(57)【要約】  仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成は、銃弾を発砲するために発砲機構を作動させる引き金機構を有する銃器を含む。銃器、銃弾、および銃器を保持するように配置構成されたユーザの体肢は、各々、固有指示を有する。検出配置構成は、固有指示を検出し、銃器、銃弾、またはユーザの体肢を識別および追跡し、これに応答して追跡信号を形成する。ユーザ着用の仮想現実ヘッドセットと通信するコントローラデバイスは、検出配置構成から追跡信号を受信するように、および、追跡信号から、銃器、銃弾、またはユーザの体肢の追跡と関連付けられた発砲機構による銃弾の発射を決定するように配置構成される。コントローラデバイスは、発射の決定に応答して、ユーザの体肢による引き金機構の作動に際して銃器が銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する。関連付けられた配置構成も提供される。
2021532326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成であって、
銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器と、
銃器、銃弾、および、銃器を保持するように配置構成されたユーザの体肢の各々と関連付けられた固有指示と、
固有指示を検出するように、および銃器、銃弾、またはユーザの体肢を識別および追跡し、それらに応答して追跡信号を形成するように構成された検出配置構成と、
検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信し、検出配置構成から追跡信号を受信し、追跡信号から、銃器、銃弾、またはユーザの体肢の追跡と関連付けられた発砲機構による銃弾の発射を決定するように配置構成され、発射の決定に応答して、識別されたユーザの体肢による引き金機構の作動に際して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示するコントローラデバイスと
を備える、配置構成。
【請求項２】
銃弾が空弾を含む、請求項１に記載の配置構成。
【請求項３】
コントローラデバイスが、仮想弾丸を空弾と関連付けるように、および、仮想シミュレーションにおける仮想弾丸を仮想現実ヘッドセット上に表示するように構成される、請求項２に記載の配置構成。
【請求項４】
銃器および銃弾の各々と関連付けられた固有指示が、銃器または銃弾の位置または配向を識別するように構成され、ユーザの体肢と関連付けられた固有指示が、銃器または銃弾の位置または配向との関連でユーザの体肢の位置または配向を識別するように配置構成される、請求項１に記載の配置構成。
【請求項５】
コントローラデバイスが、発射の決定に応答して、ユーザが識別された銃器の引き金機構を作動させることの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項１に記載の配置構成。
【請求項６】
コントローラデバイスが、発射の決定に応答して、発射の決定の際の識別された銃器の位置または配向に少なくとも基づいて、発射された識別された銃弾から発せられた仮想弾丸の軌道を仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項１に記載の配置構成。
【請求項７】
仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成であって、
銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器であって、銃器および銃弾の各々がそれらと関連付けられた固有指示を有する、銃器と、
固有指示を検出し、銃器および銃弾を識別するように構成された検出配置構成と、
検出配置構成と通信するように構成された送信器デバイスと、
送信器デバイスと通信するように構成され、銃器を保持するユーザと関連付けられ、発砲機構による銃弾の発射に応答して、送信器デバイスを通して銃器発射信号を検出配置構成に誘導するように構成されたセンサデバイスと、
検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信し、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示するコントローラデバイスと
を備える、配置構成。
【請求項８】
センサデバイスが、慣性センサ、運動センサ、加速度計、回転センサ、ジャイロスコープ、磁気センサ、磁力計、マイクロフォン、またはそれらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項７に記載の配置構成。
【請求項９】
銃弾が空弾を含む、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１０】
コントローラデバイスが、仮想弾丸を空弾と関連付けるように、および、仮想シミュレーションにおける仮想弾丸を仮想現実ヘッドセット上に表示するように構成される、請求項９に記載の配置構成。
【請求項１１】
センサデバイスが、ユーザの引き金を引く手に着用されるように適合された手袋または銃器と連動する、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１２】
送信器デバイスが手袋と連動する、請求項１１に記載の配置構成。
【請求項１３】
銃器および銃弾の各々と関連付けられた固有指示が、銃器または銃弾の位置または配向を識別するように構成される、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１４】
センサデバイスが、銃弾の発射によって引き起こされる銃器の加速度に応答して、銃器発射信号を生成するように構成される、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１５】
センサデバイスが、銃弾を発射することを伴わない銃器の操作が生じる際に、銃器発射信号を生成しないように構成される、請求項１４に記載の配置構成。
【請求項１６】
