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JPS6013469B2 - Ball speed detection device - Google Patents
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JPS6013469B2 - Ball speed detection device - Google Patents

Ball speed detection device

Info

Publication number
JPS6013469B2
JPS6013469B2 JP9651379A JP9651379A JPS6013469B2 JP S6013469 B2 JPS6013469 B2 JP S6013469B2 JP 9651379 A JP9651379 A JP 9651379A JP 9651379 A JP9651379 A JP 9651379A JP S6013469 B2 JPS6013469 B2 JP S6013469B2
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JP
Japan
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image sensor
dimensional image
ball
length
circuit
Prior art date
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JP9651379A
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Japanese (ja)
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忠男 永井
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Teac Corp
Original Assignee
Teac Corp
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、野球の投球練習等に於けるボールの速度検出
に好適な光学式ボール速度検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical ball speed detection device suitable for detecting the speed of a ball during baseball pitching practice or the like.

野球のボール速度を光学的に測定する方法は光センサー
の応用として既に知られている。
A method for optically measuring the speed of a baseball ball is already known as an application of optical sensors.

ところで、従来のポール速度検出方式では「第1の位置
に格子状に多数の光線を配すと共に、第2の位置に格子
状に多数の光線を配し、第1の位置と第2の位置とでボ
−ノレの通過を検知すると共に、第1の位置から第2の
位置までのボール移動時間Tを求め、第1の位置と第2
の位置との間隔Lを時間Tで割算することによって速度
を決定していた。ところが、格子状に光線を配さなけれ
ばならないので、装置が複雑且つ大型になった。この種
の欠点を解決するために、ボぜルの移動を横から2次元
イメージセンサーでとらえて、速度検出を行うことが考
えられる。
By the way, in the conventional pole speed detection method, "a large number of light beams are arranged in a grid pattern at a first position, a large number of light beams are arranged in a grid pattern at a second position, and The passage of the ball is detected with
The speed was determined by dividing the distance L between the position and the time T. However, since the light beams had to be arranged in a grid pattern, the device became complicated and large. In order to solve this type of drawback, it is conceivable to detect the movement of the bozzle from the side using a two-dimensional image sensor to detect the speed.

ところが、同一ボール速度にあっても、センサーに対し
て近い位置にボールがある場合と、遠い位置にボールが
ある場合とでは異なる測定結果となる。そこで、本発明
の目的は、装置の小形化、低コスト化、及び高精度化が
可能なボール速度検出装置を提供することにある。
However, even if the ball speed is the same, the measurement results will be different depending on whether the ball is close to the sensor or far from the sensor. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a ball speed detection device that can be made smaller, lower in cost, and more accurate.

