JP2022506725A - ボール回収システム（ｂａｌｌ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｓｙｓｔｅｍ）および方法 - Google Patents

Abstract

スポーツの競技面上でボールを収集し、ボールを制御可能に放出するための遠隔制御された回収器（１２）は、ボール収集空間（３０）を規定する２つの離間したブレード（２６）を有するフロントエンドボールコレクター（２４）を含む。各ブレード（２６）は、収集されたボールを、テニスのベースラインのような目標位置に向かってプログラムされた又は手動で向けられた放出まで収集空間内に保持するための受動的又は活性戻り止め（５０）を含む。回収器（１２）は、回収セッション中に回収器（１２）を制御し、指示するためのプロセッサコントローラ（２１）を含む。【選択図】図１７

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１１月６日に出願された「テニスボール回収システムおよび方法（Tennis Ball Retriever System and Method）」という名称の米国仮特許出願第６２／７５６，４５０号、および２０１９年９月３０日に出願された「テニスボール回収システムおよび方法（Tennis Ball Retrieval System and Method）」という名称の米国仮特許出願第６２／９０８，２６７号の優先権の利益を主張する。

技術分野
本発明は、プレー中にスポーツ競技面上のボールを回収し、戻す方法およびシステムに関し、より詳細には、プログラムされた、手動で指示された、または信号で伝えられたテニスコート上の目標位置にテニスボールを位置決めし、回収し、戻す方法およびシステムに関する。

図１は、テニスコートのレイアウトおよび寸法を示し、各ベースラインはその「センターマーク」と交差する線であり、プレーヤは、サービング時にその背後に配置される。寸法は下記のとおりである。
ベースライン：ダブルス３６フィート（１１ｍ)／シングルス２７フィート（８．２３ｍ）幅
センターマーク：４インチ（１０．１６ｃｍ）長さ
サービスライン：２７フィート（８．２３ｍ）幅（単一のベースラインと同じ）
両側のセンターサービスライン：２１フィート（６．４ｍ）の長さ（ネットから）
ベースライン：３９フィート（１１．８９ｍ）の長さ（ネットから、ダブルスとシングルスのコートサイズの両方で同じ）
したがって、サービングプレーヤは、ネットから少なくとも３９フィート（１１．８９ｍ）離れている。

ピックルボールコートもまた、形状が長方形であり、ネットによって２つのサイドに分割されるが、テニスコートよりも小さい。プラットフォームテニスコートは、ピックルボールコートと比較して４フィート長いが、ちょうど同じ幅である。プラットフォームテニスは、２フィート高いネットを有し、プレーヤはネットのすぐそばまで来ることができる。ピックルボールのネットは短く、プレーヤはネットのすぐそばまで来ることができない、これはノーボレーゾーンと呼ばれる。コートの表面はテニスのハードコートに似ているが、テニスはハードコートだけではなく、クレー／複合材、芝でもプレーされ、かつ、屋内と屋外でハードコートの表面が異なるため、後者は様々である。

プレーの状況は、地表の種類や、風や温度などの環境条件がある屋外でも変わることがある。しかし、これらのプレー条件に共通しているのは、実際のプレーに費やす時間（計画的または強制的な休止などの「ノンプレー」に対して）が、サーブ中やポイント終了後にルーズボールを取り戻さなければならないことで悪影響を受け、ペースが遅くなり、プレーの質と効率に影響を及ぼすということである。

プロトーナメントは、プレーを促進するために、ルーズテニスボールを回収するためにボールパーソンを採用することによってこの問題に取り組んでいるが、この高級品は、財政的または利用可能な人的資源の不足のために、ほとんどが利用できない。コート時間は典型的には高額であり、当然ながら時は金なりである。したがって、プレーヤは多くの場合、コート上にルーズボールが存在するにもかかわらず、プレーを選択し、これは、注意散漫と安全上の危険の両方をもたらす（プレーヤがボールに踏みつき、損傷する可能性がある）。

ルーズテニスボールを回収し拾い上げてプレーヤを助けるための解決策が提案され、または市販されているが、これらはインプレー用に設計されていない。これらのテニスボール収集／回収システムの大部分は、各ボールへの歩行を必要とする単なる手動収集装置であり、したがって、プレー時間の増加を促進しない。

２０１８年７月３日に発行された米国特許第１０，０１１，２０８号Ｂ２、「ロボットと収納箱の２つの機能（Dual Function Robot and Storage Bin）」、Ｈ．Ｅｌｅｔｒａｂｉ（「Ｅｌｅｔｒａｂｉ」）は、自動化されたロボット回転可能物体（テニスボール）収集システムを記載しており、その設計は主にコート上のテニスボールの収集に向けられているが、練習セッションなどの後に「一斉に」収集するだけであり、試合中のように継続的なプレーを促進することなく、コート上でのプレーを中止する必要がある。Ｅｌｅｔｒａｂｉはまた、そのサイズと重量が電力消費を懸念することを開示している。

別の自動化アプローチ「Ｂａｌｌｂｏｔ：ａ Ｌｏｗ－Ｃｏｓｔ Ｒｏｂｏｔ ｆｏｒ Ｔｅｎｎｉｓ Ｂａｌｌ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ」、Ｊｏｈｎ Ｗａｎｇ、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ Ｎｏ．ＵＣＢ／ＥＥＣＳ－２０１２－１５７（以下、「Ｗａｎｇ」）、ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｅｅｃｓ.ｂｅｒｋｅｌｅｙ.ｅｄｕ/Ｐｕｂｓ/ＴｅｃｈＲｐｔｓ/２０１２/ｅｅｃｓ－２０１２－１５７.ｈｔｍｌ、２０１２年６月２日、は、モバイルロボットプラットフォームを記載しており、Ｅｌｅｔｒａｂｉと同様に、すべてのシステムコンポーネントは、プロセッシング、コンピュータビジョン、およびワイヤレス通信を含むオンボードである。Ｗａｎｇ社のコンピュータビジョンシステムは、ＵＳＢ経由でパンダボード（PandaBoard）とインターフェイスされた３２０ｘ２４０解像度で１００フレーム／ｓのフレームレートを有する搭載カメラを採用している。動作計画および制御プログラムは、回収経路を計算し、マッピングされた経路に沿ってロボット操縦を命令し、長さおよび他の要因によって経路を最適化する。「パス・プランナ（Path Planner）」は、格子ベースのプランニングアプローチを採用しており、差分制約を後処理なしでルートにエンコードし、ネットを固定障害物として考慮する一方、ベンチなどの他の静的障害物やプレーヤなどの動的障害物も考慮する。Ｗａｎｇは、これがエッジ費用を増加させるとしながらも、障害物が少ないことにより、処理の最適化およびシステム応答時間および回収速度の増加が可能になると述べている。ボールの位置／探索アルゴリズムは、下記文献に記載されているＬａｚｙ ＭＴ－Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａ^*と呼ばれる移動目標（Moving-Target）（ＭＴ）検索のバージョンを使用した、探索に基づくサーチモデルである。Ｓ．Ｋｏｅｎｉｇ，Ｍ．Ｌｉｋｈａｃｈｅｖ，ａｎｄ Ｘ．Ｓｕｎ，「Ｓｐｅｅｄｉｎｇ Ｕｐ Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｓｅａｒｃｈ」，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ａｇｅｎｔｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉａｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ｓｅｒ．ＡＡＭＡＳ ’０７．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ，ＵＳＡ：ＡＣＭ．２００７，ｐｐ．１８８：１－１８８：８．［オンライン］入手可能：ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ａｃｍ．ｏｒｇ／１０．１１４５／１３２９１２５．１３２９３５３。このアルゴリズムは、エージェント（ロボット）とゴール（ボール）の両方が移動できる状況に対して良好に機能する。ＭＴ－Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａ^*は、Ａ^*と比較した２つの重要な概念、（ｉ）経路計算後の探索的更新、および（ｉｉ）移動目標の探索的訂正を組み込む。

Ｗａｎｇは、計画された経路を正確にたどるために位置特定情報を使用することを可能にする閉ループコントローラを使用する。このコントローラには２つのコンポーネント－速度制御があり、コントローラはアルデュイーノ（Arduino）に速度を指令し、その後、ホイールエンコーダに基づいてＰＩＤ制御を実行して指令された速度と操縦制御を維持する。操縦制御ベースは、「Ｓｔａｎｌｅｙ：ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ ｔｈａｔ ｗｏｎ ｔｈｅ ＤＡＲＰＡ Ｇｒａｎｄ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ」，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｔｒａｃｔｓ ｉｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ，Ｍ．Ｂｕｅｈｌｅｒ，Ｋ．Ｉａｇｎｅｍｍａ，ａｎｄ Ｓ．Ｓｉｎｇｈ，Ｅｄｓ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｂｅｒｌｉｎ／Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，２００７，ｖｏｌ．３６，ｐｐ．１－４３，１０．１００７／９７８－３－５４０７３４２９－１ １．［オンライン］入手可能：ｈｔｔｐ：／／ｄｘ．ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１００７／９７８－３－５４０－７３４２９－１ １に記載されている。操縦コントローラは、軌道上の最も近い点からロボットの前輪の中心の横方向距離を測定するクロストラック誤差ｘ（ｔ）の非線形フィードバック機能に基づいている。

Ｅｌｅｔｒａｂｉのように、Ｗａｎｇロボット装置はその大きなサイズ、重量、プロセッサオーバヘッド、および結果としての電力需要のために、マッチプレーには実用的ではない。他の先行技術のアプローチと同様に、ボールピックアップ機構を採用しているため、重量、複雑さ、電力オーバヘッドが増加し、収集能力が完全に制限される。ボールピックアップ機構は、ギアボックス付きの２つのモータを含み、６Ａを引き出し、テニスボールがピックアップに入るときにそれを圧縮するために必要な１３０オンスインのトルクを提供する。

したがって、プレー中にテニスボールを取り出してプレーヤに戻すための、信頼性があり、エネルギー効率のよい装置、システムおよび方法を提供することが望ましい。

発明の開示
本発明によれば、スポーツ競技面上のボールを収集し、ボールを制御可能に解放するための遠隔制御された回収器は、ボール収集空間を画定する２つの離間したブレードを有する前端ボールコレクタを含む。各ブレードは、テニスベースラインのような標的位置に向かう回収器の前方への動きを利用しながら、プログラムされた又は手動で指示された地面放出まで収集空間内に収集されたボールを留めるための受動的又は能動的な戻り止めを含む。回収器はまた、任意で、地面放出を促進するためにボール収集空間からボールを押し出すための手段を含む。回収器は、回収セッション中に回収器を制御し指示するためのプロセッサコントローラを含む。この回収器は、テニスボール回収のためのテニスコート、並びにパドルテニス、プラットフォームテニス及びピックルボールを含む他のコートスポーツ用に構成することができる。

一実施形態では、受動的戻り止めは各ブレードの側壁上の凹状部分であり、その計画的な放出まで収集されたボールを確実に保持する。下部の水平方向に延びるボールガイドが、対向するブレードの対応物構造と協働して、放出時のボールを標的に向かって案内する（および放出時にボールが戻り止め領域に再突入するのを防止する）。ボール近接センサは、収集空間内のボールの有無を合図する。能動的戻り止めが使用される。回収器の機能性を拡張するために、ボール押出器を追加することができる。

回収器はその位置を決定するための手段を含み、最初はその待機位置（例えば、ドッキングステーション）に、好ましくはネットポストによって位置決めされる。電源投入／スタートアップ時に、初期化ルーチンはプログラミングされたコートグリッドに対するそのスタンバイ位置を確立し、プロセッサは、回収器を回収後に待機位置に戻すようにプログラミングされる。回収器は、電源投入および初期化時にコートおよびコートグリッドに対する正確な向きを確立する向きセンサを含むことができる。プロセッサのプログラミングは、回収器に、指示されたコートサイド上のネットに平行に近い位置からスタートするように指示することができ、リモートコントロールで経路を変更することができる（手動、または音声コマンドによる設計もありうる。）。回収器上の付加的な近接センサはネットまたは他の物体から所望の間隔を検知し、維持することができる。

ドッキングステーションの実施形態は、好ましくはネットポストに取り付けて固定するための手段と、回収の間に回収器の電力供給を充電するための充電手段とを含む。また、ドッキングステーションはその位置を回収器に通信またはピング（ping）し、回収直後に戻るようにそれを案内するための手段（例えば、トランスポンダーまたはトランシーバ）を含んでもよい。

別の実施形態では、本発明は、ネットポストにアセンブリを取り付けるための手段を備えた回収器・イン・ドッキング・ステーションを保持するように適合された携帯用車輪付きフレームを含む。フレームは、伸ばされたときにテニス用品バッグを保持するための空間を有する入れ子式（telescoping）ハンドルを含むことができる。回収器ドッキングステーションは、持ち運び可能な運搬姿勢から、プレー中に使用するため待機姿勢に転動可能である。また、アセンブリは、それに走ってくるプレーヤの衝撃を吸収するための下部の外側ハウジング／バンパを含むことができる。

ボール回収システムは、コート上のテニスボールの存在および位置を決定するためのボール追跡／位置決め器（a ball tracker/locator）を任意に含む。ビデオセンサ、例えば、１つ以上のビデオカメラは、回収器が向かうボールの位置を計算するプロセッサにビデオデータストリーム出力を提供する。次いで、回収器は別のボールを収集するように、またはボール解放位置に移動するように指示され得る。ボール追跡／位置決め器は、回収器上、または例えばネットポスト上など回収器から離れて配置されてもよい。

地面放出における本発明は、目標に向かってボールを放出するために回収器の前方運動を利用する。目標は、センターサービスラインであってもよいし、リモートコントロールまたは同様の機器を介して信号を発するプレーヤであってもよい。本発明の地面放出の実施形態は、高速かつエネルギー効率のよいボール回収方法を提供する。

本発明のボール追跡／位置決め器の実施形態は、緩いボールを追跡し、位置を特定し、好ましくは、ボールが回収のために位置するときに信号を発する視覚的または可聴的インジケータ（例えば、ネットポスト上に位置決めされた準備完了ライトインジケータ）を含む。システムは、近くのコートからコート上に転がるボールを含む、そのスキャンされた回収エリア内の任意のテニスボールを示すことができ、プレーヤの安全性を促進する。オペレータ／プレーヤのリモートコントロールは、システムに信号を送り、回収を開始し、手動で回収を上書きし、またはプログラムされたスキャンされた領域の外側の領域に回収器を導く。

回収システムは、スマートフォンまたは同等のデバイス上のアプリを含むことができ、例えばＧＰＳ機能によって、好ましくはネットポストの脇に、回収器の待機位置を確立し／初期化する。回収器は、好ましくは、回収経路および帰還を確立するために、プログラムされたコート内グリッドと連携する方位センサを含む。ドッキングステーションは例えば、コイル誘導型充電器を採用することにより、回収器のための充電ステーションとして機能し、回収器の有用な動作時間を延ばすことができる。

本発明は、テニスコートおよび他のコートでのプレーを自動化し、迅速化する全く新しいアプローチを提供する。ボールは、プログラムされた方向、例えば、テニス選手がラケット面上のボールを容易に収集することができるセンターベースライン向きに地面放出する回収器の動きを、迅速かつ効率的に利用して収集され、戻される。本発明の地面放出の実施形態は、代替の選択肢、例えば、ボールを持ち上げる回収器よりもエネルギー効率が良い。多くのプレーヤはベースラインシングルス戦略を好み、従って、そこに回収されたボールを戻すことは、プレーを非常に容易にする。高齢のプレーヤは、ダブルスゲームに頼らなくても、本発明の助けを借りてシングルスをプレーすることを選択することができる。全体として、低質量テニスボールを自動的に回収する際に費やされるエネルギーは、ボールを回収するプレーヤのエネルギーよりも数桁小さい。また、本発明は、最大プレー時間を促進し（プレー対ノンプレー比率を増加させ）、コートのレンタル費用に対してより良い価値を提供し、試合時間を短縮する。後者の考察は、大学などの学内の試合のように、ボールパーソンを使わないトーナメントや他の試合では特に重要である。このような試合では、チェアアンパイアが採用されることもあり、チェアアンパイアは自分の仕事の一部として回収器をコントロールすることで、プレーを円滑に進めることができる。本発明は、例えば、ネットポストに１人以上のボールパーソンを配置する必要性をなくすことによって、ボールパーソンの数を減らすか、又は除去することさえできる。もう一つの利点はボールパーソンの安全である。これは、ネットの近くのボールパーソンが時折ボール打撃によって負傷するためである。

図１は、寸法付の標準的なテニスコート配置を示す概略図である。 図２は、本発明によるテニスコート上に配置されたボール回収システムの斜視図である。 図３は、本発明によるボール回収器の側面図である。 図４は、本発明によるボール回収器の上面図である。 図５は、本発明によるボール回収ブレードの側面図である。 図６は、本発明によるブレードの側面図である。 図７は、本発明によるドッキングステーションの上面斜視図である。 図８は、本発明によるカート上のドッキングステーションを備えた回収器の側面図である。 図９は、本発明によるブレードの側面図である。 図１０は、本発明によるブレードの上面図である。 図１１は、本発明によるブレードフレア（blade flare）端部の正面図である。 図１２は、本発明によるボール押出器－ボール供給器／ボール傾斜面の上面図である。 図１３は、本発明による回収器の上面図である。 図１４は、本発明による回収器の上面図である。 図１５は、本発明による回収器の上面図である。 図１６は、図１５の内部部分の拡大詳細を示す拡大図である。 図１７は、本発明による論理フロー図である。

定義
本明細書で使用される「ブレード（Blade）」はまた、例えば、対向する離間したアーム、およびそれらの間の収集空間内にテニスボールを捕捉し、収容する同じ機能および能力を示す同様のものに類似する構造を含む。「プロセッサコントローラ」は（ｉ）一体化されたプロセッサおよびコントローラ、ならびに、コントローラ構成要素の入力に接続された出力を有するプロセッサ構成要素の両方を含む。本明細書で使用される「戻り止め（Detent）」は、ｉ）力を加えることによって動作し、収集空間内に少なくとも１つのテニスボールを保持し、次いで収集空間から少なくとも１つのテニスボールを放出するために少なくとも１つの構成要素を移動させる「能動的」戻り止め機構と、ｉｉ）同じ機能を達成する動作上の固定構造である「受動的」戻り止め構造要素との両方を含む。本明細書で使用される「リモート」または「リモートコントロール」は、ハンドヘルド型遠隔制御デバイス、本明細書で説明される機能がプログラムされた専用アプリなどを有するスマートフォンなどのデバイス、および音声コマンドデバイスを含む。「オペレータ」は、プレーヤおよび非プレーヤ（例えばチェアアンパイアおよびボールパーソン）を含むことができる。「（回収器の）位置を決定する」という語句は、ローカルコートグリッドに対する回収器の位置を確立することを含むが、これに限定されず、したがって、ＧＰＳベースなどの他のシステムの使用も含まれる。「ボール」は、主にテニスボールを含むが、他のラケットスポーツで使用される他の（同様のサイズの）ボールも含むことができる。例えば、（ｉ）ピックルボールゲームで使用され、上述したコートでプレーできるピックルボール（直径≒２．７８～２．９７インチ、重量≒０．７８～０．９３５オンス）、（ｉｉ）プラットフォームテニスボール、典型的にはＶｉｔｔｅｒｔ製のローバウンス（Ｖ－３０）またはハイバウンスボール（後者は特定の試合や寒さの中では好ましい）、（ｉｉｉ）比較的低いバウンス／圧力を持つパドルテニスボール（パドルボールはテニスボールの約半分の内圧を持つ）などである。

