JP4367767B2 - Kinetic energy measuring device - Google Patents
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Description
この発明は、第一の対象物に衝突する第二の対象物の運動エネルギーを運動エネルギーが変化した別の物理量から推定し表示する装置に関するものであり、また、その推定した運動エネルギーと第二の対象物の質量のデータから第一の対象物が第二の対象物に衝突する直前の速度を演算し表示する装置に関するものであり、特に野球用グローブに装着して捕球するボールの運動エネルギーまたは速度を推定する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for estimating and displaying the kinetic energy of a second object that collides with a first object from another physical quantity whose kinetic energy has changed, and the estimated kinetic energy and the second kinetic energy. Related to a device that calculates and displays the speed immediately before the first object collides with the second object from the mass data of the object, and particularly the movement of the ball that is attached to the baseball glove and catches the ball It relates to a device for estimating energy or speed.
本発明の関連技術として、
実開昭61−118355号は、補球時発生する物理現象を検出するセンサと、センサからの信号に基ずき球速を演算する演算装置と、演算された球速を表示する表示装置とを備え、前記センサ、演算装置並びに表示装置をボールに収納ないし取り付けることを特徴とする速度表示付きボールを開示したものであり、
特開昭62−277977号は、電子演算回路、表示装置、電源、スイッチ素子を緩衝性素材でくるみ、スイッチ素子は手動で作動するリセットスイッチと衝撃によって作動するストップスイッチとを備え、ボールを離した時間からボールがグローブ等に衝突するまでの時間を計測してボールの速度を求めることをできることを開示したものであり、
特表2000−50981号は、グローブまたはボールを捕捉する人の腕にドップラーレーダーセンサーを装着して飛来してくるボールの速度をドップラー効果を利用して求めることを開示したものであり、
特開平1−274780号は、ボクシングゲーム機の打撃バックの面に複数の感圧センサを設けてその感圧センサのいずれかより検知された信号から打撃の強さを求めることを開示したものであり、
特開平6−142247号は、蹴力測定式ゲーム機の蹴的が回動する速度または変位を検出して蹴力を演算することを開示したものであり、
特開2002−65919号は、空気を入れた袋を打撃により変形された時に排出される空気の流量を検出して打撃の圧力を計算することを開示したものである。
また、特開2003−190355号の従来の技術には野球用グローブの種類や特性が記載されている。
また、特開2002−85615、実開平4−71975には、野球におけるストライクまたはボールを判定する方法を開示したものである。
Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-118355 includes a sensor for detecting a physical phenomenon that occurs during complementing, an arithmetic unit for calculating a ball speed based on a signal from the sensor, and a display unit for displaying the calculated ball speed. A ball with a speed display is disclosed, characterized in that the sensor, the arithmetic device and the display device are housed or attached to the ball.
Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-277777 encloses an electronic arithmetic circuit, a display device, a power supply, and a switch element with a buffering material. The switch element includes a manually operated reset switch and a shock stop switch, and separates the ball. It is disclosed that it is possible to determine the speed of the ball by measuring the time from when the ball hits the glove etc.
Special Table 2000-50981 discloses that a Doppler radar sensor is attached to the arm of a person who captures a glove or a ball, and the speed of the flying ball is obtained using the Doppler effect.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-274780 discloses that a plurality of pressure sensors are provided on the back of a boxing game machine and the strength of the hit is obtained from a signal detected by any one of the pressure sensors. Yes,
Japanese Patent Laid-Open No. 6-142247 discloses that the kick force is calculated by detecting the speed or displacement at which the kick force measuring game machine rotates.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-65919 discloses that the blow pressure is calculated by detecting the flow rate of air discharged when a bag containing air is deformed by blow.
In addition, the conventional technology of Japanese Patent Laid-Open No. 2003-190355 describes the types and characteristics of baseball gloves.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-85615 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-711975 disclose a method for determining a strike or a ball in baseball.
