JP3904706B2 - Playground equipment and method for controlling the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、距離画像を取得する距離画像取得手段を適用した遊具装置および同装置の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、アーケードゲーム機などと称される遊具装置として、ボクシングゲームや射撃ゲームなどといった、人間の動きを利用したゲームが数多く開発されてきている。ボクシングゲームでは、利用者が実際にサンドバッグを打撃したときの圧力を物理的に測定している。このとき、測定されているのは、利用者のパンチがサンドバッグに当たった瞬間の圧力のみである。パンチが利用者からどのような経路でどのくらいの速さで繰り出されたのかは用いられていない。このために、単純にパンチの強さだけを競う単調なゲームになっている。
【0003】
また、射撃ゲームでは、おもちゃの銃の先に発光体をつけ、その発光体の光が画面上のどこにあたるかを検知する。そして、銃の引き金が弾かれたときに光が当たっている物体に銃弾があたったと判定するようになっている。このように単純なため、射撃の腕を競うというよりは、呈示された標的をいかに素早く見つけて撃つかだけの反射神経を競うだけのゲームになってしまっている。
【0004】
一方、CCDカメラなどを用いて撮像した画像を解析して、人間の身体の位置などを認識する方法もとられている。この方法では、まず、進行方向をCCDカメラなどの撮像装置を用いて撮影する。次に、その画像から人間を抽出する場合では、例えば、顔や手の色が肌色なので、それ以外の背景などの余計な部分を取り除き、障害物となる物体など認識したい対象のみを切り出すという前処理を行う。そして、その処理後の画像を用いることで物体の形状などを認識する。
【0005】
まず、この認識対象の切り出しという前処理部分について説明する。従来の手法では、カメラで撮影した画像から、取得したい対象物の部分のみを切り出す作業手段として、対象物とそれ以外の部分と間の何らかの相違点を手がかりとして対象物の切り出しが行われていた。
【0006】
この手掛かりとして、色相の変化を利用する方法や差分画像を利用する方法などが用いられている。色を使って切り出す場合、色相差の大きな部分を抜き出し、細線化などの処理を行い、エッジを抽出する。人間を対象にする場合には、顔や手の部分の肌色に注目し、その色相部分のみを抽出しようとするものである。
【0007】
しかしながら、色相差を用いる方法は、照明の色や角度などにより、肌色といっても変化し、また、背景の色相が肌色に近いと、人間の肌色と識別するのが難しいなどの問題があり、定常的に切り出すことは困難である。また、照明が全くない状態では、撮像画像は全部暗くなってしまうので、人間でも暗闇で撮影した写真から物体を判別することは難しい。
【0008】
あるいは、ビデオ画像のフレーム間の動きベクトルを算出し、動いている物体を解析する方式もある。この場合、動いている物体が少ない内は問題ないが、動いている物体が多いと、動きベクトルの数が急に増え、フレーム間で動きベクトルを算出の負荷が増し、算出が追いつかなくなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の方式では、遊具装置の利用者の身体の動きを生かしたゲームが実現されていなかった。また、身体の動きを撮像して、それを画像処理する方式は、制約条件が厳しく、また、高価な割には、十分な効果がないという不都合があった。
【0010】
この発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、利用者の動作をとらえるのに最も適した方向の距離画像を取得して遊技を制御することにより、安価で利用者の身体の動きを活かしたゲームを実現することのできる遊具装置および同装置の制御方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、この発明の遊技装置は、光を照射した対象物からの反射光を受光して距離画像を取得する距離画像取得手段と、前記距離画像から対象物の形状及び動作を抽出する画像処理手段と、前記形状及び動作を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した形状及び動作を呈示する呈示手段とを具備したことを特徴とする。
【0012】
また、この発明の遊技装置は、光を照射した対象物からの反射光を受光して距離画像を取得する距離画像取得手段と、前記距離画像から対象物の形状及び動作を抽出する画像処理手段と、前記距離画像を解析してキャラクタを生成するキャラクタ生成手段と、前記画像処理手段により抽出した対象物の形状及び動作に基づいて、前記キャラクタ生成手段により生成したキャラクタの動きを制御するキャラクタ制御手段と、前記キャラクタを呈示する呈示手段とを具備することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
(第1実施形態)
まず、この発明の第1実施形態を説明する。
【0015】
図1は、この第1実施形態に係る遊具装置の概略構成図、図2は、図1の構成における画像取得部1の外観図である。
図1に示すように、この第1実施形態の遊具装置は、反射光を受光して距離画像を取得する、例えば、特願平8―275949号に示されているような画像取得部1と、取得された距離画像を解析し、目標物の抽出や目標物までの距離の算出などを行う画像処理部2と、画像処理部2の解析結果に基づき、例えば、小型の液晶パネルなどから構成される呈示部4に呈示される内容を制御する遊技制御部3とから構成されている。
【0016】
図2は、特願平8―275949号に示されているような画像取得部1の外観図である。中央の円(a)がレンズであり、周囲に並ぶ小さな円(b)は、例えば、赤外線などの光を照射するLEDにあたる。LEDbから照射された光が物体に反射され、レンズaにより集光され、レンズaの後部にあるエリアセンサで受光される。このように取得された画像は、例えば、図3に示すような形式になっている。
