JP2770711B2 - 人体動作視覚化システム - Google Patents
人体動作視覚化システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、計算機システムを用い
て人体動作の生成や人間の動きのアニメーションの作成
を行う人体動作視覚化システムに関するものである。
て人体動作の生成や人間の動きのアニメーションの作成
を行う人体動作視覚化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】選択された力とトルクをパラメータとし
て、逆動力学の方程式を適用して、各関節の動作を計算
する方法が特開平４−２７０４７０に開示されている。
て、逆動力学の方程式を適用して、各関節の動作を計算
する方法が特開平４−２７０４７０に開示されている。
【０００３】動力学の原理に基づき、人間が動く時の人
間の各関節に働く力とトルクを保存するデータベースを
作り、動作の生成を行う場合、このデータベースから関
節に作用する力とトルクを選択するものである。
間の各関節に働く力とトルクを保存するデータベースを
作り、動作の生成を行う場合、このデータベースから関
節に作用する力とトルクを選択するものである。
【０００４】人間動作を実現する各関節の曲げ角度を時
間関数で近似する方法が特開平４−３４６１７４に開示
されている。
間関数で近似する方法が特開平４−３４６１７４に開示
されている。
【０００５】時間関数としては、周期関数のフーリエ級
数展開をもちいている。フーリエ級数の中にあるスペク
トル強度を現す振幅及び高周波の位相を動作生成の基本
パラメータとしている。これらのパラメータを調整する
ことによって、人間動作の変化を表現するものである。
数展開をもちいている。フーリエ級数の中にあるスペク
トル強度を現す振幅及び高周波の位相を動作生成の基本
パラメータとしている。これらのパラメータを調整する
ことによって、人間動作の変化を表現するものである。
【０００６】電子情報通信学会技術研究報告（ＯＳ８６
−１０）の１９８６年１０月の２３〜２８ページには
“三角関数動作近似による３次元アニメーション”がに
開示されている。
−１０）の１９８６年１０月の２３〜２８ページには
“三角関数動作近似による３次元アニメーション”がに
開示されている。
【０００７】人間の動きの様子を２台のビデオカメラで
同時に撮影し、１コマずつの再生画像から、特定の関節
のｘ，ｙ，ｚ座標値を測定する。時間を横軸のパラメー
タとし、測定された各座標値を縦軸の値とすると、関節
の動作グラフが得られる。この動作グラフを直線と三角
関数で近似する。近似した直線と三角関数を用いて、各
関節の連続時間のｘ，ｙ，ｚ軸の位置情報を決めて、人
間の動作の生成を行う方法である。
同時に撮影し、１コマずつの再生画像から、特定の関節
のｘ，ｙ，ｚ座標値を測定する。時間を横軸のパラメー
タとし、測定された各座標値を縦軸の値とすると、関節
の動作グラフが得られる。この動作グラフを直線と三角
関数で近似する。近似した直線と三角関数を用いて、各
関節の連続時間のｘ，ｙ，ｚ軸の位置情報を決めて、人
間の動作の生成を行う方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記動力学原理を用い
た人間動作の生成方法では、人間の関節が多いので、動
作を表す方程式がかなり複雑になり、それらの方程式を
解くための計算コストは非常に高い。
た人間動作の生成方法では、人間の関節が多いので、動
作を表す方程式がかなり複雑になり、それらの方程式を
解くための計算コストは非常に高い。
【０００９】時間関数による人間動作の生成方法におい
ては、時間関数の中に三角関数が含まれるので、多くの
関節で構成される人間モデルの動作を作成する時、やは
り、多数の時間関数の計算に多くの時間が必要になる。
ては、時間関数の中に三角関数が含まれるので、多くの
関節で構成される人間モデルの動作を作成する時、やは
り、多数の時間関数の計算に多くの時間が必要になる。
【００１０】前記両方法には高速に人間動作の生成は望
めない課題もある。
めない課題もある。
【００１１】さらに前記三角関数による近似法は、記録
されたデータの時間範囲内での人間の動作の生成が可能
であるが、新しい動作を生成する度に、新たに人間の実
際の動きを撮影して、測定しなければならないという課
題がある。
されたデータの時間範囲内での人間の動作の生成が可能
