JP7030854B2 - 仮想現実システム内の仮想コントローラの位置および向きの追跡 - Google Patents
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Description
本願は、2017年9月18日に出願された米国出願第15/708040号の優先権を主張し、当該出願の開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書は、仮想現実(VR:virtual reality)システムに使用されるコントローラの3次元位置および向きを追跡することに関する。
いくつかのVRシステムにおいて、ユーザは、ヘッドマウントディスプレイ(HMD:head-mounted display)および手持ち式コントローラを用いて、仮想環境内の任意数の仮想オブジェクトと対話する。このようなVRシステムにおいて、ユーザは、手持ち式コントローラを用いて、HMDを介してオブジェクトと対話することができる。しかしながら、3自由度(3DOF:three degrees of freedom)追跡(例えば、向き追跡)のみを使用して、手持ち式コントローラを追跡するのは困難である場合がある。
少なくとも一態様において、方法、例えばコンピュータが実行する方法は、ユーザのヘッドマウントディスプレイ(HMD)の位置を決定することと、HMDの位置に基づいて、関節の位置を定めることと、関節からセグメントの端部までのセグメントを定めることと、セグメントの端部の位置に基づいて、仮想現実(VR)環境内の仮想コントローラの初期仮想位置を定めることと、セグメントおよび関節に基づいて、物理コントローラの向きの変化に応じて、VR環境内の仮想コントローラの仮想位置および仮想向きを定めることとを含むことができる。
本明細書に記載の実現例において、物理的なVRコントローラは、3自由度(3DOF)のみを用いて、通常ピッチ、ロールおよびヨーと呼ばれる、x、yおよびz軸を中心にする回転を追跡する。したがって、このような物理コントローラは、回転動作を追跡することができる。物理コントローラまたは物理コントローラに関連するヘッドマウントディスプレイ(HMD)が空間内の絶対位置を追跡しないため、物理コントローラの向きは、本質的に空間内の固定場所(または位置)で決定される。しかしながら、3DOF追跡は、VRアームモデルを用いてHMDから見た仮想コントローラの空間位置および向きを推定(または投影)することができる。したがって、物理コントローラの3DOF追跡を用いて、HMDから見ている仮想コントローラの6DOF(x、y、z軸の位置および向き)追跡を決定(推定、表現)することができる。いくつかの実現例において、VRアームモデルは、VRアームモデルとして呼ばれる。
Claims (19)
- コンピュータが実行する方法であって、
測位センサの出力に基づいて、物理コントローラを把持するユーザのヘッドマウントディスプレイ(HMD)の位置を決定することと、
前記HMDの前記位置から所定の距離に基づいて、関節の位置を定めることと、
前記関節からセグメントを定めることと、
前記セグメントの端部の位置に基づいて、仮想環境内の仮想コントローラの位置を定めることとを備え、前記物理コントローラは前記端部にあり、
前記セグメントの長さおよび前記関節における前記セグメントの向きに基づいて、前記物理コントローラの位置および向きを、前記仮想環境内の前記仮想コントローラの仮想位置および仮想向きに変換することとを含む、コンピュータ実行方法。 - 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのヨー運動に応じて、横方向に沿って移動するように構成されている、請求項1に記載のコンピュータ実行方法。
- 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのピッチ運動に応じて、縦方向に沿って移動するように構成されている、請求項1または2に記載のコンピュータ実行方法。
- 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのロール運動に応じて、前記物理コントローラの長手方向の軸に対応する当該仮想コントローラの軸を中心にして回転するように構成されている、請求項1から3のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。
- 前記セグメントは、第1のセグメントであり、
前記関節は、第1の関節であり、
前記方法は、前記第1のセグメントの端部に位置する第2の関節から延在する第2のセグメントを定めることをさらに含む、請求項1から4のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。 - 前記第2のセグメントは、前記第2の関節を中心にして回転するように構成されている、請求項5に記載のコンピュータ実行方法。
- 前記測位センサの出力により前記HMDの位置が検出された場合、前記関節の前記位置を再び定めることをさらに含む、請求項1から6のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。
- コンピュータが実行する方法であって、
測位センサの出力に基づいて、物理コントローラを把持するユーザのヘッドマウントディスプレイ(HMD)の位置を決定することと、
前記HMDの前記位置に基づいて、関節の位置を定めることと、
前記関節からセグメントの端部までのセグメントを定めることと、
前記セグメントの前記端部の位置に基づいて、仮想現実(VR)環境内の仮想コントローラの初期仮想位置を定めることとを備え、前記物理コントローラは前記端部にあり、
前記セグメントの長さおよび前記関節における前記セグメントの向きに基づいて、前記物理コントローラの向きの変化に応じて、前記VR環境内の前記仮想コントローラの仮想位置および仮想向きを定めることとを含む、コンピュータ実行方法。 - 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのヨー運動に応じて、横方向に沿って移動するように構成されている、請求項8に記載のコンピュータ実行方法。
- 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのピッチ運動に応じて、縦方向に沿って移動するように構成されている、請求項8または9に記載のコンピュータ実行方法。
- 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのロール運動に応じて、前記物理コントローラの長手方向の軸に対応する当該仮想コントローラの軸を中心にして回転するように構成されている、請求項8から10のいずれか1項に記載のコンピュータ実行方法。
- 前記セグメントは、第1のセグメントであり、
前記関節は、第1の関節であり、
前記方法は、前記第1のセグメントの端部に位置する第2の関節から延在する第2のセグメントを定めることをさらに含む、請求項8から11のいずれか1項に記載のコンピュータ実行方法。 - 前記測位センサの出力により前記HMDの位置が検出された場合、前記関節の前記位置を再び定めることをさらに含む、請求項8から12のいずれか1項に記載のコンピュータ実行方法。
- 装置であって、
仮想現実(VR)環境を表示するように使用されたヘッドマウントディスプレイ(HMD)と、
前記VR環境内のオブジェクトと対話するように構成された物理コントローラと、
プロセッサとを備え、
前記プロセッサは、
測位センサの出力に基づいて、物理コントローラを把持するユーザの前記HMDの位置を決定し、
前記HMDの前記位置から所定の距離に基づいて、関節の位置を定め、
前記関節からセグメントを定め、
前記セグメントの端部の位置に基づいて、仮想環境内の仮想コントローラの位置を定めるようにプログラムされており、前記物理コントローラは前記端部にあり、
前記セグメントの長さおよび前記関節における前記セグメントの向きに基づいて、前記物理コントローラの位置および向きに応じて、前記仮想環境内の前記仮想コントローラの仮想位置および仮想向きを定めるようにプログラムされている、装置。 - 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのヨー運動に応じて、横方向に沿って移動するように構成されている、請求項14に記載の装置。
- 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのピッチ運動に応じて、縦方向に沿って移動するように構成されている、請求項14または15に記載の装置。
- 前記仮想コントローラは、前記物理コントローラのロール運動に応じて、前記物理コントローラの長手方向の軸を中心にして回転するように構成されている、請求項14から16のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記測位センサの出力により前記ユーザの位置が検出された場合、前記関節の前記位置を再び定めるようにさらにプログラムされている、請求項14から17のいずれか1項に記載の装置。
- 請求項1から13のいずれか1項に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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