コントローラデバイスが、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、ユーザが識別された銃器の引き金機構を作動させることの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１７】
コントローラデバイスが、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、銃器発射信号の受信の際の識別された銃器の位置または配向に少なくとも基づいて、発射された識別された銃弾から発せられた仮想弾丸の軌道を仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項７に記載の配置構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の態様は仮想現実システムを対象とし、より具体的に言えば、仮想現実システムにおける銃器または他のハンドヘルド武器の発射をシミュレートするための配置構成を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
仮想環境を活用するシミュレートされた銃器（または他の武器）訓練は、実世界の実弾射撃訓練にいくつかの利点を与える。すなわち一態様において、シミュレートされた銃器訓練は、環境が完全に制御され、実際の布告（ｏｒｄｉｎａｎｃｅ）、発射物、または同様に危険な材料が含まれる見込みがないため、参加者の傷害または死亡のかなり低いリスクを与える。シミュレートされた訓練は、戦闘条件をシミュレートする実弾射撃演習を行うことに比べて、ロケーションの柔軟性、反復可能なテストシナリオ、および大幅に低いコストも可能にする。しかしながら、実弾訓練に比べて、シミュレートされた武器訓練システムの１つの欠点は、ユーザにより経験される現実度である。
【０００３】
仮想現実環境におけるシミュレートされた武器訓練は、典型的には、シミュレートされた兵器を含み、コンピュータにより生成されシミュレートされた兵器の反応が、訓練生により体験される。本物の弾薬筒または銃弾を使用する、または本物そっくりの銃弾を再装填する、本物の銃器または武器の発砲の直観的な応答は、典型的には、仮想現実ベースの武器訓練シミュレーションの一部ではない。さらに、典型的な仮想現実シミュレーションで使用される武器の代役または小道具は、しばしば、ユーザの身体またはすぐ近くのどこかのいずれかに配設されたコンピュータに物理的につながれる。しかしながら、この物理的につながれた小道具配置構成は、しばしば、仮想現実シミュレーションが走っている間、ユーザの動きの自由度、ユーザが武器を落とす能力を制限する場合があり、また、多数の武器、少なくとも多数の物理的な兵器代理物（小道具）を取り換えるためのソリューションをユーザに提供しない。同じシミュレートされた仮想現実訓練環境内に多数のユーザ／参加者がいるとき、典型的なソリューションは、それらのユーザ／参加者が武器を交換すること、または１人のユーザが、別の参加者により落とされた武器を拾い上げて操作することを可能にしない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、仮想環境において、本物の銃器または武器を仮想現実ベースの訓練シミュレーションに組み込むための能力に対するニーズが存在し、こうした銃器／武器は物理的にユーザにつながれず、配置構成は、ユーザ体験が、ユーザが銃器を使用して戦場（ｆｉｅｌｄ）内で実弾を発砲することとほぼ区別がつかないものであるように、本物そっくりの銃器の性能および挙動が、ユーザにより体験され得るようにする。望ましくは、ユーザが実世界において、つながれていない銃器／武器を操作できるのと同じ自由度で、つながれていない銃器／武器が、ユーザにより、拾い上げられる、下に置かれる、交換される、再装填される、または他の方法で操作されることが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記および他のニーズは、一態様において、銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器を含む仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成を提供する、本開示によって満たされる。銃器、銃弾、および銃器を保持するように配置構成されたユーザの体肢の各々と、固有指示（ｉｎｄｉｃｉｕｍ）が関連付けられる。検出配置構成が、固有指示を検出し、銃器、銃弾、またはユーザの体肢を識別および追跡し、それらに応答して追跡信号を形成するように構成される。コントローラデバイスが検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信する。コントローラデバイスは、検出配置構成から追跡信号を受信するように、および、追跡信号から、銃器、銃弾、またはユーザの体肢の追跡と関連付けられた発砲機構による銃弾の発射を決定するように配置構成される。コントローラデバイスは、発射の決定に応答して、識別されたユーザの体肢による引き金機構の作動に際して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する。
【０００６】
本開示の別の態様は、仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成を提供する。こうした配置構成が、銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器を含み、銃器および銃弾の各々がそれらと関連付けられた固有指示を有する。検出配置構成が、固有指示を検出し、銃器および銃弾を識別するように構成される。送信器デバイスが、検出配置構成と通信するように構成される。センサデバイスが、送信器デバイスと通信するように構成され、また銃器を保持しているユーザと関連付けられ、センサデバイスは、発砲機構による銃弾の発射に応答して、送信器デバイスを通して銃器発射信号を検出配置構成へ誘導するように構成される。コントローラデバイスが検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信する。コントローラデバイスは、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する。
【０００７】
したがって本開示は、限定はしないが、下記の実施形態を含む：
【０００８】