であるが、新しい動作を生成する度に、新たに人間の実
際の動きを撮影して、測定しなければならないという課
題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明の人体動作視覚化システムが用いる手段の
要旨は、以下の通りである。
めに、本発明の人体動作視覚化システムが用いる手段の
要旨は、以下の通りである。
【００１３】［１］人体の関節の構造情報を持つ人体モ
デルと、前記人体モデルを構成する人体主要部分の名称
と該人体主要部分を構成する関節の動き情報と時間情報
を組にした動作モジュールを格納した動作モジュールデ
ータベースと、人体の主要な動きを表す動作パターン名
に関する該動作パターンを構成する複数の動作モジュー
ル名及びそれらの前記動作モジュールの動作範囲を表し
た動作パターンモジュールテーブルと、前記動作パター
ンモジュールテーブルを参照して、外部から入力される
動作パターン名を複数の動作モジュール名及び該動作モ
ジュールの動作範囲に分解する動作パターン解析ユニッ
トと、前記動作パターン解析ユニットで指示された前記
動作モジュールを前記動作モジュールデータベースより
取り出し、該動作モジュールの動作範囲の情報を該動作
モジュールに加えて、対応する人体主要部分のすべての
関節の動作における始点及び終点並びに各動作モジュー
ル間のタイミング制御データを決定し、決定されるこの
各動作モジュール間の前記タイミング制御データとし
て、前記動作モジュールデータベースより取り出した動
作モジュールの時間情報を基にし、前記各動作モジュー
ルの動作の時間関係を規定する動作制御グラフを作成
し、この動作制御グラフから、前記各動作モジュールの
ある時刻における動作状態を定めた情報であるアクティ
ブテーブルを作成する動作モジュール制御ユニットと、
前記動作モジュール制御ユニットによって作成された前
記アクティブテーブルを参照することによって、前記動
作モジュールのアクティブ状態を判定し、アクティブ状
態であれば、前記動作モジュール制御ユニットによって
決定された前記関節の動作における始点及び終点と前記
人体モデルから前記関節の構造情報を参照することによ
り各関節の位置情報を計算するフレームデータ生成ユニ
ットと、前記フレームデータ生成ユニットからの前記各
関節の位置情報及び前記人体モデルからの前記構造情報
を用いて、ディスプレイ上で人体形状の動作表示を行う
フレーム描画ユニットとから構成される。
デルと、前記人体モデルを構成する人体主要部分の名称
と該人体主要部分を構成する関節の動き情報と時間情報
を組にした動作モジュールを格納した動作モジュールデ
ータベースと、人体の主要な動きを表す動作パターン名
に関する該動作パターンを構成する複数の動作モジュー
ル名及びそれらの前記動作モジュールの動作範囲を表し
た動作パターンモジュールテーブルと、前記動作パター
ンモジュールテーブルを参照して、外部から入力される
動作パターン名を複数の動作モジュール名及び該動作モ
ジュールの動作範囲に分解する動作パターン解析ユニッ
トと、前記動作パターン解析ユニットで指示された前記
動作モジュールを前記動作モジュールデータベースより
取り出し、該動作モジュールの動作範囲の情報を該動作
モジュールに加えて、対応する人体主要部分のすべての
関節の動作における始点及び終点並びに各動作モジュー
ル間のタイミング制御データを決定し、決定されるこの
各動作モジュール間の前記タイミング制御データとし
て、前記動作モジュールデータベースより取り出した動
作モジュールの時間情報を基にし、前記各動作モジュー
ルの動作の時間関係を規定する動作制御グラフを作成
し、この動作制御グラフから、前記各動作モジュールの
ある時刻における動作状態を定めた情報であるアクティ
ブテーブルを作成する動作モジュール制御ユニットと、
前記動作モジュール制御ユニットによって作成された前
記アクティブテーブルを参照することによって、前記動
作モジュールのアクティブ状態を判定し、アクティブ状
態であれば、前記動作モジュール制御ユニットによって
決定された前記関節の動作における始点及び終点と前記
人体モデルから前記関節の構造情報を参照することによ
り各関節の位置情報を計算するフレームデータ生成ユニ
ットと、前記フレームデータ生成ユニットからの前記各
関節の位置情報及び前記人体モデルからの前記構造情報
を用いて、ディスプレイ上で人体形状の動作表示を行う
フレーム描画ユニットとから構成される。
【００１４】
【００１５】
【作用】 動作パターン解析ユニット（１）は、外部か
