(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃位置と目標位置とを結ぶ直線上であって、打撃位置の後方に設置する少なくとも１台のＣＣＤカメラと、
打撃位置と目標位置とを結ぶ直線上であって、目標位置の前方に設置する少なくとも１台のＣＣＤカメラと、
これらのＣＣＤカメラによる撮影のタイミングを制御する制御部と、
これらのＣＣＤカメラで同時に撮影された一対の画像データとＣＣＤカメラの位置、光軸方向及び画角とに基づいて、三角測量法的手法でボールの位置座標を演算する演算部と
を備えるボール弾道計測装置。
【請求項２】
上記演算部において、打撃位置後方のＣＣＤカメラ及び目標位置前方のＣＣＤカメラの光軸方向及び画角とこれらのＣＣＤカメラで同時に撮影された一対の画像データとに基づいて、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ１と、目標位置前方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ２とを算出し、
この仰角θ１、仰角θ２及び打撃位置後方のＣＣＤカメラと目標位置前方のＣＣＤカメラとの間の距離Ｌから、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置を原点、目標位置方向の座標をＸ、高さ方向の座標をＺとする二次元位置座標を下記数式（１）及び（２）により算出する請求項１に記載のボール弾道計測装置。
Ｘ＝Ｌ＊tanθ２／（tanθ１＋tanθ２）・・・（１）
Ｚ＝Ｌ＊tanθ１＊tanθ２／（tanθ１＋tanθ２）・・・（２）
【請求項３】
上記演算部において、打撃位置後方のＣＣＤカメラ及び目標位置前方のＣＣＤカメラの光軸方向及び画角とこれらのＣＣＤカメラで同時に撮影された一対の画像データとに基づいて、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ１１と、目標位置前方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ２１と、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの左右方向角θ１２と、目標位置前方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの左右方向角θ２２とを算出し、
この仰角θ１１、仰角θ２１、左右方向角θ１２、左右方向角θ２２及び打撃位置後方のＣＣＤカメラと目標位置前方のＣＣＤカメラとの間の距離Ｌから、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置を原点、目標位置方向の座標をＸ、高さ方向の座標をＺ、左右方向の位置をＹとする三次元位置座標を下記数式（３）、（４）及び（５）により算出する請求項１に記載のボール弾道計測装置。
Ｙ＝Ｌ＊tanθ１２＊tanθ２２／（tanθ１２＋tanθ２２）・・・（３）
（tanθ１１＊tanθ１１＋tanθ２１＊tanθ２１）＊Ｘ＊Ｘ
＋２＊tanθ２１＊tanθ２１＊Ｌ＊Ｘ
＋（tanθ１１＊tanθ１１−tanθ２１＊tanθ２１）＊Ｙ＊Ｙ
−tanθ２１＊tanθ２１＊Ｌ＊Ｌ＝０・・・（４）
tanθ１１＊tanθ１１＊（Ｘ＊Ｘ＋Ｙ＊Ｙ）−Ｚ＊Ｚ＝０・・・（５）
【請求項４】
上記打撃位置後方のＣＣＤカメラと目標位置前方のＣＣＤカメラとの間の距離Ｌがボールの飛距離の１．２倍以上である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のボール弾道計測装置。
【請求項５】
上記打撃位置の後方に、光軸の角度が互いに異なる複数のＣＣＤカメラを備え、
上記目標位置の前方に、光軸の角度が互いに異なる複数のＣＣＤカメラを備えている請求項１から４のいずれかに記載のボール弾道計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールの弾道を計測するための装置、特にゴルフボールの弾道の位置座標の計測に好適なボール弾道計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフボールの弾道計測装置としては、従来、以下に示すものが提案されている。すなわち、
