(57)【要約】【課題】複数の移動体の速度についての検出精度を向上させる。【解決手段】ドップラーセンサが物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて時系列に従った速度を示す速度データを生成する速度データ生成部と、速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を、分離ポイントとして設定する分離ポイント設定部と、分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいて第１速度検出対象物の速度を検出する第１速度検出部と、検出信号に基づいて速度成分ごとの強度の分布を示す速度分布データを生成する速度分布データ生成部と、速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて第２速度検出対象物の速度を検出する第２速度検出部とを備えて速度検出装置を構成する。【選択図】図２
2014178291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドップラーセンサが物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて時系列に従った速度を示す速度データを生成する速度データ生成部と、
前記速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を、分離ポイントとして設定する分離ポイント設定部と、
前記分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいて第１速度検出対象物の速度を検出する第１速度検出部と、
前記検出信号に基づいて速度成分ごとの強度の分布を示す速度分布データを生成する速度分布データ生成部と、
前記速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて第２速度検出対象物の速度を検出する第２速度検出部と
を備える速度検出装置。
【請求項２】
前記速度データ生成部が生成した速度データを第１所定回数により平均化して前記分離ポイント設定部に出力する第１平均化部と、
前記速度データ生成部が生成した速度データを、第２所定回数により平均化して前記第１速度検出部に出力する第２平均化部とをさらに備える
請求項１に記載の速度検出装置。
【請求項３】
ドップラーセンサが物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて時系列に従った速度を示す速度データを生成するステップと、
前記速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を、分離ポイントとして設定するステップと、
前記分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいて第１速度検出対象物の速度を検出するステップと、
前記検出信号に基づいて速度成分ごとの強度の分布を示す速度分布データを生成するステップと、
前記速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて第２速度検出対象物の速度を検出するステップと
を備える速度検出方法。
【請求項４】
コンピュータに、
ドップラーセンサが物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて時系列に従った速度を示す速度データを生成する速度データ生成ステップと、
前記速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を、分離ポイントとして設定する分離ポイント設定ステップと、
前記分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいて第１速度検出対象物の速度を検出する第１速度検出ステップと、
前記検出信号に基づいて速度成分ごとの強度の分布を示す速度分布データを生成する速度分布データ生成ステップと、
前記速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて第２速度検出対象物の速度を検出する第２速度検出ステップと
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度検出装置、速度検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドップラーセンサを用いて移動体の速度を検出する技術が知られている。例えば特許文献１には、以下のような速度計測装置が記載されている。速度計測装置は、ドップラーセンサの信号の数値が所定回数連続して増加あるいは減少した時点を境界点とする。そして、速度計測装置は、境界点より前の期間における最大値に基づいて最大速度を求め、境界点より後の期間における平均値に基づいて平均速度を求める。例えば、速度計測装置によって求められる最大速度はゴルフクラブのヘッドスピードであり、平均速度はボーススピードである。
