(57)【要約】【課題】球体の球速、回転及び運動状態の測定を容易にする球体運動状態測定システムとその測定方法を提供する。【解決手段】球体運動状態測定システム１００は、球体１０と、センシングモジュール２０と、無線通信モジュール３０と、電源供給器４０と、誘導コイル６０と、電子装置７０と、を備える。電子装置７０のプロセッサー７２は、球体１０が第１の運動状態Ｘでの加速度と角速度とに基づいて、球体１０が第１の運動状態Ｘでの球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得する。プロセッサー７２は、球体１０が、第１の運動状態Ｘでの球速及び回転軸と、第２の運動状態Ｙでの加速度と、環境パラメータとに基づいて、球体が第２の運動状態Ｙでの球速、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得する。【選択図】図１
2019052879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容部品と、前記収容部品をカバーする蓋体とが設けられている球体と、
前記球体の加速度を検出する加速度センサーと、前記球体の角速度を検出する角速度センサーと、を備えるセンシングモジュールと、
前記センシングモジュールと電気的に接続して、前記センシングモジュールにより検出された球体の加速度及び角速度を無線発信する無線通信モジュールと、
前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールと電気的に接続して電力を供給する、前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールと共に前記収容部品に設けられている電源供給器と、
前記蓋体と前記収容部品との間に設けられており、前記電源供給器と電気的に接続して前記電源供給器に無線充電するための誘導コイルと、
前記球体の所在位置の環境を示す環境パラメータを取得する、プロセッサーを有する電子装置と、
を含む球体運動状態測定システムであって、
前記電子装置では、
前記無線通信モジュールから発信された球体の加速度及び角速度を無線受信すると、
前記プロセッサーが、前記球体がユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、前記ユーザーからの外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第１の運動状態での前記球体の加速度及び角速度に基づいて、前記第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得し、
前記プロセッサーは、球体が前記第１の運動状態での球速及び回転軸と、前記球体が前記ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力が作用する状態を示す第２の運動状態での前記球体の加速度と、前記電子装置により取得された前記環境パラメータとに基づいて、前記第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得することを特徴とする球体運動状態測定システム。
【請求項２】
前記収容部品を覆う緩衝構造を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の球体運動状態測定システム。
【請求項３】
前記誘導コイル及び前記電源供給器と電気的に接続し、前記電源供給器を自動的に充電するためのスイッチ機能を有するリレーを更に含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の球体運動状態測定システム。
【請求項４】
無線充電板と、
前記球体を載置すると、前記誘導コイルが前記無線充電板と予め定められた距離で離間するように構成された凹面と、
を有する、前記電源供給器を充電するための無線充電ドックを更に含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の球体運動状態測定システム。
【請求項５】
収容部品及び蓋体が設けられている球体と、加速度センサー及び角速度センサーを備えて前記球体の加速度及び角速度を検出するセンシングモジュールと、前記加速度及び角速度を無線発信する無線通信モジュールと、前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールに電力を供給する電源供給器と、前記電源供給器に無線充電するための誘導コイルと、前記球体の所在位置の環境を示す環境パラメータを取得する、プロセッサーを有する電子装置と、を備える球体運動状態測定システムを用意するステップと、
前記球体が、ユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、前記ユーザーからの外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第１の運動状態とされたとき、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップと、
前記球体が、前記ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力が作用する状態を示す第２の運動状態とされたとき、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップと、
前記無線通信モジュールが、前記球体が前記第１の運動状態での加速度及び角速度と、前記球体が前記第２の運動状態での加速度と、を前記電子装置に無線発信するとともに、前記電子装置が前記球体の所在位置の環境パラメータを取得するステップと、
前記電子装置の前記プロセッサーが、前記球体の加速度及び角速度に基づいて、前記球体が前記第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得し、前記球体が前記第１の運動状態での球速及び回転軸と、前記球体が前記第２の運動状態での加速度と、前記電子装置により取得された前記環境パラメータとに基づいて、前記球体が前記第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得するステップと、
