JPH1124873A - 三次元形状情報入力装置 - Google Patents
三次元形状情報入力装置Info
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- JPH1124873A JPH1124873A JP17436597A JP17436597A JPH1124873A JP H1124873 A JPH1124873 A JP H1124873A JP 17436597 A JP17436597 A JP 17436597A JP 17436597 A JP17436597 A JP 17436597A JP H1124873 A JPH1124873 A JP H1124873A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 任意の三次元形状情報を効率的かつ精度よく
計算機システムに入力することができる三次元形状情報
入力装置を提供する。 【解決手段】 操作者が面形状提示装置４の局所的面形
状提示部４ａにより提示された物体の面形状を押し込む
と、情報処理装置３ａは、グローブ型の位置センサ１に
より計測された手の位置および形状と、圧力センサ２に
より計測された手の平および指に加えられる圧力と、記
憶装置３ｂに保持された物理変形モデルとに基づいて記
憶装置３ｂに保持された三次元形状モデルを更新する。
また情報処理装置３ａは、更新された三次元形状モデル
に基づいて局所的面形状提示部４ａにより提示された物
体の面形状を変形させるよう局所的面形状提示部４ａを
制御するとともに、この更新された三次元形状モデルに
基づいて立体表示装置５により表示される映像を更新す
る。
計算機システムに入力することができる三次元形状情報
入力装置を提供する。 【解決手段】 操作者が面形状提示装置４の局所的面形
状提示部４ａにより提示された物体の面形状を押し込む
と、情報処理装置３ａは、グローブ型の位置センサ１に
より計測された手の位置および形状と、圧力センサ２に
より計測された手の平および指に加えられる圧力と、記
憶装置３ｂに保持された物理変形モデルとに基づいて記
憶装置３ｂに保持された三次元形状モデルを更新する。
また情報処理装置３ａは、更新された三次元形状モデル
に基づいて局所的面形状提示部４ａにより提示された物
体の面形状を変形させるよう局所的面形状提示部４ａを
制御するとともに、この更新された三次元形状モデルに
基づいて立体表示装置５により表示される映像を更新す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は計算機システムに三
次元形状情報を入力するための三次元形状情報入力装置
に係り、とりわけ実空間内の物体の操作に対応付けて三
次元形状情報を入力する三次元形状情報入力装置に関す
る。
次元形状情報を入力するための三次元形状情報入力装置
に係り、とりわけ実空間内の物体の操作に対応付けて三
次元形状情報を入力する三次元形状情報入力装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、計算機システム内に作られた
仮想空間内の三次元形状モデルを各種の入力デバイスに
より仮想的に操作することにより三次元形状情報を入力
するシステムが知られている。
仮想空間内の三次元形状モデルを各種の入力デバイスに
より仮想的に操作することにより三次元形状情報を入力
するシステムが知られている。
【０００３】このようなシステムにおいては例えば、グ
ローブ型デバイスやマスタスレーブアーム等により操作
者の手の動きを仮想空間内の仮想的な手の動きに反映さ
せ、この仮想的な手により仮想空間内の三次元形状モデ
ルを変形させることにより三次元形状情報を入力してい
る。なお、このようなグローブ型デバイスやマスタスレ
ーブアーム等により三次元形状情報を入力する場合に
は、視覚だけでなく触覚または力覚を操作者の手にフィ
ードバッグすると入力作業の効率や精度等が向上するこ
とが知られている。
ローブ型デバイスやマスタスレーブアーム等により操作
者の手の動きを仮想空間内の仮想的な手の動きに反映さ
せ、この仮想的な手により仮想空間内の三次元形状モデ
ルを変形させることにより三次元形状情報を入力してい
る。なお、このようなグローブ型デバイスやマスタスレ
ーブアーム等により三次元形状情報を入力する場合に
は、視覚だけでなく触覚または力覚を操作者の手にフィ
ードバッグすると入力作業の効率や精度等が向上するこ
とが知られている。
【０００４】ここで、仮想空間内の物体との接触による
触覚または力覚を操作者の手に与えるための方法として
は、例えば（１）バーチャル・テクノロジー社（Virtua
l Technology Inc. ）により開発されたサイバータッチ
（商標）のように、仮想空間内の物体との接触を指先に
加えられる振動によって擬似的にフィードバッグするも
のや、（２）センサブル・テクノロジー社（Sensable T
echnology Inc.）により開発されたファントム（商標）
のように、力発生機構を利用して指先に反力をフィード
バッグするもの等が知られている。
