(57)【要約】【課題】  ボール送出システムを提供する【解決手段】  本発明は、概してボール送出システム及びこの方法に関し、より具体的にはそのボール送出システムから送出されるボールの回転軸の向きが、ボールの運動方向に対して垂直な状態からその運動方向に対して平行な状態に変動させることができるようなボール送出システムである。本発明は、ボールの速度及び回転軸に関する情報の入力も可能にする。本発明は、ボールの回転速度及び回転軸に関連した情報をボールのビデオ映像から決定することも可能にする。【選択図】図１ａ
2014076350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール送出方法であって、当該方法が：
ボールを送出可能な第１及び第２のスピナーを使用するステップと；
第１及び第２のスピナーの回転速度を独立して設定するステップと；
第１のスピナーの角度を調整するステップと；
第１のスピナーと独立して、第２のスピナーの角度を調整するステップと；を含む、
ボール送出方法。
【請求項２】
前記ボールの動作の方向に平行な回転軸を有するボール送出を可能にする、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項３】
回転軸を調整可能であるボール送出を可能にする、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項４】
前記ボールの速度を入力するステップをさらに含む、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項５】
前記ボールの回転軸を入力するステップをさらに含む、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項６】
前記ボールの所望するターゲットを入力するステップをさらに含む、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項７】
前記ボールの回転速度を入力するステップをさらに含む、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項８】
ボール送出システムのための基礎を設けるステップをさらに含む、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項９】
ボール送出に関連する情報を保存するステップをさらに含む、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項１０】
ボール送出に関する制御を維持するために座標変換を行うステップをさらに含む、
請求項１に記載のボール送出方法。
【請求項１１】
ボール送出システムであって、当該システムが：
第１及び第２のスピナーを有するスピナー送出システムであって、各スピナーが、方位角及び回転速度を含む、スピナー送出システムと；
第１のスピナーに結合された第１のモータであって、この第１のモータは、第１のスピナーの角度及び回転速度を調整可能である、第１のモータと；
第２のスピナーに結合された第２のモータであって、この第２のモータは、第２のスピナーの角度及び回転速度を調整可能である、第２のモータと；を有する、
ボール送出システム。
【請求項１２】
前記スピナー送出システムは、２つのスピナーを有する、
請求項１１に記載のボール送出システム。
【請求項１３】
第１のモータは、ステッピングモータと直流モータとを含む、
請求項１１に記載のボール送出システム。
【請求項１４】
第２のモータは、ステッピングモータと直流モータとを含む、
請求項１１に記載のボール送出システム。
【請求項１５】
マイクロコントローラが、第１及び第２のモータに結合される、
請求項１１に記載のボール送出システム。
【請求項１６】
ユーザインターフェイスをさらに含む、
請求項１１に記載のボール送出システム。
【請求項１７】
前記ユーザインターフェイスは、ボール送出に関する情報を入力することができる、
請求項１６に記載のボール送出システム。
【請求項１８】
前記ユーザインターフェイスは、ボール送出に関する情報を決定することができる、
請求項１６に記載のボール送出システム。
【請求項１９】
スピナー・ボール送出システムであって、当該システムが：
第１のスピナーと；
第１のスピナーの方位角を制御するように構成された第１のアクチュエータ・モジュールと；
第１のスピナーの回転速度を制御するように構成された第１の速度制御モジュールと；
第２のスピナーと；
第１のスピナーと独立して、第２のスピナーの方位角を制御するように構成された第２アクチュエータ制御モジュールと；
第２のスピナーの回転速度を制御するように構成された第２速度制御モジュールと；を有する、
スピナー・ボール送出システム。
【請求項２０】
第１及び第２のアクチュエータ・モジュールと第１及び第２の速度制御モジュールとが、ボール送出システムの運動の結果による座標変換に応答して、スピナーを制御することが可能である、
