JPH10206094A - シースルー型ｈｍｄにおける視線方向情報校正方法及び装置 - Google Patents
シースルー型ｈｍｄにおける視線方向情報校正方法及び装置Info
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- JPH10206094A JPH10206094A JP1054097A JP1054097A JPH10206094A JP H10206094 A JPH10206094 A JP H10206094A JP 1054097 A JP1054097 A JP 1054097A JP 1054097 A JP1054097 A JP 1054097A JP H10206094 A JPH10206094 A JP H10206094A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】３次元位置測定装置の視線方向（基準方向）の
校正作業が容易で、かつ、新しい視線方向（基準方向）
を自由に設定できるようにする。 【解決手段】大型プロジェクタ１及びシースルー型ＨＭ
Ｄ７に設けられた３次元位置測定装置（磁気トラッキン
グ装置５ａ〜５ｄ、磁気トランスミッタ１３）から送ら
れてくる情報をもとに、姿勢角の校正を補助する校正用
情報を計算機２により生成し、その校正用情報を大型プ
ロジェクタ１及びオペレータ６が装着するシースルー型
ＨＭＤ７上に表示させ、新しい基準方向を定義して登録
する。新しい基準方向が登録された後、シースルー型Ｈ
ＭＤ７に設けられている磁気トランスミッタ１３より計
測された姿勢角は、上記計算機２に登録された新しい基
準方向に対する姿勢角へ換算されてシースルー型ＨＭＤ
７へ送られる。
校正作業が容易で、かつ、新しい視線方向（基準方向）
を自由に設定できるようにする。 【解決手段】大型プロジェクタ１及びシースルー型ＨＭ
Ｄ７に設けられた３次元位置測定装置（磁気トラッキン
グ装置５ａ〜５ｄ、磁気トランスミッタ１３）から送ら
れてくる情報をもとに、姿勢角の校正を補助する校正用
情報を計算機２により生成し、その校正用情報を大型プ
ロジェクタ１及びオペレータ６が装着するシースルー型
ＨＭＤ７上に表示させ、新しい基準方向を定義して登録
する。新しい基準方向が登録された後、シースルー型Ｈ
ＭＤ７に設けられている磁気トランスミッタ１３より計
測された姿勢角は、上記計算機２に登録された新しい基
準方向に対する姿勢角へ換算されてシースルー型ＨＭＤ
７へ送られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シースルー型ＨＭ
Ｄ（ＳＴＨＭＤ：Head Mounted Disply ：シースルー型
頭部装着式ディスプレイ）及び３次元位置測定装置を利
用したシミュレーションシステムにおいて、シースルー
型ＨＭＤの視線方向情報を校正する視線方向情報校正方
法及び装置に関する。
Ｄ（ＳＴＨＭＤ：Head Mounted Disply ：シースルー型
頭部装着式ディスプレイ）及び３次元位置測定装置を利
用したシミュレーションシステムにおいて、シースルー
型ＨＭＤの視線方向情報を校正する視線方向情報校正方
法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、本発明の対象とするシースルー
型ＨＭＤ及び３次元位置測定装置を利用したシミュレー
ションシステムの構成例を示したものである。同図にお
いて、１は大型プロジェクタで、この大型プロジェクタ
１には、計算機２からケーブル３を介して画像情報が与
えられる。大型プロジェクタ１は、計算機２から送られ
てくる画像情報により、プロジェクタ表示部４に画像を
表示する。このプロジェクタ表示部４の四隅、即ち隅
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、３次元位置測定装置を構成する磁
気トラッキング装置（磁気受信装置）５ａ〜５ｄが設け
られる。この磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄにより測
定された位置情報は、上記ケーブル３を介して計算機２
へ送られる。
型ＨＭＤ及び３次元位置測定装置を利用したシミュレー
ションシステムの構成例を示したものである。同図にお
いて、１は大型プロジェクタで、この大型プロジェクタ
１には、計算機２からケーブル３を介して画像情報が与
えられる。大型プロジェクタ１は、計算機２から送られ
てくる画像情報により、プロジェクタ表示部４に画像を
表示する。このプロジェクタ表示部４の四隅、即ち隅
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、３次元位置測定装置を構成する磁
気トラッキング装置（磁気受信装置）５ａ〜５ｄが設け
られる。この磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄにより測
定された位置情報は、上記ケーブル３を介して計算機２
へ送られる。
【０００３】そして、上記大型プロジェクタ１に所定間
隔を保って相対向するようにオペレータ６が位置する。
オペレータ６は、眼前に位置するようにシースルー型Ｈ
ＭＤ７を装着する。このシースルー型ＨＭＤ７には、３
次元位置測定装置を構成する磁気トラッキング装置（磁
気受信装置）８が取り付けられる。この場合、磁気トラ
ッキング装置８は、オペレータ６の頭上部に位置するよ
うに設けられる。上記シースルー型ＨＭＤ７には、姿勢
角情報リセットボタン９が設けられている。上記シース
ルー型ＨＭＤ７及び磁気トラッキング装置８は、ケーブ
ル１１を介して計算機２に接続される。また、測定室の
