JP3493708B2 - 歩行模擬装置およびその制御方法並びに予測制御方法 - Google Patents
歩行模擬装置およびその制御方法並びに予測制御方法Info
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- JP3493708B2 JP3493708B2 JP02195294A JP2195294A JP3493708B2 JP 3493708 B2 JP3493708 B2 JP 3493708B2 JP 02195294 A JP02195294 A JP 02195294A JP 2195294 A JP2195294 A JP 2195294A JP 3493708 B2 JP3493708 B2 JP 3493708B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、空間的な位置を変え
ずに任意の方向への歩行を可能にした歩行模擬装置およ
びその制御方法並びに予測制御方法に関する。
ずに任意の方向への歩行を可能にした歩行模擬装置およ
びその制御方法並びに予測制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、バーチャルリアリティ（仮想現実
感）の実現により、現実には存在しない空間中にいる状
態を容易に体験することが可能になった。バーチャルリ
アリティにおいては、被験者はコンピュータ・グラフィ
ックス技術で作成した立体影像を映し出すヘッドセット
を頭部に装着し、歩いた方向および距離に応じて映像上
の視点を自動的に移動させることにより、被験者はあた
かもその空間にいるような雰囲気を味わうことができ
る。
感）の実現により、現実には存在しない空間中にいる状
態を容易に体験することが可能になった。バーチャルリ
アリティにおいては、被験者はコンピュータ・グラフィ
ックス技術で作成した立体影像を映し出すヘッドセット
を頭部に装着し、歩いた方向および距離に応じて映像上
の視点を自動的に移動させることにより、被験者はあた
かもその空間にいるような雰囲気を味わうことができ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】バーチャルリアリティ
においては、被験者の目の前に映し出される映像は、コ
ンピュータ・グラフィックス技術により、どのような遠
い場所にでも視点を移動させることができる。しかし、
被験者はその映像の中を歩き回る場合、実空間での移動
を伴うので、例えば広大な自然の中や建造物中を歩く雰
囲気を味わうには実際に被験者が移動するための広い空
間が必要となり、ビルの中の狭い室内等でこれを実現す
ることはできなかった。
においては、被験者の目の前に映し出される映像は、コ
ンピュータ・グラフィックス技術により、どのような遠
い場所にでも視点を移動させることができる。しかし、
被験者はその映像の中を歩き回る場合、実空間での移動
を伴うので、例えば広大な自然の中や建造物中を歩く雰
囲気を味わうには実際に被験者が移動するための広い空
間が必要となり、ビルの中の狭い室内等でこれを実現す
ることはできなかった。
【０００４】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
ので、バーチャルリアリティ等に好適な、空間的な位置
を変えずに任意の方向への歩行を可能にした歩行模擬装
置およびその制御方法並びに予測制御方法を提供しよう
とするものである。
ので、バーチャルリアリティ等に好適な、空間的な位置
を変えずに任意の方向への歩行を可能にした歩行模擬装
置およびその制御方法並びに予測制御方法を提供しよう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
人を乗せてその場でその平面内の任意の角度方向に搬送
可能に構成された床であって、該人は該床上を任意の方
向に歩行することができる移動床と、この移動床をその
平面内の任意の角度方向に駆動する移動床駆動手段と、
前記移動床における人の位置を検出する位置検出手段
と、この位置検出手段で検出される人の位置が常に所定
位置となるように前記移動床駆動手段を制御する移動床
駆動制御手段とを具備してなるものである。
人を乗せてその場でその平面内の任意の角度方向に搬送
可能に構成された床であって、該人は該床上を任意の方
向に歩行することができる移動床と、この移動床をその
