TW201928392A - 對運動的球的感測裝置及利用該感測裝置計算對球的運動參數的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明旨在提供一種不同於現有技術中通過接收到的信號的頻率分析等直接計算出球的旋轉特性的方式，以利用球的位置座標資訊使在運動的球的軌跡的觀點預測的球軌跡接近球的位置座標資訊而找出旋轉資訊的方式決定最終的旋轉資訊，因而是一種不依賴於是否能夠從由運動的球反射的信號中確認對球的旋轉的頻率特性等而是在球的軌跡的觀點找出旋轉的方式，因而始終能夠匯出準確而均一的旋轉計算的結果的對運動的球的感測裝置及利用其的計算對球的運動參數的方法。

Description

對運動的球的感測裝置及利用該感測裝置計算對球的運動參數的方法
本發明是屬於一種對運動的球的感測裝置及利用其的計算對球的運動參數的方法，更詳細而言，是屬於一種構成為利用雷達信號的都卜勒效應(Doppler Effect)分析由運動的球反射的信號並從中計算球的運動參數的感測裝置及利用其的計算球的運動參數的方法。
過去，一直進行在利用球的體育競技，尤其是在高爾夫，通過準確地感測由高爾夫球手打擊而運動的球的物理特性並利用該感測到的值分析打球或將其實現為影像而適用於諸如所謂的螢幕高爾夫的高爾夫領域的嘗試。
尤其，由於通過打擊而飛出的球的旋轉(Spin)以3次元空間上的軸為中心以極為快速旋轉，因而很難利用以往的攝像頭感測器進行測量。就當前現狀而言，正大量進行對作為能夠更準確地計算運動的球的旋轉的裝備的利用信號的都卜勒效應(Doppler Effect)的雷達感測器的研發。
以往的利用雷達感測器的運動的球的旋轉計算是一種依賴於接收到的都卜勒信號的頻率分析來計算運動的球的旋轉的方式，例如，在 韓國授權專利公報第10-0947898號等中公開的旋轉計算技術中，通過接收由飛行中的旋轉的球反射的信號，並在從該接收的信號中分析頻率而識別頻譜的蹤跡，從而從非連續頻譜蹤跡之間的頻率距離計算旋轉的球的旋轉速度和旋轉頻率等。
同樣，儘管日本授權專利公報第6048120號、韓國公開授權專利公報第2016-0054013號及韓國公開專利公報第2015-0139494號等諸多現有專利文獻中公開的技術的具體的頻率分析方法本身是不同，但基本上皆為依賴於接收到的信號本身的分析而從中直接計算出球的旋轉的方式。
然而，根據如上所述的現有技術來計算球的旋轉需要以如下幾點為前提，即，需要進行準確的信號接收，以至於始終能夠準確地進行反射波的接收以及從該接收到的信號中分析關於球的旋轉的頻率分析等；以及對應於頻率分析等的結果需要在某種程度上具有一慣性。然而，實際上所存在的問題是，根據周邊的狀況和例如高爾夫球的種類和黏附於高爾夫球的異物等表面的狀態等，難以從接收到的信號中確認表示球的旋轉的頻率特性或始終顯示均一的結果。
現有專利文獻
韓國授權專利公報第10-0947898號
日本授權專利公報第6048120號
韓國公開專利公報第2016-0054013號
韓國公開專利公報第2015-0139494號。
本發明旨在提供一種不同於現有技術中通過接收到的信號的頻率分析等直接計算出球的旋轉特性的方式，以利用球的位置座標資訊使在運動的球的軌跡的觀點預測的球軌跡接近表示對球的位置座標的趨勢的趨勢資料資訊而找出球的旋轉資訊的方式決定最終的旋轉資訊，因而是一種不依賴於是否能夠從由運動的球反射的信號中確認對球的旋轉的頻率特性等而是在球的軌跡的觀點找出旋轉的方式，因而能夠匯出非常準確而均一的旋轉計算的結果的對運動的球的感測裝置及利用其的計算對球的運動參數的方法。
本發明的一實施例的計算對運動的球的運動參數的方法是一種通過發送雷達信號並接收而分析從運動的球反射的反射波信號來計算對球的運動參數的方法，包括：分析接收到的該反射波信號而以預先設定的時間間隔計算該運動的球的位置座標資訊的步驟；利用計算出的該球的位置座標資訊計算球的初始運動條件的步驟；從計算出的該球的初始運動條件中生成對應於多種值的試驗旋轉資訊的預測球軌跡的步驟；以及將適用於所生成的該預測球軌跡中被決定為最符合對應於被計算為是表示對計算出的該球的位置座標的趨勢的資料的軌跡的軌跡的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊的步驟。
另一方面，本發明的另一實施例的通過發送雷達信號並接收而分析從運動的球反射的反射波信號來計算對球的運動參數的方法包括：分析接收到的該反射波信號而以預先設定的時間間隔計算該運動的球的位 置座標資訊的步驟；基於對接收到的該反射波信號的低頻濾波信號的分析和對該球的位置座標的移動平均分析來計算表示該球的位置座標的趨勢的趨勢資料的步驟；利用計算出的該球的位置座標資訊和該趨勢資料資訊中的至少一種計算球的初始運動條件的步驟；以及直到在計算出的該球的初始運動條件下適用任意的試驗旋轉資訊的預測球軌跡在最小的誤差範圍內符合對應於該趨勢資料的軌跡，反復適用該任意的試驗旋轉資訊，從而將最終適用的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊的步驟。
另一方面，本發明的一實施例的對運動的球的感測裝置包括：信號發送部，其發送雷達信號；信號接收部，其接收對該信號發送部的信號從運動的球反射的反射波信號；信號分析部，其分析接收到的該反射波信號而以預先設定的時間間隔計算該運動的球的位置座標資訊；以及資訊計算部，其利用計算出的該球的位置座標資訊計算球的初始運動條件，並在計算出的該球的初始運動條件下生成對應於多種值的試驗旋轉資訊的預測球軌跡，並將適用於所生成的該預測球軌跡中被決定為最符合對應於被計算為是表示對計算出的該球的位置座標的趨勢的資料的軌跡的軌跡的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊。
本發明的對運動的球的感測裝置及利用其的計算對球的運動參數的方法不同於現有技術中通過接收到的信號的頻率分析等直接計算出球的旋轉特性的方式，以利用表示對球的位置座標的趨勢的趨勢資料資訊使在運動的球的軌跡的觀點預測的球軌跡接近球的位置座標資訊而找出球的旋轉資訊的方式決定最終的旋轉資訊，因而是一種不依賴於是否能夠從由運動的 球反射的信號中確認對球的旋轉的頻率特性等而是在球的軌跡的觀點找出旋轉的方式，因而具有能夠匯出非常準確而均一的旋轉計算的結果的效果。
S100、S200、S300、S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S400、S410、S420、S430、S440、S450、S460、S470‧‧‧步驟
10‧‧‧線
20‧‧‧趨勢資料的軌跡
21‧‧‧軌跡後部分
22‧‧‧軌跡前部分
30‧‧‧預測球軌跡
110‧‧‧信號發送部
120‧‧‧信號接收部
130‧‧‧信號分析部
140‧‧‧資訊計算部
△t‧‧‧時間間隔
