スポーツ用具の動きセンサ

本発明は、一般には、動き認識に関し、具体的には、動きを追跡して認識するために動きセンサをスポーツ用具に組み込むことに関する。

関連出願の相互参照 本出願は、2015年6月30日に出願された米国特許仮出願第62/186,922号の利益を主張し、その全体は参照により組み込まれる。

ゴルフのスイングなど、移動する物体の動き検出および認識は、運動選手の能力を向上させるために広く使用されている。空間で加速する動きの進路および姿勢を認識する技術は、スポーツ分野における人間の身体のアクションの検出のために人間の身体の動作と組み合わせて使用されることができる。空間で加速する動きの進路および姿勢の認識により、移動する物体(例えば、プレーヤーによってスイングされたゴルフクラブ)の、移動ごとの位置および交角が検出され、および押し寄せてくる物体のリアルタイム速度が取得される。ゴルフを例にとると、ゴルフは、動きの良好な制御がしばしば求められるスポーツであり、動きセンサによって検出されるゴルフスイングの動きの正確な解析は、ゴルフプレーヤーの能力を向上させることができる。

移動する物体の動きを検出するために、動きセンサは、移動する物体の加速度、速度および位置の情報といった、移動する物体と関連付けられた動きパラメータを収集するためにしばしば使用される。動き検出および認識に関するいくつかの既存の解決策では、動きセンサをプレーヤーが使用するスポーツ用具の表面部(例えば、ゴルフクラブまたはゴルフ用グローブの後部)に取り付ける。しかしながら、動きセンサをスポーツ用具の表面部に取り付けることによって、動きセンサがダメージに対して脆弱になること、動きセンサの取り付けが原因でスポーツ用具を握ることに影響を与えること、および動き検出の精度を欠くことといった、正確な動き検出に対する多くの問題に直面する。

米国特許公開公報第2012/0277890号

米国特許公報第8,725,452号

一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスと、動きセンサを収容するスロットを有するスポーツ用具を示す図である。

一実施形態による、動きセンサをスポーツ用具に意図的に挿入するアプリケーションを示す図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスの正面図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスの第1の側面図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスの上面図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスの第2の側面図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスの底面図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスの背面図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入される動きセンサデバイスの分解組立図である。

一実施形態による、スポーツ用具に挿入されて内側でロックする動きセンサデバイスを示す図である。

異なるスポーツ用具に挿入される動きセンサデバイスを示す図である。

一実施形態による、動きセンサデバイスと、その動きセンサデバイスが挿入されるスポーツ用具の把手の分解組立図である。

一実施形態による、充電されている動きセンサデバイスを示す図である。

一実施形態による、動きセンサデバイス制御および対応する図解表示の例を示す図である。

一実施形態による、動きセンサデバイスをスポーツ用具に挿入してロックするプロセスのフローチャートを示す図である。

マシン可読媒体から命令を読み込み、それらの命令をプロセッサ(またはコントローラ)で実行することが可能な例示的なマシンのコンポーネントの一実施形態を示す図である。

図は、例示のみを目的として本発明のさまざまな実施形態を描いている。本明細書で説明される構造と方法の代替実施形態は、本明細書で説明される発明の原理から逸脱せずに用いられ得ることが以下の論考から当業者には容易に理解されよう。

3次元(3D)空間で振られるテニスラケット、バドミントンラケット、野球バットおよびゴルフグラブといったスポーツ用具に動きセンサデバイスを意図的に組み込むことによって、さまざまなスポーツと関連付けられた移動する物体の動き検出および認識を向上させるための解決策が与えられる。スポーツ用具の内側に組み込まれた動きセンサデバイスは、しっかりとロックされ、交換のために取り外し可能であることが好ましい。動きセンサの形状およびサイズは、さまざまな形状の異なるタイプのスポーツ用具に順応可能である。スポーツ用具の動きセンサデバイスを挿入することおよびロックすることは、プレーヤーがスポーツ用具を握ることに悪影響を及ぼさない。

スポーツ用具の内側に挿入されてロックされる動きセンサデバイスは、スポーツ用具に関連付けられた移動と関連した動きを検出するように構成される。検出された動きと関連付けられた動きパラメータは、組み込まれた動きセンサを通じて収集されて、動き検出認識システムによって解析される。これらの動きセンサと動き検出認識システムの実施形態の例は、米国特許公開公報第2012/0277890号および米国特許第8,725,452号において一部説明されているものを含み、それぞれの全体は、参照により本明細書に組み込まれる。動きパラメータの解析に基づいて、スポーツ用具のユーザに対するさまざまなタイプのスポーツ能力レポートおよび能力改善提案書が作成される。