上記目的を達成するための本発明は、xy座標で示すこ
とが可能な所定平面の延長平面上に固定配置され且つそ
の感光部の一次元配列方向が前記延長平面上の第1の直
線に一致するように配置され且つその感光部の}次元配
列方向の長さが前記所定平面のx軸方向の長さ及びy軸
方向の長さよりも4・さくなるように形成された第1の
一次元ィメ−ジセンサ−と、前記延長平面上に固定設置
され且つその感光部の一次元配列方向が前記第1の直線
に対して所定角度を有する第2の直線に一致するように
配置され且つその感光部の一次元配列方向の長さが前記
所定平面のx軸方向の長さ及び前記y軸方向の長さより
も小さくなるように形成された第2の一次元イメージセ
ンサーと、少なくとも前記所定平面の総ての位置におけ
るボールの結像を前記第1の一次元イメージセンサー上
に得ることが可能なように形成され且つ配置された第1
のレンズと、少なくとも前記所定平面の総ての位置にお
けるボールの結像を前記第2の一次元イメージセンサー
上に得ることが可能なように形成され且つ配置された第
2のレンズと、前記第1の一次元イメージセンサーと前
記第2の一次元イメージセンサーとを同期ごせて駆動す
るためのクロック信号発生器と、前記第1の一次元イメ
ージセンサ−の出力に基づいて該第1の一次元イメージ
センサー上の結像点位置を示す信号を形成する第1の結
像点位置信号形成回路と、前記第2の一次元イメージセ
ンサーの出力に基づいて該第2の一次元イメージセンサ
ー−ヒの結像点位置を示す信号を形成する第2の結像点
位置信号形成回路と、前記第1及び第2の結像点位置信
号形成回路の出力信号に基づいて前記xy平面を横切る
ようり通過するボールのx(又はy)座標位置を求める
ボール位置演算回路と、前記第2(又は第1)の一次元
イメージセンサーの出力に基づいて前記第2(又は第1
)の−次元イメージセンサーの感光部をボールが横切る
のに要する時間Tを測定する時間測定回路と、前記時間
測定回路で測定した時間Tと前記感光部の幅aと前記ボ
ール位置演算回路から得られるボールの座標位置x(又
はy)とに基づいてポール速度VをV=ma/T(但し
mはポール位置x(又はy)に依存して変化する前記第
2(又は第1)のレンズを通して結ばれる像の縮小率で
ある)で求める速度演算回路と、前記速度演算回路の出
力を表示又は記録する速度出力装置と、から成るボール
速度検出装置に係わるものである。
To achieve the above object, the present invention provides a photosensitive portion that is fixedly arranged on an extended plane of a predetermined plane that can be indicated by xy coordinates, and whose one-dimensional arrangement direction coincides with a first straight line on the extended plane. a first one-dimensional element arranged such that the photosensitive section is arranged so that the length of the photosensitive section in the {}-dimensional arrangement direction is 4. smaller than the length of the predetermined plane in the x-axis direction and the y-axis direction; an image sensor fixedly installed on the extension plane and arranged such that the one-dimensional arrangement direction of the photosensitive portion thereof coincides with a second straight line having a predetermined angle with respect to the first straight line; a second one-dimensional image sensor formed such that the length of the photosensitive portions in the one-dimensional array direction is smaller than the length of the predetermined plane in the x-axis direction and the length in the y-axis direction; and at least the predetermined plane a first one-dimensional image sensor formed and arranged such that images of the ball at all positions of the ball can be obtained on the first one-dimensional image sensor;
a second lens formed and arranged such that it is possible to obtain an image of the ball on the second one-dimensional image sensor at least at all positions of the predetermined plane; a clock signal generator for driving the first one-dimensional image sensor and the second one-dimensional image sensor in synchronization; a first image forming point position signal forming circuit that forms a signal indicating the image forming point position on the original image sensor; a second image forming point position signal forming circuit that forms a signal indicating the image forming point position of the image forming point position, and a second image forming point position signal forming circuit that generates a signal indicating the image forming point position of a ball position calculation circuit that calculates the x (or y) coordinate position of the passing ball; and a ball position calculation circuit that calculates the x (or y) coordinate position of the passing ball;
), a time measurement circuit that measures the time T required for the ball to cross the photosensitive area of the -dimensional image sensor, and the time T measured by the time measurement circuit, the width a of the photosensitive area, and the ball position calculation circuit. The pole speed V is set based on the ball's coordinate position x (or y), where m changes depending on the pole position x (or y). The present invention relates to a ball speed detection device that includes a speed calculation circuit that calculates the reduction ratio of an image formed through the ball, and a speed output device that displays or records the output of the speed calculation circuit.

上記本発明によれば、従来のように多数の光線を格子状
に配す必要がなくなるので、装置を4・形化、低コスト
化することが化館になる。
According to the present invention, it is no longer necessary to arrange a large number of light beams in a lattice pattern as in the prior art, making it possible to make the device four-dimensional and reduce costs.

またボールのx(又はy)方向の位置の変化を考慮して
速度測定を行なうので、精度が高くなる。以下、図面を
参照して本発明の実施例について述べる。
Furthermore, since the speed is measured taking into account changes in the position of the ball in the x (or y) direction, accuracy is increased. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例に係わる野球のストライクボールを判定
する装置におけるセンサーは、第1図及び第2図に示す
ように配置されている。投手又は捕手側からホームベー
ス盤方向を見た状態を示す第1図、ベース盤の上から下
も見た状態を示す第2図から明らかなように、第1の一
次元イメージセンサーーは、ベース盤3の上に配置され
、第2の一次元イメージセンサー2はベース盤3の横貝
0ち打者が立つ位置に配遣されている。鎖線で囲んで示
す所定平面4はストライクゾーンであり、ボールが横切
るように通過する領域である。この実施例では、この所
定平面4の中心点Poがxy座標の原点とされているの
で、所定平面4中の各部を刈座標点で示すことが可能で
ある。原点Poからy軸方向に距離Yoだけ離れた位置
に第1の一次元イメージセンサー1が固定設置され、ま
た原点P。から文軸方向に距離Xoだけ離れた位置に第
2の一次元イメージセンサー2が固定設置されている。
夫々のセンサー1,2に沿って引かれた第1の直線5及
び第2の直線6は所定平面4の延長平面に含まれる直線
であり、この内第1の直線5はx軸に平行に、また第2
の直線6はy軸に平行に描かれている。第1及び第2の
一次元イメージセンサー1,2の感光部の一次元配列方
向則ち読み出し走査方向は、第1及び第2の直線5,6
と一致している。
Sensors in an apparatus for determining a baseball strike ball according to an embodiment of the present invention are arranged as shown in FIGS. 1 and 2. As is clear from FIG. 1, which shows the direction of home plate from the pitcher's or catcher's side, and FIG. 2, which shows the state seen from above and below the base plate, the first one-dimensional image sensor is The second one-dimensional image sensor 2 is placed on the base board 3 at a position on the base board 3 where the batter stands. A predetermined plane 4 surrounded by a chain line is a strike zone, and is an area across which the ball passes. In this embodiment, since the center point Po of the predetermined plane 4 is set as the origin of the xy coordinates, each part in the predetermined plane 4 can be indicated by a cutting coordinate point. A first one-dimensional image sensor 1 is fixedly installed at a position separated from the origin Po by a distance Yo in the y-axis direction, and the origin P. A second one-dimensional image sensor 2 is fixedly installed at a position separated by a distance Xo in the direction of the text axis.
The first straight line 5 and the second straight line 6 drawn along the respective sensors 1 and 2 are straight lines included in the extension plane of the predetermined plane 4, and the first straight line 5 is parallel to the x-axis. , also the second
A straight line 6 is drawn parallel to the y-axis. The one-dimensional arrangement direction of the photosensitive portions of the first and second one-dimensional image sensors 1 and 2, that is, the readout scanning direction is along the first and second straight lines 5 and 6.
is consistent with

