JP2005233800A - ボール落下地点の計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴルフボールＧの落下地点Ｐｅが正確にかつ簡便に計測されうる装置の提供。
【解決手段】この装置は、ＣＣＤカメラ２と、音センサ４と、演算部と、制御部とを備える。ＣＣＤカメラ２は、飛行するゴルフボールＧを上方から撮影する。ＣＣＤカメラ２で得られた画像はフレームごとに記録され、差分ピークホールド処理に供される。この処理により、フレームごとのゴルフボールＧの画素が特定される。ゴルフボールＧの落下は、音センサ４によって検知される。音センサ４は検知後に信号を制御部に送る。制御部は落下の時刻を特定し、この時刻のデータを演算部に送る。演算部は、落下時のフレームデータを抽出し、このフレームデータのゴルフボールＧの像の画素を特定する。この画素に基づき、落下地点ＰｅのＸ−Ｙ座標が算出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、飛行するボールの落下地点を計測するための装置に関する。

ゴルフボールは、ゴルフクラブで打撃されることによって飛行する。ゴルフボールはやがて落下し、地面を転がる。打撃地点から落下地点までの飛距離は、キャリーと称されている。落下地点が把握されることにより、キャリーが算出されうる。キャリーが得られれば、ゴルフボールの性能評価、ゴルフクラブの性能評価及びゴルファーのスイングフォームの診断に有用である。

特開２００１−１４５７１８公報には、発射地点後方のＣＣＤカメラによって得られた画像データと、弾道のサイドに設置された多数のＣＣＤカメラによって得られた画像データとに基づき、ゴルフボールの弾道が計測される装置が開示されている。この方法では、落下地点の検出に多数のカメラが必要である。しかもこの方法では、画像によって落下地点が判定される。この判定には、誤差が生じやすい。この方法では、キャリーは正確には計測されにくい。

特開２００３−４２７１６公報には、飛行するボールを後方から撮影するためのＣＣＤカメラとこのボールを前方から撮影するためのＣＣＤカメラとを備え、これらカメラによって得られた画像に基づき、差分法によってボールの座標を算出する装置が開示されている。この方法では、カメラの光軸が斜め上方に設定されるため、落下地点近傍のゴルフボールが撮影されにくい。落下地点近傍のゴルフボールの撮影ができた場合でも、落下地点の把握は画像に基づいてなされるので、キャリーの正確な計測は困難である。
特開２００１−１４５７１８公報 特開２００３−４２７１６公報

このような事情であるから、キャリーの計測は、落下地点付近に待機する測定者によってなされることが通例である。この計測には、人手がかかる。測定者が飛行中のゴルフボールを見失うこともあり、この場合はキャリーが計測されえない。しかも、作業者にゴルフボールが衝突することを防止する目的で、防護ネット、ヘルメット等の設備が用意されなければならない。

本発明の目的は、飛行するボールの落下地点が正確にかつ簡便に計測されうる装置の提供にある。

本発明に係るボール落下地点の計測装置は、
飛行するボールを上方から撮影するためのカメラと、
このボールの落下を検知するセンサと、
センサによって落下が検知された時点のボール位置を、カメラで得られた画像に基づいて算出する演算部と
を備える。

好ましくは、落下の検知に音センサが用いられる。

好ましくは、演算部によるボール位置の算出は、差分ピークホールド処理によって達成される。

本発明に係るボール落下地点の計測方法は、
（１）飛行するボールを上方から撮影するカメラによって得られた画像データが、フレー ムごとに記録されるステップ、
（２）この画像データに対して、フレーム順に差分ピークホールド処理が行われ、ボール 像のみが残存するフレームデータが得られるステップ、
（３）ボールの落下がセンサによって検知されるステップ
及び
（４）落下時のフレームデータに基づき、落下地点の座標が算出されるステップ
を含む。

