JP5182266B2 - Speed measurement device for moving objects - Google Patents
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Description
本発明は移動体の速度計測装置に関する。 The present invention relates to a moving body speed measurement device.
移動体の速度を計測する方法として、電波や超音波を発信し、移動体からの反射波との周波数変化から速度を算出するドップラー法が広く知られており、野球など、ボールの移動速度を計測する速度計測装置などに用いられている。
しかしながら、この速度計測装置では、ドップラーセンサから出力されるドップラー信号をFFT(高速フーリエ変換)などを用いて解析することにより、一定期間における移動体の平均速度を求めるものである。
そのため、直線的に移動する移動体の速度の計測は行えるが、ゴルフクラブや野球のバットのスイングのように、移動方向が常に変化し、なおかつ加減速を繰り返すような移動体の速度を正確に計測することは困難である。
これに対して、ドップラー法を用いた移動体の速度の計測方法として、速度を測定し続け、先に記憶された速度よりも速い任意の測定速度によって最高速度の記憶値を置き換えることで、速度の最大値を求める方法が開示されている(特許文献1参照)。
また、ドップラー信号の周期データをメモリに蓄積しておき、メモリに蓄積された周期データに基づいて移動体の最高速度を求める方法が開示されている(特許文献2参照)。
As a method for measuring the speed of a moving object, the Doppler method is widely known, in which radio waves and ultrasonic waves are transmitted and the speed is calculated from the frequency change with the reflected wave from the moving object. It is used in speed measuring devices that measure.
However, in this speed measurement device, the average speed of the moving body in a certain period is obtained by analyzing the Doppler signal output from the Doppler sensor using FFT (Fast Fourier Transform) or the like.
Therefore, the speed of a moving body that moves linearly can be measured, but the speed of a moving body that moves constantly and repeats acceleration and deceleration, such as a golf club or baseball bat swing, can be accurately measured. It is difficult to measure.
On the other hand, as a method for measuring the speed of a moving object using the Doppler method, the speed is continuously measured, and the stored value of the maximum speed is replaced by an arbitrary measurement speed faster than the previously stored speed. Has been disclosed (see Patent Document 1).
Further, a method is disclosed in which periodic data of a Doppler signal is accumulated in a memory, and the maximum speed of the moving object is obtained based on the periodic data accumulated in the memory (see Patent Document 2).
しかしながら、これら従来技術は、何れも移動体の最高速度を検出することに留まるものである。
例えば、ゴルフクラブヘッドでゴルフボールを打撃した際におけるゴルフクラブヘッドの速度と、ゴルフボールの初速との両者を計測することを考える。
この場合、ゴルフクラブヘッドの速度については、ゴルフボールを打撃する直前の速度を計測することが適していると考えられる。また、ゴルフボールの初速については、打撃されてから所定期間におけるゴルフボールの平均速度を計測することが適していると考えられる。
したがって、従来技術では、移動体の最高速度を計測することはできるものの、移動体の平均速度を計測する上では不十分なものであった。
特に、ゴルフクラブヘッドでゴルフボールを打撃するといったように2つの移動体が存在する場合には、移動体の特性に応じた速度計測を的確に行うことが求められている。
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、移動体の最高速度と平均速度との双方の計測および表示を的確に行う上で有利な移動体の速度計測装置を提供することにある。
However, any of these conventional techniques is limited to detecting the maximum speed of the moving body.
For example, consider measuring both the speed of the golf club head when the golf ball is hit with the golf club head and the initial speed of the golf ball.
In this case, regarding the speed of the golf club head, it is considered appropriate to measure the speed immediately before hitting the golf ball. Also, regarding the initial velocity of the golf ball, it is considered appropriate to measure the average velocity of the golf ball in a predetermined period after being hit.
Therefore, in the prior art, although the maximum speed of the moving body can be measured, it is insufficient for measuring the average speed of the moving body.
In particular, when there are two moving bodies, such as hitting a golf ball with a golf club head, it is required to accurately measure the speed according to the characteristics of the moving body.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a moving body speed measurement apparatus that is advantageous in accurately measuring and displaying both the maximum speed and the average speed of the moving body. Is to provide.
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、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、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を、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すると共に、前記中間データを予め定められたサンプリング周期でサンプリングする検出部と、前記検出部でサンプリングされた前記中間データを時間経過に従って順番に蓄積する蓄積部と、前記蓄積部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あるいは減少したか否かを判定する判定部と、前記判定部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あるいは減少した時点を境界点とし、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第2期間として設定する期間設定部と、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最高速度としての第1速度データを求める第1演算動作と、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平均速度としての第2速度データを求める第2演算動作とを行う演算部と、前記第1速度データおよび前記第2速度データの双方を表示可能な表示領域を有する表示部と、前記第1速度データおよび前記第2速度データの一方または双方を前記表示領域に表示させる制御部とを備え、前記演算部による前記第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1よりも大きい第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、1よりも大きくかつ前記第1係数よりも小さな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。
また、本発明の移動体の速度計測装置は、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、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を、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すると共に、前記中間データを予め定められたサンプリング周期でサンプリングする検出部と、前記検出部でサンプリングされた前記中間データを時間経過に従って順番に蓄積する蓄積部と、前記蓄積部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ている閾値を上回ったか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果が肯定である場合に、前記変化量の絶対値が前記閾値を上回った時点を境界点とし、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第2期間として設定する期間設定部と、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最高速度としての第1速度データを求める第1演算動作と、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平均速度としての第2速度データを求める第2演算動作とを行う演算部と、前記第1速度データおよび前記第2速度データの双方を表示可能な表示領域を有する表示部と、前記第1速度データおよび前記第2速度データの一方または双方を前記表示領域に表示させる制御部とを備え、前記演算部による前記第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1よりも大きい第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、1よりも大きくかつ前記第1係数よりも小さな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。
In order to achieve the above object, a moving body velocity measuring device of the present invention transmits a transmission wave toward a moving body, receives a reflected wave reflected by the moving body, and has a Doppler frequency. A Doppler sensor that generates a signal, a detection unit that converts the Doppler signal into intermediate data associated with the Doppler frequency, and samples the intermediate data at a predetermined sampling period, and is sampled by the detection unit. The storage unit that sequentially stores the intermediate data as time elapses, and whether the intermediate data stored in the storage unit has increased or decreased by N (N is a natural number of 2 or more) continuously over time. When the determination result by the determination unit and the determination result by the determination unit are affirmative, the number of the intermediate data increases continuously by N. Alternatively, the decreased time is set as the boundary point, the period from the sampling time of the leading data of the intermediate data to the boundary point is set as the first period, and the period from the boundary point to the sampling time of the final data of the intermediate data is set as the second period A period setting unit set as a period, a first calculation operation for obtaining first speed data as a maximum speed based on a minimum value or a maximum value of the intermediate data in the first period, and the intermediate data in the second period And a display unit having a display area capable of displaying both the first speed data and the second speed data, and a second calculation operation for obtaining second speed data as an average speed based on the average value If, one or both of the first speed data and the second speed data and a control unit for displaying on the display area, to the arithmetic unit The second calculation operation is performed on the intermediate data that falls between an upper limit value and a lower limit value predetermined in the second period, and the upper limit value corresponds to the intermediate data corresponding to the first speed data. The data is a value obtained by multiplying a predetermined first coefficient greater than 1, and the lower limit value is greater than 1 and greater than the first coefficient in the intermediate data corresponding to the first speed data. It is a small value and is a value multiplied by a predetermined second coefficient .
