JP7133546B2 - Method and Apparatus for Simulating Gaming Events - Google Patents
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本出願は、ゴルフクラブシミュレーション装置という名称の、2016年6月14日に出願された米国特許出願第15/182,146号の利益を主張し、米国特許出願第15/182,146号は、2015年2月3日に出願された、ゴルフクラブシミュレーション装置という名称の米国特許出願第14/613,160号の利益を主張し、米国特許出願第14/613,160号は、2014年2月3日に出願された、ゴルフクラブシミュレーション装置という名称の米国特許仮出願第61/935,064号の利益を主張し、先行出願全体のそれぞれが、本明細書に組み込まれている。
REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS This application claims the benefit of U.S. patent application Ser. No. 146 claims the benefit of U.S. patent application Ser. No. 61/935,064 entitled Golf Club Simulation Device, filed February 3, 2014, each of which is incorporated herein in its entirety. .
本発明は、一般に、スポーツ用具シミュレータに関し、より具体的には、例示的な実施形態において、ゴルフクラブシャフトおよびシミュレーション装置等の携帯ゲーム装置を使用して、現実的なスポーツ体験を提供する電子シミュレーション装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to sports equipment simulators, and more particularly, in exemplary embodiments, electronic simulations that provide a realistic sports experience using portable gaming devices such as golf club shafts and simulation devices. Regarding the device.
スポーツ関連のビデオゲームシステムの市場は巨大であり、世界中に12億の電子ゲーマーが存在し、7億人は、オンラインゲームをプレイし、推定1億2000万人が、1週間に1回以上、ゴルフ関連ゲームをプレイする。「ゲーム」を考えるときに、最初に思い浮かぶのはスポーツ関連ゲームだが、ゲーマーが物を振る必要がある、非スポーツ関連のゲームもまた人気がある。例えば、ゲームは、斧、刀、武器等のスイングをシミュレートしてもよい。しかしながら、スポーツは良い例を提供し、以下の記載においてより具体的に参照される。 The market for sports-related video game systems is huge, with 1.2 billion electronic gamers worldwide, 700 million playing online games, and an estimated 120 million playing games at least once a week. , play golf-related games. Sports-related games are the first thing that comes to mind when we think of "games," but non-sports-related games that require gamers to shake things up are also popular. For example, a game may simulate swinging an axe, sword, weapon, or the like. However, sports provide a good example and are referenced more specifically in the following description.
したがって、実際にスポーツを試み、スポーツのスキルおよび技術に関してユーザを訓練するように実際にゲーマーに影響を与える方法および装置を有することが望ましいであろう。本開示を通して参照される例示的な実施形態において、スポーツシミュレーションのスリルと、実際のゴルフクラブを実際にスイングするという物理的経験とを組み合わせたゴルフクラブシミュレーション装置を有することが望ましいであろう。更に、選択されたクラブの実際の感触をシミュレートするように、重量配分およびシャフトの柔軟性/曲げを変えることができるゴルフクラブシミュレーション装置を有することが望ましいであろう。更に、天井の高の制限なしに、屋内でスイングできる固定長クラブ(または限られた可変長クラブ)のみを使用しながら、選択可能な数のクラブの各々について、ユーザに、適切なシャフト配向角度を訓練するゴルフクラブシミュレーション装置を有することが望ましいであろう。 Therefore, it would be desirable to have a method and apparatus that actually influences gamers to actually try sports and train users on sports skills and techniques. In the exemplary embodiments referenced throughout this disclosure, it would be desirable to have a golf club simulation device that combines the thrill of sports simulation with the physical experience of actually swinging a real golf club. Additionally, it would be desirable to have a golf club simulation device that can vary the weight distribution and shaft flex/bend to simulate the actual feel of the selected club. Further, while using only fixed length clubs (or limited variable length clubs) that can be swung indoors without ceiling height restrictions, for each of a selectable number of clubs, the user is given the appropriate shaft orientation angle. It would be desirable to have a golf club simulation device that trains.
ゴルフは、人気のあるゲームだが、実際に、ゴルフコースで実際ゴルフを楽しむ人の数は、近年、下記の多くの理由で停滞している:(1)重要な練習やゲームプレイなしで、ゲームをすることの難しいこと、および(2)適切なスイングテクニックを習得するために、かなりの時間が必要であること等。従来のインターフェース(マウスクリックやジョイスティックなど)を利用して、カジュアルなビデオゲームを単にプレイするだけでは、ゲーマーに実際のゲームスキルを上達させて、ゴルフ場に出かけて、ゲームをプレイするように促す、現実的なスイングテクニックは身につかない。 Although golf is a popular game, the number of people actually playing golf on golf courses has stagnated in recent years for a number of reasons: (1) the game is played without significant practice or game play; and (2) it takes a considerable amount of time to master proper swing technique. Simply playing a casual video game with a traditional interface (mouse clicks, joysticks, etc.) encourages gamers to improve their real gaming skills, hit the golf course and play the game. , I do not acquire realistic swing techniques.
従来のゴルフシミュレータは、コンピュータソフトウェアを介してや、棒状の道具の性質を持つ携帯端末を使用して、ゴルフゲームをシミュレーションするよう試みた。意図した目的にはおそらく効果的だが、既存の装置は、それぞれのゴルフコースの視覚的表現、予想される風および地理的条件、ならびにシミュレートされたゴルフクラブをスイングするタイミングに焦点を合わせている。既存のゴルフシミュレーション製品では、ユーザは、実際の長さ、重さ、スイング速度/抵抗、およびゴルフボールを実際に打ったときの衝撃を感じ、経験することができない。例えば、スマートフォン、オンラインゲーム、コンソールゲームなどのカジュアルなビデオゲームは、本物のゴルフゲームのスキルを教えたり、ゲーマーに本物のゴルフクラブで実際にゲームをプレイさせるのに効果的ではない。逆に、ゴルフスイング練習器具は、カメラを含む光学技術と共に本物のクラブの使用を必要とする。 Conventional golf simulators have attempted to simulate the game of golf through computer software or using a handheld device that has the properties of a stick-like implement. While probably effective for their intended purpose, existing devices focus on the visual representation of each golf course, the expected wind and geographic conditions, and the timing of swinging a simulated golf club. . Existing golf simulation products do not allow users to feel and experience the actual length, weight, swing speed/resistance, and impact of an actual hit of a golf ball. For example, casual video games, such as smartphones, online games, and console games, are not effective in teaching real golf game skills or getting gamers to actually play the game with real golf clubs. Conversely, golf swing practice equipment requires the use of real clubs along with optical technology including cameras.
