JPH07581A

JPH07581A - ゴルフ競技用室内視覚シミュレータ

Info

Publication number: JPH07581A
Application number: JP33283992A
Authority: JP
Inventors: Supasobusukii Gooran; ゴーラン・スパソブスキー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1995-01-06
Also published as: JPH06114134A; YU193491A

Abstract

(57)【要約】【目的】競技者と装置との接触がキーボードで競技の
モードを設定するだけで済み、競技者の希望に応じて競
技モードがコンピュータにより実行される、ゴルフ競技
用室内視覚シミュレータの実現である。【構成】競技者は、通常の競技の状況に適した完全な
競技装備を全く自由に選択することができる。打撃自体
はゴルフの競技ルールに則って自由に、但しゴルフコー
スのイメージを映したスクリーンに向かって行なう。打
撃を、打つ間中ＣＣＤマトリックスカメラによって録画
し、コンピュータが認識した地上の障害物と共に、イメ
ージによって表される想像上のゴルフボールの空間にお
ける飛行をグラフィック表現するために必要なパラメー
タを得て、閉空間における視覚ゴルフ競技をシミュレー
トするようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、閉空間におけるゴルフ
練習用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴルフが普及している西側諸国及び日本
においては、閉空間におけるゴルフ練習用装置が市場に
出回って久しい。

【０００３】ゴルフは、小さなゴルフボールと、小さな
打撃面を備えた細長いクラブを用い行うものであるが、
速く且つ極めて正確に打つのは容易ではなく、打つ技
術、ひいてはプレーヤのコンディションが競技の勝敗の
大きな決め手となる。従って、指導者の数の多さと高額
なレッスン料（通常半時間単位）に示されるように、打
撃練習に対するプレーヤの需要が高い。こういった需要
と、競技が天候に左右され易いこと、及び、潜在的なプ
レーヤの余暇時間とに基づき、種々の練習補助装置が開
発され市場に出回っている。

【０００４】これらの装置は全て概念上アナライザとシ
ミュレータとに二分される。

【０００５】アナライザはゴルフクラブのスイングの特
徴と打撃により生じる適当なパラメータを対象としてお
り、いずれのアナライザにおいてもゴルフボールとその
飛行は問題としていない。概して、ゴルフボールはゴル
フクラブの方向付けのために視覚上表現されるだけであ
って、実物のゴルフボールではない。

【０００６】アナライザによって示される結果は、スイ
ングの特徴と、記録されたパラメータに基づき計算され
たゴルフボールのレンジに関する数値データである。技
術的解決のレベルに応じた変形が可能ではあるが、現実
感には全く欠ける。また、ゴルフクラブの型を常に覚え
ておいて入力データとして入力する必要があり、さもな
ければゴルフボール飛行の計算が全く間違ったものとな
る。

【０００７】打撃練習場で最も有名なのはいわゆるシュ
ーティング用フィールド(「ドライビング・レンジ(Ｄriv
ing range)」)である。その名が示すように、ゴルフコ
ースに属する広いフィールドであって、ゴルフボールを
一本の決められた線より打つものである。フィールドに
は距離が示されており多くのプレーヤが線から打つ。

【０００８】閉空間におけるドライビング・レンジは、
プレーヤの前方に強く細いネットを張った小さな箱であ
って、ゴルフボールをネットに目掛けて打つものであ
る。更に、プレーヤの視野には大きな鏡がある。指導者
が常に立会いアナライザの役目をする。もしも指導者が
いなければ、鏡があるにせよ、プレーヤは動作の特徴を
知ることができない。何故ならば、全ての動作があまり
にも速く行なわれるからである。一人で打つと、間違っ
たフォームで練習することになり逆効果であるだけでな
く、ゴルフボールの飛行の様子が全く判らない。ゴルフ
ボールは通常実物であるが必ずしもその必要はない。こ
の装置では、更にスイングの分析を行うために、カメラ
を適当に設けたビデオ装置が通常付加される。

【０００９】コンピュータアナライザの最も古いものは
三菱の製造によるものである。検知器はゴルフボールの
周囲の正方形に設けた４個の誘導コイルから構成され、
クラブヘッドの速度と打つときの打撃面の位置に関する
データを、クラブヘッドの存在により引き起こされる磁
束の変化に基づき記録する。出力データは数値データと
して小さなディスプレイに表示される。ゴルフボールの
逸脱はグラフィック表現される。

【００１０】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１４６
３４１号に開示される装置は前述の装置に極めて類似し
た特徴を有する。ただし、光検知器がわずかにより効果
的であるので、結果はより正確である。反応速度の速い
光電池がゴルフボールの周囲のグランドの適当な位置に
配置され、スポンジでできたゴルフボールを打つ間のゴ
ルフクラブの動きと位置のパラメータを上記方法で記録
する。

【００１１】同上の会社の製造による「プッティング・
チェッカー(Ｐutting Ｃhecker)」なる装置は、原則と
して前述の装置と同様の動作を行うものであって、唯一
の違いは打撃が最終打撃、即ち、ゴルフボールをグラン
ドに転がしてホールに落とすスコアである点である。
(実際のゴルフコースでは、特別に養生された芝生、即
ちグリーンの上で行われる。)

【００１２】イギリスで製造されている「ゴルフ・スイ
ング・アナライザ(Ｇolf ＳwingＡnalyzer)」もこの範
疇に入る。よく開発されたソフトウェアに基づくアナラ
イザとしても最も優れており、グラフィック表現が可能
である。基本原理は、特殊なグランドに光検知器を備
え、更に、プレーヤの足から地面への体重移動を感知す
るピエゾ検知器を備えた典型的なアナライザである。プ
ログラムは高い解析度とテストされた正確さを有する。
更に、画面では２つの状況がグラフィック表現され、サ
ーマルプリンタを用いて印刷することもできる。映しだ
される状況の１つは、クラブヘッドとクラブスイングの
グラフィック表現に、打撃の結果に関する数値データを
添えたものであり、もう１つは、上方から垂直に見下ろ
したゴルフコースとゴルフボールの飛行の簡単なコンピ
ュータイメージである。後者による、打撃のグラフィッ
ク解釈により、１８ホールのゴルフコースについてゲー
ムの最初から最後までを想像上行うことができる。更
に、ソフトウェアが専門的に作られているため、競技ル
ールに則っとり複数のプレーヤでゲームを行うことがで
きる。

【００１３】日本で製造されている「ビデオアナライザ
（Video analyzer)」は完全に装備されているが依然典型
的なアナライザである。この装置は、ゴルフボールの正
確に決められた位置と、グランドに設けた光検知器系
と、２つの付加されたビデオカメラと、クラブスイング
に関するデータとゴルフボールのレンジと飛行に関する
数値データを結合したイメージ命令と、載置されたゴル
フボールに対するゴルフクラブの衝撃面とを利用してい
る。

【００１４】上記アナライザは、想像上のグランドでの
プレイが可能な最後の例も含めていずれも、実際のプレ
イに慣れた競技者に、景色や、目の届く空間内でのゴル
フボールの飛行といった効果を与えることができず、競
技者が現実感を抱くには大きな障害となっている。アナ
ライザを用いるとき、競技者は空間に対する感覚を持て
ず、必要である空間における方向づけの訓練とはならな
い。また、その技術的解決法から、アナライザをシミュ
レータに変えることはできない。検知器系の応用である
これらアナライザの主な問題点は、ゴルフボールを打つ
ときの位置が１カ所に限られているという点である。ア
ナライザ用のソフトウェアはシミュレーションに応用す
ることができないので、新たに開発する必要がある。

【００１５】シミュレータの概念は、ボールとボールへ
の効果に注目することである。従って、ゴルフボールは
実物でなければならない。ゴルフボールの効果は空間に
おいて生じるため想像上の空間を表現しなければならな
い。「シミュレータ」という名の通り、模擬したもので
なくてはならない。ゴルフ競技には、競技者の全ての動
作と用具が含まれる。実際に満足のいくものが得られる
かどうかには程度の差があるにしても、競技者の現実感
が求められるので、打った後、ゴルフボールの飛行カー
ブは競技者の前方の空間を通って追跡される。まず、解
釈の質、それから、技術の応用により得られるその他の
全ての機会が問題となり、更に、提示された打撃のデー
タが競技者に安心感と好感を与えるのである。打撃の
際、ゴルフボールは１個の細い領域に載置されるが、必
ずしもアナライザの場合のように同一の地点に載置する
のではない。

【００１６】このようなシミュレータとしては、特開昭
４９−１２０７３３号にかかる「ゴルフォマット（Ｇｏ
ｌｆｏｍａｔ）がある。ゴルフォマットにおいては早く
からシミュレーションを適用しており、従って最も優れ
ているという印象を与える。背景には技術が用いられて
おり、競技者は風景の映像が写し出された大きなスクリ
ーン上の光景に注目するだけでよい。実物のゴルフボー
ルの飛行は上記スクリーンで遮られ、それと同時に、写
し出された空間を横切ってゴルフボールの映像がイメー
ジ上の飛行を続ける。着地後、映像は変わり、コンピュ
ータの計算によりゴルフボールの飛行が終わったと決定
された地点を示す。イメージは、最新の地点と、スター
ト地点（ティー）、ホールまでの距離に関する数値デー
タを既に含む。

