(57)【要約】  ディスプレイと、センサと、打ち出しモニタと、センサおよび打ち出しモニタからデータを受信してレンダリングをディスプレイに出力するプロセッサとを含むボール追跡システムが開示される。具体的には、センサが、それぞれが異なる位置からの異なる打球を起点とする複数の観測ボール飛行経路を検出するように配置されている。センサの視野は三次元空間に関連付けられている。打ち出しモニタは、打球の１つを検出し、その打球の打ち出しパラメータを測定するように配置される。プロセッサは、打ち出しモニタによって検出された打球をセンサによって観測されたボール飛行経路とマッチングするためにいくつかの処理ステップを実行し、予測データおよび観測データの両方を使用してレンダリングを作成する。
2021507426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール追跡システムであって、
ディスプレイと、
それぞれが異なる位置からの異なる打球を起点とする複数の観測ボール飛行経路を検出するように配置された、３次元空間に関連付けられたセンサと、
前記打球の１つを検出し、その打球の打ち出しパラメータを測定するよう配置された打ち出しモニタと、
前記ディスプレイ、前記センサおよび前記打ち出しモニタに接続されたプロセッサであって、
（ａ）前記打ち出しモニタから前記打ち出しパラメータを受信するステップと、
（ｂ）前記打ち出しパラメータに基づいて予測ボール飛行経路を計算するステップと、
（ｃ）前記センサから画像データを受信するステップと、
（ｄ）前記画像データから、前記複数の観測ボール飛行経路のそれぞれについて、観測ボール飛行経路および着地イベントを識別するステップと、
（ｅ）識別された前記着地イベントごとに着地位置を決定するステップと、
（ｆ）前記予測ボール飛行経路に基づいて、複数の前記着地位置のそれぞれについてマッチング距離を決定するステップと、
（ｇ）前記予測ボール飛行経路に最も近い前記マッチング距離を選択するステップと、
（ｈ）前記予測ボール飛行経路を、前記最も近いマッチング距離に関連する前記観測ボール飛行経路および着地位置を用いてモーフィングするステップと、
（ｉ）前記モーフィングされたボール飛行経路に基づいたビデオレンダリングを前記ディスプレイに伝達するステップと
を実行するように適合された、プロセッサと
を備える、ボール追跡システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、
（ｊ）前記予測ボール飛行経路を、前記最も近いマッチング距離に関連した前記観測ボール飛行経路および前記着地位置を用いてモーフィングするステップと、
（ｋ）前記モーフィングされたボール飛行経路に基づいたビデオレンダリングをディスプレイに伝達するステップと
を追加で実行するように適合された、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項３】
ステップ（ｅ）は、前記着地イベントの時刻を決定することをさらに含み、
ステップ（ｆ）における前記マッチング距離は、時間的および空間的距離測度を含む、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項４】
ステップ（ｅ）は、前記着地イベントの前に、観測降下角度および観測衝突速度を決定することを更に含み、
ステップ（ｆ）における前記マッチング距離は、前記観測降下角度及び前記観測衝突速度に基づく、
請求項３に記載のボール追跡システム。
【請求項５】
ステップ（ｂ）における前記予測ボール飛行経路は、ｔｐ（着地時刻）と（ｘ，ｙ，ｚ）ｐ（着地位置）とを含み、ステップ（ｅ）の識別された各着地イベントの前記着地位置は、ｔ０（着地時刻）と（ｘ，ｙ，ｚ）０（着地位置）とを含み、前記マッチング距離は、
2021507426.tif 000005
に基づき、ここで、ｔｉｍｅｏｕｔは予め設定された時刻、Ｋｔ、Ｋｐはそれぞれ時刻校正定数および位置校正定数である、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項６】
前記較正定数は、以前のシステム精度に基づいて自動的に調整される、
請求項５に記載のボール追跡システム。
【請求項７】
ステップ（ｂ）における前記予測ボール飛行経路は、ｓｐ（衝突速度）およびＡｐ（降下角度）を含み、ステップ（ｅ）における識別された各着地イベントの前記着地位置は、ｓ０（衝突速度）およびＡ０（降下角度）を含み、前記マッチング距離は、
2021507426.tif 000006
にさらに基づき、ここで、ＫｓおよびＫａは、それぞれ、速度校正定数および角度校正定数である、
請求項５に記載のボール追跡システム。
【請求項８】
Ｄ２は、Ｄ１値が改良マージン内にある複数の観測ボール飛行経路のサブセットに対して実行される、
請求項７に記載のボール追跡システム。
【請求項９】
前記改良マージンは、最も近いＤ１値に基づく、
請求項８に記載のボール追跡システム。
【請求項１０】
前記較正定数は、以前のシステム精度に基づいて自動的に調整される、
請求項７に記載のボール追跡システム。
【請求項１１】
ステップ（ｇ）が、
（ｇ）（１）前記最も近いマッチング距離を信頼マージンと比較し、
（ｇ）（２）前記最も近いマッチング距離が前記信頼マージン内にある場合、続けてステップ（ｈ）および（ｉ）を実行し、
（ｇ）（３）前記最も近いマッチング距離が前記信頼マージン内にない場合、ステップ（ｈ）および（ｉ）をスキップし、予測ボール飛行経路に基づいてビデオレンダリングをディスプレイに伝達すること
を含む、
請求項２に記載のボール追跡システム。
【請求項１２】
ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｈ）および（ｉ）はシミュレータによって実行され、
ステップ（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）はターゲットプロセッサによって実行され、
ステップ（ｆ）および（ｇ）は統合プロセッサによって実行される、
請求項２に記載のボール追跡システム。
【請求項１３】
ステップ（ｄ）が、
（ｄ）（１）画像フレームを取り込み、
（ｄ）（２）背景除去を行い、
（ｄ）（３）ボール発見を行い、
（ｄ）（４）ボールチェイニングを行い、
（ｄ）（５）イベント検出を行うこと
を含む、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項１４】
ステップ（ｉ）は、前記打ち出しモニタが前記打球を検出した後ある時間だけ遅延され、
前記レンダリングの開始部分は、前記予測ボール飛行経路に基づいており、前記レンダリングの終了部分は、前記観測ボール飛行経路および前記最も近いマッチング距離に関連する着地位置に基づいている、
請求項２に記載のボール追跡システム。
【請求項１５】
前記開始部分はレンダリング斜視図を有し、前記終了部分は前記第１の前記レンダリング斜視図とは異なる第２のレンダリング斜視図を有する、
請求項１４に記載のボール追跡システム。
【請求項１６】
前記第１のレンダリング斜視図から前記第２のレンダリング斜視図へのレンダリング遷移をさらに含み、前記遷移は離散的である、
請求項１５に記載のボール追跡システム。
【請求項１７】
前記第１のレンダリング斜視図から前記第２のレンダリング斜視図へのレンダリング遷移をさらに含み、前記遷移が滑らかである、
請求項１５に記載のボール追跡システム。
【請求項１８】
前記ボール追跡システムは環境データを測定するプロセッサに接続された大気センサを含み、
前記予測ボール飛行経路は前記環境データにさらに基づいている、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項１９】
複数のセンサおよび複数の打ち出しモニタをさらに備える、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項２０】
前記複数の打ち出しモニタの各打ち出しモニタは、別個の打席に配置される、
請求項１９に記載のボール追跡システム。
【請求項２１】
前記打ち出しモニタは、サイド打ち出しモニタおよびオーバーヘッド打ち出しモニタを含む、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項２２】
前記ディスプレイは、携帯装置を含む、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項２３】
