專利名稱：高爾夫球桿頭的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在高爾夫揮桿期間測量桿頭的方法。
背景技術(shù)：
桿頭在揮桿期間的位置或者姿勢是有用的信息。這種信息能夠用于揮桿分析和球桿適配等等。特別地，沖擊附近的桿頭的狀態(tài)與擊球結(jié)果密切相關(guān)，并且非常重要。日本平開專利公報N0.2004-24488公開一種利用照相裝置的沖擊狀態(tài)測量方法，該攝像裝置設(shè)定在沿著球飛行方向的球設(shè)定位置之前的預(yù)定高度上。日本平開專利公報N0.2007-167549公開一種包含至少兩個照相裝置的高爾夫球桿頭行為分析裝置。日本平開專利公報N0.2004-61483 (US2003/0228070)公開一種利用多個二維圖
像和假想彎曲表面體而獲得旋轉(zhuǎn)彎曲表面體的旋轉(zhuǎn)量和旋轉(zhuǎn)軸線方向的測量方法，其中該二維圖像通過多次拍攝旋轉(zhuǎn)彎曲表面體而獲得，該旋轉(zhuǎn)彎曲表面體具有表面，該表面具有施加于其上的多個標志，類似于該旋轉(zhuǎn)彎曲表面體，該假想彎曲表面體具有表面，該表面具有施加于其上的多個標志。

發(fā)明內(nèi)容
在常規(guī)的技術(shù)中，從桿頭的前側(cè)拍攝沖擊時的桿頭。通過從前側(cè)拍攝桿頭，從而能夠拍攝到?jīng)_擊時的桿面表面(face surface)。桿面表面的圖像在測量桿頭的位置和姿勢方面很有效。從前側(cè)拍攝的圖像在了解沖擊時的球和桿面之間的位置關(guān)系很有效。從前側(cè)拍攝的圖像中，桿頭的一部分可能被球所隱藏。因此，施加于桿頭的標記可能被球所隱藏。在這種情況下，可能會降低測量精度。優(yōu)選地是，能夠更容易測量桿頭。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高精度且容易地測量桿頭的沖擊狀態(tài)的測量方法。根據(jù)本發(fā)明的桿頭測量方法包括以下步驟:(a)準備具有桿頭的高爾夫球桿，該桿頭具有設(shè)置在其上的多個標記；(b)通過設(shè)置在位置的照相機拍攝桿頭，從而獲得沖擊附近的桿頭圖像，其中，照相機的位置和球的中心點之間的向后距離等于或者大于零。(c)分析桿頭圖像，從而計算沖擊附近的桿頭的位置和姿勢。沖擊附近的范圍和照相機位置能夠根據(jù)球的位置來確定，能夠在未使用球時，例如在練習(xí)揮桿時假定球的位置。標記之間的三維距離被限定為標記間隔。優(yōu)選地，存在三組以上的標記組合，標記組合被設(shè)定成使得標記間隔等于或者大于桿頭縱向?qū)挾取?br> 在桿頭圖像中通過直線連接多個標記所限定的標記形成區(qū)域的面積被限定為Sm。在桿頭圖像中由桿頭的輪廓線所限定的桿頭的整個區(qū)域的面積被限定為Sh。此時，優(yōu)選地，Sm/Sh等于或者大于0.25。優(yōu)選地,標記的數(shù)量N等于或者大于3,且等于或者小于20。當桿頭的輪廓線的質(zhì)心Gh在桿頭圖像中被確定，并且桿頭圖像被相互垂直并且以質(zhì)心Gh作為交點的直線LI和L2劃分成四個區(qū)間時，優(yōu)選地，至少一個標記被設(shè)置在四個區(qū)間中的處于對角位置上的兩個區(qū)間中的每一個上。優(yōu)選地，沖擊附近的桿頭的位置和姿勢通過在步驟(C)中利用一個照相機分析桿頭圖像而計算得出。優(yōu)選地，三個以上的標記被設(shè)置于桿面表面的外側(cè)。本發(fā)明能夠高精度地且容易地測量桿頭的沖擊狀態(tài)。


圖1是展示用于本發(fā)明的測量方法的測量設(shè)備的實例的立體圖；圖2是展示圖1中的照相機的位置的前視圖；圖3是展示用于本發(fā)明的測量方法的測量設(shè)備的另一實例的立體圖；圖4是展示圖3中的照相機的位置的前視圖；圖5是展示圖3中的照相機的位置的平面圖；圖6是展示木質(zhì)型桿頭的桿頭縱向?qū)挾鹊那耙晥D；圖7是展示鐵質(zhì)型桿頭的桿頭縱向?qū)挾鹊那耙晥D；圖8展示桿頭圖像的實例并且展示標記形成區(qū)域；圖9展示桿頭圖像的實例并且展示桿頭的整個區(qū)域；圖10展示桿頭圖像的實例，并且是通過利用夾具重現(xiàn)沖擊時的桿頭狀態(tài)而獲得的圖像；圖11展示用在圖10中的桿頭(木制型桿頭)；圖12展示桿頭圖像的另一實例，并且是通過利用夾具重現(xiàn)沖擊時的桿頭狀態(tài)而獲得的圖像；圖13展示用在圖12中的桿頭(鐵制型桿頭)；和圖14說明DLT方法。
具體實施例以下，將根據(jù)優(yōu)選實施例參考附圖具體說明本發(fā)明。如圖1所示，測量設(shè)備10包括基部12、支撐桿14、基板16、球座18、桿頭照相機CM1、高爾夫球照相機22、觸發(fā)式傳感器23 (23a、23b)、第一傳感器24 (24a、24b)、第二傳感器26 (26a、26b)、閃光燈28 (28a、28b)、閃光燈29 (29a、29b)、控制器30和信息處理器32。以下，桿頭照相機CMl同樣被稱為照相機。高爾夫球桿34和高爾夫球36與測量設(shè)備10被顯示在圖1中。高爾夫球桿34包括桿頭34a和桿身34b。右撇子的高爾夫球手P的瞄球姿勢如圖1中的雙點劃線所示。高爾夫球36朝向處于瞄球姿勢的高爾夫球手的左側(cè)方向發(fā)射。
支撐桿14和基板16被固定到基部12。支撐桿14從基部12向上延伸。球座18位于并且被安裝到基板16。照相機CMl被固定到高爾夫球手P的上側(cè)。高爾夫球照相機22位于球座18的前面，并且被安裝到基板16的側(cè)表面。照相機CMl被設(shè)置成能夠拍攝到?jīng)_擊附近的桿頭。雖然圖中未顯示，但是照相機CMl例如被固定到頂部上。高爾夫球照相機22被設(shè)置成能夠在高爾夫球36被擊打之后拍攝到該高爾夫球。觸發(fā)式傳感器23包括光發(fā)射器23a和光接收器23b。光發(fā)射器23a被設(shè)置在基板16的一個側(cè)表面上。光接收器23b被設(shè)置在基板16的另一個側(cè)表面上。第一傳感器24包括光發(fā)射器24a和光接收器24b。光發(fā)射器24a被設(shè)置在基板16的一個側(cè)表面上。光接收器24b被設(shè)置在基板16的另一個側(cè)表面上。第二傳感器26包括光發(fā)射器26a和光接收器26bο光發(fā)射器26a被設(shè)置在基板16的一個側(cè)表面上。光接收器26b被設(shè)置在基板16的其另一個側(cè)表面上。第一傳感器24被設(shè)置在位置，在該位置，將被下桿的高爾夫球桿34的桿頭34a或者桿身34b橫跨在光發(fā)射器24a和光接收器24b之間。第二傳感器26被設(shè)置在位置，在該位置，桿頭34a或者桿身34b橫跨在光發(fā)射器26a和光接收器26b之間。閃光燈28 (28a、28b)被安裝在支撐桿14?？刂破?0被安裝到基部12?？刂破?0被連接到照相機CM1、高爾夫球照相機22、觸發(fā)式傳感器23、第一傳感器24、第二傳感器26、閃光燈28、閃光燈29和信息處理器32?？刂破?0能夠接受來自觸發(fā)式傳感器23的桿頭34a或者桿身34b的檢測信號。