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公開番号2025124080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2025021568
出願日2025-02-13
発明の名称仮想マネキンの位置合わせ
出願人ダッソーシステムズ,DASSAULT SYSTEMES
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類G06T 13/40 20110101AFI20250818BHJP(計算;計数)
要約【課題】本開示は、特に、第1の仮想マネキンを第2の仮想マネキンと位置合わせするためのコンピュータ実施方法に関する。
【解決手段】方法は、第2の仮想マネキンの第1の姿勢にマッチする第1の仮想マネキンの第1の姿勢を取得すること(S10)を含む。方法は、第2の仮想マネキンの関節に関連付けられた第1の仮想マネキンの関節の位置の間のオフセットを決定すること(S20)を含む。方法は、第2の仮想マネキンのジェスチャーを取得すること(S30)を含む。方法は、ジェスチャーの各第2の姿勢について、第2の仮想マネキンの第2の姿勢にマッチする第1の仮想マネキンの第2の姿勢を決定すること(S40)を含む。関連付けられた関節間の決定されたオフセットは、決定された各第2の姿勢に維持される。このような方法は、第1の仮想マネキンを第2の仮想マネキンと位置合わせするための改善された解決策を形成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の仮想マネキンを第２の仮想マネキンと位置合わせするためのコンピュータ実施方法であって、
前記第２の仮想マネキンの第１の姿勢にマッチする前記第１の仮想マネキンの第１の姿勢を取得することであって（Ｓ１０）、各仮想マネキンは、それぞれが各接合部を表す関節と、それぞれが各関節のペアを接続するセグメントとを含み、前記第１の仮想マネキンの前記関節の少なくとも一部のそれぞれの関節は、前記第２の仮想マネキンのそれぞれの関節に関連付けられ、前記第１の仮想マネキンの各関節及び一緒に関連付けられた前記第２の仮想マネキンの関節は、同じそれぞれの接合部を表す、ことと、
前記第２の仮想マネキンの所与の関節に関連付けられた前記第１の仮想マネキンの所与の関節ごとに、前記第１の仮想マネキンの前記所与の関節の位置と前記第２の仮想マネキンの前記所与の関節の位置との間のオフセットを決定することであって（Ｓ２０）、前記オフセットは、関節の少なくとも１つの関連付けに対して非ゼロであると決定される、ことと、
前記第２の仮想マネキンのジェスチャーを取得することであって（Ｓ３０）、前記ジェスチャーは、前記第２の仮想マネキンの１つ以上の第２の姿勢を含む、ことと、
前記ジェスチャーの各第２の姿勢について、前記第２の仮想マネキンの前記第２の姿勢にマッチする前記第１の仮想マネキンの第２の姿勢を決定することであって（Ｓ４０）、前記関連付けられた関節間の前記決定されたオフセットは、各決定された第２の姿勢に維持される、ことと
を含む方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１の仮想マネキンは、単一のセグメントによって接続された関連付けられた関節の少なくとも１つの第１のペアを含み、前記第２の仮想マネキンは、各第１のペアについて、前記第１のペアのそれらに関連付けられた前記関節間の２つ以上のセグメントを含み、前記第１の姿勢で各第１のペアを接続する前記単一のセグメントの長さは、少なくとも１つの第２の姿勢でのそれとは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各仮想マネキンの前記関節は、少なくとも４つの遠位関節を含み、前記セグメントは、各仮想マネキンについて、前記関節のペアを前記遠位関節まで連続的に接続し、前記第１の仮想マネキンの各遠位関節は、前記第２の仮想マネキンのそれぞれの遠位関節に関連付けられ、前記遠位関節の各関連付けについて決定されたオフセットはゼロである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