（１）特開平６−３２３８５２号公報等において、シャッター機能付ＣＣＤカメラを用い、このＣＣＤカメラにより撮影した画像データを演算部に取り込んで画像処理及びその他の演算処理を行い、変化の合った部分のみを多層メモリーに書き込むことで多層化画像を生成し、この多層化画像からボールの弾道を計測する装置が開示されている。
【０００３】
（２）また特開２００１−１４５７１８公報において、打撃位置の後方及びゴルフボールの飛行方向と垂直方向に設置された２台以上のＣＣＤカメラを用い、打撃位置の後方のＣＣＤカメラの画像データと飛行方向と垂直方向のＣＣＤカメラの画像データとに基づき、上記と同様の処理を行いゴルフボールの弾道を計測する装置が開示されている。
【０００４】
（３）その他、２台のＣＣＤカメラを打撃位置の左右方向（水平方向かつゴルフボールの飛行方向に対して垂直方向）に設置し、左右方向から撮影された一対の画像データに基づいて三角測量法的手法によりゴルフボールの弾道を計測する装置も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記（１）のボール弾道計測装置では、ゴルフボールの軌跡の観測は可能であるが、ゴルフボールの弾道の正確な位置座標が計測できない。
【０００６】
上記（２）のボール弾道計測装置では、ある程度正確なゴルフボールの弾道の位置座標が計測できるが、ゴルフボールの全弾道を撮影するには、ゴルフボールの飛行方向と垂直方向に設置されるＣＣＤカメラが多数台必要である。また、ボール弾道の位置座標の算出において、非常に大きな空間での校正が必要となり、困難である。さらに、ゴルフボールの飛行方向と垂直方向に設置されるＣＣＤカメラは、ゴルフ場やボール弾道計測場の地理的関係上、ボールの飛行方向と垂直方向には距離を大きくとることが困難な場合が多く、通常はボールの飛行軌道に近接して設置される。従って、ＣＣＤカメラを上方に向けてゴルフボールの撮影が行われるため、例えば雲などの影響を受けて画像処理するのに十分な画像をとることが困難である。
【０００７】
上記（３）のボール弾道計測装置では、打撃位置の左右方向に設置される２台のＣＣＤカメラ間距離が小さいと、２台のＣＣＤカメラのボールに対する交会角が小さくなるために精度が低下し、正確なボール弾道の位置座標の計測が困難である。逆に、左右方向の２台のＣＣＤカメラ間距離を大きくとると、計測精度は向上するが、ゴルフボールが遠ざかるほど精度が低下し、しかもボール弾道の位置座標の算出において大きな空間での校正が必要となる。
【０００８】
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、ＣＣＤカメラの設置が容易で、天候等に左右されずに安定して計測でき、さらに校正が容易で、飛行するボールの位置座標の時系列データを精度よく計測できるボール弾道計測装置の提供を目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた発明は、（ａ）打撃位置と目標位置とを結ぶ直線上であって、打撃位置の後方及び目標位置の前方に設置する少なくとも２台のＣＣＤカメラと、（ｂ）これらのＣＣＤカメラによる撮影のタイミングを制御する制御部と、（ｃ）これらのＣＣＤカメラで同時に撮影された一対の画像データとＣＣＤカメラの位置、光軸方向及び画角とに基づいて三角測量法的手法によりボールの位置座標を演算する演算部とを備えるボール弾道計測装置である。ここで、「目標位置」とは、ボールの落下点の目標位置を意味する。また、「前方」とは打撃位置を基準とした目標位置方向を意味し、「後方」とはその反対方向を意味する。
【００１０】
