JP2005218757A - Virtual reality tennis game system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はバーチャルリアリティテニスゲームシステムに関し、特にたとえばプレイヤが実空間内で実際にラケットを振ることによってビデオゲーム等の電子ゲームを進行させる、バーチャルリアリティ(Virtual Reality:仮想現実。以下、「VR」とする。)テニスゲームシステムに関する。 The present invention relates to a virtual reality tennis game system, and in particular, a virtual reality (virtual reality, hereinafter referred to as “VR”) in which a player advances an electronic game such as a video game by actually swinging a racket in real space. It relates to a tennis game system.
たとえば、特許文献1には、2人のプレイヤがテニスのラケットを模した装置体を実空間中で振って仮想ボールを打ち合う、バーチャルテニス装置が開示されている。この特許文献1の従来技術は、2つの装置体間において、無線と音でテニスゲームを進行させるものである。ただし、この従来技術では映像を利用したビデオゲームではないので、手軽に楽しめる反面リアリティに欠けるきらいがある。
For example,
これとは別に、本件発明者等は、特許文献2において、リハビリテーションのためのVRビデオテニスゲームシステムを提案している。この特許文献2で提案した従来技術は、訓練者がリアルプレイヤとなってビデオ画面内のバーチャルプレイヤとボールを打ち合うVRテニスゲームシステムである。 Apart from this, the present inventors have proposed a VR video tennis game system for rehabilitation in Patent Document 2. The conventional technique proposed in Patent Document 2 is a VR tennis game system in which a trainee becomes a real player and hits a ball with a virtual player in a video screen.
特許文献2の従来技術では、リアルプレイヤすなわち訓練者は実空間中で実際にラケットを振り、そのラケットの動きや姿勢を3軸加速度センサおよび3軸角速度センサで検出して、コンピュータがラケット軌跡を計算する。コンピュータこのラケット軌跡とゲーム画面内の仮想ボールの軌跡との相対位置を判断することによって、ラケットのボールとの当りや方向を計算し、仮想ボールをゲーム画面内で飛翔させる。
特許文献2の従来技術では、実際にラケットを使うVRテニスゲームで画像を用いるので、特許文献1の従来技術に比べてリアリティが増すとともに、プレイヤが体を動かす(腕を振る)ことによるリハビリ効果が期待できる。
In the prior art of Patent Document 2, since an image is used in a VR tennis game that actually uses a racket, the reality is increased as compared with the prior art of
反面、この従来技術では、ラケットの位置や姿勢を検出するために3軸加速度センサや3軸角速度センサなどを用いなければならず、ラケット自体の構造が複雑になるばかりか、システム全体としても高価になり、このようなリハビリ装置の普及の妨げになっていた。 On the other hand, in this prior art, a triaxial acceleration sensor, a triaxial angular velocity sensor, etc. must be used to detect the position and orientation of the racket, which not only complicates the structure of the racket itself but is also expensive as a whole system. This has hindered the spread of such rehabilitation devices.
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規なVRテニスゲームシステムを提供することである。 Therefore, the main object of the present invention is to provide a novel VR tennis game system.
この発明の他の目的は、構成が簡単でかつ安価な、VRテニスゲームシステムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a VR tennis game system that is simple and inexpensive.
請求項1の発明は、VRテニスゲームにおいてスクリーン上に表示されるボール図形を打つようにプレイヤが実空間でラケットをスイングすることによってゲームを進行させる、VRステニスゲームシステムであって、ラケットに設けられるマーカ、マーカを撮影する第1カメラ、および第1カメラからの第1カメラ信号を処理することによって、マーカの移動方向に応じてフォアハンドスイングおよびバックハンドスイングのいずれであるか判定するフォア/バック判定手段を備える、VRテニスゲームシステムである。
The invention of
請求項1の発明では、VRテニスゲームシステム(10:実施例で相当する参照番号。以下、同じ。)はスクリーン(12)を含み、このスクリーン(12)にたとえばプロジェクタ(14)によってボール図形(図2:40)を含むテニスゲーム画面を表示する。プレイヤ(16)は、たとえばこのスクリーンの前方の実空間でラケット(18)を、あたかもスクリーン上のボール図形を打つようなタイミングで、スイングする。ラケット(18)にはたとえばLEDのような光マーカ(20)を設けておき、第1カメラに相当するカメラ(22L,22R)でその光マーカ(20)を撮影する。
In the invention of
図3に示すコンピュータ(42)は、ラケットがスイングされたとき、その光マーカ(20)を含む第1カメラ信号を処理して(図5:S21‐S31)、光マーカの移動方向(右→左、左→右)によってラケットのスイングがフォアハンドスイングであるのかまたはバックハンドスイングであるのかを判定する(図5:S39,S41;S43,S45)。 When the racket is swung, the computer (42) shown in FIG. 3 processes the first camera signal including the optical marker (20) (FIG. 5: S21-S31), and moves the optical marker (right → Whether the racket swing is a forehand swing or a backhand swing is determined by (left, left → right) (FIG. 5: S39, S41; S43, S45).
