JP6829372B2 - Shooting device and shooting control method - Google Patents

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Description

本発明は、物体を撮影する撮影装置および撮影制御方法に関する。 The present invention relates to a photographing device for photographing an object and a photographing control method.

従来、ゴルフボールなどの移動体の挙動を計測する方法として、撮影装置（カメラ）で撮影した画像を用いる方法が知られている。
ここで、高速で移動する移動体を撮影するためには、撮影装置の撮影範囲内に移動体が入ったことを認識する手段が必要となる。このような通過認識手段としては、例えば光学式センサが広く用いられている。
光学式センサを用いた移動体の撮影方法の一例（第１の方法）として、打撃具による打撃により移動を開始する球技用ボールを撮影する場合に、打撃具の移動経路上（打撃直前位置など）に光学式センサの検出範囲を設定し、打撃具の通過をトリガとして撮影を行う方法がある。
また、例えば第２の方法として、打撃後の球技用ボールの予測移動経路上に光学式センサの検出範囲を設定し、球技用ボールの通過をトリガとして撮影を行う方法がある。
また、例えば第３の方法として、打撃前の球技用ボールの固定位置（ゴルフのティー上など）に反射型光学式センサの検出範囲を設定し、球技用ボールが固定位置から退去したことをトリガとして撮影を行う方法がある。 Conventionally, as a method of measuring the behavior of a moving object such as a golf ball, a method of using an image taken by a photographing device (camera) is known.
Here, in order to photograph a moving body moving at high speed, a means for recognizing that the moving body has entered the shooting range of the photographing device is required. As such a passage recognition means, for example, an optical sensor is widely used.
As an example of a method of photographing a moving object using an optical sensor (first method), when photographing a ball for ball games that starts moving by hitting with a hitting tool, the movement path of the hitting tool (position immediately before hitting, etc.) ), The detection range of the optical sensor is set, and the passing of the striking tool is used as a trigger to take a picture.
Further, for example, as a second method, there is a method in which the detection range of the optical sensor is set on the predicted movement path of the ball game ball after hitting, and shooting is performed by using the passage of the ball game ball as a trigger.
Further, for example, as a third method, a detection range of the reflective optical sensor is set at a fixed position of the ball game ball before hitting (on a golf tee, etc.), and a trigger is triggered when the ball game ball moves out of the fixed position. There is a way to shoot as.

上記第３の方法を用いた技術の一例として、例えば下記特許文献１では、練習者によるゴルフスイングを連続的に撮影するとともに、ボールセンサによりティー上のゴルフボールの有無を検出する。そして、撮影開始後ティー上にゴルフボールがなくなったことを検出すると、トリガ信号を出力し、トリガ信号の出力から所定時間経過後に撮影を停止するスイング解析システムが開示されている。 As an example of the technique using the third method, for example, in Patent Document 1 below, a golf swing by a practitioner is continuously photographed, and the presence or absence of a golf ball on the tee is detected by a ball sensor. Then, a swing analysis system that outputs a trigger signal when it detects that the golf ball has disappeared on the tee after the start of shooting and stops shooting after a lapse of a predetermined time from the output of the trigger signal is disclosed.

特開平５−１５６２８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-15628

しかしながら、第１の方法のように光学式センサで打撃具を検知する場合には、打撃具の通過位置とカメラの撮影範囲（球技用ボールの移動経路）との間に距離があるため、移動速度などを算出して撮影タイミングを調整する機構が必要となるという課題がある。
また、第２の方法のように光学式センサで移動体である球技用ボールの通過を認識する場合には、球技用ボールの通過する可能性がある領域全体をカバーするように光学式センサの検出範囲を設定する必要があり、機材が高価になるという課題がある。
また、第３の方法のように反射型光学式センサで物体の通過を認識する場合、検出対象物以外（人の手や足など）が通過しても誤反応してしまうという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、移動する物体を撮影する際に、簡易かつ精度よく撮影タイミングを制御することができる撮影装置および撮影制御方法を提供することにある。 However, when the striking tool is detected by the optical sensor as in the first method, it moves because there is a distance between the passing position of the striking tool and the shooting range of the camera (moving path of the ball for ball games). There is a problem that a mechanism for calculating the speed and adjusting the shooting timing is required.
Further, when the optical sensor recognizes the passage of the moving ball game ball as in the second method, the optical sensor is used so as to cover the entire area where the ball game ball may pass. It is necessary to set the detection range, and there is a problem that the equipment becomes expensive.
Further, when the reflection type optical sensor recognizes the passage of an object as in the third method, there is a problem that even if an object other than the detection target (such as a human hand or foot) passes, an erroneous reaction occurs.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a photographing device and a photographing control method capable of controlling the photographing timing easily and accurately when photographing a moving object. There is.

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる撮影装置は、移動する物体を撮影する撮影部と、投光部と受光部とが一体となった検出部と、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサと、前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影部による撮影タイミングを制御する撮影制御部と、前記撮影部で撮影された画像を用いて前記物体の挙動を算出する挙動算出部と、を備え、前記物体はゴルフボールであり、前記撮影部は、撮影範囲が略同一となるように配置された２台のカメラからなる第１のカメラ対と、撮影範囲が前記第１のカメラ対とは異なる位置で略同一となるように配置された２台のカメラからなる第２のカメラ対と、であり、前記撮影制御部は、前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブの種類に応じて前記撮影タイミングを設定するとともに、前記第１のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第１のカメラ対で同時に画像を撮影させ、前記第２のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第２のカメラ対で同時に画像を撮影させ、前記挙動算出部は、前記第１のカメラ対および前記第２のカメラ対で撮影された画像を用いて、前記ゴルフボールの目標移動方向に直交する方向における前記ゴルフボールの移動方向を算出する、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる撮影装置は、前記撮影制御部は、前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知された後に前記退去が検知された場合にのみ、前記撮影部による撮影を実施する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる撮影装置は、前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部をさらに備える、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる撮影装置は、前記反射型光学式センサは、前記物体の色を識別する機能を有し、前記物体が所定の色であった場合にのみ前記検出範囲内に物体が有ると検知する、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる撮影装置は、前記検出範囲は、前記ゴルフボールの打ち出し位置を含み、前記撮影部は前記ゴルフボールの打ち出し方向に沿って複数設けられており、前記ゴルフクラブによる前記ゴルフボールの打ち出し後の画像を複数撮影する、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかる撮影制御方法は、移動する物体を撮影する撮影装置を制御する撮影制御方法であって、投光部から投光した光を受光部で受光し、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知工程と、前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影装置による撮影タイミングを制御する撮影制御工程と、前記撮影装置で撮影された画像を用いて前記物体の挙動を算出する挙動算出工程と、を含み、前記物体はゴルフボールであり、前記撮影装置は、撮影範囲が略同一となるように配置された２台のカメラからなる第１のカメラ対と、撮影範囲が前記第１のカメラ対とは異なる位置で略同一となるように配置された２台のカメラからなる第２のカメラ対と、であり、前記撮影制御工程では、前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブの種類に応じて前記撮影タイミングを設定するとともに、前記第１のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第１のカメラ対で同時に画像を撮影させ、前記第２のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第２のカメラ対で同時に画像を撮影させ、前記挙動算出工程では、前記第１のカメラ対および前記第２のカメラ対で撮影された画像を用いて、前記ゴルフボールの目標移動方向に直交する方向における前記ゴルフボールの移動方向を算出する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the photographing apparatus according to the invention of claim 1 has a photographing unit for photographing a moving object, a detecting unit in which a light emitting unit and a light receiving unit are integrated, and a light receiving unit receiving light. A reflective optical sensor including a detection unit that detects the presence or absence of the object within the detection range on the light projection direction side of the light projection unit based on the amount of light to be emitted, and the object is detected within the detection range. After that, when it is detected that the object has moved out of the detection range, a shooting control unit that controls the shooting timing by the shooting unit based on the moving out timing, and an image shot by the shooting unit are used. A first unit comprising a behavior calculation unit for calculating the behavior of the object, the object is a golf ball, and the photographing unit is composed of two cameras arranged so that the photographing ranges are substantially the same. A pair of cameras and a second pair of cameras composed of two cameras arranged so that the shooting range is substantially the same at a position different from that of the first pair of cameras. The shooting timing is set according to the type of golf club that hits the golf ball, and images are simultaneously captured by the first camera pair within the time when the object is located within the shooting range of the first camera pair. The second camera pair is made to take a picture, and the second camera pair is made to take an image at the same time within the time when the object is located within the shooting range of the second camera pair, and the behavior calculation unit is the first camera pair and the said. Using an image taken by a second pair of cameras, the moving direction of the golf ball in a direction orthogonal to the target moving direction of the golf ball is calculated.
In the photographing apparatus according to the second aspect of the present invention, the photographing control unit takes a picture only when the moving out is detected after the object is continuously detected within the detection range for a predetermined time or longer. It is characterized by carrying out.
The photographing apparatus according to the third aspect of the present invention is further provided with a notification unit for notifying that the object has been continuously detected for a predetermined time or longer within the detection range.
In the photographing apparatus according to the invention of claim 4, the reflective optical sensor has a function of identifying the color of the object, and the object is within the detection range only when the object has a predetermined color. It is characterized by detecting that it exists.
In the photographing apparatus according to the invention of claim 5, the detection range includes the launching position of the golf ball, and a plurality of photographing portions are provided along the launching direction of the golf ball, and the golf by the golf club. It is characterized in that a plurality of images after the ball is launched are taken.
The imaging control method according to the invention of claim 6 is a imaging control method for controlling an imaging device that photographs a moving object, and the light projected from the light emitting unit is received by the light receiving unit and received by the light receiving unit. A detection step of detecting the presence or absence of the object in the detection range on the light projection direction side of the light projecting unit based on the amount of light to be emitted, and after the object is detected within the detection range, the object is detected from the detection range. When it is detected that the object has moved out, a shooting control step of controlling the shooting timing by the shooting device based on the moving out timing, and a behavior of calculating the behavior of the object using the image shot by the shooting device. The object includes a calculation step, the object is a golf ball, and the photographing device includes a first camera pair consisting of two cameras arranged so that the photographing ranges are substantially the same, and the photographing range is the first. A second camera pair consisting of two cameras arranged so as to be substantially the same at different positions from the first camera pair, and in the shooting control step, the type of golf club that hits the golf ball. The shooting timing is set according to the above, and images are simultaneously taken by the first camera pair within the time when the object is located within the shooting range of the first camera pair, and the second camera pair is shot. The second camera pair simultaneously captures an image within the time when the object is located within the imaging range, and in the behavior calculation step , the image is captured by the first camera pair and the second camera pair. It is characterized in that the moving direction of the golf ball in a direction orthogonal to the target moving direction of the golf ball is calculated by using the image.

