JP2002525613A - ゴルフボールの飛翔軌跡及び飛行を測定するための方法及び装置 - Google Patents
ゴルフボールの飛翔軌跡及び飛行を測定するための方法及び装置Info
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Abstract
Description
751,447号の一部継続出願であるが、前記特許出願は1995年8月1日
出願の米国特許出願番号第08/510,085号、即ち現米国特許第5,57
5,719号の継続出願であり、更に前記特許出願は1994年2月24日出願
の米国特許出願番号第08/209,169号、即ち現米国特許第5,501,
463号の分割出願であり、更に前記特許出願は1992年11月20日出願の
米国特許出願第07/979,712号の継続出願であるが、これはその後放棄
されている。
63,259号、同第4,375,887号、同4,158,853号、及び同
4,136,387号等)よく知られている。光電手段を使ってフラッシュをた
きクラブヘッドの写真が撮影できるようにして、インパクト直後のゴルフクラブ
ヘッド位置及びゴルフボール位置を検知する技法(米国特許第4,063,25
9号及び同4,375,887号)が開示されている。ゴルフボール又はゴルフ
クラブヘッドの運動は、ゴルフボールに反射域を設けるとともに電気光学センサ
ーを使用することにより測定(米国特許第4,136,387号)されてきた。
ゴルファーの体とクラブ双方の光源を電気光学的に感知する技法も(米国特許第
4,137,566号)開示されている。更に、ゴルファーとスウィングされて
いるゴルフクラブをモニターするための装置も(米国特許第4,137,566
号)開示されている。
る態様の1つは、持ち運べないことに関係している。この点に関し、先行システ
ムでは一般的に、カメラ、センサー、及びストロボをゴルファーの周りの様々な
位置に設置することが必要であった。その上、過去のシステムは屋外で使用でき
る性能を備えておらず、理想的又は現実的にゴルフをしている状態とはいいかね
る屋内に設置せねばならなかった。先行技術によるゴルフボール及び/又はゴル
フクラブモニターシステムはポータブル型ではなく、屋外で実際に使用すること
はできなかったので、例えば屋外のゴルフ打ちっ放し場等、望ましい指導場所又
はクラブ調整場所のほとんどで使用できなかった。また、本願でも援用している
が、上記の関連出願並びに関連特許に開示されているシステムはポータブル型で
あり且つ屋外で使用できるものであるが、現場から現場に装置をより簡単に運搬
できるようにし、特定の現場で装置をより簡単に動かせるようにするために、持
ち運び性能の向上に関して改善されることが望ましいといえる。
つの領域は、ゴルフボールの異なる物理特性、及び/又は打ち出しモニターシス
テムによりテストされた後にゴルファーが遭遇するかもしれない異なる大気状態
に基づく飛行経路の差を予測するという領域に関係がある。従って、ツーピース
構造のような特定の構造を有するゴルフボールの、理想的な大気条件の下での打
ち出し又は飛行特性を測定するシステムを提供し、更に(スリーピース・ゴルフ
ボールのような)異なる物理特性を有し、且つ(標高が高い、湿度が高い、又は
逆風条件のような)異なる大気条件におけるゴルフボールに関して、コンピュー
タの予想に基づいて改訂されたゴルフボール飛行結果をゴルファーに提供できる
ことが望ましい。
うなデータからゴルフボールの飛行経路を計算するための方法及び装置を備えて
いる。
からゴルフボールの打ち出し特性を測定するための、打ち出しモニターシステム
を考案している。本システムは、単体のポータブル型の支持構造になっている支
持構造体と、支持構造体に配置される光反射要素と、照明装置と、カメラ装置と
を含んでいることが望ましい。照明装置は、光を所定の視野へ反射するため光反
射要素に方向決めされている光源と、支持構造体の光反射要素の近傍に配置され
所定の視野に向けて方向決めされている電気光学装置とを含んでいる。光反射要
素はアパーチャを含み、カメラ装置はそのアパーチャを通して所定の視野をモニ
ターするように配置される。
うになり、ヒッティングエリアを僅かにずらせてプレーヤーをディボットから離
すことができるようになる。支持要素には、スライドパッド、ホィール、又はそ
れらを組み合わせたものを含ませることができる。システム、特にカメラ装置の
視野の方位及び方向を変えるために、支持要素は高さ調整可能とすることができ
る。本発明の他の態様として、単一又は複数のカメラ装置と所定視野の間の距離
を較正するために距離キャリブレータが設けられている。
た後に測定することである。
物の特性から対象物の飛翔軌跡を計算し、これらの対象物の飛翔軌跡の統計値を
生成する計算手段を提供することである。
し特性の計算、対象物飛翔軌跡の計算、及び対象物飛翔軌跡統計値の生成を含む
本システムにより実行されるタスクを管理するための制御手段を提供することで
ある。
を含むポータブル型打ち出しモニターシステム10の形態をとる本発明の好適な
第1の実施例を示している。支持要素14、16は、ここではスライドパッドと
して示されており、それぞれV字型ノッチ18、20を含んでいて、これにより
パッド14、16がロッド22に沿って滑動できるようになっている。本システ
ム10には後部に別のスライドパッド24が取り付けられており(図3参照)こ
れも同様にロッド26に沿って滑動する。1個又はそれ以上のスライドパッド1
4、16及び24は、ホィールのような構造又は移動の方法が異なる他の支持要
素に代えることもできる。出願者は、この「スライドパッド」という語句を、所
定の視野に対して本システム10を前後に滑動又は移動させることのできる如何
なる要素をも指すものとして用いることとする。スライドパッド14、16は、
レベリングのためにシステム10の前方角部を上昇又は下降することのできる高
さ調節機構を備えている。厳密には、スライドパッド14、16はそれぞれ、各
ねじ付きロッド28、30と、支持構造体12に固定されたナット32、34に
より支持構造体12に取り付けられている。ロッド28、30はそれぞれに、パ
ッド14、16を調節するのに用いる駆動部28a、30aを有している。
び第2のカメラ装置36、38と、中心に配置されたコントロールボックス40
と、デュアルストロボ照射装置42とを含んでいる。第1及び第2カメラ装置3
6、38は、ニュージャージー州、プリンストンのエレクトリム社から市販され
ているELECTRIM EDC−1000U型コンピュータカメラであること
が望ましい。電荷結合デバイス若しくはCCDカメラが好ましいが、TV型ビデ
オカメラを使うこともできる。2台のカメラ見通し線の間の角度は10°から3
0°の範囲が好ましいが、22°であれば最も好ましい。カメラ36、38はそ
れぞれ受光用アパーチャ、シャッター、及び感光シリコンパネル39(図4に、
カメラに捕捉され、本システムにより使用される画像に概ね対応しているシリコ
ンパネルを示しているので参照されたい)を有している。カメラは、ゴルフボー
ルがその中を移動し画像化される所定の視野に方向決めされ焦点合わせされる。
ル41の表面上には6個の円形の反射域又はドット41a−fが間隔を空けて設
けられているのが望ましい。ゴルフボール41は、好適な実施例を説明するため
に、本システムにより画像化された場合のゴルフボール41の位置に対応してい
る2つの位置I及びIIに示されている。位置I及びIIにおいて、ゴルフボールは
打たれた後の状態が示されている。位置Iで撮られた画像が最初のもので、位置
IIの画像が2番目のものである。丸いドット41a−fの直径は、10分の1か
ら8分の1インチの範囲であれば望ましいが、領域の寸法及び形状は違っていて
もよい。ドット41a−fは、反射性材料をゴルフボールに貼り付けて形成され
