JP3982664B2

JP3982664B2 - 画像提示装置

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Publication number: JP3982664B2
Application number: JP02062099A
Authority: JP
Inventors: 昌彦稲見; 直樹川上; 康幸柳田; 太郎前田; ▲すすむ▼ 舘
Original assignee: Todai TLO Ltd
Current assignee: Todai TLO Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: JP2000218575A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレイグジスタンス（Tele-Existence）などの分野において利用される画像提示装置に関し、特に、任意形状の物体をスクリーンとして映像を投影し、映像によって表示される対象物を物体の存在する位置に対話的に提示するために用いられる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、遠方にあったり危険な場所にあったりするためにオペレータが対象物を直接に操作できない場合に、オペレータの動きに追従して動くように制御されたロボットを配置し、オペレータがロボットを介して対象物を間接的に操作することが行われている。これによって、オペレータは、ロボットの配置された環境にいるような感覚で精密な作業を行うことが可能である。このようなシステムは、テレイグジスタンスシステム、テレイグジスタンス型ロボットシステム、又はテレロボティクスなどと呼称されている。
【０００３】
例えば、医者が遠方にいる病人又は負傷者などの被看護者を看護する場合を想定する。被看護者はベッドに横たわっており、その側には看護のためのロボットが配置されている。ロボットは、医者の動きに追従して動くように制御されている。ロボットの目の位置にはカメラが設けられ、カメラによって被看護者が撮影されている。
【０００４】
医者は、コックピット内において、バーチャルリアリティ（Virtual Reality ) 又はコンピュータビジュアライゼーション（Computer Visualization) の技術によって被看護者の像を見ながら、被看護者に対する看護を行うように動作する。医者のその動作に応じてロボットが動作し、ロボットによって被看護者の実際の看護が行われる。この場合において、医者はロボットのオペレータであり、被看護者はロボットの観察者である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来から介護やコミュニケーションなどを目的として人型のロボットが開発されつつある。しかし、ロボットの大きさや形状は人間に近くなってきたものの、その外観は人間とは大きく異なっている。
【０００６】
そこで、このような人型のロボットに表情を生成するために、ロボットの頭部にＣＲＴを搭載し、ＣＲＴによって頭部映像を表示することが提案されている。しかし、この場合には、顔面の形状がＣＲＴの形状によって決まってしまうので、正面から見る以外は不自然な表情となってしまう。また、ＣＲＴによる表示領域は広くないので、顔面以外の部分に表情を持たすことは実際上困難である。
【０００７】
また、ロボットの顔面に、機械的に動かすことの可能な目、眉、又は口などの部品を装着しておき、それらを細かく制御して動かし、これによって現実感のある表情を再現しようとする研究が行われている。しかし、その機械部品などが表情を再現するのに中途半端であった場合には、より冷たい表情を連想させ却って逆効果であるとの指摘もされている。
【０００８】
上に述べたように、オペレータが遠隔地の被看護者（人間）に対して働きかける作業を行おうとした場合に、テレイグジスタンスシステムを用いることによって、オペレータ自身はあたかも遠隔地にいるかのような臨場感を体感することが可能である。しかし、オペレータの分身ともいえるロボットの姿はオペレータの姿とは異なっている。したがって、ロボットにより働きかけられる被看護者からそのロボットを見ると、それはやはりロボットであり、ロボットの中にオペレータの姿を観察することはできない。
