[发明专利]具有无支撑框的光传感网的高尔夫分析系统

说明书

【与其他专利申请的交叉引用】

本专利申请涉及2001年10月16日授权公布的美国专利6,302,802。

【技术领域】

本发明涉及高尔夫分析系统和分析设备。更具体地，本发明涉及具有光传感网的高尔夫分析系统，该高尔夫分析系统捕捉和处理高尔夫球和/或高尔夫球杆的动态空间信息。

【背景技术】

高尔夫产业中，有若干提供高尔夫球轨迹和速度的有限信息的装置和方法。因为高尔夫球在飞行时，通常像其他抛射物一样遵循着相同的基本物理定律。现有的系统尝试提供计算后的信息，例如，基于若干检测器和其他有关器材获取的众多球体测量值预计的射程和飞行路径。

很多系统在过去已经被推荐用来测量高尔夫球、排球或其他类型的球形抛射物的空间位置和信息。这些系统通常包括位于物体的预期飞行路径上的许多检测器和开关。球形物体会撞击到特定的检测器，从而触发对应的电开关。该预期飞行路径上也可以放置很多发射型或反射型的光电开关，物体阻挡了特定光电开关的入射射线时就触发对应的光电开关。也推荐使用凹面镜和激光系统的扫描性激光束，该激光束通过平行地穿过球形物体的预期飞行路径。该球形物体会通过一个扫描平面，从而测量激光束切断的时机以及确定飞行中的球形物体的落地位置和角度。同时，也提供了视觉系统来提供该抛射物的视频图像，以提供有关的空间信息。

现有的这些被用于分析高尔夫球和高尔夫球杆的分析系统具有很多缺陷。例如，一些系统影响了抛射物的本来路径，或者无法获得仔细的测量值，从而提供了不准确的飞行信息。很多装置还要求大量的开关、传感器或检测器去覆盖该球状抛射物的较广的飞行路径区域。为克服现有的测量方法的上述缺陷或问题，推荐使用一些传统来确定飞行的球状物体的位置，这些系统使用平行光场照射到屏幕，以形成线性的图像区域。飞行中的球状物体穿过平行光场时，在屏幕的图像区域形成轮廓。通过传感器检测轮廓的位置，从而确定飞行中的物体的实时空间位置。该系统的好处在于，通过测量装置去确定飞行物体的即时空间位置而不需要接触物体。飞行信息可包括速度、位置和发射角。进入上述的努力，目前的高尔夫培训系统依然要求大量的仪器和设备。

美国专利6,302,802公开的系统解决了上述的很多问题。但是，该系统需要突出的标杆，该标杆在视觉上和物理上干扰或干涉运动员。此外，该系统不是左右对称的，在相同的设定下不能同时应用于用左手的运动员和用右手的运动员。本发明下面提供的实施例将有效地解答这些关注点和限制，不需要突出的标杆，同的物理设定适用于用左手的运动员和用右手的运动员。

【发明内容】

本发明涉及高尔夫分析系统的方法和装置，用于提供高尔夫球和/或高尔夫球杆的动态空间信息。一种紧凑的、有效的单个平面的光传感网能够捕获高尔夫球和/或球杆摆动的信息。在一些实施例中，可以使用若干个光传感网。可从该系统测量到球的信息，该信息包括球的起飞角度、方位角度，这些信息反过来又能提供计算后的球信息，例如球的转动、飞行距离、轨迹、飞行时间和飞行高度等。高尔夫球杆信息也可以从该系统测量到，以提供摆动路径、杆头速度（击球前后）、杆头的扭动和杆头在摆动中的面角。

在一些实施例中，高尔夫分析系统使用光传感网提供球的飞行信息和球杆的摆动信息，该光传感网由交叉的光线构成。可通过平行的或者不平行的光线检测到球的速度和球杆的速度。可通过平行的或者不平行的光线检测到球杆的路径信息。应当意识到，下面的说明书描述的特征和实施例，可以是单独实现的，也可以与其他的实施例进行结合。

第一实施例的高尔夫分析系统包括发光器集合和光检测器集合。发光器集合包括以第一距离隔开的第一发光器和第二发光器。而光检测器集合包括沿着练习区的平面以第一高度设置的第一组光检测器和第二组光检测器。该练习区包括球座区以及从球座区的球座位置延伸出来的预期的高尔夫球路径。第一组光检测其和第二组光检测器相向设置，并朝向横断所述预期的高尔夫球路径的方向。第一发光器和第二发光器能够分别发出可被第一组光检测器和第二组光检测器接收的第一片不平行光和第二片不平行光。第一发光器和第二发光器位于练习区的竖向上方，并相距第二距离的第二高度处。第一片不平行光和第二片不平行光形成光传感网。高尔夫球杆在练习区摆动时，高尔夫球和球杆的至少其中之一穿过该光传感网时，光传感网能捕获所述高尔夫球和球杆的至少其中之一的运动信息。第一高度之上、第二高度之下之间的区域基本上没有机械机构，以防止高尔夫球杆摆动时，高尔夫球或球杆与机械机构发生接触。