(57)【要約】      （修正有）【課題】カメラを用いて実時間でゴルフボールの位置、速度を分析可能なパッティング動作分析システムを提供する。【解決手段】球３０が置かれるマットに付着された複数のマットマーカー１０と、該球３０にインパクトを加えるパターに付着された少なくとも１以上のパターマーカー２０を含むパターと、該マットマーカー１０、該パターマーカー２０を含むパター、及び該球３０の色と対比される色からなるマットとを撮影するカメラ５０と、該カメラ５０で撮影された映像により、マットの位置を検出するマット検出部１００と、パターと該球３０の位置を実時間で検出する物体検出部１１０と、該球３０の速度と進行方向を計算する球計算部１２０と、検出されたパターの座標で、シミュレータ運用に必要なメニュー選択機能のためのポインタ位置計算を行うポインタ計算部１３０からなるパッティング動作分析システム。【選択図】図１
2019136500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球が置かれるマットに付着され、固定された物理的な配置距離で付着される複数のマットマーカーと、
前記マットマーカーの色とは対比される色からなるマットと、
前記マットマーカーを撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された映像より、前記マットの位置を実時間で検出するマット検出部とを含み、
前記マット検出部は、前記カメラにより撮影されるマットマーカーの位置と、前記マットマーカーの所定の間隔を用いて、マットマーカーの３次元座標を求め、
前記マット検出部で求められた３次元座標により、前記マットと前記カメラの間の距離、高さ、及び設置角度を抽出し、
前記求められた前記マットマーカーの３次元座標により、前記マット内で移動する物体の物理的座標を得ることを特徴とするパッティング動作分析システム。
【請求項２】
前記パターに付着され、前記マットの色とは対比される色を有する少なくとも１以上のパターマーカーと、
前記カメラで前記パターマーカーが撮影される映像より、前記パターの位置を実時間で検出する物体検出部と、
前記物体検出部により検出された情報を、ポインティングデバイスの入力に使用できるように、物理的位置に変換するポインタ計算部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のパッティング動作分析システム。
【請求項３】
前記マットの色とは対比される色を有する球と、
前記カメラで前記球が撮影される映像より、前記球の位置を実時間で検出する物体検出部と、
前記物体検出部により検出された情報を用いて、前記球の移動速度と方向を計算する球計算部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のパッティング動作分析システム。
【請求項４】
前記マットの一側には、前記球の移動を制限するためのボールストッパが設けられ、
前記ボールストッパは、円状であり、且つ、一部が切開して開放した形状を有し、前記ボールストッパの上端部は、前記マットに向けて折り曲げられた形状を有し、
前記マットの端部は、前記ボールストッパの内周面に密着して配置され、
前記ボールストッパの内側には、前記球と接触する所定の弾性を有するバリアーが形成されることを特徴とする請求項１に記載のパッティング動作分析システム。
【請求項５】
前記マットの一側には、前記球の移動を制限するためのボールストッパが設けられ、
前記ボールストッパは、内部に所定の空間を有し、且つ、前記パッティングマットを眺める方向が開放した外部カバーと、前記外部カバー内に接触した状態で固定され、前記外部カバーの間に一部が露出される充填部材とを含み、
前記充填部材は、前記外部カバー内を満たし、且つ、前記外部カバーより一定部分が突出形成され、
前記充填部材の露出された表面には、所定の長さと幅を有する貫通溝が設けられ、前記貫通溝は、前記パッティングマットに沿って移動したゴルフ球の中心部が接触するように、所定の長さと幅からなることを特徴とする請求項１に記載のパッティング動作分析システム。
【請求項６】
前記外部カバーの下面部には、所定の直径と長さを有し、上向きに突出した第１の連結部が、前記外部カバーの延在方向に沿って複数本設けられ、
前記第１の連結部は、前記パッティングマットに形成されたホールに結合して、前記外部カバーとパッティングマットを連結し、前記外部カバー内に設けられた充填部材を固定することを特徴とする請求項５に記載のパッティング動作分析システム。