ているのが望ましい。ドットの形成には、ミネソタ・マイニング・アンド・マニ
ュファクチャリング(3M)により製造されているスコッチライト商標のビード
材料が好ましい。コーナー反射レトロリフレクタも使用できる。代わりに、塗点
を使って対比域を画定してもよい。各ドット又は領域が図5に示す両方の位置に
おいてゴルフボールからの光を反射するのであれば、ドット又は領域の数は、ゴ
ルフボール当たり最低3個から6個又はそれ以上であってもよい。カメラ36、
38の配置及びドット41a−fの結果として、双方のカメラ36、38はドッ
ト41a−fにより反射された光を受け取ることが可能であり、これは(図4に
示すように)シリコンパネル39上では明るい領域39a−fとなって現れ、対
応する画像となる。代わりにドットは反射性でなく、シリコンパネル上に暗い領
域として現れるようなものでもよい。
00倍も明るく、ドット41a−fに当たる光線とそのようなドットからカメラ
のアパーチャまでの光線との間の開度はゼロかゼロに近い。開度が増すにつれ、
このようなドット41a−f対背景の輝度比は低下する。赤外線等、可視光の範
囲以外の電磁波を使用して、閃光がゴルファーに見えないようにすることもでき
ると理解されたい。
ラレルポートを通して、カメラ装置36、38と通信してその作動を制御し、デ
ュアルストロボ照射装置42と通信して連続フラッシュを放つ。デュアルストロ
ボ照射装置42は、ビビター・オートマチック・エレクトロニクス・フラッシュ
283型ストロボライトを2個重ねて設けている。これらのストロボライトは光
を連続的にビームスプリッター43に向け、その光は、次に、ウインドウ44及
び46を通って装置を出て、反射要素又はパネル48、50に向かい、所定の視
野に向けられる。パネル48、50は、ステンレス鋼又はクロムめっきされた金
属のような、研磨された金属で形成されたプレートであればよい。本発明の精神
と範囲から逸脱することなく、他の光反射要素を使用することもできる。各反射
パネル48、50はアパーチャ52、54を含んでいる。カメラ36、38は支
持構造体56、58に固定されており、それにより各レンズ60、62がアパー
チャ60、62を介して所定の視野に方向付けされた状態で配置されることにな
る。ビデオレンズ64、66は、後で使用するためにビデオ信号をコントロール
ボックス40に送る。
置されているので、ストロボからの光は、視野に入るように方向付けられ、反射
性ドットによりボールから反射し、アパーチャを介してカメラレンズに戻ること
になる。別の実施例では、リング状のストロボライトを、各カメラレンズを取り
囲むように配置して使っている。リング状のストロボライトは、レンズに近接し
て配置され、ストロボの中心軸はレンズの中心と整列するので、光は、一旦マー
カーに反射されてレンズに入射する。こうすれば、反射性要素が必要無くなる。
れているのが望ましい。テレスコープ型部材は、モニターすべき対象物から適正
な距離で、打ち出しモニターシステム10を較正する際に使用される。距離キャ
リブレータ68、70は伸長可能部材であり、例えば従来型のラジオアンテナが
使用できる。キャリブレータ68、70は、図15に示すキャリブレーション固
定具170と共に使用されるが、詳細については第2実施例に関連付けて後に説
明する。第1及び第2の実施例双方と共に、同一のキャリブレーション固定具を
使用するのが望ましいことはご理解いただけるであろう。距離キャリブレータは
少なくとも1個は設けるのがよい。
開始させる。ゴルフクラブがゴルフボールを打つと、マイクロフォン72により
システム10に伝達される音に反応して、図5の位置Iに示すように、所定の視
野内のゴルフボール41の第1の画像が撮られる。システム10は、ゴルフクラ
ブをモニターするのにも使用できるが、ゴルフボールだけをモニターするために
使用されるのが望ましいので、図5の位置Iのゴルフボールにより示されるよう
に、ゴルフボールが一旦クラブにより打たれると、2つの画像のうち1番目の画
像だけを撮る必要がある。システムを始動させるのには、レーザー又は他の装置
(図示せず)を使用してもよい。例えば、開始手段としては光線とセンサーが挙
げられる。移動中のゴルフボールがその光線を通過すると、センサーがシステム
に信号を送る。レーザーを使用する場合、レーザーは、ゴルフクラブがゴルフボ
ールに触れた直後に(又はその瞬間に)レーザー光線を切るように配置される。
即ち、レーザーはティーに載せられたゴルフボールの前に直接整列し、第1の画
像はゴルフホールがティーを離れた瞬間又は直後に撮影される。第1実施例の作
動については、以下の第2実施例の説明の後に詳しく論じる。
た、本発明の第2実施例のシステム100を示している。
り、支持構造体はカバー113(仮想線で図示)を備えていてもよい。支持構造
体112の前方下部にはスライド部材又はパッド114、116が設けられてお
り、これにはノッチ118、120が形成され、この中にロッド190が入り、
これに沿ってパッド114、116が滑動するようになっている。図7及び8に
示すように、ホィール122、124は、図1から図3に関連して開示したパッ
ド24に代わるものである。ホィール122、124は、回転可能に支持構造体
に取り付けられ、オペレータが打ち出しモニターシステム100を地面に沿って
前後に移動させることができるようにするためのハンドル126を含んでいる。
第1実施例のように、この第2実施例にも、打ち出しモニターシステム100の
前部において高さ調節できるように、ねじ込みロッド128、130と各ナット
132、134とが含まれている。システム100が、設置される地勢によって
調整できるようにするために、ホィールも支持構造体112に対して高さが調整
できるようになっていてもよい。第2実施例に関しては示していないが、第1及
び第2の実施例のシステムも、電子的に接続されたコンピュータ及びモニター4
3(図1に示す)を有している。コンピュータとモニターは単一要素に統合して
もよいし、別個の要素であってもよい。コンピュータは、以下に論じる判定を下
すためにシステム100が使用するアルゴリズムとプログラムを有している。
支持構造体112に固定されている。これらの電子光学装置136、138は、
第1実施例に関連して開示したものよりも寸法が小さくなっており、ニュージャ
ージー州、プリンストンのエレクトリム社から市販されているエレクトリムED
C−1000HRコンピュータカメラであれば望ましい。カメラは又、第1実施
例のように感光性シリコンパネルも備えている。カメラ136、138はそれぞ
れ、図9の実線で示すような見通し線を有し、その見通し線は所定視野に方向決
めされ焦点合わせされている。図9の破線で示すように、2つのカメラの視野は
ゴルフボール1個を画像化するのに必要な視野よりも広い。このようなわけで、
所定の視野は、2つのカメラの見通し線が交わる位置における当該カメラの視野
ということになる。
はストロボライト装置を含んでいる。図10に示すように、ストロボライト装置
は、単一のストロボバルブ組立体144、関連回路、及び円筒形の閃光管を備え
ている。その作動について以下に詳しく説明する。図6に最もよく示されている
ように、反射要素又はパネル146、148は、先に第一実施例に関連して論じ
たものに対し同じ方位付けで支持構造体112に取り付けられている。反射パネ
ル146、148もそれぞれアパーチャ150、152を含んでいる。図6及び
図7に示すように、カメラ136、138は、レンズ137、139が反射パネ
ル146、148の各アパーチャ150、152を通して所定視野に方向付けら
れるように取り付けられる。各電子光学装置136、138からのビデオライン
154、156はコントロールボックス140につながっている。第1実施例の