請求項１９に記載のスピナー・ボール送出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１２年９月２８日に出願された米国特許仮出願第６１／７０７，７７４号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、概してボール送出システム及びこの方法に関し、より具体的には、ボール送出システムから送出されるボールの回転軸が、送出されるボールの運動方向に対して垂直方向からこの運動方向に対して平行な方向まで変動することができるようなボール送出システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ボール送出システムは、ターゲットに向けて特定の方向にボールを送出するように設計された機械である。これらの機械は、例えば、テニス、野球、卓球、フットボール等のボールを使うスポーツやボールを使用する他のスポーツ等を練習するのに有用である。このシステムは、基本的に、テニスラケットによって弾かれ又は野球の投手によって投球されたボールや、クォーターバックの手から放たれたフットボールの動作をシミュレーションするために、ボールを「投げる」システムである。これらの機械が使用されるいくつかの理由がある。例えば、テニスパートナー又は野球の投手がいない場合に、これらの機械が使用される。これらの機械は、例えば、速球の打撃練習を何回もするような、特定の動作を何度も行うために使用される。
【０００４】
従来技術のボール送出システムには２つのタイプがある。一方は、腕を振る形式のアームスイング式送出システムであり、他方は、回転ホイール式送出システムである。アームスイング式送出システムは、その一端にボールを載せた状態で機械的なアームをスイングさせることによって作動する。アームがスイングして、そのボールを送り出す。このように、ボールは、ターゲットの方向に特定の速度と回転とで投げ出される。
【０００５】
回転ホイール式送出システムは、２つの回転ホイールを用いて作動され、ここでボールが２つの回転ホイールの間に押し込まれて「投げ出され」る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これら両方のタイプの送出システムは、欠点を有する。両方のタイプの主な欠点は、システムによって送出されるボールの回転軸（の向き）を量的に制御することができず、大抵の場合、この回転軸をボールの運動の方向に対して垂直にしなければならないという制限があることである。このような制限は、例えば人間の投手が投球する野球のボールや、テニスラケットで弾かれたボール等において現実のスポーツの中の状況では存在しない。現実の野球の投球は、必ずしも進行方向に対して垂直な回転軸を有していない。従って、既存の投球マシンにおいて、打者は、回転軸の向きを量的に制御することができるような状況で練習することはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、ボールが、このボールの運動方向に対して垂直な状態からその運動方向に対して平行な状態に変動するような回転軸で送り出すことによって、従来技術のボール送出システムの欠点を克服するものである。本発明の実施形態は、ステッピングモータを制御するドライバに接続されたマイクロコントローラを使用する。このステッピングモータは、スピナー（回転）・キャリッジに回転自在に結合されている。このスピナー・キャリッジは、２つのスピナー（回転体）を収容する。この２つのスピナーが、ボールを送出する。スピナーは、互いに独立して制御することができる。制御装置は、スピナーの回転速度を独立して制御するとともに、互いに対してスピナーの角度を独立して制御するような両方の機能を有する。このスピナーの回転速度と角度との独立した制御によって、ボールの回転軸の制御が提供される。
【０００８】
本発明は現実の状況を有利にシミュレーションすることができるので、本発明の実施形態は、従来技術の制限を克服する。本発明の実施形態は、送出システムによって送出されるボールの回転速度及び回転軸に対して量的な制御を提供する。
【０００９】
本発明の実施形態は、ユーザフレンドリーな方法で達成され、ラップトップのようなポータブルコンピュータ又はタブレットやスマートフォン等によって制御することができる。あるいはまた、例えば他のモバイル機器、パーソナルコンピュータ（ＰＣｓ）、ゲーム・システム、カメラ、正面に面したカメラ（front facing cameras）、ビデオ録画装置、ウェアラブルコンピュータ等の他の装置をスピナーを制御するために使用してもよい。
【００１０】
本発明のより完全な理解と共に他の目的又は知見は、以下の詳細な説明及び添付の図面と併せて特許請求の範囲を参照することによって明らかになり、十分理解されるであろう。
【００１１】
参照が、本発明の実施形態に対して行われる。これらの実施形態の例が、添付の図面に示される。これらの図は、限定的なものではなく、例示を意図したものである。本発明は、これらの実施形態の文脈にほぼ説明されているが、本発明の範囲をこれらの特定の実施形態に限定するものではないことを理解するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ】本発明の様々な態様による制御モジュールを示す機能ブロック図である。
【図１ｂ】本発明の様々な態様による機能ブロック図である。
【図２】本発明の様々な態様によるフローチャートである。
【図３】本発明の様々な態様によるボール送出システムと共に使用されるユーザインターフェイスを示す図である。
【図４】本発明の様々な態様によるボール送出システムでユーザが保存した送出設定と共に使用されるユーザインターフェイスを示す図である。
【図５】本発明の様々な態様によるボール送出システムで予め保存された送出設定と共に使用されるユーザインターフェイスを示す図である。