【請求項７】
前記充填部材が前記外部カバーによって露出される表面は、前記外部カバーの上面から下面に沿って傾斜して形成され、前記外部カバーの上面から下面に行くほど、前記外部カバーの内側方向に所定の角度だけ傾斜して形成されることを特徴とする請求項５に記載のパッティング動作分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッティング動作分析システムに関し、カメラセンサから入力される映像より、パッティングマット、パター、球の位置及び移動を実時間で検出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフ競技の全打数において、パッティングストロークが占める割合は、４０〜５０％と非常に重要であり、ゴルフの代表的な４つのスイングのうち、殆どのゴルファーが最も難しさを感じるストロークである。
【０００３】
一方、成功的なパッティングストロークのために、運動学的、運動力学的、心理学的な方法などで多くの研究が行われており、これを裏付けるための多くの計測システムが開発されている。
【０００４】
代表的な計測システムとして、光学的な方法を用いる赤外線３次元動作分析カメラと高速ビデオカメラは、運動学的な研究に基づいており、センサ基盤の電子機器である地面反力機と慣性測定システムは、運動学的と運動力学的な研究に活用されている。
【０００５】
また、人造パッティングマット上に薄い糸を用いて直角座標系を構成し、球の位置を把握する方法があるが、再現に難しさがあり、球の位置把握が手動であるため、正確でないという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、別の電子装備を用いることなく、カメラを用いて、実時間で球の位置及び速度を分析し、特別な装備なく、シミュレータのメニュー選択が可能なシステムを提供しようとする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のパッティング動作分析システムによると、球の移動方向と速度などを実時間で検出して、シミュレータの性能を向上させ、また、特別な装備なく、ポインタ機能を具現して、メニューの選択のようなシミュレータの運用が可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明のパッティング動作分析システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施例により、マットにマットマーカーを配置した例を示す図である。
【図３】図３は、本実施例により、パターにパターマーカーを付着する様々な場合を示す図である。
【図４】図４は、本実施例により、球検出を行う方法を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施例により検出されたパター座標を、シミュレータメニュー選択のためのポインタ座標に用いる方法を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施例により、球移動を制限するためのボールストッパの構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施例によるボールストッパの斜視図と断面図である。
【図８】図８は、本実施例によるボールストッパがパッティングマットに結合した状態を示す斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施例によるボールストッパによるゴルフ球の反発力を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３実施例によるボールストッパの断面と、これを用いたゴルフ球の反発力を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施例によるボールストッパの断面とこれを用いたゴルフ球の反発力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明のパッティング動作分析システムの構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示しているように、本実施例のシステムは、マットの位置及びサイズを検出するためのマットマーカー１０と、使用者が手に握るパターに付着されるパターマーカー２０と、ゴルフ球３０とを含む。そして、前記マーカーを撮影するカメラ５０と、前記カメラ５０で撮影された映像を用いて、マットの位置を検出するマット検出部１００と、球とパターの物理的な位置情報を実時間で検出する物体検出部１１０と、球の速度と方向を計算する球計算部１２０と、パターの移動方向をシミュレータポインタ移動座標に変換するポインタ計算部１３０とを含む。