前記電子装置が前記第１の運動結果と前記第２の運動結果とを表示するステップと、
を含むことを特徴とする球体運動状態の測定方法。
【請求項６】
前記球体が、前記ユーザーに外力を加えられて変位する期間で重力、前記外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第３の運動状態とされたときに、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップを更に含むことを特徴とする、請求項５に記載の球体運動状態の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定システムとその測定方法に関するものであり、特に、球体運動状態測定システムとその測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボール運動は、国民の好きなスポーツの一つである。例えば、野球は全世界の男女のお気に入りのスポーツの一つである。ピッチャーは、ピッチングするときに、ボールの球速を知るために、スピードガンを利用することが一般的である。しかし、スピードガンは高価なため、スピードガンを買うアマチュアピッチャーは少ない。
【０００３】
球速の他、ピッチングするときに、ピッチャーは、ボールの行進軌跡、又はそれに関する情報を知れば、ピッチングの方式を修正する根拠とすることが可能である。このため、差し迫った市場の需要に基づき、如何にして球体の球速、ボールの行進軌跡及び回転方向を検出する検出分析技術を開発するかが本分野の技術者が現在積極的に解決すべき課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の従来技術の課題に鑑み、本発明の目的は、球体の球速、回転及び運動状態の測定を容易にする球体運動状態測定システムとその測定方法を提供し、従来技術における球体の球速、回転及び運動状態の測定が困難である課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するために、本発明は球体運動状態測定システムを提供する。
本発明に係る球体運動状態測定システムは、収容部品と、前記収容部品をカバーする蓋体とが設けられている球体と、前記球体の加速度を検出する加速度センサーと、前記球体の角速度を検出する角速度センサーと、を備えるセンシングモジュールと、前記センシングモジュールと電気的に接続して、前記センシングモジュールにより検出された球体の加速度及び角速度を無線発信する無線通信モジュールと、前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールと電気的に接続して電力を供給する、前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールと共に前記収容部品に設けられている電源供給器と、前記蓋体と前記収容部品との間に設けられており、前記電源供給器と電気的に接続して前記電源供給器に無線充電するための誘導コイルと、前記球体の所在位置の環境を示す環境パラメータを取得する、プロセッサーを有する電子装置と、を含む球体運動状態測定システムであって、前記電子装置では、前記無線通信モジュールから発信された球体の加速度及び角速度を無線受信すると、前記プロセッサーが、前記球体がユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、前記ユーザーからの外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第１の運動状態での前記球体の加速度及び角速度に基づいて、前記第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得し、前記プロセッサーは、球体が前記第１の運動状態での球速及び回転軸と、前記球体が前記ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力が作用する状態を示す第２の運動状態での前記球体の加速度と、前記電子装置により取得された前記環境パラメータとに基づいて、前記第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る球体運動状態測定システムは、前記収容部品を覆う緩衝構造を更に含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る球体運動状態測定システムは、前記誘導コイル及び前記電源供給器と電気的に接続し、前記電源供給器を自動的に充電するためのスイッチ機能を有するリレーを更に含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る球体運動状態測定システムは、無線充電板と、前記球体を載置すると、前記誘導コイルが前記無線充電板と予め定められた距離で離間するように構成された凹面と、を有する、前記電源供給器を充電するための無線充電ドックを更に含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る球体運動状態の測定方法は、収容部品及び蓋体が設けられている球体と、加速度センサー及び角速度センサーを備えて前記球体の加速度及び角速度を検出するセンシングモジュールと、前記加速度及び角速度を無線発信する無線通信モジュールと、前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールに電力を供給する電源供給器と、前記電源供給器に無線充電するための誘導コイルと、前記球体の所在位置の環境を示す環境パラメータを取得する、プロセッサーを有する電子装置と、を備える球体運動状態測定システムを用意するステップと、前記球体が、ユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、前記ユーザーからの外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第１の運動状態とされたとき、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップと、前記球体が、前記ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力が作用する状態を示す第２の運動状態とされたとき、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップと、前記無線通信モジュールが、前記球体が前記第１の運動状態での加速度及び角速度と、前記球体が前記第２運動状態での加速度と、を前記電子装置に無線発信するとともに、前記電子装置が前記球体の所在位置の環境パラメータを取得するステップと、前記電子装置の前記プロセッサーが、前記球体の加速度及び角速度に基づいて、前記球体が前記第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得し、前記球体が前記第１の運動状態での球速及び回転軸と、前記球体が前記第２の運動状態での加速度と、前記電子装置により取得された前記環境パラメータとに基づいて、前記球体が前記第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得するステップと、前記電子装置が前記第１の運動結果と前記第２の運動結果とを表示するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る球体運動状態の測定方法は、前記球体が、前記ユーザーに外力を加えられて変位する期間で重力、前記外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第３の運動状態とされたときに、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップを更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の球体運動状態測定システムとその測定方法は、次のような効果がある。
（１）本発明の球体運動状態測定システムとその測定方法は、センシングモジュールにおける加速度センサーと角速度センサーとにより、球体の加速度及び角速度を検出して、電子装置のプロセッサーに発信して、プロセッサーにより、球体の球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出することができる。
（２）本発明の球体運動状態測定システムとその測定方法は、プロセッサーが、球体の加速度及び角速度に基づいて、球体が第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、球体の第１の運動結果として取得することができる。
（３）本発明の球体運動状態測定システムとその測定方法は、プロセッサーが、球体が、第１の運動状態での球速及び回転軸と、第２の運動状態での加速度と、環境パラメータとに基づいて、球体が第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、球体の第２の運動結果として取得することができる。
（４）本発明の球体運動状態測定システムにおいて、無線充電板と、球体を載置する凹面と、を有する無線充電ドックを更に含み、無線充電ドックの無線充電板により、球体における誘導コイルを電磁誘導して、誘導電流を発生して電源供給器を充電することができる。
（５）本発明の球体運動状態測定システムにおいて、誘導コイル及び電源供給器と電気的に接続するリレーは電源供給器の自動的に充電するスイッチとする。
（６）本発明の球体運動状態測定システムにおいて、収容部品を覆う緩衝構造により、構造誤差を解消し、且つ収容部品に収容されているセンシングモジュール、無線通信モジュール及び電源供給器に緩衝効果を提供する。これにより、センシングモジュール、無線通信モジュール及び電源供給器が球体の運動過程による損壊を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る球体運動状態測定システムの第１の実施形態の電子回路を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るセンシングモジュールを示す図である。
【図３】本発明に係る球体運動状態測定システムの第２の実施形態の電子回路を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る球体運動状態測定システムの第１の態様を示す図である。
【図５】無線充電ドックに球体が置かれている状態を示す図である。
【図６】本発明に係る球体運動状態測定システムの第２の態様を示す図である。
【図７】球体が第１の運動状態と第２の運動状態とにあることを示す図である。
【図８】球体が第３の運動状態にあることを示す図である。
【図９】本発明に係る球体運動状態の測定方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る球体運動状態の測定方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図１１】本発明におけるデータ処理及び運動の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施形態の図面における各部品の比率は、説明を容易に理解するために示され、実際の比率ではない。一方、理解を容易にするために、下記の実施形態において、同じ部品には同じ符号を付けて説明する。
【００１４】
図１、図３及び図４を参照する。図１は本発明に係る球体運動状態測定システムの第１の実施形態の電子回路を示すブロック図であり、図３は本発明に係る球体運動状態測定システムの第２の実施形態の電子回路を示すブロック図であり、図４は本発明に係る球体運動状態測定システムの第１の態様を示す図である。
本発明に係る球体運動状態測定システムの第２の実施形態と第１の実施形態との相違する点は、第２の実施形態では、更に、リレー８０（下記に説明する。）を含む点である。
