JPH10172005A - 動作データ接続方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、接続を行なう前後動作に対して、
周期性などの条件を何ら付加することなく、計算時間が
短くかつ自然な接続動作を生成することを可能とする動
作データ接続方法を提供することを目的としてなされた
ものである。 【解決手段】本発明においては、前後の動作データの接
続は、主にそれぞれ独立した、現時刻位置を求める第一
の処理ブロック、合成姿勢角度を算出する第二の処理ブ
ロック、及び合成関節角を求める第三の処理ブロックよ
り成る。第１の処理ブロックでは、現時刻の位置を算出
する。第２の処理ブロックでは、合成姿勢角度を算出す
る。第３の処理ブロックでは、合成スライドベクトルの
算出を行ない、接続関数によって合成した合成関節角の
算出を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータグラフ
ィックス・アニメーションの分野に属するもので、剛体
多関節物体を動かすために与えられた複数の時系列動作
データ間の接続方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータグラフィックス・ア
ニメーションの分野では、剛対多関節物体によってモデ
ル化された、人間などの生物をリアルに動かすことが必
須に成りつつある。このような動きを表す三次元時系列
データは、アニメータと呼ばれる人々によってキーフレ
ーム補間を使った手法で生成されたり、モーション・キ
ャプチャリングという三次元動作計測手法によって現実
の動きを捕捉することによって生成される。

【０００３】尚、動きデータは、データ処理時間の低減
化及び、その再利用を考慮して、動きとして最低限の意
味を持つ最小単位で生成される。従って、一連の長時間
に渡る動きを構成するためには、これら最小単位データ
から成る細切れの動きを接続する必要が生じる。最も原
始的な接続方法は、先のアニメータと呼ばれる専門職の
人々が、手作業で動作間の接続動作を推定して接続動作
データを作りあげることである。しかし、手作業である
故に生産性が低く、更にアニメータが個人的経験により
三次元空間に於ける動作を推定することから、作られた
接続動作がしばしば不自然である。このような状況に於
いて、従来以下の二通りの動作接続データ生成方法が提
案されている。

【０００４】先ず、周期動作に対して動作接続データを
自動生成する方法としては、Munetoshi Unuma, et al.,
"Fourier Principles for Emotion-based Human Figur
e Animation", SIGGRAPH95 Proceeding, pp91-96.1995.
がある。これは接続する前後の動作の時系列データをフ
ーリエ展開し、接続区間に於ける動作を周波数空間で外
挿補間し、それを逆フーリエ展開して生成する。換言す
れば、周期性を利用した予測を前提に動作接続データを
生成するものである。

【０００５】更に、動作の周期性を必ずしも前提としな
い動作接続データを生成する方法としては、Charles Ro
se, et al., "Efficient Generation of Motion Transi
tions using Spacetime Constraints", SIGGRAPH96 Pro
ceeding, pp147-154.1996.がある。これは、接続する前
後の動作の時系列データから、インバース・キネマティ
クスやインバース・ダイナミクス、最適化計算などを駆
使して、接続区間に於ける動作を推定して生成するもの
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
手法は、周期性のある動作にしか適用できないので、利
用範囲が限定される。さらに、フーリエ展開と逆フーリ
エ展開が必須であるので、処理負荷が大きく計算時間が
多大であると言う問題がある。

【０００７】また、後者の手法は、前後の動きから接続
動作を外挿推定して、接続動作データを生成するので、
基本的に処理時間を要する処理である。しかも、各種の
数値計算を含むため、更に長時間の計算時間を要する。
本来、前後の動作から予測した動作による接続は、いわ
ゆる不良設定問題である。それ故、最適化計算に於ける
目的関数がその時点での接続に於ける条件と合致した場
合にのみ、適切な動作が生成される。しかし、そのよう
な接続条件は前後の動作毎や接続状況によって個別的に
決まることであることから、一般的な状況下で成り立つ
ような条件は存在せず、しばしば不自然な動きの接続動
作データが生成されてしまう。

【０００８】この外挿推定法では、目的関数としてトル
ク消費量のみを考慮し、このトルク消費量を最小にする
ように最適化を行なっている。しかし、トルク消費量が
最小という条件は必要条件で、十分条件ではないため、
全ての状況下に対応できない。例えば、滑らかな動きや
高速な動きを必要とする場合には、対応していない。つ
まり、処理時間が長大な割には、しばしば、接続された
動作が不自然になる。

【０００９】前記何れの方法においても、接続を行なう
前後の動作から推定することによって、接続動作を求め
るので、その推定が当たらなければ接続動作は不適切な
ものとなる。従って、前者の方法ではその推定を確実な
ものとするために、前後動作の周期性の仮定が必須であ
る。そして、後者の方法ではその推定がしばしば外れ
る。このように、推定によって接続動作を生成する点に
問題の根源がある。

【００１０】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、接続を行なう前後動作に対して、周期性などの条件
を何ら付加することなく、計算時間が短く且つ自然な接
続動作データを生成することを可能とする動作データ接
続方法及びその装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】少なくとも一つ以上の関
節を有する主体の動作を表す第一の時系列動作データ
と、所定の期間重複する後続の第二の時系列動作データ
とを、該重複期期間に於いて接続する動作データ接続方
法であって、該方法は、該重複期間に於ける該第一の時
系列動作データの第一重複区間動作データ及び、該第二
時系列動作データの第二重複区間動作データを求める第
一のステップと、該第一及び第二の重複区間動作データ
に基づき、現時刻に於ける該主体の位置を求める第二の
ステップと、該第一及び第二の重複区間動作データに基
づき、現時刻に於ける該主体の姿勢角度を求める第三の
ステップと、該第一及び第二の重複区間動作データに基
づき、現時刻の現時刻に於ける該主体の関節のスライド
ベクトルと関節角を求める第四のステップの内、該第
二、第三、及び第四ステップの何れか一つのステップと
該第一のステップを有する事を特徴とする方法。

【００１２】

【発明の実施の形態】まず、本発明について具体的に述
べる前に、図４を参照して、コンピュータグラフィック
ス・アニメーションに於ける、剛体多関節物体でモデル
化した人間や生物などの物体の動作データの概念を以下
に説明する。同図においては、剛体多関節物体のモデル
と人間が採用されている。前述のように動作データは、
一般に、時系列データとして与えられる。これは、その
物体全体の位置を表す三次元座標値と、その物体全体の
姿勢を制御するために使用する３つの姿勢角度Ａａ、Ａ
ｖ、及びＡｈと、各関節の運動制御に使用する平行移動
量を表したスライドベクトルと回転量を表した関節角Ａ
ｊで構成される。

【００１３】物体Ｏの全体位置を表すための点Ｐは予め
物体毎に固有に、固定されて定められている。また、物
体の全体Ｏの姿勢を表す、進行方向ベクトルＶａ、上方
向ベクトルＶｖ、及び横方向ベクトルＶｈも物体毎に予
め定義されており、これらの３つベクトルＶａ、Ｖｖ及
びＶｈを姿勢ベクトルと呼ぶ。

【００１４】この固定点Ｐと姿勢ベクトルＶａ、Ｖｖ及
びＶｈから導入される座標系を用いれば、この物体の各
関節の位置などを固有に決めることができる。逆に、コ
ンピュータグラフィックスでは、物体には物体座標系と
呼ばれる、形状を定義するため使う物体毎に固有の座標
系を持っているので、この物体座標系の原点を物体全体
Ｏの位置を表すための点Ｐとし、物体座標系を定義して
いる単位ベクトルを姿勢ベクトルとする。

