JPH0566908A - 物体把持表示方法 - Google Patents
物体把持表示方法Info
- Publication number
- JPH0566908A JPH0566908A JP3225739A JP22573991A JPH0566908A JP H0566908 A JPH0566908 A JP H0566908A JP 3225739 A JP3225739 A JP 3225739A JP 22573991 A JP22573991 A JP 22573991A JP H0566908 A JPH0566908 A JP H0566908A
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- Japan
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- data
- display
- screen
- glove
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】計算機内に作り出し画面上に表示された３次元
空間にある物体を、日常的な動作により類似した操作で
把持することにより正確かつ効率的なシュミレーション
を可能とする。 【構成】操作者がはめるデータグローブの画面上で表示
される手の親指部１３の可動掌部１１に対する曲がり具
合に応じて、可動掌部１１が非可動掌部１２に対して屈
曲する。物体の把持は、上記装置の親指部１３を把持す
べき物体を外包する直方体の一方の側面に接触させ、人
差し指部１４、中指部１５、薬指部１６、小指部７のい
ずれかを親指部１３が接触している直方体の側面と対向
する他の側面に接触させることで行う。
空間にある物体を、日常的な動作により類似した操作で
把持することにより正確かつ効率的なシュミレーション
を可能とする。 【構成】操作者がはめるデータグローブの画面上で表示
される手の親指部１３の可動掌部１１に対する曲がり具
合に応じて、可動掌部１１が非可動掌部１２に対して屈
曲する。物体の把持は、上記装置の親指部１３を把持す
べき物体を外包する直方体の一方の側面に接触させ、人
差し指部１４、中指部１５、薬指部１６、小指部７のい
ずれかを親指部１３が接触している直方体の側面と対向
する他の側面に接触させることで行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、計算機内に作り出した
ディスプレイ画面上の３次元空間にある物体を操作者の
はめるデータグローブで把持するための物体把持表示方
法に関するもので、特に人工現実感を導入した３次元Ｃ
ＡＤ、各種シュミレータなどに使用される物体把持表示
方法に関する。
ディスプレイ画面上の３次元空間にある物体を操作者の
はめるデータグローブで把持するための物体把持表示方
法に関するもので、特に人工現実感を導入した３次元Ｃ
ＡＤ、各種シュミレータなどに使用される物体把持表示
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の物体把持表示方法は図５
に示す物体把持表示装置に使用されている。図５は従来
例における物体把持装置の構成を示すブロック図であ
る。画像を表示するディスプレイ１と、操作者の手には
めて操作する手袋状のデータグローブ２と、データグロ
ーブ２が出力する指の曲げ角度および手の全体の動きを
検出した検出信号を入力しコンピュータ処理用のデータ
信号に変換する信号変換手段３と、３次元空間にある複
数の物体をディスプレイ１の画面上に表示するためのデ
ータを格納する３次元空間データファイル５と、信号変
換手段３のデータ信号を入力し３次元空間データファイ
ル５を使用してディスプレイ１の画面上で操作者のはめ
るデータグローブ１が物体を把持し把持したことを判定
してから物体を移動させる一連の動作を表示するための
物体把持プログラム４とから構成されている。
に示す物体把持表示装置に使用されている。図５は従来
例における物体把持装置の構成を示すブロック図であ
る。画像を表示するディスプレイ１と、操作者の手には
めて操作する手袋状のデータグローブ２と、データグロ
ーブ２が出力する指の曲げ角度および手の全体の動きを
検出した検出信号を入力しコンピュータ処理用のデータ
信号に変換する信号変換手段３と、３次元空間にある複
数の物体をディスプレイ１の画面上に表示するためのデ
ータを格納する３次元空間データファイル５と、信号変
換手段３のデータ信号を入力し３次元空間データファイ
ル５を使用してディスプレイ１の画面上で操作者のはめ
るデータグローブ１が物体を把持し把持したことを判定
してから物体を移動させる一連の動作を表示するための
物体把持プログラム４とから構成されている。
【０００３】例えば、或る構造物の組立手順をシュミレ
ートする場合は操作者はデータグローブ２を手にはめて