ボールの中にストップウォッチ機能を内蔵する方法によりボールの速度を測定する方法では、投球する距離を固定にするか、投球した距離を測定する必要があるという不便さとボールを投げた人が球速をすぐにわからない問題点があり(特許文献1,2)、
ドップラーレーダーセンサーにより飛来してくるボールの速度を測定する方法(特許文献3)では、ドップラーレーダーセンサーが高価なだけでなく、ランダムな位置にランダムな角度で飛来してくるボールを捕球する時にドップラーレーダーセンサーを装着したグローブまたはボールを捕捉する人の腕を固定した状態に保つことは困難であるためボールの絶対速度を十分な精度で得られない欠点があり、
また、打撃ゲーム機等で使用されている打撃力を測定する方法(特許文献4,5,6)を小型化してグローブに装着して、飛来してくるボールの運動エネルギーを測定しようとすると、打撃ゲーム機の場合と異なりグローブは固定した状態で使用されることが無く、また捕球動作時に捕球する人により予測困難な外力をセンサー部に加えられる場合があり、十分な精度でボールの運動エネルギーを測定できないという問題点があった。
In the method of measuring the speed of the ball by incorporating a stopwatch function in the ball, the inconvenience that it is necessary to fix the distance to be thrown or to measure the distance to be thrown, and the person who threw the ball There are problems that are not immediately obvious (
In the method of measuring the speed of a ball flying with a Doppler radar sensor (Patent Document 3), the Doppler radar sensor is not only expensive, but also when catching a ball flying at a random angle at a random position. Since it is difficult to keep a glove equipped with a Doppler radar sensor or the arm of the person capturing the ball fixed, there is a drawback that the absolute speed of the ball cannot be obtained with sufficient accuracy,
Also, if you try to measure the kinetic energy of a ball that comes down by reducing the size of the method (
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、ボールがグローブに捕球する時にボールの運動エネルギーは主にグローブを動かす外力に変わるが、通常はその外力に抗する力を捕球する人が加わえることによりグローブとボールを変形させる力と音が発生することに着目し、この捕球時に発生する捕球音を測定してボールがグローブに捕球される直前のボールの運動エネルギーの大きさとボールの速度を推定できる装置を提供し、その推定した値を外部に出力する機能を持つ装置をグローブに装着することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When a ball is caught in a glove, the kinetic energy of the ball mainly changes to an external force that moves the glove. Paying attention to the force and sound that deforms the glove and the ball when a catcher joins, the ball just before the ball is caught by the glove by measuring the catching sound generated at the time of catching It is an object of the present invention to provide a device capable of estimating the magnitude of the kinetic energy and the velocity of the ball, and to attach a device having a function of outputting the estimated value to the outside.
この目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の第一の対象物に装着する運動エネルギー測定装置であって、
前記第一の対象物に運動エネルギーを有する第二の対象物が衝突し、該運動エネルギーが別の物理量に変化する時の該物理量を計測する複数の物理量計測手段と、前記複数の物理量計測手段により計測されたデータから前記第二の対象物が前記第一の対象物に衝突する直前の運動エネルギーの大きさを推定するデータ処理手段と、前記データ処理手段により推定される前記第二の対象物が前記第一の対象物に衝突する直前の運動エネルギーの大きさを表示する表示手段または該運動エネルギーの大きさを音声で出力する音声出力手段とを備えたセンターユニットと、
前記センターユニットを衝撃を緩衝する緩衝材により支持する支持機構とを有し、
前記第一の対象物が野球またはソフトボール用グローブであり、前記第二の対象物が野球またはソフトボール用ボールであり、前記物理量が捕球音の少なくとも1つの周波数帯域幅における実効値(以下捕球音の実効値と記す)であり、該野球またはソフトボール用グローブに装着し、前記捕球音の実効値を検出する捕球音検出手段を有することを特徴としており、従って、第二の対象物が第一の対象物に衝突する直前に有していた運動エネルギーの大きさを推定できるようになり、また表示手段または音声出力手段により直ちに衝突直前の運動エネルギーの大きさの推定値を知ることができようになる。
In order to achieve this object, there is provided a kinetic energy measuring device mounted on a first object according to
A plurality of physical quantity measuring means for measuring the physical quantity when the second object having kinetic energy collides with the first object and the kinetic energy changes to another physical quantity; and the plurality of physical quantity measuring means Data processing means for estimating the magnitude of kinetic energy immediately before the second object collides with the first object from the data measured by the above, and the second object estimated by the data processing means A center unit comprising display means for displaying the magnitude of kinetic energy immediately before an object collides with the first object, or voice output means for outputting the magnitude of the kinetic energy by voice ;
A support mechanism for supporting the center unit with a shock absorbing material for buffering an impact,
The first object is a baseball or softball glove, the second object is a baseball or softball ball, and the physical quantity is an effective value (hereinafter referred to as an effective value in at least one frequency bandwidth of a catching sound). And a catching sound detection means for detecting the effective value of the catching sound, which is attached to the baseball or softball glove, It is possible to estimate the magnitude of the kinetic energy that the target object had immediately before colliding with the first target object, and immediately using the display means or the voice output means, the estimated value of the kinetic energy immediately before the collision You will be able to know.
