JP7167654B2 - Information processing device, head mounted display, computer program and image display system - Google Patents
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Description
本発明は、情報処理装置、ヘッドマウントディスプレイ、コンピュータプログラム及び画像表示システムに関する。 The present invention relates to an information processing device, a head-mounted display, a computer program, and an image display system.
近年、複合現実感(Mixed Reality)技術を利用して作業者を支援するための技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の従来技術では、現実の世界(以下、現実空間と称する)の金属加工品に、コンピュータで生成された仮想の世界(以下、仮想空間と称する)の3次元モデルを重畳させて、ヘッドマウントディスプレイに表示させることにより、作業者に対して3次元モデルを用いた作業支援を行っている。 In recent years, techniques for assisting workers using mixed reality techniques have been known (see Patent Literature 1, for example). In the prior art described in Patent Document 1, a three-dimensional model of a virtual world (hereinafter referred to as virtual space) generated by a computer is superimposed on a metal workpiece in the real world (hereinafter referred to as "real space"). By displaying it on a head-mounted display, the worker is assisted in the work using the three-dimensional model.
しかし、上述した従来技術では、現実空間の金属加工品と仮想空間の3次元モデルとの位置合わせが不十分であると、作業者が作業し辛い場合があった。 However, in the above-described prior art, if the alignment between the metal workpiece in the real space and the three-dimensional model in the virtual space is insufficient, it may be difficult for the operator to work.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、現実空間の物体と仮想空間の3次元モデルとの位置合わせの精度を向上させることができる、情報処理装置、ヘッドマウントディスプレイ、コンピュータプログラム及び画像表示システムを提供することである。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its object is to improve the accuracy of alignment between an object in the real space and a three-dimensional model in the virtual space. It is to provide a head mounted display, a computer program and an image display system.
本発明の一態様は、ヘッドマウントディスプレイに備わる3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせ部と、前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する重畳画像データ生成部と、前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する送信部と、前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正部と、を備え、前記重畳画像データ生成部は、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成し、前記送信部は、前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する、情報処理装置である。 One aspect of the present invention is an alignment unit that aligns a contour of an object in a real space detected by a 3D sensor provided in a head-mounted display and a contour of a 3D model in a virtual space, and based on the alignment, a superimposed image data generating unit for generating first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space; and a transmitting unit for transmitting the first superimposed image data to the head-mounted display. aligning the reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with the reference position on the three-dimensional model, and using the external dimension data of the object to determine the outline of the object in the real space and the outline of the virtual space; a registration correcting unit that corrects the registration with the contour of the three-dimensional model, and the superimposed image data generating unit corrects the registration on the object in the physical space based on the correction result of the registration. The information processing apparatus generates second superimposed image data in which dimensional models are displayed in an overlapping manner, and the transmission unit transmits the second superimposed image data to the head mounted display.
本発明の一態様は、3次元センサと、前記3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせ部と、前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する重畳画像データ生成部と、前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正部と、を備え、前記重畳画像データ生成部は、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成し、前記第1重畳画像データ及び前記第2重畳画像データを表示するヘッドマウントディスプレイである。 According to one aspect of the present invention, a three-dimensional sensor, an alignment unit that aligns a contour of an object in a real space detected by the three-dimensional sensor, and a contour of a three-dimensional model in a virtual space, and based on the alignment, a superimposed image data generating unit for generating first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space; a reference position on the object detected by the three-dimensional sensor; Alignment correction for aligning a reference position on a dimensional model and correcting the alignment between the contour of the object in real space and the contour of the 3D model in virtual space using the outer dimension data of the object. wherein the superimposed image data generating unit generates second superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment correction result; A head-mounted display that displays the first superimposed image data and the second superimposed image data.
