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JP7598355B2 - Rotational Motion Detection System - Google Patents
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Description

特許法第30条第2項適用 (1)掲載年月日 令和4年1月21日 掲載アドレス https://twitter.com/Kousaku_Kiroku/status/1484181543576760321 (2)掲載年月日 令和4年2月28日 掲載アドレス https://www.instructables.com/Projection-mapping-on-Spinning-Top/ (3)掲載年月日 令和4年3月1日 掲載アドレス https://www.youtube.com/watch?v=06biUT2UiBo (4)開催年月日 令和4年7月18日 展示会名 体験会 開催場所 稲城長沼駅隣接くらすクラスの広場 (5)開催年月日 令和4年9月3日~令和4年9月4日 展示会名 Maker Faire Tokyo 2022 開催場所 東京ビッグサイト 西展示場4ホールApplication of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act (1) Date of publication: January 21, 2022 Posting address: https://twitter.com/Kousaku_Kiroku/status/1484181543576760321 (2) Date of publication: February 28, 2022 Posting address: https://www.instructables.com/Projection-mapping-on-Spinning-Top/ (3) Date of publication: March 1, 2022 Posting address: https://www.youtube.com/watch? v = 06biUT2UiBo (4) Date held July 18, 2022 Exhibition name Experience event Venue Inagi Naganuma Station adjacent to Kurasu Class Square (5) Date held September 3, 2022 to September 4, 2022 Exhibition name Maker Faire Tokyo 2022 Venue Tokyo Big Sight West Exhibition Hall 4

本発明は、種々の回転物において、回転動作を検出することが可能な、回転動作検出システムに関する。 The present invention relates to a rotational motion detection system capable of detecting rotational motion in various rotating objects.

従来、回転物の回転数を検出する方法として、例えば特許文献1には、回転円板に複数のマークを施し、当該マークにおける光の反射をフォトセンサによって検出して、モータの回転数を検出する方法が開示されている。 As a conventional method for detecting the number of rotations of a rotating object, for example, Patent Document 1 discloses a method in which multiple marks are applied to a rotating disk, and the reflection of light from the marks is detected by a photosensor to detect the number of rotations of a motor.

実開昭63-182665号公報Japanese Utility Model Application Publication No. 63-182665

しかしながら、従来の検出方法にあっては、高速で回転するマークを高精度に検出する必要があり、回転していること自体を検出したり、その回転位置を検出できるものではなかった。また、周辺環境により、外光にさらされるような箇所・場所においては、光の反射を誤検出してしまう可能性もあった。 However, conventional detection methods require highly accurate detection of a mark that rotates at high speed, and are not capable of detecting the fact that the mark is rotating or its rotational position. In addition, in locations exposed to external light due to the surrounding environment, there is a possibility that light reflection may be falsely detected.

そこで、本発明は、種々の回転物において、回転位置や回転動作の有無を検出することが可能な、回転動作検出システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a rotational motion detection system that can detect the rotational position and the presence or absence of rotational motion in various rotating objects.

(1)に係る発明は、画像を撮影することが可能な撮影手段と、回転物に設けられるとともに、前記撮影手段によって撮影することが可能なマーカーと、前記撮影手段と接続されるとともに、前記回転物の回転の有無を検出することが可能な回転検出手段と、を少なくとも有し、前記回転検出手段は、前記撮影手段によって撮影された前記マーカーの残像に基づいて、前記回転物の回転の有無の判定を行うことが可能であることを特徴とした回転動作検出システムである。 The invention pertaining to (1) is a rotational motion detection system that has at least an imaging means capable of capturing an image, a marker that is attached to a rotating object and can be captured by the imaging means, and a rotation detection means that is connected to the imaging means and can detect whether the rotating object is rotating or not, characterized in that the rotation detection means is capable of determining whether the rotating object is rotating or not based on an afterimage of the marker captured by the imaging means.

(2)に係る発明は、赤外線画像を撮影することが可能な撮影手段と、赤外線を照射することが可能な赤外線照射手段と、回転物に設けられるとともに、前記赤外線を反射することが可能な反射部材と、前記撮影手段と接続されるとともに、前記回転物の回転の有無及び/又は回転位置を検出することが可能な回転検出手段と、を少なくとも有し、前記回転検出手段は、前記撮影手段によって撮影された前記反射部材の反射残像に基づいて、前記回転物の回転の有無の判定及び/又は回転位置の特定が可能であることを特徴とした回転動作検出システムである。 The invention according to (2) is a rotational motion detection system that has at least an imaging means capable of capturing infrared images, an infrared irradiation means capable of emitting infrared rays, a reflective member that is attached to a rotating object and capable of reflecting the infrared rays, and a rotation detection means that is connected to the imaging means and capable of detecting the presence or absence of rotation and/or the rotational position of the rotating object, characterized in that the rotation detection means is capable of determining the presence or absence of rotation of the rotating object and/or identifying the rotational position based on the reflection afterimage of the reflective member captured by the imaging means.

