JPH0793088A - Virtual operating device and method - Google Patents
Virtual operating device and methodInfo
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- JPH0793088A JPH0793088A JP5234372A JP23437293A JPH0793088A JP H0793088 A JPH0793088 A JP H0793088A JP 5234372 A JP5234372 A JP 5234372A JP 23437293 A JP23437293 A JP 23437293A JP H0793088 A JPH0793088 A JP H0793088A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、仮想の3次元空間での、レバーやボ
タン、タッチスクリーン操作などを、自然に、かつ高速
で正確に行えるようにすることを目的としている。
【構成】本発明は、レバーやボタンなどの操作対象を3
次元CGを用いて仮想の3次元空間を構成することによ
り提示する提示手段と、親指と人指し指の位置を検知す
る位置検知手段と、位置検知手段が検知した親指と人指
し指の位置と提示手段の3つの座標位置の関係に基づい
て記述された解釈規則をもとにいかなる操作が指示され
たかを解釈する解釈手段とから構成されている。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to enable a lever, a button, a touch screen operation, etc. in a virtual three-dimensional space to be naturally and accurately performed at high speed. [Structure] The present invention provides three operation targets such as levers and buttons.
3 of the presenting means for presenting by forming a virtual three-dimensional space using the three-dimensional CG, the position detecting means for detecting the positions of the thumb and forefinger, the positions of the thumb and forefinger detected by the position detecting means, and the presenting means It is composed of an interpreting means for interpreting what operation is instructed based on an interpretation rule described based on the relationship between two coordinate positions.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ内部に構築
された空間に存在する操作対象を自然に操作するための
仮想操作装置及び方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a virtual operation device and method for naturally operating an operation target existing in a space built inside a computer.
【0002】[0002]
【従来の技術】発電所や工場の監視、制御作業では、コ
ンピュータの導入により、自動化が進み、定常状態で
は、オペレータはほとんど操作する必要性がなく、監視
卓や制御卓のモニタ画面を注視することが主な作業にな
ってきている。しかし、万が一の事故に備えるため、訓
練機を用いて事故時に対応処置の訓練を行っている。訓
練機は、実際の制御や監視に用いる実機と同じ筐体を用
いており、中のソフトウェアは事故現象を模擬するシミ
ュレータに置き換えてある。オペレータはこの訓練機を
用いて、シミュレータが提示する事故現象に対応する処
置をレバーやボタンなどにより、指示を与えていく。こ
のように現状用いられている訓練機は、実機と同様な製
作コストと設置のための空間を必要とするのが問題であ
る。2. Description of the Related Art In the monitoring and control work of power plants and factories, automation has been promoted by the introduction of a computer, and in a steady state, the operator hardly needs to operate and watch the monitor screen of the monitor or control console. That is becoming the main task. However, in order to prepare for an accident, a training machine is used to provide training in response measures when an accident occurs. The training machine uses the same housing as the actual machine used for actual control and monitoring, and the software inside has been replaced with a simulator that simulates an accident phenomenon. Using this training machine, the operator gives instructions by levers, buttons, etc., to take measures against the accident phenomenon presented by the simulator. As described above, the training machine currently used requires the same manufacturing cost and space for installation as the actual machine.
【0003】このような問題点を解決するために、事故
現象のシミュレータをワークステーションやパーソナル
・コンピュータ上で動かし、さらに制御卓や監視卓のモ
ニタ画面もその画面上でシミュレータする方法がある。
この方法では、タッチスクリーンにより画面上をタッチ
して、メニューを選択することで指示を与える操作方法
に対しては、マウスなどのポインティング・デバイスで
該当メニューを選択することで代用している。しかし、
画面以外に対して指示を与える様な操作、例えば、卓の
レバーやボタンなどで指示を与える操作方法は、このよ
うな2次元的にGUI(Graphical User
Interface)をシミュレートする方法ではシ
ミュレートしきれない。In order to solve such a problem, there is a method in which an accident phenomenon simulator is operated on a workstation or a personal computer, and a monitor screen of a control console or a monitor console is also simulated on the screen.
In this method, the operation method of giving an instruction by selecting a menu by touching the screen with a touch screen is substituted by selecting the corresponding menu with a pointing device such as a mouse. But,
An operation for giving an instruction to something other than the screen, for example, an operation method of giving an instruction using a lever or button of a desk, is such a two-dimensional GUI (Graphical User).
It cannot be simulated by the method of simulating Interface).
【0004】2次元的なシミュレーションによる問題点
を解決するために、3次元コンピュータ・グラフィック
ス(CG)を用いて、コンピュータの内部に仮想の訓練
機等を含む3次元空間を構成するような仮想現実感技術
(VR−VirtualReality)を用いた方法
が検討されるようになってきた。VRでは操作対象は現
実と同じく3次元空間なので、3次元の位置座標を与え
ることのできる入力デバイスを用いる。In order to solve the problem caused by the two-dimensional simulation, a three-dimensional computer graphics (CG) is used to construct a virtual three-dimensional space including a virtual trainer inside the computer. A method using a VR (Virtual Reality) technique has been studied. In VR, since the operation target is a three-dimensional space as in reality, an input device that can give three-dimensional position coordinates is used.
