JP2021013657A - Training device for pitching and the like, computer program and method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、野球やハンドボール等の投球やサッカーのシュートやテニスやバレーボールのショット等の練習装置に関する。また、そのような装置のためのコンピュータプログラム及び方法に関する。 The present invention relates to a practice device for pitching baseball and handball, shooting soccer, and shooting tennis and volleyball. It also relates to computer programs and methods for such devices.
このような練習装置等は、従来、物理的な複数の開口部のある袋や、衝撃によって蓋(それぞれ番号がついている)が開く複数の格子や、着球する付近の複雑なセンサー機器構成(下記特許文献1等)によってによって実現されていた。これらは、物理的な一定の頑強さはそなえているものの、物理的もしくは電子機器的に破損しやすく、単純な機構のものではボールを再利用(再投球等)しにくく、投球練習などの設置・運用に関するコスト(練習装置製作費、設置運営費、ボール等の回収時間、等)が大きくかかっていた。
Conventionally, such practice devices have a bag with a plurality of physical openings, a plurality of grids whose lids (each numbered) are opened by an impact, and a complicated sensor device configuration (a complex sensor device configuration near the ball landing). It was realized by the following
したがって、本発明が解決しようとする課題は、頑強で壊れにくく製作・設置コストが少なく球を回収・再利用しやすい投球等練習装置、そのためのコンピュータプログラム及び方法を提供することである。 Therefore, an object to be solved by the present invention is to provide a pitching practice device that is robust, hard to break, low in manufacturing and installation costs, and easy to collect and reuse balls, and a computer program and method for that purpose.
本発明は、
目標の範囲を示す特徴を付した面(平面であってもなくてもよい)への
ボール又は物体(以降「ボール等」と呼ぶ)への衝突の分類器を備え
利用者がボール等を衝突させる毎に分類器による分類を表示等する
練習装置を提供する。
:「目標の範囲を示す特徴を付した面」は、野球等のストライク(さらに左右の様々な身長のバッターの影)やサッカー・ハンドボール等のゴール(大人用、子供用)やテニス・バレーボール等の仮想的な的を描いた丈夫な面、さらにストライクやゴールや的等の範囲を縦Mコマ横Nコマや同心円や同心円内の縦横斜めの角度に分ける線等を描いたものを含んでよく、ノーゴール・ボール・的外れ等を細分類する線を含んでよい。また、目標となる部位からの等距離線を明示した人間や動物や乗り物等を模した金属像の曲面や多面体を含む。これが平面であるときは、多くの場合、投球等した利用者にボール等な跳ね返るためボールの改修と再利用が容易になる。また、図1の1の素材や2のようなバネの性質の調整によって跳ね返り係数を調整することもできる。
:「表示等」には、現場機器や遠隔機器への通信後の表示、分類結果の計算機による積算・分析・診断後の表示、音声や光や文字等による表示、衝突箇所への表示(深部でのLED明滅や表面へのレーザー照射等)を含む。
>これにより、多くの場合に、設備が破損しにくく、球等の再利用が容易になるとともに、訓練やスポーツの練習をする際の判定・評価の手間が減り、現場/遠方の観衆を含めてより楽しめる形での演出も可能になる。
The present invention
A user collides with a ball or the like with a classifier for collision with a ball or an object (hereinafter referred to as "ball or the like") on a surface (which may or may not be a flat surface) having a feature indicating a target range. Provided is a practice device for displaying the classification by a classifier each time the ball is made.
: "Surface with features indicating the range of goals" includes strikes such as baseball (and shadows of batters of various heights on the left and right), goals such as soccer and handball (for adults and children), tennis and volleyball, etc. It may include a sturdy surface that depicts the virtual target of, and a line that divides the range of strikes, goals, targets, etc. into vertical M frames, horizontal N frames, concentric circles, and vertical, horizontal, and diagonal angles within the concentric circles. , No goal, ball, off-target, etc. may be included. It also includes curved surfaces and polyhedra of metal images that imitate humans, animals, vehicles, etc. that clearly indicate equidistant lines from the target part. When this is a flat surface, in many cases, the ball or the like bounces off the throwing user, so that the ball can be easily repaired and reused. Further, the rebound coefficient can be adjusted by adjusting the material of 1 in FIG. 1 and the properties of the spring as shown in 2.
