JP2010014712A - モーションキャプチャー装置及びモーションキャプチャー方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少数のセンサーを用いて効果的に3D仮想キャラクターのリアルタイム動作を生成する装置及び方法が開示される。より具体的に、本発明の一態様によるモーションキャプチャー方法は、胴体の動作を骨格モデルにマッピングして3次元仮想キャラクターの動作を生成するモーションキャプチャー方法において、胴体に付着される測定センサー及び測定基準位置を提供する基準センサーを用いて、該当部位に対する測定基準位置からの距離及び回転角を測定する段階及び測定された距離及び回転角を用いて、胴体の各部分に対する相対的な回転角及び位置座標を推定する段階を含みうる。
【選択図】 図1
Description
頭及び胴体の回転角を決定するための過程は、図10で図示されたものと同じである。
前記式で、それぞれのk値は一定の加重値を表わし、ψ4及びψ5は足首から測定されたセンサー値を表わす。ψC1値は、センサー座標系1で得られた回転値を全く同じく使うことができるので、前記式を通じて胴体の回転角を推定することが可能である。
頭及び胴体のx軸方向の動き(例えば、前に下げること)は、図12で図示されたように求めることができる。
胴体のy軸に対する回転角θc2及び頭のy軸に対する回転角θc1に対することは、細部過程1−2とその方向のみ異なり、残りは同一であるので、詳しい説明は省略する。
両足の回転角を決定するための過程は、図13で図示されたものと同じである。
両腕の回転角を決定するための過程は、図15に図示されたものと同じである。
まず、ψR3が0より大きいか同じである場合は、図18と同じである。
ψR3が0より小さい場合(例えば、手の甲を外側に回転させる場合)は、図19と同じである。
102 計算モジュール
103 基準センサー
104 測定センサー
105 測定部
106 推定部
107 仮想キャラクター生成部
108 1自由度関節
109 3自由度関節
201 回転中心
202 第1関節
203 第2関節
Claims (52)
- 胴体の部分に位置して基準位置までの距離を測定する測定センサーによって、前記基準位置と前記測定センサーとの距離表現及び前記測定センサーの少なくとも1以上の回転角に基づいて、前記測定センサーが位置する前記胴体の部分とは異なる前記胴体の多数部分の回転角を少なくとも1以上含む姿勢情報を推定する推定部を含むことを特徴とするモーションキャプチャー装置。
- 前記胴体の多数部分は、多数の運動自由度を有する前記胴体の第1部分を含み、前記胴体の第2部分に対する前記姿勢情報の推定は、前記第2部分から測定された姿勢情報に基づかないことを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。
- 前記測定センサーが位置する前記胴体の部分は、多数の運動自由度を有することを特徴とする請求項2に記載のモーションキャプチャー装置。
- 前記測定センサーと前記基準位置との前記距離表現は、三角形の何れか一つの辺を定義し、前記三角形の他の二辺は、前記胴体の部分の間の距離と定義され、前記推定部は、前記三角形の少なくとも1以上の内角を定義することによって、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。
- 前記推定部は、
前記胴体の多数部分のうち何れか一つの選択可能な位置を表現するために、前記距離表現に基づいて平行四辺形を定義し、前記平行四辺形の各辺は、前記胴体の部分の間の距離として定義されることを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記推定部は、
前記距離表現を半径で有する第1球と前記胴体の部分の間の距離を半径で有する第2球との交差点に基づいて、前記選択可能な位置のうちから何れか一つを前記胴体の多数部分のうち何れか一部分の位置に選択することを特徴とする請求項5に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記推定部は、
前記測定センサーが位置する前記胴体の部分に対する軸と前記胴体の多数部分に対する軸とを平面に投映して、前記胴体の多数部分に対する姿勢情報を推定することを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記胴体の部分に位置し、前記距離表現を測定する測定センサーとをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。
- 基準位置情報を出力する基準センサーをさらに含み、
前記測定センサーは、前記距離表現を測定するために、前記基準センサーの出力を受信することを特徴とする請求項8に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記基準センサーは、
前記基準位置に位置することを特徴とする請求項9に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記基準センサーは、
前記胴体に位置することを特徴とする請求項10に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記基準センサーは、
前記胴体の基準位置部分に位置し、前記胴体の基準位置部分は、前記測定センサーが位置する前記胴体の部分及び前記測定センサーが位置していない前記胴体の多数部分とは異なることを特徴とする請求項11に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記測定センサーは、
