JPH04291289A - ３次元物体接触体感方式 - Google Patents
３次元物体接触体感方式Info
- Publication number
- JPH04291289A JPH04291289A JP5527591A JP5527591A JPH04291289A JP H04291289 A JPH04291289 A JP H04291289A JP 5527591 A JP5527591 A JP 5527591A JP 5527591 A JP5527591 A JP 5527591A JP H04291289 A JPH04291289 A JP H04291289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dimensional object
- palm
- finger
- compression
- hand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 54
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 54
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 230000036544 posture Effects 0.000 abstract 3
- 210000003811 finger Anatomy 0.000 description 56
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- NCEXYHBECQHGNR-UHFFFAOYSA-N chembl421 Chemical compound C1=C(O)C(C(=O)O)=CC(N=NC=2C=CC(=CC=2)S(=O)(=O)NC=2N=CC=CC=2)=C1 NCEXYHBECQHGNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は仮想的に空間に定義され
た３次元物体の形状を操作者に伝えるために、操作者が
手を動かす時に仮想的な３次元物体にあたかも触れたか
のような感触を与える３次元物体接触体感方式に関する
。
た３次元物体の形状を操作者に伝えるために、操作者が
手を動かす時に仮想的な３次元物体にあたかも触れたか
のような感触を与える３次元物体接触体感方式に関する
。
【０００２】
【従来の技術】従来、手の感触を通じて３次元的な形状
を操作者に伝える方式として、３次元マウスとマスター
・マニピュレータを用いる方式がある。３次元マウスは
９本の糸でジョイスティックを空間に浮かせ、それぞれ
の張力を制御することにより６自由度の力を操作者の手
に返すものである（参照文献１：Ａｇｒｏｎｉｎ，Ｍ．
Ｌ．：「Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｎ
ｉｎｅ−ｓｔｒｉｎｇ Ｓｉｘ−ｄｅｇｒｅｅ−ｏｆ
−ｆｒｅｅｄｏｍ Ｆｏｒｃｅ−ｆｅｅｄｂａｃｋ
ｊｏｙｓｔｉｃｋ ｆｏｒ ｔｅｌｅｍａｎｉｐ
ｕｌａｔｉｏｎ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
ｔｈｅ ＮＡＳＡ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ
Ｓｐａｃｅ Ｔｅｌｅｒｏｂｏｔｉｃｓ，ｐｐ．３
４１−３４８，（１９８７）。また、マスター・マニピ
ュレータは６自由度のパラレル・マニピュレータの先端
に操作者の掌を固定する固定具を備え、親指に力を加え
るアクチュエータと人指し指に力を加えるアクチュエー
タと他の指に力を加えるアクチュエータから構成される
（参考文献２：岩田、「力感覚に対応した人工現実感」
、Ｐｉｘｅｌ Ｎｏ．９８（１９９０））。
を操作者に伝える方式として、３次元マウスとマスター
・マニピュレータを用いる方式がある。３次元マウスは
９本の糸でジョイスティックを空間に浮かせ、それぞれ
の張力を制御することにより６自由度の力を操作者の手
に返すものである（参照文献１：Ａｇｒｏｎｉｎ，Ｍ．
Ｌ．：「Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ Ｎ
ｉｎｅ−ｓｔｒｉｎｇ Ｓｉｘ−ｄｅｇｒｅｅ−ｏｆ
−ｆｒｅｅｄｏｍ Ｆｏｒｃｅ−ｆｅｅｄｂａｃｋ
ｊｏｙｓｔｉｃｋ ｆｏｒ ｔｅｌｅｍａｎｉｐ
ｕｌａｔｉｏｎ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ
ｔｈｅ ＮＡＳＡ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ
Ｓｐａｃｅ Ｔｅｌｅｒｏｂｏｔｉｃｓ，ｐｐ．３
４１−３４８，（１９８７）。また、マスター・マニピ
ュレータは６自由度のパラレル・マニピュレータの先端
に操作者の掌を固定する固定具を備え、親指に力を加え