本発明の第１の実施形態では、球体運動状態測定システム１００は、収容部品１２と蓋体５０とが設けられている球体１０と、センシングモジュール２０と、無線通信モジュール３０と、電源供給器４０と、誘導コイル６０と、を少なくとも備える。詳細に説明すると、球体１０は、本体と、本体を覆う外皮と、を備える。本体に凹部１６が設けられている。凹部１６は、図４に示すように、本体の表面から本体の内部へ凹む凹部であり、又は図６に示すように、本体の一面から本体の他面に貫通する凹部（二つの蓋体５０は、互いに反対する両面をそれぞれカバーする。）である。もちろん、凹部１６はこれらに限定されない。ユーザは、必要によって、凹部１６の形式及び態様を変更してもよい。本体の材質は、例えばコルク、ゴム、コルクとゴムの混合物、多数層巻きコットン糸、又はこれらの組合を採用するが、本発明はこれらに限定されない。
図４に示すように、収容部品１２は、寸法が凹部１６の寸法に対応し、例えば球体１０の表面にある凹部１６に置かれてもよい。蓋体５０は、凹部１６における収容部品１２をカバーするものであり、その頂部が本体の表面と段差がないことが好ましい。センシングモジュール２０は、加速度センサー２２と、角速度センサー２４と、を少なくとも備える。加速度センサー２２は球体１０の加速度を検出する。角速度センサー２４は球体１０の角速度を検出する。
無線通信モジュール３０は、センシングモジュール２０と電気的に接続し、センシングモジュール２０により検出された球体１０の加速度と角速度とを電子装置７０に無線発信する。電子装置７０は、球体１０の所在位置の環境を示す環境パラメータを取得することができるプロセッサー７２を有する。環境パラメータは、例えば球体１０の所在位置の温度、標高、風力、風向及び濕度のうちの少なくとも一つである。電子装置７０の球体１０の所在位置の環境パラメータを取る方式は、例えば気象庁の電子装置７０にインストールされるプログラム（例えば携帯電話にインストールされるアプリ）によって提供され、又は電子装置７０に記憶したデータベースによって提供される。
電源供給器４０は、センシングモジュール２０及び無線通信モジュール３０と電気的に接続して電力を供給する。センシングモジュール２０、無線通信モジュール３０及び電源供給器４０は、収容部品１２に設けられている。誘導コイル６０は、例えば平面状に巻かれ、蓋体５０の内側に設けられている。誘導コイル６０は、蓋体５０と収容部品１２との間に設けられており、電源供給器４０と電気的に接続して電源供給器４０に無線充電する。誘導コイル６０の電線の二つの接点は、コイルの環状中心から延びて電源供給器４０と電気的に接続することが好ましい。これにより、全体の構造の設置が便利となる。
本実施態様では、凹部１６と収容部品１２とを同時に有するが、本発明の別の実施態様では、凹部１６が収容部品１２である。すなわち、凹部１６に蓋体５０を直接にカバーし、且つ上記の電子部品は凹部１６に直接に設けられている。一方、本発明の更に別の実施態様では、蓋体５０を省略してもよい。すなわち、凹部１６は収容部品１２であり、且つ収容部品１２が球体１０内に直接に設けられている。本発明では、球体運動状態測定システム１００の全ての部品の全体の重心を球体１０の幾何中心に合うように調整してもよい（例えば各部品の設置位置を調整し、又は錘を別に設ける。）。これにより、球体１０の運動時の安定度を増加することができる。
【００１５】
電子装置７０は、無線通信モジュール３０から発信された球体１０の加速度と角速度とを無線受信する。プロセッサー７２により、球体１０がユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、ユーザーからの外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第１の運動状態での球体の加速度と角速度とに基づいて、球体が第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得する。また、プロセッサー７２は、球体１０が、第１の運動状態での球速及び回転軸と、球体１０がユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力が作用する状態を示す第２の運動状態での加速度と、電子装置７０により取得された環境パラメータとに基づいて、球体が第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得する。
【００１６】
本発明に係る球体運動状態測定システム１００は、加速度センサー２２によって球体１０の加速度を検出し、すなわち、球体１０の移動の過程中の球速の変化と、球体１０の異なる方位でのモーメンタムとの情報を検出する。加速度センサー２２は、例えば三つの互いに垂直する方向での加速度を検出できる三軸加速度センサーでもよい。加速度センサー２２は、上記の三軸加速度センサーに限定されず、球体１０の移動の過程中の球速の変化を検出できるセンサーであればよい。
【００１７】
本発明に係る球体運動状態測定システム１００は、角速度センサー２４によって球体１０の角速度を検出する。すなわち、球体１０の運動方位の変化の情報を検出する。角速度センサー２４は、例えば球体１０の三つの互いに垂直する方向での角変位を検出可能な三軸ジャイロスコープである。角速度センサー２４は、上記の三軸ジャイロスコープに限定されず、球体１０の運動方位の変化の情報を検出可能なセンサーであればよい。
【００１８】
本発明に係る球体運動状態測定システム１００は、無線通信モジュール３０により、球体１０の加速度と角速度とを電子装置７０に無線発信する。電子装置７０は、例えばデスクトップコンピュータ、ノートコンピュータ、又は携帯電話などの電子機器である。無線通信モジュール３０は、例えばブルートゥース（登録商標）発信モジュール、ＡＮＴ＋（登録商標）、ブルートゥースやブルートゥース低消費電力（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ，ＢＬＥ）発信モジュールである。無線通信モジュール３０は、球体１０の運動情報（例えば加速度または角速度）を電子装置７０に発信して、電子装置７０におけるプロセッサー７２はデータ処理ステップを行う。無線通信モジュール３０は、上記の発信モジュールに限定されず、球体１０の運動情報を電子装置７０に無線発信できる発信モジュールであればよい。
【００１９】
