KR100807845B1 - Infrared LED Tracking System for Game Interface and Tracking Method thereof - Google Patents

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KR100807845B1
KR100807845B1 KR1020060028645A KR20060028645A KR100807845B1 KR 100807845 B1 KR100807845 B1 KR 100807845B1 KR 1020060028645 A KR1020060028645 A KR 1020060028645A KR 20060028645 A KR20060028645 A KR 20060028645A KR 100807845 B1 KR100807845 B1 KR 100807845B1
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김태용
백성호
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중앙대학교 산학협력단
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    • A63F13/90Constructional details or arrangements of video game devices not provided for in groups A63F13/20 or A63F13/25, e.g. housing, wiring, connections or cabinets
    • A63F13/98Accessories, i.e. detachable arrangements optional for the use of the video game device, e.g. grip supports of game controllers
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304Detection arrangements using opto-electronic means
    • G06F3/0308Detection arrangements using opto-electronic means comprising a plurality of distinctive and separately oriented light emitters or reflectors associated to the pointing device, e.g. remote cursor controller with distinct and separately oriented LEDs at the tip whose radiations are captured by a photo-detector associated to the screen
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    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0489Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using dedicated keyboard keys or combinations thereof
    • G06F3/04892Arrangements for controlling cursor position based on codes indicative of cursor displacements from one discrete location to another, e.g. using cursor control keys associated to different directions or using the tab key

Abstract

본 발명은 슈팅 게임에서 인터페이스로 사용되는 아케이드 건에 관한 것이며, 보다 상세하게는 상기 아케이드 건의 새로운 동작 방식을 제공하는 엘이디 추적시스템 및 추적방법에 관한 것으로, 설치된 프로그램에 의해 구동하는 게임진행부; 상기 게임진행부와 통신하면서 화면을 통해 게임의 모습을 출력하는 디스플레이어; 상기 디스플레이어에 배치되며, 적외선을 발하는 적외선 LED가 설치되는 발광수단; 상기 발광수단과 전기적으로 연결되어서, 방아쇠를 당기면 상기 적외선 LED가 발광하도록 된 아케이드 건; 상기 아케이드 건의 위치에 따라 상기 발광수단을 다른 각도로 촬영하도록 상기 아케이드 건에 탑재되고, 상기 방아쇠의 조작으로 촬영을 개시하는 카메라; 적외선을 제외한 다른 빛을 필터링하여 상기 카메라가 적외선만을 촬영할 수 있도록 하는 적외선필터; 및, 상기 카메라가 촬영한 이미지 내에서 상기 적외선 LED의 위치를 확인하여, 상기 화면을 향하는 상기 아케이드 건의 조준점을 연산ㆍ처리하고, 상기 게임진행부로 연산ㆍ처리된 조준점의 위치정보를 전송하는 신호처리부를 포함하는 것이다.The present invention relates to an arcade gun used as an interface in a shooting game, and more particularly, to an LED tracking system and a tracking method for providing a new operation method of the arcade gun, the game progress unit driven by the installed program; A displayer for outputting a game appearance through a screen while communicating with the game progress unit; Light emitting means disposed on the display and provided with an infrared LED emitting infrared light; An arcade gun electrically connected to the light emitting means such that the infrared LED emits light when the trigger is pulled; A camera mounted on the arcade gun so as to photograph the light emitting means at different angles according to the position of the arcade gun, and starting shooting by operating the trigger; An infrared filter for filtering other light except infrared to allow the camera to capture only infrared light; And a signal processing unit which checks the position of the infrared LED in the image photographed by the camera, calculates and processes the aiming point of the arcade gun facing the screen, and transmits the position information of the calculated and processed aiming point to the game progress unit. It will include.

Description

게임 인터페이스를 위한 적외선 엘이디 추적시스템 및 추적방법{Infrared LED Tracking System for Game Interface and Tracking Method thereof}Infrared LED Tracking System for Game Interface and Tracking Method

도 1은 본 발명에 따른 적외선 엘이디 추적시스템의 실시를 위한 적용모습을 도시한 사시도이고,1 is a perspective view showing an application for the implementation of the infrared LED tracking system according to the present invention,

도 2는 도 1에 도시한 적외선 엘이디 추적시스템의 실시모습을 도시한 도면이고,2 is a view showing an embodiment of the infrared LED tracking system shown in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 적외선 엘이디 추적시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 3 is a block diagram showing the configuration of an infrared LED tracking system according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 적외선 엘이디 추적방법을 순차 도시한 플로우차트이고,4 is a flowchart sequentially showing an infrared LED tracking method according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 추적시스템의 촬영이미지를 초기 촬영이미지(a), 이진화를 위해 임계치의 기준을 잡기 위한 그래프(b), 촬영이미지를 라벨링한 모습을 보인 이미지(c), 적외선 LED 영역의 중심위치를 잡는 모습을 보인 이미지(d)를 보인 도면이고,5 is a photographed image of the tracking system according to the present invention the initial photographed image (a), the graph for setting the threshold of the threshold for binarization (b), the image showing the state of labeling the photographed image (c), infrared LED area The figure shows the image (d) showing the position of the center of the

도 6은 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서 적용되는 P-tile 방식에 의한 임계치 설정의 예를 보이는 그래프이고,6 is a graph showing an example of setting a threshold by a P-tile method applied in a tracking system and a tracking method according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서 적외선 LED 영역의 중심 점 회전을 계산하는 알고리즘의 도면이고,7 is a diagram of an algorithm for calculating a center point rotation of an infrared LED region in a tracking system and tracking method according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서 적외선 LED 영역의 5개 보정점과 스크린 상의 중심과 4개의 가장자리 점과의 관계 예를 보여주는 도면이고,8 is a view showing an example of the relationship between the five correction points of the infrared LED region and the center and four edge points on the screen in the tracking system and tracking method according to the present invention,

도 9는 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법의 일실시예에 따른 P-title 방법을 이용한 영상 히스토그램의 예를 보여주는 도면이고,9 is a view showing an example of the image histogram using the P-title method according to an embodiment of the tracking system and tracking method according to the present invention,

도 10은 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에 따른 필터링 처리 전의 적외선 LED 영역의 면적 및 원형도 분산값의 예를 보여주는 도면이고,10 is a view showing an example of the area and the circularity dispersion value of the infrared LED region before the filtering process according to the tracking system and the tracking method according to the present invention,

도 11은 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에 따른 필터링 처리 후의 적외선 LED 영역의 면적 및 원형도 분산값의 예를 보여주는 도면이고,11 is a view showing an example of the area and circularity dispersion value of the infrared LED region after the filtering process according to the tracking system and the tracking method according to the present invention,

도 12는 본 발명에 따른 5개의 보정 참조포인트와 적외선 LED의 위치관계예를 보여주는 도면이고,12 is a view showing an example of the positional relationship between the five correction reference points and the infrared LED according to the present invention,

도 13은 본 발명에 따른 적외선 LED 추적시스템의 보정결과화면으로 이상적인 경우, 위쪽 보정점이 부정확한 경우, 좌측 보정점이 부정확한 경우의 예를 보여주는 도면이고,FIG. 13 is a view showing an example in which an upper correction point is inaccurate and a left correction point is inaccurate when it is ideal as a correction result screen of an infrared LED tracking system according to the present invention.

도 14는 본 발명에 따른 보정처리 전의 수평, 수직의 조준라인의 선형성 예를 보여주는 도면이고,14 is a view showing an example of the linearity of the horizontal and vertical aiming line before the correction process according to the present invention,

도 15는 본 발명에 따른 보정처리 후의 수평, 수직의 조준라인의 선형성 예를 보여주는 도면이고,15 is a view showing an example of the linearity of the horizontal and vertical aiming line after the correction process according to the present invention,

도 16은 본 발명에 따른 웹 카메라 위치에 따른 눈금 측정의 예를 보여주는 도면이다.16 is a view showing an example of the scale measurement according to the web camera position according to the present invention.

본 발명은 슈팅 게임에서 인터페이스로 사용되는 아케이드 건에 관한 것이며, 보다 상세하게는 상기 아케이드 건의 새로운 동작 방식을 제공하는 엘이디 추적시스템 및 추적방법에 관한 것이다.The present invention relates to an arcade gun used as an interface in a shooting game, and more particularly, to an LED tracking system and a tracking method for providing a new operation method of the arcade gun.

아케이드 건은 주로 가정용 비디오 게임 또는 아케이드 게임 등에서 사용되는 컨트롤 장치로서, 일반적으로 탄도학 무기(보통 권총 또는 바주카포)에 맞춰 모델링 되었으며, 비디오 스크린에 보이는 표적 물체를 맞추기 위해 사용된다. Arcade guns are primarily control devices used in home video games or arcade games, and are typically modeled for ballistic weapons (usually pistols or bazooka), and are used to match target objects visible on video screens.

기존의 아케이드 건의 대표적인 컨트롤 방식은 라이트 건(light gun)과 포지셔널 건(positional gun) 두 가지로 나누어진다. The representative control method of the existing arcade gun is divided into a light gun and a positional gun.

라이트 건은 스크린과 광학적으로 작동하며, 총이 발사되기 전까지는 스크린에 위치정보를 제공하지 않고, 총이 발사되었을 때 잠시 동안 스크린을 지운 후 총의 맨 앞부분에 있는 광학(optics)장치가 스크린의 어느 부위에 조준되는지 기록한다. 이렇게 기록된 정보는 컴퓨터로 보내지고, 컴퓨터는 표적물체의 타격 유무를 판단한다. The light gun works optically with the screen, and does not provide position information on the screen until the gun is fired. After the gun is fired, the light gun clears the screen for a while and then the optics at the front of the gun Record where you are aiming. The recorded information is sent to a computer, and the computer determines whether the target object is hit.