θ‧‧‧彈道
B‧‧‧球
BT‧‧‧實際球軌跡
Dt‧‧‧初始可靠區間
ET‧‧‧預期軌跡
FT‧‧‧最終決定的球的軌跡
FL‧‧‧升力
FD‧‧‧阻力
FT‧‧‧抗扭力
FG‧‧‧重力
PT1、PT2、PT3、PT1-1、PT1-2、PT1-3‧‧‧預測球軌跡
p‧‧‧位置
p0、p1、p2‧‧‧位置
pf‧‧‧趨勢資料
pf1、pf2、pf3、pf4、pf5、pf6‧‧‧資料
RA1~RA3‧‧‧接收天線
RT‧‧‧區間內軌跡
t0、t1、t2‧‧‧時間
tP1、tP2、tP3、tP4、tP5、tP6‧‧‧座標點
圖1是以框圖示出對本發明的一實施例的運動的球的感測裝置的結構的圖；圖2是示出對本發明的一實施例的計算對球的運動參數的方法的概括性過程的流程圖；圖3至圖5是用於說明對本發明的一實施例的通過分析感測裝置接收到的信號來以預先設定的時間間隔計算運動的球的位置座標資訊的具體內容的圖；圖6是示出對圖2所圖示的流程圖中計算球的初始運動條件的具體過程的流程圖的圖；圖7和圖8是用於說明對應於圖6所圖示的流程圖的過程的圖；圖9是示出對圖2所圖示的流程圖中決定球的旋轉的具體過程的流程圖的圖；圖10至圖16是用於說明對應於圖9所圖示流程圖的過程的圖。
下面參照附圖對關於本發明的對運動的球的感測裝置及利用其的計算對球的運動參數的方法的具體內容進行說明。
首先，參照圖1對本發明的一實施例的對運動的球的感測裝置的結構及各構成要素的功能進行說明。圖1是以框圖示出本發明的一實施例的對運動的球的感測裝置的結構的圖。
本發明的一實施例的對運動的球的感測裝置是基本上利用雷達(Radar)的都卜勒效應(Doppler Effect)計算對運動的球的運動參數的裝置，如圖1所圖示，構成為包括信號發送部110、信號接收部120、信號分析部130以及資訊計算部140。
優選本發明的一實施例的利用雷達信號的感測裝置設置於距待使用者打擊的高爾夫球(下稱「球」)的位置規定距離後方的地面或地面附近，且可以構成為，在該位置朝向待通過打擊而運動的球的運動方向發送特定頻率的雷達信號，並接收而分析由球反射的反射波來追蹤運動的球。
該信號發送部110構成為向對準的方向發送特定雷達(Radar)信號，雖然圖中未圖示，但可以構成為包括發送雷達信號的發送天線。
該信號接收部120構成為接收該信號發送部110所發送的雷達信號從該球反射回來的反射波信號。通過都卜勒效應，就由該信號發送部110發送而從該球反射的反射波信號而言，該信號發送部110發送的信號的頻率變更而發生都卜勒頻移(Doppler shift)。即，該信號接收部120將接收發生都卜勒頻移(Doppler shift)的信號。
該信號接收部120可以構成為具備多個接收該反射波信號的接收天線，從而利用多個接收天線分別接收的信號的相位差獲知運動的球的彈道及方向角資訊。由於如此利用多個接收天線的結構是已公開於雷達感測器相關現有技術文獻的內容，因而將省略對此的具體說明。
另一方面，該信號分析部130構成為分析由該信號接收部120接收的反射波信號而以預先設定的時間間隔計算該運動的球的位置座標資訊。
雖然圖中未圖示，本發明的一實施例的感測裝置還可以包括低頻濾波器，該低頻濾波器構成為能夠對由該信號接收部120接收的反射波信號進行濾波而獲得低頻成分。
該信號分析部130可以構成為不但分析該信號接收部130接收到的反射波信號，而且還分析由該低頻濾波器進行濾波的信號，並且，可以構成為進行對基於該反射波信號的分析計算出的該球的位置座標資訊的移動平均等統計性分析。
優選該信號分析部130構成為，通過對該球的位置座標的預先設定的信號處理和統計性分析等計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料。
即，該信號分析部130可以構成為，同時分析基於接收到的該反射波信號的分析所計算的該球的位置座標資訊和對接收到的該反射波信號的低頻濾波信號來計算作為濾波座標資訊的對應於計算出的該各球的位置座標的座標資訊，並計算對應於對該球的位置座標資訊的移動平均的座標資訊，利用該濾波座標資訊和對應於該移動平均的座標資訊通過預先定義的函數計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料。
由該信號接收部120接收的反射波信號中包含非特定的雜訊的情況較多，因而，多數情況下，無法將該接收到的信號的分析結果完全視為準確的資料。例如，如圖4的(a)和圖4的(b)所圖示，連接球的位 置座標p的線在某些區間非常恒定，但在多數區間顯示為非常不規則的形態。
本發明的一實施例的感測裝置可以對通過如此包含雜訊等的信號的分析而提取的球的位置座標計算關於表示其方向性的「趨勢」的資訊而將其利用於感測資料的處理中。
該趨勢資料可以以多種方式計算，既可以通過對反射波信號的濾波信號的分析來計算，也可以通過對球的位置座標的移動平均等統計性分析來計算。
就對接收到的該反射波信號進行低頻濾波的信號而言，可以在某種程度上去除高頻成分中包含的雜訊，因而上述濾波座標資訊可以視為在某種程度上去除了雜訊的座標資訊。
然而，由於利用低頻濾波器對所接收的反射波信號進行濾波，不只是雜訊被去除，連同原來信號的高頻成分也被去除，因而上述濾波座標資訊無法被視作更準確的座標資訊。
此外，如圖4的(a)和圖4的(b)所圖示，通過對不規則地分佈的球的位置座標的移動平均計算的座標同樣無法被視作準確的座標資訊。
然而，若利用預先定義為適當融合上述濾波座標資訊和通過移動平均計算的座標資訊的函數，則能夠計算表示對上述球的位置座標的分佈的趨勢的趨勢資料。上述預先定義為融合的函數可以以通過多次實驗和模擬來找出最適合的一個的方式來決定。
雖然這種對應於趨勢資料的軌跡也不是準確的球的軌跡，但 可以用作待後述的判斷多個預測球軌跡中哪個預測球軌跡是最接近或最符合實際球軌跡的球軌跡的基準。對此的具體事項，將在後面進行描述。
另一方面，關於通過雷達都卜勒信號的分析以預先設定的時間間隔計算運動的球的位置座標資訊的方法的更為具體的內容，將在後面進行描述。
該資訊計算部140構成為，利用由該信號分析部130計算出的球的位置座標資訊計算該運動的球的初始運動條件。
另外，該資訊計算部140構成為，在計算出的該球的初始運動條件下通過規定的過程適用多種值的試驗旋轉資訊來生成對應於各個試驗旋轉的預測球軌跡，並且，對所生成的該預測球軌跡，將適用於被決定為最符合計算出的該球的位置座標的軌跡的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊。
與上述「運動的球的初始運動條件」的計算和利用試驗旋轉資訊的最終旋轉資訊的計算相關的更為具體的內容，將在後面進行描述。
另一方面，參照圖2說明對利用本發明的一實施例的感測裝置的計算對球的運動參數的方法。圖2是示出本發明的一實施例的計算對球的運動參數的方法的概括性過程的流程圖。
