JP4368234B2 - 競泳用計測システムおよび、タイム特定方法 - Google Patents

Description

この発明は、競泳競技において、予測タイムを用いて迅速に計測タイムを特定することのできる競泳用計測システムおよび、タイム特定方法に関する。

従来、競泳競技において、ラップタイムを計時したり、順位判定を行う計時装置が用いられている。この計時装置は、泳者（競泳者）のスタートから通過点そして、フィニッシュ（ゴール）に至るまでの計測タイムを自動的に計時する。
例えば、計時装置は、所定のスタート装置から供給されるスタート信号に応答して、計時を開始する。そして、ターン時やフィニッシュ時に、泳者の手や足がタッチ板に接触すると、タッチ板からタッチ信号が供給されて、通過タイムやフィニッシュタイムを計測する。計時装置は、計測した通過タイムやフィニッシュタイムの情報をスコアボード等に供給して表示させる。

このような計時装置にて使用されるタッチ板は、泳者の立てる水しぶきや水圧が加わっても、誤動作（誤検出）しないように種々の工夫が施されており、泳者との接触だけを検出するように努めている。それでも、いわゆる「ソフトタッチ」と呼ばれ、泳者がタッチ板に触れても、その接触が検出されない状況も起こり得る。
このソフトタッチが生じると、計時装置では、正確なタイムの計測が不可能となってしまう。そのため、近年では、プール内に水中カメラ等を設置して、泳者がタッチ板と接触する際の映像を高速ビデオ装置等にて記録し、「ソフトタッチ」が生じても、泳者の通過タイムやフィニッシュタイムを特定する技術が導入されている。

そして、最近では、水中にカメラヘッドだけを設置して、泳者の妨げとならずに、タッチ板やスタート台の映像を撮影可能な水中撮影装置の技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−５０２４５号公報 （第４−５頁、第１図）

上述したように、現在では、ソフトタッチが生じても、高速ビデオ装置等が記録した映像を基に、通過タイムやフィニッシュタイムを特定することが可能となっている。
しかしながら、このような計測タイムの特定は、人手を介して行われているのが現状である。例えば、監視員は、泳者がターンやフィニッシュするのを目視する度に、タッチ板からのタッチ信号の有無（通過タイムやフィニッシュタイムの表示の有無等）を確認する。そして、タッチ信号が送られていない場合に、高速ビデオ装置等を操作して、泳者の通過タイムやフィニッシュタイムを特定する。
このため、極めて煩雑であるだけでなく、タイムが特定されるまでに長時間を要してしまうという問題があった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、競泳競技において、予測タイムを用いて迅速に計測タイムを特定することのできる競泳用計測システムおよび、タイム特定方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ソフトタッチの発生を適切に判別することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る競泳用計測システムは、
泳者によるタッチ板への接触を検出するセンサ手段と、
前記センサ手段の出力に応答して、競技中における泳者のラップタイムを計時する計時手段と、
競技中に計時された泳者自身の前記ラップタイムに基づいて、当該泳者が次のタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測手段と、
前記予測タイムと、前記センサ手段の出力に基づいて、タッチ板におけるソフトタッチを判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、センサ手段は、泳者（例えば、手や足）によるタッチ板への接触を検出する。計時手段は、センサ手段の出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する。予測手段は、ラップタイムに基づいて、泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する。判別手段は、予測タイムと、センサ手段の出力に基づいて、タッチ板におけるソフトタッチを判別する。
このように、判別手段は、例えば、予測タイムが経過しても、センサ手段にて接触が検出されない場合に、ソフトタッチが生じたことを判別することができる。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る競泳用計測システムは、
泳者によるタッチ板への接触を検出するセンサ手段と、
前記センサ手段の出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する計時手段と、
前記ラップタイムに基づいて、次に泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測手段と、
前記予測タイムと、前記センサ手段の出力に基づいて、泳者のタッチ板におけるソフトタッチを判別する判別手段と、
タッチ板と該タッチ板に接触する泳者の映像を撮影する撮影手段と、
前記判別手段がソフトタッチを判別した場合に、前記予測タイムに基づいて前記撮影手段が撮影した映像を検索する映像検索手段と、
前記検索した映像を表示する映像表示手段と、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、センサ手段は、泳者によるタッチ板への接触を検出する。計時手段は、センサ手段の出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する。予測手段は、ラップタイムに基づいて、次に泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する。判別手段は、予測タイムと、センサ手段の出力に基づいて、泳者のタッチ板におけるソフトタッチを判別する。撮影手段は、タッチ板と該タッチ板に接触する泳者の映像を撮影する。映像検索手段は、判別手段がソフトタッチを判別した場合に、予測タイムに基づいて撮影手段が撮影した映像を検索する。映像表示手段は、検索した映像を表示する。
このように、判別手段は、例えば、予測タイムが経過しても、センサ手段にて接触が検出されない場合に、ソフトタッチが生じたことを判別する。その際審査員は、例えば、タッチ板に接触する泳者の映像に同期した計測タイムを特定する。
この結果、競泳競技において、予測タイムを用いて迅速に計測タイムを特定することができる。