그런데, 라이트 건을 사용하기 위해서는 모니터 유형을 고려해야 한다. 즉, VGA CRT 모니터를 위해 설계된 라이트 건은 LCD 모니터 또는 TV와는 함께 사용될 수 없고, TV기반의 라이트 건은 TV가 아닌 다른 모니터와는 함께 사용될 수 없다. 또한 모니터의 고해상도와 높은 리프레시(refresh) 비율에 따라 라이트 건과 모니터 간의 조준위치 동기화가 정확하게 맞지 않는 문제점이 있다.However, in order to use a light gun, you must consider the type of monitor. That is, light guns designed for VGA CRT monitors cannot be used with LCD monitors or TVs, and TV-based light guns cannot be used with monitors other than TVs. In addition, there is a problem that the aiming position synchronization between the light gun and the monitor is not exactly matched according to the high resolution of the monitor and the high refresh rate.

포지셔널 건은 좌/우, 위/아래로 조준하는 기능과 함께 아케이드 캐비닛(cabinet)에 움직이지 않게 고정된 총이다. 대부분의 포지셔널 건은 동작방식에 있어 아날로그 기반의 전위차계(potentiometer)를 이용하며, 조이스틱과 같은 기능을 갖는다. 총을 좌측 또는 우측으로 회전시키는 것은 조이스틱을 좌측 또는 우측으로 움직이는 것과 같으며, 위 또는 아래로 조준하는 것은 조이스틱을 위 또는 아래로 움직이는 것과 같다. 포지셔널 건은 총이 발사 되었을 때 현재 위치 정보뿐만 아니라 매시간 스크린의 위치 정보를 유지한다. 현재 시장에는 PC기반의 포지셔널 건은 제공되지 않으며, 다른 플랫폼에서 사용할 수 있는 방법은 단지 캐비닛과 함께 아케이드 포지셔널 건을 개조하는 방법밖에는 없다. 즉, 포지셔널 건은 한정된 플랫폼 및 고정된 인터페이스로 인한 낮은 자유도를 갖는다.The position gun is a stationary gun fixed to the arcade cabinet with the ability to aim left and right and up and down. Most position guns use analog-based potentiometers in their operation, and function like a joystick. Rotating the gun left or right is equivalent to moving the joystick left or right, and aiming up or down is equivalent to moving the joystick up or down. The position gun maintains the position of the screen every hour as well as the current position when the gun is fired. There are currently no PC-based position guns available on the market, and the only other platform available is to modify the arcade position gun with the cabinet. That is, the position gun has low degrees of freedom due to the limited platform and fixed interface.

즉, 라이트 건과 포지셔널 건은 다음과 같은 단점을 가진다.That is, the light gun and the position gun have the following disadvantages.

1) 클린 샷 계열의 건 슈팅 게임을 지원하기 위한 정밀한 위치지정이 불가(라이트 건),1) Precise positioning is not possible to support clean shot gun shooting games (light gun),

2) 한정된 플랫폼 및 고정된 인터페이스로 인한 낮은 자유도(포지셔널 건),2) low degree of freedom (positive gun) due to limited platform and fixed interface,

3) 높은 해상도와 리프레시(refresh) 비율에 따른 작동불가(라이트 건 및 포지셔널 걸),3) Inoperable due to high resolution and refresh rate (light gun and position girl),

4) LCD/TFT 디스플레이 또는 대형 스크린에서의 작동 불가(라이트 건 및 포지셔널 건),4) Inoperable on LCD / TFT display or large screen (light gun and position gun),

따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 기존의 방식을 탈피한 새로운 컨트롤 방식이 필요하다. Therefore, in order to solve such a problem, a new control method is needed, which is different from the existing method.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 게임 인터페이스로서의 활용되는 아케이드 건이 갖는 문제점을 해소하여, 정밀한 위치지정을 할 수 있으면서도 충분한 자유도를 확보하고, LCD/TFT 디스플레이 또는 대형스크린에서도 작동할 수 있도록 하는 게임 인터페이스를 위한 적외선 엘이디 추적시스템 및 추적방법의 제공을 기술적 과제로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to solve the problems of the arcade gun that is utilized as a game interface, to ensure a precise positioning while ensuring a sufficient degree of freedom, even in LCD / TFT display or large screen Technical task is to provide an infrared LED tracking system and a tracking method for a game interface that can be operated.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above technical problem,

설치된 프로그램에 의해 구동하는 게임진행부;Game progress unit driven by the installed program;

상기 게임진행부와 통신하면서 화면을 통해 게임의 모습을 출력하는 디스플레이어;A displayer for outputting a game appearance through a screen while communicating with the game progress unit;

상기 디스플레이어에 배치되며, 적외선을 발하는 적외선 LED가 설치되는 발광수단;Light emitting means disposed on the display and provided with an infrared LED emitting infrared light;

상기 발광수단과 전기적으로 연결되어서, 방아쇠를 당기면 상기 적외선 LED가 발광하도록 된 아케이드 건;An arcade gun electrically connected to the light emitting means such that the infrared LED emits light when the trigger is pulled;

상기 아케이드 건의 위치에 따라 상기 발광수단을 다른 각도로 촬영하도록 상기 아케이드 건에 탑재되고, 상기 방아쇠의 조작으로 촬영을 개시하는 카메라;A camera mounted on the arcade gun so as to photograph the light emitting means at different angles according to the position of the arcade gun, and starting shooting by operating the trigger;

적외선을 제외한 다른 빛을 필터링하여 상기 카메라가 적외선만을 촬영할 수 있도록 하는 적외선필터; 및,An infrared filter for filtering other light except infrared to allow the camera to capture only infrared light; And,

상기 카메라가 촬영한 이미지 내에서 상기 적외선 LED의 위치를 확인하여, 상기 화면을 향하는 상기 아케이드 건의 조준점을 연산ㆍ처리하고, 상기 게임진행부로 연산ㆍ처리된 조준점의 위치정보를 전송하는 신호처리부;A signal processing unit which checks the position of the infrared LED in the image photographed by the camera, calculates and processes the aiming point of the arcade gun facing the screen, and transmits position information of the calculated and processed aiming point to the game progress unit;

를 포함하는 게임 인터페이스를 위한 적외선 엘이디 추적시스템이다.Infrared LED tracking system for the game interface including a.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 적외선 엘이디 추적시스템에 있어서,In order to achieve the above technical problem, the present invention, in the infrared LED tracking system,

상기 적외선 LED는 3개가 일렬로 나열된 것이다.The infrared LEDs are three in a row.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above technical problem,

적외선필터를 포함하는 카메라를 탑재한 아케이드 건을 디스플레이어의 화면에 조준하여 방아쇠를 당기는 단계;Aiming the arcade gun equipped with a camera including an infrared filter to the screen of the display and pulling the trigger;

상기 방아쇠를 당기면 상기 디스플레이어에 배치된 적외선 LED가 발광하고, 상기 카메라는 촬영을 위해 작동하는 단계;Pulling the trigger to emit an infrared LED disposed on the display, the camera operating for imaging;

상기 카메라에 촬영된 이미지에서 적외선 LED 이미지의 위치를 신호처리부가 인식할 수 있도록 이진화 처리하는 단계; 및,Binarizing the signal processor to recognize the position of the infrared LED image in the image photographed by the camera; And,

상기 신호처리부는 적외선 LED 이미지의 위치를 기준점과 비교하여 상기 아케이드 건의 조준점을 연산ㆍ처리한 후, 상기 조준점의 위치정보를 설치된 프로그램에 의해 구동하는 게임진행부로 전송하는 단계;The signal processing unit calculates and processes the aiming point of the arcade gun by comparing the position of the infrared LED image with the reference point, and transmitting the position information of the aiming point to the game progress unit driven by the installed program;

를 포함하는 게임 인터페이스를 위한 적외선 엘이디 추적방법이다.Infrared LED tracking method for a game interface comprising a.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 적외선 엘이디 추적방법에 있어서,In order to achieve the above technical problem, the present invention, in the infrared LED tracking method,

이진화 처리된 촬영이미지에서 원형으로 나타나는 적외선 LED 이미지를 상기 신호처리부가 인식할 수 있도록 구분하기 위해 라벨링 처리하는 단계를 포함하는 것이다.And a labeling process to distinguish the infrared LED image appearing in a binarized photographed image so that the signal processor can recognize the infrared LED image.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 적외선 엘이디 추적방법에 있어서,In order to achieve the above technical problem, the present invention, in the infrared LED tracking method,

상기 적외선 LED 이미지의 원형여부를 확인하기 위해, 촬영이미지 내 형상들 각각의 중심에서 외곽까지의 거리에 대한 분산을 연산하고, 소정 기준을 벗어난 분산을 갖는 형상은 적외선 LED 이미지로 보지 않는 것이다.In order to check the circularity of the infrared LED image, the dispersion of the distance from the center to the outside of each of the shapes in the photographed image is calculated, and the shape having the dispersion outside a predetermined standard is not viewed as the infrared LED image.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 적외선 엘이디 추적방법에 있어서,In order to achieve the above technical problem, the present invention, in the infrared LED tracking method,

상기 아케이드 건의 위치변화에 따른 적외선 LED 이미지의 위치를 절대적으로 확인할 수 있도록,In order to absolutely check the position of the infrared LED image according to the position change of the arcade gun,

화면상에 다수개의 기준점을 두어 상기 아케이드 건으로 각각의 기준점을 조준한 후, 상기 기준점 조준 시 촬영된 적외선 LED의 위치를 확인하여 보정기준을 형성하는 단계;Aiming each reference point with the arcade gun by placing a plurality of reference points on the screen, and identifying a position of the infrared LED photographed when aiming the reference point to form a correction reference;

상기 아케이드 건을 이용한 사격 후 촬영된 적외선 LED 이미지가, 상기 아케이드 건의 회전으로 카메라가 θ만큼 회전하면서 회전된 상태로 나타날 경우, 해당하는 상기 θ 각도만큼 좌표값을 보정하는 단계;Correcting a coordinate value by the corresponding θ angle when the infrared LED image photographed after shooting using the arcade gun is rotated while the camera is rotated by θ by the rotation of the arcade gun;

상기 보정기준에 따라 화면상의 조준위치를 연산하는 단계;Calculating an aiming position on the screen according to the correction criteria;

를 더 포함하는 것이다.It is to include more.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 적외선 엘이디 추적시스템의 실시를 위한 적용모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 적외선 엘이디 추적시스템의 실시모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 설명한다.1 is a perspective view showing an application for the implementation of the infrared LED tracking system according to the present invention, Figure 2 is a view showing the implementation of the infrared LED tracking system shown in Figure 1, it will be described with reference to this .

