高尔夫练习装置 |
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| 申请号 | CN201080031016.9 | 申请日 | 2010-07-26 | 公开(公告)号 | CN102470269B | 公开(公告)日 | 2014-03-05 |
| 申请人 | 世嘉股份有限公司; | 发明人 | 杉森裕司; 东口元彦; 荒木启文; 森山彩乃; 糟谷哲夫; | ||||
| 摘要 | 利用 正面 用数码摄像机(16)来对选手利用 高尔夫 球杆击球时的 动态图像 进行拍摄，并将动态图像不断地存储在正面用环形缓冲区(26)中。利用多普勒 传感器 (14)检测出被击出的球的移动，并利用球速测定部(24b)测定出球速。处理时间计时部(24a)对测定球速所花的处理时间进行计时，通过基于处理时间来计算出触发产生后的延迟时间，从而以撞击时的图像为基准来提取出挥杆图像。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高尔夫练习装置，包括： |
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| 说明书全文 | 高尔夫练习装置技术领域[0001] 本发明涉及用于练习高尔夫的高尔夫练习装置。 背景技术[0002] 已知有一种高尔夫挥杆记录保存系统，该高尔夫挥杆记录保存系统设置于高尔夫店或高尔夫练习场等，通过检测打击声音、利用光学传感器检测高尔夫球杆的动作，判定打出球的时刻(撞击时)，基于该时刻，对选手的挥杆图像进行记录并呈现给用户(参照专利文献1)。 [0003] 此外，已知有设置于高尔夫店或高尔夫练习场等的、对选手挥动高尔夫球杆时的挥杆速度进行测量的多普勒传感器和采用了该多普勒传感器的杆头速度测量装置(参照专利文献2)。 [0004] 现有技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本专利特开2003-088604号公报 [0007] 专利文献2：日本专利特开2009-109194号公报 发明内容[0008] 本发明要解决的技术问题 [0009] 然而，在现有的具有对挥杆图像进行记录保存的功能的高尔夫练习装置中，为了判定撞击时刻而必需要包括特别的设备，为了对由高尔夫球杆打出的球的飞行速度(球速)和挥杆速度进行测量而需要更多的设备，从而设备结构大而复杂。 [0010] 本发明的目的在于提供一种高尔夫练习装置，该高尔夫练习装置能进行球速的测量和挥杆图像的记录保存，并能用简单的设备结构提取出撞击时的图像以进行显示。 [0011] 用于解决技术问题的技术手段 [0012] 本发明的一个方式所涉及的高尔夫练习装置的特征在于，包括：拍摄单元，该拍摄单元对选手利用高尔夫球杆打球时的动态图像进行拍摄；存储单元，该存储单元将由所述拍摄单元拍摄到的动态图像不断地进行存储；以及显示单元，该显示单元对所述存储单元中存储的动态图像进行显示，该高尔夫练习装置还包括：球速测定单元，该球速测定单元对由所述高尔夫球杆打出的球的速度进行测定；处理时间计时单元，该处理时间计时单元对所述球速测定单元测定球的速度所花的处理时间进行计时；以及动态图像提取单元，该动态图像提取单元基于所述球速测定单元测定出球的速度的时刻和所述处理时间，从所述存储单元中存储的动态图像中将撞击时的图像和其前后的规定时间的动态图像一起提取出，利用所述显示单元来显示由所述动态图像提取单元提取出的动态图像。 [0013] 此外，本发明的一个方式所涉及的高尔夫练习装置中，优选为所述动态图像提取单元根据由所述球速测定单元测定出的球的速度，对所述处理时间进行修正。 [0014] 此外，本发明的一个方式所涉及的高尔夫练习装置中，优选为所述显示单元将视频投影到设置在选手利用高尔夫球杆打球的方向上的屏幕上，所述球速测定单元具有多普勒传感器，该多普勒传感器设置在所述屏幕的背面，且天线朝向所述球被打出的位置。 [0015] 发明的技术效果 [0016] 如上所述，根据本发明，由于包括：球速测定单元，该球速测定单元对由高尔夫球杆打出的球的速度进行测定；处理时间计时单元，该处理时间计时单元对球速测定单元测定球的速度所花的处理时间进行计时；以及动态图像提取单元，该动态图像提取单元基于球速测定单元测定出球的速度的时刻和处理时间，从存储单元中存储的动态图像中将撞击时的图像和其前后的规定时间的动态图像一起提取出，并利用所述显示单元来显示由所述动态图像提取单元提取出的动态图像，因此，在进行球速的测量和挥杆图像的记录保存的同时，能用简单的设备结构提取出撞击时的图像以进行显示。