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技術 移動体の挙動計測方法および挙動計測装置

出願人 横浜ゴム株式会社
発明者 三枝宏
出願日 2015年7月7日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2015-136319
公開日 2016年5月23日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2016-087427
状態 特許登録済
技術分野 訓練用具
主要キーワード 配置検知 挙動計測装置 使用スペース 目標移動方向 移動方向θ G付近 移動開始地点 撮影精度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年5月23日)のものです。
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図面 (11)

課題

特殊な機器を用いることなく移動体挙動計測すること。

解決手段

挙動計測装置10は、ゴルフボール20が移動開始地点P0に配置された状態である第1の画像と、ゴルフボール20が打撃され移動を開始した後の画像である第2の画像に基づいて移動体の挙動を計測する。移動方向は、2枚の画像における移動体の位置との変位方向から算出することができる。また、回転軸方向は2枚の画像におけるゴルフボール20の図柄の位置および向きの差分から算出することができる。

概要

背景

従来、ゴルフボールなどの移動体挙動計測するにあたって、移動体で撮影した複数の画像を画像処理することによって各種の挙動を示すパラメータを算出する方法が用いられている。
ここで、計測対象となる移動体は高速で移動するため、通常のカメラでは撮影が困難である。高速で移動する移動体の画像を撮影する方法としては、フレームレートが高い高速ビデオを用いる方法の他、例えば1枚の画像を撮影する間に複数回シャッタ開閉する方法や(下記特許文献1参照)、1回シャッタを開閉する間に複数回のストロボ露光をする多重露光による方法(下記特許文献2参照)が知られている。

概要

特殊な機器を用いることなく移動体の挙動を計測すること。挙動計測装置10は、ゴルフボール20が移動開始地点P0に配置された状態である第1の画像と、ゴルフボール20が打撃され移動を開始した後の画像である第2の画像に基づいて移動体の挙動を計測する。移動方向は、2枚の画像における移動体の位置との変位方向から算出することができる。また、回転軸方向は2枚の画像におけるゴルフボール20の柄の位置および向きの差分から算出することができる。

目的

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、特殊な機器を用いずに移動体の挙動を計測することができる移動体の挙動計測方法および挙動計測装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

動体挙動計測する移動体の挙動計測方法であって、前記移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する配置検知工程と、前記移動開始地点に配置された状態の前記移動体の画像を撮影する第1の撮影工程と、前記移動体が移動を開始したことを検知する移動開始検知工程と、移動開始後の前記移動体の画像を撮影する第2の撮影工程と、前記第1の撮影工程で撮影された第1の画像および前記第2の撮影工程で撮影された第2の画像に基づいて、前記移動体の移動方向または回転軸方向の少なくともいずれかを算出する挙動算出工程と、を含んだことを特徴とする挙動計測方法。

請求項2

前記挙動算出工程では、前記移動体が移動開始してから前記第2の画像が撮影されるまでの経過時間に基づいて前記移動体の移動速度を更に算出する、ことを特徴とする請求項1記載の挙動計測方法。

請求項3

前記第1の撮影工程および前記第2の撮影工程では、同一の撮影領域内の画像を撮影し、前記挙動算出工程では、前記第1の画像における前記移動体の位置と前記第2の画像における前記移動体の位置との変位方向を前記移動方向として算出する、ことを特徴とする請求項1または2記載の挙動計測方法。

請求項4

前記移動体は、直径が既知ボールであり、前記挙動算出工程では、前記第1の画像および前記第2の画像における前記ボールの直径の比率に基づいて、前記第1の撮影工程および前記第2の撮影工程における撮影方向と直交する方向の前記移動方向を算出する、ことを特徴とする請求項3記載の挙動計測方法。

請求項5

前記第1の撮影工程および前記第2の撮影工程では、複数台カメラを用いて前記移動体の画像を撮影し、前記挙動算出工程では、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第1の画像に基づいて移動開始前の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第2の画像に基づいて移動開始後の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、移動開始前後における前記移動体の3次元空間上の位置の差分に基づいて前記移動方向を算出する、ことを特徴とする請求項1または2記載の挙動計測方法。

請求項6

前記移動体は、全方位から視認可能な図柄を有し、前記挙動算出工程では、前記第1の画像における前記図柄の位置および向きと前記第2の画像における前記図柄の位置および向きとの差分から前記回転軸方向を算出する、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の挙動計測方法。

請求項7

前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記配置検知工程では、前記打撃具による打撃挙動の開始を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の挙動計測方法。

請求項8

前記配置検知工程では、外部から入力される配置完了信号を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の挙動計測方法。

請求項9

前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記移動開始検知工程では、前記打撃具による前記移動体の打撃音を検知して前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の挙動計測方法。

請求項10

前記移動開始地点周辺の温度を検知する温度検知工程を更に含み、前記移動開始検知工程では、前記移動開始地点周辺の温度に基づいて前記移動体の移動開始したタイミングを補正する、ことを特徴とする請求項9記載の挙動計測方法。

請求項11

前記移動開始検知工程では、前記移動体の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いて前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の挙動計測方法。

請求項12

前記配置検知工程では、前記移動開始地点に光を投光する投光部と、前記移動開始地点に前記移動体が位置する場合に前記移動体によって反射した反射光受光する受光部と、前記受光部で受光される光量の変化に基づいて前記移動開始地点における前記移動体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサを用いて、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の挙動計測方法。

請求項13

前記配置検知工程では、前記反射光が所定時間以上継続して受光された場合に前記移動体が前記移動開始地点に配置されたと検知する、ことを特徴とする請求項12記載の挙動計測方法。

請求項14

前記移動開始検知工程では、前記反射型光学式センサを用いて前記移動体が前記移動開始地点から退去したことを検知することにより前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする請求項12または13記載の挙動計測方法。

請求項15

移動体の挙動を計測する移動体の挙動計測装置であって、前記移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する配置検知手段と、前記移動体が移動を開始したことを検知する移動開始検知手段と、前記移動開始地点を撮影領域に含むよう配置された撮影手段と、前記配置検知手段および前記移動開始検知手段による検知結果に基づいて、前記撮影手段による撮影動作を制御する撮影制御手段と、前記移動開始地点に配置された状態の前記移動体の画像である第1の画像と、移動開始後の前記移動体の画像である第2の画像とに基づいて、前記移動体の移動方向または回転軸方向の少なくともいずれかを算出する挙動算出手段と、を備えることを特徴とする挙動計測装置。