また、特許文献２には、ドップラーセンサの信号における最小周期データに基づいてヘッドスピードを算出し、ドップラーセンサの信号の周波数解析によりボールスピードを算出する速度測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８９９０７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の速度計測装置では、ドップラーセンサの信号の数値が所定回数連続して増加あるいは減少する状態を、ゴルフクラブによりボールがショットされたことによる急峻な移動速度の変化に対応させている。しかし、ドップラーセンサの信号の数値がＮ個連続して増加あるいは減少するタイミングは、例えば信号に含まれるノイズなどの影響で複数現れる可能性がある。このような場合、特許文献１の速度計測装置は、実際のショットタイミングとは異なるタイミングを境界点として設定する可能性があり、ヘッドスピードとボールスピードについての算出精度が低くなる。
【０００５】
また、特許文献２に記載の速度測定装置においても、ドップラーセンサの信号における最小周期は、必ずしも実際のヘッドスピードに対応して検出されたのではなく、例えばノイズなどの影響で現れたものである可能性がある。また、特許文献２においては、ボールスピードについては、ドップラーセンサの信号の周波数解析により算出するとの記載にとどまっており、特に高い精度でボールスピードを測定できるようにするための技術的な記載はない。従って、特許文献２の速度測定装置によっても、高い精度でヘッドスピードとボールスピードを測定することは難しい。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、複数の移動体の速度についての検出精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために本発明が採用する手段を以下に説明する。なお、本発明の理解を容易にするために以下では図面の参照符号を便宜的に括弧書で付記するが、本発明を図示の形態に限定する趣旨ではない。
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様としての速度検出装置は、ドップラーセンサが物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて時系列に従った速度を示す速度データを生成する速度データ生成部（２１２）と、前記速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を、分離ポイントとして設定する分離ポイント設定部（２１５）と、前記分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいて第１速度検出対象物の速度を検出する第１速度検出部（２１８）と、前記検出信号に基づいて速度成分ごとの強度の分布を示す速度分布データを生成する速度分布データ生成部（２２３）と、前記速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて第２速度検出対象物の速度を検出する第２速度検出部（２２４）とを備える。
【０００９】
また、本発明の一態様としての上記の速度検出装置において、前記速度データ生成部が生成した速度データを第１所定回数により平均化して前記分離ポイント設定部に出力する第１平均化部（２１４）と、前記速度データ生成部が生成した速度データを、第２所定回数により平均化して前記第１速度検出部に出力する第２平均化部（２１７）とをさらに備えてもよい。
【００１０】
ここで、第１所定回数と第２所定回数は同じでも良いし、異なっていてもよい。また、第２所定回数は第１所定回数より少ない回数であることが好ましい。
【００１１】
本発明の一態様としての速度検出方法は、ドップラーセンサが物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて時系列に従った速度を示す速度データを生成するステップと、前記速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を、分離ポイントとして設定するステップと、前記分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいて第１速度検出対象物の速度を検出するステップと、前記検出信号に基づいて速度成分ごとの強度の分布を示す速度分布データを生成するステップと、前記速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて第２速度検出対象物の速度を検出するステップとを備える。
【００１２】
本発明の一態様としてのプログラムは、コンピュータに、ドップラーセンサが物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて時系列に従った速度を示す速度データを生成する速度データ生成ステップと、前記速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を、分離ポイントとして設定する分離ポイント設定ステップと、前記分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいて第１速度検出対象物の速度を検出する第１速度検出ステップと、前記検出信号に基づいて速度成分ごとの強度の分布を示す速度分布データを生成する速度分布データ生成ステップと、前記速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて第２速度検出対象物の速度を検出する第２速度検出ステップとを実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、複数の移動体の速度についての検出精度の向上を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る速度検出装置を含むシステムの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る速度検出装置の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態における速度データの例を示す図である。