본 발명에 따른 적외선 엘이디(LED) 추적시스템은 종래 라이트 건과 포지셔널 건이 갖는 문제점들을 동시에 극복하여 게임 진행의 편익을 줄 수 있는 아케이드 건(10)의 제공을 목적으로 한다.Infrared LED tracking system according to the present invention aims to provide an arcade gun 10 that can overcome the problems with the conventional light gun and position gun at the same time to give the convenience of the game progress.

따라서, 본 발명에 따른 적외선 엘이디 추적시스템은 총 형상을 한 아케이드 건(10)과, 게임의 배경을 이미지로 출력하는 디스플레이어(30)와, 상기 디스플레이어(30)의 일 지점에 배치되며 발광하는 발광수단(20)과, 상기 아케이드 건(10)에 탑재되는 카메라(11) 및, 상기 카메라(11)에 찍힌 영상을 판독하여 게임진행에 적용하는 신호처리부(40)를 포함한다. 또한, 상기 신호처리부(40) 및 디스플레이어(30) 등과 연동하여 게임을 진행시키는 게임진행부(50)를 더 포함한다.Therefore, the infrared LED tracking system according to the present invention, the arcade gun 10 in the form of a gun, the display 30 for outputting the background of the game as an image, and is disposed at one point of the display 30 to emit light Light emitting means 20, a camera 11 mounted on the arcade gun 10, and a signal processor 40 which reads the image captured by the camera 11 and applies it to game progress. The apparatus may further include a game progress unit 50 for progressing the game in conjunction with the signal processor 40 and the display 30.

본 발명에 따른 추적시스템은 종래 라이트 건 방식과 같이 광학장치를 이용해 화면(31) 상에 직접 빛을 조사하는 것이 아니고, 포지셔널 건 방식과 같이 아케이드 건(10)의 이동을 관찰하여 이를 적용하는 것으로, 아케이드 건(10)의 자유도를 높이면서도 디스플레이어(30 ; 모니터)의 종류에 관계없이 적용할 수 있어, 그 활용성을 높인다. 또한, 높은 해상도와 리프레시 비율변화에 따른 영향을 받지 않고, 클린 샷 계열의 정밀한 슈팅게임을 지원할 수도 있다.The tracking system according to the present invention does not directly irradiate light on the screen 31 using an optical device as in the conventional light gun method, but observes and applies the movement of the arcade gun 10 as in the positional gun method. This increases the degree of freedom of the arcade gun 10 and can be applied regardless of the type of the display 30 (monitor), thereby increasing its utility. In addition, it is possible to support precise shooting games of the clean shot series without being affected by the change in the high resolution and refresh rate.

도 3은 본 발명에 따른 적외선 엘이디 추적시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 적외선 엘이디 추적방법을 순차 도시한 플로우차트인 바, 이를 참조하여 설명한다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the infrared LED tracking system according to the present invention, Figure 4 is a flowchart sequentially showing the infrared LED tracking method according to the present invention, will be described with reference to this.

본 발명에 따른 추적시스템은 상술한 바와 같이, 카메라(11)를 탑재한 아케이드 건(10)과 발광수단(20)과 신호처리부(40)로 이루어지며, 상기 신호처리부(40)는 이미지확인모듈(41), 이진화모듈(42), 라벨링모듈(43) 및 위치확인모듈(44)을 포함한다.As described above, the tracking system according to the present invention includes an arcade gun 10 equipped with a camera 11, a light emitting means 20, and a signal processor 40, and the signal processor 40 includes an image checking module. 41, the binarization module 42, the labeling module 43, and the positioning module 44.

한편, 본 발명에 따른 추적시스템을 보다 명확히 설명하기 위해 추적방법과 더불어 설명한다.On the other hand, in order to more clearly explain the tracking system according to the present invention will be described with a tracking method.

여기서 위치보정단계(S10)는 이후에 설명하겠다.The position correction step (S10) will be described later.

S20 ; 촬영이미지 형성단계S20; Shooting image forming step

본 발명에 따른 아케이드 건(10)은 자신의 위치를 상기 신호처리부(40)가 인식하여 처리할 수 있도록 되며, 이를 위해 아케이드 건(10)에는 디스플레이어(30) 방향의 이미지를 촬영하는 카메라(11)가 탑재된다.The arcade gun 10 according to the present invention may be processed by the signal processor 40 to recognize its position, for this purpose, the arcade gun 10 has a camera for taking an image in the direction of the display (30) ( 11) is mounted.

이때, 상기 카메라(11)는 널리 알려진 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 카메라일 수 있다.In this case, the camera 11 may be a well-known complementary metal oxide semiconductor (CMOS) camera.

상기 카메라(11)는 게임자가 방아쇠(10a)를 당김으로서 작동한다. 즉, 게임자가 아케이드 건(10)을 필요한 목표물에 조준하여 방아쇠(10a)를 당기면 카메라(11)는 디스플레이어(30)의 주변부를 촬영하는 것이다.The camera 11 operates by the player pulling the trigger 10a. That is, when the player pulls the trigger 10a by aiming the arcade gun 10 at the required target, the camera 11 photographs the periphery of the display 30.

한편, 상기 아케이드 건(10)은 전선(W)을 매개로 발광수단(20)과 통전한다. 또한, 상기 카메라(11)의 작동과 마찬가지로, 아케이드 건(10)의 방아쇠(10a)가 당겨지면 상기 발광수단(20)이 작동하면서 빛을 발하게 된다. 이를 위해, 상기 발광수단(20)에는 다수의 LED가 위치되는데, 상기 LED는 적외선 영역의 빛을 발하며, 본 발명에 따른 실시예에서는 적외선을 방출하는 적외선 LED(21, 22, 23)가 3개이상 구비된다. 본 발명에 따른 실시예에서는 홀수개인 3개의 적외선 LED를 배치하며, 상기 디스플레이어(30)의 상단에 배치ㆍ고정시켜서, 상기 카메라(11)의 촬영 시 상기 적외선 LED(21, 22, 23)에서 방출하는 적외선을 촬영할 수 있도록 한다.On the other hand, the arcade gun 10 is energized with the light emitting means 20 through the wire (W). In addition, similar to the operation of the camera 11, when the trigger 10a of the arcade gun 10 is pulled, the light emitting means 20 operates to emit light. To this end, a plurality of LED is located in the light emitting means 20, the LED emits light in the infrared region, in the embodiment according to the invention three infrared LEDs (21, 22, 23) for emitting infrared light The above is provided. In the embodiment according to the present invention, three odd-numbered infrared LEDs are arranged and fixed on the upper end of the display device 30, so that the infrared LEDs 21, 22, and 23 are taken when the camera 11 is photographed. Make sure you're shooting infrared light.

이때, 상기 카메라(11)에는 적외선만을 직접 촬영하기 위한 적외선필터(12)가 구비된다.In this case, the camera 11 is provided with an infrared filter 12 for directly photographing only infrared light.

즉, 게임자가 게임을 진행하는 중에 디스플레이어(30)의 화면(31)을 향해 아케이드 건(10)을 조준한 후 방아쇠(10a)를 당기면, 상기 발광수단(20)의 적외선 LED(21, 22, 23)는 적외선을 발하고, 이와 동시에 상기 카메라(11)는 발광수단(20)을 향한 촬영을 시작한다.That is, when the game player aims the arcade gun 10 toward the screen 31 of the display 30 while the game is in progress, and pulls the trigger 10a, the infrared LEDs 21, 22, 23 emits infrared light and at the same time the camera 11 starts shooting toward the light emitting means 20.

S30 ; 적외선 필터링 단계S30; Infrared filtering steps

상기 카메라(11)가 발광수단(20)을 포함한 디스플레이어(30) 주변의 모습을 촬영할 시, 상기 카메라(11)를 통해 발광수단(20)의 적외선 LED(21, 22, 23)로부터 발하는 적외선만을 감광할 수 있도록, 적외선을 제외한 빛을 모두 필터링한다.When the camera 11 takes a picture of the surroundings of the display 30 including the light emitting means 20, infrared rays emitted from the infrared LEDs 21, 22, and 23 of the light emitting means 20 through the camera 11. Filter all light except infrared to ensure that only the photo is exposed.

이때, 필터링은 카메라(11)의 앞부분에 부착된 적외선 필터(12)를 통해 이루어진다.In this case, the filtering is performed through the infrared filter 12 attached to the front of the camera 11.