本発明の一態様は、コンピュータに、ヘッドマウントディスプレイに備わる3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせステップと、前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する第1重畳画像データ生成ステップと、前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する第1送信ステップと、前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正ステップと、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成する第2重畳画像データ生成ステップと、前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する第2送信ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。 According to one aspect of the present invention, a computer is provided with an alignment step of aligning an outline of an object in a real space detected by a 3D sensor provided in a head-mounted display with an outline of a 3D model in a virtual space; a first superimposed image data generating step of generating first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on; and transmitting the first superimposed image data to the head-mounted display. a first transmission step of transmitting; aligning the reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with the reference position on the three-dimensional model; an alignment correction step of correcting the alignment between the contour of the object and the contour of the three-dimensional model in the virtual space; and superimposing the three-dimensional model on the object in the real space based on the alignment correction result and a second transmission step of transmitting the second superimposed image data to the head-mounted display. .
本発明の一態様は、コンピュータに、ヘッドマウントディスプレイが備える3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせステップと、前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する第1重畳画像データ生成ステップと、前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに表示させる第1表示ステップと、前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正ステップと、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成する第2重畳画像データ生成ステップと、前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに表示させる第2表示ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。 According to one aspect of the present invention, a computer is provided with an alignment step of aligning an outline of an object in a real space detected by a 3D sensor included in a head-mounted display with an outline of a 3D model in a virtual space; a first superimposed image data generating step of generating first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on; and transmitting the first superimposed image data to the head-mounted display. a first display step of displaying; aligning a reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with a reference position on the three-dimensional model; an alignment correction step of correcting the alignment between the contour of the object and the contour of the three-dimensional model in the virtual space; and superimposing the three-dimensional model on the object in the real space based on the alignment correction result and a second display step of displaying the second superimposed image data on the head-mounted display. .
本発明の一態様は、3次元センサを備えるヘッドマウントディスプレイと、情報処理装置とを備え、前記情報処理装置は、前記3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせ部と、前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する重畳画像データ生成部と、前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する送信部と、前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正部と、を備え、前記重畳画像データ生成部は、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成し、前記送信部は、前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する、画像表示システムである。 One aspect of the present invention includes a head-mounted display provided with a three-dimensional sensor, and an information processing device, wherein the information processing device detects the contour of an object in real space detected by the three-dimensional sensor and the three-dimensional image in virtual space. A registration unit that aligns the outline of the model, and a superimposed image data generation unit that generates first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the registration. a transmission unit that transmits the first superimposed image data to the head mounted display; and a reference position on the object detected by the three-dimensional sensor and a reference position on the three-dimensional model are aligned, an alignment correction unit that corrects the alignment between the contour of the object in the real space and the contour of the three-dimensional model in the virtual space using the external dimension data of the superimposed image data generation unit, generating second superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the result of the alignment correction, and transmitting the second superimposed image data to the head It is an image display system that transmits to the mount display.