【図６】本発明の様々な態様によるボール送出システムで用いる１つのスピナーの上部左側の斜視図である。
【図７】本発明の様々な態様によるボール速度ベクトルと接線速度ベクトルとの加算によるベクトルを示しており、ｘｚ平面上の速度ベクトルの模式的な投影図である。
【図８】本発明の様々な態様による、スピナーとスピナー支持アセンブリとの上部左上の斜視図を示しており、スピナーをどの様に向き合わせしてｐ軸の周りに回転させるかをさらに示す図である。
【図９】本発明の様々な態様によるスピナー支持アセンブリが、どの様にスピナー・キャリッジに囲まれるとともに支持されるかを示す正面上部左側の斜視図である。
【図１０】本発明の様々な態様によるスピナー・キャリッジが、どの様にスピナー・キャリッジ支持バスケットに取り付けられるかを示す正面上部左側の斜視図である。
【図１１】本発明の様々な態様による図１０のアセンブリが、どの様に基礎に取り付けられるかを示す正面上部左側の斜視図である。
【図１２】本発明の様々な態様による機械的な幾何学的配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明は、本発明を理解できるようにするために記載されている。しかしながら、当業者は、以下に説明される本発明のいくつかの実施形態は、多数の様々なコンピュータシステム及び装置に組み込むことができることを認識するのは明らかである。本発明の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア又はファームウェアとして存在してもよい。図面において以下に示される構造は、本発明の例示的な実施形態の例であり、本発明を不明瞭にすることを避けることを意図する。また、図面内の構成要素間の接続は、直接的な接続に限定されるものではない。むしろ、これらの構成要素間のデータが、中間構成要素によって修正され、再フォーマットされ、又は変更されることもある。
【００１４】
明細書における「一実施形態」、「一実施形態では」、又は「実施例」等の言及は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特性、又は機能が、本発明の少なくとも一実施形態に含められることを意味する。明細書の様々な箇所で「一実施形態では」という語句が現れるが、これは必ずしもすべて同じ実施形態を指すとは限らない。
【００１５】
図１ａは、本発明の様々な態様による機能ブロック図を示す。図１ａは、ユーザインターフェイス１０５を含むボール送出システム１００を示す。ユーザインターフェイス１０５は、電気的又は機械的に実装される任意のユーザインターフェイスとすることができる。このユーザインターフェイスの一例が図３に示されている。一実施形態では、ユーザインターフェイス１０５は、ビデオ映像によって又は保存された送出設定から選択することによって、ユーザが手動でボール送出に関する情報の入力を可能にする。
【００１６】
本発明の実施形態は、ユーザインターフェイス１０５と、アクチュエータ・モジュール１１５と、速度制御モジュール１３５との間で通信するために無線装置１１０を使用する。アクチュエータ・モジュールは、無線装置１２０と、マイクロコントローラ１２５と、ドライバ１３０と、ステッピングモータ１３５とを有する。アクチュエータ・モジュールは、ボール送出システム１００におけるスピナーの方位角を制御するように作動する。速度制御モジュールは、無線装置１４０と、マイクロコントローラ１４５と、ドライバ１５０と、直流（ＤＣ）モータ１５５とを有する。速度制御モジュールは、ボール送出システム１００におけるスピナーの回転速度を制御するように作動する。
【００１７】
一実施形態では、無線装置１２０は、ユーザインターフェイス１０５とマイクロコントローラ１２５との間で通信するために無線装置１１０とインターフェイス接続する。マイクロコントローラ１２５とドライバ１３０とが、ステッピングモータ１３５を制御するように作動する。一実施形態において、ドライバ１３０は、ＳＴマイクロＬ６４７０を使用して実装される。ステッピングモータ１３５は、ボール送出システム１００におけるスピナーの方位角を制御するように使用される。一実施形態では、無線装置１２０と、マイクロコントローラ１２５と、ドライバ１３０と、ステッピングモータ１３５とが、スピナーの方位角に関する独立した制御を可能にする。従って、それぞれのスピナーの角度を互いに独立して制御することができる。
【００１８】
一実施形態では、無線装置１４０は、ユーザインターフェイス１０５とマイクロコントローラ１４５との間で通信するために無線装置１１０とインターフェイス接続する。マイクロコントローラ１４５とドライバ１５０とが、ＤＣモータ１５５を制御するように作動する。ＤＣモータ１５５は、ボール送出システム１００におけるスピナーの回転速度、すなわち毎分回転数（ＲＰＭ））を制御するために使用される。一実施形態では、無線装置１４０と、マイクロコントローラ１４５と、ドライバ１５０と、ＤＣモータ１５５とが、スピナーのＲＰＭに関する独立した制御も可能にする。従って、それぞれのスピナーのＲＰＭを互いに独立して制御することができる。
【００１９】
図１ｂは、本発明の様々な態様による機能ブロック図を示す。本発明の実施形態は、スピナー１７８，１８０を使用してボールを送出する。これをボール送出と呼ぶ。各ボール送出は、ボール速度を含むいくつかのパラメータによって表される。このボール速度は、ボールの速さと方向とを含むととともに、ボールの回転も含み、ボールの回転軸の向きとボールの毎分回転数（ＲＰＭ）やボールの回転速度を含む。