ように、システム100は、これもアンテナ158、160の形態をした距離キ
ャリブレータと、これもシステムの始動に使用されるマイクロフォン162を含
んでいる。また同じように、システム始動用にはレーザー又は他の方法を使用す
ることもできる。
優れている要因には、単体のフラッシュバルブ組立体144とストロボライト装
置内の付帯回路を使用していることも含まれる。ストロボライト装置は、毎10
00マイクロ秒より速くフラッシュすることができる単体のフラッシュバルブ組
立体144を有している。ストロボライト装置に使用される回路は、一般に譲渡
された別の出願(出願番号第09/008,588号)の主題であり、参考文献
としてその全体を本願に援用する。ストロボ装置に使用される回路の配線図を図
11Aと図11Bに示す。そのストロボライト装置にはフラッシュバルブが1個
しかないので、2個の追加反射要素が必要になることが理解されよう。図6に示
すように、第3の光反射用パネル164はフラッシュバルブからの光の約半分を
パネル146に反射し、一方第4の反射パネル166は残りの半分の光を光反射
用パネル148に反射する。システム100の較正モード及び作動モードの双方
に関する各設定は、図7、図8、及び図9それぞれに示している。
加させるために、システム100は(図12に示すような)光学又はフレネルレ
ンズ168をコントロールボックス140の前面に挿入して、図6及び10に示
すように、フラッシュバルブ組立体144と第3及び第4の反射要素又はパネル
164、166との間に設けることが望ましい。レンズ組立体は、照明装置とフ
レネルレンズにより形成される。フレネルレンズ168は、フラッシュバルブ組
立体144から第3及び第4の反射要素164、166に光を向ける。フレネル
レンズは、円筒形閃光管からの光に対して照準効果を有する。従って、フレネル
レンズ168を使った場合の光パターンは、図14に示すように光の分散を制御
する。図13は、フレネルレンズ168を用いない場合の光パターンを示してい
る。レンズ168は、焦点距離が約3インチであるのが望ましく、フラッシュバ
ルブ組立体144の中心はレンズの後3センチ未満のところにあるのがよい。こ
のように配置することにより、光の照準化が所定視野内のゴルフボールの光束を
増加させるので、システム100ではレンズ168を使わない場合よりもフラッ
シュバルブ組立体144をより小型にすることができるのである。光束の増加に
より、他の反射性材料を使用すること(又は全く使用しないこと)が可能になる
とともに、快晴の昼光を始めとして、より輝度の高い状態であっても本システム
を使用することができるようになる。
に、システムを較正するためにキャリブレーション固定具170が設けられてい
る。この説明はシステム100に関連付けて行うが、システム10にも等しく適
用できる。固定具170は、距離キャリブレータ158、160(図6に示す)
の端部を受けるための、外脚部176、178から外向きに延びている受け入れ
要素又はタブ172、174を有している。距離キャリブレータ158、160
によりこの位置に置かれると、固定具170の中央脚部180は、図9に示すよ
うに、打ち出しモニター操作に使用されるゴルフボール182に対して正しい位
置に配置される。ゴルフボール182も、第1実施例のゴルフボール(図5に図
示)のようなレトロ反射性ドット41a−fのパターンを有する。キャリブレー
ション固定具170は、キャリブレーション処置前に固定具170の水準測定が
可能なように、その上面に光学的レベルインジケータ184を有している。最後
に、キャリブレーション処置中に固定具170を安定させるために、固定具17
0の底部から延びるスパイク186、188(図8に示す)が芝生に挿入される
。キャリブレーション固定具170とゴルフボール182は、図1から図3に示
す第1実施例でも、ここに論じたのと同じ方法で使用されることが望ましいと理
解いただきたい。これに関して、固定具170は、図15に示すようにレトロ反
射性ドット170a−oのパターンを有する。本出願人には(出願番号第08/
751,447号の特許出願のキャリブレーション固定具に使用した20個のド
ットとは違い)15個のドットが適していることが分かった。ゴルフボールが2
つの画像(例えば図4参照)の間にある間は、ゴルフボールの長手方向の移動量
が垂直方向の移動量よりも大きいので、システムのキャリブレーションは垂直方
向にはそれほど厳密でなくともよい。従って、キャリブレーション固定具上では
垂直方向のドットが少なくてもシステムを適切にキャリブレートできる。
同じでよい)は、搬送のため容易に分解でき、開示されている何れの打ち出しモ
ニターシステムについてもその作動前に現場で再度組み立てることができる。厳
密には、ロッド190は複数の部分190a−dを備えている。これら各部分は
中空チューブで構成され、その中にロッド190の両端に固定した1本の弾性コ
ード192が通されているのが望ましい。コード192は、190a−dの部分
をまとめて保持するために、弛緩長がロッド190の合計長よりも短くなってい
る。各部分190a、190b、190cは、各部分190b、190c、19
0dの各端部内に嵌合するように直径が小くなった部分194、196、198
を有している。ロッド190を芝生に固定できるようにするため、ピン200、
202がロッド190の両端に設けられている。
否かを判定する。省略時には、システムは、最初の起動時に前回のキャリブレー
ションを使用する。従って、本システムは移動する度に、及び/又はスイッチを
入れる度にキャリブレートされるべきである。
系を定義する。
ファーによって、左手又は右手の何れの方位にするかについてセットされる。左
手方位が選択されると、左利きゴルファー用の1セットの座標系を使用する必要
があり、右手システムでは、右利きゴルファー用の別セットの座標系を使用する
必要がある。このとき、システムはテストモード又はデモンストレーションモー
ドの何れかにセットされる。テストモードが選択されると、システムはテストデ
ータを保存する。デモンストレーションモードでは、システムはデータを保存し
ない。
タも入力される。厳密には、オペレータは、ゴルフボールの飛行、回転、及び総
距離を計算する際に使用される、温度、湿度、風速及び風向、標高のような周囲
の条件、及び芝生のタイプに関するデータを入力する。オペレータはゴルファー
の個人的なデータも入力する。この個人データには、氏名、年齢、ハンディキャ
ップ、性別、ゴルフボールのタイプ(後述するが、飛翔軌跡の計算時に必要)及
び使用されるゴルフクラブ(タイプ、クラブヘッド、シャフト)等が含まれる。
移る。ステップS104では、システムはマイクロフォンからの作動開始音を待
つ。十分な音量又はタイプの音があれば、システムは(図6に示す)2台のカメ
ラ136、138それぞれを使って、理想的には800マイクロ秒という短い時
間間隔で、所定視野内のゴルフボールの(図4に示す)2枚の画像を撮影する。
シリコンパネル39に記録された画像を使って、システムは、ゴルフボールの飛
行特性を求める。
る幾つかのアルゴリズムを使って、モニターに対するゴルフボールの位置を求め
る。コンピュータが画像からゴルフボールの位置を確定した後、システム(及び
コンピュータアルゴリズム)は、打ち出し条件を判定する。これらの判定は、ス
テップS105、S106、S107にそれぞれ対応し、画像内の明るい領域を
突き止める段階、それら明るい領域のどれがゴルフボール上のドットに対応して
いるかを判定し、次にこの情報を用いてゴルフボールの位置を画像から求める段
階、及び打ち出し条件を計算する段階を含んでいる。厳密には、本システムは、
ステップS105では、画像内の明るい領域を突き止めることにより、カメラに
よって記録された画像を解析する。画像内の明るい領域は、フラッシュバルブ組