るアクチュエータと人指し指に力を加えるアクチュエー
タと他の指に力を加えるアクチュエータから構成される
（参考文献２：岩田、「力感覚に対応した人工現実感」
、Ｐｉｘｅｌ Ｎｏ．９８（１９９０））。
【０００３】操作時には、操作者がこれらの装置を装着
する。すると、装置に接続されたコンピュータ等が、３
次元マウスの場合は９本の糸の引っ張られ量のデータを
用いて、また、マスター・マニピュレータの場合はパラ
レル・マニピュレータの姿勢のデータを用いて、操作者
の手の位置・姿勢を求める。次に、予め定義された仮想
的は３次元物体の形状と求めた手の位置・姿勢を比較し
、もし、手が仮想的な３次元物体と重なっている場合は
、重なった部位に対し上記装置を通じて反力を与える。 このようにして、仮想的に定義されている３次元物体か
ら受けるであろう反力を操作者の手に伝えることができ
、仮想物体をあたかも実際に接しているかのような触感
を操作者に与えることができる。
する。すると、装置に接続されたコンピュータ等が、３
次元マウスの場合は９本の糸の引っ張られ量のデータを
用いて、また、マスター・マニピュレータの場合はパラ
レル・マニピュレータの姿勢のデータを用いて、操作者
の手の位置・姿勢を求める。次に、予め定義された仮想
的は３次元物体の形状と求めた手の位置・姿勢を比較し
、もし、手が仮想的な３次元物体と重なっている場合は
、重なった部位に対し上記装置を通じて反力を与える。 このようにして、仮想的に定義されている３次元物体か
ら受けるであろう反力を操作者の手に伝えることができ
、仮想物体をあたかも実際に接しているかのような触感
を操作者に与えることができる。
【０００４】一方、３次元物体の形状を計算機上のプロ
グラムに入力する方式として、従来からデータグローブ
で対象物体の形状をなぞる方式が広く採用されている。 データグローブは手袋の掌の部分に取り付けた位置セン
サと、各指の関節毎に取り付けた角度センサと、位置セ
ンサと角度センサのデータから手の位置・姿勢を算出す
る手位置・姿勢算出プロセッサとから構成されている。 使用にあたっては操作者がデータグローブを装着し、位
置センサが掌の位置・姿勢を検出し、さらに角度センサ
が指の各関節の曲げ角度を検出する。手位置・姿勢算出
プロセッサは角度センサが検出したデータから各指の掌
に対する相対的な位置関係を算出し、これと位置センサ
が検出したデータとから掌と各指の位置と姿勢を算出し
ている。操作者はこのデータグローブを装着して、形状
を入力しようとしている３次元物体をなぞる。すると、
その動きに応じて手位置・姿勢算出プロセッサが手の位
置・姿勢を連続的に算出する。この軌跡によって３次元
形状とする。
グラムに入力する方式として、従来からデータグローブ
で対象物体の形状をなぞる方式が広く採用されている。 データグローブは手袋の掌の部分に取り付けた位置セン
サと、各指の関節毎に取り付けた角度センサと、位置セ
ンサと角度センサのデータから手の位置・姿勢を算出す
る手位置・姿勢算出プロセッサとから構成されている。 使用にあたっては操作者がデータグローブを装着し、位
置センサが掌の位置・姿勢を検出し、さらに角度センサ
が指の各関節の曲げ角度を検出する。手位置・姿勢算出
プロセッサは角度センサが検出したデータから各指の掌
に対する相対的な位置関係を算出し、これと位置センサ
が検出したデータとから掌と各指の位置と姿勢を算出し
ている。操作者はこのデータグローブを装着して、形状
を入力しようとしている３次元物体をなぞる。すると、
その動きに応じて手位置・姿勢算出プロセッサが手の位
置・姿勢を連続的に算出する。この軌跡によって３次元
形状とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の３次元
マウスは糸を張る必要があるため、操作できる空間が限
定される。同様にマスター・マニピュレータもパラレル
・マニピュレータの先端に操作者の掌を固定するため、
操作できる空間が限定される。一方、データグローブは
操作空間が限定されることはないが、操作者の触感を刺
激することができないため、仮想的な３次元物体の形状
を触感を通じて操作者に伝えることができないという問
題がある。
マウスは糸を張る必要があるため、操作できる空間が限
定される。同様にマスター・マニピュレータもパラレル
・マニピュレータの先端に操作者の掌を固定するため、
操作できる空間が限定される。一方、データグローブは
操作空間が限定されることはないが、操作者の触感を刺
激することができないため、仮想的な３次元物体の形状
を触感を通じて操作者に伝えることができないという問
題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の３次元物体接触
体感方式は、操作者の掌に取り付けた位置検出手段と、
各指の関節に取り付けた角度検出手段と、前記位置検出
手段からの出力と前記角度検出手段からの出力を用いて
手の位置・姿勢を算出する手位置・姿勢算出手段と、仮