前記プロセッサは、前記最も近いマッチング距離に関連する前記ボール飛行経路に点値を割り当てる以下の追加のステップを実行するように適合され、前記点値は、前記最も近いマッチング距離に関連する前記着地位置に基づく、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項２４】
ディスプレイ、それぞれが異なる位置からの異なる打球を起点とする複数の観測ボール飛行経路を検出するように配置され三次元空間に関連付けられたセンサ、および前記打球の１つを検出し前記打球の打ち出しパラメータを測定するように配置された打ち出しモニタと共に使用するためのボール追跡のための方法であって、
（ａ）前記打ち出しモニタから前記打ち出しパラメータを受信し、
（ｂ）前記打ち出しパラメータに基づいて予測ボール飛行経路を計算し、
（ｃ）前記センサから画像データを受信し、
（ｄ）前記画像データから、複数の観測ボール飛行経路のそれぞれについて、観測ボール飛行経路および着地イベントを識別し、
（ｅ）識別された前記着地イベントごとに着地位置を決定し、
（ｆ）前記予測ボール飛行経路に基づいて、前記複数の着地位置のそれぞれについてマッチング距離を決定し、
（ｇ）前記予測ボール飛行経路に最も近いマッチング距離を選択する
ステップを含む、方法。
【請求項２５】
（ｈ）前記予測ボール飛行経路を、最も近いマッチング距離に関連する前記観測ボール飛行経路と前記着地位置を用いてモーフィングし、
（ｉ）モーフィングされたボール飛行経路に基づいてビデオレンダリングをディスプレイに伝達する
ステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記最も近いマッチング距離に関連する前記ボール飛行経路に点値を割り当てるステップをさらに含み、前記点値は、前記最も近いマッチング距離に関連する前記着地位置に基づく、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法を実行するよう構成されたプロセッサを備えるデータ処理装置。
【請求項２８】
前記プロセッサは、さらに、
前記観測ボール飛行経路および前記最も近いマッチング距離に関連する前記着地位置を用いて、予測ボール飛行経路をモーフィングし、
前記モーフィングされたボール飛行経路に基づいてビデオレンダリングをディスプレイに伝達する
ステップを実行するように構成された、
請求項２７に記載のデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフボール測定システムに関する。より詳細には、本発明は、ゴルフボールの弾道を正確に測定し追跡する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１８年１月２３日に出願された“Ｇｏｌｆ  Ｂａｌｌ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ”という名称の米国仮特許出願第６２／６２０４７９号の優先権を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
ゴルフボール打ち出しモニタは、ゴルファーが自分のゲームを改善するのを支援するための電子装置である。より具体的には、打ち出しモニタは、ゴルフボールがゴルフクラブによって打たれた後のゴルフボールの初期経路を分析し、ボールの推定される飛行経路情報をゴルファーに提示するために使用される。典型的には、飛行経路情報は、ボール速度、ボール方向、スピン、および推定飛行経路または推定距離を含む。打ち出しモニタは、典型的には、プロセッサ及びディスプレイに連結されたイメージャピースを有する。イメージャピースは、ゴルファーがボールを打つと予想される場所の近くに配置され、イメージャのセンサはボールまたはティーに向けられる。
【０００４】
通常、打ち出しモニタは、ターゲットラインを変更するオプションのステップによって、事前にターゲットラインにアライメントされる。この打ち出しモニタは、初期飛行パラメータとその現在のアライメントに基づいて、ボールの最終的な位置を含むゴルフボールの飛行特性を計算する。このような打ち出しモニタは、２００９年１月２９日に発行された米国特許第７，３２４，６６３号“Ｆｌｉｇｈｔ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ”、２００７年１１月６日に発行された米国特許第７，２９２，７１１号“Ｆｌｉｇｈｔ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ”、２０１０年１月５日に発行された米国特許第７，６４１，５６５号“Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  Ｇｏｌｆ  Ｂａｌｌ  ｆｏｒ  ａ  Ｌａｕｎｃｈ  Ｍｏｎｉｔｏｒ”、２００９年３月３日に発行された米国特許第７，４９７，７８０号“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｇｏｌｆ  Ｂａｌｌ  Ｌａｕｎｃｈ  Ｍｏｎｉｔｏｒ”、２００９年６月２日に発行された米国特許第７，５４０，５００号“Ｆｏｌｄａｂｌｅ  Ｌａｕｎｃｈ  Ｍｏｎｉｔｏｒ  Ｆｏｒ  Ｇｏｌｆ”および２０１５年２月１０日に発行された米国特許８，９５１，１３８“Ｇｏｌｆ  Ｃｌｕｂ  Ｈｅａｄ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ”を含む、本発明の発明者による様々な以前の特許出願に記載されており、これらの全ての特許の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
しかしながら、打ち出しモニタは、ゴルフボールの弾道を予測することしかできず、ゴルフボールの実際の弾道を予測することはできない。したがって、複数のゴルフボールの実際の弾道および位置を追跡するシステムおよび方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本特許は、複数の打席を有する（ｍｕｌｔｉ−ｂａｙ）ゴルフ練習場において、ゴルフボールが、ゴルファーによって打たれた後に、どこに着地し、転がり、停止するかを正確に突き止めるための方法を記載している。ボールに印をつけるような受動的な方法、あるいはボール内部に高周波発信装置を埋め込むような能動的な方法のいずれかの方法でマーキングされたボールを必要としない。そして、主要な課題は、ダウンレンジ（ｄｏｗｎ  ｒａｎｇｅ）に位置するゴルフボールをどのように元の打席までマッピングするかである。本特許は、以下に詳述するように、いくつかのサブシステムからの情報を統合する予測アルゴリズムを使用して、打席からのゴルフショットからダウンレンジでのボール検出までをマッピングする方法を記載している。さらに、マッピングアルゴリズムは、ゴルファーがターゲットをうまく打ったときにダウンレンジへの視覚効果を指令するためにも使用される。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態は、コンピュータシミュレーションソフトウェアに描かれた仮想ターゲットがダウンレンジの実際のターゲットにマッピングされ、ゴルフボールの打撃が半リアルタイムでシミュレータに表示される、複数階に複数の打席を有するゴルフ練習場用のターゲット型ゲームに使用することができる。ゴルフボールがあるターゲットの境界内に着地、転動、または停止した場合、そのゴルフボールを打ったゴルファーにポイントを与えることができる。
【０００８】
具体的には、ディスプレイと、センサと、打ち出しモニタと、センサおよび打ち出しモニタからデータを受信してディスプレイにレンダリングを出力するプロセッサとを含むボール追跡システムが開示される。具体的には、ダウンレンジセンサが、それぞれが異なる位置からの異なる打球を起点とする複数の観測ボール飛行経路を検出するように配置されている。センサは三次元空間に関連付けられている。打ち出しモニタは、打球の１つを検出し、その打球の打ち出しパラメータを測定するように配置されている。プロセッサは、（ａ）打ち出しモニタから打ち出しパラメータを受信するステップと、（ｂ）打ち出しパラメータに基づいて予測ボール飛行経路を計算するステップと、（ｃ）センサから画像データを受信するステップと、（ｄ）複数の観測ボール飛行経路のそれぞれについて、観測ボール飛行経路および着地イベントを識別するステップと、（ｅ）識別された着地イベントごとに着地位置を決定するステップと、（ｆ）予測ボール飛行経路に基づいて、複数の着地位置のそれぞれについて多次元マッチング距離を決定するステップと、（ｇ）予測ボール飛行経路に最も近い多次元マッチング距離（本明細書で後述するように、距離は単なるユークリッド距離である必要はなく、予測着地時刻、降下角度等の他のパラメータも含んでも良い）を選択するステップと、（ｈ）予測ボール飛行経路を、最も近い多次元マッチング距離に関連する観測ボール飛行経路および着地位置を用いてモーフィングするステップと、（ｉ）モーフィングされたボール飛行経路に基づいたビデオレンダリングをディスプレイに伝達するステップとを実行する。このシステムは、マッチング精度を高めるための種々の改良を含み得る。