このように、第1カメラ信号を処理するだけでラケットのスイングがフォアハンドスイングであるのかバックハンドスイングであるのかを判定できるので、複雑で高価な特殊センサを設ける必要がない。したがって、より簡単かつ安価にVRテニスゲームシステムを提供することができる。 As described above, it is possible to determine whether the racket swing is a forehand swing or a backhand swing only by processing the first camera signal, and it is not necessary to provide a complicated and expensive special sensor. Therefore, the VR tennis game system can be provided more easily and inexpensively.
請求項2の発明は、第1カメラからの第1カメラ信号を処理することによって、マーカの移動方向に応じてサーブスイングを検出するサーブスイング検出手段をさらに備える、請求項1記載のVRテニスゲームシステムである。
The VR tennis game according to
請求項2の発明では、マーカが上から下へ移動したとき、サーブ検出手段がサーブスイングを検出する。したがって、サーブ検出のために特別なスイッチやセンサが不要となる。 In the invention of claim 2, when the marker moves from top to bottom, the serve detecting means detects the serve swing. Therefore, a special switch or sensor is not required for serve detection.
請求項3の発明は、第1カメラ信号を処理することによってマーカの移動量を計算し、その移動量が所定以上のときプレイヤがラケットをスイングしたと判断するスイング判断手段をさらに備える、請求項1または2記載のVRテニスゲームシステムである。
The invention of
請求項3の発明では、コンピュータ(図3:42)は、第1カメラ信号を処理して(図5:S21‐S29)、マーカの前フレームからの移動量を計算し(図5:S31)、その移動量が所定値以上のときプレイヤがラケットをスイングしたと判断する(図5:S33)。そして、フォア/バック判定手段は、スイング判断手段によってスイングしたと判断した後、そのスイングがフォアハンドスイングおよびバックハンドスイングのいずれであるか判定する。同様に、サーブ検出手段は、スイング判断手段によってスイングしたと判断した後、そのスイングがサーブスイングであることを検出する。特殊なセンサを用いなくてもスイングの有無を判断することができ、より簡単かつ安価にVRテニスゲームシステムを提供することができる。
In the invention of
請求項4の発明は、プレイヤの両足に互いに異なる色の色マーカを設け、さらに色マーカを撮影する第2カメラ、第2カメラからの第2カメラ信号を処理することによって、フォアハンドスイングまたはバックハンドスイング時に前になる一方の足の色マーカの位置を判定する位置判定手段、および位置判定手段の判定した位置に応じてスクリーン上でのボール図形の返球方向を制御する返球方向制御手段を備える、請求項2記載のVRテニスゲームシステムである。 According to the invention of claim 4, forehand swing or backhand is provided by providing color markers of different colors on both feet of the player, further processing a second camera that captures the color marker, and a second camera signal from the second camera. Position determining means for determining the position of the color marker on one of the feet that comes forward during the swing, and a return ball direction control means for controlling the return direction of the ball figure on the screen according to the position determined by the position determination means, A VR tennis game system according to claim 2.
請求項4の発明では、プレイヤ(16)の左右の足首に色マーカ(26L,26R)を装着させる。この色マーカの色は互いに異なる。そして、第2カメラ(24)を、色マーカを撮影可能な位置に設け、コンピュータ(42)はその第2カメラからの第2カメラ信号を処理する。ただし、この第2カメラは先の第1カメラと同じカメラであってよい。 In the invention of claim 4, the color markers (26L, 26R) are attached to the left and right ankles of the player (16). The colors of the color markers are different from each other. Then, the second camera (24) is provided at a position where the color marker can be photographed, and the computer (42) processes the second camera signal from the second camera. However, the second camera may be the same camera as the first camera.
実際にラケットをスイングするとき、右利きのプレイヤでも左利きのプレイヤでも、フォアハンドのときとバックハンドのときとでは前方に出る足は違う。たとえば右利きのプレイヤでは、フォアハンドの場合には左足が前になり、バックハンドの場合には右足が前になる。左利きのプレイヤでは、フォアハンドの場合には右足が前になり、バックハンドの場合には左足が前になる。 When actually swinging the racket, whether the player is a right-handed player or a left-handed player, the forward leg is different between the forehand and the backhand. For example, in a right-handed player, the left foot is forward in the forehand, and the right foot is forward in the backhand. In a left-handed player, the right foot is forward in the forehand, and the left foot is forward in the backhand.