触覚または力覚を操作者の手に与えるための方法として
は、例えば（１）バーチャル・テクノロジー社（Virtua
l Technology Inc. ）により開発されたサイバータッチ
（商標）のように、仮想空間内の物体との接触を指先に
加えられる振動によって擬似的にフィードバッグするも
のや、（２）センサブル・テクノロジー社（Sensable T
echnology Inc.）により開発されたファントム（商標）
のように、力発生機構を利用して指先に反力をフィード
バッグするもの等が知られている。
【０００５】また、このようなグローブ型デバイスやマ
スタスレーブアーム等を用いることなく実空間内の現実
の物体に対する操作を利用して三次元形状情報を入力す
る方法として、スチロールやウレタン等からなる現実の
物体の表面に圧力センサやひずみセンサ等をアレイ状に
多数貼り付けた装置を入力デバイスとして用いる方法が
知られている。このような方法においては、操作者がス
チロール等の物体を実際に変形させる力を、スチロール
等の物体の表面に貼り付けられた圧力センサ等によって
検出し、このようにして検出された力の大きさを仮想空
間内の三次元形状モデルの変形操作に対応付けることに
より三次元形状情報を入力している。なお、この方法に
よれば、スチロール等の現実の物体を操作することにな
るので、自然な触覚または力覚を体感することができ
る。
スタスレーブアーム等を用いることなく実空間内の現実
の物体に対する操作を利用して三次元形状情報を入力す
る方法として、スチロールやウレタン等からなる現実の
物体の表面に圧力センサやひずみセンサ等をアレイ状に
多数貼り付けた装置を入力デバイスとして用いる方法が
知られている。このような方法においては、操作者がス
チロール等の物体を実際に変形させる力を、スチロール
等の物体の表面に貼り付けられた圧力センサ等によって
検出し、このようにして検出された力の大きさを仮想空
間内の三次元形状モデルの変形操作に対応付けることに
より三次元形状情報を入力している。なお、この方法に
よれば、スチロール等の現実の物体を操作することにな
るので、自然な触覚または力覚を体感することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のシステムにおいては、グローブ型デバイスやマスタス
レーブアーム等を用い、触覚または力覚を操作者の手に
フィードバッグしながら三次元形状情報を入力してい
る。また、スチロール等からなる現実の物体の表面に圧
力センサ等をアレイ状に多数貼り付けた装置を入力デバ
イスとして用い、このような現実の物体に対する操作を
利用して三次元形状情報を入力している。
のシステムにおいては、グローブ型デバイスやマスタス
レーブアーム等を用い、触覚または力覚を操作者の手に
フィードバッグしながら三次元形状情報を入力してい
る。また、スチロール等からなる現実の物体の表面に圧
力センサ等をアレイ状に多数貼り付けた装置を入力デバ
イスとして用い、このような現実の物体に対する操作を
利用して三次元形状情報を入力している。
【０００７】しかしながら、上述した従来のシステムの
うち、仮想空間内の物体との接触を振動によって擬似的
に体感させる方法では、手の動き自体が拘束されていな
いことから物を押すときの反力を体感することができ
ず、このため入力作業の効率や精度等が十分に向上しな
いという欠点がある。
うち、仮想空間内の物体との接触を振動によって擬似的
に体感させる方法では、手の動き自体が拘束されていな
いことから物を押すときの反力を体感することができ
ず、このため入力作業の効率や精度等が十分に向上しな
いという欠点がある。
【０００８】また、力発生機構を利用して反力を擬似的
に体感させる方法では、力発生機構の動作範囲に制限が
あるために限られた用途にしか利用することができず、
また操作者により操作される操作器が仮想空間内の物体
に接触する位置でかつその物体の接線方向に動く場合に
システムの挙動が不安定になりやすいという欠点があ
る。
に体感させる方法では、力発生機構の動作範囲に制限が
あるために限られた用途にしか利用することができず、
また操作者により操作される操作器が仮想空間内の物体
に接触する位置でかつその物体の接線方向に動く場合に
システムの挙動が不安定になりやすいという欠点があ
る。
【０００９】一方、実空間内の現実の物体に対する操作
を利用して三次元形状情報を入力する方法では、スチロ
ールやウレタン等の物体の形状や、物体の表面に貼り付
けられる圧力センサやひずみセンサ等の位置によって、
入力できる三次元形状情報が限られてしまうという欠点
がある。
を利用して三次元形状情報を入力する方法では、スチロ
ールやウレタン等の物体の形状や、物体の表面に貼り付
けられる圧力センサやひずみセンサ等の位置によって、
入力できる三次元形状情報が限られてしまうという欠点
がある。
【００１０】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、任意の三次元形状情報を効率的かつ精度よ
く計算機システムに入力することができる三次元形状情
報入力装置を提供することを目的とする。