控制器30能夠根據(jù)來自觸發(fā)式傳感器23的檢測信號將開始拍攝信號傳輸?shù)秸障鄼CCMl。控制器30能夠?qū)㈤_始拍攝信號傳輸?shù)礁郀柗蚯蛘障鄼C22?？刂破?0能夠接收由照相機CMl和高爾夫球照相機22拍攝的圖像信號?？刂破?0能夠接受來自傳感器24、26的桿頭34a或者桿身34b的檢測信號?？刂破?0能夠?qū)㈤_始發(fā)光信號傳輸?shù)介W光燈28、29。照相機CMl的快門根據(jù)開始拍攝信號而被打開預(yù)定時間(例如，1/30秒)。當快門打開時，桿頭34a或者桿身34b橫跨傳感器24、26。當傳感器24被遮擋時，閃光燈28a發(fā)光。當傳感器26被遮擋時，閃光燈28b發(fā)光。因此，當快門打開時，閃光燈28a和閃光燈28b依次發(fā)光。因而，傳感器24被遮擋時的桿頭和傳感器26被遮擋時的桿頭被拍攝在一個圖像上。在圖1的實施例中，桿頭34a是木質(zhì)型桿頭。桿頭可以不是木質(zhì)型桿頭。其的實例包括鐵質(zhì)型桿頭、實用型桿頭、混合型桿頭和推桿型桿頭。雖然圖中并未顯示，但是，信息處理器32包括作為輸出部分的監(jiān)控器、作為數(shù)據(jù)輸入部分的界面板、存儲器、CPU、和硬盤。信息處理器32可以包括鍵盤和鼠標。一般用途的計算機可以用作信息處理器32。硬盤存儲程序。可復(fù)寫的存儲器包括用于從硬盤調(diào)用的程序和各種數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域和工作區(qū)域。CPU能夠讀取硬盤中存儲的程序。CPU能夠執(zhí)行存儲器的工作區(qū)域中的各種程序。CPU能夠根據(jù)程序執(zhí)行各種處理。例如，程序能夠根據(jù)桿頭圖像計算桿頭的位置和姿勢。桿頭圖像數(shù)據(jù)能夠被輸入到界面板。桿頭圖像數(shù)據(jù)、高爾夫球圖像數(shù)據(jù)、和兩種圖像數(shù)據(jù)的同步數(shù)據(jù)可以被輸入。這些輸入的數(shù)據(jù)被輸出到CPU。CPU執(zhí)行各種處理。能夠通過這些處理計算出桿頭34a的姿勢和位置。另外，可以計算桿行為值和高爾夫球行為值。這些計算的值的預(yù)定數(shù)據(jù)被輸出到監(jiān)控器。預(yù)定數(shù)據(jù)被存儲在硬盤中。
在本發(fā)明中，處于瞄球姿勢的球手P的縱向方向(左右方向)被限定為前后方向。高爾夫球的飛行距離是向前的方向。為了便于說明，在本申請中限定X-軸、Y-軸和Z-軸(見圖1、2)。X-軸、Y-軸和Z-軸是正交坐標系。X-軸平行于地面，并平行于連接被擊打前的高爾夫球36和目標點的直線。Z-軸是豎直方向。Y-軸垂直于X-軸，并且垂直于Z-軸。本申請的前后方向是X-軸方向。測量設(shè)備10能夠拍攝沖擊附近的桿頭圖像。術(shù)語“沖擊附近”包括沖擊。沖擊處于當桿頭34a和高爾夫球36互相接觸的狀態(tài)。術(shù)語“沖擊附近”指的是桿頭34a和高爾夫球36的中心之間的最短距離優(yōu)選地等于或者小于30cm，更優(yōu)選地等于或者小于20cm。優(yōu)選地，術(shù)語“沖擊附近”指的是沖擊和沖擊之前。標記38被設(shè)置在桿頭34a上。標記38例如是區(qū)域。在桿頭圖像中應(yīng)該可以識別出標記38。多個標記38被設(shè)置在桿頭34a上。在圖1的實施例中，設(shè)置有四個標記38。在本實施例中，三個以上的標記38被設(shè)置在桿面表面的外側(cè)。