また、請求項2に記載の前記センターユニットを野球またはソフトボール用グローブの球受け用ウエブの捕球側とは反対側の部分に装着し、該野球またはソフトボール用グローブの捕球側に標準化ウエブを装着することを特徴としており、従って、ボールがグローブに捕球されるときに発生する捕球音の実効値を検出することからボールが捕球される時の運動エネルギーを推定できるようになる。
The center unit according to
また、請求項3に記載の前記標準化ウエブに、複数の開口部と前記標準化ウエブまたは前記野球またはソフトボール用ボールに関する固有データであって前記第二の対象物の質量データ、前記球受け用ウエブの形状や材質の違いに関するデータ、または前記標準化ウエブの形状や材質の違いに関するデータを記録したRFIDタグあるいは捕球時の前記標準化ウエブに発生する加速度を検出する加速度センサあるいは前記野球またはソフトボール用ボールが着座した位置を検出する着座位置センサとを有することと、前記RFIDタグあるいは前記加速度センサあるいは前記着座位置センサの信号を前記センターユニットに入力する信号入力手段と、該信号入力手段により入力された前記標準化ウエブまたは前記野球またはソフトボール用ボールの固有データあるいは捕球時の前記第標準化ウエブの加速度あるいは前記野球またはソフトボール用ボールが着座した位置により、前記捕球音の実効値のデータを補正して前記ボールが前記グローブに衝突する直前の運動エネルギーの大きさを推定する第一のデータ処理プロセスとを有することを特徴としており、従って、第二の球受け用ウエブに複数の開口部を設けることによりウエブとボールの間で発生する捕球音をグローブ裏側の捕球音検出手段に伝達しやすくなり、ウエブまたはボールの固有データを記録したRFIDタグを配置することにより補正用データの入力が容易になり、加速度センサを設けることにより捕球時の捕球者の手の動きがわかるようになり捕球音からボールの運動エネルギーの大きさを推定する精度を上げることができるようになり、着座位置センサを設けることにより捕球音検出手段とボールが着座した距離がわかる他、第二の球受け用ウエブの外で捕球したかどうかもわかり、捕球音からボールの運動エネルギーの大きさを推定する精度を上げることができるようになる。
The standardized web according to
また、請求項4に記載の前記運動エネルギーの大きさを表示する表示手段が前記野球またはソフトボール用グローブの周囲に装着した発光部品であり、前記運動エネルギーの大きさに応じて前記発光部品を発光または点滅させる機能を備えることを特徴としており、従って、そのグローブに配置された発光部品の発光または点滅の状態から容易に運動エネルギーの大きさを知ることができるようになる。
The display means for displaying the magnitude of the kinetic energy according to
また、請求項5に記載のデータを入力するデータ入力手段と、前記データ処理手段により推定された運動エネルギーの大きさと前記データ入力手段より入力または前記RFIDタグに記録された前記野球またはソフトボール用ボールの質量のデータとから前記ボールが前記グローブに捕球される直前の速度を演算するボール速度演算手段と、前記ボール速度演算手段により演算された前記ボールが前記グローブに捕球される直前の該速度を表示するボール速度表示手段とを備えることを特徴としており、従って、ボールがグローブに捕球される直前の速度をを知ることができるようになる。
A data input means for inputting the data according to
また、請求項6に記載の前記標準化ウエブに装着し捕球時の衝撃を検出する衝撃検出手段と、前記捕球音検出手段により規定値以上の捕球音の実効値を検出した時の前記衝撃検出手段により検出された衝撃の強さから前記ボールが前記グローブに衝突する直前の運動エネルギーの大きさを推定する第二のデータ処理手段と、前記第二のデータ処理手段により推定された運動エネルギーの大きさと前記野球またはソフトボール用ボールの質量データとから前記ボールが前記グローブに捕球される直前の速度を演算する速度演算手段と、前記速度演算手段により演算された前記ボールが前記グローブに捕球される直前の該速度を表示する速度表示手段とを備えることを特徴としており、従って、ボールがシートに衝突する時の位置を検出することができるようになり、衝突力検出機能からボールがシートに衝突する直前のボールの運動エネルギーの大きさを推定できるようになり、その運動エネルギーの大きさとボールの質量データとからボールがシートに衝突する直前のボールの速度を推定できるようになり、そのボールの速度を表示できるようになる。
An impact detection means for detecting an impact at the time of catching by mounting on the standardized web according to
本発明によればグローブに捕球された時の捕球音からボールの運動エネルギーの大きさを推定するようにしたため、ボールを投げる距離に関係なくボールの速度を推定できるようになり、センサーがマイクロフォンのため安価に装置を構成することができるようになる利点があり、以下の実施例に示すように装置をグローブに内蔵する必要がないために装置をはずせば通常のグローブとして使用することもできるようになり、また投球内容によりグローブ部分より投球内容について音声で出力したり、投球内容に応じてグローブを発光させるようにしたため投球したものが投球後直ちに自分の投球内容の評価結果を知ることができるようになる。また、圧力検出手段を有するシートを壁等に固定し、ぞのシートにボールを投げ、その時のボールの衝突力から球速を表示できるようにし、ストライクまたはボールの判定が自動的にできるようになることから、ピッチング練習を一人で効果的にできるようになる。 According to the present invention, since the magnitude of the kinetic energy of the ball is estimated from the catching sound when the ball is caught by the glove, the speed of the ball can be estimated regardless of the distance to which the ball is thrown. There is an advantage that the device can be configured at low cost because of the microphone, and it is not necessary to incorporate the device in the glove as shown in the following examples, so it can be used as a normal glove if the device is removed. It is possible to output the sound of the pitch from the glove part according to the content of the pitch, and the glove is made to emit light according to the content of the pitch. Will be able to. Also, a seat having a pressure detection means is fixed to a wall or the like, a ball is thrown on each sheet, and the ball speed can be displayed from the collision force of the ball at that time, so that the strike or the ball can be automatically determined. Therefore, it becomes possible to practice pitching alone effectively.