【0005】3次元位置入力デバイスとしては、単に3
次元位置だけを検出する磁気センサ型のPolhemu
s社の3 space IsotrackやAscen
sion Technology社のBirdなどのも
の、超音波型のHoneywell社のセンサ、LED
の光を認識する光学式のものがある。しかし、これらの
デバイスでは、3次元位置が検出できるだけなので、メ
ニューの選択等をおこなうには、別に選択を指示するた
めのボタンなどを別途設けなければならない。As a three-dimensional position input device, only 3
Magnetic sensor type Polhemu that detects only dimensional position
s company's 3 space Isotrack and Ascen
such as Bird of Sion Technology, ultrasonic type sensor of Honeywell, LED
There is an optical type that recognizes the light of. However, since these devices can only detect the three-dimensional position, in order to select a menu or the like, it is necessary to separately provide a button or the like for instructing the selection.
【0006】メニューの指示なども併せて行えるように
するために、手のジェスチャを識別できるDataGl
ove(VPL社の製品、光ファイバにより関節の曲げ
角度を計測するグローブ型をした入力デバイス)やCy
berGlove(Crber社の製品、特殊な抵抗を
埋め込み、関節の曲げ角度を計測するグローブ型の入力
デバイス)などがある。しかし、これらは高価で、ま
た、使用に際してキャリブレーションが必要であったり
して、結構入力デバイスの操作が煩雑である。訓練機を
想定したときには、レバーやボタンの位置自体は3次元
空間のなかで限定する必要があるが、レバーやボタンな
どの操作は2次元的である。したがって、前述のDat
eGloveやCyberGloveなどのように、3
次元的にジェスチャーを与えるのはオーバースペックで
ある。つまり、これらのデバイスは煩雑な割には、訓練
機など実際に機械を操作する観点では、応答時間やジェ
スチャーの認識精度などの制約があり、レバーやボタン
などの操作を的確に行うことができず、コストパフォー
マンスが非常に悪い。[0006] In order to be able to also perform menu instructions and the like, DataGl that can identify the gesture of the hand
ove (VPL product, glove-shaped input device that measures bending angle of joint with optical fiber) and Cy
berGlove (a product of Crber, a glove type input device that measures the bending angle of a joint by embedding a special resistance). However, these are expensive, and calibration is necessary before use, and the operation of the input device is quite complicated. When assuming a training machine, the positions of the levers and buttons themselves need to be limited within the three-dimensional space, but the operations of the levers and buttons are two-dimensional. Therefore, the above-mentioned Dat
3 like eGlove and CyberGlove
It is overspec to give a dimensional gesture. In other words, these devices are complicated, but from the viewpoint of actually operating a machine such as a training machine, there are restrictions such as response time and recognition accuracy of gestures, and it is possible to operate levers and buttons accurately. The cost performance is very poor.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、訓練
機などを設定するには種々精度などの制約や、操作性、
コスト等多くの問題を残していた。本発明は、このよう
な問題に艦みてなされたもので、その目的は仮想の3次
元空間でのレバーやボタン、タッチスクリーン操作など
を、自然に、かつ高速で正確に行える仮想操作装置及び
方法を提供することを目的としている。As described above, in setting a training machine or the like, restrictions such as various precisions, operability,
Many problems such as cost were left. The present invention has been made in view of such a problem, and its purpose is to provide a virtual operation device and method capable of performing a lever, a button, a touch screen operation, etc. in a virtual three-dimensional space naturally and at high speed. Is intended to provide.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、レバーやボタ
ンなどの操作対象を3次元CGを用いて仮想の3次元空
間を構成することにより提示し、親指と人差し指の位置
を検知し、検知された親指と人差し指の位置と提示され
た操作対象の位置の3つの座標位置関係に基づいて、記
述された解釈規制を本にいかなる操作が指示されたかを
解釈する仮想操作装置及び方法である。According to the present invention, operation objects such as levers and buttons are presented by constructing a virtual three-dimensional space using a three-dimensional CG, and the positions of the thumb and forefinger are detected and detected. A virtual operation device and method for interpreting what operation is instructed in a book according to the described interpretation regulation, based on the three coordinate positional relationships between the positions of the thumb and forefinger described above and the position of the presented operation target.
【0009】さらに、仮想の訓練機として用いる場合
に、事故現象およびそれに伴う訓練対象システムの内部
状態をシミュレートし、レバーやボタンなどの操作対象
はここに操作の際、可動の範囲が決まっているので、こ
れらをあらかじめ可能な操作の属性として、3次元CG
データとあわせて記憶し、解釈された上述の操作指示を
伝達し、シミュレータの演算結果を提示するなどの情報
管理を行う点を加えるものである。Further, when used as a virtual training machine, an accident phenomenon and the internal state of the training target system accompanying it are simulated, and the operating range of the operating object such as a lever or button is determined when operating it. Since these are the attributes of operations that can be performed in advance, three-dimensional CG
The point is to perform information management such as storing the data together with the data, transmitting the interpreted operation instruction, and presenting the calculation result of the simulator.
【0010】さらに解釈の効率と正確度の向上のため
に、検知した親指と人差し指の位置、および提示位置の
3つの位置と記憶された操作の属性とにもとづいて解釈
規制を記述し、操作指示を解釈する点を改良して付加す
る。Further, in order to improve the efficiency and accuracy of the interpretation, the interpretation regulation is described based on the detected positions of the thumb and forefinger, the three positions of the presenting position and the stored operation attribute, and the operation instruction is given. The point of interpreting is improved and added.
【0011】[0011]
【作用】本説明では、レバーやボタン、タッチスクリー
ンの操作のように3次元空間内での、2次元的な操作
を、仮想の3次元空間で行う場合を対象に、親指と人差
し指のわずか2本の指の位置と提示位置との位置関係に
基づいて記述された規制から、オペレータの手振り指示
を解釈する。In the present description, the case where the two-dimensional operation in the three-dimensional space such as the operation of the lever, the button, and the touch screen is performed in the virtual three-dimensional space will be described. The operator's gesture instruction is interpreted based on the regulation described based on the positional relationship between the position of the finger of the book and the presentation position.
