(57)【要約】【課題】各入力値に対する応答値の関係の近似計算をする際、大量のサンプリングを行えるようにして近似モデルの精度を向上させ、高速かつ高精度でリアルタイムで物体運動を算出できる運動シミュレーション技術を提供する。【解決手段】対象空間に存在する物体の運動シミュレーションをリアルタイムで行う運動シミュレーション装置において、前記物体の物理特性データに基づき物理法則に従ってその物体の運動データを生成する運動生成装置１と、その運動生成装置１により生成された運動データに基づいて近似手法により前記物体への入力とその出力との応答関係を代数式で表現する近似運動生成装置２と、その近似運動生成装置２により表現された代数式を用いてリアルタイムで運動データを生成するリアルタイム運動生成装置３とを備えた。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象空間に存在する物体の運動シミュレーションをリアルタイムで行う運動シミュレーション装置において、前記物体の物理特性データに基づき物理法則に従ってその物体の運動データを生成する運動データ生成手段と、その運動データ生成手段により生成された運動データに基づいて近似手法により前記物体への入力とその出力との応答関係を代数式で表現する近似運動生成手段と、その近似運動生成手段により表現された代数式を用いてリアルタイムで運動データを生成するリアルタイム運動生成手段と、を備えたことを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項２】
請求項１記載の運動シミュレーション装置において、前記運動データ生成手段は、前記物体の物理特性データおよび形状データを含む入力データを入力させ管理する入力データ管理手段と、前記入力データに基づいて前記物体が衝突するか否かを判別する衝突判別手段と、衝突する際の衝突反力方向を求める衝突反力方向生成手段と、衝突する際の衝突状態と前記物体の物理特性とから衝突反力を計算する衝突反力生成手段と、前記衝突反力方向と前記衝突反力と前記入力データとを用いて物理法則に従って運動計算を行う動力学運動生成手段と、を備えたことを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項３】
請求項２記載の運動シミュレーション装置において、前記入力データ管理手段は、さらに、初期状態運動データを入力させ管理する構成であることを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項４】
請求項２記載の運動シミュレーション装置において、前記衝突判別手段は、衝突検出モデルと初期状態運動データとに基づいて衝突するか否かを判定する構成であることを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項５】
請求項２または請求項４記載の運動シミュレーション装置において、前記衝突反力方向生成手段は、前記衝突判別手段により衝突すると判定された場合の物体の運動に関し、衝突するその物体の相手物体への食い込み状態から食い込み部分の重心位置を計算し、その重心位置に最も近い表面における法線方向を前記衝突反力方向とすることを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項６】
請求項２記載の運動シミュレーション装置において、前記衝突反力生成手段は、前記衝突判別手段により衝突すると判定された場合の物体の運動に関し、衝突するその物体の衝突力を非線形のばねおよびダンパーモデルにより計算する構成であることを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項７】
請求項２記載の運動シミュレーション装置において、前記動力学運動生成手段は、さらに、初期状態運動データを用いて前記運動計算を行う構成であることを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項８】
請求項１記載の運動シミュレーション装置において、前記リアルタイム運動生成手段は、前記近似運動生成手段により求めた近似運動代数式を用いる際、前記衝突反力ベクトル生成手段により算出された運動方向ベクトルに沿って前記物体に入力データを作用させることにより近似運動データをリアルタイムに算出する構成であることを特徴とする運動シミュレーション装置。
【請求項９】
対象空間に存在する物体の運動シミュレーションをリアルタイムで行う運動シミュレーション方法において、前記物体の物理特性データおよびその物体の境界条件に基づき物理法則に従ってその物体の第１の運動データを生成し、その第１の運動データに基づいて近似手法により前記物体への入力とその出力との応答関係を代数式で表現しておき、その後、その代数式を用いてリアルタイムで第２の運動データを生成することを特徴とする運動シミュレーション方法。
【請求項１０】