ものであり、任意の三次元形状情報を効率的かつ精度よ
く計算機システムに入力することができる三次元形状情
報入力装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は第１に、操作者
の手の位置および形状を計測する位置計測手段と、前記
手と実空間内の物体との接触により前記手の平または指
に前記実空間内の物体から加えられる圧力を計測する圧
力計測手段と、前記位置計測手段により計測された前記
手の位置および形状と、前記圧力計測手段により計測さ
れた前記手の平または指に加えられる圧力とに基づいて
前記実空間内の物体に対応する仮想空間内の物体の三次
元形状を算出する情報処理手段とを備えたことを特徴と
する三次元形状情報入力装置を提供する。
の手の位置および形状を計測する位置計測手段と、前記
手と実空間内の物体との接触により前記手の平または指
に前記実空間内の物体から加えられる圧力を計測する圧
力計測手段と、前記位置計測手段により計測された前記
手の位置および形状と、前記圧力計測手段により計測さ
れた前記手の平または指に加えられる圧力とに基づいて
前記実空間内の物体に対応する仮想空間内の物体の三次
元形状を算出する情報処理手段とを備えたことを特徴と
する三次元形状情報入力装置を提供する。
【００１２】また本発明は第２に、操作者の手の位置お
よび形状を計測する位置計測手段と、前記手と実空間内
の物体との接触により前記手の平または指に前記実空間
内の物体から加えられる圧力を計測する圧力計測手段
と、仮想空間内の物体の三次元形状モデルおよび物理変
形モデルを保持する記憶手段と、前記記憶手段に保持さ
れた前記三次元形状モデルに基づいて物体の面形状を実
空間内にて擬似的に提示する面形状提示手段と、前記位
置計測手段により計測された前記手の位置および形状
と、前記手と前記面形状提示手段により提示された物体
の面形状との接触により前記圧力計測手段により計測さ
れた前記手の平または指に加えられる圧力と、前記記憶
手段に保持された前記物理変形モデルとに基づいて前記
記憶手段に保持された前記三次元形状モデルを更新する
とともに、この更新された三次元形状モデルに基づいて
前記面形状提示手段により提示された物体の面形状を変
形させるよう前記面形状提示手段を制御する情報処理手
段とを備えたことを特徴とする三次元形状情報入力装置
を提供する。
よび形状を計測する位置計測手段と、前記手と実空間内
の物体との接触により前記手の平または指に前記実空間
内の物体から加えられる圧力を計測する圧力計測手段
と、仮想空間内の物体の三次元形状モデルおよび物理変
形モデルを保持する記憶手段と、前記記憶手段に保持さ
れた前記三次元形状モデルに基づいて物体の面形状を実
空間内にて擬似的に提示する面形状提示手段と、前記位
置計測手段により計測された前記手の位置および形状
と、前記手と前記面形状提示手段により提示された物体
の面形状との接触により前記圧力計測手段により計測さ
れた前記手の平または指に加えられる圧力と、前記記憶
手段に保持された前記物理変形モデルとに基づいて前記
記憶手段に保持された前記三次元形状モデルを更新する
とともに、この更新された三次元形状モデルに基づいて
前記面形状提示手段により提示された物体の面形状を変
形させるよう前記面形状提示手段を制御する情報処理手
段とを備えたことを特徴とする三次元形状情報入力装置
を提供する。
【００１３】本発明の第１の三次元形状情報入力装置に
よれば、位置計測手段により計測された手の位置および
形状と、手と実空間内の物体とが接触したときに圧力計
測手段により計測された手の平または指に加えられる圧
力とに基づいて、情報処理手段により実空間内の物体に
対応する仮想空間内の物体の三次元形状を算出している
ので、実空間内の物体を把持するという簡易な操作によ
り三次元形状情報を効率的に計算機システムに入力する
ことができる。
よれば、位置計測手段により計測された手の位置および
形状と、手と実空間内の物体とが接触したときに圧力計
測手段により計測された手の平または指に加えられる圧
力とに基づいて、情報処理手段により実空間内の物体に
対応する仮想空間内の物体の三次元形状を算出している
ので、実空間内の物体を把持するという簡易な操作によ
り三次元形状情報を効率的に計算機システムに入力する
ことができる。
【００１４】また本発明の第２の三次元形状情報入力装
置によれば、記憶手段に保持された仮想空間内の三次元
形状モデルに基づいて面形状提示手段により物体の面形
状を擬似的に提示しつつ、この面形状提示手段に対する
操作者の手による操作を仮想空間内の三次元形状モデル
に対する変形操作に対応付けるようにしたので、任意の
三次元形状情報を効率的かつ精度よく計算機システムに
入力することができる。
置によれば、記憶手段に保持された仮想空間内の三次元
形状モデルに基づいて面形状提示手段により物体の面形
状を擬似的に提示しつつ、この面形状提示手段に対する
操作者の手による操作を仮想空間内の三次元形状モデル
に対する変形操作に対応付けるようにしたので、任意の
三次元形状情報を効率的かつ精度よく計算機システムに
