JP6133334B2 - 映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム及びその方法に関し、詳細には、映像の上映前に、タイムコードと対応するモーションコードを予め格納し、映像の上映が開始されると、予め格納されたモーションコードに応じてモーションの制御を行うが、映像の参照時間と現在のモーション駆動時間とを比較して同期化させることで、映像と正確に同期化し且つ高解像度の精密なモーションをユーザーに提供することができる、映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム及びその方法に関する。

劇場や映画館などのような映像物の上映施設において、従来は、観客に映像物のみを上映していたが、最近、映像物の上映と共に種々の効果を観客に提供するようになっている。

一般の映像物を上映する映画館が２Ｄ映画館、観客が画面を見る時に立体感を感じることができるように特殊撮影が行われた映像物を上映する映画館が３Ｄ映画館、視聴覚の他に触覚、臭覚などを刺激して五感を感じながら映像物を観覧することができる映画館が４Ｄ映画館である。

４Ｄ映画館においては、観客の着席する座席を動かすためのモーションベースが、座席の下に設けられており、観客に種々の効果を提供する特殊効果装置が、座席及び映画館の内壁又は天井などに設けられている。

観客は、座席に着座して映画を観覧する時、単に映像のみを見るのではなく、映像に同期化したモーションと共に、水、風、煙、閃光、熱などの効果を直接体感すると共に、映画に対する興味や没入度を高めることができる。

映像施設において、座席は、アクチュエータにより、上下、左右、前後などの自由度で動くことで、観客が実際に動いているような感じを与えさせる。アクチュエータのモーションは、モーションコントローラにより制御される。

このため、中央サーバーは、モーションコントローラにタイムコードと共にモーションコードをストリーミング方式で伝送する。ストリーミング方式のモーションコード伝送技術は、モーションコードをタイムコードに合致するようにストリーミングする方式であって、ストリーミングされるモーションが、タイムコードに同期化して、多数のモーションコントローラでストリーミングされる。次に、モーションコントローラは、タイムコードに該当する上映時間においてモーションコードに応じてアクチュエータのモーションを駆動制御する。

最近、映像施設において、座席の個数が増加し、また、より精巧なモーションを具現しようとする傾向にある。モーションコントローラが、多数の座席においてモーションを具現し、また、より精巧なモーションを制御するためには、モーションコードのデータ量及びデータ転送レートが増加し、且つモーションコントローラで処理されるモーションコードのデータ量が増加する必要がある。

しかし、ストリーミング方式のモーションコード伝送技術では、多数の座席におけるモーションを映像に正確に同期化させることができないという問題点がある。多数のモーションコントローラが同じ時刻に同じモーションコードを伝送される必要があるが、大量のモーションコードが多数のモーションコントローラに同じ時刻に伝送されることが困難であるため、一部のアクチュエータ又は一部のモーションコントローラにおいては、当該上映時間において、モーションコードの誤差が発生することがある。

また、全上映施設の伝送ネットワークにトラブルが発生する場合、ストリーミング方式のモーションコード伝送技術では、モーションコントローラが、映像の上映中にモーションコードを受信することができなくなり、座席のモーション駆動が中止されるという問題点がある。

なお、中央サーバーは、プロセッサを備えたサーバーから構成されるが、リアルタイムストリーミング方式で複数台のモーションコントローラにモーションコードを伝送しようとすると、データ転送レートが低くなってしまい、解像度の高いモーションコードを伝送できないという問題点がある。即ち、ストリーミング方式のモーションコード伝送技術では、解像度が高くかつ精密なモーションを達成することができないという問題点がある。

本発明は、上述のような問題点を解決するために創案されたものであって、本発明の目的は、映像の上映前にタイムコードに対応するモーションコードを予め格納し、映像の上映が開始されると、予め格納されたモーションコードに応じてモーションを制御するが、映像の参照時間と、現在のモーション駆動時間とを比較して同期化させることで、映像と正確に同期化し且つ高解像度の精密なモーションをユーザーに提供することができる、映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム及びその方法を提供することにある。

