JP6603844B2 - Sensor device - Google Patents

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Description

本発明は、野球等において投手の投球動作を測定するための、センサ装置に関する。   The present invention relates to a sensor device for measuring a pitcher's pitching motion in baseball or the like.

近年、我が国及び世界の市場ではIoT(Internet of Things:モノのインターネット)が発達し普及している。小型軽量化された高性能なワンチップマイコンとこれに接続されたセンサを様々な物品に埋め込み、種々の環境情報等を取得する。取得した環境情報等は様々な計算機資源へ出力され、計算機資源は情報の解析を行う。このようなIoTの発達は、スポーツ界にも及んでいる。   In recent years, IoT (Internet of Things) has been developed and spread in Japan and the world market. A high-performance one-chip microcomputer reduced in size and weight and a sensor connected to the microcomputer are embedded in various articles to acquire various environmental information. The acquired environmental information is output to various computer resources, and the computer resources analyze the information. Such IoT development extends to the sports world.

米国特許5,941,779号公報US Pat. No. 5,941,779

スポーツ界において、ボールにマイコンとセンサを埋め込み、ボールの動きを測定する試みが行われている。
後述する本発明は硬式野球のボールにマイコンを埋め込む技術であるので、これ以降、硬式野球ボールを例示して従来技術の説明を行う。
野球ボールやゴルフボール等のボールにマイコンとセンサを埋め込む、という技術思想自体は古くから提唱されていた。しかし、そのボールに埋め込まれたマイコンに、具体的にどのような手法で電源を供給し、どのような手法で電源のオン・オフ動作を行わせるのかについて、決定的な技術は未だ見受けられない。
In the sports world, an attempt has been made to measure the movement of a ball by embedding a microcomputer and a sensor in the ball.
Since the present invention to be described later is a technique for embedding a microcomputer in a hard baseball, a conventional baseball will be described below as an example of a hard baseball.
The technical idea of embedding a microcomputer and a sensor in a ball such as a baseball or golf ball has been proposed for a long time. However, there is still no definitive technology on how to supply power to the microcomputer embedded in the ball and how to turn it on / off. .

ボールは真っ直ぐに投てきされたら真っ直ぐに進まなければならない。すなわち、ボールの重心が中心からずれていてはいけない。このため、ボールの表面に電源スイッチを設ける、という技術は当然に採用できない。また、硬式野球ボールの製造工程は、中心の核部に毛糸を巻き付ける工程を含む。このため、中心の核部からボールの表面に何かを露出させるようなものを設けることは極めて困難である。同様の理由で、フォトトランジスタやフォトダイオード等の光センサも、機械スイッチと同様に、ボールの表面に設けなければならないのでこれも採用できない。   If the ball is thrown straight, it must go straight. That is, the center of gravity of the ball should not be off center. For this reason, the technique of providing a power switch on the surface of the ball cannot be naturally adopted. Moreover, the manufacturing process of a hard baseball includes a process of winding a wool around a central core. For this reason, it is extremely difficult to provide something that exposes the surface of the ball from the central core. For the same reason, an optical sensor such as a phototransistor or a photodiode must be provided on the surface of the ball as in the case of the mechanical switch.

ボールは厚みがあるため、ボールの外部から磁力を用いて電源供給を行うことは現実的ではない。したがって、一次電池を封入して、一次電池が完全に消耗するまで使用する、使い捨ての形態で実装せざるを得ない。磁力を用いて外部から非接触で電源オンを指示することは不可能ではないが、電源オン指示専用の装置を必要とするため、簡便でない。
また、電波を用いて非接触で電源のオン・オフを指示する、ということも考えられるが、パワーセーブモードにおいてもボール内部の通信モジュールに電源を供給し続けなければならないため、電池の消耗が激しく、実用的でない。
以上のように、硬式野球ボールにおいて電源オンを指示する、という技術課題を解決することは非常に困難であった。
Since the ball is thick, it is not realistic to supply power using the magnetic force from the outside of the ball. Therefore, the primary battery is encapsulated and used in a disposable form that is used until the primary battery is completely consumed. Although it is not impossible to instruct power-on from the outside in a non-contact manner using magnetic force, it is not simple because a device dedicated to power-on instruction is required.
In addition, it is conceivable to use a radio wave to contact the power supply on / off in a non-contact manner, but since the power must be supplied to the communication module inside the ball even in the power save mode, battery consumption is reduced. Intense and impractical.
As described above, it has been very difficult to solve the technical problem of instructing power-on in a hard baseball.

本発明は係る状況に鑑みてなされたものであり、外部に何らの装置を用いることなく、容易に電源オンを指示することができる、センサ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a sensor device that can easily instruct power-on without using any external device.

