JPH11305935A - 位置検出システム - Google Patents
位置検出システムInfo
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- JPH11305935A JPH11305935A JP10153534A JP15353498A JPH11305935A JP H11305935 A JPH11305935 A JP H11305935A JP 10153534 A JP10153534 A JP 10153534A JP 15353498 A JP15353498 A JP 15353498A JP H11305935 A JPH11305935 A JP H11305935A
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- Japan
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- infrared light
- imaging device
- detection system
- position detection
- imaging
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、照準位置、または、照準装置の空
間座標、向き、を求めることを目的とするものである。 【構成】 的7の近辺に配置した1個または複数個の赤
外線光源2と、撮像装置1と、撮像結果を解析して照準
位置を求める解析手段3とよりなる。
間座標、向き、を求めることを目的とするものである。 【構成】 的7の近辺に配置した1個または複数個の赤
外線光源2と、撮像装置1と、撮像結果を解析して照準
位置を求める解析手段3とよりなる。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、配置した標識を撮
像装置で撮像し、その結果を解析することによって、照
準位置、または、撮像装置の空間座標、向きを求める、
位置検出システムに関するものである。
像装置で撮像し、その結果を解析することによって、照
準位置、または、撮像装置の空間座標、向きを求める、
位置検出システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ブラウン管の映像を標的とする遊
戯機では、ブラウン管の走査線の発光を受光素子で検出
し、検出のタイミングによって照準位置を求める方式が
広く利用されているが、この方式では検出の際、ブラウ
ン管全体または一部を明るく光らせる必要がある。
戯機では、ブラウン管の走査線の発光を受光素子で検出
し、検出のタイミングによって照準位置を求める方式が
広く利用されているが、この方式では検出の際、ブラウ
ン管全体または一部を明るく光らせる必要がある。
【0003】このため、頻繁に照準を検出する必要のあ
る応用では頻繁にブラウン管を光らせることになり使用
者において煩わしく感じさせる結果となる。また、常時
照準を検出するということができない、といった不都合
があった。
る応用では頻繁にブラウン管を光らせることになり使用
者において煩わしく感じさせる結果となる。また、常時
照準を検出するということができない、といった不都合
があった。
【0004】また、光通信又は超音波通信における、送
信側と受信側との指向特性を利用して、照準を求める方
式もある。この方式では、ブラウン管の発光を必要とせ
ず、前記の不都合は解消される。しかし、この方式で
は、送信器または受信器そのものが標的となるため、標
的に対する正確な照準位置を検出することができない。
例えば、ブラウン管に映し出された特定の標的に対する
当たり判定には利用できない、といった不都合があっ
た。
信側と受信側との指向特性を利用して、照準を求める方
式もある。この方式では、ブラウン管の発光を必要とせ
ず、前記の不都合は解消される。しかし、この方式で
は、送信器または受信器そのものが標的となるため、標
的に対する正確な照準位置を検出することができない。
例えば、ブラウン管に映し出された特定の標的に対する
当たり判定には利用できない、といった不都合があっ
た。
【0005】さらに、超音波測量技術を利用して、照準
を求める方式もある。この方式は標的を狙う側の1点を
測量する方式と、2点を測量する方式とがあるが、1点
を測量する方式では、標的を狙う側の軸の角度による誤
