KR102106274B1

KR102106274B1 - 이동체의 거동 계측 방법 및 거동 계측 장치

Info

Publication number: KR102106274B1
Application number: KR1020187031256A
Authority: KR
Inventors: 히로시 사에구사
Original assignee: 요코하마 고무 가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2020-05-04
Also published as: JP2016087427A; JP6554950B2; KR20170048491A; KR20180120802A

Abstract

특수한 기기를 이용하는 일 없이 이동체의 거동을 계측하는 것. 거동 계측 장치(10)는, 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치된 상태인 제1 화상과, 골프 볼(20)이 타격되어 이동을 개시한 후의 화상인 제2 화상에 기초하여 이동체의 거동을 계측한다. 이동 방향은, 2매의 화상에 있어서의 이동체의 위치와의 변위 방향으로부터 산출할 수 있다. 또한, 회전축 방향은 2매의 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 도안의 위치 및 향하는 쪽의 차분으로부터 산출할 수 있다.

Description

이동체의 거동 계측 방법 및 거동 계측 장치{METHOD FOR MEASURING BEHAVIOR OF MOVING BODY AND BEHAVIOR MEASURING DEVICE}

본 발명은, 이동체의 거동(擧動)을 계측하는 거동 계측 방법 및 거동 계측 장치에 관한 것이다.

종래, 골프 볼 등의 이동체의 거동을 계측하는 데에 있어서, 이동체를 촬영한 복수의 화상(畵像)을 화상 처리하는 것에 의하여 각종의 거동을 도시하는 파라미터를 산출하는 방법이 이용되고 있다.

여기에서, 계측 대상이 되는 이동체는 고속으로 이동하기 (때문에, 통상(通常)의 카메라로는 촬영이 곤란하다. 고속으로 이동하는 이동체의 화상을 촬영하는 방법으로서는, 프레임 레이트(frame rate)가 높은 고속 비디오를 이용하는 방법 외, 예를 들어 1매의 화상을 촬영하는 동안에 복수 회(回) 셔터를 개폐하는 방법이나(하기 특허 문헌 1 참조), 1회 셔터를 개폐하는 동안에 복수 회의 스트로보(strobo) 노광(露光)을 하는 다중 노광에 의한 방법(하기 특허 문헌 2 참조)이 알려져 있다.

일본국 공개특허공보 특개2001-264016호 일본국 공개특허공보 소63-186672호

그렇지만, 상술한 종래 기술에 관련되는 방법에서는, 고속 비디오나 다중 노광을 할 수 있는 특수한 카메라, 스트로보와 동기(同期)하는 회로 등 복잡한 시스템이 필요하게 되어, 계측 기기가 고액으로 된다고 하는 과제가 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 특수한 기기를 이용하지 않고 이동체의 거동을 계측할 수 있는 이동체의 거동 계측 방법 및 거동 계측 장치를 제공하는 것에 있다.

상술의 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 이동체의 거동을 계측하는 이동체의 거동 계측 방법이고, 상기 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는 배치 검지 공정과, 상기 이동 개시 지점에 배치된 상태의 상기 이동체의 화상을 촬영하는 제1 촬영 공정과, 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는 이동 개시 검지 공정과, 이동 개시 후의 상기 이동체의 화상을 촬영하는 제2 촬영 공정과, 상기 제1 촬영 공정에서 촬영된 제1 화상 및 상기 제2 촬영 공정에서 촬영된 제2 화상에 기초하여, 상기 이동체의 이동 방향 또는 회전축 방향 중 적어도 어느 하나를 산출하는 거동 산출 공정,을 포함하고, 상기 이동체는, 타격구에 의하여 타격되는 것에 의하여 이동을 개시하고, 상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 타격구에 의한 상기 이동체의 타격음을 검지하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하고, 상기 이동 개시 지점 주변의 온도를 검지하는 온도 검지 공정을 더 포함하고, 상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 이동 개시 지점 주변의 온도에 기초하여 상기 이동체가 이동 개시한 타이밍을 보정하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 거동 산출 공정에서는, 상기 이동체가 이동 개시하고 나서 상기 제2 화상이 촬영될 때까지의 경과 시간에 기초하여 상기 이동체의 이동 속도를 더 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 제1 촬영 공정 및 상기 제2 촬영 공정에서는, 동일한 촬영 영역 내의 화상을 촬영하고, 상기 거동 산출 공정에서는, 상기 제1 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와 상기 제2 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와의 변위(變位) 방향을 상기 이동 방향으로서 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 이동체는, 직경이 기지(旣知)의 볼이고, 상기 거동 산출 공정에서는, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 있어서의 상기 볼의 직경의 비율에 기초하여, 상기 제1 촬영 공정 및 상기 제2 촬영 공정에 있어서의 촬영 방향과 직교하는 방향의 상기 이동 방향을 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 제1 촬영 공정 및 상기 제2 촬영 공정에서는, 복수 대(臺)의 카메라를 이용하여 상기 이동체의 화상을 촬영하고, 상기 거동 산출 공정에서는, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제1 화상에 기초하여 이동 개시 전의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제2 화상에 기초하여 이동 개시 후의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 이동 개시 전후에 있어서의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치의 차분(差分)에 기초하여 상기 이동 방향을 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 이동체는, 전방위로부터 시인(視認) 가능한 도안을 가지고, 상기 거동 산출 공정에서는, 상기 제1 화상에 있어서의 상기 도안의 위치 및 향하는 쪽과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 도안의 위치 및 향하는 쪽과의 차분으로부터 상기 회전축 방향을 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 이동체는, 타격구에 의하여 타격되는 것에 의하여 이동을 개시하고, 상기 배치 검지 공정에서는, 상기 타격구에 의한 타격 거동의 개시를 검지하는 것에 의하여, 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 배치 검지 공정에서는, 외부로부터 입력되는 배치 완료 신호를 검지하는 것에 의하여, 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는, 것을 특징으로 한다.

삭제

청구항 9의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 이동체의 이동 경로 상을 검지 영역으로 하는 통과 검지 센서를 이용하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 배치 검지 공정에서는, 상기 이동 개시 지점에 광(光)을 투광(投光)하는 투광부와, 상기 이동 개시 지점에 상기 이동체가 위치하는 경우에 상기 이동체에 의하여 반사한 반사광을 수광(受光)하는 수광부와, 상기 수광부에서 수광되는 광량(光量)의 변화에 기초하여 상기 이동 개시 지점에 있어서의 상기 이동체의 유무를 검지하는 검지부,를 구비하는 반사형 광학식 센서를 이용하여, 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 11의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 배치 검지 공정에서는, 상기 반사광이 소정 시간 이상 계속하여 수광된 경우에 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치되었다고 검지하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 12의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 반사형 광학식 센서의 검출 범위 내에 물체가 소정 시간 이상 계속하여 검지된 것을 보지(報知)하는 보지부를 더 구비하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 13의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 반사형 광학식 센서를 이용하여 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점으로부터 퇴거한 것을 검지하는 것에 의하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 14의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법은, 상기 반사형 광학식 센서는, 물체의 색을 식별하는 기능을 가지고, 상기 물체가 소정의 색이었을 경우에만 상기 반사형 광학식 센서의 검출 범위 내에 상기 물체가 있다고 검지하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 17의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치는, 이동체의 거동을 계측하는 이동체의 거동 계측 장치이고, 상기 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는 배치 검지 수단과, 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는 이동 개시 검지 수단과, 상기 이동 개시 지점을 촬영 영역에 포함하도록 배치된 촬영 수단과, 상기 배치 검지 수단 및 상기 이동 개시 검지 수단에 의한 검지 결과에 기초하여, 상기 촬영 수단에 의한 촬영 동작을 제어하는 촬영 제어 수단과, 상기 이동 개시 지점에 배치된 상태의 상기 이동체의 화상인 제1 화상과, 이동 개시 후의 상기 이동체의 화상인 제2 화상에 기초하여, 상기 이동체의 이동 방향 또는 회전축 방향 중 적어도 어느 하나를 산출하는 거동 산출 수단을 구비하고, 상기 이동체는, 타격구에 의하여 타격되는 것에 의하여 이동을 개시하고, 상기 이동 개시 검지 수단은, 상기 타격구에 의한 상기 이동체의 타격음을 검지하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하고, 상기 이동 개시 지점 주변의 온도를 검지하는 온도 검지 수단을 더 포함하고, 상기 이동 개시 검지 수단은, 상기 이동 개시 지점 주변의 온도에 기초하여 상기 이동체가 이동 개시한 타이밍을 보정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 16의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치는, 상기 거동 산출 수단은, 상기 이동체가 이동 개시하고 나서 상기 제2 화상이 촬영될 때까지의 경과 시간에 기초하여 상기 이동체의 이동 속도를 더 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 17의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치는, 상기 촬영 수단은, 동일한 촬영 영역에서 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상을 촬영하고, 상기 거동 산출 수단은, 상기 제1 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와 상기 제2 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와의 변위 방향을 상기 이동 방향으로서 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 18의 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치는, 상기 촬영 수단은, 복수 대의 카메라이고, 상기 거동 산출 수단은, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제1 화상에 기초하여 이동 개시 전의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제2 화상에 기초하여 이동 개시 후의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 이동 개시 전후에 있어서의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치의 차분에 기초하여 상기 이동 방향을 산출하는, 것을 특징으로 한다.