【００２０】
一実施形態では、ユーザインターフェイス１０５（図１ａに示される）は、回転軸の向きを調整するために使用することができるような機械式レバー（図示せず）である。別の実施形態では、ユーザインターフェイス１０５（図１ａに示される）は、図３にさらに示されるソフトウェアインターフェイスである。
【００２１】
図１ｂに示される実施形態では、アクチュエータ・モジュール１１５（図１ａに示される）は、アクチュエータ・モジュール（左／右）１６０と、アクチュエータ・モジュール（上／下）１６４と、アクチュエータ・モジュール（スピナー・キャリッジ角度）１７０と、アクチュエータ・モジュール（スピナー角度）１７２と、アクチュエータ・モジュール（スピナー角度）１８４として実装することができる。アクチュエータ・モジュール１７２及び１８４が、スピナー１７８及び１８０の方位角を独立して制御する。速度制御モジュール１７４及び１７６（図１ａにも示される）が、スピナー１７８及び１８０の回転速度を独立して制御するように作動する。アクチュエータ・モジュール１７２及び１８４と、速度制御モジュール１７４及び１７６と、スピナー１７８及び１８０とが、スピナー・キャリッジ１６８を共に有する。スピナー・キャリッジ１６８自体は、アクチュエータ・モジュール１７０によって制御される。アクチュエータ・モジュール１７０は、スピナー・キャリッジ１６８の角度を変えることができる。アクチュエータ・モジュール１７０とスピナー・キャリッジ１６８とが、スピナー・キャリッジ支持バスケット１６６によって支持される。スピナー・キャリッジ支持バスケット１６６は、アクチュエータ・モジュール１６４によって上下方向に制御される。アクチュエータ・モジュール１６４とスピナー・キャリッジ支持バスケット１６６とが、スピナー・キャリッジ支持台１６２によって支持される。スピナー・キャリッジ支持台１６２は、アクチュエータ・モジュール１６０によって左右方向に制御される。
【００２２】
案内装置１８２を、ボール送出システム１００内にボールを案内するために使用することができる。案内装置１８２は、特定の向きにボールを位置決めすることができ、例えば、野球のボールの縫い目を特定の向きに位置決めすることができる。野球のボールの例を続けると、ユーザは、案内装置１８２の端部においてボールの縫い目を整列させるようにボールの向きを決め、そして、案内装置１８２は、スピナー・キャリッジ１６８の一部であるチューブ内に挿入される。案内装置１８２とチューブのインターフェイス部とが、キー溝付の接合部になり、ここで、スピナー・キャリッジが回転するときにスピナーに対して意図したボールの向きを維持するために、一方がキー形状を有しており、他方がこのキーに対応するキー溝を有する。案内装置１８２は、ボール送出システム１００から連続的なボール送出を行うためにも使用される。
【００２３】
ボール送出システムの全体は、ユーザによって物理的に配置することができる。ボール送出システムは、ボールがターゲットの方向に送出されるように配置することができる。システムの位置及び角度は、ボールが所望の方向に且つボールがターゲットに到達するような仰角で投げ出されるように調整することができる。
【００２４】
ユーザは、基本的にボール送出システムにおいて狙いを付けることができる。照準プロセス中に、スピナー・キャリッジを、スピナー・キャリッジ支持バスケットのアセンブリの周りに回転させることができ、この照準プロセスは、当初決定した位置から離れるようにボールの回転軸の向きを変更する。従って、ボール送出システムは、平地及びターゲットに対して回転軸の真の向きを維持するために、照準することによって実行される上述した回転のどちらか一方又は両方で毎回座標変換することができる。
【００２５】
ユーザは、アクチュエータ・モジュール１６０及び１６４を使用してボール送出システムにおいて狙いを付ける。照準プロセスに応答して、ボール送出システムは、アクチュエータ・モジュール１７０、１７２及び１８４と、速度制御モジュール１７４及び１７６とを使用するような座標変換を行って、スピナーの速度及び方位角を適切に調整する。一実施形態では、一度ユーザが、試行錯誤することによって、水平方向及び垂直方向の正確な偏角が決定されると、ボール送出設定が規定され、ユーザが、その特定のボール送出設定を保存して名前を付けることができる。
【００２６】
図２は、本発明の様々な態様によるフローチャートを示す。図２のフローチャートは、ボール送出のための方法を示す。図２は、第１及び第２のスピナーを用いるステップ２１０を示す。第１及び第２のスピナーは、図１の機能ブロック図にも示されている。図２は、スピナーの回転速度を設定するステップ２２０を示す。一実施形態では、スピナーの回転速度は、ボール送出に関連して情報が入力されるステップ２５０に基づいて設定することができる。別の実施形態では、スピナーの回転速度は、ボール送出のビデオ映像についてのステップ２６０に基づいて設定することができる。ユーザが、ボール送出に関する情報を入力したか否かによる判定がステップ２４０において行われる。一実施形態では、入力された情報を、保存されたボール送出設定とすることもできる。ユーザによって入力されたボール送出設定情報を保存することができる。また、ビデオ映像から求めたボール送出設定情報を保存することができる。別の実施形態では、いくつかのボール送出設定は、ボール送出システムに予め保存することや、アップロードすることができる。
