專利名稱：信息處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)用戶的輸入操作執(zhí)行信息處理的信息處理系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及捕捉用戶操作、傳送數(shù)據(jù)以及根據(jù)用戶操作在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處執(zhí)行遠(yuǎn)程操作的信息處理系統(tǒng)。
詳細(xì)地，本發(fā)明涉及在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處再現(xiàn)用戶用工具對物體施加外力的操作的信息處理系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處再現(xiàn)由用戶用工具對物體施加的外力所引起的物體的移動的信息處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
虛擬技術(shù)和遠(yuǎn)程技術(shù)被應(yīng)用于學(xué)習(xí)諸如醫(yī)學(xué)技能的專業(yè)技能并被應(yīng)用于在特殊或危險環(huán)境(例如，微觀世界、海洋和核反應(yīng)堆)中的操作。
在虛擬技術(shù)中，使用如下的方法在不容許直接接觸物體的環(huán)境中通過使用觸覺設(shè)備提供物體的三維的運(yùn)動感覺和觸覺。例如，通常通過使用具有串行鏈路的筆形觸覺設(shè)備來提供運(yùn)動感覺和觸覺。用戶握住筆形設(shè)備的端部從而提供具有三到六個軸的力矩(例如參見http:〃www.sensable.com/haptic-phantom-desktop.htm (在2008年8月4日時))。為了克服串行鏈路的剛性不足的問題，已經(jīng)提出了使用并行鏈路從而提供具有三到六個軸的力矩的觸覺"i殳備(參見例如日本專利No. 3329443 )。此外，已經(jīng)提出了使用戴在操作者手腕上的重量輕且耐磨的設(shè)備從而提供在虛擬環(huán)境中對操作者的運(yùn)動感覺的虛擬環(huán)境系統(tǒng)(參見例如日本的未經(jīng)審查的專利申請公開No.2002-304246)。
在遠(yuǎn)程技術(shù)中，通常使用允許用戶在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處操作類人機(jī)器人(仿佛他/她在該地點(diǎn)上一樣)的主/從型操作器。這樣的操作器用于遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)或遙控重型設(shè)備中。
例如，已經(jīng)提出了一種外科手術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)，該機(jī)器人系統(tǒng)包
括具有手動輸入設(shè)備的主控制器，該手動輸入設(shè)備在操作者/控制器的操作空間中可移動；包括具有外科手術(shù)的末端執(zhí)行器的從動臂的操作器；操作性地連接到末端執(zhí)行器的至少一個驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)，該至少一個驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)根據(jù)從動控制信號在外科手術(shù)操作空間中移動該末端執(zhí)行器；包括具有外科手術(shù)操作空間的可移動視場的圖像捕捉設(shè)備的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)產(chǎn)生表示該視場的位置信號；以及連接主控制器與從動臂的處理器，該處理器通過使用從來自成像系統(tǒng)的位置信號得到的變換將操作空間中的輸入設(shè)備映射到外科手術(shù)操作空間中的末端執(zhí)行器來產(chǎn)生從動控制信號(參見例如日本的未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2005-261956)。
在使用主/從操作器的遠(yuǎn)程技術(shù)中，用戶或操作者用該主/從操作器執(zhí)行對機(jī)器人的遠(yuǎn)程操作，當(dāng)用戶執(zhí)行操作從而用工具對物體施加外力時，在機(jī)器人的臂上的末端執(zhí)行器保持類似的工具從而仿效用戶的臂的運(yùn)動。然而，運(yùn)動的再現(xiàn)是非常困難的，這是因?yàn)椴坏仨氃佻F(xiàn)用戶對工具的操作而且還要再現(xiàn)物體的運(yùn)動。
例如，已經(jīng)提出了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中將多關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)附于人體從而在他/她進(jìn)行高爾夫揮桿等時實(shí)時獲得相對于參考點(diǎn)的位置關(guān)系以及頭、手、腳、臂和腿的形狀，通過使用有線或無線通信將數(shù)據(jù)發(fā)送到外面(例如遠(yuǎn)程地點(diǎn))，從而控制在外面的機(jī)器人或機(jī)器(參見例如日本的未經(jīng)審查的專利申請7>開]\0. 2008-55544)。雖然該系統(tǒng)能夠通過使用外部的機(jī)器人在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處再現(xiàn)人類的運(yùn)動(例如高爾夫揮桿)，但是在該文獻(xiàn)中沒有描述通過高爾夫揮桿可以進(jìn)行球的哪
種運(yùn)動o
已經(jīng)提出了一種高爾夫模擬游戲，在其中遙控的打高爾夫球的人在小的高爾夫球場上玩高爾夫球(參見例如日本的未經(jīng)審查的專利申
請公開(PCT申請的譯文)No. 08-509643 )。然而，雖然該游戲在虛擬環(huán)境(例如小的高爾夫球場)中再現(xiàn)打高爾夫球的人的運(yùn)動，但是
7該游戲沒有在遠(yuǎn)程高爾夫球場上再現(xiàn)高爾夫球的運(yùn)動。

發(fā)明內(nèi)容
期望提供一種優(yōu)秀的信息處理系統(tǒng)，其捕捉用戶操作并傳送數(shù)據(jù)從而在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處很好地執(zhí)行對應(yīng)于用戶操作的遠(yuǎn)程操作。
期望提供一種優(yōu)秀的信息處理系統(tǒng)，其在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處很好地再現(xiàn)用戶用工具對物體施加外力的動作。
期望提供一種優(yōu)秀的信息處理系統(tǒng)，其在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處很好地再現(xiàn)用戶用工具將外力施加到其的物體的運(yùn)動。
期望提供一種優(yōu)秀的信息處理系統(tǒng)，其很好地在遠(yuǎn)程地點(diǎn)(例如實(shí)際的高爾夫球場)處再現(xiàn)當(dāng)用戶進(jìn)行高爾夫揮桿時球的運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種信息處理系統(tǒng)，其包括輸入部分和輸出部分，該輸入部分輸入用戶在操作環(huán)境中對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動信息，該輸出部分在遠(yuǎn)離該操作環(huán)境的遠(yuǎn)程地點(diǎn)處保持另一物體并且根據(jù)從該輸入部分接收的運(yùn)動信息再現(xiàn)用戶對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動。