【０００９】
因みに、介護などの現場において、リフトなどの装置により被介護者をベッドから移動させる装置がある。しかし、多くの被介護者は機械のみにより扱われることに不安感を抱き心理的な抵抗を持つとされている。
【００１０】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、機械的な部品によっては表現することの困難な細かい形状、色、質感などを視覚的に実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る装置は、図１に示すように、観察者２１から観察される位置に再帰性反射材ＲＵが塗布されたロボット２３と、前記ロボット２３をオペレータ１１の動きに追従して動くように制御する制御手段１５と、前記ロボット２３を観察する観察者２１の位置に対応する位置から前記オペレータ１１の映像を撮影する撮影手段１４と、前記観察者２１の位置から前記ロボット２３に向かって前記オペレータ１１の映像を投影する投影手段２２と、を有してなる。
【００１２】
ここにおいて、観察者２１は、人間ではなくロボットであってもよい。つまり、例えばロボット同士が向かい合うようにし、一方のロボットをオペレータの動きに追従して動くように制御し、他方のロボットを別の観察者の動きに追従して動くように制御するように構成してもよい。
【００１３】
請求項２の発明に係る装置は、図２に示すように、前記オペレータ１１による観察が可能であって再帰性反射材が塗布された第２のロボット１３Ｂと、前記第２のロボット１３Ｂを前記観察者２１の動きに追従して動くように制御する第２の制御手段２５Ｂと、前記第２のロボット１３Ｂを観察するオペレータ１１の位置に対応する位置から前記観察者２１の映像を撮影する第２の撮影手段２４Ｂと、前記オペレータ１１の位置から前記第２のロボット１３Ｂに向かって前記観察者２１の映像を投影する第２の投影手段１２Ｂと、を有してなる。
【００１４】
請求項３の発明に係る装置では、前記撮影手段１４は、前記ロボット２３を観察する観察者２１の視点に対応する位置に設けられ、前記第２の撮影手段２４Ｂは、前記第２のロボット１３Ｂを観察するオペレータ１１の視点に対応する位置に設けられ、前記投影手段２２から前記ロボット２３に向かって投影される映像の光が前記第２の撮影手段２４Ｂに入射することを防ぐ手段、及び前記第２の投影手段１２Ｂから前記第２のロボット１３Ｂに向かって投影される映像の光が前記撮影手段１４Ｂに入射することを防ぐ手段が設けられてなる。
【００１５】
請求項４の発明に係る装置は、前記制御手段１５が、前記オペレータ１１の動きの検出信号に基づいて、前記ロボット２３の動作を制御する構成となっているものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
図１は本発明に係る第１の実施形態の画像提示装置１の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１において、画像提示装置１は、互いに離れた場所にある２つのコックピットＣＰ１，ＣＰ２によって構成されている。一方のコックピットＣＰ１にはオペレータ１１が居て、他方のコックピットＣＰ２には観察者２１が居る。ここでは、観察者２１は被看護者であり、オペレータ１１は医者などの看護者であるとする。つまり、観察者２１はオペレータ１１によって間接的に看護される状況にある（図３を参照）。
【００１８】
オペレータ１１は、その動きを検出するためのセンサを身につけている。そのようなセンサとして、例えば、ヘッドポジションセンサ、データグローブ、又はデータスーツなどが用いられる。また、センサとして、オペレータ１１の状態を非接触で計測する３次元計測装置を用いることも可能である。それらのセンサの出力信号は、位置・姿勢制御部１５によって制御信号となり、コックピットＣＰ２のロボット２３に送出される。
【００１９】
オペレータ１１は、映像提示装置１２により提示される画像（映像）を観察することができる。映像提示装置１２として、ＣＡＶＥ型ディスプレイが好適に用いられる。しかし、ＨＭＰ２２と同様なディスプレイ、又はヘッドマウンテッドディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）、その他の形式の映像提示装置を用いることも可能である。コックピットＣＰ２の頭部カメラ２４から送られてくる画像情報は、画像処理部１６を介して画像提示装置１２に出力され、観察者２１の画像がオペレータ１１に提示される。
