(57)【要約】【課題】消費電力が低減され、長時間に亘って繰り返し使用可能なボールを提供する。【解決手段】ボールは、位置情報を取得する位置情報受信部１４０と、運動状態に応じて運動信号を出力する運動検出部１３０と、外部との通信を行う通信部１５０と、処理部１００と、を有し、処理部１００は、前記運動信号に基づいて静止状態になったと判断した場合に前記位置情報を取得して通信部１５０から外部に送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報を取得する位置情報受信部と、
運動状態に応じて運動信号を出力する運動検出部と、
外部との通信を行う通信部と、
処理部と、を有し、
前記処理部は、前記運動信号に基づいて静止状態になったと判断した場合に前記位置情報を取得して前記通信部から外部に送信すること、を特徴とするボール。
【請求項２】
時計部を有し、
前記処理部は、所定の時間に前記位置情報を取得し送信すること、を特徴とする請求項１に記載のボール。
【請求項３】
前記運動検出部は、対向配置された一対の電極と、前記一対の電極間に可動可能に存在する導電体と、を有したセンサーであること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載のボール。
【請求項４】
前記位置情報受信部は、航法衛星からの衛星信号を受信すること、を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボール。
【請求項５】
初期化を行うリセット機能を備えていること、を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のボール。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のボールと、
前記ボールからの位置情報を受信する受信装置と、
を備えていることを、特徴とする通信システム。
【請求項７】
前記受信装置は表示部を備え、
前記表示部に前記ボールの位置を表示すること、を特徴とする請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記ボールは、ボール回収時刻を設定可能なこと、を特徴とする請求項６または請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
位置情報を取得する位置情報受信部と運動状態に応じた運動信号を出力する運動検出部と外部との通信を行う通信部とを有するボールと、
前記ボールからの送信信号を受信する受信装置と、
を備える通信システムのボール回収補助方法であって、
前記運動信号に基づいて静止状態になったことを判断する運動判断工程と、
前記位置情報受信部を駆動して位置情報を取得する位置情報取得工程と、
前記位置情報を前記受信装置に送信する通信工程と、
前記ボールの位置を報知する報知工程と、
を含んでいること、を特徴とするボール回収補助方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール、通信システム、およびボール回収補助方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴルフやテニス、野球などの球技は多数のボールを用いて練習を行い、練習終了後にゴルフ場やグランドなどに飛散したボールの回収を行っている。ボールが目視できない場所に飛散した場合には回収が困難になるため、ボールを追跡する方法やシステムなどが考案されていた。例えば、特許文献１には、ＧＰＳ衛星の電波を受信可能なＩＣゴルフボールを用いたゴルフボール追跡管理システムが開示されている。特許文献１によれば、ＩＣゴルフボールの位置は、ＩＣゴルフボールが送信するＧＰＳ衛星からの測距データを解析装置で受信して求めている。このゴルフボール追跡管理システムは、ＩＣゴルフボールから次々に送信される測距データを基に、前回求めた位置と今回求めた位置とが等しいときにＩＣゴルフボールが停止したものと判断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５８３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のゴルフボール追跡管理システムで用いられているＩＣゴルフボールは、ＧＰＳなどの航法衛星（ＧＰＳ衛星）から送信される衛星信号の受信と、衛星信号から得られた測距データの解析装置への送信と、を継続的に行っているので、ボール（ＩＣゴルフボール）の消費電力が大きい。また、ボールに搭載可能な二次電池の大きさ（容量）も限られるため、長時間に亘っての使用が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係るボールは、位置情報を取得する位置情報受信部と、運動状態に応じて運動信号を出力する運動検出部と、外部との通信を行う通信部と、処理部と、を有し、前記処理部は、前記運動信号に基づいて静止状態になったと判断した場合に前記位置情報を取得して前記通信部から外部に送信すること、を特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、ボールの処理部は、運動検出部から出力される運動信号に基づいてボールが運動状態から静止状態になった場合に、位置情報受信部を駆動して位置情報を求める。