平面内の任意の角度方向に駆動する移動床駆動手段と、
前記移動床における人の位置を検出する位置検出手段
と、この位置検出手段で検出される人の位置が常に所定
位置となるように前記移動床駆動手段を制御する移動床
駆動制御手段とを具備してなるものである。
【０００６】請求項２記載の発明は、前記移動床駆動制
御手段が、前記移動床上の人の、該移動床から浮いてい
る方の足の移動状態の検出に基づき人の移動状態を予測
し、この予測結果に適合するように前記移動床駆動手段
を予測制御する予測制御手段を含むことを特徴とするも
のである。請求項７記載の発明は、人を乗せてその場で
その平面内の任意の角度方向に搬送可能に構成された床
であって、該人は該床上を任意の方向に歩行することが
できる移動床と、この移動床をその平面内の任意の角度
方向に駆動する移動床駆動手段とを具備し、該移動床駆
動手段が前記移動床の所定の原点の周りに配置された各
駆動部の駆動方向および駆動速度比に応じて該移動床を
前記平面内の任意の角度方向に駆動する歩行模擬装置の
制御方法であって、前記移動床における人の位置を求め
るステップと、該求められた人の位置を前記移動床の所
定の原点に戻すために必要な前記各駆動部の駆動方向お
よび駆動速度比を算出するステップと、該算出された駆
動方向および駆動速度比に応じて前記各駆動部を駆動し
て人の位置を前記移動床上の所定の原点に戻すステップ
とを含むものである。請求項８記載の発明は、人を乗せ
てその場でその平面内の任意の角度方向に搬送可能に構
成された床であって、該人は該床上を任意の方向に歩行
することができる移動床と、この移動床をその平面内の
任意の角度方向に駆動する移動床駆動手段とを具備して
なる歩行模擬装置の予測制御方法であって、前記移動床
における人の左右の足の位置を検出するステップと、該
検出された人の左右の足の、前記移動床から浮いている
方の足の位置の動きから歩行の方向および速さを予測す
るステップと、該予測された方向と逆方向に前記移動床
を駆動するステップとを含むものである。
御手段が、前記移動床上の人の、該移動床から浮いてい
る方の足の移動状態の検出に基づき人の移動状態を予測
し、この予測結果に適合するように前記移動床駆動手段
を予測制御する予測制御手段を含むことを特徴とするも
のである。請求項７記載の発明は、人を乗せてその場で
その平面内の任意の角度方向に搬送可能に構成された床
であって、該人は該床上を任意の方向に歩行することが
できる移動床と、この移動床をその平面内の任意の角度
方向に駆動する移動床駆動手段とを具備し、該移動床駆
動手段が前記移動床の所定の原点の周りに配置された各
駆動部の駆動方向および駆動速度比に応じて該移動床を
前記平面内の任意の角度方向に駆動する歩行模擬装置の
制御方法であって、前記移動床における人の位置を求め
るステップと、該求められた人の位置を前記移動床の所
定の原点に戻すために必要な前記各駆動部の駆動方向お
よび駆動速度比を算出するステップと、該算出された駆
動方向および駆動速度比に応じて前記各駆動部を駆動し
て人の位置を前記移動床上の所定の原点に戻すステップ
とを含むものである。請求項８記載の発明は、人を乗せ
てその場でその平面内の任意の角度方向に搬送可能に構
成された床であって、該人は該床上を任意の方向に歩行
することができる移動床と、この移動床をその平面内の
任意の角度方向に駆動する移動床駆動手段とを具備して
なる歩行模擬装置の予測制御方法であって、前記移動床
における人の左右の足の位置を検出するステップと、該
検出された人の左右の足の、前記移動床から浮いている
方の足の位置の動きから歩行の方向および速さを予測す
るステップと、該予測された方向と逆方向に前記移動床
を駆動するステップとを含むものである。
【０００７】
【作用】請求項１記載の発明によれば、移動床上での人
の位置を検出して、常に所定位置に来るように移動床を
駆動制御するので、移動床上で人は空間的な位置を変え
ずに任意の方向に歩行することができ、バーチャルリア
リティ等に適用することができる。
の位置を検出して、常に所定位置に来るように移動床を
駆動制御するので、移動床上で人は空間的な位置を変え
ずに任意の方向に歩行することができ、バーチャルリア
リティ等に適用することができる。
【０００８】請求項２記載の発明によれば、歩行時に人
の体で最初に移動する足の移動を検出して、これに基づ
き人の移動を予測して移動床を駆動するので、移動床を
早目に駆動することができ、これにより人の動きに対す