【0017】
図3(a)は、取得した画像データの一部(256×256の一部の8×8)を示したものである。この例では、行列中のセルの値は、取得した反射光の強さを256ビットで示したものである。255の値があるセルは、画像取得部1に最も接近した状態、0の値があるセルは、画像取得部1から遠いところにあり、反射光が画像取得部1にまで到達しないことを示している。図3(b)は、取得した画像データ全体を3次元的に示したものである。この例では、人間の手を取得したデータを示している。
【0018】
画像処理部2は、図3(a)のような形式で距離画像取得部1で取得された距離画像を受け取り、エッジ切り出し、重心抽出および面積算出などの種々の画像処理を行う。
【0019】
(i,j)の画素値をPijとし、生成する輪郭情報の画素をRijとすると、
Rij=255
(If(Pij−Pi−1j)>α&Pij−Pij)>α&(Pij−Pi+1j)>α&(Pij−Pij+1)>α)
Rij=0(上記以外)
とすることにより、図4のような輪郭情報を得ることができる。
【0020】
このようにして抽出した形状が、どのようなジェスチャになっているかは、画像処理部2が具備している、例えば、図5のような形式で記憶されている認識辞書にマッチングするかどうかで判定を行う。
【0021】
ここで、画像取得部1は、図1中に示されているように、繰り出される利用者の腕の速度と手の形状とが取得できるように、呈示部4の呈示面の法線方向と直交する方向の画像を取得するように設置されている。
【0022】
通常、利用者は、呈示部5にゲームの対戦相手が存在すると想定して、種々のジェスチャを行う。このため、例えば、じゃんけんゲームであれば、図6(a)あるいは図6(b)のように、呈示部4の呈示面に対し、じゃんけんをする。そして、画像取得部1が、呈示面に対して平行な位置、例えば、図6(a)〜(b)のように呈示部4の上に置かれているとする。このとき、図(a)のように、手のひらが呈示面に対し、ほぼ平行あるいは斜めな位置に呈示されたときには問題なく、図5のような形式で記憶されているパターン辞書とマッチングすることができる。が、図6(b)のように、呈示面に対し、指先が向くようにじゃんけんがされると、ほとんど、手のひらの画像が取得できなくなってしまう。
【0023】
これに対し、手のひらが呈示面に対し、向いている時でも、いないときでも、距離画像が取得できるように、例えば、図6(c)のように、呈示面の方線方向に対し、直交する方向の画像を取得可能な位置に画像取得部1が置かれると、利用者のジェスチャを死角なく取得できる。
【0024】
以上のようにこの実施形態の遊技装置によれば、画像取得部1が取得する距離画像から利用者の身体、手の形状および動作などを高い確度でとらえる事ができるので、安価で利用者の動作を活かしたゲームを実現でき、かつ利用者は、カメラの位置を意識することなく動作できるので、その効果は大きい。
【0025】
なお、この第1実施形態の中では、画像取得部1の個数は一つであるが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図7のように、複数の画像取得部1を用いることも有効である。このとき、少なくとも一つの画像取得部1(第1の画像取得部とする)は、第1実施形態と同様に、呈示部4の呈示面の法線方向に対して直交する方向の画像を取得可能に設置されている。また、これと別の距離画像取得部1(第2の画像取得部とする)は、図7に示すように、第1の距離画像取得部1と直交するように、すなわち、呈示部4の面と平行になるような方向の画像を取得可能に設置する。このようにすることで、第1の距離画像取得部1と別の角度から物体をとらえることができるので、第1の画像取得部1で取得した形状がマッチングしなくても、第2の画像取得部1で取得した形状がマッチングするので、認識の精度を高めることができる。
【0026】
あるいは、図8に示すように、ジェスチャなどの遊具装置に対する操作を入力するため、遊具装置の利用者が手などの身体の一部を置くための遊技入力板5に対して、画像取得部が45度の角度をなすように設置することも可能である。このような角度にすることで、死角を少なく画像を取得できる。
【0027】
(第2実施形態)
次に、この発明の第2実施形態を説明する。
この第2実施形態に係る遊具装置は、取得した距離画像を解析して得られた動作をもとに勝敗を決するゲームへの応用に関するものである。図9は、この第2実施形態の遊具装置の概略構成図である。
【0028】
図9(a)は、カードにモーションを記憶するときの概略構成図、図9(b)は、記憶したモーションによりゲームを行うときの概略構成図、図10は、これらの処理の流れ図である。
【0029】
遊技制御部3は、画像処理部2が処理して抽出した動作を、携帯可能なカード型記憶部6に記憶したり、抽出した動作を呈示部5に呈示したりする制御の他に、実際のゲームの制御を行う。
【0030】
カード型記憶部6は、磁気カードあるいはICカードなどにより構成され、遊具装置本体に抜き差しでき、かつ携帯できるものである。実際にゲームを行うときには、図9(b)にあるように、2つのカード型記憶部部6を本体に差し込んで遊ぶ。その勝敗は、勝敗判定部7が判定する。
【0031】
カード型記憶部6への記憶は、図10に示される流れにそって行われる。図9(a)の構成において、処理が開始されると、まず、初期化が行われる(ステップA1)。初期化では、カード型記憶部6に記憶されるキャラクタ(ゲームのときに自分に代わって戦う登場人物など)Cと、戦闘モーション(格闘技などのときの技やその繰り出す速度など)Bと、魔術モーション(呪いにあたるものなど)Mとの記憶フィールドをクリアする。
【0032】
次に、呈示部4上に種々のキャラクタが呈示されるので、その中から自分の好みのキャラクタと選ぶと、それがカード型記憶部6のキャラクタCに記憶される(ステップA2)。例えば、図11に示すように、カード型記憶部6には、項目Cの内容として、「キャラクタN」が選択され、その実際のデータは、アドレスP1に記憶されている。
【0033】
