JP6684556B2 - データ変換装置、ロボット、プログラム及び情報処理方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明が適用される情報処理システムについて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの概略構成の一例を示す図である。図1に示す情報処理システム1は、ロボット10と、ユーザ端末20と、サーバ30と、電子楽器40と、ネットワーク50と、を含む。
本発明の一態様に係るコリオデータフォーマットは、CGモデルの構成要素の座標を、拍単位で時系列に指定するための時系列情報を含むデータのフォーマットである。なお、「拍単位」とは、「拍」で特定可能な単位であることをいい、1拍単位に限られず、8分の1拍単位などの分数拍単位や、2拍単位などの複数拍単位も含む。
上述のように、本発明の一態様におけるコリオデータフォーマットは、電子楽器の演奏情報の保存形式に準拠することが好ましい。特に、広く普及しているMIDIデータの保存形式が好適である。次に、MIDIデータの保存形式の1つであるSMF(Standard MIDI File)フォーマットの概略を説明し、SMFフォーマットに準拠するコリオデータフォーマットを説明する。
θ=(N−N0)×θN+(V−V0)×θV
ここで、Nはノート番号、N0は基準とするノート番号、θNはノート番号増分あたりの角度増加量、Vはベロシティ、V0は基準とするベロシティ、θVはベロシティ増分あたりの角度増加量である。
P=(N−N0)×PN+(V−V0)×PV
ここで、Nはノート番号、N0は基準とするノート番号、PNはノート番号増分あたりの座標増加量、Vはベロシティ、V0は基準とするベロシティ、PVはベロシティ増分あたりの座標増加量である。
図10は、コリオデータフォーマットに準拠したモーションデータを用いてロボットが動作する場合のフローの一例を示す。また、図10のフローの実施例として、図3に示した各機能ブロックが行う具体的な処理内容の一例について、図11及び12を参照して説明する。
ロボットの骨格構造は、コリオデータにより特定されるCGモデルの骨格構造と必ずしも同じとは限らない。一般的には、ハードウェア実装の簡単化などのため、CGモデルと比較してボーンが増える場合よりも減る場合の方が多い。骨格構造が一致しない場合に、適切にボーンの調整を行わなければ、ロボットが予期せぬ動作を行うことが懸念される。
本発明者らは、CGモデルと比べてロボットのボーンが減る場合、ロボットに存在しないボーン(非存在ボーン、省略ボーンなどとも呼ぶ)がCGモデル上で担っていた情報(例えば、座標に関する情報(ボーンの傾きなど))を、どのように他のボーン(存在ボーン、非省略ボーンなどとも呼ぶ)に継承するかが重要であることに着目し、以下の3つの継承方法を着想した:(1)所定の割合(例えば、100:0、90:10など)に従って、省略ボーンの情報を、省略ボーンに近接する存在ボーンの情報にブレンドする、(2)省略ボーンの情報を、省略ボーンに近接する存在ボーンの情報に足し合わせる、(3)省略ボーンの情報は無視し、所定の方法で存在ボーンの情報を算出する。
例えば、より細かな動きを表現するため、標準ボーンモデルに含まれる骨(背骨など)を中割りにする形で増やす(分割して増やす)ことが考えられる。本発明者らは、CGモデルと比べてロボットのボーンが増える場合(つまり、所定のボーンを複数のボーンにより表現する場合)、増えるボーンの特性を維持することが重要であることに着目し、以下の2つの継承方法を着想した:(1)中割りされるボーンの角度を所定の割合(例えば、50:50)で保持して、最終的な角度を一致させる、(2)中割りされるボーンの到達位置を保持するように、増えたボーンの角度を算出する。
ロボットはCGモデルと異なり、関節の稼働する角度に限界がある。これを限界角度ともいう。本発明者らは、各関節部(及び/又はボーン)に限界角度が規定(設定)される場合において、コリオデータから無理な角度を要求された(つまり、所定のボーンを、限界角度を超える角度にするように指示された)とき、なるべく見る側の人間にとって不自然でないように角度を制限することが重要であることに着目した。
ロボットはCGモデルと異なり、各ボーンが遷移可能な速度には限界がある。これを限界速度ともいう。本発明者らは、各関節部(及び/又はボーン)に限界速度が規定(設定)される場合において、コリオデータから無理な速度を要求された(つまり、所定のボーンを限界速度で遷移させても、次の指定時間(例えば、次の拍)までに次の指定座標に到達できない)とき、なるべく動作の形(流れ)を保持したまま速度を落とす(速度を制限する)ことが重要であることに着目した。
10…ロボット
11…送受信部
12…取得部
13…再生部(制御信号生成部)
14…出力部(駆動部)
15…入力部
16…生成部
17…制御部
20…ユーザ端末
30…サーバ
40…電子楽器
50…ネットワーク
Claims (14)
- 2つの関節点及びこれらをつなぐ骨から成る骨格により構成される所定のコンピュータグラフィックス(CG)モデルの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第1の時系列情報を取得する取得部と、
前記第1の時系列情報に基づいて、前記所定のCGモデルの構造と所定のロボットの構造との差分を検出する制御部と、