入力することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１６】第１の実施の形態 まず、図１および図２により、本発明による三次元形状
情報入力装置の第１の実施の形態について説明する。
情報入力装置の第１の実施の形態について説明する。
【００１７】図１および図２に示すように、本発明の第
１の実施の形態は、操作者の手の位置および形状を計測
する位置センサ（位置計測手段）１と、位置センサ１の
表面に貼り付けられた圧力センサ（圧力計測手段）２
と、位置センサ１および圧力センサ２による計測結果に
基づいて所定の処理を行う計算機システム３とを備えて
いる。
１の実施の形態は、操作者の手の位置および形状を計測
する位置センサ（位置計測手段）１と、位置センサ１の
表面に貼り付けられた圧力センサ（圧力計測手段）２
と、位置センサ１および圧力センサ２による計測結果に
基づいて所定の処理を行う計算機システム３とを備えて
いる。
【００１８】ここで位置センサ１は、操作者の手に装着
されるグローブ型デバイスであり、操作者の手の空間位
置を計測できるとともに、操作者の手の平および指の曲
げ角度等に基づいて手の位置および形状を計測できるよ
うになっている。なお、このようなグローブ型の位置セ
ンサ１としては、例えば米国ＶＰＬ社により開発された
データグローブ（商標）や、バーチャル・テクノロジー
社（Virtual Technology Inc. ）により開発されたサイ
バーグローブ（商標）等を用いることができる。
されるグローブ型デバイスであり、操作者の手の空間位
置を計測できるとともに、操作者の手の平および指の曲
げ角度等に基づいて手の位置および形状を計測できるよ
うになっている。なお、このようなグローブ型の位置セ
ンサ１としては、例えば米国ＶＰＬ社により開発された
データグローブ（商標）や、バーチャル・テクノロジー
社（Virtual Technology Inc. ）により開発されたサイ
バーグローブ（商標）等を用いることができる。
【００１９】また圧力センサ２は、操作者の手の平およ
び指に加えられる圧力の面分布を計測するための感圧導
電シート等からなるセンサであり、手と実空間内の物体
との接触により手の平および指に加えられる圧力を計測
できるようになっている。なお圧力センサ２としては、
例えばニッタ株式会社製のＩ−ＳＣＡＮ（商標）等を用
いることができる。
び指に加えられる圧力の面分布を計測するための感圧導
電シート等からなるセンサであり、手と実空間内の物体
との接触により手の平および指に加えられる圧力を計測
できるようになっている。なお圧力センサ２としては、
例えばニッタ株式会社製のＩ−ＳＣＡＮ（商標）等を用
いることができる。
【００２０】さらに計算機システム３は、図２に示すよ
うに、位置センサ１により計測された手の位置および形
状と、圧力センサ２により計測された手の平および指に
加えられる圧力とに基づいて操作者の手が接触した実空
間内の物体に対応する仮想空間内の物体の三次元形状を
算出する情報処理装置（情報処理手段）３ａと、情報処
理装置３ａにより処理された結果を格納するための記憶
装置３ｂとを有している。
うに、位置センサ１により計測された手の位置および形
状と、圧力センサ２により計測された手の平および指に
加えられる圧力とに基づいて操作者の手が接触した実空
間内の物体に対応する仮想空間内の物体の三次元形状を
算出する情報処理装置（情報処理手段）３ａと、情報処
理装置３ａにより処理された結果を格納するための記憶
装置３ｂとを有している。
【００２１】次に、このような構成からなる本発明の第
１の実施の形態の作用について説明する。
１の実施の形態の作用について説明する。
【００２２】まず操作者は、三次元形状情報として取り
込みたい実空間内の物体６の近傍にて、圧力センサ２が
表面に貼り付けられたグローブ型の位置センサ１（以
下、位置センサ１および圧力センサ２を合わせて「グロ
ーブ１，２」と総称する）を手に装着する。
込みたい実空間内の物体６の近傍にて、圧力センサ２が
表面に貼り付けられたグローブ型の位置センサ１（以
下、位置センサ１および圧力センサ２を合わせて「グロ
ーブ１，２」と総称する）を手に装着する。
【００２３】次に操作者は、手に装着されたグローブ
１，２により、物体６のうち三次元形状情報として取り
込みたい特徴部分（例えば首部６ａ）を把持する。
１，２により、物体６のうち三次元形状情報として取り
込みたい特徴部分（例えば首部６ａ）を把持する。
【００２４】ここで、位置センサ１からの出力、および
圧力センサ２からの出力は情報処理装置３ａに常時取り
込まれている。そして情報処理装置３ａは、圧力センサ
２により計測された手の平および指に加えられる圧力の
面分布を常時モニタし、手の平および指の全域にわたっ
て所定の圧力が加えられたことが検出されると、その時
点において位置センサ１により計測された手の位置およ
び形状を特定する。
圧力センサ２からの出力は情報処理装置３ａに常時取り
込まれている。そして情報処理装置３ａは、圧力センサ
２により計測された手の平および指に加えられる圧力の
面分布を常時モニタし、手の平および指の全域にわたっ
て所定の圧力が加えられたことが検出されると、その時