【００２０】
オペレータ１１の前方には、移動カメラ１４が設置されている。移動カメラ１４は、公知の６自由度の両眼立体視カメラである。移動カメラ１４は、観察者２１の位置及び姿勢に応じて移動するのであるが、観察者２１は余り大きく動かないので、通常のテレイグジスタンス用のカメラで充分である。移動カメラ１４は、オペレータ１１の画像（映像）をリアルタイムで撮影し、その画像情報をコックピットＣＰ２に送出する。図示は省略したが、移動カメラ１４には、音声を出力するためのスピーカが備えられている。
【００２１】
また、図示は省略したが、オペレータ１１又は移動カメラ１４には、音声を検出するためのマイクロフォンが備えられており、検出された音声情報はコックピットＣＰ２のロボット２３に送出される。
【００２２】
他方、観察者２１は、その動きを検出するためのセンサを身につけている。そのようなセンサとして、オペレータ１１において用いられるものと同様なものを用いることができる。但し、観察者２１はオペレータ１１と比較して動きが少ないので、簡便なセンサで間に合う場合もある。それらのセンサの出力信号は、位置・姿勢制御部２５によって制御信号となり、コックピットＣＰ１の移動カメラ１４に送出される。
【００２３】
観察者２１は、さらにＨＭＰ（頭部搭載型プロジェクタ）２２を装着している。ＨＭＰ２２は、画像処理部２６から出力される画像情報に基づいて、観察者２１の視点と光学的に共役な位置から前方に向かって画像（映像）を投影する。ＨＭＰ２２として位置センサ付のものを用いた場合には、これによって上に述べたセンサに代えることも可能である。ＨＭＰ２２の構造に関しては、川上他著「オブジェクト指向型ディスプレイの研究」（情報処理学会研究報告Ｖｏｌ９８，Ｎｏ．９Ｐ７９−８４）にその一例が記載されている。なお、ＨＭＰ２２から投影される画像の内容については後述する。
【００２４】
さらに、コックピットＣＰ２には、頭部、胸部、腕部、及び脚部など、人間の外観に似た形状で且つ人間の動きに似た動きをすることの可能な人型のロボット２３が配備されている。ロボット２３の表面には、特に観察者２１により観察される部分、つまりＨＭＰ２２により画像が投影される部分、例えばロボット２３の顔面、頭部、肩、腕などに、再帰性反射材ＲＵが塗布されている。ロボット２３は、オペレータ１１の動きに追従して動くように、位置・姿勢制御部１５からの制御信号によって制御される。つまり、ロボット２３は、オペレータ１１の位置及び姿勢と同じ状態となるように制御される。
【００２５】
ロボット２３の頭部には、その顔面の目の位置に頭部カメラ２４が設けられている。頭部カメラ２４は、ロボット２３の向いた方向の画像をリアルタイムで撮影し、その画像情報をコックピットＣＰ１の画像処理部１６に送出する。通常、頭部カメラ２４によって観察者２１が撮影される。その視野が広い場合には、ロボット２３自身、例えばその腕、手、脚などが撮影される。
【００２６】
図示は省略したが、ロボット２３には、音声を出力するためのスピーカが備えられている。また、観察者２１又はロボット２３には、音声を検出するためのマイクロフォンが備えられており、検出された音声情報はコックピットＣＰ１の移動カメラ１４に送出される。
【００２７】
次に、ＨＭＰ２２からロボット２３に向かって投影される画像（映像）について説明する。
【００２８】
移動カメラ１４は、オペレータ１１を撮影するが、オペレータ１１に対する撮影位置は、ロボット２３に対する観察者２１の視点位置つまりＨＭＰ２２の投影位置と同じ関係にある。また、ロボット２３はオペレータ１１と同じ動作をするので、観察者２１からロボット２３を見ると、オペレータ１１がロボット２３と入れ替わったような状態である。しかし、ロボット２３のおおよその形状はオペレータ１１のそれに近いが、その外観は大きく異なっている。そこで、ＨＭＰ２２によってオペレータ１１の画像をロボット２３に投影し、ロボット２３にオペレータ１１と同じ表情や質感を与えるのである。
【００２９】
