(57)【要約】【課題】標的の外側にある撮像装置をそれぞれ校正し、全ての設置される撮像装置の正確な位置を取得することで、この撮像装置の位置によりダーツの位置を正確に判別可能な標的撮像装置の校正方法を提供する。【解決手段】本発明に係る標的撮像装置の校正方法は、校正待ちの撮像装置により標的に対応する目標画像を撮像する工程、参考基準に対応するように目標画像を回転、平行移動の方法により調整することで、目標画像と標的との対応関係を得て、目標画像の上方に位置する関心領域を取得する工程、及び少なくとも１つの位置決め標示体を標的の少なくとも２つの既知の実空間の座標の位置に挿設し、校正待ちの撮像装置により位置決め標示体に対応して関心領域内に位置する少なくとも２つの画像座標を取得し、最後に、少なくとも２つの既知の実空間の座標及び少なくとも２つの画像座標により、撮像装置の正確な位置を推定する工程を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの標的の外側の少なくとも２つの撮像装置をそれぞれ校正し、前記標的に複数の既知の実空間の座標を有する、標的撮像装置の校正方法であって、
前記撮像装置によって前記標的に対応する目標画像を取得する工程、
参考基準に対応するように前記目標画像を回転、平行移動により調整することで、前記目標画像と前記標的との対応関係を得て、前記目標画像の上方に位置する関心領域を取得する工程、及び
少なくとも１つの位置決め標示体を前記標的の少なくとも２つの前記既知の実空間の座標の位置に挿設し、前記撮像装置によって前記位置決め標示体に対応して前記関心領域内に位置する少なくとも２つの画像座標を取得し、少なくとも２つの前記既知の実空間の座標及び前記少なくとも２つの画像座標により、前記撮像装置の正確な位置を推定する工程を有することを特徴とする、標的撮像装置の校正方法。
【請求項２】
前記撮像装置はカメラであることを特徴とする、請求項１に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項３】
前記参考基準は、１つの参考基準線、又は少なくとも２つの参考基準点であることを特徴とする、請求項１に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項４】
前記参考基準に対応するように前記目標画像を回転、平行移動により調整する工程において、前記参考基準線が前記目標画像の上縁に対応するように前記参考基準線の水平位置及び角度を調整することで、前記目標画像と前記標的との対応関係を得て、前記関心領域を定義することを特徴とする、請求項３に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項５】
前記参考基準に対応するように前記目標画像を回転、平行移動により調整する工程において、前記目標画像の上縁が前記参考基準線に対応するように前記目標画像の水平位置及び角度を調整することで、前記目標画像と前記標的との対応関係を得て、前記関心領域を定義することを特徴とする、請求項３に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項６】
前記参考基準に対応するように前記目標画像を回転、平行移動により調整する工程において、前記目標画像の座標系を調整して、その上方で前記少なくとも２つの参考基準点を選択することで、前記目標画像と前記標的との対応関係を得て、前記関心領域を定義することを特徴とする、請求項３に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの位置決め標示体は、前記標的の少なくとも２つの前記既知の実空間の座標の位置に順に挿設されることで、前記画像座標を順に取得することを特徴とする、請求項１に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの位置決め標示体が２つ以上である場合、それらの前記位置決め標示体を、前記標的における異なる位置の前記既知の実空間の座標の位置に同時に挿設することで、対応する２つ以上の前記画像座標を同時に取得することを特徴とする、請求項１に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項９】
前記標的は弓矢の標的又はダーツの標的であることを特徴とする、請求項１に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項１０】
前記ダーツの標的はハードダーツの標的又はソフトダーツの標的であることを特徴とする、請求項９に記載の標的撮像装置の校正方法。
【請求項１１】
前記撮像装置の校正を行うために、前記位置決め標示体は予め前記標的に固定して挿設されていることを特徴とする、請求項１に記載の標的撮像装置の校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は校正方法に関し、特に標的競技ゲームの得点計算の前に、標的撮像装置の位置を校正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子式標的競技ゲームは、特殊な競技性を有し、かつ気軽に始められる。このため、常規的な試合以外にも、多くのショッピングセンター、レストラン又はバーなどの場所に、このような機器、例えばアーチェリーマシン又は電子ダーツマシン等を設置し、レクリエーション又は競技のために利用者に提供する。
【０００３】
