Apparatus and method determines the impact location of the golf ball

【発明の詳細な説明】 発明の分野と背景 この発明は飛翔体の衝撃場所を決める装置及び方法、
特定の用途では特定のクラグを用いる際に特定のアイアンの如きゴルファの好みを決める装置及び方法に関する。

飛翔体の衝撃場所は、軍事からスポーツに至るまで、
多くの分野で興味ある事柄であり、火器及びスポーツ飛翔体、例えばゴルフボールなどのレンジの決定の如き主題を含む。 衝撃場所の決定に対し、かかる場所に付いての情報を、砲の射撃係将校からボールプレヤ又はゴルファに至るまで、関心のある使用者に与える種々の装置及び方法が提案されている。 その例はPenceの米国特許2,0
54,604;Smithの米国特許2,743,929;Cornellの米国特許
3,643,959の如き先行特許に見られる。

これらの先行特許は、どのような性能を合理的に予測できるかについての良好な知識を持つことにより既存の技術を向上することを試みる技術者に特に役立つ態様で情報を提供しない。 ゴルファでは、特定のヤード数を達成するためのクラブの統計的最良の選択に付いての知識を持てば、ゴルファのゲームを有意に向上する可能性が開ける。 しかし、かかる情報は本発明以前ではゴルファに利用できなかった。 何故ならば、レンジの情報（即ち、ボールを打撃する点又はティーからの衝撃場所の距離）はゴルフ練習場での練習から正確に導出することが極めて困難だからでる。

発明の簡単な説明 上記に鑑み、この発明の目的は飛翔体の衝撃場所についての正確な知識を関心ある人に提供することである。
この目的を達成するに当たり、標的部域に振動センサを分布させ、センサから信号を集め、処理して衝撃場所を決定する。 複数個の飛翔体の衝撃場所に関するデータを集め、統計解析して衝撃のレンジと分布を知るのに役立つ情報を使用者に発生する。

この発明の他の目的は特定のクラブで達成されるレンジ及び標的レンジのまわりのショットを統計的分布に付いての知識をより多く提供できる装置をゴルフ練習場に備えることである。 本発明のこの目的を実際に達成するに当たり、ゴルフ練習場の表面又は内部に配置した振動センサをデータ処理コンピュータにより連続的に調査し、感知信号を識別してゴルフボールの衝撃点を見付ける。 次いで衝撃場所に関するデータをある時間に亙って集め、解析して個々のゴルファの成績を統計解析する。

この発明のなお他の目的は、ゴルフボールの衝撃場所を衝撃音により感知し、その場所を三角測量により決定し、一連の衝撃から得られたデータを統計解析してゴルフ技術を向上せんとするゴルファに役立つ報告を発生する方法に従ってゴルファを訓練することである。

図面の簡単な説明 本発明の一部を述べたが、他の目的は添付図面に関して読めば記述の進行につれて明らかになろう。

第１図は本発明を組み入れたゴルフ練習場の模式図である。

第２図はこの発明の装置のブロック図である。

第３図は複数個のセンサから導出された振動データから衝撃位置を決める態様を示す図である。

第４図は第１図のゴルフ練習場の如き標的部域の模式平面図であり、複数個のセンサの設置を示す。

第５図はこの発明の方法により発生した統計的報告の一形態を示す。

発明の詳細な説明 本発明の好適実施例を示す添付図面に関して本発明を詳述するが、説明の冒頭に当たり、当業者はこの発明の好成績を達成しながらここにのべる本発明を改変できることは理解されよう。 故に、以下の説明は当業者に向けた広い開示として理解されるべきであり、本発明を限定するものではない。

添付図面を参照して、本発明をゴルフ練習道具としての用途に関して述べる。 しかし、軍事又は他のスポーツの如き他の飛翔体レンジ用途に精通した者はかかる他の分野で述べられる本発明の用途を容易に想到でき、しかして以下の記載はかかる広い用途を考えたものとして理解されるべきである。

本発明の装置は第１図に示す如き適当なゴルフ練習場又は同類物に関連して使用される。 かかる練習場は典型的にはゴルフボールを打ち出すティー部域10と、ゴルフボールを打ち込む比較的に開放的な標的部域11とを有する。 この発明によれば、複数個の振動センサ12を所定のパターンで標的部域11に分布させ、各センサは振動の感知を表す電気センサ信号を発生する。 本発明の好適な形態では、また永久的な設備を設ける場合、センサ12は可聴振動又は音に応答し、而してマイクロホンの形態に作られ、標的部域11の地中に埋められる。 設備を可搬式とする場合、地面装着マイクロホンを使用できる。

この発明の重要な特徴によれば、電気プロセッサ（第２図の14）はセンサ11と電気接続され、発生するセンサ信号を受信し、受信信号を処理して標的部域のセンサの場所に関する飛翔体衝撃場所を決定し、電気場所信号を発生する。 プロセッサは好ましくはマイクロコンピュータの形態をとり、例えば80386CPUチップを用い、16メガヘルツ以上のクロック速度で操作できるが、その理由は後で明らかになる。 センサ信号はプロセッサに到達する前に、後述の如く、濾波され、前置増幅され、検出及び限界回路に通される。

プロセッサは複数個のセンサからの信号を用いて三角測量によりボール衝撃場所を決定する。 詳細には、第３
図に関し、１対のセンサ（例えば図の点ＡとＢに位置するセンサ）における衝撃音の到達時間を比較することにより、第３図において幾分垂直に延びた２つの双曲線腕の如き、ボールが着地したときの双曲線を決定できる。
３個のセンサを用いる場合、決定から２つの双曲線が得られ、ボールは双曲線腕の交点に着地したものとして位置決めされる。 かかる２つの交点が可能であるが（第３
図参照）、相対感知時間により、どの交点が共通センサに最も近いかを決定でき、これにより点Ｉにボール衝撃を確定できる。