在本實施例中，所有的標記38被設(shè)置在桿面表面的外側(cè)。在本實施例中，所有的標記38被設(shè)置在桿頭34a的冠部。高爾夫球36被放置在球座18上。高爾夫球手P控制高爾夫球桿34。在利用測量設(shè)備10的測量方法的實例中，首先，高爾夫球手P開始揮動高爾夫球桿34。第一傳感器24在由下桿導(dǎo)致沖擊的過程中檢測高爾夫球桿34。第一傳感器24的檢測信號被輸出到控制器30?？刂破?0在接收到該檢測信號之后的時間Tl將開始發(fā)光信號輸出到閃光燈28a。閃光燈28a接收該信號，并且發(fā)光。控制器30在接收到該檢測信號之后的時間T2將開始拍攝信號輸出到照相機CM1。其次，第二傳感器26檢測高爾夫球桿34。第二傳感器26的檢測信號被輸出到控制器30?？刂破?0在接收到該檢測信號之后的時間T3將開始發(fā)光信號輸出到閃光燈28b。閃光燈28b接收該信號，并且發(fā)光?？刂破?0在接收到該檢測信號之后的時間T4將開始拍攝信號輸出到照相機CMl。如下所述，在本實施例中，能夠只通過一個桿頭圖像來計算桿頭的姿勢和位置。在這種情況下，閃光燈的發(fā)光的次數(shù)可以是一次。當計算桿頭的軌道時，閃光燈的發(fā)光的次數(shù)優(yōu)選地為對應(yīng)于獲取多個桿頭圖像的多次。照相機CMl拍攝沖擊附近的桿頭34a。如下所述，在本實施例中，能夠通過一個圖像來計算桿頭34a的位置和姿勢?？刂破?0在時間T5將發(fā)光信號輸出到閃光燈29a。控制器30在時間T6將開始拍攝信號輸出到高爾夫球照相機22?？刂破?0在時間T7將發(fā)光信號輸出到閃光燈29b，并且將開始拍攝信號輸出到高爾夫球照相機22?？刂破?0將桿頭圖像數(shù)據(jù)輸出到信息處理器32?？刂破?0可以將時間數(shù)據(jù)、桿頭圖像數(shù)據(jù)、和球圖像數(shù)據(jù)輸出到信息處理器32。信息處理器32根據(jù)桿頭圖像數(shù)據(jù)計算球桿的姿勢和位置。能夠被計算的沖擊附近的數(shù)據(jù)的實例(以下還稱為沖擊數(shù)據(jù))包括以下數(shù)據(jù)。[沖擊數(shù)據(jù)的實例].桿頭相對于球的位置.桿面表面上的擊球點
.桿頭傾角 桿面角度(loft angle) 桿面傾角(face angle) 桿頭軌道(擊球角度(blow angle)和接近角度(approach angle)等等)本實施例的桿頭測量方法包括以下步驟(a)、(b)和(c):Ca)準備具有桿頭34a的聞爾夫球桿34,該桿頭34a具有設(shè)置在其上的多個標記38 ；(b)通過設(shè)置在位置上的照相機CMl拍攝桿頭，從而獲得沖擊附近的桿頭圖像，其中，該位置和球的中心點之間的向后距離等于或者大于零。(c)分析桿頭圖像，從而計算沖擊附近的桿頭34a的位置和姿勢。
優(yōu)選實施例包括以下步驟Stl至步驟St6:.步驟Stl:將標記38設(shè)置在高爾夫球桿34的桿頭34a上；.步驟St2:校準照相機CMl，以確定照相機常數(shù)； 步驟St3:高爾夫球手P揮桿，拍攝沖擊附近的桿頭34a —次以上，以獲得一個以上的桿頭圖像。在不同時間拍攝桿頭34a兩次以上，以當獲得桿頭軌道時獲取兩個以上的桿頭圖像；.步驟St4:標示獲取的桿頭圖像中的每個標記38。每個標記38能夠被自動或者手動地標示； 步驟St5:計算機計算每個標記38的三維位置，并根據(jù)三維位置計算桿頭34a的位置和姿勢等；和.步驟St6:輸出計算結(jié)果。球的中心點和照相機CMl之間的向后距離如圖2中的雙向箭頭BI所示。