つまり、観察者２１からロボット２３を見たときに、ロボット２３が恰もオペレータ１１自身であるように見せるための画像が、ＨＭＰ２２から投影される。しかもその画像はオペレータ１１の動き及び表情などに応じて変化する。これによって、機械的な部品によっては表現することの困難な細かい形状、色、質感などを視覚的に実現することができ、また、オペレータ１１の表情をロボット２３上で再現することができる。オペレータ１１又は観察者２１の位置が変化した場合であっても、それぞれの位置及び姿勢が検出されており、それぞれの位置及び姿勢に応じて、ＨＭＰ２２から投影すべき画像が生成される。そのために画像処理部２６において行われる画像処理の内容それ自体については、イメージ・ベースト・レンダリングの手法などの公知の画像処理技術を利用することが可能である。
【００３０】
ＨＭＰ２２から投影された画像は、ロボット２３の表面に塗布された再帰性反射材ＲＵによって反射され、観察者２１に鮮明な画像（映像）を提示する。ここで、再帰性反射材ＲＵは、光源の方向に強い指向性を持って反射する材料であり、コーナーキューブアレイ又はガラスビーズなどを用いて実現される。したがってロボット２３に投影された画像は、観察者２１の視線方向に高い輝度を有する。観察者２１は、ロボット２３上に投影された画像を極めて高い輝度で観察することができる。
【００３１】
なお、移動カメラ１４によりオペレータ１１を撮影する際に、腕や衣服などにより死角となって移動カメラ１４によっては撮影できない部分が生じる。死角となった部分の画像は、ＨＭＰ２２によって投影することができず、したがってその部分の画像はロボット２３に表示されない。しかし、移動カメラ１４から見て死角の部分は観察者２１から見ても死角となるので、何ら問題はない。なお、上に述べた画像提示方法に関し、本発明者らの提案した特願平１０−１７２７２２号を参照することができる。
【００３２】
次に、上のように構成された画像提示装置１の動作について説明する。
【００３３】
オペレータ１１は、映像提示装置１２により提示された観察者２１の映像を見ながら、観察者２１を看護するための動作を行う。オペレータ１１の動作は、そのままロボット２３の動作となり、ロボット２３によって観察者２１の看護が行われる。
【００３４】
オペレータ１１の映像が移動カメラ１４によって捕らえられ、その映像がＨＭＰ２２によってロボット２３に投影される。オペレータ１１の声もマイクロフォンにより捕らえられ、効果音が加えられてロボット２３のスピーカーから発せられる。
【００３５】
観察者２１は、ロボット２３によって看護を受けるのであるが、ロボット２３にはオペレータ１１の画像が投影されているので、ロボット２３が恰もオペレータ１１自身であるように見える。すなわち、観察者２１は、オペレータ１１の表情などを細かく観察することができる。このように、観察者２１は、ロボット２３ではなく、オペレータ１１を見ながら、またオペレータ１１と会話をしながら、看護を受けることとなる。したがって、観察者２１からロボット２３を観察したときに、そこにオペレータ１１の姿や細かい表情の動きを読み取ることができ、機械によって看護を受けるという不安感を和らげ、心理的な抵抗を低減することができる。
【００３６】
なお、オペレータ１１についても、テレイグジスタンスの利点である白由な運動を自然に伝えながら遠隔から介護を行えるので、現場に行って介護を行うのと同等の効果をあげられる。
【００３７】
なお、位置・姿勢制御部１５，２５及び画像処理部１６，２６は、いずれのコックピットＣＰ１，２に配置されてもよく、コックピットＣＰ１，２以外の場所に配置されてもよい。それらは、互いに別個の装置として構成することも可能であり、また、全体で１つの装置として構成することも可能である。また、例えば、位置・姿勢制御部１５をＨＭＰ１２Ｂ又はロボット２３に組み込んだり、画像処理部１６をロボット２３又は映像提示装置１２に組み込んだりすることも可能である。
〔第２の実施形態〕
図２は本発明に係る第２の実施形態の画像提示装置１Ｂの構成を示すブロック図、図３は画像提示装置１Ｂの構成を模式的に示すブロック図である。なお、第２の実施形態の画像提示装置１Ｂにおいて、第１の実施形態の画像提示装置１の構成要素に対応する構成要素については同じ数字符号を付し、その説明を省略し又は簡略化する。以下同様である。
【００３８】
画像提示装置１Ｂにおいては、コックピットＣＰ１にもロボット２３と同様なロボット１３Ｂが配備されている。ロボット１３Ｂの表面には再帰性反射材ＲＵが塗布されている。ロボット１３Ｂは、観察者２１の動きに追従して動くように、位置・姿勢制御部１５Ｂからの制御信号によって制御される。つまり、ロボット１３Ｂは、観察者２１の位置及び姿勢と同じ状態となるように制御される。