術(shù)語"系統(tǒng)"指的是多個設(shè)備(或者能夠執(zhí)行特定功能的功能模塊)的邏輯的組件而不管設(shè)備或功能模塊是否被布置在單個外殼中。
在該信息處理系統(tǒng)中，該輸入部分可以包括攝像機(jī)以及檢測器，該攝像機(jī)拍攝用戶對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動的圖像，該檢測器通過處理攝像機(jī)拍攝的圖像的信號檢測該物體的運(yùn)動來產(chǎn)生該物體的包
括其速度和方向的運(yùn)動信息；并且該輸出部分可以包括運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)
換器以及射出器(ejector)，該運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器將從輸入部分接收的運(yùn)動信息轉(zhuǎn)換為包括速度和方向的控制值，該射出器根據(jù)該控制值射出該另一物體。
在該信息處理系統(tǒng)中，輸出部分可以包括投影攝像機(jī)，其拍攝該遠(yuǎn)程地點(diǎn)的風(fēng)景的圖像；并且輸入部分可以包括向用戶顯示投影圖像的投影屏以及將該投影攝像機(jī)拍攝的圖像投影到該投影屏上的投影儀。在該信息處理系統(tǒng)中，該射出器可以包括以期望速度射出該另一
物體的發(fā)射器(launcher)以及可旋轉(zhuǎn)地支撐該發(fā)射器的云臺(panhead)。該發(fā)射器根據(jù)從該運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的速度控制值射出該另一物體。該云臺通過使用從該運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的方向控制值來轉(zhuǎn)動該發(fā)射器的射出方向。
在該信息處理系統(tǒng)中，該發(fā)射器可以包括引導(dǎo)該另一物體的導(dǎo)向器、在該導(dǎo)向器上阻擋該另一物體的阻擋器(stopper)以及橡膠輪胎(rubber tire)，該橡膠輪胎在該阻擋器被移開時為輸入的該另 一物體的外周提供圓周速度，該橡膠輪胎由電動機(jī)轉(zhuǎn)動。
在該信息處理系統(tǒng)中，當(dāng)由接收的該運(yùn)動信息指定的速度等于或小于該橡膠輪胎以該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下限向該另一物體提供的圓周速度時，該橡膠輪胎可以通過利用取決于在停止向該電動機(jī)供電之后所經(jīng)過的時間的該電動機(jī)的轉(zhuǎn)動余力來給該另一物體提供該指定速度。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種信息處理系統(tǒng)，其包括第一輸入部分，其輸入用戶在對手竟技游戲的用戶一側(cè)上對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動信息；物體回收(retrieving)單元，其回收用戶在用戶一側(cè)上對其執(zhí)行操作的該物體；第一輸出部分，其在該游戲的對手一側(cè)上
根據(jù)從第一輸入部分接收的運(yùn)動信息來再現(xiàn)用戶對其執(zhí)行操作的該物體的運(yùn)動；第二輸入部分，其輸入對手在該游戲的對手一側(cè)上對其執(zhí)行操作的另一物體的運(yùn)動信息；以及第二輸出部分，其在該游戲的用戶一側(cè)上并且通過使用該物體回收單元回收的物體，；f艮據(jù)從第二輸入部分接收的運(yùn)動信息來再現(xiàn)對手對其執(zhí)行操作的該另一物體的運(yùn)動。
在該信息處理系統(tǒng)中，第 一輸入部分可以包括第 一攝像機(jī)以及第一檢測器，該第 一攝像機(jī)拍攝用戶對其執(zhí)行操作的該物體的運(yùn)動的圖像，該第一檢測器通過處理第一攝像機(jī)拍攝的圖像的信號檢測該物體的運(yùn)動來產(chǎn)生該物體的包括其速度和方向的運(yùn)動信息；第一輸出部分可以包括第一運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器以及第一射出器，該第一運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器將從第一輸入部分接收的運(yùn)動信息轉(zhuǎn)換為包括速度和方向的控制值，該第一射出器根據(jù)該控制值射出該另一物體；第二輸入部 分可以包括第二攝像機(jī)以及第二檢測器，該第二攝像機(jī)拍攝對手對其 執(zhí)行操作的該另 一物體的運(yùn)動的圖像，該第二檢測器通過處理第二攝 像機(jī)拍攝的圖像的信號檢測該另一物體的運(yùn)動來產(chǎn)生該另一物體的 包括其速度和方向的運(yùn)動信息；以及其中第二輸出部分可以包括第二 運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器以及第二射出器，該第二運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器將從 第二輸入部分接收的運(yùn)動信息轉(zhuǎn)換為包括速度和方向的控制值，該第
二射出器根據(jù)該控制值射出該物體。
在該信息處理系統(tǒng)中，第二輸入部分還可以包括投影攝像機(jī)，其 拍攝對手一側(cè)的圖像；并且第二輸出部分還可以包括向該用戶顯示投 影圖像的投影屏以及將該投影攝像機(jī)拍攝的對手 一側(cè)的圖像投影到 該投影屏上的投影儀。
在該信息處理系統(tǒng)中，第一射出器和第二射出器中的每一個可以 包括以期望速度射出相應(yīng)物體的發(fā)射器以及可旋轉(zhuǎn)地支撐該發(fā)射器 的云臺。該發(fā)射器根據(jù)從相應(yīng)運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的速度控制值射 出相應(yīng)物體。該云臺通過使用從相應(yīng)運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的方向控 制值來轉(zhuǎn)動該發(fā)射器的射出方向。
在該信息處理系統(tǒng)中，該發(fā)射器可以包括引導(dǎo)該物體的導(dǎo)向器、 在該導(dǎo)向器上阻擋該物體的阻擋器以及橡膠輪胎，該橡膠輪胎在該阻 擋器被移開時為輸入的該物體的外周提供圓周速度，該橡膠輪胎由電 動機(jī)轉(zhuǎn)動。
