JPH0613878U - 移動体画像解析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最小限のシステム構成により移動体の３次元
的な動作状態を解析できる画像解析システムを得るこ
と。特に、ゴルフスイングにおけるインパクト時のクラ
ブヘッド及びボールの移動状態を解析するシステムに適
用する。 【構成】 解析対象物である移動体を撮影する撮像手段
１と、この撮像手段による撮影方向を第１の方向とした
場合に、該第１の方向と交叉する第２の方向から捉えた
移動体１０ａ，１０ｂの映像を前記撮像手段１に向け反
射させるミラー２とを備える。撮像手段１は、第１の方
向から捉えた移動体の映像と第２の方向から捉えた移動
体の映像とを同時に撮影する。 【効果】 従来２台必要であった撮影手段としてのカメ
ラ１を１台とすることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、移動体画像解析システムに関し、特に、ゴルフスイングにおけるイ ンパクト時のクラブヘッドとボールの移動状態の解析を行うのに好適なシステム に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

移動体の移動状態を画像解析する移動体画像解析システムの一つとして従来か ら、ゴルフスイングにおけるインパクト時のクラブヘッドとボールの移動状態を ３次元的に画像解析できるシステムが考案され提供されている。この従来の画像 解析システムは、解析対象物の垂直方向の映像と水平方向の映像とを同時に撮影 し、これらの映像を同時にモニタに表示することにより、解析対象物の移動状態 を３次元的に把握しようとするものである。

【０００３】 図７及び図８に、かかる従来の解析システムの一例を示すが、このシステムは 図７に示すように、解析対象物である被験者１１１のクラブヘッド１１０ａとボ ール１１０ｂの上方位置に配置されこれらを上方から撮影する第１のカメラ１０ １と、被験者１１１の前方位置に配置されクラブヘッド１１０ａとボール１１０ ｂを水平方向から撮影する第２のカメラ１０２と、解析対象物であるクラブヘッ ド１１０ａ及びボール１１０ｂを照明するストロボ装置１０３とを備えている。

【０００４】 そして、図８に示すように、この解析システムは、前記第１及び第２のカメラ １０１、１０２により被験者のクラブヘッドとボールの垂直方向の映像と水平方 向の映像とがそれぞれ高速多重撮影され、これらの映像信号は２分割表示ユニッ ト１０７により合成され、画像メモリ１０４に記憶される。

【０００５】 そして、ＣＰＵ１０５の命令に応じてモニタ１０６に前記２分割表示ユニット １０７で合成された映像、すなわち、例えば画面の上半分には垂直方向の映像が 、また下半分には水平方向の映像が表示される等、２分割された画面の一方に解 析対象物の垂直方向の映像が、また他方に水平方向の映像が同時に表示され、こ れにより、クラブヘッドの軌跡やフェースの向き、ボールの飛ぶ方向や速度、ボ ールのスピン状態等の３次元的な解析が可能となる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述のように、従来の解析システムにおいては、被験者のクラ ブ先端部を上方から捉えクラブヘッド及びボールの垂直方向の映像を得るための カメラと、さらにこれに加え、被験者のクラブ先端部を正面から捉えクラブヘッ ド及びボールの水平方向の映像を得るためのカメラが必要であり、したがって従 来のこの種の装置では２台のカメラを設ける必要があった。このため、従来の解 析システムでは、装置が大型化すると共に、前記２台のカメラを同期させる必要 から、システム構成が複雑化するとの問題があった。

【０００７】 本考案は、かかる従来の画像解析システムにおける問題点を解決すべくなされ たもので、簡単かつ小型なシステム構成により移動体の３次元的な動作状態を解 析できる移動体画像解析システムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成すべく、本願の第１の考案は、解析対象物である移動体を撮影 する撮像手段と、この撮像手段による撮影方向を第１の方向とした場合に、該第 １の方向と交叉する第２の方向から捉えた移動体の映像を前記撮像手段に向け反 射させるミラーとを備え、前記撮像手段が、前記第１の方向から捉えた移動体の 映像と前記第２の方向から捉えた移動体の映像とを同時に撮影するものであるこ とを特徴とする移動体画像解析システムに係るものである。

【０００９】 また、本願の第２の考案は、前記本願の第１の考案において、前記撮像手段を 移動体の上方位置に配置すると共に、前記ミラーを移動体の前方位置に配置し、 前記撮像手段が、移動体の上方からの映像と前記ミラーにより反射された移動体 の水平方向の映像とを同時に撮影するものであることを特徴とする移動体画像解 析システムに係るものである。

