TW201843650A - 用於棒球練習裝置的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法 - Google Patents

用於棒球練習裝置的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種用於棒球練習裝置的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法，在用於讓使用者進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置中，取得投出的球或打擊的球的運動相關圖像，對該取得的圖像進行分析，準確且迅速算出球進行何種運動的運動模型，相當準確且迅速地算出投出的球或打擊的球的運動參數等用於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊。

Description

用於棒球練習裝置的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法
本發明是關於一種棒球練習裝置及用於該棒球練習裝置的感測裝置、感測方法、該棒球練習裝置的控制方法，該棒球練習裝置為使用者用球棒打擊發球裝置發射的球的方式的棒球練習裝置或所謂螢幕棒球系統，該螢幕棒球系統是使用者在預定大小的室內空間用球棒打擊由發球裝置發射的球，感測裝置對此進行感測，實現基於該感測結果的類比影像。
近年來，隨著棒球人口的增加而出現了所謂螢幕棒球系統，以便克服難以在寬闊的棒球賽場進行實際棒球賽的局限，而在窄狹的室內空間也能夠感受棒球比賽的現場感並虛擬進行棒球賽。
通常，螢幕棒球系統在室內設置可供使用者在預定大小的空間揮棒的打擊區和可以顯示虛擬的棒球場的螢幕，如果在該螢幕後面安裝的發球機向打擊區側投球，則在打擊區做好擊球準備的使用者打擊從發球機投出的球，此時，感測裝置對投出的球及被使用者打擊的球的移動進行感測，基於該感測結果，判斷是好球還是壞球，並在該螢幕上實現被打擊的球的軌跡的類比影像。
與所述的感測裝置相關聯，在以往的螢幕棒球系統等中，在投球的球或打擊的球經過的路口，安裝多個由多個發光感測器及受光感測器構成的光感測裝置，當球經過該光感測裝置時，接收從發光感測器照射而被球反射的光，從而多個光感測裝置分別獲得球的座標資訊，基於此，算出關於投出的球或打擊的球的球速、方向等參數。
而且，在使用者持球棒進行打擊的情況下，利用另外的感測裝置，感知使用者的揮棒與否或打擊與否。
在韓國專利申請第10-2015-0041844號、韓國專利申請第10-2015-0041861號、韓國專利申請第10-2014-0054105號、美國註冊專利第5443260號、日本註冊專利第4743763號等多項現有技術文獻中，對所述的技術內容進行了公開。
當利用如上所述的基於光感測器的感測裝置時，需要利用相當多的發光感測器及受光感測器，因而不僅感測裝置的費用相當高，而且，感測裝置的破壞及誤操作等的可能性高，維護及維修相當困難，儘管如此，在對於球運動的準確解析方面卻有局限，因而存在對於球運動的模擬準確度很低的問題。
本發明提供一種基於圖像感測的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法，在用於讓使用者進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置中，取得投出的球或打擊的球的運動相關圖像，對該取得的圖像進行分析，準確且迅速算出球進行何種運動的運動模型，相當準確且迅速地算出投出的球或打擊的球的運動參數等用 於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊。
另外，旨在提供一種基於圖像感測的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法，並非分別獨立地配備用於對投出的球或打擊的球的運動進行分析的感測裝置、用於判別使用者是否揮棒的感測裝置、用於判斷壞球/好球與否的感測裝置等多樣的感測裝置，而是利用一個感測裝置便能夠執行對投出的球或打擊的球的運動進行分析、使用者揮棒與否及打擊與否判別、壞球/好球與否判別等多樣的分析。
本發明一個實施例的感測裝置，用於讓使用者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置，該感測裝置包括：攝影單元，其持續拍攝運動的球的圖像；以及感測處理單元，其收集由該攝影單元拍攝的圖像，對所收集的各圖像進行分析而提取出球，計算球的三維空間上的座標，利用計算出的座標資料，確定球運動模型，並利用該確定的球運動模型，算出用於進行該棒球練習或棒球比賽的資訊。
另外，優選地，該感測處理單元構成為，利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者打擊了該投出的球時，利用打擊後的球的三維空間上的座標資料，提取出球運動模型，利用針對該打擊的球提取出的球運動模型，算出球的運動參數。
另外，優選地，該感測處理單元利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者未打擊該投出的球時，對該收集的圖像進行分析而檢測出球棒，判斷該使用者是否進行揮棒，當判斷為該使用者進行了揮棒時，將該結果傳遞給該棒球練習裝置，在計分板上追加 好球記錄。
另外，優選地，該感測處理單元構成為，利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者未打擊該投出的球時，對該收集的圖像進行分析而檢測出球棒，判斷該使用者是否進行了揮棒，當判斷為該使用者未進行揮棒時，利用本壘板上的球的三維空間上的座標資料，判斷是壞球還是好球。
