(57)【要約】【課題】打撃された球技ボールを撮像して打球特性を測定するにあたり、コンピュータシステムへデータを取り込むための球技ボールに施されたマークのクリック回数を最小限とし、このクリックに伴う誤差の発生を防止して測定精度を向上するとともに、打撃された球技ボールの加速度の検出が可能となるようにする。【解決手段】平行するレーザー光線を連続して遮断することにより打球具の打撃スピードを検出し、この打撃スピードから前記打球具に打撃された球技ボールの飛翔方向における所定の撮像位置への到達時間を予測し、この予測タイミングで撮像手段を作動することにより撮像した球技ボールのマークから打球特性を得るようにした打球挙動測定方法において、打撃直後の球技ボールを所定のタイミングで少なくとも３回撮像し、この撮像により得られた前記球技ボールに施されたマークの位置情報にもとづいて打球特性を算出する。【選択図】図１
2006122114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行するレーザー光線を連続して遮断することにより打球具の打撃スピードを検出し、この打撃スピードから前記打球具に打撃された球技ボールの飛翔方向における所定の撮像位置への到達時間を予測し、この予測タイミングで撮像手段を作動することにより撮像した球技ボールのマークから打球特性を得るようにした打球挙動測定方法において、
打撃直後の球技ボールを所定のタイミングで少なくとも３回撮像し、この撮像により得られた前記球技ボールに施されマークの位置情報にもとづいて打球特性を算出するようにしたことを特徴とする打球挙動測定方法。
【請求項２】
球技ボールの１カ所のみにマークが施されていることを特徴とする請求項１記載の打球挙動測定方法。
【請求項３】
球技ボールを２台の撮像手段で撮像し、３次元画像処理が可能となるようにしたことを特徴とする請求項１記載の打球挙動測定方法。
【請求項４】
平行するレーザー光線を連続して遮断することにより打球具の打撃スピードを検出する打撃スピード検出手段と、
打撃直後の球技ボールの飛翔方向における所定の撮像領域を照明する照明手段と、
前記照明手段に同期し、所定のタイミングで少なくとも３回の撮像動作をする撮像手段と、
打球具の打撃スピードから前記照明手段および撮像手段を起動するタイミングを算出する撮像制御手段と、
撮像した球技ボールの１カ所に施されたマークから打球特性を求めるようにした演算制御手段とを備えたことを特徴とする打球挙動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打撃された球技ボールを飛翔方向の所定位置で撮像し、球技ボールに施したマークからその球技ボールの挙動を解析することにより打球診断を行うようにした打球挙動測定方法および同測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に球技ボールの打球診断は、球技ボールの打撃直後の状態、例えば、ゴルフボールをゴルフクラブで打撃した場合の打ち出し角度、ボールスピード、バックスピン量、サイドスピン量、左右ブレ量などを測定し、この測定結果から打撃されたゴルフボールの飛距離、着地後の転がり量、左右ブレ量を算出するようにしている。
【０００３】
前記の測定結果を得るには、通常、クラブヘッドがゴルフボールを打撃（インパクト）する直前の打撃スピード（ヘッドスピード）を検出し、この打撃スピードにもとづいてゴルフボールの飛翔方向の２カ所の予測位置で打撃されたゴルフボールを撮像し、このゴルフボールに施されたマークをコンピュータシステムで解析することにより打球挙動を判断するようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図６は、このような方法にもとづく測定装置の原理を示す図であり、光学的速度検出装置と撮像装置を主体に構成されている。即ち、同図に示すようにゴルフクラブＣのスイングエリアＡにおいて、このゴルフクラブＣのヘッドのスイング方向に直交する方向であってゴルフボール１の打撃位置Ｐ３の直前の位置Ｐ１・Ｐ２にレーザー光線Ｂ１・Ｂ２を送出する発光素子２ａ・２ｂおよびレーザー光線Ｂ１・Ｂ２を受光する受光素子３ａ・３ｂを配設する。
【０００５】
一方、ゴルフボールの飛翔方向の位置Ｐ４・Ｐ５において打撃されたゴルフボール１を撮像するための撮像カメラ４ａ・４ｂおよびストロボ発光器５ａ・５ｂを配置する。なお、前記撮像カメラ４ａ・４ｂは、飛翔するゴルフボール１を鮮明に撮像した画像ファイルを作成できるように高速シャッターを備え、通常、画像データのデジタル化が容易となるようにＣＣＤカメラが採用されている。
【０００６】