【図４】図３に示す速度データに対応する分離ポイント設定部と第１速度検出部が実行する処理例を示す図である。
【図５】速度分布データの例を示すとともに、第２速度検出部が実行するボールスピードの検出処理例を説明する図である。
【図６】本実施形態に係るドップラーセンサと速度検出装置が実行する処理手順例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態においては、速度検出装置をゴルフにおけるショットに適用した場合について説明する。
【００１６】
［システムの構成例］
図１は、本実施形態における速度検出装置２００を備えるシステムの構成例を示している。図１に示すシステムは、プレーヤがゴルフクラブ１をスイングしてボール２をショットする際の、ゴルフクラブのヘッド１ａの速度（ヘッドスピード）と、ヘッド１ａによって打ち出されたボール２の速度（ボールスピード）を検出する。そして、システムは、検出したヘッドスピードとボールスピードに基づいて、ユーザのスイング、ショットに関する情報を所定の態様により表示し、プレーヤに提示することができる。
【００１７】
図１に示すシステムは、ドップラーセンサ１００、速度検出装置２００、情報処理装置３００及び表示装置４００を備える。
【００１８】
ドップラーセンサ１００は、物体が移動する速度に応じた検出信号を出力する。本実施形態において、ドップラーセンサ１００が検出対象とする物体は、ゴルフクラブのヘッド１ａ（第１速度検出対象物）と、ボール２（第２速度検出対象物）である。
ドップラーセンサ１００は、例えばボール２の飛球線方向に沿って、ボール２がティーアップされるショット位置の後方から、ショット位置に向けてマイクロ波を送信するように設置される。
【００１９】
ドップラーセンサ１００は、例えば、所定の周波数Ｆ１によるマイクロ波を送信し、マイクロ波の送信方向に存在する物体にて反射したマイクロ波を受信する。この際、物体が移動していると、ドップラー効果によって、物体から反射してドップラーセンサ１００に到達するマイクロ波の周波数Ｆ２は、移動速度に応じて周波数Ｆ１から変化する。ドップラーセンサ１００は、例えば周波数Ｆ１−Ｆ２＝Ｆｄで表されるドップラーシフト周波数Ｆｄを示す検出信号を出力する。ドップラーシフト周波数Ｆｄは、物体の速度に比例する。
【００２０】
速度検出装置２００は、ドップラーセンサ１００が出力する検出信号を入力して、ヘッド１ａの速度であるヘッドスピード(第１速度)とボール２の速度であるボールスピード(第２速度)を検出する。速度検出装置２００は、ボールスピードとして、例えばボール２がショットされたときの初速度を検出することができる。
【００２１】
情報処理装置３００は、速度検出装置２００が検出したヘッドスピードとボールスピードの情報を利用して、例えば飛距離などをはじめとするプレーヤのスイング、ショットに関する情報を生成する。そして、情報処理装置３００は、ヘッドスピードとボールスピードの情報と生成した情報などを所定の態様によって表示装置４００に表示させる。表示装置４００に表示された情報を見ることで、プレーヤは、自分のスイング、ショットの良否を数値的に、あるいは視覚的に確認することができる。
表示装置４００は、情報処理装置３００の制御に応じて画像を表示する。
【００２２】
図１に示すシステムは、ドップラーセンサ１００、速度検出装置２００、情報処理装置３００及び表示装置４００を、有線あるいは無線で接続した構成である。
なお、本実施形態のシステムにおける速度検出装置２００、情報処理装置３００及び表示装置４００のうちの２以上の装置を１つの筐体に収めるなどして一体化してもよい。
【００２３】
［速度検出装置の構成例］
図２は、速度検出装置２００の構成例を示すブロック図である。図２に示す速度検出装置２００は、速度検出部２０１と速度決定部２０２とを備える。
【００２４】
速度検出部２０１は、ドップラーセンサ１００が物体の移動速度に応じて出力する検出信号に基づいて、ヘッドスピードとボールスピードとのうちの少なくともいずれか一方について複数を検出する。なお、以降においては、速度検出部２０１が２つのヘッドスピードと２つのボールスピードを検出する例を挙げて説明する。
【００２５】
速度検出部２０１は、ヘッドスピード検出部２０１Ａとボールスピード検出部２０１Ｂとを備える。
ヘッドスピード検出部２０１Ａは、ドップラーセンサ１００の検出信号に基づいてヘッドスピードを検出する。ヘッドスピード検出部２０１Ａは、デジタル入力部２１１、速度データ生成部２１２、ノイズフィルタ２１３、第１平均化部２１４、分離ポイント設定部２１５、ノイズフィルタ２１６、第２平均化部２１７及び第１速度検出部２１８を備える。
【００２６】
デジタル入力部２１１は、ドップラーセンサ１００が出力する検出信号を入力し、ドップラーシフト周波数Ｆｄに応じて時系列でパルス幅が変化するパルス信号に変換する。
【００２７】
速度データ生成部２１２は、デジタル入力部２１１から出力されるパルス信号を入力して、時系列に従った速度を示す速度データを生成する。なお、速度データ生成部２１２は、速度データの生成にあたり、デジタル入力部２１１から例えば一定時間分のパルス信号を入力し、入力したパルスにより一定時間分の速度データを生成する。速度データ生成部２１２は、生成した速度データを蓄積（保持）する。
【００２８】