そして、位置情報受信部で求められた位置情報を外部に送信する。ボールは、電力の消費量が大きい位置情報の取得および位置情報の送信を、ボールが静止してから行う（継続的に行わない）ので、最小限の電力でボールの位置情報を外部に伝達することができる。したがって、消費電力が低減され、長時間に亘って繰り返し使用可能なボールを提供することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載のボールは、時計部を有し、前記処理部は、所定の時間に前記位置情報を取得し送信すること、が好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、ボールは時計部を有し、ボールが静止状態になった後の所定の時間（時刻または経過時間）に位置情報を取得して送信する。ボールは所定の時間になった時の短時間の間に位置情報の取得および位置情報の送信を行うので、ボールの消費電力が低減される。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載のボールにおいて、前記運動検出部は、対向配置された一対の電極と、前記一対の電極間に可動可能に存在する導電体と、を有したセンサーであること、が好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、センサーは、可動する導電体の位置により一対の電極が導通状態（ＯＮ）か非導通状態（ＯＦＦ）かの二値データを出力するので、単位時間でのＯＮ／ＯＦＦの回数を数えることで、ボールが運動状態から静止状態になったことを判定することができる。この判定は二値データを数えるだけなので、処理部での計算も簡単で、例えば、運動検出部に加速度センサーやジャイロセンサーを用いた場合に必要となるＡＤコンバーターも設ける必要がなくなる。したがって、運動検出部にセンサーを用いることで、極めて少ない消費電力でボールの運動または静止の状態を判定することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載のボールにおいて、前記位置情報受信部は、航法衛星からの衛星信号を受信すること、が好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、位置情報受信部は、例えばＧＰＳ衛星から送信されている衛星信号を受信して位置情報を求めているので、正確なボールの位置を取得することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載のボールは、初期化を行うリセット機能を備えていること、が好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、ボールは、リセット機能を備えているので、リセット機能を用いて電源を再投入することができる。これにより、例えば、位置情報を送信した後に、ボールの電源を遮断（オートパワーオフ）して消費電力を抑えることが可能となる。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る通信システムは、上記適用例に記載のボールと、前記ボールからの位置情報を受信する受信装置と、を備えていることを、特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、通信システムは、消費電力が低減され、長時間に亘って繰り返し使用可能なボールを備えているので、長時間に亘って使用可能な通信システムを提供することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例に記載の通信システムにおいて、前記受信装置は表示部を備え、前記表示部に前記ボールの位置を表示すること、が好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、通信システムは、受信装置に表示部を備えており、回収機能付きボールの位置情報を表示部に表示するので、ボールの回収効率を向上させることができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例に記載の通信システムにおいて、前記ボールは、ボール回収時刻を設定可能なこと、が好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、ボール回収時刻がボールに設定されると、ボールは、ボール回収時刻の所定時間前にボールの位置情報を取得して、その位置情報を受信装置に送信する。これにより、継続的な位置情報の取得と送信が不要となり、ボールの消費電力を低下させることができる。また、受信装置は、位置情報の受信から回収作業終了までのボール回収時刻の前後だけ稼働させればよいので、受信装置の消費電力も低下させることができる。
【００２２】