前記受光素子３ａ・３ｂ、撮像カメラ４ａ・４ｂおよびストロボ発光器５ａ・５ｂはコンピュータシステムへ接続され、ゴルフクラブＣの打撃スピードを検出し、撮像カメラ４ａ・４ｂとストロボ発光器５ａ・５ｂによる撮像タイミングが決定される。即ち、ゴルフクラブＣをスイングすると、そのヘッドが発光素子２ａ・２ｂから送出されているレーザー光線Ｂ１・Ｂ２を順次、連続して遮断するので図７に示すように位置Ｐ１におけるレーザー光線Ｂ１の遮断により受光素子３ａから信号Ｓ１を送出し、さらにヘッドがレーザー光線Ｂ２を遮断すると受光素子３ｂから信号Ｓ２が送出される。
【０００７】
コンピュータシステムは、入力した前記信号Ｓ１・Ｓ２の時間幅ｔ１からゴルフボール１の打撃スピードを設定する。そして、設定した打撃スピードにもとづいてゴルフボール１の打撃位置Ｐ３における打撃力を算出し、その打撃力により飛翔したゴルフボール１の飛翔方向の位置Ｐ４までの時間幅ｔ２および位置Ｐ４から位置Ｐ５までの時間幅ｔ３を算出し、ゴルフボール１が位置Ｐ４に達したとき、撮像カメラ４ａおよびストロボ発光器５ａを同期して作動し、この時点のゴルフボール１を撮像した画像ファイルを収録する。さらに、ゴルフボール１が位置Ｐ４に達したとき、撮像カメラ４ｂおよびストロボ発光器５ｂが同期して作動し、この時点のゴルフボール１を撮像した画像ファイルを収録する。このようにして位置Ｐ４・Ｐ５において収録した画像ファイルのゴルフボール１に施されたマークの状態をコンピュータシステムで比較し、打球挙動が判断される。
【特許文献１】特開２００３−１１７０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の方法では、第１次撮像による画像データと、第２次撮像による画像データが二値化されてコンピュータシステムに取り込まれる。そして、コンピュータシステムにおいて、この２画像のボールに付されたマーク１ａ・１ｂの移動量から打球挙動を判断するようにしている。この場合、２画像のマーク１ａ・１ｂのコンピュータシステムへ入力するクリックの回数が合計４回であるとともに、マーク１ａ・１ｂの２点のクリックのタイミングに誤差が生じ、正確にクリックできない問題がある。
【０００９】
即ち、マーク１ａ・１ｂのクリックは、その中心で行われなければならないが、クリックのタイミングが中心を左右にずれてしまうと入力誤差が発生することになり、算出される計算値にも誤差が発生する不具合がある。例えば、図８（Ａ）に示すマーク１ａ・１ｂの各々の中心位置Ｄ１・Ｄ２で正確にクリックされると、ゴルフボール１の輪郭内の正確な位置でマーク１ａ・１ｂが記録される。
【００１０】
ところが、図８（Ｂ）に示すようにマーク１ａ・１ｂのクリックが遅れた場合、または図８（Ｃ）に示すように早くクリックされた場合は、マーク１ａ・１ｂの中心位置Ｄ１・Ｄ２から外れた仮想線の位置で記録され、ゴルフボール１の輪郭内の正確な位置で記録することができない。また、図９（Ｂ）に示すようにマーク１ａが早くクリックされ、マーク１ｂが遅くクリックされた場合は、ゴルフボール１の輪郭内の正確な位置でマーク１ａ・１ｂが記録されないとともに、正しいマーク１ａ・１ｂ間の距離ｄ０が距離ｄ１となって記録されてしまう。同様に、図９（Ｃ）に示すようにマーク１ａが遅くクリックされ、マーク１ｂが早くクリックされた場合は、マーク１ａ・１ｂ間は距離ｄ２となって記録されてしまい、きわめて大きい記録誤差を生ずる結果となってしまうことになる。
【００１１】
従来のこのような２画像による記録方法による場合は、マークの変化量を一次的に捉えるようにしているため、打撃されたゴルフボールの速度の判定は可能であるが、速度の変化量、即ち、加速度を検出することができなかった。コンピュータシステムにおける演算において、この加速度が演算要素として含まれない場合は、例えば、飛距離など演算結果に誤差が生じることになり、精度を向上することができない。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、コンピュータシステムへデータを取り込むための球技ボールに施されたマークのクリックの回数を最小限とし、このクリックに伴う誤差の発生を防止して測定精度を向上するとともに、打撃された球技ボールの加速度の検出が可能となるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、平行するレーザー光線を連続して遮断することにより打球具の打撃スピードを検出し、この打撃スピードから前記打球具に打撃された球技ボールの飛翔方向における所定の撮像位置への到達時間を予測し、この予測タイミングで撮像手段を作動することにより撮像した球技ボールのマークから打球特性を得るようにした打球挙動測定方法において、打撃直後の球技ボールを所定のタイミングで少なくとも３回撮像し、この撮像により得られた前記球技ボールに施された位置情報にもとづいて打球特性を算出する。
【００１４】
請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の発明において、球技ボールの１カ所のみにマークを施すようにする。
【００１５】
