JP2008198111A - 指示位置演算システム、指示体及びゲームシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】システム利用者により指示体16が発光部22に向けられると、指示体16に取り付けられた撮像部18が発光部22を含む所定領域の画像PAを撮像する。そして、画像PAを構成する各画素の受光情報に基づいて各画素が第1の条件を満たしているか判定し、第1の条件を満たす有効画素を発光部22に対応する画素として扱って、有効画素の画像における位置から指示体の指示位置を演算する。ここで、第2の条件を満たす有効画素と第2の条件を満たさない有効画素とで、有効画素の識別情報に対する重み付けを異ならせて有効画素の識別情報に基づいて有効画素の代表値を演算する。
【選択図】図6
Description
指示体の指示位置を演算する指示位置演算システムであって、
発光部と、
撮像した画像の各画素の受光情報を出力する撮像部と、
前記撮像部が取り付けられている指示体と、
前記各画素の受光情報に基づいて、各画素が第1の条件を満たすか否かを判定するとともに、各画素が第2の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記第1の条件を満たすと判定された有効画素の識別情報に基づいて位置演算を行う演算部と、
を含み、
前記演算部が、
前記第2の条件を満たす有効画素と前記第2の条件を満たさない有効画素とで前記有効画素の識別情報に対する重み付けを異ならせて前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システムに関係する。
発光部と、
撮像した画像の各画素の受光情報を出力する撮像部と、
前記撮像部が取り付けられている指示体と、
前記各画素の受光情報に基づいて、各画素が第1の条件を満たすか否かを判定するとともに、各画素が第2の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記第1の条件を満たすと判定された有効画素の識別情報に基づいて位置演算を行う演算部と、
を含む指示位置演算システム用の指示体であって、
前記演算部が、
前記有効画素のうち前記第2の条件を満たす有効画素と前記第2の条件を満たさない有効画素とで前記有効画素の識別情報に対する重み付けを異ならせて前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム用の指示体に関係する。
前記判定部が、
前記受光情報が第1の閾値よりも大きい場合に前記画素が前記第1の条件を満たすと判定し、前記受光情報が前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値よりも大きい場合に前記画素が前記第2の条件を満たすと判定し、
前記演算部が、
前記第2の条件を満たす有効画素の識別情報に対する重み付けを前記第2の条件を満たさない有効画素の識別情報に対する重み付けよりも大きくして前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うようにしてもよい。
前記撮像部が、
撮像した画像の一端側を始点画素、他端側を終点画素として、前記始点画素から前記終点画素までの各画素の受光情報を連続的に出力し、前記指示体の基準姿勢において下方に前記始点画素が配置され上方に前記終点画素が配置される状態で前記指示体に取り付けられ、
前記演算部が、
前記有効画素が前記発光部に対応する画素である場合に前記指示体の指示位置が求められるように、最先に前記第1の条件を満たすと判定された第1の有効画素の識別情報に基づいて前記位置演算を行うようにしてもよい。
前記演算部が、
前記第1の有効画素を含む所定範囲に判定領域を設定し、前記有効画素のうち前記判定領域に含まれる有効画素の識別情報に基づいて、前記位置演算を行うようにしてもよい。
前記発光部が、
所定の位置関係を有する複数の発光部から構成され、
前記演算部が、
前記第1の有効画素を含む所定範囲に第1の判定領域を設定するとともに、前記第1の判定領域以外の有効画素であって最先に前記第1の条件を満たすと判定された第2の有効画素を含む所定範囲に第2の判定領域を設定し、前記第1の判定領域に含まれる有効画素の識別情報と、前記第2の判定領域に含まれる有効画素の識別情報とに基づいて、前記位置演算を行うようにしてもよい。
前記発光部に設けられ、前記発光部から水平方向よりも下方の所定範囲の方向に進行する光を遮蔽する遮蔽部を更に含むようにしてもよい。
前記遮蔽部は、
前記発光部と前記撮像部とが所与の基準位置関係にある場合に、前記撮像部に入射する反射光を前記発光部よりも下方において発生させる方向に前記発光部からの光を進行させない位置に設けられているようにしてもよい。
前記発光部は、