各遠位関節は、向きを有し、前記関連付けられた遠位関節間の向きは、決定された各第２の姿勢で等しい、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の仮想マネキンの前記第１の姿勢にマッチする前記第１の仮想マネキンの前記第１の姿勢を取得すること（Ｓ１０）は、前記関節の関連付け間の累積距離の最小化を実行することを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の仮想マネキンは、２つの関連付けられた関節に接続された少なくとも１つの関節を含み、前記第１の仮想マネキンの前記第２の姿勢を決定すること（Ｓ４０）は、前記少なくとも１つの関節を前記２つの関連付けられた関節と位置合わせすることを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
各仮想マネキンは、それぞれの皮膚形状を表し、前記第１の仮想マネキンは、前記第１の仮想マネキンによって表される前記皮膚形状上に配置された頂点を有するメッシュを含み、前記第２の仮想マネキンは、前記第２の仮想マネキンによって表される前記皮膚形状上に配置された表面目印を含み、前記方法は、前記第２の仮想マネキンの前記第２の姿勢とマッチする前記第１の仮想マネキンの前記第２の姿勢を決定すること（Ｓ４０）の後に、前記第２の仮想マネキンの前記表面目印とマッチするように前記第１の仮想マネキンの前記メッシュを変形することをさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記メッシュを変形することは、前記第１の仮想マネキンの各セグメントについて、
前記第１の仮想マネキンの前記セグメントに属する前記メッシュの前記頂点を決定することと、
前記結果として生じるメッシュが前記表面目印を含むように、前記決定された頂点の前記位置を修正することとを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記メッシュを変形することは、前記位置を修正することの前に、前記セグメントに沿った第１の軸と、互いにおよび前記第１の軸に垂直な２つの第２の軸とを含むローカル座標系を決定することをさらに含み、前記決定された頂点は、前記決定されたローカル座標系内の座標を有し、前記位置を修正することは、各決定された頂点について、前記２つの第２の軸に沿った前記頂点の前記座標を修正することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記メッシュを変形することは、前記第１の軸に沿った連続する表面目印の各ペアについて、
前記ペアの前記連続する表面目印間の形状関数を決定することと、
前記決定された形状関数及び補間関数に基づいて、前記ペアの前記表面目印間の前記メッシュに適用される変形係数を推定することとをさらに含み、
前記２つの第２の軸に沿った前記頂点の前記座標を修正することは、前記２つの第２の軸に沿った前記頂点の前記座標に、前記推定された変形係数を乗算することを含む請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンピュータプログラム及びシステムの分野に関し、より具体的には、第１の仮想マネキンを第２の仮想マネキンと位置合わせする方法、システム及びプログラムに関する。
続きを表示（約 4,100 文字）【背景技術】
【０００２】
オブジェクトの設計、エンジニアリング、製造のために、多くのシステムとプログラムが市場で提供されている。ＣＡＤは、コンピュータ支援設計の頭字語であり、たとえば、オブジェクトを設計するためのソフトウェアソリューションに関連する。ＣＡＥは、コンピュータ支援エンジニアリングの頭字語であり、たとえば、将来の製品の物理的動作をシミュレートするためのソフトウェアソリューションに関連する。ＣＡＭは、コンピュータ支援製造の頭字語であり、たとえば、製造プロセスと操作を定義するためのソフトウェアソリューションに関連する。このようなコンピュータ支援設計システムでは、グラフィカルユーザインターフェースが技術の効率に関して重要な役割を果たす。これらの技術は、製品ライフサイクル管理（ＰＬＭ）システム内に組み込まれ得る。