請求項３記載の発明では、上記請求項１記載の発明において、球技ボールを２台の撮像手段で撮像し、３次元画像処理が可能となるようにする。
【００１６】
請求項４記載の発明では、平行するレーザー光線を連続して遮断することにより打球具の打撃スピードを検出する打撃スピード検出手段と、打撃直後の飛翔方向における所定の撮影領域を照明する照明手段と、前記照明手段に同期し、所定のタイミングで少なくとも３回の撮像動作をする２台の撮像手段と、撮像した球技ボールの１カ所に施されたマークから打球特性を求めるようにした演算制御手段とにより打球挙動測定装置を構成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の打球挙動測定方法および同装置によれば、コンピュータシステムへ取り込む画像情報のクリックの回数を少なくすることができ、クリックに伴う誤差の発生を防止するとともに、打撃された球技ボールの加速度の検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態をゴルフボールの打球診断に実施した例を図にもとづいて詳細に説明する。なお、従来と同一の構成の部分には同一の符号を付して説明する。
【００１９】
図１は、本発明を実施した打球挙動測定装置の構成であり、同図に示すようにゴルフクラブＣのスイングエリアＡにおいて、ゴルフクラブＣのヘッドのスイング方向に直交する方向であってゴルフボール１の打撃位置Ｐ３の直前の位置Ｐ１・Ｐ２にレーザー光線Ｂ１・Ｂ２を送出する発光素子２ａ・２ｂおよびレーザー光線Ｂ１・Ｂ２を受光する受光素子３ａ・３ｂを配設し、この受光素子３ａ・３ｂを速度検出部６へ接続する。なお、本発明における前記ゴルフボール１には１カ所のみにマーク１ａが施されていることを前提とする。
【００２０】
したがって、ゴルフクラブＣをスイングすると、そのヘッドが発光素子２ａ・２ｂから送出されているレーザー光線Ｂ１・Ｂ２を順次、連続して遮断するので、図２に示すように位置Ｐ１において受光素子３ａから信号Ｓ１を送出し、位置Ｐ２において受光素子３ｂから信号Ｓ２が送出される。
【００２１】
速度検出部６は、入力した前記信号Ｓ１・Ｓ２の時間幅ｔ１からクラブヘッドの打撃スピードを判定し、その判定結果を示す信号ＴＳを撮像制御部７へ送出する。前記撮像制御部７は、ゴルフボール１を位置Ｐ３で打撃した場合の位置Ｐ４へ達する時間幅ｔ２を入力した信号ＴＳにもとづいて設定する。そして、時間幅ｔ２の経過後に位置Ｐ４から位置Ｐ５に至る時間幅ｔ３の間に撮像カメラ４ａ・４ｂおよびストロボ発光器５が同期して作動する。このとき、撮像カメラ４ａ・４ｂはストロボ発光器５の信号Ｒによる発光期間内でシャッターが信号Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３により３回作動し、各々の撮像カメラ４ａ・４ｂから出力される画像信号Ｆ１・Ｆ２により画像ファイルが作成される。
【００２２】
なお、前記撮像カメラ４ａ・４ｂのシャッターを作動する信号Ｑ１・Ｑ２・Ｑ３は常に等しいタイミングで発生する。また、ストロボ発光器５は本実施例のようにシャッターの作動する全期間に亘って発光するようにしてもよく、シャッターが作動する毎に同期させて発光するようにしてもよい。
【００２３】
上記のようにしてゴルフボール１を撮像した画像ファイルは図３に示すようになる。即ち、ストロボ発光器５が発光している間に、まず、信号Ｑ１により第１次撮像がなされると、画像ファイルＦａ１が作成される。この場合、ゴルフボール１の画像は画面の側端から距離ｈ１だけ離れているものとする。つぎに、信号Ｑ２により第２次撮像がなされると、画像ファイルＦａ２のゴルフボール１の画像はその飛翔した距離に対応して移動し、画面の側端から距離ｈ２だけ離れ、このときマーク１ａはスピンする方向に移動する。そして、信号Ｑ３により第３次撮像がなされると、画像ファイルＦａ３のゴルフボール１の画像はさらに飛翔した距離に対応して移動し、画面の側端から距離ｈ３だけ離れ、マーク１ａもスピン方向へさらに進む。
【００２４】
このようにして演算制御部８において作成された画像ファイルＦａ１・Ｆａ２・Ｆａ３からベクトル演算処理がなされ、ゴルフボール１の輪郭から求められる重心位置に対するマーク１ａの位置の移動からゴルフボールのバックスピンとサイドスピンの回転数、即ち、バックスピン量、サイドスピン量を算出することができる。そして、距離演算（ｈ２−ｈ１）の結果を信号Ｑ１と信号Ｑ２が発生した単位時間に対比させることにより、ゴルフボール１の速度が得られる。また、距離演算（ｈ２−ｈ１）の結果と、距離演算（ｈ３−ｈ２）との比較演算の結果（ｈ３−ｈ２＞ｈ２−ｈ１）から加速度を求めることができる。このようにして算出した演算結果から打球特性が判断され、表示器９においてその打球挙動を表示することができる。
【００２５】
