JP6574791B2 - スポーツ器具内に埋め込まれた着脱可能な動きセンサ - Google Patents

Description

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この出願は、その全体が参照により組み込まれた２０１４年６月１２日に出願された米国仮出願番号６２／０１１，５３０の利益を主張する。

本発明は、概して、動き認識に関し、詳細には、動きの追跡および認識をするためにスポーツ器具への動きセンサの埋め込みに関する。

ゴルフスイングなどの動いている物体の動き（ｍｏｔｉｏｎ：モーション）検出および認識は、アスリートのパフォーマンスを向上させるために広く使われている。空間的に加速された動きについてのパス（ｐａｔｈ：道筋）および姿勢の認識の技術は、スポーツの分野において人の身体の動きを検出するために、人の身体の動作と組み合わせて使用され得る。空間的に加速された動きについてのパスおよび姿勢の認識は、運動（ｍｏｖｅｍｅｎｔ:ムーブメント)の各時点において動いている物体（例えば、プレイヤーによってスイングされたゴルフクラブ）の位置および横断角度を検出すること、および押し寄せる（ｍｏｂｂｉｎｇ）物体のリアルタイム速度を得ることに帰する。例としてゴルフを挙げると、ゴルフは、動きの良好な制御をしばしば必要とするスポーツであり、動きセンサによって検出されたゴルフスイングの動きの正確な分析はゴルフプレイヤーのパフォーマンスを向上させ得る。

動いている物体の動きを検出するために、動きセンサは、動いている物体の加速度、速度および位置の情報などの動いている物体に関連する動きパラメータを収集するためにしばしば使用される。動き検出および認識のためにいくつかの存在する解決策では、プレイヤーによって使用されるスポーツ器具の表層部（例えば、ゴルフクラブの後端またはゴルフグローブ）に動きセンサを取り付けている。しかしながら、スポーツ器具の表層部に動きセンサを取り付けると、動きセンサがダメージを受けやすくなったり、動きセンサの取り付けがスポーツ器具を持つことに影響したり、動き検出の精度に欠けるなどの、正確な動き検出に対する多くの問題に直面する。

本発明の一実施形態によれば、３次元（３Ｄ）空間でスイングされる、テニスラケット、バドミントンラケット、野球のバットおよびゴルフクラブなどのスポーツ器具に動きセンサをインテリジェントに（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｙ）埋め込むことによって、様々なスポーツに関連して動いている物体の動き検出および認識を向上させるための解決策を提供する。スポーツ器具の中に埋め込まれた動きセンサは、しっかりとロックされ、交換するために取り外し可能である。動きセンサの形状およびサイズは、様々なタイプのスポーツ器具に様々な形状に調整可能である。スポーツ器具内に動きセンサを挿入およびロックすることは、プレイヤーが器具を持つことに悪影響を与えない。スポーツ器具内部に挿入されかつロックされた動きセンサは、スポーツ器具に関連する運動に関連する動きを検出するように構成されている。検出された動きに関連する動きパラメータは、埋め込まれた動きセンサを介して収集され、動き検出および認識システムによって分析される。

本明細書に記載された特徴および有利な点は、全て包括的であるわけではなく、特に、多くの追加的な特徴および有利な点は、図面、明細書および特許請求の範囲から当業者には明らかである。さらに、明細書中で使用された用語は、主に、読みやすさおよび教示のために選択されたものであり、開示された主題を輪郭付けたり、制限するように選択されたものではない

スポーツ器具内への動きセンサの挿入および動きセンサのロックを例示的に示す図である。 スポーツ器具に挿入される動きセンサの異なる実施形態を示す図である。 異なるサイズおよび形状の２つの例示的な動きセンサを示す図である。 子供用テニスラケット内に挿入される例示的な動きセンサを示す図である。 動きセンサの３次元画像を示す図である。 様々なタイプおよび／または異なる形状のスポーツ器具内に動きセンサを埋め込むことを示す図である。 動きセンサをロックするためのロッキング機構の大きさの例示を示す図である。 テニスラケット内部に動きセンサを挿入するように調整されたテニスラケットの構造を示す図である。 テニスラケットに対して動きセンサをマウントするステップと、テニスラケットから動きセンサを取り外すステップと、テニスラケット内に動きセンサを挿入し、ロックする構造を示す図である。 野球のバット内に動きセンサを挿入してロックする側面を示す図である。 野球のバットに対して動きセンサをマウントするステップと、野球のバットから動きセンサを取り外すステップと、野球のバット内に動きセンサを挿入し、ロックする構造を示す図である。 動きセンサコントロールボタンおよび動きセンサの様々なステータスを示す多色ＬＥＤの例を示す図である。 一実施形態に従ってスポーツ器具内に動きセンサを挿入し、ロックするプロセスを示す例示的なフローチャートである。

