JPH09109070A - 非接触追従型位置計測および力覚提示装置 - Google Patents
非接触追従型位置計測および力覚提示装置Info
- Publication number
- JPH09109070A JPH09109070A JP30634295A JP30634295A JPH09109070A JP H09109070 A JPH09109070 A JP H09109070A JP 30634295 A JP30634295 A JP 30634295A JP 30634295 A JP30634295 A JP 30634295A JP H09109070 A JPH09109070 A JP H09109070A
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- JP
- Japan
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- operator
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- Pending
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触な方法で身体の位置及び形状を測定
し、力覚を提示する。 【構成】 身体−受信部間の静電容量変化を利用した
位置情報発生手段が発生する位置情報に対応して、前期
位置情報手段と力覚提示手段を制御する。
し、力覚を提示する。 【構成】 身体−受信部間の静電容量変化を利用した
位置情報発生手段が発生する位置情報に対応して、前期
位置情報手段と力覚提示手段を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロボットなどの遠隔操作
や仮想現実空間において、所定の作業をする場合におい
て良好な操作感を得るための装置にもちいる。
や仮想現実空間において、所定の作業をする場合におい
て良好な操作感を得るための装置にもちいる。
【０００２】
【従来の技術】いわゆる、テレイグジスタンスなど遠隔
のロボットを操作したり、バーチャルリアリティーなど
仮想現実空間で仮想物体に対し所定の動作を行う際、操
作者の動作を情報を取得する必要がある。また、操作者
に対し操作感を適切にフィードバックすることで操作効
率を上昇できることが知られている。
のロボットを操作したり、バーチャルリアリティーなど
仮想現実空間で仮想物体に対し所定の動作を行う際、操
作者の動作を情報を取得する必要がある。また、操作者
に対し操作感を適切にフィードバックすることで操作効
率を上昇できることが知られている。
【０００３】操作者の３次元位置情報を発生する手段
は、操作者に何らかの装置を装着する手段と、操作者に
装置を装着しないものがある。前者は身体にリンク機構
の装置を装着し各関節の角度から３次元位置情報を取得
する、ポヒマス・データグローブなどの装置を装着する
手法が提案されている。また後者は、複数のカメラを用
いて画像処理を行い３次元位置情報を発生する手法、赤
外線などを用いた物体検出センサを多数配置し、個々の
センサの情報を総合して３次元位置情報を発生する手段
が提案されている。
は、操作者に何らかの装置を装着する手段と、操作者に
装置を装着しないものがある。前者は身体にリンク機構
の装置を装着し各関節の角度から３次元位置情報を取得
する、ポヒマス・データグローブなどの装置を装着する
手法が提案されている。また後者は、複数のカメラを用
いて画像処理を行い３次元位置情報を発生する手法、赤
外線などを用いた物体検出センサを多数配置し、個々の
センサの情報を総合して３次元位置情報を発生する手段
が提案されている。
【０００４】操作者に力角を提示する手段として、従
来、アクチュエータなどを用いた装置を身体に装着する
手段、エアバルーンなどを用いる手法、振動素子などを
身体に装着する手法などが提案されている。
来、アクチュエータなどを用いた装置を身体に装着する
手段、エアバルーンなどを用いる手法、振動素子などを
身体に装着する手法などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式では３次元
位置情報を発生するために、身体に何らかの装置を装着
する場合、装着により操作者の動作が束縛されたり違和
感が発生するなど良好な操作感を得る際に不具合が生じ
る。また、装置の種類によっては装着に手間がかかる、
個人差を吸収する為などにキャリブレーションを行わね
ばならない、などの問題もある。
位置情報を発生するために、身体に何らかの装置を装着
する場合、装着により操作者の動作が束縛されたり違和
感が発生するなど良好な操作感を得る際に不具合が生じ
る。また、装置の種類によっては装着に手間がかかる、
個人差を吸収する為などにキャリブレーションを行わね
ばならない、などの問題もある。
【０００６】また、３次元位置情報を発生するために身
体に装置を装着しない場合、力覚提示を同時に行うため
には力覚提示のための機構を別途身体に装着しなくては
ならないため、前記の装置を装着する場合と同様の問題
点が生じる。
体に装置を装着しない場合、力覚提示を同時に行うため
には力覚提示のための機構を別途身体に装着しなくては
ならないため、前記の装置を装着する場合と同様の問題
点が生じる。
【０００７】３次元位置情報を身体に装置を装着するこ
となく発生する手段としてカメラを用いる方法は、死角
が存在したり、セッテングに手間がかかる、コストがか