本発明によれば、現実空間の物体と仮想空間の3次元モデルとの位置合わせの精度を向上させることができるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of alignment between an object in the real space and a three-dimensional model in the virtual space.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る画像表示システムの構成例を示すブロック図である。図1において、画像表示システム1は、サーバ装置(情報処理装置)10と、端末装置40と、ヘッドマウントディスプレイ50とを備える。サーバ装置10と端末装置40とは、それぞれ通信部11,41を備え、通信を行う。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an image display system according to the first embodiment. In FIG. 1 , the image display system 1 includes a server device (information processing device) 10 , a
サーバ装置10は、サーバ通信部11と、位置合わせ部12と、重畳画像データ生成部13と、位置合わせ補正部14と、外形寸法データ格納部15と、機器配置データ格納部16と、を備える。端末装置40は、端末通信部41と、端末制御部42と、ディスプレイインタフェース43とを備える。ヘッドマウントディスプレイ50は、3次元センサ51を備える。
The
ヘッドマウントディスプレイ50は、作業者の頭部に装着されるディスプレイ装置である。端末装置40は、サーバ装置10とヘッドマウントディスプレイ50との間のデータの中継等を行う。端末装置40として、例えばスマートフォン等の携帯通信端末装置を利用してもよい。
The head mounted
端末装置40において、端末通信部41は、サーバ装置10のサーバ通信部11と通信を行う。端末制御部42は、端末装置40の制御を行う。ディスプレイインタフェース43は、ヘッドマウントディスプレイ50と通信を行う。ディスプレイインタフェース43とヘッドマウントディスプレイ50とは、通信方式として、例えば近距離無線通信方式を利用してもよい。
In the
ヘッドマウントディスプレイ50は、ヘッドマウントディスプレイ50を頭部に装着している作業者に対して見えるように画像を表示する。3次元センサ51は、現実空間における物体の検出を行う。3次元センサ51として、例えば赤外線カメラを利用してもよい。
The head mounted
サーバ装置10において、サーバ通信部11は、端末装置40の端末通信部41と通信を行う。位置合わせ部12は、3次元センサ51が検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする。重畳画像データ生成部13は、位置合わせ部12による位置合わせに基づいて、現実空間の物体上に仮想空間の3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する。第1重畳画像データは、サーバ通信部11(送信部)によりヘッドマウントディスプレイ50に送信され、ヘッドマウントディスプレイ50で表示される。
In the
位置合わせ補正部14は、3次元センサ51が検出した物体上の基準位置と3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、当該物体の外形寸法データを使用して現実空間の当該物体の輪郭と仮想空間の当該3次元モデルの輪郭との位置合わせを補正する。重畳画像データ生成部13は、位置合わせ補正部14による位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の物体上に仮想空間の3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成する。第2重畳画像データは、サーバ通信部11(送信部)によりヘッドマウントディスプレイ50に送信され、ヘッドマウントディスプレイ50で表示される。
The
外形寸法データ格納部15は、物体の外形寸法データを格納する。図2は、外形寸法データ格納部15の構成例を示す図である。図2の例では、物体は、作業者が作業を行う場所である作業室に設けられた機器である。図2に示されるように、外形寸法データ格納部15には、機器の種別を示す機器種別識別子(機器種別ID)に関連付けて、当該機器の外形寸法を示す外形寸法データが格納される。機器の外形寸法データは、当該機器の横(幅)、縦(高さ)及び奥行きの各寸法を示すデータである。
The outer dimension
機器配置データ格納部16は、機器配置データを格納する。図3は、機器配置データ格納部16の構成例を示す図である。図3に示されるように、機器配置データ格納部16には、配置場所に関連付けて、当該配置場所に設置される機器の機器種別IDが格納される。図3の例では、機器種別IDは、図2に対応するものである。
The equipment layout
図3に示される機器配置データ格納部16の機器配置データの例は、図4に示される作業室の機器配置に対応する。図4は、作業室の機器配置の例を示す平面図である。図4に示される作業室において、配置場所Pa1からPa6までは順番に一列に配列されている。各配置場所Pa1、Pa2、Pa3、Pa4、Pa5、Pa6には、図3の機器配置データで示される各機器種別IDの機器が設置されている。配置場所Pa1からPa6までの配列において、一端の配置場所Pa1に設置された機器(Eid1)には、当該配列の外側の方の端部上に基準位置Qa1が設けられる。他方、配置場所Pa6に設置された機器(Eid2)には、当該配列の外側の方の端部上に基準位置Qa2が設けられる。
The example of equipment layout data in the equipment layout
また、図4に示される作業室において、配置場所Pb1からPb6までは順番に一列に配列されている。各配置場所Pb1、Pb2、Pb3、Pb4、Pb5、Pb6には、図3の機器配置データで示される各機器種別IDの機器が設置されている。配置場所Pb1からPb6までの配列において、一端の配置場所Pb1に設置された機器(Eid1)には、当該配列の外側の方の端部上に基準位置Qb1が設けられる。他方、配置場所Pb6に設置された機器(Eid2)には、当該配列の外側の方の端部上に基準位置Qb2が設けられる。 In the working room shown in FIG. 4, the placement locations Pb1 to Pb6 are arranged in order in a line. Devices having respective device type IDs indicated by the device placement data in FIG. In the arrangement of arrangement locations Pb1 to Pb6, the device (Eid1) installed at one end arrangement location Pb1 is provided with a reference position Qb1 on the outer end of the arrangement. On the other hand, the device (Eid2) installed at the placement location Pb6 is provided with a reference position Qb2 on the outer end of the arrangement.
次に図5を参照して、本実施形態に係る画像表示システム1の動作を説明する。図5は、本実施形態に係る画像表示方法の手順の例を示すフローチャートである。ここでは、図2、図3及び図4の例を用いて説明を行う。 Next, with reference to FIG. 5, the operation of the image display system 1 according to this embodiment will be described. FIG. 5 is a flow chart showing an example of the procedure of the image display method according to this embodiment. 2, 3 and 4 will be used for explanation.