図1Aは、一実施形態による、スポーツ用具に挿入する動きセンサデバイスと、動きセンサデバイスを収容するためのスロットを有するスポーツ用具を示している。図1Aに示したスポーツ用具110は、例示を目的とするテニスラケットであるが、他のスポーツ用具も使用され得る。スポーツ用具110は、ユーザがスポーツ用具110を握るためのハンドル115を含む。スポーツ用具のハンドル115は、動きセンサデバイス100を収容するためのハウジング120を含む。いくつかの実施形態において、動きセンサデバイス100は、ハウジング120から取り外し可能である。さらに、ハウジング120もまた、スポーツ用具110のハンドル115から取り外し可能にすることができる。この実施形態において、ハウジング120は、動きセンサデバイス100を挿入するための第1の開口部と、ハウジング120をスポーツ用具110のハンドル115に取り付ける第2の開口部を有することができる。

図1Bは、一実施形態による、動きセンサデバイスをスポーツ用具に意図的に挿入するアプリケーションを示している。ハウジング120を用いてスポーツ用具110に挿入される動きセンサデバイス100は、クライアントデバイス130にワイヤレスに接続する。いくつかの実施形態において、クライアントデバイス130は、スマートフォンといったモバイルデバイスである。いくつかの実施形態において、動きセンサデバイス100は、スポーツ用具110を使用するプレーヤーの記録された動きデータをクライアントデバイス130にリアルタイムで送信する。他の実施形態において、動きセンサデバイス100は、記録されたデータを内部メモリに格納し、その格納されたデータをその後に送信する。クライアントデバイス130はその後、記録されたデータを見るために使用され得る。いくつかの実施形態において、クライアントデバイス130はさらに、動きセンサデバイス100から受信された動きデータを解析して、解析されたデータをモバイルデバイス130のユーザに表示する。例えば、クライアントデバイス130は、スポーツ用具110の用法をどのように改善するかについての提案をユーザに示すことができる。

図2A−2Fは、一実施形態による、動きセンサデバイス100の複数の図を示している。具体的には、図2Aは、動きセンサデバイス100の正面図であり、図2Bは、動きセンサデバイス100の第1の側面図であり、図2Cは、動きセンサデバイス100の上面図であり、図2Dは、動きセンサデバイス100の第2の側面図であり、図2Eは、動きセンサデバイス100の底面図であり、そして図2Fは、動きセンサデバイス100の背面図である。図2A−2Fに示した実施形態において、動きセンサデバイス100は、円形を有する。他の実施形態において、動きセンサデバイス100は、他の形状を有することができる。図2A−2Fに示した実施形態において、動きセンサデバイス100は、約25.4mmの直径と約12.3mmの厚さを有する。動きセンサ100を挿入するために選択される場所は、テニスラケットまたは野球バット(または他のスポーツ用具)の底面であって、なぜならば、用具のこの部分は、プレイ中、プレーヤーによってめったに触れられないからである。従って、選択された場所で動きセンサデバイス100を挿入することによって、スポーツ用具110のプレイの邪魔になることを少なくすることができる。さらに、テニスラケットまたは野球バットの底部は空洞である傾向があり、それによって動きセンサデバイス100が収容される空間が与えられる。図2A−2Fに示した動きセンサデバイス100のサイズは調整されることができ、それによって動きセンサデバイス100は異なるサイズおよび形状の多数のスポーツ用具110に挿入されることができる。子供用のスポーツ用具の場合、動きセンサデバイスによって提供される機能性を維持する一方で、子供用のスポーツ用具に対する制限を考慮してより小さいサイズの動きセンサデバイスを提供するために動きセンサデバイス100のサイズを縮小することができる。

図3は、スポーツ用具に挿入される動きセンサデバイスの分解組立図である。動きセンサデバイスは、以下の上から下までのコンポーネントを含む。上蓋301は、動きセンサデバイスのその他の部分を保護する。遮光板303は、ユーザがLEDによって生じる光を見ることができるようにする一方で、プリント回路基板(PCB)上の発光ダイオード(LED)を保護する。異なる色の付いた光を発するLEDを使用して、動きセンサデバイスの異なる状態をユーザに示すことができる。