【００１１】
本発明の実施例では、パッティングマットに所定の形状のマーカーを特定の形状で配置し、これを入力映像より検出した後、実マーカーのマット内の配置情報と、映像より獲得される情報とを整合して、カメラ５０とパッティングマットの間に設置された距離、高さ、角度を抽出することができる。
【００１２】
また、カメラ５０により撮影された映像の縦横座標を、前記マット検出部１００と物体検出部１１０によって、マット内の実際の物理的位置に変換することができ、この過程により、球とパターを検出した後、検出された位置情報を解析することで、物理的に移動された距離と経路を抽出することができる。このように抽出された距離と経路に関する情報は、球計算部１２０で球の速度と方向が計算され、ポインタ計算部１３０でポインタ座標に変換されて、メニューの選択のようなシミュレータの運用に用いられる。
【００１３】
マットの色は、球、マットマーカー、及びパターマーカーと対比される色からなり、前記マットマーカーを基準に、マットのサイズ及び位置を判断するため、マットが移動されるときは、前記カメラによる再検出動作が行わなければならない。
【００１４】
また、シミュレータの運用に必要なメニュー選択機能は、ポインタ計算部１３０により、パターの位置移動情報を、ポインティングデバイスの入力情報として使用可能であり、このような構成により、カメラとパッティングマットの間の距離と位置に拘ることがなくなり、シミュレータの運用中にマットの位置が変わっても、実時間で再検出して、設置情報を再計算することができる。
【００１５】
図２は、本実施例により、マットにマットマーカーを配置した例を示す図である。
【００１６】
図２に示しているように、マットマーカー１０をマットに様々に配置することができるが、マットマーカー１０は、マット色とは区別される色を有するようにし、前記マット検出部１００は、カメラ５０から入力される映像内より、マットとマットマーカー１０を検出して、マットが設置された位置と、距離及び角度を計算する。マットマーカー１０の形状は、円状や多角状などであり、マットマーカー１０の配置位置は、直線や多角状又は２以上の多角状からなる。
【００１７】
まず、本発明の実施例により、カメラ５０の映像より獲得した座標の物理的な座標変換について、説明する。 
【００１８】
カメラ５０により獲得される映像は、３次元空間上の点を、２次元イメージの平面に投影しており、ピンホールカメラにより、このような関係は、下記の数式１で示される。
【００１９】
【数１】
2019136500.tif 000003
【００２０】
前記の数式１又は、
ｓｍ＝Ａ［Ｒ／ｔ］Ｍで表現される。
【００２１】
前記数式１において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、ワールド座標系上の３次元座標であり、[Ｒ／ｔ]は、ワールド座標系をカメラ座標系に変換するための回転／移動変換行列である。
【００２２】
また、ｆｘ、ｆｙは、焦点長さであり、ｃｘ、ｃｙは、主点、ｕとｖは、投影されたイメージ座標を示す。
【００２３】
更に、Ａは、カメラの内部パラメータであり、［Ｒ／ｔ］は、カメラの外部パラメータであり、カメラの内部及び外部パラメータは、カメラキャリブレーション過程により獲得される。
【００２４】
イメージに投影された座標（ｕ、ｖ）が分かることにと、これに対応する３次元空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を前記数式で演算することで、多くの座標を算出することができる。
【００２５】
しかし、高さ成分であるＺ値のみを分かっている場合は、３次元上の（Ｘ、Ｙ）が分かる。
【数１−１】
2019136500.tif 000004
であり、
【数１−２】
2019136500.tif 000005
とすると、前記の数式１は、下記の数式２で表現される。
【００２６】
【数２】
2019136500.tif 000006
【００２７】
前記の数式は、下記の数式３で整理される。
【００２８】
【数３】
2019136500.tif 000007