如圖2所圖示，對本發明的一實施例的計算對球的運動參數的方法大體包括4個步驟，這裡，所謂的對球的運動參數指包括運動的球的速度、彈道、方向角及旋轉(倒旋及側旋)資訊在內能夠定義球的運動的運動力學要素。
首先，在球運動之前就由信號發送部持續發送雷達信號，並 由信號接收部持續接收對該發送的信號由該球等反射的反射波信號(S100)。
若接收該反射波信號，則由信號分析部分析接收到的該信號而以預先設定的時間間隔計算運動的球的位置座標資訊(S200)。
優選地，該信號分析部可以同時利用上述球的位置座標資訊和利用對接收到的該反射波信號的通過低頻濾波器的濾波信號計算的濾波座標資訊以及對應於對該球的位置座標資訊的移動平均的座標資訊，通過預先定義的函數來計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料。
若由該信號分析部計算出運動的球的位置座標資訊，則資訊計算部利用計算出的該球的位置座標資訊計算球的初始運動條件(S300)。
這裡，所謂的「球的初始運動條件」指球運動的初始的速度、彈道(高度角)及方向角資訊，指在運動的球的軌跡的觀點在運動的球的初始的球軌跡計算的球的速度、彈道及方向角，而並非指單純靜止狀態的球開始運動時的發射速度和發射角，更具體而言，可以設定作為用於準確計算運動的球的初始運動條件的資料的可靠區間的所謂的「初始可靠區間」，並將基於利用在該設定的「初始可靠區間」內的球的位置座標計算的球軌跡來計算的球的速度、彈道及方向角定義為上述「球的初始運動條件」。
關於上述「初始可靠區間」的設定及「球的初始運動條件」的計算的更為具體的內容，將在後面進行描述。
另一方面，若如上述計算球的初始運動條件，則資訊計算部生成多種值的「試驗旋轉資訊」，並在計算出的該球的初始運動條件下利用根據該多種值的試驗旋轉資訊生成的「預測球軌跡」和上述趨勢資料資訊最 終選擇最準確的預測球軌跡，並將適用於該最終選定的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊(S400)。
這裡，待最終決定的旋轉資訊是倒旋(Back Spin)和側旋(Side Spin)，由於上述「試驗旋轉資訊」包括作為一組的倒旋值和側旋值，因而最終所決定的旋轉資訊將既包括倒旋值，也包括側旋值。
對於利用上述試驗旋轉資訊和預測球軌跡最終決定旋轉資訊的過程的更為具體的內容，將在後面進行描述。
下面參照圖3至圖16進一步詳細說明對上述圖2所圖示的各個步驟的具體內容。
首先，參照圖3，對上述步驟S200，即，信號分析部分析接收到的該信號而以預先設定的時間間隔計算運動的球的位置座標資訊的步驟的具體內容進行說明。
本發明的一實施例的感測裝置的信號分析部分析所接收的反射波信號而以預先設定的時間間隔計算球的位置座標。
本發明並非以通過對所接收到信號的分析來計算球的位置座標本身為其特徵，而是以無論用以何種方式只要計算球的位置座標，就利用其準確預測球的軌跡並求出適用於該準確預測的球的軌跡的球的旋轉資訊。
因此，計算運動的球的位置座標資訊的方法可以是根據現有技術的計算方法，也可以用與現有技術完全差異化的特殊的方法進行計算，本發明的特徵在於，構成為，利用通過任何方法計算的球的位置座標資訊，在球的軌跡的觀點準確計算球的運動參數。
圖3的(a)簡略地圖示本發明的一實施例的感測裝置的信號接收部120的結構的一例，若如圖示在信號接收部120適當配置而具備包括RA1、RA2及RA3的3個以上的接收天線，則各個接收天線RA1、RA2及RA3可以接收從球B接收的反射波信號，且可以利用各個接收天線之間的信號的相位差分別計算運動的球B的彈道(高度角)和方向角。
例如，可以根據圖3的(a)所圖示的信號接收部120中的各接收天線的配置，利用RA1和RA2分別接收的信號的相位差來計算運動的球B的彈道，並利用RA1和RA3分別接收的信號的相位差來計算運動的球B的方向角。
由於如上所述的利用各接收天線的信號之間的相位差的彈道及方向角的計算是已公知的事項，因而將省略對此的具體說明。
這裡，隨著該信號接收部120接收反射波信號，還能夠容易計算球B與信號接收部120之間的距離。
因此，若信號接收部120接收從球B反射的反射波信號，則可以獲知距球B的距離和球B的彈道角度、以及球B的方向角度資訊，並且，利用上述資訊，可以計算球B的位置座標資訊。
圖3的(b)中示出對由本發明的一實施例的感測裝置以規定時間間隔計算球的位置座標的一例，其中，示出了通過時間t0時的位置p0(x0，y0，z0)、t1時間時的位置p1(x1，y1，z1)、t2時間時的位置p2(x2，y2，z2)等計算球位置座標。
作為最初的球的位置p0(x0，y0，z0)是球處於停止狀態時的位置座標，其例如可以被設定為(0，0，0)。
當球從位置p0出發後，若信號接收部120在持續接收反射波信號的同時，每隔預先設定的時間間隔(△t=t1-t0=t2-t1)計算距球的距離、球的彈道及方向角，則從中可以在各時間通過X-Y-Z坐標系計算球的位置座標。
通過如上所述的方式，可以以從球被發射到到達地面時的預先設定的時間間隔計算球的位置座標資訊。
圖4中示出了以如上所述的方式計算的球的位置座標資訊的一例。圖4的(a)示出Y-Z平面上的球的位置座標資訊，圖4的(b)示出X-Y平面上的球的位置座標資訊，其分別在Y-Z平面和X-Y平面上示出X-Y-Z的3次元空間上的球的位置座標資訊。
由於各個球的位置p實際上可以以更窄很多的時間間隔計算，因而可能會以更窄很多的間距顯示比圖4所示的多很多的表示位置的點p，但在本說明書中，為便於技術的理解，以任意寬的間距示出。
如圖4的(a)和圖4的(b)所圖示，可以看出，實際運動的球的軌跡並不通過所有按照計算球的位置座標資訊的方式計算而顯示的各個球的位置座標。
為決定對運動的球的準確的旋轉(倒旋及側旋)資訊，需要計算準確的球的軌跡，這種準確的球的軌跡準確地通過圖4所圖示的球的位置座標中的一部分，至於一部分座標，軌跡只能在某種程度上脫離的位置經過。
例如，如圖5的(a)和圖5的(b)所圖示，實際球的軌跡BT可能通過球的位置座標中的一部分，至於一部分，會某種程度上脫離而 形成。
因此，本發明旨在將利用如圖4的(a)和圖4的(b)所圖示計算的球的位置座標找出最接近如圖5的(a)和圖5的(b)所圖示的實際球軌跡BT的軌跡而適用於該軌跡的球的旋轉資訊決定為最終的旋轉資訊。
為此，如在前述圖2所分析，優選進行如下過程：利用球的位置座標資訊計算球的初始運動條件，並在該計算的球的初始運動條件下決定根據多種值的試驗旋轉資訊生成的預測球軌跡中最符合對應於球的運動的趨勢資料的軌跡資訊的軌跡，並將適用於該所決定的軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊。
此處，所謂的該預測球軌跡中最「符合」對應於球的運動的趨勢資料的軌跡並非指該趨勢資料必須作為預測球軌跡上的座標存在的情況，而是指「預測球軌跡最「接近」實際球軌跡」。實際上，對應於趨勢資料的軌跡和最終決定的預測球軌跡可能在趨勢資料的可靠性較高的部分非常一致，而在趨勢資料的可靠性較低的部分某種程度上存在誤差。