天井１２には、大型プロジェクタ１とオペレータ６の間
において、３次元位置測定装置を構成する磁気トランス
ミッタ（磁気発信装置）１３が設けられる。この磁気ト
ランスミッタ１３からの発信情報を大型プロジェクタ１
に設けられた磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄ，及びオ
ペレータ６が装着するシースルー型ＨＭＤ７に取り付け
られた磁気トラッキング装置８が受信してそれぞれの位
置を測定する。
隔を保って相対向するようにオペレータ６が位置する。
オペレータ６は、眼前に位置するようにシースルー型Ｈ
ＭＤ７を装着する。このシースルー型ＨＭＤ７には、３
次元位置測定装置を構成する磁気トラッキング装置（磁
気受信装置）８が取り付けられる。この場合、磁気トラ
ッキング装置８は、オペレータ６の頭上部に位置するよ
うに設けられる。上記シースルー型ＨＭＤ７には、姿勢
角情報リセットボタン９が設けられている。上記シース
ルー型ＨＭＤ７及び磁気トラッキング装置８は、ケーブ
ル１１を介して計算機２に接続される。また、測定室の
天井１２には、大型プロジェクタ１とオペレータ６の間
において、３次元位置測定装置を構成する磁気トランス
ミッタ（磁気発信装置）１３が設けられる。この磁気ト
ランスミッタ１３からの発信情報を大型プロジェクタ１
に設けられた磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄ，及びオ
ペレータ６が装着するシースルー型ＨＭＤ７に取り付け
られた磁気トラッキング装置８が受信してそれぞれの位
置を測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記シミュレーション
システムにおいて、オペレータ６が装着したシースルー
型ＨＭＤ７の空間位置情報（位置座標、姿勢角）は、シ
ースルー型ＨＭＤ７に取り付けられた磁気トラッキング
装置８により検知することができるが、その姿勢角（オ
イラー角：Ｐitch、Ｙaw、Ｒoll ）は、磁気トラッキン
グ装置８に予め設定されている基準方向を基に算出され
た値である。
システムにおいて、オペレータ６が装着したシースルー
型ＨＭＤ７の空間位置情報（位置座標、姿勢角）は、シ
ースルー型ＨＭＤ７に取り付けられた磁気トラッキング
装置８により検知することができるが、その姿勢角（オ
イラー角：Ｐitch、Ｙaw、Ｒoll ）は、磁気トラッキン
グ装置８に予め設定されている基準方向を基に算出され
た値である。
【０００５】一方、オペレータ６がシースルー型ＨＭＤ
７を装着する際に多少の位置ずれを生じ、それに伴って
視線方向情報誤差が発生する。しかし、上記のように３
次元位置測定装置から得られる姿勢角は、既に装置内に
規定されている基準方向に対する姿勢角を表示してお
り、上記シースルー型ＨＭＤ７装着時の視線方向情報誤
差を校正する場合や、オペレータが望む他の基準方向に
対する姿勢角へ校正したい場合には、従来では、新しく
定義される基準方向から姿勢角を他の測定装置を利用し
て観測し、磁気トラッキング装置８に新しい基準方向を
再設定する等のハードウェア的な校正方法を実施する必
要があり、その構成が非常に面倒であった。
７を装着する際に多少の位置ずれを生じ、それに伴って
視線方向情報誤差が発生する。しかし、上記のように３
次元位置測定装置から得られる姿勢角は、既に装置内に
規定されている基準方向に対する姿勢角を表示してお
り、上記シースルー型ＨＭＤ７装着時の視線方向情報誤
差を校正する場合や、オペレータが望む他の基準方向に
対する姿勢角へ校正したい場合には、従来では、新しく
定義される基準方向から姿勢角を他の測定装置を利用し
て観測し、磁気トラッキング装置８に新しい基準方向を
再設定する等のハードウェア的な校正方法を実施する必
要があり、その構成が非常に面倒であった。
【０００６】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、ハードウェアによる３次元位置測定装置の
視線方向（基準方向）の校正を行なう必要がなく、３次
元位置測定装置の視線方向の校正作業が容易で、かつ、
新しい視線方向（基準方向）を自由に設定することがで
きるシースルー型ＨＭＤにおけ視線方向情報校正方法及
び装置を提供することを目的とする。
れたもので、ハードウェアによる３次元位置測定装置の
視線方向（基準方向）の校正を行なう必要がなく、３次
元位置測定装置の視線方向の校正作業が容易で、かつ、
新しい視線方向（基準方向）を自由に設定することがで
きるシースルー型ＨＭＤにおけ視線方向情報校正方法及
び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、大型プロジェ
クタに投影された画像を視認するシースルー型ＨＭＤの
視線方向情報を校正する視線方向情報校正方法におい
て、上記大型プロジェクタの３次元位置を測定する第１
のステップと、上記シースルー型ＨＭＤの３次元位置を
測定する第２のステップと、上記大型プロジェクタ及び
シースルー型ＨＭＤの初期条件を設定する第３のステッ
プと、校正処理開始指令により、上記大型プロジェクタ
及びシースルー型ＨＭＤの３次元位置情報に基づき、上
記大型プロジェクタ上へ校正用情報を表示させると共
に、該大型プロジェクタに表示した校正用情報と同じ校
正用情報を上記シースルー型ＨＭＤに表示する第４のス
テップと、上記大型プロジェクタに表示された校正用情
報とシースルー型ＨＭＤに表示された校正用情報が一致
するように上記シースルー型ＨＭＤの位置を調整する第
５のステップと、上記校正用情報の位置調整後に出され
る校正位置確定指令により、上記シースルー型ＨＭＤの
現在の姿勢角を基準値として登録する第６のステップ