このため、本発明の第１の側面に係るシステムは、映像物の上映施設において映像を上映し、前記映像と対応するタイムコードを伝送する映像サーバー；前記映像サーバーから受信されたタイムコードを解釈して映像の参照時間を伝送する中央サーバー；及び、映像の上映前にタイムコードと対応するモーションコードを予め格納し、映像の上映が開始されると、前記格納されているモーションコードに応じてアクチュエータのモーションを制御するが、前記中央サーバーから受信された映像の参照時間と、現在のモーション駆動時間とを比較して、現在のモーション駆動時間を、前記受信された映像の参照時間に同期化させるモーション制御装置；を含むことを特徴とする。

また、本発明の第２の側面に係る方法は、モーション制御装置が、映像物の上映施設において、映像の上映前に、タイムコードと対応するモーションコードを予め格納するモーションコード格納ステップ；前記モーション制御装置が、映像の上映が開始されると、前記格納されているモーションコードに応じてアクチュエータのモーションを制御するモーション制御ステップ；前記モーション制御装置が、中央サーバーから映像の参照時間を受信する参照時間受信ステップ；及び、前記モーション制御装置が、前記受信された映像の参照時間と、現在のモーション駆動時間とを比較して、現在のモーション駆動時間を、前記受信された映像の参照時間に同期化させるモーション同期化ステップ；を含むことを特徴とする。

本発明によれば、映像の上映前にタイムコードと対応するモーションコードを予め格納し、映像の上映が開始されると、予め格納されたモーションコードに応じてモーションを制御するが、映像の参照時間と、現在のモーション駆動時間とを比較して同期化させることで、映像と正確に同期化し且つ高解像度の精密なモーションをユーザーに提供することができるという効果が得られる。

また、本発明によれば、大容量のモーションコードを上映前に予めオフラインで格納し、上映中、映像上映の開始／終了信号に応じてモーションの駆動を開始又は終了することで、映像上映施設の伝送ネットワークが不安定な状況又は切断された状況でも、モーション制御装置が、予め格納されているモーションコードに応じてアクチュエータを制御することができるため、ユーザーに、途切れることのないモーション効果を提供することができるという効果が得られる。

本発明に係る映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システムの一実施例を示す構成図である。 本発明に係る図１中のモーション制御装置の一実施例の詳細構成図である。 本発明に係る映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御方法の一実施例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る実施例を詳述する。本発明の構成及びその作用効果は、以下の詳細な説明により明確に理解できるだろう。なお、本発明の詳細な説明において、同じ構成要素には、別の図面に示される場合でも、同じ符号を付し、公知の構成については、本発明の要旨を明確にするため、その具体的な説明は、省略する。

図１は、本発明に係る映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システムの一実施例を示す構成図である。

図１に示されるように、本発明に係るモーション制御システム１００は、映像サーバー１１０、中央サーバー１２０、モーション制御装置１３０及び多数のアクチュエータ１４０を含んでいる。なお、全上映施設においては、多数のモーション制御装置１３０が設けられており、各モーション制御装置１３０で制御する多数のアクチュエータ１４０が設けられている。

本発明に係るモーション制御システム１００においては、映像の上映前に、タイムコードに対応するモーションコードを予め格納する。これは、解像度の高いモーションコードをリアルタイムストリーミング方式で伝送することが困難で、予めモーション制御装置１３０に格納しておくためである。これにより、モーション制御システム１００は、映像と正確に同期化し且つ高解像度の精密なモーションをユーザーに提供することが可能である。

ここで、モーションコードがデジタル化した数値で表現される。解像度については、モーションの位置命令更新周波数が高い場合は、解像度が高いといわれ、位置命令更新周波数が低い場合は、解像度が低いといわれている。例えば、モーション（高解像度のモーション）コードが正弦波で表現されている場合、高解像度のモーションは、正弦波のモーションをデジタル数値に変換する時、精密な間隙に変換させることができる。高解像度のモーションは、デジタル数値の値が細かく分類されている。例えば、性能の良い高性能のアクチュエータは、２５ｈｚの解像度を有する。高性能のアクチュエータに対するモーション制御性能を高めるため、モーションコードが、１００ｈｚへ位置更新を行っていくと、高解像度のモーションとなっていく。反面、解像度の低い低解像度のモーションコードは、モーションを広く表現することを意味する。