充電ピン305は、上蓋301の孔に収まり、外部充電器(図7を参照のこと)からPCB基板を経由して電気接触をバッテリに提供する。磁石307を使用して外部充電器を充電ピン305に対して自動的に整合させる。例えば、動きセンサデバイスの充電器はまた、磁石を含むこともできる。この例において、充電器の充電ピンが動きセンサデバイスの充電ピン305に正しく整合すると、動きセンサデバイスの磁石は充電器の磁石を引き付ける。あるいは、充電ピンが動きセンサデバイスの充電ピン305に誤って整合すると、動きセンサデバイスの磁石は充電器の磁石に反発することがある。代替設計において、動きセンサデバイスは、ワイヤレスに充電され得る。

ボタン309は、上蓋301の孔に収まり、動きセンサデバイスが挿入されているスポーツ用具のプレーヤーにユーザインタフェースを提供する。アンテナ311は、動きセンサデバイスと、図1Bに示すようなスマートフォン130など、他のデバイスとの間の無線通信をサポートする。PCB基板313は、電子動きセンサを包含する。例えば、動きセンサは、PCB基板313上に半田付けされた1または複数のチップに含められ得る。動きセンサデバイスの他の実施形態は、2以上のPCBを有することができる。充電式バッテリ315は、スポーツ用具に挿入された動きセンサデバイスに電力を供給する。底殻部(bottom shell)317は、動きセンサデバイスの外観部分である。

図4は、一実施形態による、スポーツ用具に挿入されて内側でロックされる動きセンサデバイスを示している。いくつかの実施形態において、動きセンサデバイス100は、動きセンサデバイスをハウジング120の開口部内に挿入して、動きセンサデバイス100を(例えば、反時計周りに90°)回転させて動きセンサデバイス100を適所にロックすることによってスポーツ用具に取り付けられる。いくつかの実施形態において、動きセンサデバイスを回転させて動きセンサデバイス100を適所にロックするために充電器(例えば、図7に示した充電器)を使用することができる。他の実施形態において、動きセンサデバイス100を適所にロックするためにコインを使用することができる。図4に示した実施形態において、動きセンサデバイス100は、ユーザもコイン450を使用して動きセンサデバイスを適所にロックすることがあり得るように設計される。ユーザが動きセンサデバイスをスポーツ用具から取り外す場合、ユーザは、動きセンサデバイスと同様の形状で、および好ましくは、同様の重量を有する代用キャップを使用することができるためラケットの重量は影響を受けない。いくつかの実施形態において、底殻部317は、動きセンサデバイス100が適所にロックされると、ハウジング120に完全に囲まれる。他の実施形態において、底殻部317の側面部分は、ハウジング120に囲まれない。

図5は、一実施形態による、異なるスポーツ用具に挿入される動きセンサデバイスを示している。図6は、一実施形態による、動きセンサデバイス100と、動きセンサデバイスが挿入されるスポーツ用具の把手の分解組立図を示している。図5に示した第1の実施形態において、動きセンサデバイス100は、テニスラケット510に挿入される。動きセンサデバイス100は、テニスラケット510のハンドルに取り付けられるセンサハウジング120に挿入される。図6の左部分について、センサハウジング120は、テニスラケットのハンドル115に取り付けられるように成形される。センサハウジング120は、動きセンサデバイス100をセンサハウジング120の内側に収納してロックするロッキング機構を含む空洞をさらに含む。例えば、図6に示すように、センサハウジング120は、センサ100を適所にロックするために使用される、挿入コンポーネント610を保持するために使用される。

図5に示した第2の実施形態において、動き100は、野球/ソフトボールバット520に挿入される。図6の右部分について、センサハウジング120は、野球/ソフトボールバット520の底面に取り付けられるように成形される。図6の実施形態において、センサハウジング120は、野球/ソフトボールバットの底面と同様の形状にされる。センサハウジング120は、動きセンサデバイス100をセンサハウジング120の内側に収納してロックするロッキング機構を含む空洞をさらに含む。