【００２９】
パッティングマット内で球は、Ｚ=０の平面で移動し、パターは、人間の背に比例する原動をしており、球がパターにインパクトされる瞬間、Ｚ値が０に最も近接して移動することになる。このような条件により、２次元上に投影された物体の３次元座標を得ることができるので、前記数式により、カメラセンサより得られた２次元座標（ｕ、ｖ）により、パターのシミュレータ具現のための３次元座標Ｘ及びＹを得ることができる。 
【００３０】
図２に示している様々な例のように、マットマーカーの検出により、カメラ５０とマットの設置位置を抽出する過程について説明する。
【００３１】
パッティングマット内にマットと対比される色の多数のマットマーカー１０を、直線又は多角状にマットに付着する。ここで、マットマーカーとマットマーカーの間の物理的な距離は、特定の長さで一定にする。
【００３２】
カメラ５０で獲得される映像より、マットとマットマーカーの間の色対比を通じて、マット、及びマット内に設置された多数のマットマーカーを全て探すことができ、映像より検出されたマットマーカーの位置と、マットマーカーの間の距離及び傾斜度を抽出することができる。
【００３３】
映像より獲得されたマットマーカーの情報と、実際のマット内に配置されたマットマーカーの情報とを比較すると、マットがカメラ５０から離れた距離と、カメラ５０が設置された高さ、及びカメラが眺める方向からマットが傾いた角度まで求めることができる。
【００３４】
３次元空間上の座標と、これに対応するイメージ上の２Ｄ座標対が複数本あると、カメラの外部パラメータを求められるが、マットに配置された多数のマットマーカーの間の距離と配置された間隔は、予め定義したものであるため、３次元座標が分かり、マーカーの検出により、イメージ上のマーカー位置も分かり、これにより、カメラの外部パラメータを求めることができる。
【００３５】
前記カメラの外部パラメータを、
【数３−１】
2019136500.tif 000008
とする場合、カメラの位置は、下記の数式４により求められる。
【００３６】
【数４】
2019136500.tif 000009
Cz：カメラとマットの間の高さ
Sqrt(Cx*Cx+Cy*Cy+Cz*Cz)：カメラとマットの間の距離
tan(Cy/Cx)：カメラとマットの間の左右角度
tan(Cz/sqrt(Cx*Cx+Cy*Cy))：カメラとマットの間の上下角度
【００３７】
一方、図３には、本実施例により、パターにパターマーカーを付着する様々な場合が示されており、球のサイズは、４３mmといった正規化された規格を使うため、パターマーカーは、これと区別されるサイズが付着されるべきであり、球検出のような方法によりパター位置を識別することができ、ここでは、球検出について、詳しく説明する。
【００３８】
図４は、本実施例により、球検出を行う方法を説明するための図である。
【００３９】
球３１、３２の確認により検出されたマット内で、マットの平均照度と平均色相を求めた後、求められた照度及び色相と対比される物体をいずれも検出する。
【００４０】
マーカーとマーカーの間の物理的距離と、映像内でマーカーとマーカーの間の距離は、比例関係にある。検出された物体のサイズは、この比例関係により分かり、ゴルフ球は、正規化された規格で４３mmというサイズであるので、これに合致する物体を球として判別することができる。
【００４１】
図４において、第１のマットマーカー１１と第２のマットマーカー１２、第３のマットマーカー１３と第４のマットマーカー４の水平方向の物理的な配置距離が同一であるphy_distance_hor(単位：mm)であり、カメラ映像より得られた第１のマットマーカー１１と第２のマットマーカー１２のpixel距離が、top_img_distance（単位：pixel、以下、物理的距離の単位は、mm、映像内の距離の単位は、pixelとする）、第３のマットマーカー１３と第４マットマーカー（１４）のpixel距離が、bot_img_distanceの場合、第１のマットマーカー１１と第２のマットマーカー１２の線上に置かれた球のサイズtop_ball_sizeは、下記の数式５で求められる。
【００４２】
【数５】
2019136500.tif 000010
top_ball_size：上端マーカーにおける球のイメージ内のpixelサイズ（第１のマットマーカーと第２のマットマーカーにおける球のイメージ内のサイズ）
top_img_distance：上端マーカー１、２のイメージ内のpixel間隔（映像内における第１のマットマーカーと第２のマットマーカーの間の距離）