【００２７】
図２は、スピナー角度の調整をするステップ２３０も示す。同様に、一実施形態では、スピナーの角度は、ボール送出に関連して入力された情報に基づいて設定することができる。別の実施形態では、スピナーの角度は、ボールの送出のビデオ映像に基づいて設定することができる。必要に応じて座標変換をステップ２７０で実施することができる。
【００２８】
図３は、本発明の様々な態様によるボール送出システムに関連して使用されるユーザインターフェイスを示す図である。このユーザインターフェイスは、スクリーン３００を含む。スクリーン３００は、入力領域３１０を含む複数の部分に分割される。一実施形態では、入力領域３１０を、ビデオ映像（動画）をアップロードすること、ボールの送出情報を入力すること、ボール送出設定を保存すること、又は、ボール送出設定を変更するために使用することができる。ボタンは、様々な機能に指令を出すために使用することができる。例えば、アップロード・ビデオ映像用ボタン３２０は、ビデオ映像をアップロードする機能のために使用することができる。情報入力ボタン３３０は、ボール送出情報を入力するために使用することができる。保存ボタン３４０は、ボールの送出設定を保存するために使用することができる。上押しボタン３５０、下押しボタン３６０、左押しボタン３７０、又は、右押しボタン３８０は、既存の送出設定を微調整するために使用することができ、下押しボタン３６０は、保存された送出設定を微調整するために使用することができる。
【００２９】
本発明の１つの利点は、ボール送出情報を入力するか、ビデオ映像をアップロードするかのいずれかの適応性を有する。ボール送出として野球の投球の例を使用して、打者は、投手を立てて練習したい場合がある。あるいはまた、打者は、投手のビデオ映像をアップロードして特定の投球（球種）を練習したい場合がある。いずれかの投球入力システムを使用することができる。打者又はコーチが、投球に関する情報を直接入力しようとする場合に、ボールの速度、ボールの回転軸、ボールの回転速度、すなわちＲＰＭ等の情報を入力することができる。ボール送出システムを経験したことのないユーザにとっては、所望の投球で練習するために、複数の入力を試行錯誤して入力してする必要がある。ボールの送出設定のいずれか又はすべては、ボール送出システムに保存することができる。あらゆるボール送出が、上押しボタン３５０、下押しボタン３６０、左押しボタン３７０、又は、右押しボタン３８０を使用して微調整することができる。
【００３０】
なお、ユーザインターフェイスは、例えば、パーソナルコンピュータや、ラップトップ又はポータブルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、ゲームコンソール、或いはボール送出システム、カメラ、ビデオカメラ等と通信するように設計された特殊なユーザインターフェイス等を有するいずれかのデバイスで実現できることは、当業者には理解されるであろう。一実施形態では、ユーザインターフェイスは、タッチスクリーンを使用して実装される。あるいはまた、ユーザインターフェイスは、タッチスクリーン無しで実装することができる。
【００３１】
ユーザインターフェイスは、ボール送出システムに無線又は有線で使用されることも、当業者には理解されるであろう。任意の無線接続は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を含む、ＩＥＥＥ８０２．１１、又は８０２．１５．４規格で実装することができる。
【００３２】
再び、野球の例を使用して、打者が、特定の投手によって投球された球筋と同様の投球に対してヒットを打つ練習をしたい場合に、打者やコーチは、その投手が投げる投球のビデオ映像をアップロードすることができる。一実施形態では、ボール送出システムは、ボールの送出設定のパラメータ、すなわち、ボールの速度と、ボールの回転軸と、ボールの回転速度、すなわちＲＰＭとを決定するためにビデオを使用する。
【００３３】
別の実施形態では、ボール送出システムは、ビデオを使用して、ユーザからの入力を用いてボール送出のパラメータを決定することができる。例えば、ユーザは、ビデオ映像を一時停止やコマ送りを遅くし、キーボード、マウス、又はタッチスクリーン等の入力装置を使用して、所定の時間の個々のポイントを選択することができる。ユーザは、送出パラメータの決定を補助するためにボールのさまざまなポイントを選択することもできる。一実施形態では、ユーザは、他のデータ、例えば野球場、すなわちマウンドのプレートやホームベースに対するカメラの位置を入力することもできる。
【００３４】
本発明の他の利点は、ボール送出システムが、野球の打者やテニスプレイヤのスイングに関するフィードバックを提供するための機能を有することである。このスイングフィードバック情報は、野球の打者やテニスプレーヤーに着用された、又はバットやラケットに埋め込まれたセンサーや加速度計によって収集することができる。あるいはまた、着用可能な（ウェアラブル）コンピュータは、打撃／ヒッティングをボール送出システムに制御又は送信のいずれかを行う或いは両方を行うために打者又はテニスプレイヤが着用することができる。一実施形態では、ビデオ映像記録装置は、打者又はテニスプレイヤを記録するためにボール送出システム上に実装することができる。そのビデオ映像から、打者に関する情報、例えば構え（姿勢）、体重移動、腰の回転、肩の回転、頭の動き、及びこれらのすべての相対的なタイミングを測定することができる。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態による保存されたボール送出設定を例示するユーザインターフェイスを示す。スクリーン４００は、ボールの送出設定を保存する階層的な手法を示している。階層的な手法の一例では、チーム、投手、投球（球種）によってボール送出設定を整理することが含まれる。他の整理する手法も、本発明に従って使用することができる。階層的な手法は、フォルダ及びサムネイル又は階層リストを使用して表示することもできる。