る追従性が良好になる。
の体で最初に移動する足の移動を検出して、これに基づ
き人の移動を予測して移動床を駆動するので、移動床を
早目に駆動することができ、これにより人の動きに対す
る追従性が良好になる。
【０００９】
【実施例】この発明の一実施例を図１に示す。図１にお
いて（ａ）は歩行模擬装置１０の縦断面図、（ｂ）は平
面図である。この歩行模擬装置１０は、ベース台１２上
に、剛性球１４をその場で任意の方向に回転可能に支持
している。ベース台１２の上方には、固定床１６がその
周囲の壁面１８に固定された状態で配設されている。固
定床１６の中央部には円型の開口部２０が形成されてお
り、そこから剛性球１４の頂部が露出して移動床２２を
構成している。この移動床２２上を人２３が歩行する。
いて（ａ）は歩行模擬装置１０の縦断面図、（ｂ）は平
面図である。この歩行模擬装置１０は、ベース台１２上
に、剛性球１４をその場で任意の方向に回転可能に支持
している。ベース台１２の上方には、固定床１６がその
周囲の壁面１８に固定された状態で配設されている。固
定床１６の中央部には円型の開口部２０が形成されてお
り、そこから剛性球１４の頂部が露出して移動床２２を
構成している。この移動床２２上を人２３が歩行する。
【００１０】剛性球１４は、位置検出用センサの可視光
や赤外線を通すものであればよく、例えば人が乗っても
潰れない強度を有する厚さの透明塩ビ、透明硬質アクリ
ル樹脂等の中空球で構成することができる。剛性球１４
の大きさは、図２に示すように、踏台面（移動床）２２
が直径１ｍの円で高さ１０cmの凸状を許容するならば、
球の半径は約１３０cmとなる。なお、剛性球１４が回転
する時の摩擦を減らすため、剛性球１４は３〜５個の鋼
球２４でベース台１２上に回転自在に支持されている。
や赤外線を通すものであればよく、例えば人が乗っても
潰れない強度を有する厚さの透明塩ビ、透明硬質アクリ
ル樹脂等の中空球で構成することができる。剛性球１４
の大きさは、図２に示すように、踏台面（移動床）２２
が直径１ｍの円で高さ１０cmの凸状を許容するならば、
球の半径は約１３０cmとなる。なお、剛性球１４が回転
する時の摩擦を減らすため、剛性球１４は３〜５個の鋼
球２４でベース台１２上に回転自在に支持されている。
【００１１】剛性球１４の周囲には、これを回転駆動す
るための駆動部２６が例えば３台等間隔に配置されてい
る。この駆動部２６（２６−１乃至２６−３）は、図３
に拡大して示すように、壁面１８に固定された油圧アー
ム２８の先端にモータ３０（ステップモータ等）を固定
し、このモータ３０の回転軸にゴム製等の駆動ローラ３
２を取り付けて構成されている。駆動ローラ３２の周面
３２ａには丸みを持たせており、油圧アーム２８によっ
て、剛性球１４の周面１４ａの赤道位置（球の上下方向
中央位置）に直角に適度な押圧力で当接している。駆動
ローラ３２の回転軸は水平方向に設定されており、これ
により剛性球１４は、その球の中心点３６を通る水平方
向の任意の軸を回転軸として任意の方向に回転駆動され
る。したがって、剛性球１４の頂部に形成された移動床
２４は、その水平面内で任意の角度方向に移動すること
ができる。
るための駆動部２６が例えば３台等間隔に配置されてい
る。この駆動部２６（２６−１乃至２６−３）は、図３
に拡大して示すように、壁面１８に固定された油圧アー
ム２８の先端にモータ３０（ステップモータ等）を固定
し、このモータ３０の回転軸にゴム製等の駆動ローラ３
２を取り付けて構成されている。駆動ローラ３２の周面
３２ａには丸みを持たせており、油圧アーム２８によっ
て、剛性球１４の周面１４ａの赤道位置（球の上下方向
中央位置）に直角に適度な押圧力で当接している。駆動
ローラ３２の回転軸は水平方向に設定されており、これ
により剛性球１４は、その球の中心点３６を通る水平方
向の任意の軸を回転軸として任意の方向に回転駆動され
る。したがって、剛性球１４の頂部に形成された移動床
２４は、その水平面内で任意の角度方向に移動すること
ができる。
【００１２】剛性球１４の内部には、おもり４０が収容
されている。おもり４０はその下面に３〜５個配置され
た鋼球４３を介して剛性球１４の内周面に支持されてお
り、剛性球１４の回転にかかわらず、常に剛性球１４の
内部の底部に位置している。おもり４０の中心部には支
柱４２が垂直に立てられ、その上にセンサ部３８が剛性
球１４の頂部の内周面に微少な間隙をもって対向するよ