そこで、コンピュータ(42)は、フォアハンドまたはバックハンドのときに前になる足の位置を、たとえば「右」、「真中」、「左」のいずれかとして検出する(図6:S53(S73)‐S57)。 Therefore, the computer (42) detects the position of the front foot in the forehand or backhand as, for example, “right”, “middle”, or “left” (FIG. 6: S53 (S73) − S57).
たとえば、フォアハンドでもバックハンドでも前足の位置が「右」のときには、プレイヤの体は相対的に右方向に向いていると考えられる。したがって、実際のテニスゲームの場合、その右向きの体勢でラケットがボールを打ったと考えられ、ボールは相手コートの右側へ打ち返されると考えてよい。同様に、前足が「真中」の位置にあるときにはボールは相手コートの真中へ打ち返され、前足が「左」の位置にあるときにはボールは相手コートの左へ打ち返される、と考えてよい。そこで、コンピュータは、検出した前足の位置に応じた方向へボール図形(図2:40)を返球させる。 For example, when the position of the forefoot is “right” in both the forehand and the backhand, it is considered that the player's body is relatively directed to the right. Therefore, in the case of an actual tennis game, it can be considered that the racket hits the ball with its rightward posture, and the ball is hit back to the right side of the opponent's court. Similarly, when the front foot is in the “middle” position, the ball is hit back to the center of the opponent's court, and when the front foot is in the “left” position, the ball is hit back to the left of the opponent's court. Therefore, the computer returns the ball figure (FIG. 2:40) in the direction corresponding to the detected position of the forefoot.
この場合にも、前足の位置だけで返球方向を制御するようにしているので、返球時の処理が簡単に行なえる。 Also in this case, since the return ball direction is controlled only by the position of the forefoot, the processing at the time of the return ball can be easily performed.
この発明によれば、複雑で高価な特殊なセンサを用いる必要がないため、簡単かつ安価にVRテニスゲームシステムを提供することができる。 According to the present invention, since it is not necessary to use a complicated and expensive special sensor, a VR tennis game system can be provided easily and inexpensively.
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
図1に示すこの発明の実施例のVRテニスゲームシステム10は、スクリーン12を含み、このスクリーン12上にプロジェクタ14によってVRテニスゲームのための映像を表示する。この実施例では、床面上の空きスペースを十分確保するために天吊り型のプロジェクタ14を用いたが、床面据置型のプロジェクタが利用されてもよい。さらに、この実施例では、スクリーン12とプロジェクタ14との組み合わせからなる映像表示装置を用いるが、たとえば大画面テレビジョンなどの他の映像表示装置が利用されてもよい。
A VR
この実施例のVRテニスゲームシステム10は、リハビリにおける主として上肢の運動のために利用でき、訓練者はプレイヤ16として、スクリーン12の前方の実空間でラケット18を実際に振る。ラケット18にはたとえば赤色のような可視光発光ダイオード(LED)のような光マーカ20が設けられる。
The VR
なお、このような光マーカ20を設けるためには、図示しないが、ラケット18に、電池とその電池からの電源を光マーカ(LED)20へ与えるためのスイッチを設ける必要がある。ただし、このスイッチとしては、プレイヤがラケット18を握ったときオンとなり、離したときオフとなるものが利用可能である。
In order to provide such an
他方、スクリーン12の左右に1台ずつ、第1カメラとしての、USBカメラ22Lおよび22Rを設け、ラケット18の光マーカ20をUSBカメラ22LRおよび22Lで撮影することによって、後述のようにして、プレイヤ16がラケット18を振ったか(スイングしたか)どうかを検出する。
On the other hand, one
なお、USBカメラとは、コンピュータのUSB(Universal Serial Bus:共通のコネクタでさまざまな周辺機器を接続することができるインタフェース規格)端子に接続されて、たとえば水平角度が50度、画素数が25−45万画素程度でWebカメラとも呼ばれる比較的安価なカメラである。ただし、もっと画素数の大きいカメラを用いてもよいが、発明者等の実験によれば、実施例のテニスゲームでは、この程度の画素数で十分対応できた。画素数が少ない分、コンピュータ処理量が少なくて済み、全体として安価にシステムを構築できる。 Note that a USB camera is connected to a USB (Universal Serial Bus: an interface standard that can connect various peripheral devices with a common connector) terminal of a computer. For example, the horizontal angle is 50 degrees and the number of pixels is 25−. It is a relatively inexpensive camera called a Web camera with about 450,000 pixels. However, a camera with a larger number of pixels may be used. However, according to experiments by the inventors, the tennis game of the example was able to cope with such a number of pixels. Since the number of pixels is small, the amount of computer processing is small, and the system can be constructed inexpensively as a whole.