実施形態１：仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成であって、銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器と；銃器、銃弾、および、銃器を保持するように配置構成されたユーザの体肢の各々と関連付けられた固有指示と；固有指示を検出するように、および銃器、銃弾、またはユーザの体肢を識別および追跡し、それらに応答して追跡信号を形成するように構成された検出配置構成と；検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信し、検出配置構成から追跡信号を受信し、追跡信号から、銃器、銃弾、またはユーザの体肢の追跡と関連付けられた発砲機構による銃弾の発射を決定するように配置構成され、発射の決定に応答して、識別されたユーザの体肢による引き金機構の作動に際して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示するコントローラデバイスとを備える、配置構成。
【０００９】
実施形態２：銃弾は空弾を含む、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１０】
実施形態３：コントローラデバイスは、仮想弾丸を空弾と関連付けるように、および、仮想シミュレーションにおける仮想弾丸を仮想現実ヘッドセット上に表示するように構成される、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１１】
実施形態４：銃器および銃弾の各々と関連付けられた固有指示は、銃器または銃弾の位置または配向を識別するように構成され、ユーザの体肢と関連付けられた固有指示は、銃器または銃弾の位置または配向との関連でユーザの体肢の位置または配向を識別するように配置構成される、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１２】
実施形態５：コントローラデバイスは、発射の決定に応答して、ユーザが識別された銃器の引き金機構を作動させることの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１３】
実施形態６：コントローラデバイスは、発射の決定に応答して、発射の決定の際の識別された銃器の位置または配向に少なくとも基づいて、発射された識別された銃弾から発せられた仮想弾丸の軌道を仮想現実ヘッドセット上に表示する、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１４】
実施形態７：仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成であって、銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器であって、銃器および銃弾の各々はそれらと関連付けられた固有指示を有する、銃器と；固有指示を検出し、銃器および銃弾を識別するように構成された検出配置構成と；検出配置構成と通信するように構成された送信器デバイスと；送信器デバイスと通信するように構成され、銃器を保持するユーザと関連付けられ、発砲機構による銃弾の発射に応答して、送信器デバイスを通して銃器発射信号を検出配置構成に誘導するように構成されたセンサデバイスと；検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信し、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示するコントローラデバイスとを備える、配置構成。
【００１５】
実施形態８：センサデバイスは、慣性センサ、運動センサ、加速度計、回転センサ、ジャイロスコープ、磁気センサ、磁力計、マイクロフォン、またはそれらの組み合わせからなるグループから選択される、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１６】
実施形態９：銃弾は空弾を含む、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１７】
実施形態１０：コントローラデバイスは、仮想弾丸を空弾と関連付けるように、および、仮想シミュレーションにおける仮想弾丸を仮想現実ヘッドセット上に表示するように構成される、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１８】
実施形態１１：センサデバイスは、ユーザの引き金を引く手に着用されるように適合された手袋または銃器と連動する、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００１９】
実施形態１２：送信器デバイスは手袋と連動する、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００２０】
実施形態１３：銃器および銃弾の各々と関連付けられた固有指示は、銃器または銃弾の位置または配向を識別するように構成される、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００２１】
実施形態１４：センサデバイスは、銃弾の発射によって引き起こされる銃器の加速度に応答して、銃器発射信号を生成するように構成される、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００２２】
実施形態１５：センサデバイスは、銃弾を発射することを伴わない銃器の操作が生じる際に、銃器発射信号を生成しないように構成される、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００２３】
実施形態１６：コントローラデバイスは、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、ユーザが識別された銃器の引き金機構を作動させることの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００２４】