前記発光部と前記撮像部とが所与の基準位置関係にある場合に、前記撮像部に入射する反射光を前記発光部よりも下方において発生させる方向に前記発光部からの光を進行させない方向に向けて設けられているようにしてもよい。
前記指示体に設けられ、前記発光部からの光と同じ波長帯の光を前記撮像部に透過させるフィルタを更に含むようにしてもよい。
前記発光部が、
所定の位置関係を有する複数の発光部から構成され、
前記演算部が、
前記複数の発光部の各発光部に対応する代表値に基づいて前記位置演算を行うようにしてもよい。
(11)また本発明は、
指示体の指示位置を演算するゲームシステムであって、
オブジェクトを表示させる表示部と、
前記表示部に対して所与の位置関係にある発光部と、
撮像した画像の各画素の受光情報を出力する撮像部と、
前記撮像部が取り付けられている指示体と、
前記各画素の受光情報に基づいて、各画素が第1の条件を満たすか否かを判定するとともに、各画素が第2の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記第1の条件を満たすと判定された有効画素の識別情報に基づいて位置演算を行う演算部と、
を含み、
前記演算部が、
前記第2の条件を満たす有効画素と前記第2の条件を満たさない有効画素とで前記有効画素の識別情報に対する重み付けを異ならせて前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とするゲームシステムに関係する。
図1は、本実施形態の指示位置演算システムを適用したゲームシステム10の概略外観図である。本実施形態のゲームシステム10は、表示画面11に標的オブジェクトTOなどのゲーム画像を表示させる表示部12と、表示部12の上部に設けられ、赤外光LED等の赤外光光源を有する2個の発光部13、14からなる発光ユニット15と、プレーヤPが把持して位置、向きを任意に変更可能であって、表示画面11上の任意の位置を指示するコントローラ16(指示体、シューティングデバイス、ポインティングデバイス)と、ゲーム処理等を行うゲーム機17と、を含む。
次に本実施形態のイメージセンサ18の構成の詳細について説明する。図3は、イメージセンサ18が取り付けられたコントローラ16を真横から見た状態と、イメージセンサ18を拡大して正面から見た状態とを示す図であり、コントローラ16に対するイメージセンサ18の取り付け状態を説明するための図である。図3に示すように本実施形態のイメージセンサ18は、その受光面SFが銃身GBの指示方向BDに対して直交するようにコントローラ16に取り付けられている。かつ、イメージセンサ18のX軸(基準線L)がグリップGGの取付方向GDに対して直交するように、コントローラ16に取り付けられている。
図5は、本実施形態のコントローラ16に実装された指示位置検出部の機能ブロック図が示されている。この指示位置検出部は、イメージセンサ18と、ASIC200と、MCU300と、USB400とを含む。
X1=[2*(45*2+46*3+47*6+48*6+49*5+50*2)+(45+46*2+47+50)]
/[2*(2+3+6+6+5+2)+(1+2+1+1)]
=(2286+234)/(48+5)
=2520/53
=47.547
のようにして求められる。同様にして第1の判定領域JA1の重心座標のY成分Y1は、
Y1=[2*(81+82*3+83*5+84*6+85*5+86*3+87)+(81+82+83+85+86)]
/[2*(1+3+5+6+5+3+1)+(1++1+1+1)]
=(4032+417)/(48+5)
=2520/53
=84.962
のようにして求められる。即ち図6の例における第1の判定領域JA1の重心座標(X1,Y1)は、(47.547,84.962)と求めることができる。
次に、上述したコントローラ16における位置演算処理の流れをフローチャートを用いて説明する。図7は、本実施形態の位置演算処理の概略の一例を示すフローチャートである。図7に示すように、まず判定部210が、イメージセンサ18から出力される各画素の受光情報に基づいて、各画素が所与の条件を満たすか否かを判定する(ステップS10)。そして光源位置演算部350が、第1の有効画素と第2の有効画素の識別情報に基づいて、2つ光源に対応する2つの判定領域の重心位置演算を行う(ステップS12)。すると指示位置演算部360が、2つの判定領域の重心位置に基づいて、コントローラ16の指示位置を演算する(ステップS14)。そしてコントローラ16の指示位置をゲーム機17に出力する(ステップS16)。そして本実施形態では、ステップS10〜ステップS16までの処理を1/54秒ごとに繰返し行う。
次に、本実施形態の発光部の構成の詳細について説明する。