前記判別手段は、前記予測手段が予測した予測タイムが経過しても、前記センサ手段が接触を検出しない場合を、ソフトタッチの発生と判別してもよい。

前記予測手段は、
前記計時手段が計時したラップタイムのばらつき範囲が、選定したしきい値よりも大きいか否かを判別するばらつき判別手段と、
前記ばらつき判別手段により前記ばらつき範囲がしきい値よりも大きいと判別された場合に、所定の移動平均を用いた演算により予測タイムを予測する第１の予測手段と、
前記ばらつき判別手段により前記ばらつき範囲がしきい値以下と判別された場合に、所定の近似多項式を用いた演算により予測タイムを予測する第２の予測手段と、を含んで構成されてもよい。

前記第１及び第２の予測手段は、フィニッシュ時の予測タイムを予測する際に、少なくとも競技種目に応じて異なる補正値を推定し、当該補正値により補正した競泳距離に基づいて、フィニッシュ時の予測タイムを予測してもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るタイム特定方法は、
泳者によるタッチ板への接触を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおける出力に応答して、競技中における泳者のラップタイムを計時する計時ステップと、
競技中に計時された泳者自身の前記ラップタイムに基づいて、当該泳者が次のタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測ステップと、
前記予測タイムと、前記検出ステップにおける出力に基づいて、タッチ板におけるソフトタッチを判別する判別ステップと、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、検出ステップは、泳者（例えば、手や足）によるタッチ板への接触を検出する。計時ステップは、検出ステップにおける出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する。予測ステップは、計時ステップにおけるラップタイムに基づいて、泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する。判別ステップは、予測タイムと、検出ステップにおける出力に基づいて、タッチ板におけるソフトタッチを判別する。
このように、判別ステップは、例えば、予測タイムが経過しても、センサステップにて接触が検出されない場合に、ソフトタッチが生じたことを判別することができる。

上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係るタイム特定方法は、
泳者によるタッチ板への接触を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおける出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する計時ステップと、
前記ラップタイムに基づいて、次に泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測ステップと、
前記予測ステップにて予測された予測タイムと、前記検出ステップにおける出力に基づいて、泳者のタッチ板におけるソフトタッチを判別する判別ステップと、
タッチ板と該タッチ板に接触する泳者の映像を撮影する撮影ステップと、
前記判別ステップにてソフトタッチが判別された場合に、前記予測タイムに基づいて前記撮影ステップが撮影した映像を検索する映像検索ステップと、
前記検索した映像と前記計測タイムとを表示する映像表示ステップと、
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、検出ステップは、泳者によるタッチ板への接触を検出する。計時ステップは、検出ステップにおける出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する。予測ステップは、ラップタイムに基づいて、次に泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する。判別ステップは、予測ステップにて予測された予測タイムと、検出ステップにおける出力に基づいて、泳者のタッチ板におけるソフトタッチを判別する。撮影ステップは、タッチ板と該タッチ板に接触する泳者の映像を撮影する。映像検索ステップは、判別ステップにてソフトタッチが判別された場合に、予測タイムに基づいて撮影ステップが撮影した映像を検索する。映像表示ステップは、検索した映像と計測タイムとを表示する。
このように、判別ステップは、例えば、予測タイムが経過しても、センサステップにて接触が検出されない場合を、ソフトタッチが生じたと判別する。その際審査員は、例えば、タッチ板に接触する泳者の映像に同期した計測タイムを特定する。
この結果、競泳競技において、予測タイムを用いて迅速に計測タイムを特定することができる。

