JP2012231908A - Simulator device for ball game and simulation method for ball game - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は球技用シミュレータ装置および球技用シミュレーション方法に関する。 The present invention relates to a ball game simulator device and a ball game simulation method.
人がゴルフクラブをスウィングしてゴルフボールを打撃したときのゴルフクラブのスウィング速度を検出する装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置は、撮像装置によって得られたゴルフクラブの画像情報に基づいてスウィング速度を求めている。
また、人が野球バットやテニスラケットなどのスウィング部材をスウィングしてボールを打撃したときのスウィング部材のスウィング速度を検出する装置が提案されている（特許文献２参照）。この装置は、光センサによって検出されたスウィング部材の通過時間に基づいてスウィング速度を算出している。
このようなゴルフクラブやスウィング部材のスウィング速度は、例えば、ゴルフや野球などのシミュレーション装置においてボールの速度や移動方向、ボールの弾道などのデータを算出するためのデータとして利用される。
There has been proposed an apparatus for detecting a swing speed of a golf club when a person swings a golf club and hits a golf ball (see Patent Document 1). This device obtains the swing speed based on the image information of the golf club obtained by the imaging device.
There has also been proposed an apparatus for detecting a swing speed of a swing member when a person swings a swing member such as a baseball bat or a tennis racket and hits a ball (see Patent Document 2). This apparatus calculates the swing speed based on the passage time of the swing member detected by the optical sensor.
The swing speed of such a golf club or swing member is used as data for calculating data such as a ball speed, a moving direction, and a ball trajectory in a simulation device such as golf or baseball.
しかしながら、上記従来技術では、撮像装置や光センサを用いているため、測定範囲が限定されている。したがって、定められた測定範囲内に置かれたボールをゴルフクラブやスウィング部材で打撃しなくてはならない。
そのため、トスバッティングのように空中に放り投げられたボールをバットで打撃するといったように、打撃する位置がばらついて撮像装置や光センサの測定範囲から逸脱するような場合は計測が困難である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボールの移動方向および移動速度を検出できる範囲を大きく確保でき、さまざまな球技のシミュレーションを的確に行う上で有利な球技用シミュレータ装置および球技用シミュレーション方法を提供することにある。
However, since the above-described conventional technique uses an imaging device or an optical sensor, the measurement range is limited. Therefore, a ball placed within a predetermined measurement range must be hit with a golf club or a swing member.
Therefore, measurement is difficult when the hit position varies and deviates from the measurement range of the imaging device or the optical sensor, such as hitting a ball thrown into the air like toss batting with a bat.
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to secure a large range in which the moving direction and moving speed of the ball can be detected, which is advantageous in accurately performing simulations of various ball games. A ball game simulator apparatus and a ball game simulation method are provided.
上記目的を達成するために、本発明は、球技用のボールが物体により打撃されたときの前記ボールの移動速度および移動方向を含む初期特性値を検出する初期特性値検出部と、前記初期特性値に基づいて前記ボールの飛距離を算出すると共に、前記算出された飛距離に基づいて前記ボールの弾道を算出する評価用特性値演算部と、前記初期特性値、前記飛距離および前記弾道を含むデータに基づいて前記打撃の評価を行う評価データを生成する評価データ生成部とを含む球技用シミュレータ装置であって、前記初期特性値検出部は、指向性を有し、供給される送信信号に基づいて前記ボールに向けて送信波を送信すると共に、前記ボールで反射された反射波を受信して受信信号を生成する互いに離間して配置された第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）のアンテナと、前記第１乃至第ｎのアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記アンテナから供給される前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成する第１乃至第ｎのドップラーセンサと、前記第１乃至第ｎのドップラーセンサのそれぞれから得られたドップラー信号を周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す第１乃至第ｎの信号強度分布データを生成する信号強度分布データ生成部と、前記第１乃至第ｎの信号強度分布データのそれぞれに基づいて、前記ボールの移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第ｎの速度を算出する速度演算部と、予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの速度と予め実測され得られている前記ボールの移動方向との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動方向を算出する移動方向演算部と、予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの速度と予め実測され得られている前記ボールの移動速度との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動速度を算出する移動速度演算部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an initial characteristic value detecting unit that detects an initial characteristic value including a moving speed and a moving direction of the ball when a ball for ball game is hit by an object, and the initial characteristic. Calculating the ball flight distance based on the value, and calculating an evaluation characteristic value calculation unit for calculating the ball trajectory based on the calculated flight distance, the initial characteristic value, the flight distance, and the trajectory. A ball game simulator apparatus including an evaluation data generation unit that generates evaluation data for evaluating the batting based on the data including the transmission, and the initial characteristic value detection unit has directivity and is supplied 1st to nth (n is 2 or more) arranged to be separated from each other for transmitting a transmission wave toward the ball based on the received wave and receiving a reflected wave reflected by the ball and generating a reception signal (Integer) antennas and the first to n-th antennas, and supplies the transmission signal to the antenna and has a Doppler frequency based on the reception signal supplied from the antenna. First to nth Doppler sensors for generating Doppler signals, and first to nth signal intensity distributions for each frequency by frequency analysis of the Doppler signals obtained from the first to nth Doppler sensors. Detecting a Doppler frequency component corresponding to the moving speed of the ball based on each of the signal intensity distribution data generation unit for generating the nth signal intensity distribution data and the first to nth signal intensity distribution data; A speed calculation unit for calculating the first to n-th speeds based on the detected Doppler frequency components; The first to n-th speeds calculated from the first to n-th speeds calculated by the speed calculation unit based on the correlation between the first to n-th speeds and the movement direction of the ball that has been measured in advance. Based on a correlation between the first to n-th speeds obtained in advance and the movement speed of the ball obtained in advance, the speed calculation unit that calculates a direction. And a moving speed calculation unit that calculates the moving speed from the first to n-th speeds calculated in step (1).
また本発明は、球技用のボールが物体により打撃されたときの前記ボールの移動速度および移動方向を含む初期特性値を検出する初期特性値検出工程と、前記初期特性値に基づいて前記ボールの飛距離を算出すると共に、前記算出された飛距離に基づいて前記ボールの弾道を算出する評価用特性値演算工程と、前記初期特性値、前記飛距離および前記弾道を含むデータに基づいて前記打撃の評価を行う評価データを生成する評価データ生成工程とを含む球技用シミュレーション方法であって、指向性を有し、供給される送信信号に基づいて前記ボールに向けて送信波を送信すると共に、前記ボールで反射された反射波を受信して受信信号を生成する第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）のアンテナを互いに離間して配置し、前記第１乃至第ｎのアンテナのそれぞれに対応して、前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記アンテナから供給される前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成する第１乃至第ｎのドップラーセンサを設け、前記第１乃至第ｎのドップラーセンサのそれぞれから得られたドップラー信号を周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す第１乃至第ｎの信号強度分布データを生成する信号強度分布データ生成部を設け、前記第１乃至第ｎの信号強度分布データのそれぞれに基づいて、前記ボールの移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第ｎの速度を算出する速度演算部を設け、前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動方向との相関関係と、前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動速度との相関関係とをそれぞれ予め求めておき、前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動方向との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動方向を算出し、前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動速度との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動速度を算出することを特徴とする。 The present invention also provides an initial characteristic value detecting step for detecting an initial characteristic value including a moving speed and a moving direction of the ball when the ball for ball game is hit by an object, and the ball based on the initial characteristic value. A characteristic value calculation step for calculating the ball trajectory based on the calculated flight distance and calculating the flight distance, and the batting based on the initial characteristic value, the flight distance, and the data including the trajectory A ball game simulation method including an evaluation data generation step for generating evaluation data for performing an evaluation, and having directivity and transmitting a transmission wave toward the ball based on a supplied transmission signal, First to nth (n is an integer of 2 or more) antennas that receive a reflected wave reflected by the ball and generate a reception signal are arranged apart from each other, and the first to nth antennas are arranged. Corresponding to each of the antennas, there are provided first to n-th Doppler sensors for supplying the transmission signal to the antenna and generating a Doppler signal having a Doppler frequency based on the reception signal supplied from the antenna. Signal intensity distribution data for generating first to nth signal intensity distribution data indicating a distribution of signal intensity for each frequency by performing frequency analysis on a Doppler signal obtained from each of the first to nth Doppler sensors. A generation unit is provided to detect a Doppler frequency component corresponding to the moving speed of the ball based on each of the first to n-th signal intensity distribution data, and the first to first based on the detected Doppler frequency component. a speed calculator for calculating the speed of n, and the first to nth speeds and the moving direction of the ball And a correlation between the first to nth speeds and the moving speed of the ball is obtained in advance, and based on a correlation between the first to nth speeds and the moving direction of the ball. The moving direction is calculated from the first to nth speeds calculated by the speed calculating unit, and the speed calculation is performed based on the correlation between the first to nth speeds and the moving speed of the ball. The moving speed is calculated from the first to n-th speeds calculated by the unit.
本発明によれば、ボールが物体により打撃されたときのボールに向けて送信波を送信すると共に、ボールから反射された反射波を受信するアンテナを複数個設け、予め得られている各アンテナを用いて計測された速度と移動方向および移動速度との実測値との相関関係に基づき、測定された各速度から移動方向および移動速度を算出し、これら移動速度および移動方向を含む初期特性値に基づいてボールの飛距離を算出すると共に、算出された飛距離に基づいてボールの弾道を算出し、初期特性値、飛距離および弾道を含むデータに基づいて打撃の評価を行う評価データを生成するようにした。
したがって、ボールに送信波を送信しかつボールで反射された反射波を受信する空間を広く確保することができるため、ボールの移動方向および移動速度を検出できる範囲を大きく確保できる。ボールを物体で打撃する位置がばらつく場合であっても、移動方向および移動速度を的確に検出でき、さまざまな球技のシミュレーションを的確に行う上で有利となる。
According to the present invention, a plurality of antennas for transmitting a transmission wave toward a ball when the ball is hit by an object and receiving a reflected wave reflected from the ball are provided. Based on the correlation between the measured speed and the measured value of the moving direction and the moving speed, the moving direction and the moving speed are calculated from each measured speed, and the initial characteristic value including the moving speed and the moving direction is calculated. Based on the calculated flight distance, the ball trajectory is calculated, and evaluation data is generated for evaluating the hit based on the data including the initial characteristic value, the flight distance, and the trajectory. I did it.
Therefore, a wide space for transmitting the transmission wave to the ball and receiving the reflected wave reflected by the ball can be secured widely, so that a large range in which the moving direction and moving speed of the ball can be detected can be secured. Even if the position where the ball is hit with an object varies, the moving direction and moving speed can be accurately detected, which is advantageous in accurately performing simulations of various ball games.
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態の球技用シミュレータ装置について球技用シミュレーション方法と共に図面を参照して説明する。
本実施の形態では、球技用のボールが野球用のボールであり、球技用シミュレータ装置が、野球用のバット（物体）によって打撃されたボールのシミュレーションを行うものである場合について説明する。なお、球技用のボールは、テニスボールやサッカーボールなどの従来公知のさまざまな球技用ボールであってもよく、物体によって打撃されることで空間を移動するボールであればよい。
(First embodiment)
Hereinafter, a ball game simulator device according to an embodiment of the present invention will be described together with a ball game simulation method with reference to the drawings.
In the present embodiment, a case will be described in which the ball game ball is a baseball ball and the ball game simulator device simulates a ball hit by a baseball bat (object). The ball for ball game may be various conventionally known ball game balls such as a tennis ball and a soccer ball, and may be any ball that moves in space by being hit by an object.
図１に示すように、本実施の形態の球技用シミュレーション装置１０は、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと、マイク１６と、トリガ信号発生部１８と、計測シミュレーション部２０と、表示部２２と、操作部２４などを含んで構成されている。
本実施の形態では、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄとは後述するケース２６（図３）に収容保持されている。
また、トリガ信号発生部１８と、計測シミュレーション部２０と、表示部２２と、操作部２４とは、不図示の筐体に組み込まれている。
第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと計測シミュレーション部２０とは不図示の接続ケーブルを介して接続され、マイク１６と計測シミュレーション部２０とは不図示の接続ケーブルを介して接続されている。
なお、図１において符号２はボールとしての野球用のボール、４は野球用のバットを示す。
As shown in FIG. 1, the ball
In the present embodiment, the first to
Further, the trigger
The first to
In FIG. 1,
第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄから供給される送信信号に基づいて送信波Ｗ１としてのマイクロ波をボール２に向けて送信すると共に、ボール２で反射された反射波Ｗ２を受信して受信信号を第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄに供給するものである。
より詳細には、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、指向性を有し、送信波Ｗ１を送信すると共に、ボール２で反射された反射波Ｗ２を受信して受信信号を生成するものであり、互いに離間して配置されている。
本実施の形態では、第１乃至第４アンテナ１２Ａ〜１２Ｄは同形同大の指向性アンテナで構成され、このような指向性アンテナとしてホーンアンテナを使用している。
指向性アンテナとしてホーンアンテナ以外のパラボラアンテナ、パッチアンテナなどの従来公知のさまざまな指向性アンテナを使用可能であるが、ホーンアンテナは構成が簡素であり比較的安価であることからコストを抑制する上で有利である。
The first to
More specifically, the first to
In the present embodiment, the first to
Various known directional antennas such as parabolic antennas and patch antennas other than the horn antenna can be used as the directional antenna. However, the horn antenna has a simple configuration and is relatively inexpensive, so that the cost can be reduced. Is advantageous.
図３は第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの構成を示す正面図、図４は図３のＡ矢視図、図５は図３のＢ矢視図である。
図３乃至図５に示すように、第１乃至第４アンテナの１２Ａ〜１２Ｄは、ケース２６に収容保持されている。
ケース２６は、後板２６０２と、上下左右の側板２６０４Ａ、２６０４Ｂ、２６０４Ｃ、２６０４Ｄと、脚部２６０６とを含んで構成されている。
後板２６０２は矩形板状を呈し、上下の辺を水平方向と平行させ、上方に至るほど後方に傾斜するように設けられている。
上下左右の側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄは、後板２６０２の上下左右の辺から起立され、各側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄの前縁により矩形状の開口が形成されている。
脚部２６０６は、下部の側板２６０４Ｂの下面中央に設けられ地面や床面に設置される。
第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、前記の開口を介して前方を向いた状態で後板２６０２の前面に取着され、後板２６０２と側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄとで囲まれた空間に収容されている。第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの前部は、各側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄの前縁よりも後方に位置している。
前記開口は、送信波Ｗ１および反射波Ｗ２の透過が可能な材料で形成された図示しないカバーによって覆われており、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの防塵および保護が図られている。
本実施の形態では、図３に示すように正面から見て第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは後板２６０２の４つの角部近傍に配置されている。すなわち、後板２６０２の右下寄りの箇所に第１のアンテナ１２Ａが配置されている。右上寄りの箇所に第２のアンテナ１２Ｂが配置されている。左下寄りの箇所に第３のアンテナ１２Ｃが配置されている。左上寄りの箇所に第４のアンテナ１２Ｄが配置されている。
3 is a front view showing the configuration of the first to
As shown in FIGS. 3 to 5, the first to
The
The
The upper, lower, left and
The
The first to
The opening is covered with a cover (not shown) formed of a material capable of transmitting the transmission wave W1 and the reflected wave W2, and the first to
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first to
ここで、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの利得が最大となる方向に沿って延在する直線を各アンテナの指向方向を示す第１乃至第４の仮想軸ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤとする。
図３、図４に示すように、側面視した状態で第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂは鉛直方向に間隔ｄＶ（第１の間隔）をおいて配置され、第１、第２の仮想軸ＬＡ、ＬＢが単一の鉛直平面上を延在している。
本実施の形態では、第２の仮想軸ＬＢが水平方向に延在し、かつ、第１の仮想軸ＬＡが水平方向に対して上方に６度傾斜した方向に延在している。したがって、第１、第２の仮想軸ＬＡ、ＬＢが交差するように配置されている。
第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄも、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂと同様に鉛直方向に間隔ｄＶ（第１の間隔）をおいて配置され、第３、第４の仮想軸ＬＣ、ＬＤが単一の鉛直平面上を延在している。
本実施の形態では、第４の仮想軸ＬＤが水平方向に延在し、かつ、第３の仮想軸ＬＣが水平方向に対して上方に６度傾斜した方向に延在している。したがって、第３、第４の仮想軸ＬＣ、ＬＤが交差するように配置されている。
Here, the first to fourth virtual axes LA, LB, LC indicating the directivity directions of the respective antennas are shown by straight lines extending along the direction in which the respective gains of the first to
As shown in FIGS. 3 and 4, the first and
In the present embodiment, the second virtual axis LB extends in the horizontal direction, and the first virtual axis LA extends in a direction inclined upward by 6 degrees with respect to the horizontal direction. Accordingly, the first and second virtual axes LA and LB are arranged to intersect each other.
Similarly to the first and
In the present embodiment, the fourth virtual axis LD extends in the horizontal direction, and the third virtual axis LC extends in a direction inclined upward by 6 degrees with respect to the horizontal direction. Therefore, the third and fourth virtual axes LC and LD are arranged so as to intersect each other.
図４、図５に示すように、平面視した状態で、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄは、水平方向に間隔ｄＨ（第２の間隔）をおいて配置され、第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤが単一の水平面上を延在している。
本実施の形態では、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄの仮想軸ＬＢ、ＬＤが前後方向に対してそれぞれ内方に４度傾斜した方向に延在している。したがって、第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤが交差するように配置されている。
第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃは、水平方向に間隔ｄＨ（第２の間隔）をおいて配置されている。
第１、第３の仮想軸ＬＡ、ＬＣも第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤと同様に前後方向に対してそれぞれ内方に４度傾斜した方向に延在している。したがって、第１、第３の仮想軸ＬＡ、ＬＣが交差するように配置されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the second and
In the present embodiment, the virtual axes LB, LD of the second and
The first and
Similarly to the second and fourth virtual axes LB and LD, the first and third virtual axes LA and LC also extend in a direction inclined by 4 degrees inward with respect to the front-rear direction. Therefore, the first and third virtual axes LA and LC are arranged so as to intersect each other.
図６、図７に示すように、本実施の形態では、地面Ｇに載置されたホームベース６上の空間、例えば、ストライクゾーンに向けてトスされたボール２を人がバット４で打撃するものとする。
したがって、ボール２をバット４が打撃する位置は、ストライクゾーンにおいて水平方向および鉛直方向にわたってある程度の範囲にばらつく。
以下、ストライクゾーンに相当する空間を打撃領域Ｚｈということにする。
第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、ボール２の移動方向において打撃領域Ｚｈよりも後方の箇所に設けられている。
図６に示すように、側面視した状態で第１、第２の仮想軸ＬＡ、ＬＢが交差すると共に、第３、第４の仮想軸ＬＣ、ＬＤが交差している。
図７に示すように、平面視した状態で第１、第３の仮想軸ＬＡ、ＬＣが交差すると共に、第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤが交差している。
また、平面視した状態で、左右方向において第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃ（第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄ）の間隔ｄＨの中心を通り水平方向に延在する仮想線ＣＬ上に打撃領域Ｚｈにおいて基準位置Ｏ（あるいは原点Ｏ）を設定する。
基準位置Ｏは、ホームベース６の中心を通る鉛直線上におけるストライクゾーンを規定する上限位置と下限位置との中点とする。
本実施の形態では、図６、図７に示すように、実際に基準位置Ｏから打撃されたボール２の軌跡のばらつきを考慮して、上述した各仮想軸が交差する点を基準位置Ｏよりも前方の位置に設定した。
このようにすることで、側面視した状態で、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域と、第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域とが、実際に打撃されたボール２の移動軌跡と重なる範囲を上下方向にわたって広く確保する上で有利となる。図６において送信波Ｗ１が重なる領域をハッチングで示す。
また、このようにすることで、平面視した状態で、第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域と、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄのそれぞれから送信される送信波Ｗ１とが、実際に打撃されたボール２の移動軌跡と重なる範囲を左右方向にわたって広く確保する上で有利となる。図７において送信波Ｗ１が重なる領域をハッチングで示す。
したがって、打撃領域Ｚｈにおいて野球用のバット４で打撃されたボール２の移動方向が上下方向あるいは左右方向にわたって多少ばらついたとしても、移動するボール２を前記の送信波Ｗ１が重なる領域内で確実に捉える上で有利となる。言い換えると、ボール２に対して第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄから送信波Ｗ１を確実に当てると共に、ボール２で反射された反射波Ｗ２を第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄによって確実に受信する上で有利となり、打撃直後のボール２の移動方向、移動速度（初速）の計測を確実に行う上で有利となる。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the present embodiment, a person hits a
Therefore, the position where the
Hereinafter, a space corresponding to the strike zone is referred to as a hitting area Zh.
The first to
As shown in FIG. 6, the first and second virtual axes LA and LB intersect with each other in a side view, and the third and fourth virtual axes LC and LD intersect.
As shown in FIG. 7, the first and third virtual axes LA and LC intersect with each other and the second and fourth virtual axes LB and LD intersect with each other in a plan view.