図面には、図示することだけを意図して本発明の様々な実施形態が描写されている。当業者は、ここで図示される構造および方法の代替的実施形態は、ここで記述される本発明の原理と離れること無く採用され得ることを理解するであろう。

３次元（３Ｄ）空間でスイングされる、テニスラケット、バドミントンラケット、野球のバットおよびゴルフクラブなどのスポーツ器具に動きセンサをインテリジェントに埋め込むことによって、様々なスポーツに関連して動いている物体の動き検出および認識を向上させるための解決策が提供される。スポーツ器具内に埋め込まれた動きセンサは、しっかりとロックされ、交換するために取り外し可能である。スポーツ器具内部に挿入されロックされた動きセンサは、スポーツ器具に関連する運動に関連した動きを検出するよう構成されている。動きパラメータは、埋め込まれた動きセンサを介して収集され、かつ動き検出および認識システムによって分析された、検出された動きに関連する。これらの動きセンサと動き検出および認識システムとの例示的実施形態は、全体として参照によってそれぞれ本明細書に組み込まれる、米国特許公開番号２０１２／０２７７８９０および米国特許番号８，７２５，４５２のいくらかの記述を含んでいる。

図１は、スポーツ器具内に動きセンサを挿入し、ロックすることを示す例の図である。動きセンサを挿入するための選択された位置は、テニスラケットまたは野球のバットの底であるが、それは、器具のこの部分が、プレイの間、プレイヤーによってめったに触れられないからであり、それゆえ、選択された位置に動きセンサを挿入することにより、器具でプレイする際に妨害になるのを低減することができる。追加的に、テニスラケットまたは野球のバットの底の部分は、空洞になりやすく、その空洞が動きセンサを収納する空間を提供する。

動きセンサの挿入および取り外しを容易にするために、提供される解決策は、動きセンサの、セキュアな（ｓｅｃｕｒｅ：安全な）デジタル（ＳＤ）メモリカードによって用いられる、ばね式ロック機構を使用する。ばね式ロック機構は、ユーザが、動きセンサをスポーツ器具内部に単に押し込み、スポーツ器具において再び同じ位置をタップすることで、動きセンサをロック解除することを可能としている。

図２は、スポーツ器具内部に挿入される様々な形状の動きセンサを図示している。第１の実施形態（上部左図）は、丸いキャップを有する動きセンサである。第２の実施形態（上部右図）は、四角いキャップを有する動きセンサを示している。四角いキャップの動きセンサは、動きセンサのプリント回路基板（ＰＣＢ）のためのより多くの空間を提供することができる。追加的に、四角いキャップの動きセンサは、より良いユーザ体験のために、ボタンを大きくする。

図２は、挿入される動きセンサの部分の一実施形態（下の中央の図）も示している。図２に図示される動きセンサは、動きセンサの上部にある１つのＰＣＢ（すなわちＰＣＢ２）を有する。動きセンサの他の実施形態は、動きセンサの上部または底部にスタックされた２つ以上のＰＣＢを有し得る。動きセンサは、主ＰＣＢ（すなわち、ＰＣＢ１）、電池、充電ピン、および無線充電アンテナも有している。動きセンサに用いられる電池は、一実施形態では、動きセンサの底部がテニスラケットまたは野球のバットの筒内部へと確実に進むように薄くて長い。図３は、異なるサイズおよび形状の２つの例示的な動きセンサを示しており、一方は四角いキャップであり、他方は丸いキャップである。動きセンサの例示的寸法は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×４０ｍｍである。図５は、動きセンサの上部にスタックされた２つのＰＣＢ（すなわちＰＣＢ１およびＰＣＢ２）を有する動きセンサの例の３Ｄビューを示す。

図４は、子供用テニスラケット内部に挿入された例示的動きセンサである。子供用のテニスラケットまたはバドミントンラケットについて、底部キャップサイズは概して小さく、それにより挿入される動きセンサの最大サイズが制限される。提供された解決策は、動きセンササイズを調整して、子供用のスポーツ器具に対する制限を考慮し、動きセンサによって提供された機能性を維持する一方で、小さな寸法で動きセンサを提供する。