【００１７】検知器系は２個の部分に分けられる。マイ
クが打撃点付近に設けられ、もう１個のマイクが緩いス
ロープ状のスクリーンの背後付近に設けられる。マイク
をゴルフボールと人口芝付きの厚手のマットの下に設
け、ダイナミック・マイクロホンによって、ゴルフボー
ルをゴルフクラブで打つときに生じる音を受取り、増幅
器によって信号を約１０倍に増幅する。干渉を防ぐため
雑音は濾過される。受け取られた信号により、時間の計
測が開始され、打つ前に映し出されていたゴルフボール
の静止映像が消える。スクリーン後方の下に設けた７個
の光源が、集中光を用いて、スクリーン上縁部上方に光
源と向かい合わせに並べて設けた７個の光電池を照明す
る。ゴルフボールがスクリーンに当たることにより、ス
クリーンは撓み動く。スクリーンの表面が平らでなくな
ることにより光線が遮られ、陰りによる抵抗の変化によ
り、適当な光電池が反応する。従って、所定の信号がコ
ンピュータに送られ打った方向を決定する。上記光電池
から受け取られた信号は、時間の計測をも停止する。こ
の時間は打つ強さ、即ち打った時のゴルフボールの飛距
離に正比例する。所定のテーブルから適当な飛距離を検
索し、そして、ステップモータを用いて最新のイメージ
を打った強さに合ったイメージに変えて表示する。上記
時間を入力データとして用いて選択したカーブを、上記
光電池の箇所から、別個のゴルフボール映写機を使って
スクリーンに写す。従って、ゴルフボールの飛行が継続
しているような印象を与えることができる。ゴルフボー
ルがスクリーンに当たった後、テーブルを用いて選択し
た時間の計算を開始する。しかしながら、ゴルフボール
が当たると衝撃が生じ、いわゆる「物理的秒間」に、コ
ンピュータはゴルフボールの飛行の映写を開始しようと
するため、飛行が継続するような印象は非常に正確に得
られるが、映写開始時点は必ずしも打った時点と同一で
はない。

【００１８】風景を映写する映写機は、デジタル及びア
ナログ制御回路を備えた原初的なコマ送り映写機であ
る。スライドを、３５ミリ映画のテープに設け、映写レ
ンズと３００ワットのハロゲン光源の間に制御しながら
導いている。スライドには、スタート地点からホールま
で、そしてホールの少し後ろまでおよそ９メートル（１
０ヤード）毎に、但し、プレイグランドの中心線に沿っ
た部分のみ記録されている。

【００１９】特別に養生された芝生「グリーン」夫々に
おいて、ゴルフボールが着地できるのは、ホールそのも
のから約６メートル、３メートル及び１．５メートル
（２０、１０及び５フィート）の地点だけである。最初
に打つ位置と、特別に養生された芝生「グリーン」に入
るときしか映写機には何を写しているのか認識されない
ので、コンピュータが、フィルムの切れ端とその両端に
接するマイクロスイッチによって、写しているものを検
出する。

【００２０】ゴルフボールの想像上の飛行のための映写
機は、直径５０ミリメートルの単一のブライトポイント
を備えた映写機である。２個のミラーから光束を導くこ
とによって映写目標が調節される。１個のミラーは、垂
直軸を中心に回転、調節され、もう１個のミラーは、水
平軸を中心に回転、調節される。従って、映写スクリー
ンのあらゆる箇所を照明することができる。光学上の線
上に絞りを設ける。絞りの露出設定はステップモータを
用いコンピュータによって制御される。映像の寸法が減
少することにより、ゴルフボールが三次元空間を遠ざか
っていくような印象即ち奥行きが生じる。この映写機に
は何を映写しているのか認識されていないので、グラン
ドとの視覚上の調和がしばしば得られない。ゴルフボー
ルを誤って打つと危険なので、スクリーン手前から打つ
地点までキャンバス地の箱で保護している。実物のゴル
フボールを使用するため、高速で、しかも制御されずに
飛ぶ可能性があり、限られた空間内に止どめる必要があ
るので、シミュレータだけにこの箱を設けているのであ
る。

【００２１】基本的には特開昭５４−３１３２７号に開
示される、典型的なシミュレータ、「パー・ティー・ゴ
ルフ（ＰＡＲ−Ｔ−ＧＯＬＦ）」はアナライザの表示方
法を受け継ぐものである。別個のキーボードと、２個の
ディスプレイと、小さなプリンタと、ゴルフボールの映
写機を備える。風景のイメージに向かっての打撃が示さ
れるが、競技者は競技の間、機械の部品に注意を向けず
にはいられない。ソフトウェアのプログラムが改良され
ているため、装置全体が正確であるような印象を与え、
特にこのことから上記欠点が緩和されている。しかし、
上記欠点は、スクリーン上の効果により強調されてい
る。即ち、ゴルフボールの打ち始めからゴルフボールが
スクリーンに打ち当たるまで、観測時間が経過し、経過
後、ゴルフボールの映写が開始される。連続性はなく、
試合全体が、予め録画した打撃のイメージを映写してい
るかのような印象を与え、装置への注意を惹きつけてし
まう。この遅れは、適用されている検知システムのため
である。その他の技術全体は、イメージに関するデータ
がないという点を除いて、原則的に前記シミュレータの
ものと同様である。コンピュータにはイメージ上にある
ものが認識されており競技の良い先導者の役割をする
が、第１のシミュレータ同様飛行の映写には適用されな
い。イメージの映写は台座から行われるが、これは、適
用において問題がある。検知システムは３つの連続して
結合されたＣＣＤビデオカメラと強い赤外線光源から構
成される。ゴルフボールがスクリーンに向かって動く
間、第１及び第２のカメラを用いてゴルフボールの速度
が記録され、第３のカメラで方向を記録する。十分に張
ったスリーンにゴルフボールが当たると、ゴルフボール
の垂直方向のスピンの強さと方向により角度を付けて返
ってくる。

【００２２】ゴルフボールが戻るところは第３のカメラ
によって記録され、その後全てのデータをコンピュータ
が受け取る。出力角度が幾何学的角度と比べて大きく異
なれば、スピンがかかったのであり、ゴルフボールの飛
行が逸脱したと見なされ、ゴルフボールの飛行映像は三
次元のカーブを用いて表現される。右向きの逸脱は「ス
ライス」、左向きの逸脱は「フック」と称するが、実際
の屋外のプレイグランドにおける場合と異なり、スライ
スもフックも希であり、従ってこの方法によって得られ
るデータは信頼性に乏しい。

【００２３】ゴルフ・オー・トロン（Ｇｏｌｆ−Ｏ−Ｔ
ｒｏｎ）というシミュレータが、同じ製造者によってカ
ナダとアメリカにおいて製造されているが、多くの点で
ゴルフォマットと酷似している。異なる点は、幾つかの
技術的解決法と、ソフトウェアの成果である。ゴルフボ
ールのスクリーン上の打点の正確な座標を得るためにス
キャナーが検知器として用いられており、感度制御が簡
単である。台座からスクリーンに映写されるが、イメー
ジ全体が鮮明に映るようスクリーン上部は前方に傾いて
おり、スキャナーを組み合わせることにより映写するこ
とができる。スクリーン上部には後側から多くの情報が
映写される。適用された技術的解決法については、より
良い効果を得るための余地は多くはない。

【００２４】現在のところ、「インゴルフ（Ｉｎｇｏｌ
ｆ）」というシミュレータが、ＰＣ互換コンピュータに
使用可能な、ゴルフコースのイメージ映写専用に初めて
開発されたソフトウェアによって最もよく知られてい
る。このシミュレータにおいても、ビデオ映写機によっ
て風景のイメージを映写したスクリーンにゴルフボール
を打ち当てる。ゴルフボールが当たる場所の近くの、同
じカバー内に格納された２群の光電池によって光検知器
が構成されている。第１群の光電池はキリル文字の
「Π」の形に配置され、第２群の光電池は第１群の光電
池の中の長方形の形に配置されている。ゴルフボールの
凹所には、小さな鏡が組み込まれており、光源の光を第
２群の光電池に反射するようになっている。打つと、ゴ
ルフボールと鏡は動くので、反射光が第１群の光電池を
横切る。これに基づきゴルフボールのスピンが計算され
る。

【００２５】映写スクリーン背後に設けられた電気機械
検知器は、撚り合わせた金属線を備えた水平方向及び垂
直方向の多数の細長いカンバス地から構成され、ゴルフ
ボールがスクリーンに当たったときの電気的接触装置を
形成する。スイングからゴルフボールがスクリーンに当
たるときまでの時間に基づき、ゴルフボールの速度と方
向が計算される。

