JPH0679028A - 打球計測装置 - Google Patents
打球計測装置Info
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- JPH0679028A JPH0679028A JP46893A JP46893A JPH0679028A JP H0679028 A JPH0679028 A JP H0679028A JP 46893 A JP46893 A JP 46893A JP 46893 A JP46893 A JP 46893A JP H0679028 A JPH0679028 A JP H0679028A
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- hitting
- plane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は小型でメンテナンスが容易で安価
な打球計測装置を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 プレーヤがボール１を打球すると、反射型セ
ンサ２がボール１からの反射光を検知しなくなり、ＣＰ
Ｕ６はボール１の打球されたことを検知する。センサパ
ック３のＬＥＤ３３は前方のセンサ探知領域４１，４２
に光を発光する。ボール１がセンサ探知領域４１，４２
をそれぞれ通過すると、ＰＳＤセンサ３４，３５がそれ
ぞれの領域におけるボール１の反射光を検知し、ＣＰＵ
６はＰＳＤセンサ３４，３５の検知出力に応じて、ボー
ル１の速度ｖB を演算し、さらに左右，上下のボール飛
び出し角度ｔａＳ，ｔａＵを演算し、ＣＲＴディスプレ
イ１５にボール１の弾道を表示する。
な打球計測装置を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 プレーヤがボール１を打球すると、反射型セ
ンサ２がボール１からの反射光を検知しなくなり、ＣＰ
Ｕ６はボール１の打球されたことを検知する。センサパ
ック３のＬＥＤ３３は前方のセンサ探知領域４１，４２
に光を発光する。ボール１がセンサ探知領域４１，４２
をそれぞれ通過すると、ＰＳＤセンサ３４，３５がそれ
ぞれの領域におけるボール１の反射光を検知し、ＣＰＵ
６はＰＳＤセンサ３４，３５の検知出力に応じて、ボー
ル１の速度ｖB を演算し、さらに左右，上下のボール飛
び出し角度ｔａＳ，ｔａＵを演算し、ＣＲＴディスプレ
イ１５にボール１の弾道を表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は打球計測装置に関し、
特に、ゴルフクラブやバットでボールを打球した直後の
ボールの速度とボールの通過位置を計測し、ボールの挙
動を解析するような打球計測装置に関する。
特に、ゴルフクラブやバットでボールを打球した直後の
ボールの速度とボールの通過位置を計測し、ボールの挙
動を解析するような打球計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】打球計測装置に関しては、次のようなも
のが知られている。すなわち、たとえば特公昭５１−９
１３９号公報には、ボールの打球時からスクリーンに衝
突した時間を計数管によって計測し、スクリーンの格子
上に配置した電気接点からスクリーンの衝突時間を知
り、ボールの飛行距離を算出して表示するものが開示さ
れている。また、特公昭４８−３１３３３号公報には、
ボールの打撃とネットの衝突時間間隔を測定し、左右ぶ
れの感知器によりボールの飛距離を測定するものが開示
されている。さらに、特開昭６３−１９４６８０号公報
には、模擬ボールの回転検知センサおよび打球速検知セ
ンサなどを取付け、ショットした際のそのデータから飛
距離を算出するものが開示されている。また、特願平３
−２９２４には、打球を上方および正面前方から高速多
重撮影し、飛距離を算出するものが開示されている。
のが知られている。すなわち、たとえば特公昭５１−９
１３９号公報には、ボールの打球時からスクリーンに衝
突した時間を計数管によって計測し、スクリーンの格子
上に配置した電気接点からスクリーンの衝突時間を知
り、ボールの飛行距離を算出して表示するものが開示さ
れている。また、特公昭４８−３１３３３号公報には、
ボールの打撃とネットの衝突時間間隔を測定し、左右ぶ
れの感知器によりボールの飛距離を測定するものが開示
されている。さらに、特開昭６３−１９４６８０号公報
には、模擬ボールの回転検知センサおよび打球速検知セ
ンサなどを取付け、ショットした際のそのデータから飛
距離を算出するものが開示されている。また、特願平３
−２９２４には、打球を上方および正面前方から高速多
重撮影し、飛距離を算出するものが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の装置にお
いては、スクリーン上に設けた格子状の感知器が破損し
たとき、スクリーンの交換が繁雑であるという問題点が
ある。また、スクリーン上にボールが衝突しなかった場
合、ボールの飛行距離を算出することができない。さら
に、模擬ボールを用いたものでは、模擬ボールの打球と
実際のボールをヒットしたときの感覚に差がある。ま