本発明によれば、反射型光学式センサの検出範囲内に物体が検知された後、検出範囲から物体が退去したタイミングを基準として撮影部による撮影タイミングを制御するので、物体が移動開始したことを検知した上で撮影を行うことができ、物体が移動する様子を確実に撮影する上で有利となる。例えば、物体の移動開始を音声（打撃音など）によって検知する場合と比較して、安定した検知結果を得ることができる。また、物体の移動開始を打撃具の動きから検知する場合と比較して、システム構成の簡素化を図る上で有利となる。また、物体が移動開始した後の任意の時刻で撮影を行うことができるので、物体の移動速度や撮影部の位置等に合わせて撮影タイミングを設定することができ、撮影装置の汎用性を向上させる上で有利となる。
本発明によれば、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知された場合にのみ撮影部による撮影を実施するので、撮影対象の物体ではないものが検出範囲に入った場合に誤って撮影するのを防止する上で有利となる。
本発明によれば、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部をさらに備えたので、物体の移動を操作者が開始させる場合に、物体の移動開始タイミングを的確に設定することができ、効率的に物体の画像を撮影する上で有利となる。
本発明によれば、反射型光学式センサが物体の色を識別する機能を有するので、特定の物体を認識しやすくなり、反射型光学式センサの認識精度を向上させる上で有利となる。
本発明によれば、反射型光学式センサの反応速度が１ｍｓ以下であるので、検出範囲から物体が退去した後に迅速に撮影を行うことが可能となり、物体の移動速度が速い場合でも確実に撮影を行う上で有利となる。
本発明によれば、物体が打撃具により打ち出される球技用ボールであり、反射型光学式センサの検出範囲は球技用ボールの打ち出し位置を含むので、打ち出し直後の球技用ボールを撮影してその挙動を算出する挙動算出装置に撮影装置を適用する上で有利となる。また、反射型光学式センサの検出範囲を球技用ボールの打ち出し位置とするので、センサの検出範囲が最低限の範囲で済み、撮影装置のシステムを簡素化する上で有利となる。 According to the present invention, after an object is detected within the detection range of the reflective optical sensor, the imaging timing is controlled by the photographing unit based on the timing when the object moves out of the detection range, so that the object starts moving. It is possible to take a picture after detecting the above, which is advantageous in surely taking a picture of how an object is moving. For example, a stable detection result can be obtained as compared with the case where the start of movement of an object is detected by voice (such as a striking sound). Further, as compared with the case where the start of movement of the object is detected from the movement of the striking tool, it is advantageous in simplifying the system configuration. In addition, since shooting can be performed at any time after the object starts moving, the shooting timing can be set according to the moving speed of the object, the position of the shooting unit, and the like, improving the versatility of the shooting device. It will be advantageous to make it.
According to the present invention, since the photographing unit performs photographing only when an object is continuously detected within the detection range for a predetermined time or longer, if an object other than the object to be photographed enters the detection range, it is erroneously taken. This is advantageous in preventing shooting.
According to the present invention, since the notification unit for notifying that the object is continuously detected within the detection range for a predetermined time or longer is further provided, the movement start timing of the object is when the operator starts the movement of the object. Can be set accurately, which is advantageous in efficiently taking an image of an object.
According to the present invention, since the reflective optical sensor has a function of identifying the color of an object, it becomes easy to recognize a specific object, which is advantageous in improving the recognition accuracy of the reflective optical sensor.
According to the present invention, since the reaction speed of the reflective optical sensor is 1 ms or less, it is possible to take a picture quickly after the object moves out of the detection range, and the picture is surely taken even when the moving speed of the object is fast. It will be advantageous in doing.
According to the present invention, the object is a ball game ball launched by a striking tool, and the detection range of the reflective optical sensor includes the launch position of the ball game ball. Therefore, the ball game ball immediately after launch is photographed and its behavior. It is advantageous in applying the photographing device to the behavior calculation device for calculating. Further, since the detection range of the reflective optical sensor is set to the launch position of the ball for ball games, the detection range of the sensor is the minimum range, which is advantageous in simplifying the system of the photographing device.

実施の形態にかかる撮影装置１０の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure of the photographing apparatus 10 which concerns on embodiment. 撮影装置１０の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the photographing apparatus 10. コンピュータ１８のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware structure of a computer 18. 撮影装置１０による処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the processing by a photographing apparatus 10. 撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of the photographed image by the photographing unit 12. 撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of the photographed image by the photographing unit 12. 撮影装置１０の他の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other structure of the photographing apparatus 10.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる撮影装置および撮影制御方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、物体の一例として、ゴルフクラブ２２によって打撃されて移動するゴルフボール２０を挙げ、撮影装置１０の撮影画像からゴルフボール２０の挙動を計測する場合について説明する。
図１は、実施の形態にかかる撮影装置１０の概略構成を示す説明図である。
また、図２は、撮影装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
図１Ａは撮影装置１０の構成を側面から見た図であり、図１Ｂは図１Ａにおけるゴルフボール２０の周辺を上面から見た図である。
図１Ａには、ゴルフクラブ２２によってゴルフボール２０を打撃しようとする操作者（プレイヤー）Ｉが示されている。ゴルフボール２０は、地面（水平面）Ｇに差し込まれたティー２４上に載置されており、この状態でゴルフクラブ２２により打撃され、移動を開始する。すなわち、図１Ａの例では、ティー２４上のゴルフボール２０の位置が移動開始位置Ｐ０となる。
なお、ゴルフボール２０をティー２４に載置した状態で計測を行うか、地面Ｇに載置した状態で計測を行うか、すなわち、ティー２４上のゴルフボール２０の位置を移動開始位置Ｐ０とするか、地面Ｇ上のゴルフボール２０の位置を移動開始位置Ｐ０とするかは操作者Ｉの任意であるが、後述する反射型光学式センサ１４の検出範囲が移動開始位置Ｐ０を含むように調整する必要がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the photographing apparatus and the photographing control method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the present embodiment, a golf ball 20 that is hit and moved by the golf club 22 is taken as an example of an object, and a case where the behavior of the golf ball 20 is measured from a photographed image of the photographing device 10 will be described.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a photographing apparatus 10 according to an embodiment.
Further, FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the photographing device 10.
FIG. 1A is a side view of the configuration of the photographing device 10, and FIG. 1B is a top view of the periphery of the golf ball 20 in FIG. 1A.
FIG. 1A shows an operator (player) I who intends to hit the golf ball 20 by the golf club 22. The golf ball 20 is placed on a tee 24 inserted into the ground (horizontal plane) G, and is hit by the golf club 22 in this state to start moving. That is, in the example of FIG. 1A, the position of the golf ball 20 on the tee 24 is the movement start position P0.
Whether the measurement is performed with the golf ball 20 placed on the tee 24 or the golf ball 20 placed on the ground G, that is, the position of the golf ball 20 on the tee 24 is set as the movement start position P0. It is up to the operator I to set the position of the golf ball 20 on the ground G as the movement start position P0, but the detection range of the reflective optical sensor 14 described later is adjusted to include the movement start position P0. There is a need to.