上記課題を解決するために、本発明のセンサ装置は、負荷に対する電源の供給を制御する電子スイッチと、3軸の加速度を検出して加速度データを送出する起動用加速度センサと、起動用加速度センサから得られるX軸加速度データ、Y軸加速度データ及びZ軸加速度データのそれぞれのデータに対し、絶対値に変換した上で合算し、合算加速度絶対値を出力する絶対値合算部とを具備する。更に、合算加速度絶対値を、地球の重力加速度を下回る自由落下検出閾値と比較するコンパレータと、コンパレータが、合算加速度絶対値が自由落下検出閾値未満の値になったことを、所定の時間間隔以上検出したことに呼応して、電子スイッチをオン制御する電源制御部とを具備する。   In order to solve the above-described problems, a sensor device according to the present invention includes an electronic switch that controls the supply of power to a load, an activation acceleration sensor that detects acceleration in three axes and transmits acceleration data, and an activation acceleration sensor An absolute value summing unit that converts the X-axis acceleration data, Y-axis acceleration data, and Z-axis acceleration data obtained from the above data into absolute values and adds them together, and outputs a combined acceleration absolute value. Furthermore, a comparator that compares the absolute value of the total acceleration with a free fall detection threshold value that is below the gravitational acceleration of the earth, and that the comparator indicates that the total acceleration absolute value is less than the free fall detection threshold value for a predetermined time interval or more. In response to the detection, a power supply control unit for turning on the electronic switch is provided.

本発明により、外部に何らの装置を用いることなく、容易に電源オンを指示することができる、センサ装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, it is possible to provide a sensor device that can easily instruct power-on without using any external device.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の実施形態に係る投球動作計測装置を、野球の投手が投げる様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the pitcher of a baseball throws the pitching movement measuring device which concerns on embodiment of this invention. 投球動作計測装置の外観図と、投球動作計測装置を輪切りにした状態を示す断面図と、芯部を示す概略図である。It is the outline figure which shows the external view of a pitching movement measuring device, the sectional view which shows the state which cut the pitching movement measuring device, and the core. 投球動作計測装置のハードウェア構成を示すブロック図と、電源と負荷の関係を示す回路図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of a pitching movement measuring device, and a circuit diagram which shows the relationship between a power supply and load. 投球動作計測装置の、電源オン動作に関するソフトウェア機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the software function regarding power-on operation | movement of a pitching operation measurement apparatus. 投球動作計測装置の、電源オン動作に関するソフトウェアの動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the software regarding a power-on operation | movement of a pitching operation | movement measuring device. 投球動作計測装置に計測用プログラムを書き込み、実際に投球動作計測装置を真上に投げ上げた時の、起動用加速度センサから得られる合算加速度絶対値の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the total acceleration absolute value obtained from the acceleration sensor for starting when the program for measurement is written in the pitching movement measuring device and the pitching movement measuring device is actually thrown up right above.

発明者は、本発明の実施形態に係る投球動作計測装置を実現するにあたり、光も磁気も電波も使わずに投球動作計測装置に電源オンを指示する方法として、「ボールを真上に投げ上げる動作を検出する」、すなわち、自由落下の状態を与えることで、電源オンの指示を与えることを想到した。自由落下の状態を検出すれば、特別な器具を用いることなく、投球動作計測装置に電源オンの指示を与えることが実現できる。   In order to realize the throwing motion measurement device according to the embodiment of the present invention, the inventor “throws the ball straight up” as a method for instructing the throwing motion measurement device to turn on the power without using light, magnetism, or radio waves. It has been conceived that a power-on instruction is given by detecting the motion ", that is, giving a free fall state. If the state of free fall is detected, it is possible to give an instruction to turn on the power to the pitching movement measuring device without using a special instrument.

[投球動作計測装置101の外観と内部構造]
図1Aは、本発明の実施形態に係る投球動作計測装置101の使用態様として、投手102が投球動作計測装置101を投げるためのセットアップモーションの状態を示す概略図である。
図1Bは、投手102が投球動作計測装置101を投げた状態を示す概略図である。
図1A及び図1Bを見てわかるように、本発明の実施形態に係る投球動作計測装置101は、投手102が硬式野球ボールを投げる動作を計測する機能を有する。
[Appearance and Internal Structure of Throwing Motion Measuring Device 101]
FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a setup motion state for the pitcher 102 to throw the pitching motion measuring device 101 as a usage mode of the pitching motion measuring device 101 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a schematic diagram illustrating a state in which the pitcher 102 has thrown the pitching motion measuring device 101.
As can be seen from FIGS. 1A and 1B, the pitching motion measuring apparatus 101 according to the embodiment of the present invention has a function of measuring the motion of the pitcher 102 throwing a hard baseball.