청구항 1 및 청구항 15의 발명에 의하면, 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 상태를 촬영한 제1 화상과, 이동 개시 후의 이동체를 촬영한 제2 화상에 기초하여 이동체의 이동 방향이나 회전축 방향을 산출하기 때문에, 특수한 기기를 이용하는 일 없이 이동체의 거동을 계측할 수 있고, 이동체의 거동 계측에 관련되는 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 청구항 1 및 청구항 15의 발명에 의하면, 타격구에 의한 이동체의 타격음을 검지하여 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하기 때문에, 마이크를 이용하여 용이 또한 단시간 내에 이동체의 이동 개시를 검지할 수 있다.
또한, 청구항 1 및 청구항 15의 발명에 의하면, 이동 개시 지점 주변의 온도에 기초하여 이동체의 이동 개시한 타이밍을 보정하기 때문에, 이동체가 이동 개시한 타이밍을 보다 정확하게 특정할 수 있다.

청구항 2 및 청구항 16의 발명에 의하면, 이동체의 이동 방향이나 회전축 방향에 더하여 이동 속도를 계측하기 때문에, 보다 상세한 이동체의 거동 정보를 얻을 수 있다.

청구항 3 및 청구항 17의 발명에 의하면, 2매의 화상에 있어서의 이동체의 위치의 변위 방향을 이동 방향으로서 산출하기 때문에, 화상 평면 내에 있어서의 이동 방향을 간이(簡易)하게 계측할 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 2매의 화상에 있어서의 이동체(볼)의 직경의 비율에 기초하여 촬영 방향(화상 평면)과 직교하는 방향의 이동 방향을 산출하기 때문에, 3차원 공간 내에 있어서의 이동체의 이동 방향을 계측할 수 있고, 보다 상세한 이동체의 거동 정보를 얻을 수 있다.

청구항 5 및 청구항 18의 발명에 의하면, 복수 대의 카메라를 이용한 스테레오 촬영에 의하여 이동체의 이동 방향을 산출하기 때문에, 특히 촬영 방향(화상 평면)과 직교하는 방향의 이동 방향을 보다 정확하게 산출할 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 2매의 화상에 있어서의 도안의 위치 및 향하는 쪽의 차분으로부터 회전축 방향을 산출하기 때문에, 도플러 센서 등으로도 측정이 곤란한 회전축 방향을 용이하게 계측할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 타격구에 의한 타격 거동의 개시를 검지하는 것에 의하여 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하기 때문에, 계측자가 조작 등을 행하는 일 없이 제1 화상을 촬영할 수 있고, 계측 조작을 간소화할 수 있다.

청구항 8의 발명에 의하면, 외부로부터 입력되는 배치 완료 신호를 검지하는 것에 의하여 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하기 때문에, 타격구에 의한 타격 거동의 개시를 검지하는 것과 비교하여, 보다 확실히 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지할 수 있다.

삭제

청구항 9의 발명에 의하면, 이동체의 이동 경로 상을 검지 영역으로 하는 통과 검지 센서를 이용하여 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하기 때문에, 타격음을 검지하는 것과 비교하여 보다 확실히 이동체가 이동을 개시한 것을 검지할 수 있다.

청구항 10의 발명에 의하면, 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는 기구와, 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는 기구가 동일한 센서이기 때문에, 시스템 구성을 간소화할 수 있다. 또한, 반사형 광학식 센서의 검출 범위는 이동 개시 지점이라고 하는 극히 좁은 범위여도 무방하기 때문에, 계측에 사용 스페이스가 한정되어 있는 경우여도 무리없이 계측을 행할 수 있다.

청구항 11의 발명에 의하면, 이동 개시 지점으로부터의 반사광이 소정 시간 이상 계속하여 수광된 경우에 이동체가 이동 개시 지점에 배치되었다고 검지하기 때문에, 계측자의 손발이나 타격구 등을 이동체와 오검지(誤檢知)하는 것을 방지하여, 검지 정도(精度)를 향상시킬 수 있다.

청구항 12의 발명에 의하면, 검출 범위 내에 물체가 소정 시간 이상 계속하여 검지된 것을 보지하는 보지부를 더 구비하기 때문에, 물체의 이동을 조작자가 개시시키는 경우에, 물체의 이동 개시 타이밍을 적확(的確)하게 설정할 수 있고, 효율적으로 물체의 화상을 촬영하는데 있어서 유리하게 된다.

청구항 13의 발명에 의하면, 이동체가 이동 개시 지점으로부터 퇴거한 경우에 이동체가 이동을 개시하였다고 검지하기 때문에, 타격음을 이용하는 경우 등보다도 안정된 계측을 행할 수 있다.

청구항 14의 발명에 의하면, 반사형 광학식 센서가 물체의 색을 식별하는 기능을 가지기 때문에, 특정의 물체를 인식하기 쉽게 되어, 반사형 광학식 센서의 인식 정도를 향상시키는데 있어서 유리하게 된다.

도 1은 실시예 1에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 컴퓨터(18)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 거동 계측 장치(10)의 기능적 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 거동 계측 장치(10)에 의한 처리의 수순을 도시하는 플로 차트(flow chart)이다.
도 5는 촬영 수단(106)에 의한 촬영 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 6은 촬영 수단(106)에 의한 촬영 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 7은 거동 계측 장치(10)의 다른 구성을 도시하는 설명도이다.
도 8은 온도 보정의 유무에 의한 오차를 도시하는 설명도이다.
도 9는 거동 계측 장치(10)의 다른 구성예를 도시하는 설명도이다.
도 10은 실시예 2에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치(30)의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련되는 이동체의 거동 계측 방법 및 거동 계측 장치의 호적(好適)한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에서는, 이동체의 일례로서, 골프 클럽(22)에 의하여 타격되어, 이동하는 골프 볼(20)을 들어 설명한다.

(실시예 1)

도 1은, 실시예 1에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.

도 1A는 거동 계측 장치(10)의 구성을 측면(후방(後方))으로부터 본 도면이며, 도 1B는 도 1A에 있어서의 골프 볼(20)의 주변을 상면(上面)으로부터 본 도면이다.