: "Display, etc." includes display after communication to on-site equipment and remote equipment, display after integration / analysis / diagnosis of classification results by computer, display by voice, light, characters, etc., display at collision location (deep part) Includes LED blinking and laser irradiation on the surface).
> In many cases, this makes it difficult for equipment to be damaged, makes it easier to reuse balls, etc., and reduces the time and effort required for judgment and evaluation when practicing training and sports, including on-site / distant spectators. It will also be possible to produce in a more enjoyable way.
本発明はまた、前記分類器が、衝突の前後に撮像した画像(静止画又は動画)にもとづいて分類する
練習装置を提供する。
:これは、ひとつの静止画又は静止画の系列からの分類だけでなく、動画による分類を含み、静止画や動画からのピクセル色分布解析やディープラーニング技術(教師あり学習)により分類することを含む。的などが幾何学形状のときは、球の色を示すピクセル集合の衝突中心座標が当該幾何学形状の理論的な範囲かどうかをコンピュータによって計算することによっても簡易的な判定やコース分類等をすることもできる。
>これにより、前記「面」側における少ない物理的センサー(1個の加速度センサー等)により、衝突の詳細な位置(例えばゴールしたかどうかの評価となる位置)・速度・角度などの分類が可能になる。
>また、撮像は可動部が少ないため、雨や経年劣化にもつよく、デジタルカメラが普及した現代では、保守・運営コストも安価であり有利である。
The present invention also provides a practice device in which the classifier classifies based on images (still images or moving images) captured before and after a collision.
: This includes not only classification from one still image or series of still images, but also classification by moving images, and classification by pixel color distribution analysis from still images and moving images and deep learning technology (supervised learning). Including. When the target is a geometric shape, a simple judgment or course classification can be made by calculating with a computer whether the collision center coordinates of the pixel set indicating the color of the sphere are within the theoretical range of the geometric shape. You can also do it.
> This makes it possible to classify the detailed position of the collision (for example, the position that evaluates whether or not the goal has been reached), speed, angle, etc. by using a small number of physical sensors (one acceleration sensor, etc.) on the "face" side. become.
> In addition, since imaging has few moving parts, it is resistant to rain and deterioration over time, and in the present age when digital cameras have become widespread, maintenance and operation costs are low, which is advantageous.
本発明はまた、
前記分類器が、前記衝突のタイミング又は分類結果を、面の全体領域又は部分領域における振動、接触、接触音又はこれらの組合せを感知するセンサーに基づいて判断する
練習装置を提供する。
:振動と接触は全体又は部分領域ごとに配置した加速度センサーにより検知可能であり、接触音はいくつかのマイクにより検知分類可能である。
>衝突のタイミングは、分類の単位を判定するために必要であり、分類結果は判定の内容のために必要であるが、こうして、これらを多面的に頑強に判断することが可能になる。
The present invention also
Provided is a practice device in which the classifier determines the timing or classification result of the collision based on a sensor that senses vibration, contact, contact sound, or a combination thereof in a whole area or a partial area of a surface.
: Vibration and contact can be detected by acceleration sensors arranged for each whole or partial area, and contact sound can be detected and classified by several microphones.
> The timing of collision is necessary for determining the unit of classification, and the classification result is necessary for the content of the determination. In this way, it is possible to make a multifaceted and robust judgment.
本発明はまた、
前記分類器が、面への衝突を感知したタイミングで撮像した画像により
衝突を分類する
練習装置を提供する。
>これにより、ディープラーニング等の場合に教師信号を与えて学習する画像の集合を節約し、学習コストを小さくすることができる。
The present invention also
The classifier provides a practice device for classifying collisions based on an image captured at the timing when a collision with a surface is detected.
> As a result, it is possible to save a set of images to be learned by giving a teacher signal in the case of deep learning or the like, and to reduce the learning cost.
また、このような練習装置に用いるコンピュータプログラムと方法を提供する。 We also provide computer programs and methods used for such practice devices.