電子ゴルフゲームの1つの大きな制限は、ゴルフクラブの「仮想スイング」により突かれたゴルフボールの実際の軌道を計算し、示すことができないことである。つまり、仮に、実際のシャフトまたは棒状の道具が、スィングされ、キーボードのボタンを押すかマウスをクリックするだけで、ボールを打つことができる場合、速度、角度、回転、および他のパラメータは、キャプチャおよび、計算されず、仮想のターゲットオブジェクト(この場合はゴルフボール)との衝突に適用されない。 One major limitation of electronic golf games is the inability to calculate and show the actual trajectory of a golf ball struck by the "virtual swing" of the golf club. That is, if a real shaft or stick-like implement could be swung and hit a ball simply by pressing a keyboard button or clicking a mouse, the velocity, angle, rotation, and other parameters could be captured and not calculated and applied to collisions with a virtual target object (in this case a golf ball).
したがって、ゲーム機の加速度データおよび角回転データの比率を検出および生成するように構成された慣性計測装置(「IMU」)を有するゲーミングイベント(ゴルフなどの)をシミュレーションするための方法および装置を有することが望ましいであろう。例示的な実施形態において、ゲーム機は、ゴルフクラブを示すシャフトであってもよい。更に、IMUと通信する画像センサと、画像センサから変位したターゲットオブジェクトを含むゲーム機に関連する光学アセンブリを有するゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置を有することが望ましいであろう。画像センサおよびIMUデータは、ゲーム機(例えばゴルフクラブ)によって衝突され、作用されたターゲットオブジェクトの仮想軌道を計算するために、使用されてもよい。 Accordingly, we have a method and apparatus for simulating a gaming event (such as golf) having an inertial measurement unit ("IMU") configured to detect and generate a ratio of acceleration data and angular rotation data of the gaming machine. would be desirable. In an exemplary embodiment, the gaming machine may be a shaft representing a golf club. Additionally, it would be desirable to have a method and apparatus for simulating a gaming event having an image sensor in communication with an IMU and an optical assembly associated with a gaming machine including a target object displaced from the image sensor. Image sensor and IMU data may be used to calculate a virtual trajectory of a target object that has been hit and acted upon by a gaming machine (eg, a golf club).
本発明によるゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置は、モバイルデバイスでのカジュアルゲーム、コンソールゲーム等をユーザがやり取りする方法を変え、実際にスポーツに参加する様ゲーマーに影響を与えることを目標とする。シミュレーションされているスポーツやスポーツ用品の実際の感覚を取り入れることによって、本発明は、今日存在する何千ものIOS、アンドロイド、およびコンソールゲームを使用して、利用可能である。例えば、ゴルフ体験が実施される場合、本発明は、以下に記載する、ボールの飛行モデル、実際のクラブの感触、クラブの位置角度センサ、ボールの衝撃感覚、および他の触覚機能を含む。シミュレーションするための装置および方法は、(1)オンボードディスプレー画面、および(2)IOS、アンドロイド、タブレット、コンソール、パーソナルコンピュータ、ノート型パソコン、クラウドベースのゲームなどの、遠隔電子装置上のゲームプラットフォーム等の2つの視覚媒体とやりとりするように設計される。ブルートゥース(登録商標)などの無線通信を介して、シミュレーションするための装置および方法は、上記2つの視覚媒体と通信する。具体的には、本発明の目的は、「ゲーマーをゴルファーに変える」こと、より一般的には、ゲーマーを、シミュレーションされているそれぞれのスポーツの愛好家に変えることである。本発明による装置は、ジョイスティックなどの従来のビデオゲームコントローラを、マイナーな触覚反応(振動や音)、コンピュータマウス、モバイルタッチスクリーンインタフェース、さらには、Wii(商標)等のカメラに置き換えることを目的としている。既存のゲームインターフェースは、現実的な感触のインタラクティブインターフェースを持たない。 The methods and apparatus for simulating gaming events according to the present invention change the way users interact with casual games on mobile devices, console games, etc., with the goal of influencing gamers to actually participate in sports. do. By incorporating the real-world feel of the sport and sporting equipment being simulated, the present invention is available using thousands of IOS, Android, and console games that exist today. For example, when a golf experience is implemented, the present invention includes ball flight models, actual club feel, club position angle sensors, ball impact sensations, and other haptic features described below. Apparatus and methods for simulating (1) on-board display screens and (2) game platforms on remote electronic devices such as IOS, Android, tablets, consoles, personal computers, laptops, cloud-based games, etc. designed to interact with two visual media such as Via wireless communication, such as Bluetooth®, the apparatus and method for simulating communicate with the two visual media. Specifically, the purpose of the present invention is to "turn gamers into golfers," or more generally, turn gamers into enthusiasts of the respective sport being simulated. Devices according to the present invention are intended to replace traditional video game controllers such as joysticks with minor tactile responses (vibrations and sounds), computer mice, mobile touch screen interfaces and even cameras such as the Wii™. there is Existing game interfaces do not have realistic-feeling interactive interfaces.
専用の旅行を行ったり、ゴルフ練習場での屈辱を味わうことなく、初心者でも少しプレイして、頻繁に戻ってこられるよう、本装置は、家庭での使用を可能にする。更に、米国内の熱心なゴルファー(約620万人)は、本装置を屋内外で使用することができ、使用に対するフィードバックにより、熱心なゴルファーは、スイングを変更したり、練習したり、改善することができる。 The device enables home use so that even beginners can play a little and come back often, without having to take dedicated trips or experience the humiliation of driving ranges. In addition, avid golfers in the United States (approximately 6.2 million) can use the device indoors and outdoors, and feedback from use encourages avid golfers to modify, practice, and improve their swings. be able to.