次に図２～４を参照すると、ボール回収システム１０は、シャーシ１４を有し、その上に少なくとも１つの駆動モータ１６及び１組の車輪１８が取り付けられた回収器１２を含み、車輪１８のうちの少なくとも１つ（及び好ましくは後輪セット間の接続軸を介して２つ）が駆動モータ１６に連結されている（本発明はまた、各車輪１８がそれ自体の駆動モータ１６に関連し、それに連結されて全輪駆動を提供する）。回収器１２はシャーシ１４上にハウジング１５をさらに含み、回収器１２の配向を決定するための手段１７（例えば、３軸ＭＥＭＳ磁力計）、回収器１２の位置を決定するための手段１９（例えば、オドメテリアーチ車輪はプロセッサコントローラ２１入力への出力を有する車輪デコーダ、および／または以下でさらに論じられるようなＧＰＳを含むことができる）、回収器１２を操縦するための手段２０（設計に応じてシャーシ１４上に任意に取り付けられる）、入力信号を受信し、処理し、操縦および駆動出力信号を含む回収器動作を制御するための出力を有するプロセッサコントローラ２１（例えば、ＡＴｍｅｇａ３２８ＰＢ ＡＶＲマイクロコントローラを有するＰｏｌｏｌｕ Ａ－Ｓｔａｒ ３２８ＰＢ マイクロプログラマブルモジュール）、ならびに、プロセッサ、駆動、操縦および他のオンボード要素に電力を供給するためのオンボード電源２２を含む。プロセッサコントローラ２１は、利用可能なオンボードローカル接続／入力／出力を有する回収器１２上にあるものとして示されているが、任意選択で、ワイヤレス通信プロトコルを介して通信される入力－出力信号を用いてオフボードに配置されてもよく、例えば、プロセッサコントローラ２１はリモートコントロール（以下で説明する）などの多機能デバイスに組み込まれてもよく、または別のシステムプロセッサ（以下でも説明する）に組み込まれてもよいことに留意されたい。

回収器１２は、ハウジング１５（またはシャーシ１４）のガイド壁２８から延びる一対の対向するブレード２６を備えるボールコレクタ２４を含んでいる。ＬＥＤ２９もまた、その上に配置されてもよく、以下にさらに議論される。ブレード２６は、それらの間にボール収集空間３０を共に画定し、その中に１つ以上のテニスボールを受け入れまたは収集し、好ましくは、空間３０（または以下でさらに説明されるように、空間３０の上方）に隣接する対向するブレード２６の少なくとも１つの側壁３１に配置された１つ以上のボール近接センサ３２はその中の存在を感知し、その後、回収されたボールのそこからの放出を感知する。したがって、複数のそのようなセンサ３２は図示のように壁３１に沿って横方向に離間されて、集められたおよび放出された複数のボールを検知し、表示することができる。センサ３２は、基本的な光抵抗器光センサ、赤外線（ＩＲ）トランシーバ、または当技術分野で周知の他の基本的な近接センサを備えることができる。基本版では、手動制御／指示が後のボール放出のために、ボール収集後の回収器１２を指示する。ブレード２６は以下でさらに説明するように、本明細書の実施形態のうちのどれが利用されるか、ならびに一度に取り扱われるボールの数に応じて、サイズ決定および構成することができる。

回収器１２のボールコレクタ２４の寸法は、国際テニス連盟によって確立された公式テニスボール寸法、直径６．５４～６．８６ｃｍ（２．５７～２．７０インチ）、および質量５６．０～５９．４ｇ（１．９８～２．１０オンス）に基づいている。したがって、ボール収集空間３０は、収集空間３０に沿って延びる少なくとも２．７０インチの幅を有することが好ましい。また、これらの寸法は、ピックルボールなど、類似の直径が与えられた同様のものにも適用することができ、当然ながら、必要に応じて（例えば、規定のピックルボールの範囲である≒２．８～３．０インチに）調整することができることにも留意されたい。回収中にネットに引っかかる可能性を最小限に抑えるために（１ ３／４インチ 正方形メッシュ）、ブレード２６の大きさや形状を後述するようにして、引っかかりを最小限にし、代わりにスライド接触をすることができる。

回収のために最初に回収器１２をボールに向けるのに必要な手動制御の量を減少させる一実施形態では、１つまたは複数のボール位置決め／追跡ビデオセンサ３６と、センサ３６からのデジタルビデオストリームを処理し、標準コートグリッド配置に対するボール位置を決定するための命令でプログラムされたプロセッサ３８とを備えるボール追跡／位置決め器３４を、システム１０が含む。電源３９は、システム３４およびプロセッサ３８に電力を供給する。ボール追跡／位置決め器３４は、ネットポスト４０に、またはネットポスト４０に隣接して、またはネットポスト４０上に、または回収器１２自体に配置することができ、各コートサイドの少なくともプログラムされた回収エリアをスキャンし、追跡することができる。プロセッサ３８はまた、回収器１２にオンボード配置されてもよく、それぞれの電源は潜在的に１つに統合されてもよいが、図示のようにこれらの構成要素を分離することにより、回収器１２はそのサイズおよび重量を最小限に抑えることによって、回収の主な機能についてより効率的になる。これは、その範囲および動作時間を拡張し、システム３４およびそのビデオ処理能力に設計の柔軟性を提供する。ボール追跡／位置決め器システム３４が、回収器１２にオフボード配置される実施形態では、ボール追跡／位置決めシステム３４がそれらの間でボール位置／方向コマンドを通信し、したがって、回収器１２およびボール追跡／位置決め器システム３４はそれぞれ、例えば、プロセッサ３８への入力に対するボール回収ステップの開始時または完了時に、回収コマンドおよび他のシステム通信を送受信するためのトランシーバ（「Ｔ／Ｒ」）４３および４４を含むことが好ましい。基本的な実施形態では、Ｔ／Ｒ４３が代わりに、リモート６０によって送信された指向性コマンドおよび他の制御コマンドを受信するための受信器だけを含むことができ、リモート６０は同様に、送信機だけを含むことができる。センサ３６は、ネットの両側のプログラムされた回収エリア４６（点線）をカバーする視野を有するネットポスト４０の上に配置された１つまたは複数のデジタルビデオカメラを含むことができ、もちろん、エリア４６は、使用者の好みに応じてセンサ３６の能力まで拡張可能である。ビュレット型または魚眼カメラはこれらを拡張することができるが、ボール位置決定における他の物体およびノイズから識別するために、処理オーバヘッドを増加させることがある。センサ３６のための例示的な硬化取り付け構成は、センサ３６をボールまたは他の衝撃から保護するための保護ケージ３７を含む。図２に示すケージ３７を備えた２カメラ３６ネットポストセットアップは、良好なステレオビジョンボール位置決め能力および精度を提供する。

テニスコートの配置は鏡像対称性を有しているので、プロセッサ３８は、エリア４６における各ボール位置計算に関する主要な境界としてネットを使用することができる。回収対象のエリアに基づく好ましい自動または手動の回収コマンドは任意選択で、例えば、スマートフォンアプリなどのユーザインターフェイスを介して、個々の好みおよび試合条件に基づいて、プレーヤによって設定される。したがって、プレーヤはプレー中にカスタマイズされた収集範囲を選択し、設定することができ、例えば、プレーヤは試合が進行し、プレーヤが疲れるにつれて、回収器１２からの追加の支援を必要とすることができる。

後述するように、ブレード２６は、ネットまたはネットの近くでの回収を最小限の引っ掛かりで行えるように最適に構成されている。プロセッサ３８の移動方向の計算／コマンドは、好ましくはネットまたは他の障害物の汚れまたは引っ掛かりの可能性を回避するように設計された回収経路上に回収器１２を導く。これは、最良の迎え角、すなわち、回収器１２がボールに向かって進む方向を計算することによって達成され、かつ、プロセッサ３８は、オンボード近接センサ４２（センサ３６と共に）がボールとの間の障害物を感知すると、中止または代替経路計算などの他のルーチンを含むことができる。システム３４が上述したように搭載されている場合、全てのボール追跡および障害物検知目的のためにセンサ４２の代わりに単独で十分であり得るが、より基本的なバージョンでは、リモートだけを用いて回収器１２をボールに誘導することを選択して、センサ４２（およびシステム３４）を完全に省くこともできる、ことにも留意されたい。近接センサ４２のための良い選択は、高周波音波を発生し、受信したエコー原理で動作して物体の「割り込み」、ここではボール、を検出する超音波タイプのセンサである。それは距離センサとして２倍になるので、プロセッサ３８及び／又はプロセッサコントローラ２１は、その距離入力を元のボール位置計算（または前述の再計算）と比較して、別の障害物（例えば、ネットまたはネットポスト）の近くにあるボールを区別することができる。

システム１０は、好ましくは、システムが収集のためにボールを位置決めしたことをプレーヤに知らせるため、また、収集のために複数のボールの位置を示すためのライトなどの少なくとも１つのインジケータ４８を含む。回収の準備が整ったルーズボールには、他のコートのプレーヤからコートに転がるボールが含まれる。インジケータ４８は、電力、サイズ、および空間設計パラメータが所与の用途を可能にするならば、光ファイバ光インジケータまたは電球（白熱、蛍光、またはハロゲン）を備えることができる。周辺に配置されたＬＥＤ（図示せず）は、位置決めされた複数のボールやシステム状態など、所望の他のシステム１０の機能を示すことができる。プレーヤは「準備完了」表示を観察すると、プレーヤリモート６０およびその送信機６２（以下でさらに説明する）を介してボール回収動作を開始し、ボール追跡／位置決めシステム３４のＴ／Ｒ４４に、回収器１２をボールに向けるプロセッサコマンドで回収を開始するように信号を送る。もちろん、ボール追跡／位置決めシステム３４は、２つ以上のボールを、時にはネットの両側に識別／位置決めすることができる。後者の状況では、システム１０は、好ましくは、ボール追跡／位置決めシステム３４のためのＴ／Ｒプロトコルおよびハードウェアに組み込まれた方向探知能力を含み、その決定ツリー優先度に応じてネットのどちら側に応答するかを決定し、これは、回収方向コマンドのためにプロセッサ３８によって決定され保存された実際のボールの位置（複数可）にも依存する。

ボール追跡／位置決めアルゴリズムはさらに、ボールが注意喚起及び／又は安全上の危険をプレーヤにもたらす区域に侵入する可能性があるか否かを特定し、次いで、インジケータ４８を作動させることによって、又はプレーヤ遠隔振動モード警報のような警報を鳴らすことによって、警報を起動することができる。本発明は、好ましくは、所望の回収エリアを含み、ならびにプレーヤが自己回収を選択したコート部分を除外するように、プレーヤの好みに設定することができるマッピングアルゴリズムを含むが、これらは、プレーヤが自動回収をそれぞれ選択または非選択した場合に、プレーヤが上書きすることを含むことができる。例えば、プレーヤのリモートは、プレーヤが回収器の現在のステップまたはプログラムされたステップに信号を送り、上書きすることを可能にするようにプログラムされ／構成することができる。回収器は、その準備完了状態を示すために、プレーヤに可視および／または可聴の手段をさらに含むことができる。この機能は、プログラミングを介して調整することができ、例えば、短いボタンを押すと、「回収」命令を送信することと、収集のために識別されたボールの数をプレーヤに視覚的または聴覚的に示すシステム機能を起動することとの両方を行うように、プレーヤリモートをプログラムすることができる。また、このプログラムは例えば、長いリモートボタン押下などの別のプレーヤアクションを使用して、回収動作を上書きし、回収器に待機位置に戻るように命令することによって、発信されたボール収集のうちの１つまたは複数をスキップするプレーヤ上書きを含むことができる。好ましいマルチボール回収シーケンスは、ネットに最も近いボールを優先して回収ベースステーションに最も近いボールを回収／返却することにより、一方のコートサイドで識別されたすべてのボールを徐々に回収するようにシステムをプログラムするものであり、ボール可載容量、例えばボール２個、まで回収して返却した後、完了またはベース帰還上書きコマンドの受信まで、上記コートサイドで識別された残りのボールの回収を継続して行う。

システム１０は、各プレーヤ信号回収からの情報を利用して、プレーヤが好ましい可能性のある回収状況を識別し、プレーヤに、プレーヤ回収信号を必要としない自動モードにシステム１０を切り替える選択肢を提供し（ただし、本明細書で説明するように、任意選択で上書きを受ける）、それによってシステム１０が自動的に回収に関与する、探索型の学習アルゴリズムを含むことができる。自動モードでは、システム１０が、インジケータ４８または可聴警報のいずれかを利用して、回収器１２が回収を開始しているかまたは開始しようとしていることをプレーヤに示すことができ、おそらくはリモートを介してプレーヤが上書きすることを可能にするための設計時間遅延を伴う。

ボールを収集すると、回収器１２は次に、プロセッサ３８によって計算された放出ポイントに向けられる（しかし、これは、代わりに、プロセッサコントローラ２１によって、またはプレーヤリモート６０と回収器１２との間の直接発信リンクアップによって行うことができる）。押出器等を含むそれらのバージョンを除いて、ボールの放出は、専ら、標的（センターサービスマーク、プレーヤ等）に向かう回収器１２の運動と、ボールの整合する前方速度とによって達成される。回収器１２の加速又は慣性（設けられ又は作動された場合の戻り止めと共に）は、回収器１２のプログラムされた減速が収集空間３０から放出点でボールを放出し（又は後述するように押出し）、ボールを目標へ転がしてボールの戻りを完了するまで、収集空間３０内のボールを維持する。

プログラムされた（またはユーザが上書きした）方向に空間３０からボールが放出され／押し出されると、プロセッサ３８（または他の構成ではプロセッサコントローラ２１）は、次の回収コマンドを待つために、好ましくは一方または他方のネットポストに隣接したコート外の待機位置に戻るように回収器１２に指示するようにプログラムされる。プロセッサ３８は、センサ３２によって感知されてボールが捕捉されると、実行時にインジケータ４８をサイクル／ターンオフ（cycle/turn off）にするプログラミング命令を含むことが好ましい。

ボール位置決め／追跡ビデオセンサ３６およびオンボード近接センサ４２は、システム１０が、実行時に、センサ３６が設計またはプログラムされた距離内でボールを取得したときに、センサ３６からセンサ４２にボール位置機能を「引き渡す」命令でプログラムされている場合、ボール回収器１２がセンサ４２を介してボールを追跡し、センサ３２によって確認されたボールの捕獲までを行う場合に、好ましくは協力する。センサ４２は回収／収集時にセンサ３２と連携して動作し、ボール収集を確認した信号をシステム１０に入力した後、システム１０はセンサ４２を障害物検出機能に移行させる。換言すれば、回収器１２の計算された経路状態に応じて、実行時にシステム１０の論理およびプログラミング命令によって、センサ４２が、障害物回避／修復サブルーチンを循環するか、または、最終的なプログラムされたボール放出ステップ中に、任意選択で、センターベースラインなどのデフォルトのボール送り先目標よりも近いプレーヤをセンサ４２が感知すると、デフォルトのプログラム／マッピングされた放出点の前に、先制的なボール放出のためのボール放出サブルーチンに従事する。ボールを収集すると、システム１０は、好ましくは、ボール位置が風またはその他の要因によって変化した可能性があるため、また、取得時に及びセンサ４２への引き渡し時に対処される元の経路計算の誤りさえもあるため、実際のボール収集位置を更新する。この実際のボール回収位置は、その位置からの回収器１２の方向／放出経路の更新、および待機位置への回収器１２の帰還経路の更新のために、更新された回収器１２の経路計算に加味される。

システム１０の初期設定でプレーする前に、プログラムされた命令はシステム較正チェック／初期化を含むことができ、それによって、プレーヤは例えば、回収器１２をその待機位置に配置してそれをロックし、センサ３６の精度（および必要であれば調整）を確認することによって、システム１０のボール位置精度を確認することができ、１つの方法はプログラムされたコートグリッド座標に対してシステム１０の精度を確認するために、１つまたは複数の設定位置にボールを配置することによるものである。

システム１０のボールの位置及び経路の計算は、位置決め器３４／センサ３６の精度及び感度によって精度が制限される。回収器１２の位置を決定するための手段１９は、回収中に回収器１２の移動距離および／または位置座標（例えば、プログラムされたコートグリッドに対する）を登録し、この情報は、リアルタイム経路計算に入力されて、計算された経路に沿って回収器１２を計算されたボール位置まで案内する（本明細書で説明されるより基本的な遠隔専用操作の実施形態を除く）。センサ４２へ引き渡され、経路のコースが計算された当初のものから変化した場合、改訂されたコース計算は、ボール回収／回収器１２の位置を更新する。このデータが、ボール返却計算と、必要な場合には、回収器１２の待機位置への帰還経路の両方に利用される。相加的な経路誤差の影響を排除するか、少なくとも最小化するために、すなわち、複数回の回収にわたって、ボール放出後の回収器１２の待機位置への帰還はドッキングステーションまたはネットポストベースのＲ／Ｔおよび／またはシステム１０との直接通信によって制御される独立した動作から成り、各回収または経路回路の後に、経路誤差の発生をなくすように再初期化される（すべて後述する）。

