CN104740870A - 指向辨识系统控制指向标志移动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种指向辨识系统控制指向标志移动的方法，先持续撷取具有所指向的区域的影像，并当该指向辨识系统移动所指的方向时，取得该陀螺仪的一角度位移量，再依据所撷取影像中的指向标志大小的变化，计算出一移动修正量；而后，依据该角度位移量以及该移动修正量，计算出一坐标位移量，并再依据该指向标志当下的坐标、以及坐标移动量计算出目标坐标值后，将指向标志移动至该屏幕上对应该目标坐标值的位置上。

Description

指向辨识系统控制指向标志移动的方法

技术领域

本发明是与指向辨识有关；特别是指一种指向辨识系统控制指向标志移动的方法。

背景技术

近年来，随着人们生活质量的提升，人们愈来愈重视休闲活动，期以透过休闲活动能释放生活中的压力，并增进人与人之间的情感交流。而随着游戏产业的蓬勃发展，各式各样的网络游戏或单机游戏，已成为人们重要的休闲活动与生活的调剂品，其中尤以大型射击类游戏机台深受年轻人的喜爱。

而目前在射击类游戏机台中，通常会利用光枪来取代一般游戏杆进行瞄准显示屏上的目标物，以提升游戏模拟的真实性，并透过一指向辨识系统来辨识出该光枪所指像的位置。

请参阅图1，现有的指向辨识系统包含有一影像形成装置10、一定位点产生装置12、一操控装置14、一运算器16。

该影像形成装置10用以于一屏幕100上形成影像。该定位点产生装置12用以于该屏幕100上以不可见的中心波长为850nm或940nm的红外线激光投射形成多个定位点P，且所述定位点P是呈预定排列方式布设于该屏幕100上。该操控装置14(即光枪)用以供用户指向该屏幕100，并具有一不可见光摄影机141。该不可见光摄影机141用以撷取具有该屏幕100上的部份区域内的定位点P的影像。

该运算器16的一内存(图未示)事先储存有一数据，而该数据中具有所述定位点P的排列方式。另外，该运算器16与该不可见光摄影机141以及该影像形成装置10电性连接，用以透过该不可见光摄影机141所撷取的影像后，与该内存内的数据比对，进而推算出该操控装置14所指向的区块，进而推算出对应的坐标位置，而后，该运算电器16便依据运算所得的坐标位置，控制该影像形成装置10于该屏幕100上产生的指向标志移动至坐标位置的对应处。

然而，当使用者游戏一段时间后，常常会因为游戏时的移动或碰撞，导致用户的位置偏离该不可见光摄影机141可正常取像的区域，致使该运算器16无法透过该不可见光摄影机141所撷取的影像辨识出该操控装置14所指向的区块，使得使用者于游玩一段时间后，常常会有感测失灵、或是指向标志活动逐渐不灵敏的情形发生。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的用于提供一种指向辨识系统控制指向标志移动的方法，可有效地改善使用者游玩一段时间后，感测失灵、或是指向标志活动逐渐不灵敏的情形。

缘以达成上述目的，本发明提供一种指向辨识系统控制指向标志移动的方法，该指向辨识系统用以将一指向标志投射至一布设有多个定位点的屏幕上，且该指向辨识系统主要是透过撷取具有所指向的区域上的部分定位点的影像，来辨识所指向的位置，进而带动该指向标志移动至所指向的位置，并储存当该指向辨识系统移动所指的方向时，该指向辨识系统上的一陀螺仪的角度位移(Angular displacement)量与坐标位移量的比值，而该提供指向辨识系统控制指向标志移动的方法是用以当该指向辨识系统无法透过所撷取的影像辨识出所指向的位置时执行，且包含有下列步骤：