【０００９】
当業者には明らかであろう追加の態様、代替物、および変形もまた、本明細書に開示され、本発明の一部として含まれるものとして明確に企図される。本発明は、この出願又は関連出願において特許庁によって許可されているクレームにおいてのみ記載されており、以下の特定の例の要約説明は、法的保護の範囲を制限、定義又はその他の方法で確立するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明は、以下の図面を参照することにより、より良く理解することができる。図面内の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の例示的な態様を明確に示すことに重きを置いている。図面において、同様の参照番号は、異なる図および／または実施形態を通して対応する部分を示す。さらに、開示されている異なる実施形態の様々な特徴を組み合わせて、本開示の一部である追加の実施形態を形成することができる。本発明をより明確に説明するのを補助するために特定の構成要素および詳細が図面に現れないことがあることが理解されるであろう。
【００１１】
【図１】図１は、複数の打席を有するゴルフボール打撃施設を図案化した図を示す。
【図２】図２は、複数の打席を有するゴルフボール打撃施設の平面図である。
【図３】図３は、打ち出しモニタの様々な位置を示す、ダウンレンジを見渡した、打席の図である。
【図４】図４は、中央プロセッサ、センサ、ディスプレイおよび打ち出しモニタ間の接続を含むゴルフボール追跡システムを示す。
【図５】図５は、客が操作する機器を用いた制御及び表示機能を示す。
【図６】図６は、複数の打席から打たれたボールの弾道の上面図とともに示された、ゴルフボール打撃施設の平面図である。
【図７】図７は、予測飛行経路と観測飛行経路をマッチングするためにゴルフボール追跡システムで使用されるフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、ターゲットプロセッサによる画像処理を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、ターゲットプロセッサによる画像処理を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、ボール打ち出しパラメータを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ボール打ち出しパラメータを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、ボール打ち出しパラメータを示す。
【図１０】図１０は、予測されたボール着地と観測されたボール着地の両方のボール飛行パラメータを示す。
【図１１】ＦＩＧ．１１は、観測されたボールデータと予測されたボールデータをマッチングするためにゴルフボール追跡システムで使用されるフローチャートである。
【図１２】ＦＩＧ．１２は、隣り合う２つの打席からの打球を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここに、本発明を実施するために発明者により考慮されたいかなるベストモードをも含む、本発明の特定の例を複数示す。これら特定の実施形態は添付の図面に例示される。本発明はこれら特定の実施形態と併せて説明されるものであるが、本発明を、記述または図示された実施形態に限定することを意図するものではないと理解されるべきである。むしろ、添付する請求項にて定義する本発明の精神と範囲に含まれ得る代替物、変更、同等物を含むことが意図されている。
【００１３】
以下の記述において、本発明に対する充分な理解を得るべく多数の事柄が詳述されている。本発明の特定の実施例は、これらのうち一部または全ての特定項目がなくても実施可能である。また別の例においては、本発明を不必要に不明瞭にすることのないよう、当業者に周知の処理工程の詳細は記述されていない。本発明の各種技術および機構は、明確化のため場合により単数形で記述される。しかしながら、一部の実施例は、特に断りのない限り、一つの技術や機構の複数回の重複を含むものである。同様に、ここに図示および記述された方法の各ステップは、特定の実施形態において必ずしも記述の順に実行されるものでもなく、あるいは全く実行されなくてもよい。すなわち、ここに説明する方法を実現するために含まれる行程は、記述のものよりも多くても少なくてもよい。更に、本発明の技術および機構は、２以上の物体間における接続、関係、および通信を表す場合もある。物体間の接続または関係とは、必ずしも直接的で阻害されない接続を意味する物ではなく、当該２つの物体間に常駐または発生し得る他の各種物体または処理も含むものである。従って、特に断りのない限り、ここに記された接続とは必ずしも直接的で阻害されない接続を意味するものではない。
【００１４】
以下の構成例の一覧は、図１乃至１２に対応し、参照を容易にするために設けられたものであり、参照符号は明細書および図面を通じて対応する特徴を示す。
【００１５】
ゴルフボール打撃施設  ５
【００１６】
ゴルフボール打席  １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ
【００１７】
打ち出しモニタ  １５
【００１８】
オーバーヘッド打ち出しモニタ  １５Ａ
【００１９】
シミュレータ  １８
【００２０】
ディスプレイ  ２０
【００２１】
ゴルフボール追跡システム  ２２
【００２２】
ダウンレンジセンサ  ２５，２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ
【００２３】
横に置かれたダウンレンジセンサ  ２５Ｅ
【００２４】
大気センサ  ２５Ｆ
【００２５】
ターゲット  Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３
【００２６】
中央プロセッサ  ３０
【００２７】
統合プロセッサ  ３２
【００２８】
ターゲットプロセッサ  ３４
【００２９】
施設制御盤／プロセッサ  ３５
【００３０】
ＧＰＳレシーバ／光学基準（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｄｕｃｉａｌ）複合体  ３６
【００３１】
ゴルフボールとティー  ３７
【００３２】
携帯プレーヤ操作デバイス  ３９
【００３３】
ダウンレンジセンサ視野  ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ
【００３４】
打球弾道  ４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ｅ
【００３５】
ダウンレンジセンサから中央プロセッサへのデータ  ５０
【００３６】
打ち出しモニタから中央プロセッサへのデータ  ５５Ａ、５５Ｂ
【００３７】
中央プロセッサから打ち出しモニタ／ディスプレイへのデータ  ５５ＡＡ、５５ＢＢ
【００３８】
ボール速度  ６０
【００３９】
打ち出し角度  ６５
【００４０】
ボールスピン速度  ７０
【００４１】
ボールスピン角度  ７５
【００４２】
打ち出し方位  ８０
【００４３】
降下角度（予測）  ８２
【００４４】
衝突速度（予測）  ８４
【００４５】
着地位置（予測）  ８６
【００４６】
降下角度（観測）  ８８
【００４７】
衝突速度（観測）  ９０
【００４８】
着地位置（観測）  ９２
【００４９】
観測されたボール停止位置  ９４
【００５０】
予測飛行経路を観測飛行経路とマッチングする方法  １００
【００５１】