当該ボール弾道計測装置によれば、打撃位置と目標位置とを結ぶ直線上の打撃位置後方及び目標位置前方にＣＣＤカメラを設置することから、ＣＣＤカメラの設置が容易である。また、打撃位置後方のＣＣＤカメラと目標位置前方のＣＣＤカメラとの距離が確保でき、かつ、画面内でのボールの移動速度が精度及び画像認識の面（つまり、移動速度が速すぎると画像認識が低下し、逆に、移動速度が遅すぎると精度が低下する）で適当な速度となるため、計測精度が向上する。さらに、飛行方向に対して垂直方向にＣＣＤカメラを設置する場合と比較してＣＣＤカメラの仰角があまり大きくならないため、天候に左右されず、ボール像が鮮明で安定した画像を得ることができる。また、ＣＣＤカメラが飛行方向と略同一直線上に位置することから、ボール弾道の位置座標の校正が容易にできる。
【００１１】
上記演算部において、打撃位置後方のＣＣＤカメラ及び目標位置前方のＣＣＤカメラの光軸方向及び画角とこれらのＣＣＤカメラで同時に撮影された一対の画像データとに基づいて、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ１と、目標位置前方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ２とを算出し、
この仰角θ１、仰角θ２及び打撃位置後方のＣＣＤカメラと目標位置前方のＣＣＤカメラとの間の距離Ｌから、打撃位置の後方のＣＣＤカメラの位置を原点、目標位置方向の座標をＸ、高さ方向の座標をＺとする二次元位置座標を、
Ｘ＝Ｌ＊tanθ２／（tanθ１＋tanθ２）・・・（１）
Ｚ＝Ｌ＊tanθ１＊tanθ２／（tanθ１＋tanθ２）・・・（２）
上記数式（１）及び（２）により算出するとよい。
【００１２】
このように、打撃位置後方のＣＣＤカメラ及び目標位置前方のＣＣＤカメラで同時に撮影した一対の画像データ等に基づいてその時点のボールの仰角θ１、θ２を算出し、これらの仰角を上記数式（１）及び（２）に代入することで、二次元位置座標Ｘ、Ｚを算出できる。従って、上記演算を各時点における一対の画像データに基づいて行うことで、ボールの位置座標の時系列データを得ることができる。
【００１３】
また、上記演算部において、打撃位置後方のＣＣＤカメラ及び目標位置前方のＣＣＤカメラの光軸方向及び画角とこれらのＣＣＤカメラで同時に撮影された一対の画像データとに基づいて、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ１１と、目標位置前方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの仰角θ２１と、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの左右方向角θ１２と、目標位置前方のＣＣＤカメラの位置におけるボールの左右方向角θ２２とを算出し、
この仰角θ１１、仰角θ２１、左右方向角θ１２、左右方向角θ２２及び打撃位置後方のＣＣＤカメラと目標位置前方のＣＣＤカメラとの間の距離Ｌから、打撃位置後方のＣＣＤカメラの位置を原点、目標位置方向の座標をＸ、高さ方向の座標をＺ、左右方向の位置をＹとする三次元位置座標を、
Ｙ＝Ｌ＊tanθ１２＊tanθ２２／（tanθ１２＋tanθ２２）・・・（３）
（tanθ１１＊tanθ１１＋tanθ２１＊tanθ２１）＊Ｘ＊Ｘ
＋２＊tanθ２１＊tanθ２１＊Ｌ＊Ｘ
＋（tanθ１１＊tanθ１１−tanθ２１＊tanθ２１）＊Ｙ＊Ｙ
−tanθ２１＊tanθ２１＊Ｌ＊Ｌ＝０・・・（４）
tanθ１１＊tanθ１１＊（Ｘ＊Ｘ＋Ｙ＊Ｙ）−Ｚ＊Ｚ＝０・・・（５）
上記数式（３）、（４）及び（５）により算出するとよい。ここで、「左右方向」とは打撃位置後方のＣＣＤカメラを基準とした目標位置方向に対する垂直方向を意味し、「左右方向角」とはこの目標位置方向を基準とした左右方向への方向角を意味する。
【００１４】
このように、打撃位置後方のＣＣＤカメラ及び目標位置前方のＣＣＤカメラで同時に撮影した一対の画像データとＣＣＤカメラの光軸方向及び画角に基づいて算出した仰角θ１１、仰角θ２１、左右方向角θ１２、左右方向角θ２２を上記数式（３）、（４）及び（５）に代入することで、目標位置方向に対する左右方向へのブレを考慮した三次元位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚの時系列データを得ることができる。
【００１５】