A.持续撷取具有所指向的区域的影像；

B.当该指向辨识系统移动所指的方向时，取得该陀螺仪的一角度位移量；

C.依据所撷取影像中的指向标志大小的变化，计算出一移动修正量；

D.依据所储存的比值、与步骤B所计算出的该角度位移量以及步骤C的该移动修正量，计算出一坐标位移量；

E.依据该指向标志当下的坐标、以及步骤D的坐标移动量，计算出一目标坐标值；

F.将该指向标志移动至该屏幕上对应步骤E的该目标坐标值的位置。

本发明的有益效果：透过上述的设计，便可有效地改善使用者游玩一段时间后，感测失灵、或是指向标志活动逐渐不灵敏的情形。

附图说明

图1是现有指向辨识系统的结构图。

图2为适用本发明控制指向标志移动的方法的指向辨识系统的结构图。

图3为本发明较佳实施例的指向辨识系统控制指向标志移动的方法的流程图。

图4揭示不可见光摄影机所撷取到的定位点的影像扭曲变形。

图5揭示透过所撷取的影像辨识出所指向的位置与指向标志当下位置之间存有差距。

符号说明

10影像形成装置

12定位点产生装置

14操控装置

141不可见光摄影机

16运算器

100屏幕

20影像形成装置

22定位点产生装置

24操控装置

241不可见光摄影机     242陀螺仪

26运算器

200屏幕

P定位点

S指向标志

S1位置

具体实施方式

为能更清楚地说明本发明，兹举较佳实施例并配合图示详细说明如后。请参图1所示，适用本发明一较佳实施例的指向标志移动的方法的指向辨识系统同样包含有一影像形成装置20、一定位点产生装置22、一操控装置24、一运算器26，其中该影像形成装置20以及该定位点产生装置22与现有的影像形成装置10以及定位点产生装置22相同，于此容不再赘述。唯不同之处在于该操控装置24上除具有不可见光摄影机241外，还包含有以及一陀螺仪242。该不可见光摄影机241同样用以撷取具有一屏幕200上的部份区域内的定位点P的影像。该陀螺仪242则依据使用者晃动或移动该操控装置40的方向与力道，对应输出一角速度值。

除此之外，该运算器26的内存(图未示)储存有所述定位点P的排列方式的数据外。该运算器26还会计算出坐标位移量与该陀螺仪242的角度位移量的比值后，将该比值储存于该内存中。举例来说，当操控装置24摆动而使得指向标志S于X轴(水平方向)的坐标位移了3个坐标单位，且该陀螺仪242的水平方向角度位移量为30时，则可求出比值为10分之1，表示该陀螺仪242于水平方向的移动量为1时，该指向标志S会在屏幕200的X轴移动10分之1坐标单位。

如此一来，请参阅图3，当持续启动该操控装置24上的不可见光摄影机241撷取具有所指向的区域上的部分定位点P的影像，若该指向辨识系统无法透过所撷取的影像辨识出所指向的位置，则执行本发明的该指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其包含有下列步骤：

当该指向辨识系统的该操控装置24移动所指的方向时，取得该陀螺仪242测得的一角度位移(Angular displacement)量，而该角度位移量是指该陀螺仪242此次测得的角速度值与前一次测得的角速度值之间的差值。而实务上，测得的角速度值与计算得到的角度位移量会暂存于内存(图未示)的特定暂存区段中，而该特定暂存区段中通常分别设有一初始数值(如32767)，如此一来，为避免初始数值干扰后续的运算，当该陀螺仪242每一次测得角速度值后，便会比对与前一次取得的角速度值（即暂存于特定暂存区段中的数值)之间的差值是否大于一预定差值(本实施例为1000)，若无法比较或是大于时，表示为误判状况或是特定暂存区段中仍存有初始数值，则将取得的角速度值覆写至特定暂存区段，并再次侦测角速度值进行比对；反之，若小于时，执行后续的步骤取得对应的角度位移量，进而有效地避免初始数值干扰运算结果。

而后，再依据所撷取影像中的指向标志S大小的变化，计算出一移动修正量，而计算该移动修正量的目的在于使用者除带动该操控装置24上下左右位移进行游戏外，亦会因为游戏或情境影响，而致使使用者带动该操控装置24前后移动，而必须进行修正，才能达到更为控制移动更为准确的目的。于本实施例中，以该指向标志S的径长或周长的变化比例，做为移动修正量的值。举例来说，当使用者往后移动，致使影像中的所有指向标志S大小的径长或周长变化为原先的位置的径长或周长的0.9倍，表示使用者向后（即远离屏幕200的方向)移动，此时，便将移动修正量的值设为0.9。