また、スクリーン12の下方中央に1台、第2カメラとしての、USBカメラ24を設ける。他方、プレイヤ16の左右の足の足首に、互いに異なる色、たとえば黄色と青の色マーカ26Lおよび26Rが装着される。USBカメラ24で2つの色マーカ26Lおよび26Rを撮影することによって、後述のように、フォアハンドまたはバックハンドのときの姿勢(返球方向)を判定する。
Further, one
なお、図1のVRテニスゲームシステム10にはステレオスピーカ28Rおよび28Lが設けられていて、このスピーカ28Rおよび28Lによって打球音や観衆の声援あるいはその他適宜のBGM等が発音される。
The VR
図1実施例のVRテニスゲームシステム10でテニスゲームを実行する場合のスクリーン12上のゲーム画面の表示例が図2に示される。すなわち、コンピュータ42(図3)によって、仮想空間内にテニスコート図形30やネット図形32、さらには観衆図形34が固定的に表示される。コンピュータ42はさらに、コート手前側にプレイヤ16によって実空間内で振られたラケット18を表すラケット図形36を表示し、相手方コート内にコンピュータ42によって移動制御されるバーチャルプレイヤまたはコンピュータプレイヤの図形(バーチャルプレイヤ図形)38を表示し、さらにはラケット図形36とバーチャルプレイヤ図形38との間を飛翔するようにテニスボール図形40を移動表示する。
FIG. 2 shows a display example of the game screen on the
図1実施例のVRテニスゲームシステム10のブロック図が図3に示される。VRテニスゲームシステム10はコンピュータ42を含み、このコンピュータ42は、USBカメラ22Lおよび22Rならびに24からのカメラ信号を受ける。そして、グラフィックボード44から映像信号をプロジェクタ14に与え、サウンドボード46からスピーカ28Rおよび28Lに音声信号を与える。
A block diagram of the VR
コンピュータ42の内部メモリ48には後述のフロー図で示すプログラムが記憶されているとともに、この内部メモリ48はワーキングメモリやレジスタなどとしても利用される。特に、内部メモリ48には、画像処理においてコンピュータ42が抽出処理または獲得処理すべき色(マーカの色)を示す色相値(実施例では、黄および青)を予め設定しておくための色相レジスタ(図示せず)が形成される。
The
コンピュータ42にはメモリインタフェース50を介して外部メモリ52が結合される。この外部メモリ52は、たとえばハードディスクまたはCD−RW、DVD−RWなどのディスクあるいは半導体メモリなど任意の記録媒体または記憶媒体であり、ここではそれらを便宜上「メモリ」と呼ぶことにする。外部メモリ52には、リハビリテーションに必要な、訓練者(プレイヤ)やそれらの症状などを含むマスタデータなどが記憶または記録されている。
An
図1実施例のVRテニスゲームシステム10でテニスゲームをプレイする場合には、図4の最初のステップS1でVRテニスゲームの開始が指示されたかどうか判断する。具体的には、電源(図示せず)をオンするなどのゲーム開始操作が行なわれたかどうか判断する。
When playing the tennis game with the VR
ただし、ゲーム開始においては、図示していないが、たとえば色相レジスタを設定したり、あるいは各種フラグをリセットする等の初期設定を行なうものとする。 However, at the start of the game, although not shown, for example, initial settings such as setting a hue register or resetting various flags are performed.
続くステップS3では、コンピュータ42(図3)は、相手プレイヤすなわちバーチャルプレイヤ(コンピュータプレイヤ)の返球動作を実行する。具体的には、ステップS5において、図2に示すゲーム画面中のボール図形40の軌道を計算するとともに、その軌道上をボール図形40が動くように、ボール図形40を描画する。 In the subsequent step S3, the computer 42 (FIG. 3) executes a return ball action of the opponent player, that is, the virtual player (computer player). Specifically, in step S5, the trajectory of the ball graphic 40 in the game screen shown in FIG. 2 is calculated, and the ball graphic 40 is drawn so that the ball graphic 40 moves on the trajectory.