In addition, the moving body velocity measuring apparatus of the present invention includes a Doppler sensor that transmits a transmission wave toward the moving body, receives a reflected wave reflected by the moving body, and generates a Doppler signal having a Doppler frequency. The Doppler signal is converted into intermediate data associated with the Doppler frequency, the intermediate data is sampled at a predetermined sampling period, and the intermediate data sampled by the detection unit is converted to time. An accumulator that accumulates in order according to progress, a determination unit that determines whether an absolute value of a change amount per unit time of the intermediate data accumulated in the accumulator exceeds a predetermined threshold; and When the determination result by the determination unit is affirmative, a point in time when the absolute value of the change amount exceeds the threshold is set as a boundary point, and the intermediate data A period setting unit that sets a period from the sampling point of the first data of the data to the boundary point as a first period and a period from the boundary point to the sampling point of the final data of the intermediate data as a second period; A first calculation operation for obtaining first speed data as a maximum speed based on a minimum value or a maximum value of the intermediate data in one period, and a first operation as an average speed based on an average value of the intermediate data in the second period. A calculation unit that performs a second calculation operation for obtaining two speed data, a display unit having a display area capable of displaying both the first speed data and the second speed data, the first speed data, and the second speed data. and a control unit for displaying one or both of the velocity data in the display area, the second arithmetic operation by the arithmetic unit in advance in the second period The intermediate data corresponding to the intermediate value between the upper limit value and the lower limit value determined is set to the intermediate data corresponding to the first speed data. The lower limit value is a value that is greater than 1 and smaller than the first coefficient and is a predetermined second coefficient, the lower limit value being a value multiplied by a coefficient. It is a value obtained by multiplication .
本発明によれば、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、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てそれら最大速度および平均速度を表示するようにした。
したがって、移動体の最大速度と平均速度との双方を1回の計測で的確に得て表示することができ、使用者の利便性の向上を図る上で有利となる。
According to the present invention, a boundary point where a sudden change in the moving speed of the moving object is detected, the first speed data as the maximum speed of the moving speed in the first period before the boundary point, and the second speed after the boundary point. The second speed data as the average speed of the moving speed in the period is obtained and the maximum speed and the average speed are displayed.
Therefore, both the maximum speed and the average speed of the moving body can be accurately obtained and displayed by one measurement, which is advantageous in improving the convenience for the user.
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を備えている。
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ている。
筐体12の上面14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14の前後はそれぞれ筐体12の前部16と後部18とに接続されている。
前部16には後述するアンテナ24(図5)が組み込まれている。
また、上面14に対向する下面には速度計測装置10を三脚などの固定具に取り付けるための雌ねじ(カメラネジ)が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a moving body speed measuring device 10 (hereinafter simply referred to as a speed measuring device 10) includes a
The
The
The front and back of the
An antenna 24 (FIG. 5) described later is incorporated in the
Further, a female screw (camera screw) for attaching the
上面14の前部16寄りには、液晶パネル20がその表示面2002を上方に向けて設けられており、上面14の大半は表示面2002で占有されている。
表示面2002は、第1、第2、第3履歴表示領域2010、2012、2014と、第1表示領域2020と、第2表示領域2022と、第1単位表示領域2030と、第2単位表示領域2032と、計測モード表示領域2040と、バッテリ残量表示領域2050などを含んで構成されている。
Near the
The display surface 2002 includes first, second, and third
第1、第2、第3履歴表示領域2010、2012、2014は、計測された速度の履歴を第1、第2、第3履歴表示領域2010、2012、2014の順番で時系列順に表示するものである。
The first, second, and third
第1表示領域2020、第2表示領域2022は、計測した移動体の速度データを表示するものである。
The
第1単位表示領域2030は、第1表示領域2020に表示された速度の単位を表示するものであり、本実施の形態では、m/s(秒速)、km/h(時速)、MPH(マイル単位の時速)の3種類の表示が選択的になされるものである。
第2単位表示領域2032は、第2表示領域2022に表示された速度の単位を表示するものであり、本実施の形態では、MPH(マイル単位の時速)、m/s(秒速)の2種類の表示が選択的になされるものである。
なお、第1、第2単位表示領域2030、2032に表示されている「%」は、後述するインパクト効率Ipの単位である。
本実施の形態では、液晶パネル20によって特許請求の範囲における「前記第1速度データおよび前記第2速度データの双方を表示可能な表示領域を有する表示部」が構成されている。
表示部は、液晶パネル20に限定されるものではなく、従来公知のさまざまな表示装置が使用可能である。
また、第1表示領域2020と第2表示領域2022によって特許請求の範囲における「前記第1速度データおよび前記第2速度データの双方を表示可能な表示領域」が構成されている。
The first
The second
Note that “%” displayed in the first and second
In the present embodiment, the
The display unit is not limited to the
Further, the
計測モード表示領域2040は、速度計測装置10の3種類の計測モードであるゴルフモード、バットモード、ボールモードを表示するためのものである。
本実施の形態では、計測モード表示領域2040にバットアイコン2040Aとボールアイコン2040Bとが表示される。
すなわち、計測モードがゴルフモードである場合には、バットアイコン2040Aとボールアイコン2040Bとの双方が非表示となる。
また、計測モードがバットモードである場合には、バットアイコン2040Aが表示され、ボールアイコン2040Bが非表示となる。
また、計測モードがボールモードである場合には、バットアイコン2040Aが非表示となり、ボールアイコン2040Bが表示される。
The measurement
In the present embodiment, a
That is, when the measurement mode is the golf mode, both the
When the measurement mode is the bat mode, the
When the measurement mode is the ball mode, the
バッテリ残量表示領域2050は、バッテリの残量に応じて面積が段階的に増減するバッテリアイコン2050Aを表示するためのものである。
The battery remaining
上面14の後部18寄りには、操作スイッチ22が設けられている。
本実施の形態では、操作スイッチ22は、モード選択ボタン2202と、ファンクションボタン2204と、履歴ボタン2206と、電源ボタン2208とを備えている。
モード選択ボタン2202は、速度計測装置10の計測モードをゴルフモード、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。
また、モード選択ボタン2202を長押し(2秒以上)することにより、第1単位表示領域2030に表示される速度の単位を、m/sまたはMPHに選択的に切り替えるためのものである。
ファンクションボタン2204は、履歴されたデータのクリアなどを行うためのものである。
履歴ボタン2206は、履歴されたデータのスクロールなどを行うためのものである。
電源ボタン2208は、電源のオン、オフを行うためのものである。
An
In the present embodiment, the
The
Further, by pressing and holding the mode selection button 2202 (for 2 seconds or longer), the speed unit displayed in the first
The
A
The
次に図5を参照して速度計測装置10の構成について説明する。
速度計測装置10は、前記の液晶パネル20、操作スイッチ22に加えて、アンテナ24、ドップラーセンサ26、信号処理回路28、演算処理機構30を含んで構成されている。