優(yōu)選地，向后距離BI等于或者大于零。S卩，照相機CMl在X-軸方向上的位置與高爾夫球36的中心點相同，或者在高爾夫球36的中心點的后方。在圖2的實施例中，照相機CMl的位置在高爾夫球36的中心點的后方。由于照相機CMl的該位置，可以抑制由沖擊附近的圖像中的球?qū)е聵擞涬[藏。因此，能夠提高測量精度。能夠通過透鏡的中心點確定照相機CMl的位置。該中心點能夠被限定為透鏡表面的中心點。對于測量精度，更優(yōu)選地，向后距離BI等于或者大于O。即，更優(yōu)選地，照相機CMl以距離BI位于高爾夫球36的中心的后方。圖2的實施例展示多個優(yōu)選模式。圖3展示第二實施例的測量設(shè)備50。除了照相機CMl的位置之外，測量設(shè)備50與測量設(shè)備10相同。圖4和5展示測量設(shè)備50中的照相機CMl的位置。圖4展示從球手P的前方看到的照相機CMl。圖5展示從上方看到的照相機CMl。在圖4的實施例中的向后距離BI大于圖2的實施例的距離。因此，高爾夫球36對桿頭圖像的影響能夠被進一步減小。這樣能夠提高測量精度。為了消除球?qū)U頭圖像的影響，向后距離BI優(yōu)選地等于或者大于0，更優(yōu)選地大于0，進一步優(yōu)選地等于或者大于3cm，仍然進一步優(yōu)選地等于或者大于5cm。為了獲取清楚的圖像，向后距離BI優(yōu)選地等于或者小于200cm，更優(yōu)選地等于或者小于30cm。在第一實施例中，向后距離BI等于8cm。照相機CMl距地面的高度如圖2和4中的雙向箭頭Hl所示。為了獲取到清晰的桿頭圖像，高度Hl不可太高。在這個方面，高度Hl優(yōu)選地等于或者小于300cm，更優(yōu)選地等于或者小于250cm，進一步優(yōu)選地等于或者小于200cm。高度Hl被沿著Z-軸方向(豎直方向)測量。照相機CMl在Y-軸方向上的位置優(yōu)選地處于沖擊附近的桿頭圖像未被球手P遮蔽的位置上。此處，高爾夫球36的中心的前側(cè)(球手P的前方)的Y坐標(圖5的距離SI)被限定為負的。高爾夫球36的中心的后側(cè)(球手P的后方)的Y坐標被限定為正的。為了抑制球手的圖像對桿頭圖像的影響，照相機CMl的位置的Y坐標優(yōu)選地為-200cm至200cm，更優(yōu)選地為-1OOcm至+100cm,進一步優(yōu)選地為大于等于_50cm且小于等于0cm。高爾夫球36的中心的Y坐標被設(shè)定為O。[木制型桿頭的桿頭縱向?qū)挾萞本發(fā)明限定了桿頭縱向?qū)挾菷1。圖6顯示木制型桿頭Wh的桿頭縱向?qū)挾菷1。在桿頭縱向?qū)挾菷l的測量中，考慮垂直于水平表面h的平面HP (未顯示)。桿頭Wh位于水平表面h上，桿身軸線zl設(shè)置成垂直平面HP。另外，桿身軸線和水平表面h之間的角度Θ被設(shè)定為60度。在這種狀態(tài)下，從水平表面h至冠部的最上部分的高度是桿頭縱向?qū)挾菷1。桿頭縱向?qū)挾菷l被沿著垂直于水平表面h的方向測量。[鐵制型桿頭的桿頭縱向?qū)挾萞圖7展示鐵制型桿頭Ih的桿頭縱向?qū)挾菷l。在桿頭縱向?qū)挾菷l的測量中，考慮垂直于水平表面h的平面HP (未顯示)。桿頭Ih位于水平表面h上，桿身軸線zl設(shè)置于垂直平面HP。另外，桿面線gv平行于水平表面h。在這種狀態(tài)下，從水平表面h至最上部分的高度為桿頭縱向?qū)挾菷1。桿頭縱向?qū)挾菷l被沿著垂直于水平表面h的方向測量。在具有冠部的桿頭，諸如實用型桿頭和混合型桿頭中，對于桿頭縱向?qū)挾菷l可以參考木制型桿頭。對于不具有冠部的桿頭的桿頭縱向?qū)挾菷l可以參考鐵制型桿頭。