この計測装置では、ボールの落下がセンサで検知される。従って、落下の時刻が正確に把握される。一方、落下時のボールの位置は、カメラで得られた画像に基づいて演算部が算出する。この計測は、落下地点の人手を要しない。この装置では、落下地点が正確かつ簡便に計測されうる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係るボール落下地点の計測装置が示された概略構成図である。この装置は、ＣＣＤカメラ２、音センサ４、演算部６及び制御部８を備えている。ＣＣＤカメラ２は、シャッター機能を備えている。音センサ４は、特定の周波数領域にある音又は音量が所定値以上である音を検知する。典型的な音センサは、集音マイクである。演算部６は、コンピュータと周辺機器とを含む。制御部８も、コンピュータと周辺機器とを含む。演算部６と制御部８とが、同一のコンピュータから構成されてもよい。制御部８は、タイマー機能を有する。ボール落下地点計測装置が、図示されていない印字部、表示部等を備えてもよい。

図２は、図１の装置によって落下地点が計測される様子が示された正面図である。この図２において符号Ｇで表されているのはゴルフボールであり、符号Ｔで表されているのはこのゴルフボールＧの弾道である。ゴルフボールＧは、図２において、左から右に向かって飛行する。符号Ｐｓで示されているのはゴルフボールＧの発射地点であり、符号Ｐｅで示されているのはゴルフボールＧの落下地点である。

発射地点Ｐｓのやや後方には、鉛直方向にポール１０が立てられている。ＣＣＤカメラ２は、このポール１０の上方に固定されてる。ＣＣＤカメラ２の光軸は、水平方向に対して下向きに傾斜している。仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ２とに挟まれた領域は、ＣＣＤカメラ２の画角である。図２から明らかなように、ＣＣＤカメラ２は飛行するボールを上方から撮影する。音センサ４は、落下地点Ｐｅの近くに配置されている。

図３は、図２の計測の様子が示された平面図である。図３において左から右へ向かう方向はＸ方向であり、下から上へ向かう方向はＹ方向である。落下地点ＰｅのＸ座標は、発射地点Ｐｓからの飛距離である。落下地点ＰｅのＹ座標は、落下地点Ｐｅの目標方向からのズレである。

図３では、落下地点Ｐｅの近傍に、長方形ＡＢＣＤと、縦横に延びてこの長方形ＡＢＣＤを区画する多数の区画線１２が画かれている。この長方形ＡＢＣＤ及び区画線１２は仮想のものであり、実際の落下地点Ｐｅ近傍には長方形ＡＢＣＤ及び区画線１２は画かれてはいない。点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点ＤのそれぞれのＸ−Ｙ座標は、あらかじめ測定者によって把握されている。

図４は、ＣＣＤカメラ２で得られた画像が示された模式図である。この図４から明らかなように、ＣＣＤカメラ２の画角には、長方形ＡＢＣＤが含まれている。ＣＣＤカメラ２は長方形ＡＢＣＤから離れて位置しているので、図４では長方形ＡＢＣＤが台形に近い形状として撮影されている。

図４に示された画像において、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄのそれぞれは、１つの画素と対応している。点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点ＤのＸ−Ｙ座標は前述のようにあらかじめ把握されているので、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄと各画素との対応に基づき、台形ＡＢＣＤに含まれるすべての画素のＸ−Ｙ座標が算出されうる。換言すれば、画素とＸ−Ｙ座標とは、関連づけがなされうる。

この装置によって落下地点Ｐｅの座標が計測されるには、まずゴルフボールＧが発射される。この発射は、図示されないセンサ（例えばレーザービームセンサ）によって検知される。このセンサはトリガー信号を発する。このトリガー信号は、制御部８によって検知される。検知後に制御部８は、タイマーをスタートさせる。さらに制御部８は、ＣＣＤカメラ２に向けて信号を送信する。この信号を受けたＣＣＤカメラ２によって、画像が撮影される。