ノイズフィルタ２１３は、速度データ生成部２１２が生成した速度データについて、予め定めた速度範囲の成分のみを通過させ、速度範囲外の成分を除去するフィルタである。これにより、速度データにおけるノイズのうち、ヘッドスピード及びボールスピードとして取り得ない速度成分として出現したノイズを除去することができる。
【００２９】
第１平均化部２１４は、ノイズフィルタ２１３から出力された速度データについて、所定の平均化回数Ｎにより平均化する。第１平均化部２１４の平均回数は、例えば１０（Ｎ＝１０）回である。第１平均化部２１４は、このように平均化した速度データを分離ポイント設定部２１５に出力する。
【００３０】
分離ポイント設定部２１５は、入力された速度データに基づいて１または複数の分離ポイントを設定する。分離ポイントは、速度データの時系列において、１つのヘッドスピードを検出する速度検出期間を区分するポイント（時点）である。
このため、分離ポイント設定部２１５は、速度データの解析を行う。ここでの速度データの解析とは、速度データの時系列において定めた解析開始時点から、時系列に従って順次速度を検出することである。解析時点は、速度データの時系列において速度の検出対象として選択している時点であり、解析の過程において速度データの時系列に従って順次移動する。
分離ポイント設定部２１５は、速度データの解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点（乖離時点）を、分離ポイントとして設定する。
【００３１】
また、ここでの乖離指標値は、速度のピーク値に対する解析時点での速度の増減比率である場合を例に挙げる。この場合の乖離指標値は、例えば
（解析時点における速度／速度のピーク値）−１
のように求めることができる。
具体的に、乖離指標値の目標値が−１５％（−０．１５）である場合、解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値に対して速度が１５％低下した時点が乖離時点である。
【００３２】
本実施形態においては、２つのヘッドスピードを検出する。これに応じて、分離ポイント設定部２１５は、２つの分離ポイントを設定する。このため、分離ポイント設定部２１５は、乖離時点を複数の解析開始時点ごとに対応して検出し、検出した乖離時点の各々を分離ポイントとして設定する。
具体的に、分離ポイント設定部２１５は、速度データの開始時点を１つ目の解析開始時点として速度データの時系列に従って速度を検出していく。そして、分離ポイント設定部２１５は、１つ目の解析開始時点と解析時点までにおける速度のピーク値以降の時系列において、乖離指標値が目標値に達した時点を１つ目の乖離時点として検出する。
【００３３】
次に、分離ポイント設定部２１５は、１つ目の乖離時点以降における所定の時点を２つ目の解析開始時点として設定する。一例として、分離ポイント設定部２１５は、１つ目の乖離時点を２つ目の解析開始時点として設定する。分離ポイント設定部２１５は、２つ目の解析開始時点から速度データの時系列に従って速度を検出していく。分離ポイント設定部２１５は、２つ目の解析開始時点と解析時点までにおける速度のピーク値以降の時系列において、乖離指標値が目標値に達した時点を２つ目の乖離時点として検出する。
【００３４】
ノイズフィルタ２１６は、ノイズフィルタ２１３と同様に、速度データ生成部２１２が出力する速度データについて、所定の速度範囲の成分のみを抽出し、速度範囲外の成分をノイズとして除去する。
【００３５】
第２平均化部２１７は、ノイズフィルタ２１６が生成した速度データについて、第１平均化部２１４の平均化回数Ｎ（例えば、Ｎ＝１０）よりも少ない平均化回数Ｍにより平均化する。第２平均化部２１７の平均化回数は、例えば４（Ｍ＝４）回である。第２平均化部２１７は、このように平均化した速度データを第１速度検出部２１８に出力する。なお、第１平均化部２１４の平均化回数Ｎは、第１所定回数の一例である。また、第２平均化部２１７の平均化回数Ｍは、第２所定回数の一例である。第１平均化部２１４の平均化回数Ｎと第２平均化部２１７の平均化回数Ｍは、同じとしても良いし、異なるものとしてもよい。本実施形態では上述の通り平均化回数Ｎよりも平均化回数Ｍの方が少ない構成としているが、平均化回数Ｎよりも平均化回数Ｍの方が多い構成としてもよい。
【００３６】
第１速度検出部２１８は、分離ポイントに基づいて速度検出期間を特定し、特定した速度検出期間における速度データのピーク値に基づいてヘッドスピードを検出する。
具体的には、本実施形態の第１速度検出部２１８は、分離ポイント設定部２１５により設定された２つの分離ポイントに基づいて２つの速度検出期間を特定し、これら２つの速度検出期間のそれぞれにおける速度データのピーク値に基づいて、２つの速度検出期間のそれぞれにおけるヘッドスピードを検出する。このように第１速度検出部２１８が検出する２つのヘッドスピードは、最終的なヘッドスピードの検出結果を決定するにあたっての候補となる。なお、本実施形態の第1速度検出部２１８は、速度検出期間を、速度検出対象となる速度データの開始時点から１つめの分離ポイント（乖離時点）まで、及び１つめの分離ポイントから２つめの分離ポイント（乖離時点）まで、であると特定する。
【００３７】
ボールスピード検出部２０１Ｂは、ドップラーセンサ１００の検出信号に基づいてボールスピードを検出する。
ボールスピード検出部２０１Ｂは、アナログ入力部２２１、Ａ／Ｄ変換部２２２、速度分布データ生成部２２３及び第２速度検出部２２４を備える。
【００３８】
アナログ入力部２２１は、ドップラーセンサ１００から出力されるアナログの検出信号を入力する。アナログ入力部２２１は、例えば具体的には、アナログの信号に対応した入力端子などである。