た、打球を高速多重撮影する場合、複雑で高価な装置を
用いる必要があるという問題点がある。
いては、スクリーン上に設けた格子状の感知器が破損し
たとき、スクリーンの交換が繁雑であるという問題点が
ある。また、スクリーン上にボールが衝突しなかった場
合、ボールの飛行距離を算出することができない。さら
に、模擬ボールを用いたものでは、模擬ボールの打球と
実際のボールをヒットしたときの感覚に差がある。ま
た、打球を高速多重撮影する場合、複雑で高価な装置を
用いる必要があるという問題点がある。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、小
型でしかもメンテナンスが容易で安価な打球計測装置を
提供することである。
型でしかもメンテナンスが容易で安価な打球計測装置を
提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
運動者が打球棒をスイングしてボールを打球したときの
ボールの挙動を予測するための打球計測装置であって、
ボールが打球されたことを検知する打球検知手段と、運
動者の前方の予め定められた２つの平面領域をボールが
通過したタイミングを検知する打球平面通過時検知手段
と、各平面の通過位置を検知する通過位置検知手段と、
打球検知手段がボールの打球を検知したことに応じて、
打球平面通過時検知手段によって検知されたタイミング
と通過位置検知手段によって検知された通過位置とに基
づいて、打球されたボールの挙動を解析する解析手段と
を備えて構成される。請求項２および３に係る発明は、
２つの平面手段は予め定められた間隔を隔てて設定され
るかあるいは同一平面上の異なる領域に設定され、打球
平面通過時検知手段は、ボールがそれぞれの平面を通過
したタイミングを検知する。
運動者が打球棒をスイングしてボールを打球したときの
ボールの挙動を予測するための打球計測装置であって、
ボールが打球されたことを検知する打球検知手段と、運
動者の前方の予め定められた２つの平面領域をボールが
通過したタイミングを検知する打球平面通過時検知手段
と、各平面の通過位置を検知する通過位置検知手段と、
打球検知手段がボールの打球を検知したことに応じて、
打球平面通過時検知手段によって検知されたタイミング
と通過位置検知手段によって検知された通過位置とに基
づいて、打球されたボールの挙動を解析する解析手段と
を備えて構成される。請求項２および３に係る発明は、
２つの平面手段は予め定められた間隔を隔てて設定され
るかあるいは同一平面上の異なる領域に設定され、打球
平面通過時検知手段は、ボールがそれぞれの平面を通過
したタイミングを検知する。
【作用】この発明に係る打球計測装置は、ボールが打球
されたことを検知し、ボールが前方に構成される２つの
平面領域を通過するタイミングおよび位置を測定し、ボ
ールの挙動を予測する。
されたことを検知し、ボールが前方に構成される２つの
平面領域を通過するタイミングおよび位置を測定し、ボ
ールの挙動を予測する。
【０００６】
【実施例】図２はこの発明の概要を説明するための図で
ある。この発明の一実施例の打球計測装置は、たとえば
室内に設置され、左右上前方はボールの飛び出しを防止
するために、図示しないネットによって覆われている。
ボール１の近傍にはボール１が打球されたことを検知す
るための反射型センサ２が設置され、ボール１の横には
ボール１の通過時および通過位置を検出するセンサパッ
ク３が設置されている。このセンサパック３は発光ダイ
オードと、ＰＳＤセンサ（位置検出素子）を少なくとも
２つ含み、発光ダイオードは放射状に光を発光し、２つ
のセンサ探知領域４１，４２を形成する。それぞれのセ
ンサ探知領域４１，４２をボール１が通過したとき、そ
れぞれの反射光を２つのＰＳＤセンサが検知する。装置
本体５は反射型センサ２がボール１の打球されたことを
検知すると、センサパック３の出力によりボール１の挙
動を解析する。
ある。この発明の一実施例の打球計測装置は、たとえば
室内に設置され、左右上前方はボールの飛び出しを防止
するために、図示しないネットによって覆われている。
ボール１の近傍にはボール１が打球されたことを検知す
るための反射型センサ２が設置され、ボール１の横には
ボール１の通過時および通過位置を検出するセンサパッ
ク３が設置されている。このセンサパック３は発光ダイ
オードと、ＰＳＤセンサ（位置検出素子）を少なくとも
２つ含み、発光ダイオードは放射状に光を発光し、２つ
のセンサ探知領域４１，４２を形成する。それぞれのセ
ンサ探知領域４１，４２をボール１が通過したとき、そ
れぞれの反射光を２つのＰＳＤセンサが検知する。装置
本体５は反射型センサ２がボール１の打球されたことを
検知すると、センサパック３の出力によりボール１の挙
動を解析する。
【０００７】図３はこの発明の一実施例の概略ブロック
図であり、図４は図３に示したＰＳＤセンサを説明する
ための図である。
図であり、図４は図３に示したＰＳＤセンサを説明する
ための図である。
【０００８】次に、図３を参照して、この発明の一実施
例の構成について説明する。ＣＰＵ６にはインタフェー
ス（Ｉ／Ｆ）７が接続されるとともに、レジスタ１２と
ＲＡＭ１３ＲＯＭ１４とが接続される。インタフェース
７には反射型センサ２とセンサパック３とＡ／Ｄ変換回
