專利名稱：具有數(shù)字桿底和/或其他角度測量裝備的高爾夫球桿和高爾夫球桿頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及高爾夫球桿和高爾夫球桿頭。更特別地，本發(fā)明的方面涉及具有用于檢測一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)的多個(gè)傳感器的高爾夫球桿頭和高爾夫球桿。
背景技術(shù)：
高爾夫?yàn)楹芏嗤婕?具有不同性別且非常不同的年齡和/或技術(shù)的水平的玩家-所喜歡。高爾夫在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中有一定的特殊性，在于如此不同的運(yùn)動(dòng)員的集合可一起在高爾夫事件中比賽，甚至彼此直接競技(例如，使用差點(diǎn)計(jì)分法、不同的開球臺、以團(tuán)隊(duì)的形式等)，而仍然享受高爾夫比賽或競賽。這些因素和電視上高爾夫節(jié)目的增加的可用性 (例如，高爾夫錦標(biāo)賽、高爾夫新聞、高爾夫歷史、和/或其他高爾夫節(jié)目)以及知名高爾夫超級明星的涌現(xiàn)，至少部分地在近年中在美國以及遍及全球增加了高爾夫的流行性。在全部技術(shù)水平上的高爾夫球手嘗試改善其表現(xiàn)、降低其高爾夫桿數(shù)、并達(dá)到下一個(gè)表現(xiàn)“水平”。所有類型的高爾夫設(shè)備的制造商已經(jīng)對所述需求做出了回應(yīng)，且在近年中，業(yè)界已經(jīng)見證了高爾夫設(shè)備的巨大變化和改進(jìn)。例如，寬的范圍的不同的高爾夫球型號現(xiàn)在是可獲得的，其中球被設(shè)計(jì)為適合特定的揮桿速度和/或其他運(yùn)動(dòng)員特征或偏好，例如，其中一些球被設(shè)計(jì)為飛得更遠(yuǎn)和/或更直；一些被設(shè)計(jì)為提供更高或更平的軌跡；一些被設(shè)計(jì)為提供更多旋轉(zhuǎn)、控制、和/或感覺(特別是在果嶺附近)；一些被設(shè)計(jì)為適合較快或較慢的揮桿速度；等。揮桿主機(jī)和/或教學(xué)輔助在市場上可獲得，其承諾幫助降低高爾夫桿數(shù)。作為在比賽中使高爾夫球運(yùn)動(dòng)的唯一器械，高爾夫球桿在近年中也已經(jīng)成為許多技術(shù)研究和發(fā)展的主題。例如，市場已經(jīng)見證了推桿設(shè)計(jì)、高爾夫球桿頭設(shè)計(jì)、桿身、和握柄在近年中的巨大的改變和改進(jìn)。附加地，也已經(jīng)嘗試了其技術(shù)發(fā)展發(fā)展，以將高爾夫球桿的各個(gè)元件和/或特征和高爾夫球的特征和特定的用戶的揮桿特質(zhì)或特征(例如，球桿裝配技術(shù)、開球角度測量技術(shù)、球旋轉(zhuǎn)速率等)更好地匹配?；谧罱倪M(jìn)展，存在有大量的高爾夫球桿頭構(gòu)件零件為高爾夫球手可用。例如， 球桿頭由大量的制造商以各種不同的型號制成。此外，單個(gè)球桿頭型號可包括多處變動(dòng)， 諸如桿面傾角(loft angle)、桿底傾角(lie angle)、偏移特征(offset feature)、配重特質(zhì)(例如，左旋偏置(draw biased)球桿頭、右旋偏置(fade biased)球桿頭、中立配重 (neutrally weighted)球桿頭等)的變動(dòng)。此外，球桿頭可和多種不同的桿身結(jié)合，諸如， 由不同的制造商制造的；具有不同剛度、撓性點(diǎn)、折返點(diǎn)、或其他彎曲特質(zhì)等；由不同的材料制成；等。在桿身和球桿頭的可用的變化中，確切地存在有成百上千的不同的球桿頭頭/ 桿身組合為高爾夫球手可用。球桿調(diào)配者(club fitter)和高爾夫從業(yè)者可輔助為高爾夫球手調(diào)配適合其揮桿特質(zhì)和需求的高爾夫球桿。當(dāng)前，恰當(dāng)?shù)那驐U調(diào)配很大程度上是試驗(yàn)性且錯(cuò)誤的過程，這可是非常耗時(shí)的，且很大程度上取決于從業(yè)者進(jìn)行調(diào)配的技術(shù)。球桿調(diào)配技術(shù)的進(jìn)展允許球桿調(diào)配者容易地且更準(zhǔn)確地進(jìn)行測量且恰當(dāng)?shù)貫閭€(gè)人調(diào)配在本領(lǐng)域中更受歡迎的球桿。

發(fā)明內(nèi)容
