專(zhuān)利名稱：球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)及方法，更詳細(xì)地涉及對(duì)在空間上行進(jìn)的球形物體測(cè)定包含飛行速度、飛行路徑及旋轉(zhuǎn)信息的飛行信息的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
如高爾夫球、棒球等的球形物體的飛行路徑由被施加于球的物理性力量的時(shí)刻 (即，由高爾夫球棒或棒球棒的擊打時(shí)刻)決定。在用于決定這種球形物體的飛行路徑而使用的信息中包含球的旋轉(zhuǎn)信息(即，旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸)、行進(jìn)方向、速度等。作為預(yù)測(cè)飛行的球形物體的飛行軌道的系統(tǒng)的一例有高爾夫模擬系統(tǒng)。這種高爾夫模擬系統(tǒng)的大部分是在高爾夫球的軌跡經(jīng)過(guò)的空間利用激光、發(fā)光二極管、超聲波傳感器等生成格子形態(tài)的傳感區(qū)域，在高爾夫球的影子或高爾夫球通過(guò)傳感區(qū)域的瞬間，根據(jù)在空間上測(cè)定的高爾夫球的位置、高爾夫球的大小等的信息測(cè)定高爾夫球的行進(jìn)方向和速度。但是，這種現(xiàn)有的高爾夫模擬系統(tǒng)不能直接測(cè)定高爾夫球的旋轉(zhuǎn)信息，所以利用高爾夫球棒的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)(高爾夫球棒頭的角度、軌跡等)來(lái)推論出球的旋轉(zhuǎn)信息的方式。因此，在高爾夫球的準(zhǔn)確的擊球的軌跡計(jì)算中只能具有極限。并且，現(xiàn)有的高爾夫模擬器為了捕獲高速移動(dòng)的球的運(yùn)動(dòng)而判別球是否通過(guò)特定位置，使用產(chǎn)生利用發(fā)光二極管或激光的光膜的觸發(fā)裝置。在應(yīng)用這種觸發(fā)裝置的情況下，觸發(fā)裝置與高爾夫球的移動(dòng)路徑及高爾夫球手進(jìn)行擊打時(shí)的高爾夫球棒接近配置，具有引起觸發(fā)裝置和高爾夫球及高爾夫球棒的干涉的問(wèn)題。另一方面，在美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)第2007-0213139號(hào)中公開(kāi)一種通過(guò)兩個(gè)傳感器列測(cè)定高爾夫球棒的軌跡，通過(guò)一個(gè)高速攝像機(jī)測(cè)定形成有標(biāo)記線條的高爾夫球的飛行信息的系統(tǒng)(以下，稱為“現(xiàn)有技術(shù)1”)。但是，這與當(dāng)前商用化的所謂屏幕高爾夫系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上相同，根據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)1，不能準(zhǔn)確測(cè)定高爾夫球的旋轉(zhuǎn)信息的同時(shí)，采用高價(jià)的高速攝像機(jī)，具有整體性的系統(tǒng)的制造費(fèi)用高的問(wèn)題。進(jìn)而，在使用者所在的擊打位置的地面或從地面預(yù)定高度設(shè)有傳感器，從心理性原因作用較大的高爾夫比賽的特性上，對(duì)使用者造成心理負(fù)擔(dān)的同時(shí)，頻繁發(fā)生由傳感器的錯(cuò)誤動(dòng)作引起的錯(cuò)誤的問(wèn)題。另外，在韓國(guó)登錄專(zhuān)利第10-0871595號(hào)中公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu)通過(guò)高速線掃描攝像機(jī)拍攝形成有兩個(gè)以上的標(biāo)記線(作為經(jīng)線以高爾夫球的中心點(diǎn)為中央形成于高爾夫球的表面的圓)的高爾夫球的圖像求出初始速度，以求出的初始速度為基礎(chǔ)，向設(shè)置于高速線掃描攝像機(jī)的左右側(cè)的兩臺(tái)高速攝像機(jī)提供觸發(fā)信號(hào)，以便按預(yù)定的位移間隔拍攝高爾夫球，從而獲得高爾夫球的飛行信息(以下，稱為“現(xiàn)有技術(shù)2”)。但是，這種現(xiàn)有技術(shù)2為了高爾夫球的檢測(cè)及計(jì)算初始速度，采用高速線掃描攝像機(jī)，為了測(cè)定高爾夫球的飛行信息而采用高速攝像機(jī)，具有整體性的系統(tǒng)的制造費(fèi)用高的問(wèn)題。另外，現(xiàn)有技術(shù)2不考慮高爾夫球的旋轉(zhuǎn)特性，為了通過(guò)兩臺(tái)高速攝像機(jī)進(jìn)行連續(xù)攝影而提供的觸發(fā)信號(hào)以高爾夫球的位移為基準(zhǔn)設(shè)定(即，將觸發(fā)信號(hào)的間隔設(shè)定為在根據(jù)各觸發(fā)信號(hào)拍攝的多個(gè)影像中高爾夫球不重疊)。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)2，如圖1所示，具有根據(jù)第一個(gè)被拍攝的影像和第二個(gè)被拍攝的影像不能準(zhǔn)確測(cè)定高爾夫球朝順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)30°或朝逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)30°的問(wèn)題。另外，美國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)第2007-0060410號(hào)公報(bào)公開(kāi)了一種以用一臺(tái)高速攝像機(jī)連續(xù)拍攝在五邊形的各頂點(diǎn)及中心印刷有點(diǎn)的高爾夫球得到的兩個(gè)影像或用兩臺(tái)高速攝像機(jī)連續(xù)拍攝高爾夫球得到的兩個(gè)影像為基礎(chǔ)測(cè)定高爾夫球的飛行信息的系統(tǒng)(以下， 稱為“現(xiàn)有技術(shù)3”)。但是，這種現(xiàn)有技術(shù)3也未考慮高爾夫球的旋轉(zhuǎn)特性，為了用一臺(tái)或兩臺(tái)高速攝像機(jī)進(jìn)行連續(xù)拍攝而提供的觸發(fā)信號(hào)以高爾夫球的位移為基準(zhǔn)設(shè)定(即，將觸發(fā)信號(hào)的間隔設(shè)定為在根據(jù)各觸發(fā)信號(hào)拍攝的多個(gè)影像中高爾夫球不重疊)。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)3，具有根據(jù)第一個(gè)被拍攝的影像和第二個(gè)被拍攝的影像不能準(zhǔn)確測(cè)定高爾夫球朝順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)或朝逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)課題是提供一種在擊打位置的地面不設(shè)置用于測(cè)定球形物體的飛行信息的任何裝置也能夠準(zhǔn)確測(cè)定球形物體的包含旋轉(zhuǎn)信息的飛行信息的低價(jià)的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)及方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)課題是提供一種可以用計(jì)算機(jī)讀取的記錄介質(zhì)，用于在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行在擊打位置的地面不設(shè)置用于測(cè)定球形物體的飛行信息的任何裝置也能夠準(zhǔn)確測(cè)定球形物體的包含旋轉(zhuǎn)信息的飛行信息的飛行信息測(cè)定方法。