따라서, 상기 신호처리부(40)의 이미지확인모듈(41)에서 받게 되는 촬영이미지는 적외선을 발하는 상기 적외선 LED(21, 22, 23)의 모습만이 될 것이다.Therefore, the photographed image received by the image checking module 41 of the signal processor 40 will be only the appearance of the infrared LED (21, 22, 23) emitting infrared.

도 5의 (a)도면은 적외선 LED를 촬영한 촬영이미지의 모습을 보인 것으로, 적외선 필터(12)에 의해 필터링되어서 3개의 상기 적외선 LED(21, 22, 23)에 대응하는 불빛만이 관측된다.FIG. 5 (a) shows an image of a photographed image of an infrared LED. Only the lights corresponding to the three infrared LEDs 21, 22, and 23 are observed by the infrared filter 12. FIG. .

S40 ; 이진화 단계S40; Binarization stage

상기 이미지확인모듈(41)에서 확인된 촬영이미지는 이진화모듈(42)을 통해 이진화 처리된다.The photographed image identified by the image checking module 41 is binarized through the binarization module 42.

카메라(11)의 앞부분에는 적외선 필터(12)가 부착되어있기 때문에, 촬영한 이미지에서 적외선 LED(21, 22, 23) 불빛과 배경은 매우 높은 밝기의 대비를 가진다. 따라서 적당한 임계치를 이용하여 이진화 처리를 하더라도 충분히 정확한 분할 결과를 얻을 수 있다. 하지만, 적외선 LED(21, 22, 23) 영역의 불빛의 크기가 주위 조명 환경에 영향을 받거나 게임자의 조준 위치 변화에 따라 작게 분할되면 나중에 불안정한 좌표값을 가지게 되는 원인을 제공하므로 이미지의 이진화 처리에 있어 좀 더 강력한 분할 방법이 요구된다. 즉, 임계치 값을 본 발명에 따른 추적시스템이 자동으로 선택하여 이진화 처리를 할 수 있도록 해야 하는 것이다.Since the infrared filter 12 is attached to the front of the camera 11, the infrared LED (21, 22, 23) light and the background in the captured image has a very high contrast. Therefore, even if the binarization process is performed using an appropriate threshold value, a sufficiently accurate segmentation result can be obtained. However, if the size of the light in the area of the infrared LED (21, 22, 23) is divided into small by the influence of the ambient lighting environment or by the change of the aiming position of the player, it will cause the unstable coordinate value later. More powerful splitting methods are required. In other words, the tracking system according to the present invention automatically selects the threshold value to enable the binarization process.

본 발명에 따른 적외선 LED 추적시스템은 입력 영상의 히스토그램 (도 5 (b)도면 참조)을 참조하여 P-tile 방법에 의해 정확한 임계치 값을 계산한다. P-tile 방법은 영상에 대해 몇 가지 특징을 사전에 알고 있다면 임계치를 설정하는 과정이 복잡하지 않다. 영상의 영역은 임계치보다 적은 그레이 값을 갖게 되고 나머지는 임계치보다 큰 값을 갖게 된다. 따라서, 히스토그램인 도 6(본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서 적용되는 P-tile 방식에 의한 임계치 설정의 예를 보이는 그래프)과 같이 P%가 되는 영역에 대한 점을 찾아주면 된다. 즉, 주어진 촬영이미지의 히스토그램과 배경 픽셀의 비율 정보를 가지고, 촬영이미지의 전체 픽셀 수에서 비율을 증가시켜 배경 픽셀의 수를 결정한다. 동시에, 도 6의 히스토그램에서 초기 픽셀의 수를 0부터 시작하여 배경 픽셀의 수보다 크거나 같을 때까지 수를 센다. 결국, 임계치 값은 마지막에 센 수로 결정된다. [수학식 1]은 임계치 설정 공식으로서, N은 촬영이미지의 크기를 의미한다.The infrared LED tracking system according to the present invention calculates an accurate threshold value by the P-tile method with reference to a histogram of the input image (see FIG. 5 (b)). In the P-tile method, the process of setting the threshold is not complicated if some characteristics of the image are known in advance. The area of the image has a gray value less than the threshold and the rest has a value greater than the threshold. Therefore, it is necessary to find a point for an area that becomes P% as shown in FIG. 6 (a graph showing an example of threshold setting by the P-tile method applied in the tracking system and the tracking method according to the present invention). That is, the number of background pixels is determined by increasing the ratio from the total number of pixels of the captured image with the histogram of the given photographed image and the ratio of the background pixels. At the same time, in the histogram of FIG. 6, the number of initial pixels is counted starting from zero and greater than or equal to the number of background pixels. Eventually, the threshold value is determined by the last count. [Equation 1] is a threshold setting formula, where N means the size of the photographed image.

Figure 112006022230425-pat00001
Figure 112006022230425-pat00001

S50 ; 라벨링단계S50; Labeling Step

이진화된 촬영이미지로부터 [수학식 2]의 라벨링 알고리즘을 이용하여 각각의 적외선 LED 영역을 라벨링 한다. Each infrared LED area is labeled using the labeling algorithm of Equation 2 from the binarized photographed image.

도 5 (c)도면은 촬영이미지를 라벨링한 모습을 보인 이미지이며, 이를 참조하여 설명한다.5 (c) is an image showing a state of labeling the photographed image, will be described with reference to this.

Figure 112006022230425-pat00002
Figure 112006022230425-pat00002

P는 (R,x,T)의 논리적 판단자, (k)는 각 단계, x는 촬영이미지의 픽셀 밝기 값, T는 임계치값을 나타낸다. 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서는 각 영역 R이 region growing 알고리즘에 의하여 라벨링된다.P denotes a logical judge of (R, x, T), (k) denotes each step, x denotes a pixel brightness value of a photographed image, and T denotes a threshold value. In the tracking system and tracking method according to the present invention, each region R is labeled by a region growing algorithm.

상기 region growing 알고리즘은, 화소간의 유사도를 측정하여 영역을 확장한 후, 분할하는 방법이다.The region growing algorithm is a method of dividing and then dividing a region by measuring similarity between pixels.

우선, 하나의 seed 영역을 잡아서 인접 화소의 유사도를 측정하고 seed 영역에 속하는지를 판단한다. 이때, 유사도는 수학식 3과 같이 정의된다.First, one seed region is taken to measure the similarity of adjacent pixels, and it is determined whether it belongs to the seed region. In this case, the similarity is defined as in Equation 3.

Figure 112006022230425-pat00003
Figure 112006022230425-pat00003

A, B는 인접하는 두 화소이고, g(A), g(B)는 gray level이며, θ는 임계값이다.A and B are two adjacent pixels, g (A) and g (B) are gray levels, and θ is a threshold value.

즉 두 gray level 차인 유사도가 절대적인 임계값 θ 안에 속하면 같은 영역으로 확장하고, 임계값보다 크면 확장을 멈추어 영역을 분할한다.That is, if the similarity, which is the difference between two gray levels, falls within the absolute threshold value θ, it expands to the same area.

라벨링하는 다른 방법으로는 상기 region growing와 유사한 방법인 Glassfire 알고리즘과, 자기호출을 가진 재귀호출(recursive call) 방법이 있다. 그러나, 후자의 경우 과도한 자기호출은 시스템 스택(system stack)을 넘치게 하기 때문에 너무 큰 크기의 물체영역을 라벨링 하기에는 적당하지 하지 않고, 자기호출은 프로그램이 내부적으로 처리하는 많은 명령들로 인해 속도가 저하될 수 있는 단점이 있으므로, 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서는 이진화된 촬영이미지를 라벨링하기 위해 egion growing 또는 Glassfire 알고리즘을 적용하는 것이 바람직할 것이다.Other methods of labeling include the Glassfire algorithm, which is similar to the region growing method, and the recursive call method with self-call. However, in the latter case, excessive self-calling is not suitable for labeling an object area that is too large because it overflows the system stack, and self-calling slows down due to many instructions that the program processes internally. Since there may be disadvantages, it may be desirable to apply egion growing or Glassfire algorithms to label the binarized photographed image in the tracking system and the tracking method according to the present invention.

한편, 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법의 실시에서 활용되는 적외선 은 상기 발광수단(20)을 통해 한정적으로 발하는 것이 아니며, 형광등과 자연광 등 다양한 곳으로부터 발하여 카메라(11)에 촬영된다. On the other hand, the infrared rays utilized in the implementation of the tracking system and the tracking method according to the present invention is not limited to emit light through the light emitting means 20, but is emitted from a variety of places, such as fluorescent light and natural light is photographed in the camera (11).

따라서, 상기 라벨링모듈(43)이 이진화된 촬영이미지를 라벨링할 때, 상기 발광수단(20)의 적외선 LED(21, 22, 23)의 적외선뿐만 아니라, 주변에서 발한 각종 적외선을 라벨링할 수도 있다.Therefore, when the labeling module 43 labels the binarized photographed image, not only the infrared rays of the infrared ray LEDs 21, 22, and 23 of the light emitting means 20, but also various infrared rays emitted from the surroundings may be labeled.

이럴 경우, 본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법은 아케이드 건(10)의 움직임을 정확히 잡아내지 못하므로, 오류를 일으킬 수 있다.In this case, the tracking system and the tracking method according to the present invention do not accurately capture the movement of the arcade gun 10, it may cause an error.

따라서, 상기 라벨링모듈(43)은, 라벨링된 적외선 LED(21, 22, 23) 영역의 기하학적 원형도를 검사하여 외각 형상이 원에 가까운지 판단한다. 영역의 경계추적방법을 이용하여 원형도를 계산할 수도 있지만, 이는 계산 시간이 오래 걸리기 때문에 적당하지 않다. Therefore, the labeling module 43 examines the geometric circularity of the labeled infrared LEDs 21, 22, and 23 to determine whether the outer shape is close to a circle. The circularity can be calculated using the boundary tracking method of the area, but this is not suitable because the calculation takes a long time.