圖8A和9展示沖擊附近的桿頭圖像Pcl的實例。在圖8中，只展示出桿頭，而桿身等等被省略。通過測量設(shè)備10拍攝桿頭圖像Pci。 在本實施例中，標記mkl、標記mk2、標記mk3和標記mk4被用作四個標記38。所有的標記mkl至mk4被設(shè)置在桿頭34a的冠部上。這些標記38是白色的正方形區(qū)域，在該區(qū)域上標示了對角線。例如,對角線的交點是標記38的位置。標記38的質(zhì)心可以作為標記38的位置。通過具體地限定標記38的位置，可以進一步提高測量精度。[標記間隔]在本申請中，標記之間的三維距離被限定為標記間隔。即，標記之間的實際距離是標記間隔。能夠確定所有標記組合的標記間隔。例如，當標記的數(shù)量是4時，存在六個標記間隔。圖SB展示圖8A的桿頭中的標記間隔。在確定標記間隔時，要考慮到所有的組合。由于在桿頭中標記38的數(shù)量是4，所以存在六個標記間隔。即，在桿頭34a中，存在標記間隔D12、標記間隔D13、標記間隔D14、標記間隔D23、標記間隔D24和標記間隔D34。標記間隔D12是標記mkl和標記mk2之間的距離。標記間隔D13是標記mkl和標記mk3之間的距離。標記間隔D14是標記mkl和標記mk4之間的距離。標記間隔D23是標記mk2和標記mk3之間的距離。標記間隔D24是標記mk2和標記mk4之間的距離。標記間隔D34是標記mk3和標記mk4之間的距離。[組合的數(shù)量Cn]使得標記間隔等于或者大于桿頭縱向?qū)挾菷l所設(shè)定的標記的組合的數(shù)量被限定為Cn。優(yōu)選地,考慮到測量精度,組合的數(shù)量Cn優(yōu)選地等于或者大于3,更優(yōu)選地等于或者大于4。為了避免過于復(fù)雜的計算，組合的數(shù)量Cn優(yōu)選地等于或者小于190，更優(yōu)選地等于或者小于45。[標記形成區(qū)域R1，面積Sm]在桿頭圖像Pcl中限定了標記形成區(qū)域Rl (見圖8)。圖8中的點劃線剖面表示標記形成區(qū)域R1。在桿頭圖像Pcl中，通過利用直線SL連接多個標記mkl至mk4,以限定標記形成區(qū)域R1。當標記的數(shù)量為N時，標記形成區(qū)域Rl為N邊形。標記形成區(qū)域Rl的面積被限定為Sm。面積Sm是桿頭圖像Pcl (二維圖像)中的面積。[桿頭的整個區(qū)域R2，面積Sh]另外，在桿頭圖像Pcl中限定了桿頭的整個區(qū)域R2 (見圖9)。在圖9中，利用虛線剖面表示桿頭的整個區(qū)域R。桿頭的整個區(qū)域R2由桿頭圖像Pcl中的桿頭34a的輪廓線Ct限定。被桿身和套圈(ferrule)隱藏的部分不構(gòu)成桿頭34a的輪廓線Ct。S卩,輪廓線Ct是在桿頭圖像Pcl中存在的線。桿頭的整個區(qū)域R2的面積被限定為Sh。面積Sh還是桿頭圖像Pcl (二維圖像)中的面積。[Sm/Sh]為了增大測量精度，Sm/Sh優(yōu)選地等于或者大于0.25，更優(yōu)選地等于或者大于0.5，進一步優(yōu)選地等于或者大于0.75。Sm/Sh可以等于I。但是，當考慮桿頭形狀等時，Sm/Sh通常等于或者小于0.8。[標記的數(shù)量N]標記38的數(shù)量N被設(shè)定為多個?？紤]到測量精度，標記38的數(shù)量N優(yōu)選地等于或者大于3,更優(yōu)選地等于或者大于4。當數(shù)量N過大時,計算將會變得很復(fù)雜。在這一方面，數(shù)量N優(yōu)選地等于或者小于20，更優(yōu)選地等于或者小于10。在圖8和9的實施例中，數(shù)