在該信息處理系統(tǒng)中，當(dāng)由接收的該運(yùn)動信息指定的速度等于或 小于該橡膠輪胎以該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下限向該物體提供的圓周速度時， 該橡膠輪胎可以通過利用取決于在停止向該電動機(jī)供電之后所經(jīng)過 的時間的該電動機(jī)的轉(zhuǎn)動余力來給該物體提供該指定速度。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種優(yōu)秀的信息處理系統(tǒng)，其很好地 在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處再現(xiàn)用戶用工具對物體施加外力的動作。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種優(yōu)秀的信息處理系統(tǒng)，其很好地 在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處再現(xiàn)用戶用工具對其施加外力的物體的運(yùn)動。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種優(yōu)秀的信息處理系統(tǒng)，其很好地 在遠(yuǎn)程地點(diǎn)(例如實(shí)際的高爾夫球場)處再現(xiàn)當(dāng)用戶進(jìn)行高爾夫揮桿 時球的運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可以在遠(yuǎn)離操作環(huán)境的遠(yuǎn)程地點(diǎn)(例如實(shí)際 的高爾夫球場)處準(zhǔn)確地再現(xiàn)在用戶進(jìn)行高爾夫揮桿時用戶在操作環(huán) 境中(例如在房間中)對其執(zhí)行操作的物體(例如高爾夫球)的運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在輸入部分中產(chǎn)生物體的運(yùn)動信息，該運(yùn)動 信息包括通過處理圖象信號獲得的速度和方向。在輸出部分中，根據(jù) 由接收的運(yùn)動信息轉(zhuǎn)變成的速度和方向來射出物體。因此，可以在遠(yuǎn) 程地點(diǎn)處準(zhǔn)確地再現(xiàn)用戶對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在操作環(huán)境中的用戶對物體執(zhí)行操作而同 時觀看顯示在投影屏上的遠(yuǎn)程地點(diǎn)的圖像并且想象仿佛他/她在遠(yuǎn)程 地點(diǎn)處一樣。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，布置在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的射出器包括云臺和能 夠以期望速度射出物體的發(fā)射器。通過根據(jù)從運(yùn)動信息處獲得的速度 和方向命令值移動云臺和發(fā)射器，可以在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處準(zhǔn)確地再現(xiàn)用戶
在操作環(huán)境中對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將由電動機(jī)轉(zhuǎn)動的橡膠輪胎的圓周速度提 供給輸入的物體的外周，由此可以將由運(yùn)動信息指定的速度提供給物 體。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，即使當(dāng)由接收的運(yùn)動信息指定的速度等于 或小于該橡膠輪胎以該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下限提供的圓周速度時，該橡膠 輪胎通過利用取決于在停止給該電動機(jī)供應(yīng)驅(qū)動功率之后所經(jīng)過的 時間的該電動機(jī)的轉(zhuǎn)動余力來給該物體提供由接收的運(yùn)動信息指定 的速度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以與在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的對手一側(cè)上的對手
一起玩玩家與對手對抗的游戲，例如桌上曲棍球(air hockey)。 下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例的更多特征和優(yōu)點(diǎn)。
ii


圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、捕捉用戶操作并傳送數(shù)據(jù)從而在遠(yuǎn)
程地點(diǎn)處執(zhí)行對應(yīng)于用戶操作的遠(yuǎn)程操作的信息處理系統(tǒng)的示意圖； 圖2示出了布置在房間中的操作環(huán)境的實(shí)例； 圖3示出了諸如實(shí)際的高爾夫球場的遠(yuǎn)程地點(diǎn)的實(shí)例； 圖4A是球射出器的側(cè)視圖； 圖4B是球射出器的前視圖5是布置在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器和球射出器的功 能框圖6示出了將高爾夫球發(fā)射到外面的發(fā)射器的主要內(nèi)部部件的結(jié)
構(gòu)；
圖7是示出在已經(jīng)被發(fā)射的高爾夫球的速度與在停止電動機(jī)轉(zhuǎn)動 的時刻和阻擋器釋放高爾夫球的時刻之間的時間間隔之間的關(guān)系的 曲線圖8是示出球運(yùn)動檢測器提取高爾夫球的速度和方向的過程的流
程圖9A示出了在某一時刻攝像機(jī)拍攝的地面(人造草皮)的背景 圖像的實(shí)例；
圖9B示出了在當(dāng)前時刻攝像機(jī)拍攝的地面(人造草皮)的背景 圖像的實(shí)例；
圖10示出了連續(xù)的三幀圖像，用該圖像確定球尺寸的物體存在； 圖ll是示出運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器根據(jù)運(yùn)動信息控制球射出器的過 程的流程圖12是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、被應(yīng)用于桌上曲棍球的信息處 理系統(tǒng)的示意圖13示出了橡膠圓盤(puck)射出器的主要部件的結(jié)構(gòu)；
圖14是橡膠圓盤射出器的主要部件的框圖15是示出用于提取被俘獲到玩家一側(cè)的橡膠圓盤阻擋器中的 橡膠圓盤的位置、速度和方向的圖像信號處理過程的流程圖；以及圖16是示出用于根據(jù)從對手一側(cè)接收的運(yùn)動信息來控制橡膠圓 盤射出器操作的過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、捕捉用戶操作并傳送數(shù)據(jù)從而在遠(yuǎn) 程地點(diǎn)處執(zhí)行對應(yīng)于用戶操作的遠(yuǎn)程操作的信息處理系統(tǒng)的示意圖。 該信息處理系統(tǒng)在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處再現(xiàn)由用戶用工具對物體施加的外力 所引起的物體的運(yùn)動。具體地說，該信息處理系統(tǒng)在遠(yuǎn)程地點(diǎn)(例如 實(shí)際的高爾夫球場)處再現(xiàn)當(dāng)用戶進(jìn)行了例如輕打(putt)的高爾夫 揮桿時的高爾夫球的運(yùn)動。
圖l所示的信息處理系統(tǒng)l包括輸入用戶操作的輸入部分、發(fā)送關(guān) 于用戶操作的數(shù)據(jù)的發(fā)送器以及根據(jù)通過發(fā)送器獲得的關(guān)于用戶操 作的數(shù)據(jù)來執(zhí)行遠(yuǎn)程操作的輸出部分。輸入部分對應(yīng)于在其中用戶用 高爾夫球桿打高爾夫球的本地操作環(huán)境IO。輸出部分對應(yīng)于遠(yuǎn)程地點(diǎn) 20，其中根據(jù)用戶的擊打操作來將高爾夫球射出到實(shí)際的高爾夫球場 上。通常將操作環(huán)境10布置在房間中。
