WO2013076979A1 - 移動体の速度計測装置 - Google Patents

Abstract

　様々な測定状態において表示部の視認性および移動速度の測定精度の双方を確保することができる移動体の速度計測装置を提供する。　アンテナ１４は、指向性を有し、ドップラーセンサ２２から供給される送信信号に基づいて移動体に向けて送信波を送信すると共に、移動体で反射された反射波を受信して受信信号を生成しドップラーセンサ２２に供給する。アンテナ１４の利得が最大となる方向に沿って延在する仮想線をアンテナの指向方向を示す仮想軸Ｌとする。アンテナ支持部１６は、筐体１２に設けられ仮想軸Ｌの傾きが変化可能となるようにアンテナ１４を支持する。表示部１８は、矩形状の平坦な表示面１８０２を上方に向けて筐体１２の上面１２０２に設けられ移動体の移動速度を含む様々な表示内容を表示面１８０２に表示する。

Description

移動体の速度計測装置

　本発明は移動体の速度計測装置に関する。

　移動体の速度を計測する方法として、アンテナから電波を送信波として発信し、送信波と、移動体からの反射波との周波数変化から移動体の速度を算出するドップラー法が広く知られている。
　ドップラー法を用いた移動体の速度計測装置として、例えば、ゴルフクラブヘッドのヘッドスピードの計測装置が提案されている（特許文献１、２参照）。
　これら従来装置では、移動体であるゴルフクラブヘッドに向けて送信波を送信し、移動体からの反射波を受信するアンテナと、前記の表示部とが単一の筐体に組み込まれて構成されている。
　ドップラー法では、送信波の送信方向と移動体の移動方向とがなるべく合致することが測定精度を確保する上で重要である。
　したがって、アンテナの指向方向がゴルフクラブヘッドの移動方向と平行するように筐体を設置した状態で、使用者が表示部の表示内容（ヘッドスピード等）を見やすいようにアンテナおよび表示部のレイアウトが構成されている。
　具体的には、速度計測装置の筐体の設置箇所は、ゴルフクラブヘッドで打撃するボールの後方の地面の箇所、あるいは、スウィングの邪魔にならないボールの側方の地面の箇所であり、ゴルフクラブをスウィングする使用者から速度計測装置の表示部が視認し易いように表示部は上方あるいは斜め上方を向いている。

特開２００６－３２６３１８号公報 特開２００８－２４６１３９号公報

　ところで、このような移動体の速度計測装置を用いて、例えば、野球用ボールを投球する際のボールの速度を計測したり、あるいは、野球用バットをスウィングする際のスウィング速度を計測することが考えられる。
　この場合、アンテナの指向方向がボールの移動方向あるいはバットの移動方向となるべく合致するように、速度計測装置をスタンドなどを用いて支持することにより、速度計測装置を地面から離れた箇所で、かつ、使用者の前方箇所に配置することが好ましい。
　ところが、このように速度計測装置を配置すると、表示部が上方や斜め上方を向くことになり、速度計測装置の後方にいる使用者は表示部を視認することが困難となってしまう。そのため、使用者は、速度計測を実施する度に、いちいち速度計測装置に近づいて表示部を見なくてはならず使い勝手が悪いものとなる。
　また、仮に、使用者が見やすくなるように表示部の方向を設定して速度計測装置を設置すると、アンテナの指向方向が移動体の移動方向と合致しなくなり、移動速度の測定精度が悪化してしまう。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な測定状態において表示部の視認性および移動速度の測定精度の双方を確保することができる移動体の速度計測装置を提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明の移動体の速度計測装置は、指向性を有し、供給される送信信号に基づいて移動体に向けて送信波を送信すると共に、前記移動体で反射された反射波を受信して受信信号を生成するアンテナと、前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成するドップラーセンサと、前記ドップラー信号に基づいて前記移動体の移動速度を算出する計測処理部と、前記算出された移動速度を含む表示内容を表示する表示部と、少なくとも前記表示部を保持する筐体と、前記アンテナの利得が最大となる方向に沿って延在する仮想線を前記アンテナの指向方向を示す仮想軸としたとき、前記筐体に設けられ前記仮想軸の傾きが変化可能となるように前記アンテナを支持するアンテナ支持部とを備えることを特徴とする。

　本発明によれば、表示部を保持する筐体に、アンテナの仮想軸の傾きが変化可能となるようにアンテナを支持するアンテナ支持部を設けたので、表示部を使用者が視認し易い姿勢にすると共に、移動体の移動方向とアンテナの仮想軸とを合致させることができる。そのため、様々な測定状態において表示部の視認性および移動体の移動速度の測定精度の双方を確保することができる。

第１の実施の形態の速度計測装置１０の外観を示す斜視図である。 第１の本実施の形態の速度計測装置１０の正面図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ矢視図である。 図４においてアンテナを９０度回転させた状態を示す図である。 第１の実施の形態の速度計測装置１０の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態の速度計測装置１０の機能ブロック図である。 ドップラー信号Ｓｄをウェーブレット解析した結果を示す図である。 ゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図である。 野球用のバット５０を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図である。 野球用のバット５０を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態の他の例を説明する平面図である。 サッカー用のボール５４を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図である。 野球用のボール５６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図である。 ゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。 野球用のバット５０を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。 サッカー用のボール５４を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。 野球用のボール５６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の速度計測装置１０の機能ブロック図である。 ゴルフクラブヘッド４がウッド系クラブである場合の仮想軸Ｌ、ずれ角φの説明図である。 ゴルフクラブヘッド４がアイアン系である場合の仮想軸Ｌ、ずれ角φの説明図である。 第３の実施の形態の速度計測装置１０における表示面１８０２の表示内容の表示方向を示す第１の説明図である。 第３の実施の形態の速度計測装置１０における表示面１８０２の表示内容の表示方向を示す第２の説明図である。 第３の実施の形態の速度計測装置１０における表示面１８０２の表示内容の表示方向を示す第３の説明図である。

（第１の実施の形態）
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　図１に示すように、移動体の速度計測装置１０（以下単に速度計測装置１０という）は、筐体１２と、アンテナ１４と、アンテナ支持部１６と、表示部１８と、操作部２０とを含んで構成されている。
　筐体１２は、上下方向の厚さと、厚さよりも大きな寸法の左右方向の幅と、幅よりも大きな寸法の前後方向の長さを有し、矩形板状を呈している。
　筐体１２の上面１２０２は、長手方向を筐体１２の前後方向に平行させたほぼ長方形を呈している。
　上面１２０２の前後はそれぞれ筐体１２の前面１２０４と後面１２０６とに接続されている。
　また、上面１２０２に対向する下面１２０３には速度計測装置１０を三脚などの固定具に取り付けるための不図示の雌ねじ（カメラネジ）が設けられている。

　アンテナ１４は、アンテナ支持部１６を介して筐体１２の上面１２０２に連結されている。
　アンテナ１４は、指向性を有し、後述するドップラーセンサ２２（図６）から供給される送信信号に基づいて移動体に向けて送信波を送信すると共に、移動体で反射された反射波を受信して受信信号を生成しドップラーセンサ２２に供給するものである。
　本明細書においては、アンテナ１４の利得が最大となる方向に沿って延在する仮想線をアンテナの指向方向を示す仮想軸Ｌとする。
　本実施の形態では、アンテナ１４は、矩形板状のパッチアンテナで構成され、厚さ方向の一方の面が送信波を送信しかつ反射波を受信する表面であり、表面の反対側が裏面となっている。
　また、アンテナ１４としてパッチアンテナを用いたので、速度計測装置１０の小型化を図る上で有利となる。しかしながら、アンテナ１４としてホーンアンテナなど従来公知の様々なアンテナが使用可能である。
　なお、アンテナ１４の指向角が狭すぎると、移動体の測定範囲が限定される不利があり、アンテナ１４の指向角が広すぎると、測定対象となる移動体以外の物体からの不要な反射波を受信することになり測定精度を確保する上で不利となる。
　そのため、アンテナ１４の指向角は、５度～９０度とすることが移動体の測定範囲を確保しつつ測定対象外の物体からの不要な反射波の受信を抑制する上で有利である。