前記判別ステップは、前記予測ステップにて予測された予測タイムが経過しても、前記検出ステップにて接触を検出しない場合を、ソフトタッチの発生と判別してもよい。

前記予測ステップは、
前記計時ステップにて計時されたラップタイムのばらつき範囲が、選定したしきい値よりも大きいか否かを判別するばらつき判別ステップと、
前記ばらつき判別ステップにて前記ばらつき範囲がしきい値よりも大きいと判別された場合に、所定の移動平均を用いた演算により予測タイムを予測する第１の予測ステップと、
前記ばらつき判別ステップにて前記ばらつき範囲がしきい値以下と判別された場合に、所定の近似多項式を用いた演算により予測タイムを予測する第２の予測ステップと、を含んで構成されてもよい。

前記第１及び第２の予測ステップは、フィニッシュ時の予測タイムを予測する際に、少なくとも競技種目に応じて異なる補正値を推定し、当該補正値により補正した競泳距離に基づいて、フィニッシュ時の予測タイムを予測してもよい。

本発明によれば、競泳競技において、予測タイムを用いて迅速に計測タイムを特定することができる。また、本発明によれば、ソフトタッチの発生を適切に判別することができる。

本発明の実施の形態にかかる競泳用計測システムについて、以下図面を参照して説明する。

（実施形態１）
図１は、この発明の実施の形態に適用される競泳用計測システム１の構成の一例を示す模式図である。図示するように、競泳用計測システム１は、タッチ板１１と、水中監視カメラ１２と、レーンボックス１３，１４と、トリガ装置１５と、競泳用タイマ１６と、映像記録装置１７と、タイム予測装置１８と、スコアボード１９とを含んで構成される。

タッチ板１１は、泳者Ｓが泳ぐレーン（コース）の両端となるプールＰの壁面（内壁）にそれぞれ設置されている。タッチ板１１は、例えば、内部にテープスイッチが格納されており、泳者Ｓの手や足との接触を検出すると、タッチ信号をレーンボックス１３に供給する。
なお、図１では、１レーン分のタッチ板１１を示しているが、実際には、各レーンに対応してタッチ板１１がそれぞれ配置されているものとする。

水中監視カメラ１２は、例えば、プールＰ内の水中に配置され、撮影方向をタッチ板１１に向けて固定されている。水中監視カメラ１２は、泳者Ｓがタッチ板１１に接触する際の映像等を撮影し、撮影した映像信号をレーンボックス１４に供給する。
なお、図１では、水中監視カメラ１２が、一方のタッチ板１１の映像を撮影する場合を示しているが、両方のタッチ板１１を撮影する場合には、他のタッチ板１１に向けた水中監視カメラ１２も設置することになる。
また、図１では、１レーン分の水中監視カメラ１２を示しているが、実際には、各レーンに対応して水中監視カメラ１２がそれぞれ配置されているものとする。

レーンボックス１３は、各レーンのタッチ板１１からそれぞれ送られるタッチ信号を受信し、競泳用タイマ１６に供給する。
一方、レーンボックス１４は、各レーンの水中監視カメラ１２からそれぞれ送られる映像信号を受信し、映像記録装置１７に供給する。

トリガ装置１５は、スタータによるスタート指示に同期して、スタート信号を競泳用タイマ１６に供給する。具体的にトリガ装置１５には、スタートピストルＳＰが接続されており、スタートピストルＳＰが発射されると（撃たれると）、スタート信号が競泳用タイマ１６に供給される。

競泳用タイマ１６は、計測タイムを計時する計時装置であり、トリガ装置１５から供給されるスタート信号に応答して、計時を開始する。そして、タッチ板１１から供給されるタッチ信号に応答して、ラップタイムやフィニッシュタイムを計測する。
また、競泳用タイマ１６は、計時中のタイムデータを映像記録装置１７に対してリアルタイムに供給し、タイムデータに同期した映像を映像記録装置１７に記録させる。
更に、競泳用タイマ１６は、計測したラップタイム等をタイム予測装置１８に順次供給する。