差を補正する手段がない。また、2点を測量する方式で
は、標的を狙う側の軸の角度による誤差は補正できる
が、受信器または送信器が標的を狙う側の物体そのもの
の影になる可能性が否定できない。さらに、いずれの方
式でも、標的までの距離をあまり遠くに設定できない、
といった不都合があった。
を求める方式もある。この方式は標的を狙う側の1点を
測量する方式と、2点を測量する方式とがあるが、1点
を測量する方式では、標的を狙う側の軸の角度による誤
差を補正する手段がない。また、2点を測量する方式で
は、標的を狙う側の軸の角度による誤差は補正できる
が、受信器または送信器が標的を狙う側の物体そのもの
の影になる可能性が否定できない。さらに、いずれの方
式でも、標的までの距離をあまり遠くに設定できない、
といった不都合があった。
【0006】又、特開平6−301474、特開平6−
301475、特開平6−301476に、撮像装置を
使った「位置検出装置」が開示されている。この位置検
出装置を利用した射撃ゲームの実施例を図11に示す。
先端に発光素子14を備えた銃15で、ブラウン管12
に表示される標的を狙って射撃するゲームである。撮像
装置11で撮像した結果より、発光素子14の像を特異
点として検出し、検出位置を照準とすることで、射撃を
可能としている。
301475、特開平6−301476に、撮像装置を
使った「位置検出装置」が開示されている。この位置検
出装置を利用した射撃ゲームの実施例を図11に示す。
先端に発光素子14を備えた銃15で、ブラウン管12
に表示される標的を狙って射撃するゲームである。撮像
装置11で撮像した結果より、発光素子14の像を特異
点として検出し、検出位置を照準とすることで、射撃を
可能としている。
【0007】しかし、図11の実施例に示す方式では、
銃の傾きを検出できないため、図12に示すように間違
った照準位置を認識することになる。撮像装置11で発
光素子14を撮像した結果、撮像範囲をブラウン管に映
し出した時の、発光素子14の位置を照準位置とするた
め、Yを照準位置として認識する。ところが、図12を
みれば明らかなように、Xが本当の照準位置であり、間
違った位置を照準としてしまう、といった不都合があっ
た。
銃の傾きを検出できないため、図12に示すように間違
った照準位置を認識することになる。撮像装置11で発
光素子14を撮像した結果、撮像範囲をブラウン管に映
し出した時の、発光素子14の位置を照準位置とするた
め、Yを照準位置として認識する。ところが、図12を
みれば明らかなように、Xが本当の照準位置であり、間
違った位置を照準としてしまう、といった不都合があっ
た。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ブラウン管
を光らせることなく、また遠くの標的でも、簡単な画像
解析により、正確な照準位置を求めることを目的とする
ものである。
を光らせることなく、また遠くの標的でも、簡単な画像
解析により、正確な照準位置を求めることを目的とする
ものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、位置検出シス
テムであって、上記問題を解決するために、輝度によっ
て容易に標識を特定できるように、外光とは明らかに区
別できる程度に明るく、かつ人間の目には見えず、撮像
装置には撮像可能な、赤外線光源を、標的の近辺に配置
し、撮像した結果を画像解析することで正確な照準を求
める、という手段を講じたものである。
テムであって、上記問題を解決するために、輝度によっ
て容易に標識を特定できるように、外光とは明らかに区
別できる程度に明るく、かつ人間の目には見えず、撮像
装置には撮像可能な、赤外線光源を、標的の近辺に配置
し、撮像した結果を画像解析することで正確な照準を求
める、という手段を講じたものである。
【0010】
【作用】本発明は、標識を撮像装置で撮像し、画像解析
を行って使用する。
を行って使用する。
【0011】なお、標識の位置関係は、校正等その他の
手段で既知であるものとする。また、照準位置は撮像範
囲に対して任意の定位置に結像するものとする。
手段で既知であるものとする。また、照準位置は撮像範
囲に対して任意の定位置に結像するものとする。
【0012】標識の検出を容易にするため、赤外線光源
の輝度を、外乱光と区別できる程度に上げる。
の輝度を、外乱光と区別できる程度に上げる。