　アンテナ支持部１６は、筐体１２に設けられ仮想軸Ｌの傾きが変化可能となるようにアンテナ１４を支持するものである。
　本実施の形態では、アンテナ支持部１６は、フレーム１６Ａと、ケース１６Ｂとを備えている。
　フレーム１６Ａは、筐体１２の前面１２０４に設けられ筐体１２の幅方向に延在する基部１６０２と、基部１６０２の両端から前方に起立する２つの柱部１６０４とで構成されている。
　ケース１６Ｂは、アンテナ１４を平面視したときの輪郭よりも一回り小さい矩形板状を呈し、ケース１６Ｂの４辺をアンテナ１４の４辺に平行させた状態でアンテナ１４の背面に取着されている。
　より詳細には、ケース１６Ｂは、アンテナ１４に対向する矩形板状の底壁と、該底壁から起立する４つの側壁とを有し、これら４つの側壁の上部がアンテナ１４の背面に接続されている。また、これら底壁と４つの底壁とアンテナ１４とで囲まれた収容空間には、後述するドップラーセンサ２２が収容されている。
　また、アンテナ１４とドップラーセンサ２２とが一体的に設けられた一体型モジュールを用いてもよい。この場合、ドップラーセンサ２２はアンテナ１４の背面に一体的に設けられている。
　このような一体型モジュールを用いた場合は、アンテナ１４とドップラーセンサ２２との間での信号経路の距離を短縮することで信号に加わるノイズを低減する上で有利となり、また、速度計測装置１０の小型化を図る上で有利となる。
　なお、ドップラーセンサ２２は、筐体１２に収容されていてもよい。
　ケース１６Ｂは、４つの側壁のうち対向する２つの側壁が２つの柱部１６０４の間に配置され、筐体１２の左右方向に軸心を向けた支軸１６Ｃを介して２つの柱部１６０４に回転可能に支持されている。
　したがって、アンテナ支持部１６は、仮想軸Ｌの傾きが変化可能となるようにアンテナ１４を支持している。
　本明細書においては、図４に示すように、仮想軸Ｌが後述する表示部１８の表示面１８０２と平行する仮想平面Ｐとなす角度をアンテナ角θとする。本実施の形態では、アンテナ支持部１６は、アンテナ角θが±９０度の範囲で変化するようにアンテナ１４を支持している。言い換えると、アンテナ角θは１８０度の範囲で変化する。なお、アンテナ角θの調整範囲は１８０度に限定されるものではなく、調整範囲をどのように設定するかは任意である。
　ここで、図４に示すように仮想軸Ｌが筐体１２の上方を向いた状態でアンテナ角θ＝＋９０度であり、図５に示すように仮想軸Ｌが筐体１２の前方を向いた状態でアンテナ角θ＝０度であり、仮想軸Ｌが筐体１２の後方を向いた状態でアンテナ角θ＝－９０度であり、したがって、アンテナ角θの調整範囲は±９０度となる。
　なお、本実施の形態では、アンテナ支持部１６がアンテナ１４を単一の支軸１６Ｃ回りに回転可能に支持する場合について説明したが、アンテナ支持部１６は仮想軸Ｌの傾きが変化可能となるようにアンテナ１４を支持できればよく、アンテナ支持部１６として従来公知の様々な機構が使用可能である。
　例えば、支軸１６Ｃと直交する平面上を延在する別の支軸をさらに設けることにより、アンテナ支持部１６がアンテナ１４を２つの支軸回りに回転可能に支持する構成としてもよい。この場合は、アンテナ１４の仮想軸Ｌの傾きの調整の自由度を確保する上でより有利となる。

　また、本実施の形態では、アンテナ支持部１６は、予め定められた複数のアンテナ角θ、例えば、＋９０度、０度、－９０度の３つの角度でアンテナ１４を保持するクリック機構を備えている。これにより、予め定められた複数のアンテナ角θへの設定操作の容易化が図られている。
　さらに、本実施の形態では、図４、図５に示すように、アンテナ支持部１６に、アンテナが予め定められた複数のアンテナ角θの何れに位置しているかを示す角度表示部１６Ｄが設けられている。これにより、アンテナ角θの確認の容易化が図られている。
　角度表示部１６Ｄは、一方の柱部１６０４に設けられた窓部と、ケース１６Ｂの箇所に設けられた指標とで構成されている。
　指標は、アンテナ角θの＋９０度、０度、－９０度に対応したケース１６Ｂの箇所にＡ、Ｂ、Ｃといった記号あるいは数字あるいは目盛線などで形成されている。
　アンテナ１４のアンテナ角θが＋９０度、０度、－９０度のそれぞれに切り換えられると、ケース１６Ｂの箇所に形成されたＡ、Ｂ、Ｃの指標が前記の窓部を介して選択的に露出されることでアンテナ１４が複数のアンテナ角θの何れに位置しているかが示されることになる。
　なお、このような角度表示部１６Ｄとして従来公知の様々な表示機構が使用可能である。

　表示部１８は、矩形状の平坦な表示面１８０２を上方に向けて筐体１２の上面１２０２に設けられ、上面１２０２の大半は表示面１８０２で占有されている。
　本実施の形態では、表示面１８０２は筐体１２の前後方向に沿った長さが筐体１２の左右方向に沿った幅よりも短い長方形を呈している。
　表示部１８は、計測結果である移動体の移動速度を含む様々な表示内容を数字、記号、アイコンなどの形態で表示面１８０２に表示させる。
　このような表示部１８として液晶パネルなどのフラットパネルディスプレイを用いることができる。

　操作部２０は、上面１２０２の後面１２０６寄りの箇所に設けられている。
　本実施の形態では、操作部２０は、モード選択ボタン、電源ボタンを含む複数の操作ボタンを含んで構成されている。
　モード選択ボタンは、速度計測装置１０の計測モードを後述するゴルフモード、バットモード、ボールモードの何れかに選択させるためのものである。
　電源ボタンは、電源のオン、オフを行うためのものである。

　なお、速度計測装置１０を使用する際の筐体１２の姿勢は特に限定されるものではないが、通常は、（１）筐体１２の上面１２０２（表示面１８０２）を上方に向けた姿勢、（２）筐体１２の前面１２０４を上方に向け上面１２０２（表示面１８０２）を側方に向けた姿勢の何れかとし、アンテナ１４の仮想軸Ｌが移動体の移動方向に合致するようにアンテナ角θを調整する。

　次に図６を参照して速度計測装置１０の制御系の構成について説明する。
　速度計測装置１０は、前記のアンテナ１４、表示部１８、操作部２０に加えて、ドップラーセンサ２２、計測処理部２４などを含んで構成されている。

　ドップラーセンサ２２は、アンテナ１４と不図示のケーブルによって接続され、該ケーブルを介してアンテナ１４に送信信号を供給すると共に、アンテナ１４から供給される受信信号を受け付けてドップラー信号Ｓｄを検出するものである。
　ドップラー信号とは、送信信号の周波数Ｆ１と受信信号の周波数Ｆ２との差分の周波数Ｆ１－Ｆ２で定義されるドップラー周波数Ｆｄを有する信号である。
　ドップラーセンサ１８は、市販されている種々のものが使用可能である。
　なお、前記の送信信号としては、例えば、２４ＧＨｚあるいは１０ＧＨｚのマイクロ波が使用可能であり、ドップラー信号Ｓｄを得られるものであれば送信信号の周波数は限定されない。
　なお、図６において符号２はゴルフクラブを示し、符号４は移動体としてのゴルフクラブヘッドを示し、符号６は移動体としてのゴルフボールを示す。

　ここで、ドップラーセンサ１８を用いた移動体の速度検出の原理について説明する。
　従来から知られているように、ドップラー周波数Ｆｄは式（１）で表される。
　Ｆｄ＝Ｆ１－Ｆ２＝２・Ｖ・Ｆ１／ｃ　　　（１）
　ただし、Ｖ：移動体の速度、ｃ：光速（３・１０^８ｍ／ｓ）
　したがって、（１）式をＶについて解くと、（２）式となる。
　Ｖ＝ｃ・Ｆｄ／（２・Ｆ１）　　　　　　　（２）
　したがって、移動体の速度Ｖは、ドップラー周波数Ｆｄに比例することになる。

　次に、ドップラーセンサ１８によってゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６を検出した場合のドップラー周波数Ｆｄの計測結果について説明する。
　図８は、ドップラー信号Ｓｄをウェーブレット解析した結果を示す図である。
　横軸は時間ｔ（ｍｓ）、縦軸はドップラー周波数Ｆｄ（Ｈｚ）および移動体の速度Ｖ（ｍ／ｓ）を示す。
　このような線図は、例えば、ドップラー信号Ｓｄをサンプリングしてデジタルオシロスコープに取り込んでデジタルデータに変換し、該デジタルデータをパーソナルコンピュータなどを用いてウェーブレット解析、あるいは、連続ＦＦＴ解析することで得られる。

　図８は、ティー上に載置されているゴルフボール６が、スウィングされたゴルフクラブヘッド４によって打撃される前後の過程を示している。
　符号Ａで示される周波数分布（速度分布）はゴルフボール６を打撃するまでの期間におけるゴルフクラブヘッド４に対応するドップラー周波数Ｆｄ（速度Ｖ）の検出結果を示している。
　符号Ｂで示される周波数分布（速度分布）はゴルフクラブヘッド４で打撃された以降の期間におけるゴルフボール６に対応するドップラー周波数Ｆｄ（速度Ｖ）の検出結果を示している。
　符号Ｃで示される周波数分布（速度分布）はゴルフボール６を打撃した以降の期間におけるゴルフクラブヘッド４に対応するドップラー周波数Ｆｄ（速度Ｖ）の検出結果を示している。
　なお、図８に示す周波数分布Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、ハッチングで示した部分はドップラー信号Ｓｄの強度が大きく、実線で示した部分はドップラー信号Ｓｄの強度がハッチングで示した部分よりも小さいことを示している。