と、上記シースルー型ＨＭＤの測定された姿勢角情報に
対し、上記第６のステップで登録された姿勢角基準値を
オフセット処理して姿勢角情報を校正する第７のステッ
プとを具備したことを特徴とする。
クタに投影された画像を視認するシースルー型ＨＭＤの
視線方向情報を校正する視線方向情報校正方法におい
て、上記大型プロジェクタの３次元位置を測定する第１
のステップと、上記シースルー型ＨＭＤの３次元位置を
測定する第２のステップと、上記大型プロジェクタ及び
シースルー型ＨＭＤの初期条件を設定する第３のステッ
プと、校正処理開始指令により、上記大型プロジェクタ
及びシースルー型ＨＭＤの３次元位置情報に基づき、上
記大型プロジェクタ上へ校正用情報を表示させると共
に、該大型プロジェクタに表示した校正用情報と同じ校
正用情報を上記シースルー型ＨＭＤに表示する第４のス
テップと、上記大型プロジェクタに表示された校正用情
報とシースルー型ＨＭＤに表示された校正用情報が一致
するように上記シースルー型ＨＭＤの位置を調整する第
５のステップと、上記校正用情報の位置調整後に出され
る校正位置確定指令により、上記シースルー型ＨＭＤの
現在の姿勢角を基準値として登録する第６のステップ
と、上記シースルー型ＨＭＤの測定された姿勢角情報に
対し、上記第６のステップで登録された姿勢角基準値を
オフセット処理して姿勢角情報を校正する第７のステッ
プとを具備したことを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、大型プロジェクタに投影
された画像を視認するシースルー型ＨＭＤ（頭部装着式
ディスプレイ）の視線方向情報を校正する視線方向情報
校正装置において、上記大型プロジェクタの３次元位置
を測定する第１の測定手段と、上記シースルー型ＨＭＤ
の３次元位置を測定する第２の測定手段と、上記大型プ
ロジェクタ及びシースルー型ＨＭＤの初期条件を設定す
る初期条件設定手段と、校正処理開始指令により、上記
大型プロジェクタ及びシースルー型ＨＭＤの３次元位置
情報に基づき、上記大型プロジェクタ上へ校正用情報を
表示させると共に、該大型プロジェクタに表示した校正
用情報と同じ校正用情報を上記シースルー型ＨＭＤに表
示する表示手段と、上記大型プロジェクタに表示された
校正用情報とシースルー型ＨＭＤに表示された校正用情
報が一致するように上記シースルー型ＨＭＤの位置を調
整する位置調整手段と、上記校正用情報の位置調整後に
出される校正位置確定指令により、上記シースルー型Ｈ
ＭＤの現在の姿勢角を基準値として登録する登録手段
と、上記シースルー型ＨＭＤの測定された姿勢角情報に
対し、上記第６のステップで登録された姿勢角基準値を
オフセット処理して姿勢角情報を校正する校正手段とを
具備したことを特徴とする。
された画像を視認するシースルー型ＨＭＤ（頭部装着式
ディスプレイ）の視線方向情報を校正する視線方向情報
校正装置において、上記大型プロジェクタの３次元位置
を測定する第１の測定手段と、上記シースルー型ＨＭＤ
の３次元位置を測定する第２の測定手段と、上記大型プ
ロジェクタ及びシースルー型ＨＭＤの初期条件を設定す
る初期条件設定手段と、校正処理開始指令により、上記
大型プロジェクタ及びシースルー型ＨＭＤの３次元位置
情報に基づき、上記大型プロジェクタ上へ校正用情報を
表示させると共に、該大型プロジェクタに表示した校正
用情報と同じ校正用情報を上記シースルー型ＨＭＤに表
示する表示手段と、上記大型プロジェクタに表示された
校正用情報とシースルー型ＨＭＤに表示された校正用情
報が一致するように上記シースルー型ＨＭＤの位置を調
整する位置調整手段と、上記校正用情報の位置調整後に
出される校正位置確定指令により、上記シースルー型Ｈ
ＭＤの現在の姿勢角を基準値として登録する登録手段
と、上記シースルー型ＨＭＤの測定された姿勢角情報に
対し、上記第６のステップで登録された姿勢角基準値を
オフセット処理して姿勢角情報を校正する校正手段とを
具備したことを特徴とする。
【０００９】上記の構成とすることにより、３次元位置
測定装置の視線方向（基準方向）を、オペレータが望む
他の基準方向に対する姿勢角へ校正したい場合に、他の
測定装置を利用して姿勢角を観測する必要がなく、オペ
レータはシースルー型ＨＭＤ及び３次元位置測定装置を
装着した状態でシースルー型ＨＭＤに投影される情報
（文字形状等）と大型プロジェクタに投影される情報
（文字形状等）が一致するように頭部を振り、両者が一
致した状態で校正位置の確定操作を行なうだけで校正す
ることができる。
測定装置の視線方向（基準方向）を、オペレータが望む
他の基準方向に対する姿勢角へ校正したい場合に、他の
測定装置を利用して姿勢角を観測する必要がなく、オペ
レータはシースルー型ＨＭＤ及び３次元位置測定装置を
装着した状態でシースルー型ＨＭＤに投影される情報
（文字形状等）と大型プロジェクタに投影される情報
（文字形状等）が一致するように頭部を振り、両者が一
致した状態で校正位置の確定操作を行なうだけで校正す
ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。本発明によるシースルー型ＨＭＤ
における視線方向情報の校正は、図１に示したシミュレ
ーションシステムにおいて、図６ないし図１１のフロー
チャートに示す処理を実行することにより行なわれる。
実施形態を説明する。本発明によるシースルー型ＨＭＤ
における視線方向情報の校正は、図１に示したシミュレ
ーションシステムにおいて、図６ないし図１１のフロー
チャートに示す処理を実行することにより行なわれる。
【００１１】図１に示したように大型プロジェクタ１、
シースルー型ＨＭＤ７、３次元位置測定装置を利用した
シミュレーションシステムにおいて、計算機２における