図7は、一実施形態による、充電されている動きセンサデバイスを示している。外部充電器710は、磁石307によって充電ピン305に整合する。いくつかの実施形態において、動きセンサデバイス100がセンサハウジング120に取り付けられている間、動きセンサデバイス100は充電され得る。図7に示した例において、外部充電器710は、スポーツ用具に挿入される動きセンサデバイス用に特別に設計された専用充電器である。スポーツ用具に挿入される動きセンサデバイスを充電するのに適した他のタイプの非専用外部充電器も使用することができる。例えば、充電される動きセンサデバイスの充電ピンに正しく整合することができる、充電器の充電ピンを有する非専用外部充電器は、動きセンサデバイスを充電する適切な充電器と見なされる。

図8は、一実施形態による、動きセンサデバイス制御および対応する図解表示の例を示している。この例において、ユーザは、動きセンサデバイスのボタン309を用いて動きセンサデバイスとやりとりする。例えば、ユーザは、スポーツ用具の内側に挿入された動きセンサデバイスをオンにする/オフにするまたは他のコマンドをトリガする、例えば、スイングを示すボタン309を使用することができる。動きセンサデバイスは、図3に示すような遮光板303を通じて可視である、多色LEDによってユーザに伝達する。動きセンサデバイスはまた、タッチセンサ式にすることもあり得、この場合、ユーザは、タッチすることによって動きセンサデバイスに伝達することがあり得る。例えば、内側に挿入された動きセンサデバイスを有するスポーツ用具を使用している間、ユーザは、動きセンサデバイスをタップまたはダブルタップすることによって動きセンサのコマンドを出すことができる。動きセンサデバイスはまた、図1Bに示すようなクライアントデバイス130とワイヤレスに通信することもあり得る。ユーザはその後、クライアントデバイス130を使用して動きセンサデバイスを制御することができる。

図3の例において、動きセンサデバイスのLEDは、3つの異なる色を示す。異なる色は、動きセンサデバイスのさまざまな状態を表すことができる。例えば、第1の色(例えば、赤色)は、動きセンサデバイスのバッテリの充電量が少ないことを表すことができ、第2の色(例えば、緑色)は、動きセンサデバイスがデータを記録していることを示すことができ、第3の色(例えば、黄色)は、動きセンサデバイスが待機モードであることを示すことができる。

図9は、一実施形態による、動きセンサデバイスをスポーツ用具に挿入してロックするプロセスのフローチャートを示している。最初に、動きセンサデバイスを挿入するためのスポーツ用具、例えば、テニスラケットにおける場所が選択される910。センサハウジング120(例えば、図6に示したセンサハウジング)は、スポーツ用具110の選択された場所に取り付けられる920。例えば、センサハウジング120は、スポーツ用具110のハンドルの底部に取り付けられる。センサハウジング120は、スポーツ用具110のハンドルの底部を模倣した形状にされ得る。

動きセンサデバイス100は、センサハウジング120の空洞に挿入される930。いくつかの実施形態において、動きセンサデバイス100は、センサハウジング120の空洞の内側に完全に収まる。他の実施形態において、動きセンサデバイス100は、センサハウジング120の空洞の内側に一部分が収まる。つまり、動きセンサデバイス100の一部がセンサハウジング120の空洞の外側になり得る。

動きセンサデバイス100を回転させて、動きセンサデバイス100をセンサハウジング120の内側でロックする940。いくつかの実施形態において、動きセンサデバイス100は、センサハウジング120の空洞の内側で反時計周りに90°回転する。動きセンサデバイスをセンサハウジング120の空洞の内側で回転させると、動きセンサデバイス100のロッキング機構は、動きセンサデバイス100をセンサハウジング120に取り付けて、動きセンサデバイス100がセンサハウジング120から外れることを防ぐ。動きセンサデバイス100をセンサハウジング120から取り外すために、動きセンサデバイスは、反対方向に(例えば、時計回りに90°)回転させられる。

動きセンサデバイスは、スポーツ用具の内側にしっかりとロックされ、交換のために取り外し可能である。スポーツ用具の動きセンサデバイスを挿入することおよびロックすることは、プレーヤーがスポーツ用具を握ることに悪影響を及ぼさない。スポーツ用具の内側に挿入されてロックされた動きセンサデバイスは、スポーツ用具に関連付けられた移動と関連した動きを検出するように構成される。検出された動きと関連付けられた動きパラメータは、組み込まれた動きセンサを通じて収集されて、例えば、ユーザフレンドリーな能力レポートおよび能力改善提案書を作成する、さまざまなアプリケーションの動き検出認識システムによって解析される。