本発明によると、ゲーム機内の電子モジュールは、加速運動、角運動を検出するための慣性計測装置(「IMU」)と、衝突の瞬間を、最適に計算し、仮想ゴルフボールまたは他の仮想的なオブジェクトの仮想軌道を予測するための光学アセンブリを含んでもよい。ターゲットオブジェクトの仮想軌道は、ゲーム機自体の上、コンピュータの上、またはテレビのディスプレイの上のいずれかの表示画面上に表示されてもよい。シャフトハウジングがスイングを示しているとき、振動または音響要素などの触覚部材が、シャフトハウジング内に配置され、ボールの衝突をシミュレーションするように作動される。 In accordance with the present invention, an electronic module within the gaming machine includes an inertial measurement unit ("IMU") for detecting acceleration motion, angular motion, and the moment of impact to optimally calculate a virtual golf ball or other virtual ball. an optical assembly for predicting the virtual trajectory of the object. The target object's virtual trajectory may be displayed on a display screen, either on the game console itself, on the computer, or on the television display. A tactile member, such as a vibrating or acoustic element, is placed within the shaft housing and activated to simulate ball impact when the shaft housing is exhibiting a swing.
本明細書に提示される技術は、既存および将来の電子ゲームシステムに統合されるソフトウェア開発モジュールまたはキットを含んでもよいことが理解される。 It is understood that the technology presented herein may include software development modules or kits that integrate into existing and future electronic gaming systems.
したがって、本発明の一般的な目的は、スポーツ関連装置(以降「携帯ゲーム装置」と称する)をスイングする経験と、それぞれのゲーミングイベントをシミュレーションするビデオゲームの楽しみを組み合わせた、ゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a general object of the present invention is to simulate a gaming event that combines the experience of swinging a sports-related device (hereinafter referred to as a "mobile gaming device") with the enjoyment of a video game simulating the respective gaming event. It is to provide a method and apparatus for
本発明の他の目的は、前述のように、携帯ゲーム装置が、加速度データおよび角回転データの比率を検出し、生成する慣性計測装置(「IMU」)を含む、ゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置を提供することである。本発明のさらに他の目的は、前述のように、クラブのゴルフスイングが実行される場合、振動や音などの触覚要素を利用して、携帯ゲーム装置が、ターゲットオブジェクト(例えば、仮想ゴルフボール)との作用(例えば、衝突)をシミュレーションする、ゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置を提供することである。本発明のさらに他の目的は、前述のように、IMUとデータ通信する画像センサと、画像センサから変位された画像ターゲット部材を有する光学アセンブリを備える、ゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置を提供することであって、画像センサは、画像ターゲット部材の空間位置を示す画像ターゲットデータを生成するように構成される。本発明の特定の目的は、前述のように、生成された加速度データ、角回転データ、および画像ターゲットデータは、共に、ゲーム機の動き(例えばクラブによる衝撃)により実質的に衝突を受けた画像ターゲットの仮想軌道の計算を可能にする、ゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置を提供することである。本発明の他の目的および利点は、添付の図面と関連する以下の記載から明らかになり、添付の図面は、例示および例として本発明の実施形態として示されている。 It is another object of the present invention, as described above, for simulating gaming events, wherein the mobile gaming device includes an inertial measurement unit ("IMU") that detects and generates a ratio of acceleration data and angular rotation data. It is to provide a method and apparatus. It is still another object of the present invention, as described above, to use tactile elements such as vibrations and sounds to enable the mobile gaming device to sense a target object (e.g., a virtual golf ball) when a golf swing of the club is performed. To provide a method and apparatus for simulating a gaming event, simulating the action (eg, collision) with Yet another object of the present invention is to provide a method and apparatus for simulating a gaming event comprising an image sensor in data communication with an IMU and an optical assembly having an image target member displaced from the image sensor as described above. The image sensor is configured to generate image target data indicative of the spatial position of the image target member. It is a particular object of the present invention, as mentioned above, that the generated acceleration data, angular rotation data, and image target data together are images substantially impacted by motion of the gaming machine (e.g., club impact). The object is to provide a method and apparatus for simulating a gaming event that allows calculation of the virtual trajectory of the target. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, which are shown by way of illustration and example as embodiments of the present invention.