想の３次元物体の情報を保持しておく仮想３次元物体保
持手段と、前記各指および掌と前記３次元物体との位置
関係を算出する位置関係算出手段と、前記操作者の各指
および掌に取り付けた複数の圧迫手段と、この各圧迫手
段の圧迫する力の大きさと方向を制御する圧迫制御手段
とを備えている。
体感方式は、操作者の掌に取り付けた位置検出手段と、
各指の関節に取り付けた角度検出手段と、前記位置検出
手段からの出力と前記角度検出手段からの出力を用いて
手の位置・姿勢を算出する手位置・姿勢算出手段と、仮
想の３次元物体の情報を保持しておく仮想３次元物体保
持手段と、前記各指および掌と前記３次元物体との位置
関係を算出する位置関係算出手段と、前記操作者の各指
および掌に取り付けた複数の圧迫手段と、この各圧迫手
段の圧迫する力の大きさと方向を制御する圧迫制御手段
とを備えている。
【０００７】そして、前記仮想３次元物体保持手段は３
次元物体の形状情報を保持し、前記位置関係算出手段は
各指および掌と前記３次元物体との距離を算出し、前記
圧迫制御手段は前記距離に応じた力の大きさで圧迫する
よう前記圧迫手段を制御することを特徴とするもの、前
記仮想３次元物体保持手段は３次元物体の形状情報を保
持し、前記位置関係算出手段は各指および掌と前記３次
元物体との距離を算出し、前記圧迫制御手段は前記距離
が０である指もしくは掌に取り付けた圧迫手段に対して
予め定めた力の大きさで圧迫するよう前記圧迫手段を制
御することを特徴とするもの、前記仮想３次元物体保持
手段は３次元物体の形状情報を保持し、前記位置関係算
出手段は各指および掌と前記３次元物体との距離と相対
的な移動方向とを算出し、前記圧迫制御手段は前記距離
が連続的に０である指もしくは掌に取り付けた圧迫手段
に対して前記移動方向の逆の方向に圧迫するよう前記圧
迫手段を制御することを特徴とするもの、前記位置関係
算出手段は各指および掌と前記３次元物体との距離と相
対的な移動方向と移動の速さとを算出し、前記圧迫制御
手段は前記距離が連続的に０である指もしくは掌に取り
付けた圧迫手段に対して前記移動方向の逆の方向に前記
移動速さに応じた力の大きさで圧迫するよう前記圧迫手
段を制御することを特徴とするもの、前記仮想３次元物
体保持手段は３次元物体の形状情報と重力および重心の
位置を保持し、前記位置関係算出手段は各指および掌と
前記３次元物体との距離を算出し、前記圧迫制御手段は
前記距離が０である指もしくは掌に前記３次元物体の重
力が及ぼす力の大きさと方向を算出して各指もしくは掌
を前記方向に前記の力の大きさに依存する力の大きさで
圧迫するよう前記圧迫手段を制御することを特徴とする
もの、前記仮想３次元物体保持手段は３次元物体の形状
情報と振動の大きさと方向を保持し、前記位置関係算出
手段は各指および掌と前記３次元物体との距離を算出し
、前記圧迫制御手段は前記距離が０である指もしくは掌
に前記３次元物体の振動が及ぼす振動の大きさと方向を
算出して各指もしくは掌を前記方向に前記振動の大きさ
に依存する力の大きさで圧迫するよう前記圧迫手段を制
御することを特徴とするもののいずれであってもよい。
次元物体の形状情報を保持し、前記位置関係算出手段は
各指および掌と前記３次元物体との距離を算出し、前記
圧迫制御手段は前記距離に応じた力の大きさで圧迫する
よう前記圧迫手段を制御することを特徴とするもの、前
記仮想３次元物体保持手段は３次元物体の形状情報を保
持し、前記位置関係算出手段は各指および掌と前記３次
元物体との距離を算出し、前記圧迫制御手段は前記距離
が０である指もしくは掌に取り付けた圧迫手段に対して
予め定めた力の大きさで圧迫するよう前記圧迫手段を制
御することを特徴とするもの、前記仮想３次元物体保持
手段は３次元物体の形状情報を保持し、前記位置関係算
出手段は各指および掌と前記３次元物体との距離と相対
的な移動方向とを算出し、前記圧迫制御手段は前記距離
が連続的に０である指もしくは掌に取り付けた圧迫手段
に対して前記移動方向の逆の方向に圧迫するよう前記圧
迫手段を制御することを特徴とするもの、前記位置関係
算出手段は各指および掌と前記３次元物体との距離と相
対的な移動方向と移動の速さとを算出し、前記圧迫制御
手段は前記距離が連続的に０である指もしくは掌に取り
付けた圧迫手段に対して前記移動方向の逆の方向に前記
移動速さに応じた力の大きさで圧迫するよう前記圧迫手
段を制御することを特徴とするもの、前記仮想３次元物
体保持手段は３次元物体の形状情報と重力および重心の
位置を保持し、前記位置関係算出手段は各指および掌と
前記３次元物体との距離を算出し、前記圧迫制御手段は
前記距離が０である指もしくは掌に前記３次元物体の重
力が及ぼす力の大きさと方向を算出して各指もしくは掌
を前記方向に前記の力の大きさに依存する力の大きさで
圧迫するよう前記圧迫手段を制御することを特徴とする
もの、前記仮想３次元物体保持手段は３次元物体の形状
情報と振動の大きさと方向を保持し、前記位置関係算出