校正用プログラムを起動させると、まず、大型プロジェ
クタ１の位置等の初期条件設定を行なう（ステップＡ
１）。
シースルー型ＨＭＤ７、３次元位置測定装置を利用した
シミュレーションシステムにおいて、計算機２における
校正用プログラムを起動させると、まず、大型プロジェ
クタ１の位置等の初期条件設定を行なう（ステップＡ
１）。
【００１２】この初期条件設定としては、 １．プロジェクタ表示部４の四隅位置座標初期化 ２．視線方向基準値初期化 ３．校正処理判定フラグ初期化 が行なわれる。
【００１３】上記初期条件設定処理の詳細を図７に示
す。 ［１．プロジェクタ表示部４の四隅位置座標初期化］プ
ロジェクタ表示部４の四隅位置座標初期化は、大型プロ
ジェクタ１に設置された３次元位置測定装置（磁気トラ
ッキング装置５ａ〜５ｄ）により測定された値に基づい
て行なわれる。すなわち、図２及び図３に示すように３
次元位置測定装置を構成する磁気トランスミッタ１３内
で定義される座標系において、プロジェクタ表示部４の
四隅Ａ〜Ｄ点と磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄの初期
相対位置は、磁気トランスミッタ１３からの発信情報を
磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄが受信することにより
測定される（ステップＡ３）。図２は図１に示したシス
テムを上方から見た図、図３は同システムを側方から見
た図である。上記測定されたＡ〜Ｄ点の位置情報 Ａ点：（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ） Ｂ点：（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ） Ｃ点：（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ） Ｄ点：（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｚｄ） が計算機２へ送信される（ステップＡ１ａ）。そして、
上記測定されたＡ〜Ｄ点の初期位置を確定するか否かを
判断する（ステップＡ１ｂ）。すなわち、Ａ〜Ｄ点の位
置が所定の関係を保っているか否かにより、Ａ〜Ｄ点の
初期位置を確定するか否かを判断する。Ａ〜Ｄ点の位置
が所定の関係を保っていない場合には、 Ｘａ≒Ｘｂ≒Ｘｃ≒Ｘｄ Ｙａ≒Ｙｃ、Ｙｂ≒Ｙｄ Ｚａ≒Ｚｂ、Ｚｃ≒Ｚｄ となるように、大型プロジェクタ１の位置あるいは磁気
トランスミッタ１３の位置を移動させ、両者間の相対位
置を調整する（ステップＡ２）。
す。 ［１．プロジェクタ表示部４の四隅位置座標初期化］プ
ロジェクタ表示部４の四隅位置座標初期化は、大型プロ
ジェクタ１に設置された３次元位置測定装置（磁気トラ
ッキング装置５ａ〜５ｄ）により測定された値に基づい
て行なわれる。すなわち、図２及び図３に示すように３
次元位置測定装置を構成する磁気トランスミッタ１３内
で定義される座標系において、プロジェクタ表示部４の
四隅Ａ〜Ｄ点と磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄの初期
相対位置は、磁気トランスミッタ１３からの発信情報を
磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄが受信することにより
測定される（ステップＡ３）。図２は図１に示したシス
テムを上方から見た図、図３は同システムを側方から見
た図である。上記測定されたＡ〜Ｄ点の位置情報 Ａ点：（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ） Ｂ点：（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ） Ｃ点：（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ） Ｄ点：（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｚｄ） が計算機２へ送信される（ステップＡ１ａ）。そして、
上記測定されたＡ〜Ｄ点の初期位置を確定するか否かを
判断する（ステップＡ１ｂ）。すなわち、Ａ〜Ｄ点の位
置が所定の関係を保っているか否かにより、Ａ〜Ｄ点の
初期位置を確定するか否かを判断する。Ａ〜Ｄ点の位置
が所定の関係を保っていない場合には、 Ｘａ≒Ｘｂ≒Ｘｃ≒Ｘｄ Ｙａ≒Ｙｃ、Ｙｂ≒Ｙｄ Ｚａ≒Ｚｂ、Ｚｃ≒Ｚｄ となるように、大型プロジェクタ１の位置あるいは磁気
トランスミッタ１３の位置を移動させ、両者間の相対位
置を調整する（ステップＡ２）。
【００１４】上記位置調整を行なうことにより、プロジ
ェクタ表示部４の四隅のＡ〜Ｄ点の位置が磁気トラッキ
ング装置５ａ〜５ｄにより再度測定され（ステップＡ
３）、計算機２へ送られる。計算機２では、上記測定さ
れたＡ〜Ｄ点の初期位置を確定するか否かをステップＡ
１ｂで判断し、Ａ〜Ｄ点の位置が所定の関係に調整され
ていれば、上記Ａ〜Ｄ点の位置を確定する（ステップＡ
１ｃ）。
ェクタ表示部４の四隅のＡ〜Ｄ点の位置が磁気トラッキ
ング装置５ａ〜５ｄにより再度測定され（ステップＡ
３）、計算機２へ送られる。計算機２では、上記測定さ
れたＡ〜Ｄ点の初期位置を確定するか否かをステップＡ
１ｂで判断し、Ａ〜Ｄ点の位置が所定の関係に調整され
ていれば、上記Ａ〜Ｄ点の位置を確定する（ステップＡ
１ｃ）。
【００１５】［２．視線方向基準値初期化］次に視線方
向の基準値を初期化する。すなわち、 ΔＰitch＝０ ΔＹaw ＝０ ΔＲoll ＝０ とする。