附图说明 [0017] 图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的高尔夫练习装置的外观的图。 [0018] 图2是本发明的一个实施方式所涉及的高尔夫练习装置的俯视图、侧视图、以及主视图。 [0019] 图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的高尔夫练习装置的电结构的框图。 [0020] 图4是由本发明的一个实施方式所涉及的高尔夫练习装置所执行的挥杆图像提取处理的流程图。 具体实施方式[0021] 下面，基于附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。图1和图2是简要表示本发明所涉及的高尔夫练习装置10的整体结构的一个示例的示意图，图1是外观立体图，图2(A)是俯视图，图2(B)是侧视图，图2(C)是主视图。 [0022] 首先，参照图1，对本发明所涉及的高尔夫练习装置的概要进行说明。本发明中的高尔夫练习装置10利用选手1的实际的高尔夫击球的检测数据来模拟打高尔夫，对选手的挥杆动作进行视频拍摄和重放显示，以供选手进行高尔夫练习。 [0023] 在本实施方式中，如图1所示，若选手1使用实物的球3和球杆2，向眼前的屏幕11上投影的高尔夫球场击球，则利用后述的传感器检测出球杆2的移动和被击出的球的移动，测定球的高球速度和飞行距离、球杆的杆头速度等各种数据，并基于该各种数据，在虚拟空间内模拟打出的球(虚拟球)飞行的情况，在屏幕11上显示这些数据和视频。 [0024] 选手1打高尔夫的游艺室20在本例中由网状物、硬质透明面板或板等隔开而形成为长方体状，游艺室20的地面由吸收冲击的缓冲材构成。此外，为了防止因击球失误等而导致球弹回，如图2(A)所示，用缓冲材或高尔夫围网21来全面覆盖屏幕11的两侧墙面和门一侧墙面。 [0025] 在游艺室20的密闭空间内，作为高尔夫练习装置的设备，除了上述屏幕11之外，如图2(A)所示，还设置有用于将从站立在游艺室20内的球3的击球位置附近的选手1看到的高尔夫球场等的图像投影到屏幕11上的投影仪(显示单元)15、具有接收操作输入的触摸屏12的主框体13、以及对由选手1击出的球3的移动进行检测的多普勒传感器14。此外，正面用数码摄像机(拍摄单元)16和背面用数码摄像机(拍摄单元)17面向选手1而配置。上述各个设备由省略图示的线缆彼此进行电连接。另外，作为数码摄像机，只要能将所拍的图像转换成电信号，就可以适用具有CMOS、CCD之类的摄像元件的照相机等。此外，并不限于正面用和背面用的组合，也可以仅是其中任一种，或将从其他方向对选手进行摄像的摄像机进行组合等。 [0026] 对整个高尔夫练习装置的动作、高尔夫的模拟处理的执行等进行控制的控制部设置在主框体13的内部。此外，作为附加结构，在操作箱的框体或其他框体中能设置由硬币识别装置等构成的硬币处理部，该硬币识别装置对从投币口投入的硬币(金属货币或代币)进行识别和计数处理等。此外，在游艺室20中，将用于输出选手1击出球3时的声音等打球过程中的音效等的扬声器18设置在室内的规定位置。 [0027] 接下来，利用图3来说明本实施方式的高尔夫练习装置10的电结构。在高尔夫练习装置10中，执行程序、控制整个系统、进行用于图像显示的坐标计算等的CPU30以及作为存放CPU30进行处理所需的程序和数据的缓存的系统存储器(RAM)32通过总线进行公共连接，并连接到总线判优器34。总线判优器34控制与高尔夫练习装置10的各模块、连接到外部的设备之间的程序、和数据的流向。 [0028] 存放有击球程序和数据(还包含视频数据和音乐数据)的程序数据存储介质(还包含驱动作为记录介质的CD-ROM等的光盘和光盘驱动器等)36和存放用于启动高尔夫练习装置10的程序和数据的引导只读存储器38连接到总线判优器34。 [0029] 此外，用于存储正面用数码摄像机16所产生的摄像图像的正面用环形缓冲区26、和用于存储背面用数码摄像机17所产生的摄像图像的背面用环形缓冲区27与总线判优器34相连接。 [0030] 为了生成三维CG等显示图像，在系统存储器32内预先存放具有构成所显示的对象的三维本地坐标数据的多边形数据(顶点数据)、NURBS(Non Uniform Rational B-Spline：非均匀有理B样条)数据(曲面和控制点数据)，利用CPU30和几何处理器(未图示)，将其配置于三维虚拟空间的世界坐标系，从而将本地坐标转换成世界坐标系。 [0031] 此外，在世界坐标系中，设定随着选手的操作或击球的进行而生成的视点坐标，将处于从该视点沿规定的视线方向和张角看到的视野范围内的对象转换成以视点坐标为原点的视点坐标系，该转换后的目标的坐标发送到渲染处理器40。 [0032] 通过总线判优器34连接渲染处理器40和图形存储器42，该渲染处理器40将从程序数据存储介质36、正面用环形缓冲区26、背面用环形缓冲区27读出的视频(MOVIE：影像)数据进行重放，根据选手的操作和击球的进行来生成用于图像显示的图像，该图形存储器42预先存放该渲染处理器40生成图像所必需的图形数据等。 [0033] 渲染处理器40首先对于传送来的对象的坐标实施光源处理等插值处理，将存放于图形存储器42中的纹理数据粘贴在对象上，对对象的表面实施细节处理。此外，渲染处理器40从三维的立体对象中，将对象(多边形)投影到二维平面(屏幕)转换成二维坐标数据(屏幕坐标系)，以从Z坐标的深度较浅的多边形即离视点坐标较近的多边形开始优先显示的方式生成二维图像，并将其输出。从渲染处理器40输出的图像信号由视频DAC44从数字信号转换成模拟信号，并由投影仪15投影到屏幕11。 [0034] 通过总线判优器34连接声音处理器46和声音存储器48，该声音处理器46将从程序数据存储介质36、正面用环形缓冲区26、背面用环形缓冲区27读出的声音数据进行重放，根据选手的操作和击球的进行来生成音效和声音，该声音存储器48预先存放由该声音处理器46生成音效和声音所必需的声音数据等。从声音处理器46输出的声音信号由音频DAC50从数字信号转换成模拟信号，并从扬声器18输出。 [0035] 在总线判优器34连接有通信接口52。通信接口52通过LAN适配器54连接到电话线路等外部网络。根据需要，高尔夫练习装置10通过LAN适配器54连接到互联网，从而能与其他信息处理装置或网络服务器等进行通信。另外，通信接口52及LAN适配器54也可以适当利用：使用电话线路的终端适配器(TA)或路由器、使用有线电视线路的线缆调制解调器、利用移动电话或PHS的无线通信单元、利用光纤的光纤通信单元等通信方法。 [0036] 在总线判优器34连接有周边装置I/F60。通过周边装置I/F60，能连接各种周边设备。 [0037] 在周边装置I/F60连接有正面用数码摄像机16、背面用数码摄像机17、RF卡读写器16。 [0038] 在周边装置I/F60还通过传感器控制部24连接有多普勒传感器14。传感器控制部24包括处理时间计时部(处理时间计时单元)24a及球速测定部(球速测定单元)24b。球速测定部24b基于多普勒传感器14的检测信号来测定球速。处理时间计时部24a对球速测定部24b测定球速所花的处理时间进行计时。此外，利用省略了图示的各个测定部来测定高尔夫球杆的杆头速度和球的弹道等，所测定的值输入到CPU30。 [0039] 在周边装置I/F60连接有触摸屏12，根据选手对触摸屏12的接触操作，对高尔夫练习装置10进行操作。 [0040] 另外，上述那样的高尔夫练习装置10的硬件结构仅是单纯的一个示例，本发明能适用于包括显示装置的任意计算机系统。此外，本发明的程序不仅通过存储卡等外部存储介质提供给计算机系统，也可以通过有线或无线的通信线路提供给计算机系统，此外，还可以预先存储在计算机系统内部的非易失性存储装置中。 [0041] 接下来，对本实施方式的高尔夫练习装置10中的多普勒传感器14的设置位置和功能等的详细情况进行说明。 [0043] 多普勒传感器14设置在屏幕11的背面，且天线朝向球被打出的位置，用于测定高尔夫球杆的杆头速度、球速、球的飞行距离、弹道之类的各种值，其中，该屏幕11设置在选手利用高尔夫球杆打出球的方向上。 [0044] 若选手利用高尔夫球杆打出球，则利用多普勒传感器14将高尔夫球杆的杆头的动向、和打出的球的动向作为各自的位置信息和运动信息，并以规定时间、固定周期对其进行采样，该采样得到的各种信息(数据)输入到传感器控制部24。 [0045] 球速测定部24b基于输入到传感器控制部24的球的多个位置信息和运动信息，来测定打出的球速。此时，由于各数据是以固定周期进行采样而得到的，因此，各数据的个数因球速而异。