実施形態１７：コントローラデバイスは、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、銃器発射信号の受信の際の識別された銃器の位置または配向に少なくとも基づいて、発射された識別された銃弾から発せられた仮想弾丸の軌道を仮想現実ヘッドセット上に表示する、いずれかの先行実施形態、または先行実施形態のいずれかの組み合わせの、方法。
【００２５】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下に簡潔に説明された添付の図面と共に下記の詳細な説明を読むことから明らかとなろう。本開示は、本開示に記載された、または特許請求項のうちのいずれか１つ以上に列挙された、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の特徴または要素が、明示的に組み合わされるか、あるいは、本明細書の特定の態様の説明または請求項においてその他の方法で記載されるかにかかわらず、こうした特徴または要素のいずれかの組み合わせを含む。本開示は、その態様のうちのいずれかにおいて、本開示の文脈がそうではないと明確に指示していない限り、本開示の任意の分離可能な特徴または要素が組み合わせ可能であることが意図されるものと見なされるべきであるように、総合的に読み取られるものと意図される。
【００２６】
このように本開示について一般的に説明してきたが、次に添付の図面について言及し、これらの図面は必ずしも一定の縮尺ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本開示の一態様による、仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成を概略的に示す図である。
【図２Ａ】図１に示される銃器シミュレーション配置構成において実装される例示の銃器を、概略的に示す図である。
【図２Ｂ】図１に示される銃器シミュレーション配置構成において実装される例示の銃器を、概略的に示す図である。
【図３】図１に示された銃器シミュレーション配置構成による、銃器発射と関連付けられたセンサデバイスによって作り出される銃器発射信号の例を、概略的に示す図である。
【図４】図１に示された銃器シミュレーション配置構成による、弾薬筒の発射に際した銃器の配向に少なくとも部分的に基づく弾丸の軌道を、概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、下記において、添付の図面を参照しながら本開示がより完全に説明されるが、添付の図面では本開示のすべての態様ではなく、いくつかの態様が示されている。実際に、本開示は多くの異なる形態で具体化可能であって、本明細書に記載される態様に限定されるものと解釈されるべきではなく；むしろこれらの態様は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。全体を通じて、同じ番号は同じ要素を指す。
【００２９】
図１は、本開示の一態様による、仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成を概略的に示し、配置構成は一般に数字１００によって示される。開示されるように、銃器シミュレーション配置構成１００は、本物の銃器または武器を仮想現実ベースの訓練シミュレーションに組み込む能力を有する仮想環境を容易にするように構成される。好ましくは、仮想現実ベースの訓練シミュレーションを容易にする銃器／武器は、物理的にユーザにつながれていない。さらに、配置構成１００は、ユーザ体験が、ユーザが銃器を使用して戦場内で実弾を発砲することとほぼ区別がつかないものであるように、本物そっくりの銃器の性能および挙動が、ユーザにより体験され得るようにし、ユーザが実世界において、つながれていない銃器／武器を操作できるのと同じ自由度で、つながれていない銃器／武器が、ユーザにより、拾い上げられる、下に置かれる、交換される、再装填される、または他の方法で操作されることが可能である。
【００３０】
一態様において、配置構成１００は、銃弾弾倉２８０から銃器２００の発砲チャンバ内に装填された特定の銃弾２６０を発砲するように構成された、発砲機構２４０と連動した引き金機構２２０を有する銃器２００（たとえば、図２Ａおよび図２Ｂを参照のこと）を含む。こうした一態様において、特定の銃弾２６０は、任意の口径の弾薬筒を備え、好ましくは、プライマおよび発射火薬（たとえば、黒色火薬（ｇｕｎｐｏｗｄｅｒ））を含む空弾であるが、弾丸または他の発射物の代わりに弾薬筒内に発射火薬を維持するための紙またはプラスチックの詰め物を含むかまたは含まない場合がある。すなわち空弾は、好ましくは発砲に際して、弾丸または発射物の代わりに、閃光および爆発発射音、ならびに、詰め物の発砲と関連付けられたその他の衝撃／振動を作り出すように構成される。このようにして、空弾は、実際の銃器内で発砲されたとき、弾薬筒のプライマ／発射火薬要素の発砲によって発せられる弾丸または発射物を含む従来型の銃弾を銃器が発砲するのと同様に、銃器を反応または応答させる。弾薬筒の発砲に対する銃器の反応または応答は、空弾または実弾のどちらを発砲するかにかかわらず、銃器の他の操作とは異なる。こうした他の操作は、たとえば、銃器を拾い上げること、下に置くかまたは落とすこと、あるいは交換すること、あるいは、銃器に関して銃弾を装填、抜き取り、または再装填することを含む。このようにして空弾が装填された銃器２００は、銃器自体の重みおよびバランスから、反動特性まで、銃器２００および／または弾倉２８０に関する銃弾の装填、抜き取り、および再装填まで、従来型の実弾を発砲する従来型の銃器の操作および発砲特性を顕示することになる。
【００３１】
銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０を識別および／または追跡するために、銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０の各々は、それらと関連付けられた固有指示３００を有し得る。表示３００は、たとえば、仮想現実システムと関連付けられたコンピュータデバイス５００と通信する検出配置構成４００によって追跡可能な、反射マーカ、基準マーカ、または他の識別要素を含み得、こうした追跡は、たとえば、銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０の各々の位置および配向を示し得る。すなわち、検出配置構成４００は、銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０の各々と関連付けられた固有指示３００を検出するように、ならびに、仮想現実システムと関連付けられたコンピュータデバイス５００と協働して、銃器、銃弾、および／または弾倉を識別および／または追跡するように構成される。たとえば、銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０の各々と関連付けられ、検出配置構成４００によって検出される固有指示３００は、コンピュータデバイス５００によって、２０ラウンド弾倉内の．３０８ウィンチェスター銃弾を使用するＡＲ−１０ライフルとして識別され得る。