量N是4。即使當標記的數(shù)量N較小時，能夠通過增大Sm/Sh進行高精度的測量。即使當向后距離BI等于或者大于O時，能夠通過增大Sm/Sh進行高精度的測量。[質(zhì)心Gh，直線LI，直線L2]在桿頭圖像Pcl中，確定桿頭34a的輪廓線Ct的質(zhì)心Gh。確定相互垂直的直線LI和直線L2，并且以質(zhì)心Gh作為其交點。直線LI和直線L2是可選擇的直線。S卩，只要直線LI和直線L2經(jīng)過質(zhì)心Gh，并且互相垂直，直線LI和直線L2可以是任意的直線。能夠確定無數(shù)條直線LI和直線L2。以下將說明圖9所示的直線LI和直線L2。[通過直線LI和直線L2的區(qū)間]如圖9所示，桿頭圖像Pcl被直線LI和直線L2劃分成四個區(qū)間。在實施例中，桿頭圖像Pcl被劃分成第一區(qū)間Al、第二區(qū)間A2、第三區(qū)間A3和第四區(qū)間A4。在實施例中，標記mk4位于第一區(qū)間Al中；標記mkl位于第二區(qū)間A2中；標記mk2位于第三區(qū)間A3中；和標記mk4位于第四區(qū)間A4中。
[對角位置]如圖9所示，標記mk4和標記mk2分別位于四個區(qū)間中的處于對角位置的兩個區(qū)間Al和A3中。另外，標記mkl和標記mk3分別位于四個區(qū)間中的處于對角位置的兩個區(qū)間A2和A4中。標記38通過這種布置而分散，從而能夠提高測量精度。在實施例中，至少一個標記38位于四個區(qū)間A1、A2、A3和A4中的每一個中。因此，能夠進一步提高測量的精度。桿頭圖像的像素和指點(pointing)的偏移可能會引起測量錯誤。通過增大標記38之間的間隔，可以減小偏移量與標記38之間的間隔的比值。因此，在步驟(c)中，能夠減小計算中的錯誤。在實施例中，在步驟(C)中，通過只分析一個桿頭圖像Pcl來計算沖擊附近的桿頭的位置和姿勢。因此，可以不需要多個桿頭圖像。照相機CMl的數(shù)量可以是I。因此，可以簡化測量、計算和裝置。通過這種簡化提高測量的便利性，并且還能減少裝置的成本。在實施例中，桿頭34a是木制型桿頭。桿頭34a具有冠部。冠部相對較大。通過將標記38設(shè)置在冠部上，能夠增大標記38之間的距離。在冠部上設(shè)置標記38有利于增大Sm/Sh。在實施例中，三個以上的標記被置于桿面表面的外側(cè)。因此，不會導(dǎo)致標記38被高爾夫球36隱藏而不能計算桿頭姿勢的情況。在這種情況下，組合的數(shù)量Cn往往被增大。因此，能夠提高測量精度。當桿頭具有冠部時，多個標記38可以全部位于冠部上。在這種情況下，標記38不會被高爾夫球36隱藏。因此，能夠進一步改善通過將向后距離BI設(shè)定為等于或者大于O而獲得的效果。由于冠部相對較大，所以可能增大組合的數(shù)量Cn。因此，能夠提高測量精度。當向后距離BI等于或者大于`O時，在桿頭圖像中，可能不會拍攝到桿面表面。即使當在桿頭圖像中沒有拍攝到桿面表面時，該實施例使測量仍然能夠進行。在步驟(C)中，優(yōu)選地，根據(jù)桿頭圖像Pcl中的標記38的位置，計算桿頭34a的位置和姿勢。優(yōu)選地，計算方法能夠根據(jù)一個桿頭圖像來計算桿頭34a的位置和姿勢。在優(yōu)選的步驟(C)中，根據(jù)桿頭圖像Pcl計算多個標記38的三維坐標。DLT方法已知作為一種計算方法。DLT代表“直接線性變換”。DLT方法是利用從不同的方向上觀察到的多個圖像而獲取三維空間坐標的一種方法。在DLT方法中，根據(jù)已知的三維坐標的點(控制點)的圖像重新構(gòu)建三維坐標。DLT方法在設(shè)置照相機時沒有限制，并且具有多樣性。