上記打撃位置後方のＣＣＤカメラと目標位置前方のＣＣＤカメラとの間の距離Ｌとしてはボールの飛距離の１．２倍以上が好ましい。ＣＣＤカメラ間距離Ｌを飛距離の１．２倍以上とすることで、ＣＣＤカメラの光軸の仰角を抑え、得られる画像への天候の影響を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。図１は本発明の一実施形態に係るボール弾道計測装置を示す概略構成図、図２は図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の二次元位置座標の計測方法を説明する模式的側面図、図３は図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の三次元位置座標の計測方法を説明する模式的斜視図、図４〜図７は図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の撮影形態を説明するボール弾道側面図である。
【００１７】
図１のボール弾道計測装置は、ゴルフボールの弾道の位置座標を計測するものであり、ＣＣＤカメラ１、２と記録部３、４とコンピュータ部５とトリガー部６と同期信号発生部７とハブ８とケーブル補償器９とモニター１０とを備える。これらの構成要素のうち、コンピュータ部５とトリガー部６と同期信号発生器７とが上記制御部を構成し、記録部３、４とコンピュータ部５とが上記演算部を構成する。すなわち、コンピュータ部５は上記制御部と演算部との双方を兼ね備えているが、機能別のコンピュータ部を併設することも可能である。
【００１８】
ＣＣＤカメラ１は、シャッター機能付のものであり、図２に示すように、打撃位置Ａと目標位置Ｂとを結ぶ直線上であって、打撃位置Ａの後方に設置されている。このＣＣＤカメラ１の光軸は目標位置Ｂ方向に向けられている。従って、このＣＣＤカメラ１により、飛行しているゴルフボールを後方から撮影し、連続した画像データが取得される。
【００１９】
ＣＣＤカメラ２も、上記ＣＣＤカメラ１と同様のシャッター機能付のものであり、図２に示すように、打撃位置Ａと目標位置Ｂとを結ぶ直線上であって、目標位置Ｂの前方に設置されている。このＣＣＤカメラ２の光軸は打撃位置Ａ方向に向けられている。従って、このＣＣＤカメラ２により、飛行しているゴルフボールを前方から撮影し、連続した画像データが取得される。
【００２０】
上記ＣＣＤカメラ１とＣＣＤカメラ２とは、同期信号発生器７から発せられる同期信号によって同期して撮影され、同時に撮影された一対の画像データを取得することができる。なお、ＣＣＤカメラ１、２は、少なくとも各１台設置すればよく、光軸方向（仰角）を変えて複数台設置してもよい。
【００２１】
記録部３は、打撃位置Ａ後方のＣＣＤカメラ１により撮影した画像データをフレーム毎に記録する。一方、記録部４は、目標位置Ｂ前方のＣＣＤカメラ２により撮影された画像データをフレーム毎に記録する。この記録部３及び記録部４としては、特に限定されず、例えばタイムプラスＶＴＲ、デジタルディスクレコーダー、動画ボード等が用いられる。
【００２２】
記録部３及び記録部４に記録されたＣＣＤカメラ１及びＣＣＤカメラ２のフレーム毎の画像データを同期させる手段としては、
（１）フレーム同期のとれる動画ボードを使用する、
（２）フレーム同期のとれるデジタルディスクレコーダーを使用する、
（３）タイムプラスＶＴＲを用い、これに記録開始時に黒画面信号等を送り、記録された黒画面等に基づいてコンピュータ部５での演算処理上でフレーム同期をとる、
（４）同様のタイムプラスＶＴＲを用い、さらにタイムコードジェネレータを備え、このタイムコードジェネレータから送られるフレーム番号信号をフレームデータと同時に記録する
等の手段が採用される。
【００２３】
なお、上記（３）の手段において、黒画面信号を送信する方法としては、ＣＣＤカメラ１、２と記録部３、４との間に黒画面を作成する装置を別途連結し、この装置から記録部３、４に同時に黒画面信号を送信する方法などがあり、オートアイリス機能を有しないＣＣＤカメラ１、２の場合には直接ＣＣＤカメラ１、２に黒画面信号を送信する方法がある。
【００２４】