以下、この発明のボールの捕球音からボールの運動エネルギーと速度を推定する装置をグローブに外装または内装して具体化した実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a device for estimating the kinetic energy and velocity of a ball from the ball catching sound of the present invention is externally or internally mounted on a glove will be described.
図1は本発明装置の第一の実施例のセンターユニット1の概観図であり、ケース2の内側には、センターユニット1をグローブに装着する面に捕球時にボールの衝撃からセンターユニット1を保護するための天然ゴム等を成型した緩衝材3を配置してある。また、センターユニット1の内部には捕球音を入力するためのスピーカ&マイクロフォン5が配置されている。図1の第一の実施例のスピーカ&マイクロフォン5は圧電型スピーカの振動板に加わる捕球時の音による振動から発生する起電力から捕球音を入力するようにし、同時に外部に音声出力する時のスピーカとしても使用する。スピーカ&マイクロフォン5の前の緩衝材3の構造はスピーカ&マイクロフォン5から遠ざかるに従って開口面積が広くなる構造にし、捕球音を広範囲から集音できる構造にする。また、センターユニット1の内部には、捕球音を解析し、運動エネルギーやボールの速度を解析するための電子回路部品を装着した電子回路基板6が配置されており、電子回路基板6には、センターユニット1の外部より操作可能なスイッチ部品7または目視可能な表示部品8が配置されている。このスイッチ部品7の操作および表示部品8の表示内容によりボールの質量等の補正データの入力やボールの速度を表示することができるようにする。また電池4はセンターユニット1の内側に装着するようにし、ボールを捕球した時の衝撃で電池4が外部に飛散しないようにする。
FIG. 1 is a schematic view of a
図2は本発明装置の第一の実施例のセンターユニット1内部のシステムブロック図を示したものであり、ボールがグローブに捕球された時の捕球音をスピーカ&マイクロフォン5で入力し、周波数補正回路10でマイクロフォンの入力周波数特性を補正する。グローブでボールを捕球する時に発生する捕球音はインパルスに近い特性となるため、広い可聴周波数範囲でほぼ同一レベルの周波数電力密度となるため周波数補正回路10でマイクロフォンの入力特性がフラットな周波数特性にするのが好ましい。周波数補正回路10からの出力は実効値回路11に入力され広い周波数範囲で発生した捕球音の電力密度の平均値の平方根であらわされる値を求める。捕球音は短時間に巨大な音が発生するインパルスに近い特性となるため、実効値回路11は高速で応答できるものが好ましい。実効値回路11の出力はAD変換器12を介してマイクロセッサ部13に入力される。
FIG. 2 shows a system block diagram inside the
図2のマイクロプロセッサ部13ではIOIF(データ入出力インターフェース)を介して、マイクロプロセッサ部13外部とのデータ入出力ができ、CPU(中央プロセッサユニット)を介して、ROMに記録された後述するデータ処理プロセスに従いデータ処理を行う。 The microprocessor unit 13 in FIG. 2 can input / output data to / from the outside of the microprocessor unit 13 via an IOIF (data input / output interface), and the data described later recorded in the ROM via the CPU (central processor unit). Data processing is performed according to the processing process.