［適用例９］本適用例に係るボール回収補助方法は、位置情報を取得する位置情報受信部と運動状態に応じた運動信号を出力する運動検出部と外部との通信を行う通信部とを有するボールと、前記ボールからの送信信号を受信する受信装置と、を備える通信システムのボール回収補助方法であって、前記運動信号に基づいて静止状態になったことを判断する運動判断工程と、前記位置情報受信部を駆動して位置情報を取得する位置情報取得工程と、前記位置情報を前記受信装置に送信する通信工程と、前記ボールの位置を報知する報知工程と、を含んでいること、を特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、通信システムのボール回収補助方法において、ボールの処理部は、ボールが運動状態から静止状態になった場合に、位置情報を取得して、その位置情報を受信装置に送信する。ボールは、電力の消費量が大きい位置情報の取得および位置情報の送信を、ボールが静止してから行う（継続的に行わない）ので、最小限の電力でボールの位置情報を受信装置に伝達することができる。受信装置は受信した位置情報に基づいてボールの位置を報知する。したがって、ボールの消費電力が低減され、ボールの回収長効率を向上させたボール回収補助方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る通信システムの概略を示す機能ブロック図。
【図２】ボールの内部構造の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図。（ｂ）は断面図。
【図３】センサーの構成例を示す正断面図であり、（ａ）は導通状態を示す図。（ｂ）は非導通状態を示す図。
【図４】センサーから出力される運動信号の一例を示す図であり、（ａ）はＯＮの信号だけが出力された場合の図。（ｂ）は、周期の短いＯＮとＯＦＦとの信号が出力された場合の図。（ｃ）は、周期の長いＯＮとＯＦＦとの信号が出力された場合の図。（ｄ）は、ＯＦＦの信号だけが出力された場合の図。
【図５】ボール回収補助方法を示すフローチャート図。
【図６】実施形態２に係るボール回収補助方法を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせている。
【００２６】
（実施形態１）
＜通信システムの全体構成例＞
図１に、実施形態１に係る通信システムの機能ブロック図を示す。図１に示すように、通信システム１は、ボール１０と、ボール１０からの位置情報を受信する受信装置２０と、を備えている。
【００２７】
本実施形態のボール１０は、航法衛星としてのＧＰＳ衛星３００から衛星信号を受信する。まず、ＧＰＳ衛星３００から送信される衛星信号を用いて、位置情報と時刻情報とを求めるＧＰＳの概要を説明する。
【００２８】
ＧＰＳ衛星３００は、地球の上空において、所定の軌道上を周回する航法衛星であり、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波を衛星信号という。衛星信号は、右旋偏波の円偏波である。
【００２９】
現在、地球の上空には約３１個のＧＰＳ衛星３００が周回しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星３００から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星３００はＣ／Ａコード（Coarse／Acquisition Code）と呼ばれる１０２３チップ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各チップが＋１、または−１のいずれかであり、ランダムパターンのように見える。したがって、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。
【００３０】
ＧＰＳ衛星３００は原子時計を搭載しており、衛星信号には原子時計で計時された極めて正確なＧＰＳ時刻情報が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星３００に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメーターも含まれている。ボール１０は、１つのＧＰＳ衛星３００から送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメーターとを使用して時刻情報を取得する。
【００３１】
衛星信号にはＧＰＳ衛星３００の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。ボール１０は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報とを使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、ボール１０の内部時刻にある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。
すなわち、ボール１０の三次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメーターに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、ボール１０は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星３００からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行い、現在地の位置情報を求める。
【００３２】
図１に示すように、ボール１０は、位置情報を取得する位置情報受信部１４０と、運動状態に応じて運動信号を出力する運動検出部１３０と、外部との通信を行う通信部１５０と、処理部１００と、二次電池１６０とを含んでいる。