用于實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)課題的根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)具備觸發(fā)信號(hào)生成部，若檢測(cè)出球形物體，則生成第1觸發(fā)信號(hào)而輸出，若從上述第1觸發(fā)信號(hào)的生成時(shí)刻經(jīng)過(guò)以上述球形物體的最大飛行速度及最大旋轉(zhuǎn)速度為基礎(chǔ)設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間間隔，則生成第2觸發(fā)信號(hào)而輸出；攝影部，對(duì)于具有預(yù)定的面積的第1影像獲得區(qū)域，分別對(duì)上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第2觸發(fā)信號(hào)拍攝多個(gè)上述球形物體存在的影像而輸出；影像獲得部，將從上述觸發(fā)信號(hào)生成部輸入的上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第2觸發(fā)信號(hào)提供到上述攝影部，分別對(duì)應(yīng)于上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第2觸發(fā)信號(hào)，將從上述攝影部輸入的多個(gè)影像變換為數(shù)字影像進(jìn)行存儲(chǔ)；及信息測(cè)定部，根據(jù)上述多個(gè)數(shù)字影像計(jì)算上述球形物體的包含飛行速度、飛行角度、旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸的飛行信息。用于實(shí)現(xiàn)上述的其它技術(shù)課題的根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定方法具有(a)若檢測(cè)出球形物體，則生成第1觸發(fā)信號(hào)而輸出的步驟；(b)對(duì)于具有預(yù)定的面積的第1影像獲得區(qū)域，對(duì)上述第1觸發(fā)信號(hào)分別拍攝多個(gè)上述球形物體存在的第1影像的步驟；(c)若從上述第1觸發(fā)信號(hào)的生成時(shí)刻經(jīng)過(guò)以上述球形物體的最大飛行速度及最大旋轉(zhuǎn)速度為基礎(chǔ)設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間間隔，則生成第2觸發(fā)信號(hào)而輸出的步驟；(d)對(duì)于上述第 1影像獲得區(qū)域，對(duì)上述第2觸發(fā)信號(hào)拍攝多個(gè)上述球形物體存在的第2影像的步驟；及 (e)根據(jù)上述第1影像及上述第2影像計(jì)算上述球形物體的包含飛行速度、飛行角度、旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸的飛行信息的步驟。根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)及方法，在擊打位置的地面不設(shè)置用于測(cè)定球形物體的飛行信息的任何裝置，通過(guò)低價(jià)的系統(tǒng)可以準(zhǔn)確測(cè)定球形物體的包含旋轉(zhuǎn)信息的飛行信息。另外，在構(gòu)成一般的區(qū)域攝像機(jī)的圖像傳感器的CCD線中僅活性化一部分CCD線，增加區(qū)域攝像機(jī)的A/D變換器的處理速度，從而用一臺(tái)低價(jià)區(qū)域攝像機(jī)體現(xiàn)兩臺(tái)以上的高速線掃描攝像機(jī)，可以減少整體性的系統(tǒng)的制作費(fèi)用。另外，利用印刷有特定的圖案的球形物體，可以準(zhǔn)確測(cè)定球形物體的旋轉(zhuǎn)信息，考慮球形物體的最大飛行速度及最大旋轉(zhuǎn)速度，設(shè)定兩次觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間間隔，從而可以準(zhǔn)確測(cè)定球形物體的飛行信息及旋轉(zhuǎn)fn息。


圖1是表示在現(xiàn)有的球形物體飛行信息測(cè)定系統(tǒng)中將形成有標(biāo)記圖案的高爾夫球隔著時(shí)間差異拍攝的影像的圖；圖2是表示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)的優(yōu)選的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是表示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)的優(yōu)選的一實(shí)施例的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖4是表示觸發(fā)信號(hào)生成部所采用的攝像機(jī)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖；圖5是表示在構(gòu)成觸發(fā)信號(hào)生成部所采用的圖像傳感器的CCD線中將一個(gè)CCD線指定為活性CCD線的例子的圖；圖6及圖7是表示分別對(duì)位于一個(gè)活性CCD線的高爾夫球及存在于該位置的高爾夫球進(jìn)行拍攝的數(shù)字影像信號(hào)的圖；圖8是表示在構(gòu)成觸發(fā)信號(hào)生成部所采用的圖像傳感器的CCD線中朝高爾夫球的行進(jìn)方向?qū)⑴c高爾夫球的直徑的1/2對(duì)應(yīng)的33個(gè)CCD線設(shè)定為圖像掃描窗口的例子的圖；圖9及圖10是分別對(duì)位于由5個(gè)活性CXD線構(gòu)成的圖像掃描窗口內(nèi)的高爾夫球及存在于該位置的高爾夫球進(jìn)行拍攝的數(shù)字影像信號(hào)的圖；圖11是在構(gòu)成觸發(fā)信號(hào)生成部所采用的圖像傳感器的CCD線中將三個(gè)CCD線指定為活性CCD線的例子的圖。圖12至圖15是表示分別通過(guò)觸發(fā)信號(hào)生成部得到的多樣的影像和活性C⑶線內(nèi)的亮度值的圖。圖16是表示攝影部的具體的構(gòu)成例的圖。圖17至圖19是分別通過(guò)觸發(fā)信號(hào)生成部所具備的區(qū)域攝像機(jī)的影像拍攝、通過(guò)配置在第1列的第1區(qū)域攝像機(jī)和第2區(qū)域攝像機(jī)的影像拍攝、及通過(guò)配置在第2列的第 3區(qū)域攝像機(jī)和第4區(qū)域攝像機(jī)的影像拍攝過(guò)程的圖；圖20及圖21是分別表示立體校準(zhǔn)技術(shù)原理的圖及當(dāng)前使用中的攝像機(jī)校準(zhǔn)工具的圖；圖22至圖25是分別表示印刷在高爾夫球的表面的多樣的標(biāo)記圖案的例子的圖；圖沈至圖四是表示根據(jù)由配置在第1列的區(qū)域攝像機(jī)拍攝的影像計(jì)算高爾夫球的旋轉(zhuǎn)向量的過(guò)程的圖；圖30至圖32是表示根據(jù)由配置在第2列的區(qū)域攝像機(jī)拍攝的影像計(jì)算高爾夫球的旋轉(zhuǎn)向量的過(guò)程的圖；圖33是表示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定方法的優(yōu)選實(shí)施例的執(zhí)行過(guò)程的流程圖；圖34及圖35是分別表示對(duì)應(yīng)于第1觸發(fā)信號(hào)的第1影像和第2影像及對(duì)應(yīng)于第 2觸發(fā)信號(hào)的第3影像和第4影像的例子的圖36是表示影像處理后得到的高爾夫球影像的例子的圖；圖37是表示通過(guò)信息測(cè)定部計(jì)算高爾夫球的旋轉(zhuǎn)信息的過(guò)程的流程圖；以及圖38是表示通過(guò)信息測(cè)定部計(jì)算的高爾夫球的飛行信息及旋轉(zhuǎn)信息、以及記載有高爾夫球的飛行軌跡的使用者界面畫(huà)面的例子的圖。