呈示画面上には、「戦闘モーションを入力してください」と出てくるので(ステップA3)、利用者は、呈示部4に向かって、自分が使いたい技、例えば、拳闘のように拳を次々に繰り出す、あるいは丁度剣を使っているように、手を振るなどの動きを行う。すると、これらが画像取得部1により撮像される。それらは、次々に画像処理部2に送られて、動作が抽出され、カード型記憶部6に記憶される(ステップA4)。画像処理部2は、例えば、手の形(握り拳か、開いているか、2本指が立っているか、3本指が立っているのか、手刀の形になっているのかなど)を識別する。さらに、その重心と、方向、および速度などを抽出する。抽出された動作は、例えば、図11のように、項目Bのところに記憶される。
内容「拳重心(x1,y1,z1),方向(nx1,ny1,nz1),速度(vx1,vy1,vz1),...」
は、手の形が拳であり、その重心が(x1,y1,z1),方向が(nx1,ny1,nz1),速度が(vx1、vy1、vz1)であることを示す。この値は例えば、画像取得部2が毎秒30枚画像を取得するとすると、毎秒30個データがくる。そして、アドレス「p1」は、次に続く値がアドレスp1に記憶されていることが示されている。同様にして、アドレスp1には、
内容「拳重心(x2,y2,z2),方向(nx2,ny2,nz2),速度(vx1,xv2,xz3),...」
のように記憶されている。
そして、
内容「2本重心(xn,yn,zn),方向(nxn,nyn,nzn),速度(vxn,vyn,vzn),...,」、アドレス「NULL」のようアドレスが「NULL」になれば、次に続くデータがないことがわかる。
【0034】
なお、ここでは、毎秒30個のデータを記憶するとしているが必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、画像取得部1は毎秒100枚画像を取得し、この内の30個のデータを抽出し、記憶することも可能である。
【0035】
ある一定時間動作を抽出すると、記憶した動作が呈示部4上に、先に選択したキャラクタにより再生される(ステップSA5)。再生されたモーションで満足できないときは(ステップA6のYes)、再び、動作を行い、モーションを再登録できる(ステップA4〜)。
【0036】
満足すれば(ステップA6のNo)、次に魔術モーションに移る(ステップA7)。戦闘モーションと同様に、モーションを行うと、図11に示すように、戦闘モーションと同様の形式で、カード型記憶部6に記憶される(ステップA8)。再生された魔術モーションを見て(ステップA9)、満足できなければ(ステップA10のYes)、修正することができる(ステップA8〜)。
【0037】
そして、このようにして各種データが記憶された2つのカード型記憶部6を使って、図12に示す流れでゲームを行う。初期化では(ステップB1)、まず、それぞれのカード型記憶部6に記憶されているキャラクタC1、C2、戦闘モーションB1、B2、魔術モーションM1、M2を読み出す。また、ゲームに先立ち、戦闘を行う場面を選択する(ステップB2)。選択された場面に応じて、戦闘モーションや魔術モーションの効き方が変化する。どの場面でどのような技になるかについては、遊技制御部3が例えば、図13に示すような知識辞書をもっている。例えば、図13によれば、砂浜であれば、戦闘はマーシャルアーツであり、魔術は黒魔術が使われる。また、宇宙船の中であれば、フォースと呼ばれる念力の刀が戦闘に使われ、魔術はブードゥーというアフリカの魔術になる。あるいは、海中の中では、水中ガンで戦い、魔術は水に関連の深い風水になる。
【0038】
戦闘開始の合図が呈示され(ステップB3)、問題なければ戦闘が開始され、キャラクタの動作が計算され描画、呈示される(ステップB4)。ゲームパッドなどの別の入力部から繰り出す技が戦闘モーションか、魔術モーションかをコントロールする。これに対し、カード型記憶部6から読み出された戦闘モーションB1、B2、魔術モーションM1、M2に基づき、遊技制御部3が図13の辞書をもとに、種々の技を繰り出す。繰り出した技が相手に与えたダメージD1、D2を勝敗決定部7が決定する(ステップB5)。この算出は、例えば、キャラクタ同士のポリゴンの干渉チェックと、繰り出された魔術により放出された別の3次元ポリゴンデータと、それにぶつかったキャラクタとの干渉チェックとにより行う。
【0039】
算出されたダメージあるいは戦闘時間が一定の規定値を超えたかどうかは、遊技制御部3により判断される(ステップB6)。規定値を超えると(ステップB6のYes)、ゲームは終了する。そして、勝敗の結果をカード型記憶部6に記憶させる。
【0040】
このように、この第2実施形態の遊具装置によれば、利用者は、自分の動きでキャラクタにゲームをさせることができるので、変化に富んだ遊びを楽しむことができる。
【0041】
なお、この第2実施形態では、記憶手段として、携帯可能なカード型の例について述べているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、キャラクタや戦闘、魔術のモーションの記憶形式を定めておき、その形式でファイルをハードディスクやフロッピーディスクなどの通常の記憶媒体に記憶することも可能である。このようなファイルを実際に、持ち歩くのでなく、ネットワーク上でやり取りすることで、ゲームを行うことも可能である。
【0042】
また、通常の携帯可能な記憶媒体では、中にどのような内容が記憶されているか、カード型記憶手段に簡単な呈示手段を付加し、中に記憶されているキャラクタなどを呈示することで、簡単に識別できるようにすることも可能である。例えば、小型の液晶ディスプレイにて呈示手段を構成し、カード型記憶部6に記憶されているキャラクタのイメージを呈示することも可能である。あるいは、記憶されている戦闘モーションや魔術モーションなどの動作に対応させた映像により、記憶されているモーションの見分けがつくようにすることも可能である(例えば、動作の速度や重心の変化に合わせ、映像が変化をさせる)。あるいは、カード型記憶部6内に記憶されている勝敗を呈示することも可能である。このようにすると、強いカードを一目でみることができる。
【0043】