請求項16

前記挙動算出手段は、前記移動体が移動開始してから前記第2の画像が撮影されるまでの経過時間に基づいて前記移動体の移動速度を更に算出する、ことを特徴とする請求項15記載の挙動計測装置。

請求項17

前記撮影手段は、同一の撮影領域で前記第1の画像および前記第2の画像を撮影し、前記挙動算出手段は、前記第1の画像における前記移動体の位置と前記第2の画像における前記移動体の位置との変位方向を前記移動方向として算出する、ことを特徴とする請求項15または16記載の挙動計測装置。

請求項18

前記移動体は、直径が既知のボールであり、前記挙動算出手段は、前記第1の画像および前記第2の画像における前記ボールの直径の比率に基づいて、前記撮影手段の撮影方向と直交する方向の前記移動方向を算出する、ことを特徴とする請求項17記載の挙動計測装置。

請求項19

前記撮影手段は、複数台のカメラであり、前記挙動算出手段は、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第1の画像に基づいて移動開始前の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第2の画像に基づいて移動開始後の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、移動開始前後における前記移動体の3次元空間上の位置の差分に基づいて前記移動方向を算出する、ことを特徴とする請求項15または16記載の挙動計測方法。

請求項20

前記移動体は、全方位から視認可能な図柄を有し、前記挙動算出手段は、前記第1の画像における前記図柄の位置および向きと前記第2の画像における前記図柄の位置および向きとの差分から前記回転軸方向を算出する、ことを特徴とする請求項15から19のいずれか1項記載の挙動計測装置。

請求項21

前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記配置検知手段は、前記打撃具による打撃挙動の開始を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする請求項15から20のいずれか1項記載の挙動計測装置。

請求項22

前記配置検知手段は、外部から入力される配置完了信号を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする請求項15から20のいずれか1項記載の挙動計測装置。

請求項23

前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記移動開始検知手段は、前記打撃具による前記移動体の打撃音を検知して前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする請求項15から22のいずれか1項記載の挙動計測装置。

請求項24

前記移動開始地点周辺の温度を検知する温度検知手段を更に備え、前記移動開始検知手段は、前記移動開始地点周辺の温度に基づいて前記移動体の移動開始したタイミングを補正する、ことを特徴とする請求項23記載の挙動計測装置。

請求項25

前記移動開始検知手段は、前記移動体の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いて前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする請求項15から22のいずれか1項記載の挙動計測装置。

請求項26

前記配置検知手段および前記移動開始検知手段は、前記移動開始地点に光を投光する投光部と、前記移動開始地点に前記移動体が位置する場合に前記移動体によって反射した反射光を受光する受光部と、前記受光部で受光される光量の変化に基づいて前記移動開始地点における前記移動体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサである、ことを特徴とする請求項15から20のいずれか1項記載の挙動計測装置。

請求項27

前記配置検知手段は、前記反射光が所定時間以上継続して受光された場合に前記移動体が前記移動開始地点に配置されたと検知する、ことを特徴とする請求項26記載の挙動計測方法。

請求項28

前記移動開始検知手段は、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたと検知された後、前記反射光が受光されなくなった場合に前記移動体が移動を開始したと検知する、ことを特徴とする請求項26または27記載の挙動計測装置。

技術分野

0001

本発明は、移動体挙動計測する挙動計測方法および挙動計測装置に関する。

背景技術

0002

従来、ゴルフボールなどの移動体の挙動を計測するにあたって、移動体で撮影した複数の画像を画像処理することによって各種の挙動を示すパラメータを算出する方法が用いられている。
ここで、計測対象となる移動体は高速で移動するため、通常のカメラでは撮影が困難である。高速で移動する移動体の画像を撮影する方法としては、フレームレートが高い高速ビデオを用いる方法の他、例えば1枚の画像を撮影する間に複数回シャッタ開閉する方法や(下記特許文献1参照)、1回シャッタを開閉する間に複数回のストロボ露光をする多重露光による方法(下記特許文献2参照)が知られている。

先行技術

0003

特開2001−264016号公報
特開昭63−186672号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上述した従来技術にかかる方法では、高速ビデオや多重露光ができる特殊なカメラ、ストロボと同期する回路など複雑なシステムが必要となり、計測機器が高額になるという課題がある。