(3)に係る発明は、前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、前記投影手段は、前記投影像として前記回転物が回転中であることを示す映像を投影することが可能である上記(1)又は(2)に記載の回転動作検出システムである。 The invention according to (3) is a rotational motion detection system according to (1) or (2) above, which has a projection means capable of projecting a projection image onto the rotating object and/or the periphery of the rotating object, and the projection means is capable of projecting, as the projection image, an image indicating that the rotating object is rotating.

(4)に係る発明は、前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、前記投影手段は、前記投影像として前記回転物の回転位置を示す映像を投影することが可能である上記(1)乃至(3)に記載の回転動作検出システムである。 The invention according to (4) is a rotational motion detection system according to any one of (1) to (3) above, which has a projection means capable of projecting a projection image onto the rotating object and/or the periphery of the rotating object, and the projection means is capable of projecting an image showing the rotational position of the rotating object as the projection image.

(5)に係る発明は、前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、前記回転検出手段は、前記回転物の回転中心位置を特定することが可能であり、前記投影手段は、前記回転物の回転中心位置の移動態様に応じて前記投影像を移動させることが可能である上記(1)乃至(4)に記載の回転動作検出システムである。 The invention according to (5) is a rotational motion detection system according to any one of (1) to (4) above, which has a projection means capable of projecting a projection image onto the rotating object and/or the periphery of the rotating object, the rotation detection means capable of identifying the rotation center position of the rotating object, and the projection means capable of moving the projection image in accordance with the movement of the rotation center position of the rotating object.

本発明によれば、種々の回転物において、周辺環境の影響を受けることなく、回転位置や回転動作の有無を検出することが可能となる。さらに、投影手段を備えることで、回転動作に伴う必要な投影像を投影することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to detect the rotational position and the presence or absence of rotational motion for various rotating objects without being affected by the surrounding environment. Furthermore, by providing a projection means, it is possible to project the necessary projection image associated with the rotational motion.

本発明の第1実施形態における、システム構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration in a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における、回転物の回転停止状態(a)と、回転動作状態(b)を説明する図である。1A is a diagram illustrating a state in which a rotating object is stopped from rotating and FIG. 1B is a diagram illustrating a state in which a rotating object is rotating in the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態における、システム構成を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a system configuration in a second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態における、回転物の回転停止状態(a)と、回転動作状態(b)を説明する図である。13A and 13B are diagrams illustrating a rotating object in a stopped state and a rotating state in a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態における、システム構成を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a system configuration in a third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態における、システム構成を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a system configuration in a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態における、回転物の回転停止状態(a)と、回転動作状態(b)を説明する図である。13A and 13B are diagrams illustrating a rotating object in a stopped state and a rotating state in a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態における、投影像の一例を説明する図である。13A to 13C are diagrams illustrating an example of a projected image in a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態における、投影像の一例を説明する図である。13A to 13C are diagrams illustrating an example of a projected image in a fourth embodiment of the present invention. 本発明の別実施形態における、マーカー及び反射部材の設置態様を説明する図である。13A to 13C are diagrams illustrating the installation mode of markers and reflective members in another embodiment of the present invention

以下、本発明の回転動作検出システムついて、図面を参照しながら各実施形態を説明する。 Each embodiment of the rotational motion detection system of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1には、本発明の第1実施形態におけるシステム構成が図示されている。すなわち、画像を撮影することが可能な撮影手段13と、前記撮影手段13によって撮影することが可能なマーカー142と、前記撮影手段13と接続されるとともに、前記回転物14の回転の有無を検出することが可能な回転検出手段11と、を少なくとも有している。
First Embodiment
1 shows the system configuration of the first embodiment of the present invention. That is, the system includes at least an image capturing means 13 capable of capturing an image, a marker 142 capable of being captured by the image capturing means 13, and a rotation detection means 11 connected to the image capturing means 13 and capable of detecting whether the rotating object 14 is rotating or not.

本実施形態の回転検出手段11はコンピュータであり、少なくともCPUや入出力インタフェース、メモリを備えている。好ましくはシングルボードコンピュータを使用することが可能であり、これによりシステム構成を小規模なものとすることができる。 The rotation detection means 11 in this embodiment is a computer, and is equipped with at least a CPU, an input/output interface, and a memory. It is preferable to use a single-board computer, which allows the system configuration to be small-scale.

撮影手段13は汎用のカメラを使用することができ、可視光画像を撮影することができる。なお撮影手段13は、後述するマーカー142の残像を撮影することができる程度のシャッタースピードとすることが必要である。 A general-purpose camera can be used as the image capture means 13, and it is possible to capture visible light images. Note that the image capture means 13 needs to have a shutter speed that is sufficient to capture the afterimage of the marker 142, which will be described later.