うに配置されている。
されている。おもり４０はその下面に３〜５個配置され
た鋼球４３を介して剛性球１４の内周面に支持されてお
り、剛性球１４の回転にかかわらず、常に剛性球１４の
内部の底部に位置している。おもり４０の中心部には支
柱４２が垂直に立てられ、その上にセンサ部３８が剛性
球１４の頂部の内周面に微少な間隙をもって対向するよ
うに配置されている。
【００１３】センサ部３８の上面には、図４に示すよう
に投光器および受光器を具えた位置検出用センサ４４が
上方に向けて所定間隔で多数配置されている。各センサ
４４はその上方に可視光や赤外光等のセンサ光４５を投
射し、その上方の移動床２２上に着地しあるいは移動床
２２から浮いている足４６の靴底４８で反射された光を
受光することにより、左右の足４６の位置を検出する。
位置検出用センサ４４の配置間隔ａは、図４（ａ）に示
すように、足（靴）４６のサイズをｂ×ｃと仮定すると
（通常ｃ＞２ｂ）、例えばａ＜ｂに設定することができ
る。このように設定すると、各足４６の裏にはセンサ４
４がほぼ２個以上入る。
に投光器および受光器を具えた位置検出用センサ４４が
上方に向けて所定間隔で多数配置されている。各センサ
４４はその上方に可視光や赤外光等のセンサ光４５を投
射し、その上方の移動床２２上に着地しあるいは移動床
２２から浮いている足４６の靴底４８で反射された光を
受光することにより、左右の足４６の位置を検出する。
位置検出用センサ４４の配置間隔ａは、図４（ａ）に示
すように、足（靴）４６のサイズをｂ×ｃと仮定すると
（通常ｃ＞２ｂ）、例えばａ＜ｂに設定することができ
る。このように設定すると、各足４６の裏にはセンサ４
４がほぼ２個以上入る。
【００１４】図１のセンサ部３８には、位置検出センサ
４４の検出情報に基づき移動床２２上での人２３の位置
を演算する演算装置５０が収容されている。演算装置５
０は、例えば左右の足を検出したセンサ４４全部で構成
される多角形や直線の重心（図４（ａ））を人２３の重
心位置として求めて、これを人２３の位置の情報として
出力することができる。このようにして求められた人の
位置の情報は、アンテナ５２から外部に無線で送信され
る。
４４の検出情報に基づき移動床２２上での人２３の位置
を演算する演算装置５０が収容されている。演算装置５
０は、例えば左右の足を検出したセンサ４４全部で構成
される多角形や直線の重心（図４（ａ））を人２３の重
心位置として求めて、これを人２３の位置の情報として
出力することができる。このようにして求められた人の
位置の情報は、アンテナ５２から外部に無線で送信され
る。
【００１５】なお、剛性球１４の動きに起因するセンサ
部３８の揺れを補正するため、センサ部３８には水平セ
ンサ（図示せず）が具えられ、その検出情報に基づき演
算装置５０は位置検出センサ４４の位置情報を補正して
人２３の位置を算出する。また、これら位置検出センサ
４４、水平センサ、演算装置５０、無線装置等は、セン
サ部３８に配置された電池（図示せず）で駆動される。
部３８の揺れを補正するため、センサ部３８には水平セ
ンサ（図示せず）が具えられ、その検出情報に基づき演
算装置５０は位置検出センサ４４の位置情報を補正して
人２３の位置を算出する。また、これら位置検出センサ
４４、水平センサ、演算装置５０、無線装置等は、セン
サ部３８に配置された電池（図示せず）で駆動される。
【００１６】固定床１６には、制御部５４が配設されて
いる。制御部５４は前記センサ部５２から送られてくる
人２３の位置情報をアンテナ５６で受信し、その位置を
移動床２２の中心位置２２ａに戻すために必要な各駆動
部２６−１乃至２６−３の駆動方向および駆動速度の比
を算出して、各駆動部２６−１乃至２６−３を駆動す
る。
いる。制御部５４は前記センサ部５２から送られてくる
人２３の位置情報をアンテナ５６で受信し、その位置を
移動床２２の中心位置２２ａに戻すために必要な各駆動
部２６−１乃至２６−３の駆動方向および駆動速度の比
を算出して、各駆動部２６−１乃至２６−３を駆動す
る。
【００１７】制御部５４による駆動部２６−１乃至２６
−３の駆動方法について説明する。いま、図５に示すよ
うに、移動床２２の中心位置２２ａを原点とする水平方
向の座標Ｘ，Ｙを設定する。ここで、例えば図５にＰで
示す位置が人２３のいる位置として検出されたとする。
この場合、人２３を移動床２２の中心位置２２ａに戻す
には、点Ｐの位置を点線Ｆで示す軌跡で移動させればよ