かるなどの問題点があり、物体検出センサを用いる方法
では精度を得るためには非常に多くのセンサを配置する
必要があり、装置が複雑になる、コストがかかるなどの
問題点がある。
となく発生する手段としてカメラを用いる方法は、死角
が存在したり、セッテングに手間がかかる、コストがか
かるなどの問題点があり、物体検出センサを用いる方法
では精度を得るためには非常に多くのセンサを配置する
必要があり、装置が複雑になる、コストがかかるなどの
問題点がある。
【０００８】以上を考慮して、本発明は操作者に装置を
装着することなく操作者の３次元位置情報を発生し、か
つ操作者に対し力覚提示を低コストで実現することを目
的としている。
装着することなく操作者の３次元位置情報を発生し、か
つ操作者に対し力覚提示を低コストで実現することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では３次元空間を
適切に移動させる移動手段、非接触で身体の位置検出を
するの位置検出手段、位置検出手段が発生する３次元位
置情報に対応して位置検出手段を移動させるための制御
手段、力覚提示の必要に応じて、位置検出手段および力
覚提示手段を制御する制御手段を備える。
適切に移動させる移動手段、非接触で身体の位置検出を
するの位置検出手段、位置検出手段が発生する３次元位
置情報に対応して位置検出手段を移動させるための制御
手段、力覚提示の必要に応じて、位置検出手段および力
覚提示手段を制御する制御手段を備える。
【００１０】位置検出手段は移動手段によって任意に移
動可能であり、身体の位置情報を発生するため制御手を
もちいて身体の動きに追従させる。また、位置検出手段
は力覚提示手段としての機能も備え、力覚提示のため制
御手段をもちいて身体に対し適切な力覚提示を行う。
動可能であり、身体の位置情報を発生するため制御手を
もちいて身体の動きに追従させる。また、位置検出手段
は力覚提示手段としての機能も備え、力覚提示のため制
御手段をもちいて身体に対し適切な力覚提示を行う。
【００１１】また、操作者と発信部を静電容量的に結合
させ、位置検出部に取り付けられた受信部との静電容量
変化をもって、身体−受信部間の距離情報を発生する。
この際、一つの発信部に対して複数の受信部を用い、複
数の距離情報より３次元位置情報を発生する。
させ、位置検出部に取り付けられた受信部との静電容量
変化をもって、身体−受信部間の距離情報を発生する。
この際、一つの発信部に対して複数の受信部を用い、複
数の距離情報より３次元位置情報を発生する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。図２で示されるＸＹＺステージ部に取り付けられ
たセンサボックス部に図３で示されるように手を挿入
し、手の３次元位置情報を取得し、また、手に対して力
覚を掲示する。このセンサボックス部には図４で示され
るように受信部が複数配置され図５はセンサ部のブロッ
ク図の一実施例である。発信回路は１．８ＭＨｚ振幅５
Ｖの交流信号を出力する。発信部は図３で示されるよう
に操作者の座る椅子に装着されている。操作者と発信部
の間のインピーダンスが十分小さくすると交流信号は身
体を通過し、身体とセンサ間の静電容量に相関して減衰
し受信部で受信される。受信部は受信した信号の大きさ
に比例した電圧を出力する。この電圧をもとに人体−受
信部間の距離情報を発生する。距離情報は受信部の個数
得られ、これらの値から手のセンサボックスに対する相
対位置情報を得る。また、センサボックス部の位置情報
は制御部から得ることが可能であるため、前記の手のセ
ンサボックスに対する相対位置情報とセンサボックスの
位置情報から手の３次元位置情報を発生する。また、本
実現例では仮想物体などに接触した際センサボックス部
を反力方向に制御することで力覚提示を行っている。
ある。図２で示されるＸＹＺステージ部に取り付けられ
たセンサボックス部に図３で示されるように手を挿入
し、手の３次元位置情報を取得し、また、手に対して力
覚を掲示する。このセンサボックス部には図４で示され
るように受信部が複数配置され図５はセンサ部のブロッ
ク図の一実施例である。発信回路は１．８ＭＨｚ振幅５
Ｖの交流信号を出力する。発信部は図３で示されるよう
に操作者の座る椅子に装着されている。操作者と発信部
の間のインピーダンスが十分小さくすると交流信号は身
体を通過し、身体とセンサ間の静電容量に相関して減衰
し受信部で受信される。受信部は受信した信号の大きさ
に比例した電圧を出力する。この電圧をもとに人体−受
信部間の距離情報を発生する。距離情報は受信部の個数
得られ、これらの値から手のセンサボックスに対する相
対位置情報を得る。また、センサボックス部の位置情報
は制御部から得ることが可能であるため、前記の手のセ
ンサボックスに対する相対位置情報とセンサボックスの
位置情報から手の３次元位置情報を発生する。また、本
実現例では仮想物体などに接触した際センサボックス部
を反力方向に制御することで力覚提示を行っている。
【図１】実施例のブロック図である。
【図２】実施例のＸＹＺステージ部、センサボックス部
の構成を示す図である
の構成を示す図である
【図３】実施例の装置の使用方法を示した図である。
【図４】実施例のセンサボックス部でのセンサの取り付
け型を示した図である。
け型を示した図である。
【図５】センサの構成を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 操作者の身体ないし身体に接触している
物体の３次元位置情報を操作者に非接触で発生する発生
