記コンピュータに実行させ、
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記回転速度または前記回転加速度が所定値以上の場合に、前記差分が前記閾値以上かを判断し、前記回転速度または前記回転加速度が前記所定値未満の場合に、前記第1回転量を補正しない、
請求項3に記載のコンピュータプログラム。
Calculating the rotational speed or rotational acceleration of the head mounted device using the first sensor;
In the step of correcting the first rotation amount, when the rotation speed or the rotation acceleration is equal to or greater than a predetermined value, it is determined whether the difference is equal to or greater than the threshold value, and the rotation speed or the rotation acceleration is less than the predetermined value. In the case, the first rotation amount is not corrected,
The computer program according to claim 3.
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第1回転量を前記第2回転量に置き換えることによって、前記第1回転量を補正する
請求項1ないし4のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
5. The computer program according to claim 1, wherein in the step of correcting the first rotation amount, the first rotation amount is corrected by replacing the first rotation amount with the second rotation amount. 6. .
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第1回転量と前記第2回転量との重み付け平均を計算し、前記第1回転量を前記計算した重み付け平均に置き換えることによって、前記第1回転量を補正する
請求項1ないし4のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
In the step of correcting the first rotation amount, the first rotation amount is calculated by calculating a weighted average of the first rotation amount and the second rotation amount, and replacing the first rotation amount with the calculated weighted average. The computer program according to claim 1, wherein the amount is corrected.
前記第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスの回転速度または回転加速度を計算するステップを、前記コンピュータに実行させ、
前記回転速度または回転加速度が大きいほど、前記第1回転量の重みを小さく、および前記第2回転量の重みを大きくすることの少なくとも一方を行う
請求項6に記載のコンピュータプログラム。
Calculating the rotational speed or rotational acceleration of the head mounted device using the first sensor;
The computer program according to claim 6, wherein at least one of decreasing the weight of the first rotation amount and increasing the weight of the second rotation amount as the rotation speed or the rotation acceleration increases.
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第3センサ〜第nセンサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第3回転量〜第n回転量を計算するステップを、前記コンピュータに実行させ、nは3以上の整数であり、
前記第1回転量を補正するステップにおいて、前記第2回転量〜第n回転量の中から外れ値を除外し、前記第1回転量と、前記第2回転量〜第n回転量のうち前記外れ値を除外した後の回転量に基づいて、前記第1回転量を補正する
請求項1に記載のコンピュータプログラム。
A third rotation amount to an nth rotation amount, which is an amount of rotation of the head mount device, is calculated using a third sensor to an nth sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device. Step is executed by the computer, n is an integer greater than or equal to 3,
In the step of correcting the first rotation amount, an outlier is excluded from the second rotation amount to the nth rotation amount, and the first rotation amount and the second rotation amount to the nth rotation amount are The computer program according to claim 1, wherein the first rotation amount is corrected based on the rotation amount after excluding outliers.
前記ユーザにより設定操作を受け付け、前記設定操作を受け付けたきの前記第2センサが示す向きが正面方向となるように、前記仮想カメラの向きを制御するステップを、前記コンピュータに実行させる
請求項1ないし8のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
9. The computer receives a setting operation by the user, and causes the computer to execute a step of controlling the orientation of the virtual camera so that the orientation indicated by the second sensor when the setting operation is accepted is a front direction. The computer program as described in any one of.
ヘッドマウントデバイスを装着したユーザに仮想体験を提供するための、プロセッサを備えた情報処理装置であって、
前記仮想体験を提供するための仮想空間を規定するステップと、
前記仮想空間に仮想カメラを設定するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの動きを検出する第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第1回転量を計算するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第2センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第2回転量を計算するステップと、
前記第2回転量に応じて、前記第1回転量を補正するステップと、
前記補正された第1回転量に基づいて、前記仮想カメラの向きを制御するステップと
が前記プロセッサの制御により実行される情報処理装置。
An information processing apparatus including a processor for providing a virtual experience to a user wearing a head mounted device,
Defining a virtual space for providing the virtual experience;
Setting a virtual camera in the virtual space;
Calculating a first rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a first sensor provided in the head mount device and detecting a movement of the head mount device;
Calculating a second rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a second sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device;
Correcting the first rotation amount according to the second rotation amount;
And a step of controlling the orientation of the virtual camera based on the corrected first rotation amount.
ヘッドマウントデバイスを装着したユーザに仮想体験を提供するための情報処理方法であって、
前記仮想体験を提供するための仮想空間を規定するステップと、
前記仮想空間に仮想カメラを設定するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの動きを検出する第1センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第1回転量を計算するステップと、
前記ヘッドマウントデバイスに設けられ、前記ヘッドマウントデバイスの向きを検出する第2センサを用いて、前記ヘッドマウントデバイスが回転した量である第2回転量を計算するステップと、
前記第2回転量に応じて、前記第1回転量を補正するステップと、
前記補正された第1回転量に基づいて、前記仮想カメラの向きを制御するステップと
を備えた情報処理方法。
An information processing method for providing a virtual experience to a user wearing a head mounted device,
Defining a virtual space for providing the virtual experience;
Setting a virtual camera in the virtual space;
Calculating a first rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a first sensor provided in the head mount device and detecting a movement of the head mount device;
Calculating a second rotation amount, which is a rotation amount of the head mount device, using a second sensor provided in the head mount device and detecting the orientation of the head mount device;
Correcting the first rotation amount according to the second rotation amount;
Controlling the direction of the virtual camera based on the corrected first rotation amount.
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