【0013】照準位置を検出する時は、解析手段によっ
て、撮像の結果より、標識の像の位置をもとめ、既知で
あるところの、標識の位置関係を利用して、幾何学的解
析手法により照準位置を算出する。このとき、標識を4
つ以上設置すれば、撮像装置の位置、向き、も同時に求
めることができる。
て、撮像の結果より、標識の像の位置をもとめ、既知で
あるところの、標識の位置関係を利用して、幾何学的解
析手法により照準位置を算出する。このとき、標識を4
つ以上設置すれば、撮像装置の位置、向き、も同時に求
めることができる。
【0014】標識を1つだけ設置した場合、撮像装置の
軸と標的の軸が並行であり、撮像装置と標識との距離が
わかっていれば、照準位置と標識との距離が判る。
軸と標的の軸が並行であり、撮像装置と標識との距離が
わかっていれば、照準位置と標識との距離が判る。
【0015】標識を2つ設置した場合、撮像装置の軸と
標的の軸が並行であれば、照準位置と各標識との距離が
判る。また、撮像装置の軸を中心とした回転範囲が18
0゜未満であれば、照準位置の標的内座標が判る。
標的の軸が並行であれば、照準位置と各標識との距離が
判る。また、撮像装置の軸を中心とした回転範囲が18
0゜未満であれば、照準位置の標的内座標が判る。
【0016】この様に、標識の数を増やすにしたがっ
て、制限が緩くなり、照準位置の算出精度が上がる。
て、制限が緩くなり、照準位置の算出精度が上がる。
【0017】前述の照準検出の際、撮像装置に可視光線
を除去し赤外線を透過するフィルター10を装着すれ
ば、標識以外の多くの外乱光を除去する事ができ、撮像
の結果を解析する際の計算量を大幅に減ずることができ
る。
を除去し赤外線を透過するフィルター10を装着すれ
ば、標識以外の多くの外乱光を除去する事ができ、撮像
の結果を解析する際の計算量を大幅に減ずることができ
る。
【0018】赤外線光源を、赤外線を含む発光素子と、
可視光線を除去し赤外線を透過するフィルターとで構成
すれば、発光素子の選択肢が広くなり、設計の自由度を
高めることができる。また、故障の際、発光素子のみの
交換で対応可能である。
可視光線を除去し赤外線を透過するフィルターとで構成
すれば、発光素子の選択肢が広くなり、設計の自由度を
高めることができる。また、故障の際、発光素子のみの
交換で対応可能である。
【0019】撮像装置が軸Zを中心に回転することを許
すシステムにおいては、解析手段に該回転を補正する機
能を備えることにより、照準誤差を補正することができ
る。
すシステムにおいては、解析手段に該回転を補正する機
能を備えることにより、照準誤差を補正することができ
る。
【0020】撮像装置の軸Zと標的の軸Tとが、自由に
角度をもつことを許すシステムにおいては、解析手段に
該角度を補正する機能を備えることにより、照準誤差を
補正することができる。
角度をもつことを許すシステムにおいては、解析手段に
該角度を補正する機能を備えることにより、照準誤差を
補正することができる。
【0021】撮像装置と標的との距離を、自由に変える
ことのできるシステムにおいては、撮像装置に制御可能
なズーム機能を備えることにより、常に標的が最適な大
きさで撮像されるようにズームを制御することにより、
正確な照準位置を検出できる。
ことのできるシステムにおいては、撮像装置に制御可能
なズーム機能を備えることにより、常に標的が最適な大
きさで撮像されるようにズームを制御することにより、
正確な照準位置を検出できる。
【0022】赤外線光源を点灯消灯の制御を行うことで
変調し、変調を検出できる程度の枚数を撮像すれば、赤
外線光源の像の特定をより簡単、確実に行うことができ
る。
変調し、変調を検出できる程度の枚数を撮像すれば、赤
外線光源の像の特定をより簡単、確実に行うことができ
る。
【0023】赤外線光源の輝度の制御を行うことで輝度
変調し、変調を検出できる程度の枚数を撮像すれば、赤
外線光源の像の特定をより簡単、確実に行うことができ
る。
変調し、変調を検出できる程度の枚数を撮像すれば、赤
外線光源の像の特定をより簡単、確実に行うことができ
る。
【0024】撮像装置と解析手段の接続を無線によって
行えば、撮像装置の移動を自由に行うことができる。
行えば、撮像装置の移動を自由に行うことができる。
【0025】撮像装置に制御可能な上下、左右のパン機
能を備え、解析手段と外部に設けたパン機能制御装置と
の協調によって、撮像装置に対して移動している標的を
