TWI633521B - 在棒球練習裝置中使用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

Abstract

本發明提供一種在棒球練習裝置中使用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。在用於使使用者進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置中，取得針對被使用者投出的球的運動的圖像，對該取得的圖像進行分析，準確且迅速地算出球進行何種運動的運動模型，並以此為基礎，準確且迅速地算出用於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊。

Description

在棒球練習裝置中使用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，該棒球練習裝置是所謂螢幕棒球系統，該螢幕棒球系統是在預定大小的室內空間，以投影於該螢幕的虛擬棒球影像為基礎，使用者在投手區向該螢幕投球，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成為投手而投出球的投手區、以及可以顯示虛擬的棒球場的螢幕，如果該使用者在投手區朝向該螢幕投出球，則感測裝置感測該投出的球的移動，基於該感測結果，實現用於進行棒球比賽的影像。

對於所述的感測裝置，在以往的螢幕棒球系統等中，在使用者投出的球被打擊而經過的道口，安裝由多個發光感測器及受光感測器構 成的多個光感測器裝置，當球經過該光感測器裝置時，通過發光感測器檢查而接收被球反射的光，從而多個光感測器裝置分別獲得球的座標資訊，基於此，算出被投出的球或被打擊的球的球速、方向等參數。

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號等多個現有技術文獻中，公開了上述的技術內容。

當利用如上所述的基於光感測器的感測器裝置時，需要利用相當多的發光感測器及受光感測器，因而不僅感測器裝置的費用相當高，而且感測器裝置的損壞及誤動作等的可能性高，維護及維修相當困難。儘管如此，在對球運動的準確解析方面有局限，因而存在對球運動的模擬準確度很低的問題。

本發明提供一種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，其在用於使使用者進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置中，取得針對被使用者投出的球的運動的圖像，對該取得的圖像進行分析，準確且迅速地算出球進行何種運動的運動模型，並以此為基礎，準確且迅速地算出用於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊。

本發明一個實施例的感測裝置用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式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，其拍攝 被使用者投出並運動的球的圖像；以及感測處理單元，其預先定義該使用者進行比賽的三維空間的座標系和各座標軸方向上的針對球的運動的函數，對通過該攝影單元拍攝、收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料，把該檢測出的球的座標資料應用於針對該各座標軸方向預先定義的函數中，來算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型，利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊。

另外，優選地，該感測處理單元構成為，對該圖像進行分析來提取候選球，該運動的球碰撞牆壁或頂棚時，去除球碰撞之後檢測出的候選球，由此檢測出該球的座標資料。

另外，優選地，該感測處理單元構成為，利用該算出的球運動模型，算出球到達該螢幕的時間即螢幕到達時間及球到達該螢幕時的位置即螢幕到達位置作為該感測資訊，並傳遞給該棒球練習裝置的控制裝置。

另一方面，本發明一個實施例的感測裝置的感測方法，該感測裝置用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式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：拍攝被該使用者投出並運動的球的圖像的步驟；對該拍攝、收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料的步驟；把該檢測出的球的座標資料應用於針對該使用者進行比賽的三維空間上的、預先定義的各座標軸方向上的球運動預先定義的函數中，算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型的步驟；以及利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊的 步驟。

另外，優選地，檢測該座標資料的步驟包括：通過該圖像的分析，在各圖像上提取出候選球的步驟；以及針對該提取出的候選球，建立任意的球運動模型，去除非球的部分，檢測出被該使用者投出並運動的球的座標資料的步驟。

另外，優選地，提取該候選球的步驟包括：針對該收集的各圖像，生成與預先儲存的參考圖像的差值影像的步驟；針對該差值影像，以對影像上圖元的亮度值的預先設定的閾值為基準進行二值化處理的步驟；針對該二值化處理後的圖像上的物件提取輪廓的步驟；以及針對該提取出的輪廓，按照對縱橫比、大小及亮度中至少一個預先設定的條件，把符合該預先設定的條件的輪廓所對應的物件提取為該候選球的步驟。

另外，優選地，檢測該球的座標資料的步驟包括：檢測出該使用者投球的瞬間的時間值即初始時間值的步驟；在各個該候選球的座標資料中，任意選擇預先設定的個數的資料，利用該各座標軸方向上的預先定義的函數，建立任意的運動模型的步驟；把該初始時間值應用於該建立的任意的運動模型中，算出球的初始座標值的步驟；以及當該算出的球的初始座標值超出預先設定的範圍時，去除該運動模型所包含的候選球的座標資料的步驟。

另外，優選地，算出該感測資訊的步驟包括：把該螢幕的座標資訊應用於該算出的球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕時間即螢幕到達時間的步驟；以及把該螢幕到達時間應用於該球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕的位置即螢幕到達位置的步驟。

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使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式進行棒球練習或棒球比賽，該控制方法包括：通過實現用於進行該棒球練習或棒球比賽的影像的控制裝置，實現與包括虛擬擊球員及虛擬捕手的棒球練習或棒球比賽相關的影像的步驟；感測裝置拍攝並收集被該使用者投出並運動的球的圖像，對該收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在三維空間上的座標資料，利用該檢測出的座標資料，算出運動的球的球運動模型的步驟；以及控制裝置針對基於該算出的球運動模型的虛擬球，實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟。