電子ダーツマシンを例に取ると、ソフトダーツを使用する場合には、電子部品をダーツ標的の中に設置し、各種の感知原理、例えば電磁感知によりダーツの位置を感知することで、プレイヤーが投げたダーツの落下点を感知し得点を計算する。別の種類にはハードダーツがあり、正式なダーツ試合もハードダーツを使用する。ハードダーツの標的の多くは麻の繊維で作られており、繊維を圧縮成形した後に鉄枠で固定している。このような標的では、ダーツを盤面から抜くと穴が自動的に塞がり、耐用寿命が他の材料で作られたダーツボードよりはるかに上回るが、標的の中に感知可能な電子部品を設置することが出来ない。よって、従来のハードダーツは人工で得点計算をしなければならなかった。しかし現在では、徐々にカメラで標的におけるダーツの落下点の位置を撮影し、パソコンで得点計算する方法が採用されている。そのため、カメラの位置の正確度は標的の得点計算の結果の正確度に影響する。言い換えると、一般的にはダーツ標的の全体を撮るように標的の外側に複数のカメラを設置して、カメラと標的を平行にすることでダーツの落下点を取得し、得点を計算する。したがって、カメラの位置の確保が必要となり、標的と平行になるようにカメラの位置を調整することで、スコア計算に有利である。
【０００４】
しかし、電子ダーツマシンのカメラが設置された直後、又は電子ダーツマシンを搬送や移動した際に、搬送、振動等の原因でカメラの位置又は角度が変化した場合、カメラを校正する必要がある。既知のカメラの校正方法としては、カメラの設置位置と設置角度を調整し、カメラを好ましい撮影位置にする方法がある。しかし、この方法は、実際に実施する場合容易ではない。その原因としては、カメラ設備の位置及び角度の調整は、カメラ自体の製造公差に制限され、あるいはカメラの歪みによって調整が無効になる場合もある。カメラの位置に誤差があると、後続の得点計算時にダーツの位置を識別する正確度にも大きく影響する。
【０００５】
上記を鑑み、本発明は、従来技術に存在する上記欠点を解決するための標的撮像装置の校正方法を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、３Ｄ空間関係を２Ｄ平面に簡易化して処理し、既知の実空間の座標と画像座標等の情報により、設置された撮像装置の正確な位置を対応的に推定し、さらにこの撮像装置の位置を利用してダーツの位置を正確に判別し、後続のダーツ得点計算時に得点位置ずれによる誤差の発生を避けて、全体的な正確度をより高めることが可能な標的撮像装置の校正方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、１つの標的の外側の少なくとも２つの撮像装置をそれぞれ校正し、各撮像装置の校正過程は下記工程を含む。まず、撮像装置によって標的の目標画像を取得し、次に、参考基準に対応するように目標画像を回転、平行移動等の方法により調整することで、目標画像と標的との対応関係を得る。次に、目標画像の上方に位置する関心領域を取得して、少なくとも１つの位置決め標示体を利用して標的の少なくとも２つの既知の実空間の座標の位置に挿設し、撮像装置により位置決め標示体に対応して関心領域内に位置する少なくとも２つの画像座標を取得し、最後に少なくとも２つの既知の実空間の座標及び取得した少なくとも２つの画像座標により撮像装置の位置を推定する。
【０００８】
なお、本発明に使われる参考基準は、参考基準線又は少なくとも２つの参考基準点であってもよい。
【０００９】
以下、本発明の目的、技術内容、及び達成できる効果を更に理解するために、具体的な実施例と図面により本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に応用する標的システム構成を示す概略図である。
【図２】本発明の方法を用いたシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の校正方法を示すフローチャートである。
【図４（ａ）】本発明の、参考基準線を使用して回転、平行移動を順次行う校正過程における各工程を示す概略図例を示すイメージである。
【図４（ｂ）】本発明の、参考基準線を使用して回転、平行移動を順次行う校正過程における各工程を示す概略図例を示すイメージである。
【図４（ｃ）】本発明の、参考基準線を使用して回転、平行移動を順次行う校正過程における各工程を示す概略図例を示すイメージである。
【図４（ｄ）】本発明の、参考基準線を使用して回転、平行移動を順次行う校正過程における各工程を示す概略図である。
【図５】本発明の参考基準点を使用して校正を行う例を示すイメージ図である。
【図６】本発明の位置決め標示体を挿設してある例を示すイメージ図である。
【図７】本発明のカメラの正確な位置の取得原理を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、標的競技ゲームの得点計算の前に、標的撮像装置の位置を校正する方法に関する。図１に示すように、１つの標的１０の外側に少なくとも２つの撮像装置が設置され、ここで、２つのカメラ１２を例にとって本発明を説明する。なお、カメラ１２は、標的１０と平行になり、カメラ１２に対応する既知の実空間の座標を撮ることができる。また、全てのカメラ１２の撮像範囲は、標的１０全体を対応的にカバー可能である。そのうち、この標的１０は弓矢の標的又はダーツの標的であってもよく、また、ダーツの標的はハードダーツの標的又はソフトダーツの標的であってもよい。すなわち、本発明の方法は、カメラの位置校正を必要とする各種の標的に適用される。
【００１２】
図２は、本発明の方法を用いたシステムを示すブロック図である。カメラ１２は、撮影した標的に対応する目標画像を１つの画像プロセッサ１４に転送し、全ての校正演算処理を行われる。そして、画像プロセッサ１４と電気的に接続するディスプレイ１６によって、全ての画面又は校正過程を表示できる。
【００１３】