phy_distance_hor：マーカー１と２、３と４の物理的距離（単位：mm）（第１のマットマーカーと第２のマットマーカー、第３のマットマーカーと第４のマットマーカーの物理的距離）
【００４３】
また、第３のマットマーカー１３と第４のマットマーカー１４の線上に置かれた球のサイズbot_ball_sizeは、下記の数式６のように求められる。
【００４４】
【数６】
2019136500.tif 000011
bot_ball_size：下端マーカーにおける球のイメージ内のpixelサイズ
bot_img_distance：下端マーカー３、４のイメージ内のpixel間隔
phy_distance_hor：マーカー１と２、３と４の物理的距離（単位：mm）
【００４５】
映像内の横線上における球のサイズは、同一であると言えるので、マーカーとマーカーの内外にある球のサイズdetect_ball_sizeは、獲得されたカメラ映像におけるtop_img_distanceとbot_img_distanceのサイズの差、及び上端のマーカーのpixel位置top_mark_posと下端のマーカーの垂直pixelの位置bot_mark_pos、及び検出された球の映像内の垂直位置であるdetect_ball_posを用いて求めることができ、数式７の通りである。
【００４６】
【数７】
2019136500.tif 000012
diff_tb_pixel：上端と下端マーカーのイメージ上のpixelの間隔
diff_top_dist：イメージ上の球と上端マーカーのpixel間隔
diff_bot_dist：イメージ上の球と下端マーカーのpixel間隔
bot_mark_pos：下端マーカーの垂直成分のpixel位置
top_mark_pos：上端マーカーの垂直成分のpixel位置
detect_ball_pos：イメージ上の球の垂直成分のpixel位置
detect_ball_size：検出された球のサイズ
【００４７】
最後に、球及びパターの移動方向と速度検出について説明してみる。
【００４８】
前述した内容を適用して得られた３次元座標系により、球とパターの移動速度と、パター内の移動方向を求めることができる。
【００４９】
物体の移動速度は、以下の数式８のように求められる。
【００５０】
【数８】
2019136500.tif 000013
object_distance：物体の移動距離
previous_ypos：直前映像の物体の３次元Ｙ座標
previous_xpos：直前映像の物体の３次元Ｘ座標
current_ypos：現在映像の物体の３次元Ｙ座標
current_xpos：現在映像の物体の３次元Ｘ座標
frame_rate：カメラセンサのフレームレート
objcect_speed：物体の移動速度
【００５１】
物体の移動方向は、３次元平面上のＸとＹ方向成分の前フレームと現在フレームの差分値となり、これを表現すると、下記の数式９の通りである。
【００５２】
【数９】
2019136500.tif 000014
previous_ypos：直前映像の物体の３次元Ｙ座標
previous_xpos：直前映像の物体の３次元Ｘ座標
current_ypos：現在映像の物体の３次元Ｙ座標
current_xpos：現在映像の物体の３次元Ｘ座標
move_slope：物体の移動傾斜度
move_angle：物体の移動角度
【００５３】
図５は、本実施例により検出されたパターの座標を、シミュレータの運用に必要なメニュー選択のためのポインタ座標に変換して使用されることを示す図である。
【００５４】
本実施例により、パターにマーカー２０を付着して、前記パターがマット４０内で移動した場合、マット内のパターの位置移動情報９０は、数式１、数式２、数式３を用いて、物理的な位置移動７０に変換可能であり、変換された物理的位置を、ポインティングデバイスの入力に用いて、ディスプレイ装置６０に表示することができ、これにより、カメラとマットの設置位置に拘ることなく、メニューの選択のようなユーザインターフェースの具現及びシミュレータの運用が可能となる。
【００５５】
一方、図６は、本発明の第１実施例によるボールストッパの構成を示す図である。
【００５６】
本実施例により、マットマーカー１０が付着されたマット上でパッティングした場合に、パッティングされた球が元の位置に戻ることになると、パッティング演習の集中度が落ちることがある。よって、本実施例では、使用者が第１の位置でパッティングした球が、第２の位置に留まるようにするボールストッパが構成される。