いことになる。すなわち、この軌跡ＦのＹ軸に対する角
度をθとすると、Ｘ軸を＋θ°だけ水平方向に回転した
軸Ｇを中心に剛性球１４を矢印Ｈ方向に回転すればよい
ことになる。このような回転を実現するには、駆動部２
６−１乃至２６−３の各駆動ローラ３２を、剛性球１４
におけるそれぞれの当接位置と回転軸Ｇとの距離ｒ１，
ｒ２，ｒ３に応じた速度比で駆動すればよい。すなわ
ち、剛性球の半径をｄとすると、 ｒ１＝ｄ sin （６０°−θ） ｒ２＝ｄ sin （６０°＋θ） ｒ３＝ｄ sin θ となるから、駆動部２６−１，２６−２，２６−３を sin （６０°−θ）：sin （６０°＋θ）：sin θ の速度比で駆動すれば、点Ｐにいる人を移動床２２の中
心位置２２ａに戻すことができる。
−３の駆動方法について説明する。いま、図５に示すよ
うに、移動床２２の中心位置２２ａを原点とする水平方
向の座標Ｘ，Ｙを設定する。ここで、例えば図５にＰで
示す位置が人２３のいる位置として検出されたとする。
この場合、人２３を移動床２２の中心位置２２ａに戻す
には、点Ｐの位置を点線Ｆで示す軌跡で移動させればよ
いことになる。すなわち、この軌跡ＦのＹ軸に対する角
度をθとすると、Ｘ軸を＋θ°だけ水平方向に回転した
軸Ｇを中心に剛性球１４を矢印Ｈ方向に回転すればよい
ことになる。このような回転を実現するには、駆動部２
６−１乃至２６−３の各駆動ローラ３２を、剛性球１４
におけるそれぞれの当接位置と回転軸Ｇとの距離ｒ１，
ｒ２，ｒ３に応じた速度比で駆動すればよい。すなわ
ち、剛性球の半径をｄとすると、 ｒ１＝ｄ sin （６０°−θ） ｒ２＝ｄ sin （６０°＋θ） ｒ３＝ｄ sin θ となるから、駆動部２６−１，２６−２，２６−３を sin （６０°−θ）：sin （６０°＋θ）：sin θ の速度比で駆動すれば、点Ｐにいる人を移動床２２の中
心位置２２ａに戻すことができる。
【００１８】尚、上記実施例においては、人の重心位置
を求めて、その位置が移動床２２の中心位置に来るよう
にフィードバック制御したが、移動床２２の動作の応答
性を向上させるために、左右の足の位置の動き（移動床
２２から浮いている方の足の位置も検出できるので、そ
の位置の変化から足の動きがわかる）から人の歩行の方
向や速さを前もって予測して、早目に駆動部２６を駆動
する予測制御を併せて行なうこともできる。その場合
は、演算装置５６は、人の重心位置のほかに、左右各足
ごとに、足を検出したセンサ４４の位置を結んで構成さ
れる多角形や直線の重心位置を左右各足の重心位置とし
て求めて、外部に送信する。
を求めて、その位置が移動床２２の中心位置に来るよう
にフィードバック制御したが、移動床２２の動作の応答
性を向上させるために、左右の足の位置の動き（移動床
２２から浮いている方の足の位置も検出できるので、そ
の位置の変化から足の動きがわかる）から人の歩行の方
向や速さを前もって予測して、早目に駆動部２６を駆動
する予測制御を併せて行なうこともできる。その場合
は、演算装置５６は、人の重心位置のほかに、左右各足
ごとに、足を検出したセンサ４４の位置を結んで構成さ
れる多角形や直線の重心位置を左右各足の重心位置とし
て求めて、外部に送信する。
【００１９】制御部５４には、予測制御手段６０が組み
込まれており、これら左右の足の位置の動きから歩行の
方向や速さを予測して、その方向と逆の方向に剛性球１
４を駆動することにより、人２３の動きに対する追従性
を向上させることができる。
込まれており、これら左右の足の位置の動きから歩行の
方向や速さを予測して、その方向と逆の方向に剛性球１
４を駆動することにより、人２３の動きに対する追従性
を向上させることができる。
【００２０】また、図１の実施例では、センサ部３８が
水平方向に回転すると、センサ４４で検出される位置と
実際の位置にずれが生じる。これを防止するには、例え
ば図６（ａ）に示すように、おもり４０の外周位置の複
数箇所に等間隔で磁石６２を取り付け、一方ベース台１
２上にこれに対向するように逆極性の磁石６４を取り付
けてこれらを吸引状態にしておくことにより、おもり４
０が水平方向に回転しないようにする方向が考えられ
る。また、別の方法として、図６（ｂ）に示すように、
おもり４０の周面全体にその周方向位置を示すバーコー
ド６６を記しておき、一方ベース台１２上にバーコード
リーダ６８を設置してバーコード６６を読み取り、読み
取った情報を演算装置（図（ａ））に送ってセンサ４４
の位置情報を補正する方法が考えられる。