本発明に係る球体運動状態測定システム１００は、収容部品１２を覆う緩衝構造１４を更に含む。緩衝構造１４は、例えば収容部品１２の外囲いをコンフォーマルに包み、若しくは、収容部品１２の外囲いをコンフォーマルに貼り付けることが好ましい。球体１０の凹部１６に収容部品１２を差し込むときに、緩衝構造１４により、収容部品１２と凹部１６との間の構造誤差を減少することができると共に、緩衝効果を提供することができる。
図４に示すように、収容部品１２に設けられている、センシングモジュール２０、無線通信モジュール３０及び電源供給器４０は、収容部品１２を覆う緩衝構造１４により、緩衝効果を得ることができ、球体が運動過程であるときに、センシングモジュール２０、無線通信モジュール３０及び電源供給器４０の損壊を避けることができる。本発明の別の実施態様では、緩衝構造１４は、例えば収容部品１２及び蓋体５０の外囲いをコンフォーマルに包み、若しくは、収容部品１２及び蓋体５０の外囲いをコンフォーマルに貼り付ける。蓋体５０を覆う緩衝構造１４は、本体の表面と段差がないことが好ましい。
【００２０】
本発明に係る球体運動状態測定システム１００は、更に、無線充電ドック９０を含む。無線充電ドック９０の頂部は、凹面９２を有し、且つ無線充電板９４を有する。無線充電板９４は、例えば平面状を呈する誘導コイルである。
図５を参照する。図５は球体が無線充電板に置かれている状態を示す図である。図５に示すように、無線充電ドック９０の凹面９２に球体１０を置き、誘導コイル６０が無線充電板９４と予定充電距離（予め定められた距離）ｄで離間する。これにより、電気が発生されて電源供給器４０を充電する。予定充電距離ｄは、例えば１０ｍｍより小さく、６ｍｍより小さいことが好ましい。
無線充電板９４により、球体１０における誘導コイル６０が電磁誘導されて電流を発生して、電源供給器４０を充電することができる。これにより、本発明に係る球体１０は、電線と接続して充電する必要がない。球体１０を充電しようとするとき、又は球体１０における電源供給器４０の電気が切れたときには、無線充電ドック９０の凹面９２に球体１０を置くだけで、容易に充電可能であり、充電した後、再び球体１０を利用することができる。
【００２１】
本発明に係る球体運動状態測定システムの第２の実施形態では、球体運動状態測定システム１００は、誘導コイル６０及び電源供給器４０と電気的に接続するリレー８０を更に含む。リレー８０は、電源供給器４０を自動的に充電するための機能を有するスイッチ（図３及び図４を参照）とする。
【００２２】
一方、図２に示すように、センシングモジュール２０は、更に、例えば温度センサー２６を含む。上記の環境パラメータのうちの温度は、例えば温度センサー２６によって測定することができる。温度センサー２６より測定される温度は、例えば無線通信モジュール３０を経由して電子装置７０に無線発信されて、電子装置７０におけるプロセッサー７２により、データ処理ステップが行われる。温度センサー２６は、例えば温度計、サーミスター、又は温度の変化を測定する熱電対などのセンサーである。温度センサー２６は、上記のセンサーに限定されず、球体１０の所在位置の温度を測定可能なセンサーであればよい。
【００２３】
球体１０は、第１の運動状態にあるときに、ユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、ユーザーからの外力及び空気抵抗に作用され、第２の運動状態にあるときに、ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力に作用される。本発明に係る第１の運動状態Ｘとは、ユーザーが球体１０を握るときから、球体１０を投げ出すときまでの期間の状態を指す。第１の運動状態Ｘにあるとき、球体１０は重力、ユーザーからの外力及び空気抵抗に作用される。第２の運動状態Ｙとは、球体１０がユーザーに投げ出されるときから、球体１０が静止するまでの期間の状態を指す。図７に示すように、第２の運動状態Ｙにあるとき、球体１０は重力、空気抵抗及び球体の求心力に作用される。
ユーザーが球体１０に外力を加えて球体１０が変位するが、球体１０を投げ出さない（例えば球体１０を握って変位させるなどの動作）場合には、球体１０のこの期間の状態を第３の運動状態Ｚと定義する。第３の運動状態Ｚにあるときには、図８に示すように、球体が重力、ユーザーからの外力及び空気抵抗に作用される。
【００２４】
図９を参照する。図９は、本発明に係る球体運動状態の測定方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。図９に示すように、第１の実施形態では、本発明に係る球体運動状態の測定方法は、ステップＳ１０からＳ８０を少なくとも含む。
ステップＳ１０において、球体運動状態測定システムを提供する。球体運動状態測定システムは、球体、センシングモジュール、無線通信モジュール、電源供給器、誘導コイル及び電子装置を備える。センシングモジュールは、加速度センサーと角速度センサーとを備える。
ステップＳ２０において、球体に対して第１の運動ステップを行うことにより、球体がユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、前記ユーザーからの外力及び空気抵抗に作用されて、第１の運動状態になる。
ステップＳ３０において、第１のセンシングステップを行うことにより、センシングモジュールにおける加速度センサーと角速度センサーとは、球体が第１の運動状態での加速度と角速度とを検出する。
ステップＳ４０において、球体に対して第２の運動ステップを行うことにより、球体がユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力に作用されて、第２の運動状態になる。
ステップＳ５０において、第２のセンシングステップを行うことにより、センシングモジュールにおける加速度センサーと角速度センサーとは、球体が第２の運動状態での加速度と角速度とを検出する。
ステップＳ６０において、無線発信ステップを行うことにより、無線通信モジュールは、それぞれ球体が、第１運動状態での加速度及び角速度と、第２の運動状態での加速度と、を電子装置に無線発信する。電子装置は、球体の所在位置の環境パラメータを取得することができる。