ら入力される動作パターンを、動作パターン動作モジュ
ールテーブル（１１）を参照して、複数の動作モジュー
ルに分解する。
ら入力される動作パターンを、動作パターン動作モジュ
ールテーブル（１１）を参照して、複数の動作モジュー
ルに分解する。
【００１６】動作モジュール制御ユニット（２）では、
動作パターン解析ユニット（１）において得られた動作
モジュール名に対応する動作モジュールを動作モジュー
ルデータベース（１２）より取り出し、動作モジュール
のタイミング制御データ及び各関節の動作における始点
及び終点を生成する。
動作パターン解析ユニット（１）において得られた動作
モジュール名に対応する動作モジュールを動作モジュー
ルデータベース（１２）より取り出し、動作モジュール
のタイミング制御データ及び各関節の動作における始点
及び終点を生成する。
【００１７】フレームデータ生成ユニット（３）は、人
体モデル（２１）からの関節の構造情報を参照して、関
節の動作の始点及び終点の間を複数個に分割し、その分
割点毎に人体構造データの各関節の位置データを計算す
る。
体モデル（２１）からの関節の構造情報を参照して、関
節の動作の始点及び終点の間を複数個に分割し、その分
割点毎に人体構造データの各関節の位置データを計算す
る。
【００１８】フレーム描画ユニット（４）では、フレー
ムデータ生成ユニット（３）で計算した各関節の位置デ
ータ及び人体モデル（２１）の構造情報を用いて、実際
に出力装置上に人体モデルを描画し、動作の視覚的出力
を行う。
ムデータ生成ユニット（３）で計算した各関節の位置デ
ータ及び人体モデル（２１）の構造情報を用いて、実際
に出力装置上に人体モデルを描画し、動作の視覚的出力
を行う。
【００１９】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００２０】図１は、本発明の一実施例を示すシステム
の構成図である。動作パターン解析ユニット１は、動作
パターン動作モジュールテーブル１１を参照して、外部
から入力される動作パターンを複数の動作モジュール名
及びそれらの動作モジュールの動作範囲に分解する。
の構成図である。動作パターン解析ユニット１は、動作
パターン動作モジュールテーブル１１を参照して、外部
から入力される動作パターンを複数の動作モジュール名
及びそれらの動作モジュールの動作範囲に分解する。
【００２１】動作モジュール制御ユニット２では、前記
動作パターン解析ユニット１で指示された動作モジュー
ルを動作モジュールデータベース１２より取り出し、該
動作モジュールの動作範囲情報を加えて、対応する人体
主要部分のすべての関節の動作における始点及び終点並
びに各動作モジュール間のタイミング制御データを決定
する。
動作パターン解析ユニット１で指示された動作モジュー
ルを動作モジュールデータベース１２より取り出し、該
動作モジュールの動作範囲情報を加えて、対応する人体
主要部分のすべての関節の動作における始点及び終点並
びに各動作モジュール間のタイミング制御データを決定
する。
【００２２】フレームデータ生成ユニット３は、前記タ
イミング制御データに合わせて、前記すべての関節の動
作における始点及び終点の間を複数個に分割し、分割点
毎に各関節の位置情報を計算する。
イミング制御データに合わせて、前記すべての関節の動
作における始点及び終点の間を複数個に分割し、分割点
毎に各関節の位置情報を計算する。
【００２３】最後に、フレーム描画ユニット４において
は、前記フレームデータ生成ユニット３からの位置情報
及び人体モデル２１からの対応する人体の構造情報を用
いて、ディスプレイ上で人体形状の動作表示を行う。
は、前記フレームデータ生成ユニット３からの位置情報
及び人体モデル２１からの対応する人体の構造情報を用
いて、ディスプレイ上で人体形状の動作表示を行う。
【００２４】以下、それぞれのユニットについて詳しく
説明する。
説明する。
【００２５】人体モデル２１は、コンピュータアニメー
ションや人体動作の生成でよく使用する人体のスケルト
ンモデルを用いる。このスケルトンモデルは、人体の骨
格構造を反映したものであり、関節と骨の空間位置が決
まれば、人体モデル２１の形状は決まる。動作モジュー
ルデータベース１２の中に、前記人体モデル２１の人体
主要部分の動きを記述する動作モジュール情報を多数格
納している。
ションや人体動作の生成でよく使用する人体のスケルト
ンモデルを用いる。このスケルトンモデルは、人体の骨