図2のマイクロプロセッサ部13で後述するデータ処理プロセスにより入力された捕球音のレベルから捕球したボールの運動エネルギーまたは速度の推定値に従い、音声出力回路15および増幅回路16を介して、スピーカ&マイクロフォン5を鳴動させセンターユニット1の外部で捕球したボールの運動エネルギーまたは速度の推定値を知ることができるようにし、表示部品駆動回路17を介して表示部品8の表示内容を変更し、捕球したボールの運動エネルギーまたは速度の推定値を目視できるようにする。
In accordance with the estimated value of the kinetic energy or velocity of the ball caught from the level of the catching sound input by the data processing process described later in the microprocessor unit 13 of FIG. & The
図2のスイッチ部品7のスイッチ信号データはスイッチ信号入力回路14を介してマイクロプロセッサ部13に入力され、ボールの質量や後述する球受けウエブの構造に関するデータ等を入力できるようにする。
The switch signal data of the
図3は本発明装置の第一の実施例のセンターユニット1を野球用グローブ25に装着した例を示したものである。センターユニット1は野球用グローブ25の球受け用ウエブ28の捕球側の反対側に人指し指袋27の上端と親指袋26の上端との間に固定されている横バー29の中間部および横バー29の中間部と人指し指袋27と親指袋26との下端部に取り付けられた縦バー31の下端部付近で皮ひも31等により固定する。センターユニット1は球受け用ウエブ28や人指し指袋27や親指袋26が捕球動作の妨げにならないように固定し、スピーカ&マイクロフォン5の開口部が球受け用ウエブ28の方向を向くように取り付ける。
FIG. 3 shows an example in which the
図4は本発明装置の第一の実施例のマイクロプロッセサ部13におけるデータ処理プロセスの流れを示したものである。処理S1で先のスピーカ&マイクロフォン5と周波数補正回路10と実効値回路11とAD変換器12とを介して捕球音の実効値pの入力を行い、処理S2で補正用データの入力処理を行うが、第一の実施例ではスイッチ部品7の操作により、ボールの質量や球受けウエブの構造に関するデータの入力またはデータの更新を行い図5に示すような球受け用ウエブ補正値rまたはボールの質量データmが得られるようにする。第一の実施例ではボールがグローブのどの位置で捕球したかを示す着座位置に関する補正値aはすべて後述する標準化ウエブの中心部で捕球したものとして処理する。処理S3の捕球音補正値qは下記のように示される。
上記の数式において、それぞれ、pは入力された捕球音の実効値で、rは球受け用ウエブの補正値で、mはボールの質量で、aは着座位置補正値で、αは捕球時の標準化ウエブの加速度であるが、第一の実施例ではαはゼロとして処理し、捕球音補正値qは捕球音の実効値pをr,m,a,αの関数または補正マップデータを使用して補正処理する。 In the above equations, p is the effective value of the input catching sound, r is the correction value of the ball receiving web, m is the mass of the ball, a is the seating position correction value, and α is the catching ball. In the first embodiment, α is treated as zero, and the catching sound correction value q is a function of r, m, a, α or a correction map. Perform correction using data.
図4の処理S4の捕球音レベル判定処理では、捕球音のレベルに応じて外部にスピーカ&マイクロフォン5を介して概略的な大きさを音声または音色で出力をする判断を行い、例えば、図5に示すように捕球音補正値qに対して判定基準値q1,q2,q3との大小判定により判定ゾーン1乃至4を設けて、最も高いレベルの捕球音補正値qを得た場合である判定ゾーン4の場合は「いいタマ」等の音声出力を行い、最も低いレベルの捕球音補正値qを得た場合である判定ゾーン1の場合は音声出力を行わない等の処理を行う。
In the catching sound level determination process of the process S4 of FIG. 4, a determination is made to output a rough magnitude to the outside through the speaker &
図4の処理S5のエネルギーおよび速度の推定処理では、捕球音補正値qから換算表等を用いてボールの捕球直前の運動エネルギーの推定値keを求め、その運動エネルギーの推定値keとボールの質量データmから捕球直前のボールの速度の推定値vを下記の数式にを用いて演算処理する。 In the energy and speed estimation process of the process S5 of FIG. 4, an estimated value ke of the kinetic energy immediately before catching the ball is obtained from the catched sound correction value q using a conversion table or the like, and the estimated value ke of the kinetic energy and The estimated value v of the velocity of the ball immediately before catching is calculated from the mass data m of the ball using the following formula.
図4の処理S6のデータ出力処理で、処理S4の判定結果に基づき音声出力を行い、処理S5の結果に基づいて捕球直前のボールの運動エネルギーおよび速度の推定値の表示処理を行う。 In the data output process of the process S6 in FIG. 4, a voice is output based on the determination result of the process S4, and a display process of the estimated values of the kinetic energy and velocity of the ball immediately before catching is performed based on the result of the process S5.
以上が本発明の第一の実施例の説明である。次に、本発明の第二の実施例は第一の実施例の基本的な機能に付加的な機能を加えたものである。 The above is the description of the first embodiment of the present invention. Next, the second embodiment of the present invention is obtained by adding an additional function to the basic function of the first embodiment.