水平方向に回転すると、センサ４４で検出される位置と
実際の位置にずれが生じる。これを防止するには、例え
ば図６（ａ）に示すように、おもり４０の外周位置の複
数箇所に等間隔で磁石６２を取り付け、一方ベース台１
２上にこれに対向するように逆極性の磁石６４を取り付
けてこれらを吸引状態にしておくことにより、おもり４
０が水平方向に回転しないようにする方向が考えられ
る。また、別の方法として、図６（ｂ）に示すように、
おもり４０の周面全体にその周方向位置を示すバーコー
ド６６を記しておき、一方ベース台１２上にバーコード
リーダ６８を設置してバーコード６６を読み取り、読み
取った情報を演算装置（図（ａ））に送ってセンサ４４
の位置情報を補正する方法が考えられる。
【００２１】
【他の実施例】前記実施例では人の位置を検出するセン
サを剛性球１４の内部に配置したが、外部に配置するこ
ともできる。図７はその一例を示したもので、固定床１
６上に移動床２２を挾んでＸ軸方向に投光器７０と受光
器７４を配置し、Ｙ軸方向に投光器７２と受光器７６を
それぞれ対向配置する。各投光器７０，７２からは水平
方向に所定間隔ごとに光線７８，８０をＸ軸、Ｙ軸方向
に発し、受光器７４，７６の各受光素子で受光する。足
４６，４６がある位置の光線は遮断されるので、Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向各位置の受光信号の有無により移動床２２
上の足４６の位置を検出することができる。
サを剛性球１４の内部に配置したが、外部に配置するこ
ともできる。図７はその一例を示したもので、固定床１
６上に移動床２２を挾んでＸ軸方向に投光器７０と受光
器７４を配置し、Ｙ軸方向に投光器７２と受光器７６を
それぞれ対向配置する。各投光器７０，７２からは水平
方向に所定間隔ごとに光線７８，８０をＸ軸、Ｙ軸方向
に発し、受光器７４，７６の各受光素子で受光する。足
４６，４６がある位置の光線は遮断されるので、Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向各位置の受光信号の有無により移動床２２
上の足４６の位置を検出することができる。
【００２２】また、図８は別の例を示したもので、移動
床２２の中心位置２２ａの直上にＴＶカメラ８２を下方
に向けて配設し、その画像信号を画像処理回路８４で画
像処理することにより、移動床２２上の人２３の位置を
検出することができる。図７，８の場合とも剛性球１４
は透明である必要はなく、金属球やＦＲＰ球等を用いる
こともできる。
床２２の中心位置２２ａの直上にＴＶカメラ８２を下方
に向けて配設し、その画像信号を画像処理回路８４で画
像処理することにより、移動床２２上の人２３の位置を
検出することができる。図７，８の場合とも剛性球１４
は透明である必要はなく、金属球やＦＲＰ球等を用いる
こともできる。
【００２３】また、前記実施例では移動床を剛性球で構
成したが、これに限るものではない。例えば図９は、広
い面積を有する可撓幕８６を踏台８８上に被せ、これを
ローラを用いた駆動部９０で駆動することにより、人２
３は空間上の位置を移動しないで任意の方向に可撓幕８
６の端部に至るまで歩行することができる。この場合、
人２３の位置を検出するセンサは、可撓幕８６が透明で
あれば、例えば踏台８８の上面に埋め込んだ光センサを
用いることができ、透明でなければ、例えば踏台８８の
上面に所定間隔で配置した圧力センサを用いることがで
きる。
成したが、これに限るものではない。例えば図９は、広
い面積を有する可撓幕８６を踏台８８上に被せ、これを
ローラを用いた駆動部９０で駆動することにより、人２
３は空間上の位置を移動しないで任意の方向に可撓幕８
６の端部に至るまで歩行することができる。この場合、
人２３の位置を検出するセンサは、可撓幕８６が透明で
あれば、例えば踏台８８の上面に埋め込んだ光センサを
用いることができ、透明でなければ、例えば踏台８８の
上面に所定間隔で配置した圧力センサを用いることがで
きる。
【００２４】また、この発明は、バーチャルリアリティ
に限らず、歩行訓練装置その他各種用途に用いることが
できる。
に限らず、歩行訓練装置その他各種用途に用いることが
できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、移動床上での人の位置を検出して、常に所
定位置に来るように移動床を駆動制御するので、移動床