前記差分に基づいて、前記第1の時系列情報を修正して前記所定のロボットの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第2の時系列情報を生成する生成部と、を有し、
前記生成部は、以下の(1)から(4)の少なくとも1つに従って動作することを特徴とするデータ変換装置:
(1)前記所定のロボットに存在せず前記所定のCGモデルに存在する骨に関する前記第1の時系列情報を無視する、
(2)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記所定のロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の一端の骨に隣接する骨と前記複数の骨の他端の骨との成す角度が、前記所定のCGモデルに存在する骨の角度と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(3)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記所定のロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の末端の位置を、前記所定のCGモデルに存在する骨の末端の位置と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(4)前記所定のロボットに存在する骨に限界速度が規定される場合、前記第1の時系列情報において裏拍に相当する少なくとも一部のタイミングの座標が優先的に維持されるように、前記第2の時系列情報を生成する。 - 前記第1の時系列情報は、SMF(Standard MIDI File)フォーマットに準拠するデータ構造に含まれることを特徴とする請求項1に記載のデータ変換装置。
- 前記SMFフォーマットのチャンネルは、1つ又は複数の前記第1の時系列情報に対応することを特徴とする請求項2に記載のデータ変換装置。
- 前記SMFフォーマットにおけるノートオン信号のノート番号及びベロシティは、CGモデルの構成要素の座標に関する情報として用いられることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のデータ変換装置。
- 前記SMFフォーマットにおけるデルタタイムは、CGモデルの構成要素の座標が変化する拍の長さに関する情報として用いられることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載のデータ変換装置。
- 前記第1の時系列情報は、CGモデルの骨の相対角度に関する情報を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のデータ変換装置。
- 前記第1の時系列情報は、CGモデルの初期位置からの相対距離に関する情報及び/又はCGモデルの基準点の回転角度に関する情報を含むことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のデータ変換装置。
- 前記生成部は、前記所定のロボットに存在せず前記所定のCGモデルに存在する骨に関する前記第1の時系列情報に基づいて、当該骨に近接し、前記所定のロボットに存在する骨に関する前記第2の時系列情報を生成することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載のデータ変換装置。
- 前記生成部は、前記所定のロボットに存在する骨に限界角度が規定される場合、前記第1の時系列情報における当該限界角度を超える角度を、当該限界角度として前記第2の時系列情報を生成することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載のデータ変換装置。
- 前記生成部は、前記所定のロボットに存在する骨に限界角度が規定される場合、前記第1の時系列情報における当該限界角度を超える角度が、当該骨の角度及び当該骨の親である骨の角度の和と等しくなるように、前記第2の時系列情報を生成することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載のデータ変換装置。
- 前記生成部は、前記所定のロボットに存在する骨に限界速度が規定される場合、当該限界速度を超えないように、前記第2の時系列情報を生成することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれかに記載のデータ変換装置。
- 複数の関節部を有するロボットであって、
2つの関節点及びこれらをつなぐ骨から成る骨格により構成される所定のコンピュータグラフィックス(CG)モデルの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第1の時系列情報を取得する取得部と、
前記第1の時系列情報に基づいて、前記所定のCGモデルの構造と前記ロボットの構造との差分を検出する制御部と、
前記差分に基づいて、前記第1の時系列情報を修正して前記ロボットの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第2の時系列情報を生成する生成部と、
前記第2の時系列情報に基づいて、前記複数の関節部の動作を制御する制御信号を生成する再生部と、
前記制御信号に基づいて、前記複数の関節部を駆動する駆動部と、を有し、