図６は、異なるタイプおよび／または異なる形状のスポーツ器具内部への動きセンサの挿入を図示している。図６は、２つのタイプのスポーツ器具、すなわち、テニスラケットおよびバドミントンラケットと、同じタイプであり２つの異なるサイズのスポーツ器具、すなわち、普通サイズのテニスラケットと子供用のサイズのテニスラケットとを示している。提供する解決策は、異なるタイプのスポーツ器具または異なるサイズのスポーツ器具に適合するように調整可能な動きセンサを提示する。図６は、異なる形状のスポーツ器具内部に挿入され得る動きセンサを示しており、動きセンサが普通サイズのテニスラケットの底部分内部に挿入されている。

図７は、動きセンサのためのロッキング機構の寸法の一例を示している。一実施形態では、動きセンサのためのロッキング機構の寸法は５．２ｍｍ×６．５ｍｍ×１９．２ｍｍである。図８は、動きセンサがテニスラケット内部に挿入されるように調整されたテニスラケットの構造を図示している。図９は、テニスラケットに対して動きセンサをマウントするステップと、テニスラケットから動きセンサを取り外すステップと、テニスラケット内に動きセンサを挿入し、ロックする構造ビューを図示している。テニスラケット内部に動きセンサを挿入する構造ビューは、挿入される動きセンサと、挿入物を保護するバットキャップ（ｂｕｔｔ ｃａｐ）カバーと、例示的なロッキング機構と、ラケットバットキャップと、動きセンサを収納するセンサハウジングとを示している。

動きセンサをテニスラケットの底部内部に保持するために、一実施形態では、提供される解決策は以下のステップを実行する。
・元々のラケットバットキャップをセンサハウジングと、一対のロッキング機構と、ロッキング機構を適切な位置に保持するバットキャップカバーとを含む、新しいラケットバットキャップと交換するステップ、
・新しいバットキャップのための空間を作るために、ラケットハンドルの端部の中央の要素（例えばカーボンまたはアルミニウム）を圧延するステップ、
・シュートネイル（ｓｈｏｏｔ ｎａｉｌ：釘打ち）を使って新しいバットキャップを固定するステップ、および
・挿入を確実にするために、第１層グリップテープを取り付けるステップ。

ユーザがテニスラケットから動きセンサを取り外す場合は、彼／彼女は、動きセンサの上部分と同じ形状を有するプラスチックの交換キャップを用い得る。ユーザは、ラケット重量に影響しない位置に交換キャップをロックするように押し込み得る。

図１０は、野球のバット内部に動きセンサを挿入し、かつロックする側面ビューを示している。図１１は、野球のバットに対して動きセンサをマウントするステップと、野球のバットから動きセンサを取り外すステップと、野球のバット内に動きセンサを挿入し、ロックする構造ビューを図示している。図８および図９に図示されたテニスの解決策と同様に、野球のバットに対する解決策では、（ラケットバットキャップの代わりに）バットノブ（ｂａｔ ｋｎｏｂ）をセンサのホルダとして用いる。バットノブは、バットネック（ｂａｔ ｎｅｃｋ）に対して接合されるかねじ込まれ得る。

図１２は、動きセンサコントロールボタンおよび動きセンサの様々なステータスのための多色ＬＥＤインジケータの実施形態を図示している。動きセンサをスポーツ器具内部にインテリジェントに挿入しかつロックすることに加えて、提供された解決策は、スポーツ器具における動きセンサの様々なステータスを示すための扱いやすいユーザインタフェースを提供する。例えば、解決策では、動きセンサがオンかオフかのいずれであるかを指示するために、センサをパワーオンもしくはパワーオフするために、または身体の運動とのセッションの切断するために様々なタイプのボタンを用いている。追加的に、解決策では、スポーツ器具内部の動きセンサの様々なステータスを示すように複数の色を有する１つのＬＥＤを使用する。

図１３は、一実施形態に従って、スポーツ器具内部に動きセンサを挿入し、かつロックするプロセスを示す例示的フローチャートである。最初に、スポーツ器具の位置、例えばテニスバットキャップ、が、動きセンサの挿入のために、選択される１３１０。テニスラケットに元々取り付けられているテニスバットキャップは別のバットキャップに交換され１３２０、例えば図２に図示されたように、動きセンサを収納するための空間を有するように構築される１３３０。動きセンサは、テニスラケット内部に構築された空間に取り付けられ１３４０、挿入される１３５０。動きセンサはテニスラケット内部にしっかりとロックされ、交換のために取り外し可能である。テニスラケット内に動きセンサを挿入およびロックすることは、プレイヤーがテニスラケットを持つことに悪影響を与えない。テニスラケット内部に挿入されかつロックされた動きセンサは、テニスラケットに関連する運動に関連する動きを検出するように構成されている。検出された動きに関連する動きパラメータは、埋め込まれた動きセンサを介して収集され、かつ例えばユーザフレンドリなパフォーマンスの報告およびパフォーマンス改善の提案を生成するような様々なアプリケーションのために、動き検出および認識システムによって分析される。

