JPH1074249A - モーションキャプチャシステム - Google Patents

モーションキャプチャシステム

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JPH1074249A
JPH1074249A JP24687996A JP24687996A JPH1074249A JP H1074249 A JPH1074249 A JP H1074249A JP 24687996 A JP24687996 A JP 24687996A JP 24687996 A JP24687996 A JP 24687996A JP H1074249 A JPH1074249 A JP H1074249A
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JP
Japan
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processing device
timing
motion capture
capture system
led
Prior art date
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Application number
JP24687996A
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English (en)
Inventor
Ryuichi Takahashi
龍一 高橋
Toshio Kurihara
俊夫 栗原
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/1097Optical sensing of electronic memory record carriers, such as interrogation of RFIDs with an additional optical interface

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のモーションキャプチャシステムは全て
のターゲットからの反射光を画像入力しているので、タ
ーゲットの識別処理が必要となり、誤りも生じ易い。 【解決手段】 ターゲットに、所定のタイミングで順次
1個ずつ点滅を循環的に繰り返す複数のLED発光体を
用いると共に位置計測装置にPSDを用い、処理装置に
入力されるSPDからの測位データを上記複数のLED
発光体の点滅タイミングに同期させてデータ処理を行う
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は動体各部の細かな動
きをシミュレートするいわゆるモーションキャプチャシ
ステムに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば格闘競技等のテレビゲームのソフ
トを製作する場合、その動きを始めからコンピュータで
製作することは非常に手間がかかると共に、自然な動き
をシミュレートできない。従ってこのような場合、実際
の人間にその動作を行わせ、これをモーションキャプチ
ャでコンピュータ処理装置に取り込んで、データ処理を
行いながらソフトを製作する。またモーションキャプチ
ャは、例えば障害者の動きを分析してリハビリテーショ
ン時に必要な情報を提供する。動物の生態研究に使用す
る等に利用される。
【0003】図3は、従来のモーションキャプチャシス
テムを説明するための図であり、図において、1はデー
タ処理装置、6a〜6cは照明装置(ストロボ)、7
a,7b〜はターゲットとなる反射球であり、動きをシ
ミュレートする人間の適所に散置して取り付けられる。
8a〜8fはビデオカメラである。図3に示すモーショ
ンキャプチャシステムは以上のように構成され、データ
処理装置1と同期させてストロボ8を予め定めた所定時
間間隔で発光させる。従ってストロボ8が発光すると、
動きをシミュレートする人間に取り付けられている反射
球7がストロボ6からの光で反射し、その位置がビデオ
カメラ8で撮像され、ストロボ6の発光時間毎の反射球
7の移動位置が画像データとして処理装置1へ取り込ま
れる。
【0004】従って人間が各種の動きをした場合、反射
球7がその動きに合わせて位置移動し、これがストロボ
6の発光時間毎の撮像タイミングでデータ処理装置1に
入力され、それぞれの反射球7a,7b〜が各撮像タイ
ミングにどの位置に移動したかにより、この人間の各部