予測飛行経路を観測飛行経路とマッチングする方法のステップ  １０５−１７５
【００５２】
可能性のある観測ボールデータと予測ボールデータのペアをランク付けしマッチングする方法  ２００
【００５３】
可能性のある観測ボールデータと予測ボールデータのペアをランク付けしマッチングするための方法におけるステップ  ２０５−２４５
【００５４】
図１は、３つの打席を有するゴルフボール打撃施設を図案化した図である。図２は、５つのゴルフボール打席（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ）を有するゴルフボール打撃施設５を示す。施設５は、４つのダウンレンジセンサ（２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ）も有する。ダウンレンジセンサの取り付けのさらなる詳細は、参照により本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６２／６２０，４７９号の一部として提出された“ＤＴＳ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ”という文書に見出すことができる。また、米国仮特許出願第６２／６２０，４７９号の一部として、“Ｄｏｗｎｒａｎｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ：  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ”という文書も提出されており、その内容は本明細書に組み込まれる。当然、本明細書に記載されるシステムは、異なる数の打席またはダウンレンジセンサを有してもよい。
【００５５】
施設は、プレーヤがボールを様々なターゲット（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）に向けて打ち、ボールがターゲットに当たった場合にポイントが獲得できる、エンターテイメント向けの施設であっても良い。プレーヤは、異なる打席にいる他のプレーヤと、または自分自身の打席にいる他のプレーヤと競争することができる。施設５のさらなる詳細は、米国仮特許出願第６２／６２０，４７９号の一部として提出され、参照により本明細書に組み込まれる“Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  ＆  Ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ”という文書に見出すことができる。
【００５６】
各打席は、打ち出しモニタ１５及びディスプレイ２０を含み得る。打ち出しモニタ１５は、打球の初期打ち出し条件を測定する一方、ディスプレイ２０は、速度、距離、弾道、位置などの打球に関する情報を表示することができる。プレーヤが競技モードにある場合、ディスプレイ２０は、スコアと共に他のプレーヤのスコア、または現在のゲームに関する他の情報を表示することもできる。ディスプレイ２０は、食料や飲料、衣料品などの他の商業活動を促進するために使用することもできることは明らかであろう。
【００５７】
図３は、打席およびダウンレンジを見渡す打席１０Ａの正面図である。これは、打ち出しモニタ１５を床に配置しても良いことを示す。この配置には、打ち出しモニタの一方の側からしか打球を検出することができないという制限がある。したがって、図３では、打ち出しモニタ１５の位置は右利きのゴルファーに適合する。左利きのゴルファーの場合、打ち出しモニタを反対側に動かさなければならないか、または追加の打ち出しモニタを反対側に置かなければならない。別の代替として、フロアに置く打ち出しモニタに加えて、またはその代わりに、オーバーヘッドモニタ１５Ａを使用しても良い。オーバーヘッドモニタの利点は、左利きゴルファーと右利きゴルファーの両方に適応できることである。
【００５８】
図４は、中央プロセッサ、各打席内のディスプレイおよび打ち出しモニタ、およびダウンレンジセンサとの間の接続を含むゴルフボール追跡システム２２を示す。具体的には、ダウンレンジセンサ（２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ）は中央プロセッサ３０に接続されている。各打席（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ）の打ち出しモニタ１５も中央プロセッサ３０に接続されている。これらの接続には、ワイヤレス接続と有線接続がある。施設は、施設のオペレータがゲームプレイを監視してプレーヤにアナウンスを提供することを可能にする制御パネル／プロセッサ３５を有しても良い。
【００５９】
中央プロセッサ３０は、様々なサブコンポーネントを含み得る。例えば、打ち出しモニタ１５から打ち出しパラメータを受け取り、ディスプレイ２０上に表示することができる飛行経路のレンダリングを生成することができる打ち出しシミュレータ１８をさらに含み得る。図４は、各打ち出しモニタ１５が独自のシミュレータ１８を有することを示しているが、代わりに、打ち出しモニタ１５のそれぞれから複数の入力を受ける単一のシミュレータ１８を使用してもよい。シミュレータ１８は、統合プロセッサ３２との間でデータを交換する。カメラ／センサ２５Ａ−Ｅはターゲットプロセッサ３４にデータを提供し、その後ターゲットプロセッサ３４が統合プロセッサ３２にデータを提供する。ターゲットプロセッサ３４は単一のプロセッサとして示されているが、複数のプロセッサを使用してもよい。したがって、中央プロセッサ３０が複数のプロセッサであってもよいことは明らかである。
【００６０】
図５は、打ち出しモニタ１５および／または中央プロセッサ３０と通信する、プレーヤが制御する装置３９を示す。装置３９は、適切なアプリケーションを実行する、プレーヤ自身のスマートフォンまたはタブレットであってもよい。装置３９は、打球から関連データを表示するために、ディスプレイ２０の代わりに使用するか、またはディスプレイ２０と併用することができる。装置３９はまた、商品、飲料または食料を注文するために使用されてもよい。装置３９は、モニタ１５を制御することもできる。限定を目的としない例として、システム２２は、第１のプレーヤにボールを打つように指示することができ、弾道を登録した後、第２のプレーヤにボールを打つように指示することができる。しかしながら、プレーヤは、最初の打撃でマリガンを利用すると決断してボールをもう一度ボールを打ちたいと考えているかもしれない。そうするためには、プレーヤは、次の打撃が第２のプレーヤではなく第１のプレーヤと関連づけられるべきであると打ち出しモニタ１５または中央プロセッサ３０伝えなければならない。このオーバーライド制御は、他の制御と同様に、装置３９上で利用可能であってもよい。
【００６１】
図６は、複数の打席から打ち出されたボールの弾道の上面図と共に示した、ゴルフボール打撃施設の平面図である。複数のプレーヤが複数の打球弾道（４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、４５Ｅ）を同時に打つことができる。ダウンレンジセンサは、特定の視野（ＦＯＶ）を有する。例えば、ダウンレンジセンサ２５ＡはＦＯＶ４０Ａを有し、センサ２５ＢはＦＯＶ４０Ｂ等を有し、以下同様である。打球４５Ａは、他のセンサ２５Ａおよび２５ＢのＦＯＶに入り、また、これらのセンサの両方のＦＯＶ内に着地する。しかしながら、打球４５Ｂは、センサ２５ＢのＦＯＶ４０Ｂに入り、次いでＦＯＶ４０Ｂから出る。
【００６２】
これらのセンサからのデータは、打球の実際の弾道および位置を正確に決定するために、打席または打席の近くに配置された打ち出しモニタからのパラメータと併せて使用される。センサ（２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ）の位置およびそれらの方向は、ＦＯＶ（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ）と同様に既知であるため、中央プロセッサ３０は、センサからのデータストリームを分析することができ、ゴルフボール打席に対するゴルフボールの実際の位置および弾道を決定することができる。この関連付けは、以下に説明するマッチング処理において使用される。この位置および向きは、システムの設置中に行ても良い。例えば、光学基準を有する構造に搭載された高精度ＧＰＳ受信機が、ダウンレンジセンサのＦＯＶ内で使用されてもよい。ＧＰＳデータおよびダウンレンジセンサデータストリーム内の光学基準の位置により、ダウンレンジセンサの位置および方向を高精度化することができる。このＧＰＳ受信機／光学基準複合体３６は、（図４に示されるように）施設の所定位置に留置してもよく、そうすることでダウンレンジセンサの位置／方向を定期的に再較正することができる。あるいは、ＧＰＳ受信機／光学基準複合体を、ゴルフカートのような移動構造体に搭載し、各ダウンレンジセンサがそれぞれのＦＯＶ内で光学基準複合体を検出できるように施設内全体を移動させてもよい。光学基準複合体を一度検出したら、各ダウンレンジセンサを再較正することができる。