格構造を反映したものであり、関節と骨の空間位置が決
まれば、人体モデル２１の形状は決まる。動作モジュー
ルデータベース１２の中に、前記人体モデル２１の人体
主要部分の動きを記述する動作モジュール情報を多数格
納している。
【００２６】動作モジュールの動きは、ある関節を回転
の固定点として、他の関節の一定範囲の回転運動によっ
て合成される。このような回転運動の範囲は、関節の初
期状態から、最終状態までの回転角度によって決められ
る。
の固定点として、他の関節の一定範囲の回転運動によっ
て合成される。このような回転運動の範囲は、関節の初
期状態から、最終状態までの回転角度によって決められ
る。
【００２７】図４には関節の回転運動及び回転角度の定
義を示す。回転角度は、図４に示すように初期状態での
関節と固定点を結んだ直線と、最終状態での関節と固定
点を結んだ直線との間の角度である。前述した動作モジ
ュールの動作範囲は、回転の固定点からもっとも離れて
いる先端関節の回転角度（末端関節回転角Ｍi と呼ぶ、
インデクスｉは動作モジュールの番号を示す）として定
義される。しかし、同じ末端関節の最終状態に達成する
には、中間関節の可能な動きの種類は、無限の数に上
る。
義を示す。回転角度は、図４に示すように初期状態での
関節と固定点を結んだ直線と、最終状態での関節と固定
点を結んだ直線との間の角度である。前述した動作モジ
ュールの動作範囲は、回転の固定点からもっとも離れて
いる先端関節の回転角度（末端関節回転角Ｍi と呼ぶ、
インデクスｉは動作モジュールの番号を示す）として定
義される。しかし、同じ末端関節の最終状態に達成する
には、中間関節の可能な動きの種類は、無限の数に上
る。
【００２８】図５には、同じ末端関節の最終状態に対し
て、４種類の中間関節の回転タイプを示している。一定
の種類の動作に対して、この中間関節の動きは一定であ
る。ここで動作モジュールの関節の動き情報として末端
関節の回転角度に対する中間関節の動きを表すパラメー
タ（中間関節回転係数ｗi,j と呼ぶ。ｉは動作モジュー
ルの番号、ｊは中間関節の番号を示す）を用いる。
て、４種類の中間関節の回転タイプを示している。一定
の種類の動作に対して、この中間関節の動きは一定であ
る。ここで動作モジュールの関節の動き情報として末端
関節の回転角度に対する中間関節の動きを表すパラメー
タ（中間関節回転係数ｗi,j と呼ぶ。ｉは動作モジュー
ルの番号、ｊは中間関節の番号を示す）を用いる。
【００２９】動作モジュールの種類に対応して、異なる
中間関節回転係数ｗi,j が設定される。動作モジュール
の実行に必要な時間を動作モジュールの時間情報として
用いる。動作モジュールデータベース１２の中に、各動
作モジュールの中間関節回転係数ｗi,j 及び動作モジュ
ールの実行に必要な時間を格納している。
中間関節回転係数ｗi,j が設定される。動作モジュール
の実行に必要な時間を動作モジュールの時間情報として
用いる。動作モジュールデータベース１２の中に、各動
作モジュールの中間関節回転係数ｗi,j 及び動作モジュ
ールの実行に必要な時間を格納している。
【００３０】図３は動作パターン動作モジュールテーブ
ル１１の実施例を示す。動作パターン動作モジュールテ
ーブル１１は図３に示すように人体主要な動きを表す動
作パターンに対して、該動作パターンを構成する動作モ
ジュールの名称及び前記動作モジュールの動作度合いを
表す末端関節回転角によって構成される。従って、動作
パターン名を用い、動作パターン動作モジュールテーブ
ル１１を参照することによって、対応する動作モジュー
ルの種類及びその動作モジュールの末端関節回転角が得
られる。図３の中に、ＭＰ１やＭＰ２などは、動作パタ
ーン名を表し、ＭＭ１やＭＭ２などは、動作モジュール
の名称、Ｍ1 やＭ2 などは該動作モジュールの末端関節
回転角を表す。
ル１１の実施例を示す。動作パターン動作モジュールテ
ーブル１１は図３に示すように人体主要な動きを表す動
作パターンに対して、該動作パターンを構成する動作モ
ジュールの名称及び前記動作モジュールの動作度合いを
表す末端関節回転角によって構成される。従って、動作
パターン名を用い、動作パターン動作モジュールテーブ
ル１１を参照することによって、対応する動作モジュー
ルの種類及びその動作モジュールの末端関節回転角が得
られる。図３の中に、ＭＰ１やＭＰ２などは、動作パタ
ーン名を表し、ＭＭ１やＭＭ２などは、動作モジュール
の名称、Ｍ1 やＭ2 などは該動作モジュールの末端関節
