The actual direction of the emitted projectiles, the predetermined direction, the deviation between the method of measuring and apparatus

本発明は、ゴルフボール、別のスポーツのボール、又は、武器によって発射された発射体のような、発射された発射体の実際の方向と所望の方向との間の偏差の測定に関するものである。

更に詳しくは、所望の方向が、発射体が発射される又は発射されることを意図した方のターゲット領域の画像を用いて、 示されている。

従来の技術は、例えば、レーダー２のような、ターゲットで直接的に位置づけする又はターゲットからの補正値を予め規定することで、測定システムを機械的に調節することによってターゲットを規定している。

いくつかの技術において、いくつかの所定のターゲット位置が記憶されて、これらの所定のターゲットの間の選択を容易にしている。 いずれにせよ、これは、以前に位置が知られていない新しいターゲットが選択されたときはいつでも、新しく機械的な調節が必要とされることを意味する。

第１の特徴において、本発明は、発射された発射体の実際の方向と、所定の方向と、の間の偏差を、測定する方法に関するものであり、その方法は、ターゲット領域を表す画像を提供する、第１ステップと、画像における位置を示す 、第２ステップであって、 示された位置が、ターゲット領域における位置に対応している、第２ステップと、発射体の実際の方向を測定する、第３ステップと、発射体の発射位置を測定する、第４ステップと、発射位置及び対応した位置から、所定の方向を測定する、第５ステップと、発射体の実際の方向と、所定の方向と、の間の偏差を測定する、第６ステップと、を備えていることを特徴とする。

本明細書において、画像は、実際に、ターゲット領域を示す撮影された（例えば、カメラを用いて撮影された）画像にしてもよいし、多数の要素がターゲット領域に（木、旗、又は識別可能な要素を）示すように、ターゲット領域又は部分を更に図式的に示してもよい。

ターゲット領域は、通常は領域であり、その領域は、画像の境界によって、又は領域内の又は領域での要素によって、のどちらかで規定されたような全ての要素を、そこに具備している。 あるいは、ターゲット領域は、必要であれば、境界で直接的には規定されないが、単に示された位置に対応した位置を取り囲んでいるか又は包含している、領域である。

ターゲット領域の位置は、通常は、ターゲット領域の基平面の中の又は基平面での、位置である。 しかしながら、これは、必要とはされない。 （木、壁、又はその類似物の上に与えられたターゲットのような）ターゲット領域における垂直部分上のような位置は、高い又は低い位置（床又はその類似物）と同時に使用されてもよい。

ターゲット領域における位置と画像における位置との相互関係は、実際のタイプの画像及び画像に示されるターゲット領域からの角度に依存する。 画像が、特定位置から見たときのターゲット領域を示すタイプの画像である場合は、通常は、画像の位置と、ターゲット領域の位置と、の間で１対１の対応が成り立っている。 通常は、この位置が、画像における位置の選択又は指示を容易にするために、 指示が行われている位置又はその位置に近い位置である。 その後、画像が、その位置から見たときのターゲット領域を示す。

あるいは、画像は、地図が通常描かれるような方法で外見から見たような、ターゲット領域を示す。

それは、発射体が、ターゲット領域内で命中させる又は捕らえる必要が無く、ターゲット領域で狙う必要がないことを、示している。 ターゲット領域内に示された位置は、所望の方向の位置である。 しかし、実際の好ましい進路は、更に遠く、又は、遠くはないターゲット領域まで伸びている。

現在のところ、発射体は、スポーツのボール（ゴルフボール、野球ボール、フットボール、ハンドボール、バスケットボール）のような飛翔物体、又は、武器（ハンドガン、マシンガン、ミサイル、手榴弾）によって発射された発射体、又は、その類似物である。

発射位置は、発射体が、（例えば、クラブ、バット、手又は足によって）打たれることによって発射された位置にしてもよく、投げられることで手から離れた位置にしてもよいし、武器の銃身、発射前のボールを固定しているティー、又は、発射前に発射体が置かれている表面のような発射台から発射された位置、にしてもよい。

発射位置は、多数の方法で測定される。 １つの方法は、発射が、単に、所定の位置又は所定の領域で行われるような態勢を取る又は指示することである。

発射位置を提供する別の方法は、画像内に発射位置を有していることであり、そこでは、複数の画像が取得され、発射された発射体に対応した差異が、識別される。 この差異は、発射前に取得された１つ以上の画像と比較して後の画像で見逃している発射体である。