もちろん、システム１０の動作中に、例えば、回収器１２が障害物に遭遇したり、引っ掛かったり、システムの機能不全を含む様々な要因や風のような介在要因のために、指向された位置にボールを収集することができなかったりすることによって、誤った回収が発生することがある。したがって、システム１０は、誤回収を訂正するための手段を含む。例えば、実行時に回収器１２を停止し、および、問題を軽減するコースに回収器１２を誘導するプログラミング命令である。例えば、センサ３２への失敗した引き渡しまたは他の何らかの問題がある場合に、方向を反転させる（または反転させようと試みる）ようにし、その後、さらなる命令および回収コマンドは現在の回収を再開するが、設定された期間内で行うようにし、そうではない場合には、さらなるコマンド、例えば、プレーヤによって開始された上書きを待つために停止するか、または待機位置（例えば、ネットポストの外部）に戻るようにしてもよい。ネットに沿った回収に適用可能なこのようなルーチンの１つは、回収器１２に停止するように命令し、元のアプローチラインに向かって、またはそれに沿って指定された距離だけバックアップし、次いで、プログラムされた経路を指定された程度またはベクトルだけ修正して、引っかかりを解消しようと試みる。プログラミング命令は、プレーヤが手動で上書きできる自動中止ルーチンを含むことができる（「キル（kill）」ボタン、メインプレイヤーのリモートコントロールスイッチ／ボタンに対応する入力シーケンス、または音声コマンド（例えば「ストップ（Stop）」）など）。「回収失敗」の上書きは、好ましくは、プレーヤに視覚的に、聴覚的に、触覚的に（例えば、プレーヤリモートに組み込まれた触覚振動モードなど）、またはプレーヤが選択した好みを介して警告する。上書きプロトコルは、１つまたは複数のボールが詰まっているように見え、空間３０から適時放出できないことをセンサ３２が示す場合には、「放出失敗」プロトコルをさらに含み得る。

回収器１２は、例えば、回収器１２が旋回または減速中にその前進運動速度成分の変化を受けるときに、そのプログラムされた放出の前にボールが空間３０から失われないことを確実にするために、ボールを保持および放出するための戻り止め５０（例えば、壁３１上に）を含む。戻り止め５０は、受動的構造、能動的要素、または両方の組み合わせであってもよく、回収器１２の前方運動要素が再びボールの前方運動要素に等しくなるかまたはそれを超えるまでボールを空間３０内に保持するために、ボールの前方運動要素を減衰（受動的）または制限（能動的）する。例示的な受動戻り止め５０は、図５（及び後述する図９～図１０）に示されている。ブレード２６（対向するブレード２６は、構造的にはその鏡像であるが、いくつかの実施形態では、センサやファスナなどのためのスロットなどの小さな変化がありうる。）は、プログラムされた（または、プレーヤ／オペレータが開始した）放出までボールを保持するために、収集、回収動作などの間にボールを空間３０に押し込む（または戻す）ための（空間３０に対する）凹状の領域５１を側壁３１に含む。受動的戻り止め５０はボールを保持し、収集空間３０内に押し戻すのを助けるが、ボールの放出を妨げないようにも構成された上部リップ５６および／またはストップ５８（例えば、リッジ（ridge）またはバンパ（bumper））をさらに含むことができる。例えば、対向するストッパ５８の間に適切な間隔を設けなければならず、ボールの円周に対するその配置高さが決めてとなる。ストッパ５８は、ボールを空間３０に戻すために、輪郭（例えば、後端に向かって凹んでいる）を持っていてもよい。

受動的な戻り止め５０の構成の有無にかかわらず、システム１０（またはオンボードの実施形態における回収器１２のプロセッサコントローラ２１）は、例えば、実行時にセンサ４２およびセンサ３２からの入力を調整して、空間３０から出るボールを早期に識別し、回収器１２の速度および方向を調整することによって応答する（また、存在する場合には、センサ４２を再回収のためにボールを追跡するために利用する）プログラミング命令を介して、最良の結果を得るために、回収器１２の所望の前方速度成分を保持するか、または達成するように適切にプログラムされてもよい。

図６は、各ブレード２６の少なくとも１つの側壁３１上に位置決めされた収縮可能な戻り止めからなる能動的戻り止め５０を示す。典型的な能動的戻り止め５０は、ボール保持／放出系コマンド等に応答するブレード２６の先端２０４上の（片方または両方の）ソレノイド作動ピストンまたはボタン、またはヒンジ付きブレード２０２（例えば、フリッパ（flipper））を含む。上述の受動的戻り止めとは異なり、能動的戻り止めは、ボール放出を妨害するような大きさにされ、すなわち、これらはボール放出経路内に延び、ボール放出経路から後退可能である。これは回収器１２の設計の複雑さに付加されるが、上述したように、システムプログラミングおよびセンサに基づく入力によって別様に対処されていた、空間３０内のボールを保持するという問題を排除することによって、プログラミングを簡素化できる。また、それは、回収経路計算においてより多くの自由度を提供し、経路再計算を減少させるので、回収器１２の移動をプログラミングする際により多くの柔軟性を提供することによって、システムプログラミングを単純化する。

回収機は更に、放出時に１つのボール又は複数のボールを押し出すために、軸方向に（例えば、空間３０の後端に向かって、図４に例示されているように回収器本体の中心線（「Ｃ／Ｌ」）に沿って）取り付けられた押出器５２を含んでもよい。例示的な押出器５２には、（ｉ）ソレノイド式で、ピストンストライカーが直交して取り付けられており、ボールに垂直方向の動きを与えるもの、（ｉｉ）フリッパ、例えば、レバーアームスプリング作動式の装置などがあるが、これらは、プロセッサ３８からの放出コマンドによって起動され、適切な速度、指定された速度、またはプロセッサによって計算された速度のいずれかで、所望の方向またはプログラムによって計算された方向にボールを押し出すものである。テニスボールとは異なり、ピクルスボール、プラットフォームテニスボール、パドルボールなどは、バウンス率が低下し、パドル対ラケットの短さを考慮すると、プレー面から容易にすくい上げられ（またはバウンドされ）にくい。パドルテニスはしばしば、寒い中でプレーされ、高反発バージョン（例えば、Ｖ－３０）を使用しても充分な反発を得るためには相当なウォーミングアップを必要とするボールでプレーされる。

したがって、押出器５２を有する回収器１２は、特に、プレーヤがボールを拾い上げるために絶えず曲がるように努力することを考えると、パドル型コートゲームに特に有利である。このようなテニス以外のスポーツにおける押出器５２では、ボールの種類によっては放出時に打たれてもプレーヤに害を与える危険性が少なく。例えば、ピックルボールの重さが１オンス未満（≒０．９オンスまたは２５ｇ）で、テニスボールがその倍以上（≒２オンスまたは５８ｇ）である。（ｉｉ）フリッパバージョンではレバーアームアセンブリが図示のように、旋回可能に取り付けられた「フリッパ」スタイルのメカニズムであり、それにより、好ましくは回収器１２が図示のようにフリッパが取り付けられた標的に向かって後端に配置され、押出器５２は目標方向にボールを放出する。このようにして、パドルおよびプラットフォームのテニスボールを安全に押し出すこともできる。回収器１２は、（ｉ）押出のみ、または（ｉｉ）地面放出および押出放出の両方を選択するためのユーザ設定を含み得る。もちろん、安全上の理由から、（ｉｉ）放出を視覚的または聴覚的に選択したときにプレーヤに信号を送るようにオンボードインジケータ６５を構成することが望ましい場合がある。

押出器５２がない場合、ボール放出時の回収器１２の速度だけで、ボール放出の出口速度が決まる。この設計では、プロセッサ３８は、実行時に、ボール放出位置に基づいて、好ましいボール放出出口速度を計算するプログラミング命令を含むことができ、好ましくはユーザが調整することができる。例えば、ベースラインまたは帰還目標により近くに位置するボールは、より遠くに位置するボールよりも、放出速度がより遅くなり、および放出ポイント（ベースライン／帰還目標に対して）がより近くなるかもしれない。コートの表面の種類もこれらのパラメータを決定づけることができる。

押出器５２は、任意選択で、垂直（ｙ軸）方向成分（ならびに水平（ｘ軸）方向成分）を与えることができてもよいが、他の実施形態では回収器１２の前方運動だけでこの目的に充分であってもよい。例えば、押出器５２は、転がるボールをその前縁を越えてボールを放出可能に保持するのに充分な凹部に受け入れるように構成されたばね張力バイアスのレバーアーム（「ボールフリッパ」）からなり、押出器５２は、ボール放出コマンドに応答して、プレーヤが最小限の労力でボールをキャッチしたり、ラケット面上やバウンド上にボールを集めたりするのに充分な高さ、例えば２～４フィートまでボールを押出して推進するようになっている。この選択肢は同じ結果を達成するための代替のボール捕獲―放出装置と比較して、低電力機構を提供し、また、所望のｘ軸成分を付与し、プログラムされた方向にボールを放出するために、回収器１２の運動量を利用してもよい。

ボール押出器５２は、前述したように、ソレノイド又は「発射ラム」スタイルのボール発射装置を含む。例えば、ボールを射出する打撃アームの直線的な動きを作動させるために遠隔制御される電動式発射装置、２００３年６月３日に発行された米国特許Ｎｏ．６，５７１，７４３号（Ｗ．Ｃｕｒｒｙ）；フライホイールランチャ、２０１０年４月６日発行の米国特許Ｎｏ．７，６９１，０１２号、および、２０１２年１０月１６日発行の８，２８７，４０４号（Ｃｕｃｊｅｎら）；直線運動ではなく打撃アームの回転運動に依存するハンマースタイル、２００１年１月２３日発行の米国特許第６，１７６，２３０号（Ｒ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）；および２０１６年５月１７日発行の米国特許第９，３３９，７１６号（Ｅ．Ｗａｒｄ）には、ボールセンサ、供給漏斗、押出シュート、および距離およびボール打ち出し角度の両方に対する調整能力によって起動される自動作動も記載されている。これらの機能の一部または全部を組み込んだ本発明の実施形態は、本明細書でさらに説明するように、本発明の範囲に含まれる。ただし、本発明の特定の性質と引用文献の多様な用途を考慮すると、本明細書で説明するように、エネルギー効率を最適化し、重量を最小限に抑える設計を本発明で採用することが望ましい。

プレーヤのリモートコントロールに加えて、またはその代わりに、音声コマンドを受信して応答する手段、および／または、１人または複数のテニスプレーヤーに装着可能で、回収したボールをどこに返せばよいかを回収器と通信する追跡手段を、本システムはさらに含むことができる。

プロセッサ３８（例えば、ＡＴｍｅｇａ３２８ＰＢ ＡＶＲマイクロコントローラを備えたＰｏｌｏｌｕ Ａ－Ｓｔａｒ ３２８ＰＢマイクロプログラマブルモジュール）は、実行時に、標準的なコートの寸法および回収器１２の位置に対するビデオストリームデータに基づいてルーズボールの位置および動きを計算し、最適なインターセプトのために回収器１２を誘導する命令でプログラムされており、この計算は、ボールの位置、方向、および速度の変化に応じて変化し得る。回収器１２のインターセプトの角度（したがって、回収器１２の計算された経路）は、好ましくは、プログラムされた方向におけるその後の放出（ならびにマルチボール収集シナリオにおける追加のボール収集）のために最適化される。プログラムされたボールの帰還方向は、好ましくは、同じコートサイドのセンターサービスマーク、すなわち、ベースラインの中心に向かう。あるいは、帰還方向は、リモートコントロールに組み込まれた「帰還（homing）」信号手段を介して信号を発するプレーヤの方向に設定することもできる。帰還信号手段は、指向性ＲＦ探知機、信号装置に選択的に応答する回収器ハウジング１５の両側に配置された一対の受信器またはトランシーバ、またはリモートがコートのどの側に位置しているかを確認するためのデバイス追跡器を備えた一意のリモートデバイス識別器が含まれていてもよい。さらに、本明細書で説明する音声コマンドは、この機能の要素を提供することができる。

システム１０は、好ましくは、プロセッサ３８のオーバヘッドを最小限に抑えながらボール回収効率を最適化するように構成される。したがって、好ましい実施形態では、ビデオスキャンされ、画像処理されたエリアは主に、プレーヤに最適な時間および労力の節約を与えるオンコートエリア４６に向けられ、ネットから始まり、サービスラインに向かって戻っていく。上述したように、プレーヤリモートは、好ましくは、プレーヤがプログラムされたエリア４６の外側の位置に回収器を導いて、これらの場合に回収器を手動で導くことを可能にする上書き機能を含む。リモートには、例えば、リモートの３軸方向を感知するジャイロ、加速度計、磁力計などのセンサを含むことができ、これらのセンサはシステム１０および回収器１２によってアクセスされ、回収器１２を「トラクタビーム」の一種としてコート外のボールに向けて誘導する際に、リモートの対応する動きを解釈することができ、さらに後述するように、回収器を導くことを容易にするためにウィーモート（Wiimote）機能を付与することさえできる。

リモート６０を介してプレーヤが、エリア４６外の回収のための手動経路上に回収器１２を誘導すると、本実施形態におけるシステム１０は、回収のためのボール位置入力のためにセンサ４２に任せ、次いで、センサ４２がボールを検知し、信号を送ると、システム１０はリモート６０からの制御を仮定し、改訂回収器１２がボール帰還位置への帰還経路を計算し、そこで回収器１２を誘導する。

上述したように、プロセッサ３８は計算時間を最小限に抑えながらボールの位置を効率的に決定するために、そのオーバヘッド（したがって、そのコストおよび電力要件）に関して最適化されることが好ましい。センサ３２、３６、および４２は、ボール収集および放出のために効果的に調整するための精度および感度のために選択される。

本発明において有用な追跡／位置決め技術は、Ｗａｎｇに記載されており、好ましくは修正される。Ｗａｎｇは、ロボットベースのプラットフォーム（つまり、本明細書で言う「オンボード」）から最大５～６メートルのボールを検出することができるテニスボール追跡システムを記述している。この範囲は、より良いセンサ－プロセッサの組み合わせを利用して拡張することができる。Ｗａｎｇは、そのメインプロセッサとしてパンダボードを使用し、デュアルコア１ＧＨｚ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ９プロセッサ（「コンピューティングパワーに関してネットブックにほぼ等しい」）を介して「演算処理や外部通信」を行う機能を持ち、オンボードのＷＩＦＩモジュール、イーサネット（登録商標）、２つのＵＳＢポートを搭載している。Ａｒｄｕｉｎｏ ＡＴｍｅｇａ２５６０ベースの開発ボードは、低レベルのモータとセンサとのインターフェイスに使用され、１６ＭＨｚのクロックで、８ｋＢのＳＲＡＭ、４つのハードウェアＵＡＲＴ、Ｉ２Ｃ用の２線式インターフェイス、および１６のＡＤＣチャネルを備えている。そのボードは、ＯＭＡＰプロセッサ上のハードウェアシリアルポートを介してパンダボードと通信する。Ｗａｎｇは、ハードウェアシリアルが重要であると述べている。ＵＳＢシリアルが非リアルタイムオペレーティングシステムでＵＳＢシリアルドライバスタックから非決定論的な遅延時間が発生し、その結果、ランダムな局在エラーが発生し、制御ループが不安定になる可能性があるためである。Ｗａｎｇは、並列ステレオ構成で取り付けられ、ＵＳＢを介してパンダボードとインターフェイス接続された２つのＰｌａｙＳｔａｔｉｏｎ Ｅｙｅカメラを有するステレオビジョンを使用する。カメラは３２０×２４０の解像度で１００フレーム／秒のフレームレートを提供し、安価で比較的短待ち時間のＬｉｎｕｘ（登録商標）ドライバを含む。

Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａボードは、ＵＳＢを介して容易に再プログラミングされ、異なるアタッチメントまたはセンサをインターフェイスする際の柔軟性を提供する。１つのセンサ一式には、直交光学エンコーダリムと９ＤＯＦ ＩＭＵが搭載されている。１）ホイールエンコーダ：光学エンコーダが速度制御とオドメトリの両方に使用されている。オムロン製のＥＥ－ＳＸ１０３１スロットタイプのデュアルフォトインタラプタと適切なサイズのコードホイールを使用して、２０４カウント／ｍの分解能を実現している。２）ＩＭＵ：使用したＩＭＵモジュールは、市販のＳｐａｒｋＦｕｎ ９ＤＯＦ ＩＭＵである。それは、オドメトリのための安定した、フィルタされたヨーレート（yaw rate）測定を提供する。正確なヨー測定（yaw measurements）のために、ＩＭＵは車の中心線上に取り付けられている。それはドリフトがないわけではないが、オドメトリのインクリメンタル測定（incremental measurements）のために充分に信頼性があることが証明されている。Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａは、モータ、サーボ及びセンサとインターフェイスするのに必要なソフトウェアでプログラムされている。これは、ＰａｎｄａＢｏａｒｄからコマンド（速度、操縦角、ボールピックアップ状態）を受信するためにメッセージ処理ループを実行する。Ａｒｄｕｉｎｏ Ｍｅｇａは、いくつかの緊急を要するタスク作業（time-critical tasks）を実行する。その前に、ロボットの速度を設定するためのＰＩＤ制御ループを実行する。これは、制御ループが正確なタイミング安定性を必要とするため、低レベルのマイクロコントローラのボード上で行われる。また、定期的な間隔でオドメトリの読みをパンダボードに送り返す。これにより、読み取り値間の時間差が一致するように、読み取り値の間隔が均等になる。

本発明は、ほとんどの実施形態において、ビデオキャプチャセンサ３６をオフボードでコートに隣接して配置し、上述したように、好ましくはネットポストに配置して、事前に較正された収集エリアおよび／またはユーザが設定したエリアをカバーすることにより、Ｗａｎｇのようなオンボードのコートナビゲーションアプローチで必要とされるある種の複雑さを回避している。起動時に、システム１０は、所定の位置、例えば、両側のセンターサービスボックスライン（「Ｔ'ｓ」）の接合部にボールを置くことによって初期化（または「ゼロ化（zeroed）」）されてもよく、システム１０の起動サブルーチンは、各位置からのビデオデータを関連付けることに基づいて初期化を実行して、それらの座標をプログラムされた標準的なコートグリッドの位置および寸法に「ロックイン」して確立し、システム１０がそのように装備されている場合には、任意にＧＰＳ座標を確立することができる。回収器１２は、同時にネットポストの外側に配置され、その起動（「スタンバイ」、回収待ちの位置）は、システム起動時に同様に初期化されてもよい。Ｗａｎｇや同様のオンボードアプローチが、デバイスナビゲーションのために粒子フィルタリングなどでラインの配置を決定することにプロセッサのオーバヘッドを向けるのとは対照的に、本発明のこれらの実施形態はこの複雑さを回避する。さらに、センサ３６を回収器１２とは別に配置することで、先行技術のオンボードパスモーションおよび制御システムの他の複雑さ、例えばカメラセンサーの振動によってもたらされる誤検出やエラーを回避することができる。