【００２６】ゴルフボールがスクリーンに当たった瞬間
からの、ゴルフコースを映写した空間におけるゴルフボ
ールの想像上の飛行は、コンピュータ・グラフィックス
によって可能とされる。また、４人までのプレーヤで全
１８ホールのゴルフコースの競技を行うことが可能であ
る。コンピュータ・グラフィックスの利点は、打つ方の
風景の方角と共に、ゴルフボールと、ホールまでの距離
を印した完全なプレイグランドを空から見た景色が選択
できる点である。しかし、前述のシミュレータ同様「ス
ライス」と「フック」が希なので、本当のゴルフコース
における現実感には一致しない。

【００２７】従って、上記装置はいずれも、閉空間内で
ゴルフを練習したいと思っている最終使用者に必要な全
てを満たしてはいない。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する技術課題は、競技者と装置との接触がキーボードで
競技のモードを設定するだけで済み、競技者の希望に応
じて競技モードがコンピュータにより実行される、ゴル
フ競技用室内視覚シミュレータの実現である。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるゴルフ競
技用室内視覚シミュレータは、ゴルフクラブで載置した
ゴルフボールを打つことができる模擬グランドと、模擬
グランドを照明するためにゴルフボール上方に所定の距
離を隔てて設けた光源と、模擬グランドの少なくとも２
位置におけるゴルフボールの２つのイメージを撮影する
ために、ゴルフボールの上方に所定の距離を隔てると共
に光源から所定の距離を隔てて設けたＣＣＤビデオカメ
ラと、光源に接続した照明制御装置と、ＣＣＤビデオカ
メラに接続したカメラ制御装置と、イメージの受容、記
憶、処理のためのイメージ処理装置と、照明制御装置及
びカメラ制御装置とイメージ処理装置に接続したコンピ
ュータと、映写スクリーン上の映写の中心に対して垂直
かつ放射方向に設けたビデオ映写機と、ビデオ映写機へ
の信号を発生するコンピュータに接続したグラフィック
ス・カードとを備え、コンピュータは座標系において実
物のゴルフボールが映写スクリーンに打ち当たる点の座
標Ｑを計算し、座標系における実物のゴルフボールのレ
ンジｓ₀を計算し、ゴルフボールの垂直方向に対する左
へのスピン（フック）または右へのスピン（スライス）
に起因するゴルフボールの飛行の逸脱の程度と方向を計
算し、実物のグランド上の打つ地点を計算するようにし
たことを特徴とするものである。

【００３０】本発明の好ましい一つの実施態様として
の、閉空間におけるゴルフ競技視覚シミュレータは、特
別人口芝いわゆる「グリーン」を備えた模擬グランド
（１）（以下、各数字は実施例の品番を示す。）と、特
別人口芝いわゆる「ラフ」を備えた模擬グランド（２）
と、特別人口砂いわゆる「バンカー」を備えた模擬グラ
ンド（３）を互いに隣接して設け、ＣＣＤマトリクスカ
メラ（８）と、模擬グランド（１，２，３）を照明する
ための光源（７）を実物のゴルフボール（４）の上方に
設置し、水平台（１２）を運搬台（１３）の底側に付着
し、運搬台（１３）をスチール製格子げた（１４）に摺
動自在に結合し、電気モータ（５）と、運搬台（１３）
の位置検知器（６）とによって、運搬台（１３）と水平
台（１２）の所望位置への位置決めを可能とし、前記所
望位置にビデオ映写機（１５）を映写スクリーン（１
６）上の映写の中心について垂直方向且つ放射方向に設
け、映写スクリーン（１６）をケージ（１７）の保護仕
切りによって囲繞すると共に固定し、ケージ（１７）の
保護仕切り内に実物のスコア（４）用のゴルフホール
（１９）を映写スクリーン（１６）と模擬グランド
（１，２，３）の間に形成し、照明用光源（７）を照明
制御装置（２８）に電気的に接続し、照明制御装置（２
８）をコンピュータ（２０）に情報工学的に接続し、Ｃ
ＣＤビデオカメラ（８）を実物のゴルフクラブ（１１）
と実物のゴルフボール（４）を介して照明用光源（７）
に光学的に接続し、可動運搬台（１３）位置決め用電気
モータ（５）と、可動運搬台（１３）の位置検知器
（６）を運搬台（１３）の位置決め装置（２９）に電気
的に接続し、位置決め装置（２９）をコンピュータ（２
０）に情報工学的に接続し、ビデオ映写機（１５）への
信号を発生するグラフィックス・カード（２２）にコン
ピュータ（２０）を情報的に接続し、競技者の名前を入
力し、ゲームモードとゴルフコースを選択するためのキ
ーボード（２１）にもコンピュータ（２０）を情報的に
接続し、コンピュータ（２０）をハードディスク（２
３）、フロッピードライブ（２４）及びフロッピーディ
スク（２５）に情報工学的に接続したもので、上記ＣＣ
Ｄビデオカメラ（８）の制御を、ＣＣＤビデオカメラ
（８）の露出開始とアクティブ画素の照明時間を決定す
るカメラ制御装置（２６）によって、イメージ形成、受
容及び記憶用特別ハードウェア（２７）及びコンピュー
タ（２０）から得たデータに基づき行い、且つ、イメー
ジＳ₀が夫々新たな打撃のためのゴルフボール（４）の
位置を示すため、ゴルフボールを載置したとき、特別ハ
ードウェア（２７）内部のイメージカウンタ（３２）
が、ビデオ信号のデジタル化を可能な限り行い、メモリ
選択装置（３４）が、ＣＣＤビデオカメラ（８）によっ
て撮影された現在のイメージＳ₀をコンピュータ（２
０）内の直接解析に送り、更に、打撃のイメージを探知
し撮影する間、特別ハードウェア（２７）の内部のイメ
ージカウンタ（３２）が、ビデオ信号のデジタル化を可
能な限り行い、メモリ選択装置（３４）が、ＣＣＤビデ
オカメラ（８）によって撮影されたイメージＳ₀をコン
ピュータ（２０）の解析に、イメージの水平線の数が所
定の数よりも少なければ解析のための第１イメージＳ₁
として、イメージの水平線の数が所定の最大の数よりも
多ければ解析のための第２イメージＳ₂として送り、こ
のとき、行われた打撃の最も可能性の少ないイメージは
Ｓ₂であって、コンピュータ計算時に座標系定数が用い
られ、このとき、ｈを、ＣＣＤビデオカメラ（８）から
グランド（１，２，３）までの距離、ａを、ＣＣＤビデ
オカメラ（８）から光源（７）までの距離、ｃをＣＣＤ
ビデオカメラ（８）の直行投影Ｈから模擬グランド
（１，２，３）までの軸に沿った距離、座標系の中心を
載置したゴルフボール（４）の中心とする座標系定数
と、ＣＣＤビデオカメラ（８）が撮影した２つのイメー
ジから得た測定値に基づき、コンピュータ（２１）が出
力データを計算し、このとき、Ｑを、実物のゴルフボー
ル（４）が映写スクリーン（１６）に打ち当たる点の直
交座標系Ｏｘｙｚにおける座標とし、ｓ₀を極座標系に
おけるゴルフボール（４）のレンジとし、又、ゴルフボ
ールの垂直方向左回転（フック）又は右回転（スライ
ス）によるゴルフボール（４）の飛行中における逸脱の
程度と方向を決定し、又、実際のグランドでの打撃点を
計算するようにしたことを特徴とするものである。

【００３１】更に、本発明にかかる閉空間用ゴルフ競技
視覚シミュレータは、測地学的方法によって得た一群の
地点から定められるゴルフコースの表面を、バーンスタ
インの定理を用いてパラメータ的表現による表面に変換
し、その後、表面の要素の最終結果を最小逸脱（誤差）
の基準を用いて表面の接線上に作図し、且つ、表面上の
地点、高さ、幅によって決定されるゴルフコースの対象
物を、最も遠くから最も近くまで、既在の表面のグラフ
ィック映写と既に分布する対象物に重ねて、映写するよ
うに、ゴルフコースからの対象物を、コンピュータ内部
のデータ用記憶媒体に設けるようにしたことを特徴とす
るものである。

【００３２】

【作用】競技者は、通常の競技の状況に適した完全な競
技装備を全く自由に選択することができる。打撃自体は
ゴルフの競技ルールに則って自由に、但しゴルフコース
のイメージを映したスクリーンに向かって行なう。打撃
を、打つ間中ＣＣＤマトリックスカメラによって録画
し、コンピュータが認識した地上の障害物と共に、イメ
ージによって表される想像上のゴルフボールの空間にお
ける飛行をグラフィック表現するために必要なパラメー
タを得る。