Next, the configuration of the
The
アンテナ24は、ドップラーセンサ26から供給される送信信号に基づいて送信波W1としてのマイクロ波を移動体に向けて送信すると共に、移動体で反射された反射波W2を受信して受信信号をドップラーセンサ26に供給するものである。
なお、図5において符号2は移動体としてのゴルフクラブヘッドを示し、符号4はゴルフクラブを示し、符号6は移動体としてのゴルフボールを示す。
The
In FIG. 5, reference numeral 2 denotes a golf club head as a moving body,
ドップラーセンサ26は、アンテナ24に前記送信信号を供給すると共に、アンテナ24から供給される前記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、前記送信信号の周波数F1と前記受信信号の周波数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26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。
The
The Doppler signal is a signal having a Doppler frequency Fd defined by a frequency F1-F2 that is a difference between the frequency F1 of the transmission signal and the frequency F2 of the reception signal.
Various commercially
For example, a 24 GHz microwave can be used as the transmission signal, and the frequency of the transmission signal is not limited as long as the Doppler signal Sd can be obtained.
ここで、ドップラーセンサ26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=V・F1/c (1)
ただし、V:移動体の速度、c:光速(3・108m/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/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。
Here, the principle of speed detection of the moving body using the
As is conventionally known, the Doppler frequency Fd is expressed by Expression (1).
Fd = F1-F2 = V · F1 / c (1)
Where V: speed of moving object, c: speed of light (3 · 10 8 m / s)
Therefore, when equation (1) is solved for V, equation (2) is obtained.
V = c · Fd / F1 (2)
Therefore, the speed V of the moving body is proportional to the Doppler frequency Fd.
次に、ドップラーセンサ26によってゴルフクラブヘッド2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7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。
Next, measurement results of the Doppler frequency Fd when the golf club head 2 and the
FIG. 7 is a diagram illustrating a result of wavelet analysis of the Doppler signal Sd.
The horizontal axis represents time t (ms), and the vertical axis represents the Doppler frequency Fd (Hz) and the velocity V (m / s) of the moving object.
Such a diagram can be obtained, for example, by sampling the Doppler signal Sd, taking it into a digital oscilloscope and converting it into digital data, and then performing wavelet analysis or continuous FFT analysis on the digital data using a personal computer or the like. .
図7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2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2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2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2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7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。
FIG. 7 shows a process before and after the
The frequency distribution (velocity distribution) indicated by the symbol A indicates the detection result of the Doppler frequency Fd (velocity V) corresponding to the golf club head 2 during the period until the
The frequency distribution (velocity distribution) indicated by the symbol B indicates the detection result of the Doppler frequency Fd (velocity V) corresponding to the
The frequency distribution (velocity distribution) indicated by the symbol C indicates the detection result of the Doppler frequency Fd (speed V) corresponding to the golf club head 2 in the period after the
In the frequency distributions A, B, and C shown in FIG. 7, the portions indicated by hatching have a large intensity of the Doppler signal Sd, and the portions indicated by a solid line have a lower intensity than the portion indicated by the hatching. Is shown.
周波数分布Aは、スウィングされたゴルフクラブヘッド2がドップラーセンサ26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2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2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2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。
従来、ドップラーセンサを用いた移動体の速度計測装置では、このように2つの移動体が同時に移動している場合には、これら複数の周波数分布が混在して検出されることから、2つの移動体の移動速度を特定して計測することは困難である。
The frequency distribution A shows a process in which the golf club head 2 that has been swung is measured from the time when it enters the detection area of the
Further, the frequency distribution C indicates a process in which the golf club head 2 decelerates rapidly by hitting the
Further, the frequency distribution B shows a process in which the
Conventionally, in a moving body velocity measuring apparatus using a Doppler sensor, when two moving bodies are moving at the same time, these two frequency distributions are detected in a mixed manner. It is difficult to specify and measure the moving speed of the body.
本発明者らは図7から次の知見を得た。
(1)ゴルフクラブヘッド2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2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2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2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2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2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7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2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。
本発明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。
The present inventors obtained the following knowledge from FIG.
(1) The moving speed V (Doppler frequency Fd) of the golf club head 2 is greatly reduced by hitting the
That is, the amount of change per unit time of the moving speed V (Doppler frequency Fd) of the golf club head 2 changes greatly when the
The maximum speed of the golf club head 2 (so-called head speed) is the maximum speed of the moving speed V of the golf club head 2 in the period before hitting.
That is, the maximum speed of the golf club head 2 is a moving speed corresponding to the maximum frequency of the Doppler frequency Fd in the frequency distribution A of FIG.
(2) The moving speed V (Doppler frequency Fd) of the
The initial speed of the
(3) Therefore, the maximum speed of the golf club head 2 can be measured by determining the frequency distribution A and obtaining the maximum speed in the frequency distribution A.
Further, the initial velocity of the
Based on such knowledge, the present invention accurately measures the moving speeds of the moving bodies based on the fact that the moving speed changes of the moving bodies have different tendencies and characteristics depending on the moving bodies. .