添付の図面の図1aから8cを参照して、本発明の好ましい実施形態によるゲーミングイベントをシミュレーションするための方法および装置を詳細に説明する。好ましい実施形態による方法および装置は、1つ以上のゲーム活動またはゲームに類似した他の機能をシミュレーションするのに有用な携帯ゲーム装置10を含む。本発明の機能を説明し理解するために、ゲーム機10は、ゴルフスイングおよび実際のゲームプレイをシミュレーションする使用中のゴルフクラブの形態で、添付の図面に示される。例示的ではあるが非限定的な実施形態において、本明細書に示すゲーム機10は、シャフトハウジング120、グリップ部材130、クラブヘッドハウジング140、および慣性計測装置(「IMU」)161を有する電子モジュール160を有してもよい。しかしながら、IMU161は、他のスポーツ、他のゲーム、または装置の動きを含む類似の活動のプレイをシミュレーションするように構成されたゲーム機に組み込まれてもよいことが理解される。ハウジング(本図面に示される例示的な実施形態ではシャフトハウジング120を含む)の形状に関係なく、携帯ゲーム装置10は、加速度データおよび角回転データの比率を検出および生成するように構成される慣性計測装置(「IMU」)161を含む。より具体的には、本発明によるゲーム機10は、ゲーム機(例えば、シャフトハウジング120)およびプロセッサ104または制御回路に結合された電子モジュール160を含む。電子モジュール160は、プロセッサ104を含んでもよい。プロセッサ104の動作は、不揮発性メモリ106に格納されているプログラミング命令の実行によって、または、事前印刷回路および他の電子機器によって行われる。しかしながら、プログラミング命令によるプロセッサ104の動作は、単純に、後述のように動作するよう、「プログラム」されたプロセッサ104と記載されてもよい。
1a to 8c of the accompanying drawings, a method and apparatus for simulating a gaming event according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. The method and apparatus according to the preferred embodiment includes a
より具体的には、電子モジュール160は、加速度計162、ジャイロスコープ163、および磁力計164を有する慣性計測装置(「IMU」)161を含む。クラブがスイングされているとき、IMU161は、リアルタイムで、これらに限らないが、スイング速度、角速度、重量変動設定(後述)、選択されたクラブの空気抵抗/抗力など、多くのパラメータを分析するように構成されている。IMU161の操作は、以下でさらに記載される。しかし、まず、本発明の動作の理解を容易にするために、本発明の例示的な実施形態について記載する。
More specifically,
細長いシャフトハウジング120は、対向する下端部122と上端部124(図4)を含む。シャフトハウジング120は、上端部と下端部の間に内部領域を画定し、他のアセンブリおよび電子機器をハウジング内に配置してもよい。シャフトハウジング120は、シャフトハウジング120の内面または外面に結合され、長手方向に延びるチャネルであって、それぞれの電子部品、バッテリ62、およびそれぞれのモータを電気的に接続するワイヤを受け取るように構成されるチャネルを含んでもよい。他の実施形態において、電気通信は、ブルートゥース(登録商標)として知られている無線技術を使用してもよい。好ましくは、バッテリ62は、充電式の6時間バッテリである。好ましくは、シャフトハウジング120は、クラブがスイングされているとき、シャフトハウジング120が受けるトルクおよび角運動量に応じて、所定の方法で曲がるTPEなどの半硬質材料から構成される。可撓性シャフトハウジング構造は、ヘッドハウジング140と、グリップ部材130との間に延びる部分125において、特に好ましい。
グリップ部材130は、シャフトハウジング120の上端124に動作可能結合された近位端132と、近位端132の反対側の遠位端134を有する。グリップ部材130は、他のコンポーネントを受容するように構成される内部チャンバ135を画定してもよい。グリップ部材130は、外観および触感特性の観点から、従来のゴルフクラブのグリップと実質的に類似する構造を含んでもよい。シャフトハウジング120、グリップ部材130、ヘッドハウジング140、および他の関連する構造部品は、好ましくは、左利きのユーザまたは右利きのユーザのいずれも同じように効率的に使用できる左右対称の構成を有することが理解される。
触覚薄膜スイッチ131(または薄膜スイッチのアレイ)は、グリップ部材130に結合されてもよく、ユーザの手がグリップ部材130を握るときに、ユーザ入力データを受信するように構成されてもよい。後述するように、薄膜スイッチ131は、入力アセンブリとデータ通信している(有線通信または無線通信を介して)。さらに、EVIU161を参照すると、加速度計162は、加速の割合、例えば、シャフトハウジング120のスイングの動きを検出し、加速度データを生成するように構成される。ジャイロスコープ163は、回転運動、例えば、シャフトハウジング120の角運動を検出するように構成される。現実世界の運動のx軸、y軸、z軸において、加速度計162およびジャイロスコープ163はそれぞれ、データの3つの異なるチャネルを提供することができる。したがって、6つの異なる動きの属性を、2つのコンポーネントだけで表すことができる。例えば、2軸固体加速度計を用いて、2方向の加速度を検出することができ、3軸加速度計を用いて、3次元(動きのx、y、およびz軸)の加速力を検出することができる。さらに、加速度計、ジャイロスコープ、および磁力計の固体組み合わせを採用して、最大位置および運動データを提供できる。
A tactile membrane switch 131 (or array of membrane switches) may be coupled to
キャプチャは、並進運動と回転運動の両方に分かれる。並進運動は、上下運動、左右運動、および前後運動を指す。回転運動は、ピッチ、ロール、およびヨーイングを指す。加速度計は、並進運動における非重力加速度力を測定する。各座標(x、y、z)と、一定の9.8m/sの重力の力の関係は、オブジェクトが、他の軸の1つに沿って、垂直方向に真っすぐか、或いは傾いているかを検出する。加速度計162とは異なり、ジャイロスコープ163は、回転力を測定することができるので、ジャイロスコープは、角速度とも呼ばれる軸の周りの回転速度を測定する。ジャイロスコープは、1秒あたりの回転角度または軸の周りの1秒あたりの回転数を測定する。オブジェクの並進運動には関係ないので、理論的には、輪をすべての軸上に完全に静止させながら、輪を使って部屋の周りを走ることができれば、角速度の変化は記録されない。
Capturing is divided into both translational and rotational movements. Translational motion refers to up-down motion, side-to-side motion, and forward-backward motion. Rotational motion refers to pitch, roll, and yaw. Accelerometers measure non-gravitational acceleration forces in translational motion. The relationship between each coordinate (x, y, z) and the constant 9.8 m/s gravitational force determines whether the object is vertically straight or tilted along one of the other axes. To detect. Unlike the