図6は本発明の第二の実施例で使用する標準化ウエブ33の概略図である。第一の実施例では球受け用ウエブ28の形状や材質の違いを補正用データを入力して捕球音のレベルを補正するようにしていたが第二の実施例では標準化ウエブ33を球受け用ウエブ28部分に装着して捕球するようにする。標準化ウエブ33は皮ひも36で球受け用ウエブ28またはセンターユニット1等に固定する。また、標準化ウエブ33の中心部付近に複数の開口部37を設けてセンターユニット1に捕球音を入力しやすくし、スピーカ&マイクロフォン5からの音声出力が出力しやすくする。また、標準化ウエブ33には第一の実施例でスイッチ部品7を操作して入力していた球受け用ウエブの補正値やボールの質量データをRFIDタグ34から入力できるようにRFIDタグ34を装着し、ボールを捕球した位置がわかるように着座位置センサ18を設ける。着座位置センサは標準化ウエブ33内部にマトリックス状に圧電形スイッチ等を設けて着座位置を検出するように構成してもよいし、標準化ウエブ33の中心部に着座したか外周部に着座したか判別できるようにボール捕球時に空気が圧力センサー部を加圧するようにエアチューブを標準化ウエブ33の内部に配置してもよい。また、標準化ウエブ33内部に捕球時における標準化ウエブ33部分の加速度αが検出できるように加速度センサ22を設置する。着座位置センサ18および加速度センサ22の信号はリード線35と図7に示すコネクタを介してセンターユニット1に入力する。
FIG. 6 is a schematic view of a standardized web 33 used in the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, correction data is input to correct the difference in the shape and material of the
図7は本発明の第二の実施例の部品装着の手順を示したもので球受け用ウエブ28の捕球側に標準化ウエブ33を装着し、反対側にセンターユニット1を装着し、さらに図8に示すように捕球後にボールの速度に応じてグローブが発光点滅するように見せるための側面発光ケーブル23を結束バンド40を用いて野球用グローブ25に固定する例を示している。
FIG. 7 shows the procedure of component mounting according to the second embodiment of the present invention. The standardized web 33 is mounted on the catching side of the
図9は本発明の第二の実施例のセンターユニットのシステムブロック図である。図2の第一の実施例のセンターユニットのシステムブロック図に対して、あたらに標準化ウエブ33の内部に設けたRFIDタグ34のデータをマイクロプロセッサ部13へ入出力するためにアンテナ21とRFIDタグIF(インターフェイス)回路20と、加速度センサ22のデータをマイクロプロセッサ部13へ入力するための加速度信号入力回路19と、着座位置センサ18のデータをマイクロプロセッサ部13へ入力するための着座位置信号入力回路32とを設け、側面発光ケーブル23を発光するための発光素子41と発光素子41をマイクロプロセッサ部13の信号に基づいて駆動する発光素子駆動回路24を設ける。
FIG. 9 is a system block diagram of the center unit of the second embodiment of the present invention. In contrast to the system block diagram of the center unit of the first embodiment of FIG. 2, the antenna 21 and the RFID tag are used to input / output data of the RFID tag 34 provided inside the standardized web 33 to the microprocessor unit 13. An IF (interface) circuit 20, an acceleration signal input circuit 19 for inputting data of the acceleration sensor 22 to the microprocessor unit 13, and a seating position signal input for inputting data of the
本発明の第二の実施例におけるマイクロプロッセサ部13におけるデータ処理プロセスの処理は図4の処理S2の補正用データの入力処理で、球受け用ウエブ補正値rとボールの質量mがRFIDタグIF(インターフェイス)回路20を介して入力され、着座位置補正値aが着座位置信号入力回路32を介して入力され、捕球時の標準化ウエブの加速度αの値が加速度信号入力回路19を介して入力され、図4の処理S4の捕球音判定レベル処理の部分でグローブに装着した側面発光ケーブル23を発光させる方法の決定が追加される。 The processing of the data processing process in the microprocessor unit 13 in the second embodiment of the present invention is the correction data input processing in step S2 of FIG. 4, where the ball receiving web correction value r and the ball mass m are the RFID tags. Input through an IF (interface) circuit 20, a seating position correction value a is input through a seating position signal input circuit 32, and a value of acceleration α of the standardized web at the time of catching is input through the acceleration signal input circuit 19. The determination of the method for causing the side light emitting cable 23 attached to the glove to emit light is added in the part of the catching sound determination level process of the process S4 of FIG.