【００１５】姿勢角度Ａａ、Ａｖ、及びＡｈはワールド
座標系（ｘ、ｙ、ｚ）に於ける３つの座標軸回りの回転
量として与えらる。その回転量で初期状態に於ける姿勢
ベクトルを各座標軸ｘ、ｙ、ｚの回りに回転変換するこ
とで、その時刻の姿勢ベクトルＶａ、Ｖｖ及びＶｈを算
出できる。これにより、各時刻に於ける物体全体の姿勢
を制御する。関節の運動については、関節毎に定義され
ている局所座標系に於ける、スライドベクトル量による
平行移動やその局所座標系の各座標軸回りの回転によっ
て制御する。尚、剛体多関節物体について説明したが、
剛体或いは多関節物体に限られる訳ではなく、軟体或い
は単関節、そしてそれらの組み合わせであっても同様で
ある。

【００１６】以下、本発明の実施例に基づく動作データ
接続方法について、図面を参照しながら説明する。図１
に、本実施例に於ける動作データ接続方法の処理の流れ
を示す。全体の処理はブロック＃１、ブロック＃３、ブ
ロック＃５、ブロック＃７、ブロック＃９、及びブロッ
ク＃１１で実行される。尚、図より明らかなように、ブ
ロック＃５、ブロック＃７、及びブロック＃９は平行処
理であるが、必ずしも３つのブロックの全てが同時に処
理される必要は無い。

【００１７】以上のように構成された各ブロックに於け
る処理について詳細に説明を行なう。尚、２つの動作デ
ータの接続が行なえれば、任意数の動作データの接続が
可能なので、ここでは２つの動作データの接続に於ける
処理の流れを説明する。

【００１８】その前に、図５を参照して、２つの動作接
続について説明する。同図に於いて、前動作データＤａ
と後動作データＤｐの２つの時系列動作データを接続す
る場合を考える。後動作データＤｐは時刻ｔ０に開始す
ると共に、時刻ｔ０よりも後で終了する所定の時間長を
有する動作データである。一方、前動作データＤａは時
刻ｔ０よりも前に開始すると共に、時刻ｔｅに終了する
動作データＤａである。つまり、二つの動作データＤａ
及びＤｐは重複する時刻ｔ０とｔｅの期間が、二つのデ
ータを接続する接続期間Ｓｃである。そして、前動作デ
ータＤａの接続期間ＳＣ内の部分を前接続区間動作デー
タＤａｃとし、後動作データＤｐのの接続期間ＳＣ内の
部分を後接続区間動作データＤｐｃと呼ぶ。

【００１９】図１に戻って、先ずブロック＃１で、これ
ら２つの前後動作データＤａ及びＤｐと、接続時間Ｓｃ
についての情報が入力される。

【００２０】ブロック＃３で、時刻ｔ０に達する、つま
り接続期間Ｓｃに入るまでは、前動作データＤａに対し
て接続処理とは無関係な必要処理が施された後、ブロッ
ク＃５、＃７、及び＃９のそれぞれ必要な処理が行われ
る。

【００２１】先ずブロック＃５に於いては、ステップＳ
１で、接続区間Ｓｃに於ける前動作の速度を前接続区間
動作データＤａｃの物体Ｏの全体位置Ｐを表す三次元座
標データの差を計算して算出する。つまり、時刻ｔｉに
於ける速度は時刻ｔｉ＋１に於ける物体Ｏの全体位置Ｐ
と時刻ｔｉに於ける物体Ｏの全体位置Ｐとの差によって
算出する。同様に、後接続区間動作データＤｐｃから後
動作の速度も算出する。速度算出後、それぞれの速さを
速度から求める。速さは通常通り、前述の速度（ベクト
ルＶｓ）の大きさとして定義されるものである。尚、前
動作データＤａの速度を三次元ベクトルＶｓａと表し、
そしてその速さを｜Ｖｓａ｜と表す。同様に、後動作デ
ータＤｐの速度を三次元ベクトルＶｓｐと表し、その速
さを｜Ｖｓｐ｜と表す。

【００２２】ステップＳ３では、ステップＳ１で算出し
た前動作の速度Ｖｓａと後動作の速度Ｖｓｐを、接続関
数Ｆｃによって合成した合成速度Ｖｓｓを算出する。接
続関数Ｆｃとして、接続区間Ｓｃの初期時刻で１、接続
区間Ｓｃの終りで０、単調減少で微分可能かつ接続区間
Ｓｃの中点時刻での値に関して接続区間Ｓｃ内での値が
１８０度の回転対称となるような関数とした場合、次式
（１）によって合成速度Ｖｓｓが算出される。

【００２３】

【数１】 Ｖｓｓ＝Ｖｓa × Ｆｃ＋ Ｖｓｐ ×（１−Ｆｃ）

【００２４】尚、数式１は、接続関数値による比例配分
式を示すものである。従って、接続関数Ｆｃが時間に関
して非線形の場合、配分率も時間に関して非線形に変化
する。

【００２５】接続区間Ｓｃの初期時刻をｔ0、接続区間
Ｓｃの終りの時刻をｔe、現時刻をＴとし、ｔ＝（Ｔ−
ｔ0）／（ｔe−ｔ0）の正規化を行なったとき、このよ
うなｔを独立変数とする接続関数Ｆｃとしては次のよう
なものがある。

【００２６】接続関数Ｆｃ１(ｔ)を用いた場合は、線形
の合成となるため、接続区間Ｓｃ内での連続性しか保証
されない。接続関数Ｆｃ２(ｔ)、Ｆｃ３(ｔ)及びＦｃ４
(ｔ）の場合は非線形の合成であるが、Ｆｃ２（ｔ)では
１階連続までが保証され、Ｆｃ(３)では２階連続が、Ｆ
ｃ(４)では４階連続が保証される。

【００２７】つまり、前動作と後動作の関数の似かより
方に関わらず、Ｆｃ２(ｔ)の場合は接続区間Ｓｃに於け
る合成速度Ｖｓｓの速度（加速度に相当）の連続性が保
証され、Ｆｃ３(ｔ)の場合は合成速度Ｖｓｓの加速度
（躍度に相当）の連続性が保証され、Ｆｃ４(ｔ)の場合
は合成速度Ｖｓｓの躍度の導関数の連続性が保証され
る。

【００２８】また、接続関数Ｆｃとして、接続区間Ｓｃ
の初期時刻で０、接続区間Ｓｃの終りで１、単調増加で
微分可能かつ接続区間Ｓｃの中点時刻での値に関して接
続区間Ｓｃ内での値が１８０度の回転対称となるような
関数とした場合、次式（２）によって、合成速度Ｖｓｓ
が算出される。

【００２９】

【数２】 Ｖｓｓ＝ Ｖｓａ×（１−Ｆｃ）＋ Ｖｓｐ × Ｆｃ

【００３０】前述の正規化を行なったとき、このような
接続関数としては次のようなものがある。これら接続関
数Ｆｃ１'(ｔ)、Ｆｃ'２(ｔ)、Ｆｃ'３(ｔ)及びＦｃ'４
(ｔ)の性質は、それぞれ、前述の関数Ｆｃ２(ｔ)、Ｆｃ
３(ｔ)及びＦｃ４(ｔ)と同様である。

【００３１】前動作の速さ|Ｖｓａ|と後動作の速さ|Ｖ
ｓｐ|についても、合成速度Ｖｓｓの算出場合と同様の
合成を行なって、合成速さＶｓｃを算出する。但し、接
続関数Ｆｃは必ずしも合成速度Ｖｓｓの算出の場合と同
一である必要はない。なお、本実施例では接続の滑らか
さや計算時間などを考慮して、事前に適当に接続関数Ｆ
ｃを選択するものとするが、以下のような自動選択も可
能である。図７に示すフローチャートを参照して、接続
関数Ｆｃを自動選択する場合について合成速度Ｖｓｓの
算出を例として以下に述べる。