また、第2実施形態では、2人(2つのカード)でのゲームについて示しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、3人以上が同時にゲームに参加することも可能である。また、1人の使用者が2つ以上のカードを用いることも可能である。例えば、1つのカードには、戦闘モーション、他のカードには、魔術モーションというように、動作を分けて記憶し、種々の戦闘モーションと魔術モーションでゲームを行うことも可能である。あるいは1つのカードには、動作モーションや魔術モーションの基本的な動作(剣の振り方、拳の出し方など)を記憶し、他のカードには、その強め方(速さや鋭さなど)を記憶し、これらを組み合わせて遊ぶことも可能である。
【0044】
(第3実施形態)
次に、この発明の第3実施形態を説明する。
この第3実施形態に係る遊具装置は、取得した距離画像に基づき、3次元CGなどによりキャラクタを生成するものである。
【0045】
図14は、この第3実施形態の遊具装置の概略構成図である。
図14に示すように、この第3実施形態の遊具装置は、距離画像を取得する距離画像取得部1と、距離画像取得部1が取得した距離画像を処理する画像処理部2と、距離画像取得部1が取得した距離画像に基づいてキャラクタを生成するキャラクタ生成部9と、キャラクタ生成部9が生成したキャラクタを画像処理部2の処理結果に基づいて制御するキャラクタ制御部8と、キャラクタ制御部8の制御結果にあわせてキャラクタを呈示する呈示部4とから構成される。
【0046】
キャラクタ生成部9は、距離画像取得部1が取得した図3(b)のような距離画像をもとに、これをワイアフレームとしてシェーディングを施し、3次元CG(コンピュータグラフィックス)モデルとして描画することができる呈示される手のキャラクタは、距離画像取得部1が取得した画像を、画像処理部2が解析して算出した重心位置と向きとに従って呈示される。その処理の流れは図15に示すようになる。
【0047】
図16には、この第3実施形態の遊具装置を操作している利用者の手とそれをもとに作成された手のキャラクタとが呈示部4上に表示されている例が示されている。この図16では、手がボールを投げている場面が表示されている。図15のステップC6で、手の形が開いているかどうかを、キャラクタ制御部8が判断する。手の形が開いていれば(ステップB6のYes)、ボールを発射する(ステップB7)。発射の初速と向きとは、画像処理部2が算出した手の重心の速度とその向きとなる。一方、手が開いていなければ(ステップB6のNo)、続けて距離画像を取得する(ステップC2〜)。
【0048】
このように、この第3実施形態の遊具装置によれば、手の形など人間の身体の一部をそのままキャラクタとして3次元的に表示できるので、一々面倒な3次元CGモデルを作る手間が不要となり、安価に3次元CG環境によるゲームを実現できるので、その効果は大きい。
【0049】
なお、第3実施形態では、単に、ボールを投げる例について述べたが必ずしも、これに限定されるものではない。第3実施形態では、手が開いた時にボールを投げ出すとしているが、これを例えば、手の形状とその動きに応じて、ボール自身の属性(粘性や弾性など)を変化させるようにすることも可能である。例えば、手が拳のままで回転させた時には、ボールがパイにかわり、その状態で手を開くと、パイが投げられる。手の向きを変えると、投げる対象を変えることも可能である。このようにすると、ちょっとした手の形状の違いで、投げるものやその性質を簡単に変えることができるので、種々のバリエーションで楽しむことができる。そのような手の形状や動きによりどのように変化するかを、例えば、図17のような形式で、キャラクタ制御部8に記憶しておく。
【0050】
例えば、
「条件1:(拳、移動)&(開、移動)
結果1:ボール発射、弾性係数1」
は、拳の状態で移動し、そのまま、手が開かれ移動したら、ボールが手が開かれたときの重心速度と向きで、発射され、弾性係数は1であることを示す。従って、何か他の物体と3次元空間内で衝突したときには、弾性係数1での反射運動を行う。
【0051】
一方、
「条件2:(拳、回転)&(開、移動)
結果2:パイ発射、衝突したら自分が破壊」
は、拳が回転し、次に開いて移動したら、パイが手から発射されることを示す。パイはボールのような弾性体ではないので、衝突したら、ボールのように弾性係数1で跳ね返らずに、べちゃっと壊れるようになっている。従って、他の物体と衝突したときには、壊れてその破片が付着する。
【0052】
「条件3:(拳、移動)&(1本、移動)
結果3:弾丸発射、速度3倍、衝突したら相手を破壊」
は、拳が移動し、次に指を1本つきだしたら、ピストルから弾丸が発射されたとすることを示す。弾丸は、衝突したらその物体を破壊する。
【0053】
「条件4:(拳、移動)&(4本、移動)
結果3:スライム、粘性係数3」
は、拳が移動し、次に4本指が突き出されたら、スライムが発射される。スライムはべちゃべちゃしていて、粘性係数が高く、物体と衝突すると、跳ね返らず、相手に付着する。
【0054】
このように、手の形状や動きによって、種々のバリエーションで楽しむことが可能である。
なお、この遊技装置の制御手法は、ソフトウェアとしての実現が可能であるため、コンピュータによって実行させることのできるプログラムとして、フロッピィディスク、光ディスクおよび半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して頒布することが可能である。
【0055】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、適切な方向からの距離画像により利用者の身体、手の形状および動作などを高い確度でとらえるので、安価で利用者の身体の動きを生かしたゲームを実現することが可能となる。
【0056】
また、自分の動きでキャラクタにゲームをさせることができるので、変化に富んだ遊びを実現することが可能となる。
さらに、手の形など人間の身体の一部をそのままキャラクタとして3次元的に表示できるので、一々面倒な3次元CGモデルを作る手間が不要となり、安価に3次元CG環境によるゲームを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態に係る遊具装置の概略構成図。