トリガー部６は、計測（記録）開始信号としてのトリガー信号を発生させるものであり、具体的には遮光型光学センサなどのセンサを備えている。このセンサは、打撃位置Ａの近傍に設けられ、ゴルフクラブの通過又は打撃されたゴルフボールの通過を検知するよう構成されている。このように、ゴルフボールの打撃を検知すると、トリガー部６からコンピュータ部５にトリガー信号が送信され、コンピュータ部５から記録部３、４に対して記録を開始するよう制御信号が送信される。
【００２５】
コンピュータ部５は、記録部３、４に対して記録開始又は停止を制御する制御手段、記録部３、４に記録されたフレーム毎の画像データを画像処理する画像処理手段、画像処理済みの画像データに基づきゴルフボールの位置座標を演算する演算手段などを有している。従って、この制御手段が上記制御部に属し、画像処理手段及び演算手段が上記演算部に属する。
【００２６】
上記画像処理手段は、記録部３、４に記録されている画像データをフレーム順に差分ピークホールド演算を行う。具体的には、各フレームメモリーの画素のうち変化のあったピークの画素メモリーのみをホールドし、変化のないメモリーを消去する。ゴルフボール像は背景よりも白く、濃淡判定で最も白い部分となることから、この画像処理によって背景が消去され、ゴルフボール像のみが残存する画像データを生成することができる。
【００２７】
演算手段としては、（ａ）打撃位置の後方のＣＣＤカメラ１の位置を原点、目標位置方向の座標をＸ、高さ方向の座標をＺとする二次元位置座標を演算する場合と、（ｂ）この二次元位置座標に左右方向の位置Ｙを加えた三次元位置座標を演算する場合がある。
【００２８】
まず、図２を参照しつつ二次元位置座標の演算を説明する。この二次元位置座標の演算は、ゴルフボールＣの仰角を算出するステップと、二次元位置座標を算出するステップとを有する。仰角算出ステップは、ＣＣＤカメラ１、２により同時に撮影された画像処理済みの一対のフレームデータを用い、これらのフレームデータに対して水平走査による白黒反転判定を行うことでゴルフボール像の画像上の上下位置を検出し、この検出結果と撮影時のＣＣＤカメラ１、２の光軸方向（仰角）及び画角とに基づいて、打撃位置後方のＣＣＤカメラ１の位置におけるゴルフボールＣの仰角θ１と、目標位置前方のＣＣＤカメラ２の位置におけるゴルフボールＣの仰角θ２とを算出する。
【００２９】
二次元位置座標算出ステップは、上記仰角算出ステップで算出した仰角θ１、仰角θ２及びＣＣＤカメラ１とＣＣＤカメラ２との間の距離Ｌを、
Ｘ＝Ｌ＊tanθ２／（tanθ１＋tanθ２）・・・（１）
Ｚ＝Ｌ＊tanθ１＊tanθ２／（tanθ１＋tanθ２）・・・（２）
上記数式（１）及び（２）に代入し、ゴルフボールＣの二次元位置座標Ｘ、Ｚを算出する。
【００３０】
図２に示すＣＣＤカメラ１、ＣＣＤカメラ２、ゴルフボールＣ及びゴルフボールＣから降ろされた垂線の足を頂点とする２つの直角三角形から、
tanθ１＝Ｚ／Ｘ
tanθ２＝Ｚ／（Ｌ−Ｘ）
が導かれ、この連立方程式からＸ、Ｚを導くことで、上記数式（１）及び（２）を得ることができる。
【００３１】
上記二次元位置座標の演算を連続して同時に撮影された一対のフレームデータ毎に行うことで、ゴルフボールＣの弾道の時系列二次元位置座標を得ることができる。
【００３２】
次に、図３を参照しつつ三次元位置座標の演算を説明する。この三次元位置座標の演算は、ゴルフボールＣの仰角及び左右方向角を算出するステップと、三次元座標を算出するステップとを有する。仰角・左右方向角算出ステップは、ＣＣＤカメラ１、２により同時に撮影された画像処理済みの一対のフレームデータを用い、これらのフレームデータに対して水平走査及び垂直走査による白黒反転判定を行うことでゴルフボール像の画像上の上下及び左右位置を検出し、この検出結果と撮影時のＣＣＤカメラ１、２の光軸方向（仰角）及び画角とに基づいて、ＣＣＤカメラ１の位置におけるゴルフボールＣの仰角θ１１と、ＣＣＤカメラ２の位置におけるゴルフボールＣの仰角θ２１と、ＣＣＤカメラ１の位置におけるゴルフボールＣの左右方向角θ１２と、ＣＣＤカメラ２の位置におけるゴルフボールＣの左右方向角θ２２とを算出する。
【００３３】
三次元座標算出ステップは、上記仰角・左右方向角算出ステップで算出された仰角θ１１、仰角θ２１、左右方向角θ１２、左右方向角θ２２及びＣＣＤカメラ１、２間距離Ｌを、