　周波数分布Ａは、スウィングされたゴルフクラブヘッド４がドップラーセンサ１８の検出領域内に進入した時点から計測され時間経過とともに増速する過程を示している。
　また、周波数分布Ｃは、ゴルフクラブヘッド４がゴルフボール６を打撃することにより急激に減速する過程を示している。
　また、周波数分布Ｂは、ゴルフクラブヘッド４で打撃されたゴルフボール６が周波数分布Ａにおけるゴルフクラブヘッド４の最高速度よりも高い速度で打ち出されほぼ一定速度で移動する過程を示している。

　図８から以下の知見が得られる。
（１）ゴルフクラブヘッド４の移動速度Ｖ（ドップラー周波数Ｆｄ）は、ゴルフボール６を打撃することで大きく減速する。
　すなわち、ゴルフクラブヘッド４の移動速度Ｖ（ドップラー周波数Ｆｄ）の単位時間当たりの変化量は、ゴルフボール６の打撃時に大きく変化する。
　ゴルフクラブヘッド４の最高速度（いわゆるヘッド速度）は、打撃前の期間におけるゴルフクラブヘッド４の移動速度Ｖの最高速度となる。
　すなわち、ゴルフクラブヘッド４の最高速度は、図７の周波数分布Ａにおけるドップラー周波数Ｆｄの最高周波数に対応する移動速度となる。
（２）ゴルフボール６の移動速度Ｖ（ドップラー周波数Ｆｄ）は、ゴルフクラブヘッド４によって打撃された以降、ほぼ一定速度とみなすことができる。
　ゴルフボール６の初速は、図８の周波数分布Ｂにおけるドップラー周波数Ｆｄに対応する移動速度となる。
（３）したがって、周波数分布Ａを判別して周波数分布Ａにおける最高速度を求めることでゴルフクラブヘッド４の最高速度を計測できる。
　また、周波数分布Ｂを判別して周波数分布Ｂにおける平均速度を求めることでゴルフボール６の初速を計測することができる。
　本実施の形態では、このようなこのような知見に基づいて、移動体の移動速度の変化が移動体によって互いに異なる傾向および特徴を有することに基づいてそれら移動体の移動速度を的確に計測するものである。

　図６に戻って説明を続ける。
　計測処理部２４は、ドップラーセンサ２２から供給されるドップラー信号Ｓｄを入力して演算処理を行うことにより、移動体（ゴルフクラブヘッド４、ゴルフボール６）の移動速度を算出するものである。
　本実施の形態では、計測処理部２４は、マイクロコンピュータ２６によって構成されている。
　マイクロコンピュータ２６は、ＣＰＵ２６Ａと、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ２６Ｂ、ＲＡＭ２６Ｃ、インターフェース２６Ｄ、表示用ドライバ２６Ｅなどを含んで構成されている。
　ＲＯＭ２６ＢはＣＰＵ２６Ａが実行する移動体の移動方向および移動速度を算出するための制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ２６Ｃはワーキングエリアを提供するものである。
　インターフェース２６Ｄは、ドップラー信号Ｓｄを入力してＣＰＵ２６Ａに供給し、また、操作部２０からの操作信号を受け付けてＣＰＵ２６Ａに供給するものである。
　表示用ドライバ２６ＥはＣＰＵ２６Ａの制御に基づいて表示部２２を駆動するものである。

　図７はマイクロコンピュータ２６の構成を機能ブロックで示した速度計測装置１０のブロック図である。
　マイクロコンピュータ２６は、機能的には、蓄積手段２８と、演算手段３０と、制御手段３２とを含んで構成されている。
　また、蓄積手段２８と、演算手段３０と、制御手段３２とは、ＣＰＵ２６Ａが前記制御プログラムを実行することで実現されるものであるが、これらの部分は、回路等のハードウェアで構成されたものであってもよい。

　蓄積手段２８は、ドップラー信号Ｓｄを予め定められたサンプリング周期でサンプリングしてドップラー周波数Ｆｄに対応付けられた中間データに変換して時間経過に従って順番に蓄積するものであり、本実施の形態では、中間データは、ＲＡＭ２６Ｃに蓄積される。
　なお、中間データは以下のように生成することができる。
（１）ドップラー信号Ｓｄを２値化して２値化信号を生成し、この２値化信号をカウンタを用いて計数することにより２値化信号の周期を求め、この周期をサンプリングすることで中間データとする。
　この場合、中間データの値とドップラー周波数Ｆｄは反比例することになる。
（２）中間データとしてドップラー周波数Ｆｄの周波数を求め、この周波数のデータをサンプリングすることで中間データとする。
　この場合、中間データはドップラー周波数Ｆｄそのものを示すことになる。
　なお、本実施の形態では、中間データを（１）の方法で得る場合について説明する。中間データを（２）の方法で得る場合は、信号処理としてＦＦＴ変換を行うなど処理回路の構成が複雑となりまた処理時間が長くなるなどの不利がある。これに対して本実施の形態のように、中間データとして周期のデータを用いると、処理回路の構成が簡素化され処理時間の短縮化を図る上でも有利となる。

　演算手段３０は、蓄積された中間データに基づいて移動体の移動速度の急激な変化が生じる境界点を検出し、前記境界点以前の第１期間における移動速度の最大速度としての第１速度データと、境界点以降の第２期間における移動速度の平均速度としての第２速度データとを求めるものである。
　演算手段３０について具体的に説明する。
　演算手段３０は、判定手段３０Ａと、期間設定手段３０Ｂと、速度算出手段３０Ｃとを備えている。

　判定手段３０Ａは、蓄積手段２８に蓄積された中間データが時間経過と共にＮ個（Ｎは２以上の自然数）連続して数値が増加あるいは減少したか否かを判定することで、移動体の移動速度が急激に減速したか否かを判定するものである。
　本実施の形態では、中間データが周期を示すので、中間データが時間経過と共にＮ個（Ｎは２以上の自然数）連続して数値が増加したか否かを判定することで、移動体の移動速度が急激に減速したか否かを判定する。
　すなわち、移動体がゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６の２つの移動体である場合、ゴルフクラブヘッド４が移動して静止状態にあるゴルフボール６を打撃すると、ゴルフクラブヘッド４の移動速度は打撃時点を境にして急激に減速し、ゴルフボール６は打ち出される。
　言い換えると、判定手段３０Ａは、一方の移動体が他方の移動体を打撃することにより一方の移動体の移動速度が急激に減速したか否かを判定するものである。
　なお、ゴルフクラブヘッド４がゴルフボール６を打撃すると、ヘッド速度が１～１０ｍ／ｓ程度減速する。

　また、判定手段３０Ａとして次の構成も採用してもよい。
　すなわち、判定手段３０Ａは、蓄積手段２８に蓄積された中間データの単位時間当たりの変化量の絶対値が予め定められた閾値を上回ったか否かを判定することで、移動体の移動速度が急激に減速したか否かを判定するものである。
　しかしながら、判定手段３０Ａが前記のように蓄積手段２８に蓄積された中間データが時間経過と共にＮ個連続して数値が増加あるいは減少したか否かを判定するものであった場合には、中間データに含まれるノイズが判定結果に与える影響を抑制する上でより有利となる。ここで、中間データに含まれるノイズとは、ドップラー信号Ｓｄに含まれるノイズに起因するものである。

　期間設定手段３０Ｂは、判定手段３０Ａによる判定結果が肯定である場合に次の動作を行う。
　すなわち、期間設定手段３０Ｂは、図８に示すように、中間データがＮ個連続して数値が増加あるいは減少した時点を境界点ｔ０とする。
　期間設定手段３０Ｂは、中間データの先頭データのサンプリング時点ｔ１から境界点ｔ０までの期間を第１期間ΔＴ１とし、境界点ｔ０から中間データの最終データのサンプリング時点ｔ２までの期間を第２期間ΔＴ２として設定する。
　なお、判定手段３０Ａが、蓄積手段２８に蓄積された中間データの単位時間当たりの変化量の絶対値が予め定められた閾値を上回ったか否かを判定することで、移動体の移動速度が急激に減速したか否かを判定するものであった場合には、期間設定手段３０Ｂは、変化量の絶対値が閾値を上回った時点を境界点ｔ０とする。