另一方面，本發明一個實施例的感測裝置的感測方法，該感測裝置用於讓使用者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置，該感測方法包括：持續拍攝並收集運動的球的圖像的步驟；對收集的各圖像進行分析而提取出球，計算球的三維空間上的座標，提取球的座標資料的步驟；利用該提取的座標資料，確定球運動模型的步驟；以及利用該確定的球運動模型，算出用於進行該棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟。
另外，優選地，提取該球的座標資料的步驟包括：通過該圖像分析，提取出候選球的步驟；以及該運動的球碰撞牆壁或頂棚時，去除針對碰撞之後的球檢測到的候選球的步驟。
另外，優選地，提取該球的座標資料的步驟包括：通過該圖像分析，提取出候選球的步驟；在各個該候選球的座標資料中，任意選擇預先設定個數的資料，建立任意運動模型的步驟；以及當基於該建立的任意運動模型的球的初始座標資料超出預先設定的範圍時，去除該運動模型中所包含的座標資料的步驟。
另外，優選地，決定該球運動模型的步驟包括：利用球的初 始時間值或初期座標資料，決定被投出並向打擊區移動的球的運動模型的步驟；算出該用於進行棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟包括：把該決定的運動模型中所包含的球的座標資料從所有球的座標資料中去除後剩下的資料為預先設定的個數以上時，判斷為該使用者打擊了該投出的球，當剩下的資料小於預先設定的個數或沒有時，判斷為該使用者未打擊的步驟。
另外，優選地，決定該球運動模型的步驟包括：計算投出的球到達本壘板的時間值的步驟，算出該用於進行棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟包括：以該球到達本壘板的時間值為初始時間值，以該初始時間值時的球的座標資料為球的初始座標資料，來確定移動的球的運動模型的步驟；以及基於該確定的運動模型，算出球的運動參數的步驟。
另外，優選地，算出該用於進行棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟包括：利用該確定的球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球的步驟；當該使用者打擊了該投出的球時，利用打擊後的球的三維空間上的座標資料，提取球運動模型的步驟；以及利用針對該打擊的球提取的球運動模型，算出球的運動參數的步驟。
另外，優選地，算出該用於進行棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟包括：利用該確定的球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球的步驟；當該使用者未打擊該投出的球時，對該收集的圖像進行分析而檢測出球棒，判斷該使用者是否進行了揮棒的步驟；以及當該使用者未進行揮棒時，確認本壘板上的球的三維空間上的座標是否在預先設定的好球區內部，來判斷是壞球還是好球的步驟。
另一方面，本發明一個實施例的棒球練習裝置，用於讓使用 者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽，該棒球練習裝置包括：發球裝置，其向使用者進行擊球的打擊區域發出球；感測裝置，其持續拍攝並收集運動的球的圖像，分析該收集的各圖像而提取出球，計算球的三維空間上的座標，利用計算出的座標資料，確定球運動模型，並算出利用了該確定的球運動模型的資訊；以及控制裝置，其接收由該感測裝置算出的資訊，基於該接收的資訊，實現用於進行該棒球練習或棒球比賽的影像。
另外，優選地，該感測裝置構成為，利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者打擊了該投出的球時，利用打擊後的球的三維空間上的座標資料，提取出球運動模型，利用針對該打擊的球提取出的球運動模型，算出球的運動參數並傳遞給該控制裝置，該控制裝置構成為，基於該接收的球的運動參數，實現被打擊的球的軌跡的類比影像，在該類比影像上判斷擊球為本壘打、安打、界外及出局中的哪一種，而進行該棒球練習或棒球比賽。
另外，優選地，該感測裝置構成為，利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者未打擊該投出的球時，對該收集的圖像進行分析而檢測出球棒，判斷該使用者是否進行了揮棒，當判斷為該使用者進行了揮棒時，將該結果傳遞給該控制裝置，該控制裝置構成為，基於該接收的資訊，在該使用者的計分板上追加好球記錄，而進行該棒球練習或棒球比賽。
另外，優選地，該感測裝置構成為，利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者未打擊該投出的球時，對該 收集的圖像進行分析而檢測出球棒，判斷該使用者是否進行了揮棒，當判斷為該使用者未進行揮棒時，提取本壘板上的球的三維空間上的座標資料，把在預先設定的好球區是否包含該提取的球的座標的判斷結果傳遞給該控制裝置，該控制裝置構成為，基於該接收的資訊，在該提取的本壘板上的球的座標包含於該好球區的情況下，在該使用者的計分板上追加好球記錄，在該提取的本壘板上的球的座標不包含於該好球區的情況下，在該使用者的計分板上追加壞球記錄，而進行該棒球練習或棒球比賽。
另一方面，本發明一個實施例的棒球練習裝置的控制方法，該棒球練習裝置用於讓使用者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽，該控制方法，包括：通過用於實現該棒球練習或棒球比賽的影像的控制裝置，來實現虛擬投手投球的影像的步驟；控制成發球裝置與該虛擬投手的投球影像同步地向打擊區側投出球的步驟；通過感測裝置持續拍攝、收集及分析由該發球裝置投出並運動的球的圖像，在各圖像上提取出該運動的球的三維空間上的座標資料，利用該提取出的座標資料確定球運動模型，並算出利用該確定的球運動模型的資訊的步驟；以及該控制裝置接收由該感測裝置算出的資訊，基於該接收的資訊，實現用於進行該棒球練習或棒球比賽的影像的步驟。