以下、例としての実施例を用いて、様々な実施の形態について説明するが、これに限られるものではない。
いずれにしても、分類器が利用者の蹴りや投球等による衝突画像をもとに一瞬で分類判断できるように構成する。この際、撮像と分類器への画像入力は、ステンレス板や地面や人形に衝突振動があったときのみ行い、その分類結果をパソコン等に送って表示することにより、ゴール側のセンサーは衝突振動センサーのみとすることができる。
別の実施例では、ステンレス板近傍のマイクからの音声信号のみで撮像タイミングを判断することができ、さらにこの衝突タイミングの判断にもとづき動画と動画上のタイミングを指定した教師信号のあるディープラーニング結果だけを用いて動画だけから自動分類を行うことも可能である。
Hereinafter, various embodiments will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
In any case, the classifier is configured so that the classification can be instantly determined based on the collision image caused by the user's kick or pitch. At this time, imaging and image input to the classifier are performed only when there is collision vibration on the stainless steel plate, the ground, or the doll, and by sending the classification result to a personal computer or the like and displaying it, the sensor on the goal side has collision vibration. It can be a sensor only.
In another embodiment, the imaging timing can be determined only by the audio signal from the microphone near the stainless steel plate, and the deep learning result with the moving image and the teacher signal specifying the timing on the moving image based on the determination of the collision timing. It is also possible to perform automatic classification from only moving images using only.
図1は、本発明の一実施例によるシステム概要図である。
ステンレス板1は、塗装した上にストライクゾーンやゴールの格子や練習用の打ち込み同心円等を描いたステンレス板(6.4mm)である。この板厚や寸法は、用途(野球、サッカー、テニスなど)によって異なる。
バネ2は、ステンレス板1を壁(コンクリートや建物や固定用の支柱等)に固定する(実際の必要個数は省略)。
壁3は、コンクリートや建物、又は、固定用の支柱等(スケルトンでもよい)からなる。
加速度センサー4は、ステンレス板1へのボール6の衝突を感知するための加速度センサーであり、確実な感知に必要な個数を設置する。
投球者5(図は野球の投手の場合)は、練習装置の機械学習(ディープラーニング等)のための投球者である場合と、機械学習後の練習者(利用者)である場合とがある。機械学習結果は、練習装置を量産する際には、電子データとしてコピーすることができる。
ボール等6は、投球者5から発せられ、ステンレス板1に衝突する。
通信7は、加速度センサー4からデジタルカメラ8への通信であり、球6等による衝撃のあったタイミングを伝え、撮像とストライク判定やコース分類等につなげる。
デジタルカメラ8は、設置治具8aで撮像方向9に向けて固定されており、加速度センサー4からの衝突を示す信号に応じてステンレス板1全体(球6の衝突の様子を含む)を撮影し、その画像情報10をコンピュータ11に送信する(USB配線、WIFI接続、等)。
ピュータ11は、画像情報10により、開発時には目視判定者12からの教師信号13をもとに機械学習を行い、運用時には機械学習結果をもとに判定・コース分類等を行い、図示しないディスプレイやスピーカにより利用者(練習者)に判定やコース分類を伝える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
The
The
The wall 3 is made of concrete, a building, a support for fixing, or the like (may be a skeleton).
The
The pitcher 5 (in the case of a baseball pitcher in the figure) may be a pitcher for machine learning (deep learning, etc.) of a practice device, or a practitioner (user) after machine learning. .. The machine learning results can be copied as electronic data when mass-producing the practice device.
The ball or the like 6 is emitted from the
The communication 7 is a communication from the
The
The
図2は、野球投球練習の一実施例の概略図である。
描かれた格子1aは、野球のストライクゾーンの範囲において、5×5種類の侵入コースを描いたものであり、この線は機械学習においても利用される。また別の図示しない実施例では、ボールもずれた方向の境界線などにより分類される。
描かれた像1bは、野球の左バッターを模して描いたものであり、投球練習者に臨場感を与えるとともに、機械学習のための画像情報の一端にもなりうる。右バッター1cも同様である。
ステンレス板1は、サッカー(図3)やテニス(図4)の場合よりも小さい板で、コンパクトな練習場をつくることができる。
FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of baseball pitching practice.
The drawn grid 1a depicts 5 × 5 types of intrusion courses in the range of the baseball strike zone, and this line is also used in machine learning. In another embodiment (not shown), the balls are also classified according to the boundary line in the displaced direction.