回転角を表す。
【００３１】動作パターン解析ユニット１の動作を図２
に示す。動作パターン解析ユニット１において、生成し
ようとする動作パターン名１０１をユーザから入力し、
動作モジュールの探索部１０２は、入力された動作パタ
ーン名１０１を用いて、動作パターン動作モジュールテ
ーブル１１を探索し、その動作パターン１０１に対応し
た動作モジュールの名称１０３を出力する。そして、そ
の指定した動作パターン１０１に対して、得られた動作
モジュールの動作範囲を表した末端関節回転角Ｍi （１
０４）の出力も同時に行う。
に示す。動作パターン解析ユニット１において、生成し
ようとする動作パターン名１０１をユーザから入力し、
動作モジュールの探索部１０２は、入力された動作パタ
ーン名１０１を用いて、動作パターン動作モジュールテ
ーブル１１を探索し、その動作パターン１０１に対応し
た動作モジュールの名称１０３を出力する。そして、そ
の指定した動作パターン１０１に対して、得られた動作
モジュールの動作範囲を表した末端関節回転角Ｍi （１
０４）の出力も同時に行う。
【００３２】動作モジュール制御ユニット２では、動作
パターン解析ユニット１から得られた動作モジュール名
及び末端関節回転角Ｍi をもちいて、対応する動作モジ
ュールを動作モジュールデータベース１２より取り出
し、すべての関節の動作における始点及び終点を生成
し、動作モジュール間のタイミング制御データとともに
出力する。
パターン解析ユニット１から得られた動作モジュール名
及び末端関節回転角Ｍi をもちいて、対応する動作モジ
ュールを動作モジュールデータベース１２より取り出
し、すべての関節の動作における始点及び終点を生成
し、動作モジュール間のタイミング制御データとともに
出力する。
【００３３】動作モジュール制御ユニット２において、
複数の動作モジュールのタイミング制御データを生成す
る際、図６に示すように、時間の順番に、先頭の動作モ
ジュールを実行し、その実行が終了してから、その次の
動作モジュールによる動作の実行が順番に起動するよう
になる。例えば、図６の中に時刻ｔｓ１に動作モジュー
ルＭＭ１が起動して、時刻ｔｅ１にＭＭ１の実行が終了
するのを示している。そして、ｔｅ１−ｔｓ１は動作モ
ジュールの実行に所要の時間である。
複数の動作モジュールのタイミング制御データを生成す
る際、図６に示すように、時間の順番に、先頭の動作モ
ジュールを実行し、その実行が終了してから、その次の
動作モジュールによる動作の実行が順番に起動するよう
になる。例えば、図６の中に時刻ｔｓ１に動作モジュー
ルＭＭ１が起動して、時刻ｔｅ１にＭＭ１の実行が終了
するのを示している。そして、ｔｅ１−ｔｓ１は動作モ
ジュールの実行に所要の時間である。
【００３４】動作実行中の各時刻における各動作モジュ
ールの動作状態は、図７に示すような制御グラフで表せ
る。該制御グラフの中で黒く塗り潰された四角のマーク
は、その動作モジュールが動作する状態を示し、中空の
四角のマークは、動作モジュールが作動しない状態を示
す。Ｆ０，Ｆ１，…ＦＴは、動作フレームの時刻を示
し、ｔｓ１，ｔｓ２などは各動作モジュール実行の開始
時刻、ｔｅ１，ｔｅ２などは各動作モジュール実行の終
了時刻を表す。
ールの動作状態は、図７に示すような制御グラフで表せ
る。該制御グラフの中で黒く塗り潰された四角のマーク
は、その動作モジュールが動作する状態を示し、中空の
四角のマークは、動作モジュールが作動しない状態を示
す。Ｆ０，Ｆ１，…ＦＴは、動作フレームの時刻を示
し、ｔｓ１，ｔｓ２などは各動作モジュール実行の開始
時刻、ｔｅ１，ｔｅ２などは各動作モジュール実行の終
了時刻を表す。
【００３５】図７の制御グラフから、次のようなテーブ
ルが得られる。
ルが得られる。
【００３６】 ＡｃｔｉｖｅＴａｂｌｅ［ｍ］［ｎ］｛ ｛１，１，１，１，１，０，０，０，０，０，０，０，０，０｝， ｛０，０，０，０，１，１，１，０，０，０，０，０，０，０｝， ｛０，０，０，０，０，０，０，１，１，１，１，１，０，０｝， ｛０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，１，１，１｝， ｝； このテーブルをアクティブテーブルと呼び、テーブルの
行インデクスｍが動作モジュールの番号、テーブルの列
インデクスｎが時刻を表す。
行インデクスｍが動作モジュールの番号、テーブルの列
インデクスｎが時刻を表す。
【００３７】テーブル中の０はその時刻に動作モジュー