磁力計164は、全体的な空間的定位を生成し、方向データを生成するように構成される。加速度計およびジャイロスコープにより生じたエラーを検証し、確認し、さもなければ訂正することによって、磁力計は、EVIUを較正するように構成される。磁力計は、本質的に、他のセンサに存在し得るエラーを軽減するための手段を提供するように構成される。他の2つのセンサが見逃している「新しい」軸は測定されず、より正確な結果のための機会を提供するためにセンサの融合が可能となる。IMU161が、ゲーム機10の静止角度および動作中の位置を決定できる(すなわち、好ましい実施形態においてシャフトハウジング120の属性を決定する)という点において、IMUデータの生成は重要である。ゴルフシミュレーション装置の例では、メモリに記憶された所定のクラブデータは、シャフトハウジング120の対応する角度と関連づけられてもよい。ハウジング120の角度から、IMU161は、ユーザのクラブ選択を決定することができる。ユーザの選択を確認する、または選択を変更する機会を与えるために、現在のクラブ選択が、ゲーム機10に関連するディスプレイ102に表示されてもよい。この方法でのIMU161の操作は、クラブ選択を示すデータをユーザが入力するための可能な手段である。つまり、ジャイロスコープ163は、シャフトハウジング120の初期の(静止している)空間位置、即ち、「開始位置」を決定することができ、シャフトハウジングが正しい位置にあるときのみ、ジャイロスコープは、確認をディスプレイ102に表示するか、または、クラブをスイングする準備ができていることを示すために、それぞれのLEDに電圧を加え、LEDを点灯させてもよい。動作中、携帯ゲーム装置10がスイングされているときに、加速度計162またはジャイロスコープ163が、リアルタイムで、これらに限定されないが、スイング速度、角速度、重量変動設定、携帯ゲーム装置10上の空気抵抗/抗力など、多くのパラメータを分析するように構成される。例示的な実施形態において、ジャイロスコープ163は、シャフトハウジング120の初期の(静止している)空間位置、即ち、(「開始位置」)を決定することができ、シャフトハウジングが、正しい位置にある場合のみ、ジャイロスコープは、クラブをスイングする準備ができていることを示すために、それぞれのLEDを作動させて、点灯させる。
仮想画像ターゲット(例えば、仮想ゴルフボール、即ち、ヘッドハウジング140によって打たれた仮想ボール経路)の仮想軌道を決定するために、上記のIMU161からの運動データおよび回転データは、電子モジュール160内の回路またはプロセッサ104によって分析されてもよい。電子モジュール160内の回路は、軌道データを、入力部材100のデジタルディスプレイ102にグラフィック表示させる。一実施形態において、電子モジュール160内のそれぞれのセンサからの運動データおよび角度データを、プロセッサ104に送信してもよい。例示的な実施形態を参照すると、プロセッサ104は、デジタルディスプレイ102に電気的に接続され、プログラミングを実行してもよく、仮想ボールの軌道、またはシャフトハウジング120のスイングの結果、ヘッドハウジング140によって打たれた他の仮想ターゲットは、デジタルディスプレイ102に表示されてもよい。軌道の計算は、ボールスピン、速度、打ち出し角度、ダイナミックロフトなどに関するパラメータを使用してもよい。ブルートゥース(登録商標)などの無線信号伝送を使用して、軌道または他のスイング統計は、ノートパソコン、遠隔表示画面、または他の遠隔電子装置などのリモートデバイスに送信されてもよい。
The motion and rotation data from
本発明の例示的な実施形態を参照すると、マイクロホンは、プロセッサ104とデータ通信されてもよく、また、ゲームプレイ命令、コマンド、または選択などのユーザ入力を収集するように構成されてもよい。ゴルフシミュレーションシステムの例示的な実施形態に適用されると、マイクロホンは、グリップ部材130の内部チャンバ135に配置されてもよい。好ましくは、マイクロホンは、グリップ部材130の遠位端134に結合され、部分的に内部チャンバ135内に位置し、遠位端134から部分的に延びるか、あるいは、さもなければ、遠位端134によって画定される開口部を介して、マイクロホンは、遠位端134と通信する。マイクロホンは、シャフトハウジング120に沿って配置されたデジタルディスプレイ、関連する回路、またはプロセッサに少なくとも電気的に接続される。動作中、マイクロホンは、ユーザから可聴クラブ選択入力データを受信し、該入力データをディスプレイ用に変換させるように構成される。ユーザの音声コマンドを、ディスプレイに表示される意味のあるクラブサイズインジケータに正確に変換するために、音声認識ソフトウェアまたは回路もマイクロホンに含まれることが理解される。一実施形態において、スピーカーは、グリップ部材130の内部チャンバ内に配置されてもよく、また、音声で話されたクラブ要求または入力ボタンを介して要求されたクラブを音声で確認するために、スピーカーは、マイクロホンに電気的に接続されてもよい。
Referring to the exemplary embodiment of the invention, a microphone may be in data communication with
実施形態において、多機能入力部材100は、携帯ゲーム装置10に結合されてもよく、ユーザによって供給されたデータを受信できる構造を含む。入力部材100は、供給されたユーザデータに従って、システムの動作を変更するようにプログラムされたプロセッサ104とデータ通信する。再び例示的な実施形態を参照すると、入力部材100は、シャフトハウジング120の外面に結合されてもよい(図1および図2aから2c)。入力部材100は、デジタルディスプレイ102を含み、ディスプレイの上に、クラブ選択、仮想ボールの打撃の軌跡、クラブ選択肢などが表示される。更に、入力部材100は、1つ以上のボタン、キーパッド、タッチスクリーン要素、ダイヤルなどのデータ入力コンポーネントを含んでもよく、データ入力コンポーネントを使用して、ユーザはクラブの選択を行う。入力部材100は、回路、または、好ましくは、非一時メモリ106に記憶されたプログラミング命令を実行するプロセッサ104(前述)を含んでもよく、プロセッサ104およびメモリ106は、入力部材100内に位置する。プロセッサ104は、デジタルディスプレイ102に結合されてもよく、プログラミングを実行し、ユーザが、データ入力コンポーネントを使用してクラブ選択データを入力することを可能にするグラフィックユーザインターフェースを提供してもよい。ゴルフクラブのサイズ、重量、他のクラブ特性、ユーザ選択データなどに関する所定のデータを、メモリ106に格納することができる。「一般的に正確な」軌道を提供するためには充分であるが、IMU161によって供給される運動データおよび回転データは、仮想オブジェクト(仮想ボールなど)が、仮想スイングによって実際にどのように衝突を受けるかによる真の軌道を計算するに際して、完全に正確ではない可能性がある。例えば、衝突の「瞬間」の直前および直後の加速度データおよび角度データは、例えばゴルフボールなどの仮想オブジェクトの実際の正確な軌道を決定する際に、重要である。
In embodiments,
したがって、本発明は、ヘッドハウジング140の仮想クラブフェースが、衝突の瞬間を表す触知可能な目印にどのようにアドレスするかの重要なデータを供給するように構成された光学アセンブリを含んでもよい。光学アセンブリは、上記のIMU161とデータ通信する画像センサ201と、プロセッサ104を含み、また、画像センサ201から離れて配置された画像ターゲット部材202(ターゲットオブジェクト202または画像ターゲット202とも称される)を含む。光学アセンブリは、プロセッサ104が、衝突の瞬間の前後の仮想のターゲットオブジェクトに対するゲーム機10の方向を決定することを可能にする。例示的な実施形態を参照すると、図3aおよび3bは、画像ターゲット部材202に対するヘッドハウジング140の方向を決定するための光学アセンブリの使用を示す。画像センサ201は、電子モジュール160に含まれてもよく、画像ターゲット202の写真を撮る目的で使用されてもよい。実施形態において、画像センサ201は、1秒あたりに(「fps」と称されてもよい)所定数のスナップ写真(「フレーム」)を撮るように構成されたカメラである。画像ターゲット202は、複数の位置情報を有する、マット、ボール、または他の目印などの触知できるデバイスであってよく、画像センサ201によってそれぞれのスナップ写真が撮られ、プロセッサ104に通信されると、画像ターゲットとの「衝突の瞬間」が示される。画像ターゲット202の位置データの1つ以上のスナップ写真が、数学的に表され、表現されてもよく、上記のIMUデータと使用されて、仮想オブジェクトのより正確な軌道が決定されてもよいことが理解される。具体的には、「衝突の瞬間」の前後の光学データを生成するために、光学アセンブリを作動させて、シャフトハウジング120のスイングが進行中であることを検出するために、IMUデータは、プログラミング命令を実行するプロセッサ104によって解釈されてもよい。IMUデータおよび光学アセンブリからのデータは、プロセッサ104が、プログラミング命令に基づいて、シャフトハウジング120のスイングから、ボール飛行経路または軌道をより正確に決定することを可能にする。上記のように、計算された軌道は、ユーザによるレビュー用に、ディスプレイ102に表示されてもよく、または、ノート型パソコン、タブレット、スマートフォン、テレビなどのリモートデバイスに、無線で通信されてもよい。