【００３２】まず、ステップＳ１１０で、接続区間Ｓｃ
に於ける前動作の速度Ｖｓａの差分量（加速度に相当す
る）dA(t)と、後動作の速度Ｖｓｐの差分量dB(t)を算出
する。次に、ステップＳ１０２で、|dA(t)-dB(t)|を２
乗した値を接続区間に渡って和をとった値Sを計算す
る。ステップＳ１０４で、事前の実験などによって、予
め定めておいた閾値α、β、γにより、Sがα以下なら
ば（ステップＳ１０４）、接続関数Ｆｃ１(ｔ)を自動選
択する（ステップＳ１０６）。Sがαより大きくβ以下
ならば（ステップＳ１０８）、接続関数Ｆｃ２(ｔ)を自
動選択（Ｓ１１０）する。Sがβより大きくγ以下なら
ば（Ｓ１１２）、接続関数Ｆｃ３(ｔ)を自動選択（Ｓ１
１４）する。Sがγより大きければ（Ｓ１１２）、接続
関数Ｆｃ４(ｔ)を自動選択する（ステップＳ１１６）。

【００３３】この自動選択処理では、値Ｓは関数の似通
っている度合い、つまり微係数の近さを表している。但
し、値が小さいほど似通っている度合いは大きい。上述
の処理によると、前接続区間動作と後接続区間動作が似
通っている場合には、計算時間の少ない接続関数Ｆｃ１
を用いる。それ故に、似通っている度合いが小さくなる
につれて、計算時間は大きくなるが、より滑らかな接続
を可能とする接続関数Ｆｃを選択することが出来る。こ
のように、本発明によれば、計算時間と処理結果の適正
化を図る接続関数Ｆｃの自動選択が実現出来る。また、
数式（２）に基づいて処理を行う時は、Ｆｃ１、Ｆｃ
２、Ｆｃ３及びＦｃ４のそれぞれの代わりに、接続関数
Ｆｃ１'、Ｆｃ'２、Ｆｃ'３及びＦｃ'４を選択させても
良いことは、言うまでもない。ステップＳ５では、現時
刻ｔｉの位置P(ti)を次式（３）によって算出される。

【００３４】

【数３】P(ti)＝Ｐ(ti - 1）＋ Ｖｓｓ(ti - 1) × |Ｖ
ｓｃ(ti - 1)| ÷|Ｖｓｓ(ti- 1)|

【００３５】尚、ｔｉ−１は前時刻、Ｖｓｓ(ｔｉ−１)
は前時刻ｔｉ−１の合成速度、｜Ｖｓｃ(ｔｉ−１)｜は
前時刻ｔｉ−１の合成速さ、|Ｖｓｓ(ti - 1)|は、前時
刻ｔｉ−１の合成速度の大きさである。このようにし
て、ブロック＃５の処理を終了ご、ブロック＃１１に進
む。

【００３６】一方、ブロック＃７に於いては、ステップ
Ｓ７で、前接続区間動作データＤａの姿勢角度Ａａａ、
Ａｖａ、及びＡｈａから、前姿勢ベクトルＶａａ、Ｖｖ
ａ及びＶｈａを算出し、接続区間動作データＤａｃの姿
勢角度Ａａａｃ、Ａｖａｃ、及びＡｈａｃと及び接続区
間動作データＤｐｃの姿勢角度Ａａｐｃ、Ａｖｐｃ、及
びＡｈｐｃから、後姿勢ベクトルＶａｐ、Ｖｖｐ及びＶ
ｈｐを算出する。

【００３７】ステップ９では、前姿勢ベクトルＶａａ、
Ｖｖａ及びＶｈａと後姿勢ベクトルＶａｐ、Ｖｖｐ及び
Ｖｈｐを前述の合成速度Ｖｓｓの算出の場合と同様の合
成を行なって、合成姿勢ベクトルＶａＳ、ＶｖＳ及びＶ
ｈＳを算出する。但し、接続関数は必ずしも合成速度Ｖ
ｓｓの算出の場合と同一である必要はない。接続の滑ら
かさや計算時間などを考慮して適当に選択する。

【００３８】ステップＳ１１では、合成姿勢ベクトルＶ
ａＳ、ＶｖＳ及びＶｈＳから合成姿勢角度ＡｖＳを算出
する。合成姿勢ベクトルＶａＳ、ＶｖＳ及びＶｈＳと合
成姿勢角度ＡｖＳの対応は一般に１対多のため、何の条
件もなければ一意的に決めることはできない。しかし、
姿勢ベクトルＶａ、Ｖｖ及びＶｈを構成する３つの方向
ベクトルの回転角度について条件を付加することで、一
意的な決定が行なえる。例えば、上方向ベクトルＶｖの
回転角度Ａｖｖは、−９０°以上９０°以下というよう
な条件を付加して解く。このような制限は、当然、合成
姿勢角度ＡｖＳから合成姿勢ベクトルＶａＳ、ＶｖＳ及
びＶｈＳの算出には影響しない。このようにして、ブロ
ック＃７の処理を終了後、ブロック＃１１に進む。

【００３９】更にブロック＃９では、ステップＳ１３
で、前接続区間動作データＤａｃの関節のスライドベク
トルＳｖａｃから、前スライド向きＤｓＶａｃと前スラ
イド量｜Ｓｖａｃ｜を算出し、後接続区間動作データＤ
ｐｃのスライドベクトルＳｖｐｃから、後スライド向き
ＤｓＶｐｃと後スライド量|Ｓｖｐｃ|を算出する。但
し、スライド向きＤｓＶとは、スライドベクトルＳｖそ
のもの、もしくは大きさ１に正規化したベクトルのこと
で、スライド量|Ｓｖ|とはスライドベクトルＳｖの大き
さである。

【００４０】ステップＳ１５では、前スライド向きＤｓ
Ｖａｃと後スライド向きＤｓＶｐｃ、及び前スライド量
｜Ｓｖａｃ｜と後スライド量｜Ｓｖｐｃ｜とを前述の合
成速度Ｖｓｓの算出の場合と同様の合成を行なって、合
成スライド向きＤｓＶＳと合成スライド量ＳＶｃを算出
する。但し、接続関数Ｆｃは必ずしも合成速度Ｖｓｓの
算出の場合と同一である必要はない。接続の滑らかさや
計算時間などを考慮して適当に選択する。次に、合成ス
ライド向きＤｓｖＳと合成スライド量ＳＶｃから合成ス
ライドベクトルＳｖＳを次式（４）によって算出され
る。

【００４１】

【数４】 ＳｖＳ＝ＤｓｖＳ × ＳＶｃ ÷ ｜ＤｓＶＳ｜｜Ｄ
ｓＶＳ｜は合成スライド向きＤｓｖＳの大きさである。

【００４２】ステップＳ１７では、前接続区間動作デー
タＤａｃの関節角Ａｊａｃと後接続区間動作データＤｐ
ｃの関節角Ａｊｐｃを前述の合成速度Ｖｓｓの算出の場
合と同様の合成を行なって、合成関節角ＡｊＳを算出す
る。但し、接続関数Ｆｃは必ずしも合成速度Ｖｓｓの算
出の場合と同一である必要はない。接続の滑らかさや計
算時間などを考慮して適当に選択する。また、前述と同
様にして、自動選択も可能である。このようにして、ブ
ロック＃９の処理を終了後、ブロック＃１１に進む。