自動的に追尾することができる、自動追尾システムを構
成できる。
能を備え、解析手段と外部に設けたパン機能制御装置と
の協調によって、撮像装置に対して移動している標的を
自動的に追尾することができる、自動追尾システムを構
成できる。
【0026】撮像装置を乗物の一部に装着し、道標とし
て赤外線光源を設置すれば、本発明によれば標識(赤外
線光源)と撮像装置の位置関係が検出できるので、乗物
が今何処を走行しているかを知る事ができる。この特徴
を利用し、例えば、遊戯場における自動操縦システムを
構築したり、あるいは、走行位置の検出結果をコンピュ
ータグラフィックスに反映したゲームを構築することが
できる。
て赤外線光源を設置すれば、本発明によれば標識(赤外
線光源)と撮像装置の位置関係が検出できるので、乗物
が今何処を走行しているかを知る事ができる。この特徴
を利用し、例えば、遊戯場における自動操縦システムを
構築したり、あるいは、走行位置の検出結果をコンピュ
ータグラフィックスに反映したゲームを構築することが
できる。
【0027】また、撮像装置を使用者の人体の一部に装
着し、使用環境内の適当な位置に標識を設置すれば、使
用者の位置、向きを検出できる。この特徴を利用し、使
用者の位置、向きをコンピュータグラフィックスに反映
して、ヘッドマウントディスプレイに表示する様な、バ
ーチャルリアリティ・ゲームへの応用が可能である。
着し、使用環境内の適当な位置に標識を設置すれば、使
用者の位置、向きを検出できる。この特徴を利用し、使
用者の位置、向きをコンピュータグラフィックスに反映
して、ヘッドマウントディスプレイに表示する様な、バ
ーチャルリアリティ・ゲームへの応用が可能である。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。
る。
【0029】まず、図1の実施例をもとに、基本的な解
析手順を説明する。
析手順を説明する。
【0030】図1は、本発明を、いわゆるガンシューテ
ィングゲームに応用した例である。ブラウン管7に標的
の絵をコンピュータグラフィックスによって描画し、そ
れを銃6で狙い撃ちするゲームである。
ィングゲームに応用した例である。ブラウン管7に標的
の絵をコンピュータグラフィックスによって描画し、そ
れを銃6で狙い撃ちするゲームである。
【0031】銃6には、撮像装置1が取り付けてあり、
ブラウン管7の周囲に配置した赤外線光源2を撮像する
様になっている。撮像装置1は、赤外線のみを透過する
フィルター10を備えていて、赤外線光源2の光と、そ
れ以外の外乱光を容易に区別できるようになっている。
撮像結果を、解析手段3へ送り、画像解析して銃の照準
位置をもとめ、銃6のトリガが引かれたことを知らせる
信号と、求めた照準位置とを、ゲーム本体4へ送る。ゲ
ーム本体4は、コンピュータシステムを搭載しており、
送られて来たデータと、現在のブラウン管の表示内容と
より、標的に当たったかどうか、又、標的のどこに当た
ったかを調べることができる。
ブラウン管7の周囲に配置した赤外線光源2を撮像する
様になっている。撮像装置1は、赤外線のみを透過する
フィルター10を備えていて、赤外線光源2の光と、そ
れ以外の外乱光を容易に区別できるようになっている。
撮像結果を、解析手段3へ送り、画像解析して銃の照準
位置をもとめ、銃6のトリガが引かれたことを知らせる
信号と、求めた照準位置とを、ゲーム本体4へ送る。ゲ
ーム本体4は、コンピュータシステムを搭載しており、
送られて来たデータと、現在のブラウン管の表示内容と
より、標的に当たったかどうか、又、標的のどこに当た
ったかを調べることができる。
【0032】ここで、撮像結果から照準位置を求める方
法を詳しく説明する。
法を詳しく説明する。
【0033】図3は、撮像した結果である。図3には、
ブラウン管の絵も描いてあるが、実際には、フィルター
10の効果によって、光源の像は突出して輝度が高くな
る。このため、光源の像の特定を極めて容易に行うこと
ができる。例えば、撮像結果の画素を順次チェックし、
輝度のピーク点を求める、といった簡単な手法により、
光源の像の位置が検出できる。また、フィルター10を
備えていない撮像装置でも、多少厳しく判定する必要は
あるが、基本的には同様の方法で光源の像の位置を検出
できる。
ブラウン管の絵も描いてあるが、実際には、フィルター
10の効果によって、光源の像は突出して輝度が高くな
る。このため、光源の像の特定を極めて容易に行うこと