立体144から発し、ゴルフボール上のレトロ反射性ドット又はマーカーに反射
する光に対応している。ゴルフボールは表面に6個のドットを有するのが望まし
いので、システムは、各カメラによる画像中にドットを表す明るい区域を12箇
所(6個のドットを有するゴルフボールが2画像)見つけるはずである。システ
ムは次にステップS106で、明るい領域のどれがゴルフボールの反射性ドット
に対応しているかを判定する。図20に関連付けて以下に詳しく説明するが、こ
れは幾つかのやり方で行なうことができる。画像中のドットが12個しか発見さ
れなければ、システムはステップS107に移り、画像中のドットから、第1及
び第2画像の期間中のゴルフボールの位置及び方位を求める。しかしながら、画
像中に発見されたドット又は明るい領域の数が12個未満または12個よりも多
ければ、システムはステップ108で、オペレータが画像を手動で変えることが
できるようにする。発見された明るい領域が少なすぎる場合は、オペレータは画
像の輝度を調整し、明るい領域が多すぎる場合は、オペレータは余計な明るい領
域を消去することができる。例えば、画像中の明るい領域はゴルフボールの他の
部分又はゴルフヘッドにおける反射であるとも考えられる。輝度を適切に調節し
たり余分な明るい領域を排除することが不可能な場合、システムはオペレータを
ステップS104にまで戻し、ゴルファーに別のゴルフボールを打ってもらう。
領域の手動編集がうまくいけば、ともかく、システムはステップ107に進む。
像それぞれの12個のドット各々の中心の位置を求める。各ドットの中心位置が
分かると、システムはゴルフボールのスピン率、速度、距離を計算できる。
件及びゴルフボール情報に加えてこの情報を使って、ショット中にゴルフボール
の飛翔軌跡を計算する。本システムは、ゴルフボールがどこに着地するか又はキ
ャリーするか、更にはどれほど遠くまで転がるかまでを見積もり、ショットの合
計距離を与える。本システムは3次元でキャリブレートされているので、ゴルフ
ボールがスライスしたか又はフックしたかどうかを計算することも、ボールがど
れほど遠くまで逸れているかを計算することもできる。
式及び/又はグラフ形式でゴルファーに提示される。システムはステップ111
では、異なるゴルフボール(例えば、スリーピース・ゴルフボールではなくツー
ピース・ゴルフボール)が使用された場合を仮定して、同じ情報を計算できる。
打ち出し条件(ゴルフボール速度、スピン率、打ち出し角度)の何れかに変化が
あれば結果としてどのような効果があるかについても求めることができる。
りもっと多くのショットを打つというオプションもある。プレーヤーがステップ
S103でテストモードを選定し、幾つか異なるショットをした場合、システム
はステップS113で、テスト中に累積された全データの平均を計算して提示す
る。ステップS114では、システムはそのプレーヤー特定の能力に対して理想
的な打ち出し条件をゴルファーに提示し、これによりプレーヤーが変更を行なっ
て距離を最大化できるようにする。本システムは、例えばステップS115で、
ゴルファーが新しいゴルフクラブで新規にテストを開始し、ステップS116で
そのセッションを終了するようにすることもできる。
リブレーションは、ステップS120でシステムをセットし水準測定することか
ら始まる。本システムは、練習用ティーのような水平な地面上又は水平な広いフ
ィールド上にセットされるのが望ましい。明らかなように、屋内でネットに打ち
込むなどしてテストを行なうことも可能である。図6から図8に示すように、オ
ペレータはねじ込みロッド128、130及びナット132、134を使用して
システムを水平にセットする。図7及び図8に示すように、システムは事象の最
も良好な視界と所定視野を設定するように配置される。次に、ステップS121
で、キャリブレーション固定具170が適当な場所、即ち距離キャリブレータの
端部158、160に置かれる。キャリブレーション固定具170は、水平且つ
システムに平行にセットし、フラッシュバルブ組立体144からの光を確実に反
射するようにしなければならない。キャリブレーション固定具170を距離キャ
リブレータの端部158、160に置けば、テストの間、キャリブレーション固
定具170とゴルフボールが確実に各カメラの視野に収まるようになる。両方の
カメラは、ステップS122でキャリブレーション固定具の写真を撮りその画像
をバッファに送る。
ャリブレーション固定具のレトロ反射性ドットに対応する、各画像中の点の中心
位置を求める。ある実施例では、システムは、所定の閾値よりも光度が高いバッ
ファ内のピクセルの位置を識別することにより、これらの点の中心を見つける。
画像は2次元なので、ピクセルの位置は2つの要素(x,y)を有している。シ
ステムは明るい領域を求めて画像をサーチし、明るい領域各々の縁を見つける。
システムは、次に、明るい各領域の中心の大まかな見積もりをする。次に、明る
い各領域内の明るいピクセル全ての平均がとられ、正確なドット位置及びサイズ
が全15領域について計算される。最小面積よりも小さな領域については無視さ
れる。
と、システムには、キャリブレーション固定具上のドットの実際の間隔が分かっ
ているはずである。図15に示すように、キャリブレーション固定具170は、
ドット170a−oが3行5列に配置されている。ドットは約1インチ離して、
1.5インチ離れている別々の3つのX面上に置かれている。3次元パターンに
配列されている各ドット170a−oの中心のX、Y及びZ座標は、デジタル化
表で1インチの1万分の1の精度まで事前に測定され、コンピューター内に記憶
されている。システムは、キャリブレーション固定具上のドットのお互いに対す
る3次元位置の以前に記憶されたデータを呼び出す。呼び出されるデータは、右
手用システム(X軸がゴルファー方向を指す)が使われるか、或いは左手用シス
テム(X軸がゴルファーから離れた方向を指す)が使われるかによって異なる。
双方のセットのデータが記憶されており、ステップS124でオペレータにより
選択される。15個のドットを使ったキャリブレーション固定具に対する右手用
キャリブレーションの場合、これらの3次元位置の代表的セットは以下のように
なる。 (1) -1.5 3.0 0.0 (2) 1.5 3.0 1.0 (3) 0.0 3.0 2.0 (4) 1.5 3.0 3.0 (5) -1.5 3.0 4.0 (6) 1.5 2.0 0.0 (7) 1.5 2.0 1.0 (8) 0.0 2.0 2.0 (9) 1.5 2.0 3.0 (10)-1.5 2.0 4.0 (11)-1.5 1.0 0.0 (12) 1.5 1.0 1.0 (13) 0.0 1.0 2.0 (14) 1.5 1.0 3.0 (15)-1.5 1.0 4.0 15個のドットを使ったキャリブレーション固定具に対する左手用キャリブレー
ションの場合、これらの3次元位置の代表的セットは以下のようになる。 (1) 1.5 3.0 4.0 (2) -1.5 3.0 3.0 (3) 0.0 3.0 2.0 (4) -1.5 3.0 1.0 (5) 1.5 3.0 0.0 (6) 1.5 2.0 4.0 (7) -1.5 2.0 3.0 (8) 0.0 2.0 2.0 (9) -1.5 2.0 1.0 (10) 1.5 2.0 0.0 (11) 1.5 1.0 4.0 (12)-1.5 1.0 3.0 (13) 0.0 1.0 2.0 (14)-1.5 1.0 1.0 (15) 1.5 1.0 0.0 システムはステップS125で、キャリブレーション固定具の画像を使って、
キャリブレーション固定具上の既知の15個のX、Y、Z位置に対して、画像空
レートされたX(I)、Y(I)、Z(I)空間点に関する数式は、
Di2(I=1,11)は、15箇所のX(I),Y(I),Z(I)と2台のカメ