それぞれ相異なる前記胴体の部分に位置する少なくとも4個の測定センサーを含み、前記推定部は、前記少なくとも4個の測定センサーを用いて、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項12に記載のモーションキャプチャー装置。 - それぞれ相異なる前記胴体の部分に位置する少なくとも4個の測定センサーを含む測定センサーをさらに含み、
前記推定部は、前記少なくとも4個の測定センサーを用いて、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記胴体の部分に位置し、前記距離表現を測定する測定センサーをさらに含み、
前記測定センサーは、測定された慣性情報に基づいて、前記測定センサーが位置した前記胴体の部分に対する位置及び回転角を得る慣性センサーを含むことを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記慣性センサーは、
少なくとも1以上の軸に対する加速度及び角速度を測定し、前記慣性情報は、測定された加速度及び角速度を含むことを特徴とする請求項15に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記姿勢情報は、
前記胴体の多数部分に対する回転角及び位置座標を含み、前記測定センサーは、前記測定センサーが位置する前記胴体の部分に対する姿勢情報を測定することを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記姿勢情報は、
前記胴体をリンク構造を有する骨格モデルとして解析して推定されることを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記リンクの先端地点中で関節運動の中心となる地点が回転中心と定義され、前記推定部は、前記回転中心と前記基準位置との距離を考慮して、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項18に記載のモーションキャプチャー装置。
- 前記推定部は、
人の行動学的パターンを考慮して関節の回転角度を制限するか、状況による動作面を決定して、前記相対的な回転角及び位置座標を推定することを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記測定センサーは、
前記胴体の頭、手首、及び足首に位置されることを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記測定センサーは、
前記胴体の手首及び足首に隣接した部位にそれぞれ付着されることを特徴とする請求項21に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記基準位置は、
前記胴体の中心部であることを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 前記胴体は、
人の胴体であることを特徴とする請求項1に記載のモーションキャプチャー装置。 - 3次元仮想キャラクターの動作を生成するために胴体の運動を骨格モデルにマッピングするモーションキャプチャー方法において、
胴体の部分に位置して基準位置までの距離を測定する測定センサーによって、前記基準位置と前記測定センサーとの距離表現及び前記測定センサーの少なくとも1以上の回転角に基づいて、前記測定センサーが位置する前記胴体の部分とは異なる前記胴体の多数部分の回転角を少なくとも1以上含む姿勢情報を推定する段階を含むことを特徴とするモーションキャプチャー方法。 - 前記胴体の多数部分は、多数の運動自由度を有する前記胴体の第1部分を含み、前記胴体の第2部分に対する前記姿勢情報の推定は、前記第2部分から測定された姿勢情報に基づかないことを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記測定センサーが位置する前記胴体の部分は、多数の運動自由度を有することを特徴とする請求項26に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記測定センサーと前記基準位置との前記距離表現は、三角形の何れか一つの辺を定義し、前記三角形の他の二辺は、前記胴体の部分の間の距離として定義され、前記推定する段階は、前記三角形の少なくとも1以上の内角を定義することによって、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記推定する段階は、
前記胴体の多数部分のうち何れか一つの選択可能な位置を表現するために、前記距離表現に基づいて平行四辺形を定義する段階を含み、前記平行四辺形の各辺は、前記胴体の部分の間の距離として定義されることを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記推定する段階は、
前記距離表現を半径で有する第1球と前記胴体の部分の間の距離を半径で有する第2球との交差点に基づいて、前記選択可能な位置のうちから何れか一つを前記胴体の多数部分のうち何れか一部分の位置に選択する段階を含むことを特徴とする請求項29に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記推定する段階は、