手を動作させ、ディスプレイ１の画面を見て画面上の物
体を把持し移動させ組立て作業を行う。これ等は画面上
の３次元空間で行うことができる。
ートする場合は操作者はデータグローブ２を手にはめて
手を動作させ、ディスプレイ１の画面を見て画面上の物
体を把持し移動させ組立て作業を行う。これ等は画面上
の３次元空間で行うことができる。
【０００４】計算機で作り出したこの仮想的な３次元空
間内に存在する物体を把持する際に、データグローブ２
の画面上で表示される手は、指だけが可動部分であるの
で指と掌の間に物体を抱え込むようにして把持したり、
親指（指の腹）と他の指（指の腹）で物体を挟み込むよ
うにして把持している。［参考文献：設計とＣＡＤの未
来像（３次元インターフェースの新技術）、精密工学
会、１９９０］。
間内に存在する物体を把持する際に、データグローブ２
の画面上で表示される手は、指だけが可動部分であるの
で指と掌の間に物体を抱え込むようにして把持したり、
親指（指の腹）と他の指（指の腹）で物体を挟み込むよ
うにして把持している。［参考文献：設計とＣＡＤの未
来像（３次元インターフェースの新技術）、精密工学
会、１９９０］。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来例で
は、指だけが可動部分である物体把持方法であるので、
実際の手の動きと異なるために、物体の把持が困難であ
るばかりでなく、動きが不自然なものとなる。
は、指だけが可動部分である物体把持方法であるので、
実際の手の動きと異なるために、物体の把持が困難であ
るばかりでなく、動きが不自然なものとなる。
【０００６】即ち、指と掌の間に物体を抱え込むように
して、あるいは親指と他の指の腹で物体を挟み込むよう
にして把持する手法は、親指と他の指の指先で挟み込む
ようにして把持する日常的な手の動きと異なっているた
めに、物体の把持が不自然かつ困難である。さらに、把
持したと判定をするために多数のサンプル点（面）を必
要とするため、判定に時間がかかる。このため、例えば
シュミレーションに使用した場合はシュミレーションが
不正確となり又、時間がかかるという問題が生づる。
して、あるいは親指と他の指の腹で物体を挟み込むよう
にして把持する手法は、親指と他の指の指先で挟み込む
ようにして把持する日常的な手の動きと異なっているた
めに、物体の把持が不自然かつ困難である。さらに、把
持したと判定をするために多数のサンプル点（面）を必
要とするため、判定に時間がかかる。このため、例えば
シュミレーションに使用した場合はシュミレーションが
不正確となり又、時間がかかるという問題が生づる。
【０００７】これに対して本発明は、掌の一部を可動に
し、親指と他の指の指先で物体との把持（接触）判定を
行うことにより、効率的に判定するとともに自然でかつ
容易な物体把持を行える画面上に表示される物体把持方
法を目的とする。
し、親指と他の指の指先で物体との把持（接触）判定を
行うことにより、効率的に判定するとともに自然でかつ
容易な物体把持を行える画面上に表示される物体把持方
法を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の物体把持表示方
法は、画像を表示するディスプレイと、操作者の手には
めて操作する手袋状のデータグローブと、前記データグ
ローブが出力する指の曲げ角度および手の全体の動きを
検出する検出信号を入力しコンピュータ処理用のデータ
信号に変換する信号変換手段と、３次元空間にある複数
の物体を前記ディスプレイの画面上に表示するためのデ
ータを格納する３次元空間データファイルと、前記信号
変換手段のデータ信号を入力し前記３次元空間データフ
ァイルを使用して前記ディスプレイの画面上で操作者の
はめる前記データグローブが物体を把持し把持したこと
を判定してから物体を移動させる一連の動作を表示する
ための物体把持プログラムとを備える物体把持表示装置
において、前記物体把持プログラムは前記信号変換手段
から入力されるデータ信号の指の曲げ角度に応じて掌の
一部が折れ曲がるようにしている。
法は、画像を表示するディスプレイと、操作者の手には
めて操作する手袋状のデータグローブと、前記データグ
ローブが出力する指の曲げ角度および手の全体の動きを
検出する検出信号を入力しコンピュータ処理用のデータ
信号に変換する信号変換手段と、３次元空間にある複数
の物体を前記ディスプレイの画面上に表示するためのデ
ータを格納する３次元空間データファイルと、前記信号
変換手段のデータ信号を入力し前記３次元空間データフ
ァイルを使用して前記ディスプレイの画面上で操作者の
はめる前記データグローブが物体を把持し把持したこと
を判定してから物体を移動させる一連の動作を表示する
ための物体把持プログラムとを備える物体把持表示装置
において、前記物体把持プログラムは前記信号変換手段
から入力されるデータ信号の指の曲げ角度に応じて掌の