【0012】精度を高めるために、レバーやボタン、タ
ッチスクリーンなどの操作対象の動き方を限定してお
き、その属性も加えた解釈規則に基づいて、解釈手段は
オペレータの手振り指示の解釈を行う。In order to improve accuracy, the movement of an operation target such as a lever, a button, or a touch screen is limited, and the interpretation means interprets the gesture instruction of the operator based on the interpretation rule including the attribute thereof. .
【0013】[0013]
【実施例】以下、図面に沿って本発明の動作について説
明する。図1は、本発明の一実施例の概略構成図であ
る。図1は、3次元的位置を計測するために、例えば磁
場を発生する位置ソース7と、位置ソース7から発生さ
れた磁場を検知して、3次元位置を検出する位置センサ
6がある。位置センサ6はそれぞれレバーやボタン、タ
ッチスクリーン、スライダーなどの操作をするときに必
要な動作を行う最低限の指、ここでは図2に示すように
親指と人差し指に装着される。位置センサ6の検出した
位置は、例えば、位置センサ6の下部についている小型
の送信部8により送信される。その実施例では無線によ
り送信しているが、これに必ずしも限定されるものでは
ない。Polhemus社の3space Isotr
ackやAscensionTechnology社の
Birdのような有線で検出した信号を送信するタイプ
のものでもよイ。オペレータは提示部5のモニタ上に提
示されている操作対象であるレバーやボタン、タッチス
クリーン、スライダーなどを見ながら、それらを操作す
る動作をする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The operation of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, for measuring a three-dimensional position, there are, for example, a position source 7 that generates a magnetic field and a position sensor 6 that detects a magnetic field generated from the position source 7 to detect a three-dimensional position. The position sensor 6 is attached to a minimum finger that performs a necessary operation when operating a lever, a button, a touch screen, a slider, or the like, here, a thumb and an index finger, as shown in FIG. The position detected by the position sensor 6 is transmitted by, for example, a small transmitter 8 attached to the lower portion of the position sensor 6. Although the wireless transmission is performed in the embodiment, it is not necessarily limited to this. 3space Isotr from Polhemus
It may be of a type that transmits a signal detected by wire such as ack or Bird of Ascension Technology. The operator operates a lever, a button, a touch screen, a slider, etc., which are operation targets presented on the monitor of the presentation unit 5, and operates them.
【0014】送信部8が送信するデータは、例えば図3
にような形式になっている。このデータを受信部2は受
け取ると、情報管理部1に送る。図3のデータは、どの
位置センサから送信されてきたかを識別するためのセン
サ番号(1,2)と、3次元空間内の座標値(x1t,
ylt,zlt)と、それぞれの軸の回りの角度rol
l,pitch,yaw(αlt,βlt,γlt)か
らなっている。添え字のltはセンサ番号のt時刻の値
であることを示している。The data transmitted by the transmitter 8 is, for example, as shown in FIG.
It has a format like. When the receiving unit 2 receives this data, it sends it to the information managing unit 1. The data in FIG. 3 includes sensor numbers (1, 2) for identifying from which position sensor the data is transmitted, and coordinate values (x1t,
ylt, zlt) and the angle around each axis roll
It consists of l, pitch, and yaw (αlt, βlt, γlt). The subscript lt indicates that it is the value at time t of the sensor number.
【0015】情報管理部1は位置ソース7と位置センサ
6の間の同期をとることが必要で有れば、同期を取る。
情報管理部1は同期が必要であれば、同期を取って校正
したデータを動作解析部3に解析実行の指示とともに送
る。動作解析部3は動作記述記憶部4に記述された規則
に基づいて、動作の解析を行う。動作記憶部4には、図
4B至図6に示すような規則が記述されている。The information management unit 1 synchronizes the position source 7 and the position sensor 6 if necessary.
If synchronization is necessary, the information management unit 1 sends the calibrated data in synchronization with the operation analysis unit 3 together with an instruction to execute analysis. The behavior analysis unit 3 analyzes the behavior based on the rules described in the behavior description storage unit 4. The operation storage unit 4 describes rules as shown in FIGS. 4B to 6.
【0016】規則1は指がスライダーやレバーなどをつ
かんだジェスチャ(Grasp)を解釈するための規則
である。規則1は次の3つの条件が満足されたとき、ジ
ェスチャh gestureの値をつかむ(Gras
p)にセットする。 条件1:Lt≦△1 センサ1(この場合は親指に付けている位置センサを表
す)とセンサ2(この場合は人差し指に付けている位置
センサを表す)の距離Ltがある値△1より小さいこと
(つまり、親指と人差し指が十分近い位置にあるこ
と)、センサ1とセンサ2の距離Ltは図4に示したよ
うに位置センサのx,y,zの座標位置の2乗和の平方
値である。 条件2:h gesture=Grasp & h gesture=Slide 前のジェスチャがつかむ状態(Grasp)やスライダ
などを動かしている状態(Slide)でないこと(つ
まり、直前までのジェスチャが物をつかんだり、操作し
ている状態でないこと)、 条件3:Y2t>Ylt センサ2のy座標がセンサ1のy座標より大きいこと
(つまり、人差し指が親指より上にあること)、であ
る。Rule 1 is a rule for interpreting a gesture (Grasp) in which a finger grips a slider or a lever. Rule 1 grabs the value of the gesture h gesture when the following three conditions are satisfied (Gras).
p). Condition 1: Lt ≦ Δ1 The distance Lt between the sensor 1 (in this case, the position sensor attached to the thumb) and the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) is smaller than a certain value Δ1. That is, the thumb and the index finger are sufficiently close to each other, and the distance Lt between the sensor 1 and the sensor 2 is the square value of the square sum of the x, y, and z coordinate positions of the position sensor as shown in FIG. Is. Condition 2: h gesture = Grasp & h gesture = Slide Not in a state where the previous gesture is grasped (Grasp) or in a state where the slider or the like is moving (Slide) (that is, the gesture just before grasps or operates an object). Condition 3: Y2t> Ylt The y coordinate of the sensor 2 is larger than the y coordinate of the sensor 1 (that is, the index finger is above the thumb).