ることにより解が求められる。
手法を使って明るい領域を突き止める。RLE手法は、従来からの手法なので当
業者には既知である。画像解析は、キャリブレーション中又は実際のショット中
に行われる。一旦、RLE手法を使って明るい領域が突き止められると、次にシ
ステムは、画像中の明るい領域全てのアスペクト比を計算して、どの領域がレト
ロ反射性マーカーであるかを判定する。どの明るい領域がドットであるのかを判
定するための手法は、図20に関連付けて後に詳しく論じる。
と、オペレータはステップ103で、温度、湿度、風、標高、及び芝の状態を始
めとする周囲の条件を含むデータを入力することができる。次に、オペレータは
ゴルファーについてのデータを入力する。例えば、オペレータは、ゴルファーの
氏名、テスト場所、性別、年齢、及びゴルファーのハンディキャップを始めとす
る、ゴルファーについての情報を入力する。オペレータはまた、テスト毎に、ゴ
ルフボールのタイプ及びシャフト情報を含むクラブタイプを識別する。
ボールが載せられ、ゴルファーがスウィングする。システムは、ゴルフボールを
打つクラブからの動作起動音がマイクロフォンを介してシステムに送信されると
起動する。ストロボライト装置が作動して、両方のカメラで第1画像が記録され
る。ストロボライトが再度フラッシュするまでに、その間に理想的には800マ
イクロ秒の所定の時間遅れがある。時間遅れは、一方ではストロボライトのフラ
ッシュ能力に、又一方では視野により制約される。時間遅れが長すぎると、視野
の大きさが不足して、両方の画像に対するゴルフボールをカメラ視界に捕らえる
ことができなくなる。システム10及び100に使用されるカメラは、両方の画
像(第1及び第2ストロボがフラッシュする際に撮られる)が、1つの画像フレ
ームに記録されるようになっている。ストロボライトがフラッシュすると(ゴル
フボール上のレトロ反射性材料からの反射により)画像が記録されるので、フラ
ッシュは、機械的にシャッターが押されるカメラの拘束条件とは関わりなく、必
要なだけ間隔を接近させることができる。
感光パネル上に作り出される。各画像内のドットの位置は、キャリブレーション
固定具について論じたRLE技法で定められることが望ましい。
に使用される技法について、これより図20を使って説明する。ステップS13
0に示すように、画像は、選定された適切な輝度閾値レベルを有している。所定
レベルに対するその画像の正しい閾値レベルを設定することにより、画像中の全
ピクセルは黒又は白の何れかで示される。次に、ステップS131で画像は、各
画象内の明るい領域に対応している明瞭なセグメントに区分けされる。本システ
ムはステップS132で、最初に、以下の数式を用いてセグメント各々の合計を
以下のように計算することにより、各領域の中心を求める。
ると、x及びy軸についての正味モーメントが以下の数式を使って計算され、
域を排除する。こうして、大きすぎる領域及び小さすぎる領域は排除される。好
適な実施例では、ゴルフボール上のドットは1/4インチから1/8インチであ
り、カメラは753×244ピクセルを有しているので、ドットは画像内で約1
05ピクセル分の面積となるはずである。しかしながら、クラブヘッドや他の物
体からのものを含め鏡面反射によるグレアが、各画像内に明るい領域を付加的に
出現させる。このように、当該領域が105ピクセルよりもかなり少ないか又は
多い場合には、システムは、それらの領域がゴルフボール上のマーカーではあり
えないことから、それらの領域を無視する。
下の方法でどれが正しい12個であるのかを判定する。システムは、ドットは丸
く、ストロボライトがフラッシュしている間ゴルフボールは移動しているという
事実により、画像内ではドットが楕円形状を残すものと仮定する。従って、ステ
ップS134では、システムは以下の数式、
スペクト比が以下の数式、
ップS137で排除される。
テムは以下のやり方で、ゴルフボールの中心の並進速度とゴルフボールの角速度
(スピン率)を計算する。システムは第1に、ゴルフボール表面上の6個のドッ
トの位置を突き止めるために、カメラのデータからの三角測量を使用する。厳密
には、システムは以下の4つの一次方程式のセットを解いて、ゴルフボール表面
上の各ドットの、ゴルフボール座標系での位置(x,y,z)を求める。 (D9,1U1-D1,1)x+(D10,1U1-D2,1)y+(D11,1U1-D3,1)z+(U1-D4,1)=0 (数式14)
(D9,1V1-D5,1)x+(D10,1V1-D6,1)y+(D11,1V1-D7,1)z+(V1-D8,1)=0 (数式15)
(D9,2U2-D1,2)x+(D10,2U2-D2,2)y+(D11,2U2-D3,2)z+(U2-D4,2)=0 (数式16)
(D9,2V2-D5,2)x+(D10,2V2-D6,2)y+(D11,2V2-D7,2)z+(V2-D8,2)=0 (数式17)
ここに、Di,jはステップS102(図18)及びステップS125(図19)
のキャリブレーション方法により求められた11の定数であり、iは定数であり
jは画像である。
求められた)ドット位置を、キャリブレートされたカメラ136、138の基準
グローバルシステムに、以下の行列式を使って変換するが、
トルTx,Ty,Tzは、グローバル座標中のゴルフボールの中心の位置である。
行列要素Mij(i=1,3;j=1,3)は、グローバル系に対するゴルフボー
ル座標系の方位を定義する方向余弦である。3つの角度a1,a2,a3は、行列
Mijの要素を周期関数の項で記述している。各リフレクタのグローバル位置に関
する行列式を上記4つの1次方程式に代入することにより、28個の数式のセッ
トから6個の未知の変数(Tx,Ty,Tz、a1,a2,a3)が求められる。28
個の数式から成る同様のセットは、ゴルフボールの第2画像の場合にも解かれる
。通常、回転行列Mを規定した3つの変数Tx,Ty,Tz及びa1,a2,a3の3
つの角度の解は、同時に満たされる28個の数式を4回反復すると解が求められ
る。
素は、質量中心の相対並進とゴルフボールがその2つの位置の間に作り出す相対
回転角から計算される。
下の数式(それぞれ数式19、20、21とする)により与えられ、
像の間の時間である。
△T)の積を得ることにより求められる。求められた相対方位行列A、A(t,
t+△t)=M(t+△t)MT(t)は、2枚のストロボゴルフボール画像の
角度差を測定したことになる。
ムは、ステップS107で計算された初期速度及び初期スピン率を使って、その
テストに関する飛翔軌跡を計算する。時間増分値毎に、時間Tにおけるゴルフボ
ール上の力を補間して、時間Tにおけるゴルフボールの速度及びゴルフボール上
の力から、時間T+1における速度を計算する。次に、システムは平均速度とレ
イノルズ数を計算するが、このレイノルズ数は、時間Tから時間T+1までの時
間の間の、流れの慣性力の、流れの粘性力に対する比である。次にシステムは、
平均力を補間して、そこから時間T+1における速度を計算する。力には、抵抗
力、ゴルフボールのスピンによる揚力、及び重力が含まれる。システムは、時間
T+1における速度を使って時間T+1における距離を計算することができる。
最後に、システムは、時間T+1におけるスピン率を計算する。好適な実施例で
は、この時間の長さは0.1秒である。この計算はゴルフボールが地面に到達す
るまで行なわれる。
力については、その力は、
スピン方向は、
転、及びゴルフボールの速度である。
ある。
般化された速度及び回転速度は、
,u13,u14はX,Y,Z方向のスピン速度である。
得られ、
のである。 これら2次微分方程式、即ち数式32−34は、タイムステップ毎、望ましく
は0.1秒毎に、データファイル又は別のソースからの抵抗力と揚力係数(cd
基づいて解かれる。