続くステップS7において、コンピュータ42は、プレイヤ16(図1)が打球可能な位置にボールが存在しているかどうか判断する。詳しく言うと、プレイヤ16によってボール図形40(図2)を打球可能な位置ないし領域を予め設定しておき、その位置または領域にボール図形が到達したとき、このステップS7で“YES”が判断される。
In subsequent step S7, the
ステップS7で“YES”が判断されると、コンピュータ42は、次のステップS9において、ラケット18のスイングを判定する。このステップS9は、具体的には、図5のサブルーチンとして実行される。
If "YES" is determined in the step S7, the
図5の最初のステップS21では、コンピュータ42は、2つのUSBカメラ22Lおよび22Rからの画像信号(第1カメラ信号)を取り込む。ただし、スイング判定においては、ラケット18に設けた光マーカ20(図1)が検出できればよいだけであるので、USBカメラ22Lおよび22Rの露光時間は極端に短く設定するとともに、USBカメラ22Lおよび22Rからはモノクロの画像信号を入力するようにしておく。つまり、USBカメラ22Lおよび22Rからは輝度信号だけが入力される。
In the first step S21 in FIG. 5, the
コンピュータ42は、次のステップS23において、USBカメラ22Lおよび22Rからの輝度信号を2値化し、光マーカ20と思われる明るさの領域を検出できるようにする。
In the next step S23, the
続くステップS25では、コンピュータ42は膨張処理(分割された領域や穴のあいた領域を埋めて一連の領域とする処理)を実行する。
In the subsequent step S25, the
そして、ステップS27において、コンピュータ42は面積フィルタ処理を行なう。つまり、このステップS27では、コンピュータ42は、ステップS23によって2値化されかつステップS25で膨張処理した後の、高輝度領域を検出し、それの面積の小さい領域をノイズと判定して除去し、所定の閾値以上の面積を持つ領域を検出する。そして、その閾値以上の面積の領域のうち最大面積の領域を光マーカ20と判定する。
In step S27, the
ステップS27で光マーカ20の位置を検出した後、ステップS29で、重心座標を計測する。すなわち、コンピュータ42は、画像上での重心座標を計測するとともに、画像の中心を原点として設定する。ただし、「重心」とは、画素値を密度とみなすときの質量分布の中心をいうものとする。
After detecting the position of the
ステップS29で重心座標を計測した後、ステップS31で、コンピュータ42は、前回(前フレーム)の重心位置と、今回(現フレーム)の重心位置とに基づいて、重心の移動量を計算する。次いで、ステップS33において、コンピュータ42は、この移動量が所定の閾値以上かどうかを判断する。
After measuring the center-of-gravity coordinates in step S29, in step S31, the
ステップS33で“NO”が判断されると、つまり、前フレームの重心位置からの移動量が所定値より小さいときには、コンピュータ42は、プレイヤ16がラケット18をスイングしていないと判断し、ステップS35において、スイングフラグSFをリセットする(SF=0)。ただし、このスイングフラグSFは、図示してはいないが、後述のフォアハンドフラグFHF、バックハンドフラグBHF、およびサーブフラグSVFと同様、図3に示す内部メモリ48に設けられる。
If “NO” is determined in the step S33, that is, if the amount of movement from the center of gravity position of the previous frame is smaller than the predetermined value, the
ステップS33で“YES”が判断されると、つまり、前フレームの重心位置からの移動量が所定値以上のときには、コンピュータ42は、ステップS37において、プレイヤ16がラケット18をスイングしたと判断し、スイングフラグSFをセットする(SF=1)。
If “YES” is determined in step S33, that is, if the amount of movement from the center of gravity position of the previous frame is equal to or greater than a predetermined value, the
このように、カメラ22Lおよび22Rでラケット18の光マーカ20を撮影し、そのカメラ信号を処理するだけで、プレイヤ16が実際にラケット18を振ったかどうか検出することができる。したがって、従来技術で用いていたセンサが不要となり、それに伴って複雑な信号処理をする必要がない。したがって、簡単な構成でかつ簡単な処理で、プレイヤ16がラケット18をスイングしたかどうか検出することができる。
In this way, it is possible to detect whether or not the
ただし、実施例では検出精度を上げるために、つまり、検出ミスを可及的回避するために、2台のUSBカメラ22Lおよび22Rを用いた。しかしながら、ラケットスイング検出のためには、1台のUSBカメラだけが用いられてもよい。
However, in the embodiment, two
そして、次のステップS39において、コンピュータ42は、光マーカ20(図3)が右から左(図1のスクリーン12に向かって)へ移動したのかどうか判断する。つまり、ステップS31で、現フレームでの、前フレームからの光マーカ20の重心移動量を計算するが、この計算過程において、重心がスクリーン12の左右方向において、向かって右から左へ移動したのか、向かって左から右へ移動したのかを併せて判別できる。そして、光マーカ20が右から左に移動したということは、ラケット18が右から左へ移動したことを意味し、この場合には、プレイヤ16がラケット18を右手で振っているのであれば、フォアハンドスイングと判定できる。したがって、ステップS39で“YES”が判断されたとき、コンピュータ42は、続くステップS41で、フォアハンドフラグFHFをセット(FHF=1)する。
In the next step S39, the