另外，優選地，算出利用該確定的球運動模型的資訊的步驟包括：利用該確定的球運動模型，判斷從該打擊區側向該發球裝置側運動的球的座標資料是否存在預先設定的個數以上，判斷該使用者是否打擊了該投出的球的步驟；當該使用者打擊了球時，以本壘板上的球的座標資料為球的初始座標資料，來確定移動的球的運動模型的步驟；以及基於該確 定的運動模型，算出球的運動參數的步驟，實現該用於進行棒球練習或棒球比賽的影像的步驟包括：基於該算出的球的運動參數，實現針對被打擊的球的軌跡的類比影像的步驟；以及在該類比影像上判斷擊球為本壘打、安打、界外及出局中的哪一種，而進行該棒球練習或棒球比賽的步驟。
另外，優選地，算出利用該確定的球運動模型的資訊的步驟包括：利用該確定的球運動模型，判斷從該打擊區側向該發球裝置側運動的球的座標資料是否存在預先設定的個數以上，判斷該使用者是否打擊了該投出的球的步驟；以及該使用者未打擊球時，對該收集的圖像進行分析而檢測出球棒，判斷該使用者是否進行了揮棒的步驟，實現該用於進行棒球練習或棒球比賽的影像的步驟包括：實現該使用者的空揮棒的影像的步驟；以及在該使用者的計分板上追加好球記錄，而進行該棒球練習或棒球比賽的步驟。
另外，優選地，算出利用該確定的球運動模型的資訊的步驟包括：利用該確定的球運動模型，判斷從該打擊區側向該發球裝置側運動的球的座標資料是否存在預先設定的個數以上，判斷該使用者是否打擊了該投出的球的步驟；以及該使用者未打擊球時，對該收集的圖像進行分析而檢測出球棒，判斷該使用者是否進行了揮棒的步驟，實現該用於進行棒球練習或棒球比賽的影像的步驟包括：提取本壘板上的球的三維空間上的座標資料的步驟；判斷在預先設定的好球區是否包含該提取的球的座標的步驟；以及在該提取的球的座標包含於該好球區的情況下，在該使用者的計分板上追加好球記錄，在該提取的球的座標未包含於該好球區的情況下，在該使用者的計分板上追加壞球記錄，而進行該棒球練習或棒球比賽 的步驟。
本發明的用於棒球練習裝置的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法具有如下效果：取得投出的球或打擊的球的運動相關圖像，對該取得的圖像進行分析，準確且迅速算出球進行何種運動的運動模型，相當準確且迅速地算出投出的球或打擊的球的運動參數等用於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊。
另外具有如下效果：並非分別獨立地配備用於對投出的球或打擊的球的運動進行分析的感測裝置、用於判別使用者是否揮棒的感測裝置、用於判斷壞球/好球與否的感測裝置等多樣的感測裝置，而是利用一個感測裝置便能夠執行對投出的球或打擊的球的運動進行分析、使用者揮棒與否及打擊與否判別、壞球/好球與否判別等多樣的分析。
1‧‧‧球
10‧‧‧使用者
11‧‧‧側壁
12‧‧‧後壁
20‧‧‧螢幕部
22‧‧‧投出孔
23‧‧‧孔開閉部
30‧‧‧打擊區域
31‧‧‧打擊區
32‧‧‧打擊區
33‧‧‧本壘板
100‧‧‧發球裝置
110‧‧‧球供給部
300‧‧‧控制裝置
310‧‧‧控制部
320‧‧‧資料儲存部
330‧‧‧影像處理部
420‧‧‧影像輸出部
A‧‧‧連結標示
a1、a2‧‧‧角度
bn1‧‧‧第一標記
bn2‧‧‧第二標記
BT‧‧‧球棒
bt1‧‧‧狀態1
bt2‧‧‧狀態2
LM‧‧‧障礙物
120‧‧‧投球驅動部
130‧‧‧投球控制部
200‧‧‧感測裝置
210‧‧‧攝影單元
211‧‧‧第一攝影機
212‧‧‧第二攝影機
220‧‧‧感測處理單元
b1-b9、h1-h9、r1-r2、v1-v2‧‧‧位置標示
圖1表示本發明一個實施例的棒球練習裝置的虛擬棒球類比系統，即實現所謂螢幕棒球系統的示例。
圖2是表示圖1所示的棒球練習裝置的結構的方塊圖。
圖3及圖4是表示具有圖2所示的結構的棒球練習裝置的感測裝置的感測方法和基於控制裝置的發球控制方法的流程圖。
圖5是本發明一個實施例的假定感測裝置的攝影單元中的一個攝影機正在拍攝的影像而顯示的圖，用於說明一次全部顯示在多幅圖像上出現的球圖像，感測裝置檢測球並確定球運動模型的程序。
圖6是用於說明本發明一個實施例的感測裝置考慮被投出的球碰到牆壁、頂 棚等情況而確定球運動模型的圖。
圖7是本發明一個實施例的假定感測裝置的攝影單元中的一個攝影機正在拍攝的影像而顯示的圖，用於說明一次全部顯示在多幅圖像上出現的被投出的球及被打擊的球的圖像，感測裝置檢測球並確定球運動模型的程序。
圖8是本發明一個實施例的在通過感測裝置拍攝、收集的圖像中進一步放大顯示打擊區部分。
參照附圖，說明本發明的用於棒球練習裝置的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法的棒球練習裝置及其控制方法的更具體之內容。
將本發明的「棒球練習裝置」定義為包含棒球練習系統以及虛擬棒球類比系統等，該棒球練習系統是發球機發球，使用者在打擊區打擊該被投出球，從而單純進行打擊練習的系統；該虛擬棒球類比系統是在室內設置使用者可以在預定大小的空間進行擊球的打擊區域和顯示虛擬棒球場的螢幕，如果發球機向打擊區域側發球，則在打擊區域準備擊球的使用者打擊從發球機投出的球，感測裝置感測投出的球及被使用者打擊的球的移動，基於該感測結果，在螢幕上顯示有關被打擊的球的軌跡的類比影像。以下，對本發明進行具體說明。
首先，參照圖1及圖2，就本發明一個實施例的棒球練習裝置進行說明。圖1是表示作為本發明一個實施例的棒球練習裝置而實現棒球練習裝置，即實現所謂螢幕棒球系統的示例，圖2是表示圖1所示的棒球練習裝置的結構的方塊圖。
如圖1所示，本發明一個實施例的棒球練習裝置如普通的螢幕棒球系統一樣，在由側壁11和後壁12等形成的空間內配備打擊區域30和螢幕部20，在該打擊區域30的打擊區(31或32，其中，附圖標記31代表右打擊區，附圖標記32代表左打擊區。下面把該右打擊區及左打擊區統稱為「打擊區」，該「打擊區」定義為包括右打擊區及左打擊區中至少一個)，使用者可以持球棒進行擊球。
在該螢幕部20與後壁12之間的空間部SP具備控制裝置SM，該控制裝置SM用於將投影於該螢幕部20上的棒球類比影像的相關資訊處理(控制裝置300處理的影像通過影像輸出部420投影於螢幕部20)，安裝有能夠向打擊區域30側投出球1的發球裝置100，在該螢幕部20上的與該發球裝置100的發射球的部分對應的位置形成有使球1通過的投出孔22。