ＰＬＭは、企業が製品データを共有し、共通のプロセスを適用し、企業の知識を活用して、拡張エンタープライズの概念にわたって、構想からそれらの寿命の終わりまでの製品の開発を支援するビジネス戦略を指す。ダッソーシステムズによって（ＣＡＴＩＡ、ＥＮＯＶＩＡ、ＤＥＬＭＩＡの商標の下で）提供されるＰＬＭソリューションは、製品エンジニアリングの知識を整理するエンジニアリングハブ、製造エンジニアリングの知識を管理する製造ハブ、およびエンタープライズ統合とエンジニアリングおよび製造ハブの両方への接続とを可能にするエンタープライズハブを提供する。このシステムは全体として、製品、プロセス、リソースをリンクさせるオープンオブジェクトモデルを提供して、ダイナミックな知識ベースの製品製作および最適化された製品定義、製造準備、生産、およびサービスを推進する意思決定支援を可能にする。
【０００３】
これらのＣＡＤソリューションでは、仮想マネキンを使用して仮想環境で人間をエミュレートし、設計の初期段階で、現実世界での実際のプロトタイプのかなり前に、オブジェクトの適合性を設計し、評価し、査定することができる。例えば、これらの仮想マネキンを使用して、オブジェクトの設計がさまざまな形状およびサイズの人間に適合していることをチェックしたり、人間を配置した状態でオブジェクトをリアルに見たりすることができる。特に、既存のデジタルヒューマンモデリング（ＤＨＭ）ソリューションは、幅広い形状及び寸法を有する姿勢モデリングの観点から、人間を正確にエミュレートすることができる。
【０００４】
仮想マネキンの使用における主な制限は、その配置にある。実際、仮想マネキンの配置は、最的な骨格構成を決定すること、および骨格に従って（骨格を包む）皮膚を形作って、その結果得られる姿勢がタスクシナリオに適合して自然かつリアルに見えるようにすることを含む。この点において、従来の方法から人工知能（ＡＩ）に基づく予測技術に至るまで、著しい進歩があった。幾何学的モデリングに関する文献は、骨格の姿勢の変化に応じて異なる形状の仮想マネキンを作成するための多種多様な技術を提供する。しかしながら、仮想マネキンの配置は依然として複雑で時間がかかり、それを自動的に行うための効率的な方法は存在しない。
【０００５】
特に、適切な標準化の欠如とアプリケーション固有のモデリングの結果、単純なものから複雑なものまで、さまざまな精度で人間の動作を模倣する仮想マネキンが生まれた。いくつかのＤＨＭアプリは、多様な機能を備えて市販されており、いくつかの仮想マネキンは、人体計測とリンケージ構造の精度を重視しているが、他の仮想マネキンは、姿勢／動きモデリングと生体力学が得意であり、その他の仮想マネキンは、動作と認知の側面を重視している。このばらつきのため、ＣＡＤシステム全体に存在する相互運用性の問題が、仮想マネキンにも継承される。同じ組織内または共同組織内で複数のデジタルヒューマンアプリの使用が増えるにつれて、データ交換の観点からこれらのアプリ間の通信の必要性が高まっている。
【０００６】
したがって、同じ製品の設計に、異なる仮想マネキンが一般的に関与する。例えば、ある仮想マネキンは、人間工学計算に使用することができ、別の仮想マネキンは、仮想レンダリングに使用することができる。しかしながら、これらの異なる仮想マネキンの姿勢を互いに関連して再現するための効果的な方法は、特にそれらが同じ関節を有さないために存在しない。したがって、使用される仮想マネキンのそれぞれは、それらが同じジェスチャーを実行している場合でも、手動で再配置されなければならない。第１の仮想マネキンのジェスチャーが決定されると、同じジェスチャーに従って他方の仮想マネキンを自動的に配置することができることは有用であろうが、それを自動的かつ正確に行うための効率的な方法は存在しない。
【０００７】