図10(A)は、コントローラ16を表示画面11に向けた状態を真横から見た図である。本実施形態では、コントローラ16と発光部13、14との位置関係がある程度の範囲にある場合にイメージセンサ18が発光部13、14からの赤外光を受光できるように、発光部13、14には、ある程度の指向性を持ちつつ所与の範囲の方向に赤外光を進行させる光源22が設けられている。即ち発光部13、14は、光源22の向きとなる中心方向CDを中心として所与の範囲の進行方向に光源22から赤外光を進行させる。ここで光源22の中心方向は、例えば光源22の中心光度方向(最大光度方向)とすることができる。
図12は、本実施形態の発光ユニット15を構成する1つの発光部13(14)の斜視図である。本実施形態では発光部13(14)は、筺体30の底面32を表示部12の上面に固定して設置される。そして筺体30は前面34と背面36とを有し、その前面34には、前面34側に赤外光を進行させる3つのLED光源22−1〜22−3が設けられている。本実施形態では光源22−1〜22−3は、光源22−1〜22−3の光の進行方向から見て逆三角形の各頂点となるように配置されている。従って光源22−1〜22−3とイメージセンサ18との距離が離れた場合でも、イメージセンサ18が光源22−1〜22−3からの赤外光を所定の面積を有する領域として確実に受光することができる。
以上は、発光部13、14の前面に遮蔽部24を設けることにより、光源22−1〜22−3から下方向に進行する光を遮蔽してノイズとなる反射光の発生を防止する例を挙げて説明したが、発光部13、14に配置される光源22−1〜22−3の向きにより、光源22−1〜22−3から下方向に光を進行させないようにしてノイズとなる反射光の発生を防止してもよい。即ち、光源22(発光部13、14)とイメージセンサ18(コントローラ16)とが所与の基準位置関係にある場合にイメージセンサ18に入射する反射光RLを発生させる方向に光源22からの直接光DLを進行させない方向に、光源22−1〜22−3の中心方向CDの向きを向けるようにしてもよい。
次に、本実施形態のゲームシステム10においてイメージセンサ18が光源22−1〜22−3からの光を受光することができる受光可能範囲について説明する。本実施形態では、コントローラ16と発光部13、14との位置関係がある程度の範囲にある場合に、イメージセンサ18が発光部13、14からの赤外光を受光できるようにするため、1つの発光部13(14)には3個の光源22−1〜22−3が、それぞれの中心方向を異ならせて配置されている。
次に、図16を用いて本実施形態における指示位置演算システム(ゲームシステム)の構成について説明する。図16は、本実施形態における指示位置演算システムの機能ブロック図の一例である。なお、本実施形態の指示位置演算システムは、図16の構成要素(各部)の一部を省略した構成としてもよい。
PA 画像、IrA1・IrA2 赤外光源領域、DpA 表示画面領域、
BD 指示方向、GD グリップの取付方向、SP 始点画素、EP 終点画素、
SF 受光面、NA ノイズ領域、
DL 直接光、RL 反射光、CD 中心方向、HD 水平方向、SD 基準方向、
D1 第1の方向、D2 第2の方向、D3 第3の方向、
11 表示画面、12 表示部、13・14 発光部、15 発光ユニット、
16 コントローラ、17 ゲーム機、18 イメージセンサ、22 光源、
24 遮蔽部、30 筺体、32 底面、34 前面、36 背面、38 カバー、
100 処理部、104 表示制御部、106 判定部、108 評価部、
160 操作部、162 撮像部、164 判定部、166 演算部、170 記憶部、190 表示部
Claims (12)
- 指示体の指示位置を演算する指示位置演算システムであって、
発光部と、
撮像した画像の各画素の受光情報を出力する撮像部と、
前記撮像部が取り付けられている指示体と、
前記各画素の受光情報に基づいて、各画素が第1の条件を満たすか否かを判定するとともに、各画素が第2の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記第1の条件を満たすと判定された有効画素の識別情報に基づいて位置演算を行う演算部と、
を含み、
前記演算部が、
前記第2の条件を満たす有効画素と前記第2の条件を満たさない有効画素とで前記有効画素の識別情報に対する重み付けを異ならせて前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項1において、
前記判定部が、
前記受光情報が第1の閾値よりも大きい場合に前記画素が前記第1の条件を満たすと判定し、前記受光情報が前記第1の閾値よりも大きい第2の閾値よりも大きい場合に前記画素が前記第2の条件を満たすと判定し、
前記演算部が、
前記第2の条件を満たす有効画素の識別情報に対する重み付けを前記第2の条件を満たさない有効画素の識別情報に対する重み付けよりも大きくして前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項1、2のいずれかにおいて、