另外，優選地，算出該球運動模型的步驟包括：拍攝被該使用者投出並運動的球的圖像的步驟；對該拍攝、收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料的步驟；以及把該檢測出的球的座標資料應用於針對該使用者進行比賽的三維空間上的、預先定義的各座標軸方向上的球運動預先定義的函數中，算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型的步驟。

另外，優選地，檢測該座標資料的步驟包括：通過該圖像的分析，在各圖像上提取候選球的步驟；檢測出該使用者投球的瞬間的時間值即初始時間值的步驟；在各個該候選球的座標資料中，任意選擇預先設定的個數的資料，利用該各座標軸方向上的預先定義的函數，建立任意的運動模型的步驟；把該初始時間值應用於該建立的任意的運動模型中，算出球的初始座標值的步驟；以及當該算出的球的初始座標值超出預先設定 的範圍時，去除該運動模型所包含的候選球的座標資料的步驟。

另外，優選地，實現該影像的步驟包括：該感測裝置利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊，並傳送給該控制裝置的步驟；以及該控制裝置針對基於該感測信號的虛擬球，實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟。

另外，優選地，算出該感測資訊並傳送給該控制裝置的步驟包括：該感測裝置把該螢幕的座標資訊應用於該算出的球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕的時間即螢幕到達時間的步驟；該感測裝置把該螢幕到達時間應用於該球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕的位置即螢幕到達位置的步驟；以及把該算出的螢幕到達時間及螢幕到達位置資訊傳送給該控制裝置的步驟。

另外，優選地，實現該影像的步驟包括：針對被該使用者投出的球，該控制裝置以該虛擬球基於該球運動模型從該螢幕到達位置起連續行進的方式實現類比影像的步驟。

另外，優選地，實現該影像的步驟還包括：隨著該類比影像的進行，實現該虛擬球從該螢幕到達位置起連續行進，並實現該虛擬捕手接到該虛擬球或該虛擬擊球員打擊該虛擬球的影像的步驟。

另外，優選地，實現該影像的步驟包括：該控制裝置把該螢幕到達位置當作被該使用者投出的球到達的位置，實現該虛擬捕手在該螢幕到達位置接到該虛擬球或該虛擬擊球員在該螢幕到達位置打擊該虛擬球的影像的步驟。

另外，優選地，該棒球練習裝置構成為，與其他棒球練習裝置一起通過網路連接到伺服器上，並通過該伺服器，在兩個棒球練習裝置之間能夠相互收發資料，其中，其他棒球練習裝置是其他使用者打擊從發球裝置發射的球的方式的棒球練習裝置，實現該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟包括：該棒球練習裝置把該感測裝置對該使用者投出的球的感測資訊通過該伺服器傳送到該其他棒球練習裝置的步驟；該其他棒球練習裝置的發球裝置基於通過該伺服器接收的感測資訊進行發球，該其他使用者打擊該發射的球的感測資訊通過該伺服器被傳送到該棒球練習裝置的該控制裝置的步驟；以及該控制裝置基於從該伺服器接收的擊球的感測資訊，實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟。

另外，優選地，該棒球練習裝置與終端連接成能夠進行有線無線通訊，該終端在該使用者和該虛擬球員進行棒球練習或棒球比賽時，使其他使用者能夠操作該虛擬球員的比賽，實現該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟包括：該其他使用者操作該終端，使該虛擬擊球員打擊該使用者投出的球在類比影像上的虛擬球的步驟。

另一方面，本發明一個實施例的用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式進行棒球練習或棒球比賽，該棒球練習裝置包括：感測裝置，其對被該使用者投出並運動的球進行拍攝、收集，對該收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料，把該檢測出的球的座標資料應用於 針對該使用者進行比賽的三維空間上的、預先定義的各座標軸方向上的球運動預先定義的函數中，算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型，並利用該算出的球運動模型，算出用於實現被該使用者投出的球的虛擬棒球影像的感測資訊；以及控制裝置，其實現包括虛擬擊球員及虛擬捕手的用於進行棒球練習或棒球比賽的影像，從該感測裝置接收該感測資訊，並基於該感測資訊，針對虛擬球實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像，從而進行棒球練習或棒球比賽。

在本發明的在棒球練習裝置中使用的感測裝置及感測方法、利用該感測裝置及感測方法實現如下效果：在用於使使用者進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置中，取得針對被使用者投出的球的運動的圖像，對該取得的圖像進行分析，準確且迅速地算出球進行何種運動的運動模型，以此為基礎，準確且迅速地算出用於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊。