の動作姿態をシミュレートするデータが作成できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のモーションキャ
プチャシステムは以上のように構成され動作するが、反
射球の移動位置を全体の画像で取り込む構成のため、背
景等がその画像に入らないようにする必要があり、背景
を黒幕で覆う等の配慮が必要になる。また、各画像毎に
全ての反射球の情報(像)が入力されるため、データ処
理においては、画像から各反射球それぞれを識別した上
でその動きをシミュレートしなければならず、データ処
理自体が容易でない。さらに、動作姿態によって反射球
が他の反射球と重なったり、ビデオカメラで撮像できな
い位置に移動したりするため、各反射球の識別に誤りが
生じ易く、データ処理を誤る虞がある等の問題点があっ
た。
【0006】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、反射球の識別等を必要とせず、正確
なシミュレーションが行えそのデータ処理も容易なモー
ションキャプチャシステムを提供することを目的として
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるモーショ
ンキャプチャシステムは、ターゲットに、所定のタイミ
ングで順次1個ずつ点滅を循環的に繰り返す複数のLE
D発光体を用いる手段、各LED発光体からの光を受光
してその位置をリアルタイムで計測する半導体位置検出
素子(PSD)を用いた位置計測装置、処理装置に入力
される位置計測装置からの測位データを複数のLED発
光体の点滅タイミングに同期させてデータ処理を行う手
段を備えたことを特徴とする。すなわちPSDを用いる
ことで、画像データとしてではなく位置データとしてタ
ーゲットの位置を処理装置に入力することができ、デー
タ処理が大幅に簡素化できるようになる。また、常時1
個のターゲットの位置データが入力され処理されること
になるので、正確なシミュレートが行えるようになる。
【0008】また、複数のLED発光体を赤外LED発
光体とし、半導体位置検出素子(PSD)に赤外透過フ
ィルタを設けたことを特徴とする。従って背景光等のノ
イズを遮断することができ、背景等を考慮する必要がな
くなる。
【0009】また、処理装置に入力される位置計測装置
からの測位データを複数のLED発光体の点滅タイミン
グに同期させる手段は、処理装置側からタイミング信号
を無線送信装置で発信し、LED発光体側の無線受信装
置でこのタイミング情報を受信して行う。または、複数
のLED発光体が所定タイミング時に特定の発光動作を
行い、この発光動作を位置計測装置で検出してこの検出
信号を処理装置に入力させることにより行うことを特徴
とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施形態1.以下、本発明の実施形態を図面を用いて説
明する。図1は本発明の実施形態1の装置構成の概略を
示す図であり、図において、1はデータ処理装置、2は
無線送信装置、3a,3bは無線受信装置、4a,4
b,・・・4m,4n,・・・はLEDで形成された発
光球、5a〜5fは位置計測装置である。無線送信装置
2はデータ処理装置1からの指令により、無線受信装置
3へ発光球4の点滅タイミングを送信する。なお、図面
を解り易くするため各部の縮尺は同一ではなく、例えば
無線受信装置3の実際の大きさは、無線送信装置2から
の点滅開始タイミングを受信できれば良いので、15c
m×15cm程度の小型受信機とすることができ、動き
をシミュレートする人間の背中等に容易に取り付けるこ
とができ、その動きが特に制約されることがないように
なっている。
【0011】発光球4は、動きをシミュレートする人間
の適所に散置して取り付けられており、データ処理装置
1からの信号により、それぞれ決められたタイミングで
1個づつ順に瞬時点滅していく動作を行う。すなわち所
定のタイミングで4aから点滅が開始され、4a→4b
→・・・と順次点滅動作を行い、この人間に取り付けら
れた発光球4の点滅がすべて終了した場合、もう一人の
人間に取り付けられた発光球4m→4n→・・・が順次
点滅動作を行い、この人間に取り付けられた発光球4の
点滅がすべて終了した場合、再び4a→4b→・・・と
点滅し、このように各発光球4がデータ処理装置1で定
められた一定のタイミングで循環的に点滅動作を繰り返
す構成となっている。従って何れの瞬間でも点灯してい
る発光球4は何れか1個となる。