將關(guān)于用戶操作的數(shù)據(jù)從操作環(huán)境10發(fā)送到遠(yuǎn)程地點(diǎn)20的發(fā)送 器對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)30。網(wǎng)絡(luò)30包括有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)或者有線與無線網(wǎng) 絡(luò)的組合。網(wǎng)絡(luò)的大小取決于操作環(huán)境10與遠(yuǎn)程地點(diǎn)20之間的距離。 例如，可以使用現(xiàn)有的廣域傳輸介質(zhì)(例如因特網(wǎng)或者公用電話網(wǎng)) 作為網(wǎng)絡(luò)30。
圖2示出了布置在房間中的操作環(huán)境10的實(shí)例。操作環(huán)境10包括 鋪設(shè)在地面上的人造草皮ll，在其上用戶擊打或者輕打高爾夫球；球 阻擋器12，其回收在被用戶在人造草皮ll上擊打之后基本上向前運(yùn)動 的高爾夫球；投影儀16和投影屏13，用于向用戶顯示遠(yuǎn)程地點(diǎn)(例如 高爾夫球場)的風(fēng)景；攝像機(jī)14,其從上方拍攝用戶所擊打的高爾夫 球的圖像并且可以自天花板懸掛下來；以及球運(yùn)動檢測器15，其分析 由攝像機(jī)14拍攝的運(yùn)動圖像從而獲得高爾夫球的運(yùn)動信息。投影到投影屏13上的圖像是實(shí)際的高爾夫球場的風(fēng)景的圖像。該 圖像優(yōu)選為由拍攝遠(yuǎn)程地點(diǎn)20圖像的攝像機(jī)(如下所述)提供的風(fēng)景 的實(shí)時圖像。
球運(yùn)動檢測器15通過使用攝像機(jī)14拍攝的運(yùn)動圖像來獲得運(yùn)動 信息(包括在用高爾夫球桿擊打之后滾動的高爾夫球的速度和方向 (運(yùn)動方向))，并且將該運(yùn)動信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程地點(diǎn)20。球 運(yùn)動檢測器15包括網(wǎng)絡(luò)通信接口 。以下描述由球運(yùn)動檢測器15執(zhí)行的 數(shù)據(jù)處理。
圖3示出了諸如實(shí)際高爾夫球場的遠(yuǎn)程地點(diǎn)20的實(shí)例。遠(yuǎn)程地點(diǎn) 20包括球射出器21，其例如被布置在草地上并且射出高爾夫球；運(yùn) 動-控制值轉(zhuǎn)換器22，其將已經(jīng)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)30從球運(yùn)動檢測器15接收的運(yùn) 動信息轉(zhuǎn)換為用于球射出器21的控制值；以及攝像機(jī)23，其拍攝如果 用戶處于高爾夫球場上會看到的高爾夫球場風(fēng)景的圖像。運(yùn)動-控制值 轉(zhuǎn)換器22包括網(wǎng)絡(luò)通信接口 。
將攝像機(jī)23拍攝的圖像用作用于在操作環(huán)境10中將圖像投影到 投影屏13上的圖像數(shù)據(jù)。圖像經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)30被提供到操作環(huán)境10并且用 投影儀16投影到投影屏13上。用戶可以享受在操作環(huán)境10中玩高爾夫 球而同時在投影屏13上看到圖像，并且想象仿佛他/她處于遠(yuǎn)程地點(diǎn) (即，高爾夫球場)處的樂趣。
圖4A和4B分別示出了球射出器21的側(cè)視圖和前視圖。如圖所示， 球射出器21包括發(fā)射器。發(fā)射器包括阻擋高爾夫球(未示出)的阻擋 器21A和由電動機(jī)21B驅(qū)動從而對高爾夫球施加射出力的橡膠輪胎 21C。發(fā)射器被安裝在云臺21D上。
球射出器21根據(jù)由運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器22提供的控制值運(yùn)行。球 射出器21使用云臺21D來設(shè)置高爾夫球的發(fā)射方向并且根據(jù)高爾夫球 的速度控制橡膠輪胎21C的轉(zhuǎn)速。當(dāng)阻擋器21A釋放高爾夫球時，電 動機(jī)21B轉(zhuǎn)動橡膠輪胎21C并且向高爾夫球提供圓周速度從而發(fā)射該 高爾夫球。因此，以與用戶在操作環(huán)境10中擊打的高爾夫球的運(yùn)動基 本上相同的速度和基本上相同的方向?qū)⒏郀柗蚯蛏涑龅綄?shí)際的高爾夫球場上(例如，草地上)。
圖5是布置在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器22和球射出器21 的功能框圖。
運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器22包括接收器22A和控制器22B。在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò) 接收到高爾夫球的運(yùn)動信息后，控制器22B分析該運(yùn)動信息。然后， 在預(yù)定定時控制器22B將方向命令值發(fā)到云臺21D、將轉(zhuǎn)速命令值發(fā)到 電動機(jī)21B并且將高爾夫球釋放命令發(fā)到阻擋器21 A。
圖6示出了將高爾夫球發(fā)射到外面的發(fā)射器的主要內(nèi)部部件的結(jié) 構(gòu)。在該圖所示的實(shí)例中，高爾夫球沿具有圓筒形狀的導(dǎo)向器的內(nèi)周 滾下，直到球被阻擋器21A阻擋。當(dāng)來自操作環(huán)境10的高爾夫球的運(yùn) 動信息到達(dá)時，啟動電動機(jī)21B從而轉(zhuǎn)動橡膠輪胎21C?？梢圆鹏迵?jù)高爾 夫球的速度來控制橡膠輪胎21C的轉(zhuǎn)速。此外，云臺21D(在圖6中未 示出)轉(zhuǎn)動使得圓筒形導(dǎo)向器的軸線方向變得與被包括在運(yùn)動信息中 的方向相同。當(dāng)已經(jīng)使橡膠輪胎21C的轉(zhuǎn)動恒定時，阻擋器21A釋放 高爾夫球，并且電動機(jī)21B轉(zhuǎn)動橡膠輪胎21C，從而給高爾夫球的外周 提供圓周速度并且發(fā)射該高爾夫球。因此，可以以與用戶在操作環(huán)境 IO中擊打的高爾夫球的運(yùn)動基本上相同的速度和基本上相同的方向 將高爾夫球射出到實(shí)際的高爾夫球場上(例如，草地上)。使用橡膠 輪胎21C的轉(zhuǎn)動來控制高爾夫球速度的步驟與用云臺21D控制高爾夫 球的射出方向的步驟同時執(zhí)行。
如上所述，根據(jù)高爾夫球的速度來控制橡膠輪胎21C的轉(zhuǎn)速。然 而，問題在于難以用等于或小于電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)速下限的速度發(fā)射高 爾夫球。例如，當(dāng)用戶輕打高爾夫球時，高爾夫球的速度可能等于或 小于下限。
在這樣的情況下，通過在橡膠輪胎21C正在纟皮電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)動 余力轉(zhuǎn)動的同時控制阻擋器21A釋放高爾夫球的定時，可以用等于或 小于下限的速度發(fā)射高爾夫球。出于此目的，首先以恒速轉(zhuǎn)動電動機(jī) 21B，然后停止向電動機(jī)21B供電，并且隨后利用取決于阻擋器21A釋 放高爾夫球之前所經(jīng)過的時間的轉(zhuǎn)動余力來發(fā)射高爾夫球，使得可以
15用等于或小于下限的速度射出高爾夫球。