上述のように、ＧＰＳが装備されている場合のシステム１０は、異なるテニスコートではコンパスの向きが異なるため、起動時の初期化プロトコルの両方にそれを適用して、回収器１２の待機位置と同様に、そのGPS座標および向きに関連するコートグリッドを確立／初期化することができる。回収器１２はそのＴ／Ｒ内にオンボードＧＰＳを含むことができ、位置決定および経路計算を容易にする。リモートコントロール装置６０はまた、ＧＰＳ装備であってもよく、本明細書で説明される制御および動作機能を包含する、互換性のあるＧＵＩを有するＩＯＳおよび／またはＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）の専用アプリにプログラムされた本発明のプロトコルを有するスマートフォンを利用してもよい。例えば、初期化手順では、プレーヤが回収器１２の待機位置を初期化した後、中央のサービスマークラインに位置を取り、その位置をシステムのコートグリッドマップとＧＰＳ座標にタグ付けすることで、回収器１２の位置ともリンクしたＧＰＳ付きコートマップ全体の寸法を確立することができる。必要に応じて、このステップをコートの反対側で繰り返すことで、特定のマッピングの初期化シーケンスが完了するが、この追加ステップを行わなくても、回収器１２のどちらかのポストに対する向きだけで充分である。もちろん、特定のマップを確立するための同等の方法があり、これは、そのような方法論の１つだけを説明するためのものである。また、ＧＰＳおよび／または配向手段１７を含むオンボードセンサは、回収器１２の正確な位置決めを確立し、誘導することができる。設計の選択は、以下の考察に基づくことができる。

ナビゲーション／位置決めセンサ
位置決めセンサは、ロボットの位置を近似するために使用され、屋内位置決め用と屋外位置決め用がある。最も一般的に使用される測位センサはＧＰＳ（全地球測位システム）である。軌道上のＧＰＳ衛星は信号を送信し、回収機ＧＰＳセンサ／受信器はこれらの信号を取得し、処理する。処理された情報は、ロボットのおおよその位置と速度を決定するために使用することができるが、これらは屋外でより良く機能することができ、価格も高くなり得る。デジタル磁気コンパスは、方向決定のために地球の磁場を用いた方向測定を提供する。これらのセンサはＧＰＳモジュールに比べて安価であるが、位置フィードバックとナビゲーションの両方が必要な場合はコンパスがＧＰＳモジュールと共に最適に機能する。Ｐｈｉｌｉｐｓ ＫＭＺ５１は、地球の磁場を検出するのに充分な感度を持っている。ローカライゼーションは、複雑な環境におけるロボットの位置を自動的に決定する作業を指す。ローカライゼーションは、ランドマークと呼ばれる外部要素に基づいており、このランドマークは本発明では指定された位置にボールを配置することを使用して説明したように、初期化手順の一部とすることができる。

センサ３６は、どちらかの配置のコートグリッドに対して鏡像対称性が与えられると、どちらかのネットポスト５０に配置することができる。屋外コートは通常、太陽が空の中で低いときに太陽がプレーヤの眼に直接入らないように、Ｎ－Ｓ方向に向けられるので、これは特に有利である。これは、太陽がセンサ３６の背後にあることが、最適な物体追跡／解像度／画像処理のために一般的に好ましいという意味で、ネットポストの配置の選択が太陽の位置に応じて行われる可能性があることを示している。

多くの屋内コート施設では、ベースラインの後ろに厚手のビニールや布、複合材などで作られたカーテンを設置し、サイドカーテンはメッシュカーテンをケーブルでスライド式に吊り下げ、必要に応じて開閉を容易にしてコートにアクセスし／閉鎖できるよう、コートを区分けしている。回収器システム１０は、好ましくは、屋内レイアウト／寸法に関連するパラメータを含むプロセッサのプログラムされた命令に含まれるプログラムされた屋内コートレイアウトを選択するためのユーザ選択可能な設定を含み、一方、上述したような回収器１２は、必要に応じて回収器１２を誘導または方向転換するようにプロセッサ－コントローラ２１に信号を送ることによって、例えば屋内コートのサイドカーテンからの干渉を最小化するために側面の障害物または間隔を感知することができる１つ以上の近接センサ４２（最も効果的な場所に取り付けられている）を好ましく含む。専用のスマートフォンアプリ／ＧＵＩを使って、そのコートのプレーヤだけにプライベートな通信プロトコルを割り当てることで、コート間の干渉を最小限に抑え、コートやプレーヤごとに複数の回収器を近くで使用することができる。

プロセッサ３８（ほとんどの実施形態で使用される）は、ビデオデータを処理し、可能性のあるボール位置を決定するようにプログラムされる。一実施形態では、本発明は、テニスコートの表面上に静止ボールを配置するためのＷａｎｇに記載されたアプローチを組み込む。静止したボールが見つかる可能性のないエリアをカットし、探索エリアを減らすために、コートの長さに及ぶ有限の地平線より下のエリアのみが考慮される。記載された上記アプローチでは、フレーム内に存在するボールは最大でも１つであるが、後述するオンボードセンサを採用することで、本発明はフレーム内に撮影された複数のボールを収集することができる。テクスチャやノイズは、Ｄ．Ｃｏｍａｎｉｃｉｕ ａｎｄ Ｐ．Ｍｅｅｒ，「Ｍｅａｎ ｓｈｉｆｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」，ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ，１９９９に記載されているように、空間上のクラスタリングのような平均シフトを実行することによって平滑化される。第７回ＩＥＥＥ国際会議の議事録ｖｏｌ．２、１９９９、ｐｐ．１１９７－１２０３、ｖｏｌ．２。結果として得られるポスタライズされた画像（posterized image）は、ほぼ一定の色を有するより大きなエリアを有する。フラッドフィルアルゴリズムを用いて、ポスタライズされた画像から、ほぼ一定の色の連続した領域である接続された成分または斑点（blobs）が生成される。カメラの高さから撮影されたボールの画像で可能なピクセル領域よりもはるかに大きいピクセル領域を持つ接続された成分は破棄される。

連結成分を囲む輪郭は，例えばＳ.Ｓｕｚｕｋｉらの「Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｇｉｔｉｚｅｄ Ｂｉｎａｒｙ Ｉｍａｇｅｓ ｂｙ Ｂｏｒｄｅｒ Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ」，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ，Ｇｒａｐｈｉｃｓ，ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．１，ｐｐ．３２－４６，１９８５（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄｉｒｅｃｔ．ｃｏｍ／ｓｃｉｅｎｃｅ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｐｉｉ／０７３４１８９Ｘ８５９００１６７）に記載されているように見つけられる。輪郭は、斑点の面積、形状及び位置のような有用な幾何学的特性を得るのに役立つ。輪郭は、サイズおよび形状に関してフィルタリングされる。このフィルタリングに基づく形状は、例えば、Ｍ．Ｐｉｌｕ，Ａ．Ｆｉｔｚｇｉｂｂｏｎ，ａｎｄ Ｒ．Ｆｉｓｈｅｒ，「Ｅｌｌｉｐｓｅ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｉｒｅｃｔ ｌｅａｓｔ－ｓｑｕａｒｅ ｆｉｔｔｉｎｇ」，ｉｎ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９９６，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ，ｖｏｌ．３，ｓｅｐ １９９６，ｐｐ．５９９－６０２ ｖｏｌ．３に記載されているように、最小二乗法を用いて楕円を斑点に最初にフィッティングし、次いで、下記２つの尺度を評価することによって行われる。
ρ＝Ｍ／ｍ、
ここで、Ｍ＝長楕円軸の長さ、ｍ＝短楕円軸の長さ、および、Δ＝１－面積（斑点）／面積（楕円）、ここで、円形斑点の場合、ρ→１⁺およびΔ→０⁺である。次に、残りの輪郭の画素は、ＨＳＶ色空間に変換され、テニスボールの明確な光学的黄色によって補助される色ベースのフィルタリングにかけられる。複数斑点が残っている稀な場合には、最大面積を有する斑点がボールを表すと仮定される。連続的な平均化とフィルタリングにより、ボール候補のセットが徐々に減少し、計算のオーバヘッドを削減するのに役立つ。これは、前述のシステム１０の設計における重要な考慮事項であり、センサ３６から少なくとも５～６メートルの距離でボールを検出できる。Ｗａｎｇは、そのデュアルコア１ＧＨｚ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ９プロセッサを、コンピューティング能力に関してネットブックとほぼ同等であると述べているが、現在の同等のプロセッサはよりコンパクトで、より安価で、より強力である。さらに、Ｗａｎｇは、プロセッサをオンボードに配置するが、本発明の好ましい実施形態では、目標がしばしば第１のフレームで手動で初期化され、その後、後続のフレームで自動的に追跡されかつ位置決めされる単一オブジェクト追跡がコンピュータビジョンのホットトピックである。従来のトラッキング・バイ・ディテクション・フレームワーク（tracking-by-detection framework）の多くは、追跡を二値分類問題として定式化して、単一オブジェクト追跡において大きな成功を達成した。しかし、この定式化にはいくつかの潜在的な問題がある。例えば、正のトレーニングサンプルと負のトレーニングサンプルとの間の境界は不明瞭（fuzzy）であり、追跡および分類の物体が一致していない。

また、本発明の範囲内で、いくつかの代替的なコンピュータビジョンベースの追跡アプローチが存在することも理解されるべきである。例えば、最初のフレームで目標を手動で初期化し、その後のフレームで自動的に追跡して位置を特定するシングルオブジェクトトラッキングでは、一度に１つのボールを追跡してその位置を特定することができ、同時にまたは追跡中の最初のボールに焦点を当てて別のボールを追跡する必要がないという意味で、システム１０を簡素化することができる。これは、テニスの試合がショット／サーブの間に短時間中断されるためである。各ボールの位置は、プロセッサ３８のメモリ（および／または、本明細書で説明するいくつかの実施形態におけるプロセッサコントローラ２１のメモリ）に格納され、１つずつ、または、複数のボールのバッチ式回収サイクル／回収器１２の操作で、回収のためにアクセスされる。もちろん、環境を含む他の要因、例えば屋外環境でボールを動かす風が介在する可能性がある。したがって、システム１０は、オプションの風速計５３を含むことができ、好ましくはボール位置決め器３４およびプロセッサ３８モジュールと統合され、ＭＥＭｓタイプのデバイス、例えばＭｏｄｅｒｎ ＤｅｖｉｃｅモデルＭＤ０５５０風センサＲｅｖ．Ｃで構成され、リアルタイムの風速および風向をサンプリングして、方向計算および回収コマンドのための補正係数を回収器１２の方向コマンド構造に入力することが可能である。

位置決めシステム３４およびプロセッサ３８は、上述したようにボール追跡技術を使用する。二値分類問題として追跡を定式化することが多い、従来の単一オブジェクト追跡／検出フレームワークは、広く適用され、単一オブジェクト追跡において大きな成功を達成した。これにはいくつかの問題が存在する。例えば、正のトレーニングサンプルと負のトレーニングサンプルとの間の境界は不明瞭であり得、また、いくつかの適用において追跡および分類の物体が一致しない場合もある。しかしながら、これらの態様に対処するアプローチがある。

１つのアプローチでは、追跡がファジー分類問題（fuzzy classification problem）として対処され、異なるメンバーシップを割り当てることによってトレーニングサンプルの重要性を測定し、より厳密な空間的制約を提供する。また、ファジー最小二乗サポートベクトルマシン（fuzzy least squares support vector machine）（ＦＬＳ－ＳＶＭ）論理を適用して、具体的な追跡器を実現する。これは、ＦＬＳ－ＳＶＭの基本形式、二重形式、およびカーネル形式を分析し、効率的な実現のための対応する閉形式解を導出する。次いで、外観モデルのロバスト性を保持しながら、更新を適応的に制御するために最小二乗回帰モデルを構築する。必要な処理オーバヘッドの減少により、システム１０の動作時間、回収器１２の充電間隔が長くなる。

ＭａｔｈＷｏｒｋｓのコンピュータビジョンシステムツールボックス（商標）（Computer Vision System toolbox^TM）は、連続適応型平均シフト（continuously adaptive mean shift）（「ＣＡＭＳｈｉｆｔ」）やＫａｎｅｄａ－Ｌｕｃａｓ－Ｔｏｍａｓｉ（「ＫＬＴ」）などのビデオ追跡アルゴリズムも提供している。これらのアルゴリズムは、単一の物体を追跡するために、またはより複合体追跡システムの構築ブロックとして役立つ。このツールボックスは、カルマンフィルタリングや、検出した物体をトラックに割り当てるためのハンガリアンアルゴリズムなど、複数の物体を追跡するためのフレームワークも用意されている。例えば、「ｖｉｓｉｏｎ．ＦｏｒｅｇｒｏｕｎｄＤｅｔｅｃｔｏｒ」を使用して検出されたピクセルは、ボールのような移動物体を背景から分離する。しかしながら、バックグラウンド減算は、ボールとコートとの間のコントラストが低いために、ボールの一部のみを位置決めすることができる。また、他の２つの問題は、エリアの中心が通常ボールの中心とは異なること、すなわち、ボールの位置の測定に誤差があること、および、ボールが別の物体（例えばネットの一部）によって遮られたときにボールの位置が利用できないことを含む。これらの問題は、カルマンフィルタを用いて追跡システムに存在する雑音を除去し、他の物体に遮られたときのボールの位置を推定するためにそれ自身によるその使用予測法を適用することにより、対処される。ボールが検出されると、カルマンフィルタはまず、現在のビデオフレームにおけるその状態を予測し、次に、新たに検出された物体位置を使用してその状態を補正する。これは、フィルタリングされた位置を生成する。ボールが見つからない場合、カルマンフィルタは、以前の状態のみを頼りにボールの現在の位置を予測する。カルマンフィルタは、例えば、５つの入力引数を提供することに基づいてカルマンフィルタオブジェクトを返す「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅＫａｌｍａｎＦｉｌｔｅｒ」関数内の「ｔｒａｃｋＳｉｎｇｌｅＯｂｊｅｃｔ」関数および他のオプションを使用して、適切な構成パラメータのセットで構成される。ＭｏｔｉｏｎＭｏｄｅｌ設定は、物体の動きの物理的特性に対応し、等速または等加速度（／減速度） モデルのいずれかに設定される。本発明は、好ましくは、ボールが転がり抵抗や摩擦により一定の減速を受けるという条件で、後者に設定される（ただし、前述のように、屋外で風がボールを押すなどの環境要因がある場合は除く）。もちろん、一般的に物体は一定の加速度でも一定の速度でも動かない。したがって、カルマンフィルタリングは、プログラムされた動きからの偏差の量を指定することを可能にするためのモーションノイズサブルーチンを含み、モーションノイズパラメータを増加させることは、カルマンフィルタに、ボール位置決定を精査するために、追加の入力ビデオオブジェクト位置および速度追跡データを処理し続けるように命令する。このサブルーチンはさらに、風速計５３からのデータと組み合わせてボール位置決定を精査することができ、またはボール位置決定がない場合でも、ＧＵＩまたは他のそのようなシステム１０のユーザ設定オプションによって調整することができる。

カルマンフィルタは、有利には複数の物体追跡に対処するためのルーチン／プロトコルも含む。「ｖｉｓｉｏｎ．ＫａｌｍａｎＦｉｌｔｅｒ」オブジェクトを「ａｓｓｉｇｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎｓＴｏＴｒａｃｋｓ」機能と共に適用すると、検出物が追跡に割り当てられ、検出物が新しい物体に対応するかどうかが判定され、遮られた単一の物体の場合には、互いに近接した物体を分離することができる。

したがって、システム１０は、典型的にはボールが分解可能な物体速度まで減速したときに、第１のターゲットオブジェクトフレームを分解することから始まる所与のボール回収に関連するビデオデータの処理を開始することができる。これは、プレーヤがボールの方向および速度を評価し、次いで、その推定経路／目的地を推定または「推測」するまで、回収のための所望の一時停止状況を即座に認識しないので、テニスゲームのパラメータ内に完全に適合する。それによって、システム１０は、ボールをその速度およびその経路と共に検出して「ロックイン」し、プロセッサ３８は、インターセプトおよび帰還のための最適な回収経路を計算する（そして、上述のように、訂正および最終位置決定を受ける）。プログラミングを単純化するために、プロセッサ３８は、プログラムされたエリア４６を走査するように配置されたセンサ３６を用いて、ネットでの第１のビデオフレーム検出のためのゼロ速度状態で開始するようにプログラムすることができる。したがって、ネットを打つボールおよびそれによって停止されたボールの運動はその速度が最初にゼロにされた状態で視野に入り、必要なビデオ処理を単純化する。

別のアプローチでは、センサ３６は、物体追跡のために従来の市販のウェブカメラを使用したパンチルトズーム（ＰＴＺ）カメラで構成することができるが、これにはモーターアセンブリが必要であるため、複雑さとコストが増し、電力オーバヘッドが増加する。例としては、プログラム学習、高速演算、ロバスト性能などの機能を備えた従来の高速圧縮追跡（ＦＣＴ）アルゴリズムを利用し、さらに、シリアルＲＳ２３２を介して組み込みシステムに接続され、現在のフレームで画像をセンタリングするようにカメラのモータに命令するプログラムを含むことができる。次いで、プログラミング命令は、回収器１２への方向コマンドと連動して、それを改善された精度でボール位置に導くことができる。

上述したように、回収器１２のボール近接センサ４２（システム１０のいくつかの実施形態に含まれる）は、後者がオフボードに配置され、その範囲外（または唯一のボール位置決め器としてのオンボード基本構成内）のボール収集のために、ボール追跡／位置決め器３４を補完する。上述したように、システム１０は、ボール追跡／位置決め器３４システム上書き／回収コマンドを送信するための送信機（またはトランシーバ）６２を有するプレーヤリモートコントロール装置６０を含む。リモートコントロール６０は、以下でさらに説明するように、単にリモートを移動させ回転させることによって、回収器１２をオフコートまたは他のボールに向かう所望の移動方向に向けるように、ウィーモートのように構成することができる。上述したマルチセンサ指向性ハンドオフシステム１０構成では、ボールの近くに到着し、センサ４２の範囲内に到着すると、回収器１２の指向性制御が引き渡されて、ボール回収のためのセンサ４２からの入力を処理し、発信プレーヤにボールを返し、その後、待機位置に戻る。上述したように、回収器１２がコート外の何らかの障害に遭遇したときに回収があることが予想されるので、センサ４２はボールと障害とを区別することができるか、あるいは上述したように、システム１０が、例えばその「回収失敗」プロトコルを起動することによって、進行中の回収動作を中止するようにプログラムされている。

ウィーリモート（Wii Remote）スタイルの設定と制御は、リチャード・イボットソンのウィーモート・ブルートゥース（登録商標）・コード（後述の添付資料「Ａ」）などのテクニックを使用して実装できる。例えば、ロボット装置やＲＣカーを制御するように改造されている。ウィーモートはＡＤＸＬ３３０加速度計を使用して３つの軸に沿った加速度を感知し、ホストによって６キロバイトのセクションを自由に読み書きすることができる１６ＫｉＢ ＥＥＰＲＯＭチップを使用する。単三電池２本を使用したウィーモートは、加速度センサの機能のみを使用した場合、最長６０時間動作することができる。片手で操作できる位置情報付きドローンコントローラーユネック・ウィザード・ウォンド（Yuneec Wizard Wand）のような他のデバイスも同様の機能を備えている。リモートコントロールの向きの角度を変更することにより、ＷＩＦＩを介して機器の移動および／または３Ｄ移動が制御される。