回転物14には、当該回転物14とは異なる色を有するマーカー142が設けられており、本実施形態では、任意の色を有するシールを、図2(a)に示されるように、回転物14の円周方向2箇所に貼付している。なお、マーカー142は必ずしもシールに限定されるものではなく、任意の色を有する塗料を塗布してもよく、少なくとも回転物14とは区別して、映像として形状が認識できる程度のマークであればよい。 The rotating object 14 is provided with a marker 142 having a color different from that of the rotating object 14, and in this embodiment, stickers of any color are attached to two locations in the circumferential direction of the rotating object 14 as shown in FIG. 2(a). Note that the marker 142 is not necessarily limited to stickers, and may be painted with paint of any color, and it is sufficient that the mark is at least distinguishable from the rotating object 14 and has a recognizable shape as an image.

続いて回転検出手段11による検出構成について説明する。図1及び図2に示されるように、撮影手段13は回転物14の回転動作を検出すべく、所定の撮影認識範囲(図示破線部の範囲)を撮影するように構成されている。したがって、回転物14の形状(円形)を撮影認識させることなく、マーカー142を撮影することが可能となっている。 Next, the detection configuration of the rotation detection means 11 will be described. As shown in Figures 1 and 2, the imaging means 13 is configured to capture an image of a predetermined imaging recognition range (the range shown in the dashed line) in order to detect the rotational motion of the rotating object 14. Therefore, it is possible to capture an image of the marker 142 without capturing an image of the shape (circular shape) of the rotating object 14.

このような構成により、図2(a)に示されるように、回転物14が回転停止状態にある場合には、2つの点(マーカー142)が撮影され、回転検出手段11は回転物14が回転停止状態であることを認識する。なお、マーカー142を撮影する方法として、当該マーカー142及びその回転軌跡のみをズーム撮影してもよいし、撮影される全体映像の中から、マーカー142及びその回転軌跡の範囲内のみ、形状認識するようにプログラムしてもよい。 With this configuration, as shown in FIG. 2(a), when the rotating object 14 is in a stopped state, two points (markers 142) are photographed, and the rotation detection means 11 recognizes that the rotating object 14 is in a stopped state. As a method for photographing the marker 142, only the marker 142 and its rotation trajectory may be zoomed in, or the device may be programmed to recognize the shape of only the marker 142 and its rotation trajectory from the entire image being photographed.

一方、図2(b)に示されるように、回転物14が回転動作状態にある場合には、2つのマーカー142が回転することにより、円環状の残像が撮影手段13によって撮影され、回転検出手段11は回転物14が回転動作状態であることを認識することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 2(b), when the rotating object 14 is in a rotating state, the two markers 142 rotate, causing a circular afterimage to be captured by the capturing means 13, and the rotation detection means 11 can recognize that the rotating object 14 is in a rotating state.

そして、本実施形態の回転検出手段11では、撮影手段14によって撮影された上記残像に基づいて、回転物14の回転有無の判定が可能となっている。 The rotation detection means 11 of this embodiment is capable of determining whether the rotating object 14 is rotating or not based on the afterimage captured by the imaging means 14.

すなわち、通常、可視光画像の撮影画像を使用した場合、回転物14自体も円形形状であることから、撮影画像から回転の有無を精度よく判定することが困難であるところ、撮影認識範囲を、マーカー142の回転軌跡の範囲内に納めることにより、マーカー142の画像のみを容易に抽出して、精度よく回転物14の回転の有無を判定することができる。 In other words, when a visible light image is used, it is usually difficult to accurately determine whether or not the rotating object 14 is rotating from the captured image because the rotating object 14 itself is circular. However, by placing the capture recognition range within the range of the rotation trajectory of the marker 142, it is possible to easily extract only the image of the marker 142 and accurately determine whether or not the rotating object 14 is rotating.

したがって、本実施形態の回転動作検出システム100を、例えば、製造工場等に適用した場合には、固定配置されて回転する工作機械や、給排気ファンなどの回転の有無を特定することが可能となり、安全管理や品質管理等において無人による状態監視を効率的に実施することが可能となる。 Therefore, when the rotational motion detection system 100 of this embodiment is applied to, for example, a manufacturing plant, it becomes possible to determine whether or not fixedly-positioned rotating machine tools, supply and exhaust fans, etc. are rotating, making it possible to efficiently perform unmanned condition monitoring for safety management, quality control, etc.