S100、S110、S120、S130、S140、S150、S160、S170、S180、S190、S200、S210、S220、S230、S240、S250‧‧‧步驟

1‧‧‧球

10‧‧‧使用者

11‧‧‧側壁

12‧‧‧後壁

20‧‧‧螢幕

30‧‧‧投手區

50‧‧‧位置

100‧‧‧發球裝置

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

300‧‧‧控制裝置

310‧‧‧控制部

320‧‧‧資料儲存部

330‧‧‧影像處理部

400‧‧‧終端

420‧‧‧影像輸出部

1a‧‧‧球

b1-b4、r1-r2、v1-v2‧‧‧球的運動軌跡

300a‧‧‧控制裝置

30a‧‧‧打擊區

420a‧‧‧影像輸出部

Bv‧‧‧虛擬球

IM‧‧‧影像

LM‧‧‧頂棚

MD‧‧‧運動模型

MDa‧‧‧運動模型

MDb‧‧‧運動模型

n1-n4‧‧‧雜訊

P1‧‧‧使用者

P2‧‧‧使用者

RM1‧‧‧比賽空間

RM2‧‧‧比賽空間

ro1‧‧‧起點座標

SP‧‧‧空間部

SZ‧‧‧好球區

t1-t11‧‧‧球

Tb‧‧‧軌跡

200a‧‧‧感測裝置

20a‧‧‧螢幕

22a‧‧‧投出孔

VB‧‧‧虛擬擊球員

VC‧‧‧虛擬捕手

S‧‧‧伺服器

圖1是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分別是表示本發明的另一實施例及其他實施例的棒球練習裝置的圖。

圖5是具有圖2所示的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的流程圖。

圖6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，是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過程。

圖7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8(a)是表示本發明一個實施例的在棒球練習裝置上實現投影於螢幕上的虛擬擊球員和虛擬捕手相關的影像的一個示例，是表示針對使用者投出的球的影像的處理的一個示例的圖，圖8(b)是用於便於理解地說明對圖8(a)所示的球進行模擬的圖。

圖9是表示在本發明一個實施例的棒球練習裝置中以不同於圖6(a)所示的方式，對使用者投出的球的影像進行處理的圖。

參照附圖，具體說明本發明的在棒球練習裝置中使用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。

將本發明的「棒球練習裝置」定義為包括棒球練習系統以及虛擬棒球類比系統，該棒球練習系統是對於向螢幕投出球，向使用者提供針對該運動的球的感測資訊，以便使用者單純進行投球練習，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內投球的投手區(mound)和顯示虛擬的棒球場的螢幕，如果使用者在該投手區向該螢幕投出球，則感測裝置感測該被投出的球的移動，基於該感測結果，在該螢幕上實現各種影像。以下，對本發明進行具體說明。

首先，參照圖1及圖2，對本發明一個實施例的棒球練習裝置進行說明。圖1是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在由側壁11和後壁12等形成的空間內配備投手區30和螢幕20，實現使用者可以在該投手區30投出球1。

在該螢幕20與後壁12之間的空間部SP，可以配置有用於進行與投影於該螢幕20上的棒球類比影像相關的資訊處理的控制裝置300(控制裝置300處理的影像通過影像輸出部420投影於螢幕20上)。

在圖1中，在投影於螢幕20上的影像IM中顯示有虛擬擊球員VB正準備打擊使用者P2投出的球的情景。

本發明的棒球練習裝置可以通過系統構成實現使用者在投手區投出球的棒球練習或棒球比賽外，還可以實現使用者打擊球的棒球練習或棒球比賽。此時，在使用者打擊球時該投手區30成為打擊區。

並且，在進行使用者打擊球的棒球練習或棒球比賽的情況下，可以構成為在螢幕20後側設置發球裝置(未圖示)，在該螢幕20上形成投出孔(未圖示)，該發球裝置向打擊區發射球。與此相關的示例將在後面圖4中說明。

觀察本發明一個實施例的棒球練習裝置的控制系統時，本發明一個實施例的棒球練習裝置如圖1及圖2所示，包括控制裝置300及感測裝置200。為使用者既可以進行投球，也可以進行擊球的系統時，發球裝置也 可以包括於本發明中。

即使本發明構成為可以提供使用者既能夠投出球又能夠打擊球的棒球練習或棒球比賽的情況下，本發明的特徵在於，在使用者投球的的情況下，對因投出而運動的球進行物理解析，並以此為基礎實現棒球練習或棒球比賽的影像。以下，本發明不僅包括使用者可以只進行投球的情況，還包括既可以進行投球也可以進行擊球的情況。

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殼體進行感測的方式，取得包括投手區30的與預定拍攝範圍相關的圖像並進行分析，由此執行如下功能：算出針對使用者投出的球的球運動資訊、算出該使用者投出的球到達螢幕的時間和到達螢幕時的位置等。

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連續取得包括投手區30的與預定拍攝範圍相關的圖像，該感測處理單元220從該攝影單元210接收圖像，執行基於預先設定的事項的圖像分析，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，確定被使用者投出而運動的球的球的運動模型，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以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、虛擬捕手/虛擬擊球員/虛擬裁判等等待該使用者投出的球的影像、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。

另一方面，本發明的棒球練習裝置如圖1所示，如果使用者P2在投手區30投出球1，則感測裝置200(參照圖2)感測該情況並算出感測資訊，基於感測資訊實現的虛擬球飛向投影於螢幕20的影像IM上的虛擬捕手。此時，影像IM上的虛擬擊球員VB可以針對基於該使用者投出的球的虛擬球進行揮棒或落球，也可以揮棒並打擊該虛擬球，還可以進行空揮棒。