(ステップS1) 図4に示される作業室において、作業者は、ヘッドマウントディスプレイ50を頭部に装着する。また、作業者は、端末装置40を携帯する、又は、端末装置40のディスプレイインタフェース43とヘッドマウントディスプレイ50とが通信可能な場所に端末装置40を置いておく。
(Step S1) In the work room shown in FIG. 4, the worker wears the head-mounted
作業者は、ヘッドマウントディスプレイ50により、作業場所の現実空間のスキャンを行う。作業場所の現実空間のスキャンにより、ヘッドマウントディスプレイ50の3次元センサ51は、各配置場所Pa1-Pa6、Pb1-Pb6に設置された各機器を検出し、検出結果の3次元データ(以下、現実空間検出3次元データと称する)を出力する。当該現実空間検出3次元データは、3次元センサ51が検出した現実空間の各機器の3次元の輪郭を示す情報を含むものである。
The worker uses the head-mounted
現実空間検出3次元データは、ヘッドマウントディスプレイ50から端末装置40のディスプレイインタフェース43へ送信される。端末装置40の端末制御部42は、ヘッドマウントディスプレイ50からディスプレイインタフェース43により受信した現実空間検出3次元データを、端末通信部41によりサーバ装置10へ送信する。サーバ装置10は、サーバ通信部11により、ヘッドマウントディスプレイ50からの現実空間検出3次元データを受信する。
The physical space detection three-dimensional data is transmitted from the head-mounted
(ステップS2) サーバ装置10の位置合わせ部12は、ヘッドマウントディスプレイ50から受信した現実空間検出3次元データにより、作業場所の現実空間の各配置場所Pa1-Pa6、Pb1-Pb6に設置された各機器の3次元の輪郭を認識する。位置合わせ部12は、当該認識した各機器の3次元の輪郭と、各機器に対応する仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする。仮想空間の3次元モデルは、予め、サーバ装置10に設定される。仮想空間の3次元モデルとして、例えば3次元の多面体を利用してもよい。
(Step S2) The
(ステップS3) サーバ装置10の重畳画像データ生成部13は、ステップS2の位置合わせ部12による位置合わせに基づいて、現実空間の各機器上に各機器に対応する仮想空間の3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する。
(Step S3) The superimposed image
サーバ装置10は、サーバ通信部11により第1重畳画像データを端末装置40へ送信する。端末装置40は、サーバ装置10から端末通信部41により第1重畳画像データを受信する。端末装置40の端末制御部42は、サーバ装置10から受信した第1重畳画像データを、ディスプレイインタフェース43によりヘッドマウントディスプレイ50へ送信する。
The
ヘッドマウントディスプレイ50は、端末装置40から受信した第1重畳画像データを表示する。これにより、作業者は、図4に示される作業室の作業場所において、ヘッドマウントディスプレイ50により、現実空間の各機器上に各機器に対応する仮想空間の3次元モデルが重ねて表示される状態を視認する。但し、この状態では、現実空間の各機器の輪郭と、各機器に対応する仮想空間の3次元モデルの輪郭との位置合わせが不十分である可能性がある。現実空間の機器の輪郭と当該機器に対応する仮想空間の3次元モデルの輪郭との位置合わせが不十分である場合、作業者にとっては、現実空間の機器の輪郭と当該機器に対応する仮想空間の3次元モデルの輪郭とがズレて見えるので、作業がし辛い場合がある。このため、本実施形態では、以降の手順により、現実空間の機器の輪郭と当該機器に対応する3次元モデルの輪郭との位置合わせの補正を行う。
The head mounted
(ステップS4) 作業者は、図4に示される作業室の作業場所において、現実空間の基準位置Qa1及びQa2を指定する操作を行う。現実空間の基準位置Qa1及びQa2を指定する操作として、例えば、基準位置Qa1及びQa2に予めマーカを貼付しておき、作業者がヘッドマウントディスプレイ50により基準位置Qa1及びQa2の各マーカをスキャンする。又は、作業者が各基準位置Qa1、Qa2に指先で触っている状態を、ヘッドマウントディスプレイ50によりスキャンする。現実空間の基準位置Qb1及びQb2に対しても、前記基準位置Qa1及びQa2と同様に、指定する操作を行う。
(Step S4) The worker performs an operation of designating the reference positions Qa1 and Qa2 in the physical space at the work place in the work room shown in FIG. As an operation for designating the reference positions Qa1 and Qa2 in the physical space, for example, markers are affixed to the reference positions Qa1 and Qa2 in advance, and the operator scans the markers of the reference positions Qa1 and Qa2 with the head-mounted