上で人は空間的な位置を変えずに任意の方向に歩行する
ことができ、バーチャルリアリティ等に適用することが
できる。
明によれば、移動床上での人の位置を検出して、常に所
定位置に来るように移動床を駆動制御するので、移動床
上で人は空間的な位置を変えずに任意の方向に歩行する
ことができ、バーチャルリアリティ等に適用することが
できる。
【００２６】請求項２記載の発明によれば、歩行時に人
の体で最初に移動する足の移動を検出して、これに基づ
き人の移動を予測して移動床を駆動するので、移動床を
早目に駆動することができ、これにより人の動きに対す
る追従性が良好になる。
の体で最初に移動する足の移動を検出して、これに基づ
き人の移動を予測して移動床を駆動するので、移動床を
早目に駆動することができ、これにより人の動きに対す
る追従性が良好になる。
【図１】 この発明の一実施例を示す縦断面図および平
面図である。
面図である。
【図２】 図１の移動床２２の縦断面図である。
【図３】 図１の駆動部２６の詳細構成を示す側面図お
よび平面図である。
よび平面図である。
【図４】 図１のセンサ部３８の詳細構成を示す平面図
および縦断面図である。
および縦断面図である。
【図５】 図１の駆動部２６の駆動方法を示す平面図で
ある。
ある。
【図６】 図１のおもり４０の水平方向の回転に対する
対策を示す正面図である。
対策を示す正面図である。
【図７】 位置検出手段の他の実施例を示す平面図およ
び縦断面図である。
び縦断面図である。
【図８】 位置検出手段のさらに別の実施例を示す配置
図および検出処理ブロック図である。
図および検出処理ブロック図である。
【図９】 移動床の他の実施例を示す縦断面図および平
面図である。
面図である。
１０ 歩行模擬装置
２２ 移動床
２３ 人
２６ 駆動部（駆動手段）
４４ 位置検出センサ（位置検出手段）
５４ 制御部（移動床駆動制御手段）
６０ 予測制御手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A63B 22/02
A63B 22/06
A63B 22/20
A63B 23/04
A63B 69/00 - 69/40
A63G 31/00 - 31/16
G09B 9/00
Claims (8)
- 【請求項１】人を乗せてその場でその平面内の任意の角
度方向に搬送可能に構成された床であって、該人は該床
上を任意の方向に歩行することができる移動床と、 この移動床をその平面内の任意の角度方向に駆動する移
動床駆動手段と、 前記移動床における人の位置を検出する位置検出手段
と、 この位置検出手段で検出される人の位置が常に所定位置
となるように前記移動床駆動手段を制御する移動床駆動
制御手段とを具備してなる歩行模擬装置。 - 【請求項２】前記移動床駆動制御手段が、前記移動床上
の人の、該移動床から浮いている方の足の移動状態の検
出に基づき人の移動状態を予測し、この予測結果に適合
するように前記移動床駆動手段を予測制御する予測制御
手段を含むことを特徴とする請求項１記載の歩行模擬装
置。 - 【請求項３】前記移動床が剛性球の頂部で構成され、該
剛性球がその球の中心点を通る水平方向の任意の軸を回
転軸として任意の方向に回転駆動される請求項１または
２記載の歩行模擬装置。 - 【請求項４】固定床がその周囲の壁面に固定された状態
で配設され、該固定床に開口部が形成され、該開口部か
ら前記剛性球の頂部が露出して前記移動床を構成してい
る請求項３記載の歩行模擬装置。 - 【請求項５】映像上の視点を移動可能としたバーチャル
リアリティの被験者の歩行に用いられることを特徴とす
る請求項１から４のいずれかに記載の歩行模擬装置。 - 【請求項６】歩行訓練に用いられることを特徴とする請
求項１から４のいずれかに記載の歩行模擬装置。 - 【請求項７】人を乗せてその場でその平面内の任意の角
度方向に搬送可能に構成された床であって、該人は該床
上を任意の方向に歩行することができる移動床と、この
移動床をその平面内の任意の角度方向に駆動する移動床
駆動手段とを具備し、該移動床駆動手段が前記移動床の
所定の原点の周りに配置された各駆動部の駆動方向およ
び駆動速度比に応じて該移動床を前記平面内の任意の角
度方向に駆動する歩行模擬装置の制御方法であって、 前記移動床における人の位置を求めるステップと、 該求められた人の位置を前記移動床の所定の原点に戻す
ために必要な前記各駆動部の駆動方向および駆動速度比