また、符号Ｔは、ゴルフクラブ２２によってゴルフボール２０を打撃した際の目標移動方向である。なお、図中には表れていないが、目標移動方向Ｔは上下方向（重力方向）にも変位があるものとする。
以下、撮影装置１０が設置された空間の座標の原点を移動開始位置Ｐ０とし、目標移動方向Ｔの地面Ｇへの投影線と平行な方向にｘ軸、重力方向と反対方向をｚ軸、ｘ軸およびｚ軸と直交する方向をｙ軸とする。なお、図１では図示の都合上、各座標軸を原点である移動開始位置Ｐ０から離れた位置に図示している。
また、符号Ｍは、ゴルフボール２０の表面に付与されたマークである。 Further, reference numeral T is a target moving direction when the golf ball 20 is hit by the golf club 22. Although not shown in the figure, it is assumed that the target moving direction T is also displaced in the vertical direction (gravity direction).
Hereinafter, the origin of the coordinates of the space in which the photographing device 10 is installed is set as the movement start position P0, the x-axis is in the direction parallel to the projection line of the target movement direction T on the ground G, the z-axis is in the direction opposite to the gravity direction, and x. The direction orthogonal to the axis and the z-axis is defined as the y-axis. For convenience of illustration, FIG. 1 shows each coordinate axis at a position away from the movement start position P0, which is the origin.
Further, the symbol M is a mark given to the surface of the golf ball 20.

撮影装置１０は、撮影部１２、反射型光学式センサ１４、ランプ１５およびコンピュータ１８を含んで構成される。
撮影部１２は、静止画を撮影するカメラである。
本実施の形態では、目標移動方向Ｔに沿って２台のカメラ（第１カメラ１２Ａ、第２カメラ１２Ｂ）を設置している。第１カメラ１２Ａは、移動開始位置Ｐ０を含み目標移動方向Ｔに沿った所定範囲ＦＡを撮影範囲としている。また、第２カメラ１２Ｂは、第１カメラ１２Ａに対して目標移動方向Ｔ側に離れた位置に設置されており、第１カメラ１２Ａの撮影範囲ＦＡよりも目標移動方向Ｔ側にずれた所定範囲ＦＢを撮影範囲としている。
すなわち、撮影部１２はゴルフボール２０の打ち出し方向に沿って複数設けられており、ゴルフクラブ２２によるゴルフボール２０の打ち出し後の画像を複数撮影する。なお、１台のカメラを用いて撮影時刻をずらして複数の画像を撮影するようにしてもよい。
また、図１Ｂでは、第１カメラ１２Ａの撮影範囲ＦＡと第２カメラ１２Ｂの撮影範囲ＦＢとが一部重複しているように図示しているが、重複していなくてもよい。
第１カメラ１２Ａおよび第２カメラ１２Ｂの位置は既知であり、移動開始位置Ｐ０に対する撮影範囲ＦＡ，ＦＢの位置も既知である。
撮影部１２によって撮影された画像は、後述するコンピュータ１８へと出力される。
また、撮影部１２の撮影タイミングは、後述するコンピュータ１８の撮影制御部１８２で制御される。 The photographing device 10 includes a photographing unit 12, a reflective optical sensor 14, a lamp 15, and a computer 18.
The shooting unit 12 is a camera that shoots a still image.
In the present embodiment, two cameras (first camera 12A and second camera 12B) are installed along the target moving direction T. The first camera 12A has a predetermined range FA including the movement start position P0 and along the target movement direction T as a shooting range. Further, the second camera 12B is installed at a position away from the first camera 12A on the target moving direction T side, and is a predetermined range deviated from the shooting range FA of the first camera 12A to the target moving direction T side. The shooting range is FB.
That is, a plurality of photographing units 12 are provided along the launching direction of the golf ball 20, and a plurality of images after the golf ball 20 is launched by the golf club 22 are photographed. It should be noted that one camera may be used to shoot a plurality of images at different shooting times.
Further, in FIG. 1B, the shooting range FA of the first camera 12A and the shooting range FB of the second camera 12B are shown to partially overlap, but they do not have to overlap.
The positions of the first camera 12A and the second camera 12B are known, and the positions of the shooting ranges FA and FB with respect to the movement start position P0 are also known.
The image taken by the photographing unit 12 is output to the computer 18 described later.
Further, the shooting timing of the shooting unit 12 is controlled by the shooting control unit 182 of the computer 18 described later.

反射型光学式センサ１４は、投光部１４０２と受光部１４０４とが一体となった検出部１４０６と、受光部１４０４で受光される光量に基づいて投光部１４０２の投光方向側の検出範囲内における物体の有無を検知する検知部１４０８とを備える。
本実施の形態では、反射型光学式センサ１４として拡散反射型のセンサを用いているが、回帰反射式のセンサや透過型のセンサを用いてもよい。 The reflective optical sensor 14 has a detection range on the light projecting direction side of the light projecting unit 1402 based on the detection unit 1406 in which the light projecting unit 1402 and the light receiving unit 1404 are integrated and the amount of light received by the light receiving unit 1404. It is provided with a detection unit 1408 that detects the presence or absence of an object inside.
In the present embodiment, the diffuse reflection type sensor is used as the reflection type optical sensor 14, but a retroreflection type sensor or a transmission type sensor may be used.

本実施の形態では、反射型光学式センサ１４の検出範囲を移動開始位置Ｐ０に合わせている。すなわち、投光部１４０２からの投影光ＬＩが移動開始位置Ｐ０を通過するように設置する。ティー２４上にゴルフボール２０がない場合には、投影光ＬＩは移動開始位置Ｐ０を通過していく。一方、ティー２４上にゴルフボール２０がある場合には、ゴルフボール２０の表面で反射した反射光ＬＲが受光部１４０４に向かい、受光部１４０４での受光量が増加する。これにより、ティー２４上のゴルフボール２０の有無を検知することができる。 In the present embodiment, the detection range of the reflection type optical sensor 14 is adjusted to the movement start position P0. That is, the projected light LI from the light projecting unit 1402 is installed so as to pass through the movement start position P0. When the golf ball 20 is not on the tee 24, the projected light LI passes through the movement start position P0. On the other hand, when the golf ball 20 is on the tee 24, the reflected light LR reflected on the surface of the golf ball 20 heads toward the light receiving unit 1404, and the amount of light received by the light receiving unit 1404 increases. As a result, the presence or absence of the golf ball 20 on the tee 24 can be detected.

なお、反射型光学式センサ１４は、ＣＭＯＳセンサなどの画像センサを用いて物体の色を識別する機能を有するものであってもよい。この場合、物体が特定の色であった場合にのみ検出範囲内に物体が有ると検知する。
より詳細には、例えば一般的なゴルフボール２０の色である白色の物体が検出範囲内にあった場合にのみ物体を検出するセンサを用いる。これにより、ゴルフクラブ２２や操作者Ｉの手足等がティー２４周辺にあるのをゴルフボール２０として誤検知するのを防止して、反射型光学式センサ１４の検出精度を向上させることができる。 The reflective optical sensor 14 may have a function of identifying the color of an object by using an image sensor such as a CMOS sensor. In this case, it is detected that the object is within the detection range only when the object has a specific color.
More specifically, for example, a sensor that detects an object only when a white object, which is the color of a general golf ball 20, is within the detection range is used. As a result, it is possible to prevent the golf club 22 and the limbs of the operator I from being erroneously detected as the golf ball 20 around the tee 24, and to improve the detection accuracy of the reflective optical sensor 14.