【００３３】
位置情報受信部１４０は、航法衛星からの衛星信号を受信する。詳しくは、位置情報受信部１４０は、アンテナ１４５を備え、処理部１００の制御に従ってアンテナ１４５を介して受信した衛星信号を処理してＧＰＳ時刻情報や位置情報を取得する。アンテナ１４５は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のＧＰＳ衛星３００から送信された衛星信号の電波を受信する。
【００３４】
位置情報受信部１４０は、図示を略すが、通常のＧＰＳ装置と同様に、ＧＰＳ衛星３００から送信される衛星信号を受信してデジタル信号に変換するＲＦ（Radio Frequency）部と、受信した衛星信号の相関判定を実行して航法メッセージを復調するＢＢ部（ベースバンド部）と、ＢＢ部で復調された航法メッセージからＧＰＳ時刻情報や軌道情報を取得して出力する情報取得部とを備えている。つまり、位置情報受信部１４０は、ＧＰＳ衛星３００から送信される衛星信号を受信し、受信結果に基づいてＧＰＳ時刻情報と軌道情報とを出力する受信部として機能する。
【００３５】
ＲＦ部は、バンドパスフィルター、ＰＬＬ回路、ＩＦフィルター、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、ミキサー、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）、ＩＦアンプ等を備えている。バンドパスフィルターで抜き出された衛星信号は、ＬＮＡで増幅された後、ミキサーでＶＣＯの信号とミキシングされ、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）にダウンコンバートされる。ミキサーでミキシングされたＩＦは、ＩＦアンプ、ＩＦフィルターを通り、ＡＤＣでデジタル信号に変換される。
【００３６】
ＢＢ部は、ＧＰＳ衛星３００で送信時に使用されたものと同一のＣ／Ａコードからなるローカルコードを生成するローカルコード生成部と、ローカルコードとＲＦ部から出力される受信信号との相関値を算出する相関部とを備える。そして、相関部で算出された相関値が所定の閾値以上であれば、受信した衛星信号に用いられたＣ／Ａコードと、生成したローカルコードとが一致していることになり、衛星信号を捕捉（同期）することができる。このため、受信した衛星信号を、ローカルコードを用いて相関処理することで、航法メッセージを復調することができる。
【００３７】
情報取得部は、ＢＢ部で復調した航法メッセージからＧＰＳ時刻情報や軌道情報を取得する。航法メッセージには、プリアンブルデータおよびＨＯＷワードのＴＯＷ（Time of Week、「Ｚカウント」ともいう）、サブフレームデータが含まれている。サブフレームデータは、第１サブフレームから第５サブフレームまであり、各サブフレームには、例えば、週番号データや衛星健康状態データを含む衛星補正データ等や、エフェメリス（ＧＰＳ衛星３００毎の詳細な軌道情報）や、アルマナック（全ＧＰＳ衛星３００の概略軌道情報）などのデータが含まれている。したがって、情報取得部は、受信した航法メッセージから所定のデータ部分を抽出することにより、ＧＰＳ時刻情報や軌道情報を取得することができる。
【００３８】
上述したように、本実施形態の位置情報受信部１４０は、衛星信号の受信から衛星信号を処理しての位置情報の取得までを完結している。これにより、衛星信号を外部で処理したり、衛星信号を外部に送信したりする必要がなくなるので、通信システム１の構成を簡素化することができる。
【００３９】
運動検出部１３０は、ボール１０の運動状態を検出するセンサーを備えており、加速度センサーやジャイロセンサーなどの検出方法を用いることができる。本実施形態の運動検出部１３０は、極めて少ない消費電力で運動状態を検出することが可能なセンサー１７０であり、センサー１７０により検出された信号を運動信号として出力する。なお、センサー１７０は、互いに交差する三軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）に沿って３個備えていることが好ましい。これにより、ボール１０の運動状態を正確に把握することができる。
【００４０】
処理部１００は、例えばメモリー１１０をワーク領域として、運動検出部１３０に備えられているセンサー１７０からの運動信号の信号処理やボール１０の各種の制御処理を行うものであり、例えばＣＰＵ等のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。処理部１００は、メモリー１１０、計時部１２０を含んでいる。
【００４１】
メモリー１１０は、位置情報などの格納や処理部１００のプログラム、作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの記憶素子を有する。
計時部１２０は、例えば、リアルタイムクロック（ＲＴＣ：Real Time Clock）などで実現され、ボール１０の時計機能やタイマー機能、運動信号検出時のサンプリング時間の発生などの計時機能を有している。計時部１２０の時刻（ボール内時間）は、位置情報受信部１４０で受信したＧＰＳ時刻情報で修正される。
【００４２】