ができる。例えば、撮像結果の画素を順次チェックし、
輝度のピーク点を求める、といった簡単な手法により、
光源の像の位置が検出できる。また、フィルター10を
備えていない撮像装置でも、多少厳しく判定する必要は
あるが、基本的には同様の方法で光源の像の位置を検出
できる。
【0034】このように検出した標識位置を、xy座標
にプロットすると、図4の様になる。点P2は、撮像範
囲に対して任意の、予め決められた照準点である。
にプロットすると、図4の様になる。点P2は、撮像範
囲に対して任意の、予め決められた照準点である。
【0035】図5は、標識の位置関係を示すuv座標系
である。解法を一般化するため、四角形ABCDは、任
意の四角形であるとする。図4の標識位置は図5のA、
B、C、Dの写像であり、各々、A2、B2、C2、D
2と符号を付ける。
である。解法を一般化するため、四角形ABCDは、任
意の四角形であるとする。図4の標識位置は図5のA、
B、C、Dの写像であり、各々、A2、B2、C2、D
2と符号を付ける。
【0036】銃が撮像軸Zを中心に自由に回転すること
を想定すると、本実施例ではA、B、C、D、各標識を
特定することは困難である。これは、例えばA、B、の
中点付近に更に標識Eを追加する等の工夫で簡単に解決
できる。その場合でも、照準解析方法は全く同様に行え
る。ここでは、A2、B2、C2、D2、各標識の特定
が自明であるとして、解析を進める。
を想定すると、本実施例ではA、B、C、D、各標識を
特定することは困難である。これは、例えばA、B、の
中点付近に更に標識Eを追加する等の工夫で簡単に解決
できる。その場合でも、照準解析方法は全く同様に行え
る。ここでは、A2、B2、C2、D2、各標識の特定
が自明であるとして、解析を進める。
【0037】撮像結果図4で、直線A2C2、B2D2
つまり、対角線を各々t2軸、s2軸とし、その交点を
M2とする。図5のuv座標系でも、同様に対角線を各
々t軸、s軸とし、その交点をMとする。
つまり、対角線を各々t2軸、s2軸とし、その交点を
M2とする。図5のuv座標系でも、同様に対角線を各
々t軸、s軸とし、その交点をMとする。
【0038】図4上の点A2、B2、C2、D2、M2
の座標は、画像解析により既知である。また、点P2
は、xy座標上の予め決った照準点である。さらに、図
5上の点A、B、C、D、Mの座標は校正等の手段によ
り、予め判っているものとする。
の座標は、画像解析により既知である。また、点P2
は、xy座標上の予め決った照準点である。さらに、図
5上の点A、B、C、D、Mの座標は校正等の手段によ
り、予め判っているものとする。
【0039】照準位置は、点P2をuv座標系へ写像し
た点Pを求めることにより、得られる。
た点Pを求めることにより、得られる。
【0040】さて、ここで、対角線AC、に着目してみ
る。点Mで区切られた2本の線分AM、MCの長さの比
をr1とする。点A、M、Cの座標が判っているので、
r1は簡単に求められる。同様に、線分A2M2、M2
C2の長さの比も求められる。この2つの比より、撮像
時における、線分ACと撮像面xy平面とのなす角が求
められる。これより、直線ACまたは、A2C2上の任
意の点について、xy座標系とuv座標系との間で互い
に写像可能となる。
る。点Mで区切られた2本の線分AM、MCの長さの比
をr1とする。点A、M、Cの座標が判っているので、
r1は簡単に求められる。同様に、線分A2M2、M2
C2の長さの比も求められる。この2つの比より、撮像
時における、線分ACと撮像面xy平面とのなす角が求
められる。これより、直線ACまたは、A2C2上の任
意の点について、xy座標系とuv座標系との間で互い
に写像可能となる。
【0041】同様にして、直線BDまたは、B2D2上
の任意の点についてもxy座標系とuv座標系との間で
互いに写像可能となる。
の任意の点についてもxy座標系とuv座標系との間で
互いに写像可能となる。
【0042】ここで、図6の様に、xy座標系におい
て、点P2を通り、t2軸、s2軸と交わる、適当な直
線を2本引く。各直線と、t2軸、s2軸との交点を図
6の様に、各々H2、I2、J2、K2とする。
て、点P2を通り、t2軸、s2軸と交わる、適当な直
線を2本引く。各直線と、t2軸、s2軸との交点を図
6の様に、各々H2、I2、J2、K2とする。
【0043】H2、I2、J2、K2各点の座標は、x