点において位置センサ１により計測された手の位置およ
び形状を特定する。
【００２５】その後、このようにして特定された手の位
置および形状に基づいて操作者により把持された物体６
の首部６ａに対応する仮想空間内の物体の三次元形状を
算出し、この算出された三次元形状情報を記憶装置３ｂ
に格納する。なお、このような算出方法としては例え
ば、文献（Hoppe,H.et al : "Surface Reconstructionf
rom Unorganized Points" ,Computer Graphics,vol.26,
no.2,pp.71-78）に記載されているように、計測された
点群から面を構成する方法等がある。
置および形状に基づいて操作者により把持された物体６
の首部６ａに対応する仮想空間内の物体の三次元形状を
算出し、この算出された三次元形状情報を記憶装置３ｂ
に格納する。なお、このような算出方法としては例え
ば、文献（Hoppe,H.et al : "Surface Reconstructionf
rom Unorganized Points" ,Computer Graphics,vol.26,
no.2,pp.71-78）に記載されているように、計測された
点群から面を構成する方法等がある。
【００２６】このように本発明の第１の実施の形態によ
れば、圧力センサ２により計測された手の平および指に
加えられる圧力の面分布を常時モニタし、手と実空間内
の物体６との接触により手の平および指の全域にわたっ
て所定の圧力が加えられた時点における、位置センサ１
により計測された手の位置および形状に基づいて、計算
機システム３の情報処理装置３ａにより実空間内の物体
に対応する仮想空間内の物体の三次元形状を算出してい
るので、実空間内の物体を把持するという簡易な操作に
より三次元形状情報を効率的に計算機システム３に入力
することができる。
れば、圧力センサ２により計測された手の平および指に
加えられる圧力の面分布を常時モニタし、手と実空間内
の物体６との接触により手の平および指の全域にわたっ
て所定の圧力が加えられた時点における、位置センサ１
により計測された手の位置および形状に基づいて、計算
機システム３の情報処理装置３ａにより実空間内の物体
に対応する仮想空間内の物体の三次元形状を算出してい
るので、実空間内の物体を把持するという簡易な操作に
より三次元形状情報を効率的に計算機システム３に入力
することができる。
【００２７】第２の実施の形態 次に、図３乃至図６により、本発明による三次元形状情
報入力装置の第２の実施の形態について説明する。なお
本発明の第２の実施の形態において、位置センサ１およ
び圧力センサ２は上述した第１の実施の形態と同一であ
るので、ここでは詳細な説明を省略する。
報入力装置の第２の実施の形態について説明する。なお
本発明の第２の実施の形態において、位置センサ１およ
び圧力センサ２は上述した第１の実施の形態と同一であ
るので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２８】図３および図４に示すように、本発明の第
２の実施の形態は、操作者の手の位置および形状を計測
するグローブ型の位置センサ（位置計測手段）１と、位
置センサ１の表面に貼り付けられた圧力センサ（圧力計
測手段）２と、位置センサ１および圧力センサ２による
計測結果に基づいて所定の処理および制御を行う計算機
システム３と、計算機システム３に接続され物体の面形
状を実空間内にて擬似的に提示する面形状提示装置４
と、同じく計算機システム３に接続され仮想空間内の物
体を立体的に表示する立体表示装置（立体表示手段）５
とを備えている。
２の実施の形態は、操作者の手の位置および形状を計測
するグローブ型の位置センサ（位置計測手段）１と、位
置センサ１の表面に貼り付けられた圧力センサ（圧力計
測手段）２と、位置センサ１および圧力センサ２による
計測結果に基づいて所定の処理および制御を行う計算機
システム３と、計算機システム３に接続され物体の面形
状を実空間内にて擬似的に提示する面形状提示装置４
と、同じく計算機システム３に接続され仮想空間内の物
体を立体的に表示する立体表示装置（立体表示手段）５
とを備えている。
【００２９】ここで計算機システム３は、図４に示すよ
うに、位置センサ１により計測された手の位置および形
状と、圧力センサ２により計測された手の平および指に
加えられる圧力とに基づいて所定の処理を行うとともに
面形状提示装置４および立体表示装置５の制御を行う情
報処理装置（情報処理手段）３ａと、仮想空間内の物体
の三次元形状モデルおよび物理変形モデルを保持する記
憶装置（記憶手段）３ｂとを有している。
うに、位置センサ１により計測された手の位置および形
状と、圧力センサ２により計測された手の平および指に
加えられる圧力とに基づいて所定の処理を行うとともに
面形状提示装置４および立体表示装置５の制御を行う情
報処理装置（情報処理手段）３ａと、仮想空間内の物体
の三次元形状モデルおよび物理変形モデルを保持する記
憶装置（記憶手段）３ｂとを有している。
【００３０】また面形状提示装置４は、記憶装置３ｂに