ゴルフボールの衝撃音は本発明に有利に採用される特性を有することが確認された。 詳細には、衝撃音は地面の状態により幾分変動する。 しかし、かかる音は衝撃がマイクロホンの25ヤード以内で発生したときには確実に検出されている。 ある範囲の地面状態に亙り、衝撃音の振動数は約600hzないし約1400hzである。

本発明によれば、センサは水平標的部域（例えばゴルフ練習場）に所定の幾何学的配列で分布される。 配列の使用はボールの着地部域と矛盾しない標的部域、即ち一般に細長い矩形部域をカバーできるように選択される。
データ処理のために容易に合理化でき、衝撃の検出を適確に行え、異なる部域に適合するように容易に拡大又は縮小されるセンサのパターンを提供するために、この幾何学的配列は好ましくは六角形に配置された多数の三角形を含むように選択される。 かかる六角形配列（第４図に平面図で示す）は拡大された範囲に亙りボールの着地を感知でき、また所望であれば拡大部域をカバーするために幅方向に容易に拡大できる。

この発明の装置を構成するに当たり、各センサ又はマイクロホン11は、送られた信号を所望のバンド幅に制限し信号レベルをある程度高める関連フィルタ及び前置増幅器が関連せしめられる。 かかるセンサユニットは接続箱15（第２図）を介して増幅を行う１つ以上の受信器16
へ結合され、次いで事前論理ステップを行う論理回路18
へ結合される。 例えば、マイクロコンピュータ14により処理される信号から、ランダム又はゆっくり変動する背景ノイズを選別除去するのが望ましく、背景ノイズはボール衝撃音の立ち上がり時間よりも短い立ち上がり時間を有する任意の信号、例えば、通過する自動車、風などである。 本発明の操作実施例において、かかる選別は信号通過に対して越えられるべき、かつ鋭く立ち上がる信号の検出をゆっくり立ち上がる信号の検出から分離して後者を捨てるべく信号の進行中比較を行う設定可能な限界値を有する比較器により行われた。 論理回路は、衝撃場所の識別を行うために衝撃の第２及び第３のセンサ信号を探す時間の窓を開くことにより衝撃の第１センサ信号に応答するタイミング回路を含むことができる。

プロセッサ14は複数個の場所信号を記憶する関連メモリを有し、また一連の飛翔体の衝撃を表す場所信号を編集し比較するよう機能する。 特に、プロセッサ14は、特定のクラブにより実際に達成された成績をゴルファに明らかに教示補助を発生する１組の場所信号を統計解析する。 プロセッサ14は、１組の場所信号を統計解析して、
好ましくはティー10から数ヤードの如き所定の軸線に沿う所定の場所から離れた所定の場所の回りの信号の分布を決定する。

プロセッサ14により発生され記憶された統計的データが電気信号の形態でディスプレーへ供給され、ディスプレーはプロセッサへ電気接続され、場所信号を受信し、
標的部域における飛翔体衝撃場所を観察者に表示する。
かかる表示の一例が第５図に示され、これはCRT又はLCD
ディスプレーの如き視覚表示装置に視覚表示として現れるか、あるいは適当な被駆動印刷装置により印刷される。 表示は使用者、データ及び使用したクラブの如き他の条件のための識別を含み、また使用したクラブの正常レンジ及びそのレンジからの、又はそのレンジの回りの衝撃又は着地の分布に関するデータを提示する。 特に有用なディスプレーはデータのための第５図の下に示す最適合のカーブであり、評価中のクラブの『高パーセント』ショットをゴルファにグラフで表示する。

思慮深い読者に理解される如く、この発明の方法の実施は、標的部域に所定のパターンで分布した複数個の振動センサに影響する振動の感知を表す複数個の電気信号を発生し、電気的プロセッサにセンサ信号を受信し受信信号を処理して標的部域におけるセンサの場所に関する飛翔体の衝撃場所を決定し電気場所信号を発生し、標的部域における飛翔体の衝撃場所を観察者に表示するステップを含む。 発生信号は空気中又は地中を伝わる可聴振動数範囲の振動に応答して発生できる。 この方法はセンサを標的部域に幾何学的配列のパターンで分布させるステップ、及び複数個の場所信号を１組として記憶し一連の飛翔体の衝撃を表すこれらの組の信号を編集し比較するステップを含む。 １組の場所信号の統計解析を行い、
好ましくは所定場所の回りの組の信号の分布を決めることにより、この方法により監視される成績について使用者に洞察力を与える。

図面及び明細書には本発明の好適実施例を述べた。 また特定の用語を用いたが、総括的例示的意味のためのみのものであり、限定のためのものでない。

フロントページの続き (73)特許権者 999999999 ロバーツ，エドガー ピー. 米国，ノース カロライナ 27104，ウ インストン セイレム，ウエストオーバ ー アベニユー 761 (72)発明者 ベアード，ブライス ピー. 米国，ノース カロライナ 28144，サ リスバリイ，エメラルド ストリート 1617 (72)発明者 クルツツ，ゼームス ダブリユー. 米国，ノース カロライナ 27104，ウ インストン セイレム，アーバー ロー ド 709 (72)発明者 ロバーツ，エドガー ピー. 米国，ノース カロライナ 27104，ウ インストン セイレム，ウエストオーバ ー アベニユー 761