即，如前述，根據各個趨勢資料的資料可靠性，預測球軌跡通過或非常接近而通過資料可靠性較高的趨勢資料，至於資料可靠性較低的趨勢資料，預測球軌跡在誤差範圍內通過，從而，預測球軌跡形成為對大部分的趨勢資料符合資料可靠性的情況可以被視為「符合」的情況。
如此，趨勢資料中存在資料可靠性較高的資料和較低的資料等多種資料，本發明構成為，對各個趨勢資料設定「加權值」，在運算時將各趨勢資料的資料可靠性反映於運算中。
這些內容包括在圖2所圖示的流程圖上的步驟S300和步驟S400中，下面參照圖6至圖16進一步詳細說明上述步驟S300的「球的初始運動條件的計算」和步驟S400的「試驗旋轉資訊和預測球軌跡的生成、以及最終旋轉資訊的決定」。
首先，參照圖6至圖8對上述「球的初始運動條件的計算」過程進行說明。
圖6是示出對圖2所圖示的步驟S300更為具體的過程的流程圖，圖7和圖8是示出按照圖6所圖示的過程決定對球的位置座標的初始可靠區間以及計算球的初始運動條件的一例的圖。
如前述計算球的位置座標資訊後(S200)，利用球位置座標和時間間隔計算球的初始發射速度(S310)。
另一方面，利用上述球的位置座標中初始的預先設定的個數的座標來推定球的彈道及方向角資訊(S320)。
該彈道及方向角資訊的推定可以以多種方式進行，例如，可以從球發射時間點選定預先設定的個數的座標位置，並對將各座標位置進行直線連接的直線段進行曲線擬合(Curve Fitting)而生成的軌跡計算彈道及方向角資訊。
此時，當推定球的彈道及方向角(此時的彈道及方向角並非最終計算出的值，而只是用於待後述的初始可靠區間的臨時值)時，可以不利用該球的位置座標，而是利用趨勢資料，也可以複合利用該球的位置座標和該趨勢資料，也可以利用基於作為該趨勢資料接收的反射波信號被低頻濾波器進行濾波的信號計算的濾波位置座標，也可以複合利用對該球的位 置座標的移動平均和該濾波位置座標。
例如，可以生成基於預先設定的個數的座標位置的軌跡和相當於基於預先設定的個數的趨勢資料的軌跡的平均的軌跡，並分別計算對該生成的軌跡的彈道及方向角。
圖7中示出對如上所述的球的位置座標和趨勢資料的一例。
圖7的(a)中示出以如圖4和圖5所描述的方式計算的球的位置座標p，圖7的(b)中同時計算而示出該球的位置座標p和趨勢資料pf。這裡，如前述，該趨勢資料可以是通過低頻濾波計算的濾波位置座標，也可以是通過預先定義的函數計算對球的位置座標的移動平均和該濾波位置座標資訊的資料。
在圖7的(a)和圖7的(b)中，將位置坐標示於Y-Z平面上，並且，為方便起見，省略了X-Y平面上的位置座標。然而，實際上，各個位置座標(p，pf)是X-Y-Z的3次元空間上的位置，且所有軌跡在該3次元空間上計算並生成。在以下待說明的所有附圖中，對Y-Z平面上的軌跡進行的說明均涉及3次元空間上的位置座標和軌跡，並且，為方便起見，省略了關於X-Y平面上的位置座標和軌跡的部分。
另一方面，再返回至圖6，若如上述獲得球的初始發射速度和所推定的球的彈道及方向角資訊，則利用其計算球的預期軌跡(S330)。
這裡，「球的預期軌跡」與待後述的「預測球軌跡」不同，該「球的預期軌跡」是用來決定用於計算球的初始運動條件的「初始可靠區間」。
該「球的預期軌跡」可以通過在該球的速度和所推定的球的 彈道及方向角適用規定的旋轉資訊來計算。此處，「規定的旋轉資訊」可以是預先設定的固定的值的旋轉資訊，也可以是作為待臨時適用的旋轉資訊由預先設定的函數決定的資訊(例如，可以用諸如速度等簡單的參數計算的臨時性旋轉資訊)。
也可以如此利用球的速度和臨時求出的球的彈道及方向角、以及規定的旋轉資訊來計算該「球的預期軌跡」(由於是用於確認球的概略性的軌跡，並從中決定初始可靠區間，因而無需準確計算球的預期軌跡)。
若如上述計算球的預期軌跡，則可從中獲知彈道和飛行距離等，並可以利用其來特定球的飛行特性(S340)。
這裡，球的飛行特性例如可以是對應於各個高爾夫球桿擊球的一般的球軌跡的特徵，且對各個擊球預選存儲有其資訊。
通常，就球軌跡而言，有如同一號木桿擊球或木棒擊球那樣飛行距離較長且以較低的角度飛行的情況，也有如同近距離擊球那樣飛行距離較短且以較高的角度飛行的情況，並且，長鐵桿擊球和短鐵桿擊球也分別根據是何種鐵桿而有著對特徵性的飛行距離和彈道等的特徵。
可以對各個該多種球的飛行特性，按照按不同飛行特性預先規定的區間決定函數，將由相當於所特定的該球的飛行特性的區間決定函數決定的區間決定為該初始可靠區間而設定。
本發明的一實施例的感測裝置可以對作為球的飛行特性的各個高爾夫球桿的擊球的資訊進行分類而存儲。
本發明的一實施例的感測裝置可以對預先分類而存儲的各個多種球的飛行特性，按照按不同飛行特性預先規定的區間決定函數，將由 相當於所特定的該球的飛行特性的區間決定函數決定的區間決定為該初始可靠區間而設定(S350)。
這裡，對該各個飛行特性資訊預先規定的區間決定函數可以由球的速度等變數決定。
例如，在一號木桿擊球的情況下，當對此設定有以球的速度為變數的某種區間決定函數時，判斷為計算出的該球的預期軌跡的彈道和飛行距離等必要條件相當於一號木桿擊球的飛行特性。當通過球的速度等決定了距區間決定函數5m的距離時，感測裝置可以將相當於距最初球的位置座標5m的距離的區間決定為該「初始可靠區間」。
通過上述區間決定函數，即使是相同的飛行特性，根據球的速度等預先決定的函數的變數，初始可靠區間也可能不同。即，優選該初始可靠區間對相同的飛行特性而言是可變區間。
如上述利用運動的球的速度和概略性的彈道及方向角的推定值計算球的預期軌跡，並利用該計算的預期軌跡獲取球的飛行特性，並將由對該獲取到的飛行特性預先設定的區間決定函數決定的區間決定為初始可靠區間後，利用所決定的該初始可靠區間內的球的座標來計算該初始可靠區間內軌跡(S360)。
若計算該初始可靠區間和該區間內軌跡，則可以基於計算出的該區間內軌跡來計算球的彈道及方向角資訊，也可以直接利用在該步驟S310步驟中計算出的球的速度，或在計算出的該區間內軌跡中利用兩個位置的時間間隔和位置資訊重新計算球的速度。可以將如此最終計算出的球的速度、彈道及方向角資訊決定為前述「球的初始運動條件」(S370)。
圖8中示出對上述「球的預期軌跡的計算」和「初始可靠區間」的決定的一例。
圖8的(a)示出球的位置座標p、趨勢資料pf的分佈、以及利用其計算上述球的預期軌跡ET而顯示的情況。
若如此計算出球的預期軌跡ET，則可以從該計算出的預期軌跡ET中獲取飛行距離及彈道等，且可以從該獲取的資訊中獲取球的飛行特性，且可以將由對該獲取到的球的飛行特性預先設定的區間決定函數決定的距離區間決定為初始可靠區間。
關於這種初始可靠區間的決定，在圖8的(b)中進行了圖示。
