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直接操作のための階層的な時空間分解能を持つ物理ベースモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 13750333
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 情報通信工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

長谷川 晶一  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (10323833)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2001年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード力覚インタフェース / 物理ベースモデリング / 把持 / ペナルティ法 / クーロン摩擦 / 衝突判定 / 力覚提示 / GJK / 張力制御
研究概要

近年の計算機の高速化により,物理法則に基づいて物体の動きをシミュレーションし,3DCG映像を作り出すこと(=物理ベースモデリング)ができるようになった.例えば,仮想の積み木の塔が崩れる様子を,リアルタイムに作り出すことができる.一方,力覚提示装置によって手に力を返すことで,仮想の積み木に触った感触を人に与えることもできるようになった.しかし,仮想の積み木の塔を手で崩したり,組み立てたりすることは実現されていない.これは,力覚提示のために必要なシミュレーションの更新周期が視覚提示に比べて非常に高いため,シミュレーションが間に合わないからである.
従来の物理ベースモデリングでは,拘束条件を正確に解く事で,少ない更新周期で正確なシミュレーションを行っていた.本研究はペナルティ法に基づいたシミュレータを構築することで,一回の更新に必要な計算時間が少なく,高速に更新することが容易なシミュレータを提案した.提案シミュレータは,接触部分の形状を求め,接触領域全体を考慮して抗力と摩擦力を求めるため,自然な運動を表現できる.
また,本研究では仮想物体の自然な把持操作を実現するための,剛体の提示方法を提案するとともに,力覚提示に必要な更新が高速な物理ベースモデリングを実現した.提案した剛体モデルは,人の把持特性を考慮して提示力を制御するため,剛体の変形しないという性質の再現性に優れている.これにより,従来のばねモデルを用いた方法に比べて容易に把持操作を行うことができるようになった.

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠: "フォースディスプレイを用いた剛物体操作のための物体形状と外力の提示方法"日本バーチャルリアリティ学会論文誌. Vol.7 No.3. 323-338 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shoichi Hasegawa, Nobuaki Fujii, Yasuharu Koike, Makoto Sato: "Real-Time Rigid Body Simulation for Polyhedral Object Based on Accurate Penalty Method"Proc. of 6th International Conference on Motion and Vibration Control. (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shoichi Hasegawa, Nobuaki Fujii, Yasuharu Koike, Makoto Sato: "Real-time Rigid Body Simulation Based on Volumetric Penalty Method"Proc. of Eleventh Symposium on Haptic Interface for Virtual Environment and Teleoperator Systems. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 長谷川晶一, 小池康晴, 河野芳郎, 佐藤 誠: "力覚提示装置を用いた多指による物体操作のための把持力と外力の提示方法"日本バーチャルリアリティ学会第6回大会論文集. 139-142 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 長谷川晶一, 小池康晴, 河野芳郎, 佐藤 誠: "力覚提示装置を用いた多指による物体操作のための把持力と外力の提示方法"日本バーチャルリアリティ学会第6回大会論文集. 139-142 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 井上雅晴, 金 時学, 長谷川晶一, 佐藤 誠: "2次計画法を用いたワイヤ駆動型力覚ディスプレイのための張力計算アルゴリズム"日本バーチャルリアリティ学会第6回大会論文集. 91-94 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 白井暁彦, 井上雅晴, 鄭 承殊, 田上信一郎, 外山 篤, 藤井伸旭, 平井卓哉, 松本直樹, 三浦雄文, 長谷川晶一, 佐藤 誠: "力覚ディスプレイを用いた子供向けVRゲームコンテンツ;「ペンギンホッケー」"日本バーチャルリアリティ学会第6回大会論文集. 161-164 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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