y座標系において、既に判っている。また、H2、J2
はs2軸上の点であり、I2、K2はt2軸上の点なの
で、各々、uv座標系への写像が可能である。uv座標
系へ写像した点を、それぞれ、H、I、J、Kとする。
y座標系において、既に判っている。また、H2、J2
はs2軸上の点であり、I2、K2はt2軸上の点なの
で、各々、uv座標系への写像が可能である。uv座標
系へ写像した点を、それぞれ、H、I、J、Kとする。
【0044】点H、I、J、Kが求まったので、線分H
I、JKの交点Pも求まる。ここで求まった点Pが照準
位置である。
I、JKの交点Pも求まる。ここで求まった点Pが照準
位置である。
【0045】ここまでに、照準計算の概略を述べた。次
に、各手順の詳細を述べる。
に、各手順の詳細を述べる。
【0046】まず、対角線A2C2上の任意の点のuv
座標系への写像を求める。線分A2C2は、線分ACを
透視投影して得た図形である事に着目すると、図7に示
す様に、線分A2C2は、視点E、線分ACを含む平面
S上に存在することが判る。
座標系への写像を求める。線分A2C2は、線分ACを
透視投影して得た図形である事に着目すると、図7に示
す様に、線分A2C2は、視点E、線分ACを含む平面
S上に存在することが判る。
【0047】z軸を、平面Sに対して垂直に並行投影し
たものをz2軸とすると、z2軸は線分A2C2を含む
t2軸と直交することは自明であるので、平面Sをt2
z2の直交座標系で、図8の様に表すことができる。
たものをz2軸とすると、z2軸は線分A2C2を含む
t2軸と直交することは自明であるので、平面Sをt2
z2の直交座標系で、図8の様に表すことができる。
【0048】視点Eのt2z2座標をE(e,0)とす
る。eの求め方は、後述する。ここでは定数として扱
う。さらに、t軸とz2軸の交点をL(l,0)とし、
点Lにおいてt=0とする。また、t軸とz2軸のなす
角θとする。
る。eの求め方は、後述する。ここでは定数として扱
う。さらに、t軸とz2軸の交点をL(l,0)とし、
点Lにおいてt=0とする。また、t軸とz2軸のなす
角θとする。
【0049】ところで、点A2、C2、M2、I2、K
2のt2座標を、各々、A2t、C2t、M2t、I2
t、K2tとする。同様に、点B2、D2、M2、H
2、J2のs2座標を、各々、B2s、D2s、M2
s、H2s、J2sとする。
2のt2座標を、各々、A2t、C2t、M2t、I2
t、K2tとする。同様に、点B2、D2、M2、H
2、J2のs2座標を、各々、B2s、D2s、M2
s、H2s、J2sとする。
【0050】図8より、tとt2の関係は、
【数1】
【数2】 となる。これより、線分AM、MCの長さをそれぞれ
a、bとすると、
a、bとすると、
【数3】
【数4】 となる。
【0051】さて、
【数5】 であることが判っているので、
【数6】
【数7】
【数8】
【数9】 となる。
【数10】 のとき、
【数11】 であるので、tanθが求まれば、sinθ、cosθ
も求まる。
も求まる。
【0052】次に、t2軸上の任意の点K2のt軸への
写像Kを求める。線分AM、MKの長さをa、bとし、
写像Kを求める。線分AM、MKの長さをa、bとし、
【数12】 とすると、上記と同様に、
【数13】
【数14】 と、kが求まるので、点Kのt座標が求まる。
【0053】図5より、t軸上の位置が求まれば、uv
座標も求まる。
座標も求まる。
【0054】同様の手順で、点Iのuv座標が求まる。
また、s軸についても、同様の手順を行えば、点H、J
のuv座標が求まる。
また、s軸についても、同様の手順を行えば、点H、J
のuv座標が求まる。
【0055】点H、I、J、Kのuv座標が求まったの
で、線分HI、JKの交点Pのuv座標も求まる。
で、線分HI、JKの交点Pのuv座標も求まる。
【0056】さて、ここで、t2z2座標系における視
点Eの座標(e,0)の求め方を説明する。図9は、図
7の原点付近を拡大したものである。図9の様に、原点
をとおり、直線ACに垂直に交わる直線をy2軸とし、
y2軸と、直線ACの交点をQとする。
点Eの座標(e,0)の求め方を説明する。図9は、図
7の原点付近を拡大したものである。図9の様に、原点
をとおり、直線ACに垂直に交わる直線をy2軸とし、
y2軸と、直線ACの交点をQとする。
【0057】z2軸が、点Qを通るのは自明であるの
で、zy2座標をみると、図10の様になる。点Eのx