現実空間の基準位置Qa1及びQa2を指定する操作により、ヘッドマウントディスプレイ50の3次元センサ51は、各基準位置Qa1、Qa2を検出し、検出結果の3次元データ(以下、基準位置検出3次元データと称する)を出力する。当該基準位置検出3次元データは、3次元センサ51が検出した現実空間の各基準位置Qa1、Qa2を示す情報を含むものである。現実空間の基準位置Qb1及びQb2に対しても、前記基準位置Qa1及びQa2と同様に、基準位置検出3次元データを出力する。
By the operation of designating the reference positions Qa1 and Qa2 in the physical space, the three-
基準位置検出3次元データは、上述した現実空間検出3次元データと同様に、ヘッドマウントディスプレイ50から端末装置40を介してサーバ装置10へ送信される。サーバ装置10は、サーバ通信部11により、ヘッドマウントディスプレイ50からの基準位置検出3次元データを受信する。
The reference position detection three-dimensional data is transmitted from the head mounted
(ステップS5) サーバ装置10の位置合わせ補正部14は、ヘッドマウントディスプレイ50から受信した基準位置検出3次元データにより、作業場所の現実空間の各基準位置Qa1、Qa2を認識する。位置合わせ補正部14は、当該認識した現実空間の各基準位置Qa1、Qa2と仮想空間の3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、各配置場所Pa1-Pa6に設置された各機器の外形寸法データを使用して現実空間の各配置場所Pa1-Pa6に設置された各機器の輪郭と仮想空間の各3次元モデルの輪郭との位置合わせを補正する。同様に、各配置場所Pb1-Pb6に設置された各機器についても、基準位置Qb1及びQb2の基準位置検出3次元データに基づいて、現実空間の各機器の輪郭と仮想空間の各3次元モデルの輪郭との位置合わせを補正する。位置合わせ補正方法について以下に説明する。
(Step S5) The
現実空間の基準位置Qa1は、配置場所Pa1に設置された機器(Eid1)に設けられたものである。現実空間の基準位置Qa2は、配置場所Pa6に設置された機器(Eid2)に設けられたものである。位置合わせ補正部14は、当該認識した現実空間の基準位置Qa1と、配置場所Pa1に設置された機器(Eid1)に対応する仮想空間の3次元モデル上の基準位置とを位置合わせする。併せて、当該認識した現実空間の基準位置Qa2と、配置場所Pa6に設置された機器(Eid2)に対応する仮想空間の3次元モデル上の基準位置とを位置合わせする。次いで、位置合わせ補正部14は、図2の外形寸法データ格納部15及び図3の機器配置データ格納部16にそれぞれ格納されるデータによって、各配置場所Pa1、Pa2、Pa3、Pa4、Pa5、Pa6に設置された各機器の配列順序及び外形寸法を取得する。次いで、位置合わせ補正部14は、各機器の配列順序に従って、基準位置Qa1と基準位置Qa2との間に存在する各機器までの各基準位置Qa1、Qa2からの距離(第1距離と称する)を各機器の外形寸法を使用して計算する。次いで、位置合わせ補正部14は、基準位置Qa1と基準位置Qa2との間の距離(第2距離と称する)を1として、第2距離に対する第1距離の比として各機器の位置を算出する。次いで、位置合わせ補正部14は、各機器に対応する仮想空間の各3次元モデルの輪郭を、当該第1距離の比及び各機器の外形寸法に基づいて補正する。これにより、各配置場所Pa1、Pa2、Pa3、Pa4、Pa5、Pa6に設置された各機器に対応する仮想空間の各3次元モデルの輪郭が、それぞれ対応する現実空間の各機器の輪郭に精度よく位置合わせされる。
The reference position Qa1 in the physical space is provided in the device (Eid1) installed at the placement location Pa1. The reference position Qa2 in the physical space is provided in the device (Eid2) installed at the placement location Pa6. The
現実空間の基準位置Qb1は、配置場所Pb1に設置された機器(Eid1)に設けられたものである。現実空間の基準位置Qb2は、配置場所Pb6に設置された機器(Eid2)に設けられたものである。位置合わせ補正部14は、当該認識した現実空間の基準位置Qb1と、配置場所Pb1に設置された機器(Eid1)に対応する仮想空間の3次元モデル上の基準位置とを位置合わせする。併せて、当該認識した現実空間の基準位置Qb2と、配置場所Pb6に設置された機器(Eid2)に対応する仮想空間の3次元モデル上の基準位置とを位置合わせする。次いで、位置合わせ補正部14は、図2の外形寸法データ格納部15及び図3の機器配置データ格納部16にそれぞれ格納されるデータによって、各配置場所Pb1、Pb2、Pb3、Pb4、Pb5、Pb6に設置された各機器の配列順序及び外形寸法を取得する。次いで、位置合わせ補正部14は、各機器の配列順序に従って、基準位置Qb1と基準位置Qb2との間に存在する各機器までの各基準位置Qb1、Qb2からの距離(第3距離と称する)を各機器の外形寸法を使用して計算する。次いで、位置合わせ補正部14は、基準位置Qb1と基準位置Qb2との間の距離(第4距離と称する)を1として、第4距離に対する第3距離の比として各機器の位置を算出する。次いで、位置合わせ補正部14は、各機器に対応する仮想空間の各3次元モデルの輪郭を、当該第3距離の比及び各機器の外形寸法に基づいて補正する。これにより、各配置場所Pb1、Pb2、Pb3、Pb4、Pb5、Pb6に設置された各機器に対応する仮想空間の各3次元モデルの輪郭が、それぞれ対応する現実空間の各機器の輪郭に精度よく位置合わせされる。