前記撮像部が、
撮像した画像の一端側を始点画素、他端側を終点画素として、前記始点画素から前記終点画素までの各画素の受光情報を連続的に出力し、前記指示体の基準姿勢において下方に前記始点画素が配置され上方に前記終点画素が配置される状態で前記指示体に取り付けられ、
前記演算部が、
前記有効画素が前記発光部に対応する画素である場合に前記指示体の指示位置が求められるように、最先に前記第1の条件を満たすと判定された第1の有効画素の識別情報に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項3において、
前記演算部が、
前記第1の有効画素を含む所定範囲に判定領域を設定し、前記有効画素のうち前記判定領域に含まれる有効画素の識別情報に基づいて、前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項4において、
前記発光部が、
所定の位置関係を有する複数の発光部から構成され、
前記演算部が、
前記第1の有効画素を含む所定範囲に第1の判定領域を設定するとともに、前記第1の判定領域以外の有効画素であって最先に前記第1の条件を満たすと判定された第2の有効画素を含む所定範囲に第2の判定領域を設定し、前記第1の判定領域に含まれる有効画素の識別情報と、前記第2の判定領域に含まれる有効画素の識別情報とに基づいて、前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記発光部に設けられ、前記発光部から水平方向よりも下方の所定範囲の方向に進行する光を遮蔽する遮蔽部を更に含むことを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項6において、
前記遮蔽部は、
前記発光部と前記撮像部とが所与の基準位置関係にある場合に、前記撮像部に入射する反射光を前記発光部よりも下方において発生させる方向に前記発光部からの光を進行させない位置に設けられていることを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記発光部は、
前記発光部と前記撮像部とが所与の基準位置関係にある場合に、前記撮像部に入射する反射光を前記発光部よりも下方において発生させる方向に前記発光部からの光を進行させない方向に向けて設けられていることを特徴とする指示位置演算システム。 - 請求項1〜8のいずれかにおいて、
前記指示体に設けられ、前記発光部からの光と同じ波長帯の光を前記撮像部に透過させるフィルタを更に含むことを特徴とする指示位置演算システム。 - 前記発光部が、
所定の位置関係を有する複数の発光部から構成され、
前記演算部が、
前記複数の発光部の各発光部に対応する代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム。 - 発光部と、
撮像した画像の各画素の受光情報を出力する撮像部と、
前記撮像部が取り付けられている指示体と、
前記各画素の受光情報に基づいて、各画素が第1の条件を満たすか否かを判定するとともに、各画素が第2の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記第1の条件を満たすと判定された有効画素の識別情報に基づいて位置演算を行う演算部と、
を含む指示位置演算システム用の指示体であって、
前記演算部が、
前記有効画素のうち前記第2の条件を満たす有効画素と前記第2の条件を満たさない有効画素とで前記有効画素の識別情報に対する重み付けを異ならせて前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とする指示位置演算システム用の指示体。 - 指示体の指示位置を演算するゲームシステムであって、
オブジェクトを表示させる表示部と、
前記表示部に対して所与の位置関係にある発光部と、
撮像した画像の各画素の受光情報を出力する撮像部と、
前記撮像部が取り付けられている指示体と、
前記各画素の受光情報に基づいて、各画素が第1の条件を満たすか否かを判定するとともに、各画素が第2の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記第1の条件を満たすと判定された有効画素の識別情報に基づいて位置演算を行う演算部と、
を含み、
前記演算部が、
前記第2の条件を満たす有効画素と前記第2の条件を満たさない有効画素とで前記有効画素の識別情報に対する重み付けを異ならせて前記有効画素の識別情報に基づいて前記有効画素の代表値を演算し、前記代表値に基づいて前記位置演算を行うことを特徴とするゲームシステム。
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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