具體實(shí)施例方式在以下參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)及方法的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中，舉高爾夫球?yàn)榍蛐挝矬w的例子進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明的范疇不限于此，對(duì)如棒球的其它球形物體也可以應(yīng)用本發(fā)明。圖2是表示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)的優(yōu)選的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是表示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)的優(yōu)選的一實(shí)施例的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)的框圖。若參照?qǐng)D2及圖3，根據(jù)本發(fā)明的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)具備觸發(fā)信號(hào)生成部210、攝影部220、照明部230、影像獲得部240及信息測(cè)定部250。觸發(fā)信號(hào)生成部210設(shè)置在高爾夫球所在的擊打位置的上部(優(yōu)選為擊打空間的天井)，當(dāng)高爾夫球通過(guò)影像獲得區(qū)域時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。這時(shí)，觸發(fā)信號(hào)生成部210為了排除由高爾夫球手引起的干涉，優(yōu)選稍微向屏幕側(cè)移動(dòng)而設(shè)置。由觸發(fā)信號(hào)生成部210發(fā)生的觸發(fā)信號(hào)向影像獲得部240提供。作為觸發(fā)信號(hào)生成部210采用由多個(gè)列的線傳感器構(gòu)成的區(qū)域攝像機(jī)，這種區(qū)域攝像機(jī)的攝影區(qū)域優(yōu)選設(shè)定為與設(shè)置在攝影部220的4臺(tái)區(qū)域攝像機(jī)的攝影區(qū)域一致。在本發(fā)明中，為了以低價(jià)得到高速線掃描攝像機(jī)的效果，需要對(duì)作為觸發(fā)信號(hào)生成部210采用的區(qū)域攝像機(jī)進(jìn)行變更。這是僅活性化設(shè)置于區(qū)域攝像機(jī)的圖像傳感器的局部區(qū)域(即，在N個(gè)CCD線中的一部分CCD線)，從而體現(xiàn)為增加每秒可拍攝的幀的數(shù)量的方式。圖4是表示觸發(fā)信號(hào)生成部210所采用的攝像機(jī)的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖4，觸發(fā)信號(hào)生成部210由透鏡410、圖像傳感器420、程序存儲(chǔ)器430、微處理器440、圖像存儲(chǔ)器450、 通信模塊460、觸發(fā)電路470及電源電路480構(gòu)成。圖像傳感器420將通過(guò)透鏡410入射的光變換成電信號(hào)輸出。這種圖像傳感器 420包括由光電變換元件配置成陣列形態(tài)構(gòu)成的CXD板421、水平方向地址寄存器422、垂直方向地址寄存器423、放大器424、多個(gè)A/D變換器425及復(fù)用器426。這種圖像傳感器420是與安裝在一般的區(qū)域攝像機(jī)的圖像傳感器相同的結(jié)構(gòu)。但是，安裝在一般的區(qū)域攝像機(jī)的圖像傳感器通過(guò)A/D變換器將所有從CCD線輸出的模擬信號(hào)變換成數(shù)字影像，這種信號(hào)變換時(shí)需要相當(dāng)?shù)奶幚頃r(shí)間。因此，不可能以通過(guò)一般的區(qū)域攝像機(jī)可以測(cè)定高爾夫球的旋轉(zhuǎn)信息的程度在短時(shí)間內(nèi)拍攝多個(gè)影像，現(xiàn)有的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)均采用高價(jià)的高速線掃描攝像機(jī)。為了解決這種問(wèn)題，在本發(fā)明中，提出在構(gòu)成圖像傳感器420的CXD板421的多個(gè)CXD線中僅活性化一部分CXD線來(lái)增加A/D變換器425的處理速度的方式。舉出以640X480(像素)的全幀為基準(zhǔn)可拍攝每秒250張影像的圖像傳感器為例，在全體CCD線中若活性化5個(gè)CCD線，則由于A/D變換器的處理速度的增加，可拍攝每秒3000張以上的影像。這樣，僅活性化5個(gè)C⑶線的圖像傳感器420的掃描周期是 3kHz，若增加微處理器440的處理速度，則可以得到更高的掃描周期(即，可以每秒拍攝更多的影像)。如上所述，為了僅活性化一部分CXD線，變更程序存儲(chǔ)器430的設(shè)定，調(diào)節(jié)通過(guò)A/ D變換器425將拍攝影像的模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的區(qū)域。這通過(guò)作為觸發(fā)信號(hào)生成部 310采用的區(qū)域攝像機(jī)的隨機(jī)開(kāi)窗功能(random windowing)可以進(jìn)行。即，利用圖像傳感器420支持的隨機(jī)開(kāi)窗功能，可以設(shè)定為在全體CCD板421的CCD線中僅將一部分線變更為數(shù)字影像。并且，通過(guò)此，利用低價(jià)的單一區(qū)域攝像機(jī)體現(xiàn)出與利用多個(gè)高速線掃描觸發(fā)攝像機(jī)相同的功能。這時(shí)，考慮高爾夫球的大小和飛行特性，僅以通過(guò)被活性化的CCD線拍攝的影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，微處理器540判斷高爾夫球的通過(guò)與否。這時(shí)，從被活性化的CCD線輸出的影像通過(guò)A/D變換器425變換成數(shù)字信號(hào)之后臨時(shí)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器450。另一方面，在程序存儲(chǔ)器430存儲(chǔ)有用于攝像機(jī)的硬件動(dòng)作的固件和對(duì)在圖像傳感器420拍攝而存儲(chǔ)于圖像存儲(chǔ)器450的數(shù)字影像進(jìn)行分析來(lái)判斷高爾夫球的通過(guò)與否之后產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)的程序。微處理器440執(zhí)行通過(guò)存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器430的程序的執(zhí)行判斷高爾夫球的通過(guò)與否之后產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)的功能，將從攝像機(jī)外部通過(guò)通信接收到的如圖像傳感器420的活性CCD線的變更(即，攝影區(qū)域的變更)的事項(xiàng)應(yīng)用于圖像傳感器420的功能。通信模塊460為了觸發(fā)信號(hào)生成部210和外部計(jì)算機(jī)之間的數(shù)字通信而使用，可以為此采用如USB通信模塊等的有線通信模塊或藍(lán)牙通信模塊等的無(wú)線通信模塊。