操作的には、このようなリモート機器が、ブルートゥース通信プロトコルのようなＷＩＦＩを介して、システム１０において、機器の動きをユーザインターフェイスへのコマンドに変換することを可能にする。機器のｘ軸姿勢（ロール）、ｙ軸仰角（ピッチ）および／またはｚ軸方位（ヨー）運動は、回収器１２の方向操縦コマンドに変換される。さらに、本発明のいくつかの例示的な実施形態は、ｘ、ｙ、およびｚ軸に沿った機器の線形移動を測定して、ユーザインターフェイスコマンドを生成することもできる。

所望の制御および機能を達成するために、複数のセンサの組合せを使用することができる。例えば、２つの回転センサおよび１つの加速度計５０６を採用することができる。回転センサは例えば、アナログデバイセズ（Analog Devices）社製のＡＤＸＲＳ１５０またはＡＤＸＲＳ４０１センサを使用して実装することができる。他のタイプの回転センサを回転センサとして採用することができ、ＡＤＸＲＳ１５０およびＡＤＸＲＳ４０１は、純粋に例示的な例として使用されることが当業者には理解されるであろう。従来のジャイロスコープとは異なり、これらの回転センサはＭＥＭＳ技術を使用して、フレームに取り付けられた共振質量を提供し、一方向に沿ってのみ共振するようにしている。共振質量は、センサが取り付けられている本体がセンサの検知軸の周りに回転されると、変位される。この変位は、検知軸に沿った回転に関連する角速度を決定するために、コリオリ加速効果を使用して測定することができる。回転センサが単一の検知軸（例えばＡＤＸＲＳ１５０など）を有する場合、それらの検知軸が測定される回転と整列するように取り付けることができる。１つの回転センサは、その感知軸がｙ軸に平行であり、他方の回転センサは、その感知軸がｚ軸に平行であるように取り付けることができる。センサの動作およびその他の詳細は、２０１７年２月２１日に発行された米国特許第９，５７５，５７０号「３Ｄ Ｐｏｉｎｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」（Ｌｉｂｅｒｔｙら）に記載されている。

システム１０の縮小版において、または、ボール位置決めシステム３４およびプロセッサ３８が故障したり、電力を失ったり、若しくはプレーヤが単純にこれらの構成要素を使用しないことを選択した場合において、リモート６０を使用して、手動で回収時に回収器１２を制御し誘導することができる。多くの試合（特に屋外）のプレーヤは、２つのゲーム毎にコートサイドを切り替えるので、システム１０は、好ましくは、回収器１２が所望のコートサイドに向けられ、他のコートサイドに向けられないという意味で、方向応答能力を含む。音声コマンドは、前述のようにこれを提供することができる。または、Ｔ／Ｒ４３（具体的には、前述のように専用または独立型とすることができるその受信器構成要素）ならびに送信機６２は、この機能を組み込むように構成することができる。ネットに接近したボールを感知すると（ネットからある距離にあるのとは対照的に）、偽陽性（その頻度もセンサの種類に依存する）が増加する可能性があるので、ネットに平行にかつネットに沿って開始される回収器１２のデフォルトの初期経路は、これらの発生率を減少させる可能性がある。別のアプローチは、信号プレーヤリモート６０を介して上書きを採用し、次いで、センサ４２を再起動して、ボールを検出した後の回収の制御を推測することである。収集後、回収器１２は信号リモート６０に向かって移動し、プログラムされたか、またはリモートによって信号されたかのいずれかでボールを放出する。放出されると、回収器１２は、好ましくは、Ｔ／Ｒ４３（その送信機機能）とドッキングステーションＴ／Ｒ６９（後述する）との間の通信を介して自動的にその待機位置に戻り、経路を戻すように導く。あるいは、プロセッサ－コントローラ２１は、実行時に、その待機位置と共にプレー中のコートのコートグリッドに対する回収器１２の位置を計算するプログラミング命令を含んでもよく、あるいは、過度な追加の手動制御を必要とせず、回収後に回収器１２を元の待機位置に戻すために、少なくとも後者の位置を計算するプログラミング命令を含んでもよい。

単一のプレーヤがそのプレーヤと共にコートサイドを交互に回収するためにただ１つのリモートを使用する回収システム構成では（または、プレーヤが定期的にサイドを交互に行わないようにするか、または、総ゲーム数が奇数になった後など、１ゲームごとにルールまたは慣習に従って行うときには）、システム１０は、回収器１２またはドッキングステーション６４の反対側に配置された一対の受信器６３を含み得る。同じ周波数で動作する場合、受信された相対信号電力を介してコートの選択されていない側から所望の回収器１２の指示を区別することは、（時間経路干渉などによって引き起こされる）ヌル化効果に起因する偽陽性をもたらす可能性がある。したがって、本発明は、好ましくは例えば、選択されていない受信器６３を非アクティブ化することによって、またはプロセッサの出力を非アクティブ化または無効化する方法によって、回収のためにコートサイドを選択する受信器６３の「ハンドシェイク（handshake）」ルーチンの選択を含む。これはまた、２者のプレーヤ形式、チェアアンパイア（または、任意のプレーヤ指名者などを含む、他の指定された者または公式員）をサポートする。例えば、各プレーヤに「コール」状態を表示する１つまたは複数のインジケータを使用して、その状態ごとに回収するか、または代替として、他のプレーヤリモートなどに手動で引き継ぐかのいずれかを行うことができる。あるいは、各コートサイド／受信器６３に１つずつ、２つの別個の動作周波数を有するリモート６０を使用することによっても、この問題が解消される。

リモート６０は、プレー中にプレーヤが持ち運ぶのに適したサイズおよび重量であるべきであり、したがって、その設計もまた、これらの考慮事項を考慮に入れるべきである。オンボード近接センサ４２は、プロセッサコントローラ２１に入力される超音波装置またはビデオ装置であってもよく、本明細書で説明するようにビデオ入力が処理される場合には、ボール認識要求が低減された場合に処理オーバヘッドを低減することができることを除いて、プロセッサ３８によるビデオ入力の処理と同様にビデオ入力の処理が行われる。また、センサ４２がボール位置を取得すると、オンボードインジケータ６５がボール捕捉を可聴または視覚的に信号を送り、回収器１２の手動リモートコントロールが使用者の上書きを受けて自動に変更することを発信プレーヤに警告する。代替的に、又は付加的に、センサ４２は例えば障害物回避及び操縦コマンド制御のために、他の近接物体を検知するために採用されてもよい。

本発明は、システム１０における回収動作または他の機能に対する手動制御として、音声制御およびコマンド技術を任意に含む。これは、プロセッサ３８、リモート６０と統合することも、両方に組み合わせることもできる。音声コマンドは、上書きとして、およびユーザが選択したオプションとして、ならびにシステムのセットアップまたは構成のために役立つことができ、試合中はるかに大きく頻繁なスコアのアナウンスメントと比較した場合、隣接するコートプレーヤにとってはるかに邪魔にならず、気を散らすものではない。例示的な音声コマンドには、回収を開始するように回収器１２に指示するための「回収」など、どの［予め指定された］コートサイドおよびどのコートエリアで回収するかを指定するための「サイドＡ（またはＢ）」それに続く「１（または２）」など、次いで、コース上になるまで回収器１２の直前の方位および経路をボールに向けるための「より多く」または「より少なく」または他の適切な方向／操縦コマンド、プログラムされたグリッドエリアの外側（例えば、直前のコートの外側）に回収器を向けるときの「コート外」など、ならびに、「収集［ボールの数］」、「停止」、「待機」および効果的かつ効率的な回収を容易にするための他のそのようなコマンドが含まれる。コマンドは「トラックポイント（TrackPoint）」（ポインティングスティック、スタイルポインタ、またはナブとしても知られる小型のアイソメトリックジョイスティック）、ＧＵＩインターフェイス、マウスパッド、従来のジョイスティックなどのリモートコントロール構成要素による実装のために、リモート６０のプログラミングに組み込まれ得る。

あるいは、インストールされた回収アプリを有するスマートフォンまたは同様のデバイスが、リモート機能ならびに音声制御機能を含むこれらの機能のいくつかまたはすべてを果たすことができ、これは外部雑音源から生じる誤った移動を回避するのに好ましい場合がある。

多くの実施態様のオンボードセンサ４２は、センサ３６よりも複雑でないタイプのセンサであってもよい。プロセッサ３８およびその視覚プログラムと協働してセンサ３６が回収器１２をボールに十分に近接させることができることを考慮すると、センサ４２は接近するまでボールを取得（感知）する必要がないためである。したがって、センサ（同様に処理）の精巧さはほとんど必要ない。例えば、ボール色（光学的黄色）を利用する単純な色閾値処理を採用するようにプログラムされたビデオセンサ３６及びプロセッサ３８（及び／又はプロセッサコントローラ２１）は、典型的には引き渡しのためのオンボードセンサ４２の近い範囲（１～２メートル）内までの様々なコート背景色に対する光学的黄色ボールに有効である。センサ３６は、代替的に、ＬＶ－ＭａｘＳｏｎａｒ－ＥＺ１超音波距離計のような超音波距離センサを含む。

図２に示すように、システム１０は、回収器１２の電源２２、例えば、Ｌｉイオン、Ｎｉ－ＭＨ、または他の種類の充電式バッテリを充電するための手段６６をさらに含むことができる回収器１２のドッキングステーション６４を含むことができ、したがって、試合中に回収システム１２の動作範囲および持続時間を延長することができる。電源２２は、設計の所望の電力および有用な動作時間、ならびに上述したような使用中の再充電選択肢の利用可能性に基づいて選択される。そのようなシステムの１つは、ＲＣモデルカー、即ち再充電可能なＮｉ－ＭＨ ４．８Ｖバッテリーパックによってしばしば利用され、待機している完全再充電された交換パックと容易に切り替え可能である。他の電源２２の選択肢には、電気スクータ、電気自転車、およびモータ付き子供乗り物に利用されるものが含まれ、そのための充電式電源は１２Ｖ～４８Ｖの電圧で変化し、すでに述べたように様々なタイプを含む。したがって、充電手段６６はいくつかの様々なオプションを含むことができ、これらのオプションは意図された用途、例えば、屋内コート設定のためのＡＣ出口降圧変圧器、または屋外の場合、ソーラーセルおよび任意選択でドッキングステーション６４に組み込まれる関連回路にも依存することができる。回収器１２は、現在のボール返却位置に最も近いポストのいずれかに戻るようにプログラムすることができるが、好ましい待機状態は、回収の合間にドッキングされながら、回収器のオンボード電源を再充電するための別個の接続可能な電源を備える、本明細書で論じられているようなドッキングステーション内にある。典型的な充電インターフェイスは、従来の誘導コイル非接触型充電システムであり、２つの構成要素（回収器及びドッキングステーション）に設けられた必須の相補的な回路を備えている。テニスの施設（特に屋内）は、電力を供給するために有線コンセントを提供することを選択することができる。

ドッキングステーションはまた、回収器を固定するのに役立ち、それ自身ネットポストに固定することができ、したがって、ドッキングステーション６４はネットポストに固定／解放するための手段６７を含むことができる。または、ドッキングステーションがない、より基本的な構成では、回収器１２が、ネットポストに固定／解放するための、たとえば風の強い状態でネットポストに固定するための手段６７を含むことができる。例えば、回収器１２を固定／解除するための手段６７は、ネットポスト４０に取り付け／解除するための磁気結合であってもよく、また、手段６７は、丸いネットポストにぴったりフィットするように輪郭（凹状）に形成されてもよい。

図７に示されるように、例示的なドッキングステーション６４はベース１００を含み、これは、その上に回転可能に取り付けられたプレート１０２を備え、回収器待機位置（ＦＯＲＥ矢印によって示される）に、（車輪１８を介して）回収器１２を回収の合間に案内し固定するように構成された一対の溝１０４を有する。ドッキングステーション６４はまた、（点線で示すように）位置間でプレート１０２を回転させるための手段１０６、例えば、ステッパまたは他のモータを含むことができ、あるいは、溝１０４内の１つまたは複数の車輪１８の同期した対向する回転によって回転を達成することができる。構造的戻り止め１０８は、プレート１０２の回転の度合いを規定／制限するために含まれてもよい（ネットポスト４０自体が、ブレード２６との接触などの他の設計面と関連してこの役割を果たしてもよい）。あるいは、手段１０６を介して直接的に回転量を制御することもでき、またはシステム１０をプログラムおよび／または手動で制御して、プレート１０２を回転させて、ボール放出後に回収器１２を再ロックするために、回収器１２を望ましい方向およびその向きに向けることもできる（回収器６４は不必要な追加の回転なしに、後退および再ロックすることができる）。接近（または帰還）センサと協働する回収器位置決定手段１９は、システムプログラミングに従って再ロックを容易にすることができる。

図８は、ホイール３０２、伸縮ハンドル３０４、およびフレーム３００をネットポスト４０に固定するための手段６７を備える回転可能フレーム３００上に、回収器１２およびドッキングステーション６４が一緒に取り付けられ／固定される携帯型実施形態を示す。この構成は、システム１０の輸送、セットアップ、および収納を容易にし、また、プレーヤのテニス装備バッグまたは他のギアを固定し保持するための開放空間を中央に提供する。回収器１２は、コンパクト化のために折り畳まれた上向きの位置（ブレード２６がフレーム３００と並んでいる）に収納することができ、フレーム３００がネットポスト４０に固定された状態で、その作業位置（矢印で描かれているように）に回転することができる。

上述したように、プロセッサコントローラ２１は、回収器１２のボール放出位置を追跡し、それを待機位置に戻すために、経路および距離を計算し追跡するようにプログラムすることができる。ドッキングステーション６４は、好ましくは、ドッキング操作を補助するためのＴ／Ｒ（トランシーバ）６９を含み、あるいは、トランシーバ４４がこの機能を有することができる。

回収器１２は、その構成要素を湿気および他の要素、例えば、破砕されたメタ玄武岩または赤土（破砕されたレンガまたは粘土、破砕されたシェール、石、レンガ、または他の結合されていない鉱物凝集体）から主に構成されるルビコ（Ｈａｒ－Ｔｒｕ）を含む遊離のコート粘土表面からの材料だけでなく破片から保護するために、屋外使用のための密閉ハウジング１５を有してもよい。また、密閉ハウジング１５は、使用後の回収器１２の清掃及び片付け（hosing off）を容易にする。操縦手段２０は、差動駆動／差動車輪を含みうる。２つのモータ間の速度差で任意の必要な経路および方向にロボットを駆動するのが「差動駆動」であり、差動車輪は、共通の水平軸上に固定された２つの独立駆動車輪を採用することができる。別の選択肢は、１つのモータによって制御された前部操縦車輪と、２つの自由度（前方または後方のいずれか）を有する単一のモータによって駆動され共通の車軸に取り付けられた２つの後部車輪とを有する３つの車輪を採用する「三輪駆動」である。操縦手段２０はまた、共通の旋回可能な操縦軸上に固定された２つの前輪の角を第２の固定駆動軸上の２つの後輪と機械的に調整する「Ａｃｋｅｒｍａｎｎ」設計であってもよい。回収器１２はまた、遊離のテニスコート表面上での動きを容易にするために、車輪１８の代わりに連続トラック（タンクトレッドまたはキャタピラトラックとも呼ばれる）トレッドを含んでもよく、そのために、ロボットトレッドドライブ（「タンクドライブ」）システムが利用されてもよい。次に、操縦のための手段２０は、差動操縦（運動が２つの別個に駆動される車輪に基づく）を採用し、旋回のために、回収器１２の一方サイドに他方サイドよりも多い又は少ない駆動トルクを加える。これは、複雑さを増し、費用を増大させ、非トラック駆動システムと比較して、１つ又は複数の追加のモータ及び追加の駆動トレイン要素を必要とする。ソフトコート表面についてさらに考慮すべき事項は、回収器の動きによってその表面に残りうる轍の影響を回避または最小限に抑えることである。したがって、回収器１２は、ハウジングまたはシャーシの後部に取り付けられ、轍を滑らかにする一方で、表面とのその接点に関連する抗力を最小限に抑えるような高さに設定されたブラシなど、轍マークを滑らかにするかまたは他の方法で整備するための手段を含むことができる。回収中の芝上での不均一な転がりに起因して、補助的なグラウンド放出羽根車（本明細書に記載）および収集されたボールのためのボール支持体（本明細書にも記載）などの他の改変が芝コート表面に望ましい場合がある。

もちろん、回収器１２の材料の選択は、費用、重量、およびそれが使用される種々のコートおよび条件における全体的実用を含むいくつかの考慮事項に依存する。車輪とその牽引力は回収器１２の移動度と加速能力にとって重要であり、従って、車輪と様々なコート表面との間の摩擦係数が要因となる。これは、良好な表面グリップを享受するために、ネオプレンまたは、中程度の硬度および／または十分な粘着性を有する他のそのような材料を使用する薄型タイヤ／ホイールの使用を決定し得る。回収器１２の重さは、風のような外力に対する牽引力と安定性の両方を助けるより重いシャーシと、加速度、速度、および時間効率の良いコートカバレッジを最大にするより軽い重量との間の妥協点であるから、回収器１２の重みも１つの要因であり得る。

可能性のあるコートの条件には、雨の中断、ならびに風の強い条件下でのプレーが含まれる。前者に関して上述したように、回収器１２は耐水設計を有し、後者に関しては、回収器１２の横方向表面積が好ましくは回収期間及び誤回収等の発生を最小限に抑えるように、その回収に対する風、特に横風の影響を低減するように最小限に抑えられる。もちろん、ハウジング１５は、システム１０および回収器１２のそれぞれの設計および機能に従った構成およびサイズを有するが、屋外で使用される場合に風または突風条件の潜在的な影響を最小限に抑えるプロフィール（特にその断面積に関して）を示すことが好ましい。この点に関して、対向するブレード２６はかなりの寄与体である。したがって、対向するブレード２６の全体の断面表面積を最小にすることが望ましい。従って、対向するブレード２６は、側壁３１を貫通する複数の貫通孔又はスロット６８を有してもよく、又は狭い壁及び一つの大きなスロット６８を有するループを有してもよい。明らかに、各スロット又はスルーホール６８のそれを通る隙間は、ボールの直径（上記で提供される）よりも小さくなければならない。ブレード２６は単一のボールを保持する大きさの収集空間３０を画定するために、ハウジング１５から回収器１２の軸方向Ｃ／Ｌ（図４参照）に対して少なくとも３インチ延在すべきであり、複数のボールバージョンではブレード２６がＣ／Ｌに対して少なくともその倍数だけ延在すべきである。したがって、本明細書で論じられるいくつかの実施形態では、回収器１２は、（例えば、トーナメントまたはそれを利用する他の状況のために）最大６個以上のボールを収容するように構成されてもよい。ブレード２６の側壁３１は、ボールまたは複数のボールを空間３０内に／から保持／放出するのに十分な垂直高さ寸法を有するべきであり、これは実施形態に依存し得る。したがって、側壁３１は、放出のためにボールを捕捉または妨害せず、むしろ、放出時に地面上に位置決めし、次いで、ブレードと共にボールを意図された放出点に向けて案内するように構成される。例えば、受動的戻り止め５０と上部リップ５６とを含むブレード２６の実施形態では、ボールの半径とその直径との間のどこか（約１．４インチ～２．７インチ）に垂直高さ寸法を有することで十分であるが、その高さは、放出前に詰まることなくボールを空間３０内に受け入れるのに少なくとも充分であるべきである。