圖7是示出了在已經(jīng)被發(fā)射的高爾夫球的速度與在電動機(jī)21B的 轉(zhuǎn)動停止的時刻和阻擋器21 A釋放高爾夫球的時刻之間的時間間隔之 間的關(guān)系的曲線圖。如圖7所示，在高爾夫球的速度與電動機(jī)21B停止 之后所經(jīng)過的時間之間存在基本上線性的關(guān)系。因此，可以將最小二 乘逼近應(yīng)用于此關(guān)系從而通過輸入期望的發(fā)射速度來得到釋放阻擋 器21A的適當(dāng)?shù)亩〞r。
接下來，描述在操作環(huán)境10中由球運(yùn)動檢測器15執(zhí)行的操作。
如上所述，在操作環(huán)境10中將人造草皮11鋪設(shè)在地面上，通常將 該操作環(huán)境10布置在房間中。用戶擊打或者輕打布置在人造草皮ll上 的高爾夫球。攝像機(jī)14被布置在天花板上并且指向地面從而從上方拍 攝用戶擊打的高爾夫球的圖像。球運(yùn)動檢測器15對攝像機(jī)14拍攝的運(yùn) 動圖像應(yīng)用圖像信號處理從而提取高爾夫球的速度和方向。
圖8是示出球運(yùn)動檢測器15提取高爾夫球的速度和方向的圖像信 號處理過程的流程圖。
首先，獲得某一時刻的背景圖像(也就是說，僅僅示出了鋪設(shè)在 地面上的人造草皮ll的圖像)(步驟S1)。
接下來，計算在背景圖像(參見圖9A)和當(dāng)前時刻圖像(參見 圖9B)之間的差異信號(步驟S2)從而檢測高爾夫球的位置。
為了防止錯誤檢測高爾夫球的位置，執(zhí)行下列過程。
(2-1)因?yàn)楦郀柗蚯蛲ǔＪ前咨模詸z測差異信號在亮度 方面等于或大于閾值的范圍。(2-2)將該區(qū)域分成彼此鄰接的區(qū)域。 (2-3 )在這樣的區(qū)域之中，提取那些具有可以由接近于正方形的矩形 圍繞的外周并且具有接近于高爾夫球尺寸的面積的區(qū)域作為高爾夫 球的圖像。
當(dāng)確定高爾夫球尺寸的物體存在于圖像中(在步驟S3中為"是") 時，開始用于通過使用所拍攝圖像的連續(xù)的三幀檢測高爾夫球的運(yùn)動 的過程(參見圖IO)。
在檢測過程中，首先檢測在幀中球的重心(步驟S4)。將重心確定為通過填充如下的區(qū)域得到的矩形的中心，在該區(qū)域中背景圖像與 當(dāng)前的連續(xù)幀圖像之間的差異是連續(xù)的。
如果無法得到包括高爾夫球尺寸的物體的圖像的三個或更多連
續(xù)幀(在步驟S5中為"否")，則重心是不可檢測的。在該情況下， 從步驟S2開始重新嘗試檢測高爾夫球。
另 一方面，如果可得到包括高爾夫球尺寸的物體的圖像的三個或 更多連續(xù)幀(在步驟S5中為"是")，則使用隨后的幀來計算高爾夫球 重心的位移(速度)和方向(步驟S6)。
如果在時刻t-2與時刻t-l之間的高爾夫球重心的位移和方向與在 時刻t-l與時刻t之間的高爾夫球重心的位移和方向基本上相同，則確 定為已經(jīng)成功地檢測到在被擊打或輕打之后運(yùn)動的高爾夫球(在步驟 S7中為"是，，)。換句話說，只有當(dāng)通過使用這三個連續(xù)的幀檢測的 高爾夫球正經(jīng)歷均勻的線性運(yùn)動時才做出該確定。在該情況下，球運(yùn) 動檢測器15計算運(yùn)動信息(包括所檢測的高爾夫球的速度和方向)， 并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)30將該運(yùn)動信息發(fā)送到遠(yuǎn)程地點(diǎn)20處的運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn) 換器22 (步驟S8)。
通過使用高爾夫球直徑與像素尺寸的比值將高爾夫球每幀移動 的像素數(shù)轉(zhuǎn)換成厘米來計算高爾夫球的速度。也就是說，從高爾夫球 尺寸中獲得的實(shí)際距離(例如每幀的位移(cm/幀))被用作單位。 因此，該單位不依賴于布置在天花板上的攝像機(jī)14的位置。
當(dāng)從三個連續(xù)幀檢測到的高爾夫球沒有正經(jīng)歷均勻的線性運(yùn)動 (在步驟S7中為"否")時，該球是不可檢測的，并且從步驟S2開始 重新嘗試檢測高爾夫球。
接下來，描述在遠(yuǎn)程地點(diǎn)20處由球射出器21執(zhí)行的操作。
如上所述，將發(fā)射器安裝在云臺21D上，該云臺21D為高爾夫球 提供射出方向。發(fā)射器包括阻擋高爾夫球的阻擋器21A和橡膠輪胎 21C。橡膠輪胎21C由電動機(jī)21B轉(zhuǎn)動從而為高爾夫球的外周提供圓周 速度并且將高爾夫球發(fā)射到外面。
圖ll是示出運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器22根據(jù)運(yùn)動信息控制球射出器21
17運(yùn)動的過程的流程圖。
在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接收到運(yùn)動信息后，運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器22分析該運(yùn) 動信息從而獲得高爾夫球要被射出的速度和方向的信息。然后，將方 向命令值發(fā)給云臺21D (步驟Sll)。
運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器22檢查對應(yīng)于高爾夫球射出速度的電動機(jī) 21B的轉(zhuǎn)速是否小于電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)速下限(步驟S12)。
同時執(zhí)行步驟S11和步驟S12。
如果對應(yīng)于高爾夫球射出速度的電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)速等于或大于 電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)速下限(在步驟S12中為"否")，則運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn) 換器22將已經(jīng)通過分析運(yùn)動信息而得到的轉(zhuǎn)速命令直接發(fā)到電動機(jī) 21B(步驟S13)，并且在已經(jīng)使轉(zhuǎn)速恒定的時候?qū)⒏郀柗蚯蜥尫琶?發(fā)到阻擋器21A (步驟S14)。結(jié)果，可以用與用戶在操作環(huán)境10中擊 打的高爾夫球的運(yùn)動基本上相同的速度和基本上相同的方向?qū)⒏郀?夫球射出到實(shí)際的高爾夫球場上(例如，草地上)。
另 一方面，當(dāng)對應(yīng)于高爾夫球發(fā)射速度的電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)速小于 電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)速下限(在步驟S12中為"是")時，運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn) 換器22將轉(zhuǎn)動命令發(fā)到電動機(jī)21B并且隨后發(fā)出轉(zhuǎn)動停止命令(步驟 S15)。然后，當(dāng)電動機(jī)21B的轉(zhuǎn)動佘力減低到對應(yīng)于高爾夫球期望速 度的速度時，運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器22將高爾夫球釋放命令發(fā)到阻擋器 21A(步驟S16)。因此，通過用取決于球落下之前所經(jīng)過的時間的電 動機(jī)的轉(zhuǎn)動余力來發(fā)射高爾夫球，能夠以與用戶在操作環(huán)境10中擊打 的高爾夫球的運(yùn)動基本上相同的速度和基本上相同的方向?qū)⒏郀柗?球發(fā)射到實(shí)際的高爾夫球場上(例如，草地上)。