도 1A에는, 골프 클럽(22)에 의하여 골프 볼(20)을 타격하려고 하는 계측자(플레이어)(I)가 도시되어 있다. 골프 볼(20)은, 지면(수평면)(G)에 삽입된 티(tee)(24) 상에 재치(載置)되어 있고, 이 상태에서 골프 클럽(22)에 의하여 타격되어, 이동을 개시한다. 즉, 도 1A의 예에서는, 티(24) 상의 골프 볼(20)의 위치가 이동 개시 지점 P0이 된다.

덧붙여, 골프 볼(20)을 티(24)에 재치한 상태에서 계측을 행할지, 지면(G)에 재치한 상태에서 계측을 행할지, 즉, 티(24) 상의 골프 볼(20)의 위치를 이동 개시 지점으로 할지, 지면(G) 상의 골프 볼(20)의 위치를 이동 개시 지점으로 할지는 계측자(I)의 임의이다.

또한, 도 1B에 도시하는 부호 X는, 골프 클럽(22)에 의하여 골프 볼(20)을 타격하였을 때의 목표 이동 방향이다. 이하, 거동 계측 장치(10)가 설치된 공간의 좌표의 원점을 이동 개시 지점 P0으로 하고, 목표 이동 방향 X를 향하고 지면(G)과 평행한 방향을 x축, 중력 방향과 반대 방향을 z축, x축 및 z축과 직교하는 방향을 y축으로 한다. 덧붙여, 도 1에서는 도시의 형편 상, 각 좌표축을 원점인 이동 개시 지점 P0으로부터 떨어진 위치에 도시하고 있다.

또한, 부호 M은, 골프 볼(20)의 표면에 부여된 마크이다.

거동 계측 장치(10)는, 카메라(12), 조명(13), 마이크(14), 통과 검지 센서(15), 온도 센서(16)(도 3 참조), 컴퓨터(18)를 포함하여 구성된다.

카메라(12)는, 정지 영상을 촬영하는 카메라이며, 골프 볼(20)의 이동 개시 지점 P0을 포함하는 영역을 촬영 영역으로 하도록 설치된다. 본 실시예에서는, 카메라(12)는 지면(G) 부근에 고정하여 설치되어 있고, 도 1B에 도시하는 바와 같이 이동 개시 지점 P0을 포함하는 촬영 영역(H) 내를 촬영한다.

카메라(12)에 의하여 촬영된 화상은, 후술하는 컴퓨터(18)로 출력된다.

또한, 카메라(12)의 촬영 타이밍은, 후술하는 컴퓨터(18)의 촬영 제어 수단(108)으로 제어된다.

조명(13)은, 카메라(12)의 촬영 타이밍에 연동하여 점등하고, 촬영 영역(H) 부근을 밝게 한다. 이것에 의하여, 촬영 화상에 골프 볼(20)을 선명하게 비출 수 있다.

덧붙여, 도 1B에서는 카메라(12)와 후술하는 통과 검지 센서(15)와의 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 조명(13)의 도시를 생략하고 있다.

마이크(14)는, 주위의 음성을 집음(集音)하여 음성 신호로서 컴퓨터(18)로 출력한다.

본 실시예에서는, 마이크(14)는 골프 볼(20)의 타격음을 집음하고, 골프 볼(20)의 이동 개시를 검지하기 위하여 설치되어 있다.

덧붙여, 도 1B에서는 카메라(12)와 후술하는 통과 검지 센서(15)와의 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 마이크(14)의 도시를 생략하고 있다.

통과 검지 센서(15)는, 예를 들어 적외선 등을 이용하여 검지 에어리어(area) 내에 물체가 통과한 것을 검지하는 센서이다.

통과 검지 센서(15)의 검지 결과는, 후술하는 컴퓨터(18)로 출력된다.

본 실시예에서는, 통과 검지 센서(15)는, 도 1B에 도시하는 바와 같이 골프 볼(20)의 설치 위치의 후방(목표 이동 방향 X와 반대 방향)으로 검지 에어리어 N1이 설정되고, 검지 에어리어 N1 내를 골프 클럽(22)이 통과한 것을 검지한다.

덧붙여, 본 실시예에서는, 통과 검지 센서(15)가 카메라(12)와 x축 방향으로 나란히 설치되어 있는 형편 상, 도 1A에서는 통과 검지 센서(15)의 도시를 생략하고 있다.

온도 센서(16)(도 3 참조)는, 계측이 행하여지는 지점, 즉 골프 볼(20)의 이동 개시 지점 P0 주변의 온도를 검지한다.

온도 센서(16)에 의하여 검지된 온도는, 후술하는 컴퓨터(18)로 출력된다.

본 실시예에서는, 온도 센서(16)는 마이크(14)에서 집음한 타격음의 발생 시각을 보다 정확하게 추정하기 위하여 설치되어 있다.

컴퓨터(18)는, 다른 카메라(12)나 마이크(14) 등의 다른 구성부로부터 출력되는 정보를 이용하여 골프 볼(20)의 거동 데이터를 산출한다.

도 2는, 컴퓨터(18)의 구성을 도시하는 블록도이다.

컴퓨터(18)는, CPU(1802), ROM(1804), RAM(1806), 하드 디스크 장치(HDD)(1808), 디스크 장치(1810), 키보드(1812), 마우스(1814), 디스플레이(1816), 프린터(1818), 입출력 인터페이스(I/F)(1820) 등을 가지고 있다.

ROM(1804)은 제어 프로그램 등을 격납하고, RAM(1806)은 워킹 에어리어를 제공하는 것이다.

하드 디스크 장치(1808)는 골프 볼(20)의 거동의 계측을 행하기 위한 전용의 프로그램(거동 계측 프로그램)을 격납하고 있다.

디스크 장치(1810)는 CD나 DVD 등의 기록 매체에 대하여 데이터의 기록 및/또는 재생을 행하는 것이다.

키보드(1812) 및 마우스(1814)는, 계측자에 의한 조작 입력을 받아들이는 것이다.

디스플레이(1816)는 데이터를 표시 출력하는 것이고, 프린터(1818)는 데이터를 인쇄 출력하는 것이고, 디스플레이(1816) 및 프린터(1818)에 의하여 데이터를 출력한다.

입출력 인터페이스(1820)는, 카메라(12), 마이크(14), 통과 검지 센서(15), 온도 센서(16) 등과의 사이에서 데이터의 수수(授受)를 행하는 것이다.

덧붙여, 컴퓨터(18)로서 스마트폰이나 태블릿 등의 소형 정보 기기를 이용하여도 무방하다.

또한, 도 1에서는 컴퓨터(18)와 카메라(12) 등의 기기를 배선으로 접속하여 도시하고 있지만, 이들의 기기 간의 통신을 무선 통신으로 행하여도 무방하다.

또한, 컴퓨터(18)(스마트폰이나 태블릿 등을 포함한다)가 카메라(12)나 마이크(14)를 구비하고 있는 경우에는, 컴퓨터(18)가 구비하는 카메라(12)나 마이크(14)를 이용하여 화상의 촬영이나 음성의 집음을 행하여도 무방하다. 이 경우, 거동 계측 장치(10)를 구성하는 기기의 수를 적게 하여, 기기의 설치의 수고나 스페이스를 생략할 수 있다.

도 3은, 거동 계측 장치(10)의 기능적 구성을 도시하는 블록도이다.

거동 계측 장치(10)는, 기능적으로는, 배치 검지 수단(102), 이동 개시 검지 수단(104), 촬영 수단(106), 촬영 제어 수단(108), 거동 산출 수단(110), 온도 검지 수단(112)에 의하여 구성된다.

이들의 구성 가운데, 촬영 제어 수단(108) 및 거동 산출 수단(110)은, 상술한 컴퓨터(18)의 CPU(1802)가 거동 계측 프로그램을 실행하는 것에 의하여 실현된다.

