TWI451896B - 智慧型棒球打擊裝置及方法 - Google Patents

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Ching Hua Chiu
Tsung Chia Chen
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智慧型棒球打擊裝置及方法
本發明係有關一種智慧型棒球打擊裝置及方法,特別是指一種依揮擊情形而進行發球之智慧型棒球打擊裝置及方法,其兼具可依使用者之揮擊而變化不同球路及可有效訓練接發球之瞬間反應等優點及功效。
近來棒球打擊練習場相當盛行,讓許多熱愛棒球的人,在休閒空檔時,可享受棒球打擊的樂趣。
由於棒球打擊練習場係以自動發球機進行發球,因此,即使只是一個人,也可以進行打擊,沒有人數及場地的問題。
但一般棒球打擊練習場之自動發球機,只能以預定之模式進行發球,其球路及球速多為固定模式,並無法進行變化或依個人打擊能力而改變,當進行一定次數之打擊後,就會逐漸熟悉其發球路線,使得打擊上較為單調,容易令人失去興趣,且較難達到訓練瞬間反應的效果。
因此,有必要研發新產品,以解決上述缺點及問題。
本發明之目的在於提供一種智慧型棒球打擊裝置及方法,其兼具可依使用者之揮擊而變化不同球路及可有效訓練接發球之瞬間反應等優點及功效,用以解決習知技術容易令人失去興趣及較難達到訓練瞬間反應之效果等問題。
本發明解決上述問題之技術手段係提供一種智慧型棒球打擊裝置,其包括:一發球裝置,用以發射一球體;一揮棒速度感測單元,其係具有一第一感測部及一第二感測部;當一使用者揮動一球棒時,係會依續通過該第一感測部及該第二感測部,並分別產生一第一訊號及一第二訊號;一擊球感測單元,其係依該球棒揮擊該球體之情形而產生 一揮擊訊號;一控制系統,其係用以接收該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號;該控制系統依該第一訊號及該第二訊號而計算出該使用者之揮棒速度,並依該揮擊訊號而分析打擊結果,而打擊結果係包括該球棒擊中該球體及該球棒未擊中該球體兩種;又,該控制系統具有運算部、一類神經網路模組及一控制部,該運算部以依該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號而進行揮棒速度及打擊結果之運算,並以揮棒速度及打擊結果作類神經網路模組之輸入,進而輸出發球資訊;而該控制部係依該類神經網路模組輸出之發球資訊而控制該發球裝置之發球。
本發明又包括一種智慧型棒球打擊方法,其包括下列步驟:[A]準備步驟:準備一智慧型棒球打擊裝置,其包括:一發球裝置,用以發射一球體;一揮棒速度感測單元,其係具有一第一感測部及一第二感測部;當一使用者揮動一球棒時,係會依續通過該第一感測部及該第二感測部,並分別產生一第一訊號及一第二訊號;一擊球感測單元,其係依該球棒揮擊該球體之情形而產生一揮擊訊號;一控制系統,其係用以接收該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號;該控制系統依該第一訊號及該第二訊號而計算出該使用者之揮棒速度,並依該揮擊訊號而分析打擊結果,而打擊結果係包括該球棒擊中該球體及該球棒未擊中該球體兩種;又,該控制系統具有運算部、一類神經網路模組及一控制部,該運算部以依該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號而進行揮棒速度及打擊結果之運算,並以揮棒速度及打擊結果作類神經網路模組之輸入,進而輸出發球資訊;而該控制部係依該類神經網路模組輸出之發球資訊而控制該發球裝置之發球;[B]預定發球步驟:設定該發球裝置之發球間隔時間,並以預設之速度及位置發射N個球體; [C]感測運算步驟:感測一使用者以一球棒打擊該球體之揮棒速度及揮擊結果,並將N次揮棒速度及打擊結果作為該類神經網路模組之輸入,進而輸出發球資訊;[D]發球步驟:該控制部依發球資訊控制該發球裝置進行發球。
本發明之上述目的與優點,不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中,獲得深入瞭解。
茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後:
如第一及第二圖所示,本發明係為一種智慧型棒球打擊裝置,其包括:一發球裝置10、一揮棒速度感測單元20、一擊球感測單元30及一控制系統40。
關於該發球裝置10,其係用以發射一球體71;該發球裝置10係具有一水平角度調整部11、一仰角調整部12、一置球部13及一發射部14;該水平角度調整部11係用以調整發球之水平角度;該仰角調整部12係用以調整發球之仰角;該置球部13係用以容納複數球體71;而該發射部14係用以將該球體71發射出,並可控制發球之速度;該發射部14係由兩個轉盤141組成,利用兩個轉盤141之轉動而發射該球體71。如第三A圖所示,該仰角調整部12係可對發球之仰角進行一第一預定角度θ 1之調整;如第三B圖所示,該水平角度調整部11係可對發球之水平角度進行一第二預定角度θ 2之調整。
該揮棒速度感測單元20係具有一第一感測部21及一第二感測部22;當一使用者70揮動一球棒72時,係會依序通過該第一感測部21及該第二感測部22,並分別產生一第一訊號及一第二訊號。
關於擊球感測單元30,其係依該球棒72揮擊該球體71之情形而產生一揮擊訊號。
而該控制系統40係用以接收該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號,並依該第一訊號及該第二訊號而計算出該使用者 70之揮棒速度、依該揮擊訊號而分析打擊結果,而打擊結果係包括該球棒72擊中該球體71及該球棒72未擊中該球體71兩種;又,該控制系統40具有運算部41、一類神經網路模組42及一控制部43,該運算部41係依該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號而進行揮棒速度及打擊結果之分析運算,並以揮棒速度及打擊結果作類神經網路模組42之輸入,進而輸出發球資訊;而該控制部43係依該類神經網路模組42輸出之發球資訊而控制該發球裝置10之發球。
更詳細的說,該第一感測部21及該第二感測部22皆為光遮斷器;光遮斷器係具有一光源,當該球棒72通過光遮斷器時,該光源係會被阻斷,使光遮斷器產生訊號(光遮斷器之設計係為一般習知技術,在此不再詳述)。如第四圖所示,在該使用者70之揮棒過程中,當該使用者70揮動該球棒72至一第一揮擊位置P1時,係會通過該第一感測部21,並產生該第一訊號,而當揮動該球棒72至該第二揮擊位置P2時,係會通過該第二感測部22,並產生該第二訊號;該控制系統40依該第一訊號及該第二訊號產生之時間差,即可運算出該使用者70之揮棒速度。
如第五圖所示,其係本發明之結構關係示意圖;其中,該控制系統40又具有一輸入部44及一顯示部45,該輸入部44係用以設定該控制系統40,並將設定資料顯示於該顯示部45上;該第一感測部21及該第二感測部22係分別利用兩個類比/數位訊號轉換器67而將該第一訊號及該第二訊號進行轉換後,傳送至該控制系統40;該擊球感測單元30係可為一聲音感測裝置,藉由發球間隔時間內所感測的聲音而產生一聲音訊號(即揮擊訊號),該控制系統40依該聲音訊號,即可得知該球棒72擊中該球體71或未擊中;舉例來說,假設間隔時間設定為5秒,在這5秒內,該擊球感測單元30所感測之聲音訊號,即為此次擊球之結果(擊中該球體71會產生預定的聲音特徵,而未擊中則不會產生預定的聲音特徵)。
在該發球裝置10方面,其又具有一信號燈15、一第一動力馬達16、一第二動力馬達17、一第一驅動器18及一第二驅動器19;該控制系統40係藉由一第一控制器61控制該信號燈15,使該訊號燈15可於開始打擊時啟動,告知該使用者70打擊開始;在發球方面,該控制系統40利用一第一馬達控制器62及一第二馬達控制器63分別控制該第一動力馬達16及該第二動力馬達17,達到兩個轉盤141之轉動;在角度調整上,該控制系統40利用一第二控制器64及一第三控制器65分別控制該第一驅動器18及該第二驅動器19,進而帶動一水平角伺服馬達111及一仰角伺服馬達121,達到水平角及仰角之調整。
關於該置球部13,其又具有一閘門閥131;該控制系統40係利用一第四控制器66控制該閘門閥131之作動,供該球體71滾動至發球位置。