【００６３】
なお、ダウンレンジセンサは、センサ２５Ｅに示されているような様々な位置に配置することができる。打球をより正確に追跡するために、大気センサ２５Ｆのような他のセンサを使用することができる。大気センサ２５Ｆは、例えば、大気圧、湿度、温度、および／または風速／風向を測定することができる。
【００６４】
図７は、予測飛行経路を観測飛行経路とマッチングするために使用される方法１００である。プレーヤがゴルフボールを打つと、打ち出しモニタ１５は打撃を検出し、ボール速度、打ち出し角度、ボールスピン速度、ボールスピン角度、および打ち出し方位角を含み得る初期打ち出しパラメータを測定する。これらの様々なパラメータは、図９Ａ〜図９Ｃに図示されている。これらの打ち出しパラメータは、ステップ１３５〜１６０を実行するシミュレータ１８に提供される。打ち出しパラメータを受け取った後、シミュレータ１８は、着地の時刻および位置を含み得、さらに予測降下角度および予測衝突速度を含み得る、予測ボール飛行経路を計算し（ステップ１３５、１４０）、予測ボール飛行経路が統合プロセッサ３２に提供される（ステップ１７５）。予測ボール飛行経路を図１０に図示する。シミュレータ１８はまた、気温、湿度、風速、風向、気圧および地形３Ｄモデルを含む環境データを使用して、予測ボール飛行経路の精度を高めても良い（ステップ１３７）。
【００６５】
ゴルフボールがカメラ／センサの視野に入るのに時間がかかり、ターゲットプロセッサ３４が画像処理を実行して統合プロセッサ３２がデータのマッチングを実行するのに時間がかかるため、シミュレータ１８は、ボール飛行経路をゴルフボールの実際の着地位置及び最終的な停止位置に完全にレンダリングすることができない。従って、ステップ１４５において、システム２２が予測ボール飛行経路と観測ボール飛行経路をマッチングする時間を設けるためにボール飛行経路のレンダリングが遅延又は減速される。レンダリングは、ステップ１５０で開始することができ、このようなレンダリングは、予測飛行経路に基づいており、このレンダリングは、ゴルフボールが空間を移動しているビデオとして表示することができる。統合プロセッサ３２が、この特定のゴルフボールの打球の実際の着地位置および最終位置が分かるように適切なマッチングを行うと、シミュレータ１８は、ステップ１５５において、予測飛行経路レンダリングと実際の飛行経路をモーフィングすることで予測飛行経路レンダリングを実際の飛行経路を用いて修正することができ、次いでディスプレイに送られる新しい飛行経路をレンダリングすることができる（ステップ１６５）。表示される飛行経路は、ボールの着地後の移動およびボールの最終的な停止位置をさらに含んでもよい。なお、着地後の移動は、地面との相互作用が可変でモデル化するには曖昧であり得るため、正確に予測することが困難である。ターゲットプロセッサ３４から実際に観測された着地後の移動データを得ることにより、ディスプレイ２０上に示されるレンダリングが高精度になり得る。
【００６６】
エンターテイメント会場では、顧客は、システムが予測ボール飛行経路と実際のボール飛行経路との最終的なマッチングを行う間ボール飛行経路が表示されるのを待たなければならない場合、あまり快適でないと感じることがある。より良い顧客体験を促進するために、システムは、直ちに数秒間打ち出しパラメータを表示し、次いで、シミュレータモデルに基づいて飛行経路をレンダリングして表示し始めても良い。これにより、システムがマッチングを実行するに必要な遅延が提供される。ただし、シミュレーションされたボール飛行経路は実際の飛行経路とは異なり、その違いが目立つ場合がある。したがって、実際のボール飛行経路に対する予測ボール飛行経路のモーフィングは、レンダリングされたボール飛行経路の顕著な変更を必要とすることがある。レンダリングのための静的な視角が維持される場合、モーフィングは、ばらばらで不自然に見えることがある（例えば、飛行経路は、実際の着地点に到達するために不可能な空中旋回を必要とする）。
【００６７】
ステップ１６０は、ばらばらで不自然な見え方をマスクしてより魅力的に見えるレンダリングを提供するために含まれる。レンダリングの最初の部分（ステップ１５０）は１つの角度から表示しても良く、経路がモーフィングされたら、角度を変更することができる（ステップ１６０）。実際の飛行経路をレンダリングに含めることができるのは、この変更中である。したがって、例えば、初期カメラアングルは、打席に隣接して配置された側面ビューであってもよい。このビューは、静的であっても良く、シミュレータに基づくレンダリング中は維持されてもよい。モーフィングが開始されると、カメラアングルは、側面ビューから、ボール着地位置に近い位置にある見晴らしの利く地点からの斜視図へとスイープすることができる。この仮想カメラの変更（ステップ１６０）の間、表示されているボール飛行経路の補正を顧客が視覚的に検出できないように補正（モーフィング）が行われる。言い換えると、システムは、予測された弾道を観測された弾道と混合して、ほぼリアルタイムでビデオのような形態で顧客に表示されるシームレスな弾道を形成する。仮想カメラの変更（ステップ１６０）はスイープである必要はなく、それらの間で離散遷移する２つの別個のカメラアングルであってもよい。
【００６８】
何らかの理由で、中央プロセッサ３０がマッチングを行うことができない場合、システム２２は、予測された弾道に完全に基づいてユーザに弾道を表示することができる。しかし、システム２２がマッチングを実行することができる場合、モーフィングされた弾道を再び使用し表示することができる。
【００６９】
ここで、ターゲットプロセッサ３５によって実行される処理について説明する。システムが最初に設置されたとき、カメラ／センサのそれぞれからの画素は、本明細書においては較正画素マッピングと呼ぶ、地上の実際の位置にマッピングされる。言い換えると、センサのＦＯＶは三次元空間と関連付けられている。つまり、カメラ／センサ上で検出されたオブジェクトが、以前は地上の位置としてマッピングされていたピクセル位置に配置されている場合、システムはそのオブジェクトの実際の位置を知ることになる。ターゲットプロセッサ３５は、カメラ／センサ２５から画像データを受信すると、フレームをキャプチャする（ステップ１０５）。背景は、限定を目的としない例として、背景除去（ＭＯＧ）アルゴリズム用のガウス混合モデルを使用して、フレームから除去される（ステップ１１０）。他の背景除去方法も使用することができる。なお、背景除去アルゴリズムは、さらに、ゴルフボールの動きを除くすべてをより確実に除去するように微調整してもよい。また、例えば、検出された動きがゴルフボールの予想速度と比較して遅い場合（例えば、ＦＯＶ内をグラウンドキーパが歩いている場合や鳥が飛んでいる場合）にそれらの遅い動きを除去するように、アルゴリズムを調整しても良い。
【００７０】
結果として得られるフレームは、連続するフレームを通って移動する１つまたは複数のオブジェクトを明らかにし、その画像はボールとして識別され得る（ステップ１１５）。オブジェクトをボールとして識別すること（ブロブ検出）は、連続するフレーム内のオブジェクトの位置をゴルフボールの予測されるアーチ弾道と比較することによって支援されてもよい。オブジェクトがそのような弾道をたどる場合、そのオブジェクトはゴルフボールであり得る。オブジェクトがカメラ／センサのＦＯＶに入る地点もゴルフボール検出を高精度化するために使用してもよく、予想されるゴルフボール弾道とマッチしない位置からＦＯＶに入るオブジェクトはゴルフボール候補から除外される。また、オブジェクトの速度を用いてもよい。
【００７１】