くなる、普通はゼロ又は地面水準になるまで、一定の時間間隔で継続的にこの処
置を繰り返す。ゴルフボールが地面水準に達すると、本方法は補間して、最終的
速度、飛翔時間、衝撃角度、スピン率を含む地面衝撃条件を計算する。実験的デ
ータとオペレータにより入力されたゴルフボールデータに基づく回転モデルを使
用し、システムはゴルフボールの最終的な静止位置を、計算されたばかりの地面
衝撃条件を使って計算する。従って、システムはティーからゴルフボールの最終
的な静止位置までの合計距離を計算する。データファイルは、飛翔軌跡方法によ
り計算された結果を記憶する。
るべきかどうかを判定する。追加的テストが実行される場合は、上記プロセスが
繰り返されることになり、ステップS104で作動開始音から始まり、ステップ
S110までで、飛翔軌跡法はゴルフボールの飛翔軌跡を計算し提示する。
ールタイプに対する統計値を計算し、オペレータにその結果を提示する。ゴルフ
ボールタイプ毎に実行されたテストのグループに対し、システムは、速度、打ち
出し角度、サイドアングル、バックスピン、サイドスピン、キャリー及びロール
を含む幾つかの打ち出し特性に関して、平均値と平均値からの標準偏差を計算す
る。
トの配置における差、感光パネルのピクセル解像度、及びキャリブレーション固
定具上で事前に測定されたドットの精度を含む、様々な要因が測定値の標準偏差
に寄与している。ばらつきの主な原因は、普通のゴルファーのスウィングの差に
あることが分かっている。
る。例えば、システムはオペレータが選択したゴルフボールタイプに対し個々の
結果を表示する。
タイプに対する飛翔軌跡の表型式の表現を表示することもできる。表型式表現で
は、距離、高さ、速度、スピン、揚力、抵抗力、レイノルズ数を含む飛翔規制情
報が提示される。同様に、この解析方法では、オペレータが選択したゴルフボー
ルタイプに対する飛翔軌跡をグラフで表したものも表示される。システムは、ゴ
ルフボールの各タイプについて計算された平均打ち出し条件からグラフィカルな
飛翔軌跡を計算する。
示する。その結果は表形式及び/又はグラフ形式で表示される。表示結果には、
合計距離、スピン率、打ち出し角度、空中距離、ゴルフボール速度が含まれてい
る。この情報から、システムはステップS114でゴルファーに、打ち出し角度
とゴルフボールのスピン率をわずかに変えた場合の結果を示し、ゴルッファーが
道具及び/又はスイングを最適化できるようにする。図22に示すように、ゴル
フボールが移動する距離は、所与のゴルフボール速度に対し、初期のスピン率と
打ち出し角度に左右される。ゴルファーは、クラブのヘッドスピードにより決ま
ってしまうゴルフボール速度を上げることができないと仮定しよう。(ゴルフボ
ール及びクラブヘッドスピードを増すための1つの方法はシャフト長を長くする
ことである。しかしながら、シャフト長を長くすると、打ち出し角度やスピン率
を始めとする他の変数も変化するので、一連のテストをやり直さなければならな
い。) システムはステップS114で、ゴルファーのものに近い種々の打ち出し角度
及びスピン率でゴルフボールを打った際の距離を計算する。オペレータは、距離
の計算にどの打ち出し角度とスピン率を使用するかを選択することができる。一
例を図22に示す。本例では、システムは、初期速度が130mphのゴルフボ
ールが、打ち出し角度0°から15°、スピン率2000rpmから4000r
pmの場合に移動する距離を計算した。この特定のデータを表示するために、シ
ステムは上記飛翔軌跡計算を(幾つかの所定の打ち出し角度値、及び幾つかの所
定の初期スピン率値で)約50から100回実行する。オペレータは、システム
が使用すべき打ち出し角度とスピン率をある範囲に指定することができるととも
に、計算でシステムが使用する各値の数も指定することができる。図22のグラ
フデータから、ゴルファーは、距離を伸ばすためにこれら2つの変数のどちらを
変更すべきかを決めることができる。
ある場合、ゴルファーの飛距離は220から225ヤードの範囲内となる。ゴル
ファーがスピン率をS2rpmからS1rpmまで下げた場合、距離は225から
230ヤードまで伸びることになる。同様に、スピン率S1で、打ち出し角度を
L1度からL2度に変更しても距離が伸びる。距離を変えるために、スピン率と打
ち出し角度を同時に変更することもできる。この情報を知れば、ゴルファーは距
離を伸ばすために適当な調整を行なうことができる。
そのゴルファーのデータを、これもデータが保存されている他のゴルファーのデ
ータと比較することもできる。このやり方で、ゴルファーは、自分のデータ(打
ち出し角度、初期のゴルフボール速度、スピン率など)を他のゴルファーのデー
タと比較できるようになる。この比較は、表形式又はグラフ形式で行なうことが
できる。同様に、システムは、連続するクラブ(例、5番アイアンから6番アイ
アンそして7番アイアンへという具合)からのデータを比較して、クラブ同士の
間にギャップがある(クラブ同士の間に距離の一貫性がない)かどうかを判定す
ることもできる。代わりに、2人の別々のゴルファーが、同じ又は別のクラブを
使った場合、又は同じ又は別のボールを使った場合を比較することもできる。 事例 キャリブレーションの後、ゴルフマシンは6個のバラタ巻きゴルフボールと6個
のツーピース・ソリッドゴルフボールを同一条件下で打った。ゴルフボールの運
動に関し以下のデータが得られた。
示している。第1に影響を受ける打ち出し変数は、スクウェアにヒットされたゴ
ルフショットで生じるゴルフボールのバックスピン(Wx速度)である。2番目
に影響を受けるのは、高弾性率イオノマーカバー材を備えたツーピース・ソリッ
ドゴルフボールに対して、糸巻き構造の打ち出し角度が低いことである。
範囲はこれらの実施例に限定されるわけではない。当業者は、本好適実施例の変
型を見出すことであろうが、それらは本発明の精神の内側にあり、その範囲は附
随の請求項目により定義されるものである。
ゴルフボールを示している。
体的に示している。
ゴルフボールを全体的に示している。
図である。
回路の線図である。
の線図である。
る。
立前の斜視図である。
Claims (55)
- 【請求項1】 所定視野内を移動する対象物の飛行特性を測定するための打
ち出しモニターシステムにおいて、 ポータブル型の支持構造体と、 前記支持構造体上に配置された第1の光反射要素と、 前記支持構造体上に配置され光を前記所定視野へと方向決めする照明装置と、 前記支持構造体上に配置され、前記対象物が前記所定視野内を移動中に少なく
とも1枚の画像を生成するために前記所定視野の方を向けられている第1カメラ
と、 前記システムを制御し、前記画像から前記対象物の飛行特性を確定するための
コンピュータ手段とを備えていることを特徴とするシステム。 - 【請求項2】 前記照明装置から前記所定視野へと光を反射するため、前記
照明装置と前記所定視野に関連して配向されている第1の光反射要素を更に含ん
でいることを特徴とする請求項1に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項3】 前記対象物がゴルフボールであることを特徴とする請求項1
に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項4】 前記支持構造体上に配置され、前記照明装置から前記所定視
野へと光を反射するため、前記照明装置と前記所定視野に関連して配置されてい
る第2の光反射要素と、 前記支持構造体上に配置され、前記対象物が前記所定視野内を移動中に少なく
とも1枚の画像を生成するために前記所定視野の方を向けられている第2カメラ
とを備えていることを特徴とする請求項3に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項5】 前記第1及び第2の光反射要素はそれぞれにアパーチャを含