배치 검지 수단(102)은, 이동체인 골프 볼(20)이 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지한다.

본 실시예와 같이 골프 볼(20)의 이동 개시 지점이 티(24) 상인 경우, 배치 검지 수단(102)은, 골프 볼(20)이 티(24) 상에 배치된 것을 검지한다.

본 실시예에서는, 예를 들어 통과 검지 센서(15)에 의하여 배치 검지 수단(102)을 실현한다.

상술한 바와 같이, 통과 검지 센서(15)는 도 1B에 도시하는 바와 같이 골프 볼(20)의 설치 위치의 후방을 검지 에어리어 N1이라고 하고, 검지 에어리어 N1 내를 골프 클럽(22)이 통과하는 것을 검지한다.

이 에어리어 내를 골프 클럽(22)이 통과하는 것은, 계측자(I)가 어드레스 자세를 취하여, 백 스윙 및 다운 스윙을 행하는 때이다. 따라서, 통과 검지 센서(15)에서 골프 클럽(22)의 통과를 검지하는 것에 의하여, 골프 볼(20)이 티(24) 상에 배치되어 있다, 즉 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지할 수 있다.

즉, 이동체인 골프 볼(20)은, 타격구인 골프 클럽(22)에 의하여 타격되는 것에 의하여 이동을 개시하고, 배치 검지 수단(102)은, 타격구인 골프 클럽(22)에 의한 타격 거동(스윙)의 개시를 검지하는 것에 의하여, 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지한다.

덧붙여, 통과 검지 센서(15)의 검지 에어리어 N1은, 골프 볼(20)의 설치 위치의 후방으로 한정되지 않고, 골프 클럽(22)의 스윙이 개시된 것을 검지할 수 있는 범위이면 된다.

또한, 배치 검지 수단(102)은, 통과 검지 센서(15)로 한정되지 않고 도플러 센서여도 무방하다. 예를 들어 도 7A에 도시하는 바와 같이, 카메라(12)의 근방에 도플러 센서(19)를 설치하여, 골프 볼(20)의 설치 위치의 후방으로 안테나의 지향(指向) 방향 N2가 향하게 한다. 그리고, 도플러 신호의 검출을 행하여 지향 방향 N2에 대한 골프 클럽(22)의 접근(스윙의 개시)을 검지한다.

또한, 예를 들어 도 7B에 도시하는 바와 같이 골프 볼(20)의 설치 위치의 후방에 도플러 센서(19)를 설치하여, 안테나의 지향 방향 N3이 목표 이동 방향 X(x축)와 일치하게 하여, 지향 방향 N3에 대한 골프 클럽(22)의 접근(스윙의 개시)을 검지하여도 무방하다.

또한, 배치 검지 수단(102)은, 외부로부터 입력되는 배치 완료 신호를 검지하는 것에 의하여, 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는 것이어도 무방하다.

즉, 골프 볼(20)을 티(24) 상에 배치한 것을 계측자(I)가 컴퓨터(18)의 키보드(1812)를 이용하여 입력하거나, 전용의 리모콘이나 스위치 등을 이용하여 입력하거나 하여도 무방하다.

이동 개시 검지 수단(104)은, 이동체인 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지한다.

본 실시예에서는, 마이크(14)에 의하여 골프 볼(20)의 타격음을 집음하고, 골프 볼(20)의 이동 개시를 검지한다. 즉, 이동 개시 검지 수단(104)은, 타격구에 의한 이동체의 타격음을 검지하여 이동체가 이동을 개시한 것을 검지한다.

덧붙여, 마이크(14)에는 계측자(I)의 이야기 소리 등, 다양한 음성이 집음되기 때문에, 미리 골프 볼(20)의 타격음을 도시하는 주파수대를 특정하여 두고, 음성 인식을 이용하여 이 주파수대의 음성이 집음된 것을 식별하는 것에 의하여, 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지하여도 무방하다.

또한, 이동 개시 검지 수단(104)은, 마이크(14)로 한정되지 않고, 통과 검지 센서(15)여도 무방하다.

구체적으로는, 골프 볼(20)의 설치 위치의 전방(前方)이 검지 에어리어가 되도록 통과 검지 센서(15)를 설치하고, 검지 에어리어 내를 골프 볼(20) 또는 골프 클럽(22)이 통과한 것을 검지하는 것에 의하여, 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지하여도 무방하다.

즉, 이동체의 이동 경로 상을 검지 영역으로 하는 통과 검지 센서(15)를 이용하여 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하도록 하여도 무방하다.

이 경우, 통과 검지 센서(15)의 검지 에어리어는, 후술하는 촬영 수단(106)의 촬영 영역 내에 골프 볼(20)이 위치하는 내에 촬영이 행하여지도록, 티(24)의 극히 근방으로 설정하는 것이 바람직하다.

촬영 수단(106)은, 이동체의 이동 개시 지점 P0을 촬영 영역에 포함하도록 배치되고, 촬영 영역 내의 화상을 촬영한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 카메라(12)가 촬영 수단(106)을 구성하고, 이동 개시 지점 P0인 티(24) 상을 포함하도록 촬영 영역(H)이 설정되어 있다.

촬영 수단(106)은, 고속 비디오 등의 특수한 카메라일 필요는 없고, 후술하는 촬영 제어 수단(108)에 의한 촬영 타이밍 제어에 의하여 화상(정지 영상)이 촬영되면 된다.

촬영 제어 수단(108)은, 배치 검지 수단(102) 및 이동 개시 검지 수단(104)에 의한 검지 결과에 기초하여, 촬영 수단(106)에 의한 촬영 동작을 제어한다.

보다 상세하게는, 촬영 제어 수단(108)은, 배치 검지 수단(102)에서 골프 볼(20)이 이동 개시 지점에 배치되었다고 검지된 경우, 이동 개시 지점에 배치된 상태의 골프 볼(20)의 화상(제1 화상)을 촬영하도록 촬영 수단(106)을 제어한다. 또한, 촬영 제어 수단(108)은, 이동 개시 검지 수단(104)에 의하여 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지된 경우, 이동 개시 후의 골프 볼(20)의 화상(제2 화상)을 촬영하도록 촬영 수단(106)을 제어한다.

이것에 의하여, 골프 볼(20)의 이동 개시 전후(타출 전후)의 2매의 화상이 얻어진다.

거동 산출 수단(110)은, 이동 개시 지점에 배치된 상태의 이동체의 화상인 제1 화상과 이동 개시 후의 이동체의 화상인 제2 화상에 기초하여, 이동체의 이동 방향 또는 회전축 방향 중 적어도 어느 하나를 산출한다.

또한, 거동 산출 수단(110)은, 이동체가 이동 개시하고 나서 제2 화상이 촬영될 때까지의 경과 시간에 기초하여 이동체의 이동 속도를 더 산출한다.

거동 산출 수단(110)은, 이동 방향 산출 수단(1102), 회전축 방향 산출 수단(1104), 이동 속도 산출 수단(1106) 중 적어도 어느 하나를 구비한다. 이들은, 이동체의 거동 정보인, 이동 방향, 회전축 방향 및 이동 속도를 각각 산출한다.

여기에서, 거동 산출 수단(110)에 의한 거동 정보의 산출 방법에 관하여 설명한다.

도 5는, 촬영 수단(106)에 의한 촬영 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이다.

도 5A는 제1 화상을 도시하고, 이동 개시 지점에 배치된 상태의 골프 볼(20)을 촬영한 것이며, 도 5B는 제2 화상을 도시하고, 이동 개시 후의 골프 볼(20)을 촬영한 것이다. 또한, 도 5C는 도 5B로부터 골프 볼(20) 이외의 요소를 소거(消去)한 다음, 도 5A 및 도 5B를 중첩(重疊)하고 있다.