【００１０】

【作用】

本考案において、前記撮像手段は、解析対象物である移動体を異なる２方向か ら捉えた映像を同時に撮影する。このために、前記撮像手段は、前記移動体と前 記ミラーとを同時にその撮影視野に捉える。また、この撮像手段の撮影方向を第 １の方向とした場合に、前記ミラーは、第１の方向と交叉する第２の方向から捉 えた移動体の映像を前記撮像手段に向け反射する。

【００１１】 したがって、前記撮像手段は前記第１の方向からの移動体の映像と、前記ミラ ーにより反射された第２の方向からの移動体の映像とを同時に撮影することが可 能となる。

【００１２】 また本願の第２の考案では、前記撮像手段は、移動体の垂直方向の映像と、前 記ミラーにより反射された水平方向の映像とを同時に撮影する。

【００１３】 ところで、本考案に係る解析システムにおいては、前記ミラーの反射により捉 えられた第２の方向の映像には、実際に該第２の方向から観察した場合に比べ光 学的な誤差が含まれている。すなわち、一例として前記第１の方向として垂直方 向を、また前記第２の方向として水平方向を選択した解析システムについて説明 すると、図４に示すように移動体１０ｃが水平方向に移動した場合には、図５に 示すように、実際には垂直方向の移動はないにも拘らず、ミラー２上では移動体 １０ｃが垂直方向に移動したように観察されるのである。

【００１４】 そこで、本解析システムにおいて前記第２の方向から捉えられる移動体の移動 状態についても定量的に正確な解析を行うには、当該第２の方向の画像について 以下のような補正演算を行い、これにより当該第２の方向についても移動状態を 知ることができる。

【００１５】 すなわち、図６に示すように、撮像手段としてのカメラ１を移動体１０ｃの上 方に配置し、このカメラ１により移動体の上方からの映像と、ミラーにより反射 された移動体の水平方向からの映像とを撮影するシステムについて説明すると、 このようなシステムにおいて、移動体１０ｃがＡ₁ からＣ₁ へ移動した場合には 、ミラー２上ではその像はＡ₂ からＣ₂ へ移動することとなる。しかしながら、 移動体１０ｃの鉛直方向の移動状態を示す前記ミラー上の移動量Ａ₂ Ｃ₂ には、 水平方向の移動成分Ａ₁ Ｂ₁ が含まれることとなる。この水平方向成分Ａ₁ Ｂ₁ は、ミラー２上では移動量Ａ₂ Ｂ₂ として現れる。

【００１６】 したがって、ミラー２上の映像から移動体１０ｃの正確な水平方向からの映像 を得るためには、カメラ１が移動体１０ｃを上方から直接捉えた鉛直方向からの 映像により得られる移動体１０ｃの水平移動量Ａ₁ Ｂ₁ から、ミラー上の移動量 Ａ₂ Ｂ₂ を求め、この移動量Ａ₂ Ｂ₂ を前記移動量Ａ₂ Ｃ₂ から減ずることによ り、移動体１０ｃの真の鉛直移動量Ｂ₂ Ｃ₂ を求めることができる。

【００１７】 図示のように、床面１２とカメラ１との距離をＬ、移動体１０ｃとミラー２の 下端との水平距離をｍ、床面１２と移動体１０ｃとの距離をｈ、ミラー２の床面 １２に対する傾斜角を４５°、移動体１０ｃの水平移動量Ａ₁ Ｂ₁ をｎとし、Ｌ ＋ｍ＋ｈ＝ｋとすれば、移動体１０ｃがミラー２に近づく方向に移動する場合に は、前記ミラー２上に現れる水平移動Ａ₁ Ｂ₁ による誤差量Ａ₂ Ｂ₂ は、次式に より求めることができる。

【００１８】 Ａ₂ Ｂ₂ ＝（２^1/2 ｈｎＬ）／｛ｋ（ｋ−ｎ）｝

【００１９】 また、移動体１０ｃがミラー２から遠ざかる方向に移動する場合には、前記誤 差量Ａ₂ Ｂ₂ は、次式により求めることができる。

【００２０】 Ａ₂ Ｂ₂ ＝（２^1/2 ｈｎＬ）／｛ｋ（ｋ＋ｎ）｝

【００２１】 したがって、ミラーの反射により得られた当該第２の方向の画像に対して前記 誤差量Ａ₂ Ｂ₂ を補正処理するようにすれば、水平方向の移動状態を認識するこ とができる。