ステップS39で“NO”のとき、次のステップS43で、コンピュータ42は、光マーカ20(図3)が、スクリーン12に向かって左から右へ移動したのかどうか判断する。このステップS43もステップS39と同様に、ステップS31の計算結果から判断できる。たとえば、光マーカ20が左から右に移動したということは、ラケット18が左から右へ移動したことを意味し、この場合には、右手でラケットを振っているのであれば、バックハンドスイングと判定できる。したがって、ステップS43で“YES”が判断されたとき、コンピュータ42は、続くステップS45で、バックハンドフラグBHFをセット(BHF=1)する。
If “NO” in the step S39, the
ステップS43で“NO”が判断されたとき、コンピュータ42は、次のステップS47で、光マーカ20が、スクリーン12の上から下へ移動したのかどうか判断する。前述のように、ステップS31で、前フレームからの光マーカ20の重心移動量を計算するが、この計算過程において、重心がスクリーン12の上下方向において、上から下へ移動したのかどうかも併せて判別できる。そして、光マーカ20が上から下に移動したということは、右手で振っていても左手で振っていても、ラケット18が上から下へ振り下ろされたことを意味し、この場合には、サーブスイングと判定できる。したがって、ステップS47で“YES”が判断されたとき、コンピュータ42は、続くステップS49で、サーブフラグSVFをセット(SVF=1)する。
When “NO” is determined in the step S43, the
なお、右利きか左利きかを特に区別する必要はない。つまり、右手でラケットを振ったときのフォアハンドが左手でラケットを振ったときのバックハンドとなり、右手でラケットを振ったときのバックハンドが左手でラケットを振ったときのフォアハンドとなり、前者のときにはフォアハンドフラグFHFがセットされ、後者のときにはバックハンドフラグBHFがセットされるだけで、後の処理を変更する必要はない。 There is no need to distinguish between right-handed and left-handed. That is, the forehand when the racket is shaken with the right hand becomes the backhand when the racket is shaken with the left hand, the backhand when the racket is shaken with the right hand becomes the forehand when the racket is shaken with the left hand, and the forehand in the former case The flag FHF is set. In the latter case, the backhand flag BHF is only set, and there is no need to change the subsequent processing.
このようにしてスイングの判定が行なわれた後、プロセスは、図4のステップS11にリターンする。ステップS11では、コンピュータ42は、フラグSFとフラグFHF、BHFまたはSVFとが「1」にセットされているかどうか、つまりプレイヤがラケットをスイングしたかどうか判断する。ステップS11で“NO”なら、コンピュータ42は、空振りと判定し、相手すなわちコンピュータプレイヤに得点を計上し、ステップS3に戻る。
After the swing determination is made in this way, the process returns to step S11 in FIG. In step S11, the
ステップS11で“YES”なら、コンピュータ42は、続くステップS15において、プレイヤ16(図1)の体の向きを検出する。このステップS15は、詳細には、図6に示される。
If “YES” in the step S11, the
図6の最初のステップS51では、コンピュータ42は、内部メモリ48(図3)のフラグ領域を参照して、フォアハンドフラグFHFが「1」かどうか判断する。“YES”なら、次のステップS53で、コンピュータ42は、左足色マーカ26L(図示せず)を検出する。つまり、プレイヤの右手によるラケットのスイングの方向をフォアハンドであると判定したとき、前に位置する足は左足になる、つまり、スクリーン12に近いほうの足は左足になるため、ステップS53で左足色マーカ26L(図1)を検出する。
In the first step S51 of FIG. 6, the
たとえばフォアハンドの場合、前足、すなわち左足が、スクリーン12に向かって右側にある状態を想定すると、その状態では、プレイヤ16の体の正面は右方向に向いていると考えられる。逆に、フォアハンドで左足が左側にある状態では、プレイヤ16の体の正面は左方向に向いていると考えられる。左足が真中(中央)にある状態では、プレイヤ16の体はスクリーン12に正対していると考えられる。
For example, in the case of a forehand, assuming that the front foot, that is, the left foot is on the right side of the
フォアハンドで、プレイヤ16の体の正面が右方向に向いているときには、実際のテニスゲームの場合、その右向きの体勢でラケット18がボールに当ったと考えられ、その状態では、単純には、ボールは相手コートの右側へ打ち返されると考えてよい。
In the forehand, when the front of the body of the
これに対して、フォアハンドで、プレイヤ16の体の正面が左方向に向いているときには、実際のテニスゲームの場合、左向きの体勢でラケット18がボールに当ったと考えられ、その状態では、ボールは相手コートの左側へ打ち返されると考えてよい。
On the other hand, when the front of the
フォアハンドで、プレイヤ16の体がスクリーン12に正対しているときには、実際のテニスゲームの場合、単純には、ボールは相手コートの中央へ打ち返されると考えてよい。
When the body of the
このように、フォアハンドまたは場合の左足の位置が右か、左か、中央かによってプレイヤ16が打ち返すボールの方向を変更することが考えられる。そこで、この実施例では、フォアハンドの場合、左足の位置を検出するために、ステップS53で左足色マーカ26Lを検出する。