発射体の実際の方向は、飛行中の発射体の方向である。 その方向は、発射体の実際の進路から得られる。 その方向は、（ゴルフボールの進路のように）方向が、３Ｄシナリオで変化するが、最も関係している方向が、基準面に対して上に発射された３Ｄ進路の方向のどこか、所定の平面において、測定される。

本明細書において、偏差は、適切な方法で測定される。 この偏差は、必要であれば、方向が推定された所定の平面において、測定される。 これは、しばしば、発射位置と、指示された位置に対応した位置と、の間の水平面又は基平面である。

偏差は、所定の平面における方向のような、２つの方向の間の角度偏差である。 平面は、水平面、及び／又は、垂直面、の両方でもよいし、又は、複数の平面における偏差が与えられてもよい。

あるいは又は更に、偏差は距離であり、その距離は、所定の平面における実際の方向と対応した位置との間の、又は、所定の方向と、例えば、発射体の着地点（以下参照）と、の間の距離である。

好ましい実施形態において、第１ステップは、カメラで、ターゲット領域の画像を提供することを含んでいる。 画像は、リアルタイムで、ターゲット領域の動画像列として提供されてもよいし、モニター又は表示部上の画像のような、又は、ハードコピーとして示された、静止画像でもよい。

通常は、カメラは、画像において示された位置の近くに設けられる。 この指示は、表示部又はモニター上の指示であり、タッチパッド又は他のタッチ感度のよい指示手段であり、それによって、 指示は、画像における位置に触れることによって簡単に実行される。 あるいは、コンピュータマウス、光学ペン、又は、その類似物のような、位置決め装置が、用いられる。

一般的に、コンピュータ又は他の計算手段が、測定、 指示 、画像の提供又は取得、位置決め、及び、その類似物、を制御するのに用いられる。

１つの実施形態において、第１ステップは、複数の所定の位置を備えた画像を提供することを含んでおり、第２ステップは、複数の所定の位置の１つを示すことを含んでいる。 この方法において、画像における位置と、ターゲット領域と、の間の相互関係は、簡素化してもよく、単に相互関係を示している表にしてもよい。 実際に、その位置は、簡単な数を有してもよく、位置の選択を、キーボード上で、数字の選択又は指示にしてもよい。

この実施形態の更なる特徴は、前記において、ターゲット領域が複数の所定の要素を備えていることであり、前記において、第１ステップが、ターゲット領域における要素の位置に対応した位置で複数の所定の要素を示し又は識別する画像を、提供することを含んでおり、第２ステップが、所定の要素の１つの位置を示すこと（又は画像における要素を示すこと）を含んでいる。

各位置に数字を用いる前述の実施形態は、ここに同様に良好に用いられる。

画像におけるこれらの位置は、その後、ターゲット領域における物理的要素、又は、境界に対応する。 この状況において、画像における複数の位置、及び、ターゲット領域のいずれかに対応した物理的な手段／要素は、使用者が、所望の位置を示すことを可能にするのに十分であり、そのために、画像の要件を削減してもよい。 個々の要素と位置との間の、単なる構造及び内部関係は、使用者が、所望の要素／位置を識別するのに十分である。 このように、画像は、更に簡単に又は図式的にされ、画像における位置に対応した選択された要素又は全ての要素のみを（又は少なくとも）、示している。

また、これは、複数の所定の方向を与えるため、及び、多数の発射体を発射して、多数の偏差を測定するために、同じ配置が用いられることを意味している。

前述の実施形態において、複数の要素が、画像内で、及びターゲット領域内で目視可能である。 当然、単一の目視可能な要素が使用されてもよい。

この状況において、 示された位置に対応した位置の要素が、所定の大きさを有する可視部を有している。 それゆえ、第２ステップが、
ａ）画像から、 示された要素に対する角度を測定するステップと、
ｂ）画像内の可視部の範囲と画像の所定の大きさとを相互に関連付けることによって、所定の位置から示された要素までの距離を、画像から測定するステップと、を備え得る。

その対応した位置は、角度及び距離に基づいて測定されている。

角度及び距離を知ることは、画像のみから要素位置の測定を可能とする。 画像における所定の大きさの幅は、距離測定を与えている。 可視部は、例えば、地面に固定された棒又はポールの端部にしてもよいし、地面から要素までの所定の距離にしてもよい。

所定の点は、画像の中心にしてもよいし、ターゲット領域に対して固定された点でもよい。

好ましい実施形態において、第３ステップは、発射位置及び着地点から測定される発射体の着地点、及び、発射体の実際の方向を、測定することを、含んでいる。 着地点の測定は、多数の方法で行われる。 現在好ましい方法は、同時係属の出願 ＰＣＴ／ＤＫ２００５／０００３３６に開示され、それに参照して取り込まれている。