Also, on a virtual line CL extending in the horizontal direction through the center of the distance dH between the first and
The reference position O is a midpoint between an upper limit position and a lower limit position that define a strike zone on a vertical line passing through the center of the
In the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, in consideration of the variation in the trajectory of the
By doing in this way, in the state seen from the side, from the area | region where the transmission wave W1 transmitted from each of 1st,
In addition, in this way, in a plan view, the regions where the transmission waves W1 transmitted from the first and
Therefore, even if the moving direction of the
第１乃至第４ドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、ケース２６に収容保持されている。
図１に示すように、第１乃至第４ドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄは、第１乃至第４アンテナ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれに送信信号を供給するものである。また、第１乃至第４アンテナ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれから供給される受信信号に基づいてドップラー周波数Ｆｄを有する第１乃至第４ドップラー信号ＳｄＡ、ＳｄＢ、ＳｄＣ、ＳｄＤを時系列データとして生成するものである。
ドップラー信号Ｓｄとは、前記送信信号の周波数Ｆ１と前記受信信号の周波数Ｆ２との差分の周波数Ｆ１−Ｆ２で定義されるドップラー周波数Ｆｄを有する信号である。
ドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄは、市販されている種々のものが使用可能である。
なお、前記の送信信号としては、例えば、２４ＧＨｚのマイクロ波が使用可能であり、ドップラー信号Ｓｄを得られるものであれば送信信号の周波数は限定されない。
The first to
As shown in FIG. 1, the first to
The Doppler signal Sd is a signal having a Doppler frequency Fd defined by a difference frequency F1-F2 between the frequency F1 of the transmission signal and the frequency F2 of the reception signal.
As the
For example, a 24 GHz microwave can be used as the transmission signal, and the frequency of the transmission signal is not limited as long as the Doppler signal Sd can be obtained.
マイク１６は、ボール２が野球用のバット４によって打撃された際に発生する打撃音を収音し音声信号を検出するものである。
トリガ信号発生部１８は、マイク１６によって検出された音声信号の振幅が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して計測シミュレーション部２０に供給するものである。
トリガ信号ｔｒｇは、計測シミュレーション部２０に対して後述するデータ処理の開始を指示するものである。
なお、上述したようにトリガ信号発生部１８が単に打撃音に応じてトリガ信号ｔｒｇを生成するものである場合、球技用シミュレーション装置１０の設置環境によっては以下の不都合が生じることが懸念される。
すなわち、球技用シミュレーション装置１０の設置環境が例えば複数の打席を備える場合、球技用シミュレーション装置１０の測定対象となる打席以外の周囲の打席の打撃音によってもトリガ信号ｔｒｇが生成され、球技用シミュレーション装置１０の誤動作が発生することが懸念される。
したがって、本実施の形態では、以下のように構成することで上記誤動作の防止を図っている。
トリガ信号発生部１８を、マイク１６からの音声信号に加えて、各ドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄからのドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤを入力する。
そして、トリガ信号発生部１８は、ドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤの少なくとも１つ以上の信号を受信し、かつ、打撃音の音声信号が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して計測シミュレーション部２０に供給する。この場合、当初発生するドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤは野球用のバット４の動きを検出したものとなる。
したがって、トリガ信号発生部１８は、バット４の動きと打撃音の両方でトリガ信号ｔｒｇを生成するため、球技用シミュレーション装置１０の誤動作を的確に防止する上で有利となる。
トリガ信号発生部１８はトリガ信号ｔｒｇを生成できれば、マイク１６以外のセンサを用いても良い。例えば、予め定められた特定の位置（例えば基準位置Ｏ）を通過する野球用のバット４を検出する光センサを設け、該光センサの検出信号に基づいてトリガ信号発生部１８がトリガ信号ｔｒｇを生成するなど任意である。しかしながら、光センサは設置する位置や方向を厳密に調整する必要があることから、本実施の形態のようにマイク１６を用いる方が設置作業の簡素化を図る上で有利となる。
The
The trigger
The trigger signal trg instructs the
As described above, when the
That is, when the installation environment of the ball
Therefore, in the present embodiment, the malfunction is prevented by configuring as follows.
In addition to the audio signal from the
The
Therefore, since the trigger
The
計測シミュレーション部２０は、第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄから供給される第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤを入力して演算処理を行うことにより、ボール２の初期特性値としての移動方向および移動速度を算出するものである。
また、計測シミュレーション部２０は、初期特性値に基づいてボール２の飛距離を算出すると共に、算出された飛距離に基づいてボール２の弾道を算出し、飛距離および弾道を含むデータに基づいて打撃の評価を行う評価データを生成するものである。
The
The
本実施の形態では、計測シミュレーション部２０は、マイクロコンピュータ２１によって構成されている。
マイクロコンピュータ２１は、ＣＰＵ２１Ａと、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ２１Ｂ、ＲＡＭ２１Ｃ、インターフェース２１Ｄ、表示用ドライバ２１Ｅなどを含んで構成されている。
ＲＯＭ２１ＢはＣＰＵ２１Ａが実行するボール２の初期特性値、飛距離、落下位置、弾道、評価データを算出あるいは生成するための制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ２１Ｃはワーキングエリアを提供するものである。
インターフェース２１Ｄは、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤを入力してＣＰＵ２１Ａに供給し、また、操作部２４からの操作信号を受け付けてＣＰＵ２１Ａに供給するものである。
表示用ドライバ２１ＥはＣＰＵ２１Ａの制御に基づいて表示部２２を駆動するものである。
In the present embodiment, the
The
The ROM 21B stores an initial characteristic value of the
The
The
図２はマイクロコンピュータ２１の構成を機能ブロックで示した球技用シミュレーション装置１０のブロック図である。
マイクロコンピュータ２１は、機能的には、蓄積部３０と、信号強度分布データ生成部３２と、速度演算部３４と、移動方向演算部３６と、移動速度演算部３８と、評価用特性値演算部４０と、評価データ生成部４２と、打撃判定部４４を含んで構成されている。
また、蓄積部３０と、信号強度分布データ生成部３２と、速度演算部３４と、移動方向演算部３６と、移動速度演算部３８と、評価用特性値演算部４０と、評価データ生成部４２と、打撃判定部４４は、ＣＰＵ２２Ａが前記制御プログラムを実行することで実現されるものであるが、これらの部分は、回路等のハードウェアで構成されたものであってもよい。
FIG. 2 is a block diagram of the ball
Functionally, the
In addition, the
蓄積部３０は、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤと、トリガ信号ｔｒｇを予め定められたサンプリング周期で時間経過に従って順番に蓄積するものである。本実施の形態では、ＣＰＵ２１Ａが第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤとトリガ信号ｔｒｇを前記サンプリング周期でサンプリングしてＲＡＭ２１Ｃに第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータおよびトリガ信号ｔｒｇのサンプリングデータとして格納する。
蓄積部３０は、例えば、球技用シミュレーション装置１０の電源が投入されると同時にサンプリング動作を開始する。
図８は野球用のバット４によってボール２を打撃した際の第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤの一例を示す線図であり、横軸に時間ｔ（ｓｅｃ）、縦軸に振幅（任意単位）をとっている。
図８において、初めの大きな振幅を呈する波形部分が野球用のバット４によって生じるドップラー信号の部分を示し、その後に続く波形部分が打撃されたボール２によって生じるドップラー信号の部分を示している。
The accumulating
For example, the
FIG. 8 is a diagram showing an example of the first to fourth Doppler signals SdA to SdD when the
In FIG. 8, the waveform portion exhibiting the first large amplitude indicates the portion of the Doppler signal generated by the
信号強度分布データ生成部３２は、蓄積部３０に蓄積された第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを周波数解析（連続ＦＦＴ解析、あるいは、ウェーブレット解析）することによって信号強度分布データを生成するものである。
言い換えると、信号強度分布データ生成部３２は、第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄのそれぞれから得られた第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤを周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す第１乃至第４の信号強度分布データを生成する。
本実施の形態では、信号強度分布データ生成部３２は、蓄積部３０に蓄積されたトリガ信号ｔｒｇに基づいて、蓄積部３０に蓄積された時系列データである第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを予め定められた区間に特定して第１乃至第４の信号強度分布データの生成を実施する。ここで、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータの区間は単一のトリガ信号ｔｒｇに基づいて同期して特定される。
言い換えると、信号強度分布データ生成部３２は、垂れ流し方式で蓄積されている各ドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータのうち、ボール２が打撃された後の区間におけるサンプリングデータを特定して第１乃至第４の信号強度分布データの生成を実施する。
The signal intensity distribution
In other words, the signal intensity distribution
In the present embodiment, the signal intensity distribution
In other words, the signal intensity distribution
サンプリングデータを予め定められた区間に特定する方法としては以下の方法が例示される。
すなわち、信号強度分布データ生成部３２は、トリガ信号ｔｒｇの検出時点を基準時点として、基準時点から数えてａ個目までのサンプリングデータを除外し、ａ＋１個目からｂ個目（ａ＜ｂ）までのサンプリングデータを特定して第１乃至第４の信号強度分布データの生成を実施する。
この場合、ａ＋１個目からｂ個目（ａ＜ｂ）までのサンプリングデータに、野球用のバット４による影響を受けたデータが含まれないように、上記の数値ａ、ｂを設定する。
数値ａ，ｂは、実際にバット６がスウィングされた場合の野球用のバット４のスピードのばらつきを考慮して設定すればよい。
あるいは、トリガ信号ｔｒｇの検出時点を基準時点として、経過時間に基づいて野球用のバットによる影響を受けたデータが含まれないように、サンプリングデータを予め定められた区間に特定してもよい。
また、上記の数値ａ、ｂの設定は、基準位置Ｏに対してボール２が約１ｍ移動した時点前後におけるサンプリングデータが得られるにように設定される。この理由は、野球用のバット４で打撃されたボール２が１ｍ前後移動した時点における移動速度の変化がほぼ無視でき、また、ボール２がバット４の陰になるなどのバット４による影響を受けることを回避できるからである。
図９は信号強度分布データ生成部３２によって生成された第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤの一例を示す線図であり、横軸に周波数ｆ（Ｈｚ）、縦軸に信号強度Ｐ（任意単位）を取っている。
図９において、周波数ｆが低い領域で信号強度Ｐが高くなっている部分は、野球用のバット４による反射波Ｗ２に対応しており、その後に続く信号強度の山の部分が打撃された野球用のボール２による反射波Ｗ２に対応している。
The following method is exemplified as a method of specifying sampling data in a predetermined section.
That is, the signal intensity distribution
In this case, the numerical values a and b are set so that sampling data from the (a + 1) th to bth (a <b) does not include data affected by the
The numerical values a and b may be set in consideration of variations in the speed of the
Alternatively, the sampling data may be specified as a predetermined section so that the data affected by the baseball bat is not included based on the elapsed time with the detection time of the trigger signal trg as the reference time.
The numerical values a and b are set so that sampling data before and after the time when the
FIG. 9 is a diagram showing an example of the first to fourth signal intensity distribution data PA to PD generated by the signal intensity distribution
In FIG. 9, the portion where the signal strength P is high in the region where the frequency f is low corresponds to the reflected wave W2 by the
速度演算部３４は、第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤのそれぞれに基づいて、ボール２の移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第４の速度Ｖ１〜Ｖ４を算出するものである。
各信号強度分布データＰＡ〜ＰＤからドップラー周波数成分を検出する方法としては以下の手順が例示される。
（１）第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤのそれぞれについて移動平均を取ることによってノイズの影響を抑制した信号強度分布データを得る。
（２）移動平均を取った信号強度分布データにおいて信号強度のピーク値、あるいは、信号強度の山の中央値に対応する周波数をドップラー周波数成分（ドップラー周波数）として検出する。
なお、ドップラー周波数成分の検出方法は、各信号強度分布データＰＡ〜ＰＤに含まれるノイズの影響を抑制し、ドップラー周波数成分を正確かつ安定して検出できればよいのであり、上記の手順に限定されるものではない。
The
The following procedure is exemplified as a method for detecting the Doppler frequency component from each of the signal intensity distribution data PA to PD.
(1) Signal intensity distribution data in which the influence of noise is suppressed is obtained by taking a moving average for each of the first to fourth signal intensity distribution data PA to PD.
(2) A frequency corresponding to a peak value of signal intensity or a median value of a peak of signal intensity is detected as a Doppler frequency component (Doppler frequency) in the signal intensity distribution data obtained by moving average.
The Doppler frequency component detection method is only limited to the above procedure as long as the influence of noise contained in each of the signal intensity distribution data PA to PD is suppressed and the Doppler frequency component can be detected accurately and stably. It is not a thing.
ここで、ボール２の速度の計測原理について説明する。
従来から知られているように、ドップラー周波数Ｆｄは式（１）で表される。
Ｆｄ＝Ｆ１−Ｆ２＝２・Ｖ・Ｆ１／ｃ （１）
ただし、Ｖ：ボール２の速度、ｃ：光速（３・１０８ｍ／ｓ）
したがって、式（１）をＶについて解くと、（２）式となる。
Ｖ＝ｃ・Ｆｄ／（２・Ｆ１） （２）
すなわち、ボール２２の速度Ｖは、ドップラー周波数Ｆｄに比例することになる。
したがって、ドップラー信号Ｓｄからドップラー周波数Ｆｄの周波数成分を検出し、検出したドップラー周波数成分から式（２）に基づいてボール２の速度Ｖを求めることができる。
ところで、式（２）によって得られるボール２の移動速度は、アンテナの指向性を示す仮想軸と一致する方向の速度成分である。
したがって、ボール２の移動軌跡がアンテナの指向性を示す仮想軸に対して外れるほど式（２）によって得られるボール２の移動速度の誤差が増大する傾向となる。
そこで、本発明では、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄを用いて得られた第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと、実測されたボール２の移動方向との間に相関関係があり、また、それら第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと、実測されたボール２の移動速度との間に相関関係があることに着目した。
すなわち、予め上述した２つの相関関係を取得しておけば、それら２つの相関関係に基づいて第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤからボール２の移動方向および移動速度を求めることが可能となる。
Here, the principle of measuring the speed of the
As is conventionally known, the Doppler frequency Fd is expressed by Expression (1).
Fd = F1-F2 = 2 · V · F1 / c (1)
Where V: speed of the
Therefore, when equation (1) is solved for V, equation (2) is obtained.
V = c · Fd / (2 · F1) (2)
That is, the velocity V of the
Therefore, the frequency component of the Doppler frequency Fd can be detected from the Doppler signal Sd, and the velocity V of the
By the way, the moving speed of the
Therefore, the error of the movement speed of the
Therefore, in the present invention, there is a correlation between the first to fourth speeds VA to VD obtained using the first to
That is, if the two correlations described above are acquired in advance, the moving direction and the moving speed of the
移動方向演算部３６は、予め得られている第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測されたボール２の移動方向との相関関係に基づいて、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤから移動方向を算出するものである。
本実施の形態では、ボール２の移動方向を次のように定義する。
図１０、図１１に示すように、基準位置Ｏを通る仮想線ＣＬを含む基準鉛直面Ｐｖと、基準位置Ｏを通り基準鉛直面Ｐｖと直交する基準水平面Ｐｈとを設定する。
言い換えると、予め定められた基準位置Ｏを通り水平方向に延在する仮想線ＣＬを含み鉛直方向に延在する平面を基準鉛直面Ｐｖとする。基準位置Ｏを通り基準鉛直面Ｐｖと直交する平面を基準水平面Ｐｈとする。
ボール２の移動軌跡を基準鉛直面Ｐｖに投影した場合に投影した移動軌跡と基準水平面Ｐｈ（仮想線ＣＬ）とがなす角度を上下角度θｙとする。
ボール２の移動軌跡を基準水平面Ｐｈに投影した場合に投影した移動軌跡と基準鉛直面Ｐｖとがなす角度を左右角度θｘとする。
ボール２の移動方向を上下角度θｙと左右角度θｘとで定義する。
Based on the correlation between the first to fourth speeds VA to VD obtained in advance and the measured movement direction of the
In the present embodiment, the moving direction of the
As shown in FIGS. 10 and 11, a reference vertical plane Pv including a virtual line CL passing through the reference position O and a reference horizontal plane Ph passing through the reference position O and orthogonal to the reference vertical plane Pv are set.
In other words, the plane extending in the vertical direction including the virtual line CL extending in the horizontal direction through the predetermined reference position O is defined as the reference vertical plane Pv. A plane passing through the reference position O and orthogonal to the reference vertical plane Pv is defined as a reference horizontal plane Ph.
When the movement locus of the
The angle formed by the projected movement locus and the reference vertical plane Pv when the movement locus of the
The moving direction of the
本実施の形態では、鉛直方向において間隔ｄＶをおいて配置された２つのアンテナを用いて実測して得た２つの速度の差分と、実測して得たボール２の上下角度θｙとの相関関係に基づいて上下角度θｙを算出する。
より詳細には、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂを用いて実測して得た第１、第２の速度ＶＡ、ＶＢの差分ΔＶＡＢ＝ＶＡ−ＶＢと第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄとを用いて得た第３、第４の速度ＶＣ、ＶＤの差分ΔＶＣＤ＝ＶＣ−ＶＤとの平均値（ΔＶＡＢ＋ΔＶＣＤ）／２を、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤの平均値ΔＶＡＶＥで除算した第１の値Ｄ１＝（（ΔＶＡＢ＋ΔＶＣＤ）／２）／ΔＶＡＶＥを算出する。
また、予め実測して得た第１の値Ｄ１と、実測して得たボール２の上下角度θｙとの相関関係に基づいて、第１の値Ｄ１から上下角度θｙを算出する。
このように２組のアンテナを用いて得た２つの速度の差分の平均値から上下角度θｙを算出することにより上下角度θｙの値をより精度よく安定して求める上で有利となる。
In the present embodiment, the correlation between the difference between two velocities obtained by actual measurement using two antennas arranged at a distance dV in the vertical direction and the vertical angle θy of the
More specifically, the difference ΔV AB = VA−VB between the first and second speeds VA and VB obtained by actual measurement using the first and
Also, the vertical angle θy is calculated from the first value D1 based on the correlation between the first value D1 obtained by actual measurement in advance and the vertical angle θy of the
Thus, by calculating the vertical angle θy from the average value of the differences between the two speeds obtained using the two sets of antennas, it is advantageous in obtaining the value of the vertical angle θy more accurately and stably.
また、本実施の形態では、水平方向において間隔ｄＨをおいて配置された２つのアンテナを用いて実測して得た２つの速度の差分と、実測して得たボール２の左右角度θｘとの相関関係に基づいて左右角度θｘを算出する。
より詳細には、第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃを用いて得た第１、第３の速度ＶＡ、ＶＣの差分ΔＶＡＣ＝ＶＡ−ＶＣと第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄとを用いて得た第２、第４の速度ＶＢ、ＶＤの差分ΔＶＢＤ＝ＶＢ−ＶＤとの平均値（ΔＶＡＣ＋ΔＶＢＤ）／２を、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤの平均値ΔＶＡＶＥで除算した第２の値Ｄ２＝（（ΔＶＡＣ＋ΔＶＢＤ）／２）／ΔＶＡＶＥを算出する。
また、実測して得た第２の値Ｄ２と、実測して得たボール２の左右角度θｘとの相関関係に基づいて、第２の値Ｄ２から左右角度θｘを算出する。
このように２組のアンテナを用いて得た２つの速度の差分の平均値から左右角度θｘを算出することにより左右角度θｘの値をより精度よく安定して求める上で有利となる。
In the present embodiment, the difference between two velocities obtained by actual measurement using two antennas arranged at a distance dH in the horizontal direction and the left-right angle θx of the
More specifically, the difference ΔV AC = VA−VC between the first and third velocities VA and VC obtained by using the first and
Further, based on the correlation between the second value D2 obtained by actual measurement and the left-right angle θx of the
Thus, by calculating the left-right angle θx from the average value of the differences between the two speeds obtained using the two sets of antennas, it is advantageous in obtaining the value of the left-right angle θx more accurately and stably.
移動速度演算部３８は、予め得られている第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測されたボール２の移動速度Ｖαとの相関関係に基づいて、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤから移動速度Ｖαを算出するものである。
本実施の形態では、後述するように、予め得られている第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤの平均値と、実測されたボール２の移動速度Ｖαとの相関関係に基づいて移動速度Ｖαを算出する。
このように４つのアンテナを用いて得た第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤの平均値から野球用のボールの移動速度Ｖαを算出することにより移動速度Ｖαの値をより精度よく安定して求める上で有利となる。
なお、本明細書において、ボール２の移動速度Ｖαは、ボール２の移動方向に沿ったボール２の速度、すなわちボール２の３次元速度をいう。
The moving
In the present embodiment, as will be described later, the moving speed Vα is based on the correlation between the average value of first to fourth speeds VA to VD obtained in advance and the actually measured moving speed Vα of the
Thus, by calculating the moving speed Vα of the baseball ball from the average value of the first to fourth speeds VA to VD obtained using the four antennas, the value of the moving speed Vα can be stabilized more accurately. It is advantageous in seeking.
In this specification, the moving speed Vα of the
次に、（１）実測して得た第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測して得たボール２の移動方向との相関関係と、（２）実測して得た第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測して得たボール２の移動速度との相関関係の取得について説明する。
Next, (1) the correlation between the first to fourth velocities VA to VD obtained by actual measurement and the moving direction of the
まず、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置Ｏに位置するボール２を、さまざまな速度、方向にて打ち出す。言い換えると、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαを異ならせて発射する。
そして、ボールの移動方向および移動速度を高精度に計測可能な基準計測器によってボール２の左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαを計測し、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαの実測データを取得する。
このような基準計測器として、例えば、特許第４１０４３８４号に開示されているような従来公知のさまざまな測定装置が使用可能である。
また、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαの計測と同時に、本実施の形態の球技用シミュレーション装置１０を用いることにより、速度演算部３４によって第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤを取得する。すなわち、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαの実測データに対応する第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤを取得する。
First, the
Then, the left and right angle θx, the vertical angle θy, and the moving speed Vα of the
As such a reference measuring device, for example, various conventionally known measuring devices as disclosed in Japanese Patent No. 4104384 can be used.