【００３２】
同様に、固有指示３００は、たとえば図１および図３に示されるように、ユーザの体肢（たとえば、ユーザの手、腕、または手首）、具体的には、銃器２００を保持または連動しており、引き金機構２２０を作動させるユーザの体肢とも関連付けられ得る。したがって検出配置構成４００は、仮想現実システムと関連付けられたコンピュータデバイス５００と協働して、独立に、または銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０との関連で、ユーザの体肢を検出、識別、および／または追跡するようにも構成可能である。たとえば、ユーザの体肢の位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他は、追跡機能によって独立に示され得るか、あるいは、銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０のいずれかまたはすべての位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他に関して示され得る。
【００３３】
いくつかの態様において、仮想現実システムは、検出配置構成４００と連動し、ユーザ７００により着用されるように適合された仮想現実ヘッドセット６００と通信するコントローラデバイス５５０を含む。コントローラデバイス５５０は、コンピュータデバイス５００から分離および離散した仮想現実システムの構成要素であり得るか、またはある場合には、コンピュータデバイス５００自体に統合され得る。いずれの場合でも、コントローラデバイス５５０は、検出配置構成４００と通信するように構成され得る。さらにコントローラデバイス５５０は、仮想現実ヘッドセット６００と通信するように、およびユーザ（着用者）７００に見えるように仮想現実ヘッドセット６００と関連付けられた１つ以上のディスプレイ上に表示されるように、仮想シーンまたは空間８００を誘導するように構成される。
【００３４】
本開示の一態様において、検出配置構成４００は、銃器２００、銃弾２６０、弾倉２８０、および／またはユーザの体肢と関連付けられた固有指示を検出、識別、および／または追跡するように、ならびに、それらに応答して追跡信号を形成するように構成および配置構成される。検出配置構成４００と連動および通信するコントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００は、検出配置構成４００から追跡信号を受信するように配置構成される。少なくともユーザの体肢または少なくとも銃器２００と関連付けられた固有指示３００を追跡することによって、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００は、追跡信号から発砲機構２４０による銃弾２６０の発射を決定するようにも構成される。コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００によるこうした発射決定は、銃器２００、銃弾２６０、および／またはユーザの体肢の位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他の追跡と関連付けられ得るかまたは基づき得る（たとえば、図４を参照のこと）。コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００によって銃器２００からの銃弾２６０の発射が決定されると、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００は、発射決定に応答するかまたは発射決定によって作動され、識別されたユーザの体肢による引き金機構２２０の作動に際して、識別された銃器２００が識別された銃弾２６０を発射することの仮想シミュレーションを、仮想現実ヘッドセット６００上に表示されるように誘導する。すなわち、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００は、仮想現実ヘッドセット６００と通信するように、および、識別されたユーザの体肢による引き金機構２２０の作動に際して、識別された銃器２００が識別された銃弾２６０を発射することを含む仮想シーンまたは空間８００を、ユーザ（着用者）７００に見えるように、仮想現実ヘッドセット６００と関連付けられた１つ以上のディスプレイ上に表示されるように、誘導するように構成され、配置構成される。
【００３５】
本開示の別の態様において、銃器シミュレーション配置構成１００は、検出配置構成４００と通信するように構成された送信器デバイス９００を含み得る。他の態様において、送信器デバイス９００は、検出配置構成４００の代わりに、または検出配置構成４００に加えて、コンピュータデバイス５００および／またはコントローラデバイス５５０と通信し得る。センサデバイス９５０（たとえば、慣性センサ、加速度計などの運動センサ、ジャイロスコープなどの回転センサ、磁力計などの磁気センサ、マイクロフォン、あるいは、適切な衝撃または振動検出デバイスなどの銃器の発射を検出することが可能な他のセンサ）は、送信器デバイス９００と通信するように構成され、銃器２００を保持するユーザ７００とさらに関連付けられる。センサデバイス９５０は、発砲機構２４０による銃弾２６０の発射に応答して、銃器発射信号（たとえば、図３の要素１０００を参照のこと）を、送信器デバイス９００を通して検出配置構成４００へ（および／または、コンピュータデバイス５００および／またはコントローラデバイス５５０へ直接）誘導するように構成される。コントローラデバイス５５０は、センサデバイス９５０から受信した銃器発射信号１０００に応答して、仮想現実ヘッドセット６００上に、識別された銃器２００が識別された銃弾２６０を発射することの仮想シミュレーション、シーン、または空間８００を表示するように構成される（たとえば、図１を参照のこと）。