這時(shí)， 通過(guò)通信模塊460的數(shù)據(jù)通信僅在觸發(fā)信號(hào)生成部210的設(shè)定時(shí)允許，實(shí)際動(dòng)作時(shí)為了實(shí)時(shí)動(dòng)作優(yōu)選限制通過(guò)通信模塊460的數(shù)據(jù)通信。在作為通信模塊460采用USB通信模塊的情況下通過(guò)USB 口從觸發(fā)信號(hào)生成部210拍攝的影像被傳遞到安裝于外部計(jì)算機(jī)的攝像機(jī)設(shè)定程序，由攝像機(jī)設(shè)定程序指定的影像拍攝區(qū)域和與高爾夫球判定相關(guān)的變量傳送到觸發(fā)信號(hào)生成部210。攝像機(jī)設(shè)定程序提供對(duì)觸發(fā)信號(hào)生成部210的整體攝影區(qū)域中要檢測(cè)高爾夫球通過(guò)的區(qū)域進(jìn)行變更的功能和對(duì)在觸發(fā)信號(hào)生成部210內(nèi)動(dòng)作的判斷有無(wú)高爾夫球通過(guò)的影像分析邏輯的變量的設(shè)定值進(jìn)行變更的功能。觸發(fā)信號(hào)生成部210與在外部計(jì)算機(jī)執(zhí)行的攝像機(jī)設(shè)定程序獨(dú)立地動(dòng)作，攝像機(jī)設(shè)定程序優(yōu)選僅使用于觸發(fā)信號(hào)生成部 210的設(shè)定。觸發(fā)電路470在從微處理器440輸入控制命令的時(shí)刻向影像獲得部240輸出 TTL等級(jí)的觸發(fā)信號(hào)。并且，電源電路480執(zhí)行攝像機(jī)的內(nèi)部電子電路動(dòng)作所需的電源管理功能。在以下對(duì)設(shè)定圖4所示的觸發(fā)信號(hào)生成部210所采用的攝像機(jī)的方法及利用它生成觸發(fā)信號(hào)的方法進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明中，作為觸發(fā)信號(hào)生成部210采用的攝像機(jī)是一般的區(qū)域攝像機(jī)。因此， 為了將其作為高速觸發(fā)攝像機(jī)使用，如上所述，需要在整體傳感器線中僅選擇性地活性化一部分傳感器線進(jìn)行活性化。為此，首先使用者或管理者通過(guò)經(jīng)由通信模塊460與觸發(fā)信號(hào)生成部210連接的外部計(jì)算機(jī)，向微處理器440提供在圖像傳感器410的CCD線中與要活性化的線相關(guān)的信息。微處理器440利用圖像傳感器410支持的隨機(jī)開(kāi)窗功能在全體CCD 線中僅活性化使用者或管理者指定的CCD線。這時(shí)，將沿高爾夫球行進(jìn)的方向排列的圖像傳感器310的CCD線中任意一個(gè)以上的CCD線指定為要活性化的CCD線(以下，稱為“活性 CCD 線，，)。在圖5表示將一個(gè)CCD線指定為活性CCD線的例子。根據(jù)圖5，若高爾球位于活
12性CCD線510，則相對(duì)于作為背景的人造草坪具有相對(duì)高的明亮度(brightness)的預(yù)定寬度的影像沿線方向被拍攝。因此，由活性CXD線510拍攝的模擬影像信號(hào)通過(guò)A/D變換器 425變換成數(shù)字影像信號(hào)。微處理器440根據(jù)數(shù)字影像信號(hào)的亮度等級(jí)高于事先設(shè)定的臨界值的值連續(xù)的區(qū)域的寬度判斷高爾夫球的通過(guò)與否。白色的高爾夫球與如高爾夫球棒或高爾夫球手的身體等的障礙物相比具有高的光反射率。因此，能夠以數(shù)字影像信號(hào)的亮度等級(jí)為基礎(chǔ)檢測(cè)高爾夫球。這時(shí)，若數(shù)字影像信號(hào)的亮度等級(jí)高于事先設(shè)定的臨界值的值連續(xù)的區(qū)域的寬度存在于給出的高爾夫球檢測(cè)寬度的范圍(即，以高爾夫球的直徑為基準(zhǔn)設(shè)定的上限值和下限值之間的范圍)以內(nèi)，則微處理器440判定為高爾夫球。這樣，將一個(gè) CXD線指定為活性CXD線510的情況下，圖像傳感器410的拍攝周期為每秒3000次，高爾夫球手擊打的高爾夫球的最高速度為大約84m/s，則直徑大約4. 2cm的高爾夫球通過(guò)活性CCD 線510至少拍攝1次以上。在圖6及圖7表示對(duì)位于活性CCD線610的各高爾夫球進(jìn)行拍攝的數(shù)字影像信號(hào)的例子。觀察圖6及圖7所示的數(shù)字影像信號(hào)，在輸入到微處理器440的數(shù)字影像信號(hào)，在活性CCD線610拍攝影像的時(shí)刻與位于活性CCD線610的高爾夫球的大小對(duì)應(yīng)的部分的亮度值出現(xiàn)比給出的臨界值(在人造草坪的亮度等級(jí)和高爾夫球的亮度等級(jí)之間設(shè)定的值) 高。因此，若高爾夫球通過(guò)活性CXD線610，則微處理器440在依次輸入的數(shù)字影像信號(hào)中檢測(cè)出具有高于事先設(shè)定的臨界值的亮度等級(jí)的區(qū)域的寬度(W1及W2)，以該區(qū)域的寬度和高爾夫球的直徑為基礎(chǔ)掌握高爾夫球的通過(guò)與否。這時(shí)，活性CCD線的位置、亮度臨界值及高爾夫球判定寬度的上限值和下限值可以在外部計(jì)算機(jī)執(zhí)行的攝像機(jī)設(shè)定程序中變更。根據(jù)圖6和圖7所示，基于高爾夫球的位置的具有高于臨界值的亮度等級(jí)的區(qū)域的寬度，與高爾夫球的僅一部分位于活性CCD線610的情況(即，圖6的巧)相比，高爾夫球的中心位于活性CXD線610的情況(S卩，圖7的W2)更大。如果判斷為高爾夫球通過(guò)，則微處理器440指示由觸發(fā)電路470生成觸發(fā)信號(hào)，隨之，觸發(fā)電路470生成觸發(fā)信號(hào)向影像獲得部240輸出。這時(shí)，為了測(cè)定高爾夫球的速度信息及方向信息，需要向影像獲得部240提供兩次連續(xù)的觸發(fā)信號(hào)。另外，為了準(zhǔn)確測(cè)定高爾夫球的旋轉(zhuǎn)信息，需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)向影像獲得部240輸出的兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間間隔。這是因?yàn)榕c根據(jù)兩次連續(xù)的觸發(fā)信號(hào)的影像的攝影時(shí)刻與旋轉(zhuǎn)軸的變化無(wú)關(guān)，高爾夫球的旋轉(zhuǎn)量小于180°才能準(zhǔn)確掌握高爾夫球的旋轉(zhuǎn)方向。在本發(fā)明中，考慮高爾夫球手擊打的高爾夫球的最大飛行速度和最大旋轉(zhuǎn)速度來(lái)決定這樣的兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間間隔。若考慮高爾夫球以最大飛行速度飛行的情況，第一個(gè)和第二個(gè)觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間間隔需要設(shè)定為從攝影部220根據(jù)第一個(gè)觸發(fā)信號(hào)拍攝高爾夫球的時(shí)刻到高爾夫球通過(guò)攝影部220的攝影區(qū)域之前，攝影部220可以根據(jù)第二個(gè)觸發(fā)信號(hào)拍攝高爾夫球。因此， 考慮高爾夫球的最大飛行速度的觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間間隔的最大值dTmaxl[s]可以由下面的數(shù)學(xué)式表不。數(shù)學(xué)式權(quán)利要求