対向するブレード２６およびハウジング１５は、シャーシ１５に取り付けられた一体構造であるか、または、ブレード２６は、締結手段７０を介してハウジング１５（および／またはシャーシ１４）に取り付けられた別個の構成要素である。締結手段７０は、一実施形態では、ボール収集姿勢と折り返し収納可能姿勢との間で、対向するブレード２６を（図４の点線で示すように）回転させることができるラッチ可能なヒンジである。他の適当な締結手段７０は、スロット式（スライドイン／スライドアウト式）ブラケット又は他のこのような迅速接続を含み、代替的に、例えば、ブレード２６は、ハウジング１５の上面または側面に沿ったガイド内に摺動可能に収納されるように構成された格納式ブレード２６とすることができる。

図９～図１１は、ボールを収集空間３０内に偏向させ、回収器１２の両側のボール収集帯を広げるように角度を付けたフレアアウト（先行）端部３０６を含むブレード２６の実施形態を示す。ブレード端部３０６は、図示のようにテーパ状にすることができ、その量は、ボールが約２．７インチの所与のボール直径の上または下を滑ることができないように制限される。ブレード端部３０６はまた、図示されるように（メビウスの帯のねじれのように）ねじられて、回収器がネットに平行にかつネットに沿って走る好ましい初期回収経路であるときに、ネット（メッシュまたは中央のタイダウンストラップ）内での端部３０６の引っかかりを最小限に抑えるために、回収器１２に（ｙ－ｚ平面内で）平行である先行端面３０８を示し得る。これはまた、回収器の移動入力データに基づいて、プロセッサコントローラ２１が回収中にプログラムされていない停止または減速を検出し、（手動上書きによる）コース反転などの修正操作を指示する、好ましいプログラムされた命令に役立つ。ブレード端部３０６は、ネットメッシュにおける捕獲／引っかかりを最小にするようなサイズの幅（例えば、メッシュ開口部の２より大きい）を有することができる。受動戻り止め５０は、下側の水平に延びるボールガイドブレード部分３１０（垂直に、高さが少なくとも１／８インチ－１／４インチ）から上方に延びる凹状エリア５１であり、その対向するブレードのボールガイド３１０とともに、空間３０から目標に向かって放出されるボールを案内し、その一方で、それがエリア５１に乗り戻ることを抑え、それによってボール放出時の精度を維持する。各ブレード２６は、好ましくは、配線チャネル３１１、例えば、ブレード２６上に配置されたセンサ又は他の成分（例えば、ＬＥＤ２９）への貫通孔又はポートを介して接続された各ブレードの下側に長手方向に延びる溝（仮想線で示す）を含む。

ブレード２６は、ボールを選択的に保持及び放出するための追加の能動的戻り止め５０（例えば、図９に図示されているようなロボット式爪）を収容するためのボール近接センサ３３の後方に配置されたスロット３０９を備え、１回の回収「往復（round trip）」でマルチボール回収の機能を回収器１２に提供する。マルチボール回収はまた、本明細書に記載される他の受動的および能動的戻り止めによって提供され得、その選択は、所望のシステム１０の設計に依存する。

ブレードに取り付けられたボールセンサ３２は、空間３０内外のボールの動きを検出すると、プロセッサコントローラ２１に入力され、回収器１２の操縦及びボール回収を説明したように制御する。例えば、ボールを収集すると、回収器１２は、ボール放出動作または指示された別のボール収集動作を開始することができ、完了すると、次のプログラムされたまたは指示された動作を開始し、通常、待機位置および／またはドッキングステーション６４に戻ることで終了する。回収器の頂部または各ブレード上に配置された近接センサは、回収器がネットに沿って近づく際に所望の距離を維持することを助けることができ、例えばネットからプログラムされた距離を維持することができる。あるいは指定された範囲で、例えば、回収器のフロントルーフなど、ブレード上部の中央に位置決めされ取り付けられたセンサが、ボールを検出し、それに向かって回収器を向けるが、ブレードセンサプロトコルを上書きしないように、中央近接センサによって指示されたプログラムされたデルタ距離ギャップ（delta distance gap）で、センサによってピックアップされたときに、ボール上に接近する調整を適用する。

このような近接センサの数は、プログラムされた命令およびプログラムされたコートグリッドを介して、回収器１２の現在の位置、姿勢、方向および／または向きに基づいて、感知された近接物体を「認識－区別」するようにセンサを利用するようにシステム１０を構成することによって、最小化または統合することができる。例えば、回収の開始時に、システム１０は、回収器１２とネットとの間に維持される所望の距離を確保するために利用される近接センサを用いて、近接センサのフィードバックがなくても維持可能な経路になるまで、ネットに沿って開始するように本明細書で論じられるようにプログラムすることができ、その際に近接センサ出力は近接したボールまたはプレーヤを示すために利用できる。

図１２～図１６は、ボール押出器５２の有無にかかわらず、バウンドし又は偏向されたボールを収集することができる回収器１２の実施形態を示す。ハウジング１５の後端は、バウンドしているボールを偏向して収容するように輪郭形成された（例えば凹状の）表面を有する内部側壁３１３を含む。上述したように、回収器１２はまた、バウンドし又は偏向されたボールを集めて受動的に固定するための僅かに凹んだボール支持体５４と共にボール押出器５２を含むことができる。回収器１２は、凹形減衰エリア５１（図９～図１０）の戻り止め能力を増強し、ボールを前方および収集空間３０内に偏向させるために、ルーフ３１２を含むことができる。また、ルーフ３１２は、前後方向への減衰（負の傾斜）を有する凹形（上から見て）チャネル３１４を含んで、（地面放出のために、ボール支持体５４／押出器５２に向かって、またはこの構成を空間３０内になしに）後方の中心にボールを集めることができる。側壁３１３およびその他のボール衝撃面は、ボールの衝撃を和らげて吸収し、捕捉保持力を最大化するために、弾力性／衝撃吸収性のある表面処理（例えば、テクスチャリングまたはリビング）、またはゴム、合成エラストマー（ネオプレンまたはウレタン）もしくは発泡体などのトップ層を任意に含むことができる。

ボール押出器５２は、２０１４年８月７日出願の米国特許出願公開第２０１５／００６１２２４号（Ｒｏｎら）のような、押出放出のためにボールを打つためのボール打撃面４０４を有するコアピストン－ストライカ４０２を作動させるソレノイド４００（好ましくは線形タイプ）であってもよい。上記出願は、ソレノイドによって作動されるスプリング付勢されたストライカ部材を備えるソレノイドストライカアセンブリ（solenoid striker assembly）を記載し、ソレノイドはスプリングに対してストライカを圧縮位置に移動させ、ソレノイド非付勢／ストライカ放出時に、スプリングをボールに対してスナップ動作させる。

回収器１２はまた、押出器５２に向かってボールを重力によって送り返すための前後方向への下降（負の傾斜）を有する前端４０７および後端４０８を有するボール待ち行列／供給器４０６を含んでもよい。端部分４０７（前部）は、（例えば、わずかに凹状の）表面４１３上にボールを受け入れ、保持するように寸法決めされた先導リップ４１２を有して、ボールを放出可能に確保する。リップ４１２は、ヒンジ４１４または他の旋回手段を介して後端４０８に旋回可能に取り付けられ、オペレータ４１６（例えば、モータギアアセンブリ、ソレノイドなど）を介して上下され、それによって、リップ４１２が下げられた状態で、その上に受け入れられたボールが持ち上げられ、重力供給されてボール傾斜面４１０を下降する。上述のようなボール近接センサ３２は、リップ４１２上に転がるボールを感知し、そうすると、プロセッサコントローラ２１は、ボールをその大きな円周付近またはその大きな円周（≒１．３０インチ～１．４０インチ）に固定するような高さに配置されたソレノイド作動戻り止め（または図９に示すようなロボット式爪グリッパ、またはボール通過供給能力を有する背中合わせのそのようなグリッパ）などの押出器５２へのボールの連続供給を制御するための手段４１８と共に、フィードキューシーケンスを開始する。ボール傾斜面４１０に隣接する別のセンサ３２は、押出器５２に向かって送り返されるボールを感知する。ソレノイド－ピストンの代わりに、当技術分野で公知のスプリング－レバーアームイジェクタまたは他の押出器５２も本発明の範囲内にある。前端４０７は、いくつかの実施形態、例えば、後述する押出器－慣性（地面放出）の組合せの実施形態において、慣性地面ボール放出の代替として（またはそれを補完するものとして）、地面放出のためにボールを水平／前方にたたきおよび押出するように位置決めされたボール押出器４２０（ソレノイド－ピストン型など）を任意に含む。これらの実施形態では、回収器１２は、リップ４１２の持ち上げに頼って、放出中のボールを固定し、受動的および能動的戻り止め（例えば、ブレード２６上の凹状エリア５１）のいずれかまたはすべてを置換するように構成することができる。

押出器５２は、所望の放出方向にボールを上方に向けるために、ボール押出器５２に隣接して上方に延在するボール発射ガイド５００を任意に含んでもよい。ガイド５００は、好ましくは、発射角及び押し出されたボールの方向を調整するための調整手段５０２を含む。調節手段５０２は、一端がハウジング１５に固定され、他端がガイド５００に固定されたガイド付勢手段５０４（例えば、ソレノイド作動ピストンアセンブリまたはギア付きウォームスクリューアセンブリ（geared worm-screw assembly））を含む。端部５０７のガイド５００は、旋回手段５０８（例えば、図示のようなヒンジアセンブリ（hinge assembly））によって回収器１２に旋回可能に取り付けられている。次いで、ガイド５００は、ボールを望ましい方向および軌道に案内するために、手動またはプログラムされた命令を介して調節可能である。また、押出器５２は、ボール放出速度を制御するために調整可能な力機能（adjustable force functionality）を含むことができる。任意選択の物体近接センサ５０９は、プログラムされたまたは手動の取り出し割り込みを含む、安全上の考慮事項（例えば、ボールを安全に押し出すために、そこからの選手までの距離を検出すること）を含む最適な性能のために所望されるように、これらのパラメータを調整するための入力を提供することができる。システム１０は、プレーヤ又は独立したオペレータ（例えば、チェアアンパイアなどの審判）が各状況において所望のようにボール又は複数のボールを押し出すために、近接インターロックをいつでも上書きできるように、上書き機能を更に含むことができる。

図１５－１６に示す実施形態では、回収器１２は、跳ね返るボールと転がるボールの両方を収集するように構成され、地面または空気中のいずれかでボールを放出することができる。回収器１２は、空間３０からのボールを、ボール傾斜面４１０上の重力供給によって放出用のボール支持体５４内に送って後方に向け、または、地面放出のために前方に向けるために、ボール待ち行列／供給器４０６を含む。この実施形態では、ボール支持体５４は、ボール押出器５２上に回転可能に取り付けられた板及びステッパモータ等からなるボール支持回転手段６００を含み、プロセッサコントローラ２１及びそのプログラミング／入力によって方向付けられた回転を伴う。ガイド５００は、ボール支持回転手段６００に固定された下部ハウジング６０２を有し、これは、（ａ）ガイド５００と一体であるか（ボール支持回転手段６００およびガイド５００が一緒に回転するように）、または（ｂ）別個のアセンブリであるか（下部ハウジング６０２だけがボール支持回転手段６００と共に回転し、ガイド５００は回転しない）のいずれかである。下部ハウジング６０２は、ボール（すなわち、テニスボールの直径が２．７インチを超える）を通過させるための大きさのハウジング６０２の下端にボール供給貫通開口６０４を備え、この開口６０４は、傾斜面４１０と支持体５４との間にアーチ状に形成されることが好ましい。ボール支持回転手段６００の回転は、開口６０４を傾斜面４１０から離れるように移動させて、空間３４が所望のボール供給に利用可能になるまで、ボール供給を後方にブロックする戻り止め（所望であれば、本明細書に記載されるような追加の戻り止めと共に）として機能するように、ハウジング６０２の壁面６０６を傾斜面４１０に沿って位置決めする。次に、ボール支持回転手段６００は、後方へのボール供給を再開する位置に回転可能に戻される。ボールは、本明細書に記載されるいくつかの実施形態において、例えば、２方向ボール供給バージョンにおいて、空間３４の前方に供給され得ることにも留意されたい。もちろん、ボールの供給および放出の正確なタイミングおよび順序は、所与の用途のために所望されるように、プログラムまたは手動の指示に従う。ハウジング１５及びブレード２６の外側表面は、好ましくは、共通の垂直（ｘ－ｚ）面に沿って整列して、例えば、回収器１２がネットに沿って、且つ、どちらの方向にも平行に移動するときに、ネットに近いボール収集を最適化する。

別の潜在的に困難な回収状況は、ボールがコートのコーナー内またはコートのコーナー付近（すなわち、ベースラインの背後）にある場合である。この回収の問題を軽減するために、本発明は、コーナーを遮断してボールをそらすための手段（図示せず）、例えば、コーナーの両側のフェンスに貼り付けられた三角形状のブロックやストラップ（例えばバンジー風の紐）を含む。

図１７は、本発明の様々な実施形態を実行するための手順を例示する論理フロー図である。この図は、本発明の有用性、新規性、および一意性をその多面的な多数の実施形態において統合し、伝達するために、上述の論理、方法、およびプログラムの多くを組み込んでいるという点で、自明である。さらに、サブルーチン「プレセット・コート・グリッド寸法（Preset Court Grid Dimensions）」は可能な限りプログラムされた（および、もちろん、使用者変更可能なパラメータ）、本明細書で列挙される異なるラケットスポーツのコート寸法、ならびに、屋内対屋外配置および構成、異なるサイズ（例えば、ベースラインの後ろのより大きなまたはより小さなエリア上で）、および、例えば、隣接するコートが空であり、回収が拡張可能である場合の、オフコート（すなわち、実際のコートから外れたプレー）の所望の回収拡張のための選択肢を含むことに留意されたい。図に示された論理の多くは、上述したように、プロセッサコントローラ２１にプログラム可能である。

もちろん、システム性能を劣化させる可能性のあるシステム１０のいくつかの面に固有のエラー源、および「回収器位置計算」がある。回収中の回収器１２は、複数の位置計算、したがってより大きな累積誤差を用いて、いくつかのコース見出しおよび距離を横断するように命令されてもよい。プロセッサコントローラ２１は、標準経路誤差訂正アルゴリズム（最小二乗、平滑化など）を含むことができ、一方、システム１０は、意図されたドッキングポスト４０の位置上のサイドラインに向けて（好ましくは上述のように逆に）回収器１２を導く帰還経路プログラミングを含むことができ、サイドラインに向かう経路は、回収器１２とドッキングステーション６４との間でドッキングハンドシェイクが確立されるまで誤り訂正することができる。いったんドッキングされると、回転プレート１０２をその中立の回転されていない待機位置に先行させ、その代わりに、同じコートサイドで実施されるかもしれない次の回収を待つことが好ましい場合がある。これは、要因となる電力を節約し、試合中の回収器の利用可能性を広げるためである。

上述した本発明の実施形態は主に、ルーズボール回収のためにボールパーソンを利用するプロフェッショナルまたは他のトーナメントフォーマット設定ではなく、レクリエーションプレーに適用される。また、本発明は重要性が増している課題でプレーをスピードアップし、迅速化することができる後者にも有用である。ＵＳＴＡ規則は現在、プレーヤが指定された時間制限に従うことを要求し、トーナメントは、カウントダウンを警告するためのクロックを提供する。時計は、得点の間はオフにされるが、ボールがインプレーでいないときに休止することはめったにない。カウントダウンは、プレーヤがコートに入った瞬間から始まり、椅子に着いてから試合前のコイントスに参加するまでの許された１分間をカウントダウンする。次いで、時計は、ウォームアップのために５分カウントダウンし、ウォームアップの終了と試合の開始との間に再び１分カウントダウンする。プレーヤには、最初のサーブまでに２５秒が与えられ、ゲームの合間は３０秒からカウントダウンし、交代時は１分３０秒カウントダウンし、セットの合間は２分カウントダウンする。また、医療タイムアウトに割り当てられた３分も表示される。プレーヤがサービスモーションを開始する前に時計が最初にゼロにヒットしたとき、プレーヤは警告を受け取る。その後に起こるたびに、プレーヤはファーストサーブを失う。リターナには、サーバが設定したペースで再生するように指示する。したがって、プレー速度は文字通り「本質（of the essence）」になっている。また、プロトーナメントは一般的に、回収中に投球及び転動ボール技術を利用する。

したがって、回収器１２は、オペレータ（審判、ボールパーソンまたはプレーヤ）またはシステム１０のいずれかによって操作的に選択可能な両方の機能を含むことができる。したがって、押出器５２およびボール待ち行列／供給器４０６は、２方向供給経路（図１４の両頭矢印で示される）として協働することができる。ルーフ３１２は、好ましくは、跳ね返ったボールを後方収集空間５１０に向けるための前後方向の下降（負の傾斜）を有する。ボール押出器５２は、押出器に向かってまたは押出器から出て、慣性地面放出のために前方に向かう２方向ボール供給にオペレータまたはシステムが従事できるように、力を調整する能力を含んでもよく、あるいは、押出器５２に直交して配置された追加のボール押出器５１２（例えば、ソレノイドピストンタイプ）がボールを上方または前方に放出するこの２つの能力を提供することができる。後部前向き上部ハウジング（aft forward-facing upper housing）１５上の第２の凹状ボールチャネル５１４は、ルーフ３１２の背後（後方）の開口部を通して後部収集空間５１０内にボールを集めて入れるために含まれてもよい。前方位置決めされたボール近接センサ３２は、ブレード２６の上の代わりに、ルーフ３１２の下側に位置決めすることができる。この構成の回収器１２は、これらのボール供給成分の適切なサイズおよび相対的配置によって、（例えば、トーナメントまたはそれを利用する他の状況のために）最大６個以上のボールをさらに収容することができ、任意選択で、それに接続された追加の供給ビン（図示せず）を含むことができる。