【００３６】
本開示のいくつかの態様において、センサデバイス９５０は、ユーザ７００の引き金を引く手に着用されるように適合された手袋（図示せず）と連動する。センサデバイス９５０は、他の場合に、銃器２００自体と連動し得る。しかしながら、当業者であれば、センサデバイス９５０は、銃弾ラウンドの発射によってユーザ７００および／または銃器２００に与えられる衝撃／振動、加速度、および／またはその他を捕捉するように配置構成されるように、その他の方法でユーザ７００および／または銃器２００と、あるいは必要に応じてユーザと銃器２００との間で、連動し得ることを認識されよう。図３に示されるように、センサデバイス９５０は、銃器２００が銃弾２６０を発射することと、そうでなければユーザ７００によって拾い上げられる、下に置かれる、交換される、再装填される、または他の方法で操作されることとを、区別できるように構成または配置構成され得る。たとえばセンサデバイス９５０は、雑音を除去することの準備として、銃器２００の通常の操作の閾値より上であるが、銃弾２６０の発射によって与えられる衝撃／振動の大きさよりも下である、特定の最小の大きさの衝撃および／または加速度を検出するように、またはそれらに対してセンシティブであるように構成され得る。すなわち、センサデバイス９５０は、銃弾２６０の発射によって引き起こされる銃器２００の加速度に応答して、銃器発射信号１０００を生成するように構成されるが、センサデバイス９５０は、銃弾２６０を発射することを伴わない銃器２００の操作（たとえば、通常操作）が生じる際に、銃器発射信号１０００を生成しないようにも構成される。
【００３７】
いくつかの態様において、送信器デバイス９００は、手袋（図示せず）にも連動し得るか、またはそうでなければ有線または無線接続を介してセンサデバイス９５０と通信し得る。特定の態様において、当業者であれば認識されるように、送信器デバイス９００およびセンサデバイス９５０は統合され得るか、またはそうでなければ単一のユニットとして構築され得る。他の特定の態様において、送信器デバイス９００およびセンサデバイス９５０は、どちらもユーザ７００と関連付けられるか、または、銃器２００がユーザ７００に関してつながれていないままであるように、どちらも銃器２００と関連付けられる。
【００３８】
いくつかの態様において、本明細書で開示するように、銃器２００、銃弾２６０、および／または弾倉２８０の各々と関連付けられた固有指示３００は、銃器２００または銃弾２６０の位置または配向を識別するようにも構成される。固有指示３００がユーザの体肢と関連付けられている場合、その固有指示３００は独立に、あるいは銃器２００または銃弾２６０との関連で、ユーザの体肢の位置または配向も示し得る。すなわち、銃器２００および／またはユーザの体肢と関連付けられた固有指示３００は、たとえば、銃器２００がユーザ７００によって発砲位置および／または銃器２００の内腔の配向／軌道内に保持されているかどうか、および／あるいは、ユーザの体肢が引き金機構２２０と連動しているかどうかを示し得る。したがって、適切に識別された銃器２００は、図１に示されるように、ユーザ７００の仮想表示との関連での仮想シミュレーションとして、仮想現実ヘッドセット６００を介してユーザ７００に表示され得る。
【００３９】
さらに、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００は、空弾（銃弾２６０）の発砲と関連付けられた、仮想シミュレーション、シーン、または空間８００内の仮想弾丸（図示せず）を関連付けるように構成され得る。ユーザ７００（ユーザの体肢）が銃弾２６０を発砲するために発砲機構２４０のための引き金機構２２０を引く際に、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００は、検出配置構成４００から追跡信号を受信するように、またそれに基づいて発射を決定するように構成および配置構成されるか、あるいは、送信器デバイス９００を介してセンサデバイス９５０から銃器発射信号１０００を受信し、受信した銃器発射信号１０００に応答して、ユーザ７００が識別された銃器２００の引き金機構２４０を作動させることの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット６００上に表示するように構成および配置構成される。銃弾２６０の発射の際に、ユーザ７００により体験される銃器２００からの加速度の大きさ、またはユーザの体肢の追跡された加速度の大きさを知り、コントローラデバイス５５０および／またはコンピュータデバイス５００は、場合によって、仮想現実ヘッドセット６００を介してユーザ７００により見られるような銃弾２６０の発射に対するユーザ７００の反応（たとえば、銃器の反動に対するユーザの反応）を、仮想的に反映することもできる。さらに、銃弾２６０の特性と共に、銃器２００および／またはユーザの体肢の位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他が知られているため、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００は、たとえば図４に示されるように、追跡信号からコントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００によって決定された、または、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００による銃器発射信号１０００の受信に際して、検出配置構成４００によって決定された、識別された銃器２００および／またはユーザの体肢の位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他に少なくとも基づいて、センサデバイス９５０から受信した追跡信号または銃器発射信号１０００に応答して、発射された識別された銃弾２６０から発せられた仮想弾丸の軌道を、仮想現実ヘッドセット６００上に表示するようにも構成され得る。
【００４０】