【００３３】

【実施例】図１は、ゴルフ競技用室内視覚シミュレータ
の電気ブロックの概略図である。

【００３４】図１で、コンピュータ２０は、ビデオ映写
機１５への電気信号を出力するグラフィックス・カード
２２に情報工学的に結合されている。コンピュータ２０
は、競技者の名前の入力及び競技モード並びにゴルフコ
ースの選択を行うためのキーボード２１にも情報工学的
に結合されている。

【００３５】コンピュータ２０は、ハードディスク２
３、フロッピードライブ２４及フロッピーディスク２５
に情報工学的に結合されている。閉空間におけるゴルフ
競技のシミュレーションのためのソフトウェアがハード
ディスク２３に設けられる。一方、フロッピードライブ
２４及びフロッピーディスク２５は、別のソフトウェア
を搭載すればハードディスク２３にアクセス可能である
が、シミュレーションの間は使用されない。

【００３６】照明用光源７が、照明制御装置２８に電気
的に接続されている。照明制御装置２８は、コンピュー
タ２０に情報工学的に結合されている。

【００３７】ＣＣＤビデオカメラ８が、カメラ制御装置
２６と、イメージの受取り、記憶及び処理のための特別
ハードウェア２７に電気的に接続されている。カメラ制
御装置２６及び特別ハードウェア２７は、コンピュータ
２０に情報工学的に結合されている。

【００３８】運搬台１３を位置決めするための電気モー
タ５と、運搬台１３の位置検知器６が、運搬台１３の位
置決め装置２９に電気的に接続されている。位置決め装
置２９は、コンピュータ２０に情報工学的に結合されて
いる。

【００３９】図２は、閉空間におけるゴルフ競技用視覚
シミュレータの上方より見た平面図である。地面には、
ゴルフボール４を打つための３個の模擬グランドが互い
に隣合わせに設けられている。即ち、特殊な人口芝を備
えた模擬グランド１、いわゆる「グリーン」と、特殊な
人口芝を備えた模擬グランド２、いわゆる「ラフ」及び
特殊な人口砂を備えた模擬グランド３、いわゆる「バン
カー」である。競技者は、選択した模擬グランド上に載
置したゴルフボール４を、ゴルフクラブ１１を用いてケ
ージ１７の保護仕切り枠によって囲まれると共に固定さ
れた映写スクリーン１６の方向に打つ。実際のスコアの
ためにゴルフボール４用のゴルフホール１９が、映写ス
クリーン１６と模擬グランド１、２及び３の間の地面に
形成されている。ゴルフボール４の上方に設けられるＣ
ＣＤカメラ８によるイメージの撮影が可能な境界を、模
擬グランドの範囲１０を破線で示す。

【００４０】図３は、閉空間におけるゴルフ競技用視覚
シミュレータの後方より見た背面図である。模擬グラン
ド１、２及び３上方において、スチール製格子げた１４
がケージ１７の保護仕切り枠に水平に固定されている。
格子げた１４上に運搬台１３を走行自在に懸架して設
け、該運搬台１３の上面にはビデオ映写機１５が設けら
れている。格子げた１４上に設けた運搬台１３の下面に
は水平台１２が設けられている。この水平台１２の下面
には、ＣＣＤビデオカメラ８と、照明９からの光線によ
って模擬グランド１、２又は３のうちの一つを照明する
ための光源７とが設けられ、且つ水平台１２の側面に
は、運搬台１３を走行駆動させる電気モータ５と位置検
知器６が設けられている。運搬台１３上で、ＣＣＤビデ
オカメラ８と光源７とは、シミュレータの背面から見て
一定の距離ａを置いて大略同じ高さに設けられる。従っ
て、光源７の照明で常にゴルフボール４の影を地面に作
り、ＣＣＤビデオカメラ８がゴルフボール４とその影を
撮ることができる。

【００４１】図４は閉空間におけるゴルフ競技用視覚シ
ミュレータの側方より見た側面図である。競技者１８
は、キーボード２１からゴルフモード、ゴルフコース及
び具体的なホール付きのプレイグランドをリストから選
択して、それらの信号を、コンピュータ２０から入力す
る。通常のゲームの状況に適した装備をするかしないか
は競技者１８の全くの自由である。競技者１８がゴルフ
クラブ１１を用いてゴルフボール４を打撃することも、
ゴルフの競技ルールに則って自由に行われる。通常のゴ
ルフ競技と比較して唯一異なるのは、所定の３個のグラ
ンドから１個を選択する点である。

【００４２】ビデオ映写機１５により、ゴルフコースの
景色が映写スクリーン１６に示されており、映写スクリ
ーン１６にゴルフボール４を打ち当てる。競技者１８
は、映写スクリーン１６の映写の中心、即ち映写された
ホールと旗の方向にゴルフボール４を打つのが理想的で
ある。ゴルフボール４をゴルフクラブ１１で打ち、打た
れたゴルフボール４は映写スクリーン１６に向かって飛
び、映写スクリーン１６に当たってのち、地面に戻る。
ＣＣＤビデオカメラ８が打たれたゴルフボール４の２位
置におけるイメージを撮り、該２位置のイメージの電気
信号をコンピュータ２０が受け取って処理し、ゴルフボ
ールの飛行のパラメータを計算する。ゴルフボール４が
映写スクリーン１６に当たる前にコンピュータ２０は、
ＣＣＤビデオカメラ８の電気信号によりゴルフボール４
の打撃を分析する。この分析の結果を受けてビデオ映写
機１５により、ゴルフボール４が映写スクリーン１６に
打ち当たった瞬間から、ゴルフボールのイメージと影を
映写スクリーン１６上に映写する。映写されたゴルフボ
ールは、イメージによって表される空間を、コンピュー
タ２０が計算した飛行軌道に沿って飛ぶ。このとき、ゴ
ルフボールが遠ざかるにつれてゴルフボールの寸法が減
少するよう考慮されている。コンピュータ２０は、ＣＣ
Ｄビデオカメラ８とビデオ映写機１５のイメージから、
スイングのための場所についての状況と、スクリーン映
写されたゴルフボールの飛行の間ゴルフボールへ影響を
及ぼす障害物（立ち木、丘、水など）を認識し、その認
識の結果を受けて分析し、この分析の結果によりゴルフ
ボールの終着位置に反応させる。コンピュータ２０の計
算により、次に打つグランドが変わることは分かれば、
ＣＣＤビデオカメラ８と光源７は、運搬台１３と共に、
電気モータ５の駆動でスチール製格子げた４に沿って移
動し、そのグランドを照明し次の打撃を撮影する。

【００４３】同時に、コンピュータ２０は、競技ルール
に基づいて選択した方法と、最新のそしてトータルのス
コアについての処理を行なう。これらの方法とスコア
は、映写スクリーン上に映写したイメージのタイトル中
に示される。本発明のシミュレータは、従来のものと比
較して、シミュレータの速度、信頼性及び状況の多様性
が実質的に増大する。

【００４４】図５は、イメージの記録、記憶、処理及び
ＣＣＤビデオカメラの制御の為の特別ハードウェア２７
の動作の原理を示す電気回路のブロック図である。

【００４５】図６は、ゴルフボールとゴルフクラブの打
つ直前のイメージを示す図である。図６において、１１
はゴルフクラブ、４はゴルフボール、３０はゴルフボー
ルの影を示す。

【００４６】図７は、ゴルフボールとゴルフクラブの遅
い速度で打った直後のイメージを示す図である。

【００４７】図８は、ゴルフボールとゴルフクラブの速
い速度で打った後のイメージを示す図である。

【００４８】競技者は選んだゴルフクラブ１１でゴルフ
ボール４をいつ打ってもよく、競技に集中することがで
きる。ゴルフボール４の予想される初速は毎秒３００メ
ートルである。結果を分析するには、公知の時間間隔
で、ゴルフクラブ１１、ゴルフボール４及びその影３０
について２つの連続した位置での状態を示す、２つのイ
メージをＣＣＤビデオカメラ８で撮る必要がある。これ
ら必要とされる２つのイメージの間隔を特定する時間間
隔はゴルフボール４のスピードに依存して直前の予測は
不可能であるが、ゴルフボール４の動作において力学的
に決定することができる。

【００４９】ＣＣＤビデオカメラ８が撮影した電気信号
をコンピュータ２０が分析する。イメージにおいて最も
動きが速いのはゴルフボール４である。ゴルフボール４
はゴルフクラブ１１のヘッドの前にある。このことに基
づき、第１の必要であるが十分でない基準、即ち、ゴル
フボール４がイメージ中にあれば、イメージは有用かつ
完全であるという第１の基準が設けられる。第２の基
準、即ち、撮影の間、ゴルフボール４が先のイメージに
よって決定される位置に残っておれば打撃を行なうとい
う基準に基づき、ゴルフボールの打撃を撮影することが
可能かどうかという決定がなされる。結果の分析を正確
に行なうための条件を満たす、第３の基準は、これらの
イメージが、ゴルフボール４とゴルフクラブ１１のヘッ
ドの両方についての、最初及び最後のイメージである可
能性があるかどうかということである。