　速度算出手段３０Ｃは、第１期間ΔＴ１における中間データの最小値あるいは最大値に基づいて最高速度としての第１速度データＶ１（図８）を求める第１演算動作を行う。
　本実施の形態では、中間データが周期を示すので、速度算出手段３０Ｃは、第１期間ΔＴ１における中間データの最小値に基づいて最高速度としての第１速度データＶ１（図８）を求める第１演算動作を行う。
　すなわち、ゴルフクラブヘッド４でゴルフボール６を打撃した場合、第１速度データＶ１はゴルフクラブヘッド４のヘッド速度を示すことになる。
　また、速度算出手段３０Ｃは、第２期間ΔＴ２における中間データの平均値に基づいて平均速度としての第２速度データＶ２（図８）を求める第２演算動作を行う。
　すなわち、ゴルフクラブヘッド４でゴルフボール６を打撃した場合、第２速度データＶ２はゴルフボール６の初速を示すことになる。
　本実施の形態では、速度算出手段３０Ｃによる第２演算動作は、第２期間ΔＴ２において予め定められた上限値Ｄ_Ｈと下限値Ｄ_Ｌとの間に該当する中間データに対してなされる。
　上限値Ｄ_Ｈは、第１速度データＶ１に対応する中間データに、予め定められた第１係数ｋ１を乗じた値であり、下限値Ｄ_Ｌは、第１速度データＶ１に対応する中間データに、第１係数ｋ１よりも小さな値であって予め定められた第２係数ｋ２を乗じた値である。
　第１係数ｋ１、第２係数ｋ２は例えば１．１～１．９の間で設定することができる。
　このように速度算出手段３０Ｃによる第２演算動作を、上限値Ｄ_Ｈと下限値Ｄ_Ｌとの間に該当する中間データに対して行うことにより、中間データに含まれるノイズが第２演算動作に与える影響を抑制する上で有利となる。

　また、速度算出手段３０Ｃは、判定手段３０Ａによる判定結果が否定である場合に、蓄積手段２８に蓄積された全ての中間データの最小値あるいは最大値に基づいて最高速度としての第３速度データＶ３を求める第３演算動作を行う。
　この場合、判定手段３０Ａによる判定結果が否定であるため、ゴルフクラブ２をスウィングしているが、ゴルフクラブヘッド４がゴルフボール６が打撃しておらず、いわゆる素振りがなされていることになる。
　したがって、この場合には、第３速度データＶ３はゴルフクラブヘッド４のヘッド速度となる。
　本実施の形態では、中間データが周期のデータであるため、速度算出手段３０Ｃは、判定手段３０Ａによる判定結果が否定である場合に、蓄積手段２８に蓄積された全ての中間データの最小値に基づいて最高速度としての第３速度データＶ３を求める第３演算動作を行う。

　また、速度算出手段３０Ｃは、判定手段３０Ａによる判定結果が否定である場合に、蓄積手段２８に蓄積された全ての中間データの平均値に基づいて平均速度としての第４速度データＶ４を求める第４演算動作を行う。
　第４演算動作は、ゴルフクラブヘッド４でゴルフボール６を打撃するのではなく、例えば、野球ボールを投球した場合のボールの移動速度を測定する場合に有効となる。
　したがって、この場合、第４速度データＶ４は、投球された野球ボールの速度となる。

　制御手段３２は、操作部２０の操作を受け付けて、ゴルフモード、バットモード、ボールモードの何れかの計測モードを設定するものである。
　すなわち、制御手段３２は、設定した計測モードに応じて速度算出手段３０Ｃを制御して第１乃至第４演算動作を実行させる。
　また、制御手段３２は、第１乃至第４速度データＶ１乃至Ｖ４を表示部１８に表示させる。

　次に、速度計測装置１０の動作について説明する。
　まず、移動体がゴルフクラブヘッド４とゴルフボール６との２つの移動体であり、これら２つの移動体の移動速度として、ゴルフクラブヘッド４のヘッド速度と、ゴルフボール６の初速との双方を同時に計測する場合について説明する。
　図９はゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図、図１４はゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。

　図１４に示すように、まず、使用者は、モード選択ボタンを操作して、速度計測装置１０の計測モードとしてゴルフモード、バットモード、ボールモードのうちのゴルフモードを選択し、制御手段３２は、モード選択ボタンの操作を受け付けてゴルフモードが設定される（ステップＳ１０）。ゴルフモードは、第１、第２速度データＶ１、Ｖ２の双方を計測して表示するモードである。

　次に、使用者は、図９に示すように、ゴルフボール６の打ち出し方向においてゴルフボール６から例えば１ｍ～１．５ｍ程度後方の箇所に、速度計測装置１０を設置する。
　すなわち、速度計測装置１０の前面１２０４を打ち出し方向に向けると共に、下面を地面に向け、上面１２０２および表示面１８０２を上方に向ける。そして、アンテナ１４のアンテナ角θを調整し仮想軸Ｌをゴルフボール６に向け打ち出し方向と合致させる。
　この場合、アンテナ角θは例えば０度となる。
　速度計測装置１０は、地面の上に載置してもよいし、あるいは、三脚などの固定具を介して設置してもよい。
　これにより、アンテナ１４から送出された送信波Ｗ１がゴルフボール６およびゴルフククラブヘッド４に当たり、反射波Ｗ２がアンテナ１４に受信可能な状態となる。
　また、使用者Ｍが表示面１８０２を容易に視認できる状態となる。

　次に、使用者Ｍがゴルフクラブ２を把持してスウィングしてゴルフクラブヘッド４でゴルフボール６を打ち出すと、速度計測装置１０による計測動作が実行される。
　具体的には、送信波Ｗ１がゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６に反射され、反射波Ｗ２がドップラーセンサ１８で受信され、ドップラーセンサ１８でドップラー信号Ｓｄが生成される（ステップＳ１２）。
　ドップラー信号Ｓｄは、蓄積手段２８によりサンプリング周期でサンプリングされドップラー周波数Ｆｄに対応付けられた中間データに変換され時系列データとして蓄積手段２８に蓄積される（ステップＳ１４）。

　次に、判定手段３０Ａは、蓄積手段２８に蓄積された中間データが時間経過と共にＮ個（Ｎは２以上の自然数）連続して数値が増加したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
　ステップＳ１６が肯定ならば、期間設定手段３０Ｂによって、蓄積手段２８に蓄積された中間データに基づいて、第１期間ΔＴ１、第２期間ΔＴ２が設定される（ステップＳ１８）。
　次いで、ステップＳ１０でゴルフモードが設定されたことに基づいて制御部４４が速度算出手段３０Ｃを制御することで、速度算出手段３０Ｃは、第１速度データＶ１を求める第１演算動作と第２速度データＶ２を求める第２演算動作とを実行する（ステップＳ２０、Ｓ２２）。
　制御手段３２は、第１速度データＶ１をヘッド速度として表示面１８０２に表示させ、第２速度データＶ２をボール初速として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ２４）、計測動作を終了する。

　一方、ステップＳ１６が否定ならば、速度算出手段３０Ｃは、第３速度データＶ３を求める第３演算動作を行う（ステップＳ２６）。
　すなわち、ステップＳ１６が否定であるということは、ゴルフクラブ２をスウィングしているが、ゴルフクラブヘッド４がゴルフボール６が打撃しておらず、いわゆる素振りがなされていることになる。
　したがって、この場合には、ゴルフクラブヘッド４のヘッド速度としての第３速度データＶ３のみを計測、表示すればよい。
　次いで、制御手段３２は、第３速度データＶ３をヘッド速度として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ２８）、計測動作を終了する。
　なお、ゴルフモードの場合、表示面１８０２に表示される速度の単位はｍ／ｓあるいはＭＰＨの何れかに設定されている。

　なお、第１、第２速度データＶ１、Ｖ２、あるいは、第３速度データＶ３をどのような表示形態で表示させるかは任意である。
　具体的には、表示形態を選択する表示モードを設定するための操作を操作部２０に対して行うことで、制御手段３２がその操作を受け付け、第１、第２速度データＶ１、Ｖ２の双方あるいは一方を表示させるようにすれば良い。

　なお、制御手段３２によって初速効率Ｒを算出して第１速度データＶ１と共に表示部１８に表示させるようにしてもよい。
　ここで初速効率Ｒは、式（３）で示されるように、第１速度データＶ１に対する第２速度データＶ２の比率に相当する。
　Ｒ＝（Ｖ２／Ｖ１）　　　　　　　　　　（３）
　さらに、式（４）で示されるように、予め定められた初速効率Ｒの最大値Ｒｍ（理論最大効率）に対する初速効率Ｒの比率をインパクト効率Ｉｐとして算出し、このインパクト効率Ｉｐを第１速度データＶ１と共に表示部１８に表示させるようにしてもよい。
　Ｉｐ＝（Ｒ／Ｒｍ）×１００（％）　　　（４）
　数値例を挙げると次のとおりである。
　Ｖ１：４０ｍ／ｓ、Ｖ２：６０ｍ／ｓ、Ｒ：１．５、　Ｉｐ：１００％
　Ｖ１：４０ｍ／ｓ、Ｖ２：５５ｍ／ｓ、Ｒ：１．３８、Ｉｐ：　９２％
（ただし、Ｒｍ＝１．５とする）

