JPH01129864A - ボウリングピンの直立有無検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｆａ）産業上の利用分野 この発明は、自動ボウリングスコア装置などに用いられ
、ボウリングピンの直立有無を画像処理によって検知す
る装置に関する。

（ｂ）従来の技術 自動ボウリングスコア装置においては、得点計算を行う
ために、ボール投球後の倒れなかった残りピンを検知す
る必要がある。従来の残りピンの検知方法は、直立して
いるピンを光学的に検知する方法、超音波により検知す
る方法、ビデオカメラにより検知する方法などが知られ
ている。

（Ｃ）発明が屏決しようとする問題点 従来のボウリングピンの直立有無検知装置においては、
いずれの方法によるものも次に述べる問題点があった。

光学的に検知する装置は、機構が複雑で且つ光線発生装
置と受光判定装置が必要であるため、その取り付は場所
が制約され、自動ビンセノタマシンの機種によっては、
光線発生装置と受光判定装置を取り付けて機能させるた
めに改造しなければ　。

ならない場合があった。また、光線として赤外線を用い
る場合、外部から自然光がボウリング場内に入射し、こ
れによって誤検出する場合があった。特に、日中に装置
を設置して怒度などを調整しても、日没後自然光が場内
に入らなくなると誤検出が甚だしくなる。最近ではボウ
リング場のイメージを明るくするために、全面ガラス工
法で建築されることが多いが、自然光の入射を制限する
ために、建物のガラスに遮光フィルムを貼る等の手段を
講じなければ、日中から夜間まで無調整で使用すること
はできなかった。

超音波検知による装置においては、超音波信′号発生、
受信装置をもちいて、直立しているピンの数を検知して
いるが、音波信号をディジタル信号に変換するために高
価で複雑な装置を必要としている。また、自動ピンセッ
タマシンの種類によっては、装置を取り付けるために改
造しなければならない。さらにディジタル信号に変換す
ることによって生じる雑音信号の影Ｕを受けないように
、マシンの電気回路の一部に変更を必要とする等の問題
があった。

ビデオカメラによって検知する装＝は、従来よりピンア
クション映像用に用いられている装置を利用するため、
高価である。また精密装置であるため自動ピンセンタに
直接取りつけると、振動で誤動作するおそれがあり、予
め固定した取り付は台に設置しなければならないという
不都合があった。

さらに他の方法として自動ピンセンタマシンが本来備え
ている残りピン検出機能を利用して、残りピンの頭部が
マシンのムービングデツキにあるフィラースイッチに触
れるか否かによって検出する方法もあるが、残りピンが
本来の配列位置から横ずれした場合、ムービングデツキ
の底板にピンの頭部が当接し、フィラースイッチに触れ
ないため、誤検知するおそれがある。また、２投目の残
りピンを検出するためにムービングデツキを余分に動作
させる必要があり、ゲーム進行が遅延するという弊害も
ある。

この発明は、基本的にビデオカメラを用いて画像処理に
よって蔑りピンすなわちピンの直立有無を検知するもの
であり、前記従来の種々の問題点を解消して、小型軽量
且つ単純化された装置で直立したピンを正確にしかも迅
速に検知出来るようにしたボウリングピンの直立有無検
知装置を提供することを目的としている。

（ｄ）問題点を解決するための手段 この発明のボウリングビンの直立有無検知装置は、ピン
配列位置の手前上方にピン照明用ライトとピン画像撮像
用ビデオカメラを設けるとともにビデオカメラより出力
された映像信号からピンの画像データを２値化してメモ
リに書き込む際、またはメモリに書き込んだ後、２値化
する際、直立しているピン頭部の輝度と腹部の輝度との
間で画像の手前から遠方にかけて２値化のスレショルド
レベルを順次低下させるピン画像情報２値化手段と、 ２値化されたピンの画像データから各ピンの直立の有無
を判定する判定手段を設けたことを特徴としている。

！１１４１作用 この発明のボウリングビンの直立有無検知装置において
は、ピン配列位置の手前上方に、ピン照明用ライトが設
けられている。これにより直立したピンあるいは倒れた
ピンの明るさはピン照明用ライトからの距離によって定
まる。すなわち、直立しているピンについてはピンの腹
部より頭部が明る（、また遠方のピンより手前のピンが
明るい。倒れているピンについてはピン照明用ライ１〜
に近い程明るいが、直立しているピンの頭部より賄い。