通信部１５０は、アンテナ１５５を備え受信装置２０との間の通信処理を行う。例えばブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））などの規格にしたがった無線通信の処理を行う。具体的には通信部１５０は、アンテナ１５５からの信号の受信処理や、アンテナ１５５への信号の送信処理を行う。この通信部１５０の機能は通信用のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。通信部１５０の通信方式としては、微弱無線、特定小電力無線、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ブルートゥース、などを通信距離に応じて使用することができる。特に、少ない電力で駆動する微弱無線やＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を用いることが好ましい。これらの機器でも中継器やマルチホップ機能を使用することで広大な敷地をカバーすることができる。
【００４３】
二次電池１６０は電力を蓄積し、蓄積した電力を処理部１００および処理部１００を介して位置情報受信部１４０、運動検出部１３０、通信部１５０に供給する。二次電池１６０は、図示しないクレードルなどを介して有線や電磁誘導を利用した無接点で充電される。
【００４４】
図１に示すように、受信装置２０は、処理部２００、通信部２２０、表示部２１５、記憶部２３０を含んでいる。受信装置２０は、汎用のパーソナルコンピューターなどを用いることもできる。
【００４５】
通信部２２０は、アンテナ２２５を備えボール１０との間の通信処理を行う。具体的には通信部２２０は、アンテナ２２５からの信号の受信処理や、アンテナ２２５への信号の送信処理を行い、ボール１０から出力される位置情報などのデータの収集を行う。この通信部２２０の機能は通信用のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。
【００４６】
記憶部２３０は、複数のボール１０の位置情報や、各種のデータ処理を行うためのプログラムおよびテーブルなど格納するものである。処理部２００は、例えば記憶部２３０をワーク領域として、各種のデータ処理や受信装置２０の制御処理を行うものであり、例えばＣＰＵ等のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。処理部２００は表示制御部２１０を備えている。表示部２１５は、表示制御部２１０の制御によりボール１０の位置情報を表示する。
【００４７】
＜ボールの概略構造＞
次に、ボールの概略構造について説明する。
図２は、ボールの内部構造の一例を示す図であり、図２（ａ）は斜視図である。図２（ｂ）は断面図である。なお、図２（ａ）ではボールの表面を透視して図示している。
【００４８】
図２に示すように、ボール１０は、メイン基板１８０、二次電池１６０、アンテナ１４５，１５５、および接続口１９０を有している。メイン基板１８０はボール１０の内部に設けられ、メイン基板１８０の一方の面には、上述した処理部１００、運動検出部１３０、位置情報受信部１４０、通信部１５０が搭載され、他方の面にはシート状の二次電池１６０が搭載されている。シート状の二次電池１６０は、曲げて収納することができるので、小さなボールでも比較的に大きな電池容量を確保できる。
【００４９】
アンテナ１４５，１５５は、ボール１０の表面近くに設けられ、メイン基板１８０と接続されている。本実施形態では、衛星信号を受信するアンテナ１４５は４方向に、受信装置２０へデータを送信するアンテナ１５５は２方向に設けられている。アンテナ１４５，１５５を複数設けることで、ボールが転がり停止した時の状態に係わらず送信または受信をすることができる。
【００５０】
接続口１９０は、ボール１０の表面に設けられている。接続口１９０と内部のメイン基板１８０とは、細管と少なくとも３本の信号線とで接続され、接続口１９０の表面には細管の一端と、信号線と接続する外部端子とが設けられている。メイン基板１８０の一方の面にはボール１０の初期化を行うリセット機能のスイッチ１８５が設けられており、細管の他端はスイッチ１８５を囲っている。リセット機能のスイッチ１８５は、例えば針金などの細い棒を細管の一端から他端に向かって通し、外部から物理的に押すことができるようになっている。信号線は、二次電池１６０の充電やデータの書き換えなどに使用される。ボール１０を使用する際、接続口１９０はゴムなどの防水性の栓で塞がれている。これにより、外部からの水や埃の侵入を防止できる。
【００５１】
＜センサーの構成および運動信号＞
次に、センサー１７０の構成について説明する。図３は、センサー１７０の構成例を示す正断面図である。図３（ａ）は導通状態を示す図、図３（ｂ）は非導通状態を示す図である。
【００５２】
センサー１７０は、対向配置された一対の電極と、一対の電極間に可動可能に存在する導電体１７６と、を有している。詳しくは、図３に示すように、センサー１７０は、第１電極１７２と、第２電極１７４と、導電体１７６を有している。第１電極１７２および第２電極１７４は、半球状の凹部を有しており、凹部同士が対向して球状の内部空間を有するように配置された一対の電極である。導電体１７６は球状を成しており、第１電極１７２および第２電極１７４で形成された球状の内部空間に球状の導電体１７６が可動可能に形成されている。