本發明的棒球練習裝置的控制裝置如上所述實現影像，以便使虛擬擊球員VB針對基於使用者投出的球的虛擬球進行打擊、空揮棒、落球等動作。此時，該虛擬擊球員VB的動作既可以根據預先設定的AI(Artificial Intelligence：遊戲角色的人工智慧)而實現，也可以是其他使用者操作終端，使該虛擬擊球員VB進行打擊、空揮棒、落球等動作。

另外，在通過預定伺服器把本發明的棒球練習裝置和其他棒球練習裝置連接到網際網路上而體現的系統中，可以構成為以在本發明的棒球練習裝置(方便起見稱為「第一裝置」)中，使用者(方便起見稱為「第一使用者」)投出球，在其他棒球練習裝置(方便起見稱為「第二裝置」)中，其他使用者(方便起見稱為「第二使用者」)打擊球的方式，兩個使用者可以通過不同的裝置，分別進行進攻和防守。此時，可以按如 下方式進行棒球比賽：相對於在第一裝置中第一使用者進行投球，在第二裝置中發球裝置向打擊區發射球，如果第二使用者打擊該發射的球，則在該第一裝置中影像IM上的虛擬擊球員VB打擊虛擬球。

圖3表示當使用者投球時，其他使用者對終端進行操作，虛擬擊球員執行基於該其他使用者操作的動作的情況。

在圖3中，關於棒球練習裝置的部分均與圖1所示的棒球練習裝置相同，因而省略對此的具體說明。

如圖3所示，本實施例構成為除投球的使用者P2外，其他使用者通過對與控制裝置300進行有線或無線通訊的終端400進行操作，來控制虛擬擊球員VB的動作。

在該終端400中，提供與投影於螢幕20的影像IM上的虛擬擊球員VB相同的擊球員為了打擊投手投出的球而作準備的影像，當其他使用者通過在該終端400上以按鈕輸入方式或觸摸手勢方式等各種方法輸入了揮棒時，該輸入資訊被傳遞給控制裝置300，該控制裝置300可以針對基於該使用者P2投出的球的感測資訊的虛擬球，使該虛擬擊球員VB針對基於通過該終端400輸入的資訊(控制裝置接收的資訊)的虛擬球，執行打擊或空揮棒，或者其他使用者未進行終端400操作時，使虛擬擊球員VB落球。

另一方面，圖4表示在第一裝置與第二裝置間相互進行進攻和防守時，顯示相對於在第一裝置中第一使用者投出的球，在第二裝置中第二使用者執行打擊、空揮棒、落球等，在第一裝置中影像上的虛擬擊球員也相同地執行動作的情況。

在圖4中，RM1是指，利用第一裝置第一使用者P1以影像IM 上的虛擬擊球員VB為對手在投手區30投出球1的方式進行棒球比賽的比賽空間，RM2是指，利用第二裝置第二使用者P2在打擊區30a打擊從發球裝置100發射的球1a的方式進行棒球比賽的比賽空間。

RM1的第一裝置的結構與圖1所示的本發明一個實施例的棒球練習裝置相同，RM2的第二裝置與該第一裝置相同地也具備感測裝置200a和控制裝置300a，該第二裝置在螢幕20a後面具備發球裝置100，形成有從該發球裝置100向打擊區30a發射球1a的投出孔22a。

所述的發球裝置及投出孔的結構雖然在附圖中未明確圖示，但可以與該第一裝置相同地具備。

即，RM1的第一裝置和RM2的第二裝置可以是具有相同的結構的裝置，可以構成為在一個裝置中既可以進行進攻也可以進行防守。

如圖4所示，可以構成為第一裝置的控制裝置300和第二裝置的控制裝置300a分別連接到伺服器S上，並通過該伺服器S相互收發資料。

因此，如果在第一裝置中第一使用者P1投出球1，則感測裝置200感測該情況，算出感測資訊，控制裝置300把該算出的感測資訊傳送給伺服器S。

該伺服器S把從第一裝置的控制裝置接收的感測資訊傳送給第二裝置的控制裝置300a，第二裝置的控制裝置300a控制發球裝置100，以便能夠與所接收的感測資訊對應地發射球。

在該第二裝置中，如果發球裝置100與第一使用者P1投出的球相對應地發射球1a，則第二使用者P2可以擊球或空揮棒或落球，感測裝置200a感測該情況，把生成的感測資訊傳遞給控制裝置300a，控制裝置300a 把該感測資訊傳送給伺服器S。

該伺服器S把該感測資訊傳送給第一裝置的控制裝置300，第一裝置的控制裝置300基於從該伺服器S接收的感測資訊來實現影像，以便使影像IM上的虛擬擊球員VB對虛擬球執行打擊、空揮棒、落球等動作。

以這種方式在RM1中比賽的第一使用者P1和在RM2中比賽的第二使用者P2可以相互進行進攻和防守，像實際進行棒球比賽一樣，感受體驗型虛擬棒球比賽。

另一方面，參照圖5所示的流程圖，對本發明一個實施例的在棒球練習裝置中使用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。