【0017】規制2はつかんでいたスライダやレバーな
どから指がはなれるジェスチャ(Release)を解
釈するための規則である。規則2は次の2つの条件が満
足されたとき、ジェスチャh gestureの値をは
なす(Release)にセットする。 条件1:Lt>2△1 センサ1(この場合は親指に付けている位置センサを表
す)とセンサ2(この場合は人差し指に付けている位置
センサを表す)の距離Ltがある値2△1より大きいこ
と(つまり、親指と人差し指が十分近い位置にあると判
断する距離の2倍以上離れていること。)条件2:h
gesture==Grasp h gesture==Slide 前のジェスチャがつかむ状態(Grasp)やスライダ
などを動かしている状態(Slide)であること(つ
まり、直前までのジェスチャが物をつかんだり、あるい
は操作している状態であること)、である。The regulation 2 is a rule for interpreting a gesture (Release) in which the finger is released from the slider or lever that has been grasped. Rule 2 sets the value of gesture h gesture to Release when the following two conditions are met: Condition 1: Lt> 2Δ1 A certain value 2Δ1 of the distance Lt between the sensor 1 (in this case, the position sensor attached to the thumb) and the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) Larger (that is, at least twice the distance at which the thumb and forefinger are judged to be sufficiently close to each other.) Condition 2: h
gesture == Grasp h gesture == Slide The state in which the previous gesture is grasped (Grasp) or the state in which the slider or the like is moving (Slide) (that is, the previous gesture is grabbing or operating an object). Being in a state).
【0018】規則3は指がスライダやレバーなどをつか
んで動かし操作しているジェスチャ(Slide)を解
釈するための規則である。規則5は次の2つの条件が満
足されたとき、ジェスチャh gestureの値を操
作している(Slide)にセットする。 条件1:Lt>△1 センサ1(この場合は親指に付けている位置センサを表
す)とセンサ2(この場合は人差し指に付けている位置
センサを表す)の距離Ltがある値△1より小さいこと
(つまり、親指と人差し指が十分近い位置にあるこ
と)、 条件2:h gesture==Grasp h gesture==Slide 前のジェスチャがつかむ状態(Grasp)やスライダ
などを動かしている状態(Slide)であること(つ
まり、直前までのジェスチャが物をつかんだり、あるい
は操作している状態であること)、である。Rule 3 is a rule for interpreting a gesture in which a finger grips a slider or a lever to move and operate. Rule 5 sets the value of gesture h gesture to manipulate (Slide) when the following two conditions are met. Condition 1: Lt> Δ1 The distance Lt between the sensor 1 (in this case, the position sensor attached to the thumb) and the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) is smaller than a certain value Δ1. (That is, the thumb and the index finger are sufficiently close to each other), Condition 2: h gesture == Grasp h gesture == Slide In a state where the previous gesture is grasped (Grasp) or a slider is moved (Slide). There is something (that is, the gesture until immediately before is grasping or operating an object).
【0019】規則4は指がレバーやスライダをはなした
(Release)の後、初期値(Nuetral)に
するための規則である。規則4は次の2つの条件が満足
されたとき、ジェスチャh gesture の値を初
期値(Nuetral)にセットする。 条件1:Lt>△2 センサ1(この場合は親指に付けている位置センサを表
す)とセンサ2(この場合は人差し指に付けている位置
センサを表す)の距離Lt がある値△2 より大きいこと
(つまり、親指と人差し指が十分離れた位置にあるこ
と、) 条件2:h gesture==Release 前のジェスチャがはなす状態(Release)である
こと(つまり、直前までのジェスチャがはなす状態であ
ること)、である。Rule 4 is a rule for setting the initial value (Neutral) after the finger releases the lever or slider (Release). Rule 4 sets the value of the gesture h gesture to an initial value (Nuetral) when the following two conditions are satisfied. Condition 1: Lt> Δ2 The distance L t between the sensor 1 (in this case, the position sensor attached to the thumb) and the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) is from a certain value Δ 2 . Large (that is, the thumb and the index finger are sufficiently separated from each other) Condition 2: h gesture == Release A state in which the previous gesture is released (that is, a state in which the previous gesture is released). That is,
【0020】規則5は方向を示したりするジェスチャ
(Point)を解釈するための規則である。規則5は
次の3つの条件が満足されたとき、ジェスチャh ge
stureの値を指し示す(Point)にセットす
る。 条件1:Lt>2△1 センサ1(この場合は親指に付けている位置センサを表
す)とセンサ2(この場合は人差し指に付けている位置
センサを表す)の距離Lt がある値△2より大きいこと
(つまり、親指と人差し指が十分近い位置にあると判断
する距離の2倍以上離れていること)、 条件2:|sionθ|≦△1 親指と人差し指のなす角度θが90度に近いこと、si
nθの値は図3の中に示したように位置センサ検出した
x,y,z軸回りの角度α,β,γをquatanio
n qiに変換し、このquatanion を法線ベ
クトルdiを求める。この法線ベクトルの内積の和がs
ionθである。 条件3:y2t>y1t センサ2のy座標がセンサ1のy座標より大きいこと
(つまり、人差し指が親指より上にあること)、であ
る。Rule 5 is a rule for interpreting a gesture indicating a direction. Rule 5 is a gesture h ge when the following three conditions are satisfied:
Set the value of the point to (Point). Condition 1: Lt> 2Δ1 A certain value Δ2 of the distance L t between the sensor 1 (in this case, the position sensor attached to the thumb) and the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) Greater than (that is, at least twice as large as the distance at which the thumb and forefinger are judged to be sufficiently close to each other), Condition 2: | ion θ | ≦ Δ1 The angle θ between the thumb and forefinger is close to 90 degrees. That, si
As for the value of nθ, the angles α, β and γ around the x, y and z axes detected by the position sensor as shown in FIG.