【００５３】
導電体１７６は球状の内部空間に対して重力方向に偏心して静止するので、図３において導電体１７６の存在する方向（図３の下方向）が重力方向である。一対の電極の一方の電極（第１電極１７２）には、抵抗を介して電源が接続され、他方の電極（第２電極１７４）は、接地されている。図３（ａ）に示すように、第１電極１７２と第２電極１７４とが重力方向に沿って対向している場合、第１電極１７２と第２電極１７４とは導電体１７６を介した導通状態となる。また、図３（ｂ）に示すように、第１電極１７２と第２電極１７４とが重力方向と交差する方向に沿って対向している場合、第１電極１７２と第２電極１７４とは導通状態となる。センサー１７０からは、導電状態（ＯＮ）および非導電状態（ＯＦＦ）の２値のパルスが運動信号として出力される。
【００５４】
次に、センサーから出力される運動信号について説明する。
図４は、センサー１７０から出力される運動信号の一例を示す図であり、図４（ａ）は、ＯＮの信号だけが出力された場合の図、図４（ｂ）は、周期の短いＯＮとＯＦＦとの信号が出力された場合の図、図４（ｃ）は、周期の長いＯＮとＯＦＦとの信号が出力された場合の図、図４（ｄ）は、ＯＦＦの信号だけが出力された場合の図である。各図の横軸は時間を示し、縦軸は運動信号の種類（ＯＮまたはＯＦＦ）を示している。なお、以下の説明は、ゴルフの打ち放し練習を想定した場合であり、ボール１０を「ゴルフボール」とも称する。
【００５５】
処理部１００は、センサー１７０から出力された運動信号の信号処理を行い、ボール１０の運動状態を判定する。詳しくは、処理部１００は、出力された運動信号を単位時間Ｔで分割し、単位時間Ｔ内での運動信号がＯＮからＯＦＦへ、またはＯＦＦからＯＮへ変わった回数（変位回数）を数えることでゴルフボールの運動状態を判断する。図４（ａ）および図４（ｄ）の信号は、ＯＮまたはＯＦＦのみが出力されているので、ゴルフボールは静止していると判断される。図４（ｂ）および図４（ｃ）の信号は、ＯＮとＯＦＦとが出力されているのでゴルフボールは運動していると判断される。
【００５６】
例えば、ゴルフボールの打ち放し練習をする場合、まず、ゴルフボールはティーに置かれて静止する。この時、センサー１７０の導電体１７６は、導通状態または非導通状態で静止しているので、センサー１７０からは、図４（ａ）または図４（ｄ）の運動信号が出力される。この運動信号の単位時間Ｔ当たりの変位回数は０（ゼロ）回である。
【００５７】
次に、ゴルフクラブでゴルフボールを打った（インパクトした）場合、ゴルフボールは空中を回転しながら高速で移動（運動）する。この時、センサー１７０の導電体１７６は、第１電極１７２および第２電極１７４で形成された球状の内部空間内を激しく移動するので、センサー１７０からは、図４（ｂ）に示す様なＯＮとＯＦＦとが短時間に激しく入れ替わる運動信号が出力される。メモリー１１０には、ゴルフボールにインパクト時の衝撃が加わったか否かを判断するための変位回数の閾値が予め格納されている。ボール１０の処理部１００は、単位時間Ｔ当たりの変位回数をカウントし、メモリー１１０に格納されている閾値と比較を行うことで、この判断をする。
【００５８】
やがて、ゴルフボールは地上に落ちて地面を転がり、その移動量（運動量）が徐々に低下する。この場合、センサー１７０の導電体１７６の移動量も低下するので、図４（ｃ）に示す様なＯＮとＯＦＦとが図４（ｂ）よりも長い周期の運動信号が出力され、処理部１００でカウントされる単位時間Ｔ当たりの変位回数も徐々に減少する。そして、ゴルフボールが静止すると、センサー１７０からは、再び図４（ａ）または図４（ｄ）の運動信号が出力される。処理部１００は、変位回数が０回になった時にゴルフボールが静止したものと判断する。
【００５９】
上述したように、センサー１７０から出力される運動信号は、ＯＮとＯＦＦの二値であるため、ＡＤコンバーターが不要になる。また、運動信号の信号処理も簡素なため、センサー１７０は、極めて少ない消費電力でボールの運動または静止の状態を判定することができる。
【００６０】
＜ボール回収補助方法＞
次に、通信システムのボール回収補助方法について図５を用いて説明する。
図５は、ボール回収補助方法を示すフローチャート図である。なお、本実施形態では、ボール１０はゴルフボールであり、これを複数用いてゴルフの打ち放し練習を行う場合について説明する。また、以下の説明では、ボール１０を「ゴルフボール」とも称する。
【００６１】
ステップＳ１０１は、ボール１０の準備を行う準備工程である。まず、準備工程では、ボール１０の充電や初期設定を行う。初期設定としては、ゴルフボールのＩＤ番号などの各種設定、電源の投入などがある。ゴルフボールの電源は、上述したリセット機能のスイッチ１８５を押すことで投入され、センサー１７０から運動信号が出力される。各種設定は、ボール１０と携帯端末や受信装置２０としてのパーソナルコンピューターなどとを無線または有線のいずれかで接続して行う。
【００６２】
ステップＳ１０２では、センサー１７０から出力された運動信号の信号処理を行う。処理部１００は、運動信号の単位時間Ｔ当たりの変位回数をカウントする。
【００６３】