この実施例の場合、第1の直線5と第2の直線6とは直
交しているので、第1の一炊元イメージセンサー1の感
光部の一次元配列方向は第2の一次元イメージセンサー
2の一次元配列方向に対して90度づれている。尚第1
及び第2の一次元イメージセンサーー,2の感光部の一
次元配列方向の長さは、図面から明らかなように、所定
平面4のx軸方向の長さ及びy軸方向の長さより短かし
、。しかし、所定平面4と第1及び第2の一次元イメー
ジセンサー1,2との間に第1及び第2のレンズ7,8
が配置され、これ等は凸レンズ構成であるから、ボール
位置が少なくとも所定平面4の中で変化したとしても、
所定平面4の総ての場所のボールの結像を夫々のセンサ
ー1,2上に得ることが可能である。尚焦点距離fyの
第1のレンズ7はその光軸y軸に一致させた状態で、第
1の一次元イメージセンサー1から距離Byの所に配置
されている。また焦点距離fxの第2のレンズ8はその
光軸をx軸に一致させた状態で、第2の一次元イメージ
センサー2から距離BXの所に配置されている。第1図
において鎖線で示されている第1及び第2の照明光線L
及びL2は一対のセンサーー,2に対向配置され、必要
に応じてセンサー1,2にバイアス的光を与えるもので
ある。
In this embodiment, since the first straight line 5 and the second straight line 6 are perpendicular to each other, the one-dimensional arrangement direction of the photosensitive parts of the first one-dimensional image sensor 1 is the same as that of the second one-dimensional image sensor. It is shifted by 90 degrees with respect to the one-dimensional arrangement direction of 2. Furthermore, the first
As is clear from the drawing, the length of the photosensitive portion of the second one-dimensional image sensor 2 in the one-dimensional arrangement direction is shorter than the length of the predetermined plane 4 in the x-axis direction and the length in the y-axis direction. death,. However, the first and second lenses 7 and 8 are located between the predetermined plane 4 and the first and second one-dimensional image sensors 1 and 2.
are arranged, and since these have a convex lens configuration, even if the ball position changes at least within the predetermined plane 4,
It is possible to obtain an image of the ball at all locations in a given plane 4 on each sensor 1,2. The first lens 7 having a focal length fy is arranged at a distance By from the first one-dimensional image sensor 1 with its optical axis coincident with the y-axis. Further, the second lens 8 having a focal length fx is arranged at a distance BX from the second one-dimensional image sensor 2 with its optical axis aligned with the x-axis. The first and second illumination rays L are indicated by dashed lines in FIG.
and L2 are arranged to face the pair of sensors 2, and provide bias light to the sensors 1 and 2 as required.

外光条件及びボールの反射件によってこの照明光線L,
,−を使用した場合には、ボールの通過によって暗い結
像が生じ、これに応答して出力レベルが低下し、明確に
ボール位置を検出することが可能になる。第1図の装置
に使用されている第1及び第2の一次元イメージセンサ
ー1,2は、この実施例の場合、CCD(電荷転送ティ
バィス)イメージセンサーであって、第4図に原理的に
示す如く感光部A,〜Anが直線状即ち一次元に配置さ
れ、この感光部ぶ,〜AnがトランスフアゲートGを介
して読み出しレジスタとしてのCCDに結合されたもの
である。即ちMOSキャパシタによって構成された感光
部A,〜Anに光が照射されることによって蓄積された
電荷が、トランスフアゲートGを介してCCDに受け渡
され、読み出しレジスタとしてCCDで転送されるもの
である。第3図は検出装置全体を示すものであり、第1
及び第2の一次元イメージセンサー1,2は共通のクロ
ツク信号発生器10からの例えば40kHZのクロツク
パルスによって走査即ち読み出しのためのシフト駆動さ
れる。
Depending on the external light conditions and the reflection of the ball, this illumination light beam L,
. In this embodiment, the first and second one-dimensional image sensors 1 and 2 used in the apparatus shown in FIG. As shown, photosensitive sections A, .about.An are arranged linearly, that is, one-dimensionally, and these photosensitive sections A, .about.An are coupled via transfer gates G to a CCD serving as a readout register. That is, the charges accumulated by irradiating light onto the photosensitive parts A, ~An formed by MOS capacitors are transferred to the CCD via the transfer gate G, and transferred by the CCD as a readout register. . Figure 3 shows the entire detection device, and shows the first
The second one-dimensional image sensors 1 and 2 are shift-driven for scanning or reading by clock pulses of, for example, 40 kHz from a common clock signal generator 10.