ルが動作しない状態、１はその時刻に動作モジュールが
動作する状態を表す。該アクティブテーブルより、人体
モデルの動きの全過程の任意時刻に、動作モジュールが
動作するかどうかを決めることができる。該アクティブ
テーブルは動作モジュールのタイミング制御データとし
て用いられる。
ルが動作しない状態、１はその時刻に動作モジュールが
動作する状態を表す。該アクティブテーブルより、人体
モデルの動きの全過程の任意時刻に、動作モジュールが
動作するかどうかを決めることができる。該アクティブ
テーブルは動作モジュールのタイミング制御データとし
て用いられる。
【００３８】図８に、動作モジュール制御ユニット２の
構成を示す。図２の動作パターン解析ユニット１から、
指示された動作モジュールの名称１０３を動作モジュー
ル実行時間検索部２０３の入力として、動作モジュール
データベース１２から、各動作モジュールの実行によっ
てかかる所要時間を検索する。該動作モジュールの時間
情報を用いて、制御グラフ生成部２０４において、制御
グラフを生成する。
構成を示す。図２の動作パターン解析ユニット１から、
指示された動作モジュールの名称１０３を動作モジュー
ル実行時間検索部２０３の入力として、動作モジュール
データベース１２から、各動作モジュールの実行によっ
てかかる所要時間を検索する。該動作モジュールの時間
情報を用いて、制御グラフ生成部２０４において、制御
グラフを生成する。
【００３９】アクティブテーブル生成部２０４は、動作
モジュールの制御グラフをアクティブテーブルに変換し
て、動作モジュール間のタイミング制御データ２０６と
して出力する。
モジュールの制御グラフをアクティブテーブルに変換し
て、動作モジュール間のタイミング制御データ２０６と
して出力する。
【００４０】中間関節回転係数検索部２０７は、動作モ
ジュールの名称１０３を用いて、各動作モジュールの中
間関節回転係数ｗi,j を検索する。関節状態生成部２０
８において、動作解析ユニット１から得られた末端関節
回転角Ｍi １０４、検索で得られた中間関節回転係数ｗ
i,j 及び該生成部に最初に設定していた関節の初期状態
Ｐi,j から、
ジュールの名称１０３を用いて、各動作モジュールの中
間関節回転係数ｗi,j を検索する。関節状態生成部２０
８において、動作解析ユニット１から得られた末端関節
回転角Ｍi １０４、検索で得られた中間関節回転係数ｗ
i,j 及び該生成部に最初に設定していた関節の初期状態
Ｐi,j から、
【００４１】
【数１】
【００４２】で中間関節の最終状態Ｐ* i,j を計算する
ことができる。下付きのｉは動作モジュールの番号、ｊ
は関節の番号を示す。こうして得られた初期状態Ｐi,j
を関節の動作における始点、最終状態Ｐ* i,j を関節の
動作終点（関節の動作における始点及び終点データをま
とめて、図８の２０９で表す）として出力する。
ことができる。下付きのｉは動作モジュールの番号、ｊ
は関節の番号を示す。こうして得られた初期状態Ｐi,j
を関節の動作における始点、最終状態Ｐ* i,j を関節の
動作終点（関節の動作における始点及び終点データをま
とめて、図８の２０９で表す）として出力する。
【００４３】図９にフレームデータ生成ユニット３の構
成を示す。動作モジュール制御ユニット２からの動作モ
ジュールのアクティブテーブル２０６を用いて、時間軸
上の各時刻において、動作モジュールのアクティブ状態
の判別部３０１において、動作モジュールのアクティブ
状態を判定する。アクティブであれば、動作モジュール
の動作における始点及び終点及び人体モデル２１からの
関節構造情報を用いて関節の位置情報３０３を線形捕間
法で計算し（３０２）、出力する。アクティブでなけれ
ば、次の動作モジュールのアクティブ状態の判定に移
る。
成を示す。動作モジュール制御ユニット２からの動作モ
ジュールのアクティブテーブル２０６を用いて、時間軸
上の各時刻において、動作モジュールのアクティブ状態
の判別部３０１において、動作モジュールのアクティブ
状態を判定する。アクティブであれば、動作モジュール
の動作における始点及び終点及び人体モデル２１からの
関節構造情報を用いて関節の位置情報３０３を線形捕間
法で計算し（３０２）、出力する。アクティブでなけれ
ば、次の動作モジュールのアクティブ状態の判定に移
る。
【００４４】図１のフレーム描画ユニット４において、
フレームデータ生成ユニット３で生成された各時刻の関
節の位置情報及び人体モデル２１の構造情報を用いて、
人体モデルをグラフィック描画し、時間順に、変化状態