上記のような処理をするにあたり、画像ファイルＦａ１・Ｆａ２・Ｆａ３からゴルフボール１のマーク１ａをコンピュータシステムへ取り込むためにクリックを行うのであるが、本発明の場合は、各画像ファイルＦａ１・Ｆａ２・Ｆａ３において１カ所のみのマーク１ａをクリックすればよく、合計３回のクリックで処理が完了する。これは、同一画面で２カ所のマークをクリックする場合の誤差の発生を防ぐことができ、精度の高い演算データを得ることができる。
【００２６】
図４は、以上のように構成された本発明の打球挙動測定装置における処理の流れをフローチャートにより示したもので、ゴルフクラブＣがスイングされ、ステップＳＴ１においてクラブヘッドによるレーザー光線Ｂ１の遮断の有無が判断され、このレーザー光線Ｂ１が遮断されていない場合は待機状態となり、レーザー光線Ｂ１が遮断された場合はステップＳＴ２へ移行するとともに、受光素子３ａから出力した信号Ｓ１が速度検出部６へ入力し、時間幅ｔ１の計時動作が開始される。
【００２７】
前記状態からクラブヘッドがレーザー光線Ｂ２を遮断すると、受光素子３ｂから信号Ｓ２が出力され、ステップＳＴ３において速度検出部６の計時動作が停止される。したがって、このステップＳＴ３においてクラブヘッドの打撃スピードが算出され、その結果にもとづいてステップＳＴ４により位置Ｐ４において撮像を開始するタイミングが設定される。
【００２８】
前記による設定が終了すると、撮像カメラ４ａ・４ｂとストロボ発光器５によりステップＳＴ５において第１次撮像が実行され、ステップＳＴ６において第２次撮像が実行され、ステップＳＴ７において第３次撮像が実行される。そして、この３回の撮像が完了し、その画像データが演算制御部８に入力すると、ステップＳＴ８において所定の演算がなされ、ステップ９においてその結果が表示される。
【００２９】
図５は、ゴルフボールの同一条件による打撃テストにより、マークを１カ所のみに施した本発明の方法と、マークを２カ所に施した従来の方法によりバックスピン量とサイドスピン量の５回の測定の結果を対比したものである。同図に示す結果によれば、本発明による場合、バックスピン量の最大値が３０４０ｒｐｍ、最小値が２８７０ｒｐｍであり、その差が１７０ｒｐｍであった。一方、従来の方法による場合は、バックスピン量の最大値が３０８０ｒｐｍ、最小値が２３６０ｒｐｍであることから、その差が７２０ｒｐｍと大きく示される結果となった。
【００３０】
また、本発明による場合のサイドスピン量の最大値が９０ｒｐｍ、最小値が４０ｒｐｍであり、その差が５０ｒｐｍであった。一方、従来の方法による場合は、サイドスピン量の最大値が１１０ｒｐｍ、最小値が−２０ｒｐｍであることから、その差が１３０ｒｐｍと大きく示される結果となった。
【００３１】
以上の結果から明らかなように、本発明による場合は測定結果に大きな差を生じなかったのに対し、従来の方法による場合は測定結果の差が大きく、特にサイドスピン量の測定においては実用上のデータとして信頼性の乏しいものであることが確認できた。このように本発明によれば正確な測定値を得ることができ、しかも加速度も検出することができることから精度の高い打球特性の判断が可能となる。
【００３２】
なお、本発明によれば、撮像カメラおよびストロボ発光器を作動するタイミングは１回の設定のみで連続する撮影が可能となるので、撮像ミスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の打球挙動測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のおける撮像制御の状態を説明するタイムチャート図である。
【図３】本発明おける撮像状態を説明する図である。
【図４】本発明における処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】本発明と従来の方法による測定結果をす雌図である。
【図６】従来の打球状態を示す図である。
【図７】従来の撮像制御の状態を説明するタイムチャート図である。
【図８】従来の撮像方法による不具合を説明するための図である。
【図９】従来の撮像方法による不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・・・・・ゴルフホール
２ａ・２ｂ・・・発光素子
３ａ・３ｂ・・・受光素子
４ａ・４ｂ・・・撮像カメラ
５・・・・・・・ストロボ発光器
６・・・・・・・速度検出手段
７・・・・・・・撮像制御部
８・・・・・・・演算制御部
９・・・・・・・表示部
【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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【図７】
2006122114.tif 000009
【図８】
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【図９】
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