Further, simultaneously with the measurement of the left-right angle θx, the up-down angle θy, and the moving speed Vα, the first to fourth speeds VA, VB, VC are performed by the
（１）実測して得た第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測して得たボール２の移動方向との相関関係については以下のように求める。
上下角度θｙの実測データと、第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから算出された第１の値Ｄ１との相関関係に基づいて上下角度θｙ算出用の相関式（回帰式）を求める。なお、球技用シミュレーション装置１０は、相関式の算出を行う機能を備える必要はなく、相関式の算出は、球技用シミュレーション装置１０とは別に設けられたコンピュータを用いて行うなど任意である。
(1) The correlation between the first to fourth speeds VA to VD obtained by actual measurement and the movement direction of the
Correlation formula for calculating the vertical angle θy based on the correlation between the measured data of the vertical angle θy and the first value D1 calculated from the first to fourth speeds VA, VB, VC, VD Ask for. The ball
言い換えると、上下角度θｙと、第１の値Ｄ１との関係を離散的に測定したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって上下角度θｙを第１の値Ｄ１の関数（多項式）によって表わした相関式を求める。すなわち、このようにして求められた相関式によって上下角度θｙと第１の値Ｄ１との関係を示す特性線を得ることができる。
同様に、左右角度θｘの実測データと、第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから算出された第２の値Ｄ２との相関関係に基づいて左右角度θｘ算出用の相関式（回帰式）を求める。
言い換えると、左右角度θｘと、第２の値Ｄ２との関係を離散的に測定したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって左右角度θｘを第２の値Ｄ２の関数（多項式）によって表わした相関式を求める。すなわち、このようにして求められた相関式によって左右角度θｘと第２の値Ｄ２との関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、これら２つの相関式を用いることにより、第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから左右角度θｘおよび上下角度θｙを求めることが可能となる。
本実施の形態では、移動方向演算部３６は上下角度θｙ算出用の相関式および左右角度θｘ算出用の相関式を用いることで第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから左右角度θｘおよび上下角度θｙをボール２の移動方向として算出する。
したがって、本実施の形態では、移動方向演算部３６による移動方向の算出は、予め実測され得られている第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと予め実測され得られているボール２の移動方向との相関関係を示す移動方向算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータを左右角度θｘ算出用のマップとしてあるいは上下角度θｙ算出用のマップとして記憶しておき、各マップを用いて左右角度θｘおよび上下角度θｙを算出してもよい。その場合にはそれらマップをマイクロコンピュータのメモリ、例えば、ＲＯＭに設けるなど任意である。
In other words, data obtained by discretely measuring the relationship between the vertical angle θy and the first value D1 is acquired. Then, the acquired data is subjected to regression analysis using a conventionally known least square method or the like, thereby obtaining a correlation expression in which the vertical angle θy is expressed by a function (polynomial) of the first value D1. That is, a characteristic line indicating the relationship between the vertical angle θy and the first value D1 can be obtained by the correlation equation thus obtained.
Similarly, a correlation formula for calculating the left-right angle θx based on the correlation between the actually measured data of the left-right angle θx and the second value D2 calculated from the first to fourth speeds VA, VB, VC, VD. (Regression equation) is obtained.
In other words, data obtained by discretely measuring the relationship between the left-right angle θx and the second value D2 is acquired. Then, the obtained data is subjected to regression analysis using a conventionally known least square method or the like to obtain a correlation expression in which the left-right angle θx is expressed by a function (polynomial) of the second value D2. That is, a characteristic line indicating the relationship between the left-right angle θx and the second value D2 can be obtained by the correlation equation thus obtained.
Therefore, by using these two correlation equations, the left-right angle θx and the vertical angle θy can be obtained from the first to fourth speeds VA, VB, VC, VD.
In the present embodiment, the moving
Therefore, in the present embodiment, the calculation of the movement direction by the movement
Instead of the above correlation equation, the characteristic line data indicated by the correlation equation is stored as a map for calculating the left-right angle θx or as a map for calculating the vertical angle θy, The angle θx and the vertical angle θy may be calculated. In that case, these maps are arbitrarily provided in a microcomputer memory, for example, a ROM.
図１２は、左右角度θｘと第１の値Ｄ１との相関関係を表す特性線ｋを示す図である。
横軸は第１の値Ｄ１を示し、縦軸は左右角度θｘを示している。記号●は離散的に計測された左右角度θｘと第１の値Ｄ１とのデータを示している。
特性線ｋが左右角度と第１のデータＤ１との相関関係を示しており、特性線ｋを示す相関式（回帰式）は、例えば、３次の多項式で示されている。
なお、上下角度θｙについても図１２と同様の特性線が算出される。
FIG. 12 is a diagram illustrating a characteristic line k representing the correlation between the left-right angle θx and the first value D1.
The horizontal axis represents the first value D1, and the vertical axis represents the left-right angle θx. The symbol ● indicates the data of the discretely measured left and right angle θx and the first value D1.
The characteristic line k indicates the correlation between the left-right angle and the first data D1, and the correlation equation (regression equation) indicating the characteristic line k is represented by a cubic polynomial, for example.
A characteristic line similar to that in FIG. 12 is calculated for the vertical angle θy.
また、本実施の形態では、第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２を算出するために、２つの速度の差分である以下の４つのデータを用いた。
（１）第１、第２の速度ＶＡ、ＶＢの差分ΔＶＡＢ＝ＶＡ−ＶＢ
（２）第３、第４の速度ＶＣ、ＶＤの差分ΔＶＣＤ＝ＶＣ−ＶＤ
（３）第１、第３の速度ＶＡ、ＶＣの差分ΔＶＡＣ＝ＶＡ−ＶＣ
（４）第２、第４の速度ＶＢ、ＶＤの差分ΔＶＢＤ＝ＶＢ−ＶＤ
しかしながら、上記４つのデータに代えて以下に示す２つの速度の比である以下の４つのデータを用いても、第１の値Ｄ１と上下角度θｙ、上下速度Ｖｙとの相関関係、第２の値Ｄ２と左右角度θｘ、左右速度Ｖｘとの相関関係を得ることができ、したがって、上記（１）〜（４）の値に代えて以下の（５）〜（８）の値を用いてもよい。
（５）第１、第２の速度ＶＡ、ＶＢの比ＲＶＡＢ＝ＶＡ／ＶＢ
（６）第３、第４の速度ＶＣ、ＶＤの比ＲＶＣＤ＝ＶＣ／ＶＤ
（７）第１、第３の速度ＶＡ、ＶＣの比ＲＶＡＣ＝ＶＡ／ＶＣ
（８）第２、第４の速度ＶＢ、ＶＤの比ＲＶＢＤ＝ＶＢ／ＶＤ
In the present embodiment, the following four data, which are the differences between the two speeds, are used to calculate the first value D1 and the second value D2.
(1) Difference ΔV AB = VA−VB between first and second speeds VA and VB
(2) Difference ΔV CD = VC−VD between the third and fourth speeds VC and VD
(3) Difference ΔV AC = VA−VC between the first and third speeds VA and VC
(4) Difference ΔV BD = VB−VD between the second and fourth speeds VB and VD
However, even if the following four data, which are the ratios of the two speeds shown below, are used instead of the above four data, the correlation between the first value D1 and the vertical angle θy and the vertical speed Vy, the second Correlation between the value D2 and the left-right angle θx and the left-right speed Vx can be obtained. Good.
(5) Ratio of first and second speeds VA and VB RV AB = VA / VB
(6) Ratio of third and fourth speeds VC and VD RV CD = VC / VD
(7) Ratio of first and third speeds VA, VC RV AC = VA / VC
(8) Ratio of second and fourth speeds VB and VD RV BD = VB / VD
（２）実測して得た第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測して得たボール２の移動速度との相関関係については以下のように求める。
第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤの平均値Ｖａｖｅ＝（ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ）／４を算出する。
基準測定器で計測した移動速度Ｖαの実測データと、平均値Ｖａｖｅとの相関関係に基づいて移動速度Ｖα算出用の相関式（回帰式）を求める。
言い換えると、移動速度Ｖαと、平均値Ｖａｖｅとの関係を離散的に測定したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって移動速度Ｖαを平均値Ｖａｖｅの関数（多項式）によって表わした相関式を求める。すなわち、このようにして求められた相関式によって移動速度Ｖαと平均値Ｖａｖｅとの関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、このようにして求めた相関式を用いることにより、第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから移動速度Ｖαを求めることが可能となる。
本実施の形態では、移動速度演算部３８は上記の相関式を用いることで第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤからボール２の移動速度Ｖαを算出する。
したがって、本実施の形態では、移動速度演算部３８による移動速度の算出は、予め実測され得られている第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと予め実測され得られているボール２の移動速度との相関関係を示す移動速度算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、移動速度Ｖαの場合も、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータを移動速度Ｖα算出用のマップとして記憶しておき、マップを用いて移動速度Ｖαを算出してもよく、それらマップをマイクロコンピュータのメモリ、例えば、ＲＯＭに設けるなど任意である。
なお、移動速度Ｖαについても図１２と同様の特性線が算出される。
(2) The correlation between the first to fourth speeds VA to VD obtained by actual measurement and the moving speed of the
An average value Vave = (VA + VB + VC + VD) / 4 of the first to fourth speeds VA, VB, VC, VD is calculated.
A correlation equation (regression equation) for calculating the movement velocity Vα is obtained based on the correlation between the actual measurement data of the movement velocity Vα measured by the reference measuring instrument and the average value Vave.
In other words, data obtained by discretely measuring the relationship between the moving speed Vα and the average value Vave is acquired. Then, the acquired data is subjected to regression analysis using a conventionally known least square method or the like, thereby obtaining a correlation equation representing the moving speed Vα by a function (polynomial) of the average value Vave. That is, a characteristic line indicating the relationship between the moving speed Vα and the average value Vave can be obtained by the correlation equation thus obtained.
Therefore, by using the correlation equation thus obtained, the moving speed Vα can be obtained from the first to fourth speeds VA, VB, VC, VD.
In the present embodiment, the moving
Therefore, in the present embodiment, the calculation of the movement speed by the movement
In the case of the moving speed Vα, the characteristic line data indicated by the correlation formula is stored as a map for calculating the moving speed Vα in place of the correlation formula as described above, and the moving speed Vα is calculated using the map. These maps may be calculated, and these maps are arbitrarily provided in a microcomputer memory, for example, a ROM.
Note that a characteristic line similar to that of FIG. 12 is calculated for the moving speed Vα.
なお、本実施の形態では、ボール２がバット４により打撃されたときのボール２の移動速度および移動方向を含む初期特性値を検出する初期特性値検出部が、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄと、第１乃至第４ドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄと、信号強度分布データ生成部３２と、速度演算部３４と、移動方向演算部３６と、移動速度演算部３８とによって構成されている。
In the present embodiment, the initial characteristic value detection unit that detects the initial characteristic value including the moving speed and moving direction of the
図２に戻って説明を続ける。
評価用特性値演算部４０は、ボール２の移動速度および移動方向を含む初期特性値に基づいてボール２の飛距離を算出すると共に、算出された飛距離に基づいてボール２の弾道を算出するものである。
評価用特性値演算部４０によるボール２の飛距離の算出は、例えば以下のように行われる。
専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置Ｏに位置するボール２を、移動速度Ｖαとスピン量ＳＰと上下角度θｙとを異ならせて発射して飛距離Ｄｂを実測する。
このようにして図１３に示すようなコンター図が得られる。
図１３は、ボール速度（移動速度Ｖα）をパラメータとし、横軸にスピン量ＳＰ、縦軸に打出角（上下角度θｙ）をとり、飛距離Ｄｂが同一となる点を線（等高線）で結んだコンター図の一例である。
このようなコンター図を用いた場合、スピン量ＳＰを特定することにより、ボール速度（移動速度Ｖα）と打出角（上下角度θｙ）とに基づいて飛距離Ｄｂを特定することができる。
しかしながら、本実施の形態では、球技用シミュレーション装置１０によってスピン量ＳＰの計測を行わないため、評価用特性値演算部４０は、例えば以下の（１）あるいは（２）に示すような方法で飛距離Ｄｂを特定し、特定した飛距離Ｄｂに対応してスピン量ＳＰを特定することにする。
（１）コンター図からボール速度（移動速度Ｖα）と打出角（上下角度θｙ）とに基づいて得られた飛距離Ｄｂのうち、最高値となる飛距離Ｄｂを飛距離Ｄｂとして特定する。
（２）コンター図からボール速度（移動速度Ｖα）と打出角（上下角度θｙ）とに基づいて得られた飛距離Ｄｂの平均値を飛距離Ｄｂとして特定する。
（１），（２）の何れの場合も、
このようなコンター図に相当するデータは、飛距離算出用のマップとして記憶しておき、マップを用いて飛距離Ｄｂを算出し、それらマップをマイクロコンピュータのメモリ、例えば、ＲＯＭに設けるなど任意である。
評価用特性値演算部４０は、ボール２の飛距離Ｄｂを特定すると、この飛距離Ｄｂと、左右角度θｘと、上下角度θｙとに基づいてボール２の弾道を算出し、弾道に基づいてボール２の落下位置を算出する。弾道の計算は、例えば、特開平２００５−２７８７９７号公報に示されているように従来公知のさまざまな方法によって行うことができる。
Returning to FIG. 2, the description will be continued.
The evaluation characteristic
The calculation of the flight distance of the
The
In this way, a contour diagram as shown in FIG. 13 is obtained.
In FIG. 13, the ball speed (movement speed Vα) is used as a parameter, the spin amount SP is plotted on the horizontal axis, the launch angle (vertical angle θy) is plotted on the vertical axis, and points where the flying distance Db is the same are connected by lines (contour lines). It is an example of a contour diagram.
When such a contour diagram is used, the flight distance Db can be specified based on the ball speed (movement speed Vα) and the launch angle (vertical angle θy) by specifying the spin amount SP.
However, in the present embodiment, since the spin amount SP is not measured by the ball
(1) Of the flight distances Db obtained based on the ball speed (movement speed Vα) and the launch angle (vertical angle θy) from the contour diagram, the flight distance Db having the maximum value is specified as the flight distance Db.
(2) The average value of the flight distance Db obtained from the contour diagram based on the ball speed (movement speed Vα) and the launch angle (vertical angle θy) is specified as the flight distance Db.
In both cases (1) and (2)
The data corresponding to such a contour diagram is stored as a map for calculating the flight distance, the flight distance Db is calculated using the map, and these maps are provided in the memory of the microcomputer, for example, ROM, etc. is there.
When the evaluation characteristic
なお、評価用特性値演算部４０によるボール２の飛距離Ｄｂの算出は、以下のような運動方程式を用いて求めることも可能である。
飛翔しているボール２には、抗力Ｄ、揚力Ｌ、および重力ｍが作用する。このとき、水平（ｘ）方向におけるボール２の運動方程式は図１４の式（３）で表される。
また、垂直（ｙ）方向におけるボール２の運動方程式は図１４の式（４）で表される。ただし、θは打出角（上下角度θｙ）である。
また、抗力Ｄは図１４の式（５）で、揚力Ｌは図１４の式（６）で表される。
また、図１４の式（５），式（６）のＵは移動速度Ｖαであり、ＣＤは抗力係数であり、ＣＬは揚力係数であり、ρは空気密度である。
ＣＤ、ＣＬはボール２の大きさや表面形状によって決定される。したがって、野球用のボール２が規格品であれば、一義的に決定することができる。
また、ρは例えば気温２０℃、気圧１気圧（１．０１３ｋＰａ）における値を用いる。
したがって、質量ｍ、打出角度θ、移動速度Ｖαが既知であり、式（５），式（６）から抗力Ｄ、揚力Ｌが求められるため、式（３）および式（４）を解くことによりボール２の飛距離Ｄｂが算出されることになる。
評価用特性値演算部４０は、飛距離Ｄｂが得られたならば、上述と同様の手順でボール２の弾道を算出することができる。
The calculation of the flight distance Db of the
A drag force D, a lift force L, and gravity m act on the flying
Further, the equation of motion of the
Further, the drag D is expressed by equation (5) in FIG. 14, and the lift L is expressed by equation (6) in FIG.
Further, the equation of FIG. 14 (5), U of formula (6) is a moving speed V.alpha, C D is the drag coefficient, C L is the lift coefficient, [rho is the air density.
C D and C L are determined by the size and surface shape of the
Further, for ρ, for example, a value at an air temperature of 20 ° C. and an atmospheric pressure of 1 atmospheric pressure (1.013 kPa) is used.
Therefore, since the mass m, the launch angle θ, and the moving speed Vα are known, and the drag D and the lift L are obtained from the equations (5) and (6), the equations (3) and (4) are solved. The flying distance Db of the
If the flight distance Db is obtained, the evaluation characteristic
評価データ生成部４２は、移動方向演算部３６により算出された移動方向および移動速度演算部３８により算出された移動速度を含む初期特性値と、評価用特性値演算部４０によって算出された飛距離および弾道とを含むデータに基づいて打撃の評価を行う評価データを生成するものである。
評価データ生成部４２は、評価データを表示部２２に供給することで、図１６に示すように、評価データが表示部２２に表示される。
図１６では、画面の上側に、野球グランドを示す画像と、評価データとしてのボール２の弾道を示す軌跡が複数の点ｐ１，ｐ２，ｐ３、……で表示されている。
図中、符号ＨＢはホームベース、符号ＢＸはバッターボックス、符号ＦＮは外野フェンス、符号ＳＴは外野スタンドを示す。
画面の下側に、評価データが表形式で表示される。
評価データは、打球スピード（移動速度）Ｖα（ｋｍ／ｈ）、上下打出角（上下角度θｙ）（°）、左右打出角（左右角度θｘ）（°）、スピン量ＳＰ（ｒｐｍ）、飛距離Ｄｂ（ｍ）、左右ずれΔＤｘ（ｍ）であり、それら各数値が例えば、打撃回数分表示される。
また、評価データ生成部４２は、上記各数値の平均値ＡＶＥ、標準偏差ＳＴＤも評価データとして算出して表示する。
打球スピードＶαは、移動速度演算部３８で算出された値である。
上下打出角（上下角度θｙ）、左右打出角（左右角度θｘ）は、移動方向演算部３６で算出された値である。
スピン量ＳＰ（ｒｐｍ）は、評価用特性値演算部４０によって飛距離Ｄｂを算出する際に特定されたスピン量である。
飛距離Ｄｂは、図１５に示すように、基準位置Ｏからボール２の落下点Ｐｂまでの距離である。
左右ずれΔＤｘは、図１５に示すように、ホームベース６からセンターに向かって延在する仮想線ＣＬ１から落下点Ｐｂまでの距離である。
なお、落下点Ｐｂは、評価用特性値演算部４０によって弾道から算出される。
The evaluation
The evaluation
In FIG. 16, on the upper side of the screen, an image indicating a baseball ground and a trajectory indicating the trajectory of the
In the figure, symbol HB indicates a home base, symbol BX indicates a batter box, symbol FN indicates an outfield fence, and symbol ST indicates an outfield stand.
Evaluation data is displayed in tabular form at the bottom of the screen.
Evaluation data are hitting speed (moving speed) Vα (km / h), vertical launch angle (vertical angle θy) (°), left and right launch angle (left and right angle θx) (°), spin rate SP (rpm), flight distance Db (m) and left / right deviation ΔDx (m), and these numerical values are displayed, for example, for the number of hits.
The evaluation
The hitting speed Vα is a value calculated by the moving
The vertical launch angle (vertical angle θy) and the horizontal launch angle (horizontal angle θx) are values calculated by the movement
The spin amount SP (rpm) is the spin amount specified when the flight distance Db is calculated by the evaluation characteristic
The flight distance Db is a distance from the reference position O to the drop point Pb of the
As shown in FIG. 15, the left / right deviation ΔDx is a distance from a virtual line CL1 extending from the
The drop point Pb is calculated from the trajectory by the evaluation
打撃判定部４４は、図１７に示すように、仮想的な野球グランドＢＧ上に複数の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４……、Ａ１１を設定しておき、評価データ生成部４２で生成された落下点Ｐｂの位置がどの領域に該当するかに応じて、アウト、シングルヒット、２ベースヒット、３ベースヒット、ホームランといったゲームとしての評価を判定し、その判定結果を表示部２２に表示させる。
また、打撃判定部４４は、評価データとしてのボール２の弾道を示す軌跡を複数の点ｐ１，ｐ２，ｐ３、……で表示させる。
上記複数の領域は、例えば、内野手や外野手の守備領域をアウトと判定する領域とし、守備領域を除く領域をヒットと判定する領域とし、ヒットと判定する領域をシングルヒット、２ベースヒット、３ベースヒットに分けて設定する。また、外野フェンスＦＮを超える領域（ファールとなる領域を除く）をホームランと判定する領域とする。
このようにアウトやヒットという評価を行うことでゲーム性を高めることができ、球技用シミュレーション装置１０を使用する使用者に興味を与える上で有利となる。
また、想定される対戦相手の守備範囲、想定される状況における守備のシフトなどによって、アウトおよびヒットなどの領域の大きさや位置を変更させてもよい。このようにすると、球技用シミュレーション装置１０を使用する使用者に興味を与える上でより一層有利となる。
As shown in FIG. 17, the
Further, the
For example, the infielder and outfielder's defensive area is determined as an out area, the area excluding the defensive area is determined as a hit area, and the area determined as a hit is a single hit, 2 base hits, Set by dividing into base hits. Further, a region exceeding the outfield fence FN (excluding a region that becomes a foul) is determined as a home run determination region.
As described above, the evaluation of “out” or “hit” can improve the game performance, which is advantageous in giving interest to the user who uses the ball
Further, the size and position of areas such as outs and hits may be changed according to the expected defense range of the opponent, defensive shift in the assumed situation, and the like. This is even more advantageous in giving interest to the user who uses the ball
図１に戻って説明する。
表示部２２は文字や画像を表示する表示画面を有している。このような表示部２２として液晶表示装置など従来公知のさまざまな表示装置が使用可能である。
表示部２２は、計測シミュレーション部２０によって算出された評価データを前述したように表示画面に表示する。
Returning to FIG.