発射体の進路又は方向を実際に測定するための好ましい方法は、前記において、第３ステップが、
発射体が飛行中に発射体によって送信された又は反射された放射線を、受け取ることと、
受け取った放射線から、発射体の方向を測定することと、を含んでいることである。

これは、レーダーシステムにしてもよいし、発射体の位置／進路／方向を測定するための放射線（又は音）を用いている他のシステムにしてもよい。

当然、発射体からの放射線は、発射体から放射されてもよいし、発射体からそれを反射させてもよい。 後者の状況において、配置（セットアップ）は、発射体が識別されるように放射線を反射する発射体を有するために、発射体の方へ放射線を与えるためのステップを、更に備えている。

この実施形態において、第４ステップは、受け取った放射線から、発射位置を測定すること、を備えている。 多数の方法が、このために存在している。 １つの方法は、例えば、マイクロホンを用いて、発射時に実際の点を測定することであり、発射位置は、その後、発射体の方向又は進路から測定される。

その状況において、レーダー（又は類似の）システムにおける位置決め、又は、位置測定は、好ましくは、固定され、又は、画像で識別された位置に関連するように発射位置（及び任意の着陸位置）のための画像又は画像生成に対して所定の関係を有している。 この関係は、（例えば、カメラで与えられた場合は、）単に固定している画像生成によって、レーダーシステム（又は、少なくとも放射線受信機）に提供される。

第２の特徴において、本発明は、発射された発射体の実際の方向と、所定の方向と、の間の偏差を測定するための装置に関するものであり、その装置は、
ターゲット領域を表す画像を提供する手段と、
画像における位置の指示を受け取る手段と、
発射体の実際の方向を測定する手段と、
発射体の発射位置を測定する手段と、
発射位置及び対応した位置から、所定の方向を測定する手段と、
発射体の実際の方向と、所定の方向と、の間の偏差を測定する手段と、を備えており、 前記受け取り手段は、 示された位置とターゲット領域における対応した位置とを相互に関連するようになっている。

好ましくは、提供手段は、表示部又はモニターと、処理装置と、を備えており、表示部又はモニターは、処理装置に、動作可能なように接続され、且つ、画像を与えるようになっており、受け取り手段は、好ましくは、位置決め装置を備え、処理装置に接続される。 この位置決め装置は、コンピュータマウス、光学ペン又はその類似物である。 あるいは、表示部／モニターは、タッチパッドであり、それ故、それは、ある位置で、表示部／モニターに触れることがシステム内にその位置を記入するという点において、位置決め装置を備えている。

一般に、発射体の実際の方向を測定する手段は、発射体の着陸地点を測定する手段と、発射位置及び着陸地点から、発射体の実際の方向を測定する手段と、を備えている。

前述したように、提供手段は、ターゲット領域における画像を提供するためのカメラを備えている。 このカメラは、静止画像カメラでもよいし、ビデオカメラでもよい。 デジタルカメラはよく知られているが、他のタイプのカメラも同様に使用できる。

１つの実施形態において、提供手段は、複数の所定の位置を備えた画像を提供するようになっており、受け取り手段は、所定の位置の指示の１つを受け取るようになっている。

それに加えて、又は、それと連結して、 指示領域は、好ましくは、複数の所定の要素を備えており、前記提供手段は、ターゲット領域における要素の位置に対応した位置で複数の所定の要素を示し又は識別する画像を、提供するようになっており、受け取り手段が、所定の要素の１つの位置の指示を受け取るようになっている。 それ故、位置は、ターゲット領域における物理的な''ターゲット''に対応できる。

その状況において、 示された位置に対応した位置の要素は、所定の大きさの可視部を有することができ、受け取り手段は、
ａ）画像における示された位置から、 示された要素に対する角度を測定する手段と、
ｂ）画像内の可視部の範囲と画像の所定の大きさとを互いに関連付けることによって、所定の位置から示された要素までの距離を、画像から測定する手段と、を備えており、
受け取り手段は、角度及び距離に基づいて対応した位置を測定するようになっている。

可視部は、棒の端部でもよいし、可視部の境界パターンから又は可視部の寸法パターンから測定される可視パターンを、備えてもよい。

前述のように、発射体の実際の方向を測定する手段は、
発射体が飛行中に発射体によって送信された又は反射された放射線を、受け取る手段と、
受け取った放射線から、発射体の方向を測定するための手段と、を含んでいる。