別のバージョン（図示せず）では、圧縮ガス（空気圧）システムを利用して、原動力をボールに加えてシュートまたは地面放出を介して押出し、逆止弁などを使用して単一の圧力源から作動して所望の押出型の原動力を導くように構成することもできる。

システム１０は実行時に、回収器１２のベクトル化（vectoring）と組み合わせてボール押出器５２に、ボールを所望の方向に所望の速度で射出および／または転がすようにさせるプログラミング命令をさらに含むことができる。例えば、ボールパーソンがいない試合ではプレーヤに向かって、または他のシナリオ、例えば、ハイレベルなトーナメントの設定では、システム１０がボールパーソンまたはプレーヤの追跡または設定された位置と協力し、かつ任意に、上述のようなボール追跡システムとも協力し、回収器１２はそれに従ってボールを返すように指示される。

ボール追跡器と組み合わされた回収器システムプロセッサは、好ましくは、ボールインターセプトアルゴリズムを含み、その命令は実行時に、最適化された回収ボールインターセプト時間、位置、および／または経路を計算し、回収器に、バウンドボールを最適にインターセプトし収集するように、アプローチの速度および角度に関して指示する。回収器システムは、好ましくは、上述したような中止ルーチンを含み、最適化された方向および最適化された位置にボールの放出を向けるために、オペレータリモートの制御下で上書き機能をさらに含むことができる。例えば、開始リモート／オペレータに向かってボールを転がす代わりに、上書き手段によって、ボールは代替のオペレータおよび／またはコート上の位置（例えば、ベースラインエリア）に向かって放出されてもよい。さらなる制御は、例えばプレーヤの安全目的のために、リモートによってそのリモートの指示に命令されたようにボールを放出することが想定されてもよい。これにより、ボールパーソンはボールをプレーヤのパスから遠ざけることができる。

また、ボールパーソンを利用し回収器も利用したプロトーナメントでは、必要なボールパーソンの数を減らすことで、その組み合わせを最適化することができる。例えば、トーナメントは多くの場合、各コートサイドの後ろに２名のボールパーソンを配置し、また、ネットの近くに少なくとも１名、通常は２名、各ネットポストに１名ずつ配置する。ネットポストによる１名または両方のボールパーソンは、それらの領域またはその近くのボールを回収し、次いで、ベースラインの後ろのボールパーソンの方向にボールを戻すことができる１つまたは複数の回収器によって置き換えることができる。例えば、ただネットポストの傍にいるボールパーソンを１名置き換えるだけでも、人員配置の要求が減少し、ネットボールを他のサイドラインに向かって回収する際のボールパーソンの仕事が容易になる。もちろん、一方のコートサイドから他方のコートサイドにサーブを交互にすることは結果として「レッツ（lets）」（ボールがネットの上端部に当たり、ドリブルオーバーすること）になることが多いが、これは、ネットによって引き起こされたまたはネット側の回収の代わりに、回収器を使用することによって、回収および試合の遅延を最小限に抑えることにつながる。したがって、回収器を使用することは、プレーをスピードアップするだけでなく、回収器がより小さく、目に見えにくいので（例えば、プレーヤが自分のサービスおよびレシーバのステータスを再集計しており、ボールパーソンが自分の直接または周辺の視線にないので）、プレーヤへの注意散漫を減少させる。

回収器システムは、必要に応じて回収を制御するために、プレーヤ／オペレータリモートの手段によって、ネットポスト傍のボールパーソン（またはベースライン後ろにボールパーソンがいないこと）を可能にする。したがって、回収を最適化するために、１つまたは複数の回収器をネットポストの外側に、またはテニスコートの周りの他の位置に配置することができる。回収が開始されるが、ボールが予測されない方向に移動する場合、例えば、開始された回収からコートの反対側に着地する場合、システムは、特にプロ構成において、好ましくは実行時にオペレータのリモートコントロール信号に応答して、回収を中止し、かつ／または代替の第２の回収器による回収を作動させるプログラムされた命令を含む。

本発明の回収システムは、ＨａｗｋＥｙｅ（登録商標）ボール追跡器などの市販のボール追跡システム／アルゴリズム、または位置追跡機能と３Ｄ追跡機能の両方を有する他のボール追跡器とともに使用することもでき、それによって跳ね返るボールを取り出すための３Ｄデータを提供する。データは、上述したように制御され、指示された回収器を用いて、上述したように処理される。

したがって、別の実施形態では、システム１０が回収を支援するために、１者または複数のボールマンによって選択的に制御される１つまたは複数のリモートコントロール装置とともに、１つまたは複数の回収器１２を使用することによって、プレーを促進する。システム１２は、好ましくは実行時に、（例えば、リモートコントロール機器／ボールパーソンの位置に対するボール位置のようなパラメータに基づいて）ルーズボールの最適化された回収器アシスト回収を計算し、それによって、他の回収器または手動回収オプションよりも回収および放出／返却のための最適な回収効率を提供する回収器１２を選択するプログラム命令を含む。回収器１２の可能な待機位置は、オフコートエリアを含むコート全体の寸法に基づいて、また、チェアアンパイア、ボールパーソンおよびラインジャッジが通常配置されている場所に基づいて、また、プレーヤおよび他の参加者に安全上の危険を与えないように、選択することができる。１つの安全な中心位置は、チェアアンパイアの椅子の下である。

他の実施形態も本発明の範囲内であり、それによって限定されない。例えば、操縦手段 ２０の回収器１２は、車輪モジュールが縦軸上で回転して指示を制御し、典型的には４つの牽引車輪を使用し、回収器速度の代表的な範囲が約８～１２フィート／秒であるスウェーブ／クラブ構成（swerve/crab configuration）を使用することができる。全方向回収器は、幾らかの余分な複雑さを犠牲にして、良好な操縦性及び効率を有する。適切な駆動モータ１６は、独立した接線速度、法線速度及び角速度を提供するために、３つ以上のモータリング車輪（例えばメカナム車輪）を備えることができる。３輪システムの方が機械的にはシンプルであるが、４輪の方が同じモータを使っても加速が良く、トラクションも向上する。例えば、「Ｄｙｎａｍｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ Ｏｍｎｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｒｏｂｏｔｓ ｗｉｔｈ ３ ａｎｄ ４ Ｗｈｅｅｌｓ」（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓｅａｒｃｈｇａｔｅ．ｎｅｔ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／２５６０８９８４７＿Ｄｙｎａｍｉｃａｌ＿Ｍｏｄｅｌｓ＿ｆｏｒ＿Ｏｍｎｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ＿Ｒｏｂｏｔｓ＿ｗｉｔｈ＿３＿ａｎｄ＿４＿Ｗｈｅｅｌｓ）に記載されている。「Ｆａｓｔ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ Ｗｈｅｅｌｅｄ Ｏｍｎｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｒｏｂｏｔ ｗｉｔｈ Ｉｎｐｕｔ Ｄｅｌａｙ ｕｓｉｎｇ Ｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ」，Ｍ．Ｚａｒｇｈａｍｉ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ３３ｒｄ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＩＳＢＮ：９７８－９－８８１５－６３８７－３（２０１４年７月２８－３０日）は、入力遅延がある場合のモデル予測制御（「ＭＰＣ」）による全方向移動ロボットの軌道追跡について述べたもので、軌道の最後までＭＰＣコントローラを採用することで、ロボットの移動時間の大幅な短縮を実現している。著者らによれば、このアプローチは、目標に到達するまでの時間において、ＰＩＤ制御器より約４０％の向上を達成し、目標点誤差におけるロボット制御の改善をもたらした。

無指向性ロボットは、無指向性車輪および／またはキャスターを使用して構築される。オムニ車輪（Omni wheels）には、別の大きい方の車輪の円周に対して垂直に取り付けられた小さな車輪があるため、車輪を任意の方向に瞬時に移動させることができる。主な利点は、他の設計とは異なり、任意の方向に移動するために回転しまたは振り返る必要がないことである。言い換えれば、それらは、ホロノミックロボット（Holonomic robots）であり、配向を変えることなく任意の方向に移動することができる。

実施例１
回収器１２は、既製のシムレックスＡ１３０ １／１６スケール ２輪駆動ＲＣリモートコントロールオフロードトラックを改造して作られており、そこには対向するブレード２６を含むボールコレクタ２４が取り付けられている。回収器をハードコート表面上で試験し、ネットおよびネットから離れた領域でボールを首尾よく収集し、ボールをベースライン上のセンターサービスマークに向けて放出した。長さ、外形、最適センサ配置および受動的戻り止め構成等のようなブレードパラメータを定義し、精査するために、３Ｄ印刷されたプロトタイプブレード（「テストブレード」）の設計パラメータを最終決定するために、多数の異なるブレード構成がこのように試験された。

テストブレード２６は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）ポリマーを使用するＡｕｔｏＣＡＤプログラム３Ｄ印刷プロセスを使用して、以下の仕様に従って、互いに鏡像構造として製造された。

試験のために、ブレード２６を４インチの間隔で配置し、ブレードフレアのすぐ後方の前部スペアおよびダンピングエリア（damping areas）５０のすぐ後方の後部スペアを備え収集空間の上方にある１対のスペアによって後方をロボットプラットフォームに固定した。前部スペアは、ルーフ３１２の先行端部を模して、高速ボール回収において、後方に偏向されフレアから跳ね返るボールを方向転換し収容するための機能をテストした。以前、試験では、動いている回収機によるボール回収と固定の回収機による試験（既知の速度（傾斜加速）のボールがブレードに向いている）の間の等価性を確認した。そして、後者は、以下のように、収集動態をフレームごとに研究するために、ブレードのすぐ上からビデオ録画した。

実施例２
テストブレードの作動特性は、まず、ａ）静止、固定位置およびｂ）回転可能な位置でブレードを固定し、テニスボールをテストブレードの中に、さまざまな角度および変化するボール速度で、かつその中に向けることによって研究した。一方、テストブレードの性能をフレームごとにビデオ記録し、試験を研究した。ボールは、４インチＩＤ、１０フィート長のＰＶＣパイプ内に取り付けられた３インチＩＤ、１０フィート長のＰＶＣパイプを通して供給され、ボール速度の変化に柔軟性を与え、ボール（≒直径２．７インチ）が角度の付いた４インチのパイプ開口部から自由に出ることができるようにした。パイプは、供給端部で異なる高さに設定され、３ｆｔ／ｓから１０ｆｔ／ｓの様々なボール出射速度を生成した。
（ａ）静止試験：前部スペアでの跳ね返りにもかかわらず、より高速のテニスボールが効果的に捕捉された。より低い速度の回収は繰り返しできた。
（ｂ）回転試験：前方センサ３２スロットを通過して転動するボールに合わせて、より高速およびより低速の両方で回収機を回転させた。ボールは収集空間３０に滞留し、ボールを保持する際のダンピング手段として機能する両方のブレード受動戻り止め５０（凹状エリア）を利用することが観察された。

回収器１２のボールコレクタ２４の寸法は、国際テニス連盟によって確立された公式テニスボール寸法、直径６．５４～６．８６ｃｍ（２．５７～２．７０インチ）、および質量５６．０～５９．４ｇ（１．９８～２．１０オンス）に基づいている。従って、テニスのためのボール収集空間３０は、壁２８に戻ってまたは壁２８の近くで、少なくとも２．７０インチの前後方向の幅を持っていなければならず、また、他のコートスポーツのためには、そのサイズのボールのために充分に離間されていなければならない。フレア部分３０６は、テニスネット（１～３／４インチの正方形の開口部）および中央のタイダウンストラップ上での引っかかりを最小限に抑えるように、図示のように成形される。

コレクターブレード２６は、全長を増加または減少させるために、モジュール式の設計であってもよいし、あるいは延長可能／収縮可能であってもよい。したがって、ブレードを延ばすとき、１つまたは複数の追加のボール収集センサを、異なるマルチボールモードのためにブレードモジュール／セクションに取り付けることができる。

例えば、米国特許第７，２０３，６９３号に記載されているように、またはＨａｗｋＥｙｅ（登録商標）システムに実装されているように、テニスマッチボール追跡に関する様々なボール追跡特許およびシステムを利用することができる。ビデオストリームボール追跡データは、回収目的のためにボール位置と動態にアクセスするために、システム１０に利用されアクセスされることができ、このデータは、最終的な［ラインコール］処理に先験的にアクセスすることができる。後者は、回収操作のために回収者に指示するために必要とされる精度よりも高い精度（例えば、ボールインボールアウトのライン決定）を必要とし得る。回収器１２は、ノイズ効果及びプレーヤの気をそらす可能性を最小にするためのノイズ低減技術を含んでもよく、又はより不快でないマスキング音を生成するための［ユーザが選択可能である］音ジェネレータを含んでもよい。始動／初期化時に、方向付け手段１７は、好ましくは、オペレータを介して、回収器をその待機位置にあるネットポストに沿って位置決めし、回収を開始する際に回収器１２の動きを正確に方向付け（追跡に反映させ）、回収器１２を適当な待機位置および方向に戻すように案内するために、待機位置をボール回収計算に適用する命令を含むプロセッサコントローラ２１への入力として、その位置を初期化する。

例示的な３軸ＭＥＭ磁力計は、ＳＴからのＬＩＳ３ＭＤＬモデルである（Ｉ²Ｃクロックおよびデータライン５Ｖインターフェイス能力を有する５Ｖ電力用途のためのボルテージレギュレータを有する担体においてＰｏｌｏｌｕから入手可能である（モデル番号２７２７））。３つの磁界強度の読取り値（注記したように、ここでは平坦な表面適用のために２回の接続を使用するだけで充分である）がＩ²Ｃ(ＴＷＩ)モードまたはＳＦＩモードのいずれかで動作するように構成することができるデジタルインターフェイスを介して入手可能であるが、回収器１２は平坦なコート表面上に配置され、その周りを移動するので、「ｘ」および「ｙ」出力はほとんどの目的のためにプロセッサコントローラ２１への入力として十分であるはずである。

ハウジング１２は、配向手段１７の精度および操作性を妨げない材料から選択されるべきであり、磁力計のような磁場ベースの装置を使用する場合、好適なハウジング１２および固定手段１４の材料は、非強磁性、例えばプラスチックまたはポリマーであるべきである。

また、回収器を利用しかつボールパーソンを利用したプロトーナメントでは、必要なボールパーソンの数を減らすことで、その組み合わせを最適化することができる。例えば、トーナメントは多くの場合、各コートサイドの後ろに２名のボールパーソンを配置し、また、ネットの近くに少なくとも１名、通常は２名、各ネットポストに１名ずつ配置する。ネットポストによる１名または両方のボールパーソンは、それらの領域またはその近くのボールを回収し、次いで、ベースラインの後ろのボールパーソンの方向にボールを戻すことができる１つまたは複数の回収器によって置き換えることができる。例えば、ただネットポストの傍にいるボールパーソンを１名置き換えるだけでも、人員配置の要求が減少し、ネットボールを他のサイドラインに向かって回収する際のボールパーソンの仕事が容易になる。もちろん、一方のコートサイドから他方のコートサイドにサーブを交互にすることは結果として「レッツ（lets）」（ボールがネットの上端部に当たり、ドリブルオーバーすること）になることが多いが、これは、ネットによって引き起こされたまたはネット側の回収の代わりに、回収器を使用することによって、回収および試合の遅延を最小限に抑えることにつながる。したがって、回収器を使用することは、プレーをスピードアップするだけでなく、回収器がより小さく、目に見えにくいので（例えば、プレーヤが自分のサービスおよびレシーバのステータスを再集計しており、ボールパーソンが自分の直接または周辺の視線にないので）、プレーヤへの注意散漫を減少させる。上述したように、回収器１２上の任意のＬＥＤ２９（例えば、Ｃｈａｎｇｘｉｎｇによる、調整可能なレーザ形状、３ｖ、５ｍｗ、６５０ｎｍ、ｍｆｒを有するモデルＣＸ０１３ドット赤線レーザダイオードモジュール）は、回収器１２のボール収集経路または「帯状（swath）」の可視光線を介して前方に投影され、手動の進路方向調整を容易にすることによって、手動で方向付けられた回収を補助するために、ボールに向かう正確な進路を示す。

２プレーヤ用に構成されたシステム１０の場合、プロセッサコントローラ２１は、各リモート／プレーヤに対して、それぞれの取り出し許容量を追跡／割り当てするためのルーチン（チェスの試合の時計のようなもの）を含むことができる。これは、賢明な配備を奨励し、回収がより重要になる試合の後半まで、回収器の権限を節約することを奨励する。スマートフォンアプリで状態を提供できる。これはまた、プレーヤの安全性を促進することができる。その理由は、呼び出されたコートサイドに回収器を応答させると、プレーヤがそのコートサイドに移動している回収器に警告されることが必要であるため、ハウジング１５上の警音器（beeper）および／または点滅するライトもまた、安全性を促進することができるからである。

システム１０は、後方からプレーヤの方へ転がるボールの存在をプレーヤに警告し、可聴アラームをさらに含むことができるように、プレーヤの後方のフェンスに取り付けるためのフェンスに取り付けられたセンサを更に含むことができる。これは、本発明が競技エリア内のボールだけでなく、プレーヤの背後にもボールを提供することに関連する安全面に関する。
上述したように、プロセッサコントローラ２１は、入力信号を受け取って処理するため、ならびに回収器１２およびコンポーネントを制御するための出力信号を生成するための、プログラマブルモジュールおよびマイクロコントローラを含む。すでに述べた入力信号および出力信号に加えて、利用可能な（システム１０の特定の実施形態／構成に依存するいくつかの例では）入力は、回収器方向センサ手段１７、回収器位置決定手段１９、センサ３２、３３、４２および５０９、Ｔ／Ｒ４３からの入力信号、Ｔ／Ｒ４４からのコマンド（例えば、ボール位置座標）、ならびにリモート、Ｔ／Ｒ６２およびＴ／Ｒ６９からの制御信号を含み、プロセッサコントローラ２１の出力は、回収器操縦手段２０への制御信号出力、インジケータ４８、（能動的）戻り止め５０、ボール押出器５２（およびソレノイド４００）、４２０および５１２、ならびに回転ボール支持体５４のための手段６００を含むが、これらに限定されない。プロセッサコントローラ２１は、入力信号を処理し、対応する制御信号を本明細書に記載されているように、また別様に当業者に知られているプログラミングに従って出力するようにプログラムされている。