而且，如圖1所示，該發球裝置100在其前面側可以具備用於使該螢幕部20上的投出孔22進行開閉的孔開閉部23。
如果考查本發明一個實施例的棒球練習裝置的控制系統，如圖1及圖2所示，包括控制裝置300、發球裝置100、感測裝置200等。
如圖2所示，該發球裝置100可以包括球供給部110、投球驅動部120及投球控制部130。
該球供給部110是在保管多個球的保管箱中一個一個地移送球並供給到投球驅動部120的構成要素，即向用於投球的位置供給球的構成要素。
該投球驅動部120作為發射由該球供給部110供給的球的構成要素，可以通過如下方式實現：使一個輪旋轉，在與引導板之間，利用 該輪的旋轉力來發射球的方式(例如，日本公開專利公報第2014-217468號等)；使兩個以上的輪旋轉，使球位於這些輪之間，利用該輪的旋轉力來發射球的方式(例如，韓國公開專利公報第2014-0100685號、韓國註冊專利第0411754號、韓國註冊實用新型第0269859號等)；使把持球的臂旋轉而投擲球的方式(例如，韓國註冊專利第0919371號等)等。
上述的球供給部110及投球驅動部120自身的具體結構已經被多個現有技術文獻公開，因而省略對其結構的具體說明。
另一方面，該感測裝置200以分析所拍攝的圖像並對圖像上的客體進行感測的方式，取得並分析包括打擊區域30的預定拍攝範圍的圖像，算出從發球裝置100投出的球的球運動資訊，算出使用者是否打擊該投出的球的資訊、被使用者打擊的球的球運動資訊，算出使用者是否空揮棒的資訊、當使用者未揮棒時投出的球的好壞球數資訊等。
如圖2所示，該感測裝置200包括攝影單元210、感測處理單元220，該攝影單元210連續取得包括打擊區域30的預定拍攝範圍的圖像，該感測處理單元220從該攝影單元210接收圖像，執行與預先設定事項對應的圖像分析等，算出利用該棒球練習裝置的棒球練習或棒球比賽所需的資訊。
優選地，該感測裝置200的攝影單元210包括第一攝影機211及第二攝影機212並以立體方式(Stereoscopic)構成，以便能夠在不同的位置分別拍攝相同的拍攝範圍，算出拍攝的圖像上的物件的三維位置資訊，由此該感測處理單元220可以通過對該攝影單元210拍攝的圖像的分析，獲得球的三維座標資料。
並且，該感測處理單元220分別從該攝影單元210的第一攝影機211及第二攝影機212接收並收集所拍攝的圖像，分析該收集的各個圖像並找到球，提取各球的三維座標資料，利用該提取的三維座標資料，確定被投出而運動的球或被打擊而運動的球的球運動模型，確定球的運動模型後，利用該運動模型算出利用該棒球練習裝置的棒球練習或棒球比賽所需的各種資訊。
在此，球的運動模型以與被投出或被打擊而運動的球在三維空間上的軌跡相關的運動方程式來表現，如圖1所示，將基於本發明的棒球練習裝置而進行棒球練習或棒球比賽的空間定義為x軸、y軸及z軸的三維座標系，根據該定義的座標系，確定該球的運動模型。
即，該球的運動模型可以用x軸方向的運動方程式、y軸方向的運動方程式及z軸方向的運動方程式定義。與此相關的具體內容將在後面記述。
另一方面，該感測裝置200算出該球運動資訊，將其傳送給控制裝置300，該控制裝置300基於所接收的球運動資訊，實現針對球運動的類比影像，並通過影像輸出部420投影於螢幕部20上。
另一方面，該控制裝置300如圖2所示，包括資料儲存部320、影像處理部330及控制部310。
該資料儲存部320是儲存用於處理在棒球練習裝置形成的棒球類比影像等資料的部件。該資料儲存部320也可以起臨時儲存從伺服器(未圖示)傳送的資料的儲存部的作用。
該影像處理部330為了生成虛擬棒球場的影像、球員和裁判 及觀眾等影像等背景影像、虛擬投手投球的影像、使用者投出的球的軌跡的類比影像等各種棒球類比影像，根據預先設定的程式對影像資料進行處理，將處理後的影像傳送給影像輸出部420，該影像輸出部420執行把接收的所傳送影像投影於螢幕部20等上的影像輸出，以便使用者能夠觀看。
該控制部310控制本發明的棒球練習裝置的各構成要素，基於從該感測裝置200傳送的各種資訊，執行針對被打擊的球的軌跡的模擬等用於實現棒球類比影像的各種運算。
該控制部310決定基於該孔開閉部23的開放或封閉投出孔22的時間點、發球裝置100的投球準備、投出準備好的球(發射球)等時間點，向該投球控制部130發送請求執行相應動作的控制信號。
該孔開閉部23預設控制為處於封閉螢幕部20的投出孔22的狀態，當該孔開閉部23處於封閉投出孔的狀態時，投影到螢幕部的影像可以在投出孔部分無省略地自然顯示。
該控制部310可以在關於棒球練習或棒球比賽的影像上，與虛擬投手投球的影像同步，控制該發球裝置100的驅動，以使發球裝置100能夠向打擊區側投出球。
例如，感知影像上的虛擬投手投球的動作及投出的球的移動狀態，發球裝置100對應於虛擬投手的動作或投出的球的狀態，把準備好的球發射到打擊區側，使在打擊區準備擊球的使用者具有影像上的虛擬投手投出的球如同實際飛來一樣的感覺。
另一方面，參照圖3及圖4所示流程圖，就本發明一個實施例的用於棒球練習裝置的感測裝置的感測方法及棒球練習裝置的控制方法進 行說明。
在圖3及圖4所示的流程圖中示出了具有圖2所示結構的棒球練習裝置中的感測裝置的感測方法和基於控制裝置的控制方法。在圖3所示的流程圖中，以A標識的步驟連接到圖4所示的A。
如圖3所示，本發明一個實施例的棒球練習裝置啟動，感測裝置的攝影單元持續取得該拍攝範圍的圖像，通過感測處理單元收集該取得的圖像(S100)。
感測處理單元在收集了預先設定的個數的圖像時，對該收集的各個圖像進行分析，在各圖像上檢測出球(S110)。在此，檢測出的球既可以是實際正在運動的球，也可以是置於比賽空間地面的球，還可能包括其它雜訊。
因此，更準確地說，在該S110步驟中檢測出的是候選球。
在所述各圖像上，候選球可以通過多個步驟的球檢測程序而檢測出。
首先，感測處理單元把攝影單元在球運動之前預先拍攝好的圖像儲存為參考圖像。當然，實際球被投出後或被打擊後，如果根據觸發程序而發生觸發，則可以把此時的圖像儲存為所述的參考圖像。