0005

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、特殊な機器を用いずに移動体の挙動を計測することができる移動体の挙動計測方法および挙動計測装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上述の目的を達成するため、請求項1の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、移動体の挙動を計測する移動体の挙動計測方法であって、前記移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する配置検知工程と、前記移動開始地点に配置された状態の前記移動体の画像を撮影する第1の撮影工程と、前記移動体が移動を開始したことを検知する移動開始検知工程と、移動開始後の前記移動体の画像を撮影する第2の撮影工程と、前記第1の撮影工程で撮影された第1の画像および前記第2の撮影工程で撮影された第2の画像に基づいて、前記移動体の移動方向または回転軸方向の少なくともいずれかを算出する挙動算出工程と、を含んだことを特徴とする。
請求項2の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記挙動算出工程では、前記移動体が移動開始してから前記第2の画像が撮影されるまでの経過時間に基づいて前記移動体の移動速度を更に算出する、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記第1の撮影工程および前記第2の撮影工程では、同一の撮影領域内の画像を撮影し、前記挙動算出工程では、前記第1の画像における前記移動体の位置と前記第2の画像における前記移動体の位置との変位方向を前記移動方向として算出する、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記移動体は、直径が既知ボールであり、前記挙動算出工程では、前記第1の画像および前記第2の画像における前記ボールの直径の比率に基づいて、前記第1の撮影工程および前記第2の撮影工程における撮影方向と直交する方向の前記移動方向を算出する、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記撮影手段は、複数台のカメラであり、前記挙動算出手段は、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第1の画像に基づいて移動開始前の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第2の画像に基づいて移動開始後の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、移動開始前後における前記移動体の3次元空間上の位置の差分に基づいて前記移動方向を算出する、ことを特徴とする。
請求項6の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記移動体は、全方位から視認可能な図柄を有し、前記挙動算出工程では、前記第1の画像における前記図柄の位置および向きと前記第2の画像における前記図柄の位置および向きとの差分から前記回転軸方向を算出する、ことを特徴とする。
請求項7の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記配置検知工程では、前記打撃具による打撃挙動の開始を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする。
請求項8の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記配置検知工程では、外部から入力される配置完了信号を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする。
請求項9の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記移動開始検知工程では、前記打撃具による前記移動体の打撃音を検知して前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする。
請求項10の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記移動開始地点周辺の温度を検知する温度検知工程を更に含み、前記移動開始検知工程では、前記移動開始地点周辺の温度に基づいて前記移動体の移動開始したタイミングを補正する、ことを特徴とする。
請求項11の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記移動開始検知工程では、前記移動体の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いて前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする。
請求項12の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記配置検知工程では、前記移動開始地点に光を投光する投光部と、前記移動開始地点に前記移動体が位置する場合に前記移動体によって反射した反射光受光する受光部と、前記受光部で受光される光量の変化に基づいて前記移動開始地点における前記移動体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサを用いて、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする。
請求項13の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記配置検知工程では、前記反射光が所定時間以上継続して受光された場合に前記移動体が前記移動開始地点に配置されたと検知する、ことを特徴とする。
請求項14の発明にかかる移動体の挙動計測方法は、前記移動開始検知工程では、前記反射型光学式センサを用いて前記移動体が前記移動開始地点から退去したことを検知することにより前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする。
請求項15の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、移動体の挙動を計測する移動体の挙動計測装置であって、前記移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する配置検知手段と、前記移動体が移動を開始したことを検知する移動開始検知手段と、前記移動開始地点を撮影領域に含むよう配置された撮影手段と、前記配置検知手段および前記移動開始検知手段による検知結果に基づいて、前記撮影手段による撮影動作を制御する撮影制御手段と、前記移動開始地点に配置された状態の前記移動体の画像である第1の画像と、移動開始後の前記移動体の画像である第2の画像とに基づいて、前記移動体の移動方向または回転軸方向の少なくともいずれかを算出する挙動算出手段と、を備えることを特徴とする。
請求項16の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記挙動算出手段は、前記移動体が移動開始してから前記第2の画像が撮影されるまでの経過時間に基づいて前記移動体の移動速度を更に算出する、ことを特徴とする。
請求項17の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記撮影手段は、同一の撮影領域で前記第1の画像および前記第2の画像を撮影し、前記挙動算出手段は、前記第1の画像における前記移動体の位置と前記第2の画像における前記移動体の位置との変位方向を前記移動方向として算出する、ことを特徴とする。
請求項18の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記移動体は、直径が既知のボールであり、前記挙動算出手段は、前記第1の画像および前記第2の画像における前記ボールの直径の比率に基づいて、前記撮影手段の撮影方向と直交する方向の前記移動方向を算出する、ことを特徴とする。
請求項19の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記撮影手段は、複数台のカメラであり、前記挙動算出手段は、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第1の画像に基づいて移動開始前の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、前記複数台のカメラでそれぞれ撮影された複数の前記第2の画像に基づいて移動開始後の前記移動体の3次元空間上の位置を特定し、移動開始前後における前記移動体の3次元空間上の位置の差分に基づいて前記移動方向を算出する、ことを特徴とする。
請求項20の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記移動体は、全方位から視認可能な図柄を有し、前記挙動算出手段は、前記第1の画像における前記図柄の位置および向きと前記第2の画像における前記図柄の位置および向きとの差分から前記回転軸方向を算出する、ことを特徴とする。
請求項21の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記配置検知手段は、前記打撃具による打撃挙動の開始を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする。
請求項22の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記配置検知手段は、外部から入力される配置完了信号を検知することにより、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたことを検知する、ことを特徴とする。
請求項23の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記移動体は、打撃具によって打撃されることによって移動を開始し、前記移動開始検知手段は、前記打撃具による前記移動体の打撃音を検知して前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする。
請求項24の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記移動開始地点周辺の温度を検知する温度検知手段を更に備え、前記移動開始検知手段は、前記移動開始地点周辺の温度に基づいて前記移動体の移動開始したタイミングを補正する、ことを特徴とする。
請求項25の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記移動開始検知手段は、前記移動体の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いて前記移動体が移動を開始したことを検知する、ことを特徴とする。
請求項26の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記配置検知手段および前記移動開始検知手段は、前記移動開始地点に光を投光する投光部と、前記移動開始地点に前記移動体が位置する場合に前記移動体によって反射した反射光を受光する受光部と、前記受光部で受光される光量の変化に基づいて前記移動開始地点における前記移動体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサである、ことを特徴とする。
請求項27の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記配置検知手段は、前記反射光が所定時間以上継続して受光された場合に前記移動体が前記移動開始地点に配置されたと検知する、ことを特徴とする。
請求項28の発明にかかる移動体の挙動計測装置は、前記移動開始検知手段は、前記移動体が前記移動開始地点に配置されたと検知された後、前記反射光が受光されなくなった場合に前記移動体が移動を開始したと検知する、ことを特徴とする。

発明の効果

0007

請求項1および請求項15の発明によれば、移動体が移動開始地点に配置された状態を撮影した第1の画像と、移動開始後の移動体を撮影した第2の画像とに基づいて移動体の移動方向や回転軸方向を算出するので、特殊な機器を用いることなく移動体の挙動を計測することができ、移動体の挙動計測にかかるコストを低減することができる。
請求項2および請求項16の発明によれば、移動体の移動方向や回転軸方向に加えて移動速度を計測するので、より詳細な移動体の挙動情報を得ることができる。
請求項3および請求項17の発明によれば、2枚の画像における移動体の位置の変位方向を移動方向として算出するので、画像平面内における移動方向を簡易に計測することができる。
請求項4および請求項18の発明によれば、2枚の画像における移動体(ボール)の直径の比率に基づいて撮影方向(画像平面)と直交する方向の移動方向を算出するので、3次元空間内における移動体の移動方向を計測することができ、より詳細な移動体の挙動情報を得ることができる。
請求項5および請求項19の発明によれば、複数台のカメラを用いたステレオ撮影によって移動体の移動方向を算出するので、特に撮影方向(画像平面)と直交する方向の移動方向をより正確に算出することができる。
請求項6および請求項20の発明によれば、2枚の画像における図柄の位置および向きの差分から回転軸方向を算出するので、ドップラーセンサ等でも測定が困難な回転軸方向を容易に計測することができる。
請求項7および請求項21の発明によれば、打撃具による打撃挙動の開始を検知することによって移動体が移動開始地点に配置されたことを検知するので、計測者が操作等を行うことなく第1の画像を撮影することができ、計測操作を簡素化することができる。
請求項8および請求項22の発明によれば、外部から入力される配置完了信号を検知することによって移動体が移動開始地点に配置されたことを検知するので、打撃具による打撃挙動の開始を検知するのと比較して、より確実に移動体が移動開始地点に配置されたことを検知することができる。
請求項9および請求項23の発明によれば、打撃具による移動体の打撃音を検知して移動体が移動を開始したことを検知するので、マイクを用いて容易かつ短時間のうちに移動体の移動開始を検知することができる。
請求項10および請求項24の発明によれば、移動開始地点周辺の温度に基づいて移動体の移動開始したタイミングを補正するので、移動体の移動開始したタイミングをより正確に特定することができる。
請求項11および請求項25の発明によれば、移動体の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いて移動体が移動を開始したことを検知するので、打撃音を検知するのと比較してより確実に移動体が移動を開始したことを検知することができる。
請求項12および請求項26の発明によれば、移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する機構と、移動体が移動を開始したことを検知する機構とが同一のセンサであるので、システム構成を簡素化することができる。また、反射型光学式センサの検出範囲は移動開始地点というごく狭い範囲でよいので、計測に使用スペースが限られている場合でも無理なく計測を行うことができる。
請求項13および請求項27の発明によれば、移動開始地点からの反射光が所定時間以上継続して受光された場合に移動体が移動開始地点に配置されたと検知するので、計測者の手足や打撃具などを移動体と誤検知するのを防止して、検知精度を向上させることができる。
請求項14および請求項28の発明によれば、移動体が移動開始地点から退去した場合に移動体が移動を開始したと検知するので、打撃音を用いる場合などよりも安定した計測を行うことができる。