保持された三次元形状モデルに基づいて物体の面形状の
一部を擬似的に提示する局所的面形状提示部（面形状提
示手段）４ａと、局所的面形状提示部４ａを支持すると
ともに局所的面形状提示部４ａの位置または姿勢を変え
る支持駆動部（支持駆動手段）４ｂとを有している。な
お局所的面形状提示部４ａとしては、例えば上下方向に
移動する複数のアクチュエータ部材が平面上にアレイ状
に配置されたものを用いることができる。
保持された三次元形状モデルに基づいて物体の面形状の
一部を擬似的に提示する局所的面形状提示部（面形状提
示手段）４ａと、局所的面形状提示部４ａを支持すると
ともに局所的面形状提示部４ａの位置または姿勢を変え
る支持駆動部（支持駆動手段）４ｂとを有している。な
お局所的面形状提示部４ａとしては、例えば上下方向に
移動する複数のアクチュエータ部材が平面上にアレイ状
に配置されたものを用いることができる。
【００３１】さらに立体表示装置５は、記憶装置３ｂに
保持された三次元形状モデルに基づいて仮想空間内の物
体を立体的に表示するものであり、例えば操作者の頭部
に装着されるＨＭＤ（Head Mounted Display）と呼ばれ
る種類のディスプレイを用いることができる。
保持された三次元形状モデルに基づいて仮想空間内の物
体を立体的に表示するものであり、例えば操作者の頭部
に装着されるＨＭＤ（Head Mounted Display）と呼ばれ
る種類のディスプレイを用いることができる。
【００３２】次に、このような構成からなる本発明の第
２の実施の形態の作用について図３乃至図６により説明
する。ここで、図５は図３および図４に示す計算機シス
テム３の情報処理装置３ａにおける処理手順を説明する
ためのフローチャート、図６は図３および図４に示す面
形状提示装置４の使用状態を説明するための図である。
２の実施の形態の作用について図３乃至図６により説明
する。ここで、図５は図３および図４に示す計算機シス
テム３の情報処理装置３ａにおける処理手順を説明する
ためのフローチャート、図６は図３および図４に示す面
形状提示装置４の使用状態を説明するための図である。
【００３３】まず操作者は、面形状提示装置４の近傍に
て、圧力センサ２が表面に貼り付けられたグローブ型の
位置センサ１（以下、位置センサ１および圧力センサ２
を合わせて「グローブ１，２」と総称する）を手に装着
する。
て、圧力センサ２が表面に貼り付けられたグローブ型の
位置センサ１（以下、位置センサ１および圧力センサ２
を合わせて「グローブ１，２」と総称する）を手に装着
する。
【００３４】次に操作者は、グローブ１，２が装着され
た手を移動させ、面形状提示装置４の局所的面形状提示
部４ａにより擬似的に提示された物体の面形状に対して
その所望の位置を所望の力で押し込む。
た手を移動させ、面形状提示装置４の局所的面形状提示
部４ａにより擬似的に提示された物体の面形状に対して
その所望の位置を所望の力で押し込む。
【００３５】なおこのような過程において、位置センサ
１からの出力、および圧力センサ２からの出力は情報処
理装置３ａに常時取り込まれており、情報処理装置３ａ
において図５に示す手順に従って所定の処理および制御
が行われる。
１からの出力、および圧力センサ２からの出力は情報処
理装置３ａに常時取り込まれており、情報処理装置３ａ
において図５に示す手順に従って所定の処理および制御
が行われる。
【００３６】すなわち情報処理装置３ａはまず、位置セ
ンサ１からの出力に基づいて操作者の手の位置を求める
（ステップ１０１）。次に情報処理装置３ａは、図６に
示すように、面形状提示装置４の局所的面形状提示部４
ａがステップ１０１で求められた手の位置に対応する位
置または姿勢となるよう支持駆動部４ｂを制御し、さら
に記憶装置３ｂに保持された三次元形状モデルのうち位
置センサ１により計測された手の位置に対応する物体の
面形状を提示させるよう局所的面形状提示部４ａを制御
する（ステップ１０２）。
ンサ１からの出力に基づいて操作者の手の位置を求める
（ステップ１０１）。次に情報処理装置３ａは、図６に
示すように、面形状提示装置４の局所的面形状提示部４
ａがステップ１０１で求められた手の位置に対応する位
置または姿勢となるよう支持駆動部４ｂを制御し、さら
に記憶装置３ｂに保持された三次元形状モデルのうち位
置センサ１により計測された手の位置に対応する物体の
面形状を提示させるよう局所的面形状提示部４ａを制御
する（ステップ１０２）。
【００３７】そして、局所的面形状提示部４ａにより提
示された物体の面形状が操作者により実際に押し込まれ
ると、情報処理装置３ａは、位置センサ１により計測さ
れた手の位置および形状と、圧力センサ２により計測さ
れた手の平および指に加えられる圧力と、記憶装置３ｂ
に保持された物理変形モデルとに基づいて記憶装置３ｂ
に保持された三次元形状モデルを更新する（ステップ１
０３）。
示された物体の面形状が操作者により実際に押し込まれ
ると、情報処理装置３ａは、位置センサ１により計測さ
れた手の位置および形状と、圧力センサ２により計測さ
れた手の平および指に加えられる圧力と、記憶装置３ｂ
に保持された物理変形モデルとに基づいて記憶装置３ｂ