其中，觸發是在圖像中設定好預先確定的區域，在該預先設定的區域內檢測到球時發生觸發，感測處理單元以該觸發時間點為基準，對在此之前及之後的預先設定的個數的圖像進行分析，進行所述的球檢測等程序。
針對在開始進行投球的同時拍攝的各個圖像，如果根據差值 演算法(Image Differencing)而求出與該參考圖像的差值影像，則在該差值影像中，剩下包括運動的球的移動的物件。
對於該差值影像，預先設定針對影像上圖元的圖元值(亮度值)的閾值(Threshold)，以該預先設定的閾值為基準，對該差值影像進行二值化處理(將超過閾值的圖元值的圖元顯示為白色，將不超過閾值的圖元顯示為黑色，而進行二值化)。
對於實際的球(棒球)而言，受照明的影響，圖像上的圖元值較大，即亮度值較大，因而如果執行二值化，則移動的球大部分顯示為白色，其餘部分顯示為黑色，因此在圖像上可以容易地檢測出移動的球。
感測處理單元提取在所述的二值化的影像中顯示為白色部分的輪廓(Contour)，針對提取的各個輪廓，對縱橫比(Aspect Ratio)、輪廓大小、輪廓內部的亮度等預先設定的條件進行分析(感測處理單元預先設定針對球的縱橫比範圍、大小範圍、內部亮度範圍等)，例如，當提取的輪廓長而縱橫比超出預先設定的範圍時，當提取的輪廓大小超出預先設定的大小範圍或過小時，以去除相應的部分的方式，在提取的輪廓中，把有效的部分選定為候選球(即使如上所述選定為候選球，其中也可能包括置於地面的球或其它雜訊)。
另一方面，感測處理單元算出以如上所述的方式在各圖像上檢測出的球，即各個候選球的三維座標(S120)。
該三維座標的算出可以利用從第一攝影機和第二攝影機針對相同物件取得的各個影像中獲得的座標資訊來實現，利用立體方式的攝影機系統取得物件的三維座標是公知的技術，因而省略對此的說明。
另一方面，感測處理單元利用如上所述算出的球的座標資料，確定從發球裝置向打擊區移動的球(從發球裝置發射的球)的球運動模型(S130)。
對於所述的球運動模型，可以利用所述的球三維座標資料，在圖1所示的x軸、y軸及z軸的空間座標系中，求出各軸方向的運動方程式來確定，當本發明一個實施例的棒球練習裝置在限定的空間(例如，如圖1所示，由側壁11和後壁12等形成的空間)內實現的情況下，優選地，考慮到被投出的球或被打擊的球碰撞牆壁、頂棚等的情況，建立並確定所述的球運動模型。
在此，參照圖5及圖6，具體說明如上所述的用於確定球運動模型的S110、S120及S130步驟。
圖5是表示假定感測裝置的攝影單元中的一個攝影機正在拍攝的影像而顯示的圖，用於說明一次全部顯示在多幅圖像上出現的球圖像b1~b9，本發明一個實施例的感測裝置從圖像中檢測出球並確定球運動模型的程序。
而且，圖6是用於說明考慮到被投出的球或被打擊的球碰撞牆壁、頂棚等的情況而確定該球運動模型的圖。
其中，空間座標系與圖1所示的x軸、y軸及z軸的座標系相同。
如圖5所示，在通過感測裝置的攝影單元拍攝、收集的圖像中，包括顯示持球棒BT在打擊區31進行打擊準備的使用者10和本壘板33的部分，不僅顯示被投出而向打擊區側移動的球b1~b9，還顯示地面上放置的球及與其它雜訊相應的部分n1~n8。
在此，感測裝置的感測處理單元為了建立球的運動模型，分別預先設定球運動的x軸方向的函數、y軸方向的函數及z軸方向的函數，把圖5所示的球b1~b9的三維座標資料應用於所述的各函數，確定球運動的各軸方向的運動方程式，建立球運動模型。
可是，在如圖5所示進行分析的圖像上，不僅包含球b1~b9，還會包含各種雜訊n1~n8，假定他們全部是在該S110步驟中檢測出的候選球。
在該S120步驟中，算出所述的各個候選球b1~b9、n1~n8的三維座標資料。此時，可知所述的各候選球的三維座標資料和時間值(例如，當有在第n幅的圖像中出現的候選球時，可以把相應候選球的幅號或時間戳記值儲存為所述的時間值)。
另一方面，為了檢測出該候選球中有效的球的座標資料，首先，在運動的球碰撞牆壁或頂棚等的情況下，需要去除該碰撞之後的球的座標資料。
在圖6中，顯示了向b1→b2→b3→b4運動的球碰撞如牆壁或頂棚那樣的障礙物LM後向r1→r2飛出的情況。
在圖6所示的示例中，原來要求出的運動模型是向b1→b2→b3→b4→v1→v2運動的球的運動模型MDa，因而r1及r2應去除。
為了去除這種球碰撞後的資料，可以在所述的候選球中任意選擇2個或其以上(預先設定的個數)的球候選，把該選擇的各個候選球的座標資料應用於該各軸方向的函數，建立各軸方向的運動方程式，建立任意的運動模型。
在建立球運動模型時，需要算出運動模型的初始時間值，該初始時間值作為球運動模型所包含的資料中開始運動時的時間值，如果感測裝置的攝影單元的視角範圍在圖1中包括至螢幕，則把該初始時間值設為球投出時的時間值，而成為已知的值。
在感測裝置的攝影單元的視角範圍不包括螢幕部的情況下，不能把該初始時間值設為球投出時的時間值，此時，在感測裝置的攝影單元拍攝的圖像中，也可以把移動的客體，即球最初出現時的時間值設為該初始時間值，在檢測出的候選球中，以圖1所示x-y-z座標系為基準，把y軸方向的座標值最大的候選球在圖像中出現時的時間值設為該初始時間值。
如上所述算出球運動的初始時間值後，可以將其代入該任意運動模型，來確定球運動的起點座標值。
另外，如上所述，可以把檢測出的候選球中y軸方向的座標值最大的候選球的座標值設為該球運動的起點座標值，在y軸方向的座標值最大的候選球為多個的情況下，以該時間值為初始時間值，應用於後述運動模型，來求出球運動的起點座標值。
因此，在圖6中，如果選擇r1和r2並如上所述建立任意的運動模型MDb，則可以在該任意的運動模型MDb中代入所述的初始時間值來確定球運動的起點的座標值。在圖6中，任意的運動模型MDb的球運動的起點座標為rol。
但是，如圖6所示，rol存在於牆壁或頂棚等障礙物LM的外部，即，球運動的起點座標存在於棒球練習裝置的比賽空間的外部，因此 該任意運動模型MDb中包含的座標資料不是有效資料，因而全部去除。
以這種方式，把座標資料任意應用於各軸方向函數，對建立的運動模型的基於初始時間值的球初始座標值進行確認，從而，無效的資料均可被去除(可以針對全部資料或針對一部分資料，選擇任意預先設定的個數的資料，建立運動模型，來去除無效的資料)。