또한, 도 6도, 촬영 수단(106)에 의한 촬영 화상의 일례를 모식적으로 도시하는 설명도이며, 도 6A는 도 5A와 동일한 도면, 도 6B는 골프 볼(20)이 카메라(12)에 대하여 가까워지는 방향(y좌표 플러스 방향)으로 이동한 경우의 화상이며, 도 6C는 골프 볼(20)이 카메라(12)에 대하여 멀어지는 방향(y좌표 마이너스 방향)으로 이동한 경우의 화상이다.

우선, 상하 방향(x-z 평면 상)에 있어서의 이동 방향 θh의 산출 방법에 관하여 설명한다.

도 5C에 도시하는 바와 같이, 제1 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 중심점 P1과 제2 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 중심점 P2를 잇는 선분 L1과, 제1 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 중심점 P1을 지나고 지면(G)과 평행한 선분 L2가 이루는 각(角) θh에 의하여, 상하 방향(x-z 평면 상)의 이동 방향을 특정할 수 있다.

즉, 거동 산출 수단(110)은, 제1 화상에 있어서의 이동체의 위치와 제2 화상에 있어서의 이동체의 위치와의 변위 방향을 이동 방향으로서 산출한다.

덧붙여, 카메라(12)의 광축(光軸)이 지면(G)과 평행이 아니라, 상하 방향으로 기울어 있는 경우는, 당해 기울기를 보정한 다음 상하 방향의 이동 방향 θh를 산출한다.

다음으로, 좌우 방향(x-y 평면 상)에 있어서의 이동 방향 θw의 산출 방법에 관하여 설명한다.

골프 볼(20)이 목표 이동 방향 X에 대하여 좌우 방향으로 기울어 이동하고 있는 경우에는, 도 6에 도시하는 바와 같이 이동 개시 전후로 화상 상의 골프 볼(20)의 직경이 다르다.

도 6의 예에서는, 도 6A의 이동 개시 전의 골프 볼(20)의 직경 R0에 대하여, 도 6B와 같이 골프 볼(20)이 카메라(12)에 대하여 가까워지는 방향으로 이동한 경우에는 직경 R1이 커지고(R1＞R0), 도 6C와 같이 골프 볼(20)이 카메라(12)에 대하여 멀어지는 방향으로 이동한 경우에는 직경 R2가 작아진다(R2＜R0).

카메라(12)의 촬영 배율 및 화각(畵角)은 기지이기 때문에, 이동 개시 전후의 골프 볼(20)의 직경의 차분에 기초하여, 좌우 방향(x-y 평면 상)의 이동 방향 θw를 특정할 수 있다.

예를 들어, 도 6B와 같이 골프 볼(20)이 카메라(12)에 대하여 가까워지는 방향(y좌표 플러스 방향)으로 이동한 경우에는, 화상 상의 골프 볼(20)의 직경이 클수록 카메라(12) 방향으로 크게 돌아가 있게 된다. 또한, 도 6C와 같이 골프 볼(20)이 카메라(12)에 대하여 멀어지는 방향(y좌표 마이너스 방향)으로 이동한 경우에는, 화상 상의 골프 볼(20)의 직경이 작을수록 카메라(12)와 반대 방향으로 크게 돌아가 있게 된다.

즉, 거동 산출 수단(110)은, 제1 화상 및 제2 화상에 있어서의 골프 볼의 직경의 비율에 기초하여, 카메라(12)의 촬영 방향과 직교하는 방향의 이동 방향을 산출한다.

또한, 이동 방향 θw를 산출하는 다른 방법으로서 복수 대의 카메라(12)를 이용한 스테레오 계측을 행하여도 무방하다.

도 9는, 거동 계측 장치(10)의 다른 구성예를 도시하는 설명도이다.

도 9에서는, 골프 볼(20)의 이동 개시 지점 P0을 포함하는 영역을 촬영 영역으로 하도록 2대의 카메라(12A, 12B)가 설치되어 있다. 카메라(12A, 12B)의 위치나 촬영 방향(향하는 쪽)이나 촬영 배율 등의 카메라 파라미터는, 미리 특정되어 있다.

이 카메라(12A, 12B)로, 각각 동시에 골프 볼(20)의 이동 개시 전후(타출 전후)의 화상을 촬영한다.

그리고, 각각의 카메라(12A, 12B)로 촬영한 화상 상에 있어서의 골프 볼(20)의 위치를 특정하고, 상기의 카메라 파라미터를 이용하여 이동 개시 전후에 있어서의 골프 볼(20)의 3차원 공간 상의 위치를 특정한다. 이 이동 개시 전후에 있어서의 골프 볼(20)의 3차원 공간 상의 위치의 차분으로부터 골프 볼(20)의 이동 방향 θw를 산출할 수 있다.

즉, 복수 대의 카메라(12A, 12B)로 각각 촬영된 복수의 제1 화상에 기초하여 이동 개시 전의 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 복수 대의 카메라(12A, 12B)로 각각 촬영된 복수의 제2 화상에 기초하여 이동 개시 후의 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 이동 개시 전후에 있어서의 이동체의 3차원 공간 상의 위치의 차분에 기초하여 이동 방향을 산출하도록 하여도 무방하다.

이와 같이, 복수 대의 카메라를 이용하여 촬영하는 것에 의하여, 골프 볼(20)의 이동 방향 θw를 보다 정도 높게 산출할 수 있다.

다음으로, 회전축 방향의 산출 방법에 관하여 설명한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 골프 볼(20)에는 마크 M이 부가되어 있다. 이동 개시 전후의 골프 볼(20)의 마크 M의 위치 및 방향에 기초하여, 골프 볼(20)의 회전축 방향을 특정할 수 있다.

덧붙여, 골프 볼(20)에 부가하는 마크 M은, 골프 볼(20)이 어느 방향으로 회전하여도 화상 상에 비치는 것과 같은 도안으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 도안으로서는, 예를 들어 도 5 등과 같이 골프 볼(20)의 전체 둘레에 걸쳐 그려진 선분 등 종래 공지의 다양한 도안을 이용할 수 있다.

즉, 이동체는 전방위로부터 시인 가능한 도안을 가지고, 거동 산출 수단(110)은, 제1 화상에 있어서의 도안의 위치 및 향하는 쪽과 제2 화상에 있어서의 도안의 위치 및 향하는 쪽과의 차분으로부터 회전축 방향을 산출한다.

계속하여, 이동 속도의 산출 방법에 관하여 설명한다.

상술한 이동 방향 및 회전축 방향의 산출은, 이동 개시 전후의 2매의 화상만으로 행할 수 있지만, 이동 속도의 산출에는, 이동체가 이동을 개시하고 나서 제2 화상을 촬영할 때까지의 경과 시간을 특정할 필요가 있다.

이동 속도의 산출에는, 우선 골프 볼(20)의 이동 거리를 산출한다. 상술한 바와 같이 카메라(12)의 촬영 배율은 기지이기 때문에, 화상 상의 거리와 실 공간 상의 거리와의 비율은 기지이며, 제1 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 위치(이동 개시 지점)와 제2 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 위치와의 관계로부터 골프 볼(20)의 x-z 평면 상의 2차원적인 이동 거리를 산출할 수 있다.

다음으로, 이동체가 이동을 개시한 시각을 특정한다. 이동 개시 검지 수단(104)이 마이크(14)인 경우, 마이크(14)에 의하여 타격음을 검지한 시각을 이동체가 이동을 개시한 시각으로 할 수 있다.

이 때, 이동 개시 지점과 마이크(14)와의 사이의 거리를 음속으로 나눈 값을 타격음이 마이크(14)에 도달할 때까지의 지연(遲延) 시간으로서 산출하고, 이 지연 시간을 마이크(14)에 의하여 타격음을 검지한 시각으로부터 빼도 무방하다.