請求項９記載の運動シミュレーション方法において、第１の運動データを生成する際、前記物体の物理特性データおよび形状データを含む入力データを入力させ、その入力データに基づいて前記物体が衝突するかどうかを判別し、衝突する場合には、その衝突反力方向を求めるとともに、衝突する際の衝突状態と前記物体の物理特性とから衝突反力を計算し、その衝突反力方向と衝突反力と前記入力データとを用いて物理法則に従って運動計算を行うことを特徴とする運動シミュレーション方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の運動シミュレーション方法において、衝突判別の際、衝突検出モデルと初期状態運動データとに基づいて衝突するか否かを判定することを特徴とする運動シミュレーション方法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１記載の運動シミュレーション方法において、衝突反力方向を求める際、衝突する物体の相手物体への食い込み状態から食い込み部分の重心位置を計算し、その重心位置に最も近い表面における法線方向を前記衝突反力方向とすることを特徴とする運動シミュレーション方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の運動シミュレーション方法において、衝突反力を計算する際、衝突力を非線形のばねおよびダンパーモデルにより計算することを特徴とする運動シミュレーション方法。
【請求項１４】
請求項９記載の運動シミュレーション方法において、予め求めた近似運動代数式を用いてリアルタイムで運動生成を行う際、算出された運動方向ベクトルに沿って前記物体に入力データを作用させることにより近似運動データを算出することを特徴とする運動シミュレーション方法。
【請求項１５】
情報処理装置上で実行されるプログラムにおいて、請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の運動シミュレーション方法の運動シミュレーションを実行させるようにプログラミングされていることを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
プログラムを記憶した記憶媒体において、請求項１５記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近似手法を用いてリアルタイムで運動シミュレーションを行うことができ、ＨＡＰＴＩＣシミュレータや実時間運動シミュレーション表示装置などに運動データ算出結果を応用することができる運動シミュレーション技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な物体運動において、運動方程式など物理法則に基づいて、物体の形状、寸法、初期条件、境界条件などのパラメータにより、さまざまな条件下における物体の運動、例えば物体の変位、速度、加速度などを求めることができる。しかしながら、前記運動方程式など物理法則に基づいた物体運動を解析する場合には大量の計算が必要であるので、従来、リアルタイムでの計算や結果表示が不可能であるという問題があった。
そのため、特開平１１−２８８２１１号公報に示された「実時間運動シミュレーション表示装置」では、物体形状を簡易形状モデルに近似して、衝突が頻繁に発生する運動についても実時間でリアルなＣＧ（コンピュータグラフィックス）映像を表示できるようにしている。具体的には、衝突予測用簡易形状モデルの形状を示す簡易形状データと運動データとに基づいて、衝突検出処理装置がその衝突検出用簡易形状モデルによって近似されたオブジェクトの衝突可能性を判断し、衝突する可能性があると判断されたオブジェクトの運動に関して、動力学運動生成部１５により計算された速度または移動量が予め定められている最大速度または最大移動量を越えている場合、拘束運動生成部が、動力学運動生成部１５により計算された速度または移動量を前記最大速度または最大移動量に置き換える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特開平１１−２８８２１１号公報に示された従来技術では、物体形状を簡易形状モデルに近似しているので、形状の複雑な物体の場合、衝突などの運動を計算する場合についても計算精度が低いという問題があった。
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決することであり、具体的には、物体の運動について、運動方程式など物理法則に基づいた計算を行う際、物体への入力とその応答の関係を代数式で近似表現することにより計算量を抑え、リアルタイムで計算することができるし、各入力値に対する応答値の関係の近似計算をする際、大量のサンプリングを行えるようにして近似モデルの精度を向上させ、高速かつ高精度でリアルタイムに物体運動を算出することができる運動シミュレーション技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、対象空間に存在する物体の運動シミュレーションをリアルタイムで行う運動シミュレーション装置において、前記物体の物理特性データに基づき物理法則に従ってその物体の運動データを生成する運動データ生成手段と、その運動データ生成手段により生成された運動データに基づいて近似手法により前記物体への入力とその出力との応答関係を代数式で表現する近似運動生成手段と、その近似運動生成手段により表現された代数式を用いてリアルタイムで運動データを生成するリアルタイム運動生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記運動データ生成手段は、前記物体の物理特性データおよび形状データを含む入力データを入力させ管理する入力データ管理手段と、前記入力データに基づいて前記物体が衝突するかどうかを判別する衝突判別手段と、衝突する際の衝突反力方向を求める衝突反力方向生成手段と、衝突する際の衝突状態と前記物体の物理特性とから衝突反力を計算する衝突反力生成手段と、前記衝突反力方向と前記衝突反力と前記入力データとを用いて物理法則に従って運動計算を行う動力学運動生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記入力データ管理手段が、さらに初期状態運動データを入力させ管理する構成にした。
また、請求項４記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記衝突判別手段が、衝突検出モデルと初期状態運動データとに基づいて衝突するかどうかを判定する構成にしたことを特徴とする。
また、請求項５記載の発明では、請求項２または請求項４記載の発明において、前記衝突反力方向生成手段は、前記衝突判別手段により衝突すると判定された場合の物体の運動に関し、衝突するその物体の相手物体への食い込み状態から食い込み部分の重心位置を計算し、その重心位置に最も近い表面における法線方向を前記衝突反力方向とする構成にしたことを特徴とする。
また、請求項６記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記衝突反力生成手段は、前記衝突判別手段により衝突すると判定された場合の物体の運動に関し、衝突するその物体の衝突力を非線形のばねおよびダンパーモデルにより計算する構成にしたことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項７記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記動力学運動生成手段が、さらに、初期状態運動データを用いて前記運動計算を行う構成にしたことを特徴とする。
また、請求項８記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記リアルタイム運動生成手段が、前記近似運動生成手段により求めた近似運動代数式を用いる際、前記衝突反力ベクトル生成手段により算出された運動方向ベクトルに沿って前記物体に入力データを作用させることにより近似運動データをリアルタイムに算出する構成にしたことを特徴とする。
また、請求項９記載の発明では、対象空間に存在する物体の運動シミュレーションをリアルタイムで行う運動シミュレーション方法において、前記物体の物理特性データおよびその物体の境界条件に基づき物理法則に従ってその物体の第１の運動データを生成し、その第１の運動データに基づいて近似手法により前記物体への入力とその出力との応答関係を代数式で表現しておき、その後、その代数式を用いてリアルタイムで第２の運動データを生成する構成にしたことを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明では、請求項９記載の発明において、第１の運動データを生成する際、前記物体の物理特性データおよび形状データを含む入力データを入力させ、その入力データに基づいて前記物体が衝突するかどうかを判別し、衝突する場合には、その衝突反力方向を求めるとともに、衝突する際の衝突状態と前記物体の物理特性とから衝突反力を計算し、その衝突反力方向と衝突反力と前記入力データとを用いて物理法則に従って運動計算を行う構成にしたことを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明では、請求項１０記載の発明において、衝突判別の際、衝突検出モデルと初期状態運動データとに基づいて衝突するかどうかを判定する構成にしたことを特徴とする。
また、請求項１２記載の発明では、請求項１０または請求項１１記載の発明において、衝突反力方向を求める際、衝突する物体の相手物体への食い込み状態から食い込み部分の重心位置を計算し、その重心位置に最も近い表面における法線方向を前記衝突反力方向とする構成にしたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項１３記載の発明では、請求項１０記載の発明において、衝突反力を計算する際、衝突力を非線形のばねおよびダンパーモデルにより計算する構成にしたことを特徴とする。
また、請求項１４記載の発明では、請求項９記載の発明において、予め求めた近似運動代数式を用いてリアルタイムで運動生成を行う際、算出された運動方向ベクトルに沿って前記物体に入力データを作用させることにより近似運動データを算出する構成にしたことを特徴とする。
また、請求項１５記載の発明では、情報処理装置上で実行されるプログラムにおいて、請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の運動シミュレーション方法の運動シミュレーションを実行させるプログラムにしたことを特徴とする。また、請求項１６記載の発明では、プログラムを記憶した記憶媒体において、請求項１５記載のプログラムを記憶したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す運動シミュレーション装置の構成説明図である。図示したように、この実施例の運動シミュレーション装置は、運動生成装置１、近似運動生成装置２、およびリアルタイム運動生成装置３を備えている。なお、この実施例では、請求項１記載の運動データ生成手段、近似運動生成手段、およびリアルタイム運動生成手段が、それぞれその順に、運動生成装置１、近似運動生成装置２、およびリアルタイム運動生成装置３により実現される。また、運動生成装置１、近似運動生成装置２、およびリアルタイム運動生成装置３は、プログラムを記憶したメモリ（例えばＲＡＭ）とそのプログラムに従って動作するＣＰＵなどにより実現される。
このような構成で、この実施例の運動シミュレーション装置では、まず、運動生成装置１において、物体の物理特性データ、形状データ、および物体の初期状態運動データを入力データとして入力データ管理部１１に入力し、次に、この入力データに基づいて、衝突判別部１２により物体が衝突を発生するかどうかを判別する。そして、衝突が発生する場合、衝突反力方向生成部１３と衝突反力生成部１４により、衝突反力の方向と大きさを計算し、動力学運動生成部１５が、計算された衝突反力の方向と大きさを用いて、式１のような物理法則に従って、運動計算を各計算ステップ毎（所定時間間隔の経過時間毎）に繰り返して行う。それに対して、衝突が発生しない場合は、単に動力学運動生成部１５により、式１の運動方程式に基づいて、各計算ステップ毎の物体運動を計算する。このような計算を計算終了まで繰り返すのである。
【０００８】
次に、近似運動生成装置２が、運動生成装置１の計算結果に基づき、近似手法を用いて、前記物体への入力、例えば式１における外部負荷Ｆと、出力応答、例えば式１における変位ｘとの関係を複数のサンプリング計算により代数式で表現する。
最後に、リアルタイム運動生成装置３が、衝突反力方向生成部１３により求められた物体の運動方向に沿って、近似運動生成装置２により求められた近似計算結果の代数式を用いて、リアルタイムで近似運動データを生成する。
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…（式１）
ただし、［Ｍ］：運動物体の質量マトリックス
［ｃ］：粘性係数マトリックス
［Ｋ］：剛性係数マトリックス
［Ｆ］：物体に加わる外部負荷マトリックス
［ｘ］：運動物体の変位マトリックス
なお、この実施例では、請求項２記載の入力データ管理手段、衝突判別手段、衝突反力方向生成手段、衝突反力生成手段、および動力学運動生成手段が、それぞれその順に、入力データ管理部１１、衝突判別部１２、衝突反力方向生成部１３、衝突反力生成部１４、および動力学運動生成部１５により実現される。
【０００９】
図２に、運動生成装置１の処理フローを示す。以下、図２に従って、運動生成装置１の処理フローを説明する。
まず、入力データ管理部１１が、入力データとして物体の物理特性データ、形状データ、および物体の初期状態運動データを読み込み（Ｓ１）、次に、これらの入力データに基づいて、衝突判別部１２が、その物体に衝突が発生するかどうかを判別する（Ｓ２）。そして、衝突が発生する場合（Ｓ２でｙｅｓ）、衝突反力方向生成部１３と衝突力生成部により衝突反力の方向と大きさを計算し（Ｓ３）、動力学運動生成部１５が、計算された衝突反力の方向と大きさを用い、式１のような物理法則に従って、運動計算を各計算ステップ毎に繰り返して行う（Ｓ４）。それに対して、衝突が発生しない場合は（Ｓ２でｎｏ）、動力学運動生成部１５が直ちに式１の運動方程式に基づいて次の計算ステップ（予め決めた運動継続時間毎に計算を行うのである）までの物体運動を計算する（Ｓ４）。
この後はステップＳ２へ戻り、前記したような衝突判定（Ｓ２）と計算（Ｓ３，Ｓ４）を各計算ステップにおいて、計算終了まで（運動継続時間が所定の時間に達するまで）繰り返す。
前記において、入力データ管理部１１は、物体の物理特性データとして、例えば、前記運動方程式１における運動物体の質量マトリックス、粘性係数マトリックス、剛性係数マトリックスなど、形状データとして、例えば、運動物体の形状、および運動物体以外の存在する物体の形状など、物体の初期状態運動データとして、例えば、運動物体の初期位置、初期速度、初期加速度などを入力させ管理する。
【００１０】
また、前記において、衝突判別部１２は、衝突検出モデルと前記初期状態運動データとに基づいて、運動物体が他の物体に衝突するかどうかを判定する。例えば、運動物体の初期状態運動データと、運動物体および運動物体以外の形状データを含む衝突検出モデルとを用いて、運動物体とその運動物体以外の物体について最も近いそれぞれの点を探索し、その点のうち運動物体上の点を原点とし、この原点から運動方向に沿ったベクトルを例えばＸ軸正方向とするとき、運動物体以外の物体上の運動方向の点のＸ座標が正であれば、衝突が発生せず、０になる瞬間、衝突が発生すると判別するものである（図３参照）。
また、前記において、衝突反力方向生成部１３は、衝突判別部１２が衝突すると判定した際の物体の運動に関し、例えば、運動物体がその運動物体以外の物体にほんの少し食い込んでいる状態は互いに接触している状態とし、このような食い込み状態から食い込み部分の重心を計算し、計算された重心位置から最も近い表面上の点を求め、その表面上の点における法線方向を衝突反力方向とする（図４参照）。つまり、その表面上の点を衝突反力作用点として衝突反力が働くのである。
また、前記において、衝突反力生成部１４は、衝突判別部１２により衝突すると判定された際の物体の運動に関し、物体の衝突力を非線形のばね・ダンパーモデルで計算する。例えば、運動物体がその運動物体以外の物体にほんの少し食い込んでいる状態は互いに接触している状態とし、このとき、食い込み量を前記した食い込み部分の重心位置から衝突反力作用点までの距離とし、式２により、衝突反力を計算する。
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ただし、ｋ：ばね定数。衝突物体が食い込んだ距離に応じて、この剛性を係数とする抗力を発生
ｇ：前記食い込み量
ｅ：剛性に対する指数。硬い材質はｅ＞１、柔らかい材質は０＜ｅ＜１になる。ｃ：粘性減衰係数。食い込み量が０のとき、この減衰係数は０となり、食い込み量が立上り距離（予め設定する）になる際、減衰係数は最大値　ｃｍａｘに達するように変化する。
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【００１１】
次に、近似運動生成装置２が運動生成装置１の計算結果に基づいて近似手法により物体への入力と出力応答との関係を代数式で表現する処理であるが、この近似運動生成装置２では、運動生成装置１の計算モデル（式１を導出したモデル）に基づいて、近似手法、例えばＲＳＭ（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｄｅｌ）法により、その計算モデルの入力と応答の関係を規定する代数式の計算モデルを作成し、その代数式で対象応答の把握や予測を行う。この代数式モデルの入力は、例えば外力や変位などの入力変数、出力応答は、例えば対象物体の速度や衝突が発生する際の反力などである。入力変数外力ｆと変位ｘについての２次多項式で応答衝突反力ｙとの関係を例にして、表現すると、式３になる。
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ただし、
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式３の未知パラメータの値を決定するには、前記した運動生成装置１における計算モデルを用いて、未知パラメータ数以上のデータ（入力と応答の組，この場合、６回以上の計算）で、前記代数式から予測されるｙの値と運動生成装置１における計算モデルから計算される値との差が最も小さくなるようにする。なお、この際の差の計算には、例えば最小二乗法を用いる。
また、入力変数が多数の場合、式４の多項式を用いて、表現できる。
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ただし、
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ｉ＞ｊ
【００１２】
式４のＲＳＭモデル（代数式モデル）を作成するには、（Ｎ＋１）（Ｎ＋２）／２となる最小データ組が必要である。この処理の処理フローを図５に示す。以下、この処理フローを説明する。
まず、入力変数および応答変数を決定して（Ｓ１１）、初期ＲＳＭモデル（代数式モデル）を作成する（Ｓ１２）。
続いて、運動生成装置１において用いた計算モデルから複数の入力値に対する応答値を計算する（Ｓ１３）。そして、その計算結果を用いて、前記初期ＲＳＭモデルの代数式から予測されるｙの値と運動生成装置１における計算モデルから計算される値との最小二乗法による差が最も小さくなるようにＲＳＭ未知パラメータを推定する（Ｓ１４）。
また、リアルタイム運動生成装置３は、近似運動生成装置２に設定された入力変数への入力データを、衝突反力方向生成部１３により算出された物体の運動方向に沿って運動物体に作用させて、近似運動生成装置２において生成された近似運動代数式により近似運動データをリアルタイムに算出する。この処理フローを図６に示す。以下、図６に従ってこの処理フローを説明する。
例えば、入力変数を変位および外力とするとき、これらの変数をセンサなど計測器でリアルタイムに計測する（Ｓ２１）。そして、この計測結果を近似運動生成装置２により求めた近似運動代数式にリアルタイムに代入し（Ｓ２２）、その近似運動代数式からリアルタイムに応答を算出する（Ｓ２３）。
続いて、次の時点の計算ステップがあるか否かを判定し（Ｓ２４）、あれば（Ｓ２４でｙｅｓ）次の時点の時刻についてステップＳ２１から繰り返す。
【００１３】
以上、本発明の一実施例について説明したが、説明したような本発明の運動シミュレーション方法に従ってプログラミングしたプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶し、その記憶媒体をこれまで本発明によった運動シミュレーションを行えなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、または、そのようなプログラムをネットワークを介してそのような情報処理装置へ転送することにより、その情報処理装置においても本発明によった運動シミュレーションを行うことができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、請求項１および請求項９記載の発明では、対象空間に存在する物体の運動シミュレーションをリアルタイムで行う際、その物体の物理特性データに基づき物理法則に従ってその物体の運動データが生成され、生成された運動データに基づいて近似手法によりその物体への入力とその出力との応答関係が代数式で表現され、その後、その代数式を用いて運動データが生成されるので、計算量を抑えることができ、その結果、入力値の数を増やし、大量のサンプリングを行えるようにして近似モデルの精度を向上させると同時にリアルタイムで物体運動を算出することができる。