路５０，５１とカードリーダ９とキーボード１０とマウ
ス１１とＣＲＴディスプレイ１５と印字プリンタ１６と
ＲＳ−２３２Ｃ１７とが接続される。センサパック３は
パルス発生回路３１とＬＥＤドライバ３２と発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）３３と周期検出回路３８，３９とアンプ
３６，３７とＰＳＤセンサ３４，３５とを含む。
例の構成について説明する。ＣＰＵ６にはインタフェー
ス（Ｉ／Ｆ）７が接続されるとともに、レジスタ１２と
ＲＡＭ１３ＲＯＭ１４とが接続される。インタフェース
７には反射型センサ２とセンサパック３とＡ／Ｄ変換回
路５０，５１とカードリーダ９とキーボード１０とマウ
ス１１とＣＲＴディスプレイ１５と印字プリンタ１６と
ＲＳ−２３２Ｃ１７とが接続される。センサパック３は
パルス発生回路３１とＬＥＤドライバ３２と発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）３３と周期検出回路３８，３９とアンプ
３６，３７とＰＳＤセンサ３４，３５とを含む。
【０００９】パルス発生回路３１はＣＰＵ６からインタ
フェース７を介して与えられる指令信号に応じて、間欠
的にパルス信号を発生する。このパルス信号はＬＥＤド
ライバ３２に与えられ、ＬＥＤドライバ３２はＬＥＤ３
３を発光させる。ＬＥＤ３３は図２に示すような２つの
センサ探知領域４１，４２に光を放射状に発光させるた
めに、多数個配列されている。センサ探知領域４１，４
２をボールが通過したときの反射光は図５に示すレンズ
４３，４４を介してＰＳＤセンサ３４，３５によってそ
れぞれ検知される。ＰＳＤセンサ３４，３５は、図４
（ｂ）に示すように、１次元方向に多数の検出素子を配
置したものであって、図４（ａ）に示すように、ボール
１の反射光を検出する位置に応じて、Ｘ，Ｙの検出信号
を出力する。ＰＳＤセンサ３４，３５の検出信号はそれ
ぞれアンプ３６，３７に与えられて増幅され、周期検出
回路３８，３９によって、パルス発生回路３１から出力
されたパルス信号との周期が検出される。周期検出回路
３８，３９の出力はそれぞれＡ／Ｄ変換回路５０，５１
に与えられてデジタル信号に変換され、インタフェース
７を介してＣＰＵ６に与えられる。
フェース７を介して与えられる指令信号に応じて、間欠
的にパルス信号を発生する。このパルス信号はＬＥＤド
ライバ３２に与えられ、ＬＥＤドライバ３２はＬＥＤ３
３を発光させる。ＬＥＤ３３は図２に示すような２つの
センサ探知領域４１，４２に光を放射状に発光させるた
めに、多数個配列されている。センサ探知領域４１，４
２をボールが通過したときの反射光は図５に示すレンズ
４３，４４を介してＰＳＤセンサ３４，３５によってそ
れぞれ検知される。ＰＳＤセンサ３４，３５は、図４
（ｂ）に示すように、１次元方向に多数の検出素子を配
置したものであって、図４（ａ）に示すように、ボール
１の反射光を検出する位置に応じて、Ｘ，Ｙの検出信号
を出力する。ＰＳＤセンサ３４，３５の検出信号はそれ
ぞれアンプ３６，３７に与えられて増幅され、周期検出
回路３８，３９によって、パルス発生回路３１から出力
されたパルス信号との周期が検出される。周期検出回路
３８，３９の出力はそれぞれＡ／Ｄ変換回路５０，５１
に与えられてデジタル信号に変換され、インタフェース
７を介してＣＰＵ６に与えられる。
【００１０】カードリーダ９は予めプレーヤに渡されて
いるカードに登録されている個人名，ハンディキャッ
プ，住所，会員番号などの個人データを読取る。キーボ
ード１０とマウス１１は後述のＣＲＴディスプレイ１５
を見ながら各種データを入力するために用いられる。Ｃ
ＰＵ６はレジスタ１２とＲＡＭ１３とを用いて、ボール
１の挙動を演算するものであって、そのためのプログラ
ムはＲＯＭ１４に予め記憶されている。ＣＲＴディスプ
レイ１５はＣＰＵ６によって演算されたボール１の挙動
データなどを表示し、印字プリンタ１６はそれらのデー
タを印字する。ＲＳ−２３２Ｃは外部装置を接続するた
めのインタフェースである。
いるカードに登録されている個人名，ハンディキャッ
プ，住所，会員番号などの個人データを読取る。キーボ
ード１０とマウス１１は後述のＣＲＴディスプレイ１５
を見ながら各種データを入力するために用いられる。Ｃ
ＰＵ６はレジスタ１２とＲＡＭ１３とを用いて、ボール
１の挙動を演算するものであって、そのためのプログラ
ムはＲＯＭ１４に予め記憶されている。ＣＲＴディスプ
レイ１５はＣＰＵ６によって演算されたボール１の挙動
データなどを表示し、印字プリンタ１６はそれらのデー
タを印字する。ＲＳ−２３２Ｃは外部装置を接続するた
めのインタフェースである。
【００１１】図１はこの発明の一実施例の動作を説明す
るためのフロー図であり、図５はボールが２つのセンサ
探知領域を通過する状態を示す図であり、図６はレンズ
の中心とＰＳＤセンサ上の反射光の位置を通る直線を求
める方法を説明するための図であり、図７はボールの軌
跡の式を求めて、速度成分を決定する方法を説明するた
めの図である。
るためのフロー図であり、図５はボールが２つのセンサ
探知領域を通過する状態を示す図であり、図６はレンズ
の中心とＰＳＤセンサ上の反射光の位置を通る直線を求