1.一種球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，包括觸發(fā)信號(hào)生成部，若檢測(cè)出球形物體，則生成第1觸發(fā)信號(hào)而輸出，若從上述第1觸發(fā)信號(hào)的生成時(shí)刻經(jīng)過(guò)以上述球形物體的最大飛行速度及最大旋轉(zhuǎn)速度為基礎(chǔ)設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間間隔，則生成第2觸發(fā)信號(hào)而輸出；攝影部，對(duì)于具有預(yù)定的面積的第1影像獲得區(qū)域，分別對(duì)上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第 2觸發(fā)信號(hào)拍攝多個(gè)上述球形物體存在的影像而輸出；影像獲得部，將從上述觸發(fā)信號(hào)生成部輸入的上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第2觸發(fā)信號(hào)提供到上述攝影部，分別對(duì)應(yīng)于上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第2觸發(fā)信號(hào)，將從上述攝影部輸入的多個(gè)影像變換為數(shù)字影像進(jìn)行存儲(chǔ)；信息測(cè)定部，根據(jù)上述多個(gè)數(shù)字影像計(jì)算上述球形物體的包含飛行速度、飛行角度、旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸的飛行信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于， 上述觸發(fā)信號(hào)生成部包括圖像傳感器，通過(guò)透鏡輸入的光變換成電信號(hào)的光電變換元件被配置成陣列形態(tài)； 多個(gè)A/D變換器，將上述光電變換元件輸出的電信號(hào)變換成數(shù)字影像； 圖像存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)由上述A/D變換器變換的數(shù)字影像； 觸發(fā)電路，生成上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第2觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行輸出； 微處理器，在由構(gòu)成上述圖像傳感器的光電變換元件中的存在于相同列的光電變換元件構(gòu)成的CCD線中，將要執(zhí)行基于上述A/D變換器的信號(hào)變換的CCD線設(shè)定為對(duì)上述第1 影像獲得區(qū)域所包含的帶子形狀的第2影像獲得區(qū)域取得影像的活性CCD線，若從存儲(chǔ)于上述圖像存儲(chǔ)器的數(shù)字影像中檢測(cè)出上述球形物體，則指示上述觸發(fā)電路生成上述第1觸發(fā)信號(hào)，若從上述第1觸發(fā)信號(hào)的生成指示時(shí)刻經(jīng)過(guò)上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔，則指示上述觸發(fā)電路生成上述第2觸發(fā)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，上述微處理器從存儲(chǔ)于上述圖像存儲(chǔ)器的數(shù)字影像中，若大于事先設(shè)定的基準(zhǔn)亮度值的區(qū)域的大小及模樣與上述球形物體的大小及模樣匹配，則將大于上述基準(zhǔn)亮度值的區(qū)域檢測(cè)為上述球形物體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，上述觸發(fā)信號(hào)生成部還包括通信模塊，該通信模塊從位于外部的信息處理裝置接收上述CCD線中要被設(shè)定為活性CCD線的CCD線的設(shè)定信息、上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔、上述基準(zhǔn)亮度值及上述球形物體的大小及模樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于， 上述微處理器在上述CCD線中以預(yù)定的間隔將多個(gè)CCD線設(shè)定為對(duì)應(yīng)于上述第2影像獲得區(qū)域的上述活性C⑶線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，若從通過(guò)上述多個(gè)CXD線中的第一個(gè)C⑶線拍攝的數(shù)字影像中檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻和從通過(guò)第二個(gè)CCD線拍攝的數(shù)字影像檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻之差小于事先設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間，則上述微處理器將上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔決定為小于或等于根據(jù)下面的數(shù)學(xué)式 A得到的基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值的值，若檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻和從通過(guò)第二個(gè)CCD線拍攝的數(shù)字影像檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻之差大于事先設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間，則將上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔決定為大于根據(jù)下面的數(shù)學(xué)式A得到的上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值的值 [數(shù)學(xué)式A]在此，dTmax是上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值，dTmaxl是
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于， 上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔被決定為根據(jù)下面的數(shù)學(xué)式A得到的基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值 [數(shù)學(xué)式A]在此，dTmax是上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值，dTmaxl是