【００３６】
図４に示したものと同様のユーザインターフェイスは、例えば打者に関するデータを保存するために使用することもできる。複数の打者と、様々な種類の投球（球種）に対しての打者のヒットに関するメニューが存在する。その打者情報も格納され、図４に示される投手情報と同様に階層形式で表示することができる。このデータを表示することによって、コーチ、監督又は選手は、個別プログラムを改善するためにより良く設計することができるようになる。
【００３７】
図５は、本発明の様々な態様によるボール送出システムに予め保存され又はアップロードされたボール送出設定と共に使用されるユーザインターフェイスを示す図である。一実施形態では、予め保存された又はアップロードされたボール送出設定は、ユーザによって、ビデオ映像によって個別に入力又はアップロードする必要が無いように保存される。例えば、ボール送出システムは、スクリーン５００のメニューに記憶された一般的な又は特定の投球、或いは球種のいずれかを有することができる。一実施形態では、ボール送出は、様々なタイプのボール送出又は投球用のボタン、例えば速球５２０、チェンジアップ５３０、ナックルボール５４０、カーブボール５５０、スライダー５６０、フォークボール５７０等のボタンを使用することができる。一実施形態では、ユーザは、特定のボタン５２０〜５７０を選択して、画面領域５１０は、オプションのメニュー、例えば初心者、中級者、上級者の投球を提示することができる。あるいはまた、メニューには、特定の投手による特定の投球の選択肢を提示することができる。特定の投手は、リトルリーグ（登録商標）、高校、大学、又はメジャーリーグやマイナーリーグの投手とすることができる。別の実施形態では、テニス、フットボールやその他のスポーツに関連するボール送出設定を保存することができる。
【００３８】
図６は、本発明の様々な態様によるボール送出システムにおいて用いられるような１つのスピナーの上部左側の斜視図である。図６は、単一のスピナー２と、ボール１と、スピナー軸１３と、スピナー・キャリッジ６１０とを示している。図６は、スピナー２が、もう一方のスピナー（図示せず）から独立して制御されるときの、ボールの速度ベクトルと回転とを示している。ｙ軸（すなわちｐ軸）６８０は、ボール１の中心を通るとともに、スピナー２ともう一方のスピナーとの両方の中心を通る。スピナー２は、ｐ軸６８０を中心にして回転することができる。図１〜図５を参照して上述したように、ボール速度、Ｖｂ、ＲＰＭ、ボールの回転軸をユーザによって選択することができる。一実施形態では、図６に示すように、ボールの回転軸６３０は、ｘｚ平面にあり、ベクトルＶ１ｂ  ６８５及びＶ２ｂ  ６９０に対して垂直であり、これらのベクトルは、スピナー２ともう一方のスピナーと接触する２点においてボール１の中心に関してこのボール１の接線方向速度をそれぞれ表す。ベクトルＶ１ｂ  ６８５及びＶ２ｂ  ６９０は、等しい大きさのベクトルであり、向きが反対である。ベクトルＶ１ｂ  ６８５及びＶ２ｂ  ６９０の大きさ、次の関係によってボール１のＲＰＭに直接的に関連する。
|Ｖ１ｂ|＝|Ｖ２ｂ|＝|ＲＰＭπＤ|
ここで、Ｄはボールの直径である。
【００３９】
ベクトルＶ１  ６５０及びＶ２  ６４０は、ボール１とのそれぞれの接触点における、スピナー２ともう一方のスピナーのそれぞれの接線方向速度である。Ｖ１  ６５０及びＶ２  ６４０の大きさと向きとが、Ｖｂ６６０を、Ｖ１ｂ  ６８５及びＶ２ｂ  ６９０の両方に加えることによって得ることができる。
Ｖ１＝Ｖ１ｂ＋Ｖｂ
Ｖ２＝Ｖ２ｂ＋Ｖｂ
【００４０】
ベクトルＶ１  ６５０及びＶ２  ６４０の大きさによって、スピナーの回転速度が決定され、Ｖ１  ６５０及びＶ２  ６４０の向きは、ａ軸６７０に対してスピナー２の軸１３の角度を決定し、それは図６に示す実施形態においてｘ軸と一致する。
【００４１】
図７は、本発明の様々な態様によるボール速度ベクトルと接線方向速度ベクトルとの加算によるベクトルを示す、ｘｚ平面上の速度ベクトルの概略図を示す。図７は、ボール速度ベクトルＶｂ  ６６０とその接線方向速度ベクトルＶ１ｂ  ６８５及びＶ２ｂ  ６９０との加算ベクトルが、どの様にベクトルＶ１  ６５０及びＶ２  ６４０をもたらすのかを示す。図７のベクトルは、図６の上に重ね合わされる。
【００４２】
図８は、本発明の様々な態様によるスピナーとスピナー支持アセンブリとを示す上部左側の斜視図であり、さらに、ｐ軸６８０の周りで回転するためにスピナー２及び３をどの様に向き合わせするかを示す。
【００４３】
図８は、それぞれのスピナー支持アセンブリ４及び５によって支持されたスピナー２及び３を示す。図８は、この図８において、ｙ軸６８０と一致するｐ軸６８０の周りでのスピナー２及び３とそのアセンブリ４及び５との回転を示す図である。図８はまた、図６及び図７を参照して説明されたように、ベクトルＶ１  ６５０及びＶ２  ６４０と、Ｖｂ  ６６０とを示している。