In this way, it is conceivable to change the direction of the ball that the
左足色マーカ26Lを検出するために、図7に示すサブルーチンが実行される。すなわち、最初のステップS61において、コンピュータ42はスクリーン12の下方に設置しているUSBカメラ24からの画像信号(第2カメラ信号)を取り込む。その画像信号にはプレイヤ16の左足色マーカ26Lの画像以外にプレイヤの背景の画像も含まれる。そこで、次のステップS63では、コンピュータ42はそのようなノイズを除去するために、左足色マーカ26Lが存在すると考えられる領域以外の領域にマスクをかけ、そのマスクした領域すなわち左足色マーカ存在領域以外の領域の画像信号は処理の対象から除外してコンピュータの負担軽減を図る。
In order to detect the left
続くステップS65では、コンピュータ42は、マスクから露出した領域すなわち左足色マーカ存在領域の画像のRGB信号から、色相レジスタ(図示せず)に設定されている色相値(0〜255のうちの適宜の値)によって示される特定の色(この実施例では左足色マーカ26Lが黄色であるため、黄色)の領域(部分)を抽出する。
In the subsequent step S65, the
そして、ステップS67において、ステップS65で獲得した特定の色領域から左マーカと思われる色の領域を検出するために、2値化処理を行なう。続くステップS69で、コンピュータ42は膨張処理を実行する。
In step S67, binarization processing is performed in order to detect a color region that seems to be a left marker from the specific color region acquired in step S65. In subsequent step S69, the
ステップS71において、コンピュータ42は面積フィルタ処理を行なう。つまり、このステップS71では、コンピュータ42は、ステップS67によって2値化されかつステップS69で膨張処理した後の、左足色マーカ26L(図1)と同じまたは類似の色相の領域のうち、面積の小さい領域をノイズと判定して除去し、所定の閾値以上の面積を持つ領域を検出する。そして、その閾値以上の面積の領域のうち最大面積の領域を左足色マーカと判定する。このステップS71の面積フィルタ処理を施した後に図6のステップS55にリターンする。
In step S71, the
図6のステップS55では、ステップS29(図5)と同様にして、面積フィルタ処理後の画像信号から重心座標を計測する。その重心座標位置が左足色マーカ26Lの位置であり、次のステップS57では、その位置(左、真中、右)の検出結果を戻して、ステップS17(図4)にリターンする。
In step S55 of FIG. 6, the barycentric coordinates are measured from the image signal after the area filtering process, as in step S29 (FIG. 5). The barycentric coordinate position is the position of the left
なお、図6のステップS51で“NO”が判断されたときには、次のステップS59で、コンピュータ42は、バックハンドフラグBHFが「1」かどうか判断する。このステップS59で“YES”のときには、次のステップS73で、ステップS53および図7で左足色マーカを検出したと同じ方法で、右足色マーカ26R(図1)を検出する。
If “NO” is determined in the step S51 of FIG. 6, the
つまり、プレイヤの右手によるラケットのスイングの方向をバックハンドであると判定したとき、前に位置する足は右足になるため、つまり、スクリーン12に近いほうの足は右足になるため、ステップS73で右足色マーカ26Rを検出する。
That is, when it is determined that the direction of the racket swing by the player's right hand is a backhand, the front foot is a right foot, that is, the foot closer to the
たとえばバックハンドの場合、前足、すなわち右足が、スクリーン12に向かって右側にある状態を想定すると、その状態では、プレイヤ16の体はスクリーン12に対して向かって右側にあると考えられる。逆に、バックハンドで右足が左側にある状態では、プレイヤ16の体はスクリーン12に向かって左側にあると考えられる。右足が真中(中央)にある状態では、プレイヤ16の体はスクリーン12に向かって中央にあると考えられる。
For example, in the case of a backhand, assuming that the front foot, that is, the right foot is on the right side toward the
バックハンドで、プレイヤ16の体が右側にあるときには、実際のテニスゲームの場合、その状態では、単純には、ボールは相手コートの右側へ打ち返されると考えてよい。
In backhand, when the
これに対して、バックハンドで、プレイヤ16の体が左側にあるときには、実際のテニスゲームの場合、ボールは相手コートの左側へ打ち返されると考えてよい。
On the other hand, when the
バックハンドで、プレイヤ16の体がスクリーン12の左右方向中央にあるときには、実際のテニスゲームの場合、単純には、ボールは相手コートの中央へ打ち返されると考えてよい。
When the body of the
このように、バックハンドの場合の右足の位置が右か、左か、中央かによってプレイヤ16が打ち返すボールの方向を変更することが考えられる。そこで、この実施例では、バックハンドの場合、右足の位置を検出するために、ステップS73で右足色マーカ26Rを検出する。
In this way, it is conceivable to change the direction of the ball that the