に保持された三次元形状モデルを更新する（ステップ１
０３）。
【００３８】その後、情報処理装置３ａは、ステップ１
０３で更新された三次元形状モデルに基づいて局所的面
形状提示部４ａにより提示された物体の面形状を変形さ
せるよう局所的面形状提示部４ａを制御し（ステップ１
０４）、さらにステップ１０３で更新された三次元形状
モデルに基づいて立体表示装置５により表示される映像
を更新する（ステップ１０５）。
０３で更新された三次元形状モデルに基づいて局所的面
形状提示部４ａにより提示された物体の面形状を変形さ
せるよう局所的面形状提示部４ａを制御し（ステップ１
０４）、さらにステップ１０３で更新された三次元形状
モデルに基づいて立体表示装置５により表示される映像
を更新する（ステップ１０５）。
【００３９】なお、以上のステップ１０１乃至１０５の
処理は所望の三次元形状モデルが得られるまで繰り返し
行われる。
処理は所望の三次元形状モデルが得られるまで繰り返し
行われる。
【００４０】このように本発明の第２の実施の形態によ
れば、計算機システム３の記憶装置３ｂに保持された仮
想空間内の三次元形状モデルに基づいて面形状提示装置
４の局所的面形状提示部４ａにより物体の面形状を擬似
的に提示しつつ、この局所的面形状提示部４ａに対する
操作者の手による操作を仮想空間内の三次元形状モデル
に対する変形操作に対応付けるようにしたので、任意の
三次元形状情報を効率的かつ精度よく計算機システム３
に入力することができる。
れば、計算機システム３の記憶装置３ｂに保持された仮
想空間内の三次元形状モデルに基づいて面形状提示装置
４の局所的面形状提示部４ａにより物体の面形状を擬似
的に提示しつつ、この局所的面形状提示部４ａに対する
操作者の手による操作を仮想空間内の三次元形状モデル
に対する変形操作に対応付けるようにしたので、任意の
三次元形状情報を効率的かつ精度よく計算機システム３
に入力することができる。
【００４１】また、面形状提示装置４の支持駆動部４ｂ
により操作者の手の位置に対応する位置または姿勢とな
るように局所的面形状提示部４ａを移動させるととも
に、記憶装置３ｂに保持された三次元形状モデルのうち
操作者の手の位置に対応する物体の面形状を提示させる
よう局所的面形状提示部４ａを変形させているので、局
所的面形状提示部４ａの大きさを最小限に抑えることが
でき、このため製造コストを低減することができる。
により操作者の手の位置に対応する位置または姿勢とな
るように局所的面形状提示部４ａを移動させるととも
に、記憶装置３ｂに保持された三次元形状モデルのうち
操作者の手の位置に対応する物体の面形状を提示させる
よう局所的面形状提示部４ａを変形させているので、局
所的面形状提示部４ａの大きさを最小限に抑えることが
でき、このため製造コストを低減することができる。
【００４２】さらに、立体表示装置５により仮想空間内
の三次元形状モデルの変形状況等を表示するようにして
いるので、三次元形状情報の入力状況を視覚的により容
易に把握することができる。
の三次元形状モデルの変形状況等を表示するようにして
いるので、三次元形状情報の入力状況を視覚的により容
易に把握することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、任
意の三次元形状情報を効率的かつ精度よく計算機システ
ムに入力することができる。
意の三次元形状情報を効率的かつ精度よく計算機システ
ムに入力することができる。
【図１】本発明による三次元形状情報入力装置の第１の
実施の形態を示す概略図。
実施の形態を示す概略図。
【図２】図１に示す三次元形状情報入力装置の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図３】本発明による三次元形状情報入力装置の第２の
実施の形態を示す概略図。
実施の形態を示す概略図。
【図４】図３に示す三次元形状情報入力装置の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図５】図３および図４に示す計算機システムの情報処
理装置における処理手順を説明するための図。
理装置における処理手順を説明するための図。
【図６】図３および図４に示す面形状提示装置の使用状
態を説明するための図。
態を説明するための図。
１ 位置センサ ２ 圧力センサ ３ 計算機システム ３ａ 情報処理装置 ３ｂ 記憶装置 ４ 面形状提示装置 ４ａ 局所的面形状提示部 ４ｂ 支持駆動部 ５ 立体表示装置
Claims (5)
- 【請求項１】操作者の手の位置および形状を計測する位
置計測手段と、 前記手と実空間内の物体との接触により前記手の平また
は指に前記実空間内の物体から加えられる圧力を計測す
る圧力計測手段と、 前記位置計測手段により計測された前記手の位置および
形状と、前記圧力計測手段により計測された前記手の平
または指に加えられる圧力とに基づいて前記実空間内の
物体に対応する仮想空間内の物体の三次元形状を算出す
る情報処理手段とを備えたことを特徴とする三次元形状
情報入力装置。 - 【請求項２】操作者の手の位置および形状を計測する位