在此以前，已經(jīng)描述了在例如高爾夫球場的遠(yuǎn)程地點(diǎn)20處再現(xiàn)由 用戶在操作環(huán)境10中(例如在房間中)進(jìn)行的高爾夫揮桿所引起的高 爾夫球運(yùn)動的實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于此。
例如，"桌上曲棍球"是流行的街機(jī)游戲(arcade game)，在 該游戲中玩家在桌子上用叫做"球棍，，(或"打擊器(smasher)") 的工具擊打塑料盤(橡膠圓盤)從而通過將橡膠圓盤擊入對手的球門中來得分。在桌子的表面中制作了許多微小的孔，使得橡膠圓盤浮在 從微小的孔中吹出的空氣上。當(dāng)用球棍擊打橡膠圓盤時，橡膠圓盤在 桌子上低摩擦地滑動，并且在橡膠圓盤打到桌子周邊的框時彈回。顧 名思義，桌上曲棍球是模仿曲棍球的游戲。桌子由布置在長邊中間的 中線劃分為玩家一側(cè)和對手一側(cè)。在桌子的兩個短邊中制作用作球門 的相對較大的開口。當(dāng)玩家將橡膠圓盤擊打到對手的球門中時，玩家 得分。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遠(yuǎn)程技術(shù)可以被應(yīng)用于桌上曲棍球。在玩家 與對手對抗的游戲中，玩家一側(cè)對應(yīng)于本地的操作環(huán)境而對手一側(cè)對 應(yīng)于遠(yuǎn)程地點(diǎn)。在玩家一側(cè)和對手一側(cè)上，布置了用于玩家和對手的 輸入和輸出部分，使得系統(tǒng)具有對稱結(jié)構(gòu)。
圖12是示出了本發(fā)明被應(yīng)用于桌上曲棍球的信息處理系統(tǒng)的示 意圖。因?yàn)槿缟纤鐾婕乙粋?cè)和對手一側(cè)是對稱的，所以在圖12中僅 示出了對應(yīng)于輸入部分的玩家一側(cè)40。
在如圖12所示的僅僅具有玩家一側(cè)40的一半尺寸的桌子41的上 表面中，制作了許多微小的孔(未示出)使得橡膠圓盤可以浮在從微 小的孔中吹出的空氣上。在玩家一側(cè)40上的桌子41的近端處，如普通 桌上曲棍球桌子中那樣布置開口 (未示出)，該開口用作玩家一側(cè)上 的球門。在與玩家一側(cè)40相對的桌子41的遠(yuǎn)端側(cè)上，布置了橡膠圓盤 阻擋器42。橡膠圓盤阻擋器42回收用球棍(未示出)向?qū)κ忠粋?cè)擊打 的橡膠圓盤。在該實(shí)施例中，將橡膠圓盤射出器(如下所述)布置在 橡膠圓盤阻擋器42中。
此外，在桌子41的與玩家一側(cè)40相對的遠(yuǎn)端上，布置了投影屏43。 投影儀46將由遠(yuǎn)程地點(diǎn)處布置在對手一側(cè)上的攝像機(jī)拍攝的對手一 側(cè)的圖像投影到投影屏43上。將拍攝玩家一側(cè)40的圖像的攝像機(jī)S3布 置在玩家一側(cè)上。將玩家一側(cè)的圖像的圖像信號經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)提供到對手 一側(cè)上的投影儀，使得同樣將玩家一側(cè)40的圖像投影到遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的 對手一側(cè)上的投影屏上。
從天花板懸掛下來的攝像機(jī)44從上方拍^聶玩家一側(cè)40上的桌子括用戶用球棍擊打的橡膠圓盤的 圖像的圖像，可以得到包括橡膠圓盤的速度和方向(角度)的橡膠圓 盤的運(yùn)動信息。然后，將橡膠圓盤的運(yùn)動信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到對手一 側(cè)上的橡膠圓盤射出器。
當(dāng)橡膠圓盤阻擋器42回收從玩家一側(cè)40擊打的橡膠圓盤時，將橡 膠圓盤提供給橡膠圓盤射出器。根據(jù)從對手一側(cè)提供的橡膠圓盤的運(yùn) 動信息，橡膠圓盤射出器將橡膠圓盤以與對手在對手一側(cè)上用球棍擊 打橡膠圓盤的速度和方向基本上相同的速度和基本上相同的方向射 出到玩家一側(cè)40。
圖13示出了橡膠圓盤射出器的主要部件的結(jié)構(gòu)。將橡膠圓盤的發(fā) 射器(如上所述，參見圖4)安裝在云臺上，并且將云臺安裝在X臺上 使得發(fā)射器可以在X方向上移動。發(fā)射器使得能夠控制橡膠圓盤的速 度和方向，并且X臺使得能夠設(shè)定在X方向上的發(fā)射位置。X臺將橡膠 圓盤射出器移動到對手一側(cè)上的橡膠圓盤阻擋器俘獲橡膠圓盤的位 置。然后，橡膠圓盤射出器以與對手一側(cè)上的橡膠圓盤阻擋器俘獲的 橡膠圓盤的速度和方向相同的速度和相同的方向來射出橡膠圓盤。
橡膠圓盤發(fā)射器具有與圖6所示的高爾夫球發(fā)射器相類似的結(jié) 構(gòu)，因此省略了橡膠圓盤發(fā)射器的示例。也就是說，從玩家一側(cè)回收 的橡膠圓盤由阻擋器阻擋，電動機(jī)以對應(yīng)于橡膠圓盤速度的速度轉(zhuǎn)動 橡膠輪胎，當(dāng)使轉(zhuǎn)動恒定時通過釋放阻擋器來擲出橡膠圓盤，使得可 以在云臺設(shè)置的方向上并且以期望速度將橡膠圓盤射出到外面，也就 是說，射出到玩家一側(cè)。
圖14是橡膠圓盤射出器的主要部件的框圖。
橡膠圓盤射出器包括接收器、控制器、橡膠圓盤發(fā)射器、可旋轉(zhuǎn) 地支撐橡膠圓盤發(fā)射器的云臺以及可移動地支撐云臺的X臺，該橡膠 圓盤發(fā)射器具有轉(zhuǎn)動橡膠輪胎的電動機(jī)和阻擋橡膠圓盤的阻擋器。
當(dāng)接收器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接收到已經(jīng)在對手一側(cè)中被俘獲到橡膠圓盤 阻擋器中的橡膠圓盤的運(yùn)動信息時，控制器分析該運(yùn)動信息并且將位 置命令值發(fā)到X臺，將方向命令值發(fā)到云臺，將轉(zhuǎn)速命令值發(fā)到電動
20機(jī)并且在指定定時將橡膠圓盤釋放命令發(fā)到阻擋器。同時執(zhí)行通過使用電動機(jī)轉(zhuǎn)動的橡膠圓盤發(fā)射速度控制、x臺的 位置控制以及用于射出橡膠圓盤的云臺的射出方向控制。如可能發(fā)生的，當(dāng)對手在對手一側(cè)上未能擊打橡膠圓盤時，橡膠 圓盤的速度可能小于可以以電動機(jī)轉(zhuǎn)速下限提供的最小速度。在這樣 的情況下，可以如上所述通過利用電動機(jī)的轉(zhuǎn)動余力來向橡膠圓盤提 供等于或小于下限的速度。也就是說，首先以某一速度轉(zhuǎn)動電動機(jī)， 然后停止到電動機(jī)的驅(qū)動功率，并且隨后通過利用取決于阻擋器釋放 橡膠圓盤且橡膠圓盤落在橡膠輪胎上之前所經(jīng)過的時間的轉(zhuǎn)動余力 來發(fā)射橡膠圓盤，使得可以用等于或小于下限速度的速度射出橡膠圓盤。接下來，描述用于檢測玩家在作為操作環(huán)境的玩家一側(cè)上用球棍擊打的橡膠圓盤的運(yùn)動的操作。圖15是示出用于提取被俘獲到玩家一 側(cè)上的橡膠圓盤阻擋器中的橡膠圓盤的位置、速度和方向的圖像信號 處理過程的流程圖。首先，獲得某一時刻的背景圖像(也就是說，僅僅示出了桌子的 圖像)(步驟S21)。接下來，計算在背景圖像和包括橡膠圓盤的當(dāng) 前圖像之間的差異信號(步驟S22)從而檢測橡膠圓盤的位置。當(dāng)確定橡膠圓盤尺寸的物體存在于圖像中(在步驟S23中為"是") 時，開始用于通過使用所拍攝圖像的連續(xù)的三幀檢測橡膠圓盤的運(yùn)動 的過程。在檢測過程中，首先檢測在幀中橡膠圓盤的重心(步驟S24)。 將重心確定為通過填充如下的區(qū)域得到的矩形的中心，在該區(qū)域中背 景圖像與當(dāng)前的連續(xù)幀圖像之間的差異是連續(xù)的。