んでおり、前記アパーチャを通して前記所定視野をモニターするために前記各カ
メラ装置がそれぞれに配置されていることを特徴とする請求項4に記載の打ち出
しモニターシステム。 - 【請求項6】 前記照明装置はストロボライト装置であることを特徴とする
請求項4に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項7】 前記照明装置は各カメラ装置の周囲に配置されたリング状の
ストロボライトであることを特徴とする請求項1に記載の打ち出しモニターシス
テム。 - 【請求項8】 前記照明装置と前記第1の光反射要素との間に配置される第
3の光反射要素と、 前記照明装置と前記第2の光反射要素との間に配置される第4の光反射要素と
を更に備え、 前記第3及び第4の光反射要素はそれぞれ、前記照明装置から前記第1及び第
2の光反射要素それぞれに光を反射することを特徴とする請求項4に記載の打ち
出しモニターシステム。 - 【請求項9】 前記照明装置は、概ね、前記第1の光反射要素と前記第2の
光反射要素の間に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の打ち出しモ
ニターシステム。 - 【請求項10】 前記照明装置は、デュアルストロボ照明装置であることを
特徴とする請求項6に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項11】 前記システムが前記対象物の移動に平行な方向に整列し、
前記システムがゴルフボールの移動と平行な方向に移動できるようにするため、
前記ポータブル型支持構造体がその下部に取り付けられた支持要素を含んでいる
ことを特徴とする請求項1に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項12】 前記支持要素はスライドパッドを含んでおり、前記スライ
ドパッドがロッドと滑動可能に係合することを特徴とする請求項11に記載の打
ち出しモニターシステム。 - 【請求項13】 前記支持構造体は、前記支持要素に対し高さが調節可能で
あることを特徴とする請求項11に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項14】 前記支持要素は少なくとも1個のホィールを含んでおり、
前記支持構造体は前記少なくとも1個のホィールに対して高さが調節可能である
ことを特徴とする請求項11に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項15】 前記システムを前記所定視野に対してキャリブレートする
ための距離キャリブレータを更に備えていることを特徴とする請求項1に記載の
打ち出しモニターシステム。 - 【請求項16】 前記各カメラ装置は見通し線を有し、前記見通し線は前記
所定視野内にあり前記システムから所定距離だけ離れた所にある交点で交差し、
前記距離キャリブレータは、伸長長さが前記システムから前記カメラ装置の前記
見通し線の前記交点までの距離に対応する伸長可能部材を含んでいることを特徴
とする請求項15に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項17】 少なくとも3つの異なる面に反射性のマーキングを有する
キャリブレーション固定具と、 前記システムをキャリブレートするための少なくとも1つの伸縮自在部材とを
備えており、 前記キャリブレーション固定具は、前記伸縮自在部材の端部を受けるための受
け入れ要素を含み、それにより前記キャリブレーション固定具を前記カメラ装置
の前記見通し線の交点に置くことを特徴とする請求項4に記載の打ち出しモニタ
ーシステム。 - 【請求項18】 前記カメラ装置はビデオカメラであり、前記照明装置はス
トロボライトを含んでいることを特徴とする請求項4に記載の打ち出しモニター
システム。 - 【請求項19】 前記コンピュータ手段は、前記ゴルフボールが前記所定視
野内を移動している間に少なくとも1回前記照明装置に前記ゴルフボールを照ら
すようにさせると同時に、照らされた前記ゴルフボールの像を、前記各カメラ装
置に捕捉させることを特徴とする請求項4に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項20】 前記コンピュータは前記照明装置を作動させ、前記ゴルフ
ボールが前記所定視野内を移動している間に少なくとも2回前記ゴルフボールを
照らすようにさせると同時に、前記ゴルフボールが照らされる都度、前記カメラ
装置に前記ゴルフボールの像を捕捉させることを特徴とする請求項4に記載の打
ち出しモニターシステム。 - 【請求項21】 前記コンピュータは、スピン率、速度、又は打ち出し角度
のうちの少なくとも1つを含むゴルフボールの打ち出し条件を、画像から判定す
るためのアルゴリズムを含んでいることを特徴とする請求項20に記載の打ち出
しモニターシステム。 - 【請求項22】 前記コンピュータと前記アルゴリズムは、前記ゴルフボー
ルが照らされる都度、前記画像から前記ゴルフボールの位置及び方位を判定する
ことが可能であり、前記画像と画像の間の前記ゴルフボールの位置及び方位にお
ける変化を判定するための手段であることを特徴とする請求項20に記載の打ち
出しモニターシステム。 - 【請求項23】 前記コンピュータと前記アルゴリズムは、前記打ち出し条
件から前記ゴルフボールの飛翔軌跡を求めることができることを特徴とする請求
項21に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項24】 前記コンピュータと前記アルゴリズムは、画像化された第
1のゴルフボールとは設計が異なる第2のゴルフボールの飛翔軌跡を計算するこ
とができることを特徴とする請求項21に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項25】 前記コンピュータと前記アルゴリズムは、前記画像化され
たゴルフボールの飛翔軌跡を前記第2のゴルフボールと比較することができるこ
とを特徴とする請求項24に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項26】 前記コンピュータと前記アルゴリズムは、前記画像化され
たゴルフボールの飛翔軌跡を、前記画像化されたゴルフボールとは異なるクラブ
で以前のある時点に打たれた第2のゴルフボールと比較することができることを
特徴とする請求項21に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項27】 前記コンピュータと前記アルゴリズムは、前記画像化され
たゴルフボールの飛翔軌跡を、前記画像化されたゴルフボールとは異なる第2の
ゴルファーにより以前のある時点に打たれた第2のゴルフボールと比較すること
ができることを特徴とする請求項23に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項28】 前記システムの動作を起動させるためのイニシエータを更
に備えていることを特徴とする請求項20に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項29】 前記イニシエータがマイクロフォンであり、前記マイクロ
フォンが、ゴルフクラブに打たれているゴルフボールに応えて信号を前記コンピ
ュータ手段に送り、前記ゴルフボールを照らして像を捕獲するようになっている
ことを特徴とする請求項28に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項30】 前記イニシエータは、光束と、ゴルフボールが前記光束を
通過するとき信号をシステムに送るセンサーとを備えていることを特徴とする請