したがって、本明細書で説明され、特許請求される説明および実施形態は、それに限定されるべきではないことを理解されたい。したがって、本発明は、当業者の知識および能力の範囲内で追加の変形を含むことができる。例えば、上述のソレノイドピストン型羽根付ボール打撃機構の代替として、他の羽根付駆動装置があり、例えば、２０１１年１２月１５日に公開された米国シリアル番号２０１１／０３０３２０８号Ａ１（Ｇ．Ｔａｙｌｏｒ）では、羽根アセンブリが、（ａ）羽根アセンブリに機械的に取り付けられた依拠バイアス手段を含む結合機構を採用したギア駆動の回転部材、または（ｂ）ピニオンが羽根アセンブリに回転可能に結合されたラック＆ピニオンシステムを含むことができる。本発明においてコンパクトな又は薄型の回収器を提供したいという要望を考えると、ソレノイド機構は一般に、より優れた代替物を提供する。

また、上述したように、回収器１２の位置を決定するための手段１９は、ＧＰＳ使用可能な受信器と、プロセッサコントローラ２１へのインプットを有する１つ以上の車輪上に配置された車輪デコーダのような他の装置とを含む。後者の場合、プロセッサコントローラ２１は実行時に、操縦およびドッキング制御ルーチンなどの他のプロセッサプログラムされたモジュールへの入力として、回収器１２の現在位置を計算する命令を有する位置計算プログラミングを含む。重複位置決定手段は、比較または予備目的のために冗長性が望まれる場合には任意の自動的または手動の進行方向上書きと共に含まれてもよい。

異なるコート面は、異なる機能、従って、回収器１２に対する異なる修正及びバージョンを指示することができる。良好に光沢のある粘土またはＨａｒＴｒｕ（登録商標）タイプのソフトコート表面は、他の狭い車輪よりも最小限の痕跡を残しながら、より良好な牽引力を有する車輪構成の使用を必要とするか、または提案し得る。一般に、幅の狭い車輪はより良好なトラクションを提供するが、より深い轍を残すため、後部に取り付けられた表面ブラシ（例えば、各後輪の後ろに１つずつ）は、抗力を増加させるが、轍を滑らかにすることができる。回収器は、好ましくは、前方に進み、経路選択およびそのプログラムに影響を及ぼすため、逆方向に経路を逆行してはならない。より幅の広い車輪またはトレッドはより滑るか、またはより滑るが、より幅の広い、より目立たない轍を残す。引き込み可能なブラシは、抗力を低減するのに有利であるが、より複雑さを増し、展開効果を最大にするために必要な経路プログラムと関連してのみ実用的である。芝コートは、他の表面よりも転がるボールを「制動」または減速させる傾向があり、また、ボールは収集時にうまく転がらず、回収器を妨害する。したがって、完全な地面返却は、ボール放出位置に到達するまで、芝コート表面のすぐ上に収集されたボールを固定する（例えば、リップ４１２をリップボール表面４１３上に収集したときにわずかに持ち上げる手段によって）ほど望ましくない。その後、標準的な地面放出で十分であってもよいが、押出器４２０を採用することにより、芝生上で望ましいより高い放出速度が得られる。

全地球測位衛星システム（GNSS）の位置精度向上には「デュアル周波数」ＧＮＳＳのサポートが含まれる。デュアル周波数ＧＮＳＳとは、受信機が各衛星からの複数の無線信号を異なる周波数で追跡することを意味し、ＧＰＳではＬ１とＬ５、ＧａｌｉｌｅｏではＥ１とＥ５ａである。ＧＰＳ周波数を１つだけでなく２つ使用することにより、（地球の大気によって引き起こされる信号歪みが補正されて）数桁の位置決定精度（ユーザレンジエラー（ＵＲＥ））が改善され、いくつかのシステムでは数センチメートルの位置決定精度まで改善される。本発明の基本的なバージョンにおいてさえ、コストが下がり、これを手頃な価格にできるはずである。特に、位置精度を強化するシステムには、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）、ＡＧＰＳ(アシストＧＰＳ）、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）、およびｅ－Ｄｉｆ（拡張ディファレンシャル）が含まれる。ＤＧＰＳは、基地局または基準局のＧＰＳ受信器および第２のロービングＧＰＳ受信器を利用して、精度を数メートル以内またはそれ以上に改善する。高度なＬ５／Ｅ５ａシグナルは、マルチパスエラーを起こしにくく、したがって、位置精度を３０ｃｍのオーダーにまで微調整するために使用することができる。したがって、デュアル周波数ＧＰＳのＴ／Ｒ４３及び／又は４４（即ち、１つは回収器１２上に配置され、他方はオフボード、例えばドッキングステーション６４またはリモート６０上に配置され、作業可能なプロトコル、ハンドシェイク等の組み合わせを利用する）は、現在の１周波数のシステムよりも必要な精度を提供することができる。また、ＧＰＳ精度の進歩のような技術における予測可能で慣習的な進歩は、システム性能に寄与し得ることが認識される。

産業上の利用可能性
本発明は、スポーツコート上でのプレーを促進するためのシステム、器機、および方法を提供し、特にテニスコート上でのプレーに適している。テニス産業は、プレー時間の効率性及びプレーヤの受入れにおける利益からその利益を経済的に享受することができ、この利益は、この重要なセクター及び世界経済のスポーツ及びレクリエーション分野の他のコートスポーツセクターを支援し、成長させることが予想される。

新規であり、米国特許によって保護されることが望まれると主張されているものは、特許請求の範囲のとおりである。

付録Ａ
ＵＳＢホストシールド付きウィーモートコントローラ
改訂版０．４－２０１０年１月１３日
ウィーモートとＰＳ３ゲームコントローラのサポートに使用されるブルートゥースＵＳＢおよびＨＣＩインターフェイスの開発、およびこれらの機器の分析と設定に必要なユーティリティの一部。

１．ＵＳＢインターフェイス
ＵＳＢ＿Ｄｅｓｃのスケッチを使用してＵＳＢドングルのディスクリプタを取得すると、結果は次のようになる。

デバイスディスクリプタは単純であるが、構成ディスクリプタには２つのインターフェイスが表示され、２番目のインターフェイスには代替設定がある。さまざまなエンドポイントの使用方法は、ハイパーリンク「ブルートゥースエンドポイントの使用法」に記載されている。

２番目のインターフェイス（インターフェイス１）は、音声チャネルの伝送に関連するアイソクロナス帯域幅に使用され、ブルートゥースＨＩＤには使用されないため、無視される。

考慮すべきエンドポイントは４つある。
コントロールエンドポイント（エンドポイント０）：これは、コントロールメッセージとＨＣＩコマンドを送信するために使用される。
割り込みエンドポイント（エンドポイント０ｘ８１）：ＨＣＩイベントがＵＳＢドングルから受信される。
入力エンドポイント（エンドポイント０ｘ８２）：接続されたブルートゥース機器からＡＣＬレポートを受信するバルクエンドポイント。
出力エンドポイント（エンドポイント０ｘ０２）：ＡＣＬレポートが接続されたブルートゥース機器に送信されるバルクエンドポイント。

検出されたこれら４つのエンドポイントは、ＵＳＢホストライブラリーにパイプとして登録される。

互換性を確認するには、ブルートゥースドングルのＶＩＤとＰＩＤを確認する必要がある。ＣＳＲは現在サポートされている唯一のドングルであるが、他のドングルも互換性があることが分かっており、後で追加することができる。

機器が設定され、インタ－フェイス０が設定される。この段階で、ブルートゥースドングルとの通信があり、現在、ブルートゥースを介して利用可能な通信がある。

２．リッスンおよびトーク（Listen and talk）
これで、ＨＣＩコマンドを制御パイプ経由でブルートゥースドングルに送信できるが、最初に、割り込みパイプを定期的に読み出すプロセスを設定する必要がある。割り込みパイプで受信されたイベントは、送信されたコマンドに直接関連していない可能性があるため、到着時に処理する必要がある。ＵＳＢホストとして、データ転送が制御され、大量のデータをバッファリングする必要がなく、いつでも処理できるものをパイプ上に引き出すだけである。また、ＵＳＢとブルートゥースの両方の「縮小ホスト（reduced host）」の考え方では、ブルートゥース仕様で可能な３６のイベントのすべてを処理する必要はない。アプリケーションごとに必要なイベントのみを処理し、残りは無視する。重要なイベントは、一連のフラグを介して上位レベルのルーチンに通知される。

また、ＡＣＬイベントの準備ができた場合に備えて、ＡＣＬ入力エンドポイントの読み取りを開始する。これらは接続が確立されるまで無視されるが、ＨＣＩイベントをブロックする場合は読み出される。

この段階では、これらのＨＣＩイベントのみを処理する。

そして、これらのフラグを使用する。

３．ＨＣＩコマンドの送信
ＨＣＩ ｒｅｓｅｔなどのＨＣＩコマンドを送信するには、制御パイプを介してクラス固有の出力を送信する。

４．ブルートゥースＨＣＩユーティリティ
ブルートゥースドングルにアクセスするための最初のスケッチは、ブルートゥースドングル自体からデータを収集し、ブルートゥースの照会や接続を行うユーティリティである。スケッチは、非ブロッキング挙動を維持し、したがってイベントタスクが定期的に実行できるようにするための状態マシン（state machine）として構成される。ブルートゥーススケッチはアルデュイーノにロードされ、ＣＳＲブルートゥースドングルはＵＳＢシールドに接続される。スケッチを実行すると、シリアルポート上に次のものが返される。

これにより、ドングルとトークしていることが確認でき、特にドングルにハードコードされているブルートゥースアドレスなどの有用な情報が得られる。

５．ウィーモートゲームコントローラの接続
ウィーモートは、ソフト接続およびハード接続として知られる２つの接続方法を有し、ソフト接続モードがここで扱われる。ソフト接続モードではアルデュイーノからウィーモートへの接続が行われ、これを有効にするにはウィーモートのブルートゥースアドレスを検出する必要がある。

ブルーティル（blueutils）のスケッチが再度実行され、メッセージが「Ｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｄｅｖｉｃｅｓ」のシリアルポート上に来ると、ウィーモート上の「１」および「２」ボタンが同時に押される。検出には約１０秒かかり、最後には次のようなものが返される。

ここで、アルデュイーノはウィーモートを発見し、発見されたブルートゥースアドレスを使用して、それへの接続を行う。

１０ ボール回収システム
１２ 回収器
１４ シャーシ
１５ ハウジング
１６ 駆動システム
１７ 配向センサ（配向手段）
１８ 車輪
２１ プロセッサコントローラ
２２ オンボード電源
２６ ブレード
３０ 前方ボール収集空間
３２ センサ
４０ ネットポスト
４３ 受信機
４４ 送信機
５０ 戻り止め
５１ 凹状エリア
５２ ボール押出器
６０ リモートコントロール
６４ ドッキングステーション
３１０ ボールガイド面
５１０ 後方ボール収集空間

Claims (20)

1. スポーツ競技面上のボールを収集し、ボールを制御可能に放出するための回収器（１２）であって、前端と後端とを有し、下記を含む回収器：
   シャーシ（１４）、
   前記シャーシ（１４）に取り付けられた車輪（１８）、
   少なくとも１つの車輪（１８）に連結された駆動システム（１６）、
   回収器を操縦するための手段（２０）、
   回収器制御信号を受信するための受信機（４３）、
   制御およびデータ入力信号を受信するための入力と、回収器コマンドおよび制御信号のための出力とを有する回収器プロセッサコントローラ（２１）であって、実行時に回収器（１２）を制御するための入力信号に基づいて出力信号を生成する命令でプログラムされたプロセッサコントローラ（２１）、
   オンボード電源（２２）、および
   回収器（１２）の前端に配置され、それらの間に、回収されたボールを受容し、放出されるまで保持するのに充分な幅を有する前方ボール収集空間（３０）を規定するように離間された１対の対向するブレード（２６）、ならびに
   目標に向かった制御されたボール放出の前に、回収器（１２）の移動中、ボールを収集空間（３０）内に保持するための少なくとも１つの前記ブレード上の少なくとも１つの戻り止め（５０）。
2. 前記少なくとも１つの戻り止め（５０）は、水平に延びるボールガイド面（３１０）から上方に延びる各ブレード（２６）上の凹状エリア（５１）を含む、請求項１に記載の回収器。
3. 各ブレードは、外向きフレアの先端を有する、請求項２に記載の回収器。
4. 収集されたボールを感知するように配置された少なくとも１つの近接センサ（３２）をさらに備える、請求項１に記載の回収器。
5. 前記シャーシ（１４）に取り付けられ、その上に回収器構成要素を固定するためのハウジング（１５）をさらに備える、請求項４に記載の回収器。
6. 収集されたボールを垂直方向に放出するために、後方ボール収集空間（５１０）と、その中に配置された第１のボール押出器（５２）とをさらに備える、請求項５に記載の回収器。
7. 前記ボールがテニスボールであり、前記競技面がテニスコートであり、
   前記回収器（１２）が、前記プロセッサコントローラ（２１）の入力に接続された出力を有する前記回収器の位置を決定するための手段（１９）をさらに備え、前記プロセッサコントローラ（２１）が実行時に、前記回収器位置入力信号を回収器制御出力信号に処理して、前記回収器（１２）をプログラムされたボール放出位置に移動させ、前記処理されたプログラムされた命令に従って、計算された方向に、計算された速度で目標位置に向かって前記ボールを放出するように指示する命令でプログラムされている、請求項１に記載の回収器。
8. 配向センサ（１７）をさらに備える、請求項７に記載の回収器。
9. 前記プロセッサコントローラ（２１）は、実行時に、前記回収器ボール放出位置決定に基づいて回収器（１２）の帰還経路を計算し、ボール放出に続いて、確立されたオフコート待機位置に移動するように前記回収器（１２）に指示する対応制御信号を出力する命令でさらにプログラムされている、請求項７に記載の回収器。
10. 配向センサ（１７）をさらに備える、請求項９に記載の回収器。
11. コート表面上のボールを回収し、制御可能に放出するためのボール回収システム（１０）であって、下記を含むボール回収システム：
    （ｉ）前端と後端とを有する回収器（１２）であって、
    シャーシ（１４）、
    前記シャーシ（１４）に取り付けられた車輪（１８）、
    少なくとも１つの車輪（１８）に連結された駆動システム（１６）、
    回収器を操縦するための手段（２０）、
    回収器制御信号を受信するための受信機（４３）、
    制御およびデータ入力信号を受信するための入力と、回収器コマンドおよび制御信号のための出力とを有する回収器プロセッサコントローラ（２１）であって、実行時に回収器（１２）を制御するための入力信号に基づいて出力信号を生成する命令でプログラムされたプロセッサコントローラ（２１）、
    オンボード電源（２２）、および
    回収器（１２）の前端に配置され、それらの間に、回収されたボールを受容し、放出されるまで保持するのに充分な幅を有する前方ボール収集空間（３０）を規定するように離間された１対の対向するブレード（２６）、および
    目標に向かった制御されたボール放出の前に、回収器（１２）の移動中、ボールを収集空間（３０）内に保持するための少なくとも１つの前記ブレード上の少なくとも１つの戻り止め（５０）、
    配向センサ（１７）を含む回収器（１２）、ならびに
    （ｉｉ）回収器に信号を送り、回収器を制御するためのリモートコントロール。
12. 待機位置で回収器（１２）とドッキングするためのドッキングステーション（６４）をさらに備える、請求項１１に記載のボール回収システム。
13. ドッキングステーション（６４）をネットポスト（４０）に取り付けて固定するための手段（６７）をさらに備える、請求項１２に記載のボール回収システム。
14. （ｉ）回収器（１２）が固定可能な車輪付きフレーム（３００）と、（ｉｉ）フレーム（３００）をネットポスト（４０）に取り付けて固定するための手段（６７）とをさらに備える、請求項１１に記載のボール回収システム。
15. （ｉ）ボールを位置決めし、ボール位置を識別する出力データストリームを提供するボール位置決めおよび追跡器（３４）と、（ｉｉ）ボール位置データストリームを送信する送信機（４４）とをさらに備え、
    前記プロセッサコントローラ（２１）が、実行時に回収器（１２）をボール位置に導くプログラミング命令を含む、請求項１１に記載のボール回収システム。
16. 前記ボール追跡および位置決め器（３４）および送信機（４４）は、ネットポスト（４０）に取り付け可能である、請求項１５に記載のボール回収システム。
17. 前記回収器が、ボールを位置決めし、前記プロセッサコントローラ（２１）の入力に接続された、ボール位置を識別する出力データストリームを提供するボール位置決めおよび追跡器をさらに含み、
    前記プロセッサコントローラ（２１）が、実行時に回収器（１２）をボール位置に導くプログラミング命令を含む、請求項１１に記載のボール回収システム。
18. 回収器状態インジケータライトをさらに備える、請求項１１に記載のボール回収システム。
19. 活性プレー中にボールを回収するための方法であって、下記を含む方法：
    スポーツ競技面上のボールを収集し、ボールを制御可能に放出するための回収器（１２）を提供すること、前記回収器（１２）は、前端と後端とを有し、かつ
    シャーシ（１４）、
    前記シャーシ（１４）に取り付けられた車輪（１８）、
    少なくとも１つの車輪（１８）に連結された駆動システム（１６）、
    回収器を操縦するための手段（２０）、
    回収器制御信号を受信するための受信機（４３）、
    回収器（１２）の位置を決定するための手段（１９）、
    制御およびデータ入力信号を受信するための入力と、回収器コマンドおよび制御信号のための出力とを有する回収器プロセッサコントローラ（２１）であって、実行時に回収器（１２）を制御するための入力信号に基づいて出力信号を生成する命令でプログラムされたプロセッサコントローラ（２１）、かつ、前記プロセッサコントローラ（２１）は、実行時に、前記回収器位置入力信号を回収器制御出力信号に処理して、前記回収器（１２）をプログラムされたボール放出位置に移動させ、前記処理されたプログラムされた命令に従って、計算された方向に、計算された速度で目標位置に向かって前記ボールを放出するように指示する命令でプログラムされている、
    オンボード電源（２２）、および
    回収器（１２）の前端に配置され、それらの間に、回収されたボールを受容し、放出されるまで保持するのに充分な幅を有する前方ボール収集空間（３０）を規定するように離間された１対の対向するブレード（２６）、および
    目標に向かった制御されたボール放出の前に、回収器（１２）の移動中、ボールを収集空間（３０）内に保持するための少なくとも１つの前記ブレード上の少なくとも１つの戻り止め（５０）、および
    （ｉｉ）リモートコントロール（６０）を含む、
    待機位置における回収器（１２）を位置決めすること、および
    リモートコントロール（６０）を介して回収器（１２）にボールを回収するように指示すること、ならびに
    プロセッサコントローラのプログラムされた指示に従ってボールを目標位置に向けて放出すること。
20. 前記ボールがテニスボールであり、回収がテニスコート上およびテニスコートの周りで行われる、請求項１９に記載の方法。

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