める方法を説明するための図であり、図７はボールの軌
跡の式を求めて、速度成分を決定する方法を説明するた
めの図である。
【００１２】次に、図１ないし図６を参照して、この発
明の一実施例の動作について説明する。プレーヤはボー
ル１を所定の位置にセットする。反射型センサ２はボー
ル１からの反射光を検出し、その検出信号を、インタフ
ェース７を介してＣＰＵ６に与える。ＣＰＵ６は反射型
センサ２からの検出出力に応じてボール１があるか否か
の判別を行なう。プレーヤがクラブでボール１を打球す
ると、反射型センサ２はボール１の反射光を検出しなく
なり、ＣＰＵ６はボール１が打球されたことを判別し、
タイマをスタートさせる。このタイマはＣＰＵ６がＲＯ
Ｍ１４に記憶されているプログラムにしたがったソフト
処理による。ＣＰＵ６はインタフェース７を介してセン
サパック３のパルス発生回路３に指令信号を与えてパル
ス信号を発生させる。パルス発生回路３１から出力され
たパルス信号はＬＥＤドライバ３２に与えられ、ＬＥＤ
ドライバ３２はＬＥＤ３３を発光させる。
明の一実施例の動作について説明する。プレーヤはボー
ル１を所定の位置にセットする。反射型センサ２はボー
ル１からの反射光を検出し、その検出信号を、インタフ
ェース７を介してＣＰＵ６に与える。ＣＰＵ６は反射型
センサ２からの検出出力に応じてボール１があるか否か
の判別を行なう。プレーヤがクラブでボール１を打球す
ると、反射型センサ２はボール１の反射光を検出しなく
なり、ＣＰＵ６はボール１が打球されたことを判別し、
タイマをスタートさせる。このタイマはＣＰＵ６がＲＯ
Ｍ１４に記憶されているプログラムにしたがったソフト
処理による。ＣＰＵ６はインタフェース７を介してセン
サパック３のパルス発生回路３に指令信号を与えてパル
ス信号を発生させる。パルス発生回路３１から出力され
たパルス信号はＬＥＤドライバ３２に与えられ、ＬＥＤ
ドライバ３２はＬＥＤ３３を発光させる。
【００１３】打球されたボール１が図５に示すように、
センサ探知領域４１に入ると、ＰＳＤセンサ３４はレン
ズ４３を介してそのボール１の反射光を検出する。続い
て、そのボール１がセンサ探知領域４２に入ると、ＰＳ
Ｄセンサ３５がレンズ４４を介してそのボール１の反射
光を検出する。ＣＰＵ６はＰＳＤセンサ３４から検出信
号が出力され、続いてＰＳＤセンサ３５から検出信号が
出力されたことを判別すると、タイマをストップさせ
る。そして、ＣＰＵ６はＰＳＤセンサ３４，３５の検出
信号が計算するのに適当な値であるか否かを判別し、適
当な値であればボール１の打球速度成分を演算する。
センサ探知領域４１に入ると、ＰＳＤセンサ３４はレン
ズ４３を介してそのボール１の反射光を検出する。続い
て、そのボール１がセンサ探知領域４２に入ると、ＰＳ
Ｄセンサ３５がレンズ４４を介してそのボール１の反射
光を検出する。ＣＰＵ６はＰＳＤセンサ３４から検出信
号が出力され、続いてＰＳＤセンサ３５から検出信号が
出力されたことを判別すると、タイマをストップさせ
る。そして、ＣＰＵ６はＰＳＤセンサ３４，３５の検出
信号が計算するのに適当な値であるか否かを判別し、適
当な値であればボール１の打球速度成分を演算する。
【００１４】今、図５に示すように、ボール１がセンサ
探知領域４１のｎ1 （ｎx1，ｎx2，ｎx3）地点およびセ
ンサ探知領域４２のｎ2 （ｎx2，ｎy2，ｎz3）地点を通
過したものとする。このときのＰＳＤセンサ３４，３５
の出力電流からボール１の打球速度と飛び出し角度とを
求める。まず、図４に示すように、ＰＳＤセンサ３４か
ら出力される電流値により、ＰＳＤセンサ３４が受光す
るボール１の反射光の位置を特定する。ＰＳＤセンサ３
４の中心点Ｂ（Ｂx ，ＢY ，ＢZ ）からａだけ離れたか
らＰ（Ｐx ，Ｐy ，Ｐz ）、でボール１の反射光を受光
したものとする。ＰＳＤセンサ３４からの出力電流を、
Ｘ，Ｙとすると、Ｐ点の電流値は次の第（１）式で表さ
れる。
探知領域４１のｎ1 （ｎx1，ｎx2，ｎx3）地点およびセ
ンサ探知領域４２のｎ2 （ｎx2，ｎy2，ｎz3）地点を通
過したものとする。このときのＰＳＤセンサ３４，３５
の出力電流からボール１の打球速度と飛び出し角度とを
求める。まず、図４に示すように、ＰＳＤセンサ３４か
ら出力される電流値により、ＰＳＤセンサ３４が受光す
るボール１の反射光の位置を特定する。ＰＳＤセンサ３
４の中心点Ｂ（Ｂx ，ＢY ，ＢZ ）からａだけ離れたか
らＰ（Ｐx ，Ｐy ，Ｐz ）、でボール１の反射光を受光
したものとする。ＰＳＤセンサ３４からの出力電流を、
Ｘ，Ｙとすると、Ｐ点の電流値は次の第（１）式で表さ
れる。
【００１５】 Ｐ１＝Ｌ・（Ｙ−Ｘ）／（Ｘ＋Ｙ）………（１） 次に、図４に示すＰＳＤセンサ３４上の直線ｌ1 上にあ
り、Ｂ点よりａだけ離れたＰ点の座標を求める。Ｂ点を
通る直線の式は次の第（２）式で表される。
り、Ｂ点よりａだけ離れたＰ点の座標を求める。Ｂ点を
通る直線の式は次の第（２）式で表される。
【００１６】
【数１】
【００１７】 つまり、ｌx 2 ＋ｌy 2 ＋ｌz 2 ＝１………（３） さらに、ＢＰ＝ａより （Ｐx −Ｂx ）2 ＋（Ｐy −Ｂy ）2 ＋（Ｐz −Ｂz ）2 ＝ａ2 ………（４） 第（２）式，第（３）式，第（４）式よりＰ点の座標