図面の簡単な説明

0008

実施の形態1にかかる移動体の挙動計測装置10の概略構成を示す説明図である。
コンピュータ18の構成を示すブロック図である。
挙動計測装置10の機能的構成を示すブロック図である。
挙動計測装置10による処理の手順を示すフローチャートである。
撮影手段106による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。
撮影手段106による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。
挙動計測装置10の他の構成を示す説明図である。
温度補正の有無による誤差を示す説明図である。
挙動計測装置10の他の構成例を示す説明図である。
実施の形態2にかかる移動体の挙動計測装置30の概略構成を示す説明図である。

実施例

0009

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる移動体の挙動計測方法および挙動計測装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、移動体の一例として、ゴルフクラブ22によって打撃されて移動するゴルフボール20を挙げて説明する。

0010

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1にかかる移動体の挙動計測装置10の概略構成を示す説明図である。
図1Aは挙動計測装置10の構成を側面から見た図であり、図1Bは図1Aにおけるゴルフボール20の周辺を上面から見た図である。
図1Aには、ゴルフクラブ22によってゴルフボール20を打撃しようとする計測者(プレイヤー)Iが示されている。ゴルフボール20は、地面(水平面)Gに差し込まれたティー24上に載置されており、この状態でゴルフクラブ22により打撃され、移動を開始する。すなわち、図1Aの例では、ティー24上のゴルフボール20の位置が移動開始地点P0となる。
なお、ゴルフボール20をティー24に載置した状態で計測を行うか、地面Gに載置した状態で計測を行うか、すなわち、ティー24上のゴルフボール20の位置を移動開始地点とするか、地面G上のゴルフボール20の位置を移動開始地点とするかは計測者Iの任意である。
また、符号Xは、ゴルフクラブ22によってゴルフボール20を打撃した際の目標移動方向である。以下、挙動計測装置10が設置された空間の座標原点を移動開始地点P0とし、目標移動方向Xを向き地面Gと平行な方向にx軸、重力方向と反対方向をz軸、x軸およびz軸と直交する方向をy軸とする。なお、図1では図示の都合上、各座標軸を原点である移動開始地点P0から離れた位置に図示している。
また、符号Mは、ゴルフボール20の表面に付与されたマークである。

0011

挙動計測装置10は、カメラ12、照明13、マイク14、通過検知センサ15、温度センサ16(図3参照)、コンピュータ18を含んで構成される。
カメラ12は、静止画を撮影するカメラであり、ゴルフボール20の移動開始地点P0を含む領域を撮影領域とするように設置される。本実施の形態では、カメラ12は地面G付近に固定して設置されており、図1Bに示すように移動開始地点P0を含む撮影領域H内を撮影する。
カメラ12によって撮影された画像は、後述するコンピュータ18へと出力される。
また、カメラ12の撮影タイミングは、後述するコンピュータ18の撮影制御手段108で制御される。
照明13は、カメラ12の撮影タイミングに連動して点灯し、撮影領域H付近を明るくする。これにより、撮影画像にゴルフボール20を鮮明に映すことができる。
なお、図1Bではカメラ12と後述する通過検知センサ15との位置関係を明確にするため、照明13の図示を省略している。

0012

マイク14は、周囲の音声集音して音声信号としてコンピュータ18へと出力される。
本実施の形態では、マイク14はゴルフボール20の打撃音を集音し、ゴルフボール20の移動開始を検知するために設けられている。
なお、図1Bではカメラ12と後述する通過検知センサ15との位置関係を明確にするため、マイク14の図示を省略している。
通過検知センサ15は、例えば赤外線等を用いて検知エリア内物体が通過したことを検知するセンサである。
通過検知センサ15の検知結果は、後述するコンピュータ18へと出力される。
本実施の形態では、通過検知センサ15は、図1Bに示すようにゴルフボール20の設置位置の後方(目標移動方向Xと反対方向)に検知エリアN1が設定され、検知エリアN1内をゴルフクラブ22が通過したことを検知する。
なお、本実施の形態では、通過検知センサ15がカメラ12とx軸方向上に並んで設置されている都合上、図1Aでは通過検知センサ15の図示を省略している。
温度センサ16(図3参照)は、計測が行われる地点、すなわちゴルフボール20の移動開始地点P0周辺の温度を検知する。
温度センサ16によって検知された温度は、後述するコンピュータ18へと出力される。
本実施の形態では、温度センサ16はマイク14で集音した打撃音の発生時刻をより正確に推定するために設けられている。

0013

コンピュータ18は、他のカメラ12やマイク14等の他の構成部から出力される情報を用いてゴルフボール20の挙動データを算出する。
図2は、コンピュータ18の構成を示すブロック図である。
コンピュータ18は、CPU1802と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたROM1804、RAM1806、ハードディスク装置1808、ディスク装置1810、キーボード1812、マウス1814、ディスプレイ1816、プリンタ1818、入出力インターフェース1820などを有している。
ROM1804は制御プログラムなどを格納し、RAM1806はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置1808はゴルフボール20の挙動の計測を行うための専用のプログラム(挙動計測プログラム)を格納している。
ディスク装置1810はCDやDVDなどの記録媒体に対してデータの記録および/または再生を行うものである。
キーボード1812およびマウス1814は、計測者による操作入力受け付けるものである。
ディスプレイ1816はデータを表示出力するものであり、プリンタ1818はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ1816およびプリンタ1818によってデータを出力する。
入出力インターフェース1820は、カメラ12、マイク14、通過検知センサ15、温度センサ16等との間でデータの授受を行うものである。