また、反射型光学式センサ１４の反応速度は、１ｍｓ以下であることが好ましい。
これは、ゴルフボール２０の移動速度や撮影部１２の位置によっては、撮影部１２の撮影タイミングをゴルフボール２０の移動開始直後とすることが要求されるためである。反応速度の速い反射型光学式センサ１４を使用することによって、撮影タイミングをより速いタイミングに設定することが可能となり、撮影装置１０による撮影精度を向上させることができる。 Further, the reaction speed of the reflective optical sensor 14 is preferably 1 ms or less.
This is because, depending on the moving speed of the golf ball 20 and the position of the photographing unit 12, the photographing timing of the photographing unit 12 is required to be immediately after the start of the movement of the golf ball 20. By using the reflection type optical sensor 14 having a high reaction speed, it is possible to set the imaging timing to a faster timing, and it is possible to improve the imaging accuracy by the imaging device 10.

ランプ１５は、反射型光学式センサ１４検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部の一例であり、本実施の形態では、ティー２４上にゴルフボール２０が所定時間以上継続して検出された場合に点灯して視覚的に報知を行う。
これは後述するように、操作者Ｉに対して撮影の準備が整ったことを報知するためである。
ランプ１５は、例えば反射型光学式センサ１４の近傍（図１では反射型光学式センサ１４と一体）の、操作者Ｉがアドレス姿勢を取った状態で無理なく視認できる位置に設置される。
なお、報知部としてスピーカ等の音声出力手段などを用いてもよい。
また、図２ではランプ１５（報知部）とコンピュータ１８とを接続して図示しているが、ランプ１５（報知部）と反射型光学式センサ１４とを直接接続してもよい。 The lamp 15 is an example of a notification unit that notifies that an object has been continuously detected within the detection range of the reflective optical sensor 14 for a predetermined time or longer. In the present embodiment, the golf ball 20 is placed on the tee 24. When it is detected continuously for a predetermined time or longer, it lights up to visually notify.
This is to notify the operator I that the shooting is ready, as will be described later.
The lamp 15 is installed, for example, in the vicinity of the reflective optical sensor 14 (integrated with the reflective optical sensor 14 in FIG. 1) at a position where the operator I can reasonably visually recognize the lamp in the address posture.
A voice output means such as a speaker may be used as the notification unit.
Further, although the lamp 15 (notification unit) and the computer 18 are shown in FIG. 2, the lamp 15 (notification unit) and the reflection type optical sensor 14 may be directly connected.

コンピュータ１８は、ＣＰＵ１８０２が各種プログラムを実行することにより、撮影制御部１８２および挙動算出部１８４を実現する。
図３は、コンピュータ１８のハードウェア構成を示すブロック図である。
コンピュータ１８は、ＣＰＵ１８０２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ＲＯＭ１８０４、ＲＡＭ１８０６、ハードディスク装置１８０８、ディスク装置１８１０、キーボード１８１２、マウス１８１４、ディスプレイ１８１６、プリンタ１８１８、入出力インターフェース１８２０などを有している。
ＲＯＭ１８０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ１８０６はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置１８０８は撮影部１２の撮影タイミングを制御する撮影制御プログラムやゴルフボール２０の挙動の計測を行うための専用のプログラム（挙動計測プログラム）を格納している。
ディスク装置１８１０はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード１８１２およびマウス１８１４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ１８１６はデータを表示出力するものであり、プリンタ１８１８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ１８１６およびプリンタ１８１８によってデータを出力する。
入出力インターフェース１８２０は、撮影部１２、反射型光学式センサ１４、ランプ１５等との間でデータの授受を行うものである。 The computer 18 realizes the photographing control unit 182 and the behavior calculation unit 184 by executing various programs by the CPU 1802.
FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the computer 18.
The computer 18 includes a ROM 1804, a RAM 1806, a hard disk device 1808, a disk device 1810, a keyboard 1812, a mouse 1814, a display 1816, a printer 1818, an input / output interface 1820, etc., which are connected to the CPU 1802 via an interface circuit (not shown) and a bus line. have.
The ROM 1804 stores a control program and the like, and the RAM 1806 provides a working area.
The hard disk device 1808 stores a shooting control program that controls the shooting timing of the shooting unit 12 and a dedicated program (behavior measurement program) for measuring the behavior of the golf ball 20.
The disk device 1810 records and / or reproduces data on a recording medium such as a CD or DVD.
The keyboard 1812 and the mouse 1814 receive operation input by the operator.
The display 1816 displays and outputs data, the printer 1818 prints out the data, and the display 1816 and the printer 1818 output the data.
The input / output interface 1820 exchanges data with the photographing unit 12, the reflective optical sensor 14, the lamp 15, and the like.

なお、コンピュータ１８としてスマートホンやタブレット等の小型情報機器を用いてもよい。
また、図１ではコンピュータ１８と撮影部１２等の機器とを配線で接続して図示しているが、これらの機器間の通信を無線通信で行ってもよい。
また、コンピュータ１８（スマートホンやタブレット等を含む）がカメラやスピーカを備えている場合には、コンピュータ１８が備えるカメラを用いて画像の撮影をしたり、コンピュータ１８が備えるスピーカを用いて報知部による報知をおこなったりしてもよい。この場合、撮影装置１０を構成する機器の数を少なくして、機器の設置の手間やスペースを省くことができる。 A small information device such as a smartphone or a tablet may be used as the computer 18.
Further, although FIG. 1 shows the computer 18 and devices such as the photographing unit 12 connected by wiring, communication between these devices may be performed by wireless communication.
When the computer 18 (including a smart phone, a tablet, etc.) is equipped with a camera or a speaker, the camera provided by the computer 18 is used to take an image, or the speaker provided by the computer 18 is used as a notification unit. May be notified by. In this case, the number of devices constituting the photographing device 10 can be reduced, and the labor and space for installing the devices can be saved.

図２の説明に戻り、撮影制御部１８２は、反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が検知された後、検出範囲から物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として撮影部１２による撮影タイミングを制御する。
撮影タイミングの制御とは、例えば検出範囲から物体が退去した時刻をＴ０（基準時刻）として、基準時刻Ｔ０から所定の遅れ時間Ｔｘを取ったタイミングで撮影部１２での撮影を行うものである。 Returning to the description of FIG. 2, the photographing control unit 182 determines the move-out timing when it is detected that the object has moved out of the detection range after the object is detected within the detection range of the reflection type optical sensor 14. As a reference, the shooting timing by the shooting unit 12 is controlled.
The control of the shooting timing is, for example, a time when the object moves out of the detection range as T0 (reference time), and the shooting unit 12 takes a picture at a timing when a predetermined delay time Tx is taken from the reference time T0.

本実施の形態では、撮影部１２として２台のカメラ１２Ａ，１２Ｂが設置されているので、各カメラ１２Ａ，１２Ｂに対してそれぞれ異なる遅れ時間Ｔｘを設定する。より詳細には、第１カメラ１２Ａには第１の遅れ時間Ｔｘ１を設定する一方で、第２カメラ１２Ｂは第１カメラ１２Ａよりも移動開始位置Ｐ０から遠い位置にあるため、第１の遅れ時間Ｔｘ１よりも長い第２の遅れ時間Ｔｘ２を設定する。
各遅れ時間Ｔｘ１，Ｔｘ２は、例えば操作者Ｉのゴルフ熟練度やゴルフクラブ２２の種類等からゴルフボール２０の移動速度（特に初速）の概算値を予測したり、各カメラの位置（移動開始位置Ｐ０からの距離）などから適宜設定すればよい。 In the present embodiment, since two cameras 12A and 12B are installed as the photographing unit 12, different delay times Tx are set for each of the cameras 12A and 12B. More specifically, while the first camera 12A is set to the first delay time Tx1, the second camera 12B is located farther from the movement start position P0 than the first camera 12A, so that the first delay time is set. A second delay time Tx2, which is longer than Tx1, is set.
Each delay time Tx1 and Tx2 predicts an approximate value of the moving speed (particularly the initial speed) of the golf ball 20 from the golf skill of the operator I, the type of the golf club 22, and the like, and the position of each camera (moving start position). It may be set appropriately from the distance from P0) and the like.