図2Aは、投球動作計測装置101の外観図である。
図2Bは、投球動作計測装置101を輪切りにした状態を示す断面図である。
図2Cは、投球動作計測装置101の芯部204を示す概略図である。
投球動作計測装置101の外皮201は、硬式野球ボールと全く同一の牛革である。外皮201の直下は、綿糸層202と毛糸層203が存在する。この綿糸層202と毛糸層203も、硬式野球ボールと全く同一の仕様である。毛糸層203の更に内側には、投球動作計測装置101の機能を実現するマイコン等の電子回路が封入された芯部204が存在する。
すなわち、本発明の実施形態に係る投球動作計測装置101は、外観が硬式野球ボールと全く同一であり、更に芯部204を除き、硬式野球ボールと全く同じ製造プロセスで製造される。
芯部204には、CR2032等のボタン型電池と、ワンチップマイコンと、センサが実装されたプリント基板205が封入されている。
芯部204はボールの中心部分に位置しているので、多少重心がずれていても、投手102の投球動作に殆ど悪影響を及ぼさず、ほぼ真っ直ぐに投球できる。
FIG. 2A is an external view of the pitching movement measuring apparatus 101. FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state in which the pitching motion measuring device 101 is cut into a circle.
FIG. 2C is a schematic diagram showing the core portion 204 of the pitching movement measuring apparatus 101.
The outer skin 201 of the pitching movement measuring device 101 is the same cowhide as the hard baseball. A cotton yarn layer 202 and a yarn layer 203 are present directly under the outer skin 201. The cotton yarn layer 202 and the wool yarn layer 203 have exactly the same specifications as the hard baseball. A core portion 204 in which an electronic circuit such as a microcomputer that realizes the function of the pitching movement measuring device 101 is enclosed is further inside the yarn layer 203.
That is, the pitching movement measuring apparatus 101 according to the embodiment of the present invention has the same appearance as the hard baseball, and is manufactured by the same manufacturing process as the hard baseball except for the core portion 204.
The core portion 204 encloses a printed circuit board 205 on which a button type battery such as CR2032, a one-chip microcomputer, and a sensor are mounted.
Since the core portion 204 is located at the center portion of the ball, even if the center of gravity is slightly shifted, the pitching operation of the pitcher 102 is hardly adversely affected and can be thrown almost straight.

[投球動作計測装置101のハードウェア構成]
図3Aは、投球動作計測装置101のハードウェア構成を示すブロック図である。
ワンチップマイコン301は、バス302に演算装置であるCPU303、ROM304、RAM305、不揮発性ストレージ306が接続されている。バス302にはこの他に、外部のパソコンとBluetooth(登録商標)Low Energy規格で無線通信を行うための近距離無線通信部307と、I2C等のシリアルインターフェース308と、システムクロック309と、カウンタ310と、ドライバ311が接続されている。
シリアルインターフェース308には、起動用加速度センサ312と、6軸センサ313と、地磁気センサ314が接続されている。
ドライバ311には、電子スイッチであるNチャネル型のMOSFET315のゲートが接続されている。
[Hardware Configuration of Throwing Movement Measuring Device 101]
FIG. 3A is a block diagram illustrating a hardware configuration of the pitching movement measuring apparatus 101.
In the one-chip microcomputer 301, a CPU 303, a ROM 304, a RAM 305, and a nonvolatile storage 306 that are arithmetic devices are connected to a bus 302. In addition to this, the bus 302 includes a short-range wireless communication unit 307 for performing wireless communication with an external personal computer in accordance with the Bluetooth (registered trademark) Low Energy standard, a serial interface 308 such as I2C, a system clock 309, and a counter 310. The driver 311 is connected.
The serial interface 308 is connected to a starting acceleration sensor 312, a six-axis sensor 313, and a geomagnetic sensor 314.
The driver 311 is connected to the gate of an N-channel MOSFET 315 that is an electronic switch.