本発明の実施形態の以上の記述は、図示する目的のために提供され、包括的で開示された詳細な形式に本発明は限定するものと意図されていない。関連する技術の当業者は、上記の開示に沿った多くの修正および変形形態が可能であることを理解し得る。

ここでの記述のうちのいくつかの部分では、本発明の実施形態は、アルゴリズムおよび情報についての操作の象徴的な表現の観点で記述されている。これらのアルゴリズム的な記載および表現は、データ処理分野における当業者によって同業の他者にその機能の内容を伝達するために一般に使用される。これらの操作は、機能的に、コンピュータ的に、または論理的に記述される一方で、コンピュータプログラム、または等価な電気回路、マイクロコードもしくはその類によって実行されると理解される。さらに、一般性を失うこと無く、モジュールとしての操作のこれらのアレンジメントに言及することが、時には好都合であることも示した。記述された操作およびそれらに関連するモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアまたはそれらの任意の組合せで実現され得る。

ここに記述されたステップ、操作、プロセスのいずれも、１以上のハードウェアまたはソフトウェアモジュールにより、単独でまたは他のデバイスと協働して実行または実施され得る。一実施形態では、ソフトウェアモジュールは、コンピュータプログラムコードを有するコンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品で実現され、そして記述されたステップ、操作、プロセスのいずれかまたは全部を実行するためのコンピュータプロセッサによって実行され得る。

本発明の実施形態は、ここに記述した操作を実行するための装置にも関連し得る。この装置は、要求された目的のために特別に構築され得、および／または、装置は、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的にアクチベートされ、または再構成された汎用のコンピューティングデバイスを含み得る。このような不揮発性のコンピュータプログラムは、固定的な、有形のコンピュータ可読記憶媒体、または電気的命令を格納するためにふさわしい任意のタイプの媒体に格納され得て、コンピュータシステムバスに結合され得る。さらに、本明細書において言及された任意のコンピューティングシステムは、単一のプロセッサを含み得るか、またはコンピュータの能力向上のために設計された複数のプロセッサを採用したアーキテクチャであり得る。

本発明の実施形態は、ここに記述されたコンピューティングプロセスによって製造される製品にも関連する。そのような製品は、コンピューティングプロセスの結果生じる情報も含んでもよく、その情報は固定的な、有形のコンピュータ可読記憶媒体に格納され、かつコンピュータプログラム製品またはここに記述された他のデータコンビネーションの任意の実施形態を含んでもよい。

最後に、明細書で使用された用語は、主に、読みやすさおよび教示のために選択されたものであり、発明の主題の輪郭付けたり、制限するように選択されたものではない。それゆえ、本発明の範囲はこの詳細な説明によって限定されず、むしろ、この記述に基づいた本願の任意の請求項によって限定される。したがって、本発明の実施形態における開示は、本発明の範囲の説明に役立てることを意図しているが、これによって限定されず、限定は添付の特許請求の範囲に明記される。

Claims (15)