圖5所示的流程圖表示具有圖2所示的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。

如圖5所示，本發明一個實施例的棒球練習裝置啟動，控制裝置實現在用於進行棒球練習或棒球比賽的虛擬環境相關的影像(例如，觀眾在棒球場加油的影像等)和所對應的虛擬環境中包括虛擬捕手、虛擬擊球員、虛擬裁判等的影像(S210)。

根據本發明的棒球練習裝置實施的棒球練習或棒球比賽，關於該虛擬捕手和虛擬擊球員的影像基本實現，根據情況該虛擬裁判可以包括或不包括於影像中。

控制裝置在如上所述地在虛擬環境實現包括虛擬捕手、虛擬擊球員、虛擬裁判等的影像的狀態下，待機至從感測裝置接收感測資訊為止。

另一方面，感測裝置的攝影單元持續地取得其拍攝範圍的圖像，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。

在該各圖像上，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，實際上球被使用者投出後，基於觸發程序而發生觸發時，可以把此時的圖像儲存為該參考圖像。

其中，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)，以該預先設置的閾值為基準，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，並進行二值化)。

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(感測處理單元預先審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)。

如上所述地在圖像上提取候選球的過程中，該感測處理單元把最初在圖像上出現候選球時的幅的編號或此時的時間戳記(time stamp)值等檢測為投球開始瞬間的時間值，即初始時間值(S120)。

另一方面，感測處理單元以如上所述的方式算出針對在各圖像上檢測出的各個候選球的三維座標(S130)。

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關於候選球的三維座標資料，針對任意的候選球座標，建立任意的球運動模型(S140)，把在該S120步驟中檢測出的初始時間值應用於任意的球運動模型，算出球 的初期座標值(S150)，當該算出的球的初期座標值超出預先設定的範圍時，以去除相應球運動模型中所包含的候選球的方式，去除候選球中非球的部分，檢測出球的座標資料(S160)。

感測處理單元利用如上所述檢測的球座標資料，確定被使用者投出並運動的球的球運動模型(S170)。

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該球運動模型。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，優選考慮到被使用者投出的球碰撞牆壁、頂棚等的情況，建立並確定所述的球運動模型。

在此，參照圖6及圖7，具體說明如上所述的用於確定球運動模型的S110至S170步驟。

圖6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，是用於說明一次全部顯示在多幅圖像上出現的球t1~t11的圖像，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7是用於說明考慮到被投出的球碰撞牆壁、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6所示，在通過感測裝置的攝影單元拍攝、收集的圖像中，不僅顯示在投手區30投出球的使用者10、被投出並向螢幕側移動的球t1~t11，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6所示的球t1~t11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。

在球運動模型的建立及確定中利用的各軸方向函數，例如可以與幾種假定一起按如下方式定義。

<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度運動，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度運動，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)。

如圖6所示，在要分析的圖像上，不僅包括球t1~t11，還包含各種雜訊n1~n4，假定他們全部是在該S110步驟中檢測出的候選球。

在該S130步驟中，算出所述的各個候選球(t1~t11、n1~n4)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7中，顯示了向b1→b2→b3→b4運動的球碰撞如牆壁或頂棚LM那樣的障礙物後向r1→r2飛出的情況。

在圖7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。

而且，當算出在該S120步驟中算出的球運動的初始時間值時，將其代入該任意的運動模型，確定球的初期座標值。

因此，在圖7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5中，任意的運動模型MDb的球運動的起點座標為ro1。

但是，如圖7所示，ro1存在於牆壁或頂棚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，無效的資料均可去除(可以針對全部資料或針對一部分資料，選擇預先任意設定的個數的資料，建立運動模型，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7所示的雜訊n1~n4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， 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，可以以分佈資料中構成主流的資料Inlier為基礎，建立球運動模型，以排除全部不是Inlier的其餘資料Outlier的方式，確定最終的球運動模型。

即，如圖6所示，以t1→…→t11連接的運動模型MD可以確定為被使用者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MD一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。

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確定的球運動模型中包含的資料的個數非常少時(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，全部可以判斷為雜訊。

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5，可以以與通過該圖6及圖7說明的方 式相同的方式進行S110~S170的步驟，確定投出的球的運動模型。

如上所述最終確定了被使用者投出並運動的球的球運動模型時，感測處理單元把螢幕的座標資訊應用於該確定的球運動模型，算出球到達螢幕的時間，即螢幕到達時間(S180)。

參照圖1時，螢幕的y軸方向座標始終為固定值。因此，如果把螢幕的y軸方向座標資訊應用於該確定的球運動模型，則能夠算出投出的球到達螢幕的時間，即螢幕到達時間。

並且，如上所述算出螢幕到達時間時，把該算出的螢幕到達時間重新應用於該確定的球運動模型，由此可以確定其餘x軸方向座標和z軸方向座標(y軸方向座標是已經固定的值)。如此確定的x、y、z軸方向的座標資訊成為球到達螢幕的位置座標，即與螢幕到達位置相對應的座標資訊(S180)。

感測處理單元根據如上所述最終確定的球運動模型，算出球的運動參數(例如，螢幕到達位置的球速、方向、高度角等)，將其與所述的螢幕到達時間資訊及螢幕到達位置資訊一起傳遞給控制裝置作為「感測資訊」(S190)。