また、本実施の形態において撮影制御部１８２は、反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知された後に当該物体の退去が検知された場合にのみ、撮影部１２による撮影を実施する。
これは、反射型光学式センサ１４の検出範囲であるティー２４上またはティー２４の近傍に物体が検知された場合でも、その物体がゴルフボール２０ではなく、例えば操作者Ｉの手足やゴルフクラブ２２のヘッドなどである可能性があり、この場合に撮影を行うと誤撮影となってしまうためである。
ここで、反射型光学式センサ１４の検出範囲（ティー２４上）の物体がゴルフボール２０である場合には、操作者Ｉがティー上にゴルフボール２０をセットした後、アドレス姿勢を取ってスイングを実施する間に一定の時間が必要となるはずである。一方で、反射型光学式センサ１４の検出範囲の物体がゴルフボール２０以外である場合には、すぐに移動して検出範囲から外れる可能性が高い。
よって、撮影制御部１８２は、反射型光学式センサ１４による物体の検知が所定時間以上継続された場合にのみ撮影部１２による撮影を行い、物体の誤検知を防止して確実にゴルフボール２０を撮影できるようにしている。
なお、本実施の形態では、報知部であるランプ１５によって反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知するので、操作者Ｉはゴルフボール２０をティー２４にセットした後、ランプ１５の点灯を待ってスイングを開始すればよい。 Further, in the present embodiment, the photographing control unit 182 is the photographing unit only when the moving out of the object is detected after the object is continuously detected within the detection range of the reflection type optical sensor 14 for a predetermined time or longer. Shooting by 12 is carried out.
This means that even if an object is detected on the tee 24 or in the vicinity of the tee 24, which is the detection range of the reflective optical sensor 14, the object is not the golf ball 20, for example, the limbs of the operator I or the golf club 22. This is because there is a possibility that the head is a head or the like, and if shooting is performed in this case, an erroneous shooting will occur.
Here, when the object in the detection range (on the tee 24) of the reflective optical sensor 14 is the golf ball 20, the operator I sets the golf ball 20 on the tee and then takes the address posture and swings. It should take some time to carry out. On the other hand, when the object in the detection range of the reflective optical sensor 14 is other than the golf ball 20, there is a high possibility that the object will move immediately and deviate from the detection range.
Therefore, the photographing control unit 182 performs imaging by the photographing unit 12 only when the detection of the object by the reflective optical sensor 14 is continued for a predetermined time or longer, and prevents erroneous detection of the object to ensure that the golf ball 20 is pressed. I am trying to shoot.
In the present embodiment, the lamp 15 which is the notification unit notifies that the object is continuously detected within the detection range of the reflection type optical sensor 14 for a predetermined time or longer, so that the operator I can use the golf ball 20. Is set on the tee 24, and then the swing may be started after waiting for the lamp 15 to light up.

挙動算出部１８４は、撮影部１２で撮影された画像を用いてゴルフボール２０の挙動を算出する。
本実施の形態では、撮影部１２で撮影された画像とは、第１カメラ１２Ａで撮影された第１の画像および第２カメラ１２Ｂで撮影された第２の画像の２枚である。
また、ゴルフボール２０の挙動とは、打撃後のゴルフボール２０の移動方向、回転軸方向および移動速度である。 The behavior calculation unit 184 calculates the behavior of the golf ball 20 using the image taken by the photographing unit 12.
In the present embodiment, the images taken by the photographing unit 12 are two images, the first image taken by the first camera 12A and the second image taken by the second camera 12B.
The behavior of the golf ball 20 is the moving direction, the rotation axis direction, and the moving speed of the golf ball 20 after hitting.

ここで、挙動算出部１８４によるゴルフボール２０の挙動の算出方法について説明する。
図５は、撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図である。
図５Ａは第１の画像を示し、反射型光学式センサ１４の検出範囲からゴルフボール２０が退去した基準時刻Ｔ０から、第１の遅れ時間Ｔｘ１後の撮影範囲ＦＡを第１カメラ１２Ａで撮影した画像である。
図５Ｂは第２の画像を示し、反射型光学式センサ１４の検出範囲からゴルフボール２０が退去した基準時刻Ｔ０から、第２の遅れ時間Ｔｘ２（＞Ｔｘ１）後の撮影範囲ＦＢを第２カメラ１２Ｂで撮影した画像である。
また、図５Ｃは図５Ａからゴルフクラブ２２を消去した上で、図５Ａおよび図５Ｂを重畳している。なお、２台のカメラ１２Ａ，１２Ｂの位置および撮影範囲ＦＡ，ＦＢの位置は既知であるため、図５Ｃのように２つの画像を重畳することが可能である。 Here, a method of calculating the behavior of the golf ball 20 by the behavior calculation unit 184 will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an example of an image captured by the photographing unit 12.
FIG. 5A shows the first image, and the photographing range FA after the first delay time Tx1 is photographed by the first camera 12A from the reference time T0 when the golf ball 20 has moved out of the detection range of the reflective optical sensor 14. It is an image.
FIG. 5B shows a second image, and the second camera captures the shooting range FB after the second delay time Tx2 (> Tx1) from the reference time T0 when the golf ball 20 has moved out of the detection range of the reflective optical sensor 14. This is an image taken at 12B.
Further, in FIG. 5C, the golf club 22 is erased from FIG. 5A, and then FIGS. 5A and 5B are superimposed. Since the positions of the two cameras 12A and 12B and the positions of the shooting ranges FA and FB are known, it is possible to superimpose the two images as shown in FIG. 5C.

また、図６も、撮影部１２による撮影画像の一例を模式的に示す説明図であり、図６Ａは図５Ａと同一の図、図６Ｂはゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して近づく方向（ｙ座標プラス方向）に移動した場合の画像であり、図６Ｃはゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して遠ざかる方向（ｙ座標マイナス方向）に移動した場合の画像である。 Further, FIG. 6 is also an explanatory view schematically showing an example of an image captured by the photographing unit 12, FIG. 6A is the same view as FIG. 5A, and FIG. 6B is a direction in which the golf ball 20 approaches the second camera 12B. It is an image when it moves in the (y coordinate plus direction), and FIG. 6C is an image when the golf ball 20 moves away from the second camera 12B (y coordinate minus direction).

まず、上下方向（ｘ−ｚ平面上）における移動方向θｈの算出方法について説明する。
図５Ｃに示すように、第１の画像におけるゴルフボール２０の中心点Ｐ１と第２の画像におけるゴルフボール２０の中心点Ｐ２とを結ぶ線分Ｌ１と、第１の画像におけるゴルフボール２０の中心点Ｐ１を通り地面Ｇと平行な線分Ｌ２とがなす角θｈによって、上下方向（ｘ−ｚ平面上）の移動方向を特定することができる。
すなわち、挙動算出部１８４は、第１の画像におけるゴルフボール２０の位置と第２の画像におけるゴルフボール２０の位置との変位方向を移動方向として算出する。
なお、各カメラ１２Ａ，１２Ｂの光軸が地面Ｇと平行でなく、上下方向に傾いている場合は、当該傾きを補正した上で上下方向の移動方向θｈを算出する。 First, a method of calculating the moving direction θh in the vertical direction (on the x-z plane) will be described.
As shown in FIG. 5C, the line segment L1 connecting the center point P1 of the golf ball 20 in the first image and the center point P2 of the golf ball 20 in the second image and the center of the golf ball 20 in the first image. The moving direction in the vertical direction (on the x-z plane) can be specified by the angle θh formed by the line segment L2 passing through the point P1 and parallel to the ground G.
That is, the behavior calculation unit 184 calculates the displacement direction between the position of the golf ball 20 in the first image and the position of the golf ball 20 in the second image as the movement direction.
If the optical axes of the cameras 12A and 12B are not parallel to the ground G and are tilted in the vertical direction, the vertical movement direction θh is calculated after correcting the tilt.