Accordingly, the present invention may include an optical assembly configured to provide important data on how the virtual club face of
本発明の他の態様では、頭と目を正しい位置におくことにより、良好なスイングの機会が大幅に増えることが示された。入力部材100を更に参照すると、適切な手、足、または頭の位置が検出または実証されたとき、ユーザと通信するか、またはユーザから見えるようにすることによってのみ、デジタルディスプレイ102は、ユーザの目と頭の適切な位置を効果的に指示するように構成されてもよい。つまり、画面の視野角を制限することができるので、ユーザがスイングを開始するにあたり、ユーザが、頭と目を最適な位置におくまで、画面を見ることができない。
Another aspect of the present invention has been shown to significantly increase the chances of a good swing by properly positioning the head and eyes. With further reference to the
さらに、デジタルディスプレイ102は、所定の角度でデジタルディスプレイ102をみたときのみ、ディスプレイを見えるようにするレンチキュラーレンズを含んでもよい。あるいは、デジタルディスプレイ102は、「制限された視界」を有して、所定の角度でない場合、ディスプレイ102は視界に入らないように構成されてもよい。ゲーム装置(この場合はゴルフクラブ)が動作可能になる前に、ユーザの頭または手を適切に位置におくよう求めることは、直感的な学習、または「制限された角度の表示」(RAV)と称される。ユーザは、必要なグリップ、スタンス、頭の位置について、素早く「学習」し、他の位置の属性は正しく、これらにより、プレイの開始が可能になる。ディスプレイ102は、選択されたクラブに基づいて、各スイングの開始時に、シャフトハウジング120の正しい開始位置角度、ユーザの頭と目の位置をユーザに直観的に指示するように構成されたLEDスクリーンまたはOLEDスクリーンであってもよく、シャフトハウジング120が、開始するのに望ましい位置にあることを示すメッセージが、ディスプレイ102に表示されるまで、選択されたクラブに基づいて、ユーザがスクリーンを見て、シャフトハウジング120の開始角度を変更するという点で、スクリーンは、は役立っている。発射指向のゲームにこの技術を適用することにより、ゲーム自体が、望ましいボールの飛行モデルが望ましい結果を達成するために、どのクラブが打たれるべきかを、ユーザに指示する。
Additionally,
さらに別の態様では、実際のゲームプレイは、ユーザの感覚に訴える音または振動の効果によっても、シミュレーションされている。感覚効果の使用は、「触覚」デザインまたは擬似知覚と称される。本発明において、触覚部材200は、携帯ゲーム装置に関連し、電子モジュール160またはプロセッサ104とデータ通信する。例示的な実施形態において、触覚部材200は、シャフトハウジング120と結合される。触覚部材200は、振動素子または放音素子であってもよいことが理解される。電子モジュールは、また、音声出力電子機器を含んでもよい。例えば、「ビューッ」という音声出力や、ボールの衝撃音は、無線ブルートゥース(登録商標)配置を介して、ヘッドフォンに出力されてもよく、ゲーム機10(例えば、シャフトハウジング120)の動きが検出され、動きがスイングを示す場合、音声出力は作動している。
In yet another aspect, actual game play is also simulated with sound or vibration effects that appeal to the user's senses. The use of sensory effects is referred to as "tactile" design or pseudo-perception. In the present invention,
例示的な実施形態において、一例として、IMU161によって検出されるように、音は、シャフトハウジング120の正確な動きと関連しても、正確な動きを示してもよい。運動データおよび角度データが、シャフトハウジング120が動いていること、およびヘッドハウジング140が、地面または仮想ゴルフボールに近いことを示す場合、IMU161は、振動活性化信号または音響活性化信号を生成するように構成されてもよいことが理解される。例えば、音は、シャフトハウジング120の速度および運動量に関連してもよい、即ち、実際のゴルフクラブのスイングの音のリアリティーをシミュレーションするために、音の音量を大きくしたり、または、調性または共鳴を変化させてもよい。音響電子機器は、また、実際のボール打撃をまねることもできる。
In the exemplary embodiment, by way of example, sounds may be associated with or indicative of precise movement of
例示的な実施形態の使用において、ユーザは、どのサイズまたはどのタイプのゴルフクラブをスイングしたいかを決定でき、したがって、携帯ゲーム装置10によってシミュレーションされる。メモリに記憶された所定のクラブデータに対応する角度で、シャフトハウジング120を単に保持することによって、クラブを選択してもよい。IMU161は、上述のように、シャフトハウジング120の角度を決定することができ、適切なフィードバックをディスプレイ102に表示できる。入力部材100を介して、ユーザが、望ましいクラブを選択するまで、このプロセスは、繰り返されてもよい。あるいは、ユーザが、マイクロホンに向かって数字または英数字の指示を出すこと、または、それぞれの入力ボタンを押すことによって、クラブは選択されてもよい。クラブ選択は、デジタルディスプレイ42に「表示」され、上述のように、他のコンポーネントに通信されてもよい。
In use of the exemplary embodiment, the user can decide which size or type of golf club they would like to swing and thus be simulated by
実際のゴルフクラブをスイングするのと同様の方法で、ユーザは、グリップ部材130を握って、クラブ(即ち、携帯ゲーム装置)をスイングする準備をすることができる。しかしながら、スイングする前に、シャフトハウジング120の角度は、適切な角度でなければならず、シミュレートされたボールに対して、ヘッドハウジング140は、適切に配置されなければならない。IMU161に関連する電子機器は、シャフトハウジング120の位置に関する角度データを決定する。回路またはプロセッサが、シャフト角度およびクラブヘッドフェースが、適切に配置されていると決定すると、シャフトハウジング120をスイングする準備ができていることをユーザに通信するために、複数のLEDに電圧が加えられ、画像がデジタルディスプレイ102に表示される。
In a manner similar to swinging an actual golf club, the user can grip the
ユーザが、ゲーム機10をスイングすると、IMU161のセンサおよび、一実施形態において、光学アセンブリは、仮想ボールまたは他のオブジェクトの軌道を計算して、ディスプレイ102に表示することを可能にするスイングデータを収集することができる。ブルートゥース(登録商標)などの無線信号伝送を使用して、軌道または他のスイング統計は、ノートパソコン、遠隔表示画面、または他の遠隔電子装置などのリモートデバイスに送信されてもよい。前述のように、様々な触感または音も作動させることができる。本発明の特定の形態を図示し記載してきたが、そのような限定が特許請求の範囲およびその許容される機能的均等物に含まれることを除く限り、本発明は、それに限定されないことを理解されたい。本明細書に記載の原理および構造は、他の多くのスポーツ関連装置の動き、多くのスポーツのシミュレーション、ゲーム、および電子ゲームアプリに適用されてもよい。