【００５０】レンズを備えたＣＣＤビデオカメラ８は光
源７が照明する領域１０を撮影することができる（例え
ば、使用するＣＣＤビデオカメラ８から見て１．６メー
トルの長さ（幅）とゴルフボール４の、垂直方向の距離
（高さ））。上記領域の設定は、分析における誤差を競
技者１８には判らない程度まで低減し、可能な限り十分
なイメージの解析度が得られるよう選択しなければなら
ない。

【００５１】このような速さにおける撮影には、１／１
００００秒未満の露光が可能な高速電子シャッターをＣ
ＣＤビデオカメラに用いる。リアルタイムの特別ハード
ウェア分析に基づき、ゴルフボール４の存在が最新のイ
メージ（corrent image）に見いだされる。ゴルフボー
ル４が最新のイメージに見いだされない場合、ビデオ信
号は完全なハーフ・イメージ（half-image）を含む。ゴ
ルフボール４が最新のイメージに見いだされるやいなや
直ちに、ＣＣＤビデオカメラ８はリセットされる。従っ
て、ビデオ信号は不完全なハーフイメージを、より正確
には、その最初の部分に含む。従って、ＣＣＤビデオカ
メラ８の非同期リセットにより、ビデオ技術からは水平
線ＨＤの周波数しか得ない非典型的なビデオ信号が形成
される。

【００５２】コンピュータ２０は、競技ルールに厳密に
従ってゲームを行うので、ゴルフボール４の位置に関す
る決定は、先の打撃に基づきプログラムが行なう。電気
モータ５が、模擬グランド１，２または３のいずれかの
上方に配置すべき運搬台１３を水平台１２、ＣＣＤビデ
オカメラ８及び光源７と共に位置決めする。求められる
位置は照明指示器により競技者に示される。競技者は自
分が希望するグランドからプレイできるのではなく、例
えば、先の打撃が砂のバンカーで終わったのであれば次
はバンカーからであり、「グリーン」（レンジが最も長
いグランド）から打つことはできないと定められている
のである。

【００５３】ゴルフボール４がＣＣＤビデオカメラ８に
対して十分に正確な位置に載置されると、ゴルフボール
４が次の打撃に備えて正確に位置していると見なされ
る。その位置からのゴルフボール４の移動は全て打撃と
見なされるが、これは競技ルールにも適っている。屋外
でのゴルフコースにおけるように、一回目の打撃におい
てゴルフボール４を手でティーへ載置するとき、ゴルフ
ボール４の位置を後で修正することができる。コンピュ
ータ２０のソフトウェアはこのような状況を認識してお
り、このような移動は打ったうちには数えない。

【００５４】ゴルフボール４が水に落ちた場合、あるい
はプレイグランドからあまりに逸脱してロストしたと見
なすことができる場合、競技ルールに従って、プレイグ
ランドの風景が写し出されたイメージ上にゴルフボール
４が置かれる。ゴルフコースを映し出したイメージ上の
プレイグランドに合わせて、模擬グランド１，２及び３
のいずれか１つにゴルフボール４が載置される。幾つか
の解決法から１つを競技者が選択することが競技ルール
に認められておれば、グラフィック表現によって競技者
に選択メニューが示される。この選択と競技ルールに基
づき、次の打撃に備えてゴルフボール４が載置されると
共にゲームスコアが更新される。

【００５５】ゴルフボール４が載置されＣＣＤビデオカ
メラ８が位置決めされると、打ったゴルフボール４のイ
メージを撮影して打撃のイメージを検出するためのアル
ゴリズムで予見できる手順がすすめられる。

【００５６】図５は、コンピュータ２０が持つ記録、記
憶、処理のための特別ハードウェア２７の動作の原理と
して、ＣＣＤビデオカメラ８とカメラ制御装置２６から
の電気信号２７の制御を示すブロック図である。

【００５７】ＣＣＤビデオカメラ８の動作の制御はコン
ピュータ２０のカメラ制御装置２６によって行われる。
カメラ制御装置２６は、イメージを得るＣＣＤビデオカ
メラ８の撮影開始と所望の露出時間又はアクティブ画素
を決定するために非同期リセットを用いる。ＣＣＤビデ
オカメラ８そのものは、例えば、出力に複合ビデオ信号
を備えたＣＣＤマトリクス白黒ビデオカメラでもよい。
イメージの記録、記憶及び処理のための特別ハードウェ
ア２７はビデオ信号をリアルタイムでデジタル化するた
めのＡ／Ｄコンバータを含む。

【００５８】図５の有効イメージのカウンタ３２は、想
像上のゴルフボール４を映写スクリーン１６に打ち当て
るための新しい位置が生じた瞬間から、ビデオ信号のデ
ジタル化を開始するための信号を発生する。更に、有効
イメージのカウンタ３２は、以下のいずれかの場合、デ
ジタル化を中止する為の信号を発生する。 −ゴルフボール４が前のイメージ中に存在せず、完全な
ハーフイメージの垂直周波数を備えるパルスが発生した
場合。 −ゴルフボール４をゴルフクラブ１１で打った後に、所
定の最大数（例えば５）の有効イメージが予め生じた場
合。

【００５９】図５のハードウェア・アナライザ３３は、
リアルタイムでの以下の動作を可能にする。 −イメージにおけるゴルフボール４の存在を検出して、
ＣＣＤビデオカメラ８のための非同期リセット信号ＶＩ
ＮＴを発生すること。 −イメージの線の与えられた数Ｎに関する情報を最新の
イメージにおけるメモリー選択器３４へ移動すること。 −イメージカウンタを増大すること。

【００６０】図６の打つ直前の初期イメージＳ₀を記憶
するシフトレジスタ（memory location）３５は、デジ
タル化された最新のイメージｓ₀を直接記憶するための
ものである。図７の遅い速度で打った直後の第１イメー
ジＳ₁を記憶するシフトレジスタ（memory location）３
６は、最初に生じ得る打撃のイメージを記憶するための
ものである。図８の速い速度で打った直後の第２イメー
ジＳ₂を記憶するシフトレジスタ（memory location）３
７は、ＣＣＤビデオカメラ８の限られた撮影領域におい
て最後になるであろうイメージを記憶するためのもので
ある。

【００６１】図５の記憶選択装置３４は、記憶場所３５
に記憶された初期イメージＳ₀を、出力されたイメージ
の線の数Ｎが、所定数ｎ（例えば９０本）よりも予め少
なければ第１イメージＳ₁として記憶場所３６に、又、
ｎよりも大きければ第２イメージＳ₂として記憶場所３
７にそれぞれ記憶させる。

【００６２】打ち終わると、２つのイメージＳ₀とＳ₁、
又はＳ₀とＳ₂のデータからゴルフボール４の飛行のパラ
メータを得るために、コンピュータ２０で後続するイメ
ージが解析される。

【００６３】初期イメージＳ₀を示す図６は、ゴルフボ
ール４をゴルフクラブ１１のヘッドで打つ直前に撮影さ
れたイメージＳ₀を示す。このようなイメージにおける
線の数は最小の所定数である（Ｎ＝Ｎmin）次にイメー
ジＳ₁の第１変形を示し、更に次の最も強く打った場合
のイメージＳ₂の第２変形を示す。

【００６４】第１イメージＳ₁を示す図７は、ゴルフボ
ール４をゴルフクラブ１１のヘッドで打った直後に撮影
したイメージＳ₀の第１変形を示す。このようなイメー
ジにおける線の数は所定数よりも少ない（Ｎmin＜Ｎ≦
ｎ）。

【００６５】第２イメージＳ₂を示す図８では、ゴルフ
ボール４をゴルフクラブ１１のヘッドで打った後に撮影
したイメージＳ₀の第２変形を示す。このようなイメー
ジでは打つ強さに応じて異なる数の線が存在する（ｎ＜
Ｎ≦Ｎmax）。イメージＳ₂は、イメージＳ₁の後に続く
幾つかのイメージ（例えば５）の内の１つを示す。とい
うことは、イメージＳ₂は必ずしもＳ₁に後続するイメー
ジの１つ目ではないということである。

【００６６】ゴルフボールを所望の位置に載置する間、
上記特別ハードウェア２７及びＣＣＤビデオカメラ８の
制御装置２６は、以下の動作を行なう。

【００６７】どの初期イメージＳ₀もゴルフボール４が
次の打撃に備えて同一の位置にあるため、イメージカウ
ンタ３２はビデオ信号のデジタル化を可能にし、記憶選
択装置３４は最新の初期イメージＳ₀をコンピュータ２
０の直接解析部に送る。