映像記録装置１７は、例えば、ハイスピード・ビデオ装置等からなり、レーンボックス１４を介して供給される映像信号に、競泳用タイマ１６から供給されるタイムデータを合成して（同期させて）、記録する。
また、映像記録装置１７は、後述するソフトタッチ発生信号がタイム予測装置１８から供給されると、記録した映像の中から予測タイムに基づいて泳者Ｓがタッチ板１１に接触する瞬間の映像を検索し、その映像に同期しているタイムデータ（計測タイム）を特定する。
また、映像記録装置１７は、検索した映像や、その映像に同期しているタイムデータ（計測タイム）等を映像表示手段ＤＰに表示する。

タイム予測装置１８は、例えば、プログラム可能な演算処理装置等からなり、競泳用タイマ１６から供給されるラップタイム等に基づいて、次に泳者Ｓがタッチ板１１に到達する予測タイムを予測する。なお、この予測手法の詳細については、後述する。
タイム予測装置１８は、予測タイムが経過してもタッチ板１１からタッチ信号が供給されない場合に、タッチ板１１にてソフトタッチが発生したと判別する。そして、ソフトタッチの発生を報知するためのソフトタッチ発生信号を生成して、映像記録装置１７に供給する。

スコアボード１９は、例えば、電光掲示板等からなり、競泳用タイマ１６が計測したラップタイムやフィニッシュタイム等の計測タイムを表示する。
なお、ソフトタッチが発生した際に、スコアボード１９は、映像記録装置１７が特定した計測タイムを表示してもよい。

以下、タイム予測装置１８の詳細及び、予測手法の詳細について、図面を参照して説明する。
図２に示すように、タイム予測装置１８は、計測タイム受信部１１１と、タイム記憶部１１２と、パラメータ記憶部１１３と、予測タイム演算部１１４と、ソフトタッチ監視部１１５と、を含んで構成される。

計測タイム受信部１１１は、競泳用タイマ１６から供給されるラップタイムやフィニッシュタイムを受信する。そして、受信したラップタイム等をタイム記憶部１１２に記憶させる。

タイム記憶部１１２は、計測タイム受信部１１１が受信したラップタイムや、予測タイム演算部１１４が予測した予測タイム等の情報を記憶する。

パラメータ記憶部１１３は、補正値αやしきい値β等のパラメータを記憶する。
補正値αは、フィニッシュ時の競泳距離を補正するための補正値であり、候補となり得る複数の値が、競泳種目等に応じてそれぞれ用意されている。
なお、フィニッシュ時の競泳距離を補正する理由は、途中区間が足から足のタッチ（泳者Ｓがターン時に足にてタッチ板１１にタッチする）、手から手のタッチ（泳者Ｓが手にてタッチ板１１にタッチしてからターンする）、足から手のタッチ、若しくは手から足のタッチのいずれかであるのに対して、最終区間だけが足から手のタッチであることを考慮するためである。つまり、フィニッシュ時の競泳距離を実質的に短く（例えば、約２．２ｍ程度短く）補正する必要がある。
そして、補正する値は、競泳種目（自由形、平泳ぎ、バタフライ、背泳ぎ等）に応じてターンの方式が異なり、また、男女差（スピード差や身長差）に応じても異なる。
そのため、例えば、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、候補となり得る複数の補正値αをそれぞれ用意しておき、予測タイム演算部１１４が、競泳種目や男女に応じてシミュレートした結果から、最適な補正値αを推定する。
図３（ａ）〜（ｄ）の例の場合では、各レース毎に、実際の記録との差の二乗の平均（泳者の数が一定でないため）を算出し、各レースの平均値を合計として、最小値となる補正値（網掛けの補正値）を、最適な補正値αと推定する。

一方、しきい値βは、ラップタイムのばらつきを判定するためのしきい値であり、候補となり得る複数の値が用意されている。
例えば、図３（ｅ）に示すように（一例として、自由形男女の場合を示す）、候補となり得る複数のしきい値βを用意しておき、予測タイム演算部１１４が、最適なしきい値βを選定する。
図の例の場合では、前２区間のラップタイムの差（範囲）に基づいて、最適なしきい値β（網掛けのしきい値）が選定される。
選定されたしきい値βは、最終的に、フィニッシュ時の予測タイムを予測する際に用いられる補外方式（移動平均又は近似多項式を用いた補外方式）を決定するための基準となる。