ステップＳ７０において、データ処理ステップを行うことにより、電子装置のプロセッサーは、球体の加速度及び角速度に基づいて、球体が第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得し、球体が、第１運動状態での球速及び回転軸と、球体が第２の運動状態での加速度と、電子装置により取得された環境パラメータとに基づいて、球体が第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得する。
ステップＳ８０において、表示ステップを行うことにより、電子装置は、第１の運動結果及び第２の運動結果を表示する。前記環境パラメータは、球体の所在位置の温度、標高、風力、風向及び湿度のうちの少なくとも一つである。また、センシングモジュールは、更に、温度センサーを備えても良い。環境パラメータのうちの温度は、温度センサーに検出され、例えば気象庁の電子装置にインストールされるプログラムにより提供され、又は電子装置に記憶されるデータベースにより提供される。
【００２５】
第２の実施形態では、本発明に係る球体運動状態の測定方法は、ステップＳ１０からＳ８０を含むだけではなく、ステップＳ９０及びステップＳ１００も含む。本発明の第２の実施形態の第１の実施形態と相違する点は、本発明の第２の実施形態では、更に、ステップＳ９０及びステップＳ１００を含むことである。このため、ステップＳ１０からＳ８０の説明を省略する。
図１０を参照する。図１０は、本発明に係る球体運動状態の測定方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
ステップＳ９０において、球体に対して第３の運動ステップを行うことにより、球体がユーザーに外力を加えられて変位する期間で重力、外力及び空気抵抗に作用されて、第３の運動状態になる。
ステップＳ１００において、第３のセンシングステップを行うことにより、センシングモジュールにおける加速度センサーと角速度センサーとは、球体が第３の運動状態での加速度及び角速度を検出する。
この後、無線発信ステップ（ステップＳ６０）を行うことにより、無線通信モジュールは、球体が第３の運動状態での加速度及び角速度を電子装置に無線発信する。
次に、データ処理ステップ（ステップＳ７０）を行うことにより、電子装置におけるプロセッサーは、球体の加速度及び角速度に基づいて、球体が第３の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第３の運動結果として取得する。
最後に、表示ステップ（ステップＳ８０）を行うことにより、電子装置は第３の運動結果を表示する。
【００２６】
次に、本発明に係る球体運動状態測定システムにより、球体の運動状態を測定することを説明する。図１、図２、図４、図７及び図９を参照する。
まず、球体運動状態測定システム１００（ステップＳ１０）を用意する。ユーザーが球体１０を握って球体１０に対して第１の運動ステップ（ステップ２０）を行うことにより、球体１０は、ユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、ユーザーからの外力及び空気抵抗に作用されて、図７に示すように、第１の運動状態Ｘになる。
球体１０が第１の運動状態Ｘにあるときに、センシングモジュール２０における加速度センサー２２と角速度センサー２４とは、球体１０が第１の運動状態Ｘでの加速度及び角速度（ステップＳ３０）を検出して、無線通信モジュール３０により、球体１０が第１の運動状態Ｘでの加速度及び角速度を電子装置７０に無線発信する（ステップＳ６０）。無線通信モジュール３０は、例えば４０ｍＳごとに、第１の運動状態Ｘでの加速度及び角速度を電子装置７０に無線発信するが、本発明はこれらに限定されない。この後、電子装置７０におけるプロセッサー７２は、球体１０が第１の運動状態Ｘでの加速度及び角速度によって、球体１０が第１の運動状態Ｘでの球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得する（ステップＳ７０）。
最後に、図１１に示すように、電子装置７０により、第１の運動結果を表示する（ステップＳ８０）。上記の第１の運動結果は、例えばユーザーの情報（例えば名前、又はユーザーを代表するコード）と、球体の運動時間と、球体の球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡と、環境パラメータと、を含む。
【００２７】
球体１０がユーザーに投げ出された後（すなわち、図７に示すように、球体１０が第２の運動状態Ｙにあるとき）、球体１０は、ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力に作用される（ステップＳ４０）。
球体１０が第２の運動状態Ｙにあるときには、センシングモジュール２０における加速度センサー２２と角速度センサー２４とは、球体１０が第２の運動状態Ｙでの加速度と角速度とを検出して（ステップＳ５０）、無線通信モジュール３０により、球体１０が第２の運動状態Ｙでの加速度及び角速度を電子装置７０に無線発信する（ステップＳ６０）。同じように、無線通信モジュール３０は、例えば４０ｍＳごとに、第２の運動状態Ｙでの加速度及び角速度を電子装置７０に無線発信するが、本発明はこれらに限定されない。この後、電子装置７０におけるプロセッサー７２は、球体１０が第１の運動状態Ｘでの球速及び回転軸と、球体１０が第２の運動状態Ｙでの加速度と、電子装置７０によって取る環境パラメータ（電子装置７０のプログラム、又は球体１０における温度センサー２６による検出によって環境パラメータのうちの温度が得られることができる）とによって、球体１０が第２の運動状態Ｙでの球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得する（ステップＳ７０）。
最後に、図１１に示すように、電子装置７０により、第２の運動結果を表示する（ステップＳ８０）。上記の第２の運動結果は、例えばユーザーの情報（例えば名前、又はユーザーを代表するコード）と、球体の運動時間と、球体の球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡と、環境パラメータと、を含む。
【００２８】