0014

なお、コンピュータ18としてスマートホンタブレット等の小型情報機器を用いてもよい。
また、図1ではコンピュータ18とカメラ12等の機器とを配線で接続して図示しているが、これらの機器間通信無線通信で行ってもよい。
また、コンピュータ18(スマートホンやタブレット等を含む)がカメラ12やマイク14を備えている場合には、コンピュータ18が備えるカメラ12やマイク14を用いて画像の撮影や音声の集音を行ってもよい。この場合、挙動計測装置10を構成する機器の数を少なくして、機器の設置の手間やスペースを省くことができる。

0015

図3は、挙動計測装置10の機能的構成を示すブロック図である。
挙動計測装置10は、機能的には、配置検知手段102、移動開始検知手段104、撮影手段106、撮影制御手段108、挙動算出手段110、温度検知手段112によって構成される。
これらの構成のうち、撮影制御手段108および挙動算出手段110は、上述したコンピュータ18のCPU1802が挙動計測プログラムを実行することによって実現する。

0016

配置検知手段102は、移動体であるゴルフボール20が移動開始地点に配置されたことを検知する。
本実施の形態のようにゴルフボール20の移動開始地点がティー24上である場合、配置検知手段102は、ゴルフボール20がティー24上に配置されたことを検知する。
本実施の形態では、例えば通過検知センサ15によって配置検知手段102を実現する。
上述のように、通過検知センサ15は図1Bに示すようにゴルフボール20の設置位置の後方を検知エリアN1とし、検知エリアN1内をゴルフクラブ22が通過するのを検知する。
このエリア内をゴルフクラブ22が通過するのは、計測者Iがアドレス姿勢を取り、バックスイングおよびダウンスイングを行う時である。よって、通過検知センサ15でゴルフクラブ22の通過を検知することによって、ゴルフボール20がティー24上に配置されている、すなわち移動開始地点に配置されたことを検知することができる。
すなわち、移動体であるゴルフボール20は、打撃具であるゴルフクラブ22によって打撃されることによって移動を開始し、配置検知手段102は、打撃具であるゴルフクラブ22による打撃挙動(スイング)の開始を検知することにより、移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する。
なお、通過検知センサ15の検知エリアN1は、ゴルフボール20の設置位置の後方に限らず、ゴルフクラブ22のスイングが開始されたことを検知できる範囲であればよい。

0017

また、配置検知手段102は、通過検知センサ15に限らずドップラーセンサであってもよい。例えば図7Aに示すように、カメラ12の近傍にドップラーセンサ19を設置して、ゴルフボール20の設置位置の後方にアンテナ指向方向N2が向くようにする。そして、ドップラー信号の検出を行って指向方向N2に対するゴルフクラブ22の接近(スイングの開始)を検知する。
また、例えばゴルフボール20の設置位置の後方にドップラーセンサ19を設置して、アンテナの指向方向N3が目標移動方向X(x軸)と一致するようにして、指向方向N3に対するゴルフクラブ22の接近(スイングの開始)を検知してもよい。

0018

また、配置検知手段102は、外部から入力される配置完了信号を検知することにより、移動体が移動開始地点に配置されたことを検知するものであってもよい。
すなわち、ゴルフボール20をティー24上に配置したことを計測者Iがコンピュータ18のキーボード1812を用いて入力したり、専用のリモコンやスイッチ等を用いて入力したりしてもよい。

0019

移動開始検知手段104は、移動体であるゴルフボール20が移動を開始したことを検知する。
本実施の形態では、マイク14によってゴルフボール20の打撃音を集音し、ゴルフボール20の移動開始を検知する。すなわち、移動開始検知手段104は、打撃具による移動体の打撃音を検知して移動体が移動を開始したことを検知する。
なお、マイク14には計測者Iの話し声等、様々な音声が集音されるため、予めゴルフボール20の打撃音を示す周波数帯を特定しておき、音声認識を用いてこの周波数帯の音声が集音されたことを識別することによって、ゴルフボール20が移動を開始したことを検知してもよい。

0020

また、移動開始検知手段104は、マイク14に限らず、通過検知センサであってもよい。
具体的には、ゴルフボール20の設置位置の前方が検知エリアとなるように通過検知センサ15を設置し、検知エリア内をゴルフボール20またはゴルフクラブ22が通過したことを検知することにより、ゴルフボール20が移動を開始したことを検知してもよい。
すなわち、移動体の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いて移動体が移動を開始したことを検知するようにしてもよい。
この場合、通過検知センサ15の検知エリアは、後述する撮影手段106の撮影領域内にゴルフボール20が位置するうちに撮影が行えるように、ティー24のごく近傍に設定するのが好ましい。

0021

撮影手段106は、移動体の移動開始地点P0を撮影領域に含むよう配置され、撮影領域内の画像を撮影する。
上述のように、本実施の形態ではカメラ12が撮影手段106を構成し、移動開始地点P0であるティー24上を含むように撮影領域Hが設定されている。
撮影手段106は、高速ビデオ等の特殊なカメラである必要はなく、後述する撮影制御手段108による撮影タイミング制御によって画像(静止画)が撮影できればよい。

0022

撮影制御手段108は、配置検知手段102および移動開始検知手段104による検知結果に基づいて、撮影手段106による撮影動作を制御する。
より詳細には、撮影制御手段108は、配置検知手段102でゴルフボール20が移動開始地点に配置されたと検知された場合、移動開始地点に配置された状態のゴルフボール20の画像(第1の画像)を撮影するように撮影手段106を制御する。また、撮影制御手段108は、移動開始検知手段104によってゴルフボール20が移動を開始したことを検知された場合、移動開始後のゴルフボール20の画像(第2の画像)を撮影するように撮影手段106を制御する。
これにより、ゴルフボール20の移動開始前後(打ち出し前後)の2枚の画像が得られる。

0023

挙動算出手段110は、移動開始地点に配置された状態の移動体の画像である第1の画像と、移動開始後の移動体の画像である第2の画像とに基づいて、移動体の移動方向または回転軸方向の少なくともいずれかを算出する。
また、挙動算出手段110は、移動体が移動開始してから第2の画像が撮影されるまでの経過時間に基づいて移動体の移動速度を更に算出する。
挙動算出手段110は、移動方向算出手段1102、回転軸方向算出手段1104、移動速度算出手段1106の少なくともいずれかを備える。これらは、移動体の挙動情報である、移動方向、回転軸方向および移動速度をそれぞれ算出する。