求項28に記載の打ち出しモニターシステム。 - 【請求項31】 対象物の飛行中にその飛行特性を測定する打ち出しモニタ
ーシステムの所定視野内にある間に前記対象物を照らすためのレンズ組立体にお
いて、 前記モニターシステムから前記所定視野に向けて光を外向きに投影するための
照明装置と、 前記照明装置と前記所定視野の間に配置されている、前記照明装置により投影
された光の分散を制御するための光学レンズとを備えていることを特徴とするレ
ンズ組立体。 - 【請求項32】 前記光学レンズはフレネルレンズであることを特徴とする
請求項31に記載のレンズ組立体。 - 【請求項33】 前記照明装置はストロボスコープ型フラッシュであること
を特徴とする請求項31に記載のレンズ組立体。 - 【請求項34】 前記光学レンズは焦点距離が約3インチであり、前記照明
装置から3インチ以内に配置されていることを特徴とする請求項31に記載のレ
ンズ組立体。 - 【請求項35】 反射性要素を有するスピンしている球体の画像内の余計な
輝度の領域を減らすための方法において、 前記画像をある数の明るい領域に区分けする段階と、 前記明るい領域各々の中心を計算する段階と、 前記明るい領域の両主軸を決める段階と、 前記各明るい領域の両主軸の比を計算する段階と、 前記両主軸の比が規定値を超えている場合にはその明るい領域を排除する段階
とから成ることを特徴とする方法。 - 【請求項36】 前記区分けする段階の前に、前記画像内の輝度閾値レベル
を所定のレベルに設定する段階が含まれていることを特徴とする請求項35に記
載の方法。 - 【請求項37】 前記中心を計算する段階の前に、所定の範囲の外の領域を
有する前記画像内の明るい領域を排除する段階が含まれていることを特徴とする
請求項35に記載の方法。 - 【請求項38】 対象物が所定視野内を移動している間に打ち出しモニター
システムにより測定される飛行特性に基づいて前記対象物の飛翔軌跡を計算する
方法において、 前記対象物が前記所定視野内にある間に、その画像を少なくとも2枚、異なる
2つの時期に撮る段階と、 前記画像から前記所定視野内の前記対象物の位置と方位を求める段階と、 前記対象物の位置と方位から前記対象物の打ち出し条件を計算する段階と、 前記計算された打ち出し条件から前記対象物の飛翔軌跡を計算する段階と、 前記対象物の飛翔軌跡を表示する段階とから成ることを特徴とする方法。 - 【請求項39】 前記画像を撮る段階の前に、システムのオペレーティング
パラメータを定義する段階が含まれていることを特徴とする請求項38に記載の
方法。 - 【請求項40】 前記対象物はモニターシステムからの光を反射しそれによ
り画像内に明るい領域を生じさせる反射領域を有しており、更に、前記画像から
前記所定視野内の前記対象物の位置と方位を求める前記段階が、 前記各画像内の明るい領域を突き止める段階と、 前記画像内の明るい領域のどれが前記対象物の反射領域に対応しているかを判
定する段階と、 前記各画像内の明るい領域の中心を突き止める段階と、 前記各画像内の明るい領域の中心から前記対象物の中心を計算する段階とから
成ることを特徴とする請求項38に記載の方法。 - 【請求項41】 前記画像を撮る段階の前に、 前記対象物を打つ人の特定の方位を選択する段階と、 テストモードでありデモンストレーションモードであるオペレーションのモー
ドを選択する段階と、 周囲の条件及び前記対象物の特性を含む現場指定データを入力する段階とが含
まれていることを特徴とする請求項40に記載の方法。 - 【請求項42】 前記周囲の条件は、温度、湿度、風速、風向、又は標高の
うちの少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項41に記載の方法。 - 【請求項43】 前記対象物は第1のゴルフボールであり、本方法は、前記
第1のゴルフボールに対して計算された打ち出し条件から、前記第1のゴルフボ
ールとは設計が異なる第2のゴルフボールの飛翔軌跡を計算する段階を更に含ん
でいることを特徴とする請求項38に記載の方法。 - 【請求項44】 前記打ち出し条件は、前記対象物のスピン率、速度、又は
打ち出し角度のうちの少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項38
に記載の方法。 - 【請求項45】 前記方法は、前記第1のゴルフボールの飛翔軌跡を第2の
ゴルフボールと比較する段階を更に含んでいることを特徴とする請求項43に記
載の方法。 - 【請求項46】 前記対象物は第1のゴルフボールであり、本方法は、前記
第1のゴルフボールの飛翔軌跡を、前記第1のゴルフボールとは異なるクラブで
以前のある時点に打たれた第2のゴルフボールと比較する段階を更に含んでいる
ことを特徴とする請求項38に記載の方法。 - 【請求項47】 前記対象物は第1のゴルフボールであり、本方法は、前記
第1のゴルフボールの飛翔軌跡を、第1のゴルフボールとは異なる第2のゴルフ
ァーにより以前のある時点に打たれた第2のゴルフボールと比較する段階を更に
含んでいることを特徴とする請求項38に記載の方法。 - 【請求項48】 前記画像を撮る段階の前に、システムをキャリブレートす
る段階が含まれていることを特徴とする請求項38に記載の方法。 - 【請求項49】 前記キャリブレートする段階が、 打ち出しモニターシステムを組み立てる段階と、 所定視野内の少なくとも3つの異なる面に複数の反射性ドットを設けたキャリ
ブレーション固定具を配置する段階と、 前記キャリブレーション固定具を画像化する段階と、 画像内の反射性ドットの位置を判定する段階と、 前記反射性のドットの位置に対応するデータを入手する段階と、 前記画像内のドットの位置及び位置データに基づいて、前記対象物を画像化し
ている各カメラに対するキャリブレーション値を計算する段階とから成ることを
特徴とする請求項48に記載の方法。 - 【請求項50】 前記対象物の画像を撮る段階が、 前記対象物の運動を始動する段階と、 前記対象物の運動に応えて打ち出しモニターシステムに信号を送る段階と、 送信した信号に応えて前記対象物を照らす段階と、 前記対象物が照らされている間に、送られた信号に応えて少なくとも1枚の画
像を撮る段階とから成ることを特徴とする請求項38に記載の方法。 - 【請求項51】 前記対象物の少なくとも1枚の画像が撮られた後、所定の
時間待つ段階と、 前記所定の時間の後に前記対象物を2度目に照らす段階と、 前記対象物が照らされている間に少なくとももう1枚の画像を撮る段階とを更
に含んでいることを特徴とする請求項50に記載の方法。 - 【請求項52】 前記所定の時間はプログラム可能であることを特徴とする
請求項51に記載の方法。 - 【請求項53】 前記2枚の画像は、前記所定視野に対して異なる方位で方
向決めされた2台の別々のカメラから同時に撮られることを特徴とする請求項5
1に記載の方法。 - 【請求項54】 前記打ち出し条件を計算する段階が、前記対象物のスピン
率と打ち出し角度を計算する段階を含んでおり、更に、 前記対象物のスピン率の範囲を計算されたスピン率に関連して決める段階と、 前記対象物の打ち出し角度の範囲を計算された打ち出し角度に関連して決める
段階と、 前記スピン率の範囲と前記打ち出し角度の範囲に基づいて、前記対象物に関し
て複数の飛翔軌跡を計算する段階とを含んでいることを特徴とする請求項38に
記載の方法。 - 【請求項55】 前記対象物が移動する距離を前記複数の計算された飛翔軌
跡毎に計算する段階と、 最大距離を生み出すスピン率と打ち出し角度を求めるために、前記複数の計算
された距離を表示する段階とを更に含んでいることを特徴とする請求項54に記
載の方法。
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