を動画表示用出力デバイスに出力する。
フレームデータ生成ユニット３で生成された各時刻の関
節の位置情報及び人体モデル２１の構造情報を用いて、
人体モデルをグラフィック描画し、時間順に、変化状態
を動画表示用出力デバイスに出力する。
【００４５】
【発明の効果】製作者は、容易に希望の動作パターンを
その名称を指定するだけで、人間動作の生成を行える。
その名称を指定するだけで、人間動作の生成を行える。
【００４６】新たに定義する動作モジュールは、動作モ
ジュールデータベースに追加して、既に存在する動作モ
ジュールともに、新しい動作の生成に用いることができ
る。動作モジュールの蓄積によって、いろいろな種類の
動作パターンを生成することが可能である。
ジュールデータベースに追加して、既に存在する動作モ
ジュールともに、新しい動作の生成に用いることができ
る。動作モジュールの蓄積によって、いろいろな種類の
動作パターンを生成することが可能である。
【００４７】動作モジュールから実際に動作の視覚表示
の画像を作成する計算方法は単純であるので、高速に人
間の動作を作成することができる。
の画像を作成する計算方法は単純であるので、高速に人
間の動作を作成することができる。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】図１における動作パターン解析ユニットの実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】動作パターン動作モジュールテーブルの実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】関節の回転角度の定義を説明する図である。
【図５】末端関節の最終状態を達成するための中間関節
の動きの実施例を示す図である。
の動きの実施例を示す図である。
【図６】動作モジュールの実行の実施例を示す図であ
る。
る。
【図７】動作モジュールの制御グラフの実施例を示す図
である。
である。
【図８】図１における動作モジュール制御ユニットの実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図９】図１におけるフレームデータ生成ユニットの実
施例を示す図であるである。
施例を示す図であるである。
１ 動作パターン解析ユニット ２ 動作モジュール制御ユニット ３ フレームデータ生成ユニット ４ フレーム描画ユニット １１ 動作パターン動作モジュールテーブル １２ 動作モジュールデータベース ２１ 人体モデル １０１ ユーザから入力される動作パターン １０２ 動作モジュールの探索部 １０３ 動作モジュールの名称の出力 １０４ 動作モジュールの末端関節回転角の出力 ２０３ 各動作モジュールの実行時間の検索部 ２０４ 制御グラフ生成部 ２０５ アクティブテーブル生成部 ２０６ 動作モジュールのアクティブテーブルの出力 ２０７ 中間関節回転係数の検索部 ２０８ 動作モジュールの動作における始点及び終点
生成部 ２０９ 動作モジュールの動作における始点及び終点
の出力 ３０１ 動作モジュールのアクティブ状態の判定部 ３０２ 各時刻における関節位置の計算部 ３０３ 各時刻における関節位置の出力
生成部 ２０９ 動作モジュールの動作における始点及び終点
の出力 ３０１ 動作モジュールのアクティブ状態の判定部 ３０２ 各時刻における関節位置の計算部 ３０３ 各時刻における関節位置の出力
Claims (1)
- 【請求項１】人体の関節の構造情報を持つ人体モデル
と、 前記人体モデルを構成する人体主要部分の名称と該人体
主要部分を構成する関節の動き情報と時間情報を組にし
た動作モジュールを格納した動作モジュールデータベー
スと、 人体の主要な動きを表す動作パターン名に関する該動作
パターンを構成する複数の動作モジュール名及びそれら
の前記動作モジュールの動作範囲を表した動作パターン
モジュールテーブルと、 前記動作パターンモジュールテーブルを参照して、外部
から入力される動作パターン名を複数の動作モジュール
名及び該動作モジュールの動作範囲に分解する動作パタ
ーン解析ユニットと、 前記動作パターン解析ユニットで指示された前記動作モ
ジュールを前記動作モジュールデータベースより取り出
し、該動作モジュールの動作範囲の情報を該動作モジュ
ールに加えて、対応する人体主要部分のすべての関節の
動作における始点及び終点並びに各動作モジュール間の
タイミング制御データを決定し、決定されるこの各動作