(第2実施形態)
図3には、本発明の第2実施形態におけるシステム構成が図示されている。すなわち、赤外線画像を撮影することが可能な撮影手段13と、赤外線を照射することが可能な赤外線照射手段12と、回転物14に設けられるとともに、前記赤外線を反射することが可能な反射部材141と、前記撮影手段13と接続されるとともに、前記回転物14の回転の有無及び/又は回転位置を検出することが可能な回転検出手段11と、を少なくとも有している。
Second Embodiment
3 shows a system configuration according to a second embodiment of the present invention. That is, the system includes at least an image capturing means 13 capable of capturing an infrared image, an infrared emitting means 12 capable of emitting infrared rays, a reflecting member 141 provided on a rotating object 14 and capable of reflecting the infrared rays, and a rotation detecting means 11 connected to the image capturing means 13 and capable of detecting the presence or absence of rotation of the rotating object 14 and/or the rotation position.

本実施形態の回転検出手段11はコンピュータであり、少なくともCPUや入出力インタフェース、メモリを備えている。好ましくはシングルボードコンピュータを使用することが可能であり、これによりシステム構成を小規模なものとすることができる。 The rotation detection means 11 in this embodiment is a computer, and is equipped with at least a CPU, an input/output interface, and a memory. It is preferable to use a single-board computer, which allows the system configuration to be small-scale.

撮影手段13は汎用の赤外線カメラを使用することができ、本実施形態では、所定の波長の赤外線画像を撮影するための赤外線フィルタ131を設けている。また、赤外線照射手段12は所定の波長の赤外線を照射することが可能であり、本実施形態では、複数の赤外線発光ダイオードを備えている。なお撮影手段13は、後述する反射部材141の反射残像を撮影することができる程度のシャッタースピードとすることが必要である。 A general-purpose infrared camera can be used as the imaging means 13, and in this embodiment, an infrared filter 131 is provided for capturing infrared images of a specified wavelength. The infrared irradiating means 12 is capable of irradiating infrared rays of a specified wavelength, and in this embodiment, is provided with a plurality of infrared light emitting diodes. Note that the imaging means 13 needs to have a shutter speed that can capture the reflected afterimage of the reflective member 141, which will be described later.

前述の第1実施形態では、任意の色を有して、回転物14とは区別して撮影されるマーカー142を回転物14に設けたが、本実施形態の回転物14には、赤外線照射手段12から照射された赤外線を反射することが可能な反射部材141をマーカーとして設けており、本実施形態では、高輝度の反射シートを、図4(a)に示されるように、回転物14の円周方向4箇所に反射シートを貼付している。 In the first embodiment described above, the rotating object 14 is provided with markers 142 of any color that are photographed separately from the rotating object 14. In this embodiment, the rotating object 14 is provided with reflective members 141 as markers that can reflect infrared rays irradiated from the infrared irradiating means 12. In this embodiment, high-brightness reflective sheets are attached to four locations around the circumference of the rotating object 14, as shown in FIG. 4(a).

続いて回転検出手段11による検出構成について説明する。図3に示されるように、赤外線照射手段12から照射された赤外線(図示P)は、反射部材141によって反射され、反射された赤外線(図示R)は撮影手段13によって撮影されることとなる。したがって、図4(a)に示されるように、回転物14が回転停止状態にある場合には、4つの点が撮影され、回転検出手段11は回転物14が回転停止状態であることを認識する。 Next, the detection configuration by the rotation detection means 11 will be described. As shown in Figure 3, the infrared rays (shown as P) emitted from the infrared irradiation means 12 are reflected by the reflecting member 141, and the reflected infrared rays (shown as R) are photographed by the photographing means 13. Therefore, as shown in Figure 4(a), when the rotating object 14 is in a stopped rotation state, four points are photographed, and the rotation detection means 11 recognizes that the rotating object 14 is in a stopped rotation state.

一方、図4(b)に示されるように、回転物14が回転動作状態にある場合には、4つの反射部材141が回転することにより、円環状の反射残像が撮影手段13によって撮影され、回転検出手段11は回転物14が回転動作状態であることを認識することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 4(b), when the rotating object 14 is in a rotating state, the four reflecting members 141 rotate, causing a circular reflection afterimage to be captured by the capturing means 13, and the rotation detection means 11 can recognize that the rotating object 14 is in a rotating state.

そして、本実施形態の回転検出手段11では、撮影手段14によって撮影された上記反射残像に基づいて、回転物14の回転の有無の判定及び/又は回転位置の特定が可能となっている。 The rotation detection means 11 of this embodiment is capable of determining whether the rotating object 14 is rotating and/or identifying the rotation position based on the reflected afterimage captured by the imaging means 14.

上記したような本実施形態の構成によれば、通常、可視光画像の撮影画像を使用した場合、回転物14自体も円形形状であることから、撮影画像から回転の有無を精度よく判定することが困難であるところ、室内光や外光の影響を受けることなく、反射部材141が反射した赤外線画像のみを容易に抽出して、精度よく回転物14の回転の有無の判定及び/又は回転位置の特定が可能となる。 According to the configuration of this embodiment as described above, when a visible light image is used, it is usually difficult to accurately determine whether or not the rotating object 14 is rotating from the captured image because the rotating object 14 itself is circular. However, this embodiment makes it possible to easily extract only the infrared image reflected by the reflective member 141 without being affected by indoor or external light, and to accurately determine whether or not the rotating object 14 is rotating and/or to identify the rotation position.