つぎに、左右方向（ｘ−ｙ平面上）における移動方向θｗの算出方法について説明する。
ゴルフボール２０が目標移動方向Ｔに対して左右方向に傾いて移動している場合には、図６に示すように移動開始前後で画像上のゴルフボール２０の直径が異なる。
図６の例では、図６Ａのゴルフボール２０の直径Ｒ０に対して、図６Ｂのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して近づく方向に移動した場合には直径Ｒ１が大きくなり（Ｒ１＞Ｒ０）、図６Ｃのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して遠ざかる方向に移動した場合には直径Ｒ２が小さくなる（Ｒ２＜Ｒ０）。
各カメラ１２Ａ，１２Ｂの撮影倍率および画角は既知であるので、２つの画像上のゴルフボール２０の直径の差分に基づいて、左右方向（ｘ−ｙ平面上）の移動方向θｗを特定することができる。
例えば、図６Ｂのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して近づく方向（ｙ座標プラス方向）に移動した場合には、画像上のゴルフボール２０の直径が大きいほど第２カメラ１２Ｂ方向に大きく曲がっていることになる。また、図６Ｃのようにゴルフボール２０が第２カメラ１２Ｂに対して遠ざかる方向（ｙ座標マイナス方向）に移動した場合には、画像上のゴルフボール２０の直径が小さいほど第２カメラ１２Ｂと反対方向に大きく曲がっていることになる。
すなわち、挙動算出部１８４は、第１の画像および第２の画像におけるゴルフボールの直径の比率に基づいて、撮影部１２の撮影方向と直交する方向の移動方向を算出する。 Next, a method of calculating the moving direction θw in the left-right direction (on the xy plane) will be described.
When the golf ball 20 is tilted in the left-right direction with respect to the target moving direction T, the diameter of the golf ball 20 on the image is different before and after the start of the movement as shown in FIG.
In the example of FIG. 6, when the golf ball 20 moves in a direction approaching the second camera 12B as shown in FIG. 6B with respect to the diameter R0 of the golf ball 20 of FIG. 6A, the diameter R1 becomes larger (R1). > R0), the diameter R2 becomes smaller when the golf ball 20 moves away from the second camera 12B as shown in FIG. 6C (R2 <R0).
Since the shooting magnification and angle of view of each of the cameras 12A and 12B are known, the movement direction θw in the left-right direction (on the xy plane) should be specified based on the difference in diameter of the golf ball 20 on the two images. Can be done.
For example, when the golf ball 20 moves in a direction closer to the second camera 12B (y-coordinate plus direction) as shown in FIG. 6B, the larger the diameter of the golf ball 20 on the image, the more the golf ball 20 moves toward the second camera 12B. It will be a big bend. Further, when the golf ball 20 moves in a direction away from the second camera 12B (minus direction of the y coordinate) as shown in FIG. 6C, the smaller the diameter of the golf ball 20 on the image, the opposite to the second camera 12B. It will be a big bend in the direction.
That is, the behavior calculation unit 184 calculates the moving direction in the direction orthogonal to the photographing direction of the photographing unit 12 based on the ratio of the diameters of the golf balls in the first image and the second image.

また、移動方向θｗを算出する他の方法として、２台のカメラを用いたステレオ計測をおこなってもよい。
図７は、撮影装置１０の他の構成を示す説明図である。
図７Ａには、２台のカメラ１３Ａ，１３Ｂが、それぞれの撮影範囲ＦＡ，ＦＢをなるべく重複するように設置されている。
なお、カメラ１３Ａ，１２３の位置や撮影方向（向き）や撮影倍率などのカメラパラメータは、予め特定されている。
そして、カメラ１３Ａ，１３Ｂで、それぞれ同時かつ所定時間を置いて２回画像を撮影し、計４枚の画像を得る。撮影時刻は、基準時刻から所定の遅れ時間Ｔｘ３，Ｔｘ４（Ｔｘ３≠Ｔｘ４）経過後とするが、いずれの撮影時にも撮影範囲ＦＡ，ＦＢにゴルフボール２０が位置するような時刻とする。
それぞれのカメラ１３Ａ，１３Ｂで撮影した画像上におけるゴルフボール２０の位置を特定し、上記のカメラパラメータを用いて２時刻（画像の撮影時刻）におけるゴルフボール２０の３次元空間上の位置を特定する。この２時刻におけるゴルフボール２０の３次元空間上の位置の差分からゴルフボール２０の移動方向θｗを算出することができる。
また、図７Ｂのように、それぞれの撮影範囲ＦＡ，ＦＢが重複するように設置された２台のカメラ１７Ａ，１７Ｂからなる第１のカメラ対１９Ａと、それぞれの撮影範囲ＦＣ，ＦＤが重複するように設置された２台のカメラ１７Ｃ，１７Ｄからなる第２のカメラ対１９Ｂとの計４台のカメラを設けて撮影を行ってもよい。
この場合、撮影範囲ＦＡ，ＦＢ内にゴルフボール２０が位置した際に、第１のカメラ対１９Ａ（カメラ１７Ａ，１７Ｂ）で同時に画像を撮影する。また、撮影範囲ＦＣ，ＦＤ内にゴルフボール２０が位置した際に、第２のカメラ対１９Ｂ（カメラ１７Ｃ，１７Ｄ）で同時に画像を撮影する。
このように、計４台のカメラで４枚の画像を得るようにしてもよい。 Further, as another method for calculating the moving direction θw, stereo measurement using two cameras may be performed.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another configuration of the photographing device 10.
In FIG. 7A, two cameras 13A and 13B are installed so as to overlap the respective shooting ranges FA and FB as much as possible.
The camera parameters such as the positions of the cameras 13A and 123, the shooting direction (direction), and the shooting magnification are specified in advance.
Then, the cameras 13A and 13B take images at the same time and twice at a predetermined time to obtain a total of four images. The shooting time is after a predetermined delay time Tx3, Tx4 (Tx3 ≠ Tx4) has elapsed from the reference time, but the shooting time is set so that the golf ball 20 is located in the shooting ranges FA and FB at any time of shooting.
The position of the golf ball 20 on the images taken by the respective cameras 13A and 13B is specified, and the position of the golf ball 20 on the three-dimensional space at two times (the time when the image is taken) is specified using the above camera parameters. .. The moving direction θw of the golf ball 20 can be calculated from the difference in the positions of the golf ball 20 in the three-dimensional space at these two times.
Further, as shown in FIG. 7B, the first camera pair 19A composed of two cameras 17A and 17B installed so that the respective shooting ranges FA and FB overlap, and the respective shooting ranges FC and FD overlap. A total of four cameras, a second camera vs. 19B composed of the two cameras 17C and 17D installed as described above, may be provided for shooting.
In this case, when the golf ball 20 is positioned within the shooting ranges FA and FB, images are simultaneously taken by the first camera pair 19A (cameras 17A and 17B). Further, when the golf ball 20 is positioned within the shooting ranges FC and FD, an image is simultaneously taken by the second camera pair 19B (cameras 17C and 17D).
In this way, a total of four cameras may obtain four images.

つぎに、回転軸方向の算出方法について説明する。
図５に示すように、ゴルフボール２０にはマークＭが付加されている。第１の画像と第２の画像とにおけるゴルフボール２０のマークＭの位置の変化および方向の変化に基づいて、ゴルフボール２０の回転軸方向を特定することができる。
なお、ゴルフボール２０に付加するマークＭは、ゴルフボール２０がどの方向に回転しても画像上に写るような図柄にするのが好ましい。このような図柄としては、例えば図５等のようにゴルフボール２０の全周に渡って描かれた線分など従来公知の様々な図柄を用いることができる。 Next, a method of calculating the rotation axis direction will be described.
As shown in FIG. 5, a mark M is added to the golf ball 20. The rotation axis direction of the golf ball 20 can be specified based on the change in the position and the direction of the mark M of the golf ball 20 in the first image and the second image.
It is preferable that the mark M added to the golf ball 20 has a pattern that appears on the image regardless of the direction in which the golf ball 20 rotates. As such a symbol, various conventionally known symbols such as a line segment drawn over the entire circumference of the golf ball 20 as shown in FIG. 5 and the like can be used.