図5に戻って説明を続ける。
信号処理回路28は、ドップラーセンサ26から供給されるドップラー信号Sdを増幅し、予め定められた閾値を基準としてローレベルとハイレベルとの2値をとる2値化信号に変換するものである。
したがって、ドップラー信号Sdの周期は2値化信号の周期に対応することになり、言い換えると、ドップラー信号Sdの周波数は2値化信号の周波数に対応することになる。
Returning to FIG.
The
Therefore, the period of the Doppler signal Sd corresponds to the period of the binarized signal, in other words, the frequency of the Doppler signal Sd corresponds to the frequency of the binarized signal.
演算処理機構30は、信号処理回路28から供給される増幅された2値化データを入力して種々の処理を行うことにより、移動体の速度を算出するものである。
本実施の形態では、演算処理機構30は、マイクロコンピュータ32によって構成されている。
マイクロコンピュータ32は、CPU32A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ROM32B、RAM32C、インターフェース32D、表示用ドライバ32Eなどを含んで構成されている。
ROM32BはCPU32Aが実行する速度計測用プログラムなどを格納し、RAM32C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32Dは、信号処理回路28から供給される2値化信号を入力してCPU32Aに供給し、また、操作スイッチ22からの操作信号を受け付けてCPU32Aに供給するものである。
表示用ドライバ32EはCPU32Aの制御に基づいて液晶パネル20を駆動するものである。
The arithmetic processing mechanism 30 calculates the speed of the moving body by inputting the amplified binarized data supplied from the
In the present embodiment, the arithmetic processing mechanism 30 is configured by a microcomputer 32.
The microcomputer 32 includes a
The
The interface 32D receives the binarized signal supplied from the
The
図6はマイクロコンピュータ32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32は、機能的には、検出部34と、蓄積部36と、判定部38と、期間設定部40と、演算部42と、制御部44とを含んで構成されている。
また、検出部34と、判定部38と、期間設定部40と、演算部42と、制御部44とは、CPU32Aが前記速度計測用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。
FIG. 6 is a block diagram of the
Functionally, the microcomputer 32 includes a
The
検出部34は、信号処理回路28から供給される2値化信号をドップラー周波数Fdに対応付けられた中間データに変換すると共に、中間データを予め定められたサンプリング周期でサンプリングするものである。
本実施の形態では、検出部34は、2値化信号の周期をカウンタを用いて計数することにより2値化信号の周期を中間データとして生成する。
言い換えると、検出部34は、ドップラー信号Sdの周期をカウントすることにより時系列データとしての周期データを得ることにより、この周期データをドップラー周波数Fdに対応付けられた中間データとして生成する。
したがって、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。
The
In the present embodiment, the
In other words, the
Therefore, the value of the intermediate data and the Doppler frequency Fd are inversely proportional.
本実施の形態では、信号処理回路28と検出部34によって特許請求の範囲における「ドップラー信号を、ドップラー周波数に対応付けられた中間データに変換すると共に、中間データを予め定められたサンプリング周期でサンプリングする検出部」が構成されている。
なお、本実施の形態では、ドップラー周波数Fdに対応付けられた中間データが周期のデータである場合について説明するが、中間データはドップラー周波数Fdを表す周波数のデータであってもよい。
しかしながら、中間データとして周波数のデータを用いる場合には、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。
In this embodiment, the
In the present embodiment, the case where the intermediate data associated with the Doppler frequency Fd is periodic data will be described. However, the intermediate data may be frequency data representing the Doppler frequency Fd.
However, when frequency data is used as the intermediate data, there are disadvantages in that the configuration of the processing circuit becomes complicated and the processing time becomes long, such as FFT conversion as signal processing. On the other hand, when the period data is used as the intermediate data as in the present embodiment, the configuration of the processing circuit is simplified, which is advantageous for shortening the processing time.
蓄積部36は、検出部34でサンプリングされた中間データを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、記憶手段としてのRAM32Cで構成されている。
The accumulating
判定部38は、蓄積部36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2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2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2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、判定部38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2がゴルフボール6を打撃すると、ヘッド速度が5〜10m/s程度減速する。
The
In the present embodiment, since the intermediate data indicates a cycle, it is determined whether or not the number of intermediate data has increased continuously over time (N is a natural number of 2 or more) as time passes. It is determined whether or not the speed has suddenly decreased.
That is, when the moving body is the two moving bodies of the golf club head 2 and the
In other words, the
When the golf club head 2 hits the
また、判定部38として次の構成も採用してもよい。
すなわち、判定部38は、蓄積部36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、判定部38が前記のように蓄積部36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。
Further, the following configuration may be adopted as the
That is, the
However, if the
期間設定部40は、判定部38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、期間設定部40は、図7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。
期間設定部40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、判定部38が、蓄積部36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、期間設定部40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。
The
That is, as shown in FIG. 7, the
The
Note that the
演算部42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7)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、演算部42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7)を求める第1演算動作を行う。
また、演算部42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7)を求める第2演算動作を行う。
本実施の形態では、演算部42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DHと下限値DLとの間に該当する中間データに対してなされる。
上限値DH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DL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。
このように演算部42による第2演算動作を、上限値DHと下限値DL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。
The
In the present embodiment, since the intermediate data indicates a cycle, the
Further, the
In this embodiment, the second arithmetic operation by the
The upper limit value DH is a value obtained by multiplying intermediate data corresponding to the first speed data V1 by a predetermined first coefficient k1, and the lower limit value DL is set to intermediate data corresponding to the first speed data V1. , A value that is smaller than the first coefficient k1 and multiplied by a predetermined second coefficient k2.
The first coefficient k1 and the second coefficient k2 can be set between 1.1 and 1.9, for example.