したがって、本実施形態の回転動作検出システム100を、例えば、製造工場等に適用した場合には、回転する工作機械や、給排気ファンなどの回転の有無や回転位置を特定することが可能となり、安全管理や品質管理等において無人による状態監視を効率的に実施することが可能となる。 Therefore, when the rotational motion detection system 100 of this embodiment is applied to, for example, a manufacturing plant, it becomes possible to identify the presence or absence of rotation and the rotational position of rotating machine tools, supply and exhaust fans, etc., and it becomes possible to efficiently perform unmanned condition monitoring for safety management, quality control, etc.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、前述した第2実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Note that a description of the configuration common to the second embodiment will be omitted.

図5には、本発明の第3実施形態におけるシステム構成が図示されており、前述した第2実施形態のシステム構成に加えて、回転物14及び/又は当該回転物14の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段10を備えている。 Figure 5 shows the system configuration of a third embodiment of the present invention, which includes the system configuration of the second embodiment described above, and further includes projection means 10 capable of projecting an image onto a rotating object 14 and/or the periphery of the rotating object 14.

本実施形態の投影手段10は、LEDを光源とするプロジェクションマッピング用のプロジェクタを利用することが可能であり、回転検出手段11に接続されている。そして回転検出手段11では、投影手段10が投影像として、回転物14が回転中であることを示す映像を投影することがプログラムされている。 The projection means 10 in this embodiment can use a projector for projection mapping that uses an LED as a light source, and is connected to the rotation detection means 11. The rotation detection means 11 is programmed so that the projection means 10 projects, as a projected image, an image indicating that the rotating object 14 is rotating.

投影態様としては、例えば、図5に示されるように、感嘆符からなる回転物周辺投影像101を投影するなどして、回転物14が回転中であることを示すことが可能である。もちろん、回転物14自体に投影像を投影すること可能である。加えて、回転物周辺投影像101を動きのある動画像とすることもできる。 As an example of the projection mode, as shown in FIG. 5, it is possible to indicate that the rotating object 14 is rotating by projecting a projection image 101 around the rotating object consisting of an exclamation mark. Of course, it is also possible to project a projection image onto the rotating object 14 itself. In addition, the projection image 101 around the rotating object can also be a moving image.

さらに、投影像として回転物14の回転位置を示す映像を投影することも可能であり、例えば図5に示されるように、回転物14の回転中心位置を同じくする星型の回転位置投影像102を投影することも可能である。このような構成とすることで、回転物14の位置を強調表示することが可能となり、明確に回転物14の位置を視認することができる。 In addition, it is also possible to project an image showing the rotational position of the rotating object 14 as a projection image. For example, as shown in FIG. 5, it is also possible to project a star-shaped rotational position projection image 102 that has the same rotational center position as the rotating object 14. With this configuration, it is possible to highlight the position of the rotating object 14, and the position of the rotating object 14 can be clearly seen.

図5に示される例では、星型の回転位置投影像102が回転表示されるように構成されており、回転動作中であることを強調できるほか、回転方向を回転物14の回転方向と同じにすることで、回転物14の回転方向も把握することができる。なお、星型の回転位置投影像102は、回転物14自体に投影されるようにしてもよいし、その周辺に投影するようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 5, the star-shaped rotational position projection image 102 is configured to be displayed in a rotating manner, which not only emphasizes that a rotation operation is in progress, but also makes it possible to grasp the rotational direction of the rotating object 14 by making the rotation direction the same as that of the rotating object 14. Note that the star-shaped rotational position projection image 102 may be projected onto the rotating object 14 itself, or onto its periphery.

したがって、本実施形態の回転動作検出システム100を、例えば、製造工場等に適用した場合には、前述した第1実施形態による効果に加えて、回転する工作機械や、給排気ファンなどの回転の有無や回転位置を、作業員等が容易に視認することが可能となり、安全性や品質の向上を図ることが可能となる。 Therefore, when the rotational motion detection system 100 of this embodiment is applied to, for example, a manufacturing plant, in addition to the effects of the first embodiment described above, workers can easily visually check the presence or absence of rotation and the rotational position of rotating machine tools, supply and exhaust fans, etc., thereby improving safety and quality.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、前述した第2実施形態及び第3実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Note that a description of the configuration common to the second and third embodiments will be omitted.

図6には、本発明の第4実施形態におけるシステム構成が図示されており、回転物14が玩具の「こま」となっている。 Figure 6 illustrates the system configuration in a fourth embodiment of the present invention, in which the rotating object 14 is a toy "top."