つづいて、移動速度の算出方法について説明する。
移動速度の算出には、まずゴルフボール２０の移動距離を算出する。上述のように各カメラ１２Ａ，１２Ｂの設置位置や撮影倍率は既知であるので、画像上の距離と実空間上の距離との比率は既知であり、第１の画像におけるゴルフボール２０の位置と第２の画像におけるゴルフボール２０の位置との関係からゴルフボール２０のｘ−ｚ平面上の２次元的な移動距離を算出することができる。
また、第１カメラ１２Ａに設定された第１の遅れ時間Ｔｘ１と第２カメラ１２Ｂに設定された第２の遅れ時間Ｔｘ２との差分から、第１の画像が撮影されてから第２の画像が撮影されるまでの経過時間を特定することができる。
このように算出した２枚の画像間におけるゴルフボール２０の移動距離を、２枚の画像が撮影される間の経過時間で除すことによって、ゴルフボール２０の移動速度を算出することができる。 Next, a method of calculating the moving speed will be described.
To calculate the moving speed, first, the moving distance of the golf ball 20 is calculated. Since the installation positions and shooting magnifications of the cameras 12A and 12B are known as described above, the ratio between the distance on the image and the distance in the real space is known, and the position of the golf ball 20 in the first image The two-dimensional movement distance of the golf ball 20 on the x-z plane can be calculated from the relationship with the position of the golf ball 20 in the second image.
Further, from the difference between the first delay time Tx1 set in the first camera 12A and the second delay time Tx2 set in the second camera 12B, the second image after the first image is taken is obtained. It is possible to specify the elapsed time until the image is taken.
The moving speed of the golf ball 20 can be calculated by dividing the moving distance of the golf ball 20 between the two images calculated in this way by the elapsed time between the two images being taken.

図４は、撮影装置１０による処理の手順を示すフローチャートである。
まず、操作者Ｉは反射型光学式センサ１４を起動する（ステップＳ４００）。反射型光学式センサ１４は、検出範囲内に光を投光し、受光した光量に基づいて検出範囲内に物体があるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。
反射型光学式センサ１４は、検出範囲内に物体を検出するまで待機し（ステップＳ４０２：Ｎｏのループ）、物体を検出すると（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、物体を検出した状態で所定時間が経過するまでステップＳ４０２に戻って待機する（ステップＳ４０４：Ｎｏのループ）。なお、所定時間が経過する前に物体が検出範囲から退去した場合には、ステップＳ４０２に戻って以降の処理をくり返す。
物体を検出した状態が所定時間継続した場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、報知部であるランプ１５を点灯し、操作者Ｉに撮影準備が完了したことを報知する（ステップＳ４０６）。 FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure by the photographing apparatus 10.
First, the operator I activates the reflective optical sensor 14 (step S400). The reflective optical sensor 14 projects light within the detection range and determines whether or not there is an object within the detection range based on the amount of received light (step S402).
The reflective optical sensor 14 waits until an object is detected within the detection range (step S402: No loop), and when the object is detected (step S402: Yes), a predetermined time elapses in the state where the object is detected. It returns to step S402 and waits until (step S404: loop of No). If the object moves out of the detection range before the predetermined time elapses, the process returns to step S402 and the subsequent processes are repeated.
When the state in which the object is detected continues for a predetermined time (step S404: Yes), the lamp 15 which is a notification unit is turned on to notify the operator I that the shooting preparation is completed (step S406).

その後、検出範囲から物体が退出するまではステップＳ４０６に戻って待機し（ステップＳ４０８：Ｎｏのループ）、物体が退出すると（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、撮影制御部１８２は、退出時刻（基準時刻Ｔ０）から第１の遅れ時間Ｔｘ１経過後に第１カメラ１２Ａで１枚目の画像を撮影する（ステップＳ４１０）。また、退出時刻（基準時刻Ｔ０）から第２の遅れ時間Ｔｘ２（＞Ｔｘ２）経過後に第２カメラ１２Ｂで２枚目の画像を撮影する（ステップＳ４１２）。
挙動算出部１８４は、ステップＳ４１０，Ｓ４１２で撮影した２枚の画像を用いてゴルフボール２０の挙動を算出し（ステップＳ４１４）、算出した挙動の情報をディスプレイ１８１６や印刷紙等に表示して（ステップＳ４１６）、本フローチャートによる処理を終了する。 After that, until the object exits from the detection range, the process returns to step S406 and waits (step S408: No loop), and when the object exits (step S408: Yes), the imaging control unit 182 sets the exit time (reference time T0). ) After the first delay time Tx1 elapses, the first image is taken by the first camera 12A (step S410). Further, after the second delay time Tx2 (> Tx2) has elapsed from the exit time (reference time T0), the second camera 12B takes a second image (step S412).
The behavior calculation unit 184 calculates the behavior of the golf ball 20 using the two images taken in steps S410 and S412 (step S414), and displays the calculated behavior information on the display 1816, printing paper, or the like (step S414). Step S416), the process according to this flowchart is completed.

以上説明したように、実施の形態にかかる撮影装置１０は、反射型光学式センサ１４の検出範囲内に物体が検知された後、検出範囲から物体が退去したタイミングを基準として撮影部１２による撮影タイミングを制御するので、物体が移動開始したことを検知した上で撮影を行うことができ、物体が移動する様子を確実に撮影する上で有利となる。
例えば、物体の移動開始を音声（打撃音など）によって検知する場合と比較して、安定した検知結果を得ることができる。また、物体の移動開始を打撃具の動きから検知する場合と比較して、システム構成の簡素化を図る上で有利となる。
また、物体が移動開始した後の任意の時刻で撮影を行うことができるので、物体の移動速度や撮影部１２の設置位置等に合わせて撮影タイミングを設定することができ、撮影装置１０の汎用性を向上させる上で有利となる。
また、撮影装置１０は、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知された場合にのみ撮影部１２による撮影を実施するので、撮影対象の物体ではないものが検出範囲に入った場合に誤って撮影するのを防止する上で有利となる。
また、撮影装置１０は、検出範囲内に物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知するランプ１５（報知部）をさらに備えたので、物体の移動を操作者Ｉが開始させる場合に、物体の移動開始タイミングを的確に設定することができ、効率的に物体の画像を撮影する上で有利となる。
また、撮影装置１０において、反射型光学式センサ１４が物体の色を識別する機能を有するものであれば、例えばゴルフボール２０などの特定の物体を認識しやすくなり、反射型光学式センサ１４の認識精度を向上させる上で有利となる。
また、撮影装置１０において、反射型光学式センサ１４の反応速度を１ｍｓ以下とすれば、検出範囲から物体が退去した後に迅速に撮影を行うことが可能となり、物体の移動速度が速い場合でも確実に撮影を行う上で有利となる。
また、撮影装置１０は、物体が打撃具により打ち出される球技用ボールであり、反射型光学式センサ１４の検出範囲は球技用ボールの打ち出し位置を含むので、打ち出し直後の球技用ボールを撮影してその挙動を算出する挙動算出装置に撮影装置を適用する上で有利となる。
また、撮影装置１０は、反射型光学式センサ１４の検出範囲を球技用ボールの打ち出し位置とするので、センサの検出範囲が最低限の範囲で済み、撮影装置１０のシステムを簡素化する上で有利となる。 As described above, in the photographing device 10 according to the embodiment, after the object is detected within the detection range of the reflective optical sensor 14, the photographing unit 12 takes an image based on the timing when the object moves out of the detection range. Since the timing is controlled, it is possible to take a picture after detecting that the object has started to move, which is advantageous in surely taking a picture of how the object is moving.
For example, a stable detection result can be obtained as compared with the case where the start of movement of an object is detected by voice (such as a striking sound). Further, as compared with the case where the start of movement of the object is detected from the movement of the striking tool, it is advantageous in simplifying the system configuration.
Further, since shooting can be performed at an arbitrary time after the object starts moving, the shooting timing can be set according to the moving speed of the object, the installation position of the shooting unit 12, and the like, and the general purpose of the shooting device 10 is It is advantageous in improving the sex.
Further, since the photographing device 10 performs photography by the photographing unit 12 only when an object is continuously detected within the detection range for a predetermined time or longer, when an object other than the object to be photographed enters the detection range. This is advantageous in preventing accidental shooting.
Further, since the photographing device 10 further includes a lamp 15 (notifying unit) for notifying that the object is continuously detected within the detection range for a predetermined time or longer, when the operator I starts the movement of the object. , The movement start timing of the object can be set accurately, which is advantageous in efficiently taking an image of the object.
Further, in the photographing apparatus 10, if the reflective optical sensor 14 has a function of identifying the color of an object, it becomes easier to recognize a specific object such as a golf ball 20, and the reflective optical sensor 14 This is advantageous in improving the recognition accuracy.
Further, in the photographing apparatus 10, if the reaction speed of the reflective optical sensor 14 is set to 1 ms or less, it is possible to take a picture quickly after the object moves out of the detection range, and it is reliable even when the moving speed of the object is fast. It is advantageous for taking pictures.
Further, since the photographing device 10 is a ball game ball in which an object is launched by a striking tool, and the detection range of the reflective optical sensor 14 includes the launch position of the ball game ball, the ball game ball immediately after the launch is photographed. It is advantageous in applying the photographing device to the behavior calculation device that calculates the behavior.
Further, since the photographing device 10 sets the detection range of the reflective optical sensor 14 as the launch position of the ball for ball games, the detection range of the sensor is the minimum range, which simplifies the system of the photographing device 10. It will be advantageous.