【図2】同第1実施形態の画像取得部の外観図。
【図3】同第1実施形態の画像取得部が取得した画像形式の一例を示す図。
【図4】同第1実施形態の画像処理部の処理結果の一例を示す図。
【図5】同第1実施形態の画像処理部が具備する処理用辞書の記憶形式の一例を示す図。
【図6】同第1実施形態の利用者による操作の概要の一例を示す図。
【図7】同第1実施形態の変形例における遊具装置の概略構成図。
【図8】同第1実施形態の変形例における遊具装置の概略構成図。
【図9】同第2実施形態の遊具装置の概略構成図。
【図10】同第2実施形態の処理の流れを示す図。
【図11】同第2実施形態例中の動作の記憶形式の一例を示す図。
【図12】同第2実施形態の処理の流れを示す図。
【図13】同第3実施形態中の場面知識の記憶形式の一例を示す図。
【図14】同第3実施形態の遊具装置の概略構成図。
【図15】同第3実施形態の処理の流れを示す図。
【図16】同第3実施形態中の呈示の一例を示す図。
【図17】同第3実施形態の変形例における知識の記憶形式の一例を示す図。
【符号の説明】
1…画像取得部、2…画像処理部、3…遊技制御部、4…呈示部、5…遊技入力板、6…カード型記憶部、7…勝敗判定部、8…キャラクタ制御部、9…キャラクタ生成部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a playground equipment to which distance image acquisition means for acquiring a distance image is applied, and a control method for the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a playground equipment called an arcade game machine or the like, many games using human movement such as a boxing game and a shooting game have been developed. In a boxing game, the pressure when a user actually hits a sandbag is physically measured. At this time, only the pressure at the moment when the user's punch hits the sandbag is measured. It is not used how fast and how fast the punch is fed from the user. For this reason, it has become a monotonous game that simply competes for punch strength.
[0003]
In the shooting game, a light emitter is attached to the tip of a toy gun, and it detects where the light from the light emitter is on the screen. When the gun is triggered, it is determined that the bullet has hit the object that is hit by light. Because of this simplicity, rather than competing for shooting skills, it has become a game that only finds the presented target and competes for reflexes to shoot.
[0004]
On the other hand, a method of recognizing the position of a human body by analyzing an image captured using a CCD camera or the like is used. In this method, first, the traveling direction is imaged using an imaging device such as a CCD camera. Next, in the case of extracting a human from the image, for example, the face or hand color is flesh-colored, so other unnecessary parts such as the background are removed, and only the target to be recognized, such as an obstacle, is cut out. Process. Then, the shape of the object is recognized by using the processed image.
[0005]
First, the pre-processing part of extracting the recognition target will be described. In the conventional technique, as an operation means for cutting out only a portion of the target object to be acquired from an image photographed by the camera, the target object is cut out by using some difference between the target object and the other part as a clue. .