手段は各指および掌と前記３次元物体との距離を算出し
、前記圧迫制御手段は前記距離が０である指もしくは掌
に前記３次元物体の振動が及ぼす振動の大きさと方向を
算出して各指もしくは掌を前記方向に前記振動の大きさ
に依存する力の大きさで圧迫するよう前記圧迫手段を制
御することを特徴とするもののいずれであってもよい。
【０００８】
【作用】本発明においては、取り付けた部位を圧迫する
圧迫手段を掌および指に取り付け、この圧迫手段を通じ
て仮想物体をあたかも実際に接しているかのような触感
を操作者に与える。図１は本発明の作用を説明するため
のブロック図である。
圧迫手段を掌および指に取り付け、この圧迫手段を通じ
て仮想物体をあたかも実際に接しているかのような触感
を操作者に与える。図１は本発明の作用を説明するため
のブロック図である。
【０００９】本発明は図１に示すように、操作者の掌に
取り付けた位置検出手段１と、各指の関節に取り付けた
角度検出手段２と、位置検出手段１からの出力と角度検
出手段２からの出力を用いて手の位置・姿勢を算出する
手位置・姿勢算出手段３と、仮想の３次元物体の情報を
保持しておく仮想３次元物体保持手段５と、各指および
掌と３次元物体との位置関係を算出する位置関係算出手
段４と、操作者の各指および掌に取り付けた複数の圧迫
手段７と、各圧迫手段７の圧迫する力の大きさと方向を
制御する圧迫制御手段６から構成される。
取り付けた位置検出手段１と、各指の関節に取り付けた
角度検出手段２と、位置検出手段１からの出力と角度検
出手段２からの出力を用いて手の位置・姿勢を算出する
手位置・姿勢算出手段３と、仮想の３次元物体の情報を
保持しておく仮想３次元物体保持手段５と、各指および
掌と３次元物体との位置関係を算出する位置関係算出手
段４と、操作者の各指および掌に取り付けた複数の圧迫
手段７と、各圧迫手段７の圧迫する力の大きさと方向を
制御する圧迫制御手段６から構成される。
【００１０】本発明の請求項１の３次元物体接触体感方
式は、データグローブと同様に、位置検出手段１が操作
者の掌の位置を検出し、角度検出手段２が各指の関節の
角度を検出する。手位置・姿勢算出手段３は角度検出手
段２が検出した関節角度から各指の掌に対する相対的な
位置関係を算出して、これと位置検出手段１が検出した
位置情報とから掌と各指の位置と姿勢を算出する。次に
、位置関係算出手段４が仮想３次元物体保持手段５に保
持されている３次元物体の形状と手位置・姿勢算出手段
３が位置を算出した各指および掌との位置関係を算出す
る。圧迫制御手段６は位置関係算出手段４が算出した各
指および掌と３次元物体との位置関係から各圧迫手段７
が取り付けられた指および掌を圧迫する力の大きさと方
向を算出する。圧迫手段７は圧迫制御手段６の制御に従
って取り付けられている指もしくは掌を圧迫する。
式は、データグローブと同様に、位置検出手段１が操作
者の掌の位置を検出し、角度検出手段２が各指の関節の
角度を検出する。手位置・姿勢算出手段３は角度検出手
段２が検出した関節角度から各指の掌に対する相対的な
位置関係を算出して、これと位置検出手段１が検出した
位置情報とから掌と各指の位置と姿勢を算出する。次に
、位置関係算出手段４が仮想３次元物体保持手段５に保
持されている３次元物体の形状と手位置・姿勢算出手段
３が位置を算出した各指および掌との位置関係を算出す
る。圧迫制御手段６は位置関係算出手段４が算出した各
指および掌と３次元物体との位置関係から各圧迫手段７
が取り付けられた指および掌を圧迫する力の大きさと方
向を算出する。圧迫手段７は圧迫制御手段６の制御に従
って取り付けられている指もしくは掌を圧迫する。
【００１１】本発明の請求項２の３次元物体接触体感方
式では、上記の位置関係算出手段４が３次元物体の形状
と各指および掌との距離を算出し、この距離に応じた力
の大きさで圧迫するように圧迫制御手段６が制御する。
式では、上記の位置関係算出手段４が３次元物体の形状
と各指および掌との距離を算出し、この距離に応じた力
の大きさで圧迫するように圧迫制御手段６が制御する。
【００１２】本発明の請求項３の３次元物体接触体感方
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離を算出し、この距離が０の
場合、すなわち指もしくは掌が３次元物体に接触する場
合、接触した指もしくは掌を圧迫するように圧迫制御手
段６が制御する。
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離を算出し、この距離が０の
場合、すなわち指もしくは掌が３次元物体に接触する場
合、接触した指もしくは掌を圧迫するように圧迫制御手
段６が制御する。
【００１３】本発明の請求項４の３次元物体接触体感方
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な移動を算出し、
指もしくは掌が３次元物体に接触して移動する場合、接