控制裝置從感測裝置接收該「感測資訊」時(S220)，準備基於該接收的感測資訊而體現影像(S230)。例如，可以實現虛擬擊球員為擊球而採取揮棒動作的影像，或實現虛擬捕手把手套移動到接球所需位置的影像。

另一方面，控制裝置在成為該螢幕到達時間時(被使用者投出的球碰撞螢幕時)(S240)，針對使用者投出的球，從所述的螢幕到達位 置起，基於所述的球運動模型，實現球連續行進的類比影像(S250)。

此時，可以設置成虛擬擊球員在影像內進行預先設定的動作，根據針對虛擬擊球員的角色預先設定的AI(Artificial Intelligence`：遊戲角色的人工智慧)，進行擊球或進行空揮棒或進行落球，控制裝置實現針對這種情況的影像(S260)。

另外，如前面通過圖3說明的那樣，進行比賽的使用者以外的其他使用者也可以操作終端400(參照圖3)，使該虛擬擊球員執行擊球、空揮棒、落球等動作，如前面通過圖4說明的那樣，隨著其他使用者利用其他棒球練習裝置，對發球裝置發射的球(與該使用者投出球相應地發射的球)執行擊球、空揮棒、落球等，由此使該虛擬擊球員與此相同地執行動作。

通過圖8所示的示例，說明所述的S210~S260步驟。圖8(a)是表示實現投影於螢幕20上的虛擬擊球員VB和虛擬捕手VC相關的影像IM的一個示例，圖8(b)是用於便於理解地說明如圖8(a)所示對球進行模擬的圖。

在使用者投球之前，控制裝置如圖8(a)所示，實現包括虛擬擊球員VB和虛擬捕手VC的影像IM。

在圖8(a)中，當把附圖標記50標識的部分稱為螢幕到達位置時，成為螢幕到達時間時，控制裝置從螢幕到達位置50起，根據由該感測裝置確定的球運動模型，實現虛擬球Bv沿著球軌跡Tb連續行進的類比影像。

對此，在圖8(b)中更具體進行了顯示，在圖8(b)中，為 了幫助理解圖8(a)所示的事項，顯示成投影於螢幕20的影像IM上的虛擬擊球員VB和虛擬捕手VC如同存在於螢幕20後一樣。

如圖8(b)所示，實現針對從使用者投出並實際運動的球1的、螢幕到達位置50起虛擬球Bv沿著感測裝置算出的球運動模型的軌跡Tb行進的類比影像。

此時，實現如下影像：虛擬擊球員VB可以根據預先設定的AI，打擊虛擬球Bv或空揮棒或落球，虛擬捕手VC可以使手套位於虛擬球Bv的位置，接住虛擬球的影像。

另外，如前面說明的那樣，既可以是該虛擬擊球員VB根據其他使用者的終端操作，進行對虛擬球的打擊、空揮棒、落球等(參照圖3)，也可以是該虛擬擊球員VB隨著其他使用者對從發球裝置發射的球的打擊、空揮棒、落球等而與之相同地執行動作(參照圖4)。

另一方面，在虛擬擊球員VB未打擊虛擬球Bv也未空揮棒的情況下，控制裝置判斷虛擬球Bv是否為好球(strike)。

即，如圖8(a)所示，預先設定好球區SZ(strike zone)的位置及大小，判斷虛擬球Bv是否通過該預先設定的好球區(SZ)內部。如果虛擬球Bv通過該好球區SZ，則判斷為好球並反映到計分區(count)，如果通過好球區SZ外，則判斷為壞球並反映到計分區。

該好球區SZ既可以在影像上顯示，以便使使用者可見，也可以隱藏，使使用者不可見。

另一方面，在圖5及圖8中，表示了在影像上實現虛擬球從螢幕到達位置起沿著軌跡行進的類比影像的情況，但也可以如圖9所示，把螢 幕到達位置當作球的最終到達位置，即當作被虛擬捕手的手套接住的位置並實現影像。

如圖9所示，在螢幕到達位置50虛擬捕手VC可以接住虛擬球Bv，或虛擬擊球員VB可以進行打擊。

好球區SZ相關事項與圖8(a)所示內容相同，因而省略對其的說明。

在本發明一個實施例的棒球練習裝置中，對於被使用者投出的球的影像上的處理，既可以如圖8(a)所示，以從螢幕到達位置起實現虛擬球類比影像的方式(稱為「方式I」)進行處理，也可以如圖9所示，沒有虛擬球的行進，以實現在螢幕到達位置球被接住或被打擊的影像的方式(稱為「方式II」)進行處理。

即，本發明一個實施例的棒球練習裝置可以在最初開始棒球比賽之前，通過設置選擇該「方式I」和「方式II」並進行，可以進行符合使用者各自的興趣的定制型比賽。

如以上的說明那樣，在使用者用於進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置中，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具有如下優點：取得與使用者投出的球的運動相關的圖像，對該取得的圖像進行分析，從而能夠準確且迅速地算出球進行何種運動的運動模型，以此為基礎，相當準確且迅速地算出用於進行棒球練習或棒球比賽的各種資訊。

Claims (17)