右足色マーカ26Rを検出するために、図7に示すサブルーチンが実行されるが、その検出方法は左色マーカ26Lのときと同様であるので、ここでは重複する説明は省略する。その後、ステップS55およびS57を実行した後、右足色マーカ26Rの位置(左、真中、右)の検出結果を戻して、ステップS17(図4)にリターンする。
In order to detect the right
図6のステップS57からリターンした図4のステップS17では、コンピュータ42は、リアルプレイヤ16の打球の結果として、ボール図形40(図2)を、ステップS57で判定した位置(右、左、中央)の方向に返球する。
In step S17 of FIG. 4 returned from step S57 of FIG. 6, the
このように、フォアハンドかバックハンドかに応じて、そのときに前になる足の位置をカメラで検出することによって、簡易的に、プレイヤ16からの返球方向を決定することができる。したがって、ラケットとボールとの当り角度や軌道計算のような複雑な計算処理が不要となる。
In this way, depending on whether it is a forehand or a backhand, by detecting the position of the front foot at that time with the camera, the return direction from the
なお、実施例の説明では、ラケット18のスイング判断やフォアハンドまたはバックハンド判定のためのカメラ22Lおよび22Rと、色マーカ26Lおよび26Rの位置検出のためのカメラ24とを別に準備した。しかしながら、1台のカメラのカメラ信号でラケットのスイングと、前足の位置とを検出または判定するようにしてもよい。ただし、この場合でも、便宜上、スイング判断やフォアハンドまたはバックハンド判定のためのカメラを第1カメラといい、前足位置検出のためのカメラを第2カメラと呼ぶことにする。
In the description of the embodiment, the
色マーカ26Lおよび26Rはカラーバンドのようなものを足首に装着するようにしたが、任意の変形が可能である。たとえば、プレイヤの靴の色を左右で違えるようにしても色マーカとして機能する。
The
さらに、上述の実施例では、ラケット18に光マーカ20を設け、それを第1カメラ22で撮影してラケット18のスイングやその方向を検出するようにした。しかしながら、この光マーカ20は、プレイヤの足と同様の色マーカに代えられてもよい。たとえば、ラケット18のガットの両面に色シートを設け、その色シートをカメラで撮影することによっても、ラケット18のスイングの判断、フォアハンドまたはバックハンドの区別は可能である。
Further, in the above-described embodiment, the
10 …VRテニスゲームシステム
12 …スクリーン
14 …プロジェクタ
16 …プレイヤ
18 …ラケット
20 …光マーカ
22L、22R、24 …USBカメラ
26L …左足色マーカ
26R …右足色マーカ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ラケットに設けられるマーカ、
前記マーカを撮影する第1カメラ、および
前記第1カメラからの第1カメラ信号を処理することによって、前記マーカの移動方向に応じてフォアハンドスイングおよびバックハンドスイングのいずれであるか判定するフォア/バック判定手段を備える、バーチャルリアリティテニスゲームシステム。 A virtual reality tennis game system in which a player advances a game by swinging a racket in real space so as to hit a ball figure displayed on a screen in a virtual reality tennis game,
A marker provided on the racket,
A first camera that captures the marker, and a fore / back that determines whether it is a forehand swing or a backhand swing according to the movement direction of the marker by processing a first camera signal from the first camera A virtual reality tennis game system comprising a judging means.
前記色マーカを撮影する第2カメラ、
前記第2カメラからの第2カメラ信号を処理することによって、前記フォアハンドスイングまたは前記バックハンドスイング時に前になる一方の足の色マーカの位置を判定する位置判定手段、および
前記位置判定手段の判定した位置に応じて前記スクリーン上での前記ボール図形の返球方向を制御する返球方向制御手段を備える、請求項3記載のバーチャルリアリティテニスゲームシステム。 A color marker of a color different from each other on both feet of the player, and a second camera for photographing the color marker;
Position determining means for processing the second camera signal from the second camera to determine the position of a color marker on one of the front legs during the forehand swing or the backhand swing; and determination by the position determining means The virtual reality tennis game system according to claim 3, further comprising a return ball direction control unit that controls a return ball direction of the ball graphic on the screen in accordance with the played position.
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