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于， 上述攝影部包括在與上述第1影像獲得區(qū)域的橫方向平行設(shè)定的多個(gè)列上將上述觸發(fā)信號(hào)生成部作為基準(zhǔn)相互面對(duì)配置的兩對(duì)區(qū)域攝像機(jī)，上述第1觸發(fā)信號(hào)同時(shí)提供到上述多個(gè)列中配置于第1列的區(qū)域攝像機(jī)，上述第2觸發(fā)信號(hào)同時(shí)提供到上述多個(gè)列中配置于第1列的區(qū)域攝像機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于， 上述攝影部包括在與上述第1影像獲得區(qū)域的橫方向平行設(shè)定的列上將上述觸發(fā)信號(hào)生成部作為基準(zhǔn)相互面對(duì)配置的兩個(gè)區(qū)域攝像機(jī)，上述第1觸發(fā)信號(hào)及上述第2觸發(fā)信號(hào)同時(shí)提供到上述區(qū)域攝像機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，還包括放出維持預(yù)定照度的持續(xù)光的照明部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，上述信息測(cè)定部根據(jù)對(duì)應(yīng)于上述第1觸發(fā)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字影像計(jì)算在輸出上述第1觸發(fā)信號(hào)時(shí)球形物體的空間上的位置即第1位置，根據(jù)對(duì)應(yīng)于上述第2觸發(fā)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字影像計(jì)算在輸出上述第2觸發(fā)信號(hào)時(shí)球形物體的空間上的位置即第2位置；根據(jù)計(jì)算出的上述第1位置、第2位置及上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔計(jì)算上述球形物體的飛行速度及上述飛行角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，上述信息測(cè)定部根據(jù)對(duì)應(yīng)于上述第1觸發(fā)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字影像掌握被印刷在上述球形物體的表面的標(biāo)記點(diǎn)的空間上的位置即第1標(biāo)記點(diǎn)，根據(jù)對(duì)應(yīng)于第2觸發(fā)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字影像掌握被印刷在球形物體的表面的標(biāo)記點(diǎn)的空間上的位置即第2標(biāo)記點(diǎn)，按事先設(shè)定的選擇數(shù)量選擇被印刷在上述球形物體的表面的標(biāo)記點(diǎn)，并由所選擇的標(biāo)記點(diǎn)形成參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)，在所述參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)中檢索具有與按所述選擇數(shù)量選擇上述第1標(biāo)記點(diǎn)而形成的形狀相同形狀的參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)即基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)之后，計(jì)算出使由上述被選擇的第1標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)成的形狀與上述基準(zhǔn)參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)的形狀匹配的第1變換行列，在上述第2標(biāo)記點(diǎn)中按所述選擇數(shù)量選擇能形成與上述基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)相同的形狀的標(biāo)記點(diǎn)之后，計(jì)算使由上述被選擇的第2標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)成的形狀與上述基準(zhǔn)參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)的形狀匹配的第2變換行列，以上述第1變換行列及上述第2變換行列為基礎(chǔ)計(jì)算上述球形物體的旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，在上述球形物體的表面，上述標(biāo)記點(diǎn)印刷成由根據(jù)上述選擇數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)成的形狀全部不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，上述信息測(cè)定部在上述第1標(biāo)記點(diǎn)中選擇事先設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)量以上的標(biāo)記點(diǎn)之后，在被選擇的標(biāo)記點(diǎn)中根據(jù)上述選擇數(shù)量選擇標(biāo)記點(diǎn)來(lái)構(gòu)成多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)，通過(guò)分別對(duì)上述標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)計(jì)算的上述第1變換行列，在根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)中對(duì)除了標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)以外的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行變換后從上述基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)中檢索對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)，將使分別與根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)的標(biāo)記點(diǎn)之間的誤差為最小的第1 變換行列決定為對(duì)應(yīng)于上述第1觸發(fā)信號(hào)的最終的第1變換行列；在上述第2標(biāo)記點(diǎn)中選擇事先設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)量以上的標(biāo)記點(diǎn)之后，在被選擇的標(biāo)記點(diǎn)中根據(jù)上述選擇數(shù)量選擇標(biāo)記點(diǎn)來(lái)構(gòu)成多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)，通過(guò)分別對(duì)上述標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)計(jì)算的上述第2變換行列，在根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)中對(duì)除了標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)以外的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行變換后從上述基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)中檢索對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)，將使分別與根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)的標(biāo)記點(diǎn)之間的誤差為最小的第2變換行列決定為對(duì)應(yīng)于上述第2觸發(fā)信號(hào)的最終的第2變換行列。