The
The
操作部２４は、表示部２２に表示される評価データの表示形態などを切り替えるための種々の操作入力を受け付けてＣＰＵ２２Ａに供給するものである。
The
次に、球技用シミュレーション装置１０の動作について図１８、図１９のフローチャートを参照して説明する。
まず、図１８を参照して、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと、ボール２の移動方向および移動速度との相関関係を示す相関式の設定について説明する。
まず、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置Ｏに位置するボール２を、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαを異ならせて発射し、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαを実測する（ステップＳ１０）。
同時に、球技用シミュレーション装置１０を用いて第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤを計測する（ステップＳ１２）。
次いで、球技用シミュレーション装置１０とは別のコンピュータにより、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤに基づいて第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２を算出する（ステップＳ１４）。
次いで、第１の値Ｄ１と上下角度θｙとの相関関係を示す相関式を算出し（ステップＳ１６）、第２の値Ｄ２と左右角度θｘとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ１８）。
次いで、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤに基づいて平均値Ｖａｖｅを算出する（ステップＳ２０）。
次いで、平均値Ｖａｖｅと移動速度Ｖαとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ２２）。
そして、ステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２２によって得られた３つの相関式を球技用シミュレーション装置１０に設定する（ステップＳ２４）。
Next, the operation of the ball
First, with reference to FIG. 18, description will be given of setting of a correlation equation indicating the correlation between the first to fourth speeds VA to VD and the moving direction and moving speed of the
First, the
At the same time, the first to fourth speeds VA to VD are measured using the ball game simulation device 10 (step S12).
Next, a first value D1 and a second value D2 are calculated based on the first to fourth speeds VA to VD by a computer different from the ball game simulation apparatus 10 (step S14).
Next, a correlation equation indicating the correlation between the first value D1 and the vertical angle θy is calculated (step S16), and a correlation equation indicating the correlation between the second value D2 and the horizontal angle θx is calculated (step S18). ).
Next, the average value Vave is calculated based on the first to fourth speeds VA to VD (step S20).
Next, a correlation equation indicating the correlation between the average value Vave and the moving speed Vα is calculated (step S22).
Then, the three correlation equations obtained in steps S16, S18, and S22 are set in the ball game simulation apparatus 10 (step S24).
次に、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置Ｏに位置するボール２を、移動速度Ｖαとスピン量ＳＰと上下角度θｙとを異ならせて発射して飛距離Ｄｂを実測する（ステップＳ２６）。
次いで、球技用シミュレーション装置１０とは別のコンピュータにより、前述した図１３に示すようなコンター図に相当するデータを飛距離算出用のマップとして作成し、球技用シミュレーション装置１０に設定する（ステップＳ２８）。
Next, the
Next, data corresponding to the contour diagram as shown in FIG. 13 is created as a flight distance calculation map by a computer different from the ball
次に、図１９を参照してボール２を打撃した場合における球技用シミュレーション装置１０の動作について説明する。
予め図１８の処理が実施され、球技用シミュレーション装置１０に前記の相関式、飛距離算出用のマップが設定されているものとする。
まず、使用者は、ボール２の打ち出し方向においてボール２を打撃する大体の位置から例えば１．７ｍ程度後方の箇所に、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄをボール２に向けてケース２６を設置する。
ケース２６は、例えば地面Ｇの上に載置すればよい。
これにより、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄから送出された送信波Ｗ１がボール２に当たり、反射波Ｗ２が第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄに受信可能な状態となる。
使用者が操作部２４を操作することにより、球技用シミュレーション装置１０はボール２の移動方向および移動速度を計測するための計測モードに設定される（ステップＳ４０）。
Next, the operation of the ball
It is assumed that the processing of FIG. 18 is performed in advance, and the correlation equation and the map for calculating the flight distance are set in the ball
First, the user places the
The
As a result, the transmission wave W1 transmitted from the first to
When the user operates the
計測モードに設定されると、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤとトリガ信号ｔｒｇの蓄積部３０へのサンプリングが開始される（ステップＳ４２）。
ここで、使用者がバット６を把持してスウィングして野球用のバット４で、トスされたボール２を打ち出すと、打撃音がマイク１６によって収音される。トリガ信号発生部１８は、ドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤの少なくとも１つ以上の信号を受信し、かつ、打撃音の音声信号が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して計測シミュレーション部２０に供給し、これによりトリガ信号ｔｒｇが蓄積部３０に供給される。
When the measurement mode is set, sampling of the first to fourth Doppler signals SdA to SdD and the trigger signal trg into the
Here, when the user grips and swings the
信号強度分布データ生成部３２は、蓄積部３０にサンプリングされたトリガ信号ｔｒｇの検出の有無を判定しており（ステップＳ４４）、トリガ信号ｔｒｇを検出しなければ、ステップＳ４４を繰り返す。
信号強度分布データ生成部３２は、トリガ信号ｔｒｇを検出すると、トリガ信号ｔｒｇの検出時点から予め定められた区間にわたる第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを特定する（ステップＳ４６）。
そして、信号強度分布データ生成部３２は、第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤを生成する（ステップＳ４８）。
次いで、速度演算部３４は、第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤから第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤを算出する（ステップＳ５０）。
次いで、移動方向検出部３６は、第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２を算出し（ステップＳ５２）、予め設定されている相関式から第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２に基づいて上下角度θｙ、左右角度θｘを算出する（ステップＳ５４）。
また、移動速度検出部３８は、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤから平均値Ｖａｖｅを算出し（ステップＳ５６）、予め設定されている相関式から平均値Ｖａｖｅに基づいて移動速度Ｖαを算出する（ステップＳ５８）。
さらに、評価用特性値演算部４０は、ボール２の移動速度および移動方向を含む初期特性値に基づいて飛距離算出用のマップからボール２の飛距離Ｄｂを算出すると共に、算出された飛Ｄｂ距離に基づいてボール２の弾道を算出する（ステップＳ６０）。
The signal intensity distribution
When detecting the trigger signal trg, the signal intensity distribution
Then, the signal intensity distribution
Next, the
Next, the movement
The moving
Furthermore, the evaluation characteristic
評価データ生成部４２は、評価用特性値演算部４０によって算出された飛距離および弾道を含むデータに基づいて前述した各種の評価データを生成し表示部２２に表示させる（ステップＳ６２）。
また、打撃判定部４４は、評価データ生成部４２で生成された落下点Ｐｂの位置に基づいてゲームとしての評価を判定し、その判定結果を図１７のように表示部２２に表示させる（ステップＳ６４）。
以上で一連の動作が終了する。
本実施の形態では、ステップＳ４６〜Ｓ５８が、球技用のボールが物体により打撃されたときのボールの移動速度および移動方向を含む初期特性値を検出する初期特性値検出工程に相当する。
また、ステップＳ６０が、初期特性値に基づいてボールの飛距離を算出すると共に、算出された飛距離に基づいてボールの弾道を算出する評価用特性値演算工程に相当する。
また、ステップＳ６２が、初期特性値、飛距離および弾道を含むデータに基づいて打撃の評価を行う評価データを生成する評価データ生成工程に相当する。
The evaluation
Further, the
Thus, a series of operations is completed.
In the present embodiment, steps S46 to S58 correspond to an initial characteristic value detecting step of detecting an initial characteristic value including the moving speed and moving direction of the ball when the ball for ball game is hit by an object.
Step S60 corresponds to an evaluation characteristic value calculation step of calculating the ball flight distance based on the initial characteristic value and calculating the ball trajectory based on the calculated flight distance.
Step S62 corresponds to an evaluation data generation step for generating evaluation data for evaluating batting based on data including the initial characteristic value, the flight distance, and the trajectory.
次に、本実施の形態の球技用シミュレーション装置１０の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、ボール２が物体により打撃されたときのボール２に向けて送信波Ｗ１を送信すると共に、ボール２から反射された反射波Ｗ２を受信するアンテナを複数個設け、予め得られている各アンテナを用いて計測された速度と移動方向および移動速度との実測値との相関関係に基づき、測定された各速度から移動方向および移動速度を算出し、これら移動速度および移動方向を含む初期特性値に基づいてボール２の飛距離を算出すると共に、算出された飛距離Ｄｂに基づいてボール２の弾道を算出し、前記の初期特性値、飛距離Ｄｂおよび弾道を含むデータに基づいて打撃の評価を行う評価データを生成するようにした。
したがって、撮像装置や光センサを用いた従来技術と比較して、ボールに送信波を送信しかつボールで反射された反射波を受信する空間を広く確保することができるため、ボールの移動方向および移動速度を検出できる範囲を大きく確保できる。
そのため、トスバッティングのように空中に放り投げられたボール２をバット４で打撃するといったように、打撃する位置がばらつく場合であっても、移動方向および移動速度を的確に検出でき、さまざまな球技のシミュレーションを的確に行う上で有利となる。
また、撮像装置や光センサを用いた従来技術では、ボール２の大きさ、打撃されたときのボール２の飛び具合（飛翔特性）が異なるような複数種類のボールを用いて計測しようとした場合は、撮像装置や光センサの設定を大きく変更しなくてはならない。
これに対して、本実施の形態では、ボール２に送信波を送信しかつボール２で反射された反射波を受信する空間を広く確保することができるため、そのような設定の変更が最小限で済み、さまざまな球技のシミュレーションを簡単に行うことができる。
Next, the effect of the ball
According to the present embodiment, a plurality of antennas for transmitting the transmission wave W1 toward the
Therefore, compared with the prior art using an imaging device or an optical sensor, a space for transmitting a transmission wave to the ball and receiving a reflected wave reflected by the ball can be secured widely. A large range in which the moving speed can be detected can be secured.
Therefore, even when the hit position varies, such as hitting the
Also, in the conventional technology using an imaging device or an optical sensor, measurement is performed using a plurality of types of balls that differ in the size of the
On the other hand, in the present embodiment, it is possible to secure a wide space for transmitting the transmission wave to the
また、球技用シミュレーション装置１０を製造する際、個々の球技用シミュレーション装置１０毎に、図１８で説明した工程を実施して、移動方向および移動速度に関する相関関係（相関式）を得て設定することで、球技用シミュレーション装置１０によって計測される移動方向および移動速度の製造上のばらつきを抑制する上で有利となる。
また、相関関係に基づいて移動方向および移動速度を計測することから、移動方向および移動速度の精度を確保しつつ、球技用シミュレーション装置１０の製造上の位置精度の許容差、具体的には、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの位置精度の許容差を緩和できるため、製造コストの低減を図る上で有利となる。
Further, when the ball
In addition, since the movement direction and the movement speed are measured based on the correlation, the tolerance of the positional accuracy in manufacturing the ball
また、本実施の形態では、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄのうち、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂは互いに鉛直方向に間隔ｄＶをおいて配置され、かつ、第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄは互いに鉛直方向に間隔ｄＶをおいて配置され、第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃは互いに水平方向に間隔ｄＨをおいて配置され、かつ、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄは互いに水平方向に間隔ｄＨをおいて配置されている。
そして、鉛直方向に間隔ｄＶをおいて配置された２組のアンテナ１２Ａ、１２Ｂと１２Ｃ、１２Ｄとを用いて得た２つの速度の差分の平均値から上下角度θｙ、上下速度Ｖｙをそれぞれ算出し、水平方向に間隔ｄＨをおいて配置された２組のアンテナ１２Ａ、１２Ｃと、１２Ｂ、１２Ｄとを用いて得た２つの速度の差分の平均値から左右角度θｘ、左右速度Ｖｘをそれぞれ算出するようにした。
言い換えると、上下角度θｙ、上下速度Ｖｙを算出するための速度の差分をそれぞれ２つ得られ、また、左右角度θｘ、左右速度Ｖｘを算出するための速度の差分をそれぞれ２つ得られる。そのため、それら２つの速度の差分の平均値を用いてボール２の角度および速度を算出できることから、ボール２の角度および速度を正確かつ安定して算出する上で有利となる。
また、２組のアンテナ１２Ａ、１２Ｃと、１２Ｂ、１２Ｄとを設けたため、各アンテナとボール２との間に人や物体などの障害物が入るなどにより、一方の組のアンテナを用いた計測動作が正常になされなくなったとしても、他方の組みのアンテナを用いた計測動作が正常であれば、正常な組みのアンテナを用いた計測結果に基づいて、移動方向および移動速度を算出することができる。
したがって、２組のアンテナの一方が実質的に使用できない状態となっても残りの組みのアンテナを使用して計測を行うことができるため、障害物の影響を排除して移動方向および移動速度を計測でき有利となる。
Further, in the present embodiment, among the first to
Then, the vertical angle θy and the vertical speed Vy are respectively calculated from the average value of the difference between the two speeds obtained by using the two sets of
In other words, two speed differences for calculating the vertical angle θy and the vertical speed Vy are obtained, respectively, and two speed differences for calculating the horizontal angle θx and the horizontal speed Vx are obtained. Therefore, since the angle and speed of the
In addition, since two sets of
Therefore, even if one of the two sets of antennas becomes substantially unusable, the remaining sets of antennas can be used for measurement. It can be measured and is advantageous.
なお、図２０に示すように、第１乃至第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの３つのアンテナを設け、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂを互いに水平方向に間隔ｄＨをおいて配置し、第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃを鉛直方向に間隔ｄＶをおいて配置する構成としてもよい。
この場合は、上下角度θｙ、上下速度Ｖｙを算出するための速度の差分が１つ得られ、また、左右角度θｘ、左右速度Ｖｘを算出するための速度の差分が１つ得られるので、実施の形態と同様に、ボールの角度および速度を算出することができる。
しかしながら、本実施の形態のようにすると、２つの速度の差分の平均値を用いてボールの角度および速度を算出できるので、ボールの角度および速度を正確かつ安定して算出する上でより有利となる。
As shown in FIG. 20, three antennas of first to
In this case, one speed difference for calculating the vertical angle θy and the vertical speed Vy is obtained, and one speed difference for calculating the left-right angle θx and the left-right speed Vx is obtained. As in the above embodiment, the angle and speed of the ball can be calculated.
However, according to the present embodiment, since the ball angle and speed can be calculated using the average value of the difference between the two speeds, it is more advantageous in calculating the ball angle and speed accurately and stably. Become.
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、図１２に示すような特性線ｋを示す相関式（回帰式）を予め求めておき、相関式を用いて第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２、平均値Ｖａｖｅから移動方向あるいは移動速度を算出した。
言い換えると、特性線ｋを示す相関式は、上下角度θｙ、左右角度θｘ、移動速度Ｖαのそれぞれについて１つずつ設定されている。
しかしながら、実際の相関関係においては、特性線ｋを示す相関式は複雑なものとなり、単一の相関式で特性線ｋを表すには限度がある。
そこで、特性線ｋを複数の領域に区分すると共に、各領域毎に異なる相関式を求めることが考えられる。このようにすると、特性線ｋを単一の相関式で示す場合と比較して、相関関係をより正確に示すことができ、したがって、上下角度θｙ、左右角度θｘ、移動速度Ｖαをより正確に算出する上で有利となる。
そこで、第２の実施の形態では、特性線ｋを複数の領域に区分すると共に、各領域毎に異なる相関式を求め、各相関式を用いて第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２、平均値Ｖａｖｅから移動方向あるいは移動速度を算出するようにしたものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
In the first embodiment, a correlation equation (regression equation) indicating a characteristic line k as shown in FIG. 12 is obtained in advance, and the first value D1, the second value D2, and the average value are obtained using the correlation equation. The moving direction or moving speed was calculated from Vave.
In other words, one correlation equation indicating the characteristic line k is set for each of the vertical angle θy, the horizontal angle θx, and the moving speed Vα.
However, in an actual correlation, the correlation equation indicating the characteristic line k is complicated, and there is a limit to expressing the characteristic line k with a single correlation equation.
Therefore, it is conceivable to divide the characteristic line k into a plurality of regions and obtain different correlation equations for each region. In this way, the correlation can be shown more accurately as compared with the case where the characteristic line k is represented by a single correlation equation. This is advantageous for calculation.
Therefore, in the second embodiment, the characteristic line k is divided into a plurality of regions, different correlation equations are obtained for each region, and the first value D1, the second value D2, The moving direction or moving speed is calculated from the average value Vave.
以下では、図２１、図２２を参照して、第２の値Ｄ２と上下角度θｙとの相関関係、相関式を例にとって説明する。
まず、図２１に示すように、特性線ｋを示す単一の相関式（以下第１の相関式）を作成する。ここで、第１の相関式は、例えば、直線式のような単純な式でよい。第１の相関式を作成する場合も、第１の実施の形態と同様に、上下角度θｙと、第２の値Ｄ２との関係を離散的に測定したデータを取得し、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって上下角度θｙを第２の値Ｄ２の関数（多項式）によって表わした相関式を求めることでなされる。
そして、特性線ｋを上下角度θｙの値に応じて複数の領域、例えば第１、第２領域Ｇａ、Ｇｂに区分する。
次いで、第１、第２領域Ｇａ、Ｇｂのそれぞれについて該当するデータを回帰分析することによって上下角度θｙを第２の値Ｄ２の関数（多項式）によって表わした相関式（以下第２、第３の相関式という）を求める。
ここで、第２、第３の相関式は、例えば、３次式以上の高次の多項式である。
図２２（Ａ）、（Ｂ）は各領域Ｇａ、Ｇｂに区分された特性線ｋａ、ｋｂを示し、それぞれ第２、第３の相関式によって示される。
このようにして得られた第１乃至第３の相関式を移動方向演算部３６に設定しておく。
Hereinafter, a correlation between the second value D2 and the vertical angle θy and a correlation equation will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 21, a single correlation equation (hereinafter referred to as a first correlation equation) indicating a characteristic line k is created. Here, the first correlation equation may be a simple equation such as a linear equation. Also in the case of creating the first correlation equation, as in the first embodiment, data obtained by discretely measuring the relationship between the vertical angle θy and the second value D2 is obtained, and the obtained data is conventionally obtained. By performing a regression analysis using a known least square method or the like, a correlation equation expressing the vertical angle θy by a function (polynomial) of the second value D2 is obtained.
The characteristic line k is divided into a plurality of regions, for example, first and second regions Ga and Gb, according to the value of the vertical angle θy.
Next, by performing regression analysis on the corresponding data for each of the first and second regions Ga and Gb, a correlation equation (hereinafter referred to as the second and third equations) representing the vertical angle θy as a function (polynomial) of the second value D2. Correlation formula).
Here, the second and third correlation equations are, for example, higher-order polynomials of a cubic equation or higher.
22A and 22B show characteristic lines ka and kb divided into the regions Ga and Gb, respectively, which are indicated by the second and third correlation equations, respectively.
The first to third correlation equations obtained in this way are set in the movement
移動方向演算部３６による移動方向の演算動作は次のようになされる。
まず、移動方向演算部３６は、第１の値Ｄ１が算出されたならば、図２１に示す第１の相関式を用いて上下角度θｙを算出し、その上下角度θｙが該当する領域が第１、第２領域Ｇａ、Ｇｂのうちの何れであるかを特定する。
次いで、移動方向演算部３６は、特定された領域に対応する相関式を図２２（Ａ）、（Ｂ）に示される第２、第３の相関式のうちから特定し、特定した相関式を用いて第２の値Ｄ２から上下角度θｙを算出する。
The movement direction calculation operation by the movement
First, when the first value D1 is calculated, the movement
Next, the moving
なお、移動方向演算部３６による左右角度θｘ、移動速度演算部３８による移動速度Ｖαの演算についても上述と同様に第１、第２、第３の相関式が設定されており、同様に算出される。
上述の例では、特性線ｋを第１、第２領域Ｇａ、Ｇｂに区分した場合について説明したが、３つ以上の領域に区分してもよく、その場合にも、各領域に応じて相関式を設定することは同様である。
言い換えると、移動方向算出用の相関式は、移動方向の全域について作成された１つの１次処理用の相関式と、移動方向の全域が２つ以上の範囲に区分けされ、該区分けされた各範囲毎に作成された２つ以上の２次処理用の相関式とを含んで構成されている。
そして、移動方向演算部３６による移動方向の算出は、１次処理用の相関式を用いて１回目の移動方向を算出し、２つ以上の範囲のうち、算出された１回目の移動方向が該当する範囲に対応する２次処理用の相関式を用いて２回目の移動方向を算出することによってなされる。
言い換えると、移動速度算出用の相関式は、移動速度の全域について作成された１つの１次処理用の相関式と、移動速度の全域が２つ以上の範囲に区分けされ、該区分けされた各範囲毎に作成された２つ以上の２次処理用の相関式とを含んで構成されている。
そして、移動速度演算部３８による移動速度の算出は、１次処理用の相関式を用いて１回目の移動速度を算出し、２つ以上の範囲のうち、算出された１回目の移動速度が該当する範囲に対応する２次処理用の相関式を用いて２回目の移動速度を算出することによってなされる。
また、第２の実施の形態において、移動方向演算部３６および移動速度演算部３８以外の構成は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
Note that the first, second, and third correlation equations are set in the same manner as described above for the calculation of the left-right angle θx by the movement
In the above example, the case where the characteristic line k is divided into the first and second regions Ga and Gb has been described. However, the characteristic line k may be divided into three or more regions. Setting the formula is similar.
In other words, the correlation formula for moving direction calculation is divided into one or more primary processing correlation formulas created for the entire area in the moving direction and two or more ranges in the moving direction. And two or more correlation equations for secondary processing created for each range.
The movement direction is calculated by the movement
In other words, the correlation formula for calculating the moving speed is divided into one or more primary processing correlation formulas created for the entire area of the moving speed and the entire area of the moving speed into two or more ranges. And two or more correlation equations for secondary processing created for each range.