【００３９】
第１の実施形態の移動カメラ１４に代えて、ロボット１３Ｂの頭部に組み込まれた頭部カメラ１４Ｂが用いられる。頭部カメラ１４Ｂは、ロボット１３Ｂの向いた方向の画像をリアルタイムで撮影し、その画像情報をコックピットＣＰ２の画像処理部２６Ｂに送出する。
【００４０】
また、第１の実施形態の映像提示装置１２に代えて、ＨＭＰ１２Ｂが用いられる。オペレータ１１がＨＭＰ１２Ｂを頭部に装着し、ＨＭＰ１２Ｂからロボット１３Ｂに向かって画像を投影する。
【００４１】
すなわち、ＨＭＰ１２Ｂは、画像処理部１６Ｂから出力される画像情報に基づいて、オペレータ１１の視点と光学的に共役な位置から前方に向かって画像を投影する。これによって、オペレータ１１にとって、ロボット１３Ｂが恰も観察者２１自身であるかのように見える。
【００４２】
このように、第２の実施形態の画像提示装置１Ｂにおいて、オペレータ１１は、観察者２１と同じ姿勢をしたロボット１３Ｂを看護する。ロボット１３Ｂには観察者２１の画像が投影されているので、実際の観察者２１を看護するように感じられる。したがって、オペレータ１１が観察者２１を抱き上げたりする場合に、より一層リアルに看護を行うことができる。
【００４３】
上に述べた画像提示装置１Ｂにおいて、オペレータ１１が再帰性反射材ＲＵを塗布した衣服や手袋を着用し、ＨＭＰ１２Ｂからの画像を自分の衣服や手袋上に投影することによって、ロボット２３Ｂの位置又は姿勢を確認することができる。
【００４４】
つまり、例えば、オペレータ１１が自分の手を見ることによって、ロボット２３Ｂも同じようにその手を見るように動作するので、ロボット２３Ｂの手が頭部カメラ２４Ｂによって撮影され、その画像がＨＭＰ１２Ｂからオペレータ１１の手に投影される。オペレータ１１は、自分の手に投影された画像を見ることによって、ロボット２３Ｂの手の状態を確認することができる。
【００４５】
これによって、オペレータ１１は、自分の手の動きとロボット２３Ｂの手の動きとの時間的又は位置的なずれを知ることができ、それを自分自身でフィードバックすることによってより精密な作業を行うことが可能となる。
【００４６】
ところで、ＨＭＰ１２Ｂから投影される画像の光が頭部カメラ１４Ｂに直接に入射すると、頭部カメラ１４Ｂの撮影可能な明かるさの範囲を越えることがある。そうなると、頭部カメラ１４Ｂは、所謂「目眩まし」の状態となり、正常な撮影を行うことができない。ＨＭＰ２２Ｂと頭部カメラ２４Ｂとの関係においても同様である。これを防止するためには、ＨＭＰ１２Ｂから投影される画像の光が頭部カメラ１４Ｂに入射しないようにすればよい。そのためには次の方策がある。
【００４７】
第１の方策は、画像処理部１６Ｂによって、ＨＭＰ１２Ｂに出力する画像情報のうちの頭部カメラ１４Ｂに対応する部分の画像を黒画像としておく。そのためには、位置・姿勢制御部１５Ｂ，２５Ｂに入力される信号又はそれらから出力される制御信号などに基づいて、画像中の所定の領域を黒領域とする処理を行う。
【００４８】
第２の方策は、ＨＭＰ１２Ｂの前に液晶シャッターなどを配備し、頭部カメラ１４Ｂに入射しようとする部分の光を選択的に遮断する。第３の方策は、ＨＭＰ１２Ｂの前と頭部カメラ１４Ｂの前とに互いに偏光角度の異なる偏光フィルタを配置する。
【００４９】
なお、第１の方策及び第２の方策を用いる際には、観察者２１の目の画像がロボット１３Ｂに投影されるよう、つまり観察者２１の表情が分かるよう、観察者２１の目の位置とロボット１３Ｂの目の位置（頭部カメラ１４Ｂが配置される位置）とをずらしておく必要がある。
〔第３の実施形態〕
図４は本発明に係る第３の実施形態の画像提示装置１Ｃの構成を示すブロック図である。
【００５０】
第３の実施形態の画像提示装置１Ｃでは、３つのコックピットＣＰ１〜３が設けられる。第３のコックピットＣＰ３には、２つのロボット１３Ｃ，２３Ｃが配備される。それぞれのロボット１３Ｃ，２３Ｃには、頭部カメラ１４Ｃ，２４Ｃの他に、ＨＭＰ１８Ｃ，２８Ｃが搭載されている。ＨＭＰ１８Ｃ，２８Ｃは、互いに相手のロボット２３Ｃ，１３Ｃに対して画像を投影する。
【００５１】