[0006]
As a clue, a method using a change in hue or a method using a difference image is used. When cutting out using colors, a portion with a large hue difference is extracted, and processing such as thinning is performed to extract edges. When targeting humans, attention is paid to the skin color of the face and hand parts, and only the hue part is extracted.
[0007]
However, the method of using the hue difference changes depending on the color and angle of illumination, even if it is called skin color, and if the background hue is close to skin color, it is difficult to distinguish it from human skin color. It is difficult to cut out regularly. In addition, in the state where there is no illumination, the entire captured image becomes dark, and it is difficult for a human to discriminate an object from a photograph taken in the dark.
[0008]
Alternatively, there is a method of calculating a motion vector between frames of a video image and analyzing a moving object. In this case, there is no problem as long as there are few moving objects, but if there are many moving objects, the number of motion vectors suddenly increases, the load of calculating motion vectors between frames increases, and the calculation cannot catch up.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the conventional system, a game that makes use of the body movement of the user of the playground equipment has not been realized. In addition, the method of imaging a body movement and processing the image has strict restrictions, and has a disadvantage that it is not sufficiently effective for a high price.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and by obtaining a distance image in the most suitable direction for capturing the user's motion and controlling the game, the user's body movement is inexpensive. It is an object of the present invention to provide a playground equipment device that can realize a game that takes advantage of the game, and a control method for the device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the gaming device of the present invention provides:Distance image acquisition means for receiving reflected light from an object irradiated with light and acquiring a distance image, image processing means for extracting the shape and action of the object from the distance image, and storing the shape and action It has a storage means and a presentation means for presenting the shape and operation stored in the storage means.
[0012]
Also,The gaming apparatus according to the present invention includes a distance image acquisition unit that receives reflected light from an object irradiated with light and acquires a distance image, an image processing unit that extracts the shape and motion of the object from the distance image, Character generating means for analyzing the distance image to generate a character, and character control means for controlling the movement of the character generated by the character generating means based on the shape and motion of the object extracted by the image processing means And presenting means for presenting the character.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.
[0015]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the playground equipment according to the first embodiment, and FIG. 2 is an external view of the
As shown in FIG. 1, the playground equipment according to the first embodiment receives a reflected light to acquire a distance image, for example, an
[0016]
FIG. 2 is an external view of the
[0017]
FIG. 3A shows a part of the acquired image data (a part of 256 × 256, 8 × 8). In this example, the value of the cell in the matrix indicates the intensity of the acquired reflected light with 256 bits. A cell having a value of 255 indicates the state closest to the
[0018]
The
[0019]
If the pixel value of (i, j) is Pij and the pixel of the contour information to be generated is Rij,
Rij = 255
(If (Pij−Pi−1j)> α & Pij−Pij)> α & (Pij−Pi + 1j)> α & (Pij−Pij + 1)> α)
Rij = 0 (other than above)
By doing so, contour information as shown in FIG. 4 can be obtained.
[0020]
What kind of gesture the shape extracted in this way is depends on whether the
[0021]
Here, as shown in FIG. 1, the
[0022]
Usually, the user performs various gestures on the assumption that there is a game opponent in the presenting unit 5. For this reason, for example, in the case of a Janken game, a Janken game is performed on the presentation surface of the presentation unit 4 as shown in FIG. 6A or 6B. Then, it is assumed that the
[0023]
On the other hand, for example, as shown in FIG. 6C, orthogonal to the direction of the direction of the direction of the presentation surface so that a distance image can be acquired when the palm is facing the presentation surface or not. If the
[0024]
As described above, according to the gaming apparatus of this embodiment, the user's body, hand shape, movement, and the like can be captured with high accuracy from the distance image acquired by the
[0025]
In the first embodiment, the number of
[0026]
Alternatively, as shown in FIG. 8, in order to input an operation for a playground equipment such as a gesture, an image acquisition unit is provided for a game input board 5 on which a user of the playground equipment places a part of a body such as a hand. It is also possible to install at an angle of 45 degrees. By using such an angle, an image can be acquired with fewer blind spots.
[0027]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The playground equipment according to the second embodiment relates to an application to a game in which winning or losing is determined based on an action obtained by analyzing an acquired distance image. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the playground equipment according to the second embodiment.
[0028]
9A is a schematic configuration diagram when a motion is stored in a card, FIG. 9B is a schematic configuration diagram when a game is played with the stored motion, and FIG. 10 is a flowchart of these processes. .
[0029]
The
[0030]
The card-
[0031]
The storage in the card
[0032]
Next, since various characters are presented on the presenting unit 4, if one of them is selected as his / her favorite character, it is stored in the character C of the card type storage unit 6 (step A2). For example, as shown in FIG. 11, “character N” is selected as the content of the item C in the card-
[0033]
Since the message “Please enter battle motion” appears on the presentation screen (step A3), the user goes to the presentation unit 4 to use the technique he wants to use, for example, a fist like a fist fight. Move out one after another, or just move your hand as if you were using a sword. Then, these are imaged by the
Contents "Fist center of gravity (x1, y1, z1), direction (nx1, ny1, nz1), velocity (vx1, vy1, vz1), ..."