以下、本発明に係るモーション制御システム１００の構成要素のそれぞれについて説明する。

映像サーバー１１０は、映像物の上映施設において映像をユーザーに上映する。また、映像サーバー１１０は、映像と対応するタイムコードを中央サーバー１２０に伝送する。一般に、映像は、映像の上映施設において１秒毎に２４枚のフレームが連続的に上映される。フレームは、映像の静止画であって、当該フレーム毎にタイムコードが存在する。ここで、タイムコードとは、映像に同期化した時間情報を示す。映像サーバー１１０は、このようなタイムコードを中央サーバー１２０に伝送する。

中央サーバー１２０は、映像サーバー１１０から映像上映の開始信号又は映像上映の終了信号を受信してモーション制御装置１３０に伝送する。そして、中央サーバー１２０は、映像の上映が開始されると、映像サーバー１１０から受信されたタイムコードを解釈して、映像の参照時間をモーション制御装置１３０に通知する。ここで、タイムコードは、リニアタイムコード（ＬＴＣ：Ｌｉｎｅａｒ Ｔｉｍｅ Ｃｏｄｅ）であることができる。リニアタイムコードは、伝送ネットワークの中、オーディオラインに挿入されて伝送されることができる。中央サーバー１２０は、周期的に又は予め設定された時間（例えば、映像上映時間において予め定義された多数の時間）に、映像の参照時間をモーション制御装置１３０に伝送する。例えば、中央サーバー１２０は、１０秒当り１回又は２０秒当り１回ずつ、映像の参照時間をモーション制御装置１３０にネットワークを通じて伝送する。

多数のアクチュエータ１４０は、座席ユニット又は座席セット毎に設けられ、座席を予め設定された自由度に応じて駆動させる。例えば、多数のアクチュエータ１４０は、駆動形態によって、３自由度（例えば、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、ヒーブ（ｈｅａｖｅ））又は４自由度（ロール、ピッチ、ヒーブ、スウェー（ｓｗａｙ））を行うことができる。

モーション制御装置１３０は、映像の上映前に、タイムコードと対応するモーションコードを予め格納している。そして、モーション制御装置１３０は、映像の上映が開始されると、予め格納されたモーションコードに応じてアクチュエータのモーションを制御する。この時、モーション制御装置１３０は、中央サーバー１２０から受信された映像の参照時間と、現在のモーション駆動時間とを比較して、現在のモーション駆動時間を、受信された映像の参照時間に同期化させる。

一方、映像サーバー１１０がタイムコードの解釈モジュールを備えた他の実施例において、映像サーバー１１０は、タイムコードを解釈して映像の参照時間を算出し、当該算出された映像の参照時間をモーション制御装置１３０に伝送することができる。そうすると、モーション制御装置１３０は、映像サーバー１１０から映像の参照時間を受信され、現在の駆動時間と比較することで、上述の同期化過程を行うことができる。

図２は、本発明に係る図１中のモーション制御装置の一実施例の詳細構成図である。

図２に示されるように、モーション制御装置１３０は、受信部２１０、モーション制御部２２０及びデータ格納部２３０を含んでいる。

データ格納部２３０は、映像の上映前に、タイムコードと対応するモーションコードを予め格納している。

受信部２１０は、中央サーバー１２０から映像の参照時間を受信する。また、受信部２１０は、中央サーバー１２０から映像の上映の開始時点に応じたモーションの開始信号又は終了信号を受信する。

モーション制御部２２０は、映像の上映が開始されると、データ格納部２３０において予め格納されたモーションコードに応じてアクチュエータ１４０のモーションを制御する。モーション制御部２２０は、備えたクロックを介して、当該モーション駆動時間に対応するモーションコードをデータ格納部２３０から読み出し、アクチュエータ１４０のモーションを制御する。