次いで、連続するフレーム内の発見されたボールのそれぞれがチェイニングされ（ｃｈａｉｎｅｄ）、そのチェイニング（ｃｈａｉｎｉｎｇ）からイベントを検出することができる（ステップ１２０、１２５）。イベントは、ボールの着地及び／又は停止であり得る。また、イベントのピクセル位置が既知であるので、較正ピクセルマッピングのため、ステップ１３０において、イベントの実際のタイムスタンプされた位置を決定することができる。この情報は、ステップ１７０で統合プロセッサに転送される。
【００７２】
統合プロセッサ３２が、観測された着地の時刻および位置（ステップ１７０）ならびに予測ボール飛行データを受信すると（ステップ１７５）、統合プロセッサ３２は、ステップ２００において、観測された着地を予測ボール飛行経路とマッチングすることができる。このようなマッチングを実行するステップを、方法２００を参照して以下に説明する。一旦そのマッチングがなされると、シミュレータ１８が飛行経路をモーフィングできるように（ステップ１５５）、ステップ３００において観測飛行経路がシミュレータ１８に提供される。
【００７３】
図８Ａおよび８Ｂは、ターゲットプロセッサ３４によって実行されるフレームキャプチャ、背景除去、ボール発見、ボールチェイニングおよびイベント検出（ステップ１０５〜１２５）を示す。図８Ａは、ターゲットプロセッサによってキャプチャされた９つの連続フレーム（ステップ１０５）を表す。各フレームには背景除去（ステップ１１０）が施されており、結果として画像内にはオブジェクトのみが残っている。オブジェクトは、オブジェクト速度、ＦＯＶ内の位置、および連続するフレーム内のオブジェクトの位置を含むが、これらに限定されない、いくつかの基準を用いることによって、ボールとして識別されてもよい。オブジェクトがボールとして識別されると（ステップ１１５）、識別されたゴルフボールは互いにチェイニングすることができる。図８Ｂは、１つのフレーム上に積層された図８Ａの９つのフレームを示し、識別されたボールのそれぞれは、互いにチェイニングされている（ステップ１２０）。チェイニングは、ゴルフボールの大まかな弾道を識別し、ゴルフボールが着地したスポットを決定するのに役立つ。最後の３つのボール位置を見ると、最後から２番目のボールと最後から３番目のボールとの間のチェーン（ｃｈａｉｎ）は、最後から２番目のボールと最後のボールとの間のチェーンとは、角度と方向が大きく異なる。これは、ボールが着地したために、ボールがそのボール経路を急激に変化させたイベントである。次いで、この検出されたイベント（ステップ１２５）を、較正画素マッピングに基づいて、タイムスタンプがされた実際の着地位置と関連付けても良い。なお、図８Ａおよび図８Ｂは、９つのキャプチャされたフレームだけでボール弾道の大部分を図示している。実際には、ボール弾道は、３０ＦＰＳ（またはそれ以上）のフレームレートでカメラのＦＯＶ内に４〜６秒間（さらに長く）存在し得、これは１２０〜１８０フレーム（またはそれ以上）あることを示し、そこからターゲットプロセッサは必要な情報を抽出することができる。この増大した粒度は、ピクセル空間におけるボールのより正確な着地位置の抽出、従ってより正確な実際の着地位置の検出を可能にするであろう。
【００７４】
上記の例は１つのボールのみを追跡するが、同じプロセスを使用していくつかのボールを同時に追跡することができる。複数同時のボールのチェイニングは、時刻や弾道の形状に基づいて実行することができる。同時に、またはほぼ同時にＦＯＶに入るボールは、異なる打席からのものであり、したがって、それらの弾道は異なる。カメラのＦＯＶ内を複数のゴルフボールが飛んでいる可能性は、全てのフレームで評価される。新しいフレームごとに、（ＭＯＧおよびブロブ検出によってすでにフィルタリングされている）複数の候補ボールを見つけることができる。各候補ボールは、既存のチェーンに属する尤度が評価される。このような評価の後、候補ボールは、最も尤度の高いチェーンに割り当てられる。候補ボールが既存のチェーンのいずれにも適合しない場合（尤度インデックスがある閾値未満である場合）、候補ボールは新しいチェーンを開始する。１つのボールが既存のチェーンに属する尤度は、ボール速度、方向および降下角度を含むパラメータの、広範な可能性のある値を使用する。その結果、候補ボールをチェーンに含めることを強制せず、代わりに別の単一チェーンを生成することによって、複数のチェーン（ボール弾道）を同時に追跡することが可能になる。
【００７５】
ここで、統合プロセッサ３２において実行される、可能性のある観測ボールデータと予測ボールデータのペアをランク付けしマッチングする方法２００の詳細を説明する。ダウンレンジセンサデータを打ち出しモニタが測定した打ち出しパラメータとマッチングするプロセスは、衝突位置、衝突速度ベクトル、入射角およびリアルタイムグローバルクロックのようないくつかの予測着地パラメータをダウンレンジセンサから報告された観測追跡データと比較することによって実行される。いくつかの同時打球があるため、予測着地パラメータは、観測データとペアにされ、各ペアに確率的スコアが割り当てられる。確率の最小閾値を満たす最高スコアのペアが選択される。ペアリングの成功が検出された場合、ダウンレンジセンサからの観測追跡データが打席からのデータとマッチングされ、元の打席に送られる。
【００７６】
ステップ１７５において、シミュレータ１８から、予測ボール飛行経路の以下のデータが、統合エンジン３２に供給することができる。
・ｔｐ：着地時刻（予測）
・ｓｐ：衝突速度（予測）（８４）
・Ａｐ：降下角度（予測）（８２）
・（ｘ，ｙ，ｚ）ｐ：着地位置（予測）（８６）
【００７７】
そして、ステップ１７０において、ターゲットプロセッサ３４から以下のデータが統合エンジン３２に供給することができる。
・ｔ０：  着地時刻（観測）
・ｓ０：  衝突速度（観測）（９０）
・Ａ０：  降下角度（観測）（８８）
・（ｘ、ｙ、ｚ）０：着地位置（観測）（９２）
【００７８】
これらの種々のパラメータは、図１０に図示されている。次いで、統合プロセッサ３２は、数１を使用して、多次元マッチング距離を決定することができる。
【数１】
2021507426.tif 000003
ここで、
・ｔｉｍｅｏｕｔ：観測された着地が考慮された時間窓
・Ｋｔ：時刻校正定数
・Ｋｐ：位置校正定数
である。
【００７９】
この式は時間成分と空間成分の二つの成分を持つ。時間成分は、予測時刻と観測された着地時刻を比較する。差／距離が大きいほど、多次元マッチング距離Ｄ１への影響が大きくなる。従って、予測着地と全く同じ位置でボール着地を検知しても、着地が発生した時刻の差／距離が大きすぎれば、マッチしない可能性が高い。同様に、予測された着地から時間的に大きく離れて発生した観測された着地を考慮から事前に除外することによって処理速度および精度をさらに向上させるために、ｔｉｍｅｏｕｔを使用してもよい。この時間的なカットオフを有することにより、統合プロセッサ３２は、論理的にマッチする可能性がない候補の比較に、時間と記憶リソースを浪費する必要がなくなる。
【００８０】
また、数１は、空間成分を有しており、着地位置の差／距離が大きいほど、Ｄ１への影響が大きい。
【００８１】
統合プロセッサ３２に供給される各予測データセットに対して、時間的カットオフを満たす全ての観測された着地について数１が計算される。結果はソートされ、最も低いＤ１がマッチである。最低マッチング距離は、予測ボール飛行経路に最も近いマッチング距離を表す。数１の逆を使用することができること、その場合は最も高いＤ１値がマッチであることは当業者には明らかであろう。いずれの場合も、予測ボール飛行経路に最も近いものを決定するために空間的及び時間的距離が使用される。統合プロセッサ３２は、最初の予測データセットを提供したシミュレータ１８に、観測ボール飛行データを提供する（ステップ３００）。
【００８２】
統合プロセッサ３２は、より多くの予測飛行パラメータ及び観測飛行パラメータを使用することによって、よりロバストなものになり得る。例えば、数２を使用することができる。
【数２】
2021507426.tif 000004
ここで、
・Ｋs：速度校正定数
・Ｋa：降下角度校正定数
である。
【００８３】
数１および数２の定数は、システムの精度を高めるために調整することができる。これらの値は、経験則や人工知能に基づいて調整することができる。システムは、以前のシステム精度を見て、さらに精度を高めるために、較正定数を自動的に調整することができる。これらの定数は、システムのエンジニアが、ターゲットと典型的なボール経路との間の相互関係においてカメラをどこに取り付けるかを指定することを可能にする。カメラの位置と向きは、ボール飛行がピクセル空間でどのように表現されるかに影響するため、それらの定数を使用すると、すべてのシステムの距離式を正規化する手段が得られる。