As the user swings
Claims (19)
生成された前記加速度データおよび前記角回転データを受信するために、前記IMUと通信する前記携帯ゲーム装置内に配置されたプロセッサであって、前記携帯ゲーム装置の動きに関連する現在の経路データを決定するために、生成された前記加速度データおよび前記角回転データを使用するようにプログラムされる、前記プロセッサと、
前記プロセッサと通信する画像センサと、前記画像センサから変位した画像ターゲット部材とを含む、前記携帯ゲーム装置に関連する光学アセンブリであって、前記画像センサは、前記画像ターゲット部材の空間位置を示す画像ターゲットデータを生成するように構成された光学アセンブリと、を有し、
前記携帯ゲーム装置の動きにより仮想的に衝撃を受ける前記画像ターゲット部材の仮想軌道を決定するために、生成された前記加速度データおよび前記角回転データおよび生成された前記画像ターゲットデータを使用するように、前記プロセッサは、プログラムされ、
前記携帯ゲーム装置は、
対向する下端および上端を有し、前記下端および前記上端の間の内部領域を画定する細長いシャフトハウジングと、
前記シャフトハウジングの前記下端に結合され、開放空間を画定するヘッドハウジングであって、前記シャフトハウジングの下部は、前記開放空間に位置する、ヘッドハウジングと、
バッテリと、
前記シャフトハウジングの外面に結合され、前記バッテリに電気的に接続される入力部材であって、クラブ選択データを受信するように構成される前記入力部材と、
を含む、
ゲーミングイベントをシミュレーションするための装置。 an inertial measurement unit (“IMU”) associated with the mobile gaming device, configured to detect and generate acceleration and angular rotation data regarding movement of the mobile gaming device;
a processor located within the mobile gaming device in communication with the IMU to receive the generated acceleration data and the angular rotation data, the processor providing current path data associated with movement of the mobile gaming device; said processor programmed to use said generated acceleration data and said angular rotation data to determine;
An optical assembly associated with the mobile gaming device including an image sensor in communication with the processor and an image target member displaced from the image sensor, the image sensor indicating the spatial position of the image target member. an optical assembly configured to generate image target data;
using the generated acceleration data and the angular rotation data and the generated image target data to determine a virtual trajectory of the image target member that is virtually impacted by movement of the mobile gaming device; , the processor is programmed to
The mobile game device comprises:
an elongated shaft housing having opposed lower and upper ends and defining an interior region between said lower and upper ends;
a head housing coupled to the lower end of the shaft housing and defining an open space, wherein a lower portion of the shaft housing is located in the open space;
a battery;
an input member coupled to an exterior surface of the shaft housing and electrically connected to the battery, the input member configured to receive club selection data;
including,
A device for simulating gaming events.
加速度を検出して、前記加速度データを生成するように構成された少なくとも1つの加速度計と、
回転運動を検出して、前記角回転データを生成するように構成されたジャイロスコープセンサと、
空間的定位を検出して、方向データを生成するように構成された磁力計センサと、
を有する、請求項1に記載のシミュレーション装置。 The inertial measurement device is
at least one accelerometer configured to detect acceleration and generate the acceleration data;
a gyroscope sensor configured to detect rotational motion to generate said angular rotation data;
a magnetometer sensor configured to detect spatial orientation and generate orientation data;
The simulation apparatus according to claim 1, comprising:
前記ジャイロスコープセンサは、回転のピッチ、ヨーイング、およびロールの属性を検出するように構成される、
請求項2に記載のシミュレーション装置。 the at least one accelerometer is one of a linear accelerometer and an accelerometer that detects translational or non-gravitational forces;
wherein the gyroscope sensor is configured to detect rotational pitch, yaw, and roll attributes;
The simulation device according to claim 2.
前記画像ターゲット部材は、前記画像センサにより、それぞれのスナップ写真が撮られたとき、前記携帯ゲーム装置の動きにより仮想的に衝撃を受ける瞬間を示す目印である、
請求項1に記載のシミュレーション装置。 wherein the image sensor is a camera configured to take a predetermined number of snapshots per second and generate image data associated with the snapshots;
wherein the image target member is a marker that indicates a moment of virtual impact due to movement of the mobile gaming device when each snapshot is taken by the image sensor;
The simulation device according to claim 1.