본 발명에 따른 적외선 LED 추적시스템 및 추적방법은 영역의 경계추적을 하지 않고도 라벨링된 영역의 반지름 분산 값을 이용하여 원형도를 검사한다. 이상적인 원의 경우 영역 중심 위치에서 외각의 경계까지의 거리인 반지름은 일정하므로 이 반지름의 분산 값은 0에 가깝다. 물체가 길쭉하게 생긴 경우(형광등의 경우)는 중심에서 외각 경계까지의 거리가 들쭉날쭉해지므로 분산 값이 크다. 이러한 특징값을 이용하여 라벨링된 적외선 LED(21, 22, 23) 영역의 원형도를 검사하여 원형도의 분산 값이 커지는 경우 영역들을 배제시켜 적외선 LED 영역만의 분리를 가능하게 한다.The infrared LED tracking system and tracking method according to the present invention examines the circularity using the radius variance value of the labeled area without the boundary tracking of the area. In an ideal circle, the radius, the distance from the center of the region to the boundary of the outer shell, is constant, so the variance of this radius is close to zero. If the object is elongated (a fluorescent lamp), the distance from the center to the outer boundary becomes jagged, so the dispersion value is large. The circularity of the area of the labeled infrared LEDs 21, 22, and 23 is inspected using this characteristic value, and when the dispersion value of the circularity is increased, the areas are excluded to enable separation of only the infrared LED area.

최종적으로, 영상 내부에서 각각의 적외선 LED 영역의 중심 위치는 [수학식 4]를 이용하여 구하게 된다(도 5d 참조).Finally, the center position of each infrared LED region in the image is obtained using Equation 4 (see FIG. 5D).

Figure 112006022230425-pat00004
Figure 112006022230425-pat00005
,
Figure 112006022230425-pat00004
Figure 112006022230425-pat00005
,

Figure 112006022230425-pat00006
Figure 112006022230425-pat00007
는 라벨링된 적외선 LED(21, 22, 23) 영역에 대한 구성픽셀의 가로와 세로 이미지 좌표이다.
Figure 112006022230425-pat00006
Wow
Figure 112006022230425-pat00007
Is the horizontal and vertical image coordinates of the constituent pixels for the labeled infrared LEDs 21, 22, 23 area.

적외선 LED 추적시스템은 P-tile 기반의 동적 이진화 방법과 Glassfire 알고리즘을 이용하여 이미지 내에서 적외선 LED(21, 22, 23) 불빛 영역을 정확히 분할시키고, 기하학적 특징을 이용하여 영역 평가를 수행하기 때문에, 사용자의 조준 거리 및 각도의 변화 또는 형광등 불빛 및 주위 조명의 변화에도 영향받지 않고 실시간으로 정확하고 빠르게 적외선 LED 영역을 추적한다.Infrared LED tracking system uses P-tile-based dynamic binarization method and Glassfire algorithm to accurately segment the infrared LED (21, 22, 23) light region in the image and performs the area evaluation using geometric features. Accurately and accurately track infrared LED areas in real time without being affected by changes in user's aiming distance and angle, or changes in fluorescent or ambient lighting.

여기서, 상기 라벨링 단계(S50)는 촬영이미지 상에서 적외선 LED(21, 22, 23)의 위치를 정밀하게 파악할 수 있도록 하는 것으로, 이진화단계(S40) 후 하기 라벨링된 영역의 이동추적 단계(S60)로 직접 진행될 수도 있을 것이다.Here, the labeling step (S50) to accurately determine the position of the infrared LED (21, 22, 23) on the photographed image, after the binarization step (S40) to the movement tracking step of the following labeled region (S60) It could be done directly.

S60 ; 라벨링된 영역의 이동추적단계S60; Tracking steps for labeled areas

게임자가 아케이드 건(10)의 방아쇠(10a)를 당겨 발광수단(20)의 적외선 LED(21, 22, 23)를 촬영하면, 위치확인모듈(44)은 라벨링된 당해 적외선 LED(21, 22, 23)의 촬영위치를 검색하여 현재 상기 아케이드 건(10)이 디스플레이어(30) 화면(31)의 어느 위치를 조준하고 있는지 확인할 수 있다.When the player pulls the trigger 10a of the arcade gun 10 to photograph the infrared LEDs 21, 22, and 23 of the light emitting means 20, the positioning module 44 may label the infrared LEDs 21, 22, and the like. The location of the arcade gun 10 may be aimed at the display 31 of the display 31 by searching the photographing position of the apparatus 23.

일반적으로, 도 12를 통해 보이는 바와 같이, 카메라(11)를 통해 촬영된 이미지는 아케이드 건(10)의 조준 방향에 따라 달라진다. 따라서, 촬영된 이미지 중 적외선 LED(21, 22, 23)의 지점을 상대적으로 비교하면 현재 아케이드 건(10)의 조준 방향을 추적할 수 있다. 이를 위해서는 촬영된 적외선 LED(21, 22, 23)와 비교될 수 있는 기준점이 있어야 하는데, 상기 아케이드 건(10)이 고정된 상태라면 상기 기준점은 고정된 아케이드 건(10)의 위치로 인해 불변하는 기준점을 갖게 될 것이다. 그러나, 상기 아케이드 건(10)이 자유도를 확보하기 위해 일 지점에 고정되 않게 되면 이하에서 설명하는 위치보정단계(S10)를 거쳐야 할 것이다.In general, as shown in FIG. 12, the image captured by the camera 11 depends on the aiming direction of the arcade gun 10. Therefore, by comparing the points of the infrared LED (21, 22, 23) of the photographed image relatively, it is possible to track the aiming direction of the current arcade gun (10). To this end, there must be a reference point that can be compared with the photographed infrared LED (21, 22, 23), if the arcade gun 10 is fixed, the reference point is invariant due to the position of the fixed arcade gun 10 You will have a reference point. However, if the arcade gun 10 is not fixed to one point to secure the degree of freedom, it will have to go through the position correction step (S10) described below.

S70 ; 위치정보 전달단계S70; Location information delivery stage

상기 라벨링된 영역의 이동추적단계(S60)를 통해 확인된 조준위치는 게임진행부(50)로 전송되어 다음 과정을 진행하게 한다.The aiming position identified through the movement tracking step S60 of the labeled area is transmitted to the game progress unit 50 to proceed to the next process.

즉, 사과를 맞추는 게임일 경우, 상기 위치확인모듈(44)은 상기 화면(31)을 통해 출력되고 있는 사과에 대한 아케이드 건(10)의 조준이 정확한지 여부를 확인하여 그 결과를 상기 게임진행부(50)로 전송하는 것이다.That is, in the case of a game of matching apples, the positioning module 44 checks whether the aiming of the arcade gun 10 with respect to the apples being output through the screen 31 is correct, and the result of the game progress unit. 50 is to send.

계속해서, 라벨링된 영역의 이동추적단계(S60)는 적외선 LED(21, 22, 23)의 촬영위치를 확인하여 화면(31)에 출력되고 있는 영상에 대응시키는 단계로, 촬영된 적외선 LED(21, 22, 23)의 위치가 영상의 어디쯤에 해당하는지를 알 수 있는 기준을 잡아야 한다. 즉, 아케이드 건(10)은 게임자 및/또는 사용시간 등에 따라 그 위치가 변하게 되어서, 동일한 영상에 출력되고 있는 이미지를 조준하더라도 촬영된 적외선 LED(21, 22, 23)의 위치는 변할 수 있으므로, 상기 기준을 잡아야 하는 것이다.Subsequently, the movement tracking step (S60) of the labeled area is a step of checking the photographing positions of the infrared LEDs 21, 22, and 23 and corresponding to the image being output on the screen 31. , 22, 23) should be determined to know where the image corresponds to. That is, the position of the arcade gun 10 is changed according to the game player and / or usage time, and thus the position of the photographed infrared LEDs 21, 22, and 23 may change even when aiming the image output on the same image. The above criteria should be taken.

물론, 아케이드 건(10)을 일지점에 고정시킬 경우에는 게임자 및 게임시간 등에 관계없이 상기 카메라(11)를 통해 촬영되는 적외선 LED(21, 22, 23)의 위치는 일정할 것이나, 상기 아케이드 건(10)이 독립적으로 분리되어 자유도가 유지된다면, 화면(31)에 출력되는 동일한 영상을 조준하더라도 게임자 사격위치와 사격거리에 따라 적외선 LED(21, 22, 23)가 상기 카메라(11)에 찍혀 이미지로 맺히게 되는 위치가 변할 수 밖에 없다.Of course, when the arcade gun 10 is fixed at one point, the position of the infrared LEDs 21, 22, and 23 photographed through the camera 11 may be constant regardless of the player and the game time. If the gun 10 is independently separated and the degree of freedom is maintained, the infrared ray LEDs 21, 22, and 23 may be operated according to the shooting position and the shooting distance of the camera 11, even when aiming the same image output on the screen 31. The location where the image is captured by the camera is changed.

따라서, 본 발명에 따른 게임 인터페이스를 위한 적외선 엘이디 추적시스템 및 추적방법에서는 이를 보정하기 위한 위치보정단계(S10)를 더 포함한다.Therefore, the infrared LED tracking system and tracking method for the game interface according to the present invention further includes a position correction step (S10) for correcting this.