回転物14であるこまには、赤外線照射手段12から照射された赤外線を反射することが可能な反射部材141が設けられており、本実施形態では、高輝度の反射シートを、図7(a)に示されるように、回転物14の円周方向4箇所に貼付している。 The top, which is the rotating object 14, is provided with a reflective member 141 capable of reflecting infrared rays emitted from the infrared irradiation means 12, and in this embodiment, high-brightness reflective sheets are attached to four locations in the circumferential direction of the rotating object 14, as shown in Figure 7 (a).

赤外線照射手段12から照射された赤外線は、反射部材141によって反射され、反射された赤外線は撮影手段13によって撮影されることとなる。したがって、図7(a)に示されるように、回転物14であるこまが回転停止状態にある場合には、4つの点が撮影され、回転検出手段11は回転物14が回転停止状態であることを認識する。 The infrared rays emitted from the infrared irradiation means 12 are reflected by the reflecting member 141, and the reflected infrared rays are photographed by the photographing means 13. Therefore, as shown in FIG. 7(a), when the rotating object 14, which is a top, is in a stopped state, four points are photographed, and the rotation detection means 11 recognizes that the rotating object 14 is in a stopped state.

一方、図7(b)に示されるように、回転物14であるこまが回転動作状態にある場合には、4つの反射部材141が回転することにより、円環状の反射残像が撮影手段13によって撮影され、回転検出手段11は回転物14が回転動作状態であることを認識することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 7(b), when the rotating object 14, which is a top, is in a rotating state, the four reflecting members 141 rotate, causing a circular reflected afterimage to be captured by the capturing means 13, and the rotation detection means 11 can recognize that the rotating object 14 is in a rotating state.

したがって、本実施形態の回転検出手段11では、撮影手段14によって撮影された上記反射残像に基づいて、回転物14であるこまの回転の有無の判定及が可能になるとともに、回転しながら前後左右に不規則に移動するこまの回転位置を特定することが可能となっている。 Therefore, the rotation detection means 11 of this embodiment makes it possible to determine whether the rotating object 14, the top, is rotating based on the reflected afterimage captured by the imaging means 14, and also to identify the rotational position of the top, which moves irregularly back and forth and left and right while rotating.

そして、回転検出手段11では、投影手段10が投影像として、回転物14であるこまが回転中であることを示す映像や、こまの移動態様にリンクした動きのある映像を投影することがプログラムされている。 Then, the rotation detection means 11 is programmed so that the projection means 10 projects, as a projected image, an image showing that the rotating object 14, a top, is rotating, and an image with movement linked to the movement of the top.

投影態様としては、例えば、図8に示されるように、投影像として回転物14の回転位置を示す映像を投影することが可能であり、回転物14の回転中心位置を同じくする円環状の回転位置投影像103、104を、回転物14の移動方向に合わせて投影することができる。このような構成とすることで、回転物14の位置を強調表示することが可能となり、明確に回転物14の位置を視認することができる。 As a projection mode, for example, as shown in FIG. 8, it is possible to project an image showing the rotational position of the rotating object 14 as a projection image, and it is possible to project annular rotational position projection images 103, 104 that share the same rotation center position of the rotating object 14 in accordance with the movement direction of the rotating object 14. With such a configuration, it is possible to highlight the position of the rotating object 14, and the position of the rotating object 14 can be clearly visually recognized.

また、図9に示されるように、回転位置投影像104の中心位置を偏心させて回転させながら、回転物14の移動方向に合わせて投影することも可能であり、回転物14の回転動作をより強調することができる。なお、回転物14であるこま自体に、種々の形状・模様を有する投影像を投影するようにしてもよいし、その周辺に投影するようにしてもよい。 As shown in FIG. 9, it is also possible to rotate the rotation position projection image 104 eccentrically and project it in the direction of movement of the rotating object 14, thereby emphasizing the rotational movement of the rotating object 14. Note that projection images of various shapes and patterns may be projected onto the top itself, which is the rotating object 14, or onto its periphery.

(別実施形態)
以上、本発明の回転動作検出システムについて各実施形態を説明したが、必ずしも前述した構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
(Another embodiment)
Although the rotational motion detection system of the present invention has been described above with reference to the respective embodiments, the system is not necessarily limited to the above-described configurations, and various modifications are possible.

例えば、前述の実施形態では、回転物14に2つ又は4つのマーカー142や反射部材141を設けたが、必ずしもこのような数や形状に限定されるものではなく、回転物14が回転することにより、円環状又は円形の残像が撮影手段13によって撮影可能であれば、1つ又は複数のマーカー142や反射部材141を設けるようにしてもよい。また、マーカー142や反射部材141は必ずしも四角形状に限定されるものではなく、円環状又は円形の反射残像が撮影できるのであれば、その形状は何ら限定されない。 For example, in the above-described embodiment, two or four markers 142 and reflective members 141 are provided on the rotating object 14, but the number and shape are not necessarily limited to these, and one or more markers 142 and reflective members 141 may be provided as long as an annular or circular afterimage can be captured by the imaging means 13 as the rotating object 14 rotates. Furthermore, the markers 142 and reflective members 141 are not necessarily limited to a square shape, and there is no limitation on their shape as long as an annular or circular reflected afterimage can be captured.