すべてが検出配置構成４００によって検出可能な、銃弾２６０、ならびに弾倉２８０および／またはユーザの体肢と、固有指示３００とを関連付けることは、ユーザ７００が、弾倉２８０または銃器２００に関して銃弾２６０を装填、抜き取り、または再装填するか、あるいは、銃器２００に関して弾倉を連動する／連動解除する際に、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００が、ユーザ７００またはユーザの体肢が銃弾２６０および／または弾倉２８０を操作することの仮想シミュレーションを表示するように、仮想現実ヘッドセット６００に命令することも可能にする。さらに、銃弾２６０と関連付けられた固有指示３００は、銃弾２６０が発砲されると、コントローラデバイス５５０／コンピュータデバイス５００が、銃器２００が空の弾薬筒２７０を放出することの仮想シミュレーションを表示するように、仮想現実ヘッドセット６００に命令することも可能にする（たとえば、図３を参照のこと）。
【００４１】
したがって本開示の態様は、加速度計などのセンサデバイスを送信器と組み合わせ、送信器は、仮想現実体験を提供するために仮想現実システムに組み込まれた受信器に信号を送信するように構成される。センサ／送信器ユニットは、仮想現実ベースの武器訓練演習の各ユーザ／参加者に取り付けられる。１つのセンサ／送信器ユニットが、ユーザ／訓練生の引き金を引く手（たとえば、ユニットは、ユーザ／訓練生の手に着用される手袋に統合されることができる）に、または銃器自体に取り付けられる。物理シミュレーションにおいてユーザによって使用される銃器および銃弾は、仮想現実システムが位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他を追跡することを可能にする、反射マーカ、基準マーカ、または他の識別技術によって増補される。したがって本開示の他の態様は、銃器２００、銃弾２６０、弾倉２８０、および／またはユーザの体肢の位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他を追跡するために、追跡される各オブジェクトに連動した固有指示に基づいて、追跡機能に実装可能である。次いで仮想現実シミュレーションシステムは、本物の武器および銃弾についての仮想代理物をシミュレートされた環境の一部として表示し、ユーザの観点から、および武器に連動しているユーザの体肢に関して、正しく描画することができる。
【００４２】
物理シミュレーションの目的で使用される銃弾は空弾である。武器が発砲されるとき、弾薬筒の発砲によって生成される衝撃／振動は、銃器２００、銃弾２６０、弾倉２８０、および／またはユーザの体肢の位置、配向、加速度、運動速度、および／またはその他から決定されるか、あるいは、センサ／送信器によって検出され、武器を拾い上げること、照準合わせすること、あるいは落とすことによってさえ引き起こされる、他の運動／加速度と区別されることが可能である。実装される態様において、センサ（たとえば、加速度計）データは、無線リンクを介して仮想シミュレート環境を生成するコンピュータにストリーミングされ、この環境においてデータはシミュレーションソフトウェアによって分析される。武器の発砲によって引き起こされる加速度における明確なスパイクがデータ内で検出されると、仮想シミュレーシステムは、検出配置構成によって検出されたか、またはスパイクを放出したセンサに割り当てられた、ユーザによって現在保持されている武器の発砲の影響を計算し、仮想的に描画する。ユーザによって保持されている特定の武器は、武器およびシミュレーションユーザの身体に取り付けられたマークを追跡することを介して、武器追跡システムによって決定される。物理的武器は本物の（空の）弾薬筒を発砲しているため、音、振動、反動、およびサイクル時間に関して実世界と同様に反応する。武器が空のとき、ユーザ／訓練生は、物理シミュレーションの一部として使用可能な銃弾から再装填しなければならない。したがって、仮想現実ベースの武器または戦闘訓練環境において使用される武器実装の、非現実的な挙動および特性の問題は解決される。
【００４３】
前述の説明および関連付けられた図面において提示された教示の利益を有し、これらの開示された実施形態が関連する当業者には、本明細書に記載される本発明の多くの修正形態および他の実施形態が思い浮かぶであろう。したがって、本発明の実施形態は、開示された特定の実施形態に限定されるものではないこと、および、修正形態および他の実施形態が本発明の範囲内に含まれると意図されることが理解されよう。さらに、前述の説明および関連付けられた図面は、要素および／または機能のある例示の組み合わせとの関連において例示の実施形態を説明しているが、本開示の範囲を逸脱することなく、代替実施形態によって要素および／または機能の異なる組み合わせが提供され得ることを認識されたい。この点で、本開示の範囲内で、たとえば上記で明示的に説明した要素および／または機能の組み合わせとは異なる組み合わせも企図される。本明細書では特定の用語が用いられるが、これらの用語は包括的および説明的意味で用いたものにすぎず、限定するためではない。
【００４４】
第１、第２などの用語は、本明細書では様々なステップまたは計算を説明するために用いられ得るが、これらのステップまたは計算はこれらの用語によって限定されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、動作または計算を相互に区別するためにのみ用いられる。たとえば、本開示の範囲を逸脱することなく、第１の計算は第２の計算と呼ばれることができ、同様に第２のステップは第１のステップと呼ぶことができる。本明細書で使用される場合、用語「および／または」および「／」記号は、関連付けられた列挙項目のうちの１つ以上のいずれかおよびすべての組み合わせを含む。
【００４５】
本明細書で使用する場合、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「おその（ｔｈｅ）」は、文脈がそうではないと明確に指示していない限り、複数形も含むものと意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用されるとき、明記した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではないことをさらに理解されよう。したがって、本明細書で用いられる用語は特定の実施形態を説明するためのものにすぎず、限定することは意図されない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月30日(2020.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成であって、
銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器と、
銃器、銃弾、および、銃器を保持するように配置構成されたユーザの体肢の各々と関連付けられた固有指示と、
固有指示を検出するように、および銃器または銃弾を識別および追跡して、銃器または銃弾とは独立に、あるいは銃器または銃弾に関して、固有指示を検出し、ユーザの体肢を追跡するように、ならびに、追跡された固有指示に応答して追跡信号を形成するように構成された検出配置構成と、
検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信し、検出配置構成から追跡信号を受信し、追跡信号から、銃器または銃弾に関したユーザの体肢の追跡と関連付けられた発砲機構による銃弾の発射を決定するように配置構成され、発射の決定に応答して、識別されたユーザの体肢による引き金機構の作動に際して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示するコントローラデバイスと
を備える、配置構成。
【請求項２】
銃弾が空弾を含む、請求項１に記載の配置構成。
【請求項３】
コントローラデバイスが、仮想弾丸を空弾と関連付けるように、および、仮想シミュレーションにおける仮想弾丸を仮想現実ヘッドセット上に表示するように構成される、請求項２に記載の配置構成。
【請求項４】
銃器および銃弾の各々と関連付けられた固有指示が、銃器または銃弾の位置または配向を識別するように構成され、ユーザの体肢と関連付けられた固有指示が、銃器または銃弾の位置または配向との関連でユーザの体肢の位置または配向を識別するように配置構成される、請求項１に記載の配置構成。
【請求項５】
コントローラデバイスが、発射の決定に応答して、ユーザが識別された銃器の引き金機構を作動させることの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項１に記載の配置構成。
【請求項６】
コントローラデバイスが、発射の決定に応答して、発射の決定の際の識別された銃器の位置または配向に少なくとも基づいて、発射された識別された銃弾から発せられた仮想弾丸の軌道を仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項１に記載の配置構成。
【請求項７】
仮想現実システムのための銃器シミュレーション配置構成であって、
銃弾を発砲するように構成された発砲機構と連動した引き金機構を有する銃器であって、銃器および銃弾の各々がそれらと関連付けられた固有指示を有する、銃器と、
固有指示を検出し、銃器および銃弾を識別するように構成された検出配置構成と、
検出配置構成と通信するように構成された送信器デバイスと、
送信器デバイスと通信するように構成され、銃器を保持するユーザと関連付けられ、発砲機構による銃弾の発射に応答して、送信器デバイスを通して銃器発射信号を検出配置構成に誘導するように構成されたセンサデバイスと、
検出配置構成と連動し、ユーザにより着用されるように適合された仮想現実ヘッドセットと通信し、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、識別された銃器が識別された銃弾を発射することの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示するコントローラデバイスと
を備える、配置構成。
【請求項８】
センサデバイスが、慣性センサ、運動センサ、加速度計、回転センサ、ジャイロスコープ、磁気センサ、磁力計、マイクロフォン、またはそれらの組み合わせからなるグループから選択される、請求項７に記載の配置構成。
【請求項９】
銃弾が空弾を含む、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１０】
コントローラデバイスが、仮想弾丸を空弾と関連付けるように、および、仮想シミュレーションにおける仮想弾丸を仮想現実ヘッドセット上に表示するように構成される、請求項９に記載の配置構成。
【請求項１１】
センサデバイスが、ユーザの引き金を引く手に着用されるように適合された手袋または銃器と連動する、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１２】
送信器デバイスが手袋と連動する、請求項１１に記載の配置構成。
【請求項１３】
銃器および銃弾の各々と関連付けられた固有指示が、銃器または銃弾の位置または配向を識別するように構成される、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１４】
センサデバイスが、銃弾の発射によって引き起こされる銃器の加速度に応答して、銃器発射信号を生成するように構成される、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１５】
センサデバイスが、銃弾を発射することを伴わない銃器の操作が生じる際に、銃器発射信号を生成しないように構成される、請求項１４に記載の配置構成。
【請求項１６】
コントローラデバイスが、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、ユーザが識別された銃器の引き金機構を作動させることの仮想シミュレーションを仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項７に記載の配置構成。
【請求項１７】
コントローラデバイスが、センサデバイスから受信した銃器発射信号に応答して、銃器発射信号の受信の際の識別された銃器の位置または配向に少なくとも基づいて、発射された識別された銃弾から発せられた仮想弾丸の軌道を仮想現実ヘッドセット上に表示する、請求項７に記載の配置構成。
【国際調査報告】
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