前記測定センサーが位置する前記胴体の部分に対する軸と前記胴体の多数部分に対する軸とを平面に投映して、前記胴体の多数部分に対する姿勢情報を推定する段階を含むことを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。 - 基準センサーが基準位置情報を出力し、前記測定センサーが前記基準センサーの出力を受信して、前記距離表現を測定することを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記基準センサーは、
前記基準位置に位置することを特徴とする請求項32に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記基準センサーは、
前記胴体に位置することを特徴とする請求項33に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記基準センサーは、
前記胴体の基準位置部分に位置し、前記胴体の基準位置部分は、前記測定センサーが位置する前記胴体の部分及び前記測定センサーが位置していない前記胴体の多数部分とは異なることを特徴とする請求項34に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記測定センサーは、
それぞれ前記胴体の他の部位に位置する少なくとも4個の測定センサーを含み、前記推定する段階は、前記少なくとも4個の測定センサーを用いて、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項35に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記測定センサーは、それぞれ前記胴体の他の部位に位置する少なくとも4個の測定センサーを含み、前記推定する段階は、前記少なくとも4個の測定センサーを用いて、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記姿勢情報を用いて、前記胴体に対応する3次元仮想キャラクターを生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記姿勢情報は、
前記胴体をリンク構造を有する骨格モデルとして解析して推定されることを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記リンクの先端地点中で関節運動の中心となる地点が回転中心と定義され、前記推定する段階は、前記回転中心と前記基準位置との距離を考慮して、前記姿勢情報を推定することを特徴とする請求項39に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記回転中心が、前記基準位置である場合、1自由度を有する関節の回転角が3自由度を有する関節の回転角より先に計算されることを特徴とする請求項40に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記回転中心が、前記基準位置ではない場合、1自由度を有する関節の回転角及び回転軸候補を選定し、前記胴体の行動学的パターンが考慮された動作面を設定した後、残りの関節の回転角を計算することを特徴とする請求項40に記載のモーションキャプチャー方法。
- 前記推定する段階は、
人の行動学的パターンを考慮して関節の回転角度を制限するか、状況による動作面を決定して、前記相対的な回転角及び位置座標を推定することを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記測定センサーは、
前記胴体の頭、手首、及び足首に位置されることを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記測定センサーは、
前記胴体の手首及び足首に隣接した部位にそれぞれ付着されることを特徴とする請求項44に記載のモーションキャプチャー方法。 - 前記基準位置は、
前記胴体の中心部であることを特徴とする請求項25に記載のモーションキャプチャー方法。 - 請求項25による方法を行うためのコードが記録されたコンピュータが判読可能な記録媒体。
- 多数の測定センサーによって測定された少なくとも1以上の距離表現及び回転角に基づいて、胴体の非−末端部分の回転角を少なくとも1以上含む姿勢情報を推定する推定部を含み、
前記非−末端部分は、両ヒジ、両肩、両ヒザ、及び骨盤のうち少なくとも何れか一つを含み、前記測定センサーは、手首及び/または足首周辺に位置し、
前記測定センサーは、前記測定センサーと基準位置との距離を測定することを特徴とするモーションキャプチャー装置。 - 前記胴体の末端部分に位置し、前記距離表現を測定する測定センサーをさらに含むことを特徴とする請求項48に記載のモーションキャプチャー装置。
- 多数の測定センサーによって測定された少なくとも1以上の距離表現及び回転角に基づいて、胴体の非−末端部分の回転角を少なくとも1以上含む姿勢情報を推定する段階を含み、
前記非−末端部分は、両ヒジ、両肩、両ヒザ、及び骨盤のうち少なくとも何れか一つを含み、前記測定センサーは、手首及び/または足首周辺に位置し、
前記測定センサーは、前記測定センサーと基準位置との距離を測定することを特徴とするモーションキャプチャー方法。 - 前記測定センサーによって、前記距離表現が測定される段階をさらに含むことを特徴とする請求項50に記載のモーションキャプチャー方法。
- 請求項50による方法を行うためのコードが記録されたコンピュータが判読可能な記録媒体。
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