yz座標を(0,0,Ez)、点Qと原点の距離をnと
すると、線分EQの長さは−eなので、
で、zy2座標をみると、図10の様になる。点Eのx
yz座標を(0,0,Ez)、点Qと原点の距離をnと
すると、線分EQの長さは−eなので、
【数15】
【数16】 である。これより、
【数17】 となり、sinγ、cosγが求まる。
【数18】 より、点Eのz2座標eが求まる。なお、−Ezは撮像
装置の焦点距離である。
装置の焦点距離である。
【0058】以上、詳しく述べたように本発明によれ
ば、撮像結果より、照準位置を正確に求めることができ
る。
ば、撮像結果より、照準位置を正確に求めることができ
る。
【0059】ここでは、ガンシューティングの例を用い
て照準座標を利用する例を説明したが、本発明は遊戯機
に限らず、例えば、コンピュータの座標入力装置とか、
その他の多くの用途に用いることができる。
て照準座標を利用する例を説明したが、本発明は遊戯機
に限らず、例えば、コンピュータの座標入力装置とか、
その他の多くの用途に用いることができる。
【0060】また、照準座標のみならず、標的を基準と
した撮像装置の空間座標、撮像装置の向き、を検出する
ことが可能である。
した撮像装置の空間座標、撮像装置の向き、を検出する
ことが可能である。
【0061】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、標識を撮
像装置で撮像することによって照準位置を求めるため、
ブラウン管を発光させることなくかつ、正確に照準位置
を求めることができるようになる、という効果を奏す
る。
像装置で撮像することによって照準位置を求めるため、
ブラウン管を発光させることなくかつ、正確に照準位置
を求めることができるようになる、という効果を奏す
る。
【0062】さらに、照準座標のみならず、撮像装置の
空間座標、及びその向きを求めることができる、という
これまでの方式では得られなかった、効果を奏する。
空間座標、及びその向きを求めることができる、という
これまでの方式では得られなかった、効果を奏する。
【0063】赤外線光源の発光は人間には見えないの
で、外乱光と明確に区別できる程度にまで、輝度を上げ
ても、使用者に煩わしさを与えない、という効果を奏す
る。
で、外乱光と明確に区別できる程度にまで、輝度を上げ
ても、使用者に煩わしさを与えない、という効果を奏す
る。
【0064】また、標的はブラウン管である必要がな
く、任意の物体、任意の平面、その他あらゆるものを標
的として採用できる、という効果を奏する。
く、任意の物体、任意の平面、その他あらゆるものを標
的として採用できる、という効果を奏する。
【0065】撮像装置と解析手段との接続を無線で行え
ば、撮像装置をどの様にでも自由に動かす事ができる、
という効果を奏する。
ば、撮像装置をどの様にでも自由に動かす事ができる、
という効果を奏する。
【0066】本発明を利用したシステムを構築する際、
結果的に標識と標的の位置関係が判っていれば良いの
で、組み立て精度を要求しない、という効果を奏する。
結果的に標識と標的の位置関係が判っていれば良いの
で、組み立て精度を要求しない、という効果を奏する。
【図1】 本発明の1つの実施態様を構成する位置検
出システムの概略図である
出システムの概略図である
【図2】 撮像装置を模式的に示す図である
【図3】 撮像結果を示す図である
【図4】 撮像結果をプロットした図である
【図5】 標識の本来の位置関係をプロットした図で
ある
ある
【図6】 点P2を2直線の交点で示す図である
【図7】 線分ACを解析する平面を示す図である
【図8】 t2z2座標を示す図である
【図9】 図7の原点付近の拡大図である
【図10】 z2、z軸を含む平面の図である
【図11】 特開平6−301476による1つの実
施態様を構成する位置検出システムの概略図である
施態様を構成する位置検出システムの概略図である
【図12】 照準誤差を例示する図である
【図13】 撮像装置の構成を例示する図である
【図14】 赤外線光源の構成を例示する図である
1−撮像装置 2−標識 3−解析手段 4−ゲーム本体 5−ゲーム筐体 6−銃 7−ブラウン管 8−撮像素子 9−発光素子 10−赤外線フィルター 11−撮像装置 12−ブラウン管 13−射撃ゲーム筐体 14−標識 15−銃
Claims (18)
- 【請求項1】 標識として配置した1個又は数個の、赤