　次に、移動体が野球用のバットなどであり、速度計測装置１０によって野球用のバットのスウィングの速度を計測する場合について説明する。
　ただし、本例では、ティーバッティングのように、ティーに載置された野球用のボールを野球用のバットで打撃する場合について説明する。
　図１０は野球用のバット５０を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図、図１５は野球用のバット５０を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。

　図１０に示すように、まず、使用者Ｍは、モード選択ボタンを操作して、速度計測装置１０の計測モードとしてゴルフモード、バットモード、ボールモードのうちのバットモードを選択し、制御手段３２は、モード選択ボタンの操作を受け付けてバットモードが設定される（ステップＳ１１０）。

　次に、使用者Ｍは、図１０に示すように、ティー上に載置したボール５２の打ち出し方向において（ホームベースとピッチャーとを結ぶ直線に沿った方向において）ボール５２から例えば１．５ｍ～２．０ｍ程度後方の箇所に速度計測装置１０を設置する。
　すなわち、速度計測装置１０の上面１２０２（表示面１８０２）を打ち出し方向に向けると共に、前面１２０４を上方に向け、後面１２０６を地面に向ける。そして、アンテナ１４のアンテナ角θを調整し仮想軸Ｌを打ち出し方向と合致させる。
　この場合、アンテナ角θは例えば＋９０度となる。
　速度計測装置１０は、地面の上に載置してもよいし、あるいは、三脚などの固定具を介して設置してもよい。
　これにより、アンテナ１４から送出された送信波Ｗ１がバット５０に当たり、反射波Ｗ２がアンテナ１４に受信可能な状態となる。
　また、使用者Ｍが表示面１８０２を容易に視認できる状態となる。

　次に、使用者Ｍがバット５０を把持してスウィングしてバット５０でボール５２を打ち出すと、速度計測装置１０による計測動作が実行される。
　具体的には、送信波Ｗ１がバット５０およびボール５２に反射され、反射波Ｗ２がドップラーセンサ１８で受信され、ドップラーセンサ１８でドップラー信号Ｓｄが生成される（ステップＳ１１２）。
　以下、ステップＳ１１４、Ｓ１１６の処理は、図１４のステップＳ１４、Ｓ１６と同様であるため説明を省略する。

　ステップＳ１１６が否定ならば、速度算出手段３０Ｃは、第３速度データＶ３を求める第３演算動作を行う（ステップＳ１２６）。
　次いで、制御手段３２は、図３の場合と同様に、第３速度データＶ３をスウィング速度として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ１２８）、計測動作を終了する。
　なお、バットモードの場合、予め制御手段３２によって、表示面１８０２に表示される速度の単位はｋｍ／ｈに設定されている。

　一方、ステップＳ１１６が肯定ならば、ステップＳ１１８、Ｓ１２０が実行される。ステップＳ１１８、Ｓ１２０の処理は、図１４のステップＳ１８、Ｓ２０と同様であるため説明を省略する。
　次いで、制御手段３２は、第１速度データＶ１をスウィング速度として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ１２２）、計測動作を終了する。
　なお、バットモードの場合、表示面に表示される速度の単位はｋｍ／ｈに設定されている。

　ステップＳ１１６の判定についてより詳細に説明する。
　送信波Ｗ１としてマイクロ波を用いる場合、野球用のバット５０では反射波Ｗ２が発生するのに対して、野球用のボール５２の材質によっては送信波Ｗ１の大半が吸収されてしまうので反射波Ｗ２の強度が低くなることがある。
　そのため、ボール５２からの反射波Ｗ２によって生成されるドップラー信号Ｓｄは信号処理回路２８において有効な信号として認識されず、したがって、２値化信号が検出されないため、ステップＳ１１６の判定は否定となり、ステップＳ１２６、Ｓ１２８が実行されることになる。
　しかしながら、ボール５２からの反射波Ｗ２によって生成されるドップラー信号が信号処理回路２８において有効な信号として認識されて２値化信号が検出された場合には、蓄積手段２８に蓄積された中間データに含まれる誤差が大きなものとなる。
　このように誤差が含まれた中間データを用いて第３速度データＶ３を求めると、第３速度データＶ３の精度が低下することになる。
　そこで、ステップＳ１１６が肯定となった場合には、第１期間ΔＴ１の中間データのみを用いて第１速度データＶ１を計測し、この第１速度データＶ１を表示面１８０２に表示させている。これにより、ボール５２の影響を除いたバット５０の速度を正確に計測して表示させることができる。

　なお、バット５０を移動体として測定する場合、速度計測装置１０の配置は以下のようにしてもよい。
　図１１は、野球用のバット５０を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態の他の例を説明する平面図である。
　そして、使用者Ｍ１がバット５０を素振りする場合の速度を計測する。
　この場合、使用者Ｍ１は、バット５０のスイング方向において使用者Ｍ１から例えば１．５ｍ～２．０ｍ程度前方の箇所に速度計測装置１０を設置する。
　すなわち、速度計測装置１０の上面１２０２（表示面１８０２）を後方に向けると共に、前面１２０４を上方に向け、後面１２０６を地面に向ける。そして、アンテナ１４のアンテナ角θを調整し仮想軸Ｌをスイング方向と反対方向に（後方に）合致させる。
　この場合、アンテナ角θは例えば＋９０度となる。
　速度計測装置１０は、地面の上に載置してもよいし、あるいは、三脚などの固定具を介して設置してもよい。
　これにより、アンテナ１４から送出された送信波Ｗ１がバット５０に当たり、反射波Ｗ２がアンテナ１４に受信可能な状態となる。
　また、使用者Ｍ１が表示面１８０２を容易に視認できる状態となる。

　次に、移動体がサッカー用のボールであり、速度計測装置１０によって使用者Ｍの足Ｆでシュートされたボールの速度を計測する場合について説明する。
　図１２はサッカー用のボール５４を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図、図１６はサッカー用のボール５４を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。

　図１６に示すように、まず、使用者Ｍは、モード選択ボタンを操作して、速度計測装置１０の計測モードとしてゴルフモード、バットモード、ボールモードのうちのボールモードを選択し、制御手段３２は、モード選択ボタンの操作を受け付けてボールモードが設定される（ステップＳ２１０）。

　次に、使用者Ｍは、図１２に示すように、ボール５４のシュート方向と直交する方向においてボール５４から例えば約３０ｃｍ以内に離間した箇所に、速度計測装置１０を設置する。
　すなわち、速度計測装置１０の前面１２０４をシュート方向に向けると共に、下面を地面に向け、上面１２０２および表示面１８０２を上方に向ける。そして、アンテナ１４のアンテナ角θを調整し仮想軸Ｌをシュート方向と合致させる。
　この場合、アンテナ角θは例えば０度となる。
　速度計測装置１０は、地面の上に載置してもよいし、あるいは、三脚などの固定具を介して設置してもよい。
　これにより、アンテナ１４から送出された送信波Ｗ１がボール５４に当たり、反射波Ｗ２がアンテナ１４に受信可能な状態となる。
　また、使用者Ｍが表示面１８０２を容易に視認できる状態となる。

　次に、使用者Ｍが足Ｆによってボール５４を蹴り出すと、速度計測装置１０による計測動作が実行される。
　具体的には、送信波Ｗ１が使用者Ｍの足Ｆおよびボール５４に反射され、反射波Ｗ２がドップラーセンサ１８で受信され、ドップラーセンサ１８でドップラー信号Ｓｄが生成される（ステップＳ２１２）。
　以下、ステップＳ２１４、Ｓ２１６の処理は、図１４のステップＳ１４、Ｓ１６と同様であるため説明を省略する。

　ステップＳ２１６が否定ならば、速度算出手段３０Ｃは、第４速度データＶ４を求める第４演算動作を行う（ステップＳ２２６）。
　次いで、制御手段３２は、第４速度データＶ４をボール速度として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ２２８）、計測動作を終了する。
　なお、ボールモードの場合、予め制御手段３２によって、表示面１８０２に表示される速度の単位はｋｍ／ｈに設定されている。

　一方、ステップＳ２１６が肯定ならば、ステップＳ２１８、Ｓ２２０が実行される。
　ステップＳ２１８、Ｓ２２０の処理は、図１４のステップＳ１８、Ｓ２２と同様であるため説明を省略する。
　次いで、制御手段３２は、第２速度データＶ２をボール速度として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ２２４）、計測動作を終了する。