The drawn image 1b imitates the left batter of baseball, and gives a sense of presence to the pitching practitioner and can also be a part of image information for machine learning. The same applies to the right batter 1c.
The
図3は、本発明の一実施例によるサッカーのゴールキック練習装置の概略図である。
サッカーゴールの正面内径(7.32m×2.44m程度)の正面等を余裕をもって描けるサイズの溶接した緑地のステンレス板1(9m4m×3.2mm)をバネ2でコンクリート壁3(15m×8m)に接続して立てかけ、裏面に適当な密度で加速度センサー4を設けコンピュータ11に接続する。
サッカーゴールの外枠と内径を明示しかつ内径を縦3横5コマに15分割した格子線を引き、実際に1万発以上のボレーシュート等を当てて、ステンレス版1への衝撃(加速度センサー4で判断する)のあった各時点の静止画を撮影し、それがゴールかどうか、ゴールだとすれば15分割したどの領域へのゴールか又は格子に当たって跳ね返ることになるゴールかどうかについての人手などによる教師信号13を付与し、新しいゴールがあった時点でのディープラーニングによる判断ができるようにする。ここで、人12の目視等で判断できないときは、実際に作った格子にあてて実験した結果を教師信号13とすることもでき、別途の計算機による物理シミュレーション等の結果を教師信号13とすることもできる。
判断の結果は、ステンレス版の各格子の中央に埋め込んだLED等(図示しない)の消灯で、その格子内にゴールしたことを表示するとともに、現場脇の掲示板や、スマートフォンで確認可能なWEBサイトにも表示されるようにする。消灯された格子のLEDは、別のゲームの開始信号に応じてリセットされて点灯するようにコンピュータ11等にプログラムされている。
ハンドボールのゴール、野球のストライクゾーン等についても、サイズは小さくなるが、同様に構成することができる。野球の場合にはあらかじめ指定された格子又はコースに、例えば、右上ストライク、左下ストライク、右下ボール、左上ストライクと一球一球投げ分けたときに1アウトとみなすようにしてゲーム性を演出することもできる。
FIG. 3 is a schematic view of a soccer goal kick practice device according to an embodiment of the present invention.
A welded green stainless steel plate 1 (9m4m x 3.2mm) with a size that allows the front surface of the front inner diameter (about 7.32m x 2.44m) of a soccer goal to be drawn with a margin, and a concrete wall 3 (15m x 8m) with a
Draw a grid line that clearly shows the outer frame and inner diameter of the soccer goal and divides the inner diameter into 15 vertical 3 horizontal 5 frames, and actually hit 10,000 or more volley shoots etc. to impact the stainless steel plate 1 (acceleration sensor) Take a still image at each point in time (judged by 4), and manually determine whether it is a goal, if it is a goal, which area is divided into 15 areas, or whether it is a goal that hits the grid and bounces off. A
The result of the judgment is that the LED etc. (not shown) embedded in the center of each grid of the stainless steel plate is turned off to indicate that the goal has been reached in the grid, and the bulletin board beside the site or the WEB site that can be confirmed on a smartphone. To be displayed in. The LED of the grid that has been turned off is programmed in the
Handball goals, baseball strike zones, etc. can be configured in the same way, although the size will be smaller. In the case of baseball, for example, when the upper right strike, the lower left strike, the lower right ball, and the upper left strike are thrown separately on a predetermined grid or course, it is regarded as one out to produce a game. You can also do it.
図4は、本発明の一実施例によるテニスのショット練習装置の一部の概略図である。バレーボールの場合にも、システム的には同様に構成することができる。
バレーボールやテニス等の場合は、全体を図示しないが、衝撃を検知する地面(図示しない)と衝撃を検知するクッション状の人形(図5を参考にされたい)のある空間にいくつかの同心円で表現した的等(1d,1e等)を表現し、サッカーや野球と同様に機械学習等をした上で、練習やゲームをすることができる。
FIG. 4 is a schematic view of a part of a tennis shot practice device according to an embodiment of the present invention. In the case of volleyball, the system can be configured in the same way.