【００８４】
数２は、数１（Ｄ１）の元のソート結果が、許容誤差の範囲内にある複数の結果をもたらす場合に使用しても良い。考慮中の全ての可能性のある観測された着地に対してこのよりロバストな計算を実行しないことによって、システムは、より効率的かつ迅速にマッチングすることができる。
【００８５】
図１１は、可能性のある観測ボールデータと予測ボールデータのペアをランク付けしマッチングするための方法２００を実施するために使用することができる様々なステップを示すフローチャートである。この方法の第１の部分は、観測された着地の時刻および位置（ステップ１７０）と、シミュレータからの予測ボール飛行データ（ステップ１７５）を受け取る。ステップ２０５で、様々な観測された着地データセットが、予測されたボール着地時刻と比較され、それらがｔｉｍｅｏｕｔ値内にあることを確認する。そのような観測された着地データセットがない場合、システムは、予測ボール飛行データを発したシミュレータに“Ｎｏ  Ｍａｔｃｈ”表示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を送信する（ステップ２１０、３００ａ）。ｔｉｍｅｏｕｔ内にある観測データセットについて、数１を使用してＤ１値が計算される（ステップ２２０）。最も低いＤ１が決定され、信頼マージンＭ１と照合される（ステップ２２５および２３０）。このマージンは、Ｄ１が十分に小さく、システムが、可能性が高いマッチがあるという自信があることを保証することを意図している。第２の改良マージンＭ２を使用して、マッチングが正確であることをさらに確認することができる。ステップ２３５において、最も低いＤ１値のうちの、改良マージンＭ２内のＤ１値を有する全ての観測位置データセットが、数２を使用してチェックされる（ステップ２３５、２４０）。したがって、最も低いＤ２値はマッチとみなされ、関連する観測位置データセットが、予測ボール経路データを発したシミュレータに提供される（ステップ２４５および３００ｃ）。ステップ２３５に戻り、改良マージン内に他のＤ１値が存在しない場合、最も低いＤ１値がマッチとみなされ、関連する観測位置データセットが、予測ボール経路データを発したシミュレータに提供される（ステップ３００ｂ）。
【００８６】
信頼マージンＭ１および改良マージンＭ２は、システムの精度を向上させるために調整してもよい。これらの値は、経験則及び人工知能に基づいて調整することができる。
【００８７】
図１２は、打席１０Ａ、１０Ｂに限定した単純化されたシステムを示す。ダウンレンジカメラ／センサ２５Ａは、異なる位置（打席１０Ａおよび打席１０Ｂ）からの異なる打球（４５Ａおよび４５Ｂ）を起点とする観測ボール飛行経路を検出するように配置される。センサ２５Ａは、較正画素マッピングされている−すなわち、センサのＦＯＶは、３次元空間に関連付けられている。打ち出しモニタ１５は、打球の１つ（４５Ａ）を検出し、その打球の打ち出しパラメータを測定するように配置される。中央プロセッサ３０は、ディスプレイ２０、センサ２５Ａ及び打ち出しモニタ１５に接続されている。中央プロセッサは、以下のステップを実行する。（ａ）打ち出しモニタから打ち出しパラメータを受信し、（ｂ）打ち出しパラメータに基づいて予測ボール飛行経路を計算し、（ｃ）センサから画像データを受信し、（ｄ）複数の観測ボール飛行経路のそれぞれについて観測ボール飛行経路および着地イベントを識別し、（ｅ）識別された各着地イベントについて着地位置を決定し、（ｆ）予測ボール飛行経路に基づいて複数の着地位置のそれぞれについて多次元マッチング距離を決定し、（ｇ）予測ボール飛行経路に最も近い多次元マッチング距離を選択し、（ｈ）最も近い距離に関連する観測ボール飛行経路および着地位置を用いて予測ボール飛行経路をモーフィングし、そして（ｉ）モーフィングされたボール飛行経路に基づいてビデオレンダリングをディスプレイに伝達する。打球４５Ｂについても同様である。そして、プレーヤが競技中である場合、中央プロセッサ３０は、プレーヤの打球４５ＢがターゲットエリアＴ１に着地したため、打席１０Ｂ内のプレーヤにポイントを付与することができる。
【００８８】
最後に、本明細書で使用される実施形態は、ゴルフボールの打撃および追跡を引き合いに出していることに留意されたい。本明細書に記載される同じシステムおよび方法を、他のスポーツに使用されてもよい。例えば、打ち出しモニタは、野球のバッティングケージで使用されてもよく、センサは、打たれた野球ボールの弾道をより正確に定義し、レンダリングするために使用されてもよい。本明細書に記載のシステムおよび方法は、ゴルフに限定されないことは明らかであろう。
【００８９】
以上の例示的実施形態の記述は、当業者による本発明の実施または利用を可能にするために開示されるものである。これらの例示的実施形態に対する各種の変更は当業者に容易に認識されるものであり、ここに記載の包括的な原理は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の例示的実施形態にも適用可能である。従って、ここに開示の記載および図面は、本発明の公的な例示的実施形態の例であり、よって、本発明により広く考慮される主題の代表例として理解されるべきである。また、本発明の範囲は当業者に自明となり得る他の例示的実施形態も完全に含むものであり、従って本発明の範囲は添付の請求項によってのみ限定されるものであると理解されるべきである。
【図１】
2021507426.tif 000007
【図２】
2021507426.tif 000008
【図３】
2021507426.tif 000009
【図４】
2021507426.tif 000010
【図５】
2021507426.tif 000011
【図６】
2021507426.tif 000012
【図７】
2021507426.tif 000013
【図８Ａ】
2021507426.tif 000014
【図８Ｂ】
2021507426.tif 000015
【図９Ａ】
2021507426.tif 000016
【図９Ｂ】
2021507426.tif 000017
【図９Ｃ】
2021507426.tif 000018
【図１０】
2021507426.tif 000019
【図１１】
2021507426.tif 000020
【図１２】
2021507426.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月14日(2020.7.14)
【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】
ボール追跡システムであって、
ディスプレイと、
それぞれが異なる位置からの異なる打球を起点とする複数の観測ボール飛行経路を検出するように配置された、３次元空間に関連付けられたセンサと、
前記打球の１つを検出し、その打球の打ち出しパラメータを測定するよう配置された打ち出しモニタと、
前記ディスプレイ、前記センサおよび前記打ち出しモニタに接続されたプロセッサであって、
（ａ）前記打ち出しモニタから前記打ち出しパラメータを受信するステップと、
（ｂ）前記打ち出しパラメータに基づいて予測ボール飛行経路を計算するステップと、
（ｃ）前記センサから画像データを受信するステップと、
（ｄ）前記画像データから、前記複数の観測ボール飛行経路のそれぞれについて、観測ボール飛行経路および着地イベントを識別するステップであって、
（１）画像フレームを取り込むステップと、
（２）前記画像フレーム内でボール検出を実行するステップと、
（３）移動中のボールに特有である空間的位置及び時刻に基づいて検出されたボールをグルーピングするステップと、
（４）連続する画像フレームにおけるボールの弾道の不連続性に基づいて着地イベント識別を実行するステップと
を更に含むステップと、
（ｅ）識別された前記着地イベントごとに着地位置を決定するステップと、
（ｆ）前記予測ボール飛行経路に基づいて、複数の前記着地位置のそれぞれについてマッチング距離を決定するステップと、
（ｇ）前記予測ボール飛行経路に最も近い前記マッチング距離を選択するステップと、
を実行するように適合された、プロセッサと
を備える、ボール追跡システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、
（ｈ）前記予測ボール飛行経路を、前記最も近いマッチング距離に関連した前記観測ボール飛行経路および前記着地位置を用いてモーフィングして新規の飛行経路を作成するステップと、