【００５７】
パッティング演習は、殆ど室内で行うため、前記ボールストッパによる球の移動制限又は断続時に、騒音が発生しないようにすることも重要である。
【００５８】
本実施例のボールストッパ２１０は、パッティングされた球３０が通る経路上に構成され、球３０は、マット２００上を通り、前記ボールストッパ２１０は、マット２００の端部を収容する形状からなる。
【００５９】
詳しくは、前記ボールストッパ２１０は、「Ｃ」字状のように、上端部２１１が閉塞している形状からなり、円状より一部が切開して開放された形状や、上端部が閉塞した形状を有し、前記マット２００の端部は、前記ボールストッパ２１０の内周面に沿って、前記ボールストッパ２１０と密着して形成される。
【００６０】
特に、前記ボールストッパ２１０の上端部２１１は、前記マット２００に向けて折り曲げられており、前記ボールストッパ２１０の内周面に沿って密着したマット２００の端部２０１も、前記ボールストッパ２１０の上端部２１１と共に折り曲げて配置される。
【００６１】
また、前記ボールストッパ２１０は、移動される球３０の速度を低下させるバリアー２２０が形成されており、パッティングされた球３０は、前記ボールストッパ２１０の内部に進入する過程で、所定の弾性を有する材質からなるバリアー２２０にぶつかって大いに減速され、慣性のために、前記ボールストッパ２１０の上端部２１１が有する下向きに折り曲げられた部位に再度ぶつかることになる。すなわち、パッティングされた球３０は、Ａ方向に移動され、前記バリアー２２０にぶつかった後、Ｂ方向に移動しつつ、前記ボールストッパの上端部２１１に再度ぶつかって、減速が行われる。
【００６２】
前記バリアー２２０とマット２００の端部２０１は、球３０との接触時、騒音が大きくない所定の弾性を有するゴム、シリコンなどの材質からなり、このような構造により、パッティングされた球３０が開始位置に再度戻ることを減らすことになる。
【００６３】
図７は、本発明の第２実施例によるボールストッパの斜視図と断面図である。
【００６４】
図７に示しているように、第２実施例によるボールストッパは、内部に所定の空間を有し、且つ、一側面が開放した外部カバー３１１と、前記外部カバー３１１の内側面に接触された状態で固定され、前記外部カバー３１１の間で一部が露出する充填部材３１２とを含む。前記充填部材３１２の一部は、前記外部カバー３１１の外に突出形成される。
【００６５】
前記外部カバー３１１は、所定の長さを有する円筒を、延在方向に沿って半分に切断した半円筒状である。前記外部カバー３１１の側断面をみると、「Ｃ」字状のように、一側は開放され、他側は、閉塞した形状である。
【００６６】
前記充填部材３１２は、前記外側カバー３１１の内側面を満たすように取り付けられ、ゴルフ球が前記充填部材３１２とまず接触するように、前記外側カバー３１１から所定の長さだけ突出して形成される。前記外側カバー３１１によって露出した前記充填部材３１２の表面には、所定の深さで貫通溝３１７が形成される。前記貫通溝３１７は、前記ゴルフ球の半径(直径の１／２)に該当する高さを有するように形成され、ぶつかるゴルフ球の中心に、前記貫通溝３１７が位置するように形成される。
【００６７】
前記充填部材３１２は、ゴルフ球の衝突による反発力を減らすために、低炭性素材が用いられ、望ましくは、メモリーフォーム又はラテックスが使用される。
【００６８】
前記外部カバー３１１と充填部材３１２の間には、ＰＶＣフィルム３１６が配置される。前記ＰＶＣフィルム３１６は、前記外部カバー３１１と充填部材３１２の間の接着力を向上させるために設けられ、ボールストッパの組立に際して、外部カバー３１１と充填部材３１２の間の結合をより緊密にして、接着状態をより長く維持させる役割を果たす。
【００６９】
前記外部カバー３１１の下面部３１４には、所定の直径と長さを有し、上向きに突出した第１の連結部３１３が、前記外部カバー３１１の延在方向に沿って、複数本設けられる。前記第１の連結部３１３は、前記下面部３１４の上部に重ね合わせるマットと締め付けられて、前記外部カバー３１１とマットを連結させ、これと同時に、前記外部カバー３１１内に配置された充填部材３１２の下面と連結されて、前記充填部材３１２を固定する役割を果たす。
【００７０】
そして、前記外部カバー３１１の上面部には、所定の直径と長さを有し、下向きに突出した第２の連結部３１５が、前記外部カバー３１１の延在方向に沿って、複数本設けられる。前記第２の連結部３１５は、前記外部カバー３１１の内部に配置された充填部材３１２の上面と連結されて、前記充填部材３１２を固定する役割を果たす。