触した指もしくは掌を移動の逆の方向に圧迫するように
圧迫制御手段６が制御する。
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な移動を算出し、
指もしくは掌が３次元物体に接触して移動する場合、接
触した指もしくは掌を移動の逆の方向に圧迫するように
圧迫制御手段６が制御する。
【００１４】本発明の請求項５の３次元物体接触体感方
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な移動を算出し、
指もしくは掌が３次元物体に接触して移動する場合、接
触した指もしくは掌を移動の逆の方向に移動の速さに応
じた力の大きさで圧迫するように圧迫制御手段６が制御
する。
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な移動を算出し、
指もしくは掌が３次元物体に接触して移動する場合、接
触した指もしくは掌を移動の逆の方向に移動の速さに応
じた力の大きさで圧迫するように圧迫制御手段６が制御
する。
【００１５】本発明の請求項６の３次元物体接触体感方
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な位置関係を算出
する。指もしくは掌が３次元物体に接触している場合、
接している指および掌と３次元物体との相対的な位置関
係および３次元物体の重量と重心位置から、３次元物体
の重量が接触している指や掌に及ぼす力の方向と大きさ
を圧迫制御手段６が算出し、上記の方向に上記の力の大
きさに依存する力の大きさで圧迫するように制御する。
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な位置関係を算出
する。指もしくは掌が３次元物体に接触している場合、
接している指および掌と３次元物体との相対的な位置関
係および３次元物体の重量と重心位置から、３次元物体
の重量が接触している指や掌に及ぼす力の方向と大きさ
を圧迫制御手段６が算出し、上記の方向に上記の力の大
きさに依存する力の大きさで圧迫するように制御する。
【００１６】本発明の請求項７の３次元物体接触体感方
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な位置関係を算出
する。指もしくは掌が３次元物体に接触している場合、
接している指および掌と３次元物体との相対的な位置関
係および３次元物体の振動の方向と大きさから、３次元
物体の振動が接触している指や掌に及ぼす振動の方向と
大きさを圧迫制御手段６が算出し、上記の方向に上記の
振動の大きさに依存する力の大きさで圧迫するように制
御する。
式では、請求項１の位置関係算出手段４が３次元物体の
形状と各指および掌との距離と相対的な位置関係を算出
する。指もしくは掌が３次元物体に接触している場合、
接している指および掌と３次元物体との相対的な位置関
係および３次元物体の振動の方向と大きさから、３次元
物体の振動が接触している指や掌に及ぼす振動の方向と
大きさを圧迫制御手段６が算出し、上記の方向に上記の
振動の大きさに依存する力の大きさで圧迫するように制
御する。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図２を参照し
て説明する。図２は本発明の一実施例を示す装置のブロ
ック図である。
て説明する。図２は本発明の一実施例を示す装置のブロ
ック図である。
【００１８】図２において、本実施例は位置センサ１１
を掌部分に、また、複数の角度センサ１２を各指の関節
部分に取り付けたグローブ１０と、手形状を算出する算
出プロセッサ３０と、３次元物体の形状データを保持す
るメモリ５０と、メモリ５０が保持する３次元物体の形
状と算出プロセッサ３０が算出した手形状とを比較し、
接触している指もしくは掌を検出する比較プロセッサ４
０と、取付バンド７１によりグローブ１０の指の先端部
および掌部に取り付けられた圧迫器７０と、圧迫器７０
の圧迫方向および圧迫強さを制御する制御プロセッサ６
０とから構成される。
を掌部分に、また、複数の角度センサ１２を各指の関節
部分に取り付けたグローブ１０と、手形状を算出する算
出プロセッサ３０と、３次元物体の形状データを保持す
るメモリ５０と、メモリ５０が保持する３次元物体の形
状と算出プロセッサ３０が算出した手形状とを比較し、
接触している指もしくは掌を検出する比較プロセッサ４
０と、取付バンド７１によりグローブ１０の指の先端部
および掌部に取り付けられた圧迫器７０と、圧迫器７０
の圧迫方向および圧迫強さを制御する制御プロセッサ６
０とから構成される。
【００１９】本実施例の装置を用いて、次のようにして
３次元物体の接触体感を得ることができる。 （１）操作者がグローブ１０を手にはめる。 （２）算出プロセッサ３０はデータグローブと同様に、
グローブ１０に取り付けた位置センサ１１と角度センサ
１２のデータから操作者の掌と指の位置と姿勢を算出し