S10 ; 위치보정단계S10; Position correction step

본 발명에 따른 적외선 LED 추적시스템은 P-tile 기반의 동적 이진화 방법과 Glassfire 알고리즘을 이용하여 이미지 내에서 적외선 LED(21, 22, 23) 불빛 영역을 정확히 분할시키고, 기하학적 특징을 이용하여 영역 평가를 수행하기 때문에, 사용자의 조준 거리 및 각도의 변화 또는 형광등 불빛 및 주위 조명의 변화에도 영 향받지 않고 실시간으로 정확하고 빠르게 적외선 LED 영역을 추적한다.Infrared LED tracking system according to the present invention accurately partitions the infrared LED (21, 22, 23) light region in the image using a P-tile-based dynamic binarization method and Glassfire algorithm, and the area evaluation using geometric features It tracks the infrared LED area accurately and quickly in real time without being affected by changes in the user's aiming distance and angle, or changes in fluorescent lights and ambient lighting.

적외선 LED 추적시스템에서 적외선 LED(21, 22, 23)가 배열된 기판은 디스플레이어(30)의 상단부위에 부착되어 있기 때문에, 취득한 영상 내의 적외선 LED 영역의 중심 위치와 실제 사용자의 조준 위치는 다르다. 또한 게임자의 조준 거리 및 각도의 변화에 따라 좌표 맵핑(mapping)은 매우 민감해진다. 민감해지는 이유는 CMOS카메라 때문이다. CMOS와 같이 비싸지 않은 단일 렌즈의 카메라 픽셀은 정 사각형이 아니기 때문에 주변환경에 따라 이미지를 왜곡시킨다. 즉, 행과 열의 픽셀을 위한 스케일링 요소가 다르기 때문이다.Since the substrate on which the infrared LEDs 21, 22, and 23 are arranged in the infrared LED tracking system is attached to the upper portion of the display 30, the center position of the infrared LED area in the acquired image and the actual user's aiming position are different. . In addition, coordinate mapping becomes very sensitive as the player's aiming distance and angle change. The reason for the sensitivity is the CMOS camera. Inexpensive single-lens camera pixels, such as CMOS, are not square and distort the image according to the environment. That is, the scaling factors for the pixels of the rows and columns are different.

따라서, 이미지 내의 적외선 LED 영역의 중심 좌표값을 스크린 안의 조준 좌표 값으로 변환시키고, 비선형적인 좌표를 선형적으로 맵핑시키는 조준점의 좌표 보정은 매우 중요하다. 이와 같은 문제점의 해결 방법으로는 카메라 내부 파라미터를 구하여 보정 처리를 하는 방법도 있지만, 처리 속도에 지장을 주기 때문에 게임에 적용시키는데 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는 빠르면서도 강력한 2D-맵핑 방법을 제안한다. 비록 간단한 맵핑 방식이긴 하지만, 에러가 적고, 게임에서 실시간 인터페이스로 사용하는데 있어서 속도 처리에 적당하다.Therefore, the coordinate correction of the aiming point which converts the center coordinate value of the infrared LED area in the image into the aiming coordinate value in the screen and linearly maps the nonlinear coordinates is very important. As a solution to such a problem, there is a method of obtaining a camera internal parameter and performing a correction process, but there is a problem in applying it to a game because it hinders the processing speed. Therefore, the present invention proposes a fast and powerful 2D-mapping method. Although it is a simple mapping method, it is error-free and suitable for speed handling when used as a real-time interface in games.

처음, 조준점의 좌표 보정 처리를 수행하기 전에 도 7(본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서 적외선 LED 영역의 중심점 회전을 계산하는 알고리즘의 도면)에서 보이는 것처럼, 게임자자가 조준하는 아케이드 건(10)이 회전되었을 경우에는 해당하는

Figure 112006022230425-pat00008
각도만큼 적외선 LED 영역의 중심 좌표값을 [수학식 5]을 이용 하여 회전시킨다.First, before performing the coordinate correction process of the aiming point, as shown in FIG. 7 (a diagram of an algorithm for calculating the center point rotation of the infrared LED area in the tracking system and the tracking method according to the present invention), the arcade gun 10 aimed at by the player is shown. ) Is rotated
Figure 112006022230425-pat00008
Rotate the center coordinates of the infrared LED area by [Equation 5] by the angle.

Figure 112006022230425-pat00009
Figure 112006022230425-pat00009

Figure 112006022230425-pat00010
Figure 112006022230425-pat00010

다음, 조준점의 좌표 보정을 위해서 시스템은 도 8(본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서 적외선 LED 영역의 5개 보정점과 스크린상의 중심과 4개의 가장자리 점과의 관계 예를 보여주는 도면)에서 보이는 것처럼 스크린의 중심점과 4개의 가장자리 점 Next, for the coordinate correction of the aiming point, the system is shown in Fig. 8 (an example of the relationship between the five calibration points of the infrared LED area and the center and four edge points on the screen in the tracking system and tracking method according to the present invention). Screen's center point and 4 edge points

Figure 112006022230425-pat00011
Figure 112006022230425-pat00011

들을 보정 점으로 채택했다. 보정 순서는 중심, 위, 아래, 좌, 우 순으로 수행된다. 좌표 보정 처리에 있어서 게임자는 5개의 보정 조준점 순서가 다 완료될 때까지 목표 점을 이동하며 조준해야 한다. 시스템은 스크린 안의 5개의 보정 조준 점과 동일한 적외선 LED 영역의 중심 좌표 값 Adopted as a calibration point. The calibration sequence is performed in the order of center, up, down, left and right. In the coordinate correction process, the player must aim while moving the target point until the sequence of five calibration aim points is completed. The system calculates the center coordinates of the infrared LED area equal to the five calibration aim points on the screen.

Figure 112006022230425-pat00012
Figure 112006022230425-pat00012

을 획득한다. 좌표 변환 계수

Figure 112006022230425-pat00013
는 [수학식 6]를 이용하여 구 한다.
Figure 112006022230425-pat00014
는 좌표비례요소이고,
Figure 112006022230425-pat00015
는 좌표이동요소이다.Acquire. Coordinate transformation factor
Figure 112006022230425-pat00013
Is obtained using Equation 6.
Figure 112006022230425-pat00014
Is a proportional factor,
Figure 112006022230425-pat00015
Is a coordinate moving element.

Figure 112006022230425-pat00016
Figure 112006022230425-pat00016

이미지 내의 Within an image

Figure 112006022230425-pat00017
Figure 112006022230425-pat00017

값들은 중심점과 네 개의 가장자리 점을 나타내며, 게임자가 스크린을 조준하고 있을 때 그 값의 범위는 보정 단계에서 획득한 값보다 커서는 안 된다. 만약 시스템이 가장자리 값들의 범위가 넘었음을 인지하게 되면, 사용자에게 가능한 범위 내에 들어올 수 있도록 경보음을 울린다. 만약 계속해서 가장자리 값들의 범위가 넘게 되면, 사용자의 조준 거리 및 각도가 변경된 경우이기 때문에, 보정이 필요하다. 예들 들어, 만약

Figure 112006022230425-pat00018
가 가장자리
Figure 112006022230425-pat00019
을 12초 정도 계속해서 넘게 되면 [수학식 7]를 이용하여
Figure 112006022230425-pat00020
만큼 보정을 한다.The values represent the center point and the four edge points and when the player is aiming at the screen the range of values should not be greater than the value obtained during the calibration step. If the system detects that the range of edge values has been exceeded, an alarm will sound to allow the user to fall within the possible range. If the range of edge values continues to be exceeded, correction is necessary because the user's aiming distance and angle have changed. For example, if
Figure 112006022230425-pat00018
Autumn edge
Figure 112006022230425-pat00019
If you continue to exceed 12 seconds using Equation 7
Figure 112006022230425-pat00020
Correct it by

Figure 112006022230425-pat00021
Figure 112006022230425-pat00022
,
Figure 112006022230425-pat00021
Figure 112006022230425-pat00022
,

영역 I, II, III, IV에서 조준점

Figure 112006022230425-pat00023
와 적외선 LED(21, 22, 23) 중심
Figure 112006022230425-pat00024
은 다음과 같이 동일한 관계로 표현할 수 있다.Aim point in zones I, II, III, IV
Figure 112006022230425-pat00023
And infrared LEDs (21, 22, 23) center
Figure 112006022230425-pat00024
Can be expressed in the same relationship as

1) 영역 I1) Zone I

Figure 112006022230425-pat00025
Figure 112006022230425-pat00025

Figure 112006022230425-pat00026
Figure 112006022230425-pat00026

Figure 112006022230425-pat00027
Figure 112006022230425-pat00027

2) 영역 II2) Zone II

Figure 112006022230425-pat00028
Figure 112006022230425-pat00028

Figure 112006022230425-pat00029
Figure 112006022230425-pat00029

Figure 112006022230425-pat00030
Figure 112006022230425-pat00030

3) 영역 III 3) Zone III

Figure 112006022230425-pat00031
Figure 112006022230425-pat00031

Figure 112006022230425-pat00032
Figure 112006022230425-pat00032

Figure 112006022230425-pat00033
Figure 112006022230425-pat00033

4) 영역 IV4) Zone IV

Figure 112006022230425-pat00034
Figure 112006022230425-pat00034

Figure 112006022230425-pat00035
Figure 112006022230425-pat00035

Figure 112006022230425-pat00036
Figure 112006022230425-pat00036

상술한 바에 따른 보정은, 아케이드 건(10)의 자유도가 유지되는 상태에서 게임자에 따라 디스플레이어(30)와 아케이드 건(10) 간의 거리 및 아케이드 건(10)의 회전으로 촬영각도가 변하므로, 이를 일률적으로 맞추기 위한 것이다.Correction according to the above, since the shooting angle is changed by the distance between the display 30 and the arcade gun 10 and the rotation of the arcade gun 10 according to the player in a state where the freedom of the arcade gun 10 is maintained. This is to make them uniform.