【００７１】
図８は、本実施例によるボールストッパがパッティングマットに結合した状態を示す斜視図である。図８に示しているように、本実施例によるボールストッパ３１０は、パッティングマット２００の角に沿って配置される。ゴルフ球は、殆どがホールカップに向けてパッティングされるため、前記ボールストッパ３１０は、ゴルフ球が主に到達するホールカップの近傍に配置するのが望ましい。
【００７２】
図９は、本発明の第２実施例によるボールストッパによるゴルフ球の反発力を示す図である。図９に示しているように、図８のように、パッティングマット２００の側面角にボールストッパ３１０を設置した時、パッティングされたゴルフ球がボールストッパ３１０に接触した場合を示している。
【００７３】
パッティングされたゴルフ球が運動エネルギーをもって移動して、ボールストッパ３１０に設けられた充填部材３１２にぶつかると、ゴルフ球の運動エネルギーによって、充填部材３１２の表面は、一定部分が内方に変形が生じることになる。この時、前記充填部材３１２の表面は、中心部に所定サイズの貫通溝３１７が設けられているため、ゴルフ球が前記充填部材３１２に衝突すると、ゴルフ球は、前記貫通溝３１７の内部へ一部領域が進入した状態となる。
【００７４】
ゴルフ球と充填部材３１２の接触部位は、Ｓのように示される。前記貫通溝３１７の表面は、前記ゴルフ球の表面を取り囲むように変形するため、充填部材３１２に設けられた貫通溝３１７は、ゴルフ球と充填部材３１２の接触面積をより拡げる。よって、ゴルフ球の直進運動に対するエネルギーと、回転運動に対するエネルギーは、充填部材３１２によって、更に分散される。
【００７５】
充填部材３１２の変形による反発力は、Ａ、Ｂのように、充填部材３１２の接触面に垂直な方向で発生し、ベクトルの方向により、互いに相殺される成分を有することによって、そのサイズが減少される。
【００７６】
図１０は、本発明の第３実施例によるボールストッパの断面と、これを用いたゴルフ球の反発力を示す図である。図１０に示しているように、第３実施例によるボールストッパ３２０は、第２実施例と比較して、外部カバー、及び前記外部カバー内に固定させる手段の形状は同一であり、充填部材３２２の形状が相違するので、充填部材３２２の形状が示す側断面図を参照する。
【００７７】
前記第３実施例の充填部材３２２は、前記外部カバー３２１が取り囲む領域に満たされる円状の柱を、形成方向によって一部切断した形状である。具体的に、充填部材３２２が前記外部カバー３２１の外に突出する表面は、前記外部カバー３２０の上面から下面に沿って傾斜して形成することができ、上から下へ行くほど、外部カバー３２１の内側方向に所定の角度だけ傾ける。
【００７８】
図１０（ｂ）のように、ゴルフ球が、充填部材３２２の内部に最大限進入して接触すると、ゴルフ球と充填部材３１２の接触部位は、Ｓ’のように示される。この場合、ゴルフ球は、進行方向に対して斜面で前記充填部材３２２と接触するので、接触面積が広くなるので、進行方向の運動エネルギーよりも顕著に小さくなった反発運動エネルギーが反対方向に示される。
【００７９】
図１１は、本発明の第４実施例によるボールストッパの断面とこれを用いたゴルフ球の反発力を示す図である。図１１に示しているように、第４実施例によるボールストッパ３２０は、第１実施例と比較して、外部カバー、及び前記外部カバー内に固定させる手段の形状は同一であり、充填部材３３２の形状が相違している。
【００８０】
前記第４実施例の充填部材３３２は、前記外部カバー３３１の外に露出する表面が、上から下に沿って、一定の深さで溝が彫られるように形成される。例えば、露出される充填部材３３２の表面が曲面を成すように、溝が形成される。
【００８１】
前記のような方法により、パター動作による球の移動方向と速度などを実時間で検出可能であり、シミュレータの性能を向上させるというメリットがある。
【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】
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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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