前記生成部は、以下の(1)から(4)の少なくとも1つに従って動作することを特徴とするロボット:
(1)前記ロボットに存在せず前記所定のCGモデルに存在する骨に関する前記第1の時系列情報を無視する、
(2)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記ロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の一端の骨に隣接する骨と前記複数の骨の他端の骨との成す角度が、前記所定のCGモデルに存在する骨の角度と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(3)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記ロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の末端の位置を、前記所定のCGモデルに存在する骨の末端の位置と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(4)前記ロボットに存在する骨に限界速度が規定される場合、前記第1の時系列情報において裏拍に相当する少なくとも一部のタイミングの座標が優先的に維持されるように、前記第2の時系列情報を生成する。 - コンピュータに、
2つの関節点及びこれらをつなぐ骨から成る骨格により構成される所定のコンピュータグラフィックス(CG)モデルの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第1の時系列情報を取得するステップと、
前記第1の時系列情報に基づいて、前記所定のCGモデルの構造と所定のロボットの構造との差分を検出するステップと、
前記差分に基づいて、前記第1の時系列情報を修正して前記所定のロボットの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第2の時系列情報を生成するステップと、ここで、前記生成するステップは、以下の(1)から(4)の少なくとも1つに従って動作する、を実行させるためのプログラム:
(1)前記所定のロボットに存在せず前記所定のCGモデルに存在する骨に関する前記第1の時系列情報を無視する、
(2)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記所定のロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の一端の骨に隣接する骨と前記複数の骨の他端の骨との成す角度が、前記所定のCGモデルに存在する骨の角度と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(3)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記所定のロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の末端の位置を、前記所定のCGモデルに存在する骨の末端の位置と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(4)前記所定のロボットに存在する骨に限界速度が規定される場合、前記第1の時系列情報において裏拍に相当する少なくとも一部のタイミングの座標が優先的に維持されるように、前記第2の時系列情報を生成する。 - 2つの関節点及びこれらをつなぐ骨から成る骨格により構成される所定のコンピュータグラフィックス(CG)モデルの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第1の時系列情報を取得するステップと、
前記第1の時系列情報に基づいて、前記所定のCGモデルの構造と所定のロボットの構造との差分を検出するステップと、
前記差分に基づいて、前記第1の時系列情報を修正して前記所定のロボットの構成要素の座標を拍単位で時系列に指定するための第2の時系列情報を生成するステップと、を有し、
前記生成するステップは、以下の(1)から(4)の少なくとも1つに従って動作することを特徴とする情報処理方法:
(1)前記所定のロボットに存在せず前記所定のCGモデルに存在する骨に関する前記第1の時系列情報を無視する、
(2)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記所定のロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の一端の骨に隣接する骨と前記複数の骨の他端の骨との成す角度が、前記所定のCGモデルに存在する骨の角度と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(3)前記所定のCGモデルに存在する骨を前記所定のロボットに存在する複数の骨で表現する場合、前記複数の骨の末端の位置を、前記所定のCGモデルに存在する骨の末端の位置と等しくなるように、前記複数の骨に関する前記第2の時系列情報を生成する、
(4)前記所定のロボットに存在する骨に限界速度が規定される場合、前記第1の時系列情報において裏拍に相当する少なくとも一部のタイミングの座標が優先的に維持されるように、前記第2の時系列情報を生成する。
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