図２に戻って、予測タイム演算部１１４は、タイム記憶部１１２に記憶された通過タイム等に基づいて、次に泳者Ｓがタッチ板１１に到達する予測タイムを予測する。その際、予測タイム演算部１１４は、タップタイムから予測タイムを算出し、ラップタイムのばらつき範囲が、パラメータ記憶部１１３に記憶されるしきい値β（選定したしきい値β）よりも大きいか否かを判別する。そして、予測タイム演算部１１４は、ラップタイムのばらつき範囲がしきい値βよりも大きい場合に、後述する移動平均を用いた演算により予測タイムを予測する。一方、しきい値β以下である場合に、後述する近似多項式を用いた演算により予測タイムを予測する。
また、予測タイム演算部１１４は、フィニッシュ時の予測タイムを予測する際に、パラメータ記憶部１１３に記憶される補正値α（推定した補正値α）にて競泳距離を補正し、補正した競泳距離に基づいて予測タイムを予測する。

ソフトタッチ監視部１１５は、予測タイム演算部１１４が予測した予測タイム（タイム記憶部１１２に記憶される予測タイム）の経過と、計測タイム受信部１１１におけるラップタイムやフィニッシュタイム等、測定タイムの受信状況とから、ソフトタッチの発生を監視する。
つまり、予測タイムが経過しても、計測タイム受信部１１１にて通過タイムやフィニッシュタイムが受信されない場合に、ソフトタッチの発生を検出する。そして、ソフトタッチの発生を検出すると、ソフトタッチ監視部１１５は、ソフトタッチ発生信号を生成して、映像記録装置１７に供給する。

ここで、予測タイム演算部１１４における予測手法（移動平均及び近似多項式を用いた補外方式）について説明する。
最初に、移動平均を用いた補外方式について説明する。この移動平均は、統計法の一つであり、時系列数値の変動をみる場合等に用いられる。つまり、連続する複数時期の平均を算出し、時期をずらしながら順次繰り返して計算することで変化の傾向を求めるものである。
具体的に、予測タイム演算部１１４は、以下の数式１等を用いて、それまでの複数区間のラップタイムの平均値から、予測タイムを予測する。この数式１では、区間が１の場合に直線近似となる。

ここで、ＭｏｖｅＡｖｒ ：移動平均の計算式
ｘ０，ｘ１ ：距離（ｍ）
ｆ０，ｆ１ ：ラップタイム（ｓｅｃ）

次に、近似多項式を用いた補外方式について説明する。一例として、それまでの複数区間のラップタイムから多次元近似多項式（一例としてラグランジュ補間多項式）を作り出し、この近似多項式からラップタイムを求める。
具体的に、予測タイム演算部１１４は、以下の数式２等を用いて、予測タイムを予測する。なお、数式２は３次元近似多項式であり、かつデータ３個からの補外方式を示している。

とすると、

ここで、ｌｊ（ｘ） ：ラグランジュ係数
ｘ０，ｘ１・・・ｘｊ−１，ｘｊ＋１・・・ｘｎ ：距離（ｍ）
ｆ０，ｆ１・・・ｆｎ ：ラップタイム（ｓｅｃ）
ｐ（ｘ） ：ラグランジュ補間多項式
ｊ，ｎ ： 整数

これらの補外方式は、標本（ラップタイム）のばらつき（ばらつきの範囲）に応じて適否が変化する。
例えば、図４（ａ）に示す等速（一定の速度で運動するもの）、加速（一定の加速度を持って運動するもの）、減速（一定のマイナスの加速度を持って運動するもの）、及び、加減速（加速、減速を繰り返すもの）の各モデルを一例として、移動平均及び近似多項式により、それぞれ予測タイムを予測すると図４（ｂ）に示すような結果が得られる。なお、図４（ｂ）には、第３，第４区間の予測タイム及びタイム差を示している。
図４（ｂ）に示すように、加減速（１），（２）の場合にだけ、移動平均による予測タイムが正解に近く、それ以外は、近似多項式による予測タイムが正解に近いことが分かる。
このことから、基本的には、近似多項式により予測タイムを予測し、ラップタイムのばらつきが大きい場合にだけ、移動平均により予測タイムを予測することで、精度の高い予測タイムを得られることが予想される。