置計測手段と、 前記手と実空間内の物体との接触により前記手の平また
は指に前記実空間内の物体から加えられる圧力を計測す
る圧力計測手段と、 仮想空間内の物体の三次元形状モデルおよび物理変形モ
デルを保持する記憶手段と、 前記記憶手段に保持された前記三次元形状モデルに基づ
いて物体の面形状を実空間内にて擬似的に提示する面形
状提示手段と、 前記位置計測手段により計測された前記手の位置および
形状と、前記手と前記面形状提示手段により提示された
物体の面形状との接触により前記圧力計測手段により計
測された前記手の平または指に加えられる圧力と、前記
記憶手段に保持された前記物理変形モデルとに基づいて
前記記憶手段に保持された前記三次元形状モデルを更新
するとともに、この更新された三次元形状モデルに基づ
いて前記面形状提示手段により提示された物体の面形状
を変形させるよう前記面形状提示手段を制御する情報処
理手段とを備えたことを特徴とする三次元形状情報入力
装置。 - 【請求項３】前記面形状提示手段を支持するとともに前
記面形状提示手段の位置または姿勢を変える支持駆動手
段をさらに備え、 前記情報処理手段はさらに、前記面形状提示手段が前記
位置計測手段により計測された前記手の位置に対応する
位置または姿勢となるよう前記支持駆動手段を制御する
とともに、前記記憶手段に保持された前記三次元形状モ
デルのうち前記位置計測手段により計測された前記手の
位置に対応する物体の面形状を提示させるよう前記面形
状提示手段を制御することを特徴とする請求項２記載の
三次元形状情報入力装置。 - 【請求項４】前記記憶手段に保持された前記三次元形状
モデルに基づいて仮想空間内の物体を立体的に表示する
立体表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２
または３記載の三次元形状情報入力装置。 - 【請求項５】前記位置計測手段は、前記手に装着される
グローブ型デバイスであることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれか記載の三次元形状情報入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17436597A JPH1124873A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 三次元形状情報入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17436597A JPH1124873A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 三次元形状情報入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1124873A true JPH1124873A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15977353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17436597A Pending JPH1124873A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 三次元形状情報入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1124873A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107921621A (zh) * | 2015-08-25 | 2018-04-17 | 川崎重工业株式会社 | 机器人系统 |
| US10342458B2 (en) | 2013-11-13 | 2019-07-09 | The University Of Western Ontario | Finger segment tracker and digitizer |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17436597A patent/JPH1124873A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10342458B2 (en) | 2013-11-13 | 2019-07-09 | The University Of Western Ontario | Finger segment tracker and digitizer |
| US11589779B2 (en) | 2013-11-13 | 2023-02-28 | Louis FERREIRA | Finger segment tracker and digitizer |
| CN107921621A (zh) * | 2015-08-25 | 2018-04-17 | 川崎重工业株式会社 | 机器人系统 |
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