The reference position Qb1 in the physical space is provided in the device (Eid1) installed at the placement location Pb1. The reference position Qb2 in the physical space is provided in the device (Eid2) installed at the placement location Pb6. The
(ステップS6) サーバ装置10の重畳画像データ生成部13は、ステップS5の位置合わせ補正部14による位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の各機器上に各機器に対応する仮想空間の3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成する。
(Step S6) The superimposed image
第2重畳画像データは、上述した第1重畳画像データと同様に、サーバ装置10から端末装置40を介してヘッドマウントディスプレイ50へ送信される。
The second superimposed image data is transmitted from the
ヘッドマウントディスプレイ50は、端末装置40から受信した第2重畳画像データを表示する。これにより、作業者は、図4に示される作業室の作業場所において、ヘッドマウントディスプレイ50により、現実空間の各機器上に各機器に対応する仮想空間の3次元モデルが重ねて表示される状態を視認する。この状態では、現実空間の各機器の輪郭と、各機器に対応する3次元モデルの輪郭とが精度よく位置合わせされている。これにより、作業者に対して、仮想空間の3次元モデルを用いた作業支援を高品質で提供することができる。例えば、仮想空間の3次元モデルによって作業の操作のお手本を作業者に示す場合に、あたかも現実空間の実物の作業対象機器を操作しているかのように作業者に示すことができる。また、例えば、仮想空間の3次元モデルによって作業手順書を作業者に示す場合に、仮想空間の3次元モデルの作業手順書を、現実空間の作業対象機器の位置に対して適切な位置に精度よく表示させることができる。
The head mounted
[画像表示システムの他の構成例]
図6は、本実施形態に係る画像表示システムの他の構成例を示すブロック図である。図6において図1の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図6に示される画像表示システム1aにおいては、ヘッドマウントディスプレイ50aがディスプレイ通信部52を備え、端末装置40は具備されなくてもよい。ディスプレイ通信部52は、サーバ装置10のサーバ通信部11と通信を行う。ヘッドマウントディスプレイ50は、ディスプレイ通信部52により、サーバ装置10と通信を行う。画像表示システム1aにおいて、ヘッドマウントディスプレイ50とサーバ装置10との間の通信に係る構成以外は、図1に示される画像表示システム1と同様である。
[Another configuration example of the image display system]
FIG. 6 is a block diagram showing another configuration example of the image display system according to this embodiment. In FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the
上述したように本実施形態によれば、現実空間の物体と仮想空間の3次元モデルとの位置合わせの精度を向上させることができるという効果が得られる。これにより、現実空間の物体に仮想空間の3次元モデルを重畳させて、ヘッドマウントディスプレイに表示させることにより、作業者に対して仮想空間の3次元モデルを用いた高品質の作業支援を行うことができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to improve the accuracy of alignment between an object in the real space and a three-dimensional model in the virtual space. As a result, by superimposing the three-dimensional model of the virtual space on the object in the real space and displaying it on the head-mounted display, it is possible to provide high-quality work support to the worker using the three-dimensional model of the virtual space. can be done.