Ａ／Ｄ変換部２２２は、アナログ入力部２２１が入力したアナログの検出信号を、デジタルの検出信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部２２２が出力するデジタルの検出信号は、ドップラーセンサ１００の検出信号の波形を量子化したものになる。
【００３９】
速度分布データ生成部２２３は、Ａ／Ｄ変換部２２２から入力したデジタルの検出信号について、速度成分の分布を示す速度分布データを生成する。このために、速度分布データ生成部２２３は、入力したデジタルの検出信号を高速フーリエ変換によって周波数領域のデータに変換すればよい。つまり、速度分布データ生成部２２３は、デジタルの検出信号について周波数解析を行えばよい。このように生成される速度分布データは、検出信号における速度成分ごとの強度を示す。
なお、速度分布データ生成部２２３は、速度分布データの生成にあたり、Ａ／Ｄ変換部２２２から一定時間分のデジタルの検出信号を入力し、入力した検出信号から一定時間分の速度分布データを生成する。速度分布データ生成部２２３は、生成した速度分布データを蓄積（保持）する。
【００４０】
第２速度検出部２２４は、速度分布データ生成部２２３が生成した速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいてボールスピードを検出する。
本実施形態において、第２速度検出部２２４は、２つの異なるピーク値に基づいてボールスピードを検出する。このように検出される２つのボールスピードは、最終的なボールスピードの検出結果を決定するにあたっての候補である。
【００４１】
速度決定部２０２は、速度検出部２０１によって検出された各２つのヘッドスピードとボールスピードのうちから、各１つのヘッドスピードとボールスピードを最終的な検出結果として出力する。
このために、速度決定部２０２は、速度検出部２０１によって検出されたヘッドスピードとボールスピードにおけるヘッドスピードとボールスピードとの組合せの候補のうちから１つの組合せを選択する。この際、速度決定部２０２は、各組合せにおけるヘッドスピードとボールスピードとを利用して算出した参照値と予め定めた基準値とに基づいて１つの組合せを選択する。速度決定部２０２は、選択した組合せにおける各１つのヘッドスピードとボールスピードとを、それぞれ、検出結果として出力する。
【００４２】
これまでの説明から理解されるように、本実施形態においては、第１速度検出部２１８は２つのヘッドスピードを検出し、第２速度検出部２２４は２つのボールスピードを検出する。なお、以降において、第１速度検出部２１８が検出した２つのヘッドスピードのうちの一方を第１候補ヘッドスピードと呼び、他方を第２候補ヘッドスピードと呼ぶ。また、第２速度検出部２２４が検出した２つのボールスピードのうちの一方を第１候補ボールスピードと呼び、他方を第２候補ボールスピードと呼ぶ。
【００４３】
この場合、各１つのヘッドスピードとボールスピードとにより得られる組合せの候補は、第１候補ヘッドスピードと第１候補ボールスピードの組合せ、第１候補ヘッドスピードと第２候補ボールスピードの組合せ、第２候補ヘッドスピードと第１候補ボールスピードの組合せ、第２候補ヘッドスピードと第２候補ボールスピードの組合せの４つである。
【００４４】
速度決定部２０２は、上記の４つの組合せの候補のうちから１つの組合せを選択するにあたり、各組合せにおけるヘッドスピードとボールスピードとを利用して参照値を算出する。本実施形態では、参照値がミート率である場合を例に挙げる。ミート率は、ボールスピード（初速度）をヘッドスピードにより除算して求めることができる。
ミート率が高いほど、スイングにおけるヘッド１ａの動きがボール２に対して効率的に伝達されており、例えばボールの初速度は高くなり、飛距離も長くなる。
なお、参照値は、ミート率のようなヘッドスピードとボールスピードとの比率の他に、例えばヘッドスピードとボールスピードとの差分に基づく値であってもよい。また、参照値は、ヘッドスピードとボールスピードに加えて他のパラメータを用いた所定の演算により求められる値であってもよい。
【００４５】
速度決定部２０２は、予め定めた一定数値範囲にミート率が含まれている組合せの候補のうちから、ミート率が基準値に最も近い１つの組合せを選択する。
具体的に、速度決定部２０２は、まず、４つの組合せの候補のうちから、ミート率が一定数値範囲に含まれていない組合せについては候補から除外する。次に、速度決定部２０２は、除外されずに残った候補のうちから、基準値に最も近いミート率の組合せを１つ選択する。速度決定部２０２は、このように選択した１つの組合せにおけるヘッドスピードとボールスピードをそれぞれ検出結果として出力する。なお、参照値としてヘッドスピードとボールスピードとの差分に基づく値を採用する場合、基準値もこれに対応した値とする。
【００４６】
［ヘッドスピード及びボールスピードの検出処理例］
続いて、本実施形態の速度検出装置２００によるヘッドスピード及びボールスピードの検出処理例について説明する。まず、ヘッドスピード検出部２０１Ａによるヘッドスピードの検出処理例について説明する。
図３は、速度データ生成部２１２が生成した速度データの一例を示している。速度データは、時系列に応じた速度を示すもので、図３における横軸が時間であり、縦軸がデータ値（速度）である。
図４において破線で示すデータは、第１平均化部２１４により図３の速度データをＮ回平均化して得られるデータ（以下、第１平均化速度データと呼ぶ）である。また、図４において実線で示すデータは、第２平均化部２１７により図３の速度データをＭ（Ｍ＜Ｎ）回平均化して得られるデータ（以下、第２平均化速度データと呼ぶ）である。