15.一種球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，包括(a)若檢測(cè)出球形物體，則生成第1觸發(fā)信號(hào)而輸出的步驟；(b)對(duì)于具有預(yù)定的面積的第1影像獲得區(qū)域，對(duì)上述第1觸發(fā)信號(hào)分別拍攝多個(gè)上述球形物體存在的第1影像的步驟；(C)若從上述第1觸發(fā)信號(hào)的生成時(shí)刻經(jīng)過(guò)以上述球形物體的最大飛行速度及最大旋轉(zhuǎn)速度為基礎(chǔ)設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間間隔，則生成第2觸發(fā)信號(hào)而輸出的步驟；(d)對(duì)于上述第1影像獲得區(qū)域，對(duì)上述第2觸發(fā)信號(hào)拍攝多個(gè)上述球形物體存在的第 2影像的步驟；及(e)根據(jù)上述第1影像及上述第2影像計(jì)算上述球形物體的包含飛行速度、飛行角度、 旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸的飛行信息的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，還包括(f)在由構(gòu)成上述圖像傳感器的光電變換元件中，存在于相同列的光電變換元件構(gòu)成的CCD線中，將要執(zhí)行向數(shù)字信號(hào)的變換的CCD線設(shè)定為與上述第1影像獲得區(qū)域所包含的帶子形狀的第2影像獲得區(qū)域?qū)?yīng)的活性CCD線的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，在上述(a)步驟及上述(c)步驟中，對(duì)于上述第2影像獲得區(qū)域拍攝的各影像內(nèi)，若大于事先設(shè)定的基準(zhǔn)亮度值的區(qū)域的大小及模樣與上述球形物體的大小及模樣匹配，則將大于上述基準(zhǔn)亮度值的區(qū)域檢測(cè)為上述球形物體。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，還包括(g)從位于外部的信息處理裝置接收上述CCD線中要被設(shè)定為活性CCD線的CCD線的設(shè)定信息、上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔、上述基準(zhǔn)亮度值及上述球形物體的大小及模樣的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，在上述(f)步驟中，在上述CCD線中多個(gè)CCD線以預(yù)定的間隔設(shè)定為上述活性CCD線。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，在上述(f)步驟中，若從通過(guò)上述多個(gè)CXD線中的第一個(gè)C⑶線拍攝的數(shù)字影像中檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻和從通過(guò)第二個(gè)CCD線拍攝的數(shù)字影像檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻之差小于事先設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間，則將上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔決定為小于或等于根據(jù)下面的數(shù)學(xué)式A得到的基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值的值，若檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻和從通過(guò)第二個(gè)CCD線拍攝的數(shù)字影像檢測(cè)出上述球形物體的時(shí)刻之差大于事先設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間，則將上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔決定為大于根據(jù)下面的數(shù)學(xué)式A得到的上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值的值[數(shù)學(xué)式A]dTmax = min(dTmaxl, dTmax2)在此，dTmax是上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值，dTmaxl是—(Lv-Dv)議 1 maxlτ/-^max其中，Lv是上述第1影像獲得區(qū)域的豎方向的長(zhǎng)度，Dv是從上述第1影像獲得區(qū)域的進(jìn)入分界到通過(guò)上述第1觸發(fā)信號(hào)拍攝上述球形物體的時(shí)刻，上述球形物體向上述第1影像獲得區(qū)域的豎方向飛行的距離，并且，Vfflax是根據(jù)上述球形物體的最大飛行速度決定的值， 并且，dTmax2是
21.根據(jù)權(quán)利要求15至18中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔被決定為根據(jù)下面的數(shù)學(xué)式A得到的基準(zhǔn)時(shí)間間隔的最大值 [數(shù)學(xué)式A]
22.根據(jù)權(quán)利要求15至18中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，在上述(b)步驟中，在與同時(shí)接收上述第1觸發(fā)信號(hào)的上述第1影像獲得區(qū)域的橫方向平行設(shè)定的多個(gè)列中，通過(guò)配置于第一列的一對(duì)區(qū)域攝像機(jī)拍攝上述第1影像，在上述(d)步驟中，在與同時(shí)接收上述第1觸發(fā)信號(hào)的上述第1影像獲得區(qū)域的橫方向平行設(shè)定的多個(gè)列中，通過(guò)配置于第二列的一對(duì)區(qū)域攝像機(jī)拍攝上述第2影像。
23.根據(jù)權(quán)利要求15至18中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，上述(e)步驟包括(el)從與上述第1信號(hào)對(duì)應(yīng)的多個(gè)數(shù)字影像計(jì)算在輸出上述第1觸發(fā)信號(hào)時(shí)球形物體的空間上的位置即第1位置，根據(jù)與上述第2觸發(fā)信號(hào)對(duì)應(yīng)的多個(gè)數(shù)字影像計(jì)算在輸出上述第2觸發(fā)信號(hào)時(shí)球形物體的空間上的位置即第2位置的步驟；(e2)根據(jù)上述計(jì)算出的第1位置、第2位置及上述基準(zhǔn)時(shí)間間隔計(jì)算上述球形物體的飛行速度及上述飛行角度的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，上述(e)步驟還包括(e3)根據(jù)對(duì)應(yīng)于上述第1觸發(fā)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字影像掌握被印刷在上述球形物體的表面的標(biāo)記點(diǎn)的空間上的位置即第1標(biāo)記點(diǎn)，根據(jù)對(duì)應(yīng)于上述第2觸發(fā)信號(hào)的多個(gè)數(shù)字影像掌握被印刷在上述球形物體的表面的標(biāo)記點(diǎn)的空間上的位置即第2標(biāo)記點(diǎn)的步驟；(e4)按事先設(shè)定的選擇數(shù)量選擇被印刷在上述球形物體的表面的標(biāo)記點(diǎn)，并由所選擇的標(biāo)記點(diǎn)形成參