　ステップＳ２１６の判定についてより詳細に説明する。
　送信波Ｗ１としてマイクロ波を用いる場合、サッカー用のボール５４では反射波Ｗ２が発生するのに対して、通常、使用者Ｍの足Ｆではその物理的特性から送信波Ｗ１の大半が吸収されるので反射波Ｗ２の強度は低いものである。
　そのため、足Ｆからの反射波Ｗ２によって生成されるドップラー信号Ｓｄは信号処理回路２８において有効な信号として認識されず、したがって、２値化信号が検出されないため、ステップＳ２１６の判定は否定となり、ステップＳ２２６、Ｓ２２８が実行されることになる。
　しかしながら、足Ｆからの反射波Ｗ２によって生成されるドップラー信号が信号処理回路２８において有効な信号として認識されて２値化信号が検出された場合には、蓄積手段２８に蓄積された中間データに含まれる誤差が大きなものとなる。
　このように誤差が含まれた中間データを用いて第４速度データＶ４を求めると、第４速度データＶ４の精度が低下することになる。
　そこで、ステップＳ２１６が肯定となった場合には、第２期間ΔＴ２の中間データのみを用いて第２速度データＶ２を計測し、この第２速度データＶ２を表示面１８０２に表示させている。これにより、足Ｆの影響を除いたボール５４の速度を正確に計測して表示させることができる。

　次に、移動体が野球用のボールであり、速度計測装置１０によって使用者Ｍの手Ｈで投球されたボールの速度を計測する場合について説明する。
　図１３は野球用のボール５６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の設置状態を説明する平面図、図１７は野球用のボール５６を移動体として計測する場合の速度計測装置１０の動作を示すフローチャートである。

　図１６に示すように、まず、使用者Ｍは、モード選択ボタンを操作して、速度計測装置１０の計測モードとしてゴルフモード、バットモード、ボールモードのうちのボールモードを選択し、制御手段３２は、モード選択ボタンの操作を受け付けてボールモードが設定される（ステップＳ３１０）。

　次に、使用者Ｍは、図１３に符号Ａで示すように、ボール５６の投球方向において（ホームベースとピッチャーとを結ぶ直線に沿った方向において）使用者Ｍの立ち位置から例えば１．５ｍ～２．０ｍ程度前方の箇所に速度計測装置１０を設置する。
　すなわち、速度計測装置１０の上面１２０２（表示面１８０２）を投球方向と反対方向に向けると共に、前面１２０４を上方に向け、後面１２０６を地面に向ける。そして、アンテナ１４のアンテナ角θを調整し仮想軸Ｌを投球方向と合致させる。
　この場合、アンテナ角θは例えば０度となる。
　速度計測装置１０は、地面の上に載置してもよいし、あるいは、三脚などの固定具を介して設置してもよい。
　これにより、アンテナ１４から送出された送信波Ｗ１がボール５６に当たり、反射波Ｗ２がアンテナ１４に受信可能な状態となる。
　また、使用者Ｍが表示面１８０２を容易に視認できる状態となる。
　あるいは、使用者Ｍは、図１３に符号Ｂで示すように、ボール５６の投球方向において使用者Ｍの立ち位置から例えば１．５ｍ～２．０ｍ程度後方の箇所に速度計測装置１０を設置する。
　すなわち、速度計測装置１０の上面１２０２（表示面１８０２）を投球方向と同一方向に向けると共に、前面１２０４を上方に向け、後面１２０６を地面に向ける。そして、アンテナ１４のアンテナ角θを調整し仮想軸Ｌを投球方向と合致させる。
　この場合、アンテナ角θは例えば－９０度となる。
　速度計測装置１０は、上記と同様に地面の上に載置してもよいし、あるいは、三脚などの固定具を介して設置してもよい。
　これにより、アンテナ１４から送出された送信波Ｗ１がボール５６に当たり、反射波Ｗ２がアンテナ１４に受信可能な状態となる。
　また、使用者Ｍが表示面１８０２を容易に視認できる状態となる。
　したがって、符号Ａ、Ｂの何れか一方の位置に速度計測装置１０を設置することができる。
　なお、符号Ａの位置に速度計測装置１０を設置した場合は、速度計測装置１０から見たボール５４の移動方向は接近する方向となり、符号Ｂの位置に速度計測装置１０を設置した場合は、速度計測装置１０から見たボール５６の移動方向は離間する方向となる。しかしながら、何れの場合においても算出される移動速度の絶対値は同一であるため、算出される移動速度の数値の絶対値を表示面に表示させるようにすればよい。

　次に、使用者Ｍが手Ｈによってボール５６を投球すると、速度計測装置１０による計測動作が実行される。
　具体的には、送信波Ｗ１が使用者Ｍの手Ｈおよびボール５６に反射され、反射波Ｗ２がドップラーセンサ１８で受信され、ドップラーセンサ１８でドップラー信号Ｓｄが生成される（ステップＳ３１２）。
　以下、ステップＳ３１４、Ｓ３１６の処理は、図１４のステップＳ１４、Ｓ１６と同様であるため説明を省略する。

　ステップＳ３１６が否定ならば、速度算出手段３０Ｃは、第４速度データＶ４を求める第４演算動作を行う（ステップＳ３２６）。
　次いで、制御手段３２は、第４速度データＶ４をボール速度として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ３２８）、計測動作を終了する。

　一方、ステップＳ３１６が肯定ならば、ステップＳ３１８、Ｓ３２０が実行される。
　ステップＳ３１８、Ｓ３２０の処理は、図１４のステップＳ１８、Ｓ２２と同様であるため説明を省略する。
　次いで、制御手段３２は、第２速度データＶ２をボール速度として表示面１８０２に表示させ（ステップＳ３２４）、計測動作を終了する。

　ステップＳ３１６の判定についてより詳細に説明する。
　送信波Ｗ１としてマイクロ波を用いる場合、野球用のボール５６では反射波Ｗ２が発生するのに対して、通常、使用者Ｍの手Ｈでは、前記の足Ｆの場合と同様に、その物理的特性から送信波Ｗ１の大半が吸収されるので反射波Ｗ２の強度は低いものである。
　そのため、手Ｈからの反射波Ｗ２によって生成されるドップラー信号Ｓｄは信号処理回路２８において有効な信号として認識されず、したがって、２値化信号が検出されないため、ステップＳ３１６の判定は否定となり、ステップＳ３２６、Ｓ３２８が実行されることになる。
　しかしながら、手Ｈからの反射波Ｗ２によって生成されるドップラー信号が信号処理回路２８において有効な信号として認識されて２値化信号が検出された場合には、蓄積手段２８に蓄積された中間データに含まれる誤差が大きなものとなる。
　このように誤差が含まれた中間データを用いて第４速度データＶ４を求めると、第４速度データＶ４の精度が低下することになる。
　そこで、ステップＳ３１６が肯定となった場合には、第２期間ΔＴ２の中間データのみを用いて第２速度データＶ２を計測し、この第２速度データＶ２を表示面１８０２に表示させている。これにより、手Ｈの影響を除いたボール５４の速度を正確に計測して表示させることができる。

　以上説明したように、本実施の形態の速度計測装置１０によれば、表示部１８を保持する筐体１２に、アンテナ１４の仮想軸Ｌの傾きが変化可能となるようにアンテナ１４を支持するアンテナ支持部１６を設けた。
　したがって、表示部１８を使用者が視認し易い姿勢にすると共に、移動体の移動方向とアンテナ１４の仮想軸Ｌとを合致させることができる。そのため、様々な測定状態において表示部１８の視認性および移動体の移動速度の測定精度の双方を確保することができる。
　また、速度計測装置１０を設置する場所に凹凸や傾斜があった場合であっても、アンテナ１４の仮想軸Ｌの傾きを調整することにより、仮想軸Ｌを移動体の移動方向に合致させることで移動体の移動速度の測定精度を確保することができる。

　また、本実施の形態では、アンテナ支持部１６によるアンテナ１４の支持が、仮想軸Ｌが表示部１８の平坦な表示面１８０２と平行する仮想平面Ｐとなすアンテナ角θが±９０度の範囲で変化するようになされる。
　したがって、表示面１８０２の向きとアンテナ１４の仮想軸Ｌの向きを同一の向きから反対の向きの間まで調整することができるため、表示部１８の視認性および移動体の移動速度の測定精度の双方を確保する上でより有利となる。