を算出するステップと、 該算出された駆動方向および駆動速度比に応じて前記各
駆動部を駆動して人の位置を前記移動床上の所定の原点
に戻すステップとを含む歩行模擬装置の制御方法。 - 【請求項８】人を乗せてその場でその平面内の任意の角
度方向に搬送可能に構成された床であって、該人は該床
上を任意の方向に歩行することができる移動床と、この
移動床をその平面内の任意の角度方向に駆動する移動床
駆動手段とを具備してなる歩行模擬装置の予測制御方法
であって、 前記移動床における人の左右の足の位置を検出するステ
ップと、 該検出された人の左右の足の、前記移動床から浮いてい
る方の足の位置の動きから歩行の方向および速さを予測
するステップと、 該予測された方向と逆方向に前記移動床を駆動するステ
ップとを含む歩行模擬装置の予測制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02195294A JP3493708B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 歩行模擬装置およびその制御方法並びに予測制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02195294A JP3493708B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 歩行模擬装置およびその制御方法並びに予測制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07204359A JPH07204359A (ja) | 1995-08-08 |
| JP3493708B2 true JP3493708B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=12069408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02195294A Expired - Fee Related JP3493708B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 歩行模擬装置およびその制御方法並びに予測制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493708B2 (ja) |
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| JP5105881B2 (ja) * | 2007-01-11 | 2012-12-26 | 株式会社Ｉｈｉエアロスペース | 二次元低重力環境模擬装置 |
| EP2522403B1 (en) * | 2011-05-10 | 2018-03-14 | MSE Omnifinity AB | A device for allowing a user to walk or run on the spot in an arbitrary direction and control method therefor |
| US11474534B2 (en) * | 2017-03-01 | 2022-10-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Information processing system |
| AU2020222178B2 (en) * | 2019-02-11 | 2022-12-15 | Mack Rides Gmbh & Co. Kg | Amusement ride and method for operating an amusement ride |
| WO2024066246A1 (zh) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 梁源 | 一种钵体滚珠高自由度结构及ar全地形步行模拟器 |
-
1994
- 1994-01-21 JP JP02195294A patent/JP3493708B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07204359A (ja) | 1995-08-08 |
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