受信部２１０において映像の参照時間を受信すると、モーション制御部２２０は、受信部２１０で受信した映像の参照時間と、現在のモーション駆動時間とを比較する。モーション制御部２２０は、リアルタイムで映像の参照時間と現在のモーション駆動時間とを比較することなく、周期的又は予め設定された時間に映像の参照時間を、現在のモーション駆動時間と比較することができる。

そして、モーション制御部２２０は、映像の参照時間と現在のモーション駆動時間との誤差が発生する場合、現在のモーション駆動時間を、受信された映像の参照時間に同期化させる。換言すれば、モーション制御部２２０は、映像の参照時間に基づいて、現在の自分のクロック時間、即ち、ランニングタイムを調整する。この時、モーション制御部２２０は、受信された映像の参照時間と現在のモーション駆動時間との誤差時間が、予め設定されたしきい時間を超過する場合、現在のモーション駆動時間を映像の参照時間に同期化させることができる。映像の参照時間と現在のモーション駆動時間との間の比較結果、予め設定されたしきい時間を超過していない場合でも、モーション制御部２２０は、映像の参照時間に同期化させることができる。一例として、現在のモーション駆動時間が映像の参照時間より早い場合、モーション制御部２２０は、現在のモーション駆動時間を、誤差時間分だけ遅延させてモーションを制御する。反面、現在のモーション駆動時間が映像の参照時間より遅い場合、モーション制御部２２０は、現在のモーション駆動時間を誤差時間分だけ早めてモーションを制御する。

なお、現在のモーション駆動時間を映像の参照時間に同期化させる際に、不連続なモーションが発生することがあり得る。モーション制御部２２０は、不連続なモーションが発生する場合、不連続なモーションをフィルタリングしてスムージング処理を行う。ここで、モーション制御部２２０は、不連続なモーションをフィルタリングするため、予め設定されている同期化プロファイルに応じてスムージング処理を行う。

図３は、本発明に係る映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御方法の一実施例を示すフローチャートである。

モーション制御装置１３０は、映像の上映前に、映像の上映時間と対応するモーションコードを予め格納している（Ｓ３０２）。

次に、モーション制御装置１３０は、中央サーバー１２０から受信されたモーションの開始命令に応じてアクチュエータの駆動制御を行う（Ｓ３０４）。

次に、モーション制御装置１３０は、映像の上映中に映像の参照時間を受信する（Ｓ３０６）。

次に、モーション制御装置１３０は、受信された映像の参照時間と現在のモーション駆動時間とが一致するか否かを確認する（Ｓ３０８）。

前記確認の結果（Ｓ３０８）、映像の参照時間と現在のモーション駆動時間とが一致していない場合、即ち、映像の参照時間と現在のモーション駆動時間との間の誤差時間が発生する場合、モーション制御装置１３０は、現在のモーション駆動時間を参照時間に同期化させる（Ｓ３１０）。反面、映像の参照時間と現在のモーション駆動時間とが一致している場合、モーション制御装置１３０は、Ｓ３０８の過程から繰り返して行う。

次に、モーション制御装置１３０は、Ｓ３１０の同期化過程において不連続なモーションが発生するか否かを確認する（Ｓ３１２）。前記確認の結果（Ｓ３１２）、モーション制御装置１３０は、同期化過程において不連続なモーションが発生している場合、不連続なモーションをフィルタリングしてモーションのスムージング処理を行う（Ｓ３１４）。

そして、モーション制御装置１３０は、スムージング処理されたモーションに応じてアクチュエータの駆動制御を行う（Ｓ３１６）。

反面、前記確認の結果（Ｓ３１２）、同期化の過程で不連続なモーションが発生していない場合、モーション制御装置１３０は、映像時間と同期化したモーションに応じてアクチュエータの駆動制御を行う（Ｓ３１８）。

以上のような説明は、本発明を例示的に示したものに過ぎず、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で種々に変更して実施することが可能である。従って、本発明の明細書に開示の実施例は、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであり、その均等な範囲内の全ての技術は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１００：モーション制御システム、１１０：映像サーバー、１２０：中央サーバー、１３０：モーション制御装置、１４０：アクチュエータ、２１０：受信部、２２０：モーション制御部、２３０：データ格納部

