2019 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of Low-cost and High Immersive Locomotion Platform Basic Technology
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19H04158
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
脇田 航 広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (80584094)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ロコモーションインタフェース / 歩行プラットフォーム / モーションプラットフォーム / バーチャルリアリティ / 体性感覚 / 歩行感覚 / 臨場感 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，ルームスケールを超えたVR体験を安全で低コストかつ高没入に実現可能なロコモーションプラットフォームとして，歩行プラットフォームおよびモーションプラットフォームに関する基盤技術を構築する方法を確立することである．歩行プラットフォームについては，1) 大腿部が拘束された状態で全身の歩行動作を推定し，2) VR空間内の自分自身の分身となるアバターを操作可能にし，3) 推定した歩行動作から歩行距離や速度を高精度に推定可能にする．モーションプラットフォームについては，1) いかなる揺動状態においても伸縮速度170mm/sec以上の揺動速度を実現し，2) ロール方向とピッチ方向のみの揺動でどこまで慣性力や路面振動，風などの外力による効果を高臨場に呈示できるのかを明らかにし，3) ユーザの荷重のかけ方に応じてインタラクティブに揺動可能にする．
2019年度において，歩行装置に関しては，大腿部が拘束された状態において下半身の姿勢を推定し，上半身はトラッカーを用いることで全身のアバターを操作可能となっている．モーションプラットフォームに関しては，Type1に関してはいかなる揺動状態においても最高伸縮速度200㎜/secに達することを確認することができた．Type2においては，Type1に比べて揺動角度が大きくなるものの，Type1に比べてアクチュエータにかかる負荷が大きくなることがわかった．また，ドライビングシミュレータから取得した慣性力をもとに揺動制御し，急減速（0.3G）を再現することができた．さらには，人型ロボットの搭乗感覚の再現を試み，足が地面に着地した際の撃力および歩行時の振動をシミュレーションし，上下運動をピッチ回転に置き換えても違和感なく歩行感覚を呈示できることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
歩行プラットフォームに関しては，当初の目的である，1) 大腿部が拘束された状態で全身の歩行動作を推定し，2) VR空間内の自分自身の分身となるアバターを操作可能にし，3) 推定した歩行動作から歩行距離や速度を高精度に推定可能にする．の3項目中，2つ目まで実現できており，3番目の高精度化が課題として残されている．しかしながら，プラットフォームの装置構造が複雑で，強度の問題が明らかとなったことから，よりシンプルで，全体重を預けても安全に使用可能な構造を模索する必要がある．モーションプラットフォームに関しては，当初の目的である，1) いかなる揺動状態においても伸縮速度170mm/sec以上の揺動速度を実現し，2) ロール方向とピッチ方向のみの揺動でどこまで慣性力や路面振動，風などの外力による効果を高臨場に呈示できるのかを明らかにし，3) ユーザの荷重のかけ方に応じてインタラクティブに揺動可能にする．の3項目中，1項目は達成し，2項目に取り組んでいる．しかしながら，構造上2タイプ考えられ，Type1は揺動角度が±20度まで実現でき，いかなる揺動状態においても最高速度に達することはできたが，Type2においては±30度まで実現することができたものの，アクチュエータや筐体に負荷がかかり，耐久性の問題やアクチュエータにかかる負荷の問題が明らかとなった．このため，より安全に使用可能な装置構造を模索していく必要がある．以上により，新たな問題がでてきたものの，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
歩行プラットフォームに関しては，当初の目的で残された課題である，3) 推定した歩行動作から歩行距離や速度を高精度に推定可能にする．に取り組む．また，プラットフォームの装置構造が複雑で，強度の問題が明らかとなったことから，よりシンプルで，全体重を預けても安全に使用可能な構造を模索していく．モーションプラットフォームに関しては，当初の目的で残された課題である，2) ロール方向とピッチ方向のみの揺動でどこまで慣性力や路面振動，風などの外力による効果を高臨場に呈示できるのかを明らかにし，3) ユーザの荷重のかけ方に応じてインタラクティブに揺動可能にする．について取り組む．また，Type2においては±30度まで実現することができたものの，アクチュエータや筐体に負荷がかかり，耐久性の問題やアクチュエータにかかる負荷の問題が明らかとなったことから，より安全に使用可能な装置構造を模索していく．
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Research Products
(15 results)