1. 一種感測裝置，用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置，該感測裝置的特徵在於，包括：攝影單元，其拍攝被使用者投出並運動的球的圖像；以及感測處理單元，其預先定義該使用者進行比賽的三維空間的座標系和各座標軸方向上的針對球的運動的函數，對通過該攝影單元拍攝、收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料，把該檢測出的球的座標資料應用於針對該各座標軸方向預先定義的函數中，來算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型，利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊，該感測處理單元為，通過該圖像的分析，在各圖像上提取出候選球，針對該提取出的候選球，建立任意的該球運動模型，去除非球的部分，檢測出被該使用者投出並運動的球的座標資料，利用該檢測出的球的座標資料決定該球運動模型。
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，該運動的球碰撞牆壁或頂棚時，去除球碰撞之後檢測出的候選球，由此檢測出該球的座標資料。
3. 一種感測裝置，用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式進行棒球練習或棒球比賽的棒球練習裝置，該感測裝置的特徵在於，包括： 攝影單元，其拍攝被使用者投出並運動的球的圖像；以及感測處理單元，其預先定義該使用者進行比賽的三維空間的座標系和各座標軸方向上的針對球的運動的函數，對通過該攝影單元拍攝、收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料，把該檢測出的球的座標資料應用於針對該各座標軸方向預先定義的函數中，來算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型，利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊，該感測處理單元構成為，利用該算出的球運動模型，算出球到達該螢幕的時間即螢幕到達時間及球到達該螢幕時的位置即螢幕到達位置作為該感測資訊，並傳遞給該棒球練習裝置的控制裝置。
4. 一種感測裝置的感測方法，該感測裝置用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式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：拍攝被該使用者投出並運動的球的圖像的步驟；對該拍攝、收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料的步驟；把該檢測出的球的座標資料應用於針對該使用者進行比賽的三維空間上的、預先定義的各座標軸方向上的球運動預先定義的函數中，算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型的步驟；以及利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊的步驟， 檢測該座標資料的步驟包括：通過該圖像的分析，在各圖像上提取出候選球的步驟；以及針對該提取出的候選球，建立任意的球運動模型，去除非球的部分，檢測出被該使用者投出並運動的球的座標資料的步驟。
5. 如請求項4所述的感測裝置的感測方法，其中，提取該候選球的步驟包括：針對該收集的各圖像，生成與預先儲存的參考圖像的差值影像的步驟；針對該差值影像，以對影像上圖元的亮度值的預先設定的閾值為基準進行二值化處理的步驟；針對該二值化處理後的圖像上的物件提取輪廓的步驟；以及針對該提取出的輪廓，按照對縱橫比、大小及亮度中至少一個預先設定的條件，把符合該預先設定的條件的輪廓所對應的物件提取為該候選球的步驟。
6. 如請求項4所述的感測裝置的感測方法，其中，檢測該球的座標資料的步驟包括：檢測出該使用者投球的瞬間的時間值即初始時間值的步驟；在各個該候選球的座標資料中，任意選擇預先設定的個數的資料，利用該各座標軸方向上的預先定義的函數，建立任意的運動模型的步驟；把該初始時間值應用於該建立的任意的運動模型中，算出球的初始座標值的步驟；以及 當該算出的球的初始座標值超出預先設定的範圍時，去除該運動模型所包含的候選球的座標資料的步驟。
7. 一種感測裝置的感測方法，該感測裝置用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式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：拍攝被該使用者投出並運動的球的圖像的步驟；對該拍攝、收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料的步驟；把該檢測出的球的座標資料應用於針對該使用者進行比賽的三維空間上的、預先定義的各座標軸方向上的球運動預先定義的函數中，算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型的步驟；以及利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊的步驟，算出該感測資訊的步驟包括：把該螢幕的座標資訊應用於該算出的球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕時間即螢幕到達時間的步驟；以及把該螢幕到達時間應用於該球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕的位置即螢幕到達位置的步驟。