Thus the second arithmetic operation by the
また、演算部42は、判定部38による判定結果が否定である場合に、蓄積部36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。
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、演算部42は、判定部38による判定結果が否定である場合に、蓄積部36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。
In addition, when the determination result by the
In the present embodiment, since the intermediate data is periodic data, the
また、演算部42は、判定部38による判定結果が否定である場合に、蓄積部36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。
In addition, when the determination result by the
操作スイッチ22のうちモード選択スイッチ2202(図1)は、ゴルフモード、バットモード(特許請求の範囲の第1計測モードに相当)、ボールモード(特許請求の範囲の第2計測モードに相当)の何れかの計測モードを制御部44に設定する操作を受け付けるものである。
本実施の形態では、操作スイッチ22によって特許請求の範囲における「前記制御部に対して計測モードを設定するための操作部」が構成されている。
Of the operation switches 22, a mode selection switch 2202 (FIG. 1) is for a golf mode, a bat mode (corresponding to a first measurement mode in claims), and a ball mode (corresponding to a second measurement mode in claims). An operation for setting one of the measurement modes to the
In the present embodiment, the
制御部44は、モード選択スイッチ2202が受け付けた操作に応じて演算部42を制御して第1乃至第4演算動作を実行させる。
また、制御部44は、第1乃至第4速度データV1乃至V4を第1表示領域2020、第2表示領域2022に表示させる。
本実施の形態では、第1速度データV1を第1表示領域2020に表示させ、第2速度データV2を第2表示領域2022に表示させ、また、第3速度データV3、第4速度データV4を第1表示領域2020に表示させる。
本実施の形態では、制御部44によって特許請求の範囲の「制御部」が構成されている。
The
Further, the
In the present embodiment, the first speed data V1 is displayed in the
In the present embodiment, the
第1、第2、第3履歴表示領域2010、2012、2014について説明する。
制御部44は、第1、第2表示領域2020、2022に表示された速度データを記憶部としてのRAM32Cに時系列順に記憶している。
制御部44は、RAM32Cに記憶されている速度データを最新のものから3つずつ読み出して第1、第2、第3履歴表示領域2010、2012、2014に時系列順に表示させる。
第1、第2、第3履歴表示領域2010、2012、2014に表示させる速度データとして第1乃至第4速度データV1乃至V4の何れを用いるかは適宜設定される。
The first, second, and third
The
The
Which of the first to fourth speed data V1 to V4 is used as speed data to be displayed in the first, second, and third
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2とゴルフボール6との2つの移動体であり、ゴルフクラブヘッド2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8はゴルフクラブヘッド2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9はゴルフクラブヘッド2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。
Next, the operation of the
First, a case where the moving body is two moving bodies of the golf club head 2 and the
FIG. 8 is a plan view for explaining an installation state of the
図9に示すように、まず、使用者は、モード選択ボタン2202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、制御部42は、モード選択ボタン2202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。
なお、この場合、制御部42が液晶パネル20を制御することにより、図2に示すように、計測モード表示領域2040におけるバットアイコン2040Aおよびボールアイコン2040Bの双方が非表示であり、ゴルフモードであることが表示されている。
As shown in FIG. 9, first, the user operates the
In this case, when the
次に、使用者は、図8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をその前部16をゴルフボール6に向けて設置する。
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24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2に当たり、反射波W2がアンテナ24に受信可能な状態となる。
Next, as shown in FIG. 8, the user places the
The
Thereby, the transmission wave W1 transmitted from the
次に、使用者がゴルフクラブ4を把持してスウィングしてゴルフクラブヘッド2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2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26で受信され、ドップラーセンサ26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、信号処理回路28によって2値化信号に変換されたのち、検出部34によっ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され、この中間データがサンプリングされ、時系列データとして蓄積部36に蓄積される(ステップS14)。
Next, when the user grips and swings the
Specifically, the transmission wave W1 is reflected by the golf club head 2 and the
The Doppler signal Sd is converted into a binary signal by the
次に、判定部38は、蓄積部36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、期間設定部40によって、蓄積部36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が演算部42を制御することで、演算部42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)。
制御部44は、図2に示すように、第1速度データV1をヘッド速度として第1表示領域2020に表示させ、第2速度データV2をボール初速として第2表示領域2022に表示させ(ステップS24)、計測動作を終了する。
なお、ゴルフモードの場合、予め制御部44によって、第1単位表示領域2030、第2単位表示領域2032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。
Next, the
If step S16 is positive, the
Next, when the golf mode is set in step S10, the
As shown in FIG. 2, the
In the golf mode, the speed unit displayed in the first
一方、ステップS16が否定ならば、演算部42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4をスウィングしているが、ゴルフクラブヘッド2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、ゴルフクラブへッド2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、制御部44は、第3速度データV3をヘッド速度として第1表示領域2020に表示させ(ステップS24)、計測動作を終了する。
この場合、制御部44は、第2表示領域2022にはゼロ表示を行わせ、ゴルフボール6の初速の計測がなされていないことを表示する。
On the other hand, if step S16 is negative, the
That is, if step S16 is negative, the
Therefore, in this case, only the third speed data V3 as the head speed of the golf club head 2 may be measured and displayed.
Next, the
In this case, the
本例では、第1、第2速度データV1、V2の双方を第1、第2表示領域2020、2022に同時に表示させる場合について説明したが、第1、第2速度データV1、V2の何れか一方のみを表示させるようにしてもよい。
すなわち、制御部44に対して表示モードを設定するための操作スイッチ22(操作部に相当)を設ける。
制御部44は、操作部が操作されることにより表示モードとして第1表示モードが設定されると、制御部44は、第1速度データV1および第2速度データV2の双方を表示領域に表示させる。
制御部44は、操作部が操作されることにより表示モードとして第2表示モードが設定されると、制御部44は、第1速度データV1のみを表示領域に表示させる。
制御部44は、操作部が操作されることにより表示モードとして第3表示モードが設定されると、制御部44は、第2速度データのみを表示領域に表示させる。
このようにすると、使用者が必要とする速度データを的確に表示する上で有利となる。
In this example, the case where both the first and second speed data V1 and V2 are simultaneously displayed in the first and
That is, an operation switch 22 (corresponding to the operation unit) for setting the display mode is provided for the
When the first display mode is set as the display mode by operating the operation unit, the
When the second display mode is set as the display mode by operating the operation unit, the
When the third display mode is set as the display mode by operating the operation unit, the
This is advantageous for accurately displaying the speed data required by the user.
なお、制御部44によって初速効率Rを算出して第1速度データV1と共に液晶パネル20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と共に液晶パネル20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)
The initial speed efficiency R may be calculated by the
Here, the initial speed efficiency R corresponds to the ratio of the second speed data V2 to the first speed data V1, as shown by the equation (3).
R = (V2 / V1) (3)
Further, as shown in the equation (4), the ratio of the initial speed efficiency R to the predetermined maximum value Rm (theoretical maximum efficiency) of the initial speed efficiency R is calculated as the impact efficiency Ip, and this impact efficiency Ip is calculated as the first speed. You may make it display on the
Ip = (R / Rm) × 100 (%) (4)
Examples of numerical values are as follows.