Convert to n qi, and obtain the normal vector di from this quatanion. The sum of the inner products of this normal vector is s
ion θ. Condition 3: y2t> y1t The y coordinate of the sensor 2 is larger than the y coordinate of the sensor 1 (that is, the index finger is above the thumb).
【0021】規則6は方向を示したりするジェスチャ
(Point)から初期状態(Neutral)に戻す
ための規則である。規則6は次の2つの条件が満足され
たとき、ジェスチャh gestureの値を初期値
(Neutral)にセットする。 条件1:Lt>2△1 センサ1(この場合は親指に付けている位置センサを表
す)とセンサ2(この場合は人差し指に付けている位置
センサを表す)の距離Ltがある値2△1より小さい大
きいこと(つまり、親指と人差し指が十分近い位置にあ
ると判断する距離の2倍以上より近いこと)、 条件2:h gesture==Point 前の状態が指し示す(Point)であること、であ
る。Rule 6 is a rule for returning a gesture (Point) indicating a direction to an initial state (Neutral). Rule 6 sets the value of the gesture h gesture to an initial value (Neutral) when the following two conditions are satisfied. Condition 1: Lt> 2Δ1 A certain value 2Δ1 of the distance Lt between the sensor 1 (in this case, the position sensor attached to the thumb) and the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) It is smaller and larger (that is, it is closer than twice the distance at which the thumb and forefinger are judged to be sufficiently close to each other), Condition 2: h gesture == Point, and the previous state indicates (Point). is there.
【0022】規則7はボタンやスクリーンにさわるジェ
スチャ(Touch)を解釈するための規則である。規
則7は次の2つの条件が満たされたとき、h gest
ureをさわる(Touch)にセットする。 条件1:L2t>△1 センサ2(この場合は人差し指につけている位置センサ
を表す)のディスプレイとの距離L2tがある値△1よ
り十分小さいこと(つまり、人指し指がディスプレイに
非常に近いこと)、L2tは人指し指のx,y,z座標
とディスプレイのx,y,z座標より求められる。 条件2:h gesture==Point h gesture==Touch 前の状態が指し示す(Point)か、さわる(Tou
ch)であること(つまり、指さしのジェスチャでディ
スプレイに近づいたか、あるいはさわった状態のままで
あること)、である。Rule 7 is a rule for interpreting a gesture (Touch) touching a button or a screen. Rule 7 is h hest when the following two conditions are met:
Set ure to Touch. Condition 1: L2t> Δ1 The distance L2t between the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) and the display is sufficiently smaller than a certain value Δ1 (that is, the index finger is very close to the display). L2t is calculated from the x, y, z coordinates of the index finger and the x, y, z coordinates of the display. Condition 2: h gesture == Point h gesture == Touch The previous state indicates (Point) or touches (Tou).
ch) (that is, approaching or touching the display with a pointing gesture).
【0023】規則8はボタンやスクリーンにさわるジェ
スチャ(Touch)から初期値(Neutral)に
戻すための規則である。規則8は2つの条件が満たされ
たれたとき、h gesture を初期値(Neut
ral)にする。 条件1:L2t>2△1 センサ2(この場合は人差し指に付けている位置センサ
を表す)のディスプレイとの距離L2tがある値2△1
より十分大きいこと(つまり、人指し指がディスプレイ
から離れたこと)、 条件2:h gesture==Touch 前の状態がさわる(Touch)であること(つまり、
さわった状態のままであること)、である。Rule 8 is a rule for returning from a gesture (Touch) touching a button or a screen to an initial value (Neutral). Rule 8 sets hgesture to the initial value (Neut) when two conditions are satisfied.
ral). Condition 1: L2t> 2Δ1 The distance L2t between the sensor 2 (in this case, the position sensor attached to the index finger) and the display is a certain value 2Δ1
It is sufficiently larger (that is, the index finger is separated from the display), Condition 2: h gesture == Touch, and the previous state is touch (Touch) (that is,
Being in the touched state).
【0024】解釈するジェスチャに関しては図4B至図
6に示したGrasp,Slide、Point、To
uch,Release以外のものも、親指と人差し指
の両者の形状を記述することにより可能である。外形記
憶部9には提示部5に提示するレバーやボタン、タッチ
スクリーン、スライダーなどの3次元の外形データを記
憶している。Regarding the gesture to be interpreted, Grasp, Slide, Point, To shown in FIGS. 4B to 6 are used.
Other than uch and Release, it is possible to describe the shapes of both the thumb and the index finger. The outer shape storage unit 9 stores three-dimensional outer shape data such as a lever, a button, a touch screen, and a slider presented to the presentation unit 5.