ステップＳ１０３では、ゴルフボールがクラブで打たれたか（ショットされたか）を判断する。処理部１００は、カウントされた変位回数とメモリー１１０に格納されている閾値との比較を行い、変位回数が閾値以上の場合にゴルフゴールがショットされたと判断する。変位回数が閾値以上の場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）はステップＳ１０４に進み、変位回数が閾値未満の場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）はステップＳ１０２に戻る。これにより、ゴルフボールの搬送時などで生じる運動信号と、ゴルフボールがショットされた時に生じる運度信号とを区別することができる。
【００６４】
ステップＳ１０４では、センサー１７０から出力された運動信号の信号処理を行う。処理部１００は、再び、運動信号の単位時間Ｔ当たりの変位回数をカウントする。
【００６５】
ステップＳ１０５では、ゴルフボールが静止したかを判断する。処理部１００は、カウントされた変位回数が０回になった場合にゴルフボールが静止したと判断する。変位回数が０の場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）はステップＳ１０６に進み、変位回数が１回以上の場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）はステップＳ１０４に戻る。なお、ステップＳ１０４とステップＳ１０５とが、運動信号に基づいて静止状態になったことを判断する運動判断工程である。
【００６６】
ステップＳ１０６は、ゴルフボールの位置情報の取得する位置情報取得工程である。処理部１００は、位置情報受信部１４０に電力を供給し、位置情報受信部１４０を駆動する。位置情報受信部１４０は例えば、ＧＰＳ衛星３００から受信した衛星信号を処理して位置情報を取得する。取得した位置情報は、メモリー１１０に格納される。本実施形態のボール１０は、ゴルフボールが静止したことを確認してから消費電力の大きい位置情報受信部１４０を駆動するので、二次電池１６０の消費電力を低減することができる。
【００６７】
ステップＳ１０７は、位置情報の送信を行う通信工程である。処理部１００は、通信部１５０に電力を供給して通信部１５０を駆動し、位置情報受信部１４０で取得された位置情報やＩＤ番号を受信装置２０に送信する。本実施形態のボール１０は、位置情報を取得してから消費電力の大きい通信部１５０を駆動するので、二次電池１６０の消費電力を低減することができる。
【００６８】
ステップＳ１０８は、ボール１０をパワーオフする。処理部１００は、位置情報を受信装置２０に送信後、ボール１０の駆動を停止（自動パワーオフ）する。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、自動パワーオフは、受信装置２０から送信される位置情報を受信したこと示す信号を受信した後に実行される様にしてもよい。
【００６９】
ステップＳ１０９は、位置情報を報知する報知工程である。受信装置２０の処理部２００は、受信した位置情報を記憶部２３０に格納する。処理部２００は、記憶部２３０に格納されているゴルフコースやゴルフ練習場の地図情報にゴルフボールの位置を重ね合わせて表示部２１５に表示する。これにより、ゴルフボールの位置が視覚的に表されるので、ゴルフボールの回収効率を向上させることができる。なお、ゴルフボールは、受信装置２０を携帯した人間が回収してもよいし、受信装置２０を備えたロボットに回収させてもよい。
【００７０】
なお、本実施形態では、ゴルフボールが１回だけショットされる場合を示したが、断続的にショットされるような場合は、ステップＳ１０５とステップＳ１０６との間に、ゴルフボールが静止した後の静止の継続時間を判断し、所定の継続時間以下の場合にステップＳ１０２に戻るループを有するステップを設けることで対応することができる。
また、ボール１０はゴルフボールであり、通信システム１はゴルフの打ち放し練習後のボール回収に用いるものとして説明したが、ボール１０は、野球やテニスなどの各種ボールに適用可能であり、そのボールの回収に通信システム１を用いてもよい。
また、本実施形態では、衛星信号としてＧＰＳ衛星３００から送信される電波を用いるものとして説明したが、これに限定するのもではない。例えば、ガリレオ（Galileo）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）などの全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の衛星信号（電波）を使用することができる。
【００７１】
以上述べたように、本実施形態に係るボール、通信システム、およびボール回収補助方法によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のボール１０は、運動検出部１３０から出力される運動信号に基づいてゴルフボールが静止状態になってから消費電力の大きい位置情報受信部１４０および通信部１５０を駆動して、位置情報の取得および位置情報の送信を行うので、最小限の電力で位置情報を受信装置２０に伝達することができる。また、運動検出部１３０には、極めて少ない消費電力でゴルフボールの運動または静止の状態を判定することができるセンサー１７０が用いられているので、ボール１０の消費電力を低減することができる。したがって、消費電力が低減され、長時間に亘って繰り返し使用可能なボール１０および通信システム１を提供することができる。