（Ｐx ，Ｐy ，Ｐz ）は次の第（５）式より求まる。
（Ｐx ，Ｐy ，Ｐz ）は次の第（５）式より求まる。
【００１８】 Ｐx ＝ｌx ・ａ＋Ｂx Ｐy ＝ｌy ・ａ＋Ｂy ………（５） Ｐz ＝ｌz ・ａ＋Ｂz 次の、図６を参照して、レンズ４３の中心とＰＳＤセン
サ３４が受光する反射光の位置を通る直線式を求める。
今、図６に示すようにＰＳＤセンサ３４のＰ点とレンズ
４３のＲとを通るため、直線ｍは次の第（６）式で表さ
れる。
サ３４が受光する反射光の位置を通る直線式を求める。
今、図６に示すようにＰＳＤセンサ３４のＰ点とレンズ
４３のＲとを通るため、直線ｍは次の第（６）式で表さ
れる。
【００１９】
【数２】
【００２０】次にボール１の軌跡の式を求め、速度成分
を決定する。図７に示すように、ボール１の軌跡を直線
ｎとし、速度成分をｖ（ｖx ，ｖy ，ｖz ）とする。さ
らに、ボール１が基準点を通過してから直線ｍ1 ，ｍ2
を通過する時刻をｔ1 ，ｔ2とする。ボール１が直線ｍ
1 と交わる、ｎ1 （ｎx1，ｎy1，ｎz1）は ｎx1＝ｖx ｔ1 ｎy1＝ｖy ｔ1 ………（７） ｎz1＝ｖz ｔ1 ボール１が直線ｍ2 と交わる点ｎ2 （ｎx2，ｎy2，
ｎz2）は、 ｎx2＝ｖx ｔ2 ｎy2＝ｖy ｔ2 ………（８） ｎz2＝ｖz ｔ2 第（７）式および第（８）式を第（６）式に代入する
と、第（９）式になる。
を決定する。図７に示すように、ボール１の軌跡を直線
ｎとし、速度成分をｖ（ｖx ，ｖy ，ｖz ）とする。さ
らに、ボール１が基準点を通過してから直線ｍ1 ，ｍ2
を通過する時刻をｔ1 ，ｔ2とする。ボール１が直線ｍ
1 と交わる、ｎ1 （ｎx1，ｎy1，ｎz1）は ｎx1＝ｖx ｔ1 ｎy1＝ｖy ｔ1 ………（７） ｎz1＝ｖz ｔ1 ボール１が直線ｍ2 と交わる点ｎ2 （ｎx2，ｎy2，
ｎz2）は、 ｎx2＝ｖx ｔ2 ｎy2＝ｖy ｔ2 ………（８） ｎz2＝ｖz ｔ2 第（７）式および第（８）式を第（６）式に代入する
と、第（９）式になる。
【００２１】
【数３】
【００２２】第（９）式において、添字１はＰＳＤセン
サ３４の出力により求められた式であり、添字２はＰＳ
Ｄセンサ３５の出力により求められた式である。
サ３４の出力により求められた式であり、添字２はＰＳ
Ｄセンサ３５の出力により求められた式である。
【００２３】第（９）式を解くと、次の式（１０）式で
表される。
表される。
【００２４】
【数４】
【００２５】上述のごとくして求められた速度成分
ｖx ，ｖy ，ｖz を第（１１）式に代入すると、ボール
の速度ＶB が求められる。
ｖx ，ｖy ，ｖz を第（１１）式に代入すると、ボール
の速度ＶB が求められる。
【００２６】 ＶB ＝√（ｖx 2 ＋ｖy 2 ＋ｖz 2 ）…（１１） さらに、左右のボール飛び出し角度ｔａＳは第（１２）
式で求められる。
式で求められる。
【００２７】 ｔａＳ＝ｔａｎ-1（ｖx ／ｖy ）…（１２） また、上下のボール飛び出し角度ｔａＵは第（１３）式
で求められる。
で求められる。
【００２８】 ｔａＵ＝ｔａｎ-1ｖz ／ｖy …（１３） ＣＰＵ６は上述のごとくして求められたボールを１の速
度ｖB と左右のボール飛び出し角度ｔａＳおよび上下の
ボール飛び出し角度ｔａＵとに基づいて弾道を計算し、
ＣＲＴディスプレイ１５に表示させるとともに、印字プ
リンタ１６によって印字させる。
度ｖB と左右のボール飛び出し角度ｔａＳおよび上下の
ボール飛び出し角度ｔａＵとに基づいて弾道を計算し、
ＣＲＴディスプレイ１５に表示させるとともに、印字プ
リンタ１６によって印字させる。
【００２９】上述のごとくして、比較的簡単な構成でボ
ールの弾道を表示することができる。
ールの弾道を表示することができる。
【００３０】図８および図９はこの発明の他の実施例の
概念を説明するための図である。前述の図２に示した実
施例では、所定の間隔を有するように２つのセンサ探知
領域４１，４２を形成したが、この実施例では、ＰＳＤ
センサ３４がレンズ４３を介して検知するセンサ探知領
域４５と、ＰＳＤセンサ３５がレンズ４４を介して検知
するセンサ探知領域４６とが同一平面４０上に設定され
る。そして、センサ探知領域４５，４６をボールが通過
したときの反射光が、レンズ４３，４４を介してＰＳＤ
センサ３４，３５によって検知される。これらのＰＳＤ
センサ３４，３５は前述の実施例と同様にして、一次元
方向に多数の検出素子を配置して構成される。図１０は
図８および図９に示した実施例において、センサ座標系
とオブジェクト座標系およびオブジェクト座標系とグロ
ーバル座標系の変換を説明するための図である。センサ
座標系はＰＳＤセンサ３４，３５の座標系ｕ，ｕ′であ
り、オブジェクト座標系は、同一平面上のセンサ探知領
域４０の座標系Ｘ，Ｙである。センサ座標系ｕ，ｕ′と
オブジェクト座標系Ｘ，Ｙの変換はＤＬＴ（Ｄｉｒｅｃ
ｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法
が用いられる。ＤＴＬ法は、三次元座標構築のための方
程式中に現われるカメラ定数に依存する定数を既知の実
空間座標をもつ、（コントロールポイント）の映像から
逆に計算し、カメラ定数を求めることなく三次元座標を
得る方法である。この実施例の場合、二次元座標系でよ