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)，在所述參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)中檢索具有與按所述選擇數(shù)量選擇上述第1標(biāo)記點(diǎn)而形成的形狀相同形狀的參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)即基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)之后，計(jì)算使由上述選擇出的第1標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)成的形狀與上述基準(zhǔn)參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)的形狀匹配的第1變換行列的步驟；(e5)在上述第2標(biāo)記點(diǎn)中按所述選擇數(shù)量選擇能形成與上述基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)相同形狀的標(biāo)記點(diǎn)之后，使由上述選擇出的第2標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)成的形狀與上述基準(zhǔn)參照?qǐng)D案數(shù)據(jù)形狀匹配的第2變換行列的步驟；(e6)以上述第1變換行列及上述第2變換行列為基礎(chǔ)計(jì)算上述球形物體的旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于，在上述球形物體的表面，上述標(biāo)記點(diǎn)印刷成由根據(jù)上述選擇數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)構(gòu)成的形狀全部不同。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法，其特征在于， 上述(e4)步驟還包括(e4-l)在上述第1標(biāo)記點(diǎn)中選擇事先設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)量以上的標(biāo)記點(diǎn)之后，在被選擇的標(biāo)記點(diǎn)中根據(jù)上述選擇數(shù)量選擇標(biāo)記點(diǎn)來(lái)構(gòu)成多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)的步驟；(e4-2)通過(guò)分別對(duì)上述標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)計(jì)算的上述第1變換行列，在根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)中對(duì)除了標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)以外的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行變換后從上述基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)中檢索對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)的步驟；(e4-3)將使分別與根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)的標(biāo)記點(diǎn)之間的誤差為最小的第1變換行列決定為對(duì)應(yīng)于上述第1觸發(fā)信號(hào)的最終的第1變換行列的步驟；上述(巧)步驟還包括(e5-l)在上述第2標(biāo)記點(diǎn)中選擇事先設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)量以上的標(biāo)記點(diǎn)之后，在被選擇的標(biāo)記點(diǎn)中根據(jù)上述選擇數(shù)量選擇標(biāo)記點(diǎn)來(lái)構(gòu)成多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)的步驟；(e5-2)通過(guò)分別對(duì)上述標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)計(jì)算的上述第2變換行列，在根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)中對(duì)除了標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)以外的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行變換后從上述基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)中檢索對(duì)應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)的步驟；(e5-3)將使分別與根據(jù)上述基準(zhǔn)數(shù)量選擇的標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)參照數(shù)據(jù)的標(biāo)記點(diǎn)之間的誤差為最小的第2變換行列決定為對(duì)應(yīng)于上述第2觸發(fā)信號(hào)的最終的第2變換行列的步驟。
27.—種計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，其特征在于，記錄有用于在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行權(quán)利要求 15至18中的任一項(xiàng)所述的球形物體的飛行信息測(cè)定方法的程序。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種球形物體的飛行信息測(cè)定系統(tǒng)及方法。觸發(fā)信號(hào)生成部若檢測(cè)出球形物體，則生成第1觸發(fā)信號(hào)而輸出，若從第1觸發(fā)信號(hào)的生成時(shí)刻經(jīng)過(guò)以上述球形物體的最大飛行速度及最大旋轉(zhuǎn)速度為基礎(chǔ)設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間間隔，則生成第2觸發(fā)信號(hào)而輸出。攝影部對(duì)于具有預(yù)定的面積的第1影像獲得區(qū)域，分別對(duì)第1觸發(fā)信號(hào)及第2觸發(fā)信號(hào)拍攝多個(gè)上述球形物體存在的影像。影像獲得部將從觸發(fā)信號(hào)生成部輸入的第1觸發(fā)信號(hào)及第2觸發(fā)信號(hào)提供到攝影部，分別對(duì)應(yīng)于第1觸發(fā)信號(hào)及第2觸發(fā)信號(hào)，將從攝影部輸入的多個(gè)影像變換為數(shù)字影像進(jìn)行存儲(chǔ)。信息測(cè)定部根據(jù)多個(gè)數(shù)字影像計(jì)算包含球形物體的飛行速度、飛行角度、旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)軸的飛行信息。
文檔編號(hào)A63B69/36GK102316940SQ201080007750
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
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