前記プロセッサは、前記決定された軌道を示すデータを、前記デジタルディスプレイに表示するようにプログラムされる、請求項5に記載のシミュレーション装置。 Based on the acceleration data and the angular rotation data collected by the IMU, the processor simulates impact by actual movement of the mobile gaming device before and after a moment of impact determined by the optical assembly. programmed to determine the trajectory of a virtual target object to receive,
6. The simulation device of claim 5, wherein the processor is programmed to display data indicative of the determined trajectory on the digital display.
前記入力部材は、
グラフィックユーザインターフェースを提供するように構成されたデジタルディスプレイと、
ユーザによって供給されたデータを受信するように構成されたデータ入力コンポーネントと、
前記ユーザによって供給されたデータ、およびプログラミング命令を格納するように構成された不揮発性メモリと、を含み、
前記プロセッサは、前記メモリとデータ通信し、前記プログラミング命令を実行するように構成される、請求項1に記載のシミュレーション装置 further comprising an input member coupled to the mobile gaming device configured to receive input data from a user;
The input member is
a digital display configured to provide a graphical user interface;
a data input component configured to receive data supplied by a user;
a non-volatile memory configured to store the user-supplied data and programming instructions;
2. The simulation apparatus of claim 1, wherein the processor is in data communication with the memory and configured to execute the programming instructions.
生成された前記加速度データおよび前記角回転データが、前記携帯ゲーム装置の動きを示す場合、前記IMUは、振動活性化信号または音響活性化信号のうちの一方を生成するように構成され、
前記振動または前記音響活性化信号をそれぞれ受信すると、前記触覚部材は、音または振動出力のうちの一方を引き起こすよう作動される、請求項1に記載のシミュレーション装置。 a haptic member associated with the mobile gaming device and in communication with the IMU;
the IMU is configured to generate one of a vibration activation signal or a sound activation signal when the generated acceleration data and the angular rotation data indicate motion of the mobile gaming device;
2. The simulation device of claim 1, wherein the tactile member is actuated to cause one of a sound or vibration output upon receiving the vibration or the acoustic activation signal, respectively.
生成された前記加速度データおよび前記角回転データを受信するために、前記IMUと通信する前記携帯ゲーム装置内に配置されたプロセッサが、生成された前記加速度データおよび前記角回転データを使用して、前記携帯ゲーム装置の動きに関連する現在の経路データを決定することと、
前記携帯ゲーム装置に関連する光学アセンブリを介して、画像ターゲット部材の空間位置を示す画像ターゲットデータを生成することであって、前記光学アセンブリは、前記プロセッサとデータ通信する画像センサを含み、前記画像センサから変位する画像ターゲット部材を含む、生成することと、
前記プロセッサが、生成された前記加速度データおよび前記角回転データ、および生成された前記画像ターゲットデータを使用して、前記携帯ゲーム装置の動きにより仮想的に衝撃を受ける前記画像ターゲット部材の仮想軌道を決定すること、とを備えるゲーミングイベントをシミュレーションするための方法。 an elongated shaft housing having opposed lower and upper ends and defining an interior region between said lower and upper ends; and a head housing coupled to said lower end of said shaft housing and defining an open space, said shaft A lower portion of the housing includes a head housing located in the open space, a battery, and an input member coupled to an outer surface of the shaft housing and electrically connected to the battery for receiving club selection data. detecting and generating acceleration and angular rotation data of the mobile gaming device via an inertial measurement unit (“IMU”) associated with the mobile gaming device having the input member configured to:
a processor located within the mobile gaming device in communication with the IMU to receive the generated acceleration data and the angular rotation data, using the generated acceleration data and the angular rotation data to: determining current path data associated with movement of the mobile gaming device;
generating image target data indicative of spatial locations of image target members via an optical assembly associated with the mobile gaming device, the optical assembly including an image sensor in data communication with the processor; generating, including an image target member displaced from the image sensor;
The processor uses the generated acceleration data and the angular rotation data and the generated image target data to determine a virtual trajectory of the image target member that is virtually impacted by movement of the mobile gaming device. A method for simulating a gaming event comprising: determining.
加速度を検出して、前記加速度データを生成するように構成された少なくとも1つの加速度計と、
回転運動を検出して、前記角回転データを生成するように構成されたジャイロスコープセンサと、
空間的定位を検出して、方向データを生成するように構成された磁力計センサと、
を含む、請求項15に記載のゲーミングイベントをシミュレーションするための方法。 The inertial measurement device is
at least one accelerometer configured to detect acceleration and generate the acceleration data;
a gyroscope sensor configured to detect rotational motion to generate said angular rotation data;
a magnetometer sensor configured to detect spatial orientation and generate orientation data;
16. A method for simulating a gaming event as recited in claim 15, comprising:
前記ジャイロスコープセンサは、回転のピッチ、ヨーイング、およびロールの属性を検出するように構成される、
請求項16に記載のゲーミングイベントをシミュレーションするための方法。 the at least one accelerometer is one of a linear accelerometer and an accelerometer that detects translational or non-gravitational forces;
wherein the gyroscope sensor is configured to detect rotational pitch, yaw, and roll attributes;
17. A method for simulating a gaming event according to claim 16.
前記画像センサにより、それぞれのスナップ写真が撮られたとき、前記画像ターゲット部材は、前記携帯ゲーム装置の動きにより仮想的に衝撃を受ける瞬間を示す目印である、
請求項15に記載のゲーミングイベントをシミュレーションするための方法。 wherein the image sensor is a camera configured to take a predetermined number of snapshots per second and generate image data associated with the snapshots;
when each snapshot is taken by the image sensor, the image target member is a marker that indicates a moment of virtual impact with movement of the mobile gaming device;
16. A method for simulating a gaming event according to claim 15.
生成された前記加速度データおよび前記角回転データが、前記携帯ゲーム装置の動きを示す場合、前記プロセッサが、活性化信号を生成することと、
前記活性化信号が生成されたとき、前記プロセッサが、前記触覚部材を作動させることと、
を備える請求項15に記載のゲーミングイベントをシミュレーションするための方法。 providing a haptic member coupled to the mobile gaming device configured to vibrate or emit a sound when activated;
the processor generating an activation signal when the generated acceleration data and the angular rotation data indicate motion of the mobile gaming device;
the processor activating the tactile member when the activation signal is generated;
16. A method for simulating a gaming event as recited in claim 15, comprising:
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