て比較プロセッサ４０に送る。 （３）比較プロセッサ４０が操作者の掌と各指の位置・
姿勢とメモリ５０に格納された仮想の３次元物体の形状
とを比較して３次元物体の形状と接しているか否かを調
べ、接している掌および指を制御プロセッサ６０に通知
する。 （４）制御プロセッサ６０は接している掌および指に取
り付けた圧迫器７０に対し、圧迫するように指示を出す
。 （５）制御プロセッサ６０から指示を受けた圧迫器７０
は取り付けられている掌もしくは指を圧迫する。
３次元物体の接触体感を得ることができる。 （１）操作者がグローブ１０を手にはめる。 （２）算出プロセッサ３０はデータグローブと同様に、
グローブ１０に取り付けた位置センサ１１と角度センサ
１２のデータから操作者の掌と指の位置と姿勢を算出し
て比較プロセッサ４０に送る。 （３）比較プロセッサ４０が操作者の掌と各指の位置・
姿勢とメモリ５０に格納された仮想の３次元物体の形状
とを比較して３次元物体の形状と接しているか否かを調
べ、接している掌および指を制御プロセッサ６０に通知
する。 （４）制御プロセッサ６０は接している掌および指に取
り付けた圧迫器７０に対し、圧迫するように指示を出す
。 （５）制御プロセッサ６０から指示を受けた圧迫器７０
は取り付けられている掌もしくは指を圧迫する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、仮想の３
次元形状に接した際に圧迫手段によって掌や指の感覚に
直接伝えることがきるので、あたかも実際に３次元形状
に触れているかのような感覚を得ることができる。また
、圧迫手段を小型化して手に取り付けることができるた
め、３次元マウスやマスク・マニピュレータのように操
作できる空間が制限されることがない。
次元形状に接した際に圧迫手段によって掌や指の感覚に
直接伝えることがきるので、あたかも実際に３次元形状
に触れているかのような感覚を得ることができる。また
、圧迫手段を小型化して手に取り付けることができるた
め、３次元マウスやマスク・マニピュレータのように操
作できる空間が制限されることがない。
【図１】本発明の作用を説明するためのブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例を示す装置のブロック図であ
る。
る。
１ 位置検出手段
２ 角度検出手段
３ 手位置・姿勢算出手段
４ 位置関係算出手段
５ 仮想３次元物体保持手段
６ 圧迫制御手段
７ 圧迫手段
１０ グローブ
１１ 位置センサ
１２ 角度センサ
３０ 算出プロセッサ
４０ 比較プロセッサ
５０ メモリ
６０ 制御プロセッサ
７０ 圧迫器
７１ 取付バンド
Claims (7)
- 【請求項１】 操作者の掌に取り付けた位置検出手段
と、各指の関節に取り付けた角度検出手段と、前記位置
検出手段からの出力と前記角度検出手段からの出力を用
いて手の位置・姿勢を算出する手位置・姿勢算出手段と
、仮想の３次元物体の情報を保持しておく仮想３次元物
体保持手段と、前記各指および掌と前記３次元物体との
位置関係を算出する位置関係算出手段と、前記操作者の
各指および掌に取り付けた複数の圧迫手段と、この各圧
迫手段の圧迫する力の大きさと方向を制御する圧迫制御
手段とを備えることを特徴とする３次元物体接触体感方
式。 - 【請求項２】 前記仮想３次元物体保持手段は３次元
物体の形状情報を保持し、前記位置関係算出手段は各指
および掌と前記３次元物体との距離を算出し、前記圧迫
制御手段は前記距離に応じた力の大きさで圧迫するよう
前記圧迫手段を制御することを特徴とする請求項１記載
の３次元物体接触体感方式。 - 【請求項３】 前記仮想３次元物体保持手段は３次元
物体の形状情報を保持し、前記位置関係算出手段は各指
および掌と前記３次元物体との距離を算出し、前記圧迫
制御手段は前記距離が０である指もしくは掌に取り付け
た圧迫手段に対して予め定めた力の大きさで圧迫するよ
う前記圧迫手段を制御することを特徴とする請求項１記
載の３次元物体接触体感方式。 - 【請求項４】 前記仮想３次元物体保持手段は３次元
物体の形状情報を保持し、前記位置関係算出手段は各指
および掌と前記３次元物体との距離と相対的な移動方向
とを算出し、前記圧迫制御手段は前記距離が連続的に０
である指もしくは掌に取り付けた圧迫手段に対して前記
移動方向の逆の方向に圧迫するよう前記圧迫手段を制御
することを特徴とする請求項１記載の３次元物体接触体
感方式。 - 【請求項５】 前記位置関係算出手段は各指および掌
と前記３次元物体との距離と相対的な移動方向と移動の
速さとを算出し、前記圧迫制御手段は前記距離が連続的
に０である指もしくは掌に取り付けた圧迫手段に対して
前記移動方向の逆の方向に前記移動速さに応じた力の大
きさで圧迫するよう前記圧迫手段を制御することを特徴
とする請求項１記載の３次元物体接触体感方式。 - 【請求項６】 前記仮想３次元物体保持手段は３次元
物体の形状情報と重力および重心の位置を保持し、前記