【００６８】打撃の検出と記録の間、上記特別ハードウ
ェア２７と、ＣＣＤビデオカメラ８の制御装置２６は以
下の動作を行なう。

【００６９】イメージカウンタ３２はビデオ信号のデジ
タル化を可能にし、記憶選択装置３４はイメージＳ
₀を、Ｎ＜ｎ（例えばＮ＜９０）ならば解析用の第１イ
メージＳ₁として、Ｎ≧ｎならば第２イメージＳ₂として
コンピュータ２０の解析部に送る。しかしながら、線の
数Ｎが線の所定の最大数ｍ（例えば１８０本）よりも多
ければ（Ｎ＞ｍ＝Ｎmax）、完了した打撃の最後となる
であろうイメージがＳ₂に含まれ、イメージカウンタは
デジタル化を停止する。

【００７０】イメージの数がイメージの最大許容数（例
えば５）よりも多いためイメージカウンタ３２がデジタ
ル化を停止すれば、イメージＳ₁は最終位置を示し、ゴ
ルフボール４はプッシュされた（トップト・ボール（to
pped ball））とみなされる。これはゲームスコアには
影響するが、グランド上のゴルフボールの打撃位置は変
わらない。

【００７１】上記したように最初と最後の有効イメージ
の選択が可能であるため、解析の為のアルゴリズムの打
撃強度への動力学的適用が可能となる。同時に、同一の
打撃における多様な時間間隔での２つのイメージＳ₀と
Ｓ₁又はＳ₀とＳ₂が得られる。これら２つのイメージに
よって、打撃の特徴を決定する為に必要な全ての基準を
満たすことができ、信頼性のある模擬予測の表現が可能
となる。

【００７２】図９乃至１２はゴルフ競技におけるゴルフ
ボールの打撃の解析のための視覚記録方法を示す。Ｓ₀
とＳ₁又はＳ₀とＳ₂の２つのイメージのデータにより、
図９の如きゴルフボールの初期位置Ｏと打った位置Ｂと
におけるゴルフボール４，４’とその影３０の相互関係
を幾何学的に求めることができる。図９において、５個
の幾何学的変数γ，ｂ，ｓ，α，βが認められるが、こ
れらの変数により、ゴルフボール４の打った後の空間で
の動きを予測するすることが可能となる。図９乃至１２
に示すように決定すべき値は、垂直面でのゴルフボール
の離陸（ａ，ｂ，ｕ，ｈ）、映写スクリーン１６上のゴ
ルフボール４の打撃の座標（ｘ₀，ｙ₀，ｕ）、打った後
のゴルフボールのレンジ（ｓ₀）、空間でのゴルフボー
ル４の偏差（α）である。

【００７３】本発明のゴルフ競技視覚シミュレータが扱
うゴルフボールに関連する幾何学的変数及びそれらの空
間における配置は以下である。

【００７４】図１０の直交座標系Ｏｘｙｚにおいて、中
心点Ｏは、ゴルフボール４を模擬グランド１、２又は３
上に載置したときのゴルフボール４の中心、Ｏｙ軸は、
映写スクリーン１６に直交し且つ映写されたイメージの
中心を通る軸、Ｏｘ軸は、右側に向かう軸、Ｏｚ軸は、
上方に垂直に向かう、換言すれば、グランド１、２、３
の面に対して直交する軸である。

【００７５】図１１において幾何学上Ｋ点で表されるＣ
ＣＤビデオカメラ８を備えた水平可動台１２と、Ｉ点で
表される光源７は、図１０のｘＯｙ平面に対して平行で
あり又ｘＯｙ平面から距離ｈ隔てられている。

【００７６】Ｉ点は、ｘＯｙ面において点Ｃで表される
影３０の位置、即ち、影の中心を決定するために用いる
極座標系の中心である。

【００７７】点Ｋは、打つとき、即ち、直交座標系の中
心点Ｏがゴルフボール４の中心に等しいときの、実物の
ゴルフボール４の位置決定のみならず、離陸するときの
ゴルフボール４の位置決定にも用いる別の極座標系の中
心である。離陸するときのゴルフボール４の中心は点Ｌ
で表される。点Ｌの、点ＫからのｘＯｙ平面上の極投影
はＢ点であり、ｘＯｙ平面上の直交投影は点Ｕである。
線分ＬＵの長さはｕであり、ゴルフボール４の打った後
の離陸を表す。線分ＬＵのｘＯｚ平面上の直交投影は、
線分Ｌ’Ｕ’であり、ｙＯｚ平面上の直交投影は図１２
の如くＬ”Ｕ”である。線分ＬＵ，Ｌ’Ｕ’及びＬ”
Ｕ”はいずれも長さが等しい。

【００７８】ＣＣＤビデオカメラ８、即ち点Ｋは、可動
運搬台１３と水平可動台１２によって、常にｙＯｚ平面
に属するよう位置し、ｘＯｙ平面上の直交投影は点Ｈで
表される。点Ｈは、直交座標系の中心点Ｏから常に所定
値ｃの距離を隔てている。線分ＯＨの長さは所定値ｃで
あり、線分ＫＨの長さは所定値ｈである。

【００７９】図９において中心点Ｏから始まり直交座標
系を通り点Ｂに終わる線は、Ｏｙ軸に対しγの角度を有
する。角度γとＢ点はｘＯｙ平面に属する。値ｓを有す
る線分ＯＢの、ｘＯｚ平面への直交投影は線分ＯＢ’す
なわちｓ’であり、ｙＯｚ平面への直交投影は線分Ｏ
Ｂ”すなわちｓ”である。

【００８０】図１０において値ｘ₀及び値ｙ₀は、各々、
線分ＯＵのｘＯｚ平面及びｙＯｚ平面への直交投影であ
りＯｘ軸及びＯｙ軸に沿って存在する、線分ＯＵ’及び
ＯＵ”の長さである。

【００８１】図１０において、値ｄは線分ＯＤの長さで
あり、映写スクリーン１６と載置されたゴルフボール４
の間の距離を表す。変数は既知であるが一定ではない。
値ｄの変更には水平可動台１２のＯｙ軸に沿う公知の動
きが用いられる。

【００８２】図１０において、実物のゴルフボール４の
実際の飛行は、初めは直交座標系の中心点Ｏ、その後直
線上に飛行して点ＬにてＣＣＤビデオカメラ８を用いて
記録される。同じ線に沿ってゴルフボール４は飛行を続
け、点Ｑ（ｘ₁，ｄ，ｚ₁）において映写スクリーン１６
に打ち当たる。

【００８３】図９において、クラブヘッド１１の打撃面
の位置を規定する方向３１は、点Ｇ及び点Ｇ’で表すク
ラブヘッド１１の移動方向に対し、ｘＯｙ平面において
αの角度をもつ。

【００８４】クラブヘッド１１の打撃面の方向３１は、
中心点Ｏ点及び点Ｂで表すゴルフボール４の移動方向の
投影に対し、ｘＯｙ平面においてβの角度をもつ。

【００８５】中心点Ｏ（イメージＳ₁上のゴルフボール
４の中心）と点Ｂ（イメージＳ₂上のゴルフボール４’
の中心）の間の距離は変数ｓである。

【００８６】図９の点Ｂ（第２イメージＳ₂上のゴルフ
ボール４’の中心）と点Ｃ（ゴルフボール４’の影３０
の中心）の間の距離は変数ｂである。

【００８７】図１０に基づく比例式は以下の数１と数２
で表される。

【数１】より

【数２】

【００８８】まず、点Ｌの座標が決定される。図１１に
基づき、以下の比例式数３が有効であることは明らかで
ある。

【数３】この式より以下の変数が得られる。

【数４】数４の式において、ｃはＣＣＤビデオカメラ８とゴルフ
ボール４の同様の位置関係による既知の定数である。

【００８９】図９に基づき同様の演繹法を用いて、以下
の比例式数５が得られる。

【数５】これより数６のｘ₀が得られる

【数６】

【００９０】直交座標系の点ＬはＬ（ｘ₀，ｙ₀，ｕ）と
して与えられる。ゴルフボール４の映写スクリーン１６
に対する直線運動によって定められる線は数７で点Ｌを
通過し、

【数７】その数８の点において映写スクリーン１６の平面ｙ＝ｄ
を通過する。

【数８】

【００９１】理論上基本原理として空気抵抗のない斜め
方向の投擲を扱うが、屋外のプレイグランドでの計測に
より得た実験変数ｋによって補正される。

【００９２】図１１より公知の時間Δｔにおける実距離
ｓ₀が以下であることは明らかである。

【数９】

【００９３】斜め方向の投擲の数式を用いて、

【数１０】

【００９４】変数ｓ₀はゴルフボールを重心に向けて打
つ場合のみのレンジを示す。変数ｓ₀のための補正は、
偏心した打撃によりスピンが生じたときに行われる。ス
ピンがかかるとゴルフボールは左に逸れる（フック）か
又は右に逸れる（スライス）。