0024

ここで、挙動算出手段110による挙動情報の算出方法について説明する。
図5は、撮影手段106による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。
図5Aは第1の画像を示し、移動開始地点に配置された状態のゴルフボール20を撮影したものであり、図5Bは第2の画像を示し、移動開始後のゴルフボール20を撮影したものである。また、図5Cは図5Bからゴルフボール20以外の要素を消去した上で、図5Aおよび図5Bを重畳している。
また、図6も、撮影手段106による撮影画像の一例を模式的に示す説明図であり、図6Aは図5Aと同一の図、図6Bはゴルフボール20がカメラ12に対して近づく方向(y座標プラス方向)に移動した場合の画像であり、図6Cはゴルフボール20がカメラ12に対して遠ざかる方向(y座標マイナス方向)に移動した場合の画像である。

0025

まず、上下方向(x−z平面上)における移動方向θhの算出方法について説明する。
図5Cに示すように、第1の画像におけるゴルフボール20の中心点P1と第2の画像におけるゴルフボール20の中心点P2とを結ぶ線分L1と、第1の画像におけるゴルフボール20の中心点P1を通り地面Gと平行な線分L2とがなす角θhによって、上下方向(x−z平面上)の移動方向を特定することができる。
すなわち、挙動算出手段110は、第1の画像における移動体の位置と第2の画像における移動体の位置との変位方向を移動方向として算出する。
なお、カメラ12の光軸が地面Gと平行でなく、上下方向に傾いている場合は、当該傾きを補正した上で上下方向の移動方向θhを算出する。

0026

つぎに、左右方向(x−y平面上)における移動方向θwの算出方法について説明する。
ゴルフボール20が目標移動方向Xに対して左右方向に傾いて移動している場合には、図6に示すように移動開始前後で画像上のゴルフボール20の直径が異なる。
図6の例では、図6Aの移動開始前のゴルフボール20の直径R0に対して、図6Bのようにゴルフボール20がカメラ12に対して近づく方向に移動した場合には直径R1が大きくなり(R1>R0)、図6Cのようにゴルフボール20がカメラ12に対して遠ざかる方向に移動した場合には直径R2が小さくなる(R2<R0)。
カメラ12の撮影倍率および画角は既知であるので、移動開始前後のゴルフボール20の直径の差分に基づいて、左右方向(x−y平面上)の移動方向θwを特定することができる。
例えば、図6Bのようにゴルフボール20がカメラ12に対して近づく方向(y座標プラス方向)に移動した場合には、画像上のゴルフボール20の直径が大きいほどカメラ12方向に大きく曲がっていることになる。また、図6Cのようにゴルフボール20がカメラ12に対して遠ざかる方向(y座標マイナス方向)に移動した場合には、画像上のゴルフボール20の直径が小さいほどカメラ12と反対方向に大きく曲がっていることになる。
すなわち、挙動算出手段110は、第1の画像および第2の画像におけるゴルフボールの直径の比率に基づいて、カメラ12の撮影方向と直交する方向の移動方向を算出する。

0027

また、移動方向θwを算出する他の方法として、複数台のカメラ12を用いたステレオ計測をおこなってもよい。
図9は、挙動計測装置10の他の構成例を示す説明図である。
図9では、ゴルフボール20の移動開始地点P0を含む領域を撮影領域とするように2台のカメラ12A,12Bが設置されている。カメラ12A,12Bの位置や撮影方向(向き)や撮影倍率などのカメラパラメータは、予め特定されている。
このカメラ12A,12Bで、それぞれ同時にゴルフボール20の移動開始前後(打ち出し前後)の画像を撮影する。
そして、それぞれのカメラ12A,12Bで撮影した画像上におけるゴルフボール20の位置を特定し、上記のカメラパラメータを用いて移動開始前後におけるゴルフボール20の3次元空間上の位置を特定する。この移動開始前後におけるゴルフボール20の3次元空間上の位置の差分からゴルフボール20の移動方向θwを算出することができる。
すなわち、複数台のカメラ12A,12Bでそれぞれ撮影された複数の第1の画像に基づいて移動開始前の移動体の3次元空間上の位置を特定し、複数台のカメラ12A,12Bでそれぞれ撮影された複数の第2の画像に基づいて移動開始後の移動体の3次元空間上の位置を特定し、移動開始前後における移動体の3次元空間上の位置の差分に基づいて移動方向を算出するようにしてもよい。
このように、複数台のカメラを用いて撮影することによって、ゴルフボール20の移動方向θwをより精度高く算出することができる。

0028

つぎに、回転軸方向の算出方法について説明する。
図5に示すように、ゴルフボール20にはマークMが付加されている。移動開始前後のゴルフボール20のマークMの位置および方向に基づいて、ゴルフボール20の回転軸方向を特定することができる。
なお、ゴルフボール20に付加するマークMは、ゴルフボール20がどの方向に回転しても画像上に写るような図柄にするのが好ましい。このような図柄としては、例えば図5等のようにゴルフボール20の全周に渡って描かれた線分など従来公知の様々な図柄を用いることができる。
すなわち、移動体は全方位から視認可能な図柄を有し、挙動算出手段110は、第1の画像における図柄の位置および向きと第2の画像における図柄の位置および向きとの差分から回転軸方向を算出する。

0029

つづいて、移動速度の算出方法について説明する。
上述した移動方向および回転軸方向の算出は、移動開始前後の2枚の画像のみで行うことができるが、移動速度の算出には、移動体が移動を開始してから第2の画像を撮影するまでの経過時間を特定する必要がある。
移動速度の算出には、まずゴルフボール20の移動距離を算出する。上述のようにカメラ12の撮影倍率は既知であるので、画像上の距離と実空間上の距離との比率は既知であり、第1の画像におけるゴルフボール20の位置(移動開始地点)と第2の画像におけるゴルフボール20の位置との関係からゴルフボール20のx−z平面上の2次元的な移動距離を算出することができる。

0030

つぎに、移動体が移動を開始した時刻を特定する。移動開始検知手段104がマイク14である場合、マイク14によって打撃音を検知した時刻を移動体が移動を開始した時刻とすることができる。
この時、移動開始地点とマイク14と間の距離を音速で除した値を打撃音がマイク14に到達するまでの遅れ時間として算出し、この遅れ時間をマイク14によって打撃音を検知した時刻から差し引いてもよい。