【0025】次に図1のような構成の本実施例の動作に
ついて説明する。図7は図1の実施例の動作の流れ図の
概略を示す。情報管理部1は動作解析開始の指示により
解析を開始するが、位置センサ6から送られてきた図3
のような位置データを受信部2で受け取る(ステップ
a)。情報管理部1は図1に示すように位置データバッ
ファと提示制御部からなり、位置データを位置データバ
ッファ内に格納する(ステップb)。位置データバッフ
ァの初期化処理の一つとして、手のジェスチャを格納す
るパラメータh gestureをNeutral(手
が特別なジェスチャをしていない状態を示す値)にセッ
トする(ステップc)。次に動作解析部3は、情報管理
部1内の位置データバッファに格納された位置データを
読みだす(ステップd)。読みだされた現在の位置デー
タと現在の手のジェスチャ値h gestureをもと
に、動作記述記憶部4に記憶された図4B至図6の規則
に合致するものがあるかをチェックする(ステップ
e)。あれば動作記述記憶部4に記述された規則に基づ
いて、h gestureの値をアップデートする。合
致するものがなければh gestureの値は変更さ
れない。動作解析部3において解析したh gestu
reと位置データに基づいて、情報管理部1内の提示制
御部によって提示部5に提示されたスライダやボタン、
レバーなどの位置を操作内容に沿ってアップデートする
(ステップf)。尚、スライダやボタン、レバーなどの
形状(キャラクタ)は外形記憶部9から提示制御部によ
って読み出され、提示部5に提示されている。Next, the operation of this embodiment having the configuration shown in FIG. 1 will be described. FIG. 7 outlines a flow chart of the operation of the embodiment of FIG. The information management unit 1 starts the analysis in response to the instruction to start the operation analysis.
The receiving unit 2 receives such position data as described above (step a). The information management unit 1 comprises a position data buffer and a presentation control unit as shown in FIG. 1, and stores the position data in the position data buffer (step b). As one of the initialization processing of the position data buffer, a parameter h gesture storing a gesture of the hand is set to Neutral (a value indicating a state in which the hand does not make a special gesture) (step c). Next, the operation analysis unit 3 reads the position data stored in the position data buffer in the information management unit 1 (step d). Based on the read current position data and the current hand gesture value h gesture, it is checked whether or not there is one that matches the rules of FIGS. 4B to 6 stored in the behavioral description storage unit 4 (step e). If there is, the value of hgesture is updated based on the rule described in the behavioral description storage unit 4. If there is no match, the value of hgesture is unchanged. Hgestu analyzed by the motion analysis unit 3
a slider or a button presented to the presentation unit 5 by the presentation control unit in the information management unit 1 based on re and the position data;
The position of the lever or the like is updated according to the operation content (step f). The shapes (characters) of sliders, buttons, levers, etc. are read from the outer shape storage unit 9 by the presentation control unit and presented to the presentation unit 5.
【0026】以上のように本実施例によれば、人差し指
と親指の位置とディスプレイの位置との関係から、ジェ
スチャを解釈するので、装備が小さく、かつ違和感のな
い操作を行うことができる。As described above, according to the present embodiment, the gesture is interpreted from the relationship between the position of the index finger and the thumb and the position of the display, so that the operation can be performed with a small equipment and without a feeling of strangeness.
【0027】次に図8は本発明の別の実施例の概略構成
図を示す物である。第1の実施例に提示部5に提示する
対象の3次元形状の他に、操作の属性(上下に動くレバ
ーか、前後に動くレバーかなど)を記憶するための操作
属性記憶部10と、操作属性を提示するための入力部1
1及びシミュレーション部12が加わっている。シミュ
レーション部12は外形記憶部9に記憶された操作対象
の内部の処理をシミュレートするものである。Next, FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention. An operation attribute storage unit 10 for storing operation attributes (a lever that moves up and down, a lever that moves back and forth, etc.) in addition to the three-dimensional shape of the target presented to the presentation unit 5 in the first embodiment, Input unit 1 for presenting operation attributes
1 and the simulation unit 12 are added. The simulation unit 12 simulates the internal processing of the operation target stored in the outer shape storage unit 9.
【0028】第1の実施例ではレバーやボタンなどの操
作の属性が限定されていないので、人差し指と親指の位
置により解釈されたジェスチャで提示部5の操作対象を
動かすとき、位置センサの検知誤差などにより、上下に
しか動かないはずのレバーが斜めに動いたりする可能性
がある。そこで第2の実施例では操作対象の操作の属性
をあらかじめ設定しておき、このような位置の検出誤差
などをカバーし、正確な操作を提供できるようにするも
のである。In the first embodiment, since the operation attributes such as levers and buttons are not limited, when the operation target of the presentation unit 5 is moved by the gesture interpreted by the positions of the forefinger and the thumb, the detection error of the position sensor is detected. For example, a lever that should only move up and down may move diagonally. Therefore, in the second embodiment, the attribute of the operation to be operated is set in advance to cover such a position detection error and the like so that an accurate operation can be provided.
【0029】図9は各操作対象に属性を付与する際の画
面例である。右上が操作対象の外形形状のメニューAを
示している。ユーザはこの中から、形状を選ぶ。ここで
は大きい長方形rect120、小さい長方形rect
221,矢印a11ow122の3つの形状が例として
示されている。FIG. 9 shows an example of a screen when an attribute is added to each operation target. The upper right shows the menu A of the outer shape of the operation target. The user selects a shape from these. Here, a large rectangle rect120 and a small rectangle rect
Three shapes of 221, arrow a11ow122 are shown as an example.