1. スポーツ器具内部に動きセンサを挿入するデバイスであって、
   前記スポーツ器具の運動に関連する動きを検出する動きセンサと、
   前記スポーツ器具内部への動きセンサの挿入を保護するカバーと、
   ハウジングの内部に前記動きセンサをロックするためのばね式ロッキング機構であって、前記ハウジングは前記スポーツ器具の選択された部分内部に位置し、前記選択された部分に対するタップに対応して、前記動きセンサを放出する前記ばね式ロッキング機構と、
   前記スポーツ器具の前記選択された部分に挿入された前記動きセンサを保護するための前記スポーツ器具の前記選択された部分に取り付けられたキャップとを備えた、前記デバイス。
2. 前記スポーツ器具は、
   テニスラケットと、
   バドミントンラケットと、
   野球のバットと、
   ゴルフクラブと、
   動きセンサを収納する空間を有するスポーツ器具とのうちの１つである、請求項１記載のデバイス。
3. 前記スポーツ器具は、複数のサイズのうちの１つのサイズを有し、かつ複数の形状のうちの１つの形状を有する、請求項１記載のデバイス。
4. 前記動きセンサは四角いキャップを有する、請求項１記載のデバイス。
5. 前記動きセンサは丸いキャップを有する、請求項１記載のデバイス。
6. 前記動きセンサは、１つ以上のサンプリング時刻における前記スポーツ器具の前記運動に関連する動きデータであって、前記スポーツ器具の加速度および３次元地磁気座標システムに対応した前記スポーツ器具の角度のうちの少なくとも１つを含む、前記動きデータを収集し、
   前記収集した動きデータの分析に基づいて前記スポーツ器具の動きを検出し、かつ
   前記動きの検出に基づいて、前記スポーツ器具を使用するプレイヤーに１以上のパフォーマンスの提案を生成するように構成された、請求項１記載のデバイス。
7. スポーツ器具内部に動きセンサを挿入するための方法であって、
   動きセンサを挿入するために、スポーツ器具における位置を選択するステップであって、
   前記動きセンサは、前記スポーツ器具の運動に関連する動きを検出するように構成された、前記選択するステップと、
   前記スポーツ器具にもともと取り付けられていたキャップを新しいキャップに交換するステップであって、前記新しいキャップは、選択された位置内部に動きセンサを収納するセンサハウジング、前記動きセンサを前記スポーツ器具の選択された位置内部にロックするばね式ロッキング機構および前記ばね式ロッキング機構を保持するキャップカバーを有する、前記交換するステップと、
   前記スポーツ器具の前記選択された位置内部に空間を構築するステップと、
   前記スポーツ器具内部に動きセンサを挿入するように、前記スポーツ器具の前記構築された空間に前記新しいキャップを有する動きセンサを押し込むステップと、を含み、
   前記交換するステップは、前記スポーツ器具の選択された部分をタップすることにより、前記動きセンサを放出するステップ、を含む、前記方法。
8. 前記スポーツ器具は、
   テニスラケットと、
   バドミントンラケットと、
   野球のバットと、
   ゴルフクラブと、
   動きセンサを収納するための空間を有するスポーツ器具とのいずれか１つである、請求項７記載の方法。
9. 前記動きセンサは、１つ以上のサンプリング時刻における前記スポーツ器具の前記運動に関連する動きデータであって、前記スポーツ器具の加速度および３次元地磁気座標システムに対応した前記スポーツ器具の角度のうちの少なくとも１つを含む、前記動きデータを収集し、
   前記収集した動きデータの分析に基づいて前記スポーツ器具の動きを検出し、かつ
   前記動きの検出に基づいて、前記スポーツ器具を使用するプレイヤーに１以上のパフォーマンスの提案を生成するように構成された、請求項７記載の方法。
10. 前記スポーツ器具は、複数のサイズのうちの１つのサイズを有し、かつ複数の形状のうちの１つの形状を有する、請求項７記載の方法。
11. 前記動きセンサは四角いキャップを有する、請求項７記載の方法。
12. 前記動きセンサは丸いキャップを有する、請求項７記載の方法。
13. 前記スポーツ器具はテニスラケットであり、前記テニスラケット内部に動きセンサを挿入することは、
    動きセンサを挿入するために前記テニスラケットにおける位置を選択することであって、前記動きセンサは、前記テニスラケットの前記運動に関連する動きを検出するように構成される、前記選択することと、
    前記テニスラケットについての動きセンサを収納するキャップを、サイズ、形状、および前記テニスラケットの選択された位置に基づいて選択することであって、前記選択されたキャップは、前記選択された位置内部に前記動きセンサを収納するためのセンサハウジングと、ロッキング機構と、前記ロッキング機構を保持するキャップカバーとを有する、前記選択することと、
    前記テニスラケットの前記選択された位置内部に空間を構築することと、
    前記選択されたキャップの前記センサハウジング内部に動きセンサを挿入することと、
    前記テニスラケットに元々取り付けられていたキャップを前記選択されたキャップと交換することとを含む、請求項７記載の方法。
14. 前記テニスラケット内部に前記ロッキング機構で前記動きセンサをロックするステップと、前記キャップカバーにより前記テニスラケット内部にロッキング機構を保持するステップとをさらに含む、請求項１３記載の方法。
15. 前記スポーツ器具内部に挿入された前記動きセンサを他の動きセンサおよび前記他の動きセンサに関連したキャップと交換するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。