Indicates that the shape of the hand is a fist, the center of gravity is (x1, y1, z1), the direction is (nx1, ny1, nz1), and the speed is (vx1, vy1, vz1). For example, if the
Contents "Fist center of gravity (x2, y2, z2), direction (nx2, ny2, nz2), speed (vx1, xv2, xz3), ..."
Is remembered.
And
The address becomes “NULL” like the contents “2 centroids (xn, yn, zn), direction (nxn, nyn, nzn), speed (vxn, vyn, vzn), ...,” address “NULL” If there is no following data, it will be understood.
[0034]
Here, it is assumed that 30 pieces of data are stored per second, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, the
[0035]
When the movement is extracted for a certain period of time, the stored movement is reproduced on the presentation unit 4 by the previously selected character (step SA5). If the reproduced motion is not satisfactory (Yes in Step A6), the motion can be performed again and the motion can be re-registered (Step A4).
[0036]
If satisfied (No in step A6), the process proceeds to the magic motion (step A7). Similar to the battle motion, when the motion is performed, as shown in FIG. 11, it is stored in the card
[0037]
Then, using the two card
[0038]
A signal to start the battle is presented (step B3). If there is no problem, the battle is started, and the motion of the character is calculated, drawn and presented (step B4). Controls whether the technique that is sent out from another input unit such as a gamepad is battle motion or magic motion. On the other hand, based on the battle motions B1 and B2 and the magic motions M1 and M2 read from the card-
[0039]
It is determined by the
[0040]
Thus, according to the playground equipment of this 2nd Embodiment, since the user can make a character play a game with his / her movement, he can enjoy a variety of play.
[0041]
In the second embodiment, an example of a portable card type is described as the storage means, but it is not necessarily limited to this. For example, it is possible to define a storage format for character, battle, and magic motions and store the file in a normal storage medium such as a hard disk or floppy disk in that format. It is also possible to play a game by exchanging such files on the network instead of actually carrying them around.
[0042]
In addition, in a normal portable storage medium, what kind of content is stored inside, by adding a simple presentation means to the card type storage means, and presenting the character etc. stored in the inside, It is also possible to make it easy to identify. For example, the presenting means can be configured by a small liquid crystal display, and an image of a character stored in the card-
[0043]
In the second embodiment, a game with two people (two cards) is shown, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, three or more people can participate in the game at the same time. It is also possible for one user to use two or more cards. For example, it is also possible to store a game separately, such as a battle motion for one card and a magic motion for another card, and play a game with various battle motions and magic motions. Alternatively, one card stores the basic motion (magic sword swing, fist out, etc.) motion and magic motion, and the other card stores its strength (speed, sharpness, etc.). It is also possible to play by combining these.
[0044]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The playground equipment according to the third embodiment generates a character by three-dimensional CG or the like based on the acquired distance image.
[0045]
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the playground equipment according to the third embodiment.
As shown in FIG. 14, the playground equipment according to the third embodiment includes a distance
[0046]
The
[0047]
FIG. 16 shows an example in which the hand of the user who is operating the playground equipment of the third embodiment and the character of the hand created based on the hand are displayed on the presentation unit 4. Yes. In FIG. 16, a scene in which the hand is throwing the ball is displayed. In step C6 of FIG. 15, the
[0048]
As described above, according to the playground equipment of the third embodiment, since a part of the human body such as the shape of the hand can be displayed as a three-dimensional character as it is, there is no need to create a troublesome three-dimensional CG model. Thus, a game in a three-dimensional CG environment can be realized at low cost, and the effect is great.
[0049]
In the third embodiment, an example of simply throwing a ball has been described, but the present invention is not necessarily limited thereto. In the third embodiment, the ball is thrown out when the hand is opened. For example, the ball's own attributes (viscosity, elasticity, etc.) may be changed according to the shape and movement of the hand. Is possible. For example, when the hand is rotated with a fist, the ball changes to a pie, and when the hand is opened in that state, the pie is thrown. If you change the direction of the hand, you can also change the throw target. By doing this, you can easily change what you throw and its nature with a slight difference in the shape of your hand, so you can enjoy various variations. How the hand shape and movement change is stored in the
[0050]
For example,
“Condition 1: (fist, move) & (open, move)
Result 1: Ball launch,
Indicates that the ball is fired at the center of gravity speed and direction when the hand is opened and the elastic modulus is 1 when the hand is opened and moved as it is in the state of a fist. Therefore, when the object collides with another object in the three-dimensional space, the reflection motion with the
[0051]
on the other hand,
"Condition 2: (fist, rotation) & (open, move)
Result 2: Pie launch, destroy yourself if it collides "
Indicates that if the fist rotates and then opens and moves, the pie will be fired from the hand. Since a pie is not an elastic body like a ball, when it collides, it does not bounce off with an elastic coefficient of 1 like a ball and breaks down. Therefore, when it collides with another object, it breaks and the fragments are attached.
[0052]
“Condition 3: (fist, move) & (one, move)
Result 3: Bullet fire, triple the speed, destroy the opponent when colliding "
Indicates that a bullet has been fired from the pistol when the fist moves and then puts one finger. When a bullet collides, it destroys the object.