如圖8的(b)所圖示，可以利用由圖8的(a)所圖示的球的預期軌跡ET決定的初始可靠區間Dt內的各球的位置座標或趨勢資料計算區間內軌跡RT，且可以通過該計算出的區間內軌跡RT來決定最終的球的彈道θ和方向角(未圖示)，且可以將球的速度和上述球的彈道及方向角資訊決定為球的初始運動條件。
圖8的(b)中，表示有各球的位置座標(或濾波位置座標)之間的時間間隔△t。
若如上述最終決定「球的初始運動條件」，則利用其進行用於決定最終的旋轉資訊的過程，對此，將參照圖9至圖16進行說明。
圖9是示出上述用於最終決定球的旋轉的過程的流程圖，圖10至圖16是用於說明對應於圖9所圖示的流程圖的過程的圖。
通過前述通過圖2至圖8描述的步驟S100、步驟S200及步 驟S300計算球的位置座標資訊、趨勢資料及球的初始運動條件後，對該趨勢資料，以資料可靠性越高適用越高的加權值的方式對各個趨勢資料適用加權值(S410)。
關於上述趨勢資料的資料可靠性評價及與之對應的加權值的適用，將參照圖10進行說明。
圖10的(a)示出了球的位置座標p及連接這些球的位置座標p的線10、以及連接對該線10的趨勢資料的軌跡20，圖10的(b)示出了對應於趨勢資料的軌跡20。
在圖10的(a)中，對連接球位置座標的線10上的各個球的位置座標p和與之對應的(即，相同時間段的)趨勢資料所對應的軌跡20上的趨勢資料(座標)的兩點進行比較來求出「差」。
該「差」越大，趨勢資料的資料可靠性越低；該「差」越小，趨勢資料的資料可靠性可以被評價得越高。
從而，基於上述「差」對資料可靠性較高的趨勢資料設定較高的加權值，資料可靠性越低，對趨勢資料設定的加權值被設定得越低。對資料可靠性和加權值的適用的基準可以通過實驗或經驗來決定。重要的是，以資料可靠性越高適用越高的加權值的方式對該趨勢資料分別設定加權值。
另一方面，在如上述對各趨勢資料適用加權值後，感測裝置提取多個試驗旋轉資訊，並在所決定的該「球的初始運動條件」下分別生成對應於各試驗旋轉資訊的預測球軌跡(S420)。
這裡，該試驗旋轉資訊指將倒旋和側旋作為一組的值，例如，若適用S1的試驗旋轉資訊，則S1的試驗旋轉資訊包括BS1、SS1。這裡， BS1指試驗倒旋資訊，SS1指試驗側旋資訊。
該多個試驗旋轉資訊也可以是單純任意選定多個的旋轉資訊。可以預先決定用於選定多個試驗旋轉資訊的值的區間，並將各個區間上的代表值(可以是該區間的平均值，也可以是該區間的中間值，也可以是該區間的最大或最小值)分別選定為該試驗旋轉資訊。
例如，也可以構成為，與前述球的飛行特性相關地按各個飛行特性預先有決定平均的或一般的旋轉資訊，從該預先決定的旋轉資訊中決定值的區間，並在該決定的區間內選定多個試驗旋轉資訊。
該試驗旋轉資訊可以在預先設定的範圍內從以預先設定的單位區分的各個區間將代表值(可以是該區間的平均值，也可以是該區間的中間值，也可以是該區間的最大或最小值)分別選定為該試驗旋轉資訊。
即，若將預先設定的倒旋範圍和預先設定的側旋範圍分別以規定的單位區分而進行交叉，則會形成多個區間，可以提取各個相應區間的地表值，將該各個區間的代表值作為上述試驗旋轉資訊。這裡，若選定出特定代表值，則可以以如下方式將逐漸更細分化的區間的旋轉值選定為試驗旋轉資訊：將該代表值所屬區間更細分化(以更窄的單位區分)，將更細分化的區間的代表值重新作為試驗旋轉資訊來計算預測球軌跡，並將從中選定的特定代表值相應的區間再更細分化，將更細分化的區間的代表值重新選定為試驗旋轉資訊。
在步驟S420中，若如上述選定試驗旋轉資訊，則在「球的初始運動條件」下通過各個試驗旋轉資訊生成預測球軌跡。至於各個預測球軌跡，考慮運動的球起初以「球的初始運動條件」運動，而後因旋轉其運動 條件被變更而生成。這裡，應考慮的是，圖11所圖示，運動的球因旋轉而受到升力FL、阻力FD、抗扭力FT及重力FG等外力的影響。
圖11示出運動的球朝球行進方向運動時所受到的各種外力。
如圖11所圖示，升力FL是與球的移動方向垂直地施加作用而使球升高的力，阻力FD是相對於球的移動方向朝反方向施加作用而減少球的速度的力。抗扭力FT是減少球的旋轉的旋轉力，起減少球的旋轉量的作用，重力FG是與球的移動方向無關地朝地面施加作用而起到使運動的球降落至地面的作用的力。
這裡，對應於運動的球的旋轉的旋轉參數Sp如下式1，且通常可以通過下式1的旋轉參數來分別決定升力係數CL、阻力係數CD、以及抗扭力係數CT：
其中，r表示球的半徑，V表示球的速度，ω表示球的轉速。
即，作為球的半徑的r是已知的值，球的速度是已測量的值，因而也是已知的值，而球的轉速是只要選定試驗旋轉資訊即可從中獲知的值因此，可以對各個預測球軌跡利用該軌跡的試驗旋轉資訊分別計算旋轉參數Sp，求出該旋轉參數後，可以利用其對各個預測球軌跡分別決定升力係數CL、阻力係數CD、以及抗扭力係數CT，且可以利用各自的係數如下式2至式4所示分別計算升力FL、阻力FD、以及抗扭力FT：
其中，CL、CD、CT分別表示升力係數、阻力係數、抗扭力係數；ρ表示流體的密度，即空氣的密度；A表示球的截面積；d表示球的直徑。
如上述式1至式4所示，球自身的直徑或半徑、截面積、空氣的密度等是已知的值，運動的球的速度V是已在決定「球的初始運動條件」時計算出的值，轉速ω是可以從試驗旋轉資訊中獲知的值。因此，可以通過上述值來計算升力FL、阻力FD及抗扭力FT的值，而重力FG是可以通過已經決定的重力加速度值來計算的值。
如上述，已決定球的初始運動條件，且已選定多個試驗旋轉資訊，從中可以對各個試驗旋轉資訊分別計算升力FL、阻力FD、抗扭力FT及重力FG，因而可以利用這些值分別計算預測球軌跡。
圖12示出從各個上述多個試驗旋轉資訊求出如上所述的多種參數並從中生成的預測球軌跡PT1、PT2、PT3。預測球軌跡可以是幾十個或幾百個，但圖12中示出僅為3個的情況。
即，前文中對「球的初始運動條件」的決定進行過說明，若分別提取到作為如前述的多個試驗旋轉資訊的S1、S2及S3，設在所決定的該球的初始運動條件被相同地適用的狀態下根據該試驗旋轉資訊S1生成的預測球軌跡為PT1，根據該試驗旋轉資訊S2生成的預測球軌跡為PT2、根據該試驗旋轉資訊S3生成的預測球軌跡為PT3時，上述預測球軌跡PT1、PT2、PT3如圖12所圖示。
作為用於判斷如圖12圖示分別生成的多種預測球軌跡PT1、PT2、PT3中哪個預測球軌跡最接近實際軌跡的基準，可以利用趨勢資料。
即，以決定所生成的該預測球軌跡中最符合對應於趨勢資料的軌跡20的預測球軌跡的方式反復生成預測球軌跡並決定最符合的預測球軌跡而選定最終的預測球軌跡。
對應於該趨勢資料的軌跡20可能以與實際球軌跡非常相似，也可以存在差異。因為，趨勢資料中的部分資料是以某種程度上包含原座標(球的位置座標)的雜訊成分的狀態反映了方向性的趨勢，因而是與實際軌跡存在差異的部分。此外，由於部分資料以某種程度上去除了原座標的雜訊成分的狀態反映了趨勢，因而可能是與實際軌跡幾乎沒有差異的部分，因而對應於趨勢資料的軌跡中既存在與實際軌跡相似的部分，也存在與實際軌跡存在差異的部分。