図10は、マシン可読媒体から命令を読み込み、それらの命令をプロセッサ(またはコントローラ)で実行することが可能である図1Bのクライアントデバイス130など、例示的なマシンのコンポーネントを示すブロック図である。具体的には、図10は、コンピュータシステム1000の例示的な形式におけるマシンの図式的な表現を示し、そのコンピュータシステムにおいて本明細書で論じられる方法論のうちの任意の1または複数をマシンに行わせる命令1024(例えば、ソフトウェア)が実行され得る。代替実施形態において、マシンは、スタンドアロンデバイスとして動作するか、または他のマシンに接続(例えば、ネットワークで結ばれる)され得る。ネットワークで結ばれた展開において、マシンは、サーバ−クライアントネットワーク環境においてサーバマシンまたはクライアントマシンの容量で動作することができ、またはピアマシンとしてピアツーピア(または分散)ネットワーク環境で動作することができる。

マシンは、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、パーソナルコンピュータ(PC)、タブレットPC、携帯情報端末(PDA)、セルラー電話、スマートフォン、またはそのマシンによって取られるアクションを指定する命令1024を(逐次または別の方法で)実行する能力のある任意のマシンになり得る。さらに、単一のマシンのみが説明されているが、「マシン」という語はまた、本明細書で論じられる方法論のうちの任意の1または複数を行う命令1024を個別にまたは一緒に実行する任意の一群のマシンを含むと解釈されなければならない。

例示的なコンピュータシステム1000は、プロセッサ1002(例えば、中央処理装置(CPU)、グラフィック処理装置(GPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、1または複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、1または複数の無線周波数集積回路(RFIC)、またはこれらの任意の組み合わせ)、メインメモリ1004、およびスタティックメモリ1006を含み、これらは、バス1008経由で互いに通信するように構成される。コンピュータシステム1000は、グラフィック表示装置1010(例えば、プロズマディスプレイパネル(PDP)、液晶ディスプレイ(LCD)、プロジェクタ、またはブラウン管(CRT))をさらに含むことができる。コンピュータシステム1000はまた、文字数字入力デバイス1012(例えば、キーボード)、カーソル制御デバイス1014(例えば、マウス、トラックボール、ジョイスティック、動きセンサ、または他のポインティング機器)、記憶装置1016、信号生成デバイス1018(例えば、スピーカ)、およびネットワークインタフェースデバイス1020も含むことができ、これらもまた、バス1008経由で通信するように構成される。

記憶装置1016は、本明細書で説明される方法論または機能のうちの任意の1または複数を具体化する命令1024(例えば、ソフトウェア)が格納されているマシン可読媒体1022を含む。命令1024(例えば、ソフトウェア)はまた、それらの命令がコンピュータシステム1000によって実行されている間、メインメモリ1004内またはプロセッサ1002内(例えば、プロセッサのキャッシュメモリ内)に、完全にまたは少なくとも部分的に常駐することもでき、メインメモリ1004およびプロセッサ1002もマシン可読媒体を構成する。命令1024(例えば、ソフトウェア)は、ネットワークインタフェースデバイス1020経由でネットワーク1026に送信または受信され得る。

マシン可読媒体1022は、例示的実施形態において単一の媒体であるように示されているが、「マシン可読媒体」という語は、命令(例えば、命令1024)を格納することが可能な単一の媒体または複数の媒体(例えば、集中型のまたは分散化されたデータベース、または関連付けられたキャッシュおよびサーバ)を含むと解釈されなければならない。「マシン可読媒体」という語はまた、マシンによって実行される命令(例えば、命令1024)を格納する能力があり、およびマシンが本明細書で開示される方法論のうちの任意の1または複数を行うようにさせる任意の媒体を含むと解釈されなければならない。「マシン可読媒体」という語は、限定されるわけではないが、ソリッドステートメモリ、光媒体、および磁気媒体の形式のデータリポジトリを含む。

発明の実施形態の前述の説明は、例示を目的として提示されており、徹底的であることまたは発明を開示された形態に厳密に限定することを意図しない。上記の開示に照らして多くの変更および変形が可能であることを関連技術の当業者は認識することができる。

明細書で使用された言葉は、主に読み易さおよび教示を目的として選択されており、発明の主題を明確にするまたは制限するために選択されていない場合がある。従って、発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ本明細書に基づいて出願される特許請求の範囲のいずれかによって限定されることが意図される。従って、発明の実施形態の開示は、例示的であり、以下の特許請求の範囲に説明されている発明の範囲を限定しないことを意図する。