[0053]
“Condition 4: (fist, move) & (4, move)
Result 3: slime,
When the fist moves and then four fingers stick out, the slime is fired. The slime is sticky and has a high viscosity coefficient. When it collides with an object, it does not bounce and adheres to the opponent.
[0054]
Thus, it is possible to enjoy various variations depending on the shape and movement of the hand.
Since this gaming machine control method can be realized as software, it is stored in a computer-readable recording medium such as a floppy disk, an optical disk, and a semiconductor memory as a program that can be executed by a computer. Is possible.
[0055]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the user's body, hand shape, and movement can be captured with high accuracy from the distance image from an appropriate direction, so that the user's body motion can be utilized at low cost. A game can be realized.
[0056]
In addition, since the character can play the game with his / her movements, it is possible to realize a variety of play.
Furthermore, since a part of the human body such as the shape of a hand can be displayed as a three-dimensional character as it is, there is no need to create a troublesome 3D CG model, and a game in a 3D CG environment can be realized at low cost. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a playground equipment according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of an image acquisition unit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a view showing an example of an image format acquired by an image acquisition unit of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing result of an image processing unit according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a storage format of a processing dictionary provided in the image processing unit of the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an outline of an operation by a user according to the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a playground equipment in a modification of the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a playground equipment according to a modification of the first embodiment.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the playground equipment according to the second embodiment.
FIG. 10 is a view showing a process flow of the second embodiment;
FIG. 11 is a diagram showing an example of a storage format of operations in the second embodiment.
FIG. 12 is a view showing the flow of processing of the second embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a storage format for scene knowledge in the third embodiment.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the playground equipment according to the third embodiment.
FIG. 15 is a view showing the flow of processing of the third embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing an example of presentation in the third embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing an example of a knowledge storage format in a modification of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記距離画像から対象物の形状及び動作を抽出する画像処理手段と、
前記形状及び動作を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した形状及び動作を呈示する呈示手段と
を具備し、
前記距離画像取得手段は前記呈示手段の呈示面の法線方向に対し、直交する方向の画像を取得可能な位置に配置されていることを特徴とする遊具装置。Distance image acquisition means for receiving reflected light from an object irradiated with light and acquiring a distance image;
Image processing means for extracting the shape and motion of the object from the distance image;
Storage means for storing the shape and operation;
And presenting means for presenting the shape and operation stored in the storage means,
The playground equipment according to claim 1, wherein the distance image acquisition means is arranged at a position where an image in a direction orthogonal to the normal direction of the presentation surface of the presentation means can be obtained.
前記距離画像から対象物の形状及び動作を抽出する画像処理手段と、
前記距離画像を解析してキャラクタを生成するキャラクタ生成手段と、
前記画像処理手段により抽出した対象物の形状及び動作に基づいて、前記キャラクタ生成手段により生成したキャラクタの動きを制御するキャラクタ制御手段と、
前記キャラクタを呈示する呈示手段と
を具備し、
前記距離画像取得手段は前記呈示手段の呈示面の法線方向に対し、直交する方向の画像を取得可能な位置に配置されていることを特徴とする遊具装置。Distance image acquisition means for receiving reflected light from an object irradiated with light and acquiring a distance image;
Image processing means for extracting the shape and motion of the object from the distance image;
Character generating means for analyzing the distance image and generating a character;
Character control means for controlling the movement of the character generated by the character generation means based on the shape and motion of the object extracted by the image processing means;
And presenting means for presenting the character,
The playground equipment according to claim 1, wherein the distance image acquisition means is arranged at a position where an image in a direction orthogonal to the normal direction of the presentation surface of the presentation means can be obtained.
前記距離画像から対象物の形状及び動作を抽出し、
前記形状及び動作を記憶し、
前記記憶した形状及び動作を呈示し、
前記形状及び動作が呈示される呈示面の法線方向に対し、直交する方向の画像を取得可能な位置から距離画像を取得することを特徴とする遊具装置の制御方法。Receives the reflected light from the object irradiated with light and obtains a distance image,
Extract the shape and motion of the object from the distance image,
Memorize the shape and movement;
Presenting the memorized shape and action;
A method for controlling a playground equipment, comprising: obtaining a distance image from a position where an image in a direction orthogonal to a normal direction of a presentation surface on which the shape and motion are presented can be obtained.
前記距離画像から対象物の形状及び動作を抽出し、
前記距離画像を解析してキャラクタを生成し、
前記抽出した対象物の形状及び動作に基づいて、前記生成したキャラクタの動きを制御し、
前記キャラクタを呈示し、
前記キャラクタが呈示される呈示面の法線方向に対し、直交する方向の画像を取得可能な位置から距離画像を取得することを特徴とする遊具装置の制御方法。Receives the reflected light from the object irradiated with light and obtains a distance image,
Extract the shape and motion of the object from the distance image,
Analyzing the distance image to generate a character,
Based on the shape and motion of the extracted object, control the movement of the generated character,
Presenting the character,
A method for controlling a playground equipment, comprising: obtaining a distance image from a position where an image in a direction orthogonal to a normal direction of a presentation surface on which the character is presented can be obtained.
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