如第六圖所示,本發明係又包括一種智慧型棒球打擊方法,其包括下列步驟:
[A]準備步驟51:準備一智慧型棒球打擊裝置,其包括:一發球裝置10,其係用以發射一球體71;一揮棒速度感測單元20,其係具有一第一感測部21及一第二感測部22;當一使用者70揮動一球棒72時,係會依序通過該第一感測部21及該第二感測部22,並分別產生一第一訊號及一第二訊號;一擊球感測單元30,其係依該球棒72揮擊該球體71之情形而產生一揮擊訊號;而該控制系統40係用以接收該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號,並依該第一訊號及該第二訊號而計算出該使用者70之揮棒速度、依該揮擊訊號而分析打擊結果,而打擊結果係包括該球棒72擊中該球體71及該球棒72未擊中該球體71兩種;又,該控制系統40具有運算部41、一類神經網路模組42及一控制部43,該運算部41係依該第一訊號、該第二訊號 及該揮擊訊號而進行揮棒速度及打擊結果之分析運算,並以揮棒速度及打擊結果作類神經網路模組42之輸入,進而輸出發球資訊;而該控制部43係依該類神經網路模組42輸出之發球資訊而控制該發球裝置10之發球。
[B]預定發球步驟52:設定該發球裝置之發球間隔時間,並以預設之速度及位置發射N個球體。
[C]感測運算步驟53:感測一使用者70以一球棒72打擊該球體71之揮棒速度及揮擊結果,並將N次揮棒速度及打擊結果作為該類神經網路模組42之輸入,進而輸出發球資訊。
[D]發球步驟54:該控制部43依發球資訊控制該發球裝置10進行發球。
在預定發球步驟52中,該發球裝置10以預定之速度及位置發射N個球體71,其中,該發球裝置10係預設有一個好球帶100(如第七圖所示),再依該好球帶100上之平均分配的9個位置,依續發射出該球體71(如第八圖所示,該好球帶100上係具有平均分配之第一位置P11、第二位置P12、第三位置P13、第四位置P14、第五位置P15、第六位置P16、第七位置P17、第八位置P18、第九位置P19)。
該使用者70打擊預設的九球後,該控制系統40之運算部41即分別運算出九次揮棒速度及九次揮擊結果,並作為該類神經網路模組42之輸入,進而輸出發球資訊,而發球資訊係包括發球區域及發球速度;如第九圖所示,該控制系統40之運算部41即分別運算出第一球揮棒速度、第二球揮棒速度、第三球揮棒速度、第四球揮棒速度、第五球揮棒速度、第六球揮棒速度、第七球揮棒速度、第八球揮棒速度、第九球揮棒速度、第一球揮棒結果、第二球揮棒結果、第三球揮棒結果、第四球揮棒結果、第五球揮棒結果、第六球揮棒結果、第七球揮棒結果、第八球揮棒結果、第九球揮棒結果,並作為類神經網路模組之輸入,進而輸出發球區域(即第一區域、第二區域及第三區域)及發球速度(第一速度、第二速度及第三速度)。關 於該揮棒結果,係以0或1做為輸入,1代表有打中,0代表沒打中。
關於該發球區域,其係如第十A至第十C圖所示,以預先設定之好球帶100為基準,劃分為一第一區域100A、一第二區域100B及一第三區域100C,第一區域100A為好球帶100上段區域,該第二區域100B為好球帶100中段區域,而該第三區域100C為好球帶100下段區域,且該第一區域100A、該第二區域100B及該第三區域100C皆平均劃分九個發球位置,並以該發球裝置10對九個發球位置進行發球(如第十A至第十C圖所示,該第一區域100A、該第二區域100B及該第三區域100C皆平均劃分有第一發球位置N1、第二發球位置N2、第三發球位置N3、第四發球位置N4、第五發球位置N5、第六發球位置N6、第七發球位置N7、第八發球位置N8、第九發球位置N9)。
而關於該發球速度,係分為第一速度、第二速度及第三速度,第一速度>第二速度>第三速度。因此,發球區域與發球速度之搭配變化,係可如第一表所示,共有九種變化。
如第十一A圖所示,其係第一表中之變化一之示意圖;其發球區域為第一區域100A,該發球裝置10係逐一向該第一區域100A之第一發球位置N1至第九發球位置N9進行第一速度之發球。
如第十一B圖所示,其係第一表中之變化六之示意圖;其發球區域為第二區域100B,該發球裝置10係逐一向該第二區域100B之第一發球位置N1至第九發球位置N9進行第三速度之發球。