この予想が適正であることを実際のデータを用いて検証してみる。図５は、実際の競泳競技（１５００ｍ自由形）における８人の泳者（８つのレーン）のラップタイムの推移を示したグラフである。なお、点線で示したレーン（具体的には、５，６レーン）は、他のレーンと比較して、ばらつきが大きくなっている。
このデータを基に、移動平均及び近似多項式により、予測タイムを求めると図６の上段に示す結果が得られる。なお、図６は、フィニッシュタイムを予測した例であり、競泳距離を１４９７．８ｍ｛すなわち、α＝−２．２（ｍ）｝に補正して算出されている。また、図中では、移動平均が、平均する区間数を２〜４区間に変化させて予測タイムを求めており、また、近似多項式が、次数を２〜４次に変化させて予測タイムを求めている。
図６の下段には、記録（実際の計測タイム）と予測タイムとの差を示している。この差から明らかな様に、５，６レーンだけは、移動平均により求めた予測タイムの方が、近似多項式により求めた予測タイムよりも、差が小さくなっている。
つまり、ラップタイムのばらつきが小さい１〜４，７，８レーンは、近似多項式による予測タイムの方が精度が高く、一方、ラップタイムのばらつきが大きい５，６レーンは、移動平均による予測タイムの方が精度が高くなっている。

以上のことを踏まえて、予測タイム演算部１１４は、しきい値βを適切に選定し、ラップタイムのばらつき範囲がしきい値βよりも大きい場合に、移動平均を用いた演算により予測タイムを予測する。一方、しきい値β以下である場合に、予測タイム演算部１１４は、近似多項式を用いた演算により予測タイムを予測する。
これにより、予測タイム演算部１１４は、精度の高い予測タイムを算出することが可能となる。

上述した構成の競泳用計測システム１の動作について、以下、図７，８を参照して説明する。図７は、タイム計測処理を説明するためのフローチャートである。また、図８は、タイム予測処理（サブルーチン）を説明するためのフローチャートである。

図７に示すタイム計測処理を開始すると、競泳用タイマ１６は、トリガ装置１５から供給されるスタート信号を待機する（ステップＳ１１）。
そして、スタート信号が供給されると、競泳用タイマ１６は、計時を開始する（ステップＳ１２）。以降、競泳用タイマ１６は、計時中のタイムデータを映像記録装置１７に対してリアルタイムに供給し、また、計測したラップタイム等をタイム予測装置１８に順次供給する。

映像記録装置１７は、水中監視カメラ１２が撮影した映像を順次記録する（ステップＳ１３）。つまり、映像記録装置１７は、レーンボックス１４を介して供給される映像信号に、競泳用タイマ１６から供給されるタイムデータを合成して（同期させて）、記録する。

タイム予測装置１８は、タイム予測処理を実行する（ステップＳ１４）。
すなわち、タイム予測装置１８は、図８に示すタイム予測処理を実行して、予測タイムを予測する。
図８に示すタイム予測処理を開始すると、タイム予測装置１８は、直前の２区間のラップタイムを算出する（ステップＳ２１）。
タイム予測装置１８は、算出したラップタイムのばらつきが、しきい値β（選定したしきい値β）よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ２２）。

タイム予測装置１８は、ばらつきがしきい値βよりも大きいと判別すると、移動平均により予測タイムを算出する（ステップＳ２３）。
一方、ばらつきがしきい値β以下と判別すると、近似多項式により予測タイムを算出する（ステップＳ２４）。
なお、タイム予測装置１８は、フィニッシュ時の予測タイムを予測する際に、補正値α（推定した補正値α）にて競泳距離を補正し、補正した競泳距離に基づいて予測タイムを予測する。

このようなタイム予測処理が、ラップタイムのばらつきに応じて、近似多項式による予測と、移動平均による予測とを切り替えるため、タイム予測装置１８は、精度の高い予測タイムを算出することができる。

図７に戻って、タイム予測装置１８は、ソフトタッチを監視する（ステップＳ１５）。つまり、上述のタイム予測処理にて算出された予測タイムの経過と、測定タイム（競泳用タイマ１６から供給されるはずの通過タイムやフィニッシュタイム）の受信状況とから、ソフトタッチの発生を監視する。

タイム予測装置１８は、ソフトタッチが発生したか否かを判別する（ステップＳ１６）。なお、タイム予測装置１８は、予測タイムが経過しても、ラップタイムやフィニッシュタイムが受信されない場合に、ソフトタッチの発生を検出する。
競泳用計測システム１は、ソフトタッチが発生していないと判別すると、後述するステップＳ２０に処理を進める。