ピン画像撮像用ビデオカメラは、ピン配列位置の手前上
方に設けられているため、上記明貼の状態を映像信号と
して抽出する。

ピン画像情報２値化手段は、前記ビデオカメラより出力
された映像信号からピンの画像データを２値化してメモ
リに書き込む際、またはメモリに書き込んだ後２値化す
る際、画像の手前から遠方にかけて順次低下するレベル
をスレショル１′し・＼ルとして２値化を行う。このよ
うに画像の手前から遠方にかけて２値化のスレショルド
レベルヲ順次低下させることにより直立しているピン頭
部の画像を抽出する。さらに判定手段は、直立している
ピンの頭部に相当する箇所の２値化データから各ピンの
直立の有無を判定する。

（ｆ）実施例 第１図はこの発明の実施例であるボウリングピンの直立
有無検知装置のピン配列位置付近の構成を表す図である
。図においてＰＬ、Ｐ２．Ｐ４゜Ｐ７はそれぞれ配列さ
れたボウリングピンであり、レーンに対して左側方から
見た状態を表している。したがってピンＰ２．Ｐ４．Ｐ
７の背後に他のピンが配列されている。図において４は
レーキ、５はピンデツキであり、倒れたピンの排除及び
残ったピンを再配列させる。ピンデツキ５の下部である
ピン配列位置を斜め上方すなわちボウラーより見た手前
上方からピンを照明するライト２とピンの画像を撮像す
るビデオカメラｒが取り付けられている。さらにボール
Ｂおよびレーキ４が光路を遮る位置に光電スイッチ３が
設けられている第２図はビデオカメラ１に撮像される範
囲と後述する画像メモリに書き込まれる２値化された画
像データとの関係を表す図である。また第４図は各ピン
の配列位置とピン番号を示している。このように配列さ
れたピンを手前上方から撮像すれば第２図に示すように
二次元画像情報として得られるが、ピンを照明するライ
トも手前上方から照明しているため、直立している各ピ
ンの腹部より頭部が明るく、また遠方より手前に直立し
ているピンが明るく撮像される。

第３図はこの撮像された画面の上下位置と配列された各
ピンの輝度との関係を示している。図においてａｌは７
〜１０番ピンの頭部、ｂｌは７〜１０番ピンの腹部につ
いてそれぞれ画面上下位置と輝度との関係をあられし、
ａ２は４〜６番ピンの頭部、ｂ２は４〜６番ビンの腹部
、ａ３は２゜３番ビンの頭部、ｂ３は２，３番ピンの腹
部、さらにａｌは１番ピンの頭部、ｂ４は１番ピンの腹
部についてそれぞれ画面上下位置と輝度との対応位置を
示している。このように、撮像された画面において全体
として下部すなわち手前はど輝度が高いが、同一ピンに
ついては腹部より頭部の輝度が高い。なお、図中ａ５．
ｂ５は倒れたピンの頭部と腹部の対応位置を示している
。同図に示すように直立した各ピンの頭部と腹部の対応
位置間を通るラインをスレショルドレベルとすることに
より、すなわち画像の手前から遠方にかけて２値化のス
レショルドレベルを順次低下させることにより、第２図
において実線で示したように、直立しているピンの頭部
画像を抽出することができる。

第５図はこの発明の実施例であるボウリングピンの直立
有無検知装置の概略ブロック図である。

図において１３は、レベル設定器１２の出力レベルをス
レショルドレベルとして、ビデオカメラ１から出力され
た映像信号のレベルと比較し２値化する。画像メモリ１
４にはこの２値化された画像データが書き込まれる。同
期信号検出回路１０はビデオカメラ１から出力された映
像信号から同期信号を抽出して計算機１１へ与える。計
算機１１はこの同期信号に応じてレベル設定器１２のレ
ベルを設定する。すなわち画像メモリ１４にデータを書
き込む際、画面の上下方向の位置に応じてスレショルド
レベルの設定を行い、第３図に示したように最適なスレ
ショルドレベルで２値化を行う。画像メモリ１４に１画
面分の２値化データが書き込まれた後、計算機１１は画
像メモリ１４内のデータから直立しているピン頭部の位
置に相当するアドレスのデータを判定することによって
残りピンの状態を認識する。

第６図および第７図は第５図に示した装＝のより具体例
を示すブロック図、およびそのＣＰＵの処理手順を表す
フローチャー１・である。第６図においてＣＰＵ２０は
コンパレータ１３によって映像信号を２値化する際にス
レショルドレベルの設定を行い、画像メモリに２値化さ
れた画像データが書き込まれたのち、ピンの直立有無を
検知する処理を行う。ＲＯＭ２１にはＣＰＵ２０の制御
プログラムが予め書き込まれている。ＲＡＭ２２はＤ／
Ａコンバータ１２に対して設定すべきスレショルドレベ
ルの値を求めるカウンタやその他のワ−キングエリアが
設けられている。２４はコンパレータ１３から出力され
たシリア、ルデータをパラレルデータに変換する変換器
である。画像メモリコントローラ２５は同期信号検出回
路１０から出力される同期信号に基づいて画像メモリ１
４の所定アドレスに前記パラレルデータを書き込む。