位置関係算出手段は各指および掌と前記３次元物体との
距離を算出し、前記圧迫制御手段は前記距離が０である
指もしくは掌に前記３次元物体の重力が及ぼす力の大き
さと方向を算出して各指もしくは掌を前記方向に前記の
力の大きさに依存する力の大きさで圧迫するよう前記圧
迫手段を制御することを特徴とする請求項１記載の３次
元物体接触体感方式。 - 【請求項７】 前記仮想３次元物体保持手段は３次元
物体の形状情報と振動の大きさと方向を保持し、前記位
置関係算出手段は各指および掌と前記３次元物体との距
離を算出し、前記圧迫制御手段は前記距離が０である指
もしくは掌に前記３次元物体の振動が及ぼす振動の大き
さと方向を算出して各指もしくは掌を前記方向に前記振
動の大きさに依存する力の大きさで圧迫するよう前記圧
迫手段を制御することを特徴とする請求項１記載の３次
元物体接触体感方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5527591A JPH04291289A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | ３次元物体接触体感方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5527591A JPH04291289A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | ３次元物体接触体感方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04291289A true JPH04291289A (ja) | 1992-10-15 |
Family
ID=12994048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5527591A Pending JPH04291289A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | ３次元物体接触体感方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04291289A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10254344A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Atr Chinou Eizo Tsushin Kenkyusho:Kk | 協調物体操作装置 |
| FR2784208A1 (fr) * | 1998-10-02 | 2000-04-07 | Mark Asch | Procede et systeme interactif pour la representation synthetique des flux multiples de donnees numeriques |
| JP2008134990A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-06-12 | Canon Inc | 情報処理装置、情報処理方法 |
| CN103963058A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 重庆环视科技有限公司 | 基于多方位视觉定位的机械手臂抓取控制系统及方法 |
| JP2016197376A (ja) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 日本放送協会 | 力覚制御装置及び力覚提示装置 |
| US9690379B2 (en) | 1995-11-30 | 2017-06-27 | Immersion Corporation | Tactile feedback interface device |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP5527591A patent/JPH04291289A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9690379B2 (en) | 1995-11-30 | 2017-06-27 | Immersion Corporation | Tactile feedback interface device |
| JPH10254344A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Atr Chinou Eizo Tsushin Kenkyusho:Kk | 協調物体操作装置 |
| FR2784208A1 (fr) * | 1998-10-02 | 2000-04-07 | Mark Asch | Procede et systeme interactif pour la representation synthetique des flux multiples de donnees numeriques |