このように、実際の方向を測定する手段は、レーダーシステムでもよいし、受け取った放射線（又は音）から、位置／進路／方向を測定するようになっている別のシステムでもよい。

放射線は、発射体によって放射／送信されてもよいし、反射されてもよい。 後者の状況において、装置は、発射体の方へ放射線を提供する手段を、更に備えている。

別の実施形態において、発射体の発射位置を測定する手段は、受け取った放射線から、発射位置を測定するようになっている。

別の実施形態において、発射体の発射位置を測定する手段は、発射が、所定の位置で行われるような位置を取るようになっている。 これは、単にその情報を''得るための''方法である。

装置がカメラを備えている実施形態において、発射体の、発射位置／着地位置、及び／又は、進路／方向／位置の測定は、それぞれ相互に関係があることが所望されている。 これは、カメラ及び放射線受け取り手段が、放射線受け取り手段がカメラによって見たターゲット領域から放射線を受け取るようになっているように、互いに関係して固定されている場合に得られる。

実際に、放射線受け取り手段は、放射線受け取り手段、及び、カメラの視界領域が同じであるか、又は、一方が、少なくとも、発射体の期待された進路又は方向のために他方の中に包含されるように、ターゲット領域の方へ方向付けてもよい。

本発明の第３の特徴は、前記方法における使用のための、又は、前記装置の使用のための要素に関するものであり、要素は、所定の大きさを有している可視部を備えている。

この可視部は、ある距離から目視可能な、円形、丸、四角のような、適切な形状を有している要素である。 要素は、ある距離で、これらの境界の範囲から測定される要素までの距離のために、境界線のような、目視可能な境界を有している。

可視部は、所定の距離のように、地面から距離を位置づけしたものでもよいし、棒、ポール、又は、その類似物（の端部）で与えてもよい。

可視部は、立体にしてもよいし、与えられた境界上の旗にしてもよい。 旗は、その後、境界が穏やかな天候でも見ることができるように、引き延ばし方法で保たれる。

後述において、本発明は、図面を参照して説明される。

本発明の好ましい実施形態において、発射体は、ターゲットの方に発射されているゴルフボールであり、図１に示すように、画像取得装置が、カメラ１であり、実際の発射体の進路を測定する計測器が、レーダー２である。 画像及びレーダー情報の両方が、表示部４に画像及びレーダー情報を示すコンピュータ３に、送信される。 画像におけるターゲットの識別を容易にするために、タッチスクリーン５が用いられている。

レーダーの位置及び物理的な方位、ゴルフボールの軌道情報、特に着陸地点、の識別が、ターゲット１０を通って引かれた水平基準線１１で、発射位置１２を原点として有する座標系で、望まれている。 図２に示すように、ここで定義された座標系は、ゴルファー座標系１５と称される。

軌道情報は、レーダー座標系１６で測定される。 カメラ８によって取得された画像は、カメラ座標系１７で規定される。

すべてのゴルフショットが、通常は、わずかに異なった位置で発射され、ターゲットが、ゴルフセッションの間に、しばしば変化する。 これは、ゴルファー座標系１５の位置及び方位が一般的に全てのゴルフショットで異なることを意味している。 これは、レーダー座標系１６から、ゴルファー座標系１５に、測定情報を自動的に転送するための効果的な方法の必要があることを示している。

従来の技術は、例えば、レーダー２のような、ターゲットで直接的に位置づけするための、又は、ターゲットからの補正値を予め規定することで、測定システムを機械的に調節することによってターゲットを規定している。

いくつかの技術において、いくつかの所定のターゲット位置が記憶されて、これらの規定されたターゲットの間の選択を容易にしている。 いずれにせよ、これは、以前に位置が知られていない新しいターゲットが選択されたときはいつでも、新しく機械的な調節が必要とされることを意味する。

発明の本実施形態は、所望のターゲットがカメラ１とレーダー２との視界の範囲にある限りは、機械的な調節を必要としない。 この視界の範囲は、通常は、１０度から３０度までの間である。

従来の技術は、通常は、所定のかなり制限された領域の範囲内、例えば、レーダー２の前方の円周２〜４ｍの中の２０ｃｍ直径の範囲内となるように、発射位置を指示することによって、発射位置を得ている。

発明の本実施形態において、発射位置は、ゴルフボールの飛行に属している最初のデーターポイントとなるように、レーダー２によって直接的に測定される。 他の方法が、以下に概説される。