나아가, 이동 개시 지점 주변의 온도를 검지하는 온도 검지 수단(112)인 온도 센서(16)의 측정 온도를 이용하여 음속값을 보정하여도 무방하다. 즉, 일반적으로 이용되는 음속 C=331.5＋0.61t(t는 섭씨 온도) 등의 식을 이용하여 실제의 음속에 의하여 가까운 값을 산출하고, 타격음이 마이크(14)에 도달할 때까지의 시간을 산출하여도 무방하다. 이것에 의하여, 한층 더 높게 이동체가 이동 개시한 시각을 특정할 수 있다.

도 8은, 온도 보정의 유무에 의한 오차를 도시하는 설명도이다.

도 8A에는, 마이크(14)와 이동 개시 지점 P0과의 사이의 거리가 0.5m인 경우에, 이동 개시 지점 P0에서 발생한 타격음이 마이크(14)에 도달할 때까지의 소요 시간을 도시하고 있다. 덧붙여, 도 8에서는 음속값의 소수점 이하의 값을 생략하고 있다.

음속값은, 기온 0℃의 경우 331m/s이며, 기온 35℃의 경우 352m/s이다.

따라서, 타격음이 마이크(14)에 도달할 때까지의 소요 시간은, 기온 0℃에서 1.51ms, 기온 35℃에서 1.42ms가 된다.

도 8B는, 골프 볼(20)의 이동 속도별로 추정되는 오차를 도시하고 있다.

예를 들어, 골프 볼(20)의 이동 속도가 40m/s의 경우, 타격음이 마이크(14)에 도달할 때까지의 소요 시간(도 8A 참조) 내에 골프 볼(20)이 이동하는 거리는, 기온 0℃에서 60.4mm(1.51ms로 이동하는 거리), 기온 35℃에서 56.8mm(1.42ms로 이동하는 거리)가 된다.

여기에서, 상기와 같은 음속값의 온도 보정을 행하지 않았던 경우, 상기의 이동 거리는 기온 0℃과 마찬가지로 1.51ms로 이동하는 거리로서 계산된다. 즉, 기온 35℃에서는, 1.42ms로 이동한 거리가 1.51ms로 이동하는 거리로서 계산되어, 실제보다도 속도가 늦게 계산된다.

구체적으로는, 기온 0℃에서는 40.0m/s와 올바른 이동 속도가 산출되는 한편으로, 기온 35℃에서는 37.6m/s로 산출되고, 실제보다도 2.4m/s 늦은 값으로 (－2.4m/s) 이동 속도가 산출된다.

이와 같은 오차는 골프 볼(20)의 이동 속도가 빠를수록 크게 되어, 속도 80m/s에서는 -4.8m/s로도 된다.

본원과 같은 온도 보정을 행하는 것에 의하여, 상기와 같은 오차를 방지하고, 보다 정도 좋게 이동 속도를 산출할 수 있다.

그리고, 카메라(12)로 제2 화상을 촬영한 시각을 특정하면, 이동체가 이동 개시하고 나서 제2 화상이 촬영될 때까지의 경과 시간을 특정할 수 있다. 제2 화상을 촬영한 시각은, 촬영 제어 수단(108)이 카메라(12)에 촬영을 지시한 시각 또는 카메라(12)로 기록한 제2 화상의 촬영 시각이며, 이들은 대략 동일하다.

이와 같이 산출한 골프 볼(20)의 이동 거리를, 골프 볼(20)이 이동을 개시하고 나서 제2 화상을 촬영할 때까지의 경과 시간으로 나눈 것에 의하여, 골프 볼(20)의 이동 속도를 산출할 수 있다.

덧붙여, 이동 개시 검지 수단(104)이 통과 검지 센서(15)인 경우, 이동 개시 지점으로부터 통과 검지 센서(15)의 검지 영역까지의 거리, 및 골프 볼(20)이 이동을 개시하고 나서 통과 검지 센서(15)에서 골프 볼(20)을 검지할 때까지의 경과 시각을 특정할 수 있으면, 거리를 경과 시각으로 나눈 것에 의하여 이동 속도를 산출할 수 있다.

도 4는, 거동 계측 장치(10)에 의한 처리의 수순(手順)을 도시하는 플로 차트이다.

거동 계측 장치(10)는, 우선 배치 검지 수단(102)에 의하여 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지한다(스텝 S402: 배치 검지 공정).

이동체가 이동 개시 지점에 배치되면(스텝 S402: Yes), 촬영 제어 수단(108)이 촬영 수단(106)에 화상 촬영을 지시하고, 이동체가 이동 개시 지점에 있는 상태를 제1 화상으로서 촬영한다(스텝 S404: 제1 촬영 공정).

다음으로, 거동 계측 장치(10)는, 이동 개시 검지 수단(104)에 의하여 이동체가 이동을 개시한 것을 검지한다(스텝 S406: 이동 개시 검지 공정).

이동체가 이동을 개시하면(스텝 S406: Yes), 촬영 제어 수단(108)이 촬영 수단(106)에 화상 촬영을 지시하고, 이동체가 이동하고 있는 상태를 제2 화상으로서 촬영한다(스텝 S408: 제2 촬영 공정).

계속하여, 거동 산출 수단(110)에 의하여, 이동 방향, 회전축 방향, 이동 속도 등, 이동체의 거동을 산출한다(스텝 S410: 거동 산출 공정).

그리고, 산출한 거동 정보를 디스플레이(1816)나 인쇄지 등에 표시하여(스텝 S412), 본 플로 차트에 의한 처리를 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 실시예 1에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치(10)는, 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치된 상태를 촬영한 제1 화상과 이동 개시 후의 골프 볼(20)을 촬영한 제2 화상에 기초하여 골프 볼(20)의 이동 방향이나 회전축 방향, 이동 속도를 산출하기 때문에, 특수한 기기를 이용하는 일 없이 골프 볼(20)의 거동을 계측할 수 있고, 골프 볼(20)의 거동 계측에 드는 코스트를 저감할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)는, 2매의 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 위치의 변위 방향을 이동 방향으로서 산출하기 때문에, 화상 평면 내에 있어서의 이동 방향을 간이하게 계측할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)는, 2매의 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 직경의 비율에 기초하여 촬영 방향(화상 평면)과 직교하는 방향의 이동 방향을 산출하기 때문에, 3차원 공간 내에 있어서의 이동체의 이동 방향을 계측할 수 있고, 보다 상세한 이동체의 거동 정보를 얻을 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)는, 2매의 화상에 있어서의 골프 볼(20)의 도안의 위치 및 향하는 쪽의 차분으로부터 회전축 방향을 산출하기 때문에, 도플러 센서 등으로도 측정이 곤란한 회전축 방향을 용이하게 계측할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)는, 골프 클럽(22)에 의한 타격 거동의 개시를 검지하는 것에 의하여 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치된 것을 검지하기 때문에, 계측자가 조작 등을 행하는 일 없이 제1 화상을 촬영할 수 있고, 계측 조작을 간소화할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)에 있어서, 외부로부터 입력되는 배치 완료 신호를 검지하는 것에 의하여 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치된 것을 검지하도록 하면, 골프 클럽(22)에 의한 타격 거동의 개시를 검지하는 것과 비교하여, 보다 확실히 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치된 것을 검지할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)는, 골프 클럽(22)에 의한 골프 볼(20)의 타격음을 검지하여 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지하기 때문에, 마이크(14)를 이용하여 용이 또한 단시간 내에 골프 볼(20)의 이동 개시를 검지할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)에 있어서, 이동 개시 지점 P0 주변의 온도에 기초하여 골프 볼(20)의 이동 개시한 타이밍을 보정하도록 하면, 골프 볼(20)의 이동 개시한 타이밍을 보다 정확하게 특정할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(10)에 있어서, 골프 볼(20)의 이동 경로 상을 검지 영역으로 하는 통과 검지 센서를 이용하여 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지하도록 하면, 타격음을 검지하는 것과 비교하여 보다 확실히 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지할 수 있다.