【００４７】
分離ポイント設定部２１５は、まず、図４に示す第１平均化速度データの開始時点ｔ０を解析開始時点として時系列に従って解析（速度の検出）を実行していくことで、時点ｔ１におけるピーク値ｐｋ１に対応した時点ｔ２を乖離時点として検出する。具体的に、乖離指標値の目標値がピークに対する増減比率−１５％である場合、乖離時点である時点ｔ２は、時点ｔ１におけるピーク値ｐｋ１以降の第１平均化速度データの時系列において、最初にピーク値ｐｋ１の８５％にまで速度が低下した時点である。
【００４８】
このように、第１平均化速度データの速度がピーク値ｐｋ１となってから、ピーク値ｐｋ１の一定割合にまで速度が低下する状態は、ゴルフクラブ１のヘッド１ａがボール２に当たったタイミングに対応すると推定できる。ゴルフクラブ１のヘッド１ａは、ショット時においてボール２に当たることによりヘッドスピードが急峻に低下するからである。
そこで、分離ポイント設定部２１５は、上記のように検出した乖離時点としての時点ｔ２を１つ目の第１分離ポイントＰｄｖ１として設定する。
【００４９】
第１速度検出部２１８は、図４に示す開始時点ｔ０から時点ｔ２の第１分離ポイントＰｄｖ１までの期間を第１速度検出期間と定める。そのうえで、第１速度検出部２１８は、第１速度検出期間において、実線で示す第２平均化速度データに出現している最大ピーク値を検出する。第１速度検出部２１８は、このように検出した最大ピーク値を第１候補ヘッドスピードＶｈ１として取得する。
【００５０】
次に、分離ポイント設定部２１５は、時点ｔ２の第１分離ポイントＰｄｖ１を２番目の解析開始時点として時系列に従って解析を実行していくことで、時点ｔ３におけるピーク値ｐｋ２に対応した時点ｔ４を乖離時点として検出する。そして、分離ポイント設定部２１５は、上記のように検出した乖離時点としての時点ｔ４を２つ目の第２分離ポイントＰｄｖ２として設定する。
【００５１】
第１速度検出部２１８は、図４に示す時点ｔ２から時点ｔ４の第２分離ポイントＰｄｖ２までの期間を第２速度検出期間と定める。第１速度検出部２１８は、第２速度検出期間において、実線の第２平均化速度データに出現している最大ピーク値を検出する。第１速度検出部２１８は、このように検出した最大ピーク値を第２候補ヘッドスピードＶｈ２として取得する。
【００５２】
第１速度検出部２１８は、例えば、速度データにおいて解析開始時点を１つのみ設定し、この１つの解析開始時点に基づいて設定した分離ポイントに基づく１つの速度検出期間から１つのヘッドスピードを検出するようにしてもよい。
ただし、このように１つのヘッドスピードのみを検出するようにした場合、ノイズなどの影響で、分離ポイントとして検出した乖離時点が実際のショットタイミングとは異なっている可能性がある。また同様にして、ノイズなどの影響で、第２平均化速度データにおける最大ピーク値がヘッドスピードとは無関係に出現している可能性もある。
そこで、本実施形態の例のように、複数の速度検出期間を設け、それぞれの速度検出期間においてヘッドスピードの候補を検出しておくようにすれば、速度データから実際のヘッドスピードに対応した速度を検出できる可能性が高くなる。
【００５３】
なお、上記の例では、第１速度検出部２１８は、第１速度検出期間における最大ピーク値と、第２速度検出期間における最大ピーク値とを、それぞれ、第１候補ヘッドスピードＶｈ１、第２候補ヘッドスピードＶｈ２として検出している。
しかし、例えば、第１速度検出期間における最大ピーク値について所定の演算を行って求めた値を第１候補ヘッドスピードＶｈ１とし、第２速度検出期間における最大ピーク値について所定の演算を行って求めた値を第２候補ヘッドスピードＶｈ２としてもよい。
また、上記の例では、ピーク値の一定割合にまで速度が低下する時点を乖離時点としている。しかし、乖離時点に対応するデータ値は、ピーク値に基づいて設定されていればよく、例えば、ピーク値に対して所定値を減算した値にまで低下した時点を乖離時点としてもよい。
【００５４】
次に、ボールスピード検出部２０１Ｂによるボールスピードの検出処理例について説明する。
図５は、速度分布データ生成部２２３により生成された速度分布データの例を示している。速度分布データは、ドップラーセンサ１００の検出信号における速度成分ごとの強度の分布を示す。図５において横軸が速度であり、縦軸が強度である。
本実施形態における第２速度検出部２２４は、速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて、例えば以下のように、第１候補ボールスピードと第２候補ボールスピードとを検出する。
【００５５】
第２速度検出部２２４は、まず、速度分布データにおける最大ピーク値を第１候補ボールスピードＶｂ１として検出する。図５に示す速度分布データにおいて、最大ピーク値はピーク値ｐｋ１１である。従って、この場合の第２速度検出部２２４は、ピーク値ｐｋ１１に対応する速度を第１候補ボールスピードＶｂ１として検出する。
次に、第２速度検出部２２４は、所定のアルゴリズムに従って、速度分布データにおける最大ピーク値（ピーク値ｐｋ１１）を除外した他のピーク値に基づいて、第２候補ボールスピードＶｂ２を検出する。図５の例では、ピーク値ｐｋ１２を第２候補ボールスピードＶｂ２として検出した場合が示されている。
【００５６】
これまでの説明から理解されるように、本実施形態における第１速度検出部２１８と第２速度検出部２２４は、それぞれ、２つのヘッドスピードの候補と２つのボールスピードの候補を検出する。これに対応して、速度決定部２０２は、例えば以下のように、これらの候補のうちから、各１つのヘッドスピードとボールスピードを検出結果として選択する。