今、例えばある時点で第1の一次元イメージセンサー1
の第4図に示す受光部A3にボールの結像が得られたと
すれば、所定の読み出し走査貝0ちシフト動作によって
、例えば第5図Aに示す如くt3時点で出力が得られる
。−走査期間(to〜tn)に於ける出力発生時点と感
光部とは所定の対応関係を有しているので、出力発生時
点に基づいて結像位置(感光又は非感光位置)を容易に
知ることが出来る。第2の一次元イメージセンサー2に
おいても、例えば第5図Bのような出力が得られ、これ
によって結像位置を容易に知ることが出来る。一対のセ
ンサー1,2から読み出された出力は、第1及び第2の
波形整形回路11,12によって波形整形され、第1及
び第2の結像点位置信号形成回路13,14に送られる
Now, for example, at a certain point, the first one-dimensional image sensor 1
If an image of the ball is obtained on the light receiving portion A3 shown in FIG. 4, an output is obtained at time t3 as shown in FIG. 5A, for example, by a predetermined readout scanning shift operation. - Since there is a predetermined correspondence between the output generation point and the photosensitive area during the scanning period (to to tn), it is easy to know the imaging position (exposed or non-exposed position) based on the output generation point. I can do it. The second one-dimensional image sensor 2 also provides an output as shown in FIG. 5B, for example, so that the imaging position can be easily determined. The outputs read from the pair of sensors 1 and 2 are waveform-shaped by first and second waveform shaping circuits 11 and 12, and sent to first and second imaging point position signal forming circuits 13 and 14. .

第1の結像点位置信号形成回路13は、第1の一次元イ
メージセンサー1の中心点ふを零点とし、これより第1
の直線5の右側をX軸、これより左側を−×軸として、
所定時点に於ける結像点位置データ×を求めるものであ
る。また第2の結像点位置信号形成回路14は、第2の
一次元イメージセンサー2の中心点Yoを零点とし、こ
れより第2の直線6の上側をY軸、下側を−Y軸として
、所定時点に於ける結像点位置データYを求めるもので
ある。データX及びデータYが入力される演算回路15
は、検出によって得られるデータX及びデータY、メモ
川こ予め記憶されている第1のレンズ7の焦点距離fy
、第2のレンズの焦点距離fX、第1のレンズ7とセン
サー1との間隔By、第2のレンズ8とセンサー2との
間隔Bx、xy座標の原点Poからセンサー1までの距
離Yo及び原点Poからセンサー2までの距離ふに基づ
いて次の演算をするものである。X=(BfX+QY)
X ……‘1}式fXfy+XYy=
(Qfy+8x)Y ……【2)式
但し、Q=ふ−(fx十Bx)、8=Yo−(fy+B
y)とする。
The first imaging point position signal forming circuit 13 sets the center point of the first one-dimensional image sensor 1 as a zero point, and from this, the first imaging point position signal forming circuit 13
The right side of the straight line 5 is the X axis, and the left side is the -X axis,
This is to obtain imaging point position data x at a predetermined time. Further, the second imaging point position signal forming circuit 14 sets the center point Yo of the second one-dimensional image sensor 2 as a zero point, and from this, the upper side of the second straight line 6 is the Y axis, and the lower side is the −Y axis. , to obtain imaging point position data Y at a predetermined time point. Arithmetic circuit 15 into which data X and data Y are input
are the data X and data Y obtained by the detection, the focal length fy of the first lens 7 stored in advance in the memo
, the focal length fX of the second lens, the distance By between the first lens 7 and the sensor 1, the distance Bx between the second lens 8 and the sensor 2, the distance Yo from the origin Po of the xy coordinates to the sensor 1, and the origin The following calculation is performed based on the distance from Po to sensor 2. X=(BfX+QY)
X...'1} Formula fXfy+XYy=
(Qfy+8x)Y...[2] Formula, however, Q=F-(fx10Bx), 8=Yo-(fy+B
y).