關於揮棒速度之運算流程,其係如第十二A圖所示之步驟:讀取第一訊號及第二訊號;計算揮棒速度;輸出揮棒速度。
關於打擊結果之分析流程,其係如第十二B圖所示之步驟:接收擊球聲音訊號(即揮擊訊號);讀取聲音訊號特徵;聲音辨識;輸出辨識結果(也就是擊中該球體71或未擊中)。
如第十三圖所示,其係本發明之智慧型棒球打擊方法之詳細流程;其中,該預定發球步驟52係具有三個流程:設定發球間隔時間;啟動信號燈(表示打擊開始);依預設速度及位置發射N個球體;關於預設速度及位置,係讀取該控制系統40中之一預設發球資料庫的資料。
在感測運算步驟53方面,係具有兩個流程: 取得N次打擊之揮棒速度及揮擊結果,並作為類神經網路模組之輸入;類神經網路模組之運算,係透過與一發球資訊資料庫之比對。
輸出發球資訊。
而該發球步驟54,係依發球資訊控制發球裝置發球。
綜上所述,本發明之優點及功效可歸納為:
[1]可依使用者之揮擊而變化不同球路。一般自動發球機之發球模式固定而無新意,較容易被使用者掌握其球路而失去興趣;而本發明利用類神經網路模組之運算,可依該使用者70之揮擊情形而進行發球區域及發球速度之變化,球路變化較不易掌握,可增加其娛樂性。
[2]可有效訓練接發球之瞬間反應。一般自動發球機之發球模式固定,當進行一定次數之打擊後,就會逐漸熟悉其發球路線,較難達到訓練瞬間反應的效果;而本發明利用類神經網路模組,可依該使用者70之揮擊情形而進行發球區域及發球速度之變化,有效訓練打擊的瞬間反應。
以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明,對於該實施例所做的任何簡單修改與變化,皆不脫離本發明之精神與範圍。
由以上詳細說明,可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的,實已符合專利法之規定,爰提出發明專利申請。
100‧‧‧好球帶
100A‧‧‧第一區域
100B‧‧‧第二區域
100C‧‧‧第三區域
10‧‧‧發球裝置
11‧‧‧水平角度調整部
111‧‧‧水平角伺服馬達
121‧‧‧仰角伺服馬達
12‧‧‧仰角調整部
13‧‧‧置球部
131‧‧‧閘門閥
14‧‧‧發射部
141‧‧‧轉盤
15‧‧‧信號燈
16‧‧‧第一動力馬達
17‧‧‧第二動力馬達
18‧‧‧第一驅動器
19‧‧‧第二驅動器
20‧‧‧揮棒速度感測單元
21‧‧‧第一感測部
22‧‧‧第二感測部
30‧‧‧擊球感測單元
40‧‧‧控制系統
41‧‧‧運算部
42‧‧‧類神經網路模組
43‧‧‧控制部
44‧‧‧輸入部
45‧‧‧顯示部
51‧‧‧準備步驟
52‧‧‧預定發球步驟
53‧‧‧感測運算步驟
54‧‧‧發球步驟
61‧‧‧第一控制器
62‧‧‧第一馬達控制器
63‧‧‧第二馬達控制器
64‧‧‧第二控制器
65‧‧‧第三控制器
66‧‧‧第四控制器
67‧‧‧類比/數位訊號轉換器
70‧‧‧使用者
71‧‧‧球體
72‧‧‧球棒
θ 1‧‧‧第一預定角度
θ 2‧‧‧第二預定角度
P1‧‧‧第一揮擊位置
P2‧‧‧第二揮擊位置
P11‧‧‧第一位置
P12‧‧‧第二位置
P13‧‧‧第三位置
P14‧‧‧第四位置
P15‧‧‧第五位置
P16‧‧‧第六位置
P17‧‧‧第七位置
P18‧‧‧第八位置
P19‧‧‧第九位置
N1‧‧‧第一發球位置
N2‧‧‧第二發球位置
N3‧‧‧第三發球位置
N4‧‧‧第四發球位置
N5‧‧‧第五發球位置
N6‧‧‧第六發球位置
N7‧‧‧第七發球位置
N8‧‧‧第八發球位置
N9‧‧‧第九發球位置
第一圖係本發明之智慧型棒球打擊裝置之示意圖
第二圖係本發明之發球裝置之示意圖
第三A圖係本發明之發球裝置之仰角調整之示意圖
第三B圖係本發明之發球裝置之水平角調整之示意圖
第四圖係本發明之揮棒速度感測之示意圖
第五圖係本發明之結構關係之示意圖
第六圖係本發明之智慧型棒球打擊方法之流程示意圖
第七圖係本發明之好球帶之示意圖
第八圖係本發明之好球帶之位置劃分示意圖
第九圖係本發明之發球資訊演算之示意圖
第十A圖係本發明之發球區域一之示意圖
第十B圖係本發明之發球區域二之示意圖