本発明の第二の実施例では側面発光ケーブルにより野球用グローブが発光する例を示したが、有機EL素子を用いて発光するように構成してもよい。また、ボールの質量に関するデータを標準化ウエブ33内部のRFIDタグ34に記載して用いる例を示したが、ボールの内部にボールの質量データを記録したRFIDタグを内蔵して、そのボールの中のRFIDタグの質量データを用いて演算処理に用いるようにしてもよい。また、本発明の第一の実施例または第二の実施例では捕球したグローブに装着したグローブから捕球したボールの捕球音の概略的な大きさについての音声出力をするようにしたが、投球した人のグローブに装着した同じ装置にデータを送信して投球した人のグローブから音声を出力するように構成してもよい。 In the second embodiment of the present invention, an example in which a baseball glove emits light by a side light emitting cable is shown, but it may be configured to emit light using an organic EL element. In addition, an example in which data relating to the mass of the ball is described in the RFID tag 34 inside the standardized web 33 and used is shown. However, an RFID tag that records the mass data of the ball is built in the ball, The mass data of the RFID tag may be used for calculation processing. Also, in the first embodiment or the second embodiment of the present invention, the sound output about the approximate magnitude of the catching sound of the ball caught from the glove attached to the caught glove is made. The voice may be output from the glove of the person who pitched by sending data to the same device worn on the glove of the person who pitched.
本発明の第三の実施例は、標準化ウエブ33の内部に複数の感圧センサを設けるか、標準化ウエブ33の内部に捕球時のボールの衝撃による圧力で外部に空気が排気される構造にしその空気の排気流量および排気速度を検出するセンサを設けて、捕球時のボールより受けた圧力データからボールの運動エネルギーの推定値keと速度の推定値vを算出するようにし、その推定をスピーカ&マイクロフォン5より一定音圧レベル以上の捕球音を確認した場合にかぎり実施するようにする。また、図5の捕球音レベル判定処理は標準化ウエブ33への圧力データに対し実施するようにする。
In the third embodiment of the present invention, a plurality of pressure-sensitive sensors are provided inside the standardized web 33, or the air is exhausted to the outside by the pressure caused by the impact of the ball at the time of catching the ball inside the standardized web 33. A sensor for detecting the exhaust flow rate and the exhaust speed of the air is provided, and an estimated value ke of the ball and an estimated value v of the velocity are calculated from the pressure data received from the ball at the time of catching. This is performed only when a catching sound of a certain sound pressure level or higher is confirmed from the speaker &
図12は本発明の第四の実施例の概観図であり、圧力検出センサー54を内蔵しストライクゾーン52を表示したシート51を壁50に固定し、ボール56をシート51にあて、その時の圧力とボールが着座した位置のデータをセンターユニット55に入力し、ボールの球速表示53をする例を示している。 FIG. 12 is a schematic view of a fourth embodiment of the present invention. A seat 51 having a built-in pressure detection sensor 54 and displaying a strike zone 52 is fixed to a wall 50, and a ball 56 is applied to the seat 51. In this example, data on the position where the ball is seated is input to the center unit 55 and the ball speed display 53 of the ball is displayed.
図13は圧力検出センサー54の内部にボールの圧力の検出とボールの着座位置を検出するために配置された感圧センサー57をマトリックス状に配置した例を示している。
FIG. 13 shows an example in which pressure-
図14は第四の実施例のセンターユニット55のシステムブロック図を示したものであり、センサーからボールの圧力を検出する圧力信号入力回路60とボールの着座位置を検出する着座位置信号入力回路61とを設け、圧力検出センサー54に電源を印加するセンサー電源回路62において圧力を検出するための印加電圧と着座位置を検出する印加電圧とを発生させるようにする。この2種類の印加電圧は2種類の電圧値または異なる周波数等により構成する。センターユニット55のその他の構成部品は図2の第一の実施例のセンターユニットのシステムブロック図に示される構成部品と同じである。 FIG. 14 shows a system block diagram of the center unit 55 of the fourth embodiment. A pressure signal input circuit 60 detects the ball pressure from the sensor and a seating position signal input circuit 61 detects the ball seating position. The sensor power supply circuit 62 that applies power to the pressure detection sensor 54 generates an applied voltage for detecting the pressure and an applied voltage for detecting the seating position. These two kinds of applied voltages are constituted by two kinds of voltage values or different frequencies. Other components of the center unit 55 are the same as those shown in the system block diagram of the center unit of the first embodiment of FIG.