0031

さらに、移動開始地点周辺の温度を検知する温度検知手段112である温度センサ16の測定温度を用いて音速値を補正してもよい。すなわち、一般的に用いられる音速C=331.5+0.61t(tは摂氏温度)等の式を用いて実際の音速により近い値を算出し、打撃音がマイク14に到達するまでの時間を算出してもよい。これにより、更に精度高く移動体が移動開始した時刻を特定することができる。
図8は、温度補正の有無による誤差を示す説明図である。
図8Aには、マイク14と移動開始地点P0との間の距離が0.5mである場合に、移動開始地点P0で発生した打撃音がマイク14に到達するまでの所要時間を示している。なお、図8では音速値の小数点以下の値を省略している。
音速値は、気温0℃の場合331m/sであり、気温35℃の場合352m/sである。
よって、打撃音がマイク14に到達するまでの所要時間は、気温0℃で1.51ms、気温35℃で1.42msとなる。
図8Bは、ゴルフボール20の移動速度別に推定される誤差を示している。
例えば、ゴルフボール20の移動速度が40m/sの場合、打撃音がマイク14に到達するまでの所要時間(図8A参照)内にゴルフボール20が移動する距離は、気温0℃で60.4mm(1.51msで移動する距離)、気温35℃で56.8mm(1.42msで移動する距離)となる。
ここで、上記のような音速値の温度補正を行わなかった場合、上記の移動距離は気温0℃と同様に1.51msで移動する距離として計算される。すなわち、気温35℃では、1.42msで移動した距離が1.51msで移動する距離として計算され、実際よりも速度が遅いように計算される。
具体的には、気温0℃では40.0m/sと正しい移動速度が算出される一方で、気温35℃では37.6m/sと算出され、実際よりも2.4m/s遅い値に(−2.4m/s)移動速度が算出される。
このような誤差はゴルフボール20の移動速度が速いほど大きくなり、速度80m/sでは−4.8m/sにもなる。
本願のような温度補正を行うことによって、上記のような誤差を防止し、より精度よく移動速度を算出することができる。

0032

そして、カメラ12で第2の画像を撮影した時刻を特定すれば、移動体が移動開始してから第2の画像が撮影されるまでの経過時間を特定することができる。第2の画像を撮影した時刻は、撮影制御手段108がカメラ12に撮影を指示した時刻またはカメラ12で記録した第2の画像の撮影時刻であり、これらは略同一である。
このように算出したゴルフボール20の移動距離を、ゴルフボール20が移動を開始してから第2の画像を撮影するまでの経過時間で除すことによって、ゴルフボール20の移動速度を算出することができる。

0033

なお、移動開始検知手段104が通過検知センサ15である場合、移動開始地点から通過検知センサ15の検知領域までの距離、およびゴルフボール20が移動を開始してから通過検知センサ15でゴルフボール20を検知するまでの経過時刻を特定することができれば、距離を経過時刻で除すことによって移動速度を算出することができる。

0034

図4は、挙動計測装置10による処理の手順を示すフローチャートである。
挙動計測装置10は、まず配置検知手段102によって移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する(ステップS402:配置検知工程)。
移動体が移動開始地点に配置されると(ステップS402:Yes)、撮影制御手段108が撮影手段106に画像撮影を指示し、移動体が移動開始地点にある状態を第1の画像として撮影する(ステップS404:第1の撮影工程)。
つぎに、挙動計測装置10は、移動開始検知手段104によって移動体が移動を開始したことを検知する(ステップS406:移動開始検知工程)。
移動体が移動を開始すると(ステップS406:Yes)、撮影制御手段108が撮影手段106に画像撮影を指示し、移動体が移動している状態を第2の画像として撮影する(ステップS408:第2の撮影工程)。
つづいて、挙動算出手段110によって、移動方向、回転軸方向、移動速度など、移動体の挙動を算出する(ステップS410:挙動算出工程)。
そして、算出した挙動情報をディスプレイ1816や印刷紙等に表示して(ステップS412)、本フローチャートによる処理を終了する。

0035

以上説明したように、実施の形態1にかかる移動体の挙動計測装置10は、ゴルフボール20が移動開始地点P0に配置された状態を撮影した第1の画像と、移動開始後のゴルフボール20を撮影した第2の画像とに基づいてゴルフボール20の移動方向や回転軸方向、移動速度を算出するので、特殊な機器を用いることなくゴルフボール20の挙動を計測することができ、ゴルフボール20の挙動計測にかかるコストを低減することができる。
また、挙動計測装置10は、2枚の画像におけるゴルフボール20の位置の変位方向を移動方向として算出するので、画像平面内における移動方向を簡易に計測することができる。
また、挙動計測装置10は、2枚の画像におけるゴルフボール20の直径の比率に基づいて撮影方向(画像平面)と直交する方向の移動方向を算出するので、3次元空間内における移動体の移動方向を計測することができ、より詳細な移動体の挙動情報を得ることができる。
また、挙動計測装置10は、2枚の画像におけるゴルフボール20の図柄の位置および向きの差分から回転軸方向を算出するので、ドップラーセンサ等でも測定が困難な回転軸方向を容易に計測することができる。
また、挙動計測装置10は、ゴルフクラブ22による打撃挙動の開始を検知することによってゴルフボール20が移動開始地点P0に配置されたことを検知するので、計測者が操作等を行うことなく第1の画像を撮影することができ、計測操作を簡素化することができる。
また、挙動計測装置10において、外部から入力される配置完了信号を検知することによってゴルフボール20が移動開始地点P0に配置されたことを検知するようにすれば、ゴルフクラブ22による打撃挙動の開始を検知するのと比較して、より確実にゴルフボール20が移動開始地点P0に配置されたことを検知することができる。
また、挙動計測装置10は、ゴルフクラブ22によるゴルフボール20の打撃音を検知してゴルフボール20が移動を開始したことを検知するので、マイク14を用いて容易かつ短時間のうちにゴルフボール20の移動開始を検知することができる。
また、挙動計測装置10において、移動開始地点P0周辺の温度に基づいてゴルフボール20の移動開始したタイミングを補正するようにすれば、ゴルフボール20の移動開始したタイミングをより正確に特定することができる。
また、挙動計測装置10において、ゴルフボール20の移動経路上を検知領域とする通過検知センサを用いてゴルフボール20が移動を開始したことを検知するようにすれば、打撃音を検知するのと比較してより確実にゴルフボール20が移動を開始したことを検知することができる。