取得移动修正量后，便可依据先前所储存的比值、计算出的该角度位移量以及该移动修正量，计算出一坐标位移量。于本实施例中，是以储存的比值乘以该角度位移量后，再乘以该移动修正量，以计算出该坐标位移量。当然，在其它取样或设定方式的条件下，亦可透过其他算式来取得对应的坐标位移量。举例来说，当比值为10分之1、该陀螺仪242于水平方向的角度位移量为+100，且移动修正量的值为0.9时，则可以+100*0.9*(1／10)求得X轴的坐标移动量为+9。

而后，依据该指向标志S当下的坐标、以及计算出的坐标移动量，计算出一目标坐标值。举例来说，当指向标志S当下于X轴的坐标为102，而前一步骤算出的坐标移动量为+9时，则以102+9算出X轴的目标坐标值为111。

最后，便将该指向标志S移动至该屏幕200上对应该目标坐标值（即X轴的坐标值为110)的位置。当然，除X轴外，上述的计算方法当然也适用于Y轴的移动上。

如此一来，便可重复执行前述的指向辨识系统控制指向标志移动的方法，直至当该指向辨识系统可透过所撷取的影像辨识出所指向的位置。由此，透过上述的设计，便可有效地改善使用者游玩一段时间后，常发生的感测失灵或是指向标志活动不灵敏的情形。

另外，当使用者游戏一段时间而逐渐侧向该屏幕的话，那么该操控装置24上的不可见光摄影机241所撷取到的定位点P的影像便会产生扭曲变形(如图4)，而为使该指向标志S移动的控制更加地准确，于计算出该坐标位移量之前，还可依据所撷取的影像的扭曲程度计算出一扭曲补偿值，并于步骤D中，依据所储存的比值、该角度位移量、该移动修正量以及该扭曲补偿值，计算出该坐标位移量。举例来说，当比值为10分之1、该陀螺仪242于水平方向的角度位移量为+100、移动修正量的值为0.9，且算出影像的X轴扭曲延伸了1.5倍时，则以+100*0.9*(1／10)／1.5，而将X轴的坐标移动量校正为+6，以使得指向标志S移动的控制能更加地准确。

值得一提的是，当该指向辨识系统再次可透过所撷取的影像辨识出所指向的位置后，若透过所撷取的影像辨识出所指向的位置S1的坐标，与该指向标志S当下的坐标之间存有差距(如图5)，则可执行以下步骤进行校正。即，于一预定时间内，将该指向标志S逐步地移动至依据所撷取的影像辨识出所指向的位置S1的坐标上，此方法除可达到位置校正的目的外，亦可避免指向标志S直接跳动至依据所撷取的影像辨识出所指向的位置S1上，进而避免用户游戏时产生指向标志S跳动的突兀感。

于本实施例中，该预定时间的设定为3秒之内，当然较佳时间是设定于1秒，而选用3秒以内的原因在于不会给人太突兀的移动感，又可在短时间内将误差修正回来。于本实施例的实际实施上，是于每帧(Frame)时，将该指向标志S再移动一预定补偿量，以达到将该指向标志S逐步地移动至依据所撷取的影像辨识出所指向的位置S1。而上述的该预定补偿量是以所撷取的影像辨识出所指向的位置的坐标S1与该指向标志S当下的坐标间的坐标差，乘以该预定时间中第几次执行的帧数后，再乘以该预定时间内的总帧数取得。