（第２の実施の形態）
　次に第２の実施の形態について説明する。
　第２の実施の形態は、ゴルフクラブヘッド４（第１移動体）およびゴルフボール６（第２移動体）の２つの移動体の移動速度の測定精度を向上させる場合について説明する。
　なお、以下の実施の形態においては、第１の実施の形態と同一あるいは同様の部分、部材については同一の符号を付してその説明を省略しあるいは簡単に説明する。
　移動体の移動速度の測定精度を確保するためには、アンテナ１４の仮想軸Ｌと移動体の移動方向とを合致させることが重要である。
　ところが、図１９に示すように、スウィングされたゴルフクラブヘッド４がゴルフボール６を打撃する場合、打撃時のゴルフクラブヘッド４の移動方向はほぼ水平方向であるのに対して、打撃されたゴルフボール６の移動方向はゴルフクラブヘッド４のフェース面が水平面Ｇ（地面）となす角度の大きさによって変化する。
　本実施の形態では、ゴルフクラブヘッド４のフェース面が水平面Ｇとなす角度がゴルフクラブヘッド４のロフト角であるものとする。
　ここで、ゴルフボール６の移動速度の測定精度を優先するために、アンテナ１４の仮想軸Ｌの向きをゴルフボール６の移動方向に合致させる（ゴルフボール６の移動軌跡Ｌｂと平行させる）と、アンテナ１４の仮想軸Ｌとゴルフクラブヘッド４の移動方向とが合致しなくなる。
　したがって、この場合は、ゴルフボール６の移動速度の測定精度は確保できるものの、ゴルフクラブヘッド４の移動速度の測定精度は低下することになる。
　上述とは逆に、ゴルフクラブヘッド４の移動速度の測定精度を優先するために、アンテナ１４の仮想軸Ｌをゴルフクラブヘッド４の移動方向に合致させる（ゴルフクラブヘッド４の移動軌跡Ｌｂと平行させる）と、アンテナ１４の仮想軸Ｌの向きとゴルフボール６の移動方向とが合致しなくなる。
　したがって、この場合は、ゴルフクラブヘッド４の移動速度の測定精度は確保できるものの、ゴルフボール６の移動速度の測定精度は低下することになる。

　この場合、ゴルフボール６の移動方向に仮想軸Ｌが合致された状態で（ゴルフボール６の移動軌跡Ｌｂと仮想軸Ｌとが平行した状態で）、ゴルフクラブヘッド４の移動軌跡Ｌｈを、仮想軸Ｌを含みかつ鉛直方向に延在する仮想平面に投影したときに、ゴルフクラブヘッド４の移動軌跡Ｌｈが仮想軸Ｌ（すなわちゴルフボール６の移動軌跡Ｌｂ）とがなす角度をずれ角φとすると、ずれ角φが大きくなるほど計測処理部２４が算出するゴルフクラブヘッド４の移動速度に含まれる誤差は大きくなる。
　ずれ角φと上記誤差とは一定の相関関係にある。
　したがって、ずれ角φと上記誤差との相関関係を実測し、その相関関係に基づいて、計測処理部２４が算出したゴルフクラブヘッド４の移動速度に含まれる誤差をずれ角φに応じて解消する関係式を求めておく。
　そして、この関係式を用いてずれ角φからゴルフクラブヘッド４の移動速度に含まれる誤差を補正する補正演算を行うことで、正確なゴルフクラブヘッド４の移動速度を算出することが可能となる。
　そこで、第２の実施の形態では、図１８に示すように、移動速度補正部３０Ｄを設けた。
　すなわち、移動速度補正部３０Ｄは、速度算出手段３０Ｃが算出したゴルフクラブヘッド４の移動速度（第１移動速度）に含まれる誤差を解消するように、指定されたずれ角φに基づいてゴルフクラブヘッド４の移動速度の補正演算を行うものである。
　したがって、制御手段３２は、速度算出手段３０Ｃが算出したゴルフボール６の移動速度と、移動速度補正部３０Ｄで補正されたゴルフクラブヘッド４の移動速度とを表示部１８に表示させる。

　この場合、移動速度補正部３０Ｄに対するずれ角φの指定は以下のように行うことができる。
　すなわち、ずれ角φとして、ゴルフクラブヘッド４のロフト角を用いる。使用者が操作部２０の操作によりロフト角を入力すると、制御手段３２は入力されたずれ角φを受け付けて移動速度補正部３０Ｄに設定する。

　しかしながら、上記の手順では、使用者がいちいちずれ角φを手で入力しなくてはならず操作が煩雑となる不利がある。
　ここで、ゴルフクラブヘッド４のロフト角と、アンテナ角θと、ずれ角φとの関係について考える。
　図１９はゴルフクラブヘッド４がウッド系クラブでありロフト角が小さい場合を示し、図２０はゴルフクラブヘッド４がアイアン系クラブでありロフト角が大きい場合を示している。
　図１９、図２０に示すように、ゴルフクラブヘッド４のフェース面で打撃されたゴルフボール６の移動軌跡Ｌｂが水平面Ｇとなす角度がロフト角と一致するものとし、かつ、アンテナ１４の仮想軸Ｌをゴルフボール６の移動方向に合致させた場合、アンテナ角θはロフト角に対応して決定されることになる。
　そして、ずれ角φは前述したようにロフト角に対応して決定される。
　したがって、アンテナ角θとずれ角φとは予め対応付けられていることになり、アンテナ角θが決定すればずれ角φを特定できることになる。
　そこで、第２の実施の形態では、アンテナ角θを検出するアンテナ角検出部３４を設け、移動速度補正部３０Ｄによる前記補正演算は、アンテナ角検出部３４で検出されたアンテナ角θに対応付けられたずれ角φを特定することでなされるようにした。
　アンテナ角検出部３４は、例えば、アンテナ支持部１６のケース１６Ｂ内に設けられ、支軸１６Ｃ回りのケース１６Ｂの回転量を検出する角度センサで構成することができる、このような角度センサとして従来公知の様々なセンサが使用可能である。

　このような第２の実施の形態によれば、ゴルフボール６（第２移動体）の移動方向に仮想軸Ｌが合致された状態で、ゴルフクラブヘッド４（第１移動体）の移動軌跡Ｌｈを、仮想軸Ｌを含みかつ鉛直方向に延在する仮想平面に対して投影したときに移動軌跡が仮想軸Ｌとなすずれ角φに基づいて、ゴルフクラブヘッド４の移動速度の補正演算を行うようにした。
　したがって、ゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６の双方の移動速度の測定精度を確保する上で有利となる。
　また、移動速度補正部３０Ｄによる補正演算は、アンテナ角検出部３４で検出されたアンテナ角θに対応付けられたずれ角φを特定することでなされるようにしたので、ずれ角φを操作部２０を用いて入力するといった煩雑な操作が不要となり、操作性の向上を図る上で有利となる。

（第３の実施の形態）
　次に第３の実施の形態について説明する。
　第１の実施の形態（図９～図１３）で説明したように、測定状況、すなわち、測定対象となるボールの種類（球技の種類）に応じて速度計測装置１０の筐体１２の姿勢とアンテナ１４の向きと変更させることにより、使用者Ｍから表示部１８を見やすくすることができた。
　しかしながら、使用者Ｍと表示部１８の表示面１８０２との位置関係によっては、表示面１８０２に表示された表示内容の方向（文字や記号などの向き）が必ずしも使用者Ｍから見て読み取りやすい方向になるとは限らない。
　そこで、第３の実施の形態では、制御手段３２（表示制御手段）によって、表示面１８０２の中心を通る法線を中心とする回転角度で定義される、表示面１８０２に表示される表示内容の回転位置を制御するようにした。具体的には、表示内容の回転位置を９０度ごとに切り替えるようにした。
　表示内容の回転位置は、操作部２０の操作入力によって制御手段３２に指令することで設定される。
　以下、図９～図１３と、図２１～図２３とを参照して説明する。

　図９に示すように、ゴルフクラブヘッド４およびゴルフボール６の移動速度を測定する場合、あるいは、図１２に示すように、キックしたボール５４の移動速度を測定する場合は、制御手段３２は図２１に示すような表示を行う。
　すなわち、筐体１２の上面１２０２は上方に向けられ、かつ、前面１２０４はゴルフボール６（ボール５４）の移動方向（前方）に向けられている。また、アンテナ１４のアンテナ角θは０度である。このとき、制御手段３２は、表示面１８０２を筐体１２の幅方向の一方側から視認したときに表示内容が正立して視認できるように表示内容の回転位置を決定する。

　図１０または図１１に示すように、バット５０の移動速度を測定する場合は、制御手段３２は図２２に示すような表示を行う。
　すなわち、筐体１２の前面１２０４は上方に向けられ、かつ、上面１２０２はバット５０の移動方向（前方）に向けられている。また、アンテナ１４のアンテナ角θは＋９０度である。このとき、制御手段３２は、表示面１８０２を筐体１２の前方から視認したときに表示内容が正立して視認できるように表示内容の回転位置を決定する。

　図１３に示すように、投球したボール５６の移動速度を測定する場合は、制御手段３２は図２３に示すような表示を行う。
　すなわち、筐体１２の前面１２０４は上方に向けられ、かつ、上面１２０２はボール５６の移動方向（前方）に向けられている。また、アンテナ１４のアンテナ角θは－９０度である。このとき、制御手段３２は、表示面１８０２を筐体１２の前方から視認したときに表示内容が正立して視認できるように表示内容の回転位置を決定する。