Then, the movement speed is calculated by the movement
In the second embodiment, the configuration other than the movement
第２の実施の形態によれば、ボール２の移動方向および移動速度を算出するために用いる相関式として、特性線の範囲を区分するための第１の相関式と、第１の相関式を用いて特定された特性線の範囲ごとに設定された第２、第３の相関式とを予め用意しておき、これら第１の相関式と、第２、第３の相関式とを用いて段階的にボール２の移動方向および移動速度を算出するようにした。
したがって、実測して得た第１乃至第４の速度Ｖ１〜Ｖ４と実測して得たボール２の移動方向との相関関係、あるいは、実測して得た第１乃至第４の速度Ｖ１〜Ｖ４と実測して得たボール２の移動速度との相関関係をより正確に反映させてボール２の移動方向および移動速度を算出できるため、ボール２の移動方向および移動速度をより正確に算出する上で有利となる。
また、アンテナ特性などの原因によって、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄから見て仮想軸ＬＡ〜ＬＤに近い範囲でボール２を計測した場合（計測範囲の中心部で計測した場合）と、その範囲の周囲でボール２を計測した場合（計測範囲の端部で計測した場合）とで、算出される第１乃至第４の速度Ｖ１〜Ｖ４の値に傾向の違いが生じることが考えられる。
この場合、同一の移動方向および同一の移動速度を有するボール２を計測したとしても、計測範囲の中心部で計測した場合と、計測範囲の端部で計測した場合とで得られる移動方向および移動速度に違いが生じ、精度が低下することが懸念される。
しかしながら、上述のように複数の相関式を用いると、算出される第１乃至第４の速度Ｖ１〜Ｖ４の値に傾向の違いを解消でき、したがって、計測範囲の中心部で計測した場合と、計測範囲の端部で計測した場合とで得られる移動方向および移動速度の精度を高める上で有利となる。
According to the second embodiment, as a correlation equation used for calculating the moving direction and moving speed of the
Accordingly, the correlation between the first to fourth speeds V1 to V4 obtained by actual measurement and the movement direction of the
Also, when the
In this case, even if the
However, when a plurality of correlation equations are used as described above, the difference in tendency can be eliminated in the calculated values of the first to fourth velocities V1 to V4, and accordingly, when measured at the center of the measurement range, This is advantageous in increasing the accuracy of the moving direction and moving speed obtained when measured at the end of the measuring range.
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、球技用シミュレーション装置１０によって、評価データとしてさらにボール２のスピン量ＳＰおよび回転軸の傾きを算出するようにしたものである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
In the third embodiment, the ball
まず、第３の実施の形態を説明する前に、１つのドップラーセンサ１４を用いてスピン量ＳＰを検出する原理について説明する。
図２３は、ボール２のスピン量の検出原理を説明するための球技用シミュレーション装置１０の構成を示すブロック図である。
なお、以下の実施の形態において第１の実施の形態と同様の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略し、あるいは、簡単に行う。
球技用シミュレーション装置１０は、アンテナ１２と、ドップラーセンサ１４と、マイク１６と、トリガ信号発生部１８と、計測シミュレーション部２０と、表示部２２と、操作部２４などを含んで構成されている。なお、図２３ではドップラーセンサ１４が１つ設けられている場合について説明する。
First, before explaining the third embodiment, the principle of detecting the spin amount SP using one
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of the ball
In the following embodiment, the same parts and members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simply performed.
The ball
計測シミュレーション部２０は、ドップラーセンサ１４から供給されるドップラー信号Ｓｄを入力して演算処理を行うことにより、ボール２の移動速度およびスピン量を算出するものである。
計測シミュレーション部２０は、マイクロコンピュータ２１によって構成されている。
The
The
図２４はマイクロコンピュータ２１の構成を機能ブロックで示した球技用シミュレーション装置１０のブロック図である。
マイクロコンピュータ２１は、機能的には、蓄積部３０と、信号強度分布データ生成部３２と、スピン量演算部４６とを含んで構成されている。
また、スピン量演算部４６は、ＣＰＵ２１Ａが前記制御プログラムを実行することで実現されるものであるが、これらの部分は、回路等のハードウェアで構成されたものであってもよい。
FIG. 24 is a block diagram of the ball
The
The spin
次に、ボール２のスピン量の計測原理について説明する。
図２５はボール２のスピン量を検出する原理の説明図である。
ボール２の表面のうち、送信波Ｗ１の送信方向となす角度が９０度に近い表面の部分である第１部分Ａでは送信波Ｗ１が効率よく反射され、したがって、第１部分Ａでは反射波Ｗ２の強度が高い。
一方、ボール２の表面のうち、送信波Ｗ１の送信方向となす角度が０度に近い表面の部分である第２部分Ｂ、第３部分Ｃでは送信波Ｗ１が効率よく反射されず、したがって、第２、第３部分Ｂ、Ｃでは反射波Ｗ２の強度が低い。
第２部分Ｂは、ボール２のスピンによって移動する方向とボール２の移動方向とが反対向きとなる部分である。
第３部分Ｃは、ボール２のスピンによって移動する方向とボール２の移動方向とが同じ向きとなる部分である。
Next, the principle of measuring the spin amount of the
FIG. 25 is an explanatory diagram of the principle of detecting the spin amount of the
Of the surface of the
On the other hand, the transmission wave W1 is not efficiently reflected by the second part B and the third part C, which are parts of the surface of the
The second part B is a part in which the moving direction of the
The third portion C is a portion in which the moving direction by the spin of the
第１部分Ａで反射される反射波Ｗ２に基づいて検出される速度を第１部分速度Ｖａ、第２部分Ｂで反射される反射波Ｗ２に基づいて検出される速度を第２部分速度Ｖｂ、第３部分Ｃで反射される反射波Ｗ２に基づいて検出される速度を第３部分速度Ｖｃとする。
すると、以下の式が成立する。
Ｖａ＝Ｖα （１０）
Ｖｂ＝Ｖａ−ωｒ （１１）
Ｖｃ＝Ｖｂ＋ωｒ （１２）
（ただし、Ｖαはボール２の移動速度、ωは角速度（ｒａｄ／ｓ）、ｒはボール２の半径）
したがって、原理的には、式（１０）に基づいて第１部分速度Ｖａからボール２の移動速度Ｖαを算出でき、式（１１）または式（１２）に基づいて、第２、第３部分速度Ｖｂ，Ｖｃから角速度ωが求められるので、角速度ωからスピン量を算出できることになる。
しかしながら、本例では、上記の式に基づいて移動速度Ｖα、スピン量を算出するのではなく、以下に説明するように、ドップラー信号Ｓｄを周波数解析することによって周波数ごとの信号強度の分布を示す信号強度分布データＰを生成し、この信号強度分布データＰからスピン量を求めるようにした。
The velocity detected based on the reflected wave W2 reflected by the first portion A is the first partial velocity Va, the velocity detected based on the reflected wave W2 reflected by the second portion B is the second partial velocity Vb, A velocity detected based on the reflected wave W2 reflected by the third portion C is defined as a third partial velocity Vc.
Then, the following formula is established.
Va = Vα (10)
Vb = Va-ωr (11)
Vc = Vb + ωr (12)
(Where Vα is the moving speed of the
Therefore, in principle, the moving speed Vα of the
However, in this example, instead of calculating the movement speed Vα and the spin amount based on the above formula, the signal intensity distribution for each frequency is shown by frequency analysis of the Doppler signal Sd as described below. The signal intensity distribution data P is generated, and the spin amount is obtained from the signal intensity distribution data P.
図２６は、打ち出されたボール２を球技用シミュレーション装置１０で計測した場合におけるドップラー信号Ｓｄをウェーブレット解析した結果を単純化して示す説明図である。
横軸は時間ｔ（ｍｓ）、縦軸はドップラー周波数Ｆｄ（ｋＨｚ）およびボール２の速度Ｖ（ｍ／ｓ）を示す。
このような線図は、例えば、ドップラー信号Ｓｄをサンプリングしてデジタルオシロスコープに取り込んでデジタルデータに変換し、該デジタルデータをパーソナルコンピュータなどを用いてウェーブレット解析、あるいは、連続ＦＦＴ解析することで得られる。
FIG. 26 is an explanatory diagram showing, in a simplified manner, the result of wavelet analysis of the Doppler signal Sd when the
The horizontal axis represents time t (ms), and the vertical axis represents the Doppler frequency Fd (kHz) and the velocity V (m / s) of the
Such a diagram can be obtained, for example, by sampling the Doppler signal Sd, taking it into a digital oscilloscope and converting it into digital data, and then performing wavelet analysis or continuous FFT analysis on the digital data using a personal computer or the like. .
図２６に示す周波数分布において、ハッチングで示した部分はドップラー信号Ｓｄの強度が大きく、実線で示した部分はドップラー信号Ｓｄの強度がハッチングで示した部分よりも小さいことを示している。
したがって、符号ＤＡで示す周波数分布は、信号強度が強く、第１部分速度Ｖａに対応する部分である。
符号ＤＢで示す周波数分布は、周波数分布ＤＡよりも信号強度が低く、第２部分速度Ｖｂに対応する部分である。
符号ＤＣで示す周波数分布は、周波数分布ＤＡよりも信号強度が低く、第３部分速度Ｖｃに対応する部分である。
In the frequency distribution shown in FIG. 26, the hatched portion indicates that the intensity of the Doppler signal Sd is large, and the solid line portion indicates that the intensity of the Doppler signal Sd is smaller than the portion indicated by hatching.
Therefore, the frequency distribution indicated by the symbol DA is a portion corresponding to the first partial speed Va with a strong signal strength.
The frequency distribution indicated by the symbol DB has a lower signal intensity than the frequency distribution DA and corresponds to the second partial speed Vb.
The frequency distribution indicated by the reference sign DC is a portion corresponding to the third partial velocity Vc having a signal intensity lower than that of the frequency distribution DA.
図２７は図２６における時点ｔ１におけるドップラー信号Ｓｄを周波数解析することによって得た、周波数ごとの信号強度の分布を示す信号強度分布データＰを示す説明図である。
図２７において横軸は速度Ｖ（ｍ／ｓ）、縦軸は信号強度Ｐｓ（任意単位）である。なお、横軸の速度Ｖはドップラー信号Ｓｄの周波数に比例している。
図中細線は信号強度分布データＰの実測値を表わし、太線は信号強度分布データＰの実測値の移動平均を示す。
すなわち、信号強度分布データＰの実測値は、測定時に含まれるノイズの影響を受けて大きく変動しているため、移動平均をとることによってノイズの影響を抑制した信号強度分布データＰを得ている。
FIG. 27 is an explanatory diagram showing signal intensity distribution data P indicating a signal intensity distribution for each frequency obtained by frequency analysis of the Doppler signal Sd at time t1 in FIG.
In FIG. 27, the horizontal axis represents velocity V (m / s), and the vertical axis represents signal intensity Ps (arbitrary unit). Note that the velocity V on the horizontal axis is proportional to the frequency of the Doppler signal Sd.
In the figure, the thin line represents the measured value of the signal intensity distribution data P, and the thick line represents the moving average of the measured value of the signal intensity distribution data P.
That is, since the actual measurement value of the signal intensity distribution data P is greatly fluctuated due to the influence of noise included in the measurement, the signal intensity distribution data P in which the influence of noise is suppressed is obtained by taking a moving average. .
以下移動平均によって表わされた信号強度分布データＰについて説明する。
図２７から明らかなように、信号強度分布データＰは、信号強度Ｐｓが最大となる１つの最大値を有し、最大値から離れるほど信号強度が次第に低下しやがてゼロとなる単一の山形を呈している。
ここで、信号強度分布データＰの山、すなわち、信号強度Ｐｓの最大値Ｄｍａｘが第１部分速度Ｖａの値に対応している。言い換えると、信号強度Ｐｓの最大値Ｄｍａｘが対応するドップラー周波数の値が第１部分速度Ｖａの値に対応している。
したがって、最大値Ｄｍａｘに対応するドップラー周波数が高いほど、第１部分速度Ｖａ、すなわち、ボール２の移動速度が高いことになる。
また、信号強度分布データＰの山の幅は、第２部分速度Ｖｂと第３部分速度Ｖｃの差分ΔＶ（速度幅）に比例する。
したがって、第２部分速度Ｖｂと第３部分速度Ｖｃの差分ΔＶが小さいほどスピン量が小さく、したがって、この差分ΔＶがゼロならばスピン量もゼロとなる。また、第２部分速度Ｖｂと第３部分速度Ｖｃの差分ΔＶが大きいほどスピン量が大きいことになる。
Hereinafter, the signal intensity distribution data P represented by the moving average will be described.
As is clear from FIG. 27, the signal intensity distribution data P has one maximum value that maximizes the signal intensity Ps, and the signal intensity gradually decreases as the distance from the maximum value increases. Presents.
Here, the peak of the signal intensity distribution data P, that is, the maximum value Dmax of the signal intensity Ps corresponds to the value of the first partial speed Va. In other words, the value of the Doppler frequency corresponding to the maximum value Dmax of the signal strength Ps corresponds to the value of the first partial velocity Va.
Therefore, the higher the Doppler frequency corresponding to the maximum value Dmax, the higher the first partial speed Va, that is, the moving speed of the
The width of the peak of the signal intensity distribution data P is proportional to the difference ΔV (speed width) between the second partial speed Vb and the third partial speed Vc.
Therefore, the smaller the difference ΔV between the second partial speed Vb and the third partial speed Vc, the smaller the spin amount. Therefore, if the difference ΔV is zero, the spin amount is also zero. Further, the larger the difference ΔV between the second partial speed Vb and the third partial speed Vc, the larger the spin amount.
ここで、第２部分速度Ｖｂと第３部分速度Ｖｃの差分ΔＶは、式（１１）、式（１２）わかるように以下の式（１３）で示され、すなわち、角速度ωに比例した値となる。
Ｖｃ−Ｖｂ＝（Ｖａ＋ωｒ）−（Ｖａ−ωｒ）＝２ωｒ （１３）
したがって、（１３）式から明らかなように、信号強度分布データＰの山の幅に基づいてスピン量を算出することができる。
ここで、山の幅は次のように定義することができる。
すなわち、信号強度分布データＰの山の幅は、信号強度信号強度Ｐｓの閾値ＤｔをＤｍａｘ・Ｎ（ただし０＜Ｎ＜１）とした場合、信号強度分布データＰのうち信号強度Ｐｓが閾値Ｄｔとなる部分の幅とする。
図２７では、Ｄｔ＝Ｄｍａｘ・１０％と、Ｄｔ＝Ｄｍａｘ・５０％とを例示しているが、閾値Ｄｔは山の幅を安定して計測できる値に設定すればよい。
したがって、図２７に示すように、ドップラー信号Ｓｄの信号強度分布データＰを求めることにより、この信号強度分布データＰからスピン量ＳＰを容易に求めることが可能となる。
ところで、前述したように第１乃至第３部分速度Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃは、厳密に言うとアンテナの指向性を示す仮想軸と一致する方向の速度成分である。
したがって、ボール２の移動軌跡がアンテナの指向性を示す仮想軸に対して外れるほど式（１３）によって得られるボール２のスピン量ＳＰの誤差が増大する傾向となる。
そこで、本発明では、アンテナ１２を用いて得られた信号強度分布Ｐｓすなわち信号強度分布データＰの山の幅と、実測されたボール２のスピン量ＳＰとの間に相関関係があることに着目した。
すなわち、予め上述した２つの相関関係を取得しておけば、それら２つの相関関係に基づいて信号強度分布データＰの山の幅からボール２のスピン量ＳＰを求めることが可能となる。
Here, the difference ΔV between the second partial velocity Vb and the third partial velocity Vc is expressed by the following equation (13) as can be seen from the equations (11) and (12), that is, a value proportional to the angular velocity ω: Become.
Vc−Vb = (Va + ωr) − (Va−ωr) = 2ωr (13)
Therefore, as apparent from the equation (13), the spin amount can be calculated based on the width of the peak of the signal intensity distribution data P.
Here, the width of the mountain can be defined as follows.
That is, the width of the peak of the signal intensity distribution data P is such that when the threshold Dt of the signal intensity signal intensity Ps is Dmax · N (where 0 <N <1), the signal intensity Ps of the signal intensity distribution data P is the threshold Dt. Is the width of the part.
In FIG. 27, Dt = Dmax · 10% and Dt = Dmax · 50% are exemplified, but the threshold value Dt may be set to a value that can stably measure the width of the mountain.
Therefore, as shown in FIG. 27, by obtaining the signal intensity distribution data P of the Doppler signal Sd, the spin amount SP can be easily obtained from the signal intensity distribution data P.
Incidentally, as described above, the first to third partial velocities Va, Vb, and Vc are strictly velocity components in a direction that coincides with a virtual axis indicating the directivity of the antenna.
Therefore, the error of the spin amount SP of the
Therefore, in the present invention, it is noted that there is a correlation between the width of the peak of the signal intensity distribution Ps obtained using the
That is, if the two correlations described above are acquired in advance, the spin amount SP of the
スピン量演算部４６は、予め得られている信号強度分布Ｐｓ、言い換えると信号強度分布データＰの山の幅と、実測されたボール２のスピン量ＳＰとの間に相関関係に基づいて、信号強度分布Ｐｓからスピン量ＳＰを算出するものである。
The spin
次に、実測して得た電波強度分布Ｐｓと実測して得たボール２のスピン量ＳＰとの相関関係の取得について説明する。
Next, acquisition of the correlation between the radio wave intensity distribution Ps obtained by actual measurement and the spin amount SP of the
まず、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置に位置するボール２を、さまざまな速度、方向にて発射する。
そして、スピン量を高精度に計測可能な基準計測器によってボール２のスピン量ＳＰを計測し、スピン量ＳＰの実測データを取得する。
スピン量ＳＰを計測する基準計測器として、高速度カメラなどを用いた従来公知のさまざまな測定装置が使用可能である。
また、スピン量ＳＰの計測と同時に、球技用シミュレーション装置１０を用いることにより、信号強度分布データ生成部３２によって信号強度分布ＳＰを取得する。すなわち、スピン量ＳＰの実測データに対応する信号強度分布データＰの山の幅を取得する。
First, the
Then, the spin amount SP of the
As a reference measuring instrument for measuring the spin amount SP, various conventionally known measuring apparatuses using a high-speed camera or the like can be used.
Simultaneously with the measurement of the spin amount SP, the signal intensity distribution
実測して得た電波強度分布Ｐｓと実測して得たボール２のスピン量ＳＰとの相関関係については以下のように求める。
基準測定器で計測したスピン量ＳＰの実測データと、信号強度分布ＳＰ（信号強度分布データＰの山の幅）との相関関係に基づいてスピン量算出用の相関式（回帰式）を求める。
言い換えると、スピン量ＳＰと、信号強度分布データＰの山の幅との関係を離散的に測定したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによってスピン量ＳＰを信号強度分布データＰの山の幅の関数（多項式）によって表わした相関式を求める。
すなわち、このようにして求められた相関式によってスピン量ＳＰと信号強度分布データＰの山の幅との関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、このようにして求めた相関式を用いることにより、信号強度分布データＰの山の幅からスピン量ＳＰを求めることが可能となる。
本例では、スピン量ＳＰ演算部３８は上記の相関式を用いることで信号強度分布データＰの山の幅からボール２のスピン量ＳＰを評価データとして算出する。
したがって、本例では、スピン量演算部４６によるスピン量ＳＰの算出は、予め実測され得られている信号強度分布データＰの山の幅と予め実測され得られているボール２のスピン量ＳＰとの相関関係を示すスピン量算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータをスピン量算出用のマップとして記憶しておき、マップを用いてスピン量ＳＰを算出してもよい。
The correlation between the field intensity distribution Ps obtained by actual measurement and the spin amount SP of the
A correlation equation (regression equation) for calculating the spin amount is obtained based on the correlation between the measured data of the spin amount SP measured by the reference measuring instrument and the signal intensity distribution SP (the width of the peak of the signal intensity distribution data P).
In other words, data obtained by discretely measuring the relationship between the spin amount SP and the peak width of the signal intensity distribution data P is acquired. Then, the obtained data is subjected to regression analysis using a conventionally known least square method or the like to obtain a correlation expression representing the spin amount SP by a function (polynomial) of the peak width of the signal intensity distribution data P.
That is, a characteristic line indicating the relationship between the spin amount SP and the peak width of the signal intensity distribution data P can be obtained by the correlation equation thus obtained.
Therefore, the spin amount SP can be obtained from the width of the peak of the signal intensity distribution data P by using the correlation equation thus obtained.
In this example, the spin amount
Therefore, in this example, the calculation of the spin amount SP by the spin
Instead of the correlation equation as described above, the characteristic line data indicated by the correlation equation may be stored as a spin amount calculation map, and the spin amount SP may be calculated using the map.
次にボール２について説明する。
ボール２のスピン量ＳＰを求めるにあたっては、第２、第３部分速度Ｖｂ，Ｖｃの計測を安定して確実に行うことが必要であり、したがって、ドップラー信号Ｓｄの計測を安定して確実に行うことが必要となる。
しかしながら、打撃されたボール２がアンテナ１２から離間するほど（時間が経過するほど）、アンテナ１２で受信される反射波Ｗ２の信号強度が低下し、各周波数分布ＤＡ、ＤＢ、ＤＣの信号強度はそれぞれ低下する。
この際、図２６に示すドップラー信号Ｓｄの周波数分布ＤＢ、ＤＣの信号強度は周波数分布ＤＡの信号強度に比較して元々弱い。
そのため、第２、第３部分速度Ｖｂ，Ｖｃを安定して計測する上で不利があり、アンテナ１２で受信可能な信号強度が周波数分布ＤＡよりも短時間で下回ってしまうため、第２、第３部分速度Ｖｂ，Ｖｃの計測可能な時間はごく限られた期間となる不利もある。
そこで、以下に説明するように、ボール２に電波反射率が異なる第１領域と第２領域とを形成する。
Next, the
In obtaining the spin amount SP of the
However, as the
At this time, the signal strengths of the frequency distributions DB and DC of the Doppler signal Sd shown in FIG. 26 are originally weaker than the signal strength of the frequency distribution DA.