一部が折れ曲がるようにしている。
【０００９】更に、前記物体把持プログラムは、画面上
で前記データグローブが物体を把持しようとする時、物
体を包含する直方体を定め前記直方体の対向する側面の
一方に前記データグローブの親指の指先部分が接触し、
他方の側面に親指以外の指先部分が接触していることで
物体を把持したと判定している。
で前記データグローブが物体を把持しようとする時、物
体を包含する直方体を定め前記直方体の対向する側面の
一方に前記データグローブの親指の指先部分が接触し、
他方の側面に親指以外の指先部分が接触していることで
物体を把持したと判定している。
【００１０】
【作用】本発明の物体把持表示方法は、図１に示すよう
に、親指部１３の可動掌部１１に対する曲がり具合に応
じて、可動掌部１１が非可動掌部１２に対して屈曲す
る。
に、親指部１３の可動掌部１１に対する曲がり具合に応
じて、可動掌部１１が非可動掌部１２に対して屈曲す
る。
【００１１】次に、図４に示す３次元物体４１を把持す
る場合を考える。３次元物体４１を掴むには、３次元物
体を包含する直方体４２を掴めばよい。直方体４２を掴
むには、例えば図１に示す画面上に表示された手の親指
部１３と小指部１７の先端を、直方体４１の対向する面
の対である面４３−１と面４３−２に接触させればよ
い。
る場合を考える。３次元物体４１を掴むには、３次元物
体を包含する直方体４２を掴めばよい。直方体４２を掴
むには、例えば図１に示す画面上に表示された手の親指
部１３と小指部１７の先端を、直方体４１の対向する面
の対である面４３−１と面４３−２に接触させればよ
い。
【００１２】
【実施例】次に本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。本実施例は図５に示した従来例と同じ装置構成に適
用されるが、物体把持プログラム４が相違し、画面上に
表示される手の動作および把持判定が以下に説明する通
りとなる。図１は画面上に表示される手の斜視図であ
る。図５で示したデータグローブ２はディスプレイ１の
画面上で図１のように人間の手の形状に類似して表示さ
れ、掌の部分と指の部分とで、構成される。掌の部分
は、親指の曲がり具合に応じて屈曲する可動掌部１１
と、屈曲の基準となる非可動掌部１２とが、屈曲境界１
８で接合している。指の部分は、可動掌部１１に接合し
ている親指部１３と、非可動掌部に接合している人差し
指部１４、中指部１５、薬指部１６、小指部７とからな
る。親指部３は可動掌部１１に対して、人差し指部１
４、中指部１５、薬指部１６、小指部１７は非可動掌部
１２に対して屈曲する。
る。本実施例は図５に示した従来例と同じ装置構成に適
用されるが、物体把持プログラム４が相違し、画面上に
表示される手の動作および把持判定が以下に説明する通
りとなる。図１は画面上に表示される手の斜視図であ
る。図５で示したデータグローブ２はディスプレイ１の
画面上で図１のように人間の手の形状に類似して表示さ
れ、掌の部分と指の部分とで、構成される。掌の部分
は、親指の曲がり具合に応じて屈曲する可動掌部１１
と、屈曲の基準となる非可動掌部１２とが、屈曲境界１
８で接合している。指の部分は、可動掌部１１に接合し
ている親指部１３と、非可動掌部に接合している人差し
指部１４、中指部１５、薬指部１６、小指部７とからな
る。親指部３は可動掌部１１に対して、人差し指部１
４、中指部１５、薬指部１６、小指部１７は非可動掌部
１２に対して屈曲する。
【００１３】この手の動作はデータグローブ２の親指の
曲げ角度を感知するセンサーのみで、掌の微妙の形状変
化を物体把持プログラム４で表現している。また、図１
に示したような立体感のあるものだけでなく、図２に示
すように、各部を面で表現することもできる。図２の表
現法を用いると不自然ではあるが、表示に要する処理量
が低減するために、安価な計算機ですませることができ
る。尚、図２中の（ａ），（ｂ），（ｃ）は親指の曲げ
動作を説明している。
曲げ角度を感知するセンサーのみで、掌の微妙の形状変
化を物体把持プログラム４で表現している。また、図１
に示したような立体感のあるものだけでなく、図２に示
すように、各部を面で表現することもできる。図２の表
現法を用いると不自然ではあるが、表示に要する処理量
が低減するために、安価な計算機ですませることができ
る。尚、図２中の（ａ），（ｂ），（ｃ）は親指の曲げ
動作を説明している。
【００１４】次にこの画面上に表示された手で物を把持
した時の判定方法を図３および図５を用いて説明する。
図３は本実施例の把持判定の手順を示すフローチャート
である。又、図４は本実施例の把持判定に用いる直方体
の斜視図である。ステップ３０１では、把持する手の親
指部の先端が把持しようとする図４に示す物体の外包直
方体４２を構成する面のいずれかに接触しているか否か
を判定する。例えば、親指の先端が（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚ
ｐ）なる座標値の点で、直方体の各面がｘｙ平面、ｙｚ
平面、ｚｘ平面に平行で、各軸との交点がＸｍａｘ、Ｘ
ｍｉｎ、Ｙｍａｘ、Ｙｍｉｎ、Ｚｍａｘ、Ｚｍｉｎであ
る場合を考える。次の条件を満たすとき、親指の先端点
がｘｙ平面に平行でかつ直方体外向きの法線ベクトルが
ｚ軸正方向である面と接触したと判定する。
した時の判定方法を図３および図５を用いて説明する。
図３は本実施例の把持判定の手順を示すフローチャート
である。又、図４は本実施例の把持判定に用いる直方体
の斜視図である。ステップ３０１では、把持する手の親
指部の先端が把持しようとする図４に示す物体の外包直
方体４２を構成する面のいずれかに接触しているか否か
を判定する。例えば、親指の先端が（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚ
ｐ）なる座標値の点で、直方体の各面がｘｙ平面、ｙｚ
平面、ｚｘ平面に平行で、各軸との交点がＸｍａｘ、Ｘ
ｍｉｎ、Ｙｍａｘ、Ｙｍｉｎ、Ｚｍａｘ、Ｚｍｉｎであ
る場合を考える。次の条件を満たすとき、親指の先端点
がｘｙ平面に平行でかつ直方体外向きの法線ベクトルが
ｚ軸正方向である面と接触したと判定する。
【００１５】 Ｚｐ〉ＺｍａｘからＺｐ〈Ｚｍａｘに変化 Ｘｍｉｎ 〈 Ｘｐ 〈Ｘｍａｘ Ｙｍｉｎ 〈 Ｙｐ 〈Ｙｍａｘ Ｚｍｉｎ 〈 Ｚｐ ，Ｚｍａｘ 他の面との接触判定も同様にして行える。
【００１６】ステップ３０１で、親指の先端と外包直方
体とが接触していると判定されたならばステップ３０２
へ、接触していないと判定されたならばステップ３０４
へ進む。ステップ３０２では、ステップ３０１と同様に
して親指以外の指の先端と外包直方体との接触判定を行
い、接触していると判定されたならばステップ３０３
へ、接触していないと判定されたならばステップ３０４
へ進む。ステップ３０３では、物体を把持しているとし
て処理を終了する。また、ステップ３０４では、物体を
把持していないとして処理を終了する。
体とが接触していると判定されたならばステップ３０２
へ、接触していないと判定されたならばステップ３０４
へ進む。ステップ３０２では、ステップ３０１と同様に
して親指以外の指の先端と外包直方体との接触判定を行
い、接触していると判定されたならばステップ３０３
へ、接触していないと判定されたならばステップ３０４
へ進む。ステップ３０３では、物体を把持しているとし
て処理を終了する。また、ステップ３０４では、物体を
把持していないとして処理を終了する。
【００１７】このように、直方体、特に構成面がｘｙｚ
各軸に垂直である直方体と接触判定することにより、少
ない処理量で迅速な判定が可能となる。この効果は、把
持の対象となる物体が、多くの面で構成される、あるい
は自由曲面などの曲面を含む、複雑な物体であるときに
顕著となる。
各軸に垂直である直方体と接触判定することにより、少
ない処理量で迅速な判定が可能となる。この効果は、把
持の対象となる物体が、多くの面で構成される、あるい
は自由曲面などの曲面を含む、複雑な物体であるときに
顕著となる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明を適用するな
らば、計算機内に作り出したディスプレイ画面上の３次
元空間にある物体を把持する際、日常的な動作と同様
に、親指と他の指の指先で物体を挟む込むようにして把
持できるので、自然でかつ容易に物体把持を行える。又
把持判定を指先のみのサンプル点で行っているので判定
が迅速化される。このため例えば、画面上で３次元物体
の移動や組立作業などのシュミレートを行う場合には、
その作業が正確でかつ効率化されるという効果がある。
らば、計算機内に作り出したディスプレイ画面上の３次
元空間にある物体を把持する際、日常的な動作と同様
に、親指と他の指の指先で物体を挟む込むようにして把
持できるので、自然でかつ容易に物体把持を行える。又
把持判定を指先のみのサンプル点で行っているので判定
が迅速化される。このため例えば、画面上で３次元物体
の移動や組立作業などのシュミレートを行う場合には、
その作業が正確でかつ効率化されるという効果がある。
【図１】一実施例における画面上に表示される手の表示
図である。
図である。
【図２】一実施例の画面上に簡略化され表示される手の
表示図である。
表示図である。
【図３】一実施例の把持判定の手順を示すフローチャー
トである。
トである。
【図４】一実施例の把持判定に用いる直方体の斜視図で
ある。
ある。
【図５】従来例の物体把持表示装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
１ ディスプレイ ２ データグローブ ３ 信号変換手段 ４ 物体把持プログラム ５ ３次元空間データファイル １１ 可動掌部 １２ 非可動掌部 １３ 親指部 １４ 人差し指部 １５ 中指部 １６ 薬指部 １７ 小指部 １８ 屈曲境界