【００４４】
一実施形態では、ａｃ面（ｘｚ面）の外側でボールの回転軸の運動を可能性にするとともに、ボール１の中心を通るようなａ軸（ｘ軸）６７０の周りでそのボールの回転軸を回転させるために、スピナー支持アセンブリ４及び５は、図１０の回転した位置で示されるように、ａ軸（ｘ軸）６７０の周りを自由に回転することができるスピナー・キャリッジ６に取り付けられている。
【００４５】
図９は、本発明の様々な態様によるスピナー支持アセンブリが、どの様にスピナー・キャリッジによって囲まれ且つ支持されているかを示す正面上部左側の斜視図を示す。図９に示されている構成、すなわち１）ｐ軸６８０の周りにスピナー２及び３を独立して回転させる機構、２）スピナー２及び３の回転速度を独立して変化させる機構、３）ｘ軸６７０（ａ軸）の周りにスピナー・キャリッジ６を回転させる機構、４）ｙ軸（ｂ軸）９１０の周りにスピナー・キャリッジ支持バスケット７ｂを回転させる機構、及び５）ｚ軸６２０の周りにスピナー・キャリッジ支持台７ａを回転させる機構の組み合わせによって、ボールがターゲットに到達できるように、可変する並進速度を有した状態でボールの回転軸のすべての可能な方向を提供する。
【００４６】
図１０は、本発明の様々な態様によるスピナー・キャリッジが、どの様にスピナー・キャリッジ支持バスケットに取り付けられるかを示す正面上部左側の斜視図を示す。
【００４７】
図１０は、スピナー・キャリッジ支持アセンブリ・バスケット７ｂによって支持されたスピナー・キャリッジ６を示している。スピナー・キャリッジ支持台７ａとスピナー・キャリッジ支持バスケット７ｂとは、スピナー・キャリッジ６が、ボール軌道を上下に狙いを定めるためにｙ軸９１０（ｂ軸）の周りを回転できるようにする。スピナー・キャリッジ支持台７ａは、基礎８の上に載置され、図１１に示されるように、ｚ軸６２０の周りにその支持台自体が回転できるようになっている。ｚ軸６２０の周りの回転によって、ボールの軌道を左右に狙いを定めることができ、ｙ軸９１０から離れるようにｂ軸９１０を回転させる。
【００４８】
一実施形態では、スピナーの回転速度の制御は、スピナー支持アセンブリ４及び５に取り付けられるとともにスピナーの軸１３及び１４に連結されている可変速度ＤＣモータにより行われる。ｐ軸６８０の周りの２つのスピナー支持アセンブリ４及び５の回転の制御は、スピナー・キャリッジ６に取り付けられるとともにスピナー支持アセンブリ４及び５に連結されたステッピングモータ１１及び１２によって行われる。
【００４９】
ａ軸６７０（ｘ軸）の周りのスピナー・キャリッジ６の回転は、図１３に示されるように、スピナー・キャリッジ支持アセンブリ７に取り付けられるとともにスピナー・キャリッジ６に連結されたステッピングモータ１５によって行われる。
【００５０】
並進速度と回転パラメータとがシステムに入力された後に、ユーザは、ボールがターゲットに到達するように砲塔を垂直方向及び水平方向に狙いを定めるのと同様に、システムにおいて「狙いを定める」必要がある。一度試行錯誤プロセスによってターゲットに到達した後に、ユーザは、単一のボール送出設定を規定するすべてのパラメータを保存することができる。
【００５１】
図１１は、本発明の様々な態様による図１０のアセンブリが、どの様に基礎に取り付けられるかを示す正面上部左側の斜視図である。
【００５２】
図１１は、スピナー・キャリッジ支持バスケット７ｂ、従って、ｙ軸（ｂ軸）９１０の周りにスピナー・キャリッジ６の全体を回転させることができるように、スピナー・キャリッジ支持台７ａに取り付けられたステッピングモータ１６によって制御される垂直方向運動を示しており、こうして、ｘ軸６７０から離れるようにａ軸６７０を上下に回転させ、ｃ軸６２０をターゲットに向かって又は離れる方向に回転させるとともにｚ軸６２０から離れる方向に回転させる。図１１は、ボール案内チューブ２３も示している。案内チューブ２３をスピナー・キャリッジに直接的に接続することができ、従って、一致して移動させることができる。図１１は、ステッピングモータ１７も示している。ステッピングモータ１７は、水平方向の運動を制御することができる。ステッピングモータ１７は、スピナー・キャリッジ支持基部７ａをｚ軸の周りに回転させることができるように基礎８に取り付けられ、こうして、ｙ軸９１０から離れるようにｂ軸９１０を回転させることができる。
【００５３】
図１１は、基礎８も示している。ボール送出設定のボール基礎８を移動させながら、システムは、ターゲットの方向において同じ高さレベルにされ、そのターゲットに方向に向ける必要がある。図１１は、基礎８のカート状装置を示している。しかしながら、基礎８は、ボール送出システムを支持するとともに同じ高さレベルにするような基礎体とすることができる。図１１に示される基礎８の実施形態は、ボール送出システムを支持するために２つの車輪と３つの接触点を使用する。示される実施形態では、システムは、２つの車輪１８と共に移動可能である。車輪１８は、平準化プロセスの前に地面や床接と接触する。一実施形態では、ボール送出システムを平準化することは、ターゲットにシステムを向けるために、基礎８上に配置された銃の照準器と同様の照準器１９を使用する。次に、ユーザは、システムの基礎８に配置された２つの水準器２０及び２１を使用できる。水準器２０は、横方向の水平度を決定し、水準器２１は、長手方向水平度を決定するために使用される。手動のアウトリガーシステム２２は、基礎８を水平にするために、車輪１８の両方を所定の位置に持ち上げることができる。