將通過以下的數(shù)量表達式和圖14來說明DLT方法。圖14展示目標空間坐標和數(shù)量平面(digitizing plane)上的坐標之間的關(guān)系。當利用照相機拍攝目標空間中的點P時，目標空間中的坐標(X，Y，Z)和數(shù)量平面上的坐標(U，V)之間的關(guān)系如圖14所示。這里，點O是照相機的透鏡中心點，坐標系X’Y’Z’具有平行于數(shù)量平面上的坐標系UV的兩個軸的X’ -軸和Y’ -軸，并以點O作為原點。符號L表示點O和點P在Ζ’軸上的距離。符號F表示點O和點Q (點P的映射)在V軸上的距離。點( , Vtl)是包含Ζ’軸的直線和數(shù)量平面之間的交點。在這種情況下，將獲得以下說明和數(shù)量表達式。[表達式I]
當OP和OQ被與為坐標系X’Y’Z’的要素時，op和OQ如下:Μ表不從坐標系XYZ至坐標系V Y’ V的3X3旋轉(zhuǎn)矩陣。
權(quán)利要求
1.一種桿頭測量方法，其特征在于，所述桿頭測量方法包括步驟: Ca)準備具有桿頭的高爾夫球桿，所述桿頭具有設(shè)置在其上的多個標記； (b)通過設(shè)置在位置的照相機拍攝所述桿頭，從而獲得沖擊附近的桿頭圖像，其中，所述位置和球的中心點之間的向后距離等于或者大于零；和 (C)分析所述桿頭圖像，從而計算沖擊附近的所述桿頭的位置和姿勢。
2.如權(quán)利要求1所述的桿頭測量方法，其特征在于，當所述標記之間的三維距離被限定為標記間隔時，所述標記的三組以上組合被設(shè)定成使得所述標記間隔等于或者大于桿頭縱向覽度。
3.如權(quán)利要求1所述的桿頭測量方法，其特征在于，當所述桿頭圖像中通過直線連接所述多個標記所限定的標記形成區(qū)域的面積被限定為Sm，并且所述桿頭圖像中由所述桿頭的輪廓線所限定的所述桿頭的整個區(qū)域的面積被限定為Sh時，Sm/Sh等于或者大于0.25。
4.如權(quán)利要求1所述的桿頭測量方法，其特征在于，所述標記的數(shù)量N等于或者大于3、且等于或者小于20。
5.如權(quán)利要求1所述的桿頭測量方法，其特征在于，當所述桿頭的輪廓線的質(zhì)心Gh在所述桿頭圖像中被確定，并且所述桿頭圖像被相互垂直并且以質(zhì)心Gh作為交點的直線LI和L2劃分成四個區(qū)間時，至少一個所述標記被設(shè)置在所述四個區(qū)間中處于對角位置上的兩個區(qū)間中的每一個中。
6.如權(quán)利要求1所述的桿頭測量方法，其特征在于，沖擊附近的所述桿頭的位置和姿勢通過在所述步驟(C)中利用所述一個照相機分析所述桿頭圖像而計算得出。
7.如權(quán)利要求1所述的桿頭測量方法，其特征在于，所述三個以上的標記被設(shè)置于桿面表面的外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明的桿頭測量方法包括(a)準備具有桿頭的高爾夫球桿，桿頭具有設(shè)置在其上的多個標記；(b)通過設(shè)置在位置的照相機拍攝桿頭，從而獲得沖擊附近的桿頭圖像，其中，該位置和球的中心點之間的向后距離等于或者大于零；和(c)分析桿頭圖像，從而計算沖擊附近的桿頭的位置和姿勢。優(yōu)選地，存在三組以上的標記組合，標記組合被設(shè)定成使得標記間隔等于或者大于桿頭縱向?qū)挾取?br> 文檔編號G01B11/00GK103185544SQ20121058735
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者君塚涉, 大貫正秀 申請人:鄧祿普體育用品株式會社