Ｙ＝Ｌ＊tanθ１２＊tanθ２２／（tanθ１２＋tanθ２２）・・・（３）
（tanθ１１＊tanθ１１＋tanθ２１＊tanθ２１）＊Ｘ＊Ｘ
＋２＊tanθ２１＊tanθ２１＊Ｌ＊Ｘ
＋（tanθ１１＊tanθ１１−tanθ２１＊tanθ２１）＊Ｙ＊Ｙ
−tanθ２１＊tanθ２１＊Ｌ＊Ｌ＝０・・・（４）
tanθ１１＊tanθ１１＊（Ｘ＊Ｘ＋Ｙ＊Ｙ）−Ｚ＊Ｚ＝０・・・（５）
上記数式（３）、（４）及び（５）に代入し、ゴルフボールＣの三次元位置座標Ｘ、Ｙ、Ｚを算出する。
【００３４】
上記三次元位置座標の演算を連続して同時に撮影された一対のフレームデータ毎に行うことで、ゴルフボールＣの弾道の時系列三次元位置座標を得ることができる。
【００３５】
上記構造のボール弾道計測装置によれば、打撃位置Ａ後方に設置されたＣＣＤカメラ１と、目標位置Ｂ前方に設置されたＣＣＤカメラ２と、これらのＣＣＤカメラ１、２の撮影のタイミングを制御する制御部とによって飛行方向の前後からゴルフボールＣが同時に撮影された一対の画像データを取得し、演算部により上記画像処理及び演算処理を行うことで、ゴルフボールＣの弾道の時系列二次元位置座標又は三次元位置座標を得ることができる。従って、従来のボール弾道計測装置と比較して、ＣＣＤカメラの設置及び校正が容易であり、高い精度の位置座標を計測することができる。
【００３６】
ＣＣＤカメラ１とＣＣＤカメラ２との間の距離Ｌの下限としてはゴルフボールＣの飛距離の１．２倍が好ましく、１．５倍が特に好ましい。このようにＣＣＤカメラ１、２間距離Ｌを上記下限以上とすることで、ＣＣＤカメラ１、２の光軸方向の仰角を抑え、得られる画像への天候の影響を低減することができる。一方、ＣＣＤカメラ１、２間距離Ｌの上限としてはゴルフボールＣの飛距離の３倍が好ましく、２倍が特に好ましい。これは、ＣＣＤカメラ１、２間距離Ｌが上記上限を超えると、ゴルフボールＣの仰角が小さくなり、計測精度が低下してしまうことからである。
【００３７】
ＣＣＤカメラ１、２の地上高は３ｍ以内が好ましい。これは、ＣＣＤカメラ１、２の地上高が３ｍを超えると、打ち出し点付近や落下点付近の計測が困難になり、地上高による位置座標の補正に伴う誤差が増大してしまうためである。
【００３８】
次に、ＣＣＤカメラ１、２によるゴルフボールＣの弾道の撮影形態を図４〜図７に従って説明する。図４の撮影形態は、ＣＣＤカメラ１、２を各１台ずつ設置する場合である。ゴルフボールＣを画像処理可能な程度に明確に撮影する必要があるため、ＣＣＤカメラ１、２の画角には所定の制限があり、あまり広角にすることができない。そのため、ＣＣＤカメラ１、２を１台づつ設置する場合、図４に示すように、ゴルフボールＣの弾道のうち目的の部分、例えば最高点付近、打ち出し位置付近又は落下点付近のみを撮影する。この撮影形態では、ゴルフボールＣの弾道のうち目的部分のみの位置座標が計測され、この部分の位置座標を用いて全弾道のシュミレーションも可能である。
【００３９】
図５の撮影形態は、ＣＣＤカメラ１、２を各３台ずつ設置し、ゴルフボールＣの弾道のうち特定の三個所、例えば最高点付近、打ち出し位置付近、落下点付近を撮影する。この撮影形態によれば、１台ずつ設置する場合よりもさらに詳しい弾道の位置座標を計測することができ、全弾道のシュミレーションもより正確な推定が可能になる。
【００４０】
図６の撮影形態は、ＣＣＤカメラ１、２をそれぞれ多数台設置し、ゴルフボールＣの全ての弾道を撮影する。最も正確にゴルフボールＣの全弾道の位置座標を計測することができる。
【００４１】
図７の撮影形態は、各１台ずつのＣＣＤカメラ１、２を光軸方向の仰角が変更可能な雲台に設置し、ゴルフボールＣの飛行に伴ってＣＣＤカメラ１、２の光軸方向の仰角を変え、全弾道を撮影する。この撮影形態にっても全弾道の位置座標を計測することができる。この撮影形態において、ＣＣＤカメラ１、２の光軸方向の仰角変更方法としては、（ａ）ゴルフボールＣの弾道を予測し、適切に撮影できるよう予め指定したデータに基づき変更する方法、（ｂ）撮影された画像データから演算部によって位置座標を逐次計測し、その計測結果からゴルフボールＣの移動方向を予測して自動で変更する方法等がある。自動でＣＣＤカメラ１、２の光軸方向を変更する場合、光軸方向の仰角又は変化量を演算部にフィードバックする必要がある。