（ｉ）前記新規のボール飛行経路に基づいたビデオレンダリングをディスプレイに伝達するステップと
を追加で実行するように適合された、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項３】
ステップ（ｇ）が、
ｇ（１）前記最も近いマッチング距離を信頼マージンと比較し、
ｇ（２）前記最も近いマッチング距離が前記信頼マージン内にある場合、続けてステップ（ｈ）および（ｉ）を実行し、
ｇ（３）前記最も近いマッチング距離が前記信頼マージン内にない場合、ステップ（ｈ）および（ｉ）をスキップし、予測ボール飛行経路に基づいてビデオレンダリングをディスプレイに伝達すること
を含む、
請求項２に記載のボール追跡システム。
【請求項４】
ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｈ）および（ｉ）はシミュレータによって実行され、  ステップ（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）はターゲットプロセッサによって実行され、
ステップ（ｆ）および（ｇ）は統合プロセッサによって実行される、
請求項２に記載のボール追跡システム。
【請求項５】
ステップ（ｉ）は、前記打ち出しモニタが前記打球を検出した後ある時間だけ遅延され、
前記レンダリングの開始部分は、前記予測ボール飛行経路に基づいており、前記レンダリングの終了部分は、前記観測ボール飛行経路および前記最も近いマッチング距離に関連する着地位置に基づいている、
請求項２に記載のボール追跡システム。
【請求項６】
前記開始部分はレンダリング斜視図を有し、前記終了部分は前記第１の前記レンダリング斜視図とは異なる第２のレンダリング斜視図を有する、
請求項５に記載のボール追跡システム。
【請求項７】
前記第１のレンダリング斜視図から前記第２のレンダリング斜視図へのレンダリング遷移をさらに含み、前記遷移は離散的である、
請求項６に記載のボール追跡システム。
【請求項８】
前記第１のレンダリング斜視図から前記第２のレンダリング斜視図へのレンダリング遷移をさらに含み、前記遷移が離散的でない、
請求項６に記載のボール追跡システム。
【請求項９】
ステップ（ｅ）は、前記着地イベントの時刻を決定することをさらに含み、
ステップ（ｆ）における前記マッチング距離は、時間的および空間的距離測度を含む、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項１０】
ステップ（ｅ）は、前記着地イベントの前に、観測降下角度および観測衝突速度を決定することを更に含み、
ステップ（ｆ）における前記マッチング距離は、前記観測降下角度及び観測衝突速度に基づく、
請求項９に記載のボール追跡システム。
【請求項１１】
ステップ（ｂ）における前記予測ボール飛行経路は、ｔｐ（着地時刻）と（ｘ，ｙ，ｚ）ｐ（着地位置）とを含み、ステップ（ｅ）の識別された各着地イベントの前記着地位置は、ｔ０（着地時刻）と（ｘ，ｙ，ｚ）０（着地位置）とを含み、前記マッチング距離は、
2021507426.tif 000022
に基づき、ここで、ｔｉｍｅｏｕｔは予め設定された時刻、Ｋｔ、Ｋｐはそれぞれ時刻校正定数および位置校正定数である、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項１２】
前記較正定数は、以前のシステム精度に基づいて自動的に調整される、
請求項１１に記載のボール追跡システム。
【請求項１３】
ステップ（ｂ）における前記予測ボール飛行経路は、ｓｐ（衝突速度）およびＡｐ（降下角度）を含み、ステップ（ｅ）における識別された各着地イベントの前記着地位置は、ｓ０（衝突速度）およびＡ０（降下角度）を含み、前記マッチング距離は、
2021507426.tif 000023
にさらに基づき、ここで、ＫｓおよびＫａは、それぞれ、速度校正定数および角度校正定数である、
請求項１１に記載のボール追跡システム。
【請求項１４】
Ｄ２は、Ｄ１値が改良マージン内にある複数の観測ボール飛行経路のサブセットに対して実行される、
請求項１３に記載のボール追跡システム。
【請求項１５】
前記改良マージンは、最も近いＤ１値に基づく、
請求項１４に記載のボール追跡システム。
【請求項１６】
前記較正定数は、以前のシステム精度に基づいて自動的に調整される、
請求項１３に記載のボール追跡システム。
【請求項１７】
前記ボール追跡システムは環境データを測定するプロセッサに接続された大気センサを更に含み、
前記予測ボール飛行経路は測定された前記環境データにさらに基づいている、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項１８】
複数のセンサおよび複数の打ち出しモニタをさらに備える、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項１９】
前記複数の打ち出しモニタの各打ち出しモニタは、別個の打席に配置される、
請求項１８に記載のボール追跡システム。
【請求項２０】
前記打ち出しモニタは、サイド打ち出しモニタおよびオーバーヘッド打ち出しモニタを含む、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項２１】
前記ディスプレイは、携帯装置を含む、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記最も近いマッチング距離に関連する前記ボール飛行経路に点値を割り当てる以下の追加のステップを実行するように適合され、前記点値は、前記最も近いマッチング距離に関連する前記着地位置に基づく、
請求項１に記載のボール追跡システム。
【請求項２３】
ディスプレイおよびそれぞれが異なる位置からの異なる打球を起点とする複数の観測ボール飛行経路を検出するように配置されたセンサと共に使用するためのボール追跡のための方法であって、前記センサは三次元空間に関連付けられ、打ち出しモニタは前記打球の１つを検出し前記打球の打ち出しパラメータを測定するように配置され、前記方法は、
（ａ）前記打ち出しモニタから前記打ち出しパラメータを受信するステップと、
（ｂ）前記打ち出しパラメータに基づいて予測ボール飛行経路を計算するステップと、
（ｃ）前記センサから画像データを受信するステップと、
（ｄ）前記画像データから、複数の観測ボール飛行経路のそれぞれについて、観測ボール飛行経路および着地イベントを識別するステップであって、
（１）画像フレームを取り込むステップと、
（２）前記画像フレーム内でボール検出を実行するステップと、
（３）移動中のボールに特有である空間的位置及び時刻に基づいて検出されたボールをグルーピングするステップと、
（４）連続する画像フレームにおけるボールの弾道の不連続性に基づいて着地イベント識別を実行するステップと
を含むステップと、
（ｅ）識別された前記着地イベントごとに着地位置を決定するステップと、
（ｆ）前記予測ボール飛行経路に基づいて、前記複数の着地位置のそれぞれについてマッチング距離を決定するステップと、
（ｇ）前記予測ボール飛行経路に最も近いマッチング距離を選択するするステップと
を含む、方法。
【請求項２４】
（ｈ）前記予測ボール飛行経路を、最も近いマッチング距離に関連する前記観測ボール飛行経路と前記着地位置を用いてモーフィングして新規の飛行経路を作成し、
（ｉ）前記新規のボール飛行経路に基づいてビデオレンダリングをディスプレイに伝達する
ステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記最も近いマッチング距離に関連する前記ボール飛行経路に点値を割り当てるステップをさらに含み、前記点値は、前記最も近いマッチング距離に関連する前記着地位置に基づく、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法を実行するよう構成されたプロセッサを備えるデータ処理装置。
【請求項２７】
前記プロセッサは、さらに、
前記観測ボール飛行経路および前記最も近いマッチング距離に関連する前記着地位置を用いて、予測ボール飛行経路をモーフィングして新規の飛行経路を作成し、
前記新規のボール飛行経路に基づいてビデオレンダリングをディスプレイに伝達する
ステップを実行するように構成された、
請求項２６に記載のデータ処理装置。
【国際調査報告】
2021507426.tif 000024