In the case of volleyball, tennis, etc., the whole is not shown, but there are some concentric circles in the space where there is a ground that detects impact (not shown) and a cushion-shaped doll that detects impact (see Fig. 5). You can practice and play games after expressing the expressed target etc. (1d, 1e, etc.) and doing machine learning etc. like soccer and baseball.
図5は、本発明の一実施例によるキャッチボール練習装置(多面体1の例)の一部の概略図である。野球のキャッチボールの他、バレーボールやテニスで、レシーバー1等の正面(や逆に正面を避けたコース)を狙う場合に使用することができる。ボールの回収の便を考慮すれば、必ずしも多面体にする必要はないが、多面体の場合は、斜めから打ったボールが多面体に垂直の的に当たる場合には、回収しやすくなる場合がある。
FIG. 5 is a schematic view of a part of a catch ball practice device (example of polyhedron 1) according to an embodiment of the present invention. In addition to baseball catch balls, it can be used when aiming at the front of
1 塗装した上にストライクゾーンやゴールの格子や練習用の打ち込み同心円等を描いたステンレス板(6.4mm)
1a 野球のストライクゾーンと侵入コースを描いた格子
1b 野球の左バッターを模して描いた像
1c 野球の右バッターを模して描いた像
1d テニスの練習のための的を同心円に描いたもの
1e テニスの練習のための的を同心円とずれ角度によって示したもの
1f 野球のキャッチボールのための的を同心円とずれ角度によって示したもの
2 ステンレス板を壁(コンクリートや建物や固定用の支柱等)に固定するためのバネ(実際の必要個数は省略)
3 壁(コンクリートや建物や固定用の支柱等)
4 ステンレス板1へのボールの衝突を感知するための加速度センサー
5 練習装置の機会学習等のための投球者又は機械学習後の投球等練習者(利用者)
6 ボール等
7 加速度センサー4からカメラへの通信(衝撃のあったタイミング)
8 デジタルカメラ
8a デジタルカメラを設置治具
9 デジタルカメラの撮像方向
10 デジタルカメラからの画像情報
11 コンピュータ(ディスプレイ、教師信号やプレイリセット信号の入力装置、判定スピーカーを備える)
12 ストライク・ボール・コース(該当格子)の目視判定者(教師信号提供者)
13 教師信号等
1 Stainless steel plate (6.4 mm) with a strike zone, a grid of goals, and concentric circles for practice drawn on top of the paint.
1a A grid depicting a baseball strike zone and an invasion course 1b A statue imitating a baseball left batter 1c A statue imitating a baseball right batter 1d Concentric circles of targets for baseball practice
1e Targets for tennis practice are shown by concentric circles and deviation angles 1f Targets for baseball catch balls are shown by concentric circles and deviation angles 2 Stainless steel plates are used for walls (concrete, buildings, fixing columns, etc.) ) (The actual required number is omitted)
3 walls (concrete, buildings, fixing columns, etc.)
4 Accelerometer for detecting the collision of the ball with the
6 Ball, etc. 7 Communication from the
8 Digital camera 8a Digital camera installation jig 9 Imaging direction of
12 Visual judge of strike ball course (corresponding grid) (teacher signal provider)
13 Teacher signals, etc.
Claims (6)
ボール又は物体(以降「ボール等」と呼ぶ)への衝突の分類器を備え
利用者がボール等を衝突させる毎に分類器による分類を表示等する
練習装置。 A user collides with a ball or the like with a classifier for collision with a ball or an object (hereinafter referred to as "ball or the like") on a surface (which may or may not be a flat surface) having a feature indicating a target range. A practice device that displays the classification by a classifier each time it is made.
請求項1に記載の練習装置。 The practice device according to claim 1, wherein the classifier classifies based on images (still images or moving images) captured before and after the collision.
請求項1に記載の練習装置。 The practice device according to claim 1, wherein the classifier determines the timing or classification result of the collision based on a sensor that senses vibration, contact, contact sound, or a combination thereof in an entire region or a partial region of a surface.
衝突を分類する
請求項2および3に記載の練習装置。 The practice device according to claim 2 and 3, wherein the classifier classifies the collision based on the image captured at the timing when the collision with the surface is detected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019130761A JP2021013657A (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Training device for pitching and the like, computer program and method for the same |
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