システムクロック309は、CPU303を含むワンチップマイコン301が動作するために必要な動作クロックを生成する。その際、ワンチップマイコン301がパワーセーブモードの時と、通常動作モードの時とで、出力する動作クロックの周波数を変更するように制御する。
すなわち、パワーセーブモードにおけるシステムクロック309は、後述する起動用加速度センサ312のデータを演算するに必要な最低限の演算能力を実現する、低い周波数の動作クロックを生成する。
また、通常動作モードにおけるシステムクロック309は、近距離無線通信部307と、6軸センサ313と、地磁気センサ314を稼働させ、外部のパソコンと通信を行うに必要な演算能力を実現する、高い周波数の動作クロックを生成する。
The system clock 309 generates an operation clock necessary for the one-chip microcomputer 301 including the CPU 303 to operate. At this time, control is performed so that the frequency of the operation clock to be output is changed between when the one-chip microcomputer 301 is in the power save mode and in the normal operation mode.
In other words, the system clock 309 in the power save mode generates a low-frequency operation clock that realizes a minimum calculation capability necessary for calculating data of a starting acceleration sensor 312 described later.
In addition, the system clock 309 in the normal operation mode has a high frequency that realizes the computing power necessary for operating the short-range wireless communication unit 307, the six-axis sensor 313, and the geomagnetic sensor 314 and communicating with an external personal computer. Generate an operation clock.

起動用加速度センサ312は、3軸の加速度を検出して、デジタルの加速度データを送出するセンサである。この起動用加速度センサ312は、後述する6軸センサ313よりも低消費電力であり、このため6軸センサ313よりも出力するデータの分解能が低い。
6軸センサ313は、6軸の加速度を検出して、デジタルの加速度データ及び角加速度データを送出するセンサである。これは投手102の投球動作に起因する加速度及び角加速度のデータを出力する。
The startup acceleration sensor 312 is a sensor that detects triaxial acceleration and sends digital acceleration data. This starting acceleration sensor 312 has lower power consumption than a 6-axis sensor 313 described later, and therefore, the resolution of data output from the 6-axis sensor 313 is lower.
The 6-axis sensor 313 is a sensor that detects 6-axis acceleration and sends digital acceleration data and angular acceleration data. This outputs data of acceleration and angular acceleration resulting from the pitching motion of the pitcher 102.

地磁気センサ314は、3軸の地磁気の変化を検出して、デジタルデータを送出するセンサである。これは投手102の投球動作に起因して変動する地磁気の方向(地磁気センサ314自体の姿勢)を示すデータを出力する。
MOSFET315は、負荷Z316に対する電力の供給を制御するためのローサイドスイッチである。この負荷Z316は、図3Bに示すように、6軸センサ313と地磁気センサ314が該当する。なお、Nチャネル型のMOSFET315に代えてPチャネル型のMOSFETを用いてハイサイドスイッチを構成してもよい。
The geomagnetic sensor 314 is a sensor that detects changes in triaxial geomagnetism and transmits digital data. This outputs data indicating the direction of geomagnetism that changes due to the pitching operation of the pitcher 102 (the attitude of the geomagnetic sensor 314 itself).
The MOSFET 315 is a low-side switch for controlling the supply of power to the load Z316. The load Z316 corresponds to a 6-axis sensor 313 and a geomagnetic sensor 314 as shown in FIG. 3B. Note that a high-side switch may be configured using a P-channel MOSFET instead of the N-channel MOSFET 315.

図3Bは、投球動作計測装置101の、電源と負荷Z316の関係を示す回路図である。
起動用加速度センサ312とワンチップマイコン301は電池317と接続されており、常に電力の供給を受けている。これに対し、6軸センサ313と地磁気センサ314はMOSFET315によってオン・オフ制御される。したがって、6軸センサ313と地磁気センサ314への電力の供給は、MOSFET315がオンになったときだけ、行われる。
FIG. 3B is a circuit diagram showing the relationship between the power supply and the load Z316 of the pitching movement measuring apparatus 101.
The starting acceleration sensor 312 and the one-chip microcomputer 301 are connected to the battery 317 and are always supplied with electric power. On the other hand, the 6-axis sensor 313 and the geomagnetic sensor 314 are ON / OFF controlled by the MOSFET 315. Therefore, power is supplied to the six-axis sensor 313 and the geomagnetic sensor 314 only when the MOSFET 315 is turned on.

[投球動作計測装置101のソフトウェア機能]
図4は、投球動作計測装置101の、電源オン動作に関するソフトウェア機能を示すブロック図である。なお、図4に示すブロック図は一部のソフトウェアの機能を等価的にハードウェアの記号にて記載したものを含む。したがって、必ずしも当該ハードウェアを使用しなければならない訳ではない。
スリープモードでは、ワンチップマイコン301は起動動作検出部401として動作する。
[Software Function of Throwing Movement Measuring Device 101]
FIG. 4 is a block diagram showing software functions related to the power-on operation of the pitching movement measuring apparatus 101. Note that the block diagram shown in FIG. 4 includes a part of software functions equivalently described by hardware symbols. Therefore, the hardware is not necessarily used.
In the sleep mode, the one-chip microcomputer 301 operates as the activation operation detection unit 401.