一方、ソフトタッチが発生したと判別すると、タイム予測装置１８は、ソフトタッチの発生を報知するためのソフトタッチ発生信号を生成し、映像記録装置１７に供給する（ステップＳ１７）。
そして、この映像記録装置１７が記録した映像の中から、予測タイムに基づいて、水中監視カメラ１２が撮影した映像を検索する（ステップＳ１８）。映像表示手段ＤＰは、検索された映像を表示する（ステップＳ１９）。審査員は、表示された各泳者Ｓの画像とタイムデータから、各泳者Ｓのフィニッシュタイムや着順を決定する。
なお、映像記録装置１７は、記録した映像の中から泳者Ｓがタッチ板１１に接触する瞬間の映像を検索し、その映像に同期しているタイムデータ（計測タイム）を映像表示手段ＤＰに表示してもよい。
なお、タイム予測装置１８がソフトタッチ発生信号を生成し、映像記録装置１７に供給した後、映像表示手段ＤＰにソフトタッチ発生の情報を表示させ、審査員がスイッチなどの表示切り替え手段等を用いて、映像表示手段ＤＰに映像と計測タイムとを表示するようにしてもよい。

競泳用計測システム１は、泳者Ｓ（より詳細には、全ての泳者）がフィニッシュしたか否かを判別する（ステップＳ２０）。つまり、フィニッシュタイムが競泳用タイマ１６により計測されるか、または、映像記録装置１７によりフィニッシュタイムが特定され、競泳競技が終了したか否かを判別する。

競泳用計測システム１は、泳者Ｓがフィニッシュしていないと判別すると、ステップＳ１３に処理を戻し、上述のステップＳ１３〜Ｓ２０の処理を繰り返し実行する。
一方、泳者Ｓがフィニッシュしたと判別すると、競泳用計測システム１は、タイム計測処理を終える。

このようなタイム計測処理により、予測タイムを用いてソフトタッチの監視を行い、ソフトタッチが発生した場合に、映像記録装置１７に記録された映像等から、審査員が計測タイムを特定できるようにサポートする。
この結果、競泳競技において、予測タイムを用いて迅速に計測タイムを特定することができる。

上記の実施の形態では、競泳競技の特徴から判断して、移動平均及び、近似多項式により予測タイムを予測する場合について説明した。しかしながら、予測タイムを求めるための補外方式は、これらに限定されるものではなく任意である。
例えば、他の補外方式として、指数平滑法、最小二乗法、ＴＲＥＮＤ関数による予測、ＧＲＯＷＴＨ関数による予測、成長曲線（ゴンベルツ曲線、ロジスティック曲線等）により、予測タイムを予測してもよい。

上記の実施の形態では、競泳競技にて予測タイムを予測する一例について説明したが、他の競技にも適宜適用可能である。例えば、陸上競技やスケート競技におけるトラック競技に、予測タイムの予測手法を適用してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、競泳競技において、予測タイムを用いて迅速に計測タイムを特定することができる。

本発明の実施の形態に係る競泳用計測システムの構成の一例を示す模式図である。 タイム予測装置の構成等を説明するための模式図である。 （ａ）〜（ｄ）が補正値αの一例を示す模式図であり、（ｅ）がしきい値βの一例を示す模式図である。 （ａ）が等速、加速、減速、加減速の各モデルの通過タイム等を示す模式図であり、（ｂ）が予測タイム及びタイム差を示す模式図である。 実際の競泳競技におけるラップタイムの推移を示したグラフである。 実際のデータを基に求めた予測タイム等を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るタイム計測処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るタイム予測処理（サブルーチン）を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 競泳用計測システム
１１ タッチ板
１２ 水中監視カメラ
１３，１４ レーンボックス
１５ トリガ装置
１６ 競泳用タイマ
１７ 映像記録装置
１８ タイム予測装置
１９ スコアボード

Claims (10)