【００４３】ブロック＃５，＃７、及び＃９のいずれか
の処理の後、ブロック＃１１で、後動作データＤｐにつ
いて、接続区間Ｓｃ以降の動作データに対して必要な物
体Ｏの全体のグローバルな動きを接続動作に会わせるた
めの変換処理が施される。以上の説明からも判るよう
に、本発明では前接続区間動作のデータと後接続区間動
作データの合成が、接続動作の生成に等しい。図６に、
前述の接続関数Ｆｃによる、接続の様子を模擬的に示
す。接続期間Ｓｃに於ける前動作データＤａの終端部
（於ける時刻ｔ０）と、後動作データＤｐの始端部（於
ける時刻ｔｅ）が、上述の処理で選択された接続関数Ｆ
ｃによって、滑らかに接続されている。以下、上述の動
作データ接続方法の変形例について、図面を参照しなが
ら説明する。図２に示す本実例に於ける動作データ接続
方法の処理の流れは、基本的に図１に示す処理の流れと
同一である。ただし、図１のブロック＃５に、ステップ
Ｓ２が追加されてブロック＃５Ｒに変わると共に、ブロ
ック＃７にステップＳ８が追加されてブロック＃７Ｒに
変わっている。故に、以下に、上述の図１に示す方法と
異なる点のみを説明する。

【００４４】詳述すれば、本実施例においては、時刻毎
に与えられる前動作データＤａの運動方向の変換量を前
運動変換量ＭＡａとし、後動作データＤｐの運動方向の
変換量を後運動変換量ＭＡｐとする点が、図１に示す方
法と異なる。

【００４５】ブロック＃５Ｒに於いて、ステップＳ２
で、ステップＳ１で算出された前動作の速度Ｖｓａを当
該時刻に於ける前運動変換量ＭＡａに変換する。この変
換は、回転行列によって与えることができるので、この
回転行列と速度の積によって実行される。同様に、後動
作の速度Ｖｓｐを当該時刻に於ける後運動変換量ＭＡｐ
に変換する。

【００４６】ステップＳ４では、ステップＳ２で変換し
た前動作の速度ＭＡａと後動作の速度ＭＡｐを接続関数
によって合成した合成速度ＭＶｓＳを算出する。この計
算は、前記図１に示す合成速度の算出に用いた接続関数
Ｆｃと同様の関数を用いて行なう。前動作の速さと後動
作の速さについても、この合成速度の算出場合と同様の
合成を行なって、合成速さＭＶｓｃを算出する。但し、
接続関数は必ずしも合成速度の算出の場合と同一である
必要はない。接続の滑らかさや計算時間などを考慮して
適当に選択する。

【００４７】ブロック＃７Ｒに於いては、ステップＳ８
で、前姿勢ベクトルＶａａ、Ｖｖａ及びＶｈａを当該時
刻に於ける前運動姿勢ベクトルＭＶａa、ＭＶｖａ、Ｍ
Ｖｈａに変換する。同様に、後姿勢ベクトルＶａｐ、Ｖ
ｖｐ及びＶｈｐを当該時刻に於ける後運動ベクトルＭＶ
ａｐ、ＭＶｖｐ、ＭＶｈｐに変換する。この変換は、ス
テップＳ２と同様に、回転行列と姿勢ベクトルの積によ
って行なうことができる。

【００４８】ステップＳ１０では、ステップＳ８で求め
られた運動姿勢ベクトルＭＶａa、ＭＶｖａ、ＭＶｈ
ａ、ＭＶａｐ、ＭＶｖｐ、及びＭＶｈｐを前述の合成速
度の算出の場合と同様の合成を行なって、合成運動姿勢
ベクトルＭＶａＳ、ＭＶｖＳ、及びＭＶｈＳを算出す
る。つまり、このように構成することによって、、一例
として、接続される前後の動作データのそれぞれの運動
方向が異なるよう場合に、接続データの向きを調整する
ことに、滑らかな動作接続を可能としている。但し、接
続関数は必ずしも合成速度の算出の場合と同一である必
要はない。接続の滑らかさや計算時間などを考慮して適
当に選択する。

【００４９】以下、図３を参照して、上述の本発明に係
る動作データ接続方法を実現する装置について説明す
る。動作データ接続装置１００は、バス３に接続されて
互いにデータを交換する入出力器１、記憶器２、前動作
データ接続時刻間処理器４、速度と速さ算出器５、合成
速度と合成速さ算出器６、現時刻位置算出器７、姿勢ベ
クトル算出器８、合成姿勢ベクトル算出器９、合成姿勢
角度算出器１０、スライド向きとスライド量算出器１
１、合成スライド向き量ベクトル算出器１２、合成関節
各算出器１３、接続区間以降の後動作データ処理器１４
を有する。

【００５０】入出力器１は、外部より入力される前動作
データＤａと後動作データＤｐと接続時間ｔ０及びｔｅ
を、バス３を介して記憶器２に保存する。前動作データ
接続時刻間処理器４は、バス３を介して記憶器２に保存
された前動作データＤａについて、接続区間Ｓｃに入る
までの前動作データＤａに対して、接続処理とは関係の
無い必要処理なを施した後、バス３を介して記憶器２に
保存する。

【００５１】速度と速さ算出器５は、記憶器２に保存さ
れている接続区間に於ける前接続区間動作データＤａｃ
のうち物体Ｏの全体位置Ｐと後接続区間動作データＤｐ
ｃの物体全体の位置Ｐをバス３を介して読み出す。次
に、前動作の速度Ｖｓaを前接続区間動作データＤａｃ
の物体全体Ｏの位置Ｐを表す三次元座標データの差を計
算することでから算出する。

【００５２】つまり、時刻ｔｉに於ける速度Ｖｓａは、
時刻ｔｉ＋１に於ける物体全体の位置と時刻ｔｉに於け
る物体全体の位置Ｐとの差によって算出する。この速度
は三次元ベクトルである。同様に、後接続区間動作デー
タＤｐｃから後動作の速度Ｖｓｐも算出する。速度算出
後、それぞれの速さを速度から求める。速さは通常通
り、速度（ベクトル）の大きさとして定義されるもので
ある。これらの算出した速度と速さはバス３を介して記
憶器２に保存される。

【００５３】合成速度と合成速さ算出器６は、記憶器２
に保存された前動作の速度Ｖｓａと後動作の速度Ｖｓｐ
をバス３を介して読み出す。次に図１に示すステップ３
で述べた接続関数Ｆｃによって合成した合成速度Ｖｓｓ
を算出する。これは自動で接続関数Ｆｃを選択する場合
も本発明の図１のステップＳ３に準ずる。前動作の速さ
Ｖｓａと後動作の速さＶｓｐについても、合成速度Ｖｓ
ｓを算出する場合と同様の合成を行なって、合成速さＶ
ｓｃを算出する。但し、接続関数Ｆｃは必ずしも合成速
度の算出の場合と同一である必要はない。算出した合成
速度Ｖｓｓと合成速さＶｓｃは、バス３を介して記憶器
２に保存されれる。

【００５４】現時刻位置算出器７は、記憶器２に保存さ
れた、前接続区間動作データＤａｃのうちの物体全体Ｏ
の位置Ｐと後接続区間動作データＤｐｃの物体全体の位
置Ｐ、合成速度Ｖｓｓ、合成速さＶｓｃをバス３を介し
て読み出し、接続動作に於ける物体全体の位置Ｐを前述
の第３式により算出できる。算出した接続動作の物体全
体の位置Ｐはバス３を介して、記憶器２に保存される。

【００５５】姿勢ベクトル算出器８は、記憶器２に保存
された前接続区間動作データＤａｃの姿勢角度Ａａａ、
Ａｖａ、及びＡｈａを、バス３を介して読み出す。次
に、前接続区間動作データＤａｃの姿勢角度Ａａａ、Ａ
ｖａ、及びＡｈａから、前姿勢ベクトルＶｓａ、Ｖｖ
ａ、及びＶｈａを算出し、後接続区間動作データＤｐｃ
の姿勢角度から、後姿勢ベクトルＶｓｐ、Ｖｖｐ、及び
Ｖｈｐを算出し、これら算出された前姿勢ベクトルと後
姿勢ベクトルをバス３を介して記憶器２に保存する。