起動用加速度センサ312は、X軸、Y軸及びZ軸の3軸について、デジタルの加速度データである、X軸加速度データ、Y軸加速度データ及びZ軸加速度データを出力する。
X軸加速度データ、Y軸加速度データ及びZ軸加速度データは、絶対値合算部402に入力される。絶対値合算部402は、X軸加速度データ、Y軸加速度データ及びZ軸加速度データのそれぞれのデータに対し、絶対値に変換した上で合算し、合算加速度絶対値を出力する。
この合算加速度絶対値は、コンパレータ403のマイナス側端子に供給される。コンパレータ403のプラス側端子には、地球の重力加速度に相当する1.0Gを下回る自由落下検出閾値404が供給されている。例えば0.3Gである。したがって、コンパレータ403は、合算加速度絶対値が自由落下検出閾値404未満の値になったら、論理の真を出力する。
The startup acceleration sensor 312 outputs X-axis acceleration data, Y-axis acceleration data, and Z-axis acceleration data, which are digital acceleration data, for the three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis.
The X-axis acceleration data, the Y-axis acceleration data, and the Z-axis acceleration data are input to the absolute value summation unit 402. The absolute value summation unit 402 converts each of the X-axis acceleration data, Y-axis acceleration data, and Z-axis acceleration data into absolute values and sums the data, and outputs a summed acceleration absolute value.
This total acceleration absolute value is supplied to the negative terminal of the comparator 403. A free fall detection threshold 404 below 1.0 G corresponding to the gravitational acceleration of the earth is supplied to the positive terminal of the comparator 403. For example, 0.3G. Therefore, the comparator 403 outputs a logical true when the combined acceleration absolute value becomes a value less than the free fall detection threshold 404.

コンパレータ403の出力論理値は、カウンタ310のリセット端子に入力される。カウンタ310は、リセット端子の論理値が論理の偽である期間に、サンプルクロック405から出力されるクロックパルスを計数する。図4中、カウンタ310のリセット端子は負論理であるため、コンパレータ403の出力論理値が高電位の状態において、リセットが無効になり、カウンタ310の計数機能が有効化される。
カウンタ310はサンプルクロック405から出力されるクロックパルスを計数した値が、予め設定された所定の計数値に達したら、論理の真を出力する。所定の計数値は例えば「15」である。
The output logic value of the comparator 403 is input to the reset terminal of the counter 310. The counter 310 counts clock pulses output from the sample clock 405 during a period when the logical value of the reset terminal is false. In FIG. 4, since the reset terminal of the counter 310 is negative logic, the reset becomes invalid and the counting function of the counter 310 is validated when the output logic value of the comparator 403 is at a high potential.
When the value obtained by counting the clock pulses output from the sample clock 405 reaches a predetermined count value set in advance, the counter 310 outputs logic true. The predetermined count value is “15”, for example.

サンプルクロック405は、カウンタ310とコマンド発行部406にクロックパルスを出力する。クロックパルスの周波数は、例えば25Hzである。
コマンド発行部406は、起動用加速度センサ312に対し、加速度の計測を指示するコマンドを発行する。このコマンドは、自由落下状態が所定時間以上継続したことを検出できる、最低の分解能を実現する時間間隔で発行される。したがって、この時間間隔はサンプルクロック405によって決定される。
The sample clock 405 outputs a clock pulse to the counter 310 and the command issuing unit 406. The frequency of the clock pulse is, for example, 25 Hz.
The command issuing unit 406 issues a command for instructing acceleration measurement to the activation acceleration sensor 312. This command is issued at a time interval that realizes the lowest resolution that can detect that the free fall state has continued for a predetermined time or more. Therefore, this time interval is determined by the sample clock 405.

カウンタ310が論理の真を出力すると、カウンタ310の出力端子に接続されている電源制御部407がオン動作する。
電源制御部407は、カウンタ310が論理の真を出力したことに呼応して、システムクロック309が出力するクロックの周波数を低い周波数から高い周波数へ変更する。また同時に、電源制御部407は近距離無線通信部307をオン制御する。更に、電源制御部407はMOSFET315をオン制御する。こうして、投球動作計測装置101は通常動作モードに移行する。
When the counter 310 outputs logic true, the power supply control unit 407 connected to the output terminal of the counter 310 is turned on.
The power supply control unit 407 changes the frequency of the clock output by the system clock 309 from a low frequency to a high frequency in response to the counter 310 outputting logic true. At the same time, the power supply control unit 407 turns on the short-range wireless communication unit 307. Further, the power supply control unit 407 controls the MOSFET 315 to be on. Thus, the pitching movement measuring apparatus 101 shifts to the normal operation mode.