| JP2008134990A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-06-12 | Canon Inc | 情報処理装置、情報処理方法 |
| CN103963058A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 重庆环视科技有限公司 | 基于多方位视觉定位的机械手臂抓取控制系统及方法 |
| JP2016197376A (ja) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | 日本放送協会 | 力覚制御装置及び力覚提示装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE40891E1 (en) | Methods and apparatus for providing touch-sensitive input in multiple degrees of freedom | |
| CN111638801B (zh) | 用于手势辨识的控制器及其手势辨识的方法 | |
| US6597347B1 (en) | Methods and apparatus for providing touch-sensitive input in multiple degrees of freedom | |
| JP3409160B2 (ja) | 把握データ入力装置 | |
| KR101413539B1 (ko) | 자세인식을 이용하는 제어신호 입력장치 및 제어신호 입력방법 | |
| WO1992011594A1 (en) | Apparatus for inputting multidimensional information | |
| US20110269544A1 (en) | Hand-held computer interactive device | |
| KR20020072367A (ko) | 바이오 피드백을 이용한 정보 입력 시스템 및 정보 입력방법 | |
| JPH10260776A (ja) | 接触式入力機器および位置制御方法 | |
| WO2003054680A3 (de) | Flexible computer-eingabe | |
| US5982353A (en) | Virtual body modeling apparatus having dual-mode motion processing | |
| JP2008203911A (ja) | ポインティング・デバイス、およびコンピュータ | |
| KR20190092782A (ko) | 손가락의 움직임 및 공간상에서의 손의 움직임을 인식할 수 있는 글러브형 모션인식 장치 및 방법 | |
| JP2002182817A (ja) | 力覚呈示装置 | |
| KR20200110502A (ko) | 햅틱 컨트롤러 및 이를 이용한 햅틱 피드백 제공 시스템 및 방법 | |
| JP3742879B2 (ja) | ロボットアーム・ハンド操作制御方法、ロボットアーム・ハンド操作制御システム | |
| US20230142242A1 (en) | Device for Intuitive Dexterous Touch and Feel Interaction in Virtual Worlds | |
| US20150009145A1 (en) | Interaction peripheral device capable of controlling an element for touching and grasping multidimensional virtual objects | |
| KR102239469B1 (ko) | 객체 제어 방법 및 객체 제어 장치 | |
| JPH04291289A (ja) | ３次元物体接触体感方式 | |
| Evreinova et al. | From kinesthetic sense to new interaction concepts: Feasibility and constraints | |
| WO2019224994A1 (ja) | 動き検出装置 | |
| KR102225769B1 (ko) | 손가락 단위 단방향 움직임을 갖는 햅틱 컨트롤러의 가상 물체 파지 제어 시스템 및 방법 | |
| CN115033099A (zh) | 双指夹持力触觉反馈装置 | |
| CN202230440U (zh) | 操控计算机空间绘图类软件的控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010109 |