制御部８はまた、演算部６に対して画像データの記録を開始するように信号を送信する。信号を受けた演算部６は、ＣＣＤカメラ２によって得られた画像データを、フレーム毎に記録する。記録には、タイムプラスＶＴＲ、デジタルディスクレコーダー、動画ボード等が用いられうる。得られたデータは、画像処理に供される。画像処理では、画像データに対して、フレーム順に差分ピークホールド処理が行われる。具体的には、あるフレームの画素のうち前のフレームからの変化が大きな画素のメモリーがホールドされる。ゴルフボールＧの像は背景よりも白く、濃淡判定で最も白い部分となることから、この画像処理によって背景が消去され、ゴルフボールＧの像のみが残存するフレームデータが得られる。

ゴルフボールＧは、やがて落下する。落下時には、ゴルフボールＧと地面とが衝突する。この衝突により、衝突音が発生する。この衝突音は、音センサ４で検知される。衝突音を検知した音センサ４は、制御部８に向けて信号を発信する。信号を受信した制御部８は、タイマーにより、落下の時刻を特定する。この時刻のデータは、演算部６へと送られる。

データを受けた演算部６は、当該時刻に相当するフレームデータを抽出する。このフレームデータに記録されているゴルフボールＧの像は、落下時のものである。演算部６は、ゴルフボールＧの像の中心の画素を特定する。前述のように、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄと各画素との対応はあらかじめ把握されているので、演算部６は落下地点ＰｅのＸ−Ｙ座標を算出することができる。得られた落下地点Ｐｅの座標と発射地点Ｐｓの座標とに基づき、演算部６は、ゴルフボールＧのキャリー（飛距離）及びズレを算出する。

この計測方法により、ゴルフボールＧの落下地点Ｐｅが計測されうる。この計測方法では、自動的に落下地点Ｐｅが計測されるので、落下地点Ｐｅの近傍に測定者が待機する必要がない。この計測方法は、簡便である。この方法では、人的ミスによる計測誤差が生じない。この方法により、落下地点が正確に計測されうる。

２台以上のカメラでゴルフボールＧが撮影されてもよい。飛行方向の前方又は側方から、ゴルフボールＧが撮影されてもよい。２台以上のセンサで、落下が検知されてもよい。

本発明に係る計測装置は、テニスボール、野球ボール等の種々のボールの落下地点計測に適用されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るボール落下地点の計測装置が示された概略構成図である。 図２は、図１の装置によってゴルフボールの弾道が計測される様子が示された正面図である。 図３は、図１の装置によってゴルフボールの弾道が計測される様子が示された平面図であ 図４は、ＣＣＤカメラで得られた画像が示された模式図である。

符号の説明

２・・・ＣＣＤカメラ
４・・・音センサ
６・・・演算部
８・・・制御部
１０・・・ポール
１２・・・区画線
Ｇ・・・ゴルフボール
Ｔ・・・弾道
Ｐｓ・・・発射地点
Ｐｅ・・・落下地点

Claims (4)

1. 飛行するボールを上方から撮影するためのカメラと、
   このボールの落下を検知するセンサと、
   センサによって落下が検知された時点のボール位置を、カメラで得られた画像に基づいて算出する演算部と
   を備えたボール落下地点の計測装置。
2. 上記センサが音センサである請求項１に記載の計測装置。
3. 上記演算部によるボール位置の算出が差分ピークホールド処理によって達成される請求項１又は２に記載の計測装置。
4. 飛行するボールを上方から撮影するカメラによって得られた画像データが、フレームごとに記録されるステップと、
   この画像データに対して、フレーム順に差分ピークホールド処理が行われ、ボール像のみが残存するフレームデータが得られるステップと、
   ボールの落下がセンサによって検知されるステップと、
   落下時のフレームデータに基づき、落下地点の座標が算出されるステップと
   を含むボール落下地点の計測方法。
   

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