【００５７】
ここで、上記のように検出された各２つのヘッドスピードとボールスピードにより得られるヘッドスピードとボールスピードとの組合せは４つである。
速度決定部２０２は、４つの組合せのそれぞれについて、参照値としてのミート率を算出する。ミート率は、ボールスピード（初速度）をヘッドスピードで除算することにより求められる。速度決定部２０２は、４つの組合せのうちで、算出されたミート率の値が予め定めた一定数値範囲に含まれない組合せについては候補から除外する。ここでの一定数値範囲は、例えば一般的に想定されるミート率の範囲に基づいて定められる。ミート率の値が一定数値範囲に含まれない組合せは、ヘッドスピードとボールスピードの少なくとも一方が誤検出であると捉えてよい。
【００５８】
そして、速度決定部２０２は、算出されたミート率の値が一定範囲に含まれている組合せのうちから、予め定めた基準値に最も近いミート率の組合せを選択する。基準値の具体例としては、例えば「１．３５」である。速度決定部２０２は、選択した組合せにおけるヘッドスピードとボールスピードを検出結果として出力する。図１の情報処理装置３００は、このように出力されたヘッドスピードとボールスピードの検出結果を利用して情報処理を実行する。
【００５９】
図４にて説明したように、分離ポイント設定部２１５は、速度データの時系列における解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値と、解析時点における速度の値との乖離度合いを示す乖離指標値が目標値に達した時点を分離ポイント（第１分離ポイントＰｄｖ１、第２分離ポイントＰｄｖ２）としている。
例えば、特許文献１では、信号の数値が所定回数連続して増加あるいは減少した時点を境界点（「分離ポイント」に相当）としているのであるが、信号の数値が所定回数連続して増加あるいは減少するパターンは、本来のショットタイミングには対応しないタイミングで多数出現する可能性がある。つまり、信号の数値が所定回数連続して増加あるいは減少するパターンに基づく場合、実際のショットタイミングに対応するピークを高い精度で検出することが難しい。
これに対して、本実施形態の場合、解析開始時点から解析時点までにおける速度のピーク値は、解析時点が時系列に応じて移動していくのに応じてより大きな速度の値が検出されるごとに更新していくことができる。これにより、速度データにおける速度のピーク値と、ピーク値に応じた乖離時点（分離ポイント）とをより高い精度で検出可能になり、ヘッドスピードの検出精度を向上させることが可能になる。
【００６０】
そのうえで、図４に示したように、ヘッドスピードの検出にあたり、分離ポイント設定部２１５が分離ポイントの設定に利用する第１平均化速度データは、第２平均化速度データよりも多い平均化回数によって生成されている。つまり、第１平均化速度データのほうが第２平均化速度データよりも平滑化されている度合いが高い。
このように平滑化された第１平均化速度データを分離ポイントの設定に使用することで、例えば、ピークの検出と乖離時点（分離ポイント）の検出にあたり不要な速度データの変動成分が抑制されるため、分離ポイントの設定に関する精度をさらに高くできる。
【００６１】
さらに、本実施形態では、第１速度検出部２１８と第２速度検出部２２４が、それぞれ複数のヘッドスピードとボールスピードの候補を検出している。そして、速度決定部２０２がこれらのヘッドスピードとボールスピードの組合せのうちから最適な組合せを選択することで、各１つのヘッドスピードとボールスピードの検出結果を得るようにしている。
これにより、例えば、第１速度検出部２１８と第２速度検出部２２４が各１つのヘッドスピードとボールスピードを検出し、そのまま検出結果として出力する場合と比較して、検出結果の精度を高くすることができる。
【００６２】
そのうえで、本実施形態の速度決定部２０２は、組合せごとのヘッドスピードとボールスピードを利用して求めた参照値(例えば、ミート率)を利用して１つの組合せを選択している。
このように、検出対象であるヘッドスピードとボールスピードとに密接に関連する参照値を組合せの選択に利用することで、ヘッドスピードとボールスピードの検出結果についての精度をさらに高めることが可能になる。
【００６３】
なお、速度決定部２０２は、例えば、参照値が一定数値範囲に含まれていない組合せを候補から除外する手順を省略して、４つの組合せのうちから参照値が基準値に最も近い１つの組合せを選択してもよい。
【００６４】
［処理手順例］
図６のフローチャートは、ドップラーセンサ１００と速度検出装置２００が実行する処理手順例を示している。
まず、ドップラーセンサ１００は検出信号を出力する（ステップＳ１０１）。図２にて説明したように、ドップラーセンサ１００の検出信号は、ヘッドスピード検出部２０１Ａとボールスピード検出部２０１Ｂとに対して分岐して入力される。
【００６５】
ステップＳ１０２〜Ｓ１１１は、ヘッドスピード検出部２０１Ａの処理である。
ヘッドスピード検出部２０１Ａにおいて、デジタル入力部２１１は、入力された検出信号を速度に応じたパルス幅を有するパルス信号に変換する（ステップＳ１０２）。
速度データ生成部２１２は、ステップＳ１０２により得られたパルス信号を入力して速度データを生成する（ステップＳ１０３）。なお、速度データ生成部２１２は、生成した速度データを蓄積（保持）する。
ノイズフィルタ２１３は、速度データ生成部２１２が保持する速度データを入力し、速度データからヘッドスピード及びボールスピードとして取り得る速度範囲の成分のみを抽出し、速度範囲外の成分をノイズとして除去する（ステップＳ１０４）。