[投球動作計測装置101の起動処理の流れ]
図5は、投球動作計測装置101の、電源オン動作に関するソフトウェアの動作の流れを示すフローチャートである。
処理を開始すると(S501)、起動動作検出部401は先ず、動作モードをパワーセーブモードに設定する(S502)。
次に、起動動作検出部401は投てき動作のチェックを行う(S503)。投てき動作のチェックは、図4のカウンタ310の論理出力である。
カウンタ310が論理の偽を出力している場合、すなわち、起動動作検出部401が投てき動作を検出できない場合(S504のNO)は、起動動作検出部401は再びカウンタ310の論理出力を見て、投てき動作のチェックを繰り返す(S503)。
[Flow of start-up process of pitching motion measuring apparatus 101]
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of software operations related to the power-on operation of the pitching motion measurement apparatus 101.
When the process is started (S501), the activation operation detection unit 401 first sets the operation mode to the power save mode (S502).
Next, the activation operation detection unit 401 checks the throwing operation (S503). The throwing operation check is a logical output of the counter 310 in FIG.
When the counter 310 outputs a logic false, that is, when the activation operation detection unit 401 cannot detect the throwing operation (NO in S504), the activation operation detection unit 401 looks at the logic output of the counter 310 again, The check of the throwing operation is repeated (S503).

ステップS504において、カウンタ310が論理の真を出力している場合、すなわち、起動動作検出部401が投てき動作を検出できた場合(S504のYES)、起動動作検出部401は動作モードを通常動作モードに設定する(S505)。次に、電源制御部407を通じてMOSFET315と近距離無線通信部307をオン制御し、システムクロック309のクロック周波数を通常動作用の周波数に転換する(S506)。 In step S504, when the counter 310 outputs logic true, that is, when the activation operation detection unit 401 can detect the throwing operation (YES in S504), the activation operation detection unit 401 sets the operation mode to the normal operation mode. (S505). Next, the MOSFET 315 and the short-range wireless communication unit 307 are turned on through the power supply control unit 407, and the clock frequency of the system clock 309 is changed to a frequency for normal operation (S506).

次に起動動作検出部401は、パワーセーブ条件のチェックを行う(S507)。パワーセーブ条件とは、投球動作計測装置101が静置された状態が続き、パワーセーブモードに入るべきであると判断するための条件である。この条件は、例えば、起動用加速度センサ312の合算加速度絶対値が1.2G(地球の重力加速度の1.2倍)未満の状態を60秒維持させる等である。つまり、使わなくなったら自動的に電源オフ状態(厳密にはパワーセーブモードである)に移行するための条件である。
パワーセーブ条件が満たされない状態では(S508のNO)、起動動作検出部401は再度パワーセーブ条件のチェックを繰り返す(S507)。
Next, the activation operation detection unit 401 checks power save conditions (S507). The power save condition is a condition for determining that the throwing motion measuring apparatus 101 should be left stationary and that the power save mode should be entered. This condition is, for example, maintaining a state where the combined acceleration absolute value of the activation acceleration sensor 312 is less than 1.2 G (1.2 times the gravitational acceleration of the earth) for 60 seconds. That is, it is a condition for automatically shifting to the power-off state (strictly, in the power save mode) when it is not used.
When the power saving condition is not satisfied (NO in S508), the activation operation detection unit 401 repeats the power saving condition check again (S507).

ステップS508において、パワーセーブ条件が満たされた場合(S508のYES)、起動動作検出部401は動作モードをパワーセーブモードに設定する(S502)。
起動動作検出部401は、電池317がなくなるまで図5のステップS502からS508までの動作を繰り返す。
In step S508, when the power save condition is satisfied (YES in S508), the activation operation detection unit 401 sets the operation mode to the power save mode (S502).
The activation operation detection unit 401 repeats the operations from step S502 to step S508 in FIG. 5 until the battery 317 is exhausted.