Claims (9)

1. 映像物の上映施設において映像を上映し、前記映像と対応するタイムコードを伝送する映像サーバー；
   前記映像サーバーから受信されたタイムコードを解釈して映像の参照時間を伝送する中央サーバー；及び
   映像の上映前にタイムコードと対応するモーションコードを予め格納し、映像の上映が開始されると、前記格納されているモーションコードに応じてアクチュエータのモーションを制御するが、前記中央サーバーから受信された映像の参照時間と、現在の自分のクロック時間とを比較して、現在の自分のクロック時間を、前記受信された映像の参照時間に同期化させるモーション制御装置；
   を含んでおり、
   前記モーション制御装置は、前記受信された映像の参照時間と、現在の自分のクロック時間との間の誤差時間が、予め設定されたしきい時間を超過する場合、現在の自分のクロック時間を前記受信された映像の参照時間に同期化させる一方、前記誤差時間が前記しきい時間を超過しない場合、映像の参照時間と自分のクロック時間とでモーションを駆動させる時間を調整してモーションを制御する、映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム。
2. 前記モーション制御装置は、
   映像の上映前に、タイムコードと対応するモーションコードを予め格納しているデータ格納部；
   前記中央サーバーから映像の参照時間を受信する受信部；及び
   映像の上映が開始されると、前記格納されたモーションコードに応じてアクチュエータのモーションを制御するが、前記受信された映像の参照時間と、現在の自分のクロック時間を比較して、現在の自分のクロック時間を、前記受信された映像の参照時間に同期化させるモーション制御部；
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム。
3. 前記モーション制御部は、
   前記受信部を介して周期的に受信された映像の参照時間を現在の自分のクロック時間と比較することを特徴とする請求項２に記載の映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム。
4. 前記モーション制御部は、
   前記受信された映像の参照時間に同期化させる時、不連続なモーションが発生する場合、前記発生した不連続なモーションをフィルタリングしてスムージング処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御システム。
5. モーション制御装置が、映像物の上映施設において、映像の上映前に、タイムコードと対応するモーションコードを予め格納するモーションコード格納ステップ；
   前記モーション制御装置が、映像の上映が開始されると、前記格納されているモーションコードに応じてアクチュエータのモーションを制御するモーション制御ステップ；
   前記モーション制御装置が、中央サーバーから映像の参照時間を受信する参照時間受信ステップ；及び
   前記モーション制御装置が、前記受信された映像の参照時間と、現在の自分のクロック時間とを比較して、現在の自分のクロック時間を、前記受信された映像の参照時間に同期化させるモーション同期化ステップ；
   を含んでおり、
   前記モーション制御装置は、前記受信された映像の参照時間と、現在の自分のクロック時間との間の誤差時間が、予め設定されたしきい時間を超過する場合、現在の自分のクロック時間を前記受信された映像の参照時間に同期化させる一方、前記誤差時間が前記しきい時間を超過しない場合、映像の参照時間に基づき自分のクロック時間を介してモーションを駆動させる時間を調整してモーションを制御する、映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御方法。
6. 前記中央サーバーが、前記上映される映像と対応するタイムコードを解釈して、映像の参照時間を前記モーション制御装置に伝送する参照時間伝送ステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御方法。
7. 前記モーション制御ステップは、
   前記モーション制御装置が、前記参照時間受信ステップにおいて、前記上映される映像の開始又は終了の信号を受信すると、前記アクチュエータのモーション制御を開始又は終了することを特徴とする請求項５に記載の映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御方法。
8. 前記モーション同期化ステップは、
   前記中央サーバーから周期的に受信された映像の参照時間を、現在の自分のクロック時間と比較することを特徴とする請求項５に記載の映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御方法。
9. 前記モーション同期化ステップは、
   前記受信された映像の参照時間に同期化させる時、不連続なモーションが発生する場合、前記発生した不連続なモーションをフィルタリングしてスムージング処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の映像とモーションとの間の時間同期化を用いたモーション制御方法。

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