(실시예 2)

실시예 1에서는, 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는 배치 검지 수단과, 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는 이동 개시 검지 수단이 개별의 장치이었다. 실시예 2에서는, 배치 검지 수단과 이동 개시 검지 수단이 동일한 장치(반사형 광학식 센서)인 경우에 관하여 설명한다.

이하, 실시예 2에 있어서, 실시예 1과 마찬가지의 개소는 도면 상에서 같은 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다.

도 10은, 실시예 2에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치(30)의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.

도 10A는 거동 계측 장치(30)의 구성을 측면으로부터 본 도면이며, 도 10B는 도 10A에 있어서의 골프 볼(20)의 주변을 상면으로부터 본 도면이다.

실시예 2에서는, 카메라(12) 상에 반사형 광학식 센서(32)가 설치되어 있다.

덧붙여, 도시를 생략하고 있지만, 반사형 광학식 센서(32)는 컴퓨터(18)와 접속되어 있고, 그 검출 결과를 컴퓨터(18)에 출력한다.

반사형 광학식 센서(32)는, 임의의 검출 범위에 광을 투광하는 투광부와, 검출 범위에 물체가 위치하는 경우에 그 물체에 의하여 반사한 반사광을 수광하는 수광부와, 수광부에서 수광되는 광량의 변화에 기초하여 검출 범위에 있어서의 물체의 유무를 검지하는 검지부,를 구비한다.

본 실시예에서는, 반사형 광학식 센서(32)의 검출 범위를 이동 개시 지점 P0(티(24) 상)에 맞추고 있다. 즉, 투광부로부터의 투영광 LI가 이동 개시 지점 P0을 통과하도록 설치한다. 티(24) 상에 골프 볼(20)이 없는 경우에는, 투영광 LI는 이동 개시 지점 P0을 통과하여 나가기 때문에, 수광부에서는 반사광 LR을 수광하지 않는다. 한편, 티(24) 상에 골프 볼(20)이 있는 경우에는, 골프 볼(20)의 표면에서 반사한 반사광 LR이 수광부를 향하고, 수광부에서의 수광량이 증가한다. 이것에 의하여, 티(24) 상의 골프 볼(20)의 유무를 검지할 수 있다.

즉, 반사형 광학식 센서(32)는 배치 검지 수단(102)으로서 기능한다.

여기에서, 반사형 광학식 센서(32)는, 수광부에 반사광이 소정 시간 이상 계속하여 수광된 경우에 골프 볼(20)이 이동 개시 지점에 배치되었다고 검지하여도 무방하다.

이것은, 반사형 광학식 센서(32)의 검출 범위인 티(24) 상 또는 티(24)의 근방에 물체가 검지된 경우여도, 그 물체가 골프 볼(20)이 아니라, 예를 들어 계측자(I)의 손발이나 골프 클럽(22)의 헤드 등일 가능성이 있고, 이 경우에 촬영을 행하면 오촬영(誤撮影)으로 되어 버리기 때문이다.

반사형 광학식 센서(32)의 검출 범위(티(24) 상)의 물체가 골프 볼(20)인 경우에는, 계측자(I)가 티 상에 골프 볼(20)을 세트한 후, 어드레스 자세를 취하여 스윙을 행하는 동안에 일정한 시간이 필요할 것이다. 한편으로, 반사형 광학식 센서(32)의 검출 범위의 물체가 골프 볼(20) 이외인 경우에는, 곧바로 이동하여 검출 범위로부터 벗어날 가능성이 높다.

따라서, 반사형 광학식 센서(32)에 의한 물체의 검지가 소정 시간 이상 계속된 경우에만 촬영을 행하도록 하면, 물체의 오검지를 방지하여 확실히 골프 볼(20)을 촬영할 수 있다.

덧붙여, 이 경우, 수광부에 반사광이 소정 시간 이상 계속하여 수광되고, 골프 볼(20)이 이동 개시 지점에 배치되었다고 인식된 것을 보지하는 보지부를 설치하여도 무방하다. 보지부로서는, 예를 들어 램프나 스피커 등을 이용할 수 있다. 계측자(I)는 골프 볼(20)을 티(24)에 세트한 후, 보지부에 의한 보지를 기다리고 스윙을 개시하면 된다.

또한, 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치되었다고 검지된 후, 골프 볼(20)으로부터의 반사광이 수광되지 않게 된 경우에는, 골프 볼(20)이 골프 클럽(22)으로 타격되어, 골프 볼(20)이 이동을 개시하였다고 검지할 수 있다.

즉, 반사형 광학식 센서(32)는 이동 개시 검지 수단(104)으로서도 기능한다.

이와 같이, 반사형 광학식 센서(32)는 배치 검지 수단(102) 및 이동 개시 검지 수단(104)의 양방으로서 이용할 수 있다.

덧붙여, 반사형 광학식 센서(32)는, CMOS 센서 등의 화상 센서를 이용하여 물체의 색을 식별하는 기능을 가지는 것이어도 무방하다. 이 경우, 물체가 특정의 색이었을 경우에만 검출 범위 내에 물체가 있다고 검지한다.

보다 상세하게는, 예를 들어 일반적인 골프 볼(20)의 색인 백색의 물체가 검출 범위 내에 있었을 경우에만 물체를 검출하는 센서를 이용한다. 이것에 의하여, 골프 클럽(22)이나 계측자(I)의 손발 등이 티(24) 주변에 있는 것을 골프 볼(20)로서 오검지하는 것을 방지하여, 반사형 광학식 센서(32)의 검출 정도를 향상시킬 수 있다.

또한, 반사형 광학식 센서(32)의 반응 속도는, 1ms 이하인 것이 바람직하다.

이것은, 골프 볼(20)의 이동 속도에 따라서는, 카메라(12)의 촬영 타이밍을 골프 볼(20)의 이동 개시 후, 극히 단시간으로 하는 것이 요구되기 때문이다. 반응 속도가 빠른 반사형 광학식 센서(32)를 사용하는 것에 의하여, 촬영 타이밍을 보다 빠른 타이밍으로 설정하는 것이 가능해지고, 카메라(12)에 의한 촬영 정도를 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 실시예 2에 관련되는 이동체의 거동 계측 장치(30)에 의하면, 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치된 것을 검지하는 기구와, 골프 볼(20)이 이동을 개시한 것을 검지하는 기구가 동일한 반사형 광학식 센서(32)이기 때문에, 거동 계측 장치(30)의 시스템 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 반사형 광학식 센서(32)의 검출 범위는 이동 개시 지점 P0이라고 하는 극히 좁은 범위여도 무방하기 때문에, 계측에 사용 스페이스가 한정되어 있는 경우여도 무리없이 계측을 행할 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(30)에 있어서, 이동 개시 지점 P0으로부터의 반사광이 소정 시간 이상 계속하여 수광된 경우에 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 배치되었다고 검지하도록 하면, 계측자(I)의 손발이나 골프 클럽(22) 등을 골프 볼(20)로 오검지하는 것을 방지하여, 검지 정도를 향상시킬 수 있다.

또한, 거동 계측 장치(30)는, 골프 볼(20)이 이동 개시 지점 P0에 위치하면 검지된 후, 이동 개시 지점 P0으로부터 퇴거한 경우에 골프 볼(20)이 이동을 개시하였다고 검지하기 때문에, 타격음을 이용하는 경우 등보다도 안정된 계측을 행할 수 있다.