其中，「運動模型中包含的座標資料」被定義為不僅包括該座標值存在於建立的運動模型上的情況，而且包括座標值雖然不存在於運動模型上，但卻在一定水準上與之接近的座標資料。其中，「一定水準上接近」是指通過多次實驗等預先設定誤差範圍，資料存在於該預先設定的誤差範圍內的情況。
下面，「運動模型包含的座標資料」均表示如上所述針對該運動模型預先設定的誤差範圍內的座標資料。
另一方面，當圖5所示的雜訊n1~n8包括地面上放置的球時，如果選擇地面上放置的球的座標資料，如上所述建立任意的運動模型，來確認初始座標值，則也存在於棒球練習裝置的比賽空間外部，因此可以去除根據相應雜訊的座標資料而任意建立的運動模型中包含的所有座標資料。
如上所述，通過建立任意運動模型及確認初始座標值的相關程序，可以去除無效的資料，可以從如此去除數據後的剩下的資料中，確定最終的球的運動模型。
即使如上所述通過建立任意運動模型及確認初始座標值的相關程序來去除無效資料後，也有可能會剩下一些雜訊。
在這種情況下，為了確定準確的球運動模型，如RANSAC演算法所示，可以用分佈資料中構成主流的資料Inlier為基礎，建立球運動模型，以排除所有不是Inlier的其餘資料Outlier的方式，來確定最終的球運動模型。
即，如圖5所示，以b1→b2→b3→b4→b5→b6→b7→b8→b9連接的運動模型MD1可以確定為被投出的球的球運動模型。當然，雖然實際上受一部分雜訊等的影響，也可能無法算出像該MD1那樣的準確的運動模型，但利用該方法求出運動模型時，可以確定幾乎可以忽略誤差範圍的高準確性的運動模型。
對於球運動模型的確定，例如可以與幾種假定一起按如下方式定義各軸方向函數。
<y軸方向的函數>
可以將運動的球相對於時間的y軸方向運動假定為等速運動，因而可以表現為如下的關於時間的一次函數。
y=a_y*t+b_y
其中，t代表時間值，y代表y方向座標值，a_y代表相對於時間的y方向座標的增加量(函數的斜率)，b_y代表t為0時的y方向座標值(截面)。
<x軸方向的函數>
可以將運動的球相對於時間的x軸方向運動假定為等速運動，因而可以表現為如下的關於時間的一次函數。
x=a_x*t+b_x
其中，t代表時間值，x代表x方向座標值，a_x代表相對於時間的x方向座標的增加量(函數的斜率)，b_x代表t為0時的x方向座標值(截面)。
<z軸方向的函數>
可以將運動的球相對於時間的z軸方向運動假定為重力始終作用的等加速運動，因而可以表現為如下的關於時間的二次函數。
z=a_z*t+b_z-0.5*g*t2
其中，g代表重力加速度，t代表時間值，z代表z方向座標值，a_z代表t為0時的z方向速度，b_z代表t為0時的z方向座標值(截面)。
另一方面，本發明一個實施例的感測裝置在以如上所述的方式最終決定的球運動模型中包含的資料個數非常少時(這可以預先設定資料的個數)，可以判斷為基於無效資料的運動模型，全部判斷為雜訊。
如果最終決定的球運動模型被判斷為雜訊，則棒球練習裝置可以向使用者告知相應投球是錯誤，重新進行比賽。
另一方面，再回到圖3，可以用與通過該圖5及圖6說明的方式相同的方式進行S110、S120及S130步驟，確定投出的球的運動模型。
感測處理單元利用如上所述確定的球運動模型，算出投出的球到達本壘板時的時間值(S140)。
在該S130步驟中確定的球運動模型可以在投出的球到達本壘板之前被確定，在這種情況下，可以根據該確定的球運動模型，算出該 本壘板到達時間值。
例如，可以根據下式算出該本壘板到達時間值。
th=(yh-b_y)/a_y
其中，th表示投出的球到達本壘板的時間值，yh表示本壘板的y軸方向座標值，a_y表示該y軸方向函數中相對於時間的y方向座標增加量(函數的斜率)，b_y表示y軸方向函數中當t為0時的y方向座標值(截面)。
感測處理單元預先設定好本壘板的y軸方向座標值(本壘板是固定的，因而本壘板的位置資訊可預先獲得)，可以利用球運動模型，計算球到達該本壘板的y軸方向座標值的時間值。
該投出的球到達本壘板的時間值在稍後實現對球的打擊時，在確定被打擊的球的運動模型時被使用。
另一方面，感測處理單元對收集的圖像進行分析，在檢測出的全部球座標資料中，刪除全部以與通過圖5及圖6說明內容相同的方式決定的球運動模型(從投球裝置向打擊區移動的球的球運動模型)所包含的座標資料(S150)。
對此，參照圖7進行說明。圖7是表示假定感測裝置的攝影單元中的一個攝影機正在拍攝的影像而顯示的圖，用於說明一次全部顯示在多幅圖像上出現的球圖像b1~b9、h1~h9，通過本發明一個實施例的感測裝置從圖像檢測出球並確定球運動模型的程序。
在圖7中示出了使用者10揮動球棒BT而進行擊球的情形。即，在圖7中，標識h1~h9為被打擊並運動的球。
如果通過圖7所示示例說明該S150步驟，如圖7所示，在檢 測出的球的全體資料b1~b9、h1~h9中，去除全部投出的球的球運動模型中所包含的資料b1~b9，如果存在剩下的資料，則為被使用者10打擊的球，如果沒有剩下的資料，則為使用者未打擊球。
其中，當使用者未打擊，但刪除了全部投出的球的球運動模型中所包含的資料時，也會有一部分資料剩下的情形，因此，可以預先設定成為判斷使用者是否進行了打擊的基準的剩下資料的個數，如果該剩下的資料為預先設定的個數以上，則該感測處理單元判斷為使用者打擊了球，如果剩下資料少於預先設定的個數或沒有，則判斷為使用者未打擊球。
因此，在圖3的S150步驟中，感測處理單元在全體球座標資料中刪除了全部球運動模型中所包含的座標資料時，判斷為不存在剩下的座標資料(S200)，在存在剩下的資料的情況下，判斷為使用者打擊了球，進行S210步驟的程序。
即，感測處理單元以該球到達本壘板時的時間值為初始時間值，利用打擊後的球的三維座標資料，確定球運動模型(被打擊的球的球運動模型)(S210)。
確定該被打擊的球的球運動模型，可以與通過該圖5及圖6說明的「確定投出的球的球運動模型」的程序相同地處理。不過，此時的初始時間值可以利用前面計算的「球到達本壘板時的時間值」。