따라서, 아케이드 건(10)의 회전에 의한 촬영각도의 변화는 사격 후 본 발명에 따른 시스템에 기 입력된 [수학식 3]으로 보정하고, 촬영각도가 보정되면 그 결과를 가지고 [수학식 4], [수학식 5] 및 영역 I 내지 영역 IV를 적용하여 정확한 조준위치를 연산한다.Therefore, the change in the shooting angle due to the rotation of the arcade gun 10 is corrected by [Equation 3] previously input to the system according to the present invention after shooting, and if the shooting angle is corrected with the result [Equation 4] Equation (5) and areas I to IV are applied to calculate the correct aiming position.

한편, 본 발명에 따른 아케이드 건(10)에는 포인터(13)를 더 포함시켜서, 게임자가 상술한 조준과정을 수행하거나, 게임 중 화면(31) 상에 출력되고 있는 대상물을 정확히 조준하고 있는지 확인할 수 있도록 한다. 상기 포인터(13)는 일반적인 레이져 포인터일 수도 있을 것이나, 이외에도 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다.Meanwhile, the arcade gun 10 according to the present invention further includes a pointer 13 to check whether the player performs the above-described aiming process or correctly aims the object being output on the screen 31 during the game. Make sure The pointer 13 may be a general laser pointer, but may be modified in various ways.

이상 본 발명에 다른 추적시스템 및 추적방법을 실시하여 다음과 같은 실시 예를 보인다.The following embodiments are shown by implementing the tracking system and the tracking method according to the present invention.

적외선 LED 추적시스템은 펜티엄 IV 2.66 GHz 에서 제어된다. 이미지의 취득은 일반적으로 쉽게 구할 수 있는 USB 카메라를 이용하며, 컬러 포맷은 24 bit RGB 또는 12 bit YUV2 이고, 초당 30프레임으로 320

Figure 112006022230425-pat00037
240 해상도의 영상을 입력받는다. 카메라 렌즈 앞에는 적외선 필터가 부착되어 있다. 약 지름이 6㎜ 인 적외선 LED (SI5313-H) 3개가 기판에 45㎜ 간격으로 배열되었으며, 17 인치 LCD 모니터 위에 부착되어있다.The infrared LED tracking system is controlled at Pentium IV 2.66 GHz. Acquisition of images is usually via a readily available USB camera, with color formats of 24 bit RGB or 12 bit YUV2, 320 at 30 frames per second.
Figure 112006022230425-pat00037
Receive an image of 240 resolution. An infrared filter is attached to the front of the camera lens. Three infrared LEDs (SI5313-H), approximately 6 mm in diameter, were arranged at 45 mm intervals on the board and mounted on a 17-inch LCD monitor.

동적 이진화의 처리 결과는 도 9(본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법의 일실시예에 따른 P-title 방법을 이용한 영상 히스토그램의 예를 보여주는 도면)에서 볼 수 있다. 취득한 적외선 LED 이미지의 샘플들로부터 배경 픽셀의 퍼센트는 평균 13.72%~25.09%의 값을 갖는다. 시스템은 배경 픽셀의 최대 변화 값인 25%를 임계치 퍼센트로 설정하였으며, 이미지마다 이에 해당하는 실제 임계치는 약 58에서 64사이의 값을 갖는다.The processing result of the dynamic binarization can be seen in FIG. 9 (a diagram showing an example of an image histogram using the P-title method according to an embodiment of the tracking system and tracking method according to the present invention). The percentage of background pixels from the samples of the acquired infrared LED image ranges from 13.72% to 25.09% on average. The system set a threshold percentage of 25%, which is the maximum change in background pixels, and the actual threshold corresponding to each image has a value between about 58 and 64.

도 8(본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에서 적외선 LED 영역의 5개 보정점과 스크린 상의 중심과 4개의 가장자리 점과의 관계 예를 보여주는 도면)은 기하학적 특징을 이용한 필터링 처리 전의 적외선 LED 영역의 면적 및 원형도 분산 값의 크기를 나타낸다. 샘플링 순서는 초(second)를 나타내며, 1초당 30프레임의 평균값을 나타냈다. 그래프에서 이미지의 샘플링 순서가 50보다 크고 92보다 작은 구간에서 적외선 LED 영역은 이상적인 면적 및 원형도 분산값을 가지고 있다. 하지만, 샘플링 순서가 약 50미만인 부근에서는 면적 및 원형도 분산 값이 큼을 알 수 있다. 이는 사용자의 카메라(11)와 디스플레이어(30) 상단에 부착된 발광수단(20)과의 사이가 너무 가까워서 카메라(11) 렌즈의 반사에 의하여 취득된 적외선 LED 영역에 왜곡이 생겼거나 형광등 불빛과 같은 주변 물체로 인하여 나타난 잡음이다. 샘플링 순서가 약 92이상인 부근에서는 원형도 분산 값은 이상적인 구간과 별 차이가 없지만 면적이 많이 작음을 알 수 있다. 이는 동적 이진화 단계에서 임계치의 값이 낮아 흰색 픽셀이 영상 내에 잡음으로 포함되었기 때문에 나타난 현상이다.8 shows an example of the relationship between the five calibration points of the infrared LED area and the center and four edge points on the screen in the tracking system and the tracking method according to the present invention. Area and circularity represent the magnitudes of the variance values. Sampling order represents seconds and an average value of 30 frames per second. In the interval where the sampling order of the images in the graph is greater than 50 and less than 92, the infrared LED area has an ideal area and circularity variance. However, it can be seen that the area and circularity variance values are large near the sampling order of less than about 50. This is because the distance between the user's camera 11 and the light emitting means 20 attached to the top of the display 30 is so close that there is a distortion in the infrared LED area acquired by the reflection of the lens of the camera 11, This is caused by the same surrounding objects. In the vicinity of the sampling sequence of about 92 or more, the circularity variance value is not significantly different from the ideal interval, but the area is very small. This occurs because white pixels are included as noise in the image due to the low threshold value in the dynamic binarization step.

본 발명에 따른 적외선 LED 추적시스템은 이미지 내의 영역이 너무 크거나 작은 영역(영역의 면적의 픽셀수가 18개 이하 또는 50개 이상인 영역)은 관심 대상에서 배제시켰으며, 원형도의 분산 필터의 값을 0.3로 주었다. 따라서 렌즈의 반사에 의해 왜곡된 적외선 LED 영역 불빛 또는 형광등 불빛 때문에 생기는 잡음들은 거의 대부분 원형도의 분산 값이 아주 크게 나오며 원형도 제한 조건을 만족시키지 못하므로 필터링 되어 제거되었다. 도 11(본 발명에 따른 추적시스템 및 추적방법에 따른 필터링 처리 후의 적외선 LED 영역의 면적 및 원형도 분산값의 예를 보여주는 도면)은 필터링 후 적외선 LED 영역의 면적 및 원형도 분산 값의 크기를 나타낸다. The infrared LED tracking system according to the present invention excludes an area of interest in an area that is too large or too small (an area having 18 or less pixels or 50 or more pixels in the area of the area) and removes the value of the circular dispersion filter. Gave 0.3. Therefore, noises generated by infrared LED area lights or fluorescent lights distorted by the reflection of the lens are almost filtered out because the dispersion value of the circularity is very large and the circularity constraint is not satisfied. 11 shows an example of the area and the circularity dispersion value of the infrared LED area after the filtering process according to the tracking system and the tracking method according to the present invention, and shows the size of the area and the circularity dispersion value of the infrared LED area after filtering. .

도 12(본 발명에 따른 5개의 보정 참조포인트와 적외선 LED의 위치관계예를 보여주는 도면)는 적외선 LED 추적시스템의 조준 위치 보정 처리를 보여준다. 게임자는 화면(31)의 중심, 위, 아래, 좌, 우 순서로 조준점을 맞춰야 한다. 이때, 시스템은 화면(31)의 5개의 보정 점과 동일한 적외선 LED 영역의 중심 좌표값Fig. 12 (an illustration of the positional relationship between the five calibration reference points and the infrared LED according to the present invention) shows the aiming position correction process of the infrared LED tracking system. The player must aim the aiming point in the center, up, down, left, and right of the screen 31. At this time, the system coordinates the center coordinates of the infrared LED area equal to the five calibration points of the screen 31.

Figure 112006022230425-pat00038
Figure 112006022230425-pat00038

을 일치시키는데 주의해야 한다. Care must be taken to match

따라서 좌표 변환 계수

Figure 112006022230425-pat00039
는 사용자의 조준능력을 평가하는데 유용하다. 도 13(본 발명에 따른 적외선 LED 추적시스템의 보정결과화면으로 이상적인 경우, 위쪽 보정점이 부정확한 경우, 좌측 보정점이 부정확한 경우의 예를 보여주는 도면)은 조준위치 보정의 세 가지 예를 보여준다. (A)의 경우는 이상적인 경우이며, (B)는 게임자가 위쪽을 조준했을 때 조준 능력이 부정확함을 보여준다. 그리고 (C)는 게임자가 좌측을 조준했을 때 조준 능력이 부정확함을 보여준다. 이 세 가지 경우의 좌표 변환 계수
Figure 112006022230425-pat00040
는 다음과 같이 [표 1]에서 보여진다. Hence the coordinate transformation factor
Figure 112006022230425-pat00039
Is useful for evaluating the user's aiming ability. FIG. 13 (a diagram showing an example where the upper correction point is inaccurate and the left correction point is inaccurate when it is ideal as a correction result screen of the infrared LED tracking system according to the present invention) shows three examples of aiming position correction. The case of (A) is ideal, and (B) shows that the aiming ability is incorrect when the player aims upwards. And (C) shows that the aiming ability is incorrect when the player aims to the left. Coordinate transformation coefficients in all three cases
Figure 112006022230425-pat00040
Is shown in [Table 1] as follows.