図３は本発明の校正方法の各工程を示すフローチャートである。図１、図２及び図３を同時に参照する。本発明では、標的１０の外側の２つのカメラ１２に対しそれぞれ校正を行い、また、標的１０に複数の既知の実空間の座標を有する。各カメラ１２を校正することで、各カメラ１２の位置（ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を確認する。まず、工程Ｓ１０では、校正待ちのカメラ１２によって、その撮像範囲内の標的１０に対応する目標画像を取得する。次に、工程Ｓ１２では、参考基準に対応するように回転、平行移動等の方法により目標画像を調整することで、目標画像と標的との対応関係を得る。次に、目標画像の上方に位置する１つの関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ、ＲＯＩ）を検知領域として取得する。関心領域を選定することにより、画像処理全体の速度を加速させることができる。工程Ｓ１２での詳細な過程は図４（ａ）〜図４（ｄ）に示す。カメラ１２により取得した目標画像２０は、図４（ａ）に示すように、このときの目標画像２０が少し斜めに傾いているため、参考基準を利用して校正しなければならない。ここでは、図中に示される点線のように、参考基準線２２を例にとる。次に、図４（ｂ）に示すように、目標画像２０を回転させ、目標画像２０の上縁を参考基準線２２と平行にする。次に、図４（ｃ）に示すように、目標画像２０を下方に平行移動し、目標画像２０の上縁を参考基準線２２と重ねる。最後に、図４（ｄ）に示すように、参考基準線２２に基づいて上方に向かって、予め設定された高さと幅を有する関心領域２４を選定する。
【００１４】
そのうち、上記図４（ａ）〜図４（ｄ）に示される回転、平行移動の校正過程は、主に参考基準線２２を動かさずに固定したままで目標画像２０の水平位置及び角度を調整するものである。これにより目標画像と標的との対応関係を得て、関心領域２４をさらに取り出す。また、本発明では、参考基準線２２を回転、平行移動により目標画像２０の上縁と重ねるように、目標画像２０を動かさずに固定したままで、参考基準線２２の水平位置及び角度を調整してもよい。こうすることでも同じ目的を達成可能である。もちろん、本発明の参考基準としては、上記参考基準線以外にも、少なくとも２つの参考基準点であってもよい。図５に示すように、目標画像２０の両側の上方の同じ高さの位置に少なくとも２つの参考基準点２６を対応的に選択し、目標画像２０の座標系を調整するとともに、少なくとも２つの参考基準点２６を利用して関心領域２４を定義する。
【００１５】
図１〜３に戻り、工程Ｓ１４では、少なくとも１つの位置決め標示体を準備し、ここで、２つの位置決め針状物２８を位置決め標示体とする。この２つの位置決め針状物２８を標的１０の少なくとも２つの既知の実空間の座標の位置に挿設する。そして、カメラ１２によって位置決め針状物２８に対応して関心領域２４内に位置する少なくとも２つの位置決め針状物画像３０を取得する。同時に図６に示すように、この２つの位置決め針状物画像３０によって、少なくとも２つの画像座標を対応的に取得する。最後に、工程Ｓ１６では、図７に示すように、上記取得した少なくとも２つの既知の実空間の座標Ａ１、Ａ２と少なくとも２つの画像座標Ｂ１、Ｂ２を利用して、既存技術でカメラ１２の正確な位置、すなわち図中に示されるＣ点の位置を推定することができる。
【００１６】
なお、前記で述べたとおり、ユーザーは複数の位置決め標示体を直接使用して同時に標的に挿設することで、位置決め標示体に対応して位置決め標示体と同じ数の画像座標を同時に取得する。また、本発明では、１つの位置決め標示体を使用して標的の少なくとも２つの既知の実空間の座標の位置に順次挿設することで、位置決め標示体に対応する画像座標を１つずつ取得することもできる。それによって、カメラの位置計算に必要な情報として十分な量の画像座標を得ることができる。また、本発明に使用される位置決め標示体は、校正時に標的上に同時に順次挿設される他に、予め特定位置に設置されてもよい。すなわち、この位置決め標示体は、標的撮像装置の校正道具として標的に固定して挿設される。その他の校正過程は上述した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。もちろん、位置決め標示体は、位置決め針状物をそのまま使用する他に、画像から認識が可能であれば、他の特殊の標示体を採用してもよい。
【００１７】
撮像装置を標的と平行にしてダーツ又は矢の落下点でスコアを計算することにおいて、１つの重要な工程としては、撮像装置を標的と平行に調整する工程が必要である。本発明の校正方法によれば、この目的を確実に達成できる。本発明は、３Ｄ空間関係を２Ｄ平面に簡易化して処理し、既知の実空間の座標と取得された画像座標等の情報により、設置された撮像装置の正確な位置を対応的に推定する。そして、この撮像装置の正確な位置を利用してダーツの位置を正確に判別し、後続のダーツ得点計算時に得点位置ずれによる誤差の発生を避けて、スコア計算の全体的な正確度をより高める。
【００１８】
上記実施例は、あくまで本発明の技術的な思想及び特徴を説明し、当業者が本発明の内容を理解して実施することができるためのものであり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではい。本発明に基づく均等な置換及びその他の改良は、当然、本発明の請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００１９】
１０  標的
１２  カメラ
１４  画像プロセッサ
１６  ディスプレイ
２０  目標画像
２２  参考基準線
２４  関心領域
２６  参考基準点
２８  位置決め針状物
３０  位置決め針状物画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図４（ｄ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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