即，在球速较快的情况下，由于球在较短时间内通过多普勒传感器14的检测范围，因此，以固定周期进行采样的个数变少，相反，在球速较慢的情况下，由于球长时间停留在多普勒传感器14的检测范围内，因此，采样的个数较多。此外，由于球速测定部24b基于采样得到的各数据来计算出球速，因此，若各数据的个数较多，则测定所花的处理时间较长，反之，若个数较少，则测定所花的处理时间较短。 [0046] 处理时间计时部24a对传感器控制部24中、球速测定部24b在测定球速之外测定飞行距离、弹道之类的各种值所花的时间进行计时。如后所述，计时得到的值输入到CPU30，在提取挥杆图像时使用。 [0047] 若启动本实施方式的高尔夫练习装置10，则正面用数码摄像机16所产生的摄像图像依次存储于正面用环形缓冲区26，背面用数码摄像机17所产生的摄像图像依次存储于背面用环形缓冲区27。 [0048] 若利用正面用数码摄像机16进行摄像，则在获取新图像的时刻将其重写在正面用环形缓冲区26的最旧的摄像图像上，并且，将正面用数码摄像机16所产生的新的摄像图像依次更新存储于正面用环形缓冲区26中，不断地存储预先设定的期间内的、正面用数码摄像机16所产生的摄像图像。 [0049] 同样地，若利用背面用数码摄像机17进行摄像，则在获取新图像的时刻将其重写在背面用环形缓冲区27的最旧的摄像图像上，并且，将背面用数码摄像机17所产生的新的摄像图像依次更新存储于背面用环形缓冲区27中，不断地存储预先设定的期间内的、背面用数码摄像机17所产生的摄像图像。 [0050] 关于正面用环形缓冲区26和背面用环形缓冲区27的存储期间的设定，根据其存储容量，设定为例如存储4秒间的摄像图像。 [0051] 响应于选手击球，CPU30产生对正面用环形缓冲区26和背面用环形缓冲区27的触发信号，基于触发信号，停止各环形缓冲区中的新的摄像图像的存储，提取出选手的最佳打击行动的视频图像，并进行重放以供选手练习。即，CPU30起到作为动态图像提取单元的作用。 [0052] 在本实施方式中，在产生触发信号之后，延迟规定时间后停止各环形缓冲区中的新的摄像图像的存储。该延迟时间基于由处理时间计时部24a计时得到的处理时间来决定。即，从摄像图像的结束点起回溯将处理时间和延迟时间相加而得到的时间后的时刻成为球被打出的撞击时刻。因而，通过预先将处理时间和延迟时间的总和设定成固定，例如为1秒，从而能将从摄像图像的结束点起回溯1秒的时刻的图像作为撞击图像来提取。 [0053] 另外，由实验可知，除处理时间之外，多普勒传感器14最开始检测到球为止的定时、处理时间的误差也基于球速而产生，通过乘以基于球速的系数，来对处理时间进行修正，从而能提取更正确的撞击时刻的撞击图像。此情况下，基于球速的系数因高尔夫练习装置的结构中的设备的特性而异，适当设定为由实验等得到的值即可。 [0054] 利用图4的流程图，对利用本实施方式的高尔夫练习装置10来执行的撞击图像提取处理的概要进行说明。另外，省略了在挥杆图像提取处理前后的电源接通、应用程序结束处理等一般处理。 [0055] 首先，利用正面用数码摄像机16和背面用数码摄像机17开始摄像，并开始分别将正面用数码摄像机16的摄像图像存储于正面用环形缓冲区26，将背面用数码摄像机17的摄像图像存储于背面用环形缓冲区26(步骤S01)。 [0056] 在各环形缓冲区中不断地存储拍摄图像的状态下，若选手用高尔夫球杆击球使球移动，则多普勒传感器14检测出移动的球(步骤S02)。 [0057] 响应于检测出球的情况，传感器控制部24开始测定球速、杆头速度、飞行距离、弹道、球的后旋及侧旋等各种值(步骤S03)。 [0058] 若利用传感器控制部24开始测定包含球速的各种值，则处理时间计时部24a开始对处理时间Ts的计时(步骤S04)。 [0059] 在数据处理中，球速测定部24b基于输入到传感器控制部24的球的多个位置信息和运动信息，来测定打出的球速(步骤S05)。此时，由于各数据是在规定时间内以固定周期进行采样而得到的数据，因此，其个数因球速而异。 [0060] 若利用包含球速测定部24b的各测定部，对采样得到的数据全部进行了处理，则计算出各种值，结束测定(步骤S06)。 [0061] 响应于数据处理已结束的情况，处理时间计时部24a所进行的计时结束，确定处理时间Ts。然后，将所确定的处理时间Ts的值输入到CPU30(步骤S07)。 [0062] 在CPU30中，判定所输入的处理时间Ts是否超过预先设定的阈值Ta(步骤S08)。阈值Ta是用于判定是否进行作为后续处理的基于球速对处理时间进行修正的基准，当处理时间Ta为阈值Ta以下时，不进行修正，当处理时间Ta超过阈值Ta时，进行修正。这与基于球速的修正因高尔夫练习装置的结构中的设备的特性而异的情况同样，根据设备的特性所产生的需要，阈值Ta适当设定为由实验等得到的值即可。另外，虽然根据设备的特性，可考虑无需基于球速对处理时间进行修正、或必须进行修正的情况，但在这些情况下，无需利用阈值Ta进行判定。 [0063] 在处理时间Ts为阈值Ta以下的情况下，CPU30将延迟时间F作为常数B来计算出(步骤S09)。在本实施方式中，作为延迟时间F的单位，使用了存储一张摄像图像(1帧)的时间(frame：帧)。此外，关于常数B，与阈值Ta同样，由实验等进行适当设定即可。另外，在因设备的特性而必须基于球速对处理时间进行修正的情况下，无需利用阈值Ta进行判定，并且，也无需步骤S09的处理。 [0064] 在处理时间Ts超过阈值Ta的情况下，CPU30利用下式计算出延迟时间F(步骤S10)。 [0065] F[frame]＝60-a×(Ts/16[msec]) [0066] 其中，a是基于球速而决定的系数，通过乘以该系数来对处理时间Ts进行修正。系数a与阈值Ta、常数B同样，是基于设备的特性的值，由实验等进行适当设定即可。此外，在根据球速决定系数a时，通过随时计算或参照预先存储在适当的存储器中的数据表等适当的方法来决定即可。 [0067] 另外，在本实施方式中，由于使用在1秒内拍60帧的设备，因此，在计算出延迟时间F的上式中，使用60和16这样的值，但并不限于此。例如，当使用在1秒内拍30帧的设备时，用30来取代60，用33来取代16即可。 [0068] 在决定延迟时间F时刻，CPU30产生触发信号(步骤S11)。 [0069] CPU30将触发信号作为基准时刻，从基准时刻起经过延迟时间F之后，结束正面用环形缓冲区26和背面用环形缓冲区27中的新的摄像图像的更新存储(步骤S12)。 [0070] CPU30提取出正面用环形缓冲区26和背面用环形缓冲区27中存储的、总计4秒内的挥杆图像(步骤S13)。此时，由于如上所述，基于处理时间Ts来决定触发产生时刻后的延迟时间F，因此，将撞击时的图像作为基准，提取出前3秒、后1秒的挥杆图像。即，能从挥杆图像整体的时间序列提取出撞击时的图像。然后，根据选手的操作，将挥杆图像作为视频重放显示于屏幕11上。 [0071] 另外，由于能以撞击时的图像为基准来提取出挥杆图像，因此，例如，还能将选手的挥杆图像和他人的示范挥杆图像并排，以使两者的撞击时的定时一致的方式进行重放显示。 [0072] 此外，本发明并不限于上述实施方式，可以进行各种变形。 [0073] 例如，在上述实施方式中，虽然以设置于高尔夫店、高尔夫练习场等的所谓游乐中心的高尔夫练习装置为例进行了说明，但也可以适用于家用游戏装置、个人计算机、或利用了移动电话等的高尔夫练习装置。 [0074] 此外，在上述实施方式中，虽然将本发明应用于供在选手用球杆打球时练习高尔夫的高尔夫练习装置，但也可以将本发明应用于其他运动、例如棒球中选手用球棒打球的打击练习、或网球中选手用球拍打球的打击练习、乒乓球中选手用球拍打球的打击练习等用的装置。 [0075] 工业上的实用性 [0076] 本发明用于提供一种高尔夫练习装置，该高尔夫练习装置能进行球速的测量和挥杆图像的记录保存，并能用简单的设备结构提取出撞击时的图像以进行显示。 [0077] 标号说明 [0078] 10...高尔夫练习装置 [0079] 11...屏幕 [0080] 14...多普勒传感器 [0081] 15...投影仪(显示单元) [0082] 16...正面用数码摄像机(拍摄单元) [0083] 17...背面用数码摄像机(拍摄单元) [0084] 24...传感器控制部 [0085] 24...处理时间计时部(处理时间计时单元) [0086] 24b...球速测定部(球速测定单元) [0087] 26...正面用环形缓冲区(存储单元) [0088] 27...背面用环形缓冲区(存储单元) [0089] 30...CPU(动态图像提取单元) [0090] 34...总线判优器 [0091] 36...程序数据存储介质 |
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