1. 泳者によるタッチ板への接触を検出するセンサ手段と、
   前記センサ手段の出力に応答して、競技中における泳者のラップタイムを計時する計時手段と、
   競技中に計時された泳者自身の前記ラップタイムに基づいて、当該泳者が次のタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測手段と、
   前記予測タイムと、前記センサ手段の出力に基づいて、タッチ板におけるソフトタッチを判別する判別手段と、
   を備えることを特徴とする競泳用計測システム。
2. 泳者によるタッチ板への接触を検出するセンサ手段と、
   前記センサ手段の出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する計時手段と、
   前記ラップタイムに基づいて、次に泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測手段と、
   前記予測タイムと、前記センサ手段の出力に基づいて、泳者のタッチ板におけるソフトタッチを判別する判別手段と、
   タッチ板と該タッチ板に接触する泳者の映像を撮影する撮影手段と、
   前記判別手段がソフトタッチを判別した場合に、前記予測タイムに基づいて前記撮影手段が撮影した映像を検索する映像検索手段と、
   前記検索した映像を表示する映像表示手段と、
   を備えることを特徴とする競泳用計測システム。
3. 前記判別手段は、前記予測手段が予測した予測タイムが経過しても、前記センサ手段が接触を検出しない場合を、ソフトタッチの発生と判別する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の競泳用計測システム
4. 前記予測手段は、
   前記計時手段が計時したラップタイムのばらつき範囲が、選定したしきい値よりも大きいか否かを判別するばらつき判別手段と、
   前記ばらつき判別手段により前記ばらつき範囲がしきい値よりも大きいと判別された場合に、所定の移動平均を用いた演算により予測タイムを予測する第１の予測手段と、
   前記ばらつき判別手段により前記ばらつき範囲がしきい値以下と判別された場合に、所定の近似多項式を用いた演算により予測タイムを予測する第２の予測手段と、を含んで構成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の競泳用計測システム。
5. 前記第１及び第２の予測手段は、フィニッシュ時の予測タイムを予測する際に、少なくとも競技種目に応じて異なる補正値を推定し、当該補正値により補正した競泳距離に基づいて、フィニッシュ時の予測タイムを予測する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の競泳用計測システム。
6. 泳者によるタッチ板への接触を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにおける出力に応答して、競技中における泳者のラップタイムを計時する計時ステップと、
   競技中に計時された泳者自身の前記ラップタイムに基づいて、当該泳者が次のタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測ステップと、
   前記予測タイムと、前記検出ステップにおける出力に基づいて、タッチ板におけるソフトタッチを判別する判別ステップと、
   を備えることを特徴とするタイム特定方法。
7. 泳者によるタッチ板への接触を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにおける出力に応答して、泳者のラップタイムを計時する計時ステップと、
   前記ラップタイムに基づいて、次に泳者がタッチ板に到達する予測タイムを予測する予測ステップと、
   前記予測ステップにて予測された予測タイムと、前記検出ステップにおける出力に基づいて、泳者のタッチ板におけるソフトタッチを判別する判別ステップと、
   タッチ板と該タッチ板に接触する泳者の映像を撮影する撮影ステップと、
   前記判別ステップにてソフトタッチが判別された場合に、前記予測タイムに基づいて前記撮影ステップが撮影した映像を検索する映像検索ステップと、
   前記検索した映像と前記計測タイムとを表示する映像表示ステップと、
   を備えることを特徴とするタイム特定方法。
8. 前記判別ステップは、前記予測ステップにて予測された予測タイムが経過しても、前記検出ステップにて接触を検出しない場合を、ソフトタッチの発生と判別する、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のタイム特定方法。
9. 前記予測ステップは、
   前記計時ステップにて計時されたラップタイムのばらつき範囲が、選定したしきい値よりも大きいか否かを判別するばらつき判別ステップと、
   前記ばらつき判別ステップにて前記ばらつき範囲がしきい値よりも大きいと判別された場合に、所定の移動平均を用いた演算により予測タイムを予測する第１の予測ステップと、
   前記ばらつき判別ステップにて前記ばらつき範囲がしきい値以下と判別された場合に、所定の近似多項式を用いた演算により予測タイムを予測する第２の予測ステップと、を含んで構成される、
   ことを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載のタイム特定方法。
10. 前記第１及び第２の予測ステップは、フィニッシュ時の予測タイムを予測する際に、少なくとも競技種目に応じて異なる補正値を推定し、当該補正値により補正した競泳距離に基づいて、フィニッシュ時の予測タイムを予測する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のタイム特定方法。

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