手段と、操作者に対し力覚を提示する力覚提示手段と、
前記発生手段が発生する位置情報に対応して前記力覚提
示手段を制御する手段とを備えることを特徴とする位置
計測および力覚提示装置。 - 【請求項２】 位置検出部を操作者の動作に追従させる
ことで３次元位置情報を発生することを特徴とする請求
項１に記載の位置計測および力覚提示装置。 - 【請求項３】 前記の位置検出部は操作者に対する力覚
提示の目的をも兼ねていることを特徴とする請求項１に
記載の位置計測および力覚提示装置。 - 【請求項４】 発信部を測定対象と静電容量的に結合さ
せ、測定対象と受信部との静電容量変化をもって、測定
対象−受信部間の距離情報を発生する装置。 - 【請求項５】 発信部を身体と静電容量的に結合させ、
身体と受信部との静電容量変化をもって、身体−受信部
間の距離情報を発生する装置。 - 【請求項６】 一つの発信部に対して複数の受信部を用
い、複数の距離情報より３次元位置情報を発生すること
を特徴とする請求項１から４に記載の位置計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30634295A JPH09109070A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 非接触追従型位置計測および力覚提示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30634295A JPH09109070A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 非接触追従型位置計測および力覚提示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09109070A true JPH09109070A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17955949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30634295A Pending JPH09109070A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 非接触追従型位置計測および力覚提示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09109070A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069929A1 (fr) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Marius Gheorghe Hagan | Senseur capacitif de position et deplacement et circuit specialise dans la determination des coordonnees x, y, z et de la trajectoire d'un point caracteristique |
| JP2015168056A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | サルコス・エルシー | 協調的なロボット制御 |
| US9409292B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-08-09 | Sarcos Lc | Serpentine robotic crawler for performing dexterous operations |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP30634295A patent/JPH09109070A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069929A1 (fr) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Marius Gheorghe Hagan | Senseur capacitif de position et deplacement et circuit specialise dans la determination des coordonnees x, y, z et de la trajectoire d'un point caracteristique |
| US9409292B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-08-09 | Sarcos Lc | Serpentine robotic crawler for performing dexterous operations |
| JP2015168056A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | サルコス・エルシー | 協調的なロボット制御 |
| US9566711B2 (en) | 2014-03-04 | 2017-02-14 | Sarcos Lc | Coordinated robotic control |
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