[投てき動作のチェック]
図6は、投球動作計測装置101に計測用プログラムを書き込み、実際に投球動作計測装置101を真上に投げ上げた時の、起動用加速度センサ312から得られる合算加速度絶対値の変化を示すグラフである。横軸は時間であり、縦軸は合算加速度絶対値である。
静止状態において、投球動作計測装置101の起動用加速度センサ312から得られる合算加速度絶対値は、地球の重力加速度である1.0Gである。
時点T601において、投球動作計測装置101は真上に投げ上げられる。投球動作計測装置101が時点T602で試験者の手を離れるまで、時点T601から時点T602まで、合算加速度絶対値は1.0Gから上昇する。
[Check throwing action]
FIG. 6 is a graph showing a change in the total acceleration absolute value obtained from the starting acceleration sensor 312 when a measurement program is written in the pitching motion measuring device 101 and the pitching motion measuring device 101 is actually thrown up right above. It is. The horizontal axis is time, and the vertical axis is the combined acceleration absolute value.
In the stationary state, the combined acceleration absolute value obtained from the starting acceleration sensor 312 of the pitching motion measuring apparatus 101 is 1.0 G, which is the gravitational acceleration of the earth.
At time T601, the pitching movement measuring device 101 is thrown up right above. From the time T601 to the time T602, the combined acceleration absolute value increases from 1.0 G until the pitching movement measuring device 101 leaves the tester's hand at time T602.

時点T602において、投球動作計測装置101は試験者の手を離れるので、投球動作計測装置101に加わる加速度は減少傾向になる。上昇する投球動作計測装置101の速度は減少する。やがて投球動作計測装置101の起動用加速度センサ312から得られる合算加速度絶対値は、再び1.0Gまで減少する。この時点T603が、投球動作計測装置101が投げ上げられた頂点に到達し、一瞬だけ静止した時点である。そして投球動作計測装置101はすぐに落下を始める。すると、時点T604において、合算加速度絶対値は0Gに限りなく近い値まで減少する。すなわち、ほぼ無重力に近い状態になる。   At time T602, the pitching motion measuring device 101 leaves the tester's hand, and therefore the acceleration applied to the pitching motion measuring device 101 tends to decrease. The speed of the pitching movement measuring device 101 that rises decreases. Eventually, the combined acceleration absolute value obtained from the starting acceleration sensor 312 of the pitching motion measuring apparatus 101 decreases to 1.0 G again. This time point T603 is a time point when the pitching motion measuring apparatus 101 reaches the apex where the pitching motion measuring apparatus 101 is thrown up and stops for a moment. Then, the pitching movement measuring device 101 starts to drop immediately. Then, at time T604, the combined acceleration absolute value decreases to a value close to 0G. That is, the state is almost close to zero gravity.

起動動作検出部401は、この真上に投げ上げる動作によって生じる、時点T604以降に生じる、無重力状態を捉える。そこで、コンパレータ403を用いて、合算加速度絶対値が自由落下検出閾値G605未満の値になったことを検出する。厳密には、時点T606において、合算加速度絶対値が自由落下検出閾値G605未満になった時点から、カウンタ310でサンプルクロック405が出力するクロックパルスの計数を開始する。そして、カウンタ310の計数値が所定の値に達した時点T607で、カウンタ310は論理の真を出力する。
以上、投球動作計測装置101が所定の時間間隔(時点T606からT607の間)、自由落下状態を維持したことをカウンタ310が検出することで、投球動作計測装置101が真上に投げ上げられたことを検出することが可能になる。
The activation operation detection unit 401 captures a weightless state that occurs after time T604, which is caused by the operation of throwing it right above. Therefore, the comparator 403 is used to detect that the total acceleration absolute value is less than the free fall detection threshold G605. Strictly speaking, at the time T606, the counter 310 starts counting the clock pulses output by the sample clock 405 from the time when the total acceleration absolute value becomes less than the free fall detection threshold G605. Then, at time T607 when the count value of the counter 310 reaches a predetermined value, the counter 310 outputs logic true.
As described above, the pitching motion measuring device 101 is thrown up right when the counter 310 detects that the pitching motion measuring device 101 maintains the free fall state for a predetermined time interval (between time points T606 and T607). It becomes possible to detect this.

本実施形態では、投球動作計測装置101を開示した。
硬式野球ボールの形態である投球動作計測装置101は、投球動作計測装置101を投げ上げたことによって生じる自由落下状態を、起動用加速度センサ312、コンパレータ403及びカウンタ310の機能を用いて検出することで、パワーセーブモードから通常動作モードに移行することができる。すなわち、特別な装置等を用いることなく、簡単に電源オン状態に移行させることが可能になる。
また、特別な製造工程を用いることなく、従来の硬式野球ボール製造設備のままで本発明の実施形態に係る投球動作計測装置101を製造することが可能である。
In this embodiment, the pitching movement measuring device 101 is disclosed.
The pitching motion measuring device 101 in the form of a hard baseball detects a free fall state caused by throwing up the pitching motion measuring device 101 using the functions of the acceleration sensor 312 for activation, the comparator 403, and the counter 310. Thus, the power save mode can be shifted to the normal operation mode. That is, it is possible to easily shift to the power-on state without using a special device or the like.
Moreover, it is possible to manufacture the pitching movement measuring device 101 according to the embodiment of the present invention with the conventional hard baseball ball manufacturing equipment without using a special manufacturing process.