【００９５】図９に示す相対角度αがゴルフボール４の
横スピンの程度と方向を完全に限定する。直角であれば
打撃点とゴルフボール４の重心は同一鉛直面にあるので
横スピンは生じず、ゴルフボール４は同一面内を真直ぐ
飛行する。角度αが９０°よりも大きくなるにしたがっ
て、衝撃力によってゴルフボールを飛ばすゴルフボール
の打撃点の、ゴルフボールの重心からの偏心が大きくな
る。スピンの程度とその効果、即ちゴルフボール４の飛
行経路への影響は、偏心の程度と、水平面における直交
成分としての衝撃力に比例する。αが鋭角である場合
（α＜９０°）、スピンの強さは角度αの値に反比例
し、右へ逸れる。即ちスライスとなる。αが鈍角である
場合（α＞９０°）、スピンの強さは角度αの値に正比
例し、左へ逸れる。即ちフックとなる。

【００９６】これらの規則全てが正確な打撃に影響す
る。打撃の正確さに関する判断は角度βを用いて行われ
る。±５°の許容差で角度βが９０°の場合、打撃は正
確とみなされ逸脱効果が用いられる。そうでない場合
は、いかなる逸脱効果も用いられない。ｚ₁が２００ミ
リメートルよりも小さければ、ゴルフボール４をクラブ
ヘッド１１の底の縁で打っている、即ち、トップト・ボ
ールである。この場合、いかなる逸脱も起こらず、ゴル
フボール４はプレイグランド上で長く転がるにすぎな
い。グラフィック変数の解明により、ゴルフボール４の
打撃の最終的な結果を非常に正確に計算することができ
る。

【００９７】図１３乃至図１７は、三次元空間であるゴ
ルフコースからの映写スクリーンへの二次元投射の生成
を公知の手順を用いて数学的に説明するものである。

【００９８】図１３で、測地学的方法を用いればあらゆ
る地形表面を撮影することができる。ここにおいて、地
形表面を点ベクトルＴ_k（ｋ＝０，１，…Ｎ）で表す。
地形表面はバースタイン分布関数を用いたパラメータ式
数１１によって表される。

【数１１】

【００９９】図１４で、第２の点ベクトルＴⁱ，^jもバー
スタイン分布関数を用いたパラメータ式数１２によって
表される。

【数１２】

【０１００】パラメータ的表面ベクトルＰ（ｕ，ｖ）が
ｉ，ｊのそれぞれについてベクトルＴⁱ，^jを通過するな
らば、以下の式数１３が成立する。

【数１３】地形の撮影された全ての地点を数１３から得られるパラ
メータ的表面で覆うことになる。

【０１０１】図１５で、最小逸脱（誤差）の所定基準に
ついて、三角形と四角形から成る網を地形表面の接線上
に構成することができる。要素Ｐ_i（三角形または四角
形）夫々の外側は、反時計回りに要素夫々を回っていく
ことにより定められる。

【０１０２】要素Ｐ_i（ｉ＝１，…，Ｎ_i）毎のゴルフコ
ースの写真に基づき、網を埋めるための材料Ｍａｔ
_i（多種の芝、水、砂）が決定される。表面の要素及び
表面全体を完全に決定するにはこれで十分である。表面
の要素Ｐ_iの近似値は以下の数１４のように表される。

【数１４】

【０１０３】表面全体は以下の数１５のように表され
る。

【数１５】

【０１０４】図１６で加重値（Ｂ_i ³（^α））を有するバ
ーンスタイン分布関数（Ｂernstaindistribution funct
ion）は、点ベクトルＴⁱ，^jの間を通常通過する滑らか
な表面を表す。図１７で表面が変わる箇所を表す必要が
あれば（例えば、ゴルフコースの湖岸、砂のバンカーの
縁など）、同一の座標ベクトルＴⁱ，^jをもつ点の列を２
本用いる。

【０１０５】図１５で、競技者１８の視点から面上に投
射することにより要素ベクトルＲ_i1，ベクトルＲ_i2，
…，ベクトルＲ_i,_Niの座標変換を行えば、表面の要素
Ｐ'_iの近似値及び全表面Ｐ’の近似値を最終的に数１６
で得ることができる。

【数１６】

【０１０６】垂直ベクトルと視覚上のベクトルとの間の
角度が９０°より小さく、表面の要素Ｐ'_iの近似値がグ
ラフィック表現されなければ、グラフィック表現に要す
る時間は短縮される。最も距離の離れたところから最も
近いところまで行われる表面の他の要素Ｐ'_iの近似値の
グラフィック表現は、競技者１８の視点から見た三次元
空間の二次元イメージを表す。

【０１０７】図１８乃至図２１は、ゴルフホールに立て
られた旗や立ち木等の対象物を表現する原理を示す。

【０１０８】図１８で、対象物は、表面上の基準ベクト
ルＨ_i、高さ及び幅によって定められる。基準、高さ及
び幅の投射、更に場所とフレームは、既存のイメージ上
に対象物をコラージュ分布させるために用いられる。

【０１０９】図１９で、グラフィック表現は、最も距離
の遠いところから最も近いところまで、表面のグラフィ
ック表現と既に分布する対象物に重ねて行われる。

【０１１０】対象物は、対象物の相対ベースで存在す
る。対象物の種類のアクセスヘッダーは第１の対象物に
存在し、その他はインデックスによって結合されてい
る。

【０１１１】図２０で、多数の角度から見た対象物のイ
メージを記憶することにより、対象物の多様な表現が得
られる。元が同一である多くの対象物（例えば寸法が異
なるだけで種類が同じ樹木）をコラージュ分布する場
合、対象物夫々について異なる角度からの視覚が選ばれ
る。

【０１１２】図２１で、コラージュ映写を行うには、論
理上値が０であるイメージ要素（画素Ａ）は、イメージ
中、対象物によって覆われていない部分を透明とするた
めに、最新のイメージに何ら影響を与えず、値が０でな
い画素（画素Ｂ，Ｃ）は最新のイメージ上に直接変換す
るというように対象物をメモリーマップに変換する必要
がある。

【０１１３】

【発明の効果】本発明にかかるゴルフ競技用室内視覚シ
ミュレータにおいては、競技者はスクリーン上の試合
と、試合の継続、及び多様な状況（同じ状況が繰り返さ
れることは極めて希である）に注目するだけでよく、ゴ
ルフボールを打った後（屋外での試験済みの）正確なデ
ータが得られ、更に他の技術装備を備えてゴルフの雰囲
気を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】閉空間におけるゴルフ競技用視覚シミュレー
タの電気ブロックの概略図である。

【図２】閉空間におけるゴルフ競技用視覚シミュレー
タの平面図である。

【図３】閉空間におけるゴルフ競技用視覚シミュレー
タの背面図である。

【図４】閉空間におけるゴルフ競技用視覚シミュレー
タの側面図である。

【図５】イメージの記録、記憶、処理及びＣＣＤビデ
オカメラの制御の為の特別ハードウェアの動作の原理を
示すブロック図である。

【図６】ゴルフボールとゴルフクラブの打つ直前のイ
メージを示す図である。

【図７】ゴルフボールとゴルフクラブの打った直後の
イメージを示す図である。

【図８】ゴルフボールとゴルフクラブの打った後のイ
メージを示す図である。

【図９】相互の関係が試合のパラメータ計算に必要
な、ゴルフボールとクラブヘッドの影を示す、ゴルフボ
ールの写真を２枚重ね合わせた図である。

【図１０】シミュレータ空間内での実物のゴルフボー
ルの飛行を図形化した図である。

【図１１】ゴルフボールの離陸の計算のための幾何学
的関係を示す図である。

【図１２】実物のゴルフボールを打ったときのスクリ
ーン上の打撃点の高さの幾何学的関係を示す図である。

【図１３】測定原点に基づき地表のグラフィック映像
の生成を数学的に説明するための図である。

【図１４】派生した点に基づき表面のグラフィック映
像の生成を数学的に説明するための図である。

【図１５】表面の要素を用い地表のグラフィック映像
の生成を数学的に説明するための図である。

【図１６】重力３の下でバーンシュタイン分布関数を
用いて地表のグラフィック映像の生成を数学的に説明す
るための図である。

【図１７】重力３の下でバーンシュタイン分布関数を
用いて地表が変わる境目のグラフィック映写の生成を数
学的に説明するための図である。

【図１８】対象物（この場合は立ち木）の記憶された
元のイメージと映写されたイメージを示す図である。

【図１９】図１８より対象物の映写のコラージュ分布
の原理を示す図である。

【図２０】多数の角度から対象物の写真を撮る場合の
原理を示す図である。

【図２１】相対ベースからメモリー・マップへの対象
物の変換の原理を示す図である。

【図２２】図５の各構成部分の動作を示すフローチャ
ートである。

【図２３】図５の各構成部分の動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１模擬グランド（グリーン）２模擬グランド（ラフ）３模擬グランド（バンカー）４ゴルフボール５電気モータ６位置検知器７光源８ＣＣＤビデオカメラ９光線１０撮影可能な範囲１１ゴルフクラブ又はクラブヘッド１２水平可動台１３運搬台１４スチール製格子げた１５ビデオ映写機１６映写スクリーン１７ケージ１８競技者１９ホール２０コンピュータ２１キーボード２２グラフィックス・カード２３ハードディスク２４フロッピードライブ２５フロッピーディスク２６カメラ制御装置２７特別ハードウェア２８照明制御装置２９位置決め装置３０影３２イメージ・カウンタ３３ハードウェア・アナライザ３４記憶選択装置３５記憶場所３６記憶場所３７記憶場所