向の基準値を初期化する。すなわち、 ΔＰitch＝０ ΔＹaw ＝０ ΔＲoll ＝０ とする。
【００１６】［３．校正処理判定フラグ初期化］次に校
正処理判定フラグを初期化する。すなわち、図８のステ
ップＡ５において、 Ｆrag Ｃ＝Ｏff とする処理を実行する。
正処理判定フラグを初期化する。すなわち、図８のステ
ップＡ５において、 Ｆrag Ｃ＝Ｏff とする処理を実行する。
【００１７】以上で初期条件設定の処理（ステップＡ
１）を終了する。この状態で、オペレータ６がシースル
ー型ＨＭＤ７に取り付けてある姿勢角情報リセットボタ
ン９を押すことにより、シースルー型ＨＭＤ７から計算
機２へ校正処理開始指令が送信され、図６におけるステ
ップＡ４に示す位置／姿勢角データの保存、及び校正用
画像データの生成処理が行なわれる。
１）を終了する。この状態で、オペレータ６がシースル
ー型ＨＭＤ７に取り付けてある姿勢角情報リセットボタ
ン９を押すことにより、シースルー型ＨＭＤ７から計算
機２へ校正処理開始指令が送信され、図６におけるステ
ップＡ４に示す位置／姿勢角データの保存、及び校正用
画像データの生成処理が行なわれる。
【００１８】なお、上記図８に示すステップＡ５の処理
は、上記プログラム起動時の他、各種命令を受領したと
きに実行される。すなわち、（１）プログラム起動時初
期状態では、上記ステップＡ１で初期化された校正処理
判定フラグＦrag Ｃ＝Ｏffをそのまま出力し、上記校正
処理開始指令を受領すると、校正処理判定フラグＦrag
Ｃ＝Ｏn を出力する。また、その後、オペレータ６より
（３）校正位置確定指令を受領した場合は、Ｆrag Ｃ＝
Ｏffを出力する。上記ステップＡ５で処理された校正処
理判定フラグＦrag Ｃは、図９のフローチャートに示す
処理において使用される。
は、上記プログラム起動時の他、各種命令を受領したと
きに実行される。すなわち、（１）プログラム起動時初
期状態では、上記ステップＡ１で初期化された校正処理
判定フラグＦrag Ｃ＝Ｏffをそのまま出力し、上記校正
処理開始指令を受領すると、校正処理判定フラグＦrag
Ｃ＝Ｏn を出力する。また、その後、オペレータ６より
（３）校正位置確定指令を受領した場合は、Ｆrag Ｃ＝
Ｏffを出力する。上記ステップＡ５で処理された校正処
理判定フラグＦrag Ｃは、図９のフローチャートに示す
処理において使用される。
【００１９】また、計算機２は、上記校正処理開始指令
により、図９に詳細を示す校正処理を実行する。計算機
２は、まず、シースルー型ＨＭＤ７から校正処理開始指
令を受信すると、シースルー型ＨＭＤ７に取り付けられ
ている磁気トラッキング装置８により測定された校正前
の３次元位置及び姿勢角データを読込む（ステップＡ
６）。すなわち、３次元位置情報としてＸＯriginal 、
ＹＯriginal 、ＺＯriginal 、また、姿勢角データとし
てＰitchＯriginal 、ＹawＯriginal 、Ｒoll Ｏrigina
l を読み込む。次いで、上記ステップＡ５で処理された
校正処理判定フラグＦrag ＣがＯn であるか否かを判定
し（ステップＡ７）、校正処理判定フラグＦrag ＣがＯ
n となっていれば、図１０に示す処理を実行する。
により、図９に詳細を示す校正処理を実行する。計算機
２は、まず、シースルー型ＨＭＤ７から校正処理開始指
令を受信すると、シースルー型ＨＭＤ７に取り付けられ
ている磁気トラッキング装置８により測定された校正前
の３次元位置及び姿勢角データを読込む（ステップＡ
６）。すなわち、３次元位置情報としてＸＯriginal 、
ＹＯriginal 、ＺＯriginal 、また、姿勢角データとし
てＰitchＯriginal 、ＹawＯriginal 、Ｒoll Ｏrigina
l を読み込む。次いで、上記ステップＡ５で処理された
校正処理判定フラグＦrag ＣがＯn であるか否かを判定
し（ステップＡ７）、校正処理判定フラグＦrag ＣがＯ
n となっていれば、図１０に示す処理を実行する。
【００２０】すなわち、プロジェクタ表示部４に取り付
けられている磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄで測定さ
れた３次元位置情報及びシースルー型ＨＭＤ７に取り付
けられている磁気トラッキング装置８で測定された３次
元位置情報により、計算機ディスプレイ上でのレティク
ル表示位置（ドット数）を次のようにして求める（ステ
ップＡ９）。
けられている磁気トラッキング装置５ａ〜５ｄで測定さ
れた３次元位置情報及びシースルー型ＨＭＤ７に取り付
けられている磁気トラッキング装置８で測定された３次
元位置情報により、計算機ディスプレイ上でのレティク
ル表示位置（ドット数）を次のようにして求める（ステ
ップＡ９）。
【００２１】Ｖertical Ｄot＝｛（Ｚa −ＺＯriginal
）／（Ｚa −Ｚc ）｝×ＶＤotＭax Ｈorizontal Ｄot＝｛（Ｙa −ＹＯriginal ）／（Ｙa
−Ｙb ）｝×ＨＤotＭax 但し、ＶＤotＭax：垂直方向最大ドット数 ＨＤotＭax：水平方向最大ドット数 次に上記ステップＡ９で求めた位置を中心として十字型
レティクルが表示されている画像を生成する（ステップ
Ａ１０）。
）／（Ｚa −Ｚc ）｝×ＶＤotＭax Ｈorizontal Ｄot＝｛（Ｙa −ＹＯriginal ）／（Ｙa
−Ｙb ）｝×ＨＤotＭax 但し、ＶＤotＭax：垂直方向最大ドット数 ＨＤotＭax：水平方向最大ドット数 次に上記ステップＡ９で求めた位置を中心として十字型
レティクルが表示されている画像を生成する（ステップ
Ａ１０）。
【００２２】すなわち、大型プロジェクタ１における磁
気トラッキング装置５ａ〜５ｄで測定された３次元位置