【0012】位置計測装置5は、例えばポジションセン
サシステム(商品名)等と呼ばれているものであり、検
出素子に半導体位置検出素子(PSD)が用いられ、L
EDターゲット(本実施形態では発光球4)の輝点の位
置変化を電圧変化として出力し、この電圧変化によりL
EDターゲットの移動位置をリアルタイム(約300H
z)で出力し、その位置情報がそのままデータ処理装置
1の位置座標に入力されるように構成されている。
【0013】次に動作について説明する。例えば二人の
人間が格闘する格闘競技等のテレビゲームのソフトを製
作する場合、図1に示すように実際に二人の人間にそれ
ぞれ発光球4を取り付けて格闘競技を行わせる。そして
データ処理装置1からのタイミング信号が、無線送信装
置2を介して各無線受信装置3a,3bへ送信され、こ
のタイミング信号を受信した受信装置3aは発光球4a
から順に各発光球を点滅させて行く。
【0014】また、タイミング信号を受信した受信装置
3bは予め定めた遅延時間(すなわち相手方の全発光球
4が点滅を終了する時間)経過後、発光球4mから順に
各発光球4を点滅させて行き、何れの瞬間にも全ての発
光球4の何れか一つだけが点灯しているように制御さ
れ、また各発光球の点滅タイミングはデータ処理装置1
によって予め定められたタイミングとなるように制御さ
れる。なお、発光球4の点滅制御時間は、適当な間隔で
繰り返し受信されるタイミング信号によってトレースさ
れる構成としている。そして各発光球4からの光は、位
置計測装置5でリアルタイムに計測され、データ処理装
置1の位置座標に取り込まれる。なお発光球4に用いる
LEDの点滅速度は10ms以下にでき、位置計測装置
5の測定時間も300Hzで出力できるので、格闘競技
等の比較的速い動きであっても十分なシミュレートが可
能となる。
【0015】以上のようにして、どの発光球がどの時間
にどの位置に移動したかによって、格闘競技における二
人以上の人間の各部の細かな動きをシミュレートできる
ようになる。そして各位置計測装置5では、何れの時間
も1つのLEDターゲットの位置変化を検出することと
なるので、従来の装置のようにデータ処理装置で画像の
解析から処理する必要なく、複数のターゲットを識別す
る処理も必要がなくなる。またターゲットが重なること
がないので、誤った動きがシミュレートされる機会を大
幅に低減でき,正確なシュミレートが行えるようにな
る。さらに、発光球4に赤外LEDを用いることによっ
て、ノイズ(他の光)を分離でき、背景等を考慮する必
要もなくなる。
【0016】実施形態2.図1に示す実施形態では、送
信装置2と受信装置3a,3bとの無線信号により、各
発光球4の点滅制御とデータ処理装置1との同期を取る
構成としているが、この実施形態2は無線送受信装置を
用いずに同期を取る構成としたものである。すなわち、
各発光球4の点滅タイミングの同期は、点滅開始時とそ
の後定期的に同期確保が行われれば良いので、例えばク
ロック発振器からのクロックパルスを用いて順次正確に
点滅させることでその間の同期を確保できる。従ってこ
の実施形態2では、例えば点滅開始時に、その動きをシ
ミュレートされる人間が、適当な位置に取り付けた制御
ボックスのスイッチを押すことによって全発光球4を同
時に点滅して同期を取る等、特定の発光動作を行って同
期を取る構成とすることにより、無線送受信装置を省略
する構成とした。
【0017】以下、この実施形態2の動作を図2のフロ
ーチャートで説明する。シミュレート開始に当たり制御
ボックスに取り付けられたスイッチ(共に図示せず)が
ONされると(ステップS0)、全発光球4が同時に一
度点滅する(ステップS1)。この全発光球4の同時点
滅は位置計測装置5で検出され(すなわち検出レベルの
相違によって検出され)、この情報が接続線を介してデ
ータ処理装置1に入力され、データ処理装置1が発光球
4の点滅制御開始タイミングを検出して、以降、入力さ
れる位置データをこのタイミングで特定して行く。従っ
てどの発光球がどの時間にどの位置にあるかを特定でき
るようになる。またスイッチがONされることによって
制御ボックス内のクロック発振器(図示せず)がON
し、出力されるクロックパルスのタイミングに従って発
光球4aから順に発光球の点滅制御が開始される(ステ
ップS2)。
【0018】またクロックカウンタ(図示せず)によっ
てクロックパルスが計数されており、散置して取り付け
られた全発光球(例えば4a〜4jの10個が散置して
取り付けられているとする)の点滅が終了した場合、ク
ロックカウンタがこれを検出して再度全発光球を同時に