レーダー２に対するカメラ１の物理的な方位及び位置を知らなければならない。 これは、互いに関連して固定された２つのユニットのように、レーダー上又は内部に直接的にカメラを設けることによって、最も簡単に得られる。 関連した方位及び位置は、較正手順を通して測定される。 システムが機能しているとき、レーダー及びカメラユニットは、レベル内になるように調節されるための態勢をとらされる。

本発明において、新しいターゲットを選択する手段は、図３に概説されている。 通常は、使用者によって最初に起動されるステップ１９において、画像が取得される。 更にターゲットが示された場合は、取得画像が示され、使用者が、画像２１において好ましいターゲットの位置を測定する。 ターゲットが視界の範囲内に無い場合は、カメラ及びレーダーユニットの簡易位置決め２７を機能させる必要がある。

画像２８は、図４に図示されるように、使用者が見ることができるように示されている。 画像２８における水平線２９は、座標系１７の水平面を示し、垂直線３０は、同じ座標系１７の基準水平角での垂直面を示している。 カメラの中心３１は、それ故に基準線９である。

画像において、通常は、いくつかのターゲット３４、３５が示される。 特定のターゲットを指摘するために、垂直及び水平基準線３２、３３は、所望されたターゲット３３の正確な位置を、ピンポイントで調節される。 この調節は、通常は、使用者によって、キーボード、タッチパネル、マウス又は類似物を用いて行うことができる。 ある場合において、以下に示すように、システムは、所望されたターゲットを、自動的に検出し、所望されたターゲットの点に基準線３２、３３を集中させる。

図５に示すように、ターゲットが、所定の形状又は形態を有する場合は、システムは、自動的に、垂直及び水平基準線３２、３３を中心にする。 いくつかのターゲットがターゲット領域に示される場合は、ターゲットは、好ましくは、システムがそれらの間で区別できるように、異なった形状にするのがよい。 使用者は、この場合において、システムにターゲットナンバーを示すか、又は、画像におけるターゲットのおおよその位置を指摘する。

ターゲットに対する角度を測定するためのいくつかの方法を概説する。 ターゲット位置１０を計算するために、ターゲットまでの距離が必要とされる。 この距離を測定するためのいくつかの方法が存在する。

ターゲットまでの距離を測定するための１つの方法は、単に、距離を入力する使用者を有することであり、当然、使用者が距離を知っている必要がある。

ターゲットまでの距離を測定する別の方法は、所定のターゲットの形態の角度範囲を測定することである。 この所定の形態の大きさを知ることで、ターゲットまでの距離を計算することが十分に可能である。 図５に示すように、これを使用することができるように、一旦、ターゲット形態３８が予め規定されると、角度寸法ＤＨ、及び／又は、ＤＶが、エッジ検出技術によって画像２８から容易に測定できる。

一旦、ターゲットまでの距離が測定されると、ターゲット位置は、ステップ２２で計算され得る。

各ボールを打つ間に、レーダーが、ボール飛行１３を測定する。 これは、ボールの発射位置１２及びボールの着陸地点１４の測定を具備している。

ボール発射位置を測定する別の方法は、発射の前後で取得された一連の画像２８を解析することである。 これによって、カメラ８から発射位置までの垂直及び水平角度が測定される。 カメラから発射位置までの距離は、少なくとも２つの方法で測定され得る。

第１の方法は、画像２８のボールの角度範囲を測定し、これを所定のボールの大きさと比較する。 ほとんどのスポーツ用ボールのように、この大きさは、非常によく規定されている。

第２の方法は、レーダー２が与えられた高さで、発射位置より上になるような位置を取る。 その後、前記から発射位置までの垂直角度を知ることにより、パラメーターとの間で単に三角法の関係を用いることによって、その距離が、直接的に計算できる。 発射位置１２及びターゲット位置１０を知ることによって、ゴルファー座標系１５が測定される。

レーダーは、レーダー座標系システム１６内でボール飛行１３を測定する。 これらのデータは、その後、３次元的な平行移動及び回転を通してゴルファー座標系１５内にステップ２５で座標変換される。

最終的にボール飛行データが、ステップ２６で使用者に示される。

本発明の主な構成要件のブロック図である。

異なった座標系の位置を平面図で示している。

所望の座標系におけるターゲットの選定及びボール飛行情報を得るための工程フロー図である。

発射位置の背後から、ターゲット領域の方を確認しているカメラの画像を示す。

ターゲット識別を簡単にできるターゲットの物理的なレイアウトの例を示す。