図１、図２、図４、図８及び図１０を参照する。ユーザーが球体１０に外力を加えて球体１０を変位させた後、球体１０を投げ出さない場合（図８に示すように、例えば球体１０を握って球体１０を変位するなどの動作）、球体１０は、ユーザーに外力を加えられて変位する期間で重力、外力及び空気抵抗に作用される（ステップＳ９０）。球体１０が第３の運動状態Ｚにあるとき、センシングモジュール２０における加速度センサー２２と角速度センサー２４とは、球体１０が第３の運動状態Ｚでの加速度と角速度とを検出して（ステップＳ１００）、無線通信モジュール３０により、球体１０が第３の運動状態Ｚでの加速度及び角速度を電子装置７０に無線発信する（ステップＳ６０）。同じように、無線通信モジュール３０は、例えば４０ｍＳごとに、第３の運動状態Ｚでの加速度及び角速度を電子装置７０に無線発信するが、本発明はこれらに限定されない。この後、電子装置７０におけるプロセッサー７２は、球体１０が第３の運動状態Ｚでの加速度及び角速度によって、球体が第３の運動状態Ｚでの球速、回転速度、回転軸及び軌跡を算出して、第３の運動結果として取得する（ステップＳ７０）。
最後に、図１１に示すように、電子装置７０により、第３の運動結果を表示する（ステップＳ８０）。上記の第３の運動結果は、例えばユーザーの情報（例えば名前、又はユーザーを代表するコード）と、球体の運動時間と、球体の球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡と、環境パラメータと、を含む。ユーザーが球体１０に対して第３の運動ステップＳ９０を行うことにより、球体１０の位置が変化し、ユーザーは本発明に係る球体運動状態測定システム１００の測定正確度を評価することができる。一方、球体１０は、処理ユニットを更に備える。球体１０が運動しているときに、処理ユニットは、球体１０の運動が予設のモードに合うかどうかを判断する。球体１０の運動が予設のモードに合う場合には、ウェイクアップ動作を行う。すなわち、無線通信モジュール３０により、球体１０の加速度及び角速度を電子装置７０に発信して、電子装置７０により運動結果を表示する。
【００２９】
本発明に係る球体運動状態の測定方法において、データ処理ステップ（ステップＳ７０）による第１の運動結果、第２の運動結果及び／又は第３の運動結果は、電子装置７０により表示される。具体的には、電子装置７０の表示スクリーンにより、第１の運動結果、第２の運動結果及び／又は第３の運動結果を表示し、又は電子装置７０の再生装置（例えばスピーカ）により、第１の運動結果、第２の運動結果及び／又は第３の運動結果を音声で再生し、又は電子装置７０のバイブレータにより、第１の運動結果、第２の運動結果及び／又は第３の運動結果を振動で表示する。そしてプロセッサー７２は、第１の運動結果、第２の運動結果、又は第３の運動結果及びユーザーの生理情報（例えば身長、体重または年齢）によって、球体を投げる効果を評価する。
電子装置７０の表示スクリーンにより、第１の運動結果、第２の運動結果及び／又は第３の運動結果を表示することを例にすると、ユーザーは、表示スクリーンを見て、毎回の球体を投げる効果（例えば軌跡）を把握することができる。また、球体を複数回に投げた後、プロセッサー７２は、複数回の球体を投げる効果を全部または選択的に表示スクリーンに表示する。このため、ユーザーは、表示スクリーンを見ることにより、球体を投げる効果のデータを比較する。これにより、ユーザーは、球体を投げる効果と、データの比較との表示結果によって、球体を投げる技能が進歩するかどうかを把握可能であり、訓練の目的を達成することができる。
【００３０】
本発明に係る球体運動状態測定システムとその測定方法は、センシングモジュールにおける加速度センサーと角速度センサーとにより、球体の加速度及び角速度を検出して、電子装置のプロセッサーに発信して、プロセッサーにより、球体の球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出する。
また、プロセッサーは、球体の加速度及び角速度に基づいて、球体が第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、球体の第１の運動結果として取得することができる。プロセッサーは、球体が、第１の運動状態での球速及び回転軸と、第２の運動状態での加速度と、環境パラメータとに基づいて、球体が第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、球体の第２の運動結果として取得することができる。
さらに、本発明によれば、無線充電板により、球体における誘導コイルを電磁誘導して、誘導電流を発生して電源供給器を充電することができる。
また、本発明によれば、収容部品を覆う緩衝構造は、収容部品に収容されている、センシングモジュール、無線通信モジュール及び電源供給器に緩衝効果を提供し、球体の運動過程による損壊を避けることができる。
【００３１】
以上、本発明の特定の例を参照して説明したが、それらの例は、説明のためだけのものであり、本発明を限定するためのものではなく、当業者には、本発明の要旨および特許請求の範囲を逸脱することなく、ここで開示された実施例に変更、追加、または、削除を施してもよいことがわかる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  球体
１２  収容部品
１４  緩衝構造
１６  凹部
２０  センシングモジュール
２２  加速度センサー
２４  角速度センサー
２６  温度センサー
３０  無線通信モジュール
４０  電源供給器
５０  蓋体
６０  誘導コイル
７０  電子装置
７２  プロセッサー
８０  リレー
９０  無線充電ドック
９２  凹面
９４  無線充電板
１００  球体運動状態測定システム
ｄ  予定充電距離
Ｘ  第１の運動状態
Ｙ  第２の運動状態
Ｚ  第３の運動状態
Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ８０、Ｓ９０、Ｓ１００  ステップ
【図１】
2019052879.tif 000003
【図２】
2019052879.tif 000004
【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】
2019052879.tif 000011
【図１０】
2019052879.tif 000012
【図１１】