前文中對趨勢資料的資料可靠性和加權值進行過說明，對應於趨勢資料的軌跡中與實際軌跡相似的部分是趨勢資料的資料可靠性較高的，即被設定較高的加權值的部分，而與實際軌跡存在差異的部分是趨勢資料資料可靠性相對低的，即被設定相對低的加權值的部分。
當考慮這種趨勢資料的特性而對預測球軌跡和對應於趨勢資料的軌跡進行比較時，優選以趨勢資料中資料可靠性較高的，即被設定較高的加權值的資料為主與預測球軌跡上的對應的座標點進行比較來判斷是否「符合」。
圖13中示出了連接球的位置座標的線10、對應於趨勢資料的軌跡20、以及在多個預測球軌跡中選定的預測球軌跡30的一例。
這裡，對應於趨勢資料的軌跡20上的趨勢資料分別具有如前所述的加權值資訊。
假設圖13中對應於趨勢資料的軌跡20的軌跡前部分22為具有相對較低的加權值的趨勢資料，軌跡後部分21是具有相對高的加權值的趨勢資料。
本發明在對多樣地生成的各個預測球軌跡和對應於趨勢資料的軌跡進行比較時(即，將對應於趨勢資料的軌跡上的趨勢資料和預測球軌跡上的座標點的各自對應的部分進行比較)，可以先對作為加權值較高的部分的該軌跡後部分21上的趨勢資料和與之對應的預測球軌跡上的各座標點進行比較，或只對該軌跡後部分21進行比較，至於軌跡前部分22(加權值較低的部分)，則可以不進行比較。
即，可以只對加權值設定得較高的趨勢資料與預測球軌跡上的所對應的座標點進行比較而分別計算誤差來選定該誤差最小的預測球軌跡。
換言之，可以在趨勢資料中以所設定的加權值由高至低的順序進行比較來計算各自對應的趨勢資料和預測球軌跡上的座標點之間的誤差，或者，可以對趨勢資料中所設定的加權值高至預先決定的基準以上的資料進行比較來計算各自對應的趨勢資料和預測球軌跡上的座標點之間的誤差，且可以將所生成的預測球軌跡中計算出的該誤差最低時的預測球軌跡決定為「最接近的」或「最符合的」軌跡。
或者，可以對趨勢資料中被設定的加權值高至預先決定的基準以上的資料賦予比較的優先度，將按照該優先度計算對應於各自對應的 趨勢資料和預測球軌跡上的座標點之間的誤差來生成的預測球軌中計算出的該誤差最低時的預測球軌跡決定為「最接近的」或「最符合的」軌跡。
或者，例如，可以以計算圖13中對相當於軌跡後部分21的趨勢資料(加權值最高的趨勢資料)和與之對應的預測球軌跡上的各個座標點誤差而將該計算出的誤差的比重(在判斷與預測球軌跡的接近程度或符合程度的基準上所占的比重)適用為100%，並計算對相當於軌跡前部分22的趨勢資料(加權值較低的趨勢資料)和與之對應的預測球軌跡上的各個座標點的誤差而將該計算的誤差的比重適用為50%的方式，將加權值較高的資料的比較結果反映得更重要些來判斷預測球軌跡是否接近實際軌跡。
如上述，由於為各個趨勢資料設定對應於資料可靠性的加權值並以高加權值的資料為主與預測球軌跡上的座標點進行比較，因而可以以較快的速度決定出準確的預測球軌跡。
這裡，所謂的對趨勢資料和預測球軌跡上的座標點進行比較來計算的誤差最低的情況指，例如，當分別計算了20個趨勢資料與預測球軌跡上的座標點之間的誤差時，可以求出該誤差的絕對和(誤差的和)，並將該誤差的和最小的預測球軌跡判斷為誤差最小時的預測球軌跡。除了誤差的絕對和之外，也可以將誤差的大小值的平均值或代表值、標準差或分散等用作基準。
在圖12中生成了對應於趨勢資料的軌跡20、以及作為待與之進行比較的預測球軌跡的PT1、PT2以及PT3，其中，對PT3軌跡和對應於趨勢資料的軌跡20進行比較的一例示於圖14。
圖14中，設對應於趨勢資料的軌跡20上的趨勢資料pf中 加權值被設定得最高為資料pf1、資料pf2、資料pf3、資料pf4、資料pf5及資料pf6，設與之分別對應的預測球軌跡PT3上為座標點tP1、座標點tP2、座標點tP3、座標點tP4、座標點tP5及座標點tP6，當對應於趨勢資料的軌跡20和預測球軌跡PT3進行比較時，可以對資料pf1-座標點tP1、資料pf2-座標點tP2、資料pf3-座標點tP3、資料pf4-座標點tP4、資料pf5-座標點tP5及資料pf6-座標點P6分別進行比較，並計算與之對應的各自的誤差，並利用該計算的誤差來決定預測球軌跡。
若所生成的各個預測球軌跡幾乎差不多，以至於上述資料之間的誤差相同或無法判斷，則也可以進一步利用通過趨勢資料中加權值更低些的資料和與之對應的預測球軌跡上的座標點的比較來計算的誤差資訊。
再返回至圖9，在上述步驟S430中決定各個預測球軌跡中最適合的預測球軌跡後，可以將以適用於該所決定的預測球軌跡的試驗旋轉的值為代表值的區間區分為更小的單位，即，更細分化而生成多個區間，並對每個該所生成的更細分化的區間，分別將該區間的代表值選定為新的試驗旋轉資訊(S460)。然後，若在如上述更細分化的各個區間選定了試驗旋轉資訊，則可以在前述球的初始運動條件下利用阻力、升力、抗扭力及重力等參數分別生成對應於該所選定的各試驗旋轉資訊的預測球軌跡(S470)。
對於根據在如此更細分化的試驗旋轉區間選定的多個試驗旋轉資訊分別計算的預測球軌跡，再次適用上述步驟S430而在該預測球軌跡中考慮加權值重新決定最符合對應於趨勢資料的軌跡的預測球軌跡。
若以這種方式決定最適合的預測球軌跡，則可以將以適用於該預測球軌跡的試驗旋轉的值為代表值的區間區分為更小的單位，即，更細 分化而生成多個區間，並對該所生成的更細分化的區間，分別將各個該區間的代表值選定為新的試驗旋轉資訊，而這種過程可以反復進行預先設定的次數。
可以設定為將如上所述的提取多個試驗旋轉資訊、生成對應於各試驗旋轉資訊的預測球軌跡、決定最適合的預測球軌跡等過程反復1次以上。反復得越多、越能計算出準確的旋轉資訊，但在計算最終旋轉資訊時可能需要過多的時間，反之，若反復次數過少，則可能計算出不準確的旋轉資訊，因而優選綜合考慮這些事項而以適當的次數進行反復。
若在該步驟S430中進行最適合的預測球軌跡的決定，則感測裝置判斷這種最適合的預測球軌跡的決定被反復了幾次，即，判斷該被反復的次數是否達到預先設定的次數(S440)，若進行了預先設定的次數的反復，則可以將適用於所決定的該預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊(S450)。
對此，將參照圖15進行說明。首先，若在圖12所圖示的多個預測球軌跡PT1、PT2、PT3中決定了作為最適合的預測球軌跡的PT1軌跡，且尚未反復設定次數的預測球軌跡的生成及決定的過程，則本發明的一實施例的感測裝置利用作為適用於所決定的該預測球軌跡PT1的旋轉資訊的S1，再次以該旋轉資訊S1為基準來生成比之前更細分化的試驗旋轉區間。
若在所生成的該試驗旋轉區間，即，以旋轉資訊S1為基準的區間再次分別提取了S1-1、S1-2及S1-3的旋轉資訊，則可以在上述「球的初始運動條件」下，如圖15所圖示生成對應於該S1-1的預測球軌跡PT1- 1、對應於該S1-2的預測球軌跡PT1-2以及對應於該S1-3的預測球軌跡PT1-3。