　第３の実施の形態によれば、表示面１８０２の中心を通る法線を中心とする回転角度で定義される、表示面１８０２に表示される表示内容の回転位置を制御するようにしたので、使用者Ｍと表示部１８の表示面１８０２との位置関係に拘わらず、表示面１８０２に表示された表示内容の方向を読み取りやすい方向にすることができ、視認性を高める上でより有利となる。
　また、上述の説明では、表示面１８０２に表示される表示内容の回転位置を操作部２０の操作によって設定するものとしたが、例えば、計測モード（ゴルフモード、バットモード、ボールモード）に連動して表示面１８０２に表示される表示内容の回転位置を制御するようにしてもよい。

　なお、本実施の形態では、バットモードの場合に、野球のバットとボールを例にとって説明したが、計測の対象となる移動体は、テニスやバトミントンのラケットなど任意である。
　また、ボールモードの場合に、サッカーボール、野球用のボールを例にとって説明したが、計測の対象となる移動体は、バレーボールやハンドボール、あるいは、投てき競技における砲丸、槍、ハンマーなど任意である。

　４……ゴルフクラブヘッド（第１移動体）、６……ゴルフボール（第２移動体）、１０……速度計測装置、１２……筐体、１４……アンテナ、１６……アンテナ支持部、１８……表示部、２０……操作部、２２……ドップラーセンサ、１６Ｄ……角度表示部、２４……計測処理部、２６……マイクロコンピュータ、２８……蓄積手段、３０……演算手段、３０Ａ……判定手段、３０Ｂ……期間設定手段、３０Ｃ……速度算出手段、３０Ｄ……移動速度補正部、３２……制御手段、５４……サッカー用のボール、５２、５６……野球用のボール、Ｌ……仮想軸、θ……アンテナ角、φ……ずれ角、Ｌｈ……ゴルフクラブヘッド４の移動軌跡、Ｌｂ……ゴルフボール６の移動軌跡。

Claims (17)

1. 　指向性を有し、供給される送信信号に基づいて移動体に向けて送信波を送信すると共に、前記移動体で反射された反射波を受信して受信信号を生成するアンテナと、
   　前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成するドップラーセンサと、
   　前記ドップラー信号に基づいて前記移動体の移動速度を算出する計測処理部と、
   　前記算出された移動速度を含む表示内容を表示する表示部と、
   　少なくとも前記表示部を保持する筐体と、
   　前記アンテナの利得が最大となる方向に沿って延在する仮想線を前記アンテナの指向方向を示す仮想軸としたとき、前記筐体に設けられ前記仮想軸の傾きが変化可能となるように前記アンテナを支持するアンテナ支持部とを備える、
   　ことを特徴とする移動体の速度計測装置。
2. 　前記表示部は、平坦な表示面を有し、
   　前記仮想軸が前記表示面と平行する仮想平面となす角度をアンテナ角θとしたとき、前記アンテナ支持部による前記アンテナの支持は、前記アンテナ角θが所定の範囲で変化するようになされる、
   　ことを特徴とする請求項１記載の移動体の速度計測装置。
3. 　前記所定の範囲が±９０度である、
   　ことを特徴とする請求項２記載の移動体の速度計測装置。
4. 　前記アンテナ支持部は、予め定められた複数の前記アンテナ角θで前記アンテナを保持するクリック機構を備えている、
   　ことを特徴とする請求項２または３記載の移動体の速度計測装置。
5. 　前記アンテナ支持部に、前記アンテナが予め定められた複数の前記アンテナ角θの何れに位置しているかを示す角度表示部が設けられている、
   　ことを特徴とする請求項２乃至４に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
6. 　前記移動体が、第１移動体と、該第１移動体によって打撃されることで飛翔される第２移動体とを含み、
   　前記計測処理部は、
   　前記ドップラー信号を予め定められたサンプリング周期でサンプリングして前記ドップラー周波数に対応付けられた中間データに変換して蓄積する蓄積手段と、
   　前記蓄積された中間データに基づいて移動体の移動速度の急激な変化が生じる境界点を検出し、前記境界点以前の第１期間における移動速度の最大速度としての第１速度データと、境界点以降の第２期間における移動速度の平均速度としての第２速度データとを求める演算手段とを備え、
   　前記表示部は、
   　前記第１速度データを前記第１移動体が前記第２移動体を打撃するときの第１移動速度として表示し、
   　前記第２速度データを前記第２移動体が飛翔するときの第２移動速度として表示する、
   　ことを特徴とする、
   　請求項１乃至５に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
7. 　前記演算手段は、
   　前記蓄積手段に蓄積された前記中間データが時間経過と共にN個（Nは２以上の自然数）連続して数値が増加または減少したか否かを判定することで、前記移動体の移動速度が急激に減少したか否かを判定する判定手段と、
   　前記判定手段による判定結果が肯定である場合に、前記中間データがN個連続して数値が増加または減少した時点を前記境界点とし、前記中間データの先頭データのサンプリング時点から前記境界点までの期間を前記第１期間とし、前記境界点から前記中間データの最終データのサンプリング時点までの期間を前記第２期間として設定する期間設定手段と、
   　前記第１期間における前記中間データの最小値あるいは最大値に基づいて前記第１速度データを求める第１演算動作を行うとともに、前記第２期間における前記中間データの平均値に基づいて前記第２速度データを求める第２演算動作を行う速度算出手段と、
   　を備えることを特徴とする、
   　請求項６記載の移動体の速度計測装置。
8. 　前記演算手段は、
   　前記蓄積手段に蓄積された前記中間データの単位時間当たりの変化量の絶対値が予め定められた閾値を上回ったか否かを判定することで、前記移動体の移動速度が急激に減少したか否かを判定する判定手段と、
   　前記判定手段による判定結果が肯定である場合に、前記中間データの単位時間当たりの変化量が前記閾値を上回った時点を前記境界点とし、前記中間データの先頭データのサンプリング時点から前記境界点までの期間を前記第１期間とし、前記境界点から前記中間データの最終データのサンプリング時点までの期間を前記第２期間として設定する期間設定手段と、
   　前記第１期間における前記中間データの最小値あるいは最大値に基づいて前記第１速度データを求める第１演算動作を行うとともに、前記第２期間における前記中間データの平均値に基づいて前記第２速度データを求める第２演算動作を行う速度算出手段と、
   　を備えることを特徴とする、
   　請求項６項記載の移動体の速度計測装置。
9. 　前記速度算出手段による前記第２演算動作は、前記第２期間において予め定められた上限値と下限値との間に該当する前記中間データに対してなされ、
   　前記上限値は、前記第１速度データに対応する前記中間データに予め定められた第１係数を乗じた値であり、
   　前記下限値は、前記第１速度データに対応する前記中間データに、前記第１係数よりも小さい値であって予め定められた第２係数を乗じた値である、
   　ことを特徴とする、
   　請求項７または８記載の移動体の速度計測装置。
10. 　前記速度算出手段は、前記判定手段による判定結果が否定である場合に、前記蓄積手段に蓄積された全ての前記中間データの最小値あるいは最大値に基づいて最高速度としての第３速度データを求める第３演算動作を行う、
    　ことを特徴とする、
    　請求項７乃至９に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
11. 　前記速度算出手段は、前記判定手段による判定結果が否定である場合に、前記蓄積手段に蓄積された全ての前記中間データの平均値に基づいて平均速度としての第４速度データを求める第４演算動作を行う、
    　ことを特徴とする、
    　請求項７乃至１０に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
12. 　前記第２移動体の移動方向に前記仮想軸が合致された状態で、前記第１移動体の移動軌跡を、前記仮想軸を含みかつ鉛直方向に延在する仮想平面に対して投影したときに、前記移動軌跡が前記仮想軸となす角度をずれ角φとした場合、
    　前記計測処理部が算出した前記第１移動速度に含まれる誤差を解消するように、指定された前記ずれ角φに基づいて前記第１移動速度の補正演算を行う移動速度補正部を設けた、
    　ことを特徴とする請求項６乃至１１に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
13. 　前記アンテナ角θを検出するアンテナ角検出部を設け、
    　前記移動速度補正部による前記補正演算は、前記検出された前記アンテナ角θに対応付けられた前記ずれ角φを特定することでなされる、
    　ことを特徴とする請求項１２記載の移動体の速度計測装置。
14. 　前記表示面の中心を通る法線を中心とする回転角度で定義される、前記表示面に表示される表示内容の回転位置を制御する表示制御手段を設けた、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１３に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
15. 　前記アンテナの指向角が５度～９０度である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１４に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
16. 　前記送信波の周波数帯域が２４ＧＨｚあるいは１０ＧＨｚである、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１５に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。
17. 　前記アンテナと前記ドップラーセンサとが一体的に設けられた一体型モジュールを構成している、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１６に何れか１項記載の移動体の速度計測装置。

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