8. 一種棒球練習裝置的控制方法，該棒球練習裝置用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式進行棒球練習或棒球比賽，該控制方法特徵在於，包括：通過實現用於進行該棒球練習或棒球比賽的影像的控制裝置，實 現與包括虛擬擊球員及虛擬捕手的棒球練習或棒球比賽相關的影像的步驟；感測裝置拍攝並收集被該使用者投出並運動的球的圖像，對該收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在三維空間上的座標資料，利用該檢測出的座標資料，算出運動的球的球運動模型的步驟；以及控制裝置針對基於該算出的球運動模型的虛擬球，實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟，該算出球運動模型的步驟包括：通過該圖像的分析，在各圖像上提取出候選球的步驟；針對該提取出的候選球，建立任意的球運動模型，去除非球的部分，檢測出被該使用者投出並運動的球的座標資料的步驟；以及把該檢測出的球的座標資料應用於針對該使用者進行比賽的三維空間上的、預先定義的各座標軸方向上的球運動預先定義的函數中，算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型的步驟。
9. 如請求項8所述的棒球練習裝置的控制方法，其中，檢測該座標資料的步驟包括：通過該圖像的分析，在各圖像上提取候選球的步驟；檢測出該使用者投球的瞬間的時間值即初始時間值的步驟；在各個該候選球的座標資料中，任意選擇預先設定的個數的資料，利用該各座標軸方向上的預先定義的函數，建立任意的運動模型的步驟； 把該初始時間值應用於該建立的任意的運動模型中，算出球的初始座標值的步驟；以及當該算出的球的初始座標值超出預先設定的範圍時，去除該運動模型所包含的候選球的座標資料的步驟。
10. 如請求項8所述的棒球練習裝置的控制方法，其中，實現該影像的步驟包括：該感測裝置利用該算出的球運動模型，算出用於實現基於該使用者的投擲的虛擬棒球影像的感測資訊，並傳送給該控制裝置的步驟；以及該控制裝置針對基於該感測信號的虛擬球，實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟。
11. 一種棒球練習裝置的控制方法，該棒球練習裝置用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式進行棒球練習或棒球比賽，該控制方法特徵在於，包括：通過實現用於進行該棒球練習或棒球比賽的影像的控制裝置，實現與包括虛擬擊球員及虛擬捕手的棒球練習或棒球比賽相關的影像的步驟；感測裝置拍攝並收集被該使用者投出並運動的球的圖像，對該收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在三維空間上的座標資料，利用該檢測出的座標資料，算出運動的球的球運動模型的步驟；該感測裝置把該螢幕的座標資訊應用於該算出的球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕的時間即螢幕到達時間的步驟； 該感測裝置把該螢幕到達時間應用於該球運動模型中，算出該運動的球到達該螢幕的位置即螢幕到達位置的步驟；把該算出的螢幕到達時間及螢幕到達位置資訊傳送給控制裝置的步驟；以及該控制裝置針對基於該算出的球運動模型的虛擬球，實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟。
12. 如請求項11所述的棒球練習裝置的控制方法，其中，實現該影像的步驟包括：針對被該使用者投出的球，該控制裝置以該虛擬球基於該球運動模型從該螢幕到達位置起連續行進的方式實現類比影像的步驟。
13. 如請求項12所述的棒球練習裝置的控制方法，其中，實現該影像的步驟還包括：隨著該類比影像的進行，實現該虛擬球從該螢幕到達位置起連續行進，並實現該虛擬捕手接到該虛擬球或該虛擬擊球員打擊該虛擬球的影像的步驟。
14. 如請求項11所述的棒球練習裝置的控制方法，其中，實現該影像的步驟包括：該控制裝置把該螢幕到達位置當作被該使用者投出的球到達的位置，實現該虛擬捕手在該螢幕到達位置接到該虛擬球或該虛擬擊球員在該螢幕到達位置打擊該虛擬球的影像的步驟。
15. 如請求項10所述的棒球練習裝置的控制方法，其中，該棒球練習裝置 構成為，與其他棒球練習裝置一起通過網路連接到伺服器上，並通過該伺服器，在兩個棒球練習裝置之間能夠相互收發資料，其中，其他棒球練習裝置是其他使用者打擊從發球裝置發射的球的方式的棒球練習裝置，實現該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟包括：該棒球練習裝置把該感測裝置對該使用者投出的球的感測資訊通過該伺服器傳送到該其他棒球練習裝置的步驟；該其他棒球練習裝置的發球裝置基於通過該伺服器接收的感測資訊進行發球，該其他使用者打擊該發射的球的感測資訊通過該伺服器被傳送到該棒球練習裝置的該控制裝置的步驟；以及該控制裝置基於從該伺服器接收的擊球的感測資訊，實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟。
16. 如請求項10所述的棒球練習裝置的控制方法，其中，該棒球練習裝置與終端連接成能夠進行有線無線通訊，該終端在該使用者和該虛擬球員進行棒球練習或棒球比賽時，使其他使用者能夠操作該虛擬球員的比賽，實現該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像的步驟包括：該其他使用者操作該終端，使該虛擬擊球員打擊該使用者投出的球在類比影像上的虛擬球的步驟。
17. 一種棒球練習裝置，用於使使用者能夠以投影於螢幕上的虛擬棒球影像為基礎，並以在投手區向該螢幕投球的方式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：感測裝置，其對被該使用者投出並運動的球進行拍攝、收集，對該收集的圖像進行分析，檢測出運動的球在各圖像的三維空間上的座標資料，把該檢測出的球的座標資料應用於針對該使用者進行比賽的三維空間上的、預先定義的各座標軸方向上的球運動預先定義的函數中，算出被該使用者投出並運動的球的球運動模型，並利用該算出的球運動模型，算出用於實現被該使用者投出的球的虛擬棒球影像的感測資訊；以及控制裝置，其實現包括虛擬擊球員及虛擬捕手的用於進行棒球練習或棒球比賽的影像，從該感測裝置接收該感測資訊，並基於該感測資訊，針對虛擬球實現使該虛擬擊球員對該虛擬球進行打擊、空揮棒及落球中某一種動作的影像，從而進行棒球練習或棒球比賽，該感測處理單元為，通過該圖像的分析，在各圖像上提取出候選球，針對該提取出的候選球，建立任意的球運動模型，去除非球的部分，檢測出被該使用者投出並運動的球的座標資料，利用該檢測出的球的座標資料決定該球運動模型。