V1: 40 m / s, V2: 60 m / s, R: 1.5, Ip: 100%
V1: 40 m / s, V2: 55 m / s, R: 1.38, Ip: 92%
(However, Rm = 1.5)
すなわち、制御部44によって第1速度データV1を第1表示領域2020、第2表示領域2022の一方に、初速効率Rあるいはインパクト効率Ipを第1表示領域2020、第2表示領域2022の他方に表示させればよい。この場合、初速効率Rは無次元であるため%表示を行わず、インパクト効率Ipについては%表示とする。
That is, the
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の動作を示すフローチャートである。
Next, a case where the moving body is a baseball bat or the like and the
However, in this example, a case where a baseball ball placed on a tee is hit with a baseball bat as in tee batting will be described.
FIG. 10 is a plan view illustrating an installation state of the
図10に示すように、まず、使用者は、モード選択ボタン2202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、制御部42は、モード選択ボタン2202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)。
なお、この場合、制御部42が液晶パネル20を制御することにより、図3に示すように、計測モード表示領域2040におけるバットアイコン2040Aが表示され、ボールアイコン2040Bが非表示であり、バットモードであることが表示されている。
As shown in FIG. 10, first, the user operates the
In this case, when the
次に、使用者は、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をその前部16をボール52に向けて設置する。
速度計測装置10は、三脚などの固定具を介して設置する。
これにより、アンテナ24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24に受信可能な状態となる。
Next, as shown in FIG. 10, the user moves, for example, 1.5 m to 2 m from the
The
As a result, the transmission wave W1 transmitted from the
次に、使用者がバット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26で受信され、ドップラーセンサ26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9のステップS14、S16と同様であるため説明を省略する。
Next, when the user grips and swings the
Specifically, the transmission wave W1 is reflected by the
In the following, the processes in steps S114 and S116 are the same as steps S14 and S16 in FIG.
ステップS116が否定ならば、演算部42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、制御部44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第1表示領域2020に表示させ、第2表示領域2022をゼロ表示とし(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、予め制御部44によって、第1単位表示領域2030に表示される速度の単位はkm/hに設定されている。
If step S116 is negative, the
Next, as in the case of FIG. 3, the
In the bat mode, the speed unit displayed in the first
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9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、制御部44は、図3に示すように、第1速度データV1をスウィング速度として第1表示領域2020に表示させ、第2表示領域2022をゼロ表示とし(ステップS122)、計測動作を終了する。
On the other hand, if step S116 is positive, steps S118 and S120 are executed. The processing in steps S118 and S120 is the same as that in steps S18 and S20 in FIG.
Next, as shown in FIG. 3, the
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、蓄積部36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を第1表示領域2020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。
The determination in step S116 will be described in more detail.
When a microwave is used as the transmission wave W1, a reflected wave W2 is generated in the
For this reason, the Doppler signal Sd generated by the reflected wave W2 from the
However, when the Doppler signal generated by the reflected wave W2 from the
As described above, when the third speed data V3 is obtained using the intermediate data including the error, the accuracy of the third speed data V3 is lowered.
Therefore, when step S116 is affirmative, the first speed data V1 is measured using only the intermediate data of the first period ΔT1, and the first speed data V1 is displayed in the
なお、本実施の形態では、ステップS128において第2表示領域2022をゼロ表示とする場合について説明したが、次のような計数動作を行うようにしてもよい。
すなわち、制御部44は、第1速度データV1および第2速度データV2の双方または一方を前記の表示領域に表示させるごとに計測回数を計数する。例えば、制御部44は、計数カウンタをインクリメントすることで計測回数を計数する。
そして、制御部44は、計数した計測回数を液晶パネル20(例えば第2表示領域2022)に計測回数(この場合はバットのスウィング回数)として表示させる。
この場合、計数動作のリセットは、電源のオフによってなされてもよいし、制御部44が操作スイッチ22によるリセット操作を受けることによってなされてもよい。
このようにすると、使用者はバットのスウィング回数を視認することができ使い勝手を高める上で有利となる。
なお、このような計数動作、スウィング回数の表示動作は、計測モードがゴルフモード、バットモード、ボールモードの何れに設定されている場合にも行うようにしてもよい。
したがって、計測モードが後述するボールモードに設定されている場合は、制御部44は、計数した計測回数を、シュート回数として液晶パネル20に表示させることになる。
In the present embodiment, the case where the
That is, the
Then, the
In this case, the counting operation may be reset by turning off the power supply or by the
In this way, the user can visually recognize the number of swings of the bat, which is advantageous in improving usability.
Such counting operation and swing count display operation may be performed when the measurement mode is set to any of the golf mode, the bat mode, and the ball mode.
Therefore, when the measurement mode is set to a ball mode described later, the
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によって足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60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13はサッカー用のボール60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。
Next, a case where the moving body is a soccer ball and the speed of the ball shot with the foot by the
FIG. 12 is a plan view for explaining an installation state of the
図13に示すように、まず、使用者は、モード選択ボタン2202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、制御部42は、モード選択ボタン2202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)。
なお、この場合、制御部42が液晶パネル20を制御することにより、図4に示すように、計測モード表示領域2040におけるバットアイコン2040Aが非表示であり、ボールアイコン2040Bが表示され、ボールモードであることが表示されている。
As shown in FIG. 13, first, the user operates the
In this case, when the
次に、使用者は、図12に示すように、ボール60のシュート方向と直交する方向においてボール60から例えば約30cm以内に離間した箇所に、速度計測装置10をその前部16をシュート方向と平行する前方に向けて設置する。
速度計測装置10は、地面の上に載置するか、あるいは、三脚などの固定具を介して地面に設置する。
これにより、アンテナ24から送出された送信波W1がボール60に当たり、反射波W2がアンテナ24に受信可能な状態となる。
Next, as shown in FIG. 12, the user places the
The
As a result, the transmission wave W1 transmitted from the
次に、使用者が足によってボール60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が使用者の足およびボール52に反射され、反射波W2がドップラーセンサ26で受信され、ドップラーセンサ26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9のステップS14、S16と同様であるため説明を省略する。
Next, when the user kicks out the
Specifically, the transmission wave W1 is reflected by the user's foot and the
Hereinafter, steps S214 and S216 are the same as steps S14 and S16 in FIG.