[第2実施形態]
図7は、第2実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ60の構成例を示すブロック図である。図7において図1の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。第2実施形態は、第1実施形態のサーバ装置10の位置合わせ部12、重畳画像データ生成部13、位置合わせ補正部14、外形寸法データ格納部15及び機器配置データ格納部16をヘッドマウントディスプレイ60に備え、ヘッドマウントディスプレイ単体で実施するものである。この点以外は第1実施形態と同様である。
[Second embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the head mounted
なお、ヘッドマウントディスプレイ60は、外部と通信を行うディスプレイ通信部をさらに備えてもよい。これにより、作業対象の作業室が変わる場合に、作業対象の作業室に応じて、該当する外形寸法データや機器配置データなどを通信により外部の装置から取得し、外形寸法データ格納部15や機器配置データ格納部16などに格納するデータを適宜更新することができる。
Note that the head mounted
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are included within the scope of the present invention.
また、上述した各装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、DVD(Digital Versatile Disc)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Alternatively, a computer program for realizing the functions of the devices described above may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read and executed by the computer system. Note that the “computer system” referred to here may include hardware such as an OS and peripheral devices.
In addition, "computer-readable recording medium" includes writable nonvolatile memories such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and flash memories, portable media such as DVDs (Digital Versatile Discs), and computer system built-in media. A storage device such as a hard disk that
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Furthermore, "computer-readable recording medium" means a volatile memory (e.g., DRAM (Dynamic Random Access Memory)), which holds the program for a certain period of time, is also included.
Further, the above program may be transmitted from a computer system storing this program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in a transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
Further, the program may be for realizing part of the functions described above. Further, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
1…画像表示システム、10…サーバ装置、11…サーバ通信部、12…位置合わせ部、13…重畳画像データ生成部、14…位置合わせ補正部、15…外形寸法データ格納部、16…機器配置データ格納部、40…端末装置、41…端末通信部、42…端末制御部、43…ディスプレイインタフェース、50,50a,60…ヘッドマウントディスプレイ、51…3次元センサ、52…ディスプレイ通信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...
Claims (5)
前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する重畳画像データ生成部と、
前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する送信部と、
前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正部と、を備え、
前記重畳画像データ生成部は、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成し、
前記送信部は、前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する、
情報処理装置。 an alignment unit that aligns the contour of the object in the real space detected by the 3D sensor provided in the head-mounted display with the contour of the 3D model in the virtual space;
a superimposed image data generation unit that generates first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment;
a transmission unit that transmits the first superimposed image data to the head mounted display;
Aligning the reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with the reference position on the three-dimensional model, and using the external dimension data of the object, the outline of the object in the real space and the outline of the object in the virtual space. an alignment correction unit that corrects the alignment with the contour of the three-dimensional model;
The superimposed image data generation unit generates second superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment correction result,
The transmission unit transmits the second superimposed image data to the head mounted display.
Information processing equipment.