举例来说，当该屏幕200每秒执行120帧，且系统设定1秒钟要将该指向标志S逐步地移动至依据所撷取的影像辨识出所指向的位置S1的坐标上，且所撷取的影像辨识出所指向的X轴位置S1的坐标，与该指向标志S当下X轴的坐标间的坐标差为5时，则每帧所执行的X轴的预定补偿量则以5乘以该预定时间中第几次执行的帧数后，再除以该预定时间内的总帧数取得。更详而言之，当屏幕执行至第1次帧时，则本次X轴的移动预定补偿量则为5*1／120=5／120。如此一来，该指向标志S便会于一秒内逐步地移动至依据所撷取的影像辨识出所指向的位置S1。当然，上述预定补偿量的计算方法同样适用于Y轴的计算与补偿上。

由此，综上所述可知悉，本发明指向辨识系统控制指向标志移动的方法，不仅可有效地改善使用者游玩一段时间后，常发生的感测失灵或是指向标志活动不灵敏的情形，同时还能避免该指向标志S突然跳回依据所撷取的影像辨识出所指向的位置S1所产生的突兀感。

当然，在实际施作上，本发明同样适用仅于屏幕的四端角设置定位点的指向辨识系统上，且定位点除使用光点投射外，亦可直接将光源（如LED)埋设或黏贴于对应的位置处来达到相同的效果。以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及权利要求范围所为之等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，该指向辨识系统用以将一指向标志投射至一布设有多个定位点的屏幕上，且该指向辨识系统主要是透过撷取具有所指向的区域上的部分定位点的影像，来辨识所指向的位置，进而带动该指向标志移动至所指向的位置，并储存当该指向辨识系统移动所指的方向时，该指向辨识系统上的一陀螺仪的角度位移量与坐标位移量的比值，而该指向辨识系统控制指向标志移动的方法，是用以当该指向辨识系统无法透过所撷取的影像辨识出所指向的位置时执行，且包含有下列步骤：

A.持续撷取具有所指向的区域的影像；

B.当该指向辨识系统移动所指的方向时，取得该陀螺仪的一角度位移量；

C.依据所撷取影像中的指向标志大小的变化，计算出一移动修正量；

D.依据所储存的比值、与步骤B所计算出的该角度位移量以及步骤C的该移动修正量，计算出一坐标位移量；

E.依据该指向标志当下的坐标、以及步骤D的坐标移动量，计算出一目标坐标值；

F.将该指向标志移动至该屏幕上对应步骤E的该目标坐标值的位置。

2.如权利要求1所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，重复执行步骤A至F，直至当该指向辨识系统透过所撷取的影像辨识出所指向的位置。

3.如权利要求2所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，当该指向辨识系统透过所撷取的影像辨识出所指向的位置时，若透过所撷取的影像辨识出所指向的位置的坐标，与该指向标志当下的坐标之间存有差距，则执行一步骤G，是于一预定时间内，将该指向标志逐步地移动至依据所撷取的影像辨识出所指向的位置的坐标上。

4.如权利要求3所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，该预定时间不大于3秒。

5.如权利要求3所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，于步骤G中，于每帧(Frame)时，将该指向标志再移动一预定补偿量，而该预定补偿量是以所撷取的影像辨识出所指向的位置的坐标与该指向标志当下的坐标间的坐标差，乘以该预定时间中第几次执行的帧数后，再乘以该预定时间内的总帧数取得。

6.如权利要求1所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，于步骤C中，该移动修正量是该指向标志的径长或周长的变化比例值。

7.如权利要求6所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，于步骤D中，是以所储存的比值乘以步骤B所计算出的该角度位移量后，再乘以步骤C的该移动修正量，以计算出该坐标位移量。

8.如权利要求2所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，于步骤B中所述的角度位移量，是该陀螺仪此次取得的角速度值与前一次取得的角速度值之间的差值。

9.如权利要求8所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，于步骤B中，取得角速度值后，会比对与前一次取得的角速度值之间的差值是否大于一预定差值，若无法比较或是大于时，重新执行步骤B；若小于时，执行后续的步骤。

10.如权利要求1所述指向辨识系统控制指向标志移动的方法，其特征在于，于步骤D之前，还会依据步骤A所撷取的影像的扭曲程度计算出一扭曲补偿值，并于步骤D中，依据所储存的比值、该角度位移量、该移动修正量以及该扭曲补偿值，计算出该坐标位移量。