ステップS216が否定ならば、演算部42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、制御部44は、図4の場合と同様に、第4速度データV4をボール速度として第1表示領域2020に表示させ、第2表示領域2022をゼロ表示とし(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、予め制御部44によって、第1単位表示領域2030に表示される速度の単位はkm/hに設定されている。
If step S216 is negative, the
Next, as in the case of FIG. 4, the
In the ball mode, the speed unit displayed in the first
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9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、制御部44は、図4に示すように、第2速度データV2をボール速度として第1表示領域2020に表示させ、第2表示領域2022をゼロ表示とし(ステップS224)、計測動作を終了する。
On the other hand, if step S216 is positive, steps S218 and S220 are executed.
The processing in steps S218 and S220 is the same as that in steps S18 and S22 in FIG.
Next, as shown in FIG. 4, the
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60では反射波W2が発生するのに対して、通常、使用者の足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、蓄積部36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を第1表示領域2020に表示させている。これにより、足の影響を除いたボール60の速度を正確に計測して表示させることができる。
The determination in step S216 will be described in more detail.
When the microwave is used as the transmission wave W1, the reflected wave W2 is generated in the
For this reason, the Doppler signal Sd generated by the reflected wave W2 from the foot is not recognized as a valid signal in the
However, when the Doppler signal generated by the reflected wave W2 from the foot is recognized as a valid signal by the
As described above, when the fourth speed data V4 is obtained using the intermediate data including the error, the accuracy of the fourth speed data V4 is lowered.
Therefore, when step S216 becomes affirmative, the second speed data V2 is measured using only the intermediate data in the second period ΔT2, and the second speed data V2 is displayed in the
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、バレーボールや野球のボールなど任意である。
In the present embodiment, a baseball bat and a ball have been described as examples in the bat mode. However, a mobile object to be measured is arbitrary, such as tennis or a badminton racket.
In the case of the ball mode, a soccer ball has been described as an example. However, a mobile object to be measured is arbitrary such as a volleyball or a baseball.
以上説明したように本実施の形態によれば、ドップラーセンサによって得られるドップラー信号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する。そして、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てそれら最大速度および平均速度を表示するようにした。
したがって、移動体の最大速度と平均速度との双方を1回の計測で的確に得て表示することができ、使用者の利便性の向上を図る上で有利となる。
特に、ゴルフクラブヘッドでゴルフボールを打撃するといったように2つの移動体が存在する場合に、ゴルフクラブヘッドのヘッド速度とゴルフボールの初速との双方を1回の計測で的確に得ることができるため、使用者の利便性の向上を図る上で有利となる。
As described above, according to the present embodiment, a boundary point where a sudden change in the moving speed of the moving body is detected based on the Doppler signal obtained by the Doppler sensor. Then, the first speed data as the maximum speed of the movement speed in the first period before the boundary point and the second speed data as the average speed of the movement speed in the second period after the boundary point are obtained, and the maximum speed and The average speed is displayed.
Therefore, both the maximum speed and the average speed of the moving body can be accurately obtained and displayed by one measurement, which is advantageous in improving the convenience for the user.
In particular, when there are two moving bodies such as hitting a golf ball with a golf club head, both the head speed of the golf club head and the initial speed of the golf ball can be accurately obtained by a single measurement. Therefore, it is advantageous in improving user convenience.
また、最大速度(第1速度データ)と、平均速度(第2速度データ)との一方または双方を表示することができるので、使用者が必要とする速度データを的確に表示する上で有利となる。 Further, since one or both of the maximum speed (first speed data) and the average speed (second speed data) can be displayed, it is advantageous in accurately displaying the speed data required by the user. Become.
2……ゴルフクラブヘッド、6……ゴルフボール、10……速度計測装置、20……液晶パネル、2020……第1表示領域、2022……第2表示領域、22……操作スイッチ、26……ドップラーセンサ、28……信号処理回路、34……検出部、36……蓄積部、38……判定部、40……期間設定部、42……演算部、44……制御部、50……野球用のバット、52……野球用のボール、60……サッカー用のボール、t0……境界点、ΔT1……第1期間、ΔT2……第2期間、W1……送信波、W2……反射波、Fd……ドップラー周波数、Sd……ドップラー信号、V1……第1速度データ、V2……第2速度データ、V3……第3速度データ、V4……第4速度データ、DH……上限値、DL……下限値、k1……第1係数、k2……第2係数。
2 ... Golf club head, 6 ... Golf ball, 10 ... Speed measuring device, 20 ... Liquid crystal panel, 2020 ... First display area, 2022 ... Second display area, 22 ... Operation switch, 26 ... ...
Claims (10)
前記ドップラー信号を、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すると共に、前記中間データを予め定められたサンプリング周期でサンプリングする検出部と、
前記検出部でサンプリングされた前記中間データを時間経過に従って順番に蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部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あるいは減少したか否かを判定する判定部と、
前記判定部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あるいは減少した時点を境界点とし、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第2期間として設定する期間設定部と、
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最高速度としての第1速度データを求める第1演算動作と、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平均速度としての第2速度データを求める第2演算動作とを行う演算部と、
前記第1速度データおよび前記第2速度データの双方を表示可能な表示領域を有する表示部と、
前記第1速度データおよび前記第2速度データの一方または双方を前記表示領域に表示させる制御部とを備え、
前記演算部による前記第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1よりも大きい第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、1よりも大きくかつ前記第1係数よりも小さな値であって予め定められた第2係数を乗じた値である、
ことを特徴とする移動体の速度計測装置。 A Doppler sensor that transmits a transmission wave toward the mobile body, receives a reflected wave reflected by the mobile body, and generates a Doppler signal having a Doppler frequency;
A detector that converts the Doppler signal into intermediate data associated with the Doppler frequency, and samples the intermediate data at a predetermined sampling period;
An accumulator that accumulates the intermediate data sampled by the detector in order according to the passage of time;
A determination unit that determines whether the intermediate data stored in the storage unit has increased or decreased continuously over time (N is a natural number of 2 or more) over time;
When the determination result by the determination unit is affirmative, a time point from the sampling time of the leading data of the intermediate data to the boundary point is defined as a boundary point when the numerical value of the intermediate data continuously increases or decreases by N A period setting unit that sets a period from the boundary point to the last data sampling time of the intermediate data as a second period,
A first calculation operation for obtaining first speed data as a maximum speed based on a minimum value or a maximum value of the intermediate data in the first period, and an average speed based on an average value of the intermediate data in the second period A calculation unit that performs a second calculation operation to obtain the second speed data of
A display unit having a display area capable of displaying both the first speed data and the second speed data;
A controller that displays one or both of the first speed data and the second speed data in the display area ;
The second calculation operation by the calculation unit is performed on the intermediate data that falls between an upper limit value and a lower limit value determined in advance in the second period,
The upper limit value is a value obtained by multiplying the intermediate data corresponding to the first speed data by a first coefficient larger than a predetermined one,
The lower limit value is a value obtained by multiplying the intermediate data corresponding to the first speed data by a predetermined second coefficient that is greater than 1 and smaller than the first coefficient.