10, 30……거동 계측 장치, 12……카메라, 13……조명, 14……마이크, 15……통과 검지 센서, 16……온도 센서, 18……컴퓨터, 19……도플러 센서, 20……골프 볼, 22……골프 클럽, 24……티, 32……반사형 광학식 센서, 102……배치 검지 수단, 104……이동 개시 검지 수단, 106……촬영 수단, 108……촬영 제어 수단, 110……거동 산출 수단, 1102……이동 방향 산출 수단, 1104……회전축 방향 산출 수단, 1106……이동 속도 산출 수단, 112……온도 검지 수단, G……지면, H……촬영 영역, I……계측자, M……마크, N1……검지 에어리어, N2……지향 방향, N3……지향 방향, P0……이동 개시 지점, P1……중심점, P2……중심점, R0……직경, R1……직경, R2……직경, X……목표 이동 방향

Claims

이동체의 거동(擧動)을 계측하는 이동체의 거동 계측 방법에 있어서,
상기 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지(檢知)하는 배치 검지 공정과,
상기 이동 개시 지점에 배치된 상태의 상기 이동체의 화상(畵像)을 촬영하는 제1 촬영 공정과,
상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는 이동 개시 검지 공정과,
이동 개시 후의 상기 이동체의 화상을 촬영하는 제2 촬영 공정과,
상기 제1 촬영 공정에서 촬영된 제1 화상 및 상기 제2 촬영 공정에서 촬영된 제2 화상에 기초하여, 상기 이동체의 이동 방향 또는 회전축 방향 중 적어도 어느 하나를 산출하는 거동 산출 공정
을 포함하고,
상기 이동체는, 타격구에 의하여 타격되는 것에 의하여 이동을 개시하고,
상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 타격구에 의한 상기 이동체의 타격음을 검지하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하고,
상기 이동 개시 지점 주변의 온도를 검지하는 온도 검지 공정을 더 포함하고,
상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 이동 개시 지점 주변의 온도에 기초하여 상기 이동체가 이동 개시한 타이밍을 보정하는
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항에 있어서,
상기 거동 산출 공정에서는, 상기 이동체가 이동 개시하고 나서 상기 제2 화상이 촬영될 때까지의 경과 시간에 기초하여 상기 이동체의 이동 속도를 더 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 촬영 공정 및 상기 제2 촬영 공정에서는, 동일한 촬영 영역 내의 화상을 촬영하고,
상기 거동 산출 공정에서는, 상기 제1 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와 상기 제2 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와의 변위(變位) 방향을 상기 이동 방향으로서 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제3항에 있어서,
상기 이동체는, 직경이 기지(旣知)의 볼이고,
상기 거동 산출 공정에서는, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 있어서의 상기 볼의 직경의 비율에 기초하여, 상기 제1 촬영 공정 및 상기 제2 촬영 공정에 있어서의 촬영 방향과 직교하는 방향의 상기 이동 방향을 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 촬영 공정 및 상기 제2 촬영 공정에서는, 복수 대(臺)의 카메라를 이용하여 상기 이동체의 화상을 촬영하고,
상기 거동 산출 공정에서는, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제1 화상에 기초하여 이동 개시 전의 상기 이동체의 3차원 공간 상(上)의 위치를 특정하고, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제2 화상에 기초하여 이동 개시 후의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 이동 개시 전후에 있어서의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치의 차분(差分)에 기초하여 상기 이동 방향을 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이동체는, 전방위로부터 시인(視認) 가능한 도안을 가지고,
상기 거동 산출 공정에서는, 상기 제1 화상에 있어서의 상기 도안의 위치 및 향하는 쪽과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 도안의 위치 및 향하는 쪽과의 차분으로부터 상기 회전축 방향을 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이동체는, 타격구에 의하여 타격되는 것에 의하여 이동을 개시하고,
상기 배치 검지 공정에서는, 상기 타격구에 의한 타격 거동의 개시를 검지하는 것에 의하여, 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 배치 검지 공정에서는, 외부로부터 입력되는 배치 완료 신호를 검지하는 것에 의하여, 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 이동체의 이동 경로 상을 검지 영역으로 하는 통과 검지 센서를 이용하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 배치 검지 공정에서는, 상기 이동 개시 지점에 광(光)을 투광(投光)하는 투광부와, 상기 이동 개시 지점에 상기 이동체가 위치하는 경우에 상기 이동체에 의하여 반사한 반사광을 수광(受光)하는 수광부와, 상기 수광부에서 수광되는 광량(光量)의 변화에 기초하여 상기 이동 개시 지점에 있어서의 상기 이동체의 유무를 검지하는 검지부,를 구비하는 반사형 광학식 센서를 이용하여, 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제10항에 있어서,
상기 배치 검지 공정에서는, 상기 반사광이 소정 시간 이상 계속하여 수광된 경우에 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점에 배치되었다고 검지하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제11항에 있어서,
상기 반사형 광학식 센서의 검출 범위 내에 물체가 소정 시간 이상 계속하여 검지된 것을 보지(報知)하는 보지부를 더 구비하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제10항에 있어서,
상기 이동 개시 검지 공정에서는, 상기 반사형 광학식 센서를 이용하여 상기 이동체가 상기 이동 개시 지점으로부터 퇴거한 것을 검지하는 것에 의하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
제10항에 있어서,
상기 반사형 광학식 센서는, 물체의 색을 식별하는 기능을 가지고, 상기 물체가 소정의 색이었을 경우에만 상기 반사형 광학식 센서의 검출 범위 내에 상기 물체가 있다고 검지하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 방법.
이동체의 거동을 계측하는 이동체의 거동 계측 장치에 있어서,
상기 이동체가 이동 개시 지점에 배치된 것을 검지하는 배치 검지 수단과,
상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하는 이동 개시 검지 수단과,
상기 이동 개시 지점을 촬영 영역에 포함하도록 배치된 촬영 수단과,
상기 배치 검지 수단 및 상기 이동 개시 검지 수단에 의한 검지 결과에 기초하여, 상기 촬영 수단에 의한 촬영 동작을 제어하는 촬영 제어 수단과,
상기 이동 개시 지점에 배치된 상태의 상기 이동체의 화상인 제1 화상과, 이동 개시 후의 상기 이동체의 화상인 제2 화상에 기초하여, 상기 이동체의 이동 방향 또는 회전축 방향 중 적어도 어느 하나를 산출하는 거동 산출 수단
을 구비하고,
상기 이동체는, 타격구에 의하여 타격되는 것에 의하여 이동을 개시하고,
상기 이동 개시 검지 수단은, 상기 타격구에 의한 상기 이동체의 타격음을 검지하여 상기 이동체가 이동을 개시한 것을 검지하고,
상기 이동 개시 지점 주변의 온도를 검지하는 온도 검지 수단을 더 포함하고,
상기 이동 개시 검지 수단은, 상기 이동 개시 지점 주변의 온도에 기초하여 상기 이동체가 이동 개시한 타이밍을 보정하는
것을 특징으로 하는 거동 계측 장치.
제15항에 있어서,
상기 거동 산출 수단은, 상기 이동체가 이동 개시하고 나서 상기 제2 화상이 촬영될 때까지의 경과 시간에 기초하여 상기 이동체의 이동 속도를 더 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 촬영 수단은, 동일한 촬영 영역에서 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상을 촬영하고,
상기 거동 산출 수단은, 상기 제1 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와 상기 제2 화상에 있어서의 상기 이동체의 위치와의 변위 방향을 상기 이동 방향으로서 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 촬영 수단은, 복수 대의 카메라이고,
상기 거동 산출 수단은, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제1 화상에 기초하여 이동 개시 전의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 상기 복수 대의 카메라로 각각 촬영된 복수의 상기 제2 화상에 기초하여 이동 개시 후의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치를 특정하고, 이동 개시 전후에 있어서의 상기 이동체의 3차원 공간 상의 위치의 차분에 기초하여 상기 이동 방향을 산출하는,
것을 특징으로 하는 거동 계측 장치.
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