情報及びシースルー型ＨＭＤ７に取り付けられている磁
気トラッキング装置８で測定された３次元位置情報によ
り両者の相対位置を求め、プロジェクタ表示部４上にお
けるオペレータ６と正対する位置を算出する。次いで、
プロジェクタ表示部４の表示領域（四隅）の位置情報及
び校正用情報（十字型レティクル）表示位置座標から十
字型レティクル表示画面を生成し、図１に示すようにプ
ロジェクタ表示部４上に十字型レティクル１４を表示す
る。更に、上記プロジェクタ表示部４上に表示した十字
型レティクル１４と同一形状の情報をシースルー型ＨＭ
Ｄ７に送信し、図４に示すようにシースルー型ＨＭＤ７
が生成する画像領域の中心（視野方向の中心位置）に十
字型レティクル２１を表示する。また、シースルー型Ｈ
ＭＤ７には、Ｈead Ｔracking 情報、すなわち磁気トラ
ンスミッタ１３により測定される３次元空間上における
３次元位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び姿勢角（Ｐitch，Ｙ
aw，Ｒoll ）が例えば Ｘ＝５００ｍｍ Ｐitch＝５００ｄｅｇ Ｙ＝３５０ｍｍ Ｙaw ＝３５０ｄｅｇ Ｚ＝２００ｍｍ Ｒoll ＝２００ｄｅｇ のように表示される。
気トラッキング装置５ａ〜５ｄで測定された３次元位置
情報及びシースルー型ＨＭＤ７に取り付けられている磁
気トラッキング装置８で測定された３次元位置情報によ
り両者の相対位置を求め、プロジェクタ表示部４上にお
けるオペレータ６と正対する位置を算出する。次いで、
プロジェクタ表示部４の表示領域（四隅）の位置情報及
び校正用情報（十字型レティクル）表示位置座標から十
字型レティクル表示画面を生成し、図１に示すようにプ
ロジェクタ表示部４上に十字型レティクル１４を表示す
る。更に、上記プロジェクタ表示部４上に表示した十字
型レティクル１４と同一形状の情報をシースルー型ＨＭ
Ｄ７に送信し、図４に示すようにシースルー型ＨＭＤ７
が生成する画像領域の中心（視野方向の中心位置）に十
字型レティクル２１を表示する。また、シースルー型Ｈ
ＭＤ７には、Ｈead Ｔracking 情報、すなわち磁気トラ
ンスミッタ１３により測定される３次元空間上における
３次元位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び姿勢角（Ｐitch，Ｙ
aw，Ｒoll ）が例えば Ｘ＝５００ｍｍ Ｐitch＝５００ｄｅｇ Ｙ＝３５０ｍｍ Ｙaw ＝３５０ｄｅｇ Ｚ＝２００ｍｍ Ｒoll ＝２００ｄｅｇ のように表示される。
【００２３】この状態で、オペレータ６は、図５に示す
ようにプロジェクタ表示部４に表示されている十字型レ
ティクル１４とシースルー型ＨＭＤ７により生成された
画面上の十字型レティクル２１を、頭部を上下／左右へ
振ることにより一致させる。そして、オペレータ６は、
両者の十字型レティクル１４，２１が一致した状態で、
シースルー型ＨＭＤ７に設けられている姿勢角情報リセ
ットボタン９を押すことにより、計算機２へ校正位置確
定指令を出力する。
ようにプロジェクタ表示部４に表示されている十字型レ
ティクル１４とシースルー型ＨＭＤ７により生成された
画面上の十字型レティクル２１を、頭部を上下／左右へ
振ることにより一致させる。そして、オペレータ６は、
両者の十字型レティクル１４，２１が一致した状態で、
シースルー型ＨＭＤ７に設けられている姿勢角情報リセ
ットボタン９を押すことにより、計算機２へ校正位置確
定指令を出力する。
【００２４】計算機２は、シースルー型ＨＭＤ７から校
正位置確定指令を受信すると、受信した時点での姿勢角
を基準姿勢角として登録する。すなわち、計算機２は、
シースルー型ＨＭＤ７から校正位置確定指令を受信する
と、図８のステップＡ５に示す処理を実行し、校正処理
判定フラグＦrag ＣをＯffすると共に、図１１に示す登
録処理を実行する（ステップＡ１１）。すなわち、プロ
グラム起動時に初期化された視線方向の基準値 ΔＰitch＝０ ΔＹaw ＝０ ΔＲoll ＝０ に代えて、現在のシースルー型ＨＭＤ７の姿勢角 ΔＰitch＝ＰitchＯriginal ΔＹaw ＝ＹawＯriginal ΔＲoll ＝Ｒoll Ｏriginal を基準値として登録する。
正位置確定指令を受信すると、受信した時点での姿勢角
を基準姿勢角として登録する。すなわち、計算機２は、
シースルー型ＨＭＤ７から校正位置確定指令を受信する
と、図８のステップＡ５に示す処理を実行し、校正処理
判定フラグＦrag ＣをＯffすると共に、図１１に示す登
録処理を実行する（ステップＡ１１）。すなわち、プロ
グラム起動時に初期化された視線方向の基準値 ΔＰitch＝０ ΔＹaw ＝０ ΔＲoll ＝０ に代えて、現在のシースルー型ＨＭＤ７の姿勢角 ΔＰitch＝ＰitchＯriginal ΔＹaw ＝ＹawＯriginal ΔＲoll ＝Ｒoll Ｏriginal を基準値として登録する。
【００２５】その後、図９のステップＡ７において、上
記校正処理判定フラグＦrag ＣがＯffになったことを検
出すると、ステップＡ８に進み、ステップＡ６で測定さ
れたＨead Ｔracking 情報（姿勢角）に対し、上記図１
１のステップＡ１１で求めた姿勢角基準値をオフセット
処理する。すなわち、次に示すように ＰitchＣorrect＝ＰitchＯriginal −ΔＰitch ＹawＣorrect ＝ＹawＯriginal −ΔＹaw Ｒoll Ｃorrect＝Ｒoll Ｏriginal −ΔＲoll 但し、添字のＣorrectは、校正後の値 添字のＯriginal は、校正前の値 の演算処理を実行する。
記校正処理判定フラグＦrag ＣがＯffになったことを検
出すると、ステップＡ８に進み、ステップＡ６で測定さ