いため、Ｚ＝０とされる。 （Ａ1 −Ｂ1 ｕ）Ｘ＋（Ａ2 −Ｂ2 ｕ）Ｙ＝ｕ−Ａ0 …（１４） （Ｃ1 −Ｄ1 ｕ′）Ｘ＋（Ｃ2 −Ｄ2 ｕ′）Ｙ＝ｕ′−Ｃ0 …（１５） 上述の第（１４）式および第（１５）式において、係数
Ａ0 ，Ａ1 ，Ａ2 ，Ｂ1，Ｂ2 ，Ｃ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｄ
1 ，Ｄ2 を求めるには、それぞれ５個以上のコントロー
ルポイントが必要とされる。精度を必要とする場合は、
できる限り多くのコントロールポイントをとり、最小２
乗法により係数が求められる。ここで、最小２乗法につ
いて説明する。上述の（１４）式を変形すると、次の第
（１６）式で表わされる。 （Ａ1 −Ｂ1 ｕ）Ｘ＋（Ａ2 −Ｂ2 ｕ）Ｙ＝ｕ−Ａ0 Ａ0 ＋Ａ1 Ｘ＋Ａ2 Ｙ−Ｂ1 ｕＸ−Ｂ2 ｕＹ＝ｕ …（１６） ここで、誤差ｅは次の第（１７）式で表わされる。
概念を説明するための図である。前述の図２に示した実
施例では、所定の間隔を有するように２つのセンサ探知
領域４１，４２を形成したが、この実施例では、ＰＳＤ
センサ３４がレンズ４３を介して検知するセンサ探知領
域４５と、ＰＳＤセンサ３５がレンズ４４を介して検知
するセンサ探知領域４６とが同一平面４０上に設定され
る。そして、センサ探知領域４５，４６をボールが通過
したときの反射光が、レンズ４３，４４を介してＰＳＤ
センサ３４，３５によって検知される。これらのＰＳＤ
センサ３４，３５は前述の実施例と同様にして、一次元
方向に多数の検出素子を配置して構成される。図１０は
図８および図９に示した実施例において、センサ座標系
とオブジェクト座標系およびオブジェクト座標系とグロ
ーバル座標系の変換を説明するための図である。センサ
座標系はＰＳＤセンサ３４，３５の座標系ｕ，ｕ′であ
り、オブジェクト座標系は、同一平面上のセンサ探知領
域４０の座標系Ｘ，Ｙである。センサ座標系ｕ，ｕ′と
オブジェクト座標系Ｘ，Ｙの変換はＤＬＴ（Ｄｉｒｅｃ
ｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法
が用いられる。ＤＴＬ法は、三次元座標構築のための方
程式中に現われるカメラ定数に依存する定数を既知の実
空間座標をもつ、（コントロールポイント）の映像から
逆に計算し、カメラ定数を求めることなく三次元座標を
得る方法である。この実施例の場合、二次元座標系でよ
いため、Ｚ＝０とされる。 （Ａ1 −Ｂ1 ｕ）Ｘ＋（Ａ2 −Ｂ2 ｕ）Ｙ＝ｕ−Ａ0 …（１４） （Ｃ1 −Ｄ1 ｕ′）Ｘ＋（Ｃ2 −Ｄ2 ｕ′）Ｙ＝ｕ′−Ｃ0 …（１５） 上述の第（１４）式および第（１５）式において、係数
Ａ0 ，Ａ1 ，Ａ2 ，Ｂ1，Ｂ2 ，Ｃ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｄ
1 ，Ｄ2 を求めるには、それぞれ５個以上のコントロー
ルポイントが必要とされる。精度を必要とする場合は、
できる限り多くのコントロールポイントをとり、最小２
乗法により係数が求められる。ここで、最小２乗法につ
いて説明する。上述の（１４）式を変形すると、次の第
（１６）式で表わされる。 （Ａ1 −Ｂ1 ｕ）Ｘ＋（Ａ2 −Ｂ2 ｕ）Ｙ＝ｕ−Ａ0 Ａ0 ＋Ａ1 Ｘ＋Ａ2 Ｙ−Ｂ1 ｕＸ−Ｂ2 ｕＹ＝ｕ …（１６） ここで、誤差ｅは次の第（１７）式で表わされる。
【数５】 したがって、測定ポイント数（ｎ）だけ誤差が出ること
になる。 Ｅ＝Σｅ2 …（１７） 第（１８）式のＥが最小となるには、次の第（１８）式
が０となればよい。
になる。 Ｅ＝Σｅ2 …（１７） 第（１８）式のＥが最小となるには、次の第（１８）式
が０となればよい。
【数６】 よって、係数についてまとめると、次の第（１９）の式
が得られる。
が得られる。
【数７】 上述の第（１８）式における破線部の逆行列を両辺にか
けると、各係数が求められる。ＰＳＤセンサ３４，３５
によって検出されたボールの通過位置を示すセンサ座標
系ｕ，ｕ′をセンサ探知領域４０のオブジェクトプレー
ンのオブジェクト座標系Ｘ，Ｙに変換し、このオブジェ
クト座標系Ｘ，Ｙをボールの打球位置のグローバル座標
系ｘ，ｙ，ｚに変換し、ボールの打球位置でのボールの
速度ＶB ，左右のボール飛出し角度ｔａＳ，上下のボー
ル飛出し角度ｔａＵを求める必要がある。図１１はオブ
ジェクト座標系をグローバル座標系に変換する方法を説
明するための図である。図１１において、オブジェクト
座標系のＸとグローバル座標系のなす角度θとし、ボー
ルの打球位置からセンサ探知領域４０までの距離をｌと
すると、グローバル座標系とオブジェクト座標系との関
係は次の第（２０）式で表わされる。
けると、各係数が求められる。ＰＳＤセンサ３４，３５
によって検出されたボールの通過位置を示すセンサ座標
系ｕ，ｕ′をセンサ探知領域４０のオブジェクトプレー
ンのオブジェクト座標系Ｘ，Ｙに変換し、このオブジェ
クト座標系Ｘ，Ｙをボールの打球位置のグローバル座標
系ｘ，ｙ，ｚに変換し、ボールの打球位置でのボールの
速度ＶB ，左右のボール飛出し角度ｔａＳ，上下のボー
ル飛出し角度ｔａＵを求める必要がある。図１１はオブ
ジェクト座標系をグローバル座標系に変換する方法を説
明するための図である。図１１において、オブジェクト