【００５６】合成姿勢ベクトル算出器９は、記憶器２に
保存された前姿勢ベクトルと後姿勢ベクトルＶｓａ、Ｖ
ｖａ、Ｖｈａ、Ｖｓｐ、Ｖｖｐ、及びＶｈｐをバス３を
介して読みだし、前述の合成速度の算出の場合と同様の
合成を行なって、合成姿勢ベクトルＶａＳ、ＶｖＳ及び
ＶｈＳを算出する。但し、接続関数は必ずしも合成速度
の算出の場合と同一である必要はない。算出した合成姿
勢ベクトルはバス３を介して記憶器２に保存する。

【００５７】合成姿勢角度算出器１０は、記憶器２に保
存された合成姿勢ベクトルＶａＳ、ＶｖＳ及びＶｈＳを
バス３を介して読み出し、合成姿勢ベクトルから合成姿
勢角度ＡｖＳを、前記ステップＳ１１の方法と同様に算
出する。算出した合成姿勢角度はバス３を介して記憶器
２に保存される。

【００５８】スライド向きとスライド量算出器１１は、
記憶器２に保存された前接続区間動作データの関節のス
ライドベクトルＳｖａと、後接続区間動作データのスラ
イドベクトルＳｖｐをバス３を介して読み出す。次に、
前接続区間動作データＤａｃの関節のスライドベクトル
ＳｖＰから、前スライド向きＤｓＶａと前スライド量|
ＤｓＶａ|を算出し、後接続区間動作データＤｐｃのス
ライドベクトルＳｖｐから、後スライド向きＤｓＶｐと
後スライド量|ＤｓＶｐ|を算出する。算出したスライド
向きＤｓＶとスライド量|ＤｓＶ|はバス３を介して記憶
器２に保存する。

【００５９】合成スライド向き量ベクトル算出器１２
は、記憶器２に保存された、前スライド向きと後スライ
ド向き、及び前スライド量と後スライド量とを、バス３
を介して読み出し、前述の合成速度の算出の場合と同様
の合成を行なって、合成スライド向きＤｓＶＳと合成ス
ライド量ＳＶｃを算出する。次に、合成スライド向きＤ
ｓｖＳと合成スライド量|ＳｖＳ|から合成スライドベク
トルＳｖＳを、前記第４式に基づいて算出する。算出し
た合成スライドベクトルＳｖＳは、バス３を介して記憶
器２に保存される。

【００６０】合成関節角算出器１３は、記憶器２に保存
された、前接続区間動作データＤａｃの関節角Ａｊａと
後接続区間動作データＤｐｃの関節角Ａｊｐを、バス３
を介して読み出し、前述の合成速度の算出の場合と同様
の合成を行なって、合成関節角ＡｊＳを算出する。算出
した合成関節角ＡｊＳはバス３を介して記憶器２に保存
される。接続区間以降の後動作データ処理器１４は、記
憶器２に保存された接続区間以降の後動作データをバス
３を介して読み出し、接続区間以降の動作データに対し
て必要な変換処理が施し、バス３を介して記憶器２に保
存する。

【００６１】最後に、入出力器１によって記憶器２に保
存された、前動作データと後動作データを接続した前後
接続動作データＤｃをバス３を介して読み出し、外部へ
出力する。なお、図１及び図２に示す実施例での各段階
に於ける各処理は、動作時刻単位でも行なうことができ
る。但し、この場合は動作時刻単位のループで各処理を
実行することになる。

【００６２】更に、図８を参照して、リアルタイム処理
を行う場合の接続関数Ｆｃの自動選択について以下に述
べる。先ず予め使用するであろうコンピュータ又は処理
プロセッサ（ＭＰＵ）の計算処理性能評価値ＰＡを求め
ておいて、それをコンピュータやＭＰＵ名などの識別子
ＰＩで検索出来るようなテーブルを作成しておく。必要
な計算処理評価値ＰＡを接続関数Ｆｃ毎に算出してお
き、例えば接続関数Ｆｃ１の場合は、“ａ”、Ｆｃ２の
場合は“ｂ”、Ｆｃ３の場合は“ｃ”、Ｆｃ４の場合を
“ｄ”とすると、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの関係がある。

【００６３】継続処理に入る前に、前述の識別子ＰＩを
入力し、テーブルで検索を行い（Ｓ２００）、検索結果
の計算処理性能評価値ＰＡがｄ以上であれば（Ｓ２０
２）、接続関数Ｆｃ４を自動選択する（Ｓ２０４）。計
算処理性能評価値ＰＡがｃ以上でｄより小さい場合は
（Ｓ２０６）、接続関数Ｆｃ３を自動選択し（Ｓ２０
８）、ｂ以上でｃより小さい場合は（Ｓ２１０）、接続
関数Ｆｃ２を自動選択し、それ以外の場合は（Ｓ２１
０）は接続関数Ｆｃ１を自動選択する（Ｓ２１４）す
る。このように構成することによって、使用する装置の
処理能力に適した最良の接続関数Ｆｃを自動選択するこ
とが出来る。

【００６４】

【発明の効果】前述の実施例に示すように、本発明の動
作データ接続方法および装置は、前接続区間動作のデー
タと後接続区間動作データの合成が、接続動作の生成に
等しい。つまり、従来方法のように、存在しない時間に
於ける動作の推定を行なうのではなく、存在する動作か
ら接続動作を決定する。従って、本発明接続を行なう前
後動作に対しては、周期性などの条件を何ら付加するこ
となく、計算時間が短くかつ自然な接続動作を生成する
ことが可能である。本発明による動作データ接続処理を
時刻単位で適用した場合、描画処理と組み合わせること
により、実時間で接続しながらの、コンピュータグラフ
ィックス・アニメーションが可能となる。また、自律制
御系処理と組み合わせた場合は、人工生命など生物を実
現できる。ゲームやエージェントと等の、今後重要とな
る技術の根幹をなす技術であり、本発明の意義は大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に於ける動作データ接続方法
を示す処理構成図である。