第十C圖係本發明之發球區域三之示意圖
第十一A圖係本發明之發球變化一之示意圖
第十一B圖係本發明之發球變化二之示意圖
第十二A圖係本發明之揮棒速度運算之流程示意圖
第十二B圖係本發明之揮擊結果分析之流程示意圖
第十三圖係本發明之智慧型棒球打擊方法之詳細流程示意圖
51‧‧‧準備步驟
52‧‧‧預定發球步驟
53‧‧‧感測運算步驟
54‧‧‧發球步驟

Claims (6)

  1. 一種智慧型棒球打擊裝置,其包括:一發球裝置,用以發射一球體;一揮棒速度感測單元,其係具有一第一感測部及一第二感測部;當一使用者揮動一球棒時,係會依序通過該第一感測部及該第二感測部,並分別產生一第一訊號及一第二訊號;一擊球感測單元,其係依該球棒揮擊該球體之情形而產生一揮擊訊號;一控制系統,其係用以接收該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號;該控制系統依該第一訊號及該第二訊號而計算出該使用者之揮棒速度,並依該揮擊訊號而分析打擊結果,而打擊結果係包括該球棒擊中該球體及該球棒未擊中該球體兩種;又,該控制系統具有運算部、一類神經網路模組及一控制部,該運算部係依該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號而進行揮棒速度及打擊結果之運算,並以揮棒速度及打擊結果作類神經網路模組之輸入,進而輸出發球資訊;而該控制部係依該類神經網路模組輸出之發球資訊而控制該發球裝置之發球。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型棒球打擊裝置,其中,該發球裝置係具有一水平角度調整部、一仰角調整部、一置球部及一發射部;該水平角度調整部係用以調整發球之水平角度;該仰角調整部係用以調整發球之仰角;該置球部係用以容納複數球體;而該發射部係用以將該球體發射出,並可控制發球之速度;該發射部係由兩個轉盤組成,利用兩個轉盤之轉動而發射該球體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型棒球打擊裝置,其中,該第一感測部及該第二感測部皆為光遮斷器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型棒球打擊裝置,其又包括一信號燈;當該發球裝置準備發球時,該控制系統係 啟動該信號燈,以告知該使用者準備打擊。
  5. 一種智慧型棒球打擊方法,其包括下列步驟:[A]準備步驟:準備一智慧型棒球打擊裝置,其包括:一發球裝置,用以發射一球體;一揮棒速度感測單元,其係具有一第一感測部及一第二感測部;當一使用者揮動一球棒時,係會依序通過該第一感測部及該第二感測部,並分別產生一第一訊號及一第二訊號;一擊球感測單元,其係依該球棒揮擊該球體之情形而產生一揮擊訊號;一控制系統,其係用以接收該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號;該控制系統依該第一訊號及該第二訊號而計算出該使用者之揮棒速度,並依該揮擊訊號而分析打擊結果,而打擊結果係包括該球棒擊中該球體及該球棒未擊中該球體兩種;又,該控制系統具有運算部、一類神經網路模組及一控制部,該運算部係依該第一訊號、該第二訊號及該揮擊訊號而進行揮棒速度及打擊結果之運算,並以揮棒速度及打擊結果作類神經網路模組之輸入,進而輸出發球資訊;而該控制部係依該類神經網路模組輸出之發球資訊而控制該發球裝置之發球;[B]預定發球步驟:設定該發球裝置之發球間隔時間,並以預設之速度及位置發射N個球體;[C]感測運算步驟:感測一使用者以一球棒打擊該球體之揮棒速度及揮擊結果,並將N次揮棒速度及打擊結果作為該類神經網路模組之輸入,進而輸出發球資訊;[D]發球步驟:該控制部依發球資訊控制該發球裝置進行發球。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之智慧型棒球打擊方法,其中,智慧型棒球打擊裝置又包括一信號燈;當該發球裝置準備發球時,該控制系統係啟動該信號燈,以告知該使用者 準備打擊。
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