より詳しく説明すると、図10(a)には、回転物14に円形のマーカー142や反射部材141を1つ設けた例が、図10(b)には、四角形状のマーカー142や反射部材141を4つ設けた例が、図10(c)には、円環の1/4程度の長さを有するマーカー142や反射部材141を2つ設けた例がそれぞれ示されている。これらは、回転することによって、図示されるような円環状の残像となって撮影手段13により撮影される。また、図10(d)に示されるように、扇形状のマーカー142や反射部材141を1つ設けた場合には、図示されるような円形の残像となって撮影手段13により撮影される。 To explain in more detail, Fig. 10(a) shows an example where one circular marker 142 or one reflective member 141 is provided on the rotating object 14, Fig. 10(b) shows an example where four square markers 142 or four reflective members 141 are provided, and Fig. 10(c) shows an example where two markers 142 or two reflective members 141 each with a length of about 1/4 of a ring are provided. When these rotate, they become a circular afterimage as shown in the figure, which is photographed by the photographing means 13. Also, as shown in Fig. 10(d), when one fan-shaped marker 142 or one reflective member 141 is provided, they become a circular afterimage as shown in the figure, which is photographed by the photographing means 13.

また、撮影手段13又は回転検出手段11にシャッタースピード調整手段を設けてもよく、これにより、回転物14の回転速度に応じたシャッタースピードを設定することが可能となり、種々の回転物14の回転状態を認識することができる。 In addition, a shutter speed adjustment means may be provided in the photographing means 13 or the rotation detection means 11, which makes it possible to set the shutter speed according to the rotation speed of the rotating object 14, and to recognize various rotation states of the rotating object 14.

また、前述した第1実施形態において、投影手段10を設けることも可能であり、第3実施形態で示したような投影像を投影することが可能である。 In addition, in the first embodiment described above, it is also possible to provide a projection means 10, making it possible to project a projection image as shown in the third embodiment.

また、前述した各実施形態では、回転検出手段11としてシングルボードコンピュータを例示したが、必ずしもこのようなコンピュータに限定されるものではなく、撮影手段13や投影手段10を、公衆通信回線や組織内の通信回線を介してコンピュータに接続するように構成してもよい。 In addition, in each of the above-described embodiments, a single-board computer is exemplified as the rotation detection means 11, but the present invention is not necessarily limited to such a computer, and the imaging means 13 and projection means 10 may be configured to be connected to a computer via a public communication line or a communication line within an organization.

また、投影像については、現実の回転物14や、その接地面に投影するほか、AR(拡張現実)やVR(仮想現実)技術により、スマートフォンやタブレット、ゴーグル等に表示させることも可能である。 The projected image can be projected onto the actual rotating object 14 or its contact surface, or it can be displayed on a smartphone, tablet, goggles, etc. using AR (augmented reality) or VR (virtual reality) technology.

また、前述した第4実施形態では、回転物14として玩具のこまを例に説明したが、必ずしも回転物14はこまに限定されるものではなく、ヨーヨーやフリスビー、車輪など、他の玩具や回転移動するようなものにも、多種多様なエフェクト画像を投影することが可能である。 In addition, in the fourth embodiment described above, a toy top was used as an example of the rotating object 14, but the rotating object 14 is not necessarily limited to a top, and it is possible to project a wide variety of effect images onto other toys or objects that rotate and move, such as yo-yos, frisbees, and wheels.

以上、本発明の各実施形態について図面等に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。また、上記実施形態に記載された具体的な材質、寸法形状等は本発明の課題を解決する範囲において、変更が可能である。 Although each embodiment of the present invention has been described above based on the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the description of the above examples, and further includes all modifications that are equivalent in meaning to and within the scope of the claims. In addition, the specific materials, dimensions, shapes, etc. described in the above embodiments may be modified within the scope of the invention.

100 回転動作検出システム
10 投影手段
11 回転検出手段
12 赤外線照射手段
13 撮影手段
131 赤外線フィルタ
14 回転物
141 反射部材
142 マーカー
101 回転物周辺投影像
102、103、104 回転位置投影像
100 Rotational motion detection system 10 Projection means 11 Rotation detection means 12 Infrared irradiation means 13 Photography means 131 Infrared filter 14 Rotating object 141 Reflection member 142 Marker 101 Rotating object surrounding projected image 102, 103, 104 Rotational position projected image

Claims (8)