2019052879.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月17日(2018.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容部品と、前記収容部品をカバーする蓋体とが設けられている球体と、
前記球体の加速度を検出する加速度センサーと、前記球体の角速度を検出する角速度センサーと、を備えるセンシングモジュールと、
前記センシングモジュールと電気的に接続して、前記センシングモジュールにより検出された球体の加速度及び角速度を無線発信する無線通信モジュールと、
前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールと電気的に接続して電力を供給する、前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールと共に前記収容部品に設けられている電源供給器と、
前記蓋体と前記収容部品との間に設けられており、前記電源供給器と電気的に接続して前記電源供給器に無線充電するための誘導コイルと、
前記球体の所在位置の環境を示す環境パラメータを取得する、プロセッサーを有する電子装置と、
を含む球体運動状態測定システムであって、
前記電子装置では、
前記無線通信モジュールから発信された球体の加速度及び角速度を無線受信すると、
前記プロセッサーが、前記球体がユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、前記ユーザーからの外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第１の運動状態での前記球体の加速度及び角速度に基づいて、前記第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得し、
前記プロセッサーは、球体が前記第１の運動状態での球速及び回転軸と、前記球体が前記ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力が作用する状態を示す第２の運動状態での前記球体の加速度と、前記電子装置により取得された前記環境パラメータとに基づいて、前記第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得することを特徴とする球体運動状態測定システム。
【請求項２】
前記収容部品を覆う緩衝構造を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の球体運動状態測定システム。
【請求項３】
前記誘導コイル及び前記電源供給器と電気的に接続し、前記電源供給器を自動的に充電するためのスイッチ機能を有するリレーを更に含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の球体運動状態測定システム。
【請求項４】
無線充電板と、
前記球体を載置すると、前記誘導コイルが前記無線充電板と予め定められた距離で離間するように構成された凹面と、
を有する、前記電源供給器を充電するための無線充電ドックを更に含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の球体運動状態測定システム。
【請求項５】
収容部品及び蓋体が設けられている球体と、加速度センサー及び角速度センサーを備えて前記球体の加速度及び角速度を検出するセンシングモジュールと、前記加速度及び角速度を無線発信する無線通信モジュールと、前記センシングモジュール及び前記無線通信モジュールに電力を供給する電源供給器と、前記電源供給器に無線充電するための誘導コイルと、前記球体の所在位置の環境を示す環境パラメータを取得する、プロセッサーを有する電子装置と、を備える球体運動状態測定システムを用意するステップと、
前記球体が、ユーザーに握られてから投げ出されるまでの期間で重力、前記ユーザーからの外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第１の運動状態とされたとき、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップと、
前記球体が、前記ユーザーに投げ出されてから静止するまでの期間で重力、空気抵抗及び求心力が作用する状態を示す第２の運動状態とされたとき、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップと、
前記無線通信モジュールが、前記球体が前記第１の運動状態での加速度及び角速度と、前記球体が前記第２の運動状態での加速度と、を前記電子装置に無線発信するとともに、前記電子装置が前記球体の所在位置の環境パラメータを取得するステップと、
前記電子装置の前記プロセッサーが、前記球体の加速度及び角速度に基づいて、前記球体が前記第１の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第１の運動結果として取得し、前記球体が前記第１の運動状態での球速及び回転軸と、前記球体が前記第２の運動状態での加速度と、前記電子装置により取得された前記環境パラメータとに基づいて、前記球体が前記第２の運動状態での球速、回転軸、当該回転軸の周りの回転速度及び軌跡を算出して、第２の運動結果として取得するステップと、
前記電子装置が前記第１の運動結果と前記第２の運動結果とを表示するステップと、
を含むことを特徴とする球体運動状態の測定方法。
【請求項６】
前記球体が、前記ユーザーに投げ出されることはないが外力を加えられて変位する期間で重力、前記外力及び空気抵抗が作用する状態を示す第３の運動状態とされたときに、前記センシングモジュールにおける前記加速度センサーと前記角速度センサーとが、前記球体の加速度と角速度とをそれぞれ検出するステップと、
検出結果に基づいて、前記プロセッサーが、前記第３の運動状態に対応する第３の運動結果を取得するステップと、
前記プロセッサーが、前記第３の運動結果が予設のモードに合うか否かを判断するステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項５に記載の球体運動状態の測定方法。