A moving body speed measuring device characterized by the above.
前記ドップラー信号を、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すると共に、前記中間データを予め定められたサンプリング周期でサンプリングする検出部と、
前記検出部でサンプリングされた前記中間データを時間経過に従って順番に蓄積する蓄積部と、
前記蓄積部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ている閾値を上回ったか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果が肯定である場合に、前記変化量の絶対値が前記閾値を上回った時点を境界点とし、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第2期間として設定する期間設定部と、
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最高速度としての第1速度データを求める第1演算動作と、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平均速度としての第2速度データを求める第2演算動作とを行う演算部と、
前記第1速度データおよび前記第2速度データの双方を表示可能な表示領域を有する表示部と、
前記第1速度データおよび前記第2速度データの一方または双方を前記表示領域に表示させる制御部とを備え、
前記演算部による前記第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1よりも大きい第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、1よりも大きくかつ前記第1係数よりも小さな値であって予め定められた第2係数を乗じた値である、
ことを特徴とする移動体の速度計測装置。 A Doppler sensor that transmits a transmission wave toward the mobile body, receives a reflected wave reflected by the mobile body, and generates a Doppler signal having a Doppler frequency;
A detector that converts the Doppler signal into intermediate data associated with the Doppler frequency, and samples the intermediate data at a predetermined sampling period;
An accumulator that accumulates the intermediate data sampled by the detector in order according to the passage of time;
A determination unit that determines whether or not the absolute value of the amount of change per unit time of the intermediate data stored in the storage unit exceeds a predetermined threshold;
When the determination result by the determination unit is affirmative, a time point when the absolute value of the change amount exceeds the threshold value is defined as a boundary point, and a period from the sampling time point of the leading data of the intermediate data to the boundary point is defined as A period setting unit that sets a period from the boundary point to the sampling time of the final data of the intermediate data as a second period,
A first calculation operation for obtaining first speed data as a maximum speed based on a minimum value or a maximum value of the intermediate data in the first period, and an average speed based on an average value of the intermediate data in the second period A calculation unit that performs a second calculation operation to obtain the second speed data of
A display unit having a display area capable of displaying both the first speed data and the second speed data;
A controller that displays one or both of the first speed data and the second speed data in the display area ;
The second calculation operation by the calculation unit is performed on the intermediate data that falls between an upper limit value and a lower limit value determined in advance in the second period,
The upper limit value is a value obtained by multiplying the intermediate data corresponding to the first speed data by a first coefficient larger than a predetermined one,
The lower limit value is a value obtained by multiplying the intermediate data corresponding to the first speed data by a predetermined second coefficient that is greater than 1 and smaller than the first coefficient.
A moving body speed measuring device characterized by the above.
前記制御部は、前記操作部が操作されることにより前記表示モードとして第1表示モードが設定されると、前記制御部は、前記第1速度データおよび前記第2速度データの双方を前記表示領域に表示させ、
前記制御部は、前記操作部が操作されることにより前記表示モードとして第2表示モードが設定されると、前記制御部は、前記第1速度データのみを前記表示領域に表示させ、
前記制御部は、前記操作部が操作されることにより前記表示モードとして第3表示モードが設定されると、前記制御部は、前記第2速度データのみを前記表示領域に表示させる、
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 An operation unit for setting a display mode for the control unit;
When the first display mode is set as the display mode by operating the operation unit, the control unit displays both the first speed data and the second speed data in the display area. Displayed on the
When the second display mode is set as the display mode by operating the operation unit, the control unit displays only the first speed data in the display area,
When the third display mode is set as the display mode by operating the operation unit, the control unit displays only the second speed data in the display area.
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 The display area includes a first display area for displaying the first speed data and a second display area for displaying the second speed data.
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
前記制御部は、前記操作部が操作されることにより前記計測モードとして第1計測モードが設定されると、前記制御部は、前記判定部による前記判定結果が否定である場合に、前記蓄積部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演算動作を前記演算部に行わせると共に、前記第3速度データを前記表示領域に表示させ、前記制御部は、前記判定部による前記判定結果が肯定である場合に、前記第1速度データを前記表示領域に表示させる、
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 An operation unit for setting a measurement mode for the control unit;
When the first measurement mode is set as the measurement mode by operating the operation unit, the control unit is configured to store the storage unit when the determination result by the determination unit is negative. And causing the calculation unit to perform a third calculation operation for obtaining third speed data as a maximum speed based on the minimum value or the maximum value of all the intermediate data accumulated in the display area, and the third speed data in the display area And when the determination result by the determination unit is affirmative, the control unit displays the first speed data in the display area.
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
前記制御部は、前記操作部が操作されることにより前記計測モードとして第2計測モードが設定されると、前記制御部は、前記判定部による前記判定結果が否定である場合に、前記蓄積部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演算動作を前記演算部に行わせると共に、前記第4速度データを前記表示領域に表示させ、前記制御部は、前記判定部による前記判定結果が肯定である場合に、前記第2速度データを前記表示領域に表示させる、
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 An operation unit for setting a measurement mode for the control unit;
When the second measurement mode is set as the measurement mode by operating the operation unit, the control unit is configured to store the storage unit when the determination result by the determination unit is negative. The calculation unit is caused to perform a fourth calculation operation for obtaining fourth speed data as an average speed based on an average value of all the intermediate data accumulated in the display, and the fourth speed data is displayed in the display area. The control unit displays the second speed data in the display area when the determination result by the determination unit is affirmative.
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 The transmission wave is a microwave;
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 The control unit calculates a ratio of the second speed data to the first speed data as an initial speed efficiency, and displays the initial speed efficiency in the display area.
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 The control unit calculates a ratio of the second speed data to the first speed data as an initial speed efficiency, calculates a ratio of the initial speed efficiency to a predetermined maximum initial speed efficiency as an impact efficiency, Display efficiency in the display area;
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項1または2記載の移動体の速度計測装置。 The control unit counts the number of times of measurement every time one or both of the first speed data and the second speed data are displayed in the display area, and displays the counted number of times of measurement in the display area.
The speed measuring apparatus for a moving body according to claim 1 or 2, wherein
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