如果無法得到包括橡膠圓盤尺寸的物體的圖像的三個或更多連 續(xù)幀(在步驟S25中為"否，，)，則重心是不可檢測的。在該情況下， 從步驟S22開始重新嘗試檢測橡膠圓盤。另 一方面，如果可得到包括橡膠圓盤尺寸的物體的圖像的三個或 更多連續(xù)幀(在步驟S25中為"是")，則使用隨后的幀來計算橡膠圓盤重心的位移(速度)和方向(步驟S26)。如果在時刻t-2與時刻t-l之間的橡膠圓盤重心的位移和方向與在 時刻t-l與時刻t之間的橡膠圓盤重心的位移和方向基本上相同，則確 定已經(jīng)成功地檢測到在被用球棍擊打之后運(yùn)動的橡膠圓盤(在步驟 S27中為"是，，)。換句話說，只有當(dāng)通過使用這三個連續(xù)的幀檢測 的橡膠圓盤正經(jīng)歷均勻的線性運(yùn)動時才做出該確定。在該情況下，計 算橡膠圓盤阻擋器俘獲的橡膠圓盤的運(yùn)動信息，包括橡膠圓盤的在X 方向上的位置、速度和運(yùn)動方向。然后，將運(yùn)動信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到 遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的對手一側(cè)(步驟S28)。通過使用橡膠圓盤直徑與像素尺寸的比值將橡膠圓盤每幀移動 的像素數(shù)目轉(zhuǎn)換成厘米來計算橡膠圓盤的速度。也就是說，從橡膠圓 盤尺寸得到的實(shí)際距離(例如每幀的位移(cm/幀))被用作單位。 因此，該單位不依賴于布置在天花板上的攝像機(jī)43的位置。當(dāng)從三個連續(xù)幀檢測到的橡膠圓盤沒有正經(jīng)歷均勻的線性運(yùn)動 (在步驟S11中為"否，，)時，該橡膠圓盤是不可檢測的，并且從步 驟S22開始重新嘗試該檢測。接下來，描述用于將橡膠圓盤射出到遠(yuǎn)離玩家一側(cè)40的對手一側(cè) 的操作。此操作對應(yīng)于用于根據(jù)來自對手一側(cè)的運(yùn)動信息將已經(jīng)由玩 家一側(cè)上的橡膠圓盤阻擋器回收的橡膠圓盤發(fā)射回到玩家一側(cè)的操 作。圖16是示出用于根據(jù)從對手一側(cè)接收的運(yùn)動信息控制橡膠圓盤射 出器操作的過程的流程圖。在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接收到橡膠圓盤的運(yùn)動信息后，控制器分析該運(yùn)動信 息從而獲得以下信息，該信息包括用于將橡膠圓盤從橡膠圓盤阻擋器 的橡膠圓盤射出器射出的橡膠圓盤的X方向上的位置、速度和射出方 向。然后，控制器將方向命令值發(fā)到云臺21D (步驟S31)并且將X方 向位置命令值發(fā)到X臺(步驟S32)?？刂破鳈z查對應(yīng)于橡膠圓盤射出速度的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是否小于 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下限(步驟S33)。同時執(zhí)行步驟S31到S33。如果對應(yīng)于橡膠圓盤射出速度的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速等于或大于電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下限(在步驟S33中為"否")，則控制器將已經(jīng)通過分析 運(yùn)動信息而得到的轉(zhuǎn)速命令直接發(fā)到電動機(jī)(步驟S34)，并且在已 經(jīng)使轉(zhuǎn)速恒定的定時將橡膠圓盤釋放命令發(fā)到阻擋器(步驟S35)。 結(jié)果，可以用與對手在遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的對手一側(cè)上擊打的橡膠圓盤的運(yùn) 動基本上相同的速度和位置以及基本上相同的方向?qū)⑾鹉z圓盤射出 到玩家一側(cè)。另一方面，當(dāng)對應(yīng)于橡膠圓盤射出速度的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速小于電動 機(jī)的轉(zhuǎn)速下限(在步驟S33中為"是")時，控制器將轉(zhuǎn)動命令發(fā)到 電動機(jī)并且隨后發(fā)出轉(zhuǎn)動停止命令(步驟S36)。然后，當(dāng)電動機(jī)的 轉(zhuǎn)動余力減速到橡膠圓盤的期望射出速度時，控制器將橡膠圓盤釋放 命令發(fā)到阻擋器(步驟S37)。因此，通過用取決于橡膠圓盤落下之 前所經(jīng)過的時間的電動機(jī)的轉(zhuǎn)動余力發(fā)射橡膠圓盤，能夠以與對手在 遠(yuǎn)程地點(diǎn)處的對手一側(cè)上擊打的橡膠圓盤的運(yùn)動基本上相同的速度 和位置以及基本上相同的方向?qū)⑾鹉z圓盤射出到玩家一側(cè)。在此以前，已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，不言自明的是， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明范圍內(nèi)對實(shí)施例進(jìn)行修改或置換。在本說明書中，已經(jīng)主要描述了在實(shí)際的高爾夫球場(草地)上 準(zhǔn)確再現(xiàn)用戶在鋪設(shè)于房間中的人造草皮上輕打的高爾夫球的運(yùn)動 的實(shí)施例。然而，本發(fā)明的范圍不限于此。例如，可以在實(shí)際的高爾 夫球場上再現(xiàn)用戶在房間中用高爾夫球桿(例如長距離高爾夫球桿或 鐵頭球桿)擊出的高爾夫球的運(yùn)動。此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、發(fā)送用戶在房間中的本地環(huán)境中擊 打的物體的運(yùn)動信息從而在遠(yuǎn)程環(huán)境中再現(xiàn)該運(yùn)動的信息處理系統(tǒng) 適用于包括桌上曲棍球的各種游戲?？傊诖嗣枋龅谋景l(fā)明實(shí)施例僅僅是示例性的而不應(yīng)該被認(rèn)為 限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)從所附權(quán)利要求中理解。本申請含有與2008年8月11日提交到日本專利局的日本在先專利 申請JP 2008-206779中所公開的主題有關(guān)的主題，上述專利申請的全23部內(nèi)容通過引用被合并在此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計要求以及其它因素可能發(fā)生 各種修改、組合、子組合和改變，只要它們在所附^又利要求或其等同 物的范圍之內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1、一種信息處理系統(tǒng)，包含輸入部分，其輸入用戶在操作環(huán)境中對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動信息；以及輸出部分，其在遠(yuǎn)離該操作環(huán)境的遠(yuǎn)程地點(diǎn)處保持另一物體并且根據(jù)從該輸入部分接收的運(yùn)動信息再現(xiàn)用戶對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的信息處理系統(tǒng)， 其中該輸入部分包括攝像機(jī)，其拍攝用戶對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動的圖像，以及檢測器，其通過處理該攝像機(jī)拍攝的圖像的信號來檢測該物 