Therefore, there is a disadvantage in stably measuring the second and third partial velocities Vb and Vc, and the signal intensity that can be received by the
Therefore, as described below, the
図２８はボール２が軟式野球用のボールである場合のボールの構成を示す断面図である。
ボール２は、球体２０２と、第１領域２０４と、第２領域２０６とを備えている。
球体２０２は、球状で中空のコア層２１０により形成されている。
第１領域２０４は、球体２０２の中心を中心とした球面上に形成され、第２領域２０６は、球面上で第１領域２０４を除く残りの部分に形成されている。そして、第２領域２０６の電波反射率は、第１領域２０４の電波反射率よりも低いものとなっている。
すなわち、第１領域２０４は、球体２０２の中心を中心とした球面上に形成された電波反射率が高い領域である。
したがって、第１領域２０４は高い電波反射特性を有しており、電波（マイクロ波）を効率よく反射する。
本例では、複数の第１領域２０４と、第２領域２０６とがコア層２１０の内面に形成されている。すなわち、球体２０２の中心を中心とした球面は、コア層２１０の内面である。
この場合、コア層２１０は導電性を有さず、したがって、電波の通過を許容する材料で形成されている。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing the configuration of the
The
The
The
That is, the
Accordingly, the
In this example, a plurality of
In this case, the
第１領域２０４は、反射波Ｗ２の強度を十分に確保することができればよく、例えば、次に示す従来公知の関係式を用いることによって、第１領域２０４の表面抵抗として必要な範囲を求めることができる。
すなわち、電波反射率：Γ、表面抵抗：Ｒとしたとき、式（１４）、式（１５）が成立する。
Γ＝（３７７−Ｒ）／（３７７＋Ｒ） （１４）
Ｒ＝（３７７（１−Γ））／（１＋Γ） （１５）
Γ＝１は全反射、Γ＝０は無反射を示し、３７７は空気の特性インピーダンスを示す。
したがって、式（１５）より
Γ＝１のときＲ＝０
Γ＝０のときＲ＝３７７
ここで、Γ＝０．５とすると、Ｒ＝３７７（０．５／１．５）≒１３０となる。
したがって、電波反射率Γとして十分な値をΓ＝０．５（５０％）以上とすると、表面抵抗Ｒは１３０Ω／ｓｑ．以下とすることが必要となる。
また、電波反射率Γが０．９（９０％）以上であり、したがって、表面抵抗Ｒが２０Ω／ｓｑ．以下であることが、反射波Ｗ２の強度を確保する上でより好ましい。
なお、電波反射率Γは、導波管法や自由空間法など従来公知方法によって測定することができるものである。
The
That is, when the radio wave reflectance is Γ and the surface resistance is R, Expressions (14) and (15) are established.
Γ = (377−R) / (377 + R) (14)
R = (377 (1-Γ)) / (1 + Γ) (15)
Γ = 1 indicates total reflection, Γ = 0 indicates no reflection, and 377 indicates the characteristic impedance of air.
Therefore, from equation (15), when Γ = 1, R = 0
R = 377 when Γ = 0
Here, when Γ = 0.5, R = 377 (0.5 / 1.5) ≈130.
Therefore, if a sufficient value for the radio wave reflectance Γ is Γ = 0.5 (50%) or more, the surface resistance R is 130Ω / sq. It is necessary to:
Further, the radio wave reflectance Γ is 0.9 (90%) or more, and therefore the surface resistance R is 20 Ω / sq. The following is more preferable in securing the intensity of the reflected wave W2.
The radio wave reflectance Γ can be measured by a conventionally known method such as a waveguide method or a free space method.
第１領域２０４を構成する材料として、導電性を有する材料を使用することができる。
導電性を有する材料は、例えば、金属粉末を含む導電性塗料である。このような導電性塗料を球体２０２の中心を中心とした球面に塗布することで（印刷することで）第１領域２０４が形成される。
このような塗料として、例えば、銀、銅、ニッケルなどを含むシールド用塗料を使用するなど、従来公知のさまざまな塗料が使用可能である。
また、導電性を有する材料は、金属箔であってもよい。このような金属箔を前記球面に接着剤で貼り付けることで第１領域２０４が形成される。
このような金属箔としてアルミニウム箔など従来公知のさまざまな金属箔が使用可能である。
また、導電性を有する材料を蒸着することで形成された蒸着膜で第１領域２０４を形成してもよい。
また、上述した金属粉末あるいは金属箔あるいは蒸着膜を形成する金属としては、例えば、銀、銅、金、ニッケル、アルミ、鉄、チタン、タングステンなどの従来公知のさまざまな金属が使用可能である。
なお、導電性を有する材料として、金属以外の導電物質、例えばカーボンを含む材料など従来公知のさまざまな材料が使用可能である。
As a material constituting the
The conductive material is, for example, a conductive paint containing metal powder. The
As such a paint, various conventionally known paints can be used, for example, a shield paint containing silver, copper, nickel and the like.
In addition, the conductive material may be a metal foil. The
As such a metal foil, various conventionally known metal foils such as an aluminum foil can be used.
Alternatively, the
Moreover, as a metal which forms the metal powder or metal foil mentioned above or a vapor deposition film, various conventionally well-known metals, such as silver, copper, gold | metal | money, nickel, aluminum, iron, titanium, tungsten, can be used, for example.
In addition, as a material having conductivity, various conventionally known materials such as a conductive substance other than metal, for example, a material containing carbon can be used.
第２領域２０６は、前記の球面上で第１領域２０４を除く残りの部分に形成され電波反射率が第１領域２０４よりも低い領域である。
言い換えると、第２領域２０６は、第１領域２０４よりも低い電波反射特性を有するものである。
本例では、第２領域２０６は、第１領域２０４を除く残りの表面の部分に形成され導電性を有さない。
計測装置１０として、従来公知の計測装置であるＴｒａｃｋＭａｎ（ＴｒａｃｋＭａｎ Ａ／Ｓ社の登録商標）を用いた場合、第１領域２０４の電波反射率と第２領域２０６の電波反射率との比（差）を大きく取ると、スピン量をより正確に検出する上で、また、より長時間スピン量を検出する上で有利となる。
この場合、第２領域２０６の電波反射率を５％以下、表面抵抗を３４０Ω／ｓｑ．以上とすると、第１領域２０４の電波反射率と第２領域２０６の電波反射率との比（差）を大きく確保する上で有利となる。
The
In other words, the
In this example, the
When TrackMan (registered trademark of TrackMan A / S), which is a conventionally known measuring device, is used as the measuring
In this case, the radio wave reflectance of the
このように第１領域２０４，第２領域２０６をボール２に形成することにより以下の効果が奏される。
ボール２は、球体２０２の中心を中心とした球面上に形成された第１領域２２と、球面上で第１領域２２を除く残りの部分に形成された第２領域２４とを備え、第２領域２４の電波反射率は、第１領域２２の電波反射率よりも低いものとなっている。
したがって、計測装置１０のアンテナ１２から発射された送信波Ｗ１がボール２の回転と共に移動する複数の第１領域２２によって反射される。そのため、反射波Ｗ２の電波強度を確保する上で有利となる。
そのため、打撃されたボール２がアンテナ１２から離間してアンテナ１２で受信される反射波Ｗ２の信号強度が低下しても、各周波数分布ＤＡ、ＤＢ、ＤＣの信号強度を確保することができる。
特に、周波数分布ＤＡの信号強度に比較して元々弱い周波数分布ＤＢ、ＤＣの信号強度を確保することができるので、第２、第３速度Ｖ２、Ｖ３を安定して計測する上で有利となる。
すなわち、ドップラー信号におけるスピン量を検出するために必要な周波数分布の信号強度を確保することができ、スピン量の検出を安定して確実に行う上で有利となる。
したがって、より長い期間、第２、第３速度Ｖ２、Ｖ３を計測することでより長い期間にわたってスピン量の計測を安定して行うことができる。
By forming the
The
Therefore, the transmission wave W <b> 1 emitted from the
Therefore, even if the
In particular, since the signal strengths of the frequency distribution DB and DC originally weaker than the signal strength of the frequency distribution DA can be secured, it is advantageous in stably measuring the second and third speeds V2 and V3. .
That is, the signal intensity of the frequency distribution necessary for detecting the spin amount in the Doppler signal can be ensured, which is advantageous for stably and reliably detecting the spin amount.
Therefore, the spin rate can be stably measured over a longer period by measuring the second and third velocities V2 and V3 for a longer period.
図２９はボール２が硬式野球用のボールである場合のボールの構成を示す断面図である。
球体２０２は、球状で中実のコア層２２０と、このコア層２２０を覆うカバー層２２２とで形成されている。
コア層２２０は、球状で中実の内側コア層２２０Ａと、この内側コア層２２０Ａを覆う外側コア層２２０Ｂとで構成されている。
内側コア層２２０Ａの材料としては、例えば、ゴムなどの従来公知のさまざまな材料が用いられる。
外側コア層２２０Ｂの材料としては、例えば、毛糸や綿糸などの糸、あるいは、発泡ウレタンなどの合成樹脂材料が用いられる。
外側コア層２２０Ｂは、毛糸や綿糸が内側コア層２２０Ａを覆うように巻き付けられることで構成され、あるいは、発泡ウレタンなどの合成樹脂が内側コア層２２０Ａを覆うように成形されことで構成される。
カバー層２２２の材料としては、例えば、牛革が用いられ、カバー層２２２は、外側コア層２２０Ｂを覆う牛革を糸で縫合することで構成される。
すなわち、本例では、カバー層２２２は、第１領域２０４による電波の反射がなされるように、電波の通過を許容する材料、例えば、導電性物質を含有しない材料などで形成されている。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing the configuration of the
The
The
As a material of the
As a material of the
The
As a material of the
That is, in this example, the
第１領域２０４、第２領域２０６は、カバー層２２２の内面、すなわち、外側コア層２２０Ｂの外面に形成されている。
あるいは、第１領域２０４、第２領域２０６は、カバー層２２２の外面に形成されていてもよい。
言い換えると、球体２０２の中心を中心とした球面は、外側コア層２２０Ｂの外面またはカバー層２２２の内面または外面である。
このような構成においても図２８の場合と同様の効果が奏される。
The
Alternatively, the
In other words, the spherical surface centered on the center of the
Even in such a configuration, the same effect as in the case of FIG. 28 is obtained.
次に、球技用シミュレーション装置１０の動作について図３０、図３１のフローチャートを参照して説明する。
まず、図３０を参照して、信号強度分布データＰの山の幅とスピン量ＳＰとの相関関係を示す相関式の設定について説明する。
まず、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）を用いてボール２を、移動方向とスピン量を異ならせて発射し、スピン量ＳＰを実測する（ステップＳ１００）。
同時に、球技用シミュレーション装置１０を用いて信号強度分布データＰの山の幅を計測する（ステップＳ１０２）。
次いで、球技用シミュレーション装置１０とは別のコンピュータにより、信号強度分布データＰの山の幅とスピン量ＳＰとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ１０４）。
そして、ステップＳ１０４によって得られた相関式を球技用シミュレーション装置１０に設定する（ステップＳ１０６）。
Next, the operation of the ball
First, with reference to FIG. 30, the setting of a correlation equation that indicates the correlation between the peak width of the signal intensity distribution data P and the spin amount SP will be described.
First, using a dedicated ball launching device (pitching machine), the
At the same time, the width of the peak of the signal intensity distribution data P is measured using the ball game simulation device 10 (step S102).
Next, a correlation formula indicating the correlation between the peak width of the signal intensity distribution data P and the spin amount SP is calculated by a computer different from the ball game simulation apparatus 10 (step S104).
Then, the correlation equation obtained in step S104 is set in the ball game simulation apparatus 10 (step S106).
次に、図３１を参照してボール２を打撃した場合における球技用シミュレーション装置１０のスピン量ＳＰの計測動作について説明する。
予め図３０の処理が実施され、球技用シミュレーション装置１０に前記の相関式が設定されているものとする。
まず、使用者は、ボール２の打ち出し方向においてボール２から例えば１．５〜２ｍ程度後方の箇所に、アンテナ１２をボール２に向けて設置する。
これにより、アンテナ１２から送出された送信波Ｗ１がボール２に当たり、反射波Ｗ２がアンテナ１２に受信可能な状態となる。
使用者が操作部２４を操作することにより、球技用シミュレーション装置１０はボール２のスピン量ＳＰを計測するための計測モードに設定される（ステップＳ１２０）。
Next, the measurement operation of the spin rate SP of the ball
It is assumed that the processing of FIG. 30 is performed in advance and the correlation equation is set in the ball
First, the user installs the
As a result, the transmission wave W1 transmitted from the
When the user operates the
計測モードに設定されると、ドップラー信号Ｓｄとトリガ信号ｔｒｇの蓄積部３０へのサンプリングが開始される（ステップＳ１２２）。
ここで、使用者がバット４でボール２を打ち出すと、打撃音がマイク１６によって収音される。トリガ信号発生部１８は、ドップラー信号Ｓｄを受信し、かつ、打撃音の音声信号が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して計測シミュレーション部２０に供給し、これによりトリガ信号ｔｒｇが蓄積部３０に供給される。
When the measurement mode is set, sampling of the Doppler signal Sd and the trigger signal trg into the
Here, when the user strikes the
信号強度分布データ生成部３２は、蓄積部３０にサンプリングされたトリガ信号ｔｒｇの検出の有無を判定しており（ステップＳ１２４）、トリガ信号ｔｒｇを検出しなければ、ステップＳ１２４を繰り返す。
信号強度分布データ生成部３２は、トリガ信号ｔｒｇを検出すると、トリガ信号ｔｒｇの検出時点から予め定められた区間にわたるドップラー信号Ｓｄのサンプリングデータを特定する（ステップＳ１２６）。
そして、信号強度分布データ生成部３２は、信号強度分布データＰを生成する（ステップＳ１２８）。
次いで、スピン量演算部４６は、予め設定されている相関式から信号強度分布データＰの山の幅に基づいてスピン量ＳＰを算出する（ステップＳ１３０）。
このようにして得られたスピン量ＳＰが表示部２２に供給されて表示される（ステップＳ１３２）。
この場合、例えば、ボール２のスピン量ＳＰの単位は（ｒｐｍ）として表示される。
以上で一連の計測動作が終了する。
The signal intensity distribution
When detecting the trigger signal trg, the signal intensity distribution
Then, the signal intensity distribution
Next, the spin
The spin amount SP thus obtained is supplied to the
In this case, for example, the unit of the spin amount SP of the
Thus, a series of measurement operations is completed.
以上説明したように、アンテナおよびドップラーセンサを用いて計測したドップラー信号の信号強度分布データＰを得ると共に、予め実測され得られている信号強度分布データＰとスピン量ＳＰとの相関関係に基づいて、信号強度分布データＰからスピン量ＳＰを算出することができる。 As described above, the signal intensity distribution data P of the Doppler signal measured using the antenna and the Doppler sensor is obtained, and based on the correlation between the signal intensity distribution data P measured in advance and the spin amount SP. The spin amount SP can be calculated from the signal intensity distribution data P.
次に、以上のように説明したスピン量ＳＰの計測原理を用いた第３の実施の形態について詳細に説明する。
上述の説明では、ボール２の挙動を表わすデータとしてボール２のスピン量ＳＰを計測する場合について説明したが、第３の実施の形態では、スピン量ＳＰに加えて回転するボール２の回転軸の傾きを計測する。
Next, the third embodiment using the measurement principle of the spin amount SP described above will be described in detail.
In the above description, the case where the spin amount SP of the
図３２は第３の実施の形態における球技用シミュレーション装置１０Ａの機能ブロック図である。
第３の実施の形態は、ボール２のスピン量ＳＰと回転軸の傾きを計測する点以外は、第１の実施の形態の球技用シミュレーション装置１０Ａと同様の構成であるため、第１の実施の形態と同様の構成についは説明を簡単に行う。
図３２に示すように、第３の実施の形態における球技用シミュレーション装置１０Ａは、第１の実施の形態と同様に、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、第１乃至第４ドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと、マイク１６と、トリガ信号発生部１８と、計測シミュレーション部２０と、表示部２２と、操作部２４などを含んで構成されている。
FIG. 32 is a functional block diagram of a ball game simulation apparatus 10A according to the third embodiment.
Since the third embodiment has the same configuration as the ball game simulation apparatus 10A of the first embodiment except that the spin amount SP of the
As shown in FIG. 32, the ball game simulation apparatus 10A according to the third embodiment is similar to the first embodiment in that the first to
計測シミュレーション部２０は、第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄから供給される第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤを入力して演算処理を行うことにより、ボール２の初期特性値としての移動方向および移動速度に加えて、スピン量ＳＰ、回転軸の傾きを算出するものである。
また、計測シミュレーション部２０は、初期特性値に基づいてボール２の飛距離を算出すると共に、算出された飛距離に基づいてボール２の弾道を算出し、飛距離および弾道を含むデータに基づいて打撃の評価を行う評価データを生成するものであり、この評価データにはスピン量ＳＰ、回転軸の傾きが含まれる。
本実施の形態では、計測シミュレーション部２０は、第１の実施の形態と同様にマイクロコンピュータ２１によって構成され、ＣＰＵ２１ＡがＲＯＭ２１Ｂに格納された制御プログラムを実行することにより計測シミュレーション部２０が実現される。
マイクロコンピュータ２１は、機能的には、蓄積部３０と、信号強度分布データ生成部３２と、速度演算部３４と、移動速度演算部３６と、スピン量演算部４６と、回転軸演算部４８とを含んで構成されている。
The
The
In the present embodiment, the
Functionally, the
蓄積部３０は、第１の実施の形態と同様に、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤと、トリガ信号ｔｒｇとを予め定められたサンプリング周期で時間経過に従って順番に蓄積するものである。
As in the first embodiment, the accumulating
信号強度分布データ生成部３２は、第１の実施の形態と同様に、蓄積部３０に蓄積された第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを周波数解析（連続ＦＦＴ解析、あるいは、ウェーブレット解析）することによって信号強度分布データＰをそれぞれ生成するものである。
また、信号強度分布データ生成部３２が、蓄積部３０に蓄積されたトリガ信号ｔｒｇに基づいて、蓄積部３０に蓄積された時系列データであるドップラー信号Ｓｄのサンプリングデータを予め定められた区間に特定して信号強度分布データＰの生成を実施する点は第１の実施の形態と同様である。
Similarly to the first embodiment, the signal intensity distribution
In addition, the signal intensity distribution
速度演算部３４は、第１の実施の形態と同様に、第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤのそれぞれに基づいて、ボール２の移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤを算出するものである。
Similar to the first embodiment, the
移動速度演算部３６は、第１の実施の形態と同様に、予め得られている第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤと実測されたボール２の移動速度Ｖαとの相関関係に基づいて、第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤから移動速度Ｖαを算出するものである。
Similar to the first embodiment, the moving
スピン量演算部４６は、予め得られている第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤ、言い換えると第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅と、実測されたボール２のスピン量ＳＰとの間に相関関係に基づいて、第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅から第１乃至第４のスピン量ＳＰＡ〜ＳＰＤを評価データとして算出するものである。
The spin
次に、実測して得た第１乃至第４の電波強度分布ＰＡ〜ＰＤと実測して得たボール２の第１〜第４のスピン量ＳＰとの相関関係の取得について説明する。
Next, acquisition of correlation between the first to fourth radio wave intensity distributions PA to PD obtained by actual measurement and the first to fourth spin amounts SP of the
まず、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置に位置するボール２を、さまざまな速度、方向にて発射する。
そして、スピン量を高精度に計測可能な基準計測器によってボール２のスピン量ＳＰを計測し、スピン量ＳＰの実測データを取得する。
また、スピン量ＳＰの計測と同時に、本実施の形態の球技用シミュレーション装置１０Ａを用いることにより、信号強度分布データ生成部３２によって第１乃至第４の信号強度分布ＰＡ〜ＰＤを取得する。すなわち、スピン量ＳＰの実測データに対応する第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅を取得する。
First, the
Then, the spin amount SP of the
Simultaneously with the measurement of the spin amount SP, the signal intensity distribution
実測して得た第１乃至第４の電波強度分布ＰＡ〜ＰＤと実測して得たボール２の第１〜第４のスピン量ＳＰとの相関関係については以下のように求める。
基準測定器で計測したスピン量ＳＰの実測データと、第１乃至第４の電波強度分布ＰＡ〜ＰＤ（第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅）の平均値Ｐａｖｅとの相関関係に基づいてスピン量算出用の相関式（回帰式）を求める。
言い換えると、スピン量ＳＰと、信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅとの関係を離散的に測定したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによってスピン量ＳＰを信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅの関数（多項式）によって表わした相関式を求める。
すなわち、このようにして求められた相関式によってスピン量ＳＰと信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅとの関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、このようにして求めた相関式を用いることにより、信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅからスピン量ＳＰを求めることが可能となる。
本実施の形態では、スピン量ＳＰ演算部３８は上記の相関式を用いることで信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅからボール２のスピン量ＳＰを算出する。
したがって、本実施の形態では、スピン量演算部４６によるスピン量ＳＰの算出は、予め実測され得られている信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅと予め実測され得られているボール２のスピン量ＳＰとの相関関係を示すスピン量算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、移動速度演算手段３６と同様に、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータをスピン量算出用のマップとして記憶しておき、マップを用いてスピン量ＳＰを算出してもよい。
The correlation between the first to fourth radio wave intensity distributions PA to PD obtained by actual measurement and the first to fourth spin amounts SP of the
Correlation between actual measurement data of the spin amount SP measured by the reference measuring instrument and an average value Pave of the first to fourth radio wave intensity distributions PA to PD (widths of the peaks of the first to fourth signal intensity distribution data P) A correlation equation (regression equation) for calculating the spin amount is obtained based on the relationship.