図14のマイクロプロッセサ部13におけるデータ処理の手順は、圧力信号入力回路60から検出されるボールの衝突力とスイッチ部品7等により設定されたボールの質量とからボールが壁50に衝突した時の速度を演算してもとめその演算結果により表示部品8に球速表示53を行い、着座位置信号入力回路61から検出されるボールの着座位置により「ストライク」または「ボール」の判定処理を行いスピーカ&マイクロフォン5から判定結果に基ずいて音声で出力し、一定時間経過後に入力されたデータや表示しているデータをリセットするように設定して第四の実施例を構成する。
The data processing procedure in the microprocessor unit 13 of FIG. 14 is performed when the ball collides with the wall 50 from the ball collision force detected from the pressure signal input circuit 60 and the ball mass set by the
図10のストライクゾーン52の表示は印刷したものであってもよいし、図示しない光源等により表示するように構成してもよい。また、第四の実施例では、ボールの衝突力から球速を測定るようにしたが、ドップラ効果を利用したセンサーを用いて球速を測定するようにしてもよい。 The display of the strike zone 52 in FIG. 10 may be printed or may be configured to be displayed by a light source (not shown). In the fourth embodiment, the ball speed is measured from the collision force of the ball. However, the ball speed may be measured using a sensor using the Doppler effect.
上記の実施例に示したように野球用のグローブ以外にも、本発明の第一の実施例で示したセンターユニット1をテニス用ラケット等に装着してサーブ力の評価をしたり、打撃ゲーム機の打撃バックの内部に本発明の第一の実施例で示したセンターユニット1を内蔵して打撃音から打撃力の評価を実施するような用途にも適用できる。また、上記の実施例で示したように捕球した物体の運動エネルギーの推定値と別に設置した速度計のデータを基にして、捕球した物体の質量を推定するような用途にも適用できる。
As shown in the above embodiment, in addition to the baseball glove, the
1 センターユニット
2 ケース
3 緩衝材
4 電池
5 スピーカ&マイクロフォン
6 電子回路部品
7 スイッチ部品
8 表示部品
9 取付穴
10 周波数補正回路
11 実効値回路
12 AD変換器
13 マイクロプロセッサ部
14 スイッチ信号入力回路
15 音声出力回路
16 増幅回路
17 表示部品駆動回路
18 着座位置センサ
19 加速度信号入力回路
20 RFIDタグIF回路
21 アンテナ
22 加速度センサ
23 側面発光ケーブル
24 発光素子駆動回路
25 野球用グローブ
26 親指袋
27 人差し指袋
28 球受け用ウエブ
29 横バー
30 縦バー
31 皮ひも
32 着座位置信号入力回路
33 標準化ウエブ
34 発光素子駆動回路
35 リード線
36 皮ひも
37 開口部
38 コネクタ1
39 コネクタ2
40 結束バンド
41 発光素子
50 壁
51 シート
52 ストライクゾーン
53 球速表示
54 圧力検出センサー
55 センターユニット
56 ボール
57 感圧センサー
60 圧力信号入力回路
61 着座位置信号入力回路
62 センサー電源回路
図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
DESCRIPTION OF
39
40 Binding Band 41 Light Emitting Element 50 Wall 51 Sheet 52 Strike Zone 53 Ball Speed Display 54 Pressure Detection Sensor 55 Center Unit 56
Claims (6)
前記第一の対象物に運動エネルギーを有する第二の対象物が衝突し、該運動エネルギーが別の物理量に変化する時の該物理量を計測する複数の物理量計測手段と、前記複数の物理量計測手段により計測されたデータから前記第二の対象物が前記第一の対象物に衝突する直前の運動エネルギーの大きさを推定するデータ処理手段と、前記データ処理手段により推定される前記第二の対象物が前記第一の対象物に衝突する直前の運動エネルギーの大きさを表示する表示手段または該運動エネルギーの大きさを音声で出力する音声出力手段とを備えたセンターユニットと、
前記センターユニットを衝撃を緩衝する緩衝材により支持する支持機構とを有し、
前記第一の対象物が野球またはソフトボール用グローブであり、前記第二の対象物が野球またはソフトボール用ボールであり、前記物理量が捕球音の電力密度の実効値(以下捕球音の実効値と記す)であり、該野球またはソフトボール用グローブに装着し、前記捕球音の実効値を検出する捕球音検出手段を有することを特徴とする運動エネルギー測定装置。 A kinetic energy measuring device attached to a first object,
A plurality of physical quantity measuring means for measuring the physical quantity when the second object having kinetic energy collides with the first object and the kinetic energy changes to another physical quantity; and the plurality of physical quantity measuring means Data processing means for estimating the magnitude of kinetic energy immediately before the second object collides with the first object from the data measured by the above, and the second object estimated by the data processing means A center unit comprising display means for displaying the magnitude of kinetic energy immediately before an object collides with the first object, or voice output means for outputting the magnitude of the kinetic energy by voice;
A support mechanism for supporting the center unit with a shock absorbing material for buffering an impact,
The first object is a baseball or softball glove, the second object is a baseball or softball ball, and the physical quantity is an effective value of the power density of catching sound (hereinafter referred to as catching sound). A kinetic energy measurement device comprising a catching sound detection means for detecting an effective value of the catching sound, which is attached to the baseball or softball glove.
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