0036

(実施の形態2)
実施の形態1では、移動体が移動開始地点に配置されたことを検知する配置検知手段と、移動体が移動を開始したことを検知する移動開始検知手段とが個別の装置であった。実施の形態2では、配置検知手段と移動開始検知手段とが同一の装置(反射型光学式センサ)である場合について説明する。
以下、実施の形態2において、実施の形態1と同様の箇所は図面上で同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

0037

図10は、実施の形態2にかかる移動体の挙動計測装置30の概略構成を示す説明図である。
図10Aは挙動計測装置30の構成を側面から見た図であり、図10Bは図10Aにおけるゴルフボール20の周辺を上面から見た図である。
実施の形態2では、カメラ12の上に反射型光学式センサ32が設置されている。
なお、図示を省略しているが、反射型光学式センサ32はコンピュータ18と接続されており、その検出結果をコンピュータ18に出力する。
反射型光学式センサ32は、任意の検出範囲に光を投光する投光部と、検出範囲に物体が位置する場合にその物体によって反射した反射光を受光する受光部と、受光部で受光される光量の変化に基づいて検出範囲における物体の有無を検知する検知部と、を備える。

0038

本実施の形態では、反射型光学式センサ32の検出範囲を移動開始地点P0(ティー24上)に合わせている。すなわち、投光部からの投影光LIが移動開始地点P0を通過するように設置する。ティー24上にゴルフボール20がない場合には、投影光LIは移動開始地点P0を通過していくため、受光部では反射光LRを受光しない。一方、ティー24上にゴルフボール20がある場合には、ゴルフボール20の表面で反射した反射光LRが受光部に向かい、受光部での受光量が増加する。これにより、ティー24上のゴルフボール20の有無を検知することができる。
すなわち、反射型光学式センサ32は配置検知手段102として機能する。

0039

ここで、反射型光学式センサ32は、受光部に反射光が所定時間以上継続して受光された場合にゴルフボール20が移動開始地点に配置されたと検知してもよい。
これは、反射型光学式センサ32の検出範囲であるティー24上またはティー24の近傍に物体が検知された場合でも、その物体がゴルフボール20ではなく、例えば計測者Iの手足やゴルフクラブ22のヘッドなどである可能性があり、この場合に撮影を行うと誤撮影となってしまうためである。
反射型光学式センサ32の検出範囲(ティー24上)の物体がゴルフボール20である場合には、計測者Iがティー上にゴルフボール20をセットした後、アドレス姿勢を取ってスイングを実施する間に一定の時間が必要となるはずである。一方で、反射型光学式センサ32の検出範囲の物体がゴルフボール20以外である場合には、すぐに移動して検出範囲から外れる可能性が高い。
よって、反射型光学式センサ32による物体の検知が所定時間以上継続された場合にのみ撮影を行うようにすれば、物体の誤検知を防止して確実にゴルフボール20を撮影することができる。
なお、この場合、受光部に反射光が所定時間以上継続して受光され、ゴルフボール20が移動開始地点に配置されたと認識されたことを報知する報知部を設けてもよい。報知部としては、例えばランプスピーカなどを用いることができる。計測者Iはゴルフボール20をティー24にセットした後、報知部による報知を待ってスイングを開始すればよい。

0040

また、ゴルフボール20が移動開始地点P0に配置されたと検知された後、ゴルフボール20からの反射光が受光されなくなった場合には、ゴルフボール20がゴルフクラブ22で打撃され、ゴルフボール20が移動を開始したと検知することができる。
すなわち、反射型光学式センサ32は移動開始検知手段104としても機能する。
このように、反射型光学式センサ32は配置検知手段102および移動開始検知手段104の両方として用いることができる。

0041

なお、反射型光学式センサ32は、CMOSセンサなどの画像センサを用いて物体の色を識別する機能を有するものであってもよい。この場合、物体が特定の色であった場合にのみ検出範囲内に物体が有ると検知する。
より詳細には、例えば一般的なゴルフボール20の色である白色の物体が検出範囲内にあった場合にのみ物体を検出するセンサを用いる。これにより、ゴルフクラブ22や計測者Iの手足等がティー24周辺にあるのをゴルフボール20として誤検知するのを防止して、反射型光学式センサ32の検出精度を向上させることができる。

0042

また、反射型光学式センサ32の反応速度は、1ms以下であることが好ましい。
これは、ゴルフボール20の移動速度によっては、カメラ12の撮影タイミングをゴルフボール20の移動開始後、ごく短時間にすることが要求されるためである。反応速度の速い反射型光学式センサ32を使用することによって、撮影タイミングをより速いタイミングに設定することが可能となり、カメラ12による撮影精度を向上させることができる。

0043

以上説明したように、実施の形態2にかかる移動体の挙動計測装置30によれば、ゴルフボール20が移動開始地点P0に配置されたことを検知する機構と、ゴルフボール20が移動を開始したことを検知する機構とが同一の反射型光学式センサ32であるため、挙動計測装置30のシステム構成を簡素化することができる。
また、反射型光学式センサ32の検出範囲は移動開始地点P0というごく狭い範囲でよいので、計測に使用スペースが限られている場合でも無理なく計測を行うことができる。
また、挙動計測装置30において、移動開始地点P0からの反射光が所定時間以上継続して受光された場合にゴルフボール20が移動開始地点P0に配置されたと検知するようにすれば、計測者Iの手足やゴルフクラブ22などをゴルフボール20と誤検知するのを防止して、検知精度を向上させることができる。
また、挙動計測装置30は、ゴルフボール20が移動開始地点P0に位置すると検知された後、移動開始地点P0から退去した場合にゴルフボール20が移動を開始したと検知するので、打撃音を用いる場合などよりも安定した計測を行うことができる。

0044

10,30……挙動計測装置、12……カメラ、13……照明、14……マイク、15……通過検知センサ、16……温度センサ、18……コンピュータ、19……ドップラーセンサ、20……ゴルフボール、22……ゴルフクラブ、24……ティー、32……反射型光学式センサ、102……配置検知手段、104……移動開始検知手段、106……撮影手段、108……撮影制御手段、110……挙動算出手段、1102……移動方向算出手段、1104……回転軸方向算出手段、1106……移動速度算出手段、112……温度検知手段、G……地面、H……撮影領域、I……計測者、M……マーク、N1……検知エリア、N2……指向方向、N3……指向方向、P0……移動開始地点、P1……中心点、P2……中心点、R0……直径、R1……直径、R2……直径、X……目標移動方向。

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