座標系のＸとグローバル座標系のなす角度θとし、ボー
ルの打球位置からセンサ探知領域４０までの距離をｌと
すると、グローバル座標系とオブジェクト座標系との関
係は次の第（２０）式で表わされる。
【数８】 この場合、オブジェクトプレーンはグローバル座標系に
おけるｚ軸と平行で、オブジェクトプレーンのＹ軸をグ
ローバル座標系のｚ軸と平行にとる。また、オブジェク
トプレーン上の原点は、ｙ軸と地上面の交点にとる。上
述の第（２０）式を解くことにより、グローバル座標系
のｘ，ｙ，ｚが求められる。そして、ボールの速度ＶB
は第（２１）式によって求められる。 ＶB ＝√（ｘ2 ＋ｙ2 ＋ｚ2 ） …（２１） さらに、左右のボール飛出し角度ｔａＳは第（２２）式
で求められる。 ｔａＳ＝ｔａｎ-1（ｘ／ｙ） …（２２） また、上下のボール飛出し角度ｔａＵは第（２３）式で
求められる。 ｔａＵ＝ｔａｎ-1（ｚ／ｙ） …（２３） 図１２は図８〜図１１に示した実施例における動作を説
明するためのフロー図である。この図１２に示したフロ
ー図において、ＰＳＤセンサ３４，３５の信号が計算す
るのに妥当な値であることをＣＰＵ６が判断すると、Ｃ
ＰＵ６は前述の第（１４）式〜第（２０）式の演算を行
ない、グローバル座標系のｘ，ｙ，ｚを求め、さらに第
（２１）式〜第（２３）式を用いて、ボールの速度
ＶB ，左右のボール飛出し速度ｔａＳおよび上下のボー
ル飛出し角度ｔａＵを求め、これらにより弾道を計算し
て、ＣＲＴディスプレイ１５に表示させるとともに、印
字プリンタ１６によって印字させる。
おけるｚ軸と平行で、オブジェクトプレーンのＹ軸をグ
ローバル座標系のｚ軸と平行にとる。また、オブジェク
トプレーン上の原点は、ｙ軸と地上面の交点にとる。上
述の第（２０）式を解くことにより、グローバル座標系
のｘ，ｙ，ｚが求められる。そして、ボールの速度ＶB
は第（２１）式によって求められる。 ＶB ＝√（ｘ2 ＋ｙ2 ＋ｚ2 ） …（２１） さらに、左右のボール飛出し角度ｔａＳは第（２２）式
で求められる。 ｔａＳ＝ｔａｎ-1（ｘ／ｙ） …（２２） また、上下のボール飛出し角度ｔａＵは第（２３）式で
求められる。 ｔａＵ＝ｔａｎ-1（ｚ／ｙ） …（２３） 図１２は図８〜図１１に示した実施例における動作を説
明するためのフロー図である。この図１２に示したフロ
ー図において、ＰＳＤセンサ３４，３５の信号が計算す
るのに妥当な値であることをＣＰＵ６が判断すると、Ｃ
ＰＵ６は前述の第（１４）式〜第（２０）式の演算を行
ない、グローバル座標系のｘ，ｙ，ｚを求め、さらに第
（２１）式〜第（２３）式を用いて、ボールの速度
ＶB ，左右のボール飛出し速度ｔａＳおよび上下のボー
ル飛出し角度ｔａＵを求め、これらにより弾道を計算し
て、ＣＲＴディスプレイ１５に表示させるとともに、印
字プリンタ１６によって印字させる。
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、プレ
ーヤが打球棒でボールを打球したことを検知し、プレー
ヤが前方の予め定められた間隔を隔てた平面領域をボー
ルが通過したタイミングとその通過位置を検知し、それ
らの検知出力に応じてボールの挙動を解析するようにし
たので、比較的簡単な構成でボールの挙動を知ることが
できる。
ーヤが打球棒でボールを打球したことを検知し、プレー
ヤが前方の予め定められた間隔を隔てた平面領域をボー
ルが通過したタイミングとその通過位置を検知し、それ
らの検知出力に応じてボールの挙動を解析するようにし
たので、比較的簡単な構成でボールの挙動を知ることが
できる。
【図１】この発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ロー図である。
ロー図である。
【図２】この発明の概要を説明するための図である。
【図３】この発明の一実施例の概略ブロック図である。
【図４】図３に示したＰＳＤセンサを説明するための図
である。
である。
【図５】ボールが２つのセンサ探知領域を通過する状態
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図６】レンズの中心とＰＳＤセンサ上の反射光の位置
を通る直線を求める方法を説明するための図である。。
を通る直線を求める方法を説明するための図である。。
【図７】ボールの軌跡の式を求め、速度成分を決定する
方法を説明するための図である。
方法を説明するための図である。
【図８】この発明の他の実施例の概念を説明するための
図である。
図である。
【図９】同一平面からなる２つのセンサ探知領域を説明
するための図である。
するための図である。
【図１０】図８および図９に示した実施例において、セ
ンサ座標系とオブジェクト座標系およびオブジェクト座
標系とグローバル座標系の変換を説明するための図であ
る。
ンサ座標系とオブジェクト座標系およびオブジェクト座
標系とグローバル座標系の変換を説明するための図であ
る。
【図１１】オブジェクト座標系をグローバル座標系に変
換する方法を説明するための図である。
換する方法を説明するための図である。
【図１２】図８〜図１１に示した実施例における動作を
説明するためのフロー図である。
説明するためのフロー図である。