この演算回路15によって求められた、xy座標におけ
るボールの位置を示す座標データx,yは次段のコース
判定回路16に送られる。
Coordinate data x, y indicating the position of the ball in xy coordinates determined by this arithmetic circuit 15 is sent to a course determining circuit 16 at the next stage.

コース判定回路16にはストライクコース則ち所定平面
4を示すデータが予めメモリに記憶されているので、ス
トライクコースを示すデータと、検出された座標データ
x及びyとの比較を行って検出データx,yで決まる座
標点位置即ちボール位置が所定平面4内であるか否かを
判定するものである。
Since data indicating the strike course, that is, the predetermined plane 4, is stored in the memory in advance in the course determination circuit 16, the data indicating the strike course is compared with the detected coordinate data x and y, and the detected data x , y, that is, the ball position is within the predetermined plane 4.

コース判定回路16の出力に結合された出力装置17は
、判定結果を発光素子及びブザーによって知らせると共
に必要に応じてデータレコーダに記録するものである。
An output device 17 connected to the output of the course determination circuit 16 notifies the determination result using a light emitting element and a buzzer, and records the determination result in a data recorder as necessary.

尚演算回路15に於ける演算式{1},脚は、次のよう
に算出されている。まず、第1及び第2のレンズ7,8
を通して得られる結像点位置X,Yを示す式は次の通り
である。
Note that the arithmetic expression {1} and the leg in the arithmetic circuit 15 are calculated as follows. First, the first and second lenses 7, 8
The formula showing the imaging point positions X and Y obtained through the equation is as follows.

fy X=−XXY。fy X=-XXY.

−y−そyfy =−×Xび。-y-soyfy =-×X.

−そy)−y=−ぞ士 肌{3’ fX =・ yL Y=−yXX。-y) -y=-zoshi skin {3' fX =・yL Y=-yXX.

十X−夕× X+(ふ−そX)=−み
……{4}×十Q但し、クx=fx十Bx そy=fy+By Q=ふ−夕× B=Yo−そyとする。
10X-Evening×X+(FusoX)=-mi
...{4}×10Q However, let x=fx10Bx Soy=fy+By Q=Fy×B=Yo−Soy.

(4拭より、y=‐埜$,Y ……{5’
fX【3拭より、文=−止I.x ……■
fy{61式を‘3’式に代入すれば次式が得られる。
(From 4 wipes, y=-埜$,Y...{5'
fX [From 3 wipes, sentence=-stop I. x...■
fy{Substituting equation 61 into equation '3' yields the following equation.

.‐y(1十洋)=X3−&YfXfy y=著戸表卓‐Y −(雫苧三隻き)‐Y ‐‐‐‐‐‐(71‘5}
式を■式に代入すれば次式が得られる。
.. -y (10 seas) = X3- & YfXfy y = Judo Omotaku -Y - (Shizukumoe three ships) -Y - - - - - (71'5}
By substituting the formula into the formula (■), the following formula is obtained.

..X(1十鰐)=‐四凶・xfXfy X=(亀申主要壬‐X …‐‐‐【8)よって、
‘1}式と同じ(8}式が得られ、{2)式と同じ【7
}式が得られる。
.. .. X (10 crocodiles) = -4 evil xfXfy
Equation (8) is obtained, which is the same as equation '1}, and [7
} formula is obtained.

第2の一次元イメージセンサー2に波形整形回路12を
通して接続された時間測定回路18は、センサー2の出
力に基づいてボールの結像がセンサー2の感光部を横切
るのに要する時間Tを測定する回路である。
A time measuring circuit 18 connected to the second one-dimensional image sensor 2 through the waveform shaping circuit 12 measures the time T required for the image of the ball to cross the photosensitive part of the sensor 2 based on the output of the sensor 2. It is a circuit.

即ちこれは、センサー2が第6図に示す如く幅aの感光
部31を有するものであり、ボールの結像32が矢印3
3で示すように感光部31を横切り、且つ読み取りの走
査が矢印34の方向になされるとすれば、ボ−ル結像3
2の中心が感光部31の左端を通過する時点から右端を
通過する時点までの所要時間Tを求める回路である。こ
の時間Tの測定を更に詳しく説明すると、感光部31の
幅aが例えば0.43肌程度あるとすれば、ボール結像
3が感光部31を通過する間に矢印34の方向の読み取
り走査が複数回行われる。
That is, in this case, the sensor 2 has a photosensitive portion 31 having a width a as shown in FIG.
3, if scanning across the photosensitive section 31 and reading is done in the direction of the arrow 34, then the ball image 3
This circuit calculates the required time T from the time when the center of 2 passes the left end of the photosensitive section 31 to the time when it passes the right end. To explain the measurement of this time T in more detail, if the width a of the photosensitive section 31 is, for example, about 0.43 skin, then while the ball image formation 3 passes through the photosensitive section 31, the reading scan in the direction of the arrow 34 is performed. Performed multiple times.