点滅させ、これが再び位置計測装置5を介してデータ処
理装置1に入力され、データ処理装置との同期が再度確
保され、ステップS2へ戻り、以降、ステップS2,ス
テップS3を繰り返す。
【0019】なお、この実施形態2のように構成した場
合、複数の人間の動作をシミュートしにくくなるが、例
えば発光球4m,4n,・・・を取り付けた人間の制御
ボックスには、LEDの受光手段を設け、ステップS3
に示す2回目ごとの同時発光を検出して自己の発光球4
m,4n,・・・の点滅制御をスタートする構成とし、
それぞれの制御ボックスでの点滅制御に、相手方が点滅
を行っている間は点滅を行わない時間を設けたインター
バル制御を行わせる構成とすれば、データ処理装置1と
逐次同期を確保しながら、複数の人間の動きをシミュレ
ートできる構成とすることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明のモーション
キャプチャシステムは、動きをシミュレートする動体に
1個ずつ順次発光するLED発光球をターゲットとして
散置する構成としたので、ターゲットの識別処理が不要
となり、且つ正確なシュミレートが行える装置が得られ
る。また、従来のシステムのようにターゲットを含めた
画像を取り込んで処理するのではなく、ターゲットの位
置データをそのまま入力できるので、データ処理が遥か
に容易に行えるようになる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1におけるシステムの構成の
概略を説明するための図である。
【図2】本発明の実施形態2の動作を説明するための図
である。
【図3】従来のモーションキャプチャシステムの構成例
を示す図である。
【符号の説明】
1 データ処理装置 2 無線送信装置 3a,3b 無線受信装置 4a,4b,・・・4m,4n,・・・ LEDで形成
された発光球 5a〜5f 位置計測装置 6a〜6c ストロボ 7a,7b〜 反射球 8a〜8f ビデオカメラ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動きをシミュレートする動体の各部に複
    数のターゲットを散置し、これらのターゲットが所定タ
    イミング時にどのターゲットがどの位置にあるかをデー
    タとして処理装置に入力することにより、当該動体の動
    きを処理装置上にシミュレートするモーションキャプチ
    ャシステムにおいて、 上記ターゲットに、所定のタイミングで順次1個ずつ点
    滅を循環的に繰り返す複数のLED発光体を用いる手
    段、 各LED発光体からの光を受光してその位置をリアルタ
    イムで計測する半導体位置検出素子(PSD)を用いた
    位置計測装置、 上記処理装置に入力される上記位置計測装置からの測位
    データを上記複数のLED発光体の点滅タイミングに同
    期させてデータ処理を行う手段、 を備えたことを特徴とするモーションキャプチャシステ
    ム。
  2. 【請求項2】 上記複数のLED発光体を赤外LED発
    光体とし、上記半導体位置検出素子(PSD)に赤外透
    過フィルタを設けたことを特徴とする請求項第1項記載
    のモーションキャプチャシステム。
  3. 【請求項3】 上記処理装置に入力される上記位置計測
    装置からの測位データを上記複数のLED発光体の点滅
    タイミングに同期させる手段は、上記処理装置側からタ
    イミング信号を無線送信装置で発信し、上記LED発光
    体側の無線受信装置でこのタイミング情報を受信して行
    うことを特徴とする請求項第1項または第2項記載のモ
    ーションキャプチャシステム。
  4. 【請求項4】 上記処理装置に入力される上記位置計測
    装置からの測位データを上記複数のLED発光体の点滅
    タイミングに同期させる手段は、上記複数のLED発光
    体が所定タイミング時に特定の発光動作を行い、この発
    光動作を上記位置計測装置で検出してこの検出信号を上
    記処理装置に入力させることにより行うことを特徴とす
    る請求項第1項または第2項記載のモーションキャプチ
    ャシステム。
JP24687996A 1996-08-30 1996-08-30 モーションキャプチャシステム Pending JPH1074249A (ja)

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