１０……撮影装置、１２……撮影部、１２Ａ……第１カメラ、１２Ｂ……第２カメラ、１４……反射型光学式センサ、１４０２……投光部、１４０４……受光部、１４０６……検出部、１４０８……検知部、１５……ランプ、１８……コンピュータ、１８２……撮影制御部、１８４……挙動算出部、２０……ゴルフボール、２２……ゴルフクラブ、２４……ティー、ＦＡ，ＦＢ……撮影範囲、Ｇ……地面、Ｉ……操作者、ＬＩ……投影光、ＬＲ……反射光、Ｍ……マーク、Ｐ０……移動開始位置、Ｔ……目標移動方向。 10 ... Imaging device, 12 ... Imaging unit, 12A ... 1st camera, 12B ... 2nd camera, 14 ... Reflective optical sensor, 1402 ... Light emitting unit, 1404 ... Light receiving unit, 1406 ... ... Detection unit, 1408 ... Detection unit, 15 ... Lamp, 18 ... Computer, 182 ... Shooting control unit, 184 ... Behavior calculation unit, 20 ... Golf ball, 22 ... Golf club, 24 ... Tee , FA, FB ... Shooting range, G ... Ground, I ... Operator, LI ... Projected light, LR ... Reflected light, M ... Mark, P0 ... Movement start position, T ... Target movement direction ..

Claims (6)

移動する物体を撮影する撮影部と、
投光部と受光部とが一体となった検出部と、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知部と、を備える反射型光学式センサと、
前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影部による撮影タイミングを制御する撮影制御部と、
前記撮影部で撮影された画像を用いて前記物体の挙動を算出する挙動算出部と、を備え、
前記物体はゴルフボールであり、
前記撮影部は、撮影範囲が略同一となるように配置された２台のカメラからなる第１のカメラ対と、撮影範囲が前記第１のカメラ対とは異なる位置で略同一となるように配置された２台のカメラからなる第２のカメラ対と、であり、
前記撮影制御部は、前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブの種類に応じて前記撮影タイミングを設定するとともに、前記第１のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第１のカメラ対で同時に画像を撮影させ、前記第２のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第２のカメラ対で同時に画像を撮影させ、
前記挙動算出部は、前記第１のカメラ対および前記第２のカメラ対で撮影された画像を用いて、前記ゴルフボールの目標移動方向に直交する方向における前記ゴルフボールの移動方向を算出する、
ことを特徴とする撮影装置。 A shooting unit that shoots moving objects,
A detection unit in which a light emitting unit and a light receiving unit are integrated, and a detection unit that detects the presence or absence of the object within the detection range on the light emitting direction side of the light emitting unit based on the amount of light received by the light receiving unit. With a reflective optical sensor,
After the object is detected within the detection range, when it is detected that the object has moved out of the detection range, a shooting control unit that controls the shooting timing by the shooting unit based on the moving timing.
A behavior calculation unit for calculating the behavior of the object using an image captured by the imaging unit is provided.
The object is a golf ball
The shooting unit has a first camera pair consisting of two cameras arranged so that the shooting range is substantially the same, and a shooting range is substantially the same at a position different from that of the first camera pair. A second camera pair consisting of two cameras arranged, and
The shooting control unit sets the shooting timing according to the type of golf club that hits the golf ball, and the first shooting control unit is within the time when the object is located within the shooting range of the first camera pair. The second camera pair simultaneously captures an image, and the second camera pair simultaneously captures an image within the time when the object is located within the imaging range of the second camera pair.
The behavior calculation unit calculates the movement direction of the golf ball in a direction orthogonal to the target movement direction of the golf ball by using the images taken by the first camera pair and the second camera pair.
A photography device characterized by this. 前記撮影制御部は、前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知された後に前記退去が検知された場合にのみ、前記撮影部による撮影を実施する、
ことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。 The imaging control unit performs imaging by the imaging unit only when the moving out is detected after the object is continuously detected within the detection range for a predetermined time or longer.
The photographing apparatus according to claim 1, wherein the photographing apparatus is characterized in that. 前記検出範囲内に前記物体が所定時間以上継続して検知されたことを報知する報知部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２記載の撮影装置。 A notification unit for notifying that the object has been continuously detected for a predetermined time or longer within the detection range is further provided.
2. The photographing apparatus according to claim 2. 前記反射型光学式センサは、前記物体の色を識別する機能を有し、前記物体が所定の色であった場合にのみ前記検出範囲内に物体が有ると検知する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮影装置。 The reflective optical sensor has a function of identifying the color of the object, and detects that the object is within the detection range only when the object has a predetermined color.
The photographing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the photographing apparatus is characterized in that. 前記検出範囲は、前記ゴルフボールの打ち出し位置を含み、
前記撮影部は前記ゴルフボールの打ち出し方向に沿って複数設けられており、前記ゴルフクラブによる前記ゴルフボールの打ち出し後の画像を複数撮影する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮影装置。 The detection range includes the launch position of the golf ball.
A plurality of the photographing units are provided along the launching direction of the golf ball, and a plurality of images after the golf ball is launched by the golf club are photographed.
The photographing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the photographing apparatus is characterized in that. 移動する物体を撮影する撮影装置を制御する撮影制御方法であって、
投光部から投光した光を受光部で受光し、前記受光部で受光される光量に基づいて前記投光部の投光方向側の検出範囲内における前記物体の有無を検知する検知工程と、
前記検出範囲内に前記物体が検知された後、前記検出範囲から前記物体が退去したことが検知された場合に、当該退去タイミングを基準として前記撮影装置による撮影タイミングを制御する撮影制御工程と、
前記撮影装置で撮影された画像を用いて前記物体の挙動を算出する挙動算出工程と、を含み、
前記物体はゴルフボールであり、
前記撮影装置は、撮影範囲が略同一となるように配置された２台のカメラからなる第１のカメラ対と、撮影範囲が前記第１のカメラ対とは異なる位置で略同一となるように配置された２台のカメラからなる第２のカメラ対と、であり、
前記撮影制御工程では、前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブの種類に応じて前記撮影タイミングを設定するとともに、前記第１のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第１のカメラ対で同時に画像を撮影させ、前記第２のカメラ対の前記撮影範囲内に前記物体が位置する時刻内に前記第２のカメラ対で同時に画像を撮影させ、
前記挙動算出工程では、前記第１のカメラ対および前記第２のカメラ対で撮影された画像を用いて、前記ゴルフボールの目標移動方向に直交する方向における前記ゴルフボールの移動方向を算出する、
ことを特徴とする撮影制御方法。 It is a shooting control method that controls a shooting device that shoots a moving object.
A detection step of receiving the light projected from the light emitting unit by the light receiving unit and detecting the presence or absence of the object within the detection range on the light emitting direction side of the light emitting unit based on the amount of light received by the light receiving unit. ,
After the object is detected within the detection range, when it is detected that the object has moved out of the detection range, a shooting control step of controlling the shooting timing by the shooting device based on the moving timing.
Including a behavior calculation step of calculating the behavior of the object using the image taken by the photographing apparatus.
The object is a golf ball
The photographing device has a first camera pair consisting of two cameras arranged so that the photographing range is substantially the same, and the photographing range is substantially the same at a position different from that of the first camera pair. A second camera pair consisting of two cameras arranged, and
In the shooting control step, the shooting timing is set according to the type of golf club that hits the golf ball, and the first camera is within the time when the object is located within the shooting range of the first camera pair. The second camera pair simultaneously captures an image, and the second camera pair simultaneously captures an image within the time when the object is located within the imaging range of the second camera pair.
In the behavior calculation step, the movement direction of the golf ball in a direction orthogonal to the target movement direction of the golf ball is calculated by using the images taken by the first camera pair and the second camera pair. ,
A shooting control method characterized by this.
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