この結果、ボール結像32の通過に応答して、第7図A
に説明的に示す如くt.〜ら時点の各走査で出力パルス
が得られる。そこで、このパルス列を第7図Bに示す如
く矩形波とし、立上り時点t,から立下り時点t2まで
の時間Tを測定する。もし、ボールが常に同じコースを
通るものと仮定すれば、a/Tでボールの移動速度を求
めることが出来るのが、実際には、ボールのコースは異
なるので、コースに応じて補正を行う。このため、速度
演算回路19が設けられ、ここに時間測定回路18から
時間Tのデータと、位置演算回路15からボールの座標
位置データxが入力されている。
As a result, in response to the passage of ball image 32, FIG.
As illustrated in t. An output pulse is obtained for each scan at times . Therefore, this pulse train is made into a rectangular wave as shown in FIG. 7B, and the time T from the rising time t to the falling time t2 is measured. If it is assumed that the ball always follows the same course, the moving speed of the ball can be determined by a/T, but in reality, the ball's course is different, so correction is made according to the course. For this purpose, a speed calculation circuit 19 is provided, to which time data T from the time measurement circuit 18 and ball coordinate position data x from the position calculation circuit 15 are input.

速度演算回路19の内部メモリには第1図における原点
Poからセンサー2までの距離ふと、レンズ8とセンサ
ー2との間隔Bxとが記憶されているので、x軸方向の
ボール位置を示すデータxが与えられると、ボールとそ
の結像と&の縮小率mが、m=太古こ耳で求められる。
The internal memory of the speed calculation circuit 19 stores the distance from the origin Po to the sensor 2 in FIG. 1 and the distance Bx between the lens 8 and the sensor 2, so data x indicating the ball position in the x-axis direction is stored. Given, the reduction ratio m of the ball, its image formation, and & is determined by m = Taiko.

次に内部メモリに予め記憶させておいた感光部31の幅
aを弄り用してボ‐ル遠度Vをv=砦で求める。このよ
うに縦4・率mを考慮して速度Vを求めると、ボールの
x軸方向の位置変化に無関係にボール速度が正確に検出
される。速度演算回路19で求めた検出速度は速度出力
装置20における速度表示器に送られて表示され、必要
に応じてデータレコーダにて記録される。
Next, by manipulating the width a of the photosensitive section 31 that has been stored in the internal memory in advance, the distance V of the ball is determined where v=fort. If the velocity V is determined in consideration of the length 4 and the ratio m in this manner, the ball velocity can be accurately detected regardless of the change in the position of the ball in the x-axis direction. The detected speed determined by the speed calculation circuit 19 is sent to a speed display in the speed output device 20 and displayed, and is recorded by a data recorder if necessary.

上述から明らかなように、本実施例によれば、一次元イ
メージセンサー1,2によって速度検出が可能となり、
装置が小形化、低コスト化される。
As is clear from the above, according to this embodiment, speed detection is possible using the one-dimensional image sensors 1 and 2.
The device becomes smaller and lower in cost.

またボールのx軸方向の変化を補正した状態で速度検出
を行うので、正確な値が得られる。
Furthermore, since the speed is detected with the change in the ball's x-axis direction corrected, accurate values can be obtained.

またセンサー1,2をコース判定と兼用することが可能
となり、コース判定と速度検出との両方を容易に行なう
ことが可能になる。また1つのセンサー2の感光部31
を横切る時間を測定して速度を求めているので、速度検
出機構が極めて簡略化されている。以上、本発明の実施
例について述べたが、本発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、更に変形可能なものである。
Furthermore, it becomes possible to use the sensors 1 and 2 for course determination, and it becomes possible to easily perform both course determination and speed detection. Also, the photosensitive part 31 of one sensor 2
Since the speed is determined by measuring the time it takes for the object to cross, the speed detection mechanism is extremely simplified. Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be further modified.