【００２２】

【実施例】

次に本発明の実施例を図面に基き説明する。図１乃至図３は、本考案の一実施 例の構成を示す説明図であるが、本実施例は、本考案の好適な実施例として構成 したゴルフスイングにおけるインパクト時のクラブヘッドとボールの移動状態の 解析を行うシステムに係るものである。

【００２３】 図１に示すように、本実施例にかかる移動体画像解析システムでは、アドレス 時におけるボールのセット位置周辺を撮影するカメラ１が該ボールセット位置上 方に配置されると共に、ボールセット位置の前方の、前記カメラ１の視野内に納 まる位置には、ボールセット位置周辺を水平方向から観察した映像を前記カメラ １に向け反射するように方向を調整したミラー２が設置されている。

【００２４】 このミラー２には、ボールやクラブヘッドが当たって破損するのを防止するた めに金属板にメッキを施したもの、または樹脂製のものを用いる。また、ミラー ２の後方には、解析対象物であるクラブヘッド１０ａやボール１０ｂの撮影にあ たりこれらを照明するストロボ装置３が設けられ、さらに本システムには、図１ には示されないモニタ、画像メモリ、ＣＰＵ等の各装置が備えられている。

【００２５】 図２は、本実施例のシステム構成を示すブロック図である。図示のように、本 システムでは前記ボールセット位置上方に設けられたカメラ１により、クラブヘ ッド１０ａ及びボール１０ｂ鉛直方向の映像と、ミラー２で反射された水平方向 の映像とが同時に高速多重撮影される。図３に本カメラ１の視野１ａを示すが、 図示のように本カメラ１は、クラブヘッド１０ａ及びボール１０ｂと、ミラー２ とをその視野内に納めることにより、クラブヘッド等の上方からの映像と、ミラ ー２で反射された水平方向の映像とを同時に捉えることが可能である。

【００２６】 そして、前記カメラ１からの映像信号は、画像メモリ４に出力され、さらにＣ ＰＵ５により水平及び鉛直方向の映像からクラブヘッドやボールの動きを分析し 、かつ前記水平方向の移動量に対して前述した誤差量を除く補正処理をすること により被験者のクラブヘッドの軌跡やフェースの向き、ボールの飛ぶ方向や速度 、ボールのスピン状態等を３次元的に解析することができる。

【００２７】 また、スイングを解析する上で、クラブヘッドの軌跡における最下点の位置を 知ることは重要であるが、本システムによれば前記上部に設けられたカメラ１台 を使用するだけで水平方向から捉えたクラブヘッドの軌跡を撮影することが可能 であり、クラブヘッドの最下点を容易に知ることができる。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したとおり、本考案によれば、最小限のシステム構成により移動体の ３次元的な動作状態を画像解析できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の概略構成を示す側面図であ
る。

【図２】同じく本考案の一実施例の構成を示すブロック
図である。

【図３】本考案の一実施例におけるカメラの視野を示す
平面図である。

【図４】本考案の解析原理を説明する説明図である。

【図５】同じく、本考案の解析原理を説明する説明図で
ある。

【図６】同じく、本考案の解析原理を説明する説明図で
ある。

【図７】従来の移動体画像解析システムの概略構成を示
す側面図である。

【図８】従来の解析システムの構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１、１０１、１０２ カメラ １ａ カメラの視野 ２ ミラー ３、１０３ ストロボ装置 ４、１０４ 画像メモリ ５、１０５ ＣＰＵ ６、１０６ モニタ １０７ ２分割表示ユニット １０ａ、１１０ａ クラブヘッド １０ｂ、１１０ｂ ボール １０ｃ 移動体 １１、１１１ 被験者 １２ 床面 尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 解析対象物である移動体を撮影する撮像
   手段と、 この撮像手段による撮影方向を第１の方向とした場合
   に、該第１の方向と交叉する第２の方向から捉えた移動
   体の映像を前記撮像手段に向け反射させるミラーとを備
   え、 前記撮像手段が、前記第１の方向から捉えた移動体の映
   像と前記第２の方向から捉えた移動体の映像とを同時に
   撮影するものであることを特徴とする移動体画像解析シ
   ステム。
2. 【請求項２】 前記撮像手段を移動体の上方位置に配置
   すると共に、 前記ミラーを移動体の前方位置に配置し、 前記撮像手段が、移動体の上方からの映像と前記ミラー
   により反射された移動体の水平方向の映像とを同時に撮
   影するものであることを特徴とする請求項１に記載の移
   動体画像解析システム。