ＣＰＵ２０は第７図に示すように、まず光電スイッチ３
のオフ時間を計測する（ｎｌ）。このオフ時間によって
ボールの投球が行われたのであるか、レーキが降下され
たのであるか判別する（ｎ２）。Ｔ１秒未満であればボ
ール通過を記録しくｎ３）、Ｔ１秒以上で（すなわちレ
ーキが降下し）しかも既にボールが通過したのであれば
、次に述べる処理を行う。まず、一定時間（Ｔ２）経過
後残りビンの検知を行う。すなわち、ＣＰＵは画像メモ
リコントローラ２５に対して画像データの読取要求を行
う（ｎ６−ｎ７）。その後、垂直同期のタイミングでカ
ウンタをイニシャライズする（ｎ８→ｎ９）。このカウ
ンタはスレショルドレベルを定めるためのカウンタであ
る。その後、水平同期のタイミング毎にカウンタをイン
クリメントするとともに、カウンタの値をＤ／Ａコンバ
ータ１２へ出力する（ｎ１０〜ｎ１２）。この処理を画
像の書込が終了するまで繰り返し行い、書込が終了すれ
ば、前述のように画像メモリからデータを読み出し、ピ
ンの直立有無の判定をおこなう（ｎ１３→ｎ１４）。な
お、ボール通過前にレーキが降下した場合はマシン・リ
セソ１−処理を行う（ｎ４→ｎ５）。

上記実施例はビデオカメラから出力された映像信号を２
値化したのち画像メモリに書き込み、また、２値化の際
スレショルドレベルをプログラム処理によって設定する
例であったが、次に述べるように他の方法でも実現でき
る。

第８図と第９図は他の実施例に係るボウリングピンの直
立有無検知装置のブロック図であり、第８図に示した例
はスレショルドレベルの設定をハードウェアで行うよう
に構成したものであり、レベル設定器１２′は同期信号
検出回路１０から出力される同期信号に基づいて、直立
しているピン頭部の輝度と腹部の輝度との間で、且つ画
像の手前から遠方にかけてスレショルドレベルを順次低
下させる。

第９図に示した例は画像メモリ１４′に対して多値に量
子化された画像データを書き込むものであり、Ａ／Ｄコ
ンバータ１５はビデオカメラ１から出力された映像信号
を数ビットのディジタルデータに変換し、画像メモリ１
４′に書き込む。計算機１１は画像メモリ１４′から直
立しているピン頭部の位置に相当するアドレスの値を読
み出し、画面の上下方向の位置に応したスレショルドレ
ベルと比較することによって直立しているピン頭部の有
無を判定する。

（幻発明の効果 以上のようにこの発明によれば、従来まで必要とされた
複雑で高価な装置を使用しなくともボウリングピンの直
立有無を正確かつ迅速に検知することが可能となる。し
かも、ビンセッターマシンなどの改造を行う必要がない
ため取り付は作業および調整が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるボウリングピンの直立
有無検知装置におけるビデオカメラ等の設置状態を表す
図、第２図はビデオカメラにより撮像される範囲および
２値化されたビンの画像データを表す図である。第３図
は撮像されたピン画像の画面上下位置方向と輝度との関
係を表す図、第４図は配列されたピンの状態を表す平面
図である。第５図と第６図は同装置のブロック図、第７
図は第６図に示したｃｐｕの処理手順を表すフローチャ
ートである。第８図と第９図は他の実施例に係るボウリ
ングピンの直立有無検知装置のブロック図である。 ニービデオカメラ、 ２−ピン照明用ライト、 ３−光電スイッチ、 ４−レーキ、 ５−ピンデツキ。 出願人　　を限会社テレシステムズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピン配列位置の手前上方にピン照明用ライトとピ
   ン画像撮像用ビデオカメラを設けるとともビデオカメラ
   より出力された映像信号からピンの画像データを２値化
   してメモリに書き込む際、またはメモリに書き込んだ後
   、２値化する際、直立しているピン頭部の輝度と腹部の
   輝度との間で画像の手前から遠方にかけて２値化のスレ
   ショルドレベルを順次低下させるピン画像情報２値化手
   段と、 ２値化されたピンの画像データから各ピンの直立の有無
   を判定する判定手段を設けたことを特徴とするボウリン
   グピンの直立有無検知装置。