本実施形態において説明した投球動作計測装置101は、芯部204を更に小型化させることで、ゴルフボールにも適用が可能である。ゴルフボールの場合には、投球動作の計測ではなく、ショットの計測になる。すなわち本発明は、競技の種類を問わず、ボールの中心部分に封入するセンサを有する、センサ装置として広く適用が可能である。   The pitching movement measuring device 101 described in the present embodiment can be applied to a golf ball by further downsizing the core portion 204. In the case of a golf ball, it is shot measurement, not pitching movement measurement. That is, the present invention can be widely applied as a sensor device having a sensor enclosed in the center portion of a ball regardless of the type of game.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。   The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other modifications and application examples are provided without departing from the gist of the present invention described in the claims. including.

101…投球動作計測装置、102…投手、201…外皮、202…綿糸層、203…毛糸層、204…芯部、205…プリント基板、301…ワンチップマイコン、302…バス、303…CPU、304…ROM、305…RAM、306…不揮発性ストレージ、307…近距離無線通信部、308…シリアルインターフェース、309…システムクロック、310…カウンタ、311…ドライバ、312…起動用加速度センサ、313…6軸センサ、314…地磁気センサ、315…MOSFET、317…電池、401…起動動作検出部、402…絶対値合算部、403…コンパレータ、404…自由落下検出閾値、405…サンプルクロック、406…コマンド発行部、407…電源制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Throwing motion measuring apparatus, 102 ... Pitcher, 201 ... Outer skin, 202 ... Cotton yarn layer, 203 ... Yarn layer, 204 ... Core part, 205 ... Printed circuit board, 301 ... One-chip microcomputer, 302 ... Bus, 303 ... CPU, 304 ... ROM, 305 ... RAM, 306 ... Non-volatile storage, 307 ... Near field communication unit, 308 ... Serial interface, 309 ... System clock, 310 ... Counter, 311 ... Driver, 312 ... Startup acceleration sensor, 313 ... 6 axes Sensors, 314 ... Geomagnetic sensors, 315 ... MOSFETs, 317 ... batteries, 401 ... start-up operation detection unit, 402 ... absolute value summation unit, 403 ... comparator, 404 ... free fall detection threshold, 405 ... sample clock, 406 ... command issue unit 407: Power control unit

Claims (3)

負荷に対する電源の供給を制御する電子スイッチと、
3軸の加速度を検出して加速度データを送出する起動用加速度センサと、
前記起動用加速度センサから得られるX軸加速度データ、Y軸加速度データ及びZ軸加速度データのそれぞれのデータに対し、絶対値に変換した上で合算し、合算加速度絶対値を出力する絶対値合算部と、
前記合算加速度絶対値を、地球の重力加速度を下回る自由落下検出閾値と比較するコンパレータと、
前記コンパレータが、前記合算加速度絶対値が前記自由落下検出閾値未満の値になったことを、所定の時間間隔以上検出したことに呼応して、前記電子スイッチをオン制御する電源制御部と
を具備する、センサ装置。
An electronic switch that controls the supply of power to the load;
An activation acceleration sensor that detects acceleration of three axes and sends acceleration data;
An absolute value summing unit that converts the X-axis acceleration data, Y-axis acceleration data, and Z-axis acceleration data obtained from the start-up acceleration sensor into absolute values, adds them together, and outputs a combined acceleration absolute value When,
A comparator that compares the combined acceleration absolute value with a free fall detection threshold that is below the gravitational acceleration of the earth;
The comparator includes a power supply control unit that turns on the electronic switch in response to detecting that the total acceleration absolute value is less than the free fall detection threshold for a predetermined time interval or more. A sensor device.
更に、
演算装置に動作クロックを供給するシステムクロックと、
外部の装置と無線通信を行うための近距離無線通信部と
を具備し、
前記電源制御部は更に、
前記システムクロックに対する動作クロックの周波数と、前記近距離無線通信部に対する電源の供給を制御する、
請求項1に記載のセンサ装置。
In addition,
A system clock for supplying an operation clock to the arithmetic unit;
A short-range wireless communication unit for performing wireless communication with an external device;
The power control unit further includes
Controlling the frequency of the operation clock with respect to the system clock and the supply of power to the short-range wireless communication unit;
The sensor device according to claim 1.
前記負荷は、6軸センサ及び地磁気センサを含む、
請求項1または2に記載のセンサ装置。
The load includes a six-axis sensor and a geomagnetic sensor.
The sensor device according to claim 1 or 2.
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