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 −ゴルフクラブ（１１）で載置したゴル
フボール（４）を打つことができる模擬グランド（１）
と、 −模擬グランド（１）を照明するためにゴルフボール
（４）上方に所定の距離を隔てて設けた光源（７）と、 −模擬グランド（１）の少なくとも２位置におけるゴル
フボールの２つのイメージを撮影するために、ゴルフボ
ール（４）の上方に所定の距離を隔てると共に光源
（７）から所定の距離を隔てて設けたＣＣＤビデオカメ
ラ（８）と、 −光源（７）に接続した照明制御装置（２８）と、 −ＣＣＤビデオカメラ（８）に接続したカメラ制御装置
（２６）と、イメージの受容、記憶、処理のためのイメ
ージ処理装置（２７）と、照明制御装置及びカメラ制御装置（２６）とイメージ処
理装置（２７）に接続したコンピュータ（２０）と、 −映写スクリーン（１６）上の映写の中心に対して垂直
かつ放射方向に設けたビデオ映写機と、 −ビデオ映写機（１５）への信号を発生するコンピュー
タ（２０）に接続したグラフィックス・カード（２２）
とを備え、 −コンピュータ（２０）は座標系において実物のゴルフ
ボール（４）が映写スクリーン（１６）に打ち当たる点
の座標Ｑを計算し、座標系における実物のゴルフボール
（４）のレンジｓ₀を計算し、ゴルフボール（４）の垂
直方向に対する左へのスピン（フック）または右へのス
ピン（スライス）に起因するゴルフボール（４）の飛行
の逸脱の程度と方向を計算し、実物のグランド上の打つ
地点を計算するようにしたことを特徴とするゴルフ競技
用室内視覚シミュレータ。
【請求項２】複数のグランドと、運搬台（１３）の底
側に付着するとともにスチール製格子げた（１４）に摺
動自在に結合した水平台（１２）と、水平台（１２）を
用いて運搬台（１３）を所望の位置に位置決め可能とす
るための、電気モータ（５）及び運搬台（１３）の位置
検知器（６）を備え、位置決め用電気モータ（５）及び
位置検知器（６）が位置決め装置（２９）に電気的に接
続し、位置決め装置（２９）がコンピュータ（２０）に
情報工学的に結合する請求項１記載のシミュレータ。
【請求項３】カメラ制御装置（２６）によるＣＣＤビ
デオカメラ（８）の制御が、ＣＣＤビデオカメラ（８）
の露光開始とアクティブ画素の所望の照明時間を、ＣＣ
Ｄビデオカメラ（８）の非同期リセットを用いて、イメ
ージ処理装置（２７）から得たデータとコンピュータ
（２０）から得たデータに基づき決定することにより行
われる請求項１記載のシミュレータ。
【請求項４】イメージ処理装置（２７）内部にイメー
ジカウンタ（３２）を備え、イメージ処理装置（２７）
が、 −ビデオ信号のデジタル化を可能にし、 −新たに打つためにゴルフボール（４）を載置したとき
に、ゴルフボール（４）が同一位置にあることを表す、
ＣＣＤビデオカメラ（８）からの最新のイメージＳ
₀を、コンピュータ（２０）の直接解析に送り、 −ＣＣＤビデオカメラ（８）が撮影した最新のイメージ
Ｓ₀の水平線の数が所定数よりも少なければ、最新のイ
メージＳ₀を、打ったイメージを表す第１イメージＳ₁と
してコンピュータ（２０）の解析に送り、 −ＣＣＤビデオカメラ（８）が撮影した最新のイメージ
Ｓ₀の水平線の数が所定数よりも多ければ、最新のイメ
ージＳ₀を、打ったイメージを表すと共に打った最後の
イメージになり得る第２イメージＳ₂として、コンピュ
ータ（２０）の解析に送る請求項１記載のシミュレー
タ。
【請求項５】イメージカウンタ（３２）をイメージ処
理装置（２７）内部に備え、イメージカウンタ（３２）
は、打ったイメージを探知し撮影するとき、イメージの
数がイメージの許容最大数よりも大きければデジタル化
を中止し、そのことにより、第１イメージＳ₁が最終位
置を表し、ゴルフボール（４）がプッシュされた（トッ
プト・ボール）とみなす請求項１、３及び４記載のシミ
ュレータ。
【請求項６】ゴルフボール（４）を模擬グランド
（１）に載置する工程と、模擬グランド（１）をゴルフ
ボール（４）から所定の距離を隔てた上方に設けられた
光源（７）によって照明する工程と、コンピュータ（２
０）に情報工学的に結合する照明制御装置（２８）によ
って模擬グランド（１）の照明を制御する工程と、ゴル
フボール（４）から所定の距離を隔てた上方であって光
源（７）より所定の距離を隔てた位置に設けたＣＣＤマ
トリクスカメラ（８）によって模擬グランド（１）のイ
メージを少なくとも２つ撮影する工程と、カメラ制御装
置（２６）及びイメージの受容、記憶、処理のためのイ
メージ処理装置（２７）によってＣＣＤビデオカメラ
（８）を制御する工程と、ビデオ映写機（１５）のため
の信号をグラフィックス・カード（２２）により発生す
る工程と、ビデオ映写機（１５）の信号を映写スクリー
ン（１６）上にビデオ映写する工程と、座標系において
ゴルフボール（４）が映写スクリーン（１６）に打ち当
たる点の座標Ｑをコンピュータ（２０）によって計算す
る工程と、座標系においてゴルフボールのレンジｓ₀を
コンピュータ（２０）によって計算する工程と、ゴルフ
ボール（４）の垂直方向に対して左へのスピン（フッ
ク）または右へのスピン（スライス）に起因する、ゴル
フボール（４）の飛行の逸脱の程度と方向をコンピュー
タ（２０）によって計算する工程と、実物のグランド上
の打つ地点を計算する工程からなるゴルフ競技用室内視
覚シミュレータ。
【請求項７】測地学的方法でとらえた一群の点によっ
てゴルフコースの表面を定める工程と、バーンスタイン
の定理を用いて上記一群の点を表面のパラメータ的表現
に変換する工程と、パラメータ的表現をした表面の直線
部分における表面要素の総量を最小逸脱（誤差）の基準
を用いて計算する工程からなる請求項６記載のシミュレ
ータ。
【請求項８】表面要素の夫々を満たすための材料をゴ
ルフコースの写真に基づき決定する工程からなる請求項
７記載のシミュレータ。
【請求項９】表面要素の座標変換により、表面要素を
グラフィック表現したゴルフ競技者（１８）の視点から
見た平原の二次元映写表面を得る工程からなる請求項８
記載のシミュレータ。
【請求項１０】ゴルフ競技者（１８）から最も離れた
ところから最も近いところまでの、上記表面要素上の垂
直なベクトルとゴルフ競技者（１８）からの視覚のベク
トルの間の角度が、９０°よりも大きい表面要素をグラ
フィック表現する工程からなる請求項９記載のシミュレ
ータ。
【請求項１１】対象物を、ゴルフコースから、コンピ
ュータ（２０）内部のデータ用記憶媒体に移す工程から
なる請求項６記載のシミュレータ。
【請求項１２】対象物の種類にアクセスするための第
１の対象物のヘッダーによって、対象物を対象物の相対
ベースに組織する一方、その他の対象物をインデックス
によって結合する工程からなる請求項１１記載のシミュ
レータ。
【請求項１３】対象物を、表面上の位置、高さ及び幅
によって決定する工程と、最も遠いところから最も近い
ところまでの対象物を、既存の表面のグラフィック映写
と既にグラフィック映写された対象物に重ねてグラフィ
ック映写する工程からなる請求項１１記載のシミュレー
タ。
【請求項１４】多数の角度の視点から撮影した多数の
イメージを用いて対象物をメモリー内に表わすことによ
り、同一種類の多数の対象物を分布させるときに、対象
物それぞれについて異なる角度の視点を選択し、よっ
て、最終イメージの多様性を得る工程からなる請求項１
１記載のシミュレータ。
【請求項１５】対象物のイメージ（画素）の夫々の要
素を、特別論理演算を用いて最新のイメージを表すメモ
リーマップに移す工程からなり、これにより、対象物の
適当な画素が０であればメモリーマップの画素は変化せ
ず、０でなければメモリーマップの画素は適当な画素に
完全に変化する請求項１１記載のシミュレータ。