１ ボール ２ 反射型センサ ３ センサパック ６ ＣＰＵ ７ インタフェース １２ レジスタ １３ ＲＡＭ １４ ＲＯＭ １５ ＣＲＴディスプレイ １６ 印字プリンタ ３１ パルス発生回路 ３２ ＬＥＤドライバ ３３ ＬＥＤ ３４，３５ ＰＳＤセンサ ３６，３７ アンプ ３８，３９ 周期検出回路 ４１，４２ センサ探知領域 ４３，４４ レンズ ５０，５１ Ａ／Ｄ変換回路
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】ｔａＵ＝ｔａｎ-1（ｖz ／ｖy ） …（１３） ＣＰＵ６は上述のごとくして求められたボールを１の速
度ｖB と左右のボール飛び出し角度ｔａＳおよび上下の
ボール飛び出し角度ｔａＵとに基づいて弾道を計算し、
ＣＲＴディスプレイ１５に表示させるとともに、印字プ
リンタ１６によって印字させる。
度ｖB と左右のボール飛び出し角度ｔａＳおよび上下の
ボール飛び出し角度ｔａＵとに基づいて弾道を計算し、
ＣＲＴディスプレイ１５に表示させるとともに、印字プ
リンタ１６によって印字させる。
Claims (3)
- 【請求項１】 運動者が打球棒をスイングしてボールを
打球したときのボールの挙動を予測するための打球計測
装置であって、 前記ボールが打球されたことを検知するための打球検知
手段、 前記運動者の前方の予め定める２つの平面領域を前記ボ
ールが通過したタイミングを検知する打球平面通過時検
知手段、 前記各平面の通過位置を検知する通過位置検知手段、お
よび前記打球検知手段が前記ボールの打球を検知したこ
とに応じて前記打球平面通過時検知手段によって検知さ
れたタイミングと前記通過位置検知手段によって検知さ
れた通過位置とに基づいて、前記打球されたボールの挙
動を解析する解析手段を備えた、打球計測装置。 - 【請求項２】 前記２つの平面領域は、予め定められた
間隔を隔てて設定され、 前記打球平面通過時検知手段は、前記ボールがそれぞれ
の平面を通過したタイミングを検知することを特徴とす
る、請求項１の打球計測装置。 - 【請求項３】 前記２つの平面領域は、同一平面上の異
なる領域に設定され、 前記打球平面通過時検知手段は、前記ボールがそれぞれ
の平面を通過したタイミングを検知することを特徴とす
る、請求項１の打球計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5000468A JP2651649B2 (ja) | 1992-06-08 | 1993-01-06 | 打球計測装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14730892 | 1992-06-08 | ||
| JP4-147308 | 1992-06-08 | ||
| JP5000468A JP2651649B2 (ja) | 1992-06-08 | 1993-01-06 | 打球計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0679028A true JPH0679028A (ja) | 1994-03-22 |
| JP2651649B2 JP2651649B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=26333461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5000468A Expired - Lifetime JP2651649B2 (ja) | 1992-06-08 | 1993-01-06 | 打球計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2651649B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5431327A (en) * | 1977-07-18 | 1979-03-08 | Wilson Robert F | Simulating device for golf practice |
| JPS6323108U (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-16 |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP5000468A patent/JP2651649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5431327A (en) * | 1977-07-18 | 1979-03-08 | Wilson Robert F | Simulating device for golf practice |
| JPS6323108U (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-16 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2651649B2 (ja) | 1997-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970401 |