因此，如圖7所示，當以球到達本壘板時的時間值為初始時間值時，球的座標資料成為h1的座標資料，檢測從h1至h9的球的座標資料(球的座標資料的檢測程序也可以用與通過圖5及圖6說明內容相同的方式處理。即，考慮到球碰撞牆壁或頂棚的情形，適當地去除雜訊，可以最終 獲得有效的球的座標資料)，把該檢測出的球h1~h9的座標資料應用於該各軸方向的函數，來確定該被打擊並運動的球的運動模型MD2。
重新回到圖3，如上所述確定被打擊並運動的球的運動模型後，感測處理單元根據所確定的運動模型，算出關被打擊的球的運動參數(例如，運動的球的速度、方向角、高度角等)，傳遞給控制裝置(S220)。
控制裝置根據如上所述從感測裝置接收的球的運動參數，實現被打擊的球的軌跡的類比影像(S230)，在類比影像上判斷擊球屬於本壘打、安打、界外及出局(內場/外場騰空球出局或因滾地球等而出局的情形等)中哪一種，從而利用本發明一個實施例的棒球練習裝置進行棒球練習或棒球比賽(S240)。
另一方面，在該S200步驟中，當從全體球座標資料去除被投出的球的球運動模型中所包含的座標資料時，在不存在剩餘座標資料的情況下，進入圖4所示的流程圖，感測處理單元在收集的圖像中，以本壘板的位置為基準，提取預先設定大小的揮棒識別檢測區域(S310)。
然後，感測處理單元在該提取的揮棒識別檢測區域檢測使用者所持的球棒(S320)。
感測處理單元在該揮棒識別檢測區域檢測球棒，判斷該球棒是否移動，從而能夠判斷使用者是否進行了揮棒(S400)。
如果在該揮棒識別檢測區域檢測到球棒，檢測的該球棒移動，則感測處理單元判斷為使用者進行揮棒，即進行空揮棒，將該資訊傳遞給控制裝置(S410)。
如果在該揮棒識別檢測區域未檢測到球棒，或檢測到的球棒 沒有移動，或未移動預先設定的範圍以上，則感測處理單元判斷為使用者未進行揮棒，判斷通過本壘板的球為壞球還是好球(S500~S530)。
參照圖8對此進行拓展說明。
圖8表示在由感測裝置而拍攝並收集的圖像中，進一步放大顯示了打擊區。
如圖8所示，如果使用者10在打擊區31揮動球棒BT，則只能通過本壘板33。
因此，感測處理單元如圖8所示，可以以本壘板33為基準，按預先設定大小設置揮棒識別檢測區域RS，將設置的該揮棒識別檢測區域RS分離，算出在該區域(RS)內是否檢測到球棒BT、檢測的球棒BT是否移動、檢測的球棒BT的位置及角度資訊。
在揮棒識別檢測區域RS內檢測球棒BT的方法是，通過以前預先從圖像提取並儲存的參考圖像(揮棒識別檢測區域的圖像)和現在揮棒識別檢測區域的圖像的差值影像，檢測出移動的客體，進行圖像的二值化，檢測移動客體的輪廓，算出該檢測出的輪廓的縱橫比，當出現預先設定值以上的大縱橫比時，可以把檢測到的該輪廓檢測為球棒。
在連續的圖像的揮棒識別檢測區域中，可以提取各個檢測的球棒位置和球棒角度，判斷使用者是否進行了揮棒，如果在揮棒識別檢測區域RS未檢測到球棒，或如圖8所示，球棒為bt1狀態，構成a1角度，則可以判斷為未揮棒，如圖8所示，如果球棒為bt2狀態、構成a2角度，則可以判斷為進行了揮棒。
如上所述可以視為進行了揮棒的球棒位置(或狀態)及球棒 角度的範圍可以預先設定。
例如，在圖8中，如bt1一樣，如果檢測到球棒位置在揮棒識別檢測區域RS的後側，且球棒與平行於y軸的線構成的角度大於90°，則可以判斷為未揮棒，在圖8中，如bt2一樣，如果檢測到球棒位置在揮棒識別檢測區域RS的前側，且與平行於y軸的線構成的角度小於90°，則可以判斷為進行了揮棒。
其中，就揮棒識別檢測區域RS的前側和後側而言，例如，可以把揮棒識別檢測區域RS沿x軸方向分成兩半，把圖上左側預先設定為後側，把圖上右側預先設定為前側，同時以本壘板33為基準，沿x軸方向分成兩半，把左側和右側分別區分並預先設定為所述的後側和前側。
另一方面，除了如上所述調查揮棒識別檢測區域RS並利用縱橫比檢測球棒的方法之外，其它方法也可以在揮棒識別檢測區域RS內檢測球棒，在實際球棒上附著標記(Marker)，在揮棒識別檢測區域RS檢測該標記，從而可以獲得球棒的移動、球棒位置、球棒角度等資訊。
例如，如圖8所示，在揮棒識別檢測區域RS檢測出附著於實際球棒的第一標記bn1及第二標記bn2，通過該檢測出的第一標記bn1及第二標記bn2的移動，檢測出球棒的移動，利用該檢測出的第一標記bn1及第二標記bn2的位置，檢測球棒的位置，算出經過該檢測出的第一標記bn1及第二標記bn2的中心的線與平行於y軸方向的線構成的角度，可以獲得球棒的角度資訊。
而且，即使不是多個標記，而是附著一個標記的情形，當然也可以獲得該球棒的移動、位置、角度資訊。
另外，為了判斷使用者是否揮棒，利用如上所述在揮棒識別檢測區域RS內檢測出的客體的縱橫比來檢測球棒，但在球棒檢測失敗的情況下，也可以第二次利用通過該標記的檢測而檢測球棒的方法。
重新回到圖4，以與該圖8中說明方式相同的方式，能夠調查揮棒識別檢測區域而檢測出球棒，來判斷使用者是否進行了揮棒，如果判斷為使用者進行了揮棒，則進行S410步驟及S420步驟，如果調查揮棒識別檢測區域而未檢測到球棒，或根據檢測出的球棒的位置及角度資訊而判斷為使用者未揮棒時，進行S500步驟至S530步驟的程序。
即，感測處理單元提取通過本壘板的球的三維座標資料(S500)，調查該提取的球(檢測為通過本壘板的球)的三維座標是否在預先設定的位置和大小的好球區內(S510)。
該好球區既可以設置為通常棒球比賽規定所確定的大小，也可以任意設置。
該好球區可以用圖1所示的x-y-z座標系為基準，作為與z-x平面平行的平面，其大小如上所述預先設定，該好球區的z-x平面上的位置資訊可以根據該預先設定的大小而預先確定。
不過，對於該好球區的y軸上的位置，與固定相比，設置於在本壘板33上首次檢測到的球的位置，在相應位置判斷該本壘板上首次檢測到的球是否包含於該好球區的內部，從而判斷是壞球還是好球。
如果通過該本壘板的球的三維座標在該好球區內，則控制裝置在好壞球數中追加好球記錄(S520)，如果通過該本壘板的球的三維座標在超出該好球區的位置，則控制裝置在好壞球數中追加壞球記錄(S530)。
如上所述，本發明的棒球練習裝置及用於該棒球練習裝置的感測裝置如有如下優點：取得投球或打擊的球的運動相關圖像，對該取得的圖像進行分析，從而準確且迅速地算出球進行何種運動的運動模型，相當準確且迅速地算出投球或擊球的球的運動參數等用於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊，另外，利用一個感測裝置便能夠執行對被投球或打擊的球的運動進行分析、使用者揮棒與否及打擊與否判別、壞球/好球的判別等各種分析。