In other words, data obtained by discretely measuring the relationship between the spin amount SP and the average value Pave of the peak width of the signal intensity distribution data P is acquired. Then, by performing regression analysis on the acquired data using a conventionally known least square method or the like, a correlation equation that represents the spin amount SP by a function (polynomial) of the average value Pave of the peak width of the signal intensity distribution data P is obtained. .
That is, a characteristic line indicating the relationship between the spin amount SP and the average value Pave of the peak width of the signal intensity distribution data P can be obtained by the correlation equation thus obtained.
Therefore, by using the correlation equation thus obtained, the spin amount SP can be obtained from the average value Pave of the peak widths of the signal intensity distribution data P.
In the present embodiment, the spin amount
Therefore, in the present embodiment, the calculation of the spin amount SP by the spin
Similar to the moving speed calculation means 36, instead of the correlation equation as described above, the characteristic line data indicated by the correlation equation is stored as a spin amount calculation map, and the spin amount SP is stored using the map. May be calculated.
回転軸演算部４８は、第１乃至第４の信号強度分布データＰの幅に基づいてボール２の回転軸の傾きを評価データとして算出するものである。
ここで、アンテナの位置と、スピン量ＳＰと、回転軸の傾きとの関係について説明する。
図３３（Ａ）、図３４（Ａ）、図３５（Ａ）は第２のアンテナ１２Ｂの仮想軸ＬＢ（図４）に沿ってボール２を見た図、図３３（Ｂ）、図３４（Ｂ）、図３５（Ｂ）は第１のアンテナ１２Ａの仮想軸ＬＡ（図４）に沿ってボール２を見た図である。この場合、ボール２は打撃されスピンしながら移動しているものとする。
図３３（Ａ）、（Ｂ）は、ボール２の回転軸Ｍが仮想線ＣＬ（図７）と直交する鉛直面上で水平面と平行した状態を示している。
したがって、この場合、ボール２にはバックスピンがかかっている。
図３４（Ａ）、（Ｂ）は、ボール２の回転軸Ｍが仮想線ＣＬ（図７）と直交する鉛直面上で水平面に対して４５度傾斜した状態を示している。
したがって、この場合、ボール２にはバックスピンとサイドスピンとの中間のスピンがかかっている。
図３５（Ａ）、（Ｂ）は、ボール２の回転軸Ｍが仮想線ＣＬ（図７）と直交する鉛直面上で水平面に対して直交した状態を示している。
したがって、この場合、ボール２にはサイドスピンがかかっている。
The rotation
Here, the relationship among the antenna position, the spin amount SP, and the inclination of the rotation axis will be described.
33 (A), 34 (A), and 35 (A) are views of the
33A and 33B show a state in which the rotation axis M of the
Therefore, in this case, the
34A and 34B show a state in which the rotation axis M of the
Accordingly, in this case, the
FIGS. 35A and 35B show a state in which the rotation axis M of the
Therefore, in this case, the
ここで、ボール２のスピン量ＳＰが図３３〜図３５で同一であるものとする。
ボール２を正面から見ると、図３３（Ａ）、図３４（Ａ）、図３５（Ａ）に示すように回転軸Ｍの傾きに拘わらずスピン量ＳＰは同一のものとして検出される。
これに対してボール２を斜め下方から見ると、図３３（Ｂ）に示すように回転軸Ｍが水平であれば、図３３（Ａ）と同じスピン量ＳＰとして検出される。
図３４（Ｂ）に示すように、回転軸Ｍが水平面に対してなす角度が４５度になると、スピン量ＳＰは図３４（Ａ）で検出されるスピン量ＳＰに比較して見かけ上小さい値として検出される。
図３５（Ｂ）に示すように、回転軸Ｍが水平面に対してなす角度が９０度になると、スピン量ＳＰは図３５（Ａ）で検出されるスピン量ＳＰに比較して見かけ上小さい値として検出され、図３４（Ｂ）の場合よりもさらに小さいスピン量ＳＰとして検出される。
すなわち、ボール２を鉛直方向に間隔をおいた２箇所で見た場合、それぞれの箇所で検出されるスピン量ＳＰの差分と、回転軸Ｍの傾きとは相関関係があることになる。
本実施の形態では、回転軸演算部４８は、このような相関関係に基づいて、鉛直方向に間隔をおいた２つのアンテナを使用して得た２つの信号強度分布データＰの幅の差分からボール２の回転軸Ｍの傾きを算出するようにしている。
第１のアンテナ１２Ａを用いて得られた第１の信号強度分布データＰＡの幅：ΔＳＡ
第２のアンテナ１２Ｂを用いて得られた第２の信号強度分布データＰＢの幅：ΔＳＢ
第３のアンテナ１２Ｃを用いて得られた第３の信号強度分布データＰＣの幅：ΔＳＣ
第４のアンテナ１２Ｄを用いて得られた第４の信号強度分布データＰＤの幅：ΔＳＤ
とした場合、図３に示すように、対角線上に位置する２組のアンテナの信号強度分布データＰの幅の差分をそれぞれ第１の差分データΔＡＤ、第２の差分データΔＣＢとし、以下の式（２０）、式（２１）に示す。
ΔＡＤ＝ΔＳＡ−ΔＳＤ （２０）
ΔＣＢ＝ΔＳＣ−ΔＳＢ （２１）
このように対角線上に位置するアンテナの信号強度分布データＰの幅の差分を用いることにより、回転軸Ｍが水平面に対してなす角度の正負が特定される。
また、本実施の形態では、第１、第２の差分データΔＡＤ、ΔＣＢの平均値ΔＡＶＥを求め、この平均値ΔＡＶＥに基づいてボール２の回転軸Ｍの傾きを算出しており、これにより算出される回転軸Ｍの傾きの精度の向上が図られている。
Here, it is assumed that the spin amount SP of the
When the
On the other hand, when the
As shown in FIG. 34B, when the angle formed by the rotation axis M with respect to the horizontal plane is 45 degrees, the spin amount SP is apparently smaller than the spin amount SP detected in FIG. Detected as
As shown in FIG. 35B, when the angle formed by the rotation axis M with respect to the horizontal plane is 90 degrees, the spin amount SP is apparently smaller than the spin amount SP detected in FIG. Is detected as a smaller spin amount SP than in the case of FIG.
That is, when the
In the present embodiment, the rotation
Width of first signal intensity distribution data PA obtained using
Width of second signal intensity distribution data PB obtained using
Width of third signal intensity distribution data PC obtained using
Width of fourth signal intensity distribution data PD obtained using
In this case, as shown in FIG. 3, the difference between the widths of the signal intensity distribution data P of the two pairs of antennas located on the diagonal line is defined as the first difference data ΔAD and the second difference data ΔCB, respectively. (20), shown in equation (21).
ΔAD = ΔSA−ΔSD (20)
ΔCB = ΔSC−ΔSB (21)
Thus, by using the difference in the width of the signal intensity distribution data P of the antenna located on the diagonal line, the sign of the angle formed by the rotation axis M with respect to the horizontal plane is specified.
In the present embodiment, the average value ΔAVE of the first and second difference data ΔAD, ΔCB is obtained, and the inclination of the rotation axis M of the
次に、球技用シミュレーション装置１０Ａの動作について図３６、図３７のフローチャートを参照して説明する。
まず、図３６を参照して、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと、ボール２の移動方向、移動速度、スピン量との相関関係を示す相関式の設定について説明する。
まず、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置Ｏに位置するボール２を、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖα、スピン量ＳＰを異ならせて発射し、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖα、スピン量ＳＰを実測する（ステップＳ２００）。
同時に、球技用シミュレーション装置１０を用いて第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと、第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅とを計測する（ステップＳ２０２，Ｓ２０４）。
次いで、球技用シミュレーション装置１０とは別のコンピュータにより、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤに基づいて第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２を算出する（ステップＳ２０６）。
次いで、第１の値Ｄ１と上下角度θｙとの相関関係を示す相関式を算出し（ステップＳ２０８）、第２の値Ｄ２と左右角度θｘとの相関関係を示す相関式を算出し（ステップＳ２１０）。
次いで、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤに基づいて平均値Ｖａｖｅを算出する（ステップＳ２１２）。
次いで、平均値Ｖａｖｅと移動速度Ｖαとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ２１４）。
また、前記のコンピュータにより、第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅとスピン量ＳＰとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ２１６）。
そして、ステップＳ２０８，Ｓ２１０、Ｓ２１４、Ｓ２１６によって得られた４つの相関式を球技用シミュレーション装置１０に設定する（ステップＳ２１８）。
Next, the operation of the ball game simulation apparatus 10A will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, with reference to FIG. 36, description will be given of setting of a correlation equation indicating the correlation between the first to fourth speeds VA to VD and the moving direction, moving speed, and spin amount of the
First, the
At the same time, the ball
Next, the first value D1 and the second value D2 are calculated based on the first to fourth speeds VA to VD by a computer different from the ball game simulation apparatus 10 (step S206).
Next, a correlation equation indicating the correlation between the first value D1 and the vertical angle θy is calculated (step S208), and a correlation equation indicating the correlation between the second value D2 and the horizontal angle θx is calculated (step S210). ).
Next, an average value Vave is calculated based on the first to fourth speeds VA to VD (step S212).
Next, a correlation equation indicating the correlation between the average value Vave and the moving speed Vα is calculated (step S214).
Further, the computer calculates a correlation equation indicating the correlation between the average value Pave of the peak widths of the first to fourth signal intensity distribution data P and the spin amount SP (step S216).
Then, the four correlation equations obtained in steps S208, S210, S214, and S216 are set in the ball game simulation apparatus 10 (step S218).
次に、専用のボール打ち出し装置（ピッチングマシン）によって基準位置Ｏに位置するボール２を、移動速度Ｖαとスピン量ＳＰと上下角度θｙとを異ならせて発射して飛距離Ｄｂを実測する（ステップＳ２２０）。
次いで、球技用シミュレーション装置１０とは別のコンピュータにより、前述した図１３に示すようなコンター図に相当するデータを飛距離算出用のマップとして作成し、球技用シミュレーション装置１０に設定する（ステップＳ２２２）。
Next, the
Next, data corresponding to the contour diagram as shown in FIG. 13 is created as a flight distance calculation map by a computer different from the ball
次に、図３７を参照してボール２を打撃した場合における球技用シミュレーション装置１０の動作について説明する。
予め図３６の処理が実施され、球技用シミュレーション装置１０に前記の相関式、飛距離算出用のマップが設定されているものとする。
まず、使用者は、ボール２の打ち出し方向においてボール２を打撃する大体の位置から例えば１．７ｍ程度後方の箇所に、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄをボール２に向けてケース２６を設置する。
ケース２６は、例えば地面Ｇの上に載置すればよい。
これにより、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄから送出された送信波Ｗ１がボール２に当たり、反射波Ｗ２が第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄに受信可能な状態となる。
使用者が操作部２４を操作することにより、球技用シミュレーション装置１０はボール２の移動方向および移動速度を計測するための計測モードに設定される（ステップＳ３００）。
Next, the operation of the ball
It is assumed that the processing of FIG. 36 is performed in advance, and the correlation equation and the map for calculating the flight distance are set in the ball
First, the user places the
The
As a result, the transmission wave W1 transmitted from the first to
When the user operates the
計測モードに設定されると、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤとトリガ信号ｔｒｇの蓄積部３０へのサンプリングが開始される（ステップＳ３０２）。
ここで、使用者がバット６を把持してスウィングして野球用のバット４で、トスされたボール２を打ち出すと、打撃音がマイク１６によって収音される。トリガ信号発生部１８は、ドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤの少なくとも１つ以上の信号を受信し、かつ、打撃音の音声信号が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して計測シミュレーション部２０に供給し、これによりトリガ信号ｔｒｇが蓄積部３０に供給される。
When the measurement mode is set, sampling of the first to fourth Doppler signals SdA to SdD and the trigger signal trg into the
Here, when the user grips and swings the
信号強度分布データ生成部３２は、蓄積部３０にサンプリングされたトリガ信号ｔｒｇの検出の有無を判定しており（ステップＳ３０４）、トリガ信号ｔｒｇを検出しなければ、ステップＳ３０４を繰り返す。
信号強度分布データ生成部３２は、トリガ信号ｔｒｇを検出すると、トリガ信号ｔｒｇの検出時点から予め定められた区間にわたる第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを特定する（ステップＳ３０６）。
そして、信号強度分布データ生成部３２は、第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤを生成する（ステップＳ３０８）。
次いで、速度演算部３４は、第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤから第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤを算出する（ステップＳ３１０）。
次いで、移動方向検出部３６は、第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２を算出し（ステップＳ３１２）、予め設定されている相関式から第１の値Ｄ１、第２の値Ｄ２に基づいて上下角度θｙ、左右角度θｘを算出する（ステップＳ３１４）。
また、移動速度検出部３８は、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤから平均値Ｖａｖｅを算出し（ステップＳ３１６）、予め設定されている相関式から平均値Ｖａｖｅに基づいて移動速度Ｖαを算出する（ステップＳ３１８）。
さらに、評価用特性値演算部４０は、ボール２の移動速度および移動方向を含む初期特性値に基づいて飛距離算出用のマップからボール２の飛距離Ｄｂを算出すると共に、算出された飛Ｄｂ距離に基づいてボール２の弾道を算出する（ステップＳ３２０）。
The signal intensity distribution
When detecting the trigger signal trg, the signal intensity distribution
Then, the signal intensity distribution
Next, the
Next, the moving
Further, the moving
Furthermore, the evaluation characteristic
次いで、スピン量演算部４６は、予め設定されている相関式から第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅに基づいてスピン量ＳＰを算出する（ステップＳ３２２）。
次いで、回転軸演算部４８は、第１乃至第４の信号強度分布データＰから第１の差分データΔＡＤ、第２の差分データΔＣＢを演算し、第１、第２の差分データΔＡＤ、ΔＣＢの平均値ΔＡＶＥに基づいてボール２の回転軸Ｍの傾きを算出する（ステップＳ３２４）。
Next, the spin
Next, the rotation
評価データ生成部４２は、評価用特性値演算部４０によって算出された飛距離および弾道を含むデータに基づいて各種の評価データを生成すると、図３８に示すように、表示部２２に表示させる（ステップＳ３２６）。
また、本実施の形態では、評価データ生成部４２は、スピン量演算部４６で算出されたスピン量ＳＰおよび回転軸演算部４８で算出された回転軸Ｍの傾きＲを評価データとして受け付け、そのまま表示部２２に表示させる。
なお、スピン量ＳＰの単位は（ｒｐｍ）、回転軸Ｍの傾きＲの単位は（度）として表示される。回転軸Ｍの傾きＲは、例えば、回転軸Ｍが水平面に対してなす角度で示され、回転軸Ｍが水平面と平行であれば傾きＲ＝０度となり、回転軸Ｍが水平面に対して左に傾斜すると傾きＲが負の角度となり、回転軸Ｍが水平面に対して右に傾斜すると傾きＲが正の角度となる。
また、打撃判定部４４は、評価データ生成部４２で生成された落下点Ｐｂの位置に基づいてゲームとしての評価を判定し、その判定結果を図１７のように表示部２２に表示させる（ステップＳ３２８）。
以上で一連の動作が終了する。
When the evaluation
In the present embodiment, the evaluation
Note that the unit of the spin amount SP is (rpm), and the unit of the inclination R of the rotation axis M is (degrees). The inclination R of the rotation axis M is indicated by, for example, an angle formed by the rotation axis M with respect to the horizontal plane. If the rotation axis M is parallel to the horizontal plane, the inclination R = 0 degrees, and the rotation axis M is left with respect to the horizontal plane. When tilted to the right, the slope R becomes a negative angle, and when the rotation axis M tilts to the right with respect to the horizontal plane, the slope R becomes a positive angle.
Further, the
Thus, a series of operations is completed.
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、第１の実施の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、スピン量ＳＰ、回転軸Ｍの傾きＲを評価データとして得ることができるため、使用者に提供する評価データの価値を高めることができ、球技用シミュレーション装置１０の有用性を高める上でより一層有利となる。
As described above, according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the spin amount SP and the inclination R of the rotation axis M are evaluated. Since it can be obtained as data, the value of the evaluation data provided to the user can be increased, which is further advantageous in increasing the usefulness of the ball
なお、上述した実施の形態では、トスされたボール２をバット４で打撃する場合について説明したが、ティーバッティングのように静止したボール２をバット４で打撃しても良いことは無論である。
また、概ね打撃領域Ｚｈを通過したボール２であれば、投球されたボール２をバット４で打撃した場合を対象としてもよい。
また、上述した実施の形態では、ボール２が野球用ボールである場合について説明したが、ボールは、テニスボールやサッカーボールであってもよく、本発明はさまざまな球技用ボールを打撃した場合のシミュレーションを行う場合に適用可能である。
なお、テニスボールの場合、ボールを打撃する物体はラケットであり、サッカーボールの場合、ボールを打撃する物体は人の足となる。
In the above-described embodiment, the case where the tossed
Further, as long as the
In the above-described embodiment, the case where the
In the case of a tennis ball, the object that strikes the ball is a racket, and in the case of a soccer ball, the object that strikes the ball is a human foot.
２……ボール、４……バット（物体）、１２Ａ〜１２Ｄ……第１乃至第４のアンテナ、１４Ａ〜１４Ｄ……第１乃至第４のドップラーセンサ、３２……信号強度分布データ生成部、３４……速度演算部、３６……移動方向演算部、３８……移動速度演算部、４０……評価用特性値演算部、４２……評価データ生成部、４４……打撃判定部、４６……スピン量演算部、４８……回転軸演算部、ＰＡ〜ＰＤ……第１乃至第４の信号強度分布データ、ＶＡ〜ＶＤ……第１乃至第４の速度、Ｖα……移動速度、θｘ……左右角度、θｙ……上下角度、ＳＰ……スピン量、Ｒ……回転軸Ｍの傾き。
2... Ball, 4... Bat (object), 12 A to 12 D... 1 to 4 antennas, 14 A to 14 D... 1 to 4 Doppler sensors, 32. 34...
Claims (21)
前記初期特性値に基づいて前記ボールの飛距離を算出すると共に、前記算出された飛距離に基づいて前記ボールの弾道を算出する評価用特性値演算部と、
前記初期特性値、前記飛距離および前記弾道を含むデータに基づいて前記打撃の評価を行う評価データを生成する評価データ生成部とを含む球技用シミュレータ装置であって、
前記初期特性値検出部は、
指向性を有し、供給される送信信号に基づいて前記ボールに向けて送信波を送信すると共に、前記ボールで反射された反射波を受信して受信信号を生成する互いに離間して配置された第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）のアンテナと、
前記第１乃至第ｎのアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記アンテナから供給される前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成する第１乃至第ｎのドップラーセンサと、
前記第１乃至第ｎのドップラーセンサのそれぞれから得られたドップラー信号を周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す第１乃至第ｎの信号強度分布データを生成する信号強度分布データ生成部と、
前記第１乃至第ｎの信号強度分布データのそれぞれに基づいて、前記ボールの移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第ｎの速度を算出する速度演算部と、
予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの速度と予め実測され得られている前記ボールの移動方向との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動方向を算出する移動方向演算部と、
予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの速度と予め実測され得られている前記ボールの移動速度との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動速度を算出する移動速度演算部と、
を備えることを特徴とする球技用シミュレータ装置。 An initial characteristic value detecting unit for detecting an initial characteristic value including a moving speed and a moving direction of the ball when a ball for ball game is hit by an object;
An evaluation characteristic value calculation unit that calculates the ball flight distance based on the initial flight characteristic value and calculates the ball trajectory based on the calculated flight distance;
A ball game simulator device including an evaluation data generation unit that generates evaluation data for evaluating the batting based on data including the initial characteristic value, the flight distance, and the trajectory;
The initial characteristic value detection unit includes:
Transmitting a transmission wave toward the ball based on a transmission signal supplied and having a directivity, and receiving a reflected wave reflected by the ball to generate a reception signal, and are arranged apart from each other First to n-th (n is an integer of 2 or more) antennas;
The first to nth antennas are provided corresponding to each of the first to nth antennas, and supply the transmission signal to the antenna and generate a Doppler signal having a Doppler frequency based on the reception signal supplied from the antenna. 1st to nth Doppler sensors;
Signal intensity distribution data generation for generating first to nth signal intensity distribution data indicating a signal intensity distribution for each frequency by performing frequency analysis on a Doppler signal obtained from each of the first to nth Doppler sensors. And
Based on each of the first to nth signal intensity distribution data, a Doppler frequency component corresponding to the moving speed of the ball is detected, and the first to nth speeds are calculated based on the detected Doppler frequency components. A speed calculation unit,
Based on the correlation between the first to nth speeds obtained in advance and the movement direction of the ball obtained in advance, the first to nth speeds calculated by the speed calculation unit. A moving direction calculation unit for calculating the moving direction from a speed;
The first to nth speeds calculated by the speed calculation unit based on the correlation between the first to nth speeds obtained in advance and the moving speed of the ball obtained in advance. A moving speed calculator for calculating the moving speed from the speed;
A ball game simulator device comprising:
前記評価データ生成部による前記弾道の算出は、前記飛距離と前記移動方向演算部で演算された移動方向とに基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項１記載の球技用シミュレーション装置。 The calculation of the flying distance of the ball by the evaluation data generating unit was calculated by the moving speed calculation unit based on the correlation between the moving speed of the ball measured in advance and the flying distance measured in advance. It is done by finding the flight distance from the moving speed,
The calculation of the trajectory by the evaluation data generation unit is made based on the flight distance and the movement direction calculated by the movement direction calculation unit.