【００６６】
第１平均化部２１４は、ステップＳ１０４によりノイズが除去された速度データについてＮ回の平均化を行って第１平均化速度データを出力する（ステップＳ１０５）。
分離ポイント設定部２１５は、ステップＳ１０５により出力された第１平均化速度データを利用して、図４にて説明したように、第１分離ポイントＰｄｖ１を設定し（ステップＳ１０６）、続いて、第２分離ポイントＰｄｖ２を設定する（ステップＳ１０７）。
【００６７】
また、ノイズフィルタ２１６は、速度データ生成部２１２が保持する速度データを入力し、速度データからヘッドスピード及びボールスピードとして取り得る速度範囲の成分のみを抽出し、速度範囲外の成分をノイズとして除去する（ステップＳ１０８）。
第２平均化部２１７は、ステップＳ１０８によりノイズが除去された速度データについてＭ（Ｍ＜Ｎ）回の平均化を行って第２平均化速度データを出力する（ステップＳ１０９）。
なお、ステップＳ１０８、Ｓ１０９の処理は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７と並行して実行してもよい。
【００６８】
第１速度検出部２１８は、ステップＳ１０６により設定された第１分離ポイントＰｄｖ１とステップＳ１０９により出力された第２平均化速度データとを利用して、図４にて説明したように、第１候補ヘッドスピードＶｈ１を検出する（ステップＳ１１０）。
続けて、第１速度検出部２１８は、ステップＳ１０６、Ｓ１０７により設定された第１分離ポイントＰｄｖ１、第２分離ポイントＰｄｖ２と、ステップＳ１０９により出力された第２平均化速度データとを利用して、第２候補ヘッドスピードＶｈ２を検出する（ステップＳ１１１）。
【００６９】
ステップＳ１１２〜Ｓ１１５は、ボールスピード検出部２０１Ｂが実行する処理である。
ボールスピード検出部２０１Ｂにおいて、Ａ／Ｄ変換部２２２は、アナログ入力部２２１が入力したドップラーセンサ１００の検出信号をデジタルに変換する（ステップＳ１１２）。
速度分布データ生成部２２３は、ステップＳ１１２によってＡ／Ｄ変換部２２２から出力されたデジタルの検出信号について、例えば高速フーリエ変換を行うことにより速度分布データを生成する（ステップＳ１１３）。なお、速度分布データ生成部２２３は、生成した速度分布データを保持する。
第２速度検出部２２４は、ステップＳ１１３が保持する速度分布データを入力し、速度分布データにおける速度成分の強度のピーク値に基づいて、例えば図５により説明したように、第１候補ボールスピードＶｂ１を検出し（ステップＳ１１４）、続けて、第２候補ボールスピードＶｂ２を検出する（ステップＳ１１５）。
【００７０】
ステップＳ１１６〜Ｓ１１９は、速度決定部２０２が実行する処理である。
速度決定部２０２は、ステップＳ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１４、Ｓ１１５により検出された第１候補ヘッドスピードＶｈ１、第２候補ヘッドスピードＶｈ２、第１候補ボールスピードＶｂ１、第２候補ボールスピードＶｂ２による４つの組合せのそれぞれについてミート率を算出する（ステップＳ１１６）。
【００７１】
速度決定部２０２は、４つの組合せのうち、ステップＳ１１６により算出したミート率が一定数値範囲に含まれない組合せを候補から除外する（ステップＳ１１７）。次に、速度決定部２０２は、ミート率が一定数値範囲に含まれる組合せのうちから、予め定められた基準のミート率に最も近い１つの組合せを選択する（ステップＳ１１８）。
そして、速度決定部２０２は、ステップＳ１１８により選択した組合せにおけるヘッドスピードとボールスピードを検出結果として出力する（ステップＳ１１９）。
このような処理によって、本実施形態の速度検出装置２００は、ヘッドスピードとボールスピードの検出結果を高い精度で得ることができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
また、本実施形態の速度検出装置は、ゴルフにおけるヘッドスピードとボールスピードの検出だけではなく、例えば野球におけるバットとボールの速度、テニスや卓球などにおけるラケットとボールの速度などの検出にも適用できる。
【００７３】
また、上述の速度検出装置２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の速度検出装置２００の処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記録した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記録されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  ゴルフクラブ
１ａ  ヘッド
２  ボール
１００  ドップラーセンサ
２００  速度検出装置
２０１  速度検出部
２０１Ａ  ヘッドスピード検出部
２０１Ｂ  ボールスピード検出部
２０２  速度決定部
２１１  デジタル入力部
２１２  速度データ生成部
２１３  ノイズフィルタ
２１４  第１平均化部
２１５  分離ポイント設定部
２１６  ノイズフィルタ
２１７  第２平均化部
２１８  第１速度検出部
２２１  アナログ入力部
２２２  Ａ／Ｄ変換部
２２３  速度分布データ生成部
２２４  第２速度検出部
３００  情報処理装置
４００  表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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