【図２】 図１に示す動作データ接続方法のその他の例
を示す処理構成図である。

【図３】 本発明に係る動作データ接続装置の構成図で
ある。

【図４】 姿勢ベクトルの説明図である。

【図５】 接続を行なう２つの動作データの説明図であ
る。

【図６】 接続関数による動作データ合成の説明図であ
る。

【図７】 本発明に於ける、接続関数Ｆｃを自動選択す
る場合について合成速度算出動作を示すフローチャート
である。

【図８】 本発明に於ける、リアルタイム処理を行う場
合の接続関数Ｆｃの自動選択動作を示すフローチャート
である。

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つ以上の関節を有する主体
   （Ｏ）の動作を表す第一の時系列動作データ（Ｄａ）
   と、所定の期間（Ｓｃ）重複する後続の第二の時系列動
   作データ（Ｄａ）とを、該重複期期間（Ｓｃ）に於いて
   接続する動作データ接続方法であって、該方法は、 該重複期間（Ｓｃ）に於ける該第一の時系列動作データ
   （Ｄａ）の第一重複区間動作データ（Ｄａｃ）及び、該
   第二時系列動作データ（Ｄｐ）の第二重複区間動作デー
   タ（Ｄｐｃ）を求める第一のステップ（＃１）と、 該第一及び第二の重複区間動作データ（Ｄａｃ、Ｄｐ
   ｃ）に基づき、現時刻（ｔｉ）に於ける該主体の位置
   （Ｐｔｉ）を求める第二のステップ（＃５）と、 該第一及び第二の重複区間動作データ（Ｄａｃ、Ｄｐ
   ｃ）に基づき、現時刻（ｔｉ）に於ける該主体（Ｏ）の
   姿勢角度（ＡｖＳ）を求める第三のステップ（＃７）
   と、 該第一及び第二の重複区間動作データ（Ｄａｃ、Ｄｐ
   ｃ）に基づき、現時刻の現時刻（ｔｉ）に於ける該主体
   （Ｏ）の関節のスライドベクトルと関節角を求める第四
   のステップの内、該第二、第三、及び第四ステップの何
   れか一つのステップと該第一のステップを有する事を特
   徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項の範囲の第１項に記載の動作デー
   タ接続方法であって、前記第二のステップ（＃５）は、
   更に、 前記第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）に基づいて、
   前記重複区間（Ｓｃ）に於ける該主体（Ｏ）の第一の速
   度（Ｖｓａ）と第一の速さ（｜Ｖｓａ｜）求めるステッ
   プ（Ｓ１）と、 前記第二の重複区間動作データ（Ｄｐｃ）に基づいて、
   前記重複期間（Ｓｃ）に於ける該主体（Ｏ）の第二の速
   度（Ｖｓｐ）と第二の速さ（｜Ｖｓｐ｜）を求めるステ
   ップ（Ｓ１）と、 該第一及び第二の速度（Ｖｓａ、Ｖｓｐ）を所定の接続
   関数（Ｆｃ）に基づいて合成して、該重複区間（Ｓｃ）
   に於ける該主体（０）の第三の速度（Ｖｓｓ）を求める
   ステップ（Ｓ３）と、 該第一及び第二の速さ（｜Ｖｓａ｜、|Ｖｓｐ｜）を該
   接続関数（Ｆｃ）に基づいて、該重複区間（Ｓｃ）に於
   ける該主体（０）の第三の速さ（Ｖｓｃ）を求めるステ
   ップ（Ｓ３）と、 該第三の速度（Ｖｓｓ）及び該第三の速さ（Ｖｓｃ）に
   基づいて現時刻（ｔｉ）に於ける該主体（Ｏ）の位置
   （Ｐ（ｔｉ））を求めるステップ（Ｓ５）を有すること
   を特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項の範囲の第１項に記載の動作デー
   タ接続方法であって、前記第三のステップ（＃７）は、
   更に、 前記第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）に基づいて、
   前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の第一の
   姿勢ベクトル（Ｖａａ、Ｖｖａ、Ｖｈａ）を求めるステ
   ップ（Ｓ７）と、 前記第二の重複区間動作データ（Ｄｐｃ）に基づいて、
   前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の第二の
   姿勢ベクトル（Ｖａｐ、Ｖｖｐ、Ｖｈｐ）を求めるステ
   ップ（Ｓ７）と、 該第一の姿勢ベクトル（Ｖａａ、Ｖｖａ、Ｖｈａ）と該
   第二の姿勢ベクトル（Ｖａｐ、Ｖｖｐ、Ｖｈｐ）を所定
   の接続関数（Ｆｃ）に基づいて合成して、該重複区間
   （Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の第三の姿勢ベクトル
   （ＶａＳ、ＶｖＳ、ＶｈＳ）を求めるステップ（Ｓ９）
   と、 該第三の姿勢ベクトル（ＶａＳ、ＶｖＳ、ＶｈＳ）を該
   重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の姿勢を表す
   第三の姿勢ベクトル（ＡｖＳ）を求めるステップ（Ｓ１
   １）を有することを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項の範囲の第１項に記載の動作デー
   タ接続方法であって、前記第四のステップ（＃９）は、
   更に、 前記第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）に基づいて、
   前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の関節の
   第一のスライドの向き（ＤＳｖａ）と第一のスライド量
   （｜Ｓｖａ｜）を求めるステップ（Ｓ１３）と、 前記第二の重複区間動作データ（Ｄａｐ）に基づいて、
   前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の関節の
   第二のスライドの向き（ＤＳｖｐ）と第二のスライド量
   （｜Ｓｖｐ｜）を求めるステップ（Ｓ１３）と、 前記第一のスライドの向き（ＤＳｖａ）、第一のスライ
   ド量（｜Ｓｖａ｜）、第二のスライドの向き（ＤＳｖ
   ｐ）と第二のスライド量（｜Ｓｖｐ｜）を所定の接続関
   数（Ｆｃ）に基づいて合成して、前記重複区間（Ｓｃ）
   に於ける前記主体（Ｏ）の第三のスライドの向き（ＤＳ
   ｖＳ）、第三のスライド量（ＳＶｃ）、及びスライドベ
   クトル（ＳｖＳ）を求めるステップ（Ｓ１５）と、 該第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）の第一の関節角
   と該第二の重複区間動作データ（Ｄｐｃ）の第二の関節
   角を該接続関数（Ｆｃ）に基づいて合成して、前記重複
   区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の関節のスライド
   ベクトル（Ｓｖ）と第三の関節角（ＡｊＳ）を求めるス
   テップ（Ｓ１７）を有ステップすることを特徴とする方
   法。
5. 【請求項５】 多関節物体の各時刻に於ける全体の位置
   と姿勢角度、及び関節のスライドベクトルと関節角を表
   した、２つの時系列動作データを前動作データと後動作
   データとし、前動作データの終りから接続時間分の動作
   データを前接続区間動作データとし、後動作データの始
   めから前記接続時間分の動作データを後接続区間動作デ
   ータとしたときに、 前記前接続区間動作データの全体の位置から速度と速さ
   を算出し、前記後接続区間動作データの全体の位置から
   速度と速さを算出し、前記前接続区間動作データから算
   出した速度と前記後接続区間データから算出した速度を
   速度接続関数によって合成した合成速度を算出し、前記
   前接続区間動作データから算出した速さと前記後接続区
   間データから算出した速さを速さ接続関数によって合成
   した合成速さを算出し、現時刻の１つ前の時刻の剛対多
   関節物体の全体の位置に向きが合成速度で大きさが合成
   速さの進行速度を加算することで、現時刻の剛対多関節
   物体の全体の位置を算出する第１段階と、 前記前接続区間動作データの全体の姿勢角度から姿勢ベ
   クトルを算出し、前記後接続区間動作データの全体の姿
   勢角度から姿勢ベクトルを算出し、前記前接続区間動作
   データから算出した姿勢ベクトルと前記後接続区間デー
   タから算出した姿勢ベクトルを姿勢ベクトル接続関数に
   よって合成した合成姿勢ベクトルを算出し、前記合成姿
   勢ベクトルを合成姿勢角度に変換することで、現時刻の
   剛対多関節物体の全体の姿勢角度を算出する第２段階
   と、 前記前接続区間動作データの関節のスライドベクトルか
   らスライドの向きとスライド量を算出し、前記後接続区
   間動作データの関節のスライドベクトルからスライドの
   向きとスライド量を算出し、前記前接続区間動作データ
   の関節のスライドの向きとスライド量と、前記後接続区
   間動作データの関節のスライドの向きとスライド量をス
   ライド向き接続関数とスライド量接続関数によって合成
   した合成スライド向きと合成スライド量を算出し、前記
   合成スライド向きと前記合成スライド量から合成スライ
   ドベクトルを算出し、前記前接続区間動作データの関節
   角と前記後接続区間データの関節角を関節角接続関数に