外線光源(2)と、赤外線を撮像可能な撮像装置(1)
と、撮像結果を解析して照準位置を求める解析手段
(3)とよりなる、位置検出システム。 - 【請求項2】 標識として配置した1個又は数個の、赤
外線光源(2)と、赤外線を撮像可能な撮像装置(1)
と、撮像結果を解析して撮像装置の位置と向きを求める
解析手段(3)とよりなる、位置検出システム。 - 【請求項3】 前記撮像装置は、位置指示装置に取り付
けられている、請求項1または2に記載の位置検出シス
テム。 - 【請求項4】 前記位置指示装置は、遊戯機における位
置指示手段である、請求項1、2または3に記載の位置
検出システム。 - 【請求項5】 前記位置指示装置は、手持ち可能な形状
である、請求項1、2、3または4に記載の位置検出シ
ステム。 - 【請求項6】 前記位置指示装置は、銃の形状である、
請求項1、2、3、4または5に記載の位置検出システ
ム。 - 【請求項7】 前記撮像装置は、使用者の体に装着して
使用する、請求項1から6のいずれか1つに記載の位置
検出システム。 - 【請求項8】 前記撮像装置は、乗物の一部に装着して
使用する、請求項1から7のいずれか1つに記載の位置
検出システム。 - 【請求項9】 前記解析手段は撮像装置の軸Zを中心と
する回転を補正する機能を有している、請求項1から8
のいずれか1つに記載の位置検出システム。 - 【請求項10】 前記解析手段は撮像装置の軸Zと標的
の軸Tとのなす角を補正する機能を有している、請求項
1から9のいずれか1つに記載の位置検出システム。 - 【請求項11】 前記撮像装置は制御可能なズーム機能
を備えている、請求項1から10のいずれか1つに記載
の位置検出システム。 - 【請求項12】 前記撮像装置は制御可能な左右へのパ
ン機能を備えている、請求項1から11のいずれか1つ
に記載の位置検出システム。 - 【請求項13】 前記撮像装置は制御可能な上下へのパ
ン機能を備えている、請求項1から12のいずれか1つ
に記載の位置検出システム。 - 【請求項14】 前記撮像装置は撮像素子(8)と、可
視光線を除去し赤外線を透過するフィルター(10)と
よりなる、請求項1から13のいずれか1つに記載の位
置検出システム。 - 【請求項15】 前記撮像装置と前記解析手段との接続
を無線により行う、請求項1から14のいずれか1つに
記載の位置検出システム。 - 【請求項16】 前記赤外線光源は赤外線を含む発光素
子(9)と、可視光線を除去し赤外線を透過するフィル
ター(10)とよりなる、請求項1から15のいずれか
1つに記載の位置検出システム。 - 【請求項17】 前記赤外線光源は制御可能な点灯消灯
機能を備えている、請求項1から16のいずれか1つに
記載の位置検出システム。 - 【請求項18】 前記赤外線光源は制御可能な輝度変調
機能を備えている、請求項1から17のいずれか1つに
記載の位置検出システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10153534A JPH11305935A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 位置検出システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10153534A JPH11305935A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 位置検出システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11305935A true JPH11305935A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=15564627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10153534A Pending JPH11305935A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 位置検出システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11305935A (ja) |
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