從圖上的圖示可以看出，圖15所圖示的預測球軌跡PT1-1、PT1-2、PT1-3比圖12所圖示的預測球軌跡PT1、PT2、PT3被更細分化。
圖16示出將以這種方式逐漸將試驗旋轉區間細分化而決定最適合的預測球軌跡反復了預先設定的次數，從而預測球軌跡最終被決定為球的軌跡FT。
適用於如此最終決定的球的軌跡FT的試驗旋轉資訊是被決定為最終的旋轉資訊的旋轉資訊。
如上述，本發明的對運動的球的感測裝置及利用其的計算對球的運動參數的方法不同於現有技術中通過接收到的信號的頻率分析等直接計算出球的旋轉特性的方式，以利用球的位置座標資訊使在運動的球的軌跡的觀點預測的球軌跡接近表示對球的位置座標的趨勢的趨勢資料資訊而找出球的旋轉資訊的方式決定最終的旋轉資訊，即，因而是在球的軌跡的觀點找出旋轉的方式，因而具有能夠匯出非常準確而均一的旋轉計算的結果的優點。

Claims (16)

  1. 一種計算對運動的球的運動參數的方法，通過發送雷達信號並接收而分析從運動的球反射的反射波信號來計算對球的運動參數，該計算對運動的球的運動參數的方法的特徵在於，包括：分析接收到的該反射波信號而以預先設定的時間間隔計算該運動的球的位置座標資訊的步驟；利用計算出的該球的位置座標資訊計算球的初始運動條件的步驟；從計算出的該球的初始運動條件中生成對應於多種值的試驗旋轉資訊的預測球軌跡的步驟；以及將適用於所生成的該預測球軌跡中被決定為最符合對應於被計算為是表示對計算出的該球的位置座標的趨勢的資料的軌跡的軌跡的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊的步驟。
  2. 如請求項1所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，計算該球的初始運動條件的步驟包括：利用計算出的該球的位置座標和該時間間隔計算球的速度的步驟；獲取該運動的球的飛行特性，並基於此設定作為用於準確計算該球的初始運動條件的資料的可靠區間的初始可靠區間的步驟；以及通過利用所設定的該初始可靠區間內的座標計算球的彈道及方向角資訊，將該球的速度、彈道以及方向角決定為該球的初始運動條件的步驟。
  3. 如請求項2所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，設定該初始可靠區間的步驟包括：利用預先設定的個數的初始球位置座標推定球的彈道及方向角資訊，並利用該球的速度和所推定的該球的彈道及方向角資訊計算球的預期軌跡 的步驟；在預先定義的多種球的飛行特性中，基於計算出的該球的預期軌跡特定相應的球的飛行特性的步驟；以及對各個該多種球的飛行特性，按照按不同飛行特性預先規定的區間決定函數，將由相當於所特定的該球的飛行特性的區間決定函數決定的區間決定為該初始可靠區間而設定的步驟。
  4. 如請求項1所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，計算該球的初始運動條件的步驟包括：獲取該運動的球的飛行特性，並基於此設定作為用於準確計算該球的初始運動條件的資料的可靠區間的初始可靠區間的步驟；以及利用所設定的該初始可靠區間內的座標計算區間內軌跡，並基於計算出的該區間內軌跡計算球的速度、彈道及方向角資訊而將其決定為該球的初始運動條件的步驟。
  5. 如請求項1所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，決定為該最終旋轉資訊的步驟包括：通過對在計算該球的位置座標資訊的步驟中計算出的各座標的預先設定的信號處理和統計性分析中的至少一種來計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料的步驟；以及通過以逐漸縮小適用於生成該預測球軌跡的試驗旋轉區間的方式反復決定所生成的該預測球軌跡中被判斷為最符合對應於計算出的該趨勢資料的軌跡的至少一個預測球軌跡的步驟，最終將適用於最符合對應於該趨勢資料的軌跡的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為該最終旋轉資訊的步驟。
  6. 如請求項1所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中， 決定為該最終旋轉資訊的步驟包括：通過對在計算該球的位置座標資訊的步驟中計算出的各座標的預先設定的信號處理和統計性分析中的至少一種來計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料的步驟；以對該球的位置座標和該趨勢資料進行比較而為差較低的趨勢資料設定較高的加權值的方式，基於該差對整體或預先設定的區間內的各個該趨勢資料設定加權值的步驟；對所生成的該預測球軌跡和計算出的該趨勢資料進行比較，且在該趨勢資料中以所設定的該加權值由高至低的順序進行比較或在該趨勢資料中對所設定的該加權值高至預先決定的基準以上的資料進行比較來計算各自對應的該趨勢資料與該預測球軌跡上的座標點之間的誤差的步驟；以及在所生成的該預測球軌跡中決定該誤差最低時的預測球軌跡，並將適用於該所決定的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為該最終旋轉資訊的步驟。
  7. 如請求項1所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，決定為該最終旋轉資訊的步驟包括：通過對在計算該球的位置座標資訊的步驟中計算出的各座標的預先設定的信號處理和統計性分析中的至少一種來計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料的步驟；以對該球的位置座標和該趨勢資料進行比較而為差較低的趨勢資料設定較高的加權值的方式，基於該差對整體或預先設定的區間內的各個該趨勢資料設定加權值的步驟；對所生成的該預測球軌跡和計算出的該趨勢資料進行比較，且對該趨勢資料中所設定的該加權值高至預先決定的基準以上的資料賦予比較的優 先度而根據該優先度來計算各自對應的該趨勢資料與該預測球軌跡上的座標點之間的誤差的步驟；以及在所生成的該預測球軌跡中決定該誤差最低時的預測球軌跡，並將適用於該所決定的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為該最終旋轉資訊的步驟。