画像を撮影することが可能な撮影手段と、
回転物に設けられるとともに、前記撮影手段によって撮影することが可能なマーカーと、
前記撮影手段と接続されるとともに、前記回転物の回転の有無を検出することが可能な回転検出手段と、を少なくとも有し、
前記回転検出手段は、
前記撮影手段によって前記マーカーの円環状又は円形の残像が撮影されたか否かに基づいて、前記回転物が回転状態にあるか否かの判定を行うことが可能である
ことを特徴とした回転動作検出システム。
An imaging means capable of capturing an image;
A marker that is provided on the rotating object and can be photographed by the photographing means;
A rotation detection means is connected to the photographing means and is capable of detecting whether the rotating object is rotating or not.
The rotation detection means is
A rotational motion detection system capable of determining whether the rotating object is in a rotating state based on whether an annular or circular afterimage of the marker is captured by the imaging means.
赤外線画像を撮影することが可能な撮影手段と、
赤外線を照射することが可能な赤外線照射手段と、
回転物に設けられるとともに、前記赤外線を反射することが可能な反射部材と、
前記撮影手段と接続されるとともに、前記回転物の回転の有無及び/又は回転位置を検出することが可能な回転検出手段と、を少なくとも有し、
前記回転検出手段は、
前記撮影手段によって前記反射部材の円環状又は円形の反射残像が撮影されたか否かに基づいて、前記回転物が回転状態にあるか否かの判定及び/又は前記回転物の回転位置の特定が可能である
ことを特徴とした回転動作検出システム。
An imaging means capable of capturing an infrared image;
Infrared irradiation means capable of irradiating infrared rays;
a reflecting member provided on the rotating object and capable of reflecting the infrared ray;
a rotation detection means connected to the imaging means and capable of detecting the presence or absence of rotation of the rotating object and/or the rotation position of the rotating object;
The rotation detection means is
A rotational motion detection system characterized in that it is possible to determine whether the rotating object is in a rotating state and/or to identify the rotational position of the rotating object based on whether or not a circular or annular reflection afterimage of the reflective member is captured by the photographing means.
前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、
前記投影手段は、
前記投影像として前記回転物が回転中であることを示す映像を投影することが可能である
請求項1又は2に記載の回転動作検出システム。
A projection means is provided for projecting an image onto the rotating object and/or a periphery of the rotating object,
The projection means includes:
The rotational motion detection system according to claim 1 or 2, wherein the projected image is capable of projecting an image indicating that the rotating object is rotating.
前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、
前記投影手段は、
前記投影像として前記回転物の回転位置を示す映像を投影することが可能である
請求項1又は2に記載の回転動作検出システム。
A projection means is provided for projecting an image onto the rotating object and/or a periphery of the rotating object,
The projection means includes:
The rotational motion detection system according to claim 1 or 2, capable of projecting an image indicating a rotational position of the rotating object as the projected image.
前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、
前記投影手段は、
前記投影像として前記回転物の回転位置を示す映像を投影することが可能である
請求項3に記載の回転動作検出システム。
A projection means is provided for projecting an image onto the rotating object and/or a periphery of the rotating object,
The projection means includes:
The rotational motion detection system according to claim 3 , wherein the projection image is capable of projecting an image indicating a rotational position of the rotating object.
前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、
前記回転検出手段は、
前記回転物の回転中心位置を特定することが可能であり、
前記投影手段は、
前記回転物の回転中心位置の移動態様に応じて前記投影像を移動させることが可能である
請求項1又は2に記載の回転動作検出システム。
A projection means is provided for projecting an image onto the rotating object and/or a periphery of the rotating object,
The rotation detection means is
It is possible to identify the position of the center of rotation of the rotating object,
The projection means includes:
The rotational motion detection system according to claim 1 , wherein the projected image is movable in accordance with a movement of a rotation center position of the rotating object.
前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、
前記回転検出手段は、
前記回転物の回転中心位置を特定することが可能であり、
前記投影手段は、
前記回転物の回転中心位置の移動態様に応じて前記投影像を移動させることが可能である
請求項3に記載の回転動作検出システム。
A projection means is provided for projecting an image onto the rotating object and/or a periphery of the rotating object,
The rotation detection means is
It is possible to identify the position of the center of rotation of the rotating object,
The projection means includes:
The rotational motion detection system according to claim 3 , wherein the projected image is movable in accordance with a movement of a rotation center position of the rotating object.
前記回転物及び/又は該回転物の周辺に投影像を投影することが可能な投影手段を有し、
前記回転検出手段は、
前記回転物の回転中心位置を特定することが可能であり、
前記投影手段は、
前記回転物の回転中心位置の移動態様に応じて前記投影像を移動させることが可能である
請求項4に記載の回転動作検出システム。
A projection means is provided for projecting an image onto the rotating object and/or a periphery of the rotating object,
The rotation detection means is
It is possible to identify the position of the center of rotation of the rotating object,
The projection means includes:
The rotational motion detection system according to claim 4 , wherein the projected image is movable in accordance with a movement of a rotation center position of the rotating object.
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