Claims (2)
- 【請求項１】 画像を表示するディスプレイと、操作者
の手にはめて操作する手袋状のデータグローブと、前記
データグローブが出力する指の曲げ角度および手の全体
の動きを検出する検出信号を入力しコンピュータ処理用
のデータ信号に変換する信号変換手段と、３次元空間に
ある複数の物体を前記ディスプレイの画面上に表示する
ためのデータを格納する３次元空間データファイルと、
前記信号変換手段のデータ信号を入力し前記３次元空間
データファイルを使用して前記ディスプレイの画面上で
操作者のはめる前記データグローブが物体を把持し把持
したことを判定してから物体を移動させる一連の動作を
表示するための物体把持プログラムとを備える物体把持
表示装置において、前記物体把持プログラムは前記信号
変換手段から入力されるデータ信号の指の曲げ角度に応
じて掌の一部が折れ曲がるようにすることを特徴とする
物体把持表示方法。 - 【請求項２】 前記物体把持プログラムは、画面上で前
記データグローブが物体を把持しようとする時、物体を
包含する直方体を定め前記直方体の対向する側面の一方
に前記データグローブの親指の指先部分が接触し、他方
の側面に親指以外の指先部分が接触していることで物体
を把持したと判定することを特徴とする請求項１記載の
物体把持表示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225739A JPH0566908A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 物体把持表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225739A JPH0566908A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 物体把持表示方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566908A true JPH0566908A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16834079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3225739A Pending JPH0566908A (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 物体把持表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0566908A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996034332A1 (fr) * | 1995-04-28 | 1996-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'interface |
| JP2005537596A (ja) * | 2002-07-18 | 2005-12-08 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 把持式コンピュータインタラクティブデバイス |
| JP2017010447A (ja) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 富士通株式会社 | 指モデル検証プログラム、指モデル検証方法、および情報処理装置 |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP3225739A patent/JPH0566908A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996034332A1 (fr) * | 1995-04-28 | 1996-10-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'interface |
| JP2005537596A (ja) * | 2002-07-18 | 2005-12-08 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 把持式コンピュータインタラクティブデバイス |
| JP2017010447A (ja) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 富士通株式会社 | 指モデル検証プログラム、指モデル検証方法、および情報処理装置 |
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