れたＨead Ｔracking 情報（姿勢角）に対し、上記図１
１のステップＡ１１で求めた姿勢角基準値をオフセット
処理する。すなわち、次に示すように ＰitchＣorrect＝ＰitchＯriginal −ΔＰitch ＹawＣorrect ＝ＹawＯriginal −ΔＹaw Ｒoll Ｃorrect＝Ｒoll Ｏriginal −ΔＲoll 但し、添字のＣorrectは、校正後の値 添字のＯriginal は、校正前の値 の演算処理を実行する。
【００２６】そして、上記校正処理を行なったシースル
ー型ＨＭＤ７の位置、姿勢角データをシースルー型ＨＭ
Ｄ７へ出力する。従って、オペレータ６がモニタする姿
勢角は、シースルー型ＨＭＤ７に取り付けられている３
次元位置測定装置、すなわち、磁気トラッキング装置８
に設定されているオリジナルの基準方向に対する数値で
はなく、オペレータ６が新たに設定した基準方向に対す
る数値をモニタすることができる。
ー型ＨＭＤ７の位置、姿勢角データをシースルー型ＨＭ
Ｄ７へ出力する。従って、オペレータ６がモニタする姿
勢角は、シースルー型ＨＭＤ７に取り付けられている３
次元位置測定装置、すなわち、磁気トラッキング装置８
に設定されているオリジナルの基準方向に対する数値で
はなく、オペレータ６が新たに設定した基準方向に対す
る数値をモニタすることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、三
次元位置測定装置を備えたシースルー型ＨＭＤにおい
て、３次元位置測定装置の視線方向（基準方向）を、オ
ペレータが望む他の基準方向に対する姿勢角へ校正した
い場合に、他の測定装置を利用して姿勢角を観測する必
要がなく、オペレータはシースルー型ＨＭＤ及び３次元
位置測定装置を装着した状態でシースルー型ＨＭＤに投
影される情報（文字形状等）と大型プロジェクタに投影
される情報（文字形状等）が一致するように頭部を振
り、両者が一致した状態で校正位置の確定操作を行なう
だけで校正することができ、校正作業が非常に容易であ
り、また、新しい視線方向（基準方向）を自由に設定す
ることができる。
次元位置測定装置を備えたシースルー型ＨＭＤにおい
て、３次元位置測定装置の視線方向（基準方向）を、オ
ペレータが望む他の基準方向に対する姿勢角へ校正した
い場合に、他の測定装置を利用して姿勢角を観測する必
要がなく、オペレータはシースルー型ＨＭＤ及び３次元
位置測定装置を装着した状態でシースルー型ＨＭＤに投
影される情報（文字形状等）と大型プロジェクタに投影
される情報（文字形状等）が一致するように頭部を振
り、両者が一致した状態で校正位置の確定操作を行なう
だけで校正することができ、校正作業が非常に容易であ
り、また、新しい視線方向（基準方向）を自由に設定す
ることができる。
【図１】本発明の対象とするシースルー型ＨＭＤ及び３
次元位置測定装置を利用したシミュレーションシステム
の構成例を示す図。
次元位置測定装置を利用したシミュレーションシステム
の構成例を示す図。
【図２】図１に示したシステムを上方から見た図。
【図３】図１に示したシステムを側方から見た図。
【図４】シースルー型ＨＭＤの視線方向情報校正処理時
における十字型レティクルの表示状態を示す図。
における十字型レティクルの表示状態を示す図。
【図５】大型プロジェクタによる校正情報表示状況及び
シースルー型ＨＭＤによる校正情報表示状況を示す図。
シースルー型ＨＭＤによる校正情報表示状況を示す図。
【図６】本発明の一実施形態に係る視線方向情報校正方
法の全体の処理動作を示すフローチャート。
法の全体の処理動作を示すフローチャート。
【図７】同実施形態における初期条件設定の処理動作を
示すフローチャート。
示すフローチャート。
【図８】同実施形態におけるプログラム起動時及び各種
指令を受領した時の処理動作を示すフローチャート。
指令を受領した時の処理動作を示すフローチャート。
【図９】同実施形態におけるシースルー型ＨＭＤの位
置、姿勢角データの校正処理を示すフローチャート。
置、姿勢角データの校正処理を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態における大型プロジェクタに表示
する十字型レティクル画像の生成処理を示すフローチャ
ート。
する十字型レティクル画像の生成処理を示すフローチャ
ート。
【図１１】同実施形態におけるプログラム起動時及び校
正位置確定指令を受領した時の処理動作を示すフローチ
ャート。
正位置確定指令を受領した時の処理動作を示すフローチ
ャート。
１ 大型プロジェクタ ２ 計算機 ３ ケーブル ４ プロジェクタ表示部 ５ａ〜５ｄ 磁気トラッキング装置 ６ オペレータ ７ シースルー型ＨＭＤ ８ 磁気トラッキング装置 ９ 姿勢角情報リセットボタン １１ ケーブル １２ 天井 １３ 磁気トランスミッタ １４，２１ 十字型レティクル
Claims (2)
- 【請求項１】 大型プロジェクタに投影された画像を視
認するシースルー型ＨＭＤ（頭部装着式ディスプレイ）
の視線方向情報を校正する視線方向情報校正方法におい
て、 上記大型プロジェクタの３次元位置を測定する第１のス
テップと、 上記シースルー型ＨＭＤの３次元位置を測定する第２の
ステップと、 上記大型プロジェクタ及びシースルー型ＨＭＤの初期条
件を設定する第３のステップと、 校正処理開始指令により、上記大型プロジェクタ及びシ
ースルー型ＨＭＤの３次元位置情報に基づき、上記大型
プロジェクタ上へ校正用情報を表示させると共に、該大
型プロジェクタに表示した校正用情報と同じ校正用情報
を上記シースルー型ＨＭＤに表示する第４のステップ
と、 上記大型プロジェクタに表示された校正用情報とシース