【0030】右上のメニューAから任意の物を入力部1
1のポインティング・デバイス(たとえばマウス)によ
り選択し、それを右下のなかの適切な位置Bに置く。こ
のような操作を繰り返して、提示部5に提示する操作対
象を配置していく。Input a desired item from menu A on the upper right
Select with one pointing device (eg mouse) and place it in the appropriate position B in the lower right. By repeating such an operation, the operation targets to be presented on the presentation unit 5 are arranged.
【0031】次にこの配置された対象に操作属性を付与
する。図10に示すように操作属性の付与は、「N」キ
ーにより、新規属性付与に切り替え、図9の右下の画面
Bか属性を付与したい対象をマウスで選択し、属性を選
ぶ。指定できる属性は図12に示すように、たとえば、
属性の種類、ここではレバー0、ボタン1、パネル2が
ある。Next, an operation attribute is given to the arranged object. As shown in FIG. 10, the operation attribute assignment is switched to the new attribute assignment by the "N" key, and the target is displayed by selecting the target on the screen B in the lower right of FIG. 9 with the mouse. The attributes that can be specified are, for example, as shown in FIG.
There are types of attributes, here lever 0, button 1 and panel 2.
【0032】レバーに関しては回転軸、ギアの数、ギア
ポジションの範囲、ギアヘポジションの中心、ギアが入
ったときに発生させる音の種類が指定できる。ボタンに
関してはonの時の座標位置、色、音、offの時の色
が指定できる。 パネルに関してはon/offの時の
色が指定できる。With respect to the lever, the rotary shaft, the number of gears, the range of gear positions, the center of the gear position, and the type of sound generated when the gear is engaged can be specified. For the button, the coordinate position when on, color, sound, and color when off can be specified. For the panel, you can specify the color when it is on / off.
【0033】このように指定した結果、操作属性記憶部
10にはたとえば、図11のようなそれぞれの形状デー
タの種別に他に、属性データの種別が付加される。実際
にふかされた内容はたとえば、図12のような形式にな
っている。As a result of the designation in this way, the attribute data type is added to the operation attribute storage unit 10 in addition to the type of each shape data as shown in FIG. 11, for example. The actually filled contents have a format as shown in FIG. 12, for example.
【0034】属性データは新規に付与するだけでなく、
図10に示すように削除、コピー、参照もできる。この
結果はファイルへの書き込み指示「W」キーにより、フ
ァイルに書き込まれる。Not only is attribute data newly added,
As shown in FIG. 10, deletion, copy, and reference can also be made. This result is written to the file by the write instruction "W" key to the file.
【0035】操作属性だけでなく、あるボタンを操作す
るとその結果が別のボタンなどに関連しているような操
作対象の親子関係も指示できるようになっている。ここ
では図10に示すように親は幾つでも子をもてる(つま
り、従属して変わるものはいくつでもよい)が、子は親
を一つしかもてない(操作に影響を与える親は一つ)よ
うになっている。この親子関係は図12に示すような形
式で、操作属性記憶部10に記憶される。また、操作属
性を付与している最中に、図9に示すように左下の画面
Cの現在の親子関係が示されている。Not only the operation attribute but also the parent-child relationship of the operation target whose operation result is related to another button can be specified in addition to the operation attribute. Here, as shown in FIG. 10, a parent can have any number of children (that is, any number of subordinates can change), but a child can have only one parent (one parent affects the operation. ). This parent-child relationship is stored in the operation attribute storage unit 10 in the format shown in FIG. Further, the current parent-child relationship of the lower left screen C is shown as shown in FIG. 9 while the operation attributes are being given.
【0036】つまり、仮想の訓練機として用いる場合の
システムであって、事故現象およびそれにともなう訓練
対象システムの内部状態をシミュレートするシミュレー
タ部12を有し、レバーやボタンなどの操作対象はここ
に操作の際、可動の範囲が決まっているので、これらを
あらかじめ可能な操作の属性として、提示部5に提示す
るための3次元CGデータとあわせて操作属性記憶手段
に記憶しておく。情報管理部は動作解析部3により解釈
された操作指示をシミュレータ部12に伝達し、シミュ
レータの演算結果を提示部5に提示するなどの情報管理
を行う。さらに動作記述記憶部4は解釈の効率と正確度
の向上のために、検知された親指と人差し指の位置、お
よび提示部の3つの位置と操作属性記憶部10に記憶さ
れた操作の属性とをもとづいて規則を記述してなり、操
作指示を解釈するように改良されている。That is, the system used as a virtual training machine has a simulator section 12 for simulating an accident phenomenon and the internal state of the training target system accompanying it, and operation targets such as levers and buttons are set here. Since the movable range is determined at the time of operation, these are stored in the operation attribute storage means together with the three-dimensional CG data to be presented to the presentation unit 5 as attributes of possible operations in advance. The information management unit transmits the operation instruction interpreted by the motion analysis unit 3 to the simulator unit 12 and presents the calculation result of the simulator to the presentation unit 5 to perform information management. Furthermore, the behavioral description storage unit 4 stores the detected positions of the thumb and forefinger, the three positions of the presentation unit, and the operation attributes stored in the operation attribute storage unit 10 in order to improve the efficiency and accuracy of the interpretation. It is based on the description of the rules and is improved to interpret the operation instructions.
【0037】以上にように本実施例によれば、レバーの
動く範囲やポジションなどの操作属性が限定されている
ので、この範囲を逸脱しないように情報管理部1が動作
解析部3の解析したジェスチャと位置センサ6からの座
標値により、確実な操作を実行できるので、その効果は
大きい。As described above, according to this embodiment, since the operation attributes such as the range of movement of the lever and the position are limited, the information management unit 1 analyzes the operation analysis unit 3 so as not to deviate from this range. Since a reliable operation can be executed by the gesture and the coordinate value from the position sensor 6, its effect is great.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明では、親指と人差し指のわずか2
本の指の位置を検知するだけなので、装備をつけるとし
ても軽量ですみ、違和感なく自然で正確な操作を安価に
行うことが出来るので、その効果は大きい。According to the present invention, only two of the thumb and the index finger are used.
Since it only detects the position of the finger of the book, it is lightweight even if equipped with equipment, and natural and accurate operation can be performed inexpensively without any discomfort, so its effect is great.
【図1】 実施例の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment.
【図2】 操作方法を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an operating method.
【図3】 受信部が受け取る位置データの例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of position data received by a receiving unit.
【図4】 動作記述記憶部における動作記述例を示す
図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a behavioral description in a behavioral description storage unit.
【図5】 動作記述記憶部における動作記述例を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a behavioral description in a behavioral description storage unit.
【図6】 動作記述記憶部における動作記述例を示す
図。FIG. 6 is a diagram showing an example of a behavioral description in a behavioral description storage unit.
【図7】 動作の流れを示す図。FIG. 7 is a diagram showing an operation flow.
【図8】 他の実施例の概略構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of another embodiment.
【図9】 画面例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a screen.
【図10】 入力例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an input example.
【図11】 操作属性記憶部における記憶例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of storage in an operation attribute storage unit.
【図12】 操作属性記憶部における属性データの記憶
例を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a storage example of attribute data in an operation attribute storage unit.
【図13】 操作属性記憶部における親子関係の記憶例
を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a storage example of a parent-child relationship in an operation attribute storage unit.
1…情報管理部、 2…受信部、 3…動作解析部、
4…動作記述記憶部、5…提示部、 6…位置センサ、
7…位置ソース、 8…送信部、 9…外形記憶部、
10…操作属性記憶部、 11…入力部1 ... Information management unit, 2 ... Reception unit, 3 ... Motion analysis unit,
4 ... Behavior description storage unit, 5 ... Presentation unit, 6 ... Position sensor,
7 ... Position source, 8 ... Transmission unit, 9 ... Outline storage unit,
10 ... Operation attribute storage unit, 11 ... Input unit
Claims (3)
記提示手段に提示された操作対象に対する操作指示を解
釈することを特徴とする仮想操作方法。1. An operation target presented to a presenting means by presenting an operation target to a presenting means, detecting the position of a finger of an operator, and presenting the operation target presented to the presenting means based on the detected position of the finger and the position of the presenting means. A virtual operation method characterized by interpreting an operation instruction for a.
作対象を提示する提示手段と、 親指と人差し指の位置を検知する位置検知手段と、 位置検知手段が検知した親指と、人差し指の位置と、提
示手段の位置の3つの座標位置の関係に基づいて、予め
記述された規則を基に操作指示を解釈する解釈手段とか
ら公正することを特徴とする仮想操作装置。2. A presenting means for presenting an operation target in a virtual three-dimensional space by using a three-dimensional CG, a position detecting means for detecting the positions of the thumb and the forefinger, a thumb detected by the position detecting means, and a forefinger. A virtual operation device characterized by fairing from a position and an interpreting device that interprets an operation instruction based on a rule described in advance based on a relationship between three coordinate positions of a position of a presenting device.
ミュレートするシミュレータ手段と、 前記操作対象毎に操作の属性を前記提示手段に提示する
ための図形データとあわせて記憶する操作属性記憶手段
と、 指の位置を検知する操作属性検知手段と、 この位置検知手段によって検知された指の位置と、前記
提示手段の位置及び前記操作属性記憶手段に記憶された
操作の属性とを基に前記提示手段に対する操作指示を解
釈する解釈手段と、 この解釈手段により解釈された操作指示を前記シミュレ
ータ手段に伝達し、その結果を前記提示手段に提示する
ための制御を行う情報管理手段とを具備することを特徴
とする仮想操作装置。3. Presenting means for presenting an operation target, simulator means for simulating processing of a knife as an operation target presented to the presenting means, and presenting an operation attribute for each operation target to the presenting means. Operation attribute storage means for storing together with graphic data for operation, operation attribute detection means for detecting the position of a finger, the position of the finger detected by the position detection means, the position of the presenting means and the operation attribute storage Interpreting means for interpreting the operation instruction for the presenting means based on the operation attribute stored in the means, and transmitting the operation instruction interpreted by the interpreting means to the simulator means, and presenting the result to the presenting means A virtual operation device, comprising: an information management unit that controls the operation.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234372A JPH0793088A (en) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | Virtual operating device and method |
| US08/612,076 US5670987A (en) | 1993-09-21 | 1996-03-07 | Virtual manipulating apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234372A JPH0793088A (en) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | Virtual operating device and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0793088A true JPH0793088A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=16969980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5234372A Pending JPH0793088A (en) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | Virtual operating device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793088A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007052702A (en) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Sony Computer Entertainment Inc | Input device, input method, computer program, and semiconductor device |
| WO2011033922A1 (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | ブラザー工業株式会社 | Input system, input device, and input method |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP5234372A patent/JPH0793088A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007052702A (en) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Sony Computer Entertainment Inc | Input device, input method, computer program, and semiconductor device |
| WO2011033922A1 (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | ブラザー工業株式会社 | Input system, input device, and input method |
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