   よって合成した合成関節角を算出することで、現時刻の
   剛対多関節物体の関節のスライドベクトルと関節角を算
   出する第３段階とを備えたことを特徴とする動作データ
   接続方法。
6. 【請求項６】 多関節物体の各時刻に於ける全体の位置
   と姿勢角度、及び関節のスライドベクトルと関節角を表
   した、２つの時系列動作データを前動作データと後動作
   データとし、各時刻毎に与えられる前記前動作データの
   運動方向の変換量を前運動変換量、前記後動作データの
   運動方向の変換量を後運動変換量、前動作データの終り
   から接続時間分の動作データを前接続区間動作データと
   し、後動作データの始めから前記接続時間分の動作デー
   タを後接続区間動作データとしたときに、前記前接続区
   間動作データの全体の位置から速度と速さを算出し、前
   記後接続区間動作データの全体の位置から速度と速さを
   算出し、前記前接続区間動作データから算出した速度を
   当該時刻に於ける前運動変換量で変換した速度と前記後
   接続区間データから算出した速度を当該時刻に於ける後
   運動変換量で変換した速度を接続関数によって合成した
   合成速度を算出し、前記前接続区間動作データから算出
   した速さと前記後接続区間データから算出した速さを前
   記接続関数によって合成した合成速さを算出し、現時刻
   の１つ前の時刻の剛対多関節物体の全体の位置に向きが
   合成速度で大きさが合成速さの進行速度を加算すること
   で、現時刻の剛対多関節物体の全体の位置を算出する第
   １段階と、 前記前接続区間動作データの全体の姿勢角度から姿勢ベ
   クトルを算出し、前記後接続区間動作データの全体の姿
   勢角度から姿勢ベクトルを算出し、前記前接続区間動作
   データから算出した姿勢ベクトルを当該時刻に於ける前
   運動変換量で変換した姿勢ベクトルと前記後接続区間デ
   ータから算出した姿勢ベクトルを当該時刻に於ける後運
   動変換量で変換した姿勢ベクトルを前記接続関数によっ
   て合成した合成姿勢ベクトルを算出し、前記合成姿勢ベ
   クトルを合成姿勢角度に変換することで、現時刻の剛対
   多関節物体の全体の姿勢角度を算出する第２段階と、 前記前接続区間動作データの関節のスライドベクトルか
   らスライドの向きとスライド量を算出し、前記後接続区
   間動作データの関節のスライドベクトルからスライドの
   向きとスライド量を算出し、前記前接続区間動作データ
   の関節のスライドの向きとスライド量と、前記後接続区
   間動作データの関節のスライドの向きとスライド量を前
   記接続関数によって合成した合成スライド向きと合成ス
   ライド量を算出し、前記合成スライド向きと前記合成ス
   ライド量から合成スライドベクトルを算出し、前記前接
   続区間動作データの関節角と前記後接続区間データの関
   節角を前記接続関数によって合成した合成関節角を算出
   することで、現時刻の剛対多関節物体の関節のスライド
   ベクトルと関節角を算出する第３段階とを備えたことを
   特徴とする動作データ接続方法。
7. 【請求項７】 多関節物体の各時刻に於ける全体の位置
   と姿勢角度、及び関節のスライドベクトルと関節角を表
   した、２つの時系列動作データを前動作データと後動作
   データとし、各時刻毎に与えられる前記前動作データの
   運動方向の変換量を前運動変換量、前記後動作データの
   運動方向の変換量を後運動変換量、前動作データの終り
   から接続時間分の動作データを前接続区間動作データと
   し、後動作データの始めから前記接続時間分の動作デー
   タを後接続区間動作データとしたときに、前記前接続区
   間動作データの全体の位置から速度と速さを算出し、前
   記後接続区間動作データの全体の位置から速度と速さを
   算出し、前記前接続区間動作データから算出した速度を
   当該時刻に於ける前運動変換量で変換した速度と前記後
   接続区間データから算出した速度を当該時刻に於ける後
   運動変換量で変換した速度を速度接続関数によって合成
   した合成速度を算出し、前記前接続区間動作データから
   算出した速さと前記後接続区間データから算出した速さ
   を速さ接続関数によって合成した合成速さを算出し、現
   時刻の１つ前の時刻の剛対多関節物体の全体の位置に向
   きが合成速度で大きさが合成速さの進行速度を加算する
   ことで、現時刻の剛対多関節物体の全体の位置を算出す
   る第１段階と、 前記前接続区間動作データの全体の姿勢角度から姿勢ベ
   クトルを算出し、前記後接続区間動作データの全体の姿
   勢角度から姿勢ベクトルを算出し、前記前接続区間動作
   データから算出した姿勢ベクトルを当該時刻に於ける前
   変換量で変換した姿勢ベクトルと前記後接続区間データ
   から算出した姿勢ベクトルを当該時刻に於ける後変換量
   で変換した姿勢ベクトルを姿勢ベクトル接続関数によっ
   て合成した合成姿勢ベクトルを算出し、前記合成姿勢ベ
   クトルを合成姿勢角度に変換することで、現時刻の剛対
   多関節物体の全体の姿勢角度を算出する第２段階と、 前記前接続区間動作データの関節のスライドベクトルか
   らスライドの向きとスライド量を算出し、前記後接続区
   間動作データの関節のスライドベクトルからスライドの
   向きとスライド量を算出し、前記前接続区間動作データ
   の関節のスライドの向きとスライド量と、前記後接続区
   間動作データの関節のスライドの向きとスライド量をス
   ライド向き接続関数とスライド量接続関数によって合成
   した合成スライド向きと合成スライド量を算出し、前記
   合成スライド向きと前記合成スライド量から合成スライ
   ドベクトルを算出し、前記前接続区間動作データの関節
   角と前記後接続区間データの関節角を前記接続関数によ
   って合成した合成関節角を算出することで、現時刻の剛
   対多関節物体の関節のスライドベクトルと関節角を算出
   する第３段階とを備えたことを特徴とする動作データ接
   続方法。
8. 【請求項８】 接続区間の初期時刻で１、接続区間の終
   りで０、単調減少で微分可能かつ接続区間の中点時刻で
   の値に関して接続区間内での値が１８０度の回転対称と
   なるような関数を接続関数として用いることを特徴とす
   る請求項１と６記載の動作データ接続方法。
9. 【請求項９】 接続区間の初期時刻で１、接続区間の終
   りで０、単調減少で微分可能かつ接続区間の中点時刻で
   の値に関して接続区間内での値が１８０度の回転対称と
   なるような関数を速度接続関数、速さ接続関数、姿勢ベ
   クトル接続関数、スライド向き接続関数、スライド量接
   続関数として用いることを特徴とする請求項５と７記載
   の動作データ接続方法。
10. 【請求項１０】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、(1+cos(πt))/2を接続関数として用いることを特徴
    とする請求項１と６記載の動作データ接続方法。
11. 【請求項１１】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、((6t+3)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)を接続関数として用い
    ることを特徴とする請求項１と６記載の動作データ接続
    方法。
12. 【請求項１２】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、((((70t+35)t+15)t+5)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)(1-t)(1
    -t)を接続関数として用いることを特徴とする請求項１
    と３＋３記載の動作データ接続方法。
13. 【請求項１３】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、(1+cos(πt))/2を速度接続関数、速さ接続関数、姿
    勢ベクトル接続関数、スライド向き接続関数、スライド
    量接続関数として用いることを特徴とする請求項５と７
    記載の動作データ接続方法。
14. 【請求項１４】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、((6t+3)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)を速度接続関数、速さ
    接続関数、姿勢ベクトル接続関数、スライド向き接続関
    数、スライド量接続関数として用いることを特徴とする
    請求項５と７記載の動作データ接続方法。
15. 【請求項１５】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、((((70t+35)t+15)t+5)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)(1-t)(1
    -t)を速度接続関数、速さ接続関数、姿勢ベクトル接続