Claims (8)

  1. 一種感測裝置，用於讓使用者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置，該感測裝置包括：攝影單元，其持續拍攝運動的球的圖像；以及感測處理單元，其收集由該攝影單元拍攝的圖像，通過對所收集的各圖像進行分析而提取出候選球，在各個該候選球的座標資料中，任意選擇預先設定個數的資料，建立任意運動模型，以當基於該建立的任意運動模型的球的初始座標資料超出預先設定的範圍時，去除該運動模型中所包含的座標資料的方式，提取出球的三維空間上的座標資料，利用該提取出的座標資料，確定球運動模型，並利用該確定的球運動模型，算出用於進行該棒球練習或棒球比賽的資訊。
  2. 如請求項1所述的感測裝置，其中，該感測處理單元構成為，利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者打擊了該投出的球時，利用打擊後的球的三維空間上的座標資料，提取出球運動模型，利用針對該打擊的球提取出的球運動模型，算出球的運動參數。
  3. 一種感測裝置的感測方法，該感測裝置用於讓使用者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置，該感測方法的特徵在於，包括：持續拍攝並收集運動的球的圖像的步驟；對收集的各圖像進行分析而提取出球，計算球的三維空間上的座標，提取球的座標資料的步驟； 利用該提取的座標資料，確定球運動模型的步驟；以及利用該確定的球運動模型，算出用於進行該棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟，提取該球的座標資料的步驟包括：通過該圖像分析，提取出候選球的步驟；在各個該候選球的座標資料中，任意選擇預先設定個數的資料，建立任意運動模型的步驟；以及當基於該建立的任意運動模型的球的初始座標資料超出預先設定的範圍時，去除該運動模型中所包含的座標資料的步驟。
  4. 如請求項3所述的感測裝置的感測方法，其中，決定該球運動模型的步驟包括：利用球的初始時間值或初期座標資料，決定被投出並向打擊區移動的球的運動模型的步驟；算出該用於進行棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟包括：把該決定的運動模型中所包含的球的座標資料從所有球的座標資料中去除後剩下的資料為預先設定的個數以上時，判斷為該使用者打擊了該投出的球，當剩下的資料小於預先設定的個數或沒有時，判斷為該使用者未打擊的步驟。
  5. 如請求項3所述的感測裝置的感測方法，其中，決定該球運動模型的步驟包括：計算投出的球到達本壘板的時間值的步驟；算出該用於進行棒球練習或棒球比賽的資訊的步驟包括： 以該球到達本壘板的時間值為初始時間值，以該初始時間值時的球的座標資料為球的初始座標資料，來確定移動的球的運動模型的步驟；以及基於該確定的運動模型，算出球的運動參數的步驟。
  6. 一種棒球練習裝置，用於讓使用者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽，該棒球練習裝置的特徵在於，包括：發球裝置，其向使用者進行擊球的打擊區域發出球；感測裝置，其持續拍攝並收集運動的球的圖像，分析該收集的各圖像而提取出球，計算球的三維空間上的座標，利用計算出的座標資料，確定球運動模型，並算出利用了該確定的球運動模型的資訊；以及控制裝置，其接收由該感測裝置算出的資訊，基於該接收的資訊，實現用於進行該棒球練習或棒球比賽的影像，該感測裝置構成為，利用球的初始時間值或初期座標資料，決定被投出並向打擊區移動的球的運動模型，把該決定的運動模型中所包含的球的座標資料從所有球的座標資料中去除後剩下的資料為預先設定的個數以上時，判斷為該使用者打擊了該投出的球，當剩下的資料小於預先設定的個數或沒有時，判斷為該使用者未打擊。
  7. 如請求項6所述的棒球練習裝置，其中，該感測裝置構成為，利用該球運動模型，判斷該使用者是否打擊了投出的球，當該使用者打擊了該投出的球時，利用打擊後的球的三維空間上的座標資料，提取出球運動模型，利用針對該打擊的球提取出的 球運動模型，算出球的運動參數並傳遞給該控制裝置；該控制裝置構成為，基於該接收的球的運動參數，實現被打擊的球的軌跡的類比影像，在該類比影像上判斷擊球為本壘打、安打、界外及出局中的哪一種，而進行該棒球練習或棒球比賽。
  8. 一種棒球練習裝置的控制方法，該棒球練習裝置用於讓使用者能夠以虛擬棒球影像為基礎進行棒球練習或棒球比賽，該控制方法的特徵在於，包括：通過用於實現該棒球練習或棒球比賽的影像的控制裝置，來實現虛擬投手投球的影像的步驟；控制成發球裝置與該虛擬投手的投球影像同步地向打擊區側投出球的步驟；通過感測裝置持續拍攝、收集及分析由該發球裝置投出並運動的球的圖像，在各圖像上提取出該運動的球的三維空間上的座標資料，利用該提取出的座標資料確定球運動模型，並算出利用該確定的球運動模型的資訊的步驟；以及該控制裝置接收由該感測裝置算出的資訊，基於該接收的資訊，實現用於進行該棒球練習或棒球比賽的影像的步驟，算出利用該確定的球運動模型的資訊的步驟包括：利用該確定的球運動模型，判斷從該打擊區側向該發球裝置側運動的球的座標資料是否存在預先設定的個數以上，判斷該使用者是否打擊了該投出的球的步驟；當該使用者打擊了球時，以本壘板上的球的座標資料為球的初始座標 資料，來確定移動的球的運動模型的步驟；以及基於該確定的運動模型，算出球的運動參數的步驟；實現該用於進行棒球練習或棒球比賽的影像的步驟包括：基於該算出的球的運動參數，實現針對被打擊的球的軌跡的類比影像的步驟；以及在該類比影像上判斷擊球為本壘打、安打、界外及出局中的哪一種，而進行該棒球練習或棒球比賽的步驟。
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