【００５４】
別の実施形態では、ユーザは、殆どターゲットを向いて整列されるように、システムを配置することができる。その後、ユーザーは、システムに対して明確に視認可能なターゲットの前に、備え付けの反射板を直接的に正確に配置し、システムが反射板に対してターゲット自体を自動的に整列させる。自動整列は、主要な基礎の上に配置された複数の加速度計からのフィードバックを用いて、基礎上でアウトリガーを制御する３ステッピングモータを用いて達成することができる。ステッピングモータは、アウトリガーを下げ、主要な基礎を平準化するように送りねじを回転させる。主要な基礎の上に位置する４つのステッピングモータは、補助的な基礎に接続されたねじを回転させ、補助的な基礎の上に位置する赤外線カメラからのフィードバックを用いて、その補助的な基礎を横方向に回転させ、補助的な基礎は、ターゲットに向くようになる。補助的な基礎は、ターゲットの正面に取り付けられた赤外線のＬＥＤと赤外線カメラとを有することができる。
【００５５】
基礎８が位置決めされた後に、ボール送出システム１００は、３次元空間において、スピナー２及び３と接触することによって加速されるようなボール１の位置を変化させること無く、すべての送出の態様を調節することができる。これは、ボールがスピナー２及び３と接触するときに、すべての調節は、すべてがボール１の中心において同じ原点を共有するようなａ軸６７０、ｐ軸６８０、又はｚ軸６２０の周りの回転によって行われるので可能になる。
【００５６】
図１２は、本発明の様々な態様による、機械的な幾何学的形状を示す模式図である。
【００５７】
ボールの「スピン（回転）」は、すべてがユーザによって入力される回転軸の向き、回転方向、及び回転速度を包含するものとして規定される。回転軸の向きは、図１２に示されるように、二つの角度、Ａ及びＢに分けられる。
【００５８】
ユーザが送出設定を入力できる一つの方法は、角度Ａ、角度Ｂ、並進速度と回転速度（ＲＰＭ）のパラメータを入力することである。容易に想像できるように、ボールの回転と速度とは、ボール送出システムから出た後に、そのボールの動きに影響を与える。システムが特定のボール送出設定のためにターゲットに到達させるのに必要な水平方向及び垂直方向の傾斜角を得るために、ユーザは、試行錯誤プロセスによってシステムにおいて狙いを定めることができる。システムで狙いを定めることは、ｂ軸の周りにスピナー・キャリッジ支持アセンブリ・バスケット７ａ（図１１に示される）を回転させる、及び／又はｚ軸の周りにスピナー・キャリッジ支持台７ｂを回転させる必要があるので、照準プロセスは、図１２の角度Ａと角度Ｂとにより最初に決定された箇所から離れるようにボールの回転軸の向きを効果的に変更する。従って、ボール送出システムは、平地とターゲットに対してボールの回転軸の真の向きを維持するために、照準によって実行される上述した回転の一方又は両方のいずれかで座標系変換を毎回実行することができる。一度ユーザが、試行錯誤によって水平方向及び垂直方向の正しい偏角を決定した後に、送出設定が規定され、ユーザは、その特定の送出設定を保存し、名前を付けることができる。
【００５９】
本発明のいくつかの態様は、携帯電話又はタブレットコンピュータ等のモバイル装置上で実行されるソフトウェアアプリケーションとして実装され得ることは、当業者には明らかであろう。なお、本発明は、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）内のファームウェアとして実装することができ、又はソフトウェアが必要とされないような特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部又はすべてとして実装することができることは、当業者には明らかであろう。コンピュータ可読媒体は、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＳＩＭカード、又はメモリスティック等の物理媒体だけでなく、インターネット経由のダウンロード又はストリーミング等の電子配布媒体、又は、イーサネット（登録商標）、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＵＳＢ（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）又はジグビー（登録商標）等の無線又は有線のローカルエリアネットワーク、或いは携帯電話システムも含まれていることは当業者には明らかであろう。
【００６０】
本発明は、いくつかの特定の実施形態に関連して説明してきたが、さらに多くの代替、修正及び変形が、上述した説明に照らして明らかになることは当業者には明らかである。従って、本明細書に説明された発明は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内に入るようなすべての代替物、修正、応用、これらの組み合わせ、置換及び変形を包含することを意図している。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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