この文脈では、第１の仮想マネキンを第２の仮想マネキンと位置合わせするための改善された解決策が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、第１の仮想マネキンを第２の仮想マネキンと位置合わせするためのコンピュータ実施方法が提供される。方法は、第２の仮想マネキンの第１の姿勢にマッチする第１の仮想マネキンの第１の姿勢を取得することを含む。各仮想マネキンは、それぞれが各接合部を表す関節と、それぞれが各関節のペアを接続するセグメントとを備える。第１の仮想マネキンの関節の少なくとも一部の各関節は、第２の仮想マネキンの各関節に関連付けられる。第１の仮想マネキンの関節及び一緒に関連付けられた第２の仮想マネキンの関節のそれぞれは、両方とも同じそれぞれの接合部を表す。方法は、第２の仮想マネキンの所与の関節に関連付けられた第１の仮想マネキンの所与の関節ごとに、第１の仮想マネキンの所与の関節の位置と第２の仮想マネキンの所与の関節の位置との間のオフセットを決定することを含む。関節の少なくとも１つの関連付けについて決定されたオフセットは、非ゼロである。方法は、第２の仮想マネキンのジェスチャーを取得することを含む。ジェスチャーは、第２の仮想マネキンの１つまたは複数の第２の姿勢を含む。方法は、ジェスチャーの各第２の姿勢について、第２の仮想マネキンの第２の姿勢にマッチする第１の仮想マネキンの第２の姿勢を決定することを含む。関連付けられた関節間の決定されたオフセットは、決定された各第２の姿勢に維持される。
【０００９】
方法は、以下のうちの１つまたは複数を含み得る。
【００１０】
第１の仮想マネキンは、単一のセグメントによって接続された関連付けられた関節の少なくとも１つの第１のペアを備える。第２の仮想マネキンは、各第１のペアについて、第１のペアのそれらに関連付けられた関節間の２つ以上のセグメントを備える。第１の姿勢において各第１のペアを接続する単一のセグメントの長さは、少なくとも１つの第２の姿勢のそれとは異なり、
各仮想マネキンの関節は、少なくとも４つの遠位関節を含む。セグメントは、各仮想マネキンについて、関節のペアを遠位関節まで連続的に接続する。第１の仮想マネキンの各遠位関節は、第２の仮想マネキンのそれぞれの遠位関節に関連付けられる。遠位関節の各関連付けについて決定されたオフセットはゼロであり、
各遠位関節には向きがある。関連付けられた遠位関節間の向きは、決定された各第２の姿勢で等しく、
第２の仮想マネキンの第１の姿勢にマッチする第１の仮想マネキンの第１の姿勢の取得は、関節の関連付けの間の累積距離の最小化を実行することを含み、
第１の仮想マネキンは、２つの関連付けられた関節に接続された少なくとも１つの関節を備える。第１の仮想マネキンの第２の姿勢の決定は、少なくとも１つの関節を２つの関連付けられた関節と位置合わせすることを含み、
各仮想マネキンは、それぞれの皮膚形状を表す。第１の仮想マネキンは、第１の仮想マネキンによって表される皮膚形状上に配置された頂点を有するメッシュを備える。第２の仮想マネキンは、第２の仮想マネキンによって表される皮膚形状上に配置された表面目印を備える。方法は、第２の仮想マネキンの第２の姿勢とマッチする第１の仮想マネキンの第２の姿勢の決定後に、第１の仮想マネキンのメッシュを第２の仮想マネキンの表面目印とマッチするように変形させることをさらに含み、
メッシュの変形は、第１の仮想マネキンの各セグメントについて、
第１の仮想マネキンのセグメントに属するメッシュの頂点を決定することと、
結果として生じるメッシュが表面目印を含むように、決定された頂点の位置を修正することとを含み、
メッシュの変形は、位置の修正の前に、セグメントに沿った第１の軸と、互いにおよび第１の軸に垂直な２つの第２の軸とを含むローカル座標系を決定することをさらに含む。決定された頂点は、決定されたローカル座標系内の座標を有する。位置の修正は、決定された頂点ごとに、２つの第２の軸に沿った頂点の座標を修正することを含み、
メッシュの変形は、第１の軸に沿った連続する表面目印の各ペアについて、
ペアの連続する表面目印間の形状関数を決定することと、
決定された形状関数及び補間関数に基づいて、ペアの表面目印間のメッシュに適用される変形係数を推定することとをさらに含み、
２つの第２の軸に沿った頂点の座標の修正は、２つの第２の軸に沿った頂点の座標に推定される変形係数を乗算することを含み、
第１の仮想マネキンの関節の数は、第２の仮想マネキンの関節の数よりも少なく、および／または、
第１の仮想マネキンは、人間工学的に正確な骨格であり、および／または第２の仮想マネキンは、生体力学的に正確な骨格である。
（【００１１】以降は省略されています）

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