【００７２】
本実施形態のボール回収補助方法は、ゴルフボールが静止状態になったことを判定する運動判定工程と、位置情報を受信装置２０に送信する通信工程と、ゴルフボールの位置を報知する報知工程と、を含んでいる。これにより、ボール１０は、ゴルフボールが静止状態になってから消費電力の大きい位置情報受信部１４０および通信部１５０を駆動して、位置情報の取得および位置情報の送信を行うので、最小限の電力で位置情報を受信装置２０に伝達することができる。また、受信装置２０は、受信した位置情報に基づいて地図上にゴルフボールの位置を表示する。したがって、ボール１０の消費電力が低減され、ゴルフボールの回収効率を向上させたボール回収補助方法を提供することができる。
【００７３】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るボール回収補助方法を示すフローチャート図である。本実施形態に係る通信システムのボール回収補助方法について図６を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。本実施形態のボールはボール回収時刻を設定可能であり、予めボールの回収時間が設定される。
【００７４】
ステップＳ２０１は、ボール１０の準備を行う準備工程である。実施形態２では、この準備工程の初期設定において、ボール１０のボール回収時刻が設定される。なお、最初に複数回のボール回収時刻を設定してもよい。ボール回収時刻の設定は、タイマー形式（何時何分後に回収）であってもよい。
【００７５】
ステップＳ２０２からステップＳ２０５までは、実施形態１で説明したステップＳ１０２からステップＳ１０５までと同じで内容であるので、その説明は省略する。
【００７６】
ステップＳ２０６では、ボール１０をスリープモードに設定する。処理部１００は、ゴルフボールが静止した後、ボール１０をスリープモードに設定する。
【００７７】
ステップＳ２０７では、ボール１０のスリープモードを解除する。処理部１００は、ボール回収時刻より前の所定時間に、ボール１０のスリープボードを解除する。この所定時間は、ボール回収時刻に次のステップＳ２０８で行われる位置情報の取得に必要な時間、およびステップＳ２１０で行われる通信に必要な時間を考慮して事前に設定される。なお、衛星信号は一度で受信できないことがあるので、所定時間は複数回の測定が可能な時間に設定することが望ましい。
【００７８】
ステップＳ２０８からステップＳ２１０は、実施形態１で説明したステップＳ１０６，Ｓ１０７およびステップＳ１０９と同じで内容であるので、その説明は省略する。
【００７９】
ステップＳ２１１では、センサー１７０から出力された運動信号の信号処理を行う。処理部１００は、運動信号の単位時間Ｔ当たりの変位回数をカウントする。
【００８０】
ステップＳ２１２では、ゴルフボールが回収されたかを判断する。処理部１００は、カウントされた変位回数とメモリー１１０に格納されている閾値との比較を行い、変位回数が閾値以上の場合にゴルフゴールが回収されたと判断する。変位回数が閾値未満の場合（ステップＳ２１２：Ｎｏ）はステップＳ２１１に戻り、変位回数が閾値以上の場合（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）には、処理部１００はボール１０の駆動を停止（自動パワーＯＦＦ）し終了する。
【００８１】
なお、ステップＳ２０２において、所定の回収作業時間を過ぎても回収されなかった場合には自動でスリープモードに設定され、次回の回収時間に合わせてステップＳ２０６のスリープモード解除からステップＳ２１２の回収判断までを行うようにさせてもよい。この際においても、消費電力の大きい位置情報受信部１４０と通信部１５０とは回収時間前後しか駆動されないので、ボール１０を長時間に亘って使用でき、ゴルフボールを確実に回収することができる。
【００８２】
以上述べたように、本実施形態に係るボール回収補助方法によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のボール回収補助方法は、消費電力の大きい、位置情報を取得するための位置情報受信部１４０の駆動と取得した位置情報を受信装置２０へ送信するための通信部１５０の駆動とを、回収時間の前後の短時間で行うので、ボール１０の消費電力を低減することができる。受信装置２０は受信した位置情報に基づいてボールの位置を報知する。したがって、ボール１０の消費電力が低減され、ボールの回収効率を向上させたボール回収補助方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…通信システム、１０…ボール、２０…受信装置、１００，２００…処理部、１１０…メモリー、１２０…計時部、１３０…運動検出部、１４０…位置情報受信部、１４５，１５５，２２５…アンテナ、１５０，２２０…通信部、１６０…二次電池、１７０…センサー、１７２…第１電極、１７４…第２電極、１７６…導電体、１８０…メイン基板、１８５…スイッチ、２１０…表示制御部、２１５…表示部、２３０…記憶部、３００…ＧＰＳ衛星。
【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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