第２のコックピットＣＰ１では、移動カメラ１７Ｃによってオペレータ１１を撮影する。移動カメラ１７Ｃにより得られたオペレータ１１の画像は、画像処理部１９Ｃを経て、ＨＭＰ１８Ｃによって投影される。
【００５２】
第３のコックピットＣＰ３では、移動カメラ２７Ｃによってオペレータ２１を撮影する。移動カメラ２７Ｃにより得られたオペレータ２１の画像は、画像処理部２９Ｃを経て、ＨＭＰ２８Ｃによって投影される。
【００５３】
上に述べた画像提示装置１Ｃの動作は、基本的には画像提示装置１Ｂと同様であるが、それぞれ相手のオペレータ１１，２１がテレイグジスタンスを行っているロボット１３Ｃ，２３Ｃの画像が、それぞれのオペレータ１１，２１の映像提示装置１２Ｃ，２２Ｃによって提示される。したがって、オペレータ１１，２１は、それぞれロボット１３Ｃ，２３Ｃによってテレイグジスタンスを行っている相手を見ながらそれぞれテレイグジスタンスを行い、現実世界を共有し、実体験することができる。
〔第４の実施形態〕
図５は本発明に係る第４の実施形態の画像提示装置１Ｄの構成を示すブロック図である。
【００５４】
第４の実施形態の画像提示装置１Ｄは、第３の実施形態の画像提示装置１Ｃと基本的に同じであるが、次の点で異なる。すなわち、コックピットＣＰ１，２にもロボット２０Ｄ，３０Ｄが配備されている。ロボット２０Ｄ，３０Ｄの表面には再帰性反射材ＲＵが塗布されている。ロボット２０Ｄ，３０Ｄは、オペレータ２１，１１の動きに追従して動くように、位置・姿勢制御部２５Ｄ，１５Ｄからの制御信号によって制御される。
【００５５】
第３の実施形態の移動カメラ１７Ｃ，２７Ｃに代えて、ロボット２０Ｄ，３０Ｄの頭部に組み込まれた頭部カメラ１７Ｄ，２７Ｄが用いられる。また、映像提示装置１２Ｃ，２２Ｃに代えて、ＨＭＰ１２Ｄ，２２Ｄが用いられる。
【００５６】
この実施形態の画像提示装置１Ｄでは、それぞれ相手のオペレータ１１，２１がテレイグジスタンスを行うロボット１３Ｄ，２３Ｄの画像が、それぞれのオペレータ１１，２１の目前のロボット２０Ｄ，３０Ｄに投影される。オペレータ１１，２１は、ロボット２０Ｄ，３０Ｄに投影された画像を見ながらテレイグジスタンスを行う。
〔第５の実施形態〕
図６は本発明に係る第５の実施形態の画像提示装置１Ｅの構成を示すブロック図である。
【００５７】
第５の実施形態の画像提示装置１Ｅでは、ロボット１３Ｅは、ロボット制御部４２Ｅによって制御される。その際に、ロボット１３Ｅの位置及び姿勢を示す信号がロボット制御部４２Ｅにフィードバックされる。
【００５８】
グラフィックエンジン４１Ｅは、ロボット１３Ｅ及びオペレータ１１のそれぞれの位置及び姿勢に基づいて、ＣＧ画像（コンピュータグラフィックス画像）を生成する。生成したＣＧ画像が、ＨＭＰ１２Ｅからロボット１３Ｅに向かって投影される。
【００５９】
画像提示装置１Ｅによると、グラフィックエンジン４１Ｅで生成した任意の画像をロボット１３Ｅに投影することができる。
【００６０】
上に述べた各実施形態の動作及び効果は、次のように表すこともできる。つまり、オペレータ１１及び観察者２１などにより観察される画像のうち、大まかな形状をロボットによって作り、細かな部分をＨＭＰから投影される画像によって作り、リアリティを増大させる。これによって、オペレータ１１又は観察者２１による外部世界との物理的接触又は作業をロボットにより行い、精神的接触をそのロボットに投影された映像により行うことが可能になるのである。
【００６１】
これは、コンピュータグラフィックスにおけるテクスチャマッピングの現実世界における実装と見ることもできる。
【００６２】
上に述べた実施形態において、オペレータ１１及び観察者２１の動きに追従してロボットがリアルタイムで動くように制御したが、オペレータ１１又は観察者２１の動きを予め撮影しておき、撮影した映像の再生に合わせてロボットを動かすようにしてもよい。また、オペレータ１１及び観察者２１の実画像のみでなく、ＣＧ画像を重畳させてもよい。ロボットとして人型のロボットを用いたが、それに限らず、例えば、ペットロボット、又は壁からアームのみが延びているようなマニピュレータ型のロボットなどにも適用可能である。
【００６３】
さらに、画像提示装置１，１Ｂ〜Ｅの全体又は各部の構成、配置、個数、動作内容又は動作順序、及び動作タイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によると、機械的な部品によっては表現することの困難な細かい形状、色、質感などを視覚的に実現することができる。