The ball game simulation device according to claim 1.
前記評価データ生成部による前記弾道の算出は、前記飛距離と前記移動方向演算部で演算された移動方向とに基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項１記載の球技用シミュレーション装置。 The calculation of the flying distance of the ball by the evaluation data generating unit is based on the moving speed calculated by the moving speed calculating unit, the moving direction calculated by the moving direction calculating unit, the drag acting on the ball, lift, and gravity. Based on solving the equation of motion,
The calculation of the trajectory by the evaluation data generation unit is made based on the flight distance and the movement direction calculated by the movement direction calculation unit.
The ball game simulation device according to claim 1.
前記基準位置を通り前記基準鉛直面と直交する平面を基準水平面とし、
前記移動体が前記基準位置から移動したときの移動軌跡を前記基準鉛直面に投影して得られた移動軌跡と前記基準水平面とがなす角度を上下角度とし、
前記移動体が前記基準位置から移動したときの移動軌跡を前記基準水平面に投影して得られれた移動軌跡と前記基準鉛直面とがなす角度を左右角度とした場合、
前記移動方向演算部によって算出される前記移動方向は前記上下角度と前記左右角度とで示される、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 A plane that includes a virtual line that passes through a predetermined reference position and extends in the horizontal direction and extends in the vertical direction is defined as a reference vertical plane.
A plane passing through the reference position and orthogonal to the reference vertical plane is a reference horizontal plane,
The angle formed by the movement trajectory obtained by projecting the movement trajectory when the moving body moves from the reference position onto the reference vertical plane and the reference horizontal plane is defined as the vertical angle,
When the angle formed by the movement trajectory obtained by projecting the movement trajectory when the moving body moves from the reference position onto the reference horizontal plane and the reference vertical plane is a left-right angle,
The moving direction calculated by the moving direction calculation unit is indicated by the vertical angle and the horizontal angle.
The ball game simulation device according to claim 1, wherein the ball game simulation device is a ball game simulation device.
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 The moving speed calculated by the moving speed calculation unit is the speed of the moving body along the moving direction of the moving body.
The ball game simulation device according to claim 1, wherein the ball game simulation device according to claim 1.
予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの速度と予め実測され得られている前記移動体の移動方向との相関関係を示す移動方向算出用の相関式に基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 The calculation of the moving direction by the moving direction calculation unit is as follows:
It is made based on a correlation formula for calculating a moving direction indicating a correlation between the first to n-th speeds that are measured in advance and the moving direction of the moving object that is measured in advance.
6. The ball game simulation device according to claim 1, wherein the ball game simulation device is characterized in that:
前記移動方向の全域について作成された１つの１次処理用の相関式と、
前記移動方向の全域が２つ以上の範囲に区分けされ、該区分けされた各範囲毎に作成された２つ以上の２次処理用の相関式とを含んで構成され、
前記移動方向演算部による前記移動方向の算出は、
前記１次処理用の相関式を用いて１回目の移動方向を算出し、前記２つ以上の範囲のうち、前記算出された１回目の移動方向が該当する前記範囲に対応する前記２次処理用の相関式を用いて２回目の移動方向を算出することによってなされる、
ことを特徴とする請求項６記載の球技用シミュレーション装置。 The correlation formula for calculating the moving direction is:
One primary processing correlation formula created for the entire area in the moving direction;
The entire region of the moving direction is divided into two or more ranges, and two or more correlation equations for secondary processing created for each of the divided ranges are configured.
The calculation of the moving direction by the moving direction calculation unit is as follows:
The first moving direction is calculated using the correlation equation for the primary processing, and the secondary processing corresponding to the range corresponding to the calculated first moving direction among the two or more ranges. This is done by calculating the second moving direction using the correlation equation for
The ball game simulation device according to claim 6.
予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの速度と予め実測され得られている前記移動体の移動速度との相関関係を示す移動速度算出用の相関式に基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項１乃至７に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 The calculation of the moving speed by the moving speed calculator is as follows:
It is made based on a correlation equation for calculating a moving speed indicating a correlation between the first to n-th speeds that are measured in advance and the moving speed of the moving body that is measured in advance.
The ball game simulation apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the ball game simulation apparatus according to any one of claims 1 to 7 is provided.
前記移動速度の全域について作成された１つの１次処理用の相関式と、
前記移動速度の全域が２つ以上の範囲に区分けされ、該区分けされた各範囲毎に作成された２つ以上の２次処理用の相関式とを含んで構成され、
前記移動速度演算部による前記移動速度の算出は、
前記１次処理用の相関式を用いて１回目の移動速度を算出し、前記２つ以上の範囲のうち、前記算出された１回目の移動速度が該当する前記範囲に対応する前記２次処理用の相関式を用いて２回目の移動速度を算出することによってなされる、
ことを特徴とする請求項８記載の球技用シミュレーション装置。 The correlation equation for calculating the moving speed is:
A correlation expression for one primary process created for the entire range of the moving speed;
The entire area of the moving speed is divided into two or more ranges, and two or more correlation equations for secondary processing created for each of the divided ranges are configured.
The calculation of the moving speed by the moving speed calculator is as follows:
The first processing speed is calculated using the correlation equation for the first processing, and the second processing corresponding to the range corresponding to the calculated first movement speed among the two or more ranges. This is done by calculating the second moving speed using the correlation equation for
The ball game simulation apparatus according to claim 8, wherein:
第１乃至第４のアンテナのうち、第１、第２のアンテナは互いに鉛直方向に第１の間隔をおいて配置され、かつ、第３、第４のアンテナは互いに鉛直方向に前記第１の間隔をおいて配置され、
第１、第３のアンテナは互いに水平方向に第２の間隔をおいて配置され、かつ、第２、第４のアンテナは互いに水平方向に前記第２の間隔をおいて配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至９に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 n is 4,
Of the first to fourth antennas, the first and second antennas are arranged at a first interval in the vertical direction, and the third and fourth antennas are arranged in the vertical direction with respect to the first antenna. Spaced apart,
The first and third antennas are arranged at a second interval in the horizontal direction, and the second and fourth antennas are arranged at the second interval in the horizontal direction.
The ball game simulation device according to claim 1, wherein the ball game simulation device according to claim 1.
第１乃至第３のアンテナのうち、第１、第２のアンテナは互いに水平方向に第１の間隔をおいて配置され、
第１、第３のアンテナは互いに鉛直方向に第２の間隔をおいて配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至９に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 n is 3,
Of the first to third antennas, the first and second antennas are arranged at a first interval in the horizontal direction,
The first and third antennas are arranged at a second interval in the vertical direction.
The ball game simulation device according to claim 1, wherein the ball game simulation device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１乃至９に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 The first to nth signal intensity distribution data generated by the signal intensity distribution data generation unit based on a correlation between the first to nth signal intensity distribution data obtained by actual measurement and the spin amount of the ball game ball. a spin amount calculation unit that calculates the spin amount from the signal intensity distribution data of n as the evaluation data;
The ball game simulation device according to claim 1, wherein the ball game simulation device according to claim 1.
前記スピン量演算部による前記スピン量の算出は、前記相関関係に基づいて、前記第１乃至第ｎの信号強度分布データの幅の平均値から前記スピン量を算出することでなされる、
ことを特徴とする請求項１２記載のボール計測装置。 The correlation between the first to nth signal intensity distribution data and the spin amount of the ball game ball is the average value of the widths of the first to nth signal intensity distribution data and the spin amount of the ball game ball. Is the correlation of
The calculation of the spin amount by the spin amount calculation unit is performed by calculating the spin amount from an average value of the widths of the first to n-th signal intensity distribution data based on the correlation.
The ball measuring device according to claim 12.
前記各信号強度分布データの幅は、閾値ＤｔをＤｍａｘ・Ｎ（ただし０＜Ｎ＜１）とした場合、前記各信号強度分布データのうち前記信号強度が前記閾値Ｄｔとなる部分の幅である、
ことを特徴とする請求項１３記載のボール計測装置。 When the maximum value of each signal intensity distribution data is Dmax,
The width of each signal intensity distribution data is the width of the portion of the signal intensity distribution data where the signal intensity becomes the threshold value Dt when the threshold value Dt is Dmax · N (where 0 <N <1). ,
The ball measuring device according to claim 13.
ことを特徴とする請求項１３または１４記載のボール計測装置。 Generation of the signal intensity distribution data by the signal intensity distribution data generation unit is performed by taking a moving average of the signal intensity,
The ball measuring device according to claim 13 or 14,
第１乃至第４のアンテナのうち、第１、第２のアンテナは互いに鉛直方向に第１の間隔をおいて配置され、かつ、第３、第４のアンテナは互いに鉛直方向に前記第１の間隔をおいて配置され、
第１、第３のアンテナは互いに水平方向に第２の間隔をおいて配置され、かつ、第２、第４のアンテナは互いに水平方向に前記第２の間隔をおいて配置され、
前記第１、第４のアンテナを用いて得られた前記第１、第４の信号強度分布データの幅の差分である第１の差分データと、前記第２、第３のアンテナを用いて得られた前記第２、第３の信号強度分布データの幅の差分である第２の差分データとの何れか一方に基づいて、あるいは、第１、第２の差分データの平均値に基づいて前記球技用ボールの回転軸の傾きを前記評価データとして算出する回転軸演算部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１３乃至１５に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 n is 4,
Of the first to fourth antennas, the first and second antennas are arranged at a first interval in the vertical direction, and the third and fourth antennas are arranged in the vertical direction with respect to the first antenna. Spaced apart,
The first and third antennas are arranged at a second interval in the horizontal direction, and the second and fourth antennas are arranged at the second interval in the horizontal direction,
First difference data, which is a difference between widths of the first and fourth signal intensity distribution data obtained using the first and fourth antennas, and obtained using the second and third antennas. Based on one of the second difference data, which is the difference between the widths of the obtained second and third signal intensity distribution data, or based on the average value of the first and second difference data A rotation axis calculator that calculates the inclination of the rotation axis of the ball for ball game as the evaluation data;
The ball game simulation device according to any one of claims 13 to 15, wherein the ball game simulation device is a ball game simulation device.
前記評価データ生成部は、前記ボールの落下点の位置を生成し、
仮想的な野球グランド上に複数の領域を設定しておき、前記評価データ生成部で生成された落下点の位置がどの領域に該当するかに応じて、アウト、ヒット、ホームランの評価を判定する打撃判定部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１６に何れか１項記載の球技用シミュレーション装置。 The ball game is baseball,
The evaluation data generation unit generates a position of a drop point of the ball,
A plurality of areas are set on a virtual baseball ground, and evaluation of out, hit, and home run is determined according to which area the position of the drop point generated by the evaluation data generation unit corresponds to. Further provided with a hit determination unit,
The ball game simulation device according to any one of claims 1 to 16, wherein
前記初期特性値に基づいて前記ボールの飛距離を算出すると共に、前記算出された飛距離に基づいて前記ボールの弾道を算出する評価用特性値演算工程と、
前記初期特性値、前記飛距離および前記弾道を含むデータに基づいて前記打撃の評価を行う評価データを生成する評価データ生成工程とを含む球技用シミュレーション方法であって、
指向性を有し、供給される送信信号に基づいて前記ボールに向けて送信波を送信すると共に、前記ボールで反射された反射波を受信して受信信号を生成する第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）のアンテナを互いに離間して配置し、
前記第１乃至第ｎのアンテナのそれぞれに対応して、前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記アンテナから供給される前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成する第１乃至第ｎのドップラーセンサを設け、
前記第１乃至第ｎのドップラーセンサのそれぞれから得られたドップラー信号を周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す第１乃至第ｎの信号強度分布データを生成する信号強度分布データ生成部を設け、
前記第１乃至第ｎの信号強度分布データのそれぞれに基づいて、前記ボールの移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第ｎの速度を算出する速度演算部を設け、
前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動方向との相関関係と、前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動速度との相関関係とをそれぞれ予め求めておき、
前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動方向との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動方向を算出し、
前記第１乃至第ｎの速度と前記ボールの移動速度との相関関係に基づいて、前記速度演算部で算出された第１乃至第ｎの速度から前記移動速度を算出する、
ことを特徴とする球技用シミュレーション方法。 An initial characteristic value detecting step of detecting an initial characteristic value including a moving speed and a moving direction of the ball when a ball for ball game is hit by an object;
Calculating the ball flight distance based on the initial characteristic value, and calculating an evaluation characteristic value calculation step for calculating the ball trajectory based on the calculated flight distance;
A ball game simulation method including an evaluation data generation step of generating evaluation data for evaluating the batting based on data including the initial characteristic value, the flight distance, and the trajectory,
1st to nth (n) having directivity and transmitting a transmission wave toward the ball based on a supplied transmission signal and generating a reception signal by receiving a reflected wave reflected by the ball Is an integer greater than or equal to 2)
Corresponding to each of the first to n-th antennas, the transmission signal is supplied to the antenna, and first to thorough signals having a Doppler frequency are generated based on the reception signal supplied from the antenna. An nth Doppler sensor is provided;
Signal intensity distribution data generation for generating first to nth signal intensity distribution data indicating a signal intensity distribution for each frequency by performing frequency analysis on a Doppler signal obtained from each of the first to nth Doppler sensors. Set up a section,
Based on each of the first to nth signal intensity distribution data, a Doppler frequency component corresponding to the moving speed of the ball is detected, and the first to nth speeds are calculated based on the detected Doppler frequency components. A speed calculator that
A correlation between the first to nth speeds and the moving direction of the ball, and a correlation between the first to nth speeds and the moving speed of the ball are obtained in advance,
Based on the correlation between the first to nth speeds and the moving direction of the ball, the moving direction is calculated from the first to nth speeds calculated by the speed calculating unit,
Calculating the moving speed from the first to n-th speeds calculated by the speed calculator based on the correlation between the first to n-th speed and the moving speed of the ball;
A ball game simulation method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項１８記載の球技用シミュレーション方法。 The first to nth signal intensity distribution data generated by the signal intensity distribution data generation unit based on the correlation between the first to nth signal intensity distribution data obtained in advance and the spin amount of the ball game ball. a spin amount calculation unit that calculates the spin amount as the evaluation data from n signal intensity distribution data;
The ball game simulation method according to claim 18, wherein:
第１乃至第４のアンテナのうち、第１、第２のアンテナは互いに鉛直方向に第１の間隔をおいて配置され、かつ、第３、第４のアンテナは互いに鉛直方向に前記第１の間隔をおいて配置し、
第１、第３のアンテナは互いに水平方向に第２の間隔をおいて配置され、かつ、第２、第４のアンテナは互いに水平方向に前記第２の間隔をおいて配置し、
前記第１、第４のアンテナを用いて得られた前記第１、第４の信号強度分布データの幅の差分である第１の差分データと、前記第２、第３のアンテナを用いて得られた前記第２、第３の信号強度分布データの幅の差分である第２の差分データとの何れか一方に基づいて、あるいは、第１、第２の差分データの平均値に基づいて前記球技用ボールの回転軸の傾きを前記評価データとして算出する回転軸演算部をさらに設けた、
ことを特徴とする請求項１９記載の球技用シミュレーション方法。 n is 4,
Of the first to fourth antennas, the first and second antennas are arranged at a first interval in the vertical direction, and the third and fourth antennas are arranged in the vertical direction with respect to the first antenna. At intervals,
The first and third antennas are arranged at a second interval in the horizontal direction, and the second and fourth antennas are arranged at the second interval in the horizontal direction from each other,
First difference data, which is a difference between widths of the first and fourth signal intensity distribution data obtained using the first and fourth antennas, and obtained using the second and third antennas. Based on one of the second difference data, which is the difference between the widths of the obtained second and third signal intensity distribution data, or based on the average value of the first and second difference data A rotation axis calculation unit for calculating the inclination of the rotation axis of the ball for ball game as the evaluation data,
The ball game simulation method according to claim 19.
ことを特徴とする請求項１８乃至２０に何れか１項記載の球技用シミュレーション方法。 The ball has a first region having radio wave reflectivity and a second region having a radio wave reflectivity lower than the first region.
21. The ball game simulation method according to claim 18, wherein the ball game simulation method is any one of claims 18 to 20.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140320334A1 (en) * | 2011-11-25 | 2014-10-30 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Speed Measuring Device for Moving Bodies |
| KR101505931B1 (en) | 2014-05-07 | 2015-03-25 | (주)스크린게임연구소 | screen baseball system and service method using it |
| WO2015087867A1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-18 | 横浜ゴム株式会社 | Speed/angle measurement device for mobile object |
| JP2017018600A (en) * | 2015-07-13 | 2017-01-26 | スポーツ・センサーズ・インコーポレーテッド | Batting tee which can adjust angle with measurement instrument |
| JP2017525521A (en) * | 2014-09-02 | 2017-09-07 | オリジン，エルエルシー | Multi-sensor tracking system and method |
| KR101931592B1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-03-13 | 주식회사 골프존 | Device for sensing a moving ball and method for computing parameters of moving ball using the same |
| US10238943B2 (en) | 2014-09-02 | 2019-03-26 | Flyingtee Tech, Llc | Multiple sensor tracking system and method |
| JP2019166334A (en) * | 2014-09-02 | 2019-10-03 | オリジン，エルエルシー | Multi-sensor tracking system and method |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08215363A (en) * | 1995-02-14 | 1996-08-27 | Kawasaki Corp Kk | Carry display device for golf ball |
| JPH08266701A (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-15 | Hino Motors Ltd | Shot ball tracking display device |
| JPH10500592A (en) * | 1994-05-23 | 1998-01-20 | ダイナミック スポーツ テクノロジー | Realistic baseball practice machine and entertainment system |
| JPH1172560A (en) * | 1997-08-28 | 1999-03-16 | Kaijo Corp | Doppler sodar |
| JP2001269430A (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-02 | Namco Ltd | Ball-measuring system, simulator and information storage medium |
| JP2002071802A (en) * | 2000-08-28 | 2002-03-12 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | Velocity measuring device, speed measuring device and method, and moving direction measuring device and method |
| JP2003126321A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-07 | Bridgestone Sports Co Ltd | System for saving/review actual shot data of golfer |
| JP2003294777A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Techno Network Shikoku Co Ltd | Device for detecting number of rotation, system for measuring body, and method of detecting number of rotation |
| JP2005278797A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | System and method for calculating projectile of golf ball |
| JP2007101294A (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Sri Sports Ltd | Ball measuring system |
| JP2010025856A (en) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Japan Aerospace Exploration Agency | Non-contact measurement method for three-axis angular velocity of sphere |
-
2011
- 2011-04-28 JP JP2011101917A patent/JP5824857B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10500592A (en) * | 1994-05-23 | 1998-01-20 | ダイナミック スポーツ テクノロジー | Realistic baseball practice machine and entertainment system |
| JPH08215363A (en) * | 1995-02-14 | 1996-08-27 | Kawasaki Corp Kk | Carry display device for golf ball |
| JPH08266701A (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-15 | Hino Motors Ltd | Shot ball tracking display device |
| JPH1172560A (en) * | 1997-08-28 | 1999-03-16 | Kaijo Corp | Doppler sodar |
| JP2001269430A (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-02 | Namco Ltd | Ball-measuring system, simulator and information storage medium |
| JP2002071802A (en) * | 2000-08-28 | 2002-03-12 | Ricoh Microelectronics Co Ltd | Velocity measuring device, speed measuring device and method, and moving direction measuring device and method |
| JP2003126321A (en) * | 2001-10-23 | 2003-05-07 | Bridgestone Sports Co Ltd | System for saving/review actual shot data of golfer |
| JP2003294777A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Techno Network Shikoku Co Ltd | Device for detecting number of rotation, system for measuring body, and method of detecting number of rotation |
| JP2005278797A (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | System and method for calculating projectile of golf ball |
| JP2007101294A (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Sri Sports Ltd | Ball measuring system |
| JP2010025856A (en) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Japan Aerospace Exploration Agency | Non-contact measurement method for three-axis angular velocity of sphere |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140320334A1 (en) * | 2011-11-25 | 2014-10-30 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Speed Measuring Device for Moving Bodies |
| US9678204B2 (en) * | 2011-11-25 | 2017-06-13 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Speed measuring device for moving bodies |
| WO2015087867A1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-18 | 横浜ゴム株式会社 | Speed/angle measurement device for mobile object |
| KR101505931B1 (en) | 2014-05-07 | 2015-03-25 | (주)스크린게임연구소 | screen baseball system and service method using it |
| JP2017525521A (en) * | 2014-09-02 | 2017-09-07 | オリジン，エルエルシー | Multi-sensor tracking system and method |
| US10238943B2 (en) | 2014-09-02 | 2019-03-26 | Flyingtee Tech, Llc | Multiple sensor tracking system and method |
| JP2019166334A (en) * | 2014-09-02 | 2019-10-03 | オリジン，エルエルシー | Multi-sensor tracking system and method |
| JP2017018600A (en) * | 2015-07-13 | 2017-01-26 | スポーツ・センサーズ・インコーポレーテッド | Batting tee which can adjust angle with measurement instrument |
| KR101931592B1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-03-13 | 주식회사 골프존 | Device for sensing a moving ball and method for computing parameters of moving ball using the same |
| WO2019117503A1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | 주식회사 골프존 | Device for sensing moving ball and method for calculating movement parameters for ball by using same |
| TWI694265B (en) * | 2017-12-12 | 2020-05-21 | 南韓商高爾縱股份有限公司 | Device for sensing a moving ball and method for computing parameters of moving ball using the same |
| US11364428B2 (en) | 2017-12-12 | 2022-06-21 | Golfzon Co., Ltd. | Device for sensing a moving ball and method for computing parameters of moving ball using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5824857B2 (en) | 2015-12-02 |
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