【００４２】
また、ＣＣＤカメラ１、２としてズーム機能を備えたものを用いるとよい。かかるズーム機能によって画像を拡大、縮小することで、より鮮明にゴルフボールＣを撮影することができ、位置座標の計測の精度を向上させることができる。かかるＣＣＤカメラ１、２のズームの変更方法としては、（ａ）ゴルフボールＣの弾道を予測し、適切な撮影状態となるよう予め指定したデータに基づき変更する方法、（ｂ）撮影された画像データから演算部によって位置座標を逐次計測し、その計測結果からゴルフボールＣの移動方向を予測して自動で変更する方法等がある。なお、このズーム機能は、各１台のＣＣＤカメラ１、２が近距離から遠距離まで撮影する必要がある図７の撮影形態の場合に有効である。自動でズームを変更する場合、ＣＣＤカメラ１、２の画角を演算部にフィードバックする必要がある。
【００４３】
さらに、ＣＣＤカメラ１、２としてオートアイリス機能（自動絞り機能）を備えたものを用いるとよい。撮影の際、天候等の変化によりゴルフボールＣと背景との光のコントラストが変化しても、ゴルフボールＣが鮮明に撮影されるように自動で絞りが調節され、計測に最適な画像データを取得することができる。
【００４４】
なお、本発明のボール弾道計測装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えばシャッター機能のないＣＣＤカメラ１、２を使用することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボール弾道計測装置によれば、計測に用いるＣＣＤカメラの設置が容易であり、かつ、天候等に左右されずに安定して計測できる。さらに、校正が容易で、飛行するボールの位置座標の時系列データを精度よく計測できる。その結果、打ち出されたボールの揚力係数、抗力係数等の解析が可能となり、例えばゴルフボールの設計に有効にフィードバックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るボール弾道計測装置を示す概略構成図である。
【図２】図２は、図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の二次元位置座標の計測方法を説明する模式的側面図である。
【図３】図３は、図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の三次元位置座標の計測方法を説明する模式的斜視図である。
【図４】図４は、図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の一撮影形態を説明するボール弾道側面図である。
【図５】図５は、図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の一撮影形態を説明するボール弾道側面図である。
【図６】図６は、図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の一撮影形態を説明するボール弾道側面図である。
【図７】図７は、図１のボール弾道計測装置によるボール弾道の一撮影形態を説明するボール弾道側面図である。
【符号の説明】
１・・・ＣＣＤカメラ
２・・・ＣＣＤカメラ
３・・・記録部
４・・・記録部
５・・・コンピュータ部
６・・・トリガー部
７・・・同期信号発生部
８・・・ハブ
９・・・ケーブル補償器
１０・・・モニター
Ａ・・・打撃位置
Ｂ・・・目標位置
Ｃ・・・ゴルフボール
Ｘ・・・目標位置方向の位置座標
Ｚ・・・高さ方向の位置座標
Ｙ・・・左右方向の位置座標
【図１】
0004436990.tif 000002
【図２】
0004436990.tif 000003
【図３】
0004436990.tif 000004
【図４】
0004436990.tif 000005
【図５】
0004436990.tif 000006
【図６】
0004436990.tif 000007
【図７】
0004436990.tif 000008