ルー型ＨＭＤに表示された校正用情報が一致するように
上記シースルー型ＨＭＤの位置を調整する第５のステッ
プと、 上記校正用情報の位置調整後に出される校正位置確定指
令により、上記シースルー型ＨＭＤの現在の姿勢角を基
準値として登録する第６のステップと、 上記シースルー型ＨＭＤの測定された姿勢角情報に対
し、上記第６のステップで登録された姿勢角基準値をオ
フセット処理して姿勢角情報を校正する第７のステップ
とを具備したことを特徴とするシースルー型ＨＭＤにお
け視線方向情報校正方法。 - 【請求項２】 大型プロジェクタに投影された画像を視
認するシースルー型ＨＭＤ（頭部装着式ディスプレイ）
の視線方向情報を校正する視線方向情報校正装置におい
て、 上記大型プロジェクタの３次元位置を測定する第１の測
定手段と、 上記シースルー型ＨＭＤの３次元位置を測定する第２の
測定手段と、 上記大型プロジェクタ及びシースルー型ＨＭＤの初期条
件を設定する初期条件設定手段と、 校正処理開始指令により、上記大型プロジェクタ及びシ
ースルー型ＨＭＤの３次元位置情報に基づき、上記大型
プロジェクタ上へ校正用情報を表示させると共に、該大
型プロジェクタに表示した校正用情報と同じ校正用情報
を上記シースルー型ＨＭＤに表示する表示手段と、 上記大型プロジェクタに表示された校正用情報とシース
ルー型ＨＭＤに表示された校正用情報が一致するように
上記シースルー型ＨＭＤの位置を調整する位置調整手段
と、 上記校正用情報の位置調整後に出される校正位置確定指
令により、上記シースルー型ＨＭＤの現在の姿勢角を基
準値として登録する登録手段と、 上記シースルー型ＨＭＤの測定された姿勢角情報に対
し、上記第６のステップで登録された姿勢角基準値をオ
フセット処理して姿勢角情報を校正する校正手段とを具
備したことを特徴とするシースルー型ＨＭＤにおけ視線
方向情報校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054097A JPH10206094A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | シースルー型ｈｍｄにおける視線方向情報校正方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054097A JPH10206094A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | シースルー型ｈｍｄにおける視線方向情報校正方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206094A true JPH10206094A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11753102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1054097A Withdrawn JPH10206094A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | シースルー型ｈｍｄにおける視線方向情報校正方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10206094A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311774A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-11-09 | Oerlikon Contraves Ag | 装置間の照準誤差を補正するための方法及び装置 |
| KR20030029684A (ko) * | 2001-10-08 | 2003-04-16 | 학교법인 한양학원 | 실제 모션에 기반한 가상현실에서의 회전값 적용방법 |
| JP2008003500A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Nikon Corp | 頭部装着型ディスプレイ、頭部装着型ディスプレイシステム、および頭部装着型ディスプレイの位置調整方法 |
| JP2012226355A (ja) * | 2012-06-06 | 2012-11-15 | Nikon Corp | 頭部装着型ディスプレイ |
-
1997
- 1997-01-23 JP JP1054097A patent/JPH10206094A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311774A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-11-09 | Oerlikon Contraves Ag | 装置間の照準誤差を補正するための方法及び装置 |
| KR20030029684A (ko) * | 2001-10-08 | 2003-04-16 | 학교법인 한양학원 | 실제 모션에 기반한 가상현실에서의 회전값 적용방법 |
| JP2008003500A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Nikon Corp | 頭部装着型ディスプレイ、頭部装着型ディスプレイシステム、および頭部装着型ディスプレイの位置調整方法 |
| JP2012226355A (ja) * | 2012-06-06 | 2012-11-15 | Nikon Corp | 頭部装着型ディスプレイ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |