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캐릭터 시뮬레이션 방법 및 시스템

  • 기술번호 : KST2015160161
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 캐릭터 시뮬레이션 방법 및 시스템을 개시한다. 캐릭터 시뮬레이션 방법은, 변위 맵핑(displacement mapping) 및 PD(Proportional Derivative) 제어를 이용하여 모션 데이터를 최적화하는 단계 및 상기 최적화된 모션 데이터를 이용하여 컨트롤러를 학습하고, 캐릭터의 행동을 제어하는 단계를 포함한다. 이때, 변위 맵핑 및 PD 제어를 이용하여 모션 데이터를 최적화하는 상기 단계는, 입력 모션 및 변위 파라미터간의 상기 변위 맵핑을 통해 타겟 모션을 생성하는 제1 단계 및 상기 타겟 모션 및 목적 함수(objective function)를 이용하여 시뮬레이션 모션을 생성하는 제2 단계를 포함할 수 있다. 상기 최적화된 모션 데이터를 이용하여 컨트롤러를 학습하는 상기 단계는, 상기 캐릭터의 현재 상태와 가까운 데이터 샘플들을 찾아내는 단계 및 상기 샘플들에 포함된 결과 포즈들을 결합하여 타겟 포즈(target pose)를 계산낼 수 있는 컨트롤러를 생성하는 단계, 그리고 상기 모션 데이터 및 상기 변위 맵핑을 이용하여 상기 컨트롤러를 개량하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는 정적 콘트롤러와 정적 콘트롤러 간의 전이를 가능하게 하는 전이 콘트롤러를 포함할 수 있다.캐릭터 시뮬레이션, 양족 캐릭터(biped character), 모션 캡쳐, 컨트롤러
Int. CL G06F 19/00 (2011.01) G06F 17/50 (2011.01)
CPC
출원번호/일자 1020070073313 (2007.07.23)
출원인 재단법인서울대학교산학협력재단
등록번호/일자 10-0856824-0000 (2008.08.29)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20080905) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2007.07.23)
심사청구항수 33

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 재단법인서울대학교산학협력재단 대한민국 서울특별시 관악구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이제희 대한민국 서울시 강남구
2 김만명 대한민국 서울시 마포구
3 석광원 대한민국 서울시 관악구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 무한 대한민국 서울특별시 강남구 언주로 ***, *층(역삼동,화물재단빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 에스티에이치아트엠 주식회사 서울특별시 관악구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2007.07.23 수리 (Accepted) 1-1-2007-0530808-50
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2008.01.29 수리 (Accepted) 4-1-2008-5015497-73
3 등록결정서
Decision to grant		 2008.05.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2008-0294297-29
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.08.22 수리 (Accepted) 4-1-2014-5100909-62
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.20 수리 (Accepted) 4-1-2015-5036045-28
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
캐릭터 시뮬레이션 방법에 있어서,변위 맵핑(displacement mapping) 및 PD(Proportional Derivative) 제어를 이용하여 모션 데이터를 최적화하는 단계; 및상기 최적화된 모션 데이터를 이용하여 컨트롤러를 학습하고, 캐릭터의 행동을 제어하는 단계를 포함하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
2 2
제1항에 있어서,변위 맵핑 및 PD 제어를 이용하여 모션 데이터를 최적화하는 상기 단계는,입력 모션 및 변위 파라미터간의 상기 변위 맵핑을 통해 타겟 모션을 생성하는 제1 단계; 및상기 타겟 모션 및 목적 함수(objective function)를 이용하여 시뮬레이션 모션을 생성하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
3 3
제2항에 있어서,상기 모션 데이터는 시간에 따라 분리된 적어도 하나의 상기 입력 모션을 포함하고,변위 맵핑 및 PD 제어를 이용하여 모션 데이터를 최적화하는 상기 단계는,상기 모션 데이터가 포함하는 모든 입력 모션에 대해 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계를 반복 수행하는 제3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
4 4
제2항에 있어서,입력 모션 및 변위 파라미터간의 상기 변위 맵핑을 통해 타겟 모션을 생성하는 상기 단계는,상기 입력 모션에 상기 변위 파라미터를 통해 생성된 모션 변위의 배열을 부가하여 상기 타겟 모션을 생성하는 단계이고,상기 모션 변위의 배열의 원소 각각은 종형 기저 함수(bell-shaped basis function)를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
5 5
제4항에 있어서,상기 입력 모션에 상기 변위 파라미터를 통해 생성된 모션 변위의 배열을 부가하여 상기 타겟 모션을 생성하는 상기 단계는,하기 수학식 9와 같이 상기 입력 모션에 상기 모션 변위의 배열을 부가하여 상기 타겟 모션을 생성하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
6 6
제5항에 있어서,상기 입력 모션은 하기 수학식 10과 같이 표현되고,상기 모션 변위의 배열은 하기 수학식 11과 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
7 7
제5항에 있어서,상기 종형 기저 함수는 하기 수학식 12와 같이 표현되고,상기 di(t)는 상기 모션 변위의 배열이 포함하는 i-번째 원소를, 상기 cj 는 노드 포인트를, 상기 m은 노드 포인트의 수를, 상기 hij 및 상기 wj는 상기 모션 변위의 계수를 각각 의미하고, 상기 Bj(t; cj, wj)는 삼각 기저 함수(sinusoidal basis function)를 의미함
8 8
제7항에 있어서,상기 삼각기저 함수는 다음 수학식 13과 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
9 9
제2항에 있어서,상기 타겟 모션 및 목적 함수를 이용하여 시뮬레이션 모션을 생성하는 상기 단계는,상기 변위 파리미터의 초기값을 선택하여 서로 다른 변위 파라미터의 초기값에 대해 반복적으로 국소 극점(local extremum)을 찾고, 상기 국소 극점의 값 중 최소값을 상기 목적 함수의 최소값으로 상기 시뮬레이션 모션을 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
10 10
제9항에 있어서,상기 목적 함수는 하기 수학식 14와 같이 표현되고,상기 국소 극점은 기선정된 최적화 방법을 이용하여 찾는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
11 11
제10항에 있어서,상기 최적화 방법은 다운힐 심플렉스 방법(downhill simplex method), 인 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
12 12
제2항에 있어서,상기 모션 변위의 배열은 기선정된 수의 기저 함수가 오버랩되면서 시간 축을 따라 이동하는 윈도우(window)를 이용하여 최적화되고,상기 윈도우는 상기 모션 데이터의 긴 클립에 대한 시퀀스의 일부분을 커버하여 최적화 모션 프레임을 분리하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
13 13
제1항에 있어서,상기 최적화된 모션 데이터를 이용하여 컨트롤러를 학습하고, 캐릭터의 행동을 제어하는 상기 단계는,상태-동작 궤적들의 집합을 이용하여 컨트롤러 학습을 수행하는 단계;상기 모션 데이터 및 상기 변위 맵핑을 이용하여 상기 컨트롤러를 개량하는 단계; 및상기 컨트롤러를 이용하여 행동에 대한 상태간의 전이를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
14 14
제13항에 있어서,상태-동작 궤적들의 집합을 이용하여 컨트롤러 학습을 수행하는 상기 단계는,상기 캐릭터에 대한 새로운 상태가 주어지면, 그 상태와 가까운 적어도 하나의 샘플을 선택하는 단계; 및상기 샘플에 포함된 적어도 하나의 결과 포즈를 결합하여 타켓 포즈(target pose)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
15 15
제14항에 있어서,상기 가까운 샘플은 모션 프레임간의 거리를 이용하여 선택되고,상기 모션 프레임간의 거리는 상기 모션 프레임의 특성을 이용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
16 16
제15항에 있어서,상기 모션 프레임의 특성은 (1) 관절 각도(joint angle), (2) 루트 노드의 위치, 속도, 방향, (3) 캐릭터 발의 위치, 속도 및 (4) 지면 접촉 중 적어도 하나를 포함하고,상기 모션 프레임간의 거리는 상기 모션 프레임의 특성 벡터 F(t) 간의 차이를 제곱하고, 가중치를 부여하고, 더하는 방식으로 계산되는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
17 17
제14항에 있어서,상기 샘플에 포함된 적어도 하나의 결과 포즈를 결합하여 타켓 포즈를 계산하는 상기 단계는,하기 수학식 15를 이용하여 상기 타겟 포즈를 계산하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법여기서, 상기 P(t + Δt)는 상기 다음 시간 인스턴스의 상기 타겟 포즈를, 상기 di는 로서, 상기 캐릭터의 현재 상태와 상기 샘플 중 i-번째 샘플 Fi와의 거리를 상기 특성 벡터 F(t)를 활용하여 계산되고, 상기 wi는 1/di를, 상기 는 기선정된 상수를 각각 의미함
18 18
제13항에 있어서,상기 모션 데이터 및 상기 변위 맵핑을 이용하여 상기 컨트롤러를 개량하는 상기 단계는,상기 모션 데이터가 포함하는 트레이닝 데이터 집합을 이용하여 상기 캐릭터의 궤도를 모니터링하는 단계;상기 캐릭터의 궤도가 상기 트레이닝 데이터 집합에 따른 궤도를 기선정된 기준 이상 벗어나는 경우, 실패 상황으로 인지하는 단계; 및상기 실패 상황 인지 시 상기 캐릭터의 모션 중 가장 가까운 사이클로 전체 시스템을 되돌리는(roll back) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
19 19
제18항에 있어서,상기 모션 데이터 및 상기 변위 맵핑을 이용하여 상기 컨트롤러를 개량하는 상기 단계는,상기 트레이닝 데이터 집합에 새로운 상태-동작의 궤도를 추가하는 단계; 및상기 변위 맵핑을 이용하여 상기 상태-동작의 궤도를 기존의 궤도에 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
20 20
제13항에 있어서,상기 컨트롤러는 기선정된 범위 내에서 상기 캐릭터의 상태에 대한 변화를 제어하는 정적 컨트롤러 및 상기 정적 컨트롤러간의 전이를 제어하는 전이 컨트롤러를 포함하고,상기 컨트롤러를 이용하여 행동에 대한 상태간의 전이를 제어하는 상기 단계는,상기 캐릭터가 시뮬레이션 되는 동안 상기 전이 컨트롤러의 트레이닝 데이터 셋이 포함하는 샘플 중 상기 캐릭터의 현재 상태와 가장 가까운 샘플간의 거리를 측정하여 상기 거리가 사용자에 의해 설정된 스레스홀드(threshold) 이하인 경우, 상기 캐릭터의 모션을 제어하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 방법
21 21
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체
22 22
캐릭터 시뮬레이션 시스템에 있어서,변위 맵핑 및 PD 제어를 이용하여 모션 데이터를 최적화하는 모션 데이터 최적화부; 및상기 최적화된 모션 데이터를 이용하여 컨트롤러를 학습하고, 캐릭터의 행동을 제어하는 캐릭터 제어부를 포함하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
23 23
제22항에 있어서,상기 모션 데이터 최적화부는,입력 모션 및 변위 파라미터간의 상기 변위 맵핑을 통해 타겟 모션을 생성하는 타겟 모션 생성부; 및상기 타겟 모션 및 목적 함수(objective function)를 이용하여 시뮬레이션 모션을 생성하는 시뮬레이션 모션 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
24 24
제23항에 있어서,상기 모션 데이터는 시간에 따라 분리된 적어도 하나의 상기 입력 모션을 포함하고,상기 모션 데이터 최적화부는,상기 모션 데이터가 포함하는 모든 입력 모션에 대해 타겟 모션 생성부 및 상기 시뮬레이션 모션 생성부를 반복 수행시키는 반복부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
25 25
제23항에 있어서,상기 타겟 모션 생성부는,상기 입력 모션에 상기 변위 파라미터를 통해 생성된 모션 변위의 배열을 부가하여 상기 타겟 모션을 생성하고,상기 모션 변위의 배열의 원소 각각은 종형 기저 함수를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
26 26
제23항에 있어서,상기 시뮬레이션 모션 생성부는,상기 변위 파리미터의 초기값을 선택하여 서로 다른 변위 파라미터의 초기값에 대해 반복적으로 국소 극점(local extremum)을 찾고, 상기 국소 극점의 값 중 최소값을 상기 목적 함수의 최소값으로 상기 시뮬레이션 모션을 계산하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
27 27
제22항에 있어서,상기 캐릭터 제어부는,상태-동작 궤적들의 집합을 이용하여 컨트롤러 학습을 수행하는 컨트롤러 학습부;상기 모션 데이터 및 상기 변위 맵핑을 이용하여 상기 컨트롤러를 개량하는 컨트롤러 개량부; 및상기 컨트롤러를 이용하여 행동에 대한 상태간의 전이를 제어하는 전이 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
28 28
제27항에 있어서,상기 컨트롤러 학습부는,다음 시간 인스턴스에 상기 캐릭터에 대한 새로운 상태가 주어지면, 그 상태와 가까운 적어도 하나의 샘플을 선택하고 상기 샘플에 포함된 적어도 하나의 결과 포즈를 결합하여 타켓 포즈를 계산하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
29 29
제28항에 있어서,상기 가까운 샘플은 모션 프레임간의 거리를 이용하여 선택되고,상기 모션 프레임간의 거리는 상기 모션 프레임의 특성을 이용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
30 30
제29항에 있어서,상기 모션 프레임의 특성은 (1) 관절 각도(joint angle), (2) 루트 노드의 위치, 속도, 방향, (3) 캐릭터 발의 위치, 속도 및 (4) 지면 접촉 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
31 31
제27항에 있어서,상기 컨트롤러 개량부는,상기 모션 데이터가 포함하는 트레이닝 데이터 집합을 이용하여 상기 캐릭터의 궤도를 모니터링하여 상기 캐릭터의 궤도가 상기 트레이닝 데이터 집합에 따른 궤도를 기선정된 기준 이상 벗어나는 경우, 실패 상황으로 인지하고 상기 실패 상황 인지 시 상기 캐릭터의 모션 중 가장 가까운 사이클로 전체 시스템을 되돌리는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
32 32
제31항에 있어서,상기 컨트롤러 개량부는,상기 트레이닝 데이터 집합에 새로운 상태-동작의 궤도를 추가하고, 상기 변위 맵핑을 이용하여 상기 상태-동작의 궤도를 기존의 궤도에 혼합하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
33 33
제27항에 있어서,상기 컨트롤러는 기선정된 범위 내에서 상기 캐릭터의 상태에 대한 변화를 제어하는 정적 컨트롤러 및 상기 정적 컨트롤러간의 전이를 제어하는 전이 컨트롤러를 포함하고,상기 전이 제어부는,상기 캐릭터가 시뮬레이션 되는 동안 상기 전이 컨트롤러의 트레이닝 데이터 셋이 포함하는 샘플 중 상기 캐릭터의 현재 상태와 가장 가까운 샘플간의 거리를 측정하여 상기 거리가 사용자에 의해 설정된 스레스홀드(threshold) 이하인 경우, 상기 캐릭터의 모션을 제어하는 것을 특징으로 하는 캐릭터 시뮬레이션 시스템
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6 US8350861 US 미국 DOCDBFAMILY
7 WO2009014273 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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