體的運(yùn)動并產(chǎn)生該物體的包括其速度和方向的運(yùn)動信息，以及 其中該輸出部分包括運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器，其將從該輸入部分接收的運(yùn)動信息轉(zhuǎn) 換為包括速度和方向的控制值，以及射出器，其根據(jù)該控制值射出該另一物體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l的信息處理系統(tǒng)， 其中該輸出部分包括投影攝像機(jī)，其拍攝該遠(yuǎn)程地點(diǎn)的風(fēng)景的圖像，以及其中該輸入部分包括投影屏，其向用戶顯示投影圖像，以及投影儀，其將該投影攝像機(jī)拍攝的圖像投影到該投影屏上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2的信息處理系統(tǒng)， 其中該射出器包括發(fā)射器，其以期望速度射出該另一物體，以及云臺，其可旋轉(zhuǎn)地支撐該發(fā)射器，以及 其中該發(fā)射器根據(jù)從該運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的速度控制值射 出該另 一物體，并且該云臺通過使用從該運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的方 向控制值來轉(zhuǎn)動該發(fā)射器的射出方向。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的信息處理系統(tǒng)， 其中該發(fā)射器包括導(dǎo)向器，其引導(dǎo)該另一物體， 阻擋器，其在該導(dǎo)向器上阻擋該另一物體，以及 橡膠輪胎，其在該阻擋器被移開時為輸入的該另 一物體的外 周提供圓周速度，該橡膠輪胎由電動機(jī)轉(zhuǎn)動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的信息處理系統(tǒng)，其中，當(dāng)由接收的該運(yùn)動信息指定的速度等于或小于該橡膠輪胎 以該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下限向該另一物體提供的圓周速度時，該橡膠輪胎 通過利用與在停止向該電動4幾供電之后所經(jīng)過的時間相應(yīng)的該電動 機(jī)的轉(zhuǎn)動余力來向該另一物體提供該指定速度。
7、 一種信息處理系統(tǒng)，包含第一輸入部分，其輸入用戶在對手竟技游戲的用戶 一側(cè)上對其執(zhí) 行操作的物體的運(yùn)動信息；物體回收單元，其回收用戶在用戶一側(cè)上對其執(zhí)行操作的該物體；第一輸出部分，其在該游戲的對手一側(cè)上根據(jù)從第一輸入部分接 收的運(yùn)動信息來再現(xiàn)用戶對其執(zhí)行操作的該物體的運(yùn)動；第二輸入部分，其輸入對手在該游戲的對手一側(cè)上對其執(zhí)行操作的另一物體的運(yùn)動信息；以及第二輸出部分，其在該游戲的用戶一側(cè)上并且通過使用該物體回收單元回收的物體，根據(jù)從第二輸入部分接收的運(yùn)動信息來再現(xiàn)對手 對其執(zhí)行操作的該另一物體的運(yùn)動。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的信息處理系統(tǒng)， 其中第一輸入部分包括第 一攝像機(jī)，其拍攝用戶對其執(zhí)行操作的該物體的運(yùn)動的圖 像，以及第 一檢測器，其通過處理第 一攝像機(jī)拍攝的圖像的信號來檢 測該物體的運(yùn)動并產(chǎn)生該物體的包括其速度和方向的運(yùn)動信息， 其中第一輸出部分包括第一運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器，其將從第一輸入部分接收的運(yùn)動 信息轉(zhuǎn)換為包括速度和方向的控制值，以及第一射出器，其根據(jù)該控制值射出該另一物體， 其中第二輸入部分包括第二攝像機(jī)，其拍攝對手對其執(zhí)行操作的該另一物體的運(yùn)動 的圖〗象，以及第二檢測器，其通過處理第二攝像機(jī)拍攝的圖像的信號來檢測該另一物體的運(yùn)動并產(chǎn)生該另一物體的包括其速度和方向的運(yùn)動4言息，以及 其中第二輸出部分包括第二運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器，其將從第二輸入部分接收的運(yùn)動 信息轉(zhuǎn)換為包括速度和方向的控制值，以及 第二射出器，其根據(jù)該控制值射出該物體。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7的信息處理系統(tǒng)， 其中第二輸入部分還包括投影攝像機(jī)，其拍攝對手一側(cè)的圖像，以及 其中第二輸出部分還包括投影屏，其向該用戶顯示投影圖像，以及投影儀，其將該投影攝像機(jī)拍攝的對手一側(cè)的圖像投影到該 投影屏上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8的信息處理系統(tǒng)， 其中第一射出器和第二射出器中的每一個包括發(fā)射器，其以期望速度射出相應(yīng)物體，以及 云臺，其可旋轉(zhuǎn)地支撐該發(fā)射器，以及 其中該發(fā)射器根據(jù)從相應(yīng)運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的速度控制值 射出相應(yīng)物體，并且該云臺通過使用從相應(yīng)運(yùn)動-控制值轉(zhuǎn)換器輸出的 方向控制值來轉(zhuǎn)動該發(fā)射器的射出方向。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10的信息處理系統(tǒng)， 其中該發(fā)射器包括導(dǎo)向器，其引導(dǎo)該物體， 阻擋器，其在該導(dǎo)向器上阻擋該物體，以及 橡膠輪胎，其在該阻擋器被移開時向輸入的物體的外周提供 圓周速度，該橡膠輪胎由電動機(jī)轉(zhuǎn)動。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll的信息處理系統(tǒng)，其中，當(dāng)由接收的運(yùn)動信息指定的速度等于或小于該橡膠輪胎以 該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下限向該物體提供的圓周速度時，該橡膠輪胎通過利 用與在停止向該電動機(jī)供電之后所經(jīng)過的時間相應(yīng)的該電動^L的轉(zhuǎn) 動余力來向該物體提供指定的速度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種信息處理系統(tǒng)，其包括輸入部分和輸出部分，該輸入部分輸入用戶在操作環(huán)境中對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動信息，該輸出部分在遠(yuǎn)離該操作環(huán)境的遠(yuǎn)程地點(diǎn)處保持另一物體并且根據(jù)從該輸入部分接收的運(yùn)動信息再現(xiàn)用戶對其執(zhí)行操作的物體的運(yùn)動。
文檔編號A63F13/00GK101648075SQ20091016331
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者坂上龍平, 安岡智宏, 近藤哲二郎 申請人:索尼株式會社