    関数、スライド向き接続関数、スライド量接続関数とし
    て用いることを特徴とする請求項５と７記載の動作デー
    タ接続方法。
16. 【請求項１６】 接続区間の初期時刻で０、接続区間の
    終りで１、単調増加で微分可能かつ接続区間の中点時刻
    での値に関して接続区間内での値が１８０度の回転対称
    となるような関数を接続関数として用いることを特徴と
    する請求項１と６記載の動作データ接続方法。
17. 【請求項１７】 接続区間の初期時刻で０、接続区間の
    終りで１、単調増加で微分可能かつ接続区間の中点時刻
    での値に関して接続区間内での値が１８０度の回転対称
    となるような関数を速度接続関数、速さ接続関数、姿勢
    ベクトル接続関数、スライド向き接続関数、スライド量
    接続関数として用いることを特徴とする請求項５と７記
    載の動作データ接続方法。
18. 【請求項１８】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、(1-cos(πt))/2を接続関数として用いることを特徴
    とする請求項１と６記載の動作データ接続方法。
19. 【請求項１９】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、1-((6t+3)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)を接続関数として用
    いることを特徴とする請求項１と６記載の動作データ接
    続方法。
20. 【請求項２０】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、1-((((70t+35)t+15)t+5)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)(1-t)
    (1-t)を接続関数として用いることを特徴とする請求項
    １と６記載の動作データ接続方法。
21. 【請求項２１】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、(1-cos(πt))/2を速度接続関数、速さ接続関数、姿
    勢ベクトル接続関数、スライド向き接続関数、スライド
    量接続関数として用いることを特徴とする請求項５と７
    記載の動作データ接続方法。
22. 【請求項２２】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、1-((6t+3)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)を速度接続関数、速
    さ接続関数、姿勢ベクトル接続関数、スライド向き接続
    関数、スライド量接続関数として用いることを特徴とす
    る請求項５と７記載の動作データ接続方法。
23. 【請求項２３】 接続区間を区間[0,1]に正規化した時
    に、1-((((70t+35)t+15)t+5)t+1)(1-t)(1-t)(1-t)(1-t)
    (1-t)を速度接続関数、速さ接続関数、姿勢ベクトル接
    続関数、スライド向き接続関数、スライド量接続関数と
    して用いることを特徴とする請求項５と７記載の動作デ
    ータ接続方法。
24. 【請求項２４】 少なくとも一つ以上の関節を有する主
    体（Ｏ）の動作を表す第一の時系列動作データ（Ｄａ）
    と、所定の期間（Ｓｃ）重複する後続の第二の時系列動
    作データ（Ｄａ）とを、該重複期期間（Ｓｃ）に於いて
    接続する動作データ接続装置であって、該装置は、 該重複期間（Ｓｃ）に於ける該第一の時系列動作データ
    （Ｄａ）の第一重複区間動作データ（Ｄａｃ）及び、該
    第二時系列動作データ（Ｄｐ）の第二重複区間動作デー
    タ（Ｄｐｃ）を求める第一の手段（＃１）と、 該第一及び第二の重複区間動作データ（Ｄａｃ、Ｄｐ
    ｃ）に基づき、現時刻（ｔｉ）に於ける該主体の位置
    （Ｐｔｉ）を求める第二の手段（＃５）と、 該第一及び第二の重複区間動作データ（Ｄａｃ、Ｄｐ
    ｃ）に基づき、現時刻（ｔｉ）に於ける該主体（Ｏ）の
    姿勢角度（ＡｊＳ）を求める第三の手段（＃７）と、 該第一及び第二の重複区間動作データ（Ｄａｃ、Ｄｐ
    ｃ）に基づき、現時刻の現時刻（ｔｉ）に於ける該主体
    （Ｏ）の関節のスライドベクトルと関節角を求める第四
    の手段内、該第二、第三、及び第四手段の何れか一つの
    手段と該第一の手段を有する事を特徴とする装置。
25. 【請求項２５】 請求項の範囲の第２５項に記載の動作
    データ接続装置であって、前記第二の手段（＃５）は、
    更に、 前記第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）に基づいて、
    前記重複区間（Ｓｃ）に於ける該主体（Ｏ）の第一の速
    度（Ｖｓａ）と第一の速さ（｜Ｖｓａ｜）求める手段
    （Ｓ１）と、 前記第二の重複区間動作データ（Ｄｐｃ）に基づいて、
    前記重複期間（Ｓｃ）に於ける該主体（Ｏ）の第二の速
    度（Ｖｓｐ）と第二の速さ（｜Ｖｓｐ｜）を求める手段
    （Ｓ１）と、 該第一及び第二の速度（Ｖｓａ、Ｖｓｐ）を所定の接続
    関数（Ｆｃ）に基づいて合成して、該重複区間（Ｓｃ）
    に於ける該主体（０）の第三の速度（Ｖｓｓ）を求める
    手段（Ｓ３）と、 該第一及び第二の速さ（｜Ｖｓａ｜、|Ｖｓｐ｜）を該
    接続関数（Ｆｃ）に基づいて、該重複区間（Ｓｃ）に於
    ける該主体（０）の第三の速さ（Ｖｓｃ）を求める手段
    （Ｓ３）と、 該第三の速度（Ｖｓｓ）及び該第三の速さ（Ｖｓｃ）に
    基づいて現時刻（ｔｉ）に於ける該主体（Ｏ）の位置
    （Ｐ（ｔｉ））を求める手段（Ｓ５）を有することを特
    徴とする装置。
26. 【請求項２６】 請求項の範囲の第２５項に記載の動作
    データ接続装置であって、前記第三の手段（＃７）は、
    更に、 前記第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）に基づいて、
    前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の第一の
    姿勢ベクトル（Ｖａａ、Ｖｖａ、Ｖｈａ）を求める手段
    （Ｓ７）と、 前記第二の重複区間動作データ（Ｄｐｃ）に基づいて、
    前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の第二の
    姿勢ベクトル（Ｖａｐ、Ｖｖｐ、Ｖｈｐ）を求める手段
    （Ｓ７）と、 該第一の姿勢ベクトル（Ｖａａ、Ｖｖａ、Ｖｈａ）と該
    第二の姿勢ベクトル（Ｖａｐ、Ｖｖｐ、Ｖｈｐ）を所定
    の接続関数（Ｆｃ）に基づいて合成して、該重複区間
    （Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の第三の姿勢ベクトル
    （ＶａＳ、ＶｖＳ、ＶｈＳ）を求める手段（Ｓ９）と、 該第三の姿勢ベクトル（ＶａＳ、ＶｖＳ、ＶｈＳ）を該
    重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の姿勢を表す
    第三の姿勢ベクトル（ＡｖＳ）を求める手段（Ｓ１１）
    を有することを特徴とする装置。
27. 【請求項２７】 請求項の範囲の第２５項に記載の動作
    データ接続装置であって、前記第四の手段（＃９）は、
    更に、 前記第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）に基づいて、
    前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の関節の
    第一のスライドの向き（ＤＳｖａ）と第一のスライド量
    （｜Ｓｖａ｜）を求める手段（Ｓ１３）と、 前記第二の重複区間動作データ（Ｄａｐ）に基づいて、
    前記重複区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の関節の
    第二のスライドの向き（ＤＳｖｐ）と第二のスライド量
    （｜Ｓｖｐ｜）を求める手段（Ｓ１３）と、 前記第一のスライドの向き（ＤＳｖａ）、第一のスライ
    ド量（｜Ｓｖａ｜）、第二のスライドの向き（ＤＳｖ
    ｐ）と第二のスライド量（｜Ｓｖｐ｜）を所定の接続関
    数（Ｆｃ）に基づいて合成して、前記重複区間（Ｓｃ）
    に於ける前記主体（Ｏ）の第三のスライドの向き（ＤＳ
    ｖＳ）、第三のスライド量（ＳＶｃ）、及びスライドベ
    クトル（ＳｖＳ）を求める手段（Ｓ１５）と、 該第一の重複区間動作データ（Ｄａｃ）の第一の関節角
    と該第二の重複区間動作データ（Ｄｐｃ）の第二の関節
    角を該接続関数（Ｆｃ）に基づいて合成して、前記重複
    区間（Ｓｃ）に於ける前記主体（Ｏ）の関節のスライド
    ベクトル（Ｓｖ）と第三の関節角（ＡｊＳ）を求める手
    段（Ｓ１７）を有することを特徴とする装置。