例えば、CCD一次元イメージセンサーー,2の代りに
、第8図に示す、複数のフオトダィオードD,,D2,
……Dnと、これ等に夫々直列に接続されたFET構造
のMOSトランジスタQ,,Q2,……Qnと、このM
OSトランジスタQ,〜Qnを制御するシフトレジスタ
構成の走査回路SRと、MOSトランジスタQ,〜Qn
とフオトダイオードD,〜Dnとの直列回路に負荷抵抗
Rしを介して電圧を印加する鰭源Eと、コンデンサCを
介して設けられたOCTとから成る固体イメージセンサ
ーを使用してもよい。尚フオトダィオードD,〜Dnは
例えば第1図の第1の直線5又は第2の直線6に沿って
直線的に配列される。また第9図に示す如く2つの一次
元イメージセンサー2a,2bを所定間隔aで配置し、
好ましくは共通のレンズ8を介してボール結像が例えば
左から右に向って横切るようになし、1番目のセンサー
2aの感光部31aの左端をボール結像32が機切って
から2番目のセンサー2aの感光部31bの右端を横切
るまでの時間Tを求め、V=m・a/Tの演算を行って
もよい。
For example, instead of the CCD one-dimensional image sensor, 2, a plurality of photodiodes D,, D2, shown in FIG.
...Dn, MOS transistors Q, , Q2, ...Qn of FET structure connected in series to these, respectively, and this M
A scanning circuit SR having a shift register configuration that controls OS transistors Q, ~Qn, and MOS transistors Q, ~Qn.
A solid-state image sensor consisting of a fin source E that applies a voltage via a load resistor R to a series circuit of photodiodes D, -Dn, and an OCT provided via a capacitor C may be used. The photodiodes D, -Dn are linearly arranged, for example, along the first straight line 5 or the second straight line 6 in FIG. Further, as shown in FIG. 9, two one-dimensional image sensors 2a and 2b are arranged at a predetermined interval a,
Preferably, the ball image is formed so as to traverse, for example, from left to right through a common lens 8, and after the ball image 32 cuts off the left end of the photosensitive section 31a of the first sensor 2a, the ball image forms on the second sensor. Alternatively, the time T required for the light to cross the right end of the photosensitive portion 31b of 2a may be determined, and the calculation V=m·a/T may be performed.

これにより、更に精度が高くなる。この場合、感光部3
1a,31bは第6図の感光部31と均等であり、間隔
aは第6図の幅aと均等である。また実施例ではY軸の
センサー2で時間Tを求めたが、X軸のセンサー1で時
間Tを求め、速度検出の際にボールのy軸方向の変化を
補正するようにしてもよい。
This further increases accuracy. In this case, the photosensitive section 3
1a and 31b are equal to the photosensitive portion 31 in FIG. 6, and the distance a is equal to the width a in FIG. Further, in the embodiment, the time T is determined by the Y-axis sensor 2, but the time T may be determined by the X-axis sensor 1, and changes in the ball in the y-axis direction may be corrected when detecting the speed.

またセンサー1,2を第;図に示すようにx軸及びy軸
上に配置させず、例えばy=xで表わされる直線上に一
方のセンサーを配し、y=−xで表わされる直線上に配
してもよい。
In addition, sensors 1 and 2 are not placed on the x-axis or y-axis as shown in the figure, but one sensor is placed on the straight line represented by y = x, and one sensor is placed on the straight line represented by y = -x. It may be placed in