また、請求項２および請求項１０記載の発明では、請求項１または請求項９記載の発明において、請求項１および請求項９記載の代数式を求めるための運動データ生成時、物体の物理特性データおよび形状データを含む入力データが入力され、その入力データに基づいて物体が衝突するかどうかが判別され、衝突する際には、衝突反力方向が求められ、衝突する際の衝突状態と物体の物理特性とから衝突反力が計算され、その衝突反力方向と衝突反力と前記入力データとを用いて物理法則に従って運動計算が行われるので、前記代数式を求めるための運動データとして衝突が発生する場合のデータも含めて得ることができる。
また、請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、入力データとして、さらに初期状態運動データが入力・管理されるので、所望の初期運動状態で請求項１および請求項２記載の発明の効果を得ることが可能になる。
また、請求項４および請求項１１記載の発明では、請求項２または請求項１０記載の発明において、衝突を判定する際、衝突検出モデルと初期状態運動データとに基づいて衝突するかどうかが判定されるので、精度のよい衝突判定を行うことができる。
また、請求項５および請求項１２記載の発明では、請求項２、請求項４、または請求項１０、請求項１１記載の発明において、衝突すると判定された場合、衝突するその物体の相手物体への食い込み状態から食い込み部分の重心位置を計算し、その重心位置に最も近い表面における法線方向を衝突反力方向とするので、衝突反力方向を容易に決定することができる。
【００１５】
また、請求項６および請求項１３記載の発明では、請求項２または請求項１０記載の発明において、衝突すると判定された場合、衝突するその物体の衝突力が非線形のばねおよびダンパーモデルにより計算されるので、精度の高い衝突反力を容易に得ることができる。
また、請求項７記載の発明では、請求項２記載の発明において、動力学運動生成手段により、さらに初期状態運動データを用いて運動計算が行われるので、所望の初期運動状態で請求項１および請求項２記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項８および請求項１４記載の発明では、請求項１または請求項９記載の発明において、近似運動代数式を用いる際、算出された運動方向ベクトルに沿って運動物体に入力データを作用させることにより近似運動データが算出されるので、近似運動代数式であっても算出される近似運動データの精度が高くなる。
また、請求項１５記載の発明では、実行されるプログラムにおいて、請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の運動シミュレーション方法の運動シミュレーションをプログラムにより情報処理装置上で実行させることができるので、情報処理装置を用いて請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項１６記載の発明では、請求項１５記載のプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶することができるので、その記憶媒体をこれまで請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の発明によった運動シミュレーションを行えなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、その情報処理装置においても請求項９乃至請求項１４のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す運動シミュレーション装置の構成説明図。
【図２】本発明の一実施例を示す運動シミュレーション方法の処理フロー図。
【図３】本発明の一実施例を示す運動シミュレーション方法の説明図。
【図４】本発明の一実施例を示す運動シミュレーション方法の他の説明図。
【図５】本発明の一実施例を示す運動シミュレーション方法の他の処理フロー図。
【図６】本発明の一実施例を示す運動シミュレーション方法の他の処理フロー図。
【符号の説明】
１　運動生成装置、２　近似運動生成装置、３　リアルタイム運動生成装置、１１　入力データ管理部、１２　衝突判別部、１３　衝突反力方向生成部、１４
衝突反力生成部、１５　動力学運動生成部
【図１】
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【図２】
2004013740.tif 000011
【図３】
2004013740.tif 000012
【図４】
2004013740.tif 000013
【図５】
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【図６】
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