계수Coefficient Case (A)Case (A) Case (B)Case (B) Case (C)Case (C)

Figure 112006022230425-pat00041
Figure 112006022230425-pat00041
1.461.46 1.461.46 0.900.90
Figure 112006022230425-pat00042
Figure 112006022230425-pat00042
1.361.36 1.361.36 3.23.2
Figure 112006022230425-pat00043
Figure 112006022230425-pat00043
1.151.15 1.871.87 1.151.15
Figure 112006022230425-pat00044
Figure 112006022230425-pat00044
1.251.25 0.910.91 1.251.25

[표 1]에서 볼 수 있듯이 (A)의 경우 계수 값들은 약 0.15~1.46 사이의 이상적인 값을 갖는다. 하지만 (B)의 경우

Figure 112006022230425-pat00045
값은 거의 2에 가까운 값을 보여지고 있으며, (C)의 경우
Figure 112006022230425-pat00046
값은 3을 넘었음을 보인다.As shown in [Table 1], in case of (A), coefficient values have an ideal value between about 0.15 ~ 1.46. But in the case of (B)
Figure 112006022230425-pat00045
The value is nearly 2, and in case of (C)
Figure 112006022230425-pat00046
The value is shown to be over 3.

조준 위치 보정방법은 도 13(본 발명에 따른 적외선 LED 추적시스템의 보정결과화면으로 이상적인 경우, 위쪽 보정점이 부정확한 경우, 좌측 보정점이 부정확한 경우의 예를 보여주는 도면)의 (B), (C)와 같이 불규칙한 비선형 좌표계를 선형적인 좌표로 교정한다. 실험에서 적외선 LED 추적시스템은 수평으로 81개의 점과 수직으로 64개의 점을 조준하였으며, 이에 대응하는 좌표값

Figure 112006022230425-pat00047
을 획득하였다.The aiming position correction method is (B), (C) of FIG. 13 (a diagram showing an example where the upper correction point is incorrect and the left correction point is incorrect when it is ideal as a correction result screen of the infrared LED tracking system according to the present invention). Calibrate irregular nonlinear coordinates to linear coordinates. In the experiment, the infrared LED tracking system aimed at 81 points horizontally and 64 points vertically.
Figure 112006022230425-pat00047
Obtained.

도 14(본 발명에 따른 보정처리 전의 수평, 수직의 조준라인의 선형성 예를 보여주는 도면)는 보정 처리 전의 수평, 수직 방향의 조준 라인의 선형성을 나타낸다. 그래프에서 볼 수 있듯이 좌표값

Figure 112006022230425-pat00048
는 비선형성을 나타낸다. 이런 결과는 적외선 LED(21, 22, 23)가 디스플레이어(30)의 상단부위에 부착되어 있고, 게임자의 위치의 변화(조준 거리 및 각도)에 따라 조준 좌표값에 에러가 생기기 때문이다.Fig. 14 (a diagram showing an example of linearity of horizontal and vertical aiming lines before correction processing according to the present invention) shows the linearity of aiming lines in horizontal and vertical directions before correction processing. As you can see in the graph
Figure 112006022230425-pat00048
Indicates nonlinearity. This result is because the infrared LEDs 21, 22, and 23 are attached to the upper end of the display 30, and an error occurs in the aiming coordinate value according to the change of the position (aiming distance and angle) of the player.

도 15(본 발명에 따른 보정처리 후의 수평, 수직의 조준라인의 선형성 예를 보여주는 도면)는 조준 위치 보정처리 결과를 보여주며, 보정처리 전과 후의 MSE(Mean Square Error)값은 [표 2]에서 보여진다. FIG. 15 (a diagram showing an example of linearity of horizontal and vertical aiming lines after the correction process according to the present invention) shows the result of the aiming position correction process, and the MSE (Mean Square Error) values before and after the correction process are shown in [Table 2]. Shown.

Figure 112006022230425-pat00049
Figure 112006022230425-pat00049
Figure 112006022230425-pat00050
Figure 112006022230425-pat00050
보정 처리 전Before calibration 688.379688.379 1706.7111706.711 보정 처리 후After calibration 6.1846.184 3.6323.632

도 15에서 볼 수 있듯이 조준 좌표값의 선형성이 입증됐으며, 따라서 조준 위치 보정 방법은 정확한 조준 위치를 찾는데 충분하다. 도 16(본 발명에 따른 웹 카메라 위치에 따른 눈금 측정의 예를 보여주는 도면)은 입력받은 적외선 LED 이미지로부터 각각의 LED(21, 22, 23) 위치를 계산하고, 게임자의 조준 방향 정보를 입력받아 좌표값의 교정을 거친 최종적인 카메라(11) 위치에 따른 눈금측정 화면이다.As can be seen in FIG. 15, the linearity of the aiming coordinate values has been proved, and thus the aiming position correction method is sufficient to find the correct aiming position. Fig. 16 (a diagram showing an example of a scale measurement according to the position of the web camera according to the present invention) calculates the positions of the respective LEDs 21, 22, and 23 from the input infrared LED image, and receives the aiming direction information of the player. It is a scale measurement screen according to the position of the final camera 11 after the coordinates have been corrected.

또한 적외선 LED 추적시스템은 30프레임 이상으로 동작하며, CPU처리율은 평균 25~28% 이기 때문에 게임 인터페이스로 작동하기에 문제가 없다.In addition, the infrared LED tracking system operates at more than 30 frames, and the CPU throughput is 25-28% on average, so there is no problem to operate as a game interface.

이상 상기와 같은 본 발명에 따르면, 아케이드 건으로서의 라이트 건과 포지셔널 건이 갖는 문제점인 정밀한 위치지정의 한계와 자유도의 부족함을 동시에 해소함을 해소할 수 있고, 디스플레이어의 종류와 기종에 상관없이 그 적용이 가능하여 활용성을 높이는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to solve the limitation of the precise positioning limitation and the lack of degree of freedom, which is a problem of the light gun and the position gun as an arcade gun at the same time, the application regardless of the type and type of display This is possible to increase the usability.

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 적외선필터를 포함하는 카메라를 탑재한 아케이드 건을 디스플레이어의 화면에 조준하여 방아쇠를 당기는 단계;Aiming the arcade gun equipped with a camera including an infrared filter to the screen of the display and pulling the trigger; 상기 방아쇠를 당기면 상기 디스플레이어에 배치된 적외선 LED가 발광하고, 상기 카메라는 촬영을 위해 작동하는 단계;Pulling the trigger to emit an infrared LED disposed on the display, the camera operating for imaging; 상기 카메라에 촬영된 이미지에서 적외선 LED 이미지의 위치를 신호처리부가 인식할 수 있도록 이진화 처리하는 단계; Binarizing the signal processor to recognize the position of the infrared LED image in the image photographed by the camera; 이진화 처리된 촬영이미지에서 적외선 LED 이미지를 상기 신호처리부가 인식할 수 있도록 라벨링 처리하는 단계;Labeling the infrared LED image from the binarized photographed image so that the signal processor can recognize the infrared LED image; 라벨링 된 촬영이미지의 각 형상의 중심에서 외곽까지의 거리에 대한 분산을 연산하고, 소정 기준을 벗어난 분산을 갖는 형상은 제외하면서 해당 형상의 원형 여부를 확인하여 적외선 LED 이미지를 검색하는 단계; 및Calculating an variance of the distance from the center to the periphery of each shape of the labeled photographed image and retrieving the infrared LED image by checking whether the shape is circular while excluding a shape having a dispersion outside a predetermined standard; And 상기 신호처리부는 적외선 LED 이미지의 위치를 기준점과 비교하여 상기 아케이드 건의 조준점을 연산ㆍ처리한 후, 상기 조준점의 위치정보를 설치된 프로그램에 의해 구동하는 게임진행부로 전송하는 단계;The signal processing unit calculates and processes the aiming point of the arcade gun by comparing the position of the infrared LED image with the reference point, and transmitting the position information of the aiming point to the game progress unit driven by the installed program; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 게임 인터페이스를 위한 적외선 엘이디 추적방법.Infrared LED tracking method for a game interface comprising a. 삭제delete 삭제delete 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 아케이드 건의 위치변화에 따른 적외선 LED 이미지의 위치를 절대적으로 확인할 수 있도록,In order to absolutely check the position of the infrared LED image according to the position change of the arcade gun, 화면상에 다수개의 기준점을 두어 상기 아케이드 건으로 각각의 기준점을 조준한 후, 상기 기준점 조준 시 촬영된 적외선 LED의 위치를 확인하여 보정기준을 형성하는 단계;Aiming each reference point with the arcade gun by placing a plurality of reference points on the screen, and identifying a position of the infrared LED photographed when aiming the reference point to form a correction reference; 상기 아케이드 건을 이용한 사격 후 촬영된 적외선 LED 이미지가, 상기 아케이드 건의 회전으로 카메라가 θ만큼 회전하면서 회전된 상태로 나타날 경우, 해당하는 상기 θ 각도만큼 좌표값을 보정하는 단계;Correcting a coordinate value by the corresponding θ angle when the infrared LED image photographed after shooting using the arcade gun is rotated while the camera is rotated by θ by the rotation of the arcade gun; 상기 보정기준에 따라 화면상의 조준위치를 연산하는 단계;Calculating an aiming position on the screen according to the correction criteria; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게임 인터페이스를 위한 적외선 엘이디 추적방법.Infrared LED tracking method for a game interface characterized in that it further comprises.
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