モジュール間の前記タイミング制御データとして、前記
動作モジュールデータベースより取り出した動作モジュ
ールの時間情報を基にし、前記各動作モジュールの動作
の時間関係を規定する動作制御グラフを作成し、この動
作制御グラフから、前記各動作モジュールのある時刻に
おける動作状態を定めた情報であるアクティブテーブル
を作成する動作モジュール制御ユニットと、前記動作モジュール制御ユニットによって作成された前
記アクティブテーブルを参照することによって、前記動
作モジュールのアクティブ状態を判定し、アクティブ状
態であれば、前記動作モジュール制御ユニットによって
決定された前記関節の動作における始点及び終点と前記
人体モデルから前記関節の構造情報を参照することによ
り 各関節の位置情報を計算するフレームデータ生成ユニ
ットと、 前記フレームデータ生成ユニットからの前記各関節の位
置情報及び前記人体モデルからの前記構造情報を用い
て、ディスプレイ上で人体形状の動作表示を行うフレー
ム描画ユニットとから構成されることを特徴とする人体
動作視覚化システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188291A JP2770711B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 人体動作視覚化システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5188291A JP2770711B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 人体動作視覚化システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0744726A JPH0744726A (ja) | 1995-02-14 |
| JP2770711B2 true JP2770711B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=16221063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5188291A Expired - Lifetime JP2770711B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 人体動作視覚化システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770711B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08292871A (ja) * | 1995-04-21 | 1996-11-05 | Nec Corp | 画像処理システム |
| JP3153141B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2001-04-03 | 日本電気株式会社 | 仮想擬似人物像生成システム及び仮想疑似人物像生成方法 |
| KR100332648B1 (ko) * | 1998-12-02 | 2002-07-06 | 오길록 | 캐릭터애니메이션을위한인체의모델링방법 |
| JP5874426B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2016-03-02 | カシオ計算機株式会社 | 制御点設定方法、制御点設定装置及びプログラム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0554122A (ja) * | 1991-08-29 | 1993-03-05 | Nec Corp | アニメーシヨン作成方式 |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP5188291A patent/JP2770711B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0744726A (ja) | 1995-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970415 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980317 |