【００６５】
したがって、例えばテレイグジスタンスシステムのロボットによって看護を受ける場合などにおいて、機械によって看護を受けるという不安感を和らげ、心理的な抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の画像提示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の画像提示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態の画像提示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本発明に係る第３の実施形態の画像提示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る第４の実施形態の画像提示装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る第５の実施形態の画像提示装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１Ｂ〜Ｅ画像提示装置
１１オペレータ（観察者）
１２Ｂ，１２Ｄ，１２ＥＨＭＰ（投影手段、第２の投影手段）
１３Ｂ〜１３Ｅロボット（第２のロボット、物体）
１４移動カメラ（撮影手段）
１４Ｂ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）
１５位置・姿勢制御部（制御手段）
１５Ｂ〜１３Ｄ位置・姿勢制御部（制御手段、第２の制御手段）
１６Ｂ〜１６Ｄ画像処理部（防ぐ手段）
１７Ｃ移動カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）
１７Ｄ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）
２１観察者（オペレータ）
２２ＨＭＰ（投影手段）
２２Ｂ，２２ＤＨＭＰ（投影手段、第２の投影手段）
２３ロボット（物体）
２３Ｂ〜２３Ｄロボット（第２のロボット、物体）
２４Ｂ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）
２５Ｂ〜２３Ｄ位置・姿勢制御部（制御手段、第２の制御手段）
２６Ｂ〜２６Ｄ画像処理部（防ぐ手段）
２７Ｃ移動カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）
２７Ｄ頭部カメラ（撮影手段、第２の撮影手段）
４１Ｅグラフィックエンジン（画像生成手段）
４２Ｅロボット制御部（制御手段）
ＲＵ再帰性反射材

Claims

観察者から観察される位置に再帰性反射材が塗布されたロボットと、前記ロボットをオペレータの動きに追従して動くように制御する制御手段と、前記ロボットを観察する前記観察者の位置に対応する位置から前記オペレータの映像を撮影する撮影手段と、前記観察者の位置から前記ロボットに向かって前記オペレータの映像を投影する投影手段と、を有することを特徴とする画像提示装置。
前記オペレータによる観察が可能であって再帰性反射材が塗布された第２のロボットと、前記第２のロボットを前記観察者の動きに追従して動くように制御する第２の制御手段と、前記第２のロボットを観察するオペレータの位置に対応する位置から前記観察者の映像を撮影する第２の撮影手段と、前記オペレータの位置から前記第２のロボットに向かって前記観察者の映像を投影する第２の投影手段と、を有してなる請求項１記載の画像提示装置。
前記撮影手段は、前記ロボットを観察する観察者の視点に対応する位置に設けられ、前記第２の撮影手段は、前記第２のロボットを観察するオペレータの視点に対応する位置に設けられ、前記投影手段から前記ロボットに向かって投影される映像の光が前記第２の撮影手段に入射することを防ぐ手段、及び前記第２の投影手段から前記第２のロボットに向かって投影される映像の光が前記撮影手段に入射することを防ぐ手段が設けられてなる、請求項２記載の画像提示装置。
前記制御手段は、前記オペレータの動きの検出信号に基づいて、前記ロボットの動作を制御する構成となっていることを特徴とする、請求項１に記載の画像呈示装置。