この際、感光部配列方向はy=x及びy=一xに直交す
る方向に一致させる。またセンサー1,2はベース盤3
内又はこれと実質的に同一平面内に配置してもよい。
At this time, the arrangement direction of the photosensitive parts is made to coincide with y=x and the direction orthogonal to y=-x. Also, sensors 1 and 2 are on the base board 3.
It may be arranged within or substantially in the same plane as this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例に係わる野球のボール移動状態
検出装置のセンサー部分を示す正面図、第2図は第1図
のセンサー部分の平面図、第3図はボール移動状態検出
装置の全体を示すブロック図、第4図はCCD一次元イ
メージセンサーの原理図、第5図は一対のセンサー1,
2からの出力を示す波形図である。 第6図は第1図のセンサーの説明的平面図、第7図Aは
第6図のセンサーを結像が横切る場合の出力を説明的に
示す波形図、第7図Bは第7図Aの波形を整形した状態
を示す波形図である。第8図はイメージセンサーの変形
例を示す回路図である。第9図は変形例におけるセンサ
ーの配置を示す平面図である。尚図面に用いられている
符号において、1‘ま第1の一次元イメージセンサー、
2は第2の一次元イメージセンサー、4は所定平面、5
は第1の直線、6は第2の直線、7は第1のレンズ、8
は第2のレンズ、10はクロック信号発生器、13は第
1の結像点位置信号形成回路、14は第2の結像点位置
信号形成回路、15は演算回路、16はコース判定回路
、17は出力装置、18は時間測定回路、19は速度演
算回路、2川ま速度出力装置である。 第1図 第2図 第4図 第5図 第6図 第9図 第3図 第7図 第8図
FIG. 1 is a front view showing the sensor portion of a baseball ball movement state detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the sensor portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of the ball movement state detection device. A block diagram showing the whole, Fig. 4 is a principle diagram of a CCD one-dimensional image sensor, Fig. 5 is a pair of sensors 1,
2 is a waveform diagram showing the output from 2. FIG. 6 is an explanatory plan view of the sensor of FIG. 1, FIG. 7A is a waveform diagram explanatory of the output when the image crosses the sensor of FIG. 6, and FIG. 7B is a diagram of FIG. 7A. FIG. 3 is a waveform diagram showing a state in which the waveform of FIG. FIG. 8 is a circuit diagram showing a modification of the image sensor. FIG. 9 is a plan view showing the arrangement of sensors in a modified example. In the symbols used in the drawings, 1' indicates the first one-dimensional image sensor,
2 is a second one-dimensional image sensor; 4 is a predetermined plane; 5 is a second one-dimensional image sensor;
is the first straight line, 6 is the second straight line, 7 is the first lens, 8
10 is a second lens, 10 is a clock signal generator, 13 is a first imaging point position signal forming circuit, 14 is a second imaging point position signal forming circuit, 15 is an arithmetic circuit, 16 is a course determination circuit, 17 is an output device, 18 is a time measurement circuit, 19 is a speed calculation circuit, and two speed output devices. Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 9 Figure 3 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 xy座標で示すことが可能な所定平面の延長平面上
に固定配置され且つその感光部の一次元配列方向が前記
延長平面上の第1の直線に一致するように配置され且つ
その感光部の一次元配列方向の長さが前記所定平面のx
軸方向の長さ及びy軸方向の長さよりも小さくなるよう
に形成された第1の一次元イメージセンサーと、 前記
延長平面上に固定配置され且つその感光部の一次元配列
方向が前記第1の直線に対して所定角度を有する第2の
直線に一致するように配置され且つその感光部の一次元
配列方向の長さが前記所定平面のx軸方向の長さ及び前
記y軸方向の長さよりも小さくなるように形成された第
2の一次元イメージセンサーと、 少なくとも前記所定
平面の総ての位置におけるボールの結像を前記第1の一
次元イメージセンサー上に得ることが可能なように形成
され且つ配置された第1のレンズと、 少なくとも前記
所定平面の総ての位置におけるボールの結像を前記第2
の一次元イメージセンサー上に得ることが可能なように
形成され且つ配置された第2のレンズと、 前記第1の
一次元イメージセンサーと前記第2の一次元イメージセ
ンサーとを同期させて駆動するためのクロツク信号発生
器と、 前記第1の一次元イメージセンサーの出力に基
づいて該第1の一次元イメージセンサー上の結像点位置
を示す信号を形成する第1の結像点位置信号形成回路と
、 前記第2の一次元イメージセンサーの出力に基づい
て該第2の一次元イメージセンサー上の結像点位置を示
す信号を形成する第2の結像点位置信号形成回路と、
前記第1及び第2の結像点位置信号形成回路の出力信号
に基づいて前記xy平面を横切るように通過するボール
のx(又はy)座標位置を求めるボール位置演算回路と
、 前記第2(又は第1)の一次元イメージセンサーの
出力に基づいて前記第2(又は第1)の一次元イメージ
センサーの感光部のボールを横切るのに要する時間Tを
測定する時間測定回路と、 前記時間測定回路で測定し
た時間Tと前記感光部の幅aと前記ボール位置演算回路
から得られるボールの座標位置x(又はy)とに基づい
てボール速度VをV=ma/T(但しmはボール位置x
(又はy)に依存して変化する前記第2(又は第1)の
レンズを通して結ばれる像の縮小率である)で求める速
度演算回路と、 前記速度演算回路の出力を表示又は記
録する速度出力装置と、から成るボール速度検出装置。
1 fixedly arranged on an extension plane of a predetermined plane that can be indicated by The length in the one-dimensional array direction is x of the predetermined plane
a first one-dimensional image sensor formed to have a length smaller than the length in the axial direction and the length in the y-axis direction; , and the length of the photosensitive portion in the one-dimensional arrangement direction is equal to the length of the predetermined plane in the x-axis direction and the length in the y-axis direction. a second one-dimensional image sensor formed to be smaller than the first one-dimensional image sensor; a first lens formed and arranged;
a second lens formed and arranged so as to be able to be obtained on the one-dimensional image sensor, and driving the first one-dimensional image sensor and the second one-dimensional image sensor in synchronization. and a first imaging point position signal generator for forming a signal indicating the imaging point position on the first one-dimensional image sensor based on the output of the first one-dimensional image sensor. a second image forming point position signal forming circuit that forms a signal indicating an image forming point position on the second one-dimensional image sensor based on the output of the second one-dimensional image sensor;
a ball position calculation circuit that calculates the x (or y) coordinate position of a ball passing across the xy plane based on the output signals of the first and second image forming point position signal forming circuits; or a time measuring circuit that measures the time T required for the ball to cross the photosensitive part of the second (or first) one-dimensional image sensor based on the output of the first one-dimensional image sensor; Based on the time T measured by the circuit, the width a of the photosensitive section, and the coordinate position x (or y) of the ball obtained from the ball position calculation circuit, the ball speed V is calculated as V=ma/T (where m is the ball position). x
(or a reduction ratio of an image formed through the second (or first) lens that changes depending on y); and a speed output that displays or records the output of the speed calculation circuit. A ball speed detection device consisting of a device;
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