前記3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する重畳画像データ生成部と、
前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正部と、を備え、
前記重畳画像データ生成部は、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成し、
前記第1重畳画像データ及び前記第2重畳画像データを表示するヘッドマウントディスプレイ。 a three-dimensional sensor;
an alignment unit that aligns the contour of the object in the real space detected by the three-dimensional sensor with the contour of the three-dimensional model in the virtual space;
a superimposed image data generation unit that generates first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment;
Aligning the reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with the reference position on the three-dimensional model, and using the external dimension data of the object, the outline of the object in the real space and the outline of the object in the virtual space. an alignment correction unit that corrects the alignment with the contour of the three-dimensional model;
The superimposed image data generation unit generates second superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment correction result,
A head-mounted display that displays the first superimposed image data and the second superimposed image data.
ヘッドマウントディスプレイに備わる3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせステップと、
前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する第1重畳画像データ生成ステップと、
前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する第1送信ステップと、
前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正ステップと、
前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成する第2重畳画像データ生成ステップと、
前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する第2送信ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。 to the computer,
an alignment step of aligning the contour of the object in the real space detected by the 3D sensor provided in the head-mounted display with the contour of the 3D model in the virtual space;
a first superimposed image data generating step of generating first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment;
a first transmission step of transmitting the first superimposed image data to the head mounted display;
Aligning the reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with the reference position on the three-dimensional model, and using the external dimension data of the object, the outline of the object in the real space and the outline of the object in the virtual space. an alignment correction step of correcting said alignment with contours of the three-dimensional model;
a second superimposed image data generating step of generating second superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment correction result;
a second transmission step of transmitting the second superimposed image data to the head mounted display;
A computer program for executing
ヘッドマウントディスプレイが備える3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせステップと、
前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する第1重畳画像データ生成ステップと、
前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに表示させる第1表示ステップと、
前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正ステップと、
前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成する第2重畳画像データ生成ステップと、
前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに表示させる第2表示ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。 to the computer,
an alignment step of aligning the contour of the object in the real space detected by the 3D sensor provided in the head-mounted display with the contour of the 3D model in the virtual space;
a first superimposed image data generating step of generating first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment;
a first display step of displaying the first superimposed image data on the head mounted display;
Aligning the reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with the reference position on the three-dimensional model, and using the external dimension data of the object, the outline of the object in the real space and the outline of the object in the virtual space. an alignment correction step of correcting said alignment with contours of the three-dimensional model;
a second superimposed image data generating step of generating second superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment correction result;
a second display step of displaying the second superimposed image data on the head mounted display;
A computer program for executing
前記情報処理装置は、
前記3次元センサが検出した現実空間の物体の輪郭と、仮想空間の3次元モデルの輪郭とを位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせに基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第1重畳画像データを生成する重畳画像データ生成部と、
前記第1重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する送信部と、
前記3次元センサが検出した前記物体上の基準位置と前記3次元モデル上の基準位置とを位置合わせし、前記物体の外形寸法データを使用して現実空間の前記物体の輪郭と仮想空間の前記3次元モデルの輪郭との前記位置合わせを補正する位置合わせ補正部と、を備え、
前記重畳画像データ生成部は、前記位置合わせの補正結果に基づいて、現実空間の前記物体上に前記3次元モデルが重ねて表示される第2重畳画像データを生成し、
前記送信部は、前記第2重畳画像データを前記ヘッドマウントディスプレイに送信する、
画像表示システム。 A head-mounted display with a three-dimensional sensor and an information processing device,
The information processing device is
an alignment unit that aligns the contour of the object in the real space detected by the three-dimensional sensor with the contour of the three-dimensional model in the virtual space;
a superimposed image data generation unit that generates first superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment;
a transmission unit that transmits the first superimposed image data to the head mounted display;
Aligning the reference position on the object detected by the three-dimensional sensor with the reference position on the three-dimensional model, and using the external dimension data of the object, the outline of the object in the real space and the outline of the object in the virtual space. an alignment correction unit that corrects the alignment with the contour of the three-dimensional model;
The superimposed image data generation unit generates second superimposed image data in which the three-dimensional model is superimposed and displayed on the object in the physical space based on the alignment correction result,
The transmission unit transmits the second superimposed image data to the head mounted display.
Image display system.
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