  8. 如請求項1所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，決定為該最終旋轉資訊的步驟包括：通過對在計算該球的位置座標資訊的步驟中計算出的各座標的預先設定的信號處理和統計性分析中的至少一種來計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料的步驟；以對該球的位置座標和該趨勢資料進行比較而為差較低的趨勢資料設定較高的加權值的方式，基於該差對每個該趨勢資料設定加權值的步驟；在對應於該趨勢資料的軌跡上被預先設定為該加權值較高的資料的區間的區間內，對所生成的該預測球軌跡和計算出的該趨勢資料進行比較，且在該趨勢資料中以所設定的該加權值由高至低的順序進行比較或在該趨勢資料中對所設定的該加權值高至預先決定的基準以上的資料進行比較來計算各自對應的該趨勢資料與該預測球軌跡上的座標點之間的誤差的步驟；以及在所生成的該預測球軌跡中決定該誤差最低時的預測球軌跡，並將適用於該所決定的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為該最終旋轉資訊的步驟。
  9. 如請求項5至8中任一項所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，該趨勢資料是利用分析對在計算該球的位置座標資訊的步驟中接收到的反射波信號的低頻濾波信號而以對應於計算出的該各球的位置座標的方式計算的濾波座標資訊和對應於對該球的位置座標資訊的移動平均的座 標資訊通過預先定義的函數來計算的。
  10. 如請求項1所述的計算對運動的球的運動參數的方法，其中，決定為該最終旋轉資訊的步驟包括：利用各個所生成的該預測球軌跡與表示該趨勢的資料之間的誤差決定最接近對應於表示該趨勢的資料的軌跡的預測球軌跡，並利用適用於所決定的該預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定更細分化的試驗旋轉區間的步驟；以及以分別適用從該更細分化的試驗旋轉區間內選定的多個試驗旋轉資訊而生成預測球軌跡，並從中決定最接近對應於表示該趨勢的資料的軌跡的預測球軌跡而利用適用於其的試驗旋轉資訊決定更細分化的試驗旋轉區間的方式反復執行預先設定的次數的試驗旋轉區間的細分化、對應於其的預測球軌跡的生成以及最接近的預測球軌跡的決定而將適用於最終決定的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為該最終旋轉資訊的步驟。
  11. 一種計算對運動的球的運動參數的方法，通過發送雷達信號並接收而分析從運動的球反射的反射波信號來計算對球的運動參數，該計算對運動的球的運動參數的方法的特徵在於，包括：分析接收到的該反射波信號而以預先設定的時間間隔計算該運動的球的位置座標資訊的步驟；基於對接收到的該反射波信號的低頻濾波信號的分析和對該球的位置座標的移動平均分析來計算表示該球的位置座標的趨勢的趨勢資料的步驟；利用計算出的該球的位置座標資訊和該趨勢資料資訊中的至少一種計算球的初始運動條件的步驟；以及直到在計算出的該球的初始運動條件下適用任意的試驗旋轉資訊的預測球軌跡在最小的誤差範圍內符合對應於該趨勢資料的軌跡，反復適用該 任意的試驗旋轉資訊，從而將最終適用的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊的步驟。
  12. 一種對運動的球的感測裝置，其特徵在於，包括：信號發送部，其發送雷達信號；信號接收部，其接收對該信號發送部的信號從運動的球反射的反射波信號；信號分析部，其分析接收到的該反射波信號而以預先設定的時間間隔計算該運動的球的位置座標資訊；以及資訊計算部，其利用計算出的該球的位置座標資訊計算球的初始運動條件，並在計算出的該球的初始運動條件下生成對應於多種值的試驗旋轉資訊的預測球軌跡，並將適用於所生成的該預測球軌跡中被決定為最符合對應於被計算為是表示對計算出的該球的位置座標的趨勢的資料的軌跡的軌跡的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊。
  13. 如請求項12所述的對運動的球的感測裝置，其中，該資訊計算部構成為，利用計算出的該球的位置座標和該時間間隔計算球的速度，並獲取該運動的球的飛行特性而基於此設定作為用於準確計算該球的初始運動條件的資料的可靠區間的初始可靠區間，並通過利用所設定的該初始可靠區間內的座標計算球的彈道及方向角資訊，將該球的速度、彈道以及方向角決定為該球的初始運動條件的步驟。
  14. 如請求項12所述的對運動的球的感測裝置，其中，還包括低頻濾波器，其對由該信號接收部接收的反射波信號的低頻成分進行濾波，該信號分析部構成為，分析對接收到的該反射波信號的低頻濾波信號，利用對應於計算出的該 各球的位置座標的濾波座標資訊和對應於對該球的位置座標資訊的移動平均的座標資訊通過預先定義的函數計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料，該資訊計算部構成為，直到在計算出的該球的初始運動條件下適用任意的試驗旋轉資訊的預測球軌跡在最小的誤差範圍內符合對應於該趨勢資料的軌跡，反復適用該任意的試驗旋轉資訊，從而將最終適用的試驗旋轉資訊決定為最終旋轉資訊。
  15. 如請求項12所述的對運動的球的感測裝置，其中，該信號分析部構成為，通過對基於接收到的該反射波信號的分析計算的該球的位置座標的預先設定的信號處理和統計性分析中的至少一種計算作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料，該資訊計算部構成為，以對該球的位置座標和該趨勢資料進行比較而為差較低的趨勢資料設定較高的加權值的方式基於該差對整體或預先設定的區間內的各個該趨勢資料設定加權值，對所生成的該預測球軌跡和計算出的該趨勢資料進行比較，且在該趨勢資料中以所設定的該加權值由高至低的順序進行比較或在該趨勢資料中對所設定的該加權值高至預先決定的基準以上的資料進行比較來計算各自對應的該趨勢資料與該預測球軌跡上的座標點之間的誤差，在所生成的該預測球軌跡中決定該誤差最低時的預測球軌跡，並將適用於該所決定的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為該最終旋轉資訊。
  16. 如請求項12所述的對運動的球的感測裝置，其中，該信號分析部構成為，通過對基於接收到的該反射波信號的分析計算的該球的位置座標的預先設定的信號處理和統計性分析中的至少一種計算 作為表示對該球的位置座標的趨勢的資料的趨勢資料，該資訊計算部構成為，以對該球的位置座標和該趨勢資料進行比較而為差較低的趨勢資料設定較高的加權值的方式基於該差對整體或預先設定的區間內的各個該趨勢資料設定加權值，對所生成的該預測球軌跡和計算出的該趨勢資料進行比較，且對該趨勢資料中所設定的該加權值高至預先決定的基準以上的資料賦予比較的優先度而根據該優先度來計算各自對應的該趨勢資料與該預測球軌跡上的座標點之間的誤差，在所生成的該預測球軌跡中決定該誤差最低時的預測球軌跡，並將適用於該所決定的預測球軌跡的試驗旋轉資訊決定為該最終旋轉資訊。
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