下文中提供了本發(fā)明的方面的概述，以提供本發(fā)明以及其各個(gè)特征的基本的理解。該概述不意圖以任何方式限制該發(fā)明的范圍，而其僅提供以下的更詳盡的描述的總體概覽以及背景。本發(fā)明的方面涉及被配置為確定一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)的高爾夫球桿。示例性揮桿參數(shù)可包括桿底傾角、球桿桿面角度和桿面傾角。在一個(gè)實(shí)施例中，高爾夫球桿頭具有多個(gè)位于球桿頭內(nèi)部的陀螺儀和加速度儀。在一個(gè)實(shí)施例中，球桿頭包括三個(gè)陀螺儀，所述陀螺儀沿不同的正交軸線測量角速率數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)陀螺儀為模擬式陀螺儀。高爾夫球桿頭可具有加速度儀，所述加速度儀提供關(guān)于與陀螺儀相關(guān)聯(lián)的三個(gè)正交軸線的數(shù)據(jù)。球桿頭還可包括軟件和/或硬件，其實(shí)施計(jì)算機(jī)執(zhí)行的方法，以確定一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，球桿頭可包括用于顯示揮桿參數(shù)(一個(gè)或多個(gè))的顯示裝置。本發(fā)明的其他方面涉及用于確定一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)的方法。在一些實(shí)施例中， 該方法是在球桿頭內(nèi)的硬件和/或軟件上的計(jì)算機(jī)執(zhí)行方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括從位于高爾夫球桿頭內(nèi)的陀螺儀采集角速率數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)從三個(gè)不同的正交軸線獲得。在另一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可由三個(gè)加速度儀在相同的三個(gè)正交軸線上采集。 在一個(gè)實(shí)施例中，可確定來自至少一個(gè)傳感器(諸如陀螺儀或加速度儀)的數(shù)據(jù)為模擬格式。響應(yīng)地，該模擬數(shù)據(jù)可傳輸至積分器。在另一個(gè)實(shí)施例中，來自積分器的輸出被轉(zhuǎn)換成數(shù)字化數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，來自一個(gè)或多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)可不被處理，除非確定撞擊事件已發(fā)生。如果撞擊事件發(fā)生，至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)被識別以進(jìn)行處理。識別可基于預(yù)定的時(shí)限點(diǎn)，諸如在撞擊事件前和/或后的時(shí)間。數(shù)據(jù)的處理可包括解析角速度數(shù)據(jù)以獲得空間固定坐標(biāo)。橫滾(roll)和仰俯(pitch)數(shù)據(jù)可被計(jì)算出。在此外的實(shí)施例中，橫滾和仰俯數(shù)據(jù)可結(jié)合空間固定坐標(biāo)一起使用，以計(jì)算揮桿參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，揮桿參數(shù)可包括球桿頭的桿底傾角、球桿桿面角度和桿面傾角中的至少一個(gè)。此外的實(shí)施例可確定來自至少一個(gè)陀螺儀或至少一個(gè)加速度儀的數(shù)據(jù)是否飽和。在一個(gè)實(shí)施例中，飽和數(shù)據(jù)可被重新構(gòu)造。 在一個(gè)實(shí)施例中，重新構(gòu)造可基于涉及球桿頭在揮桿中角速率的已知因素。


可通過結(jié)合附圖參照下文中的詳盡描述來獲取對本發(fā)明以及其特定優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解，其中圖1示出了出于說明目的示例性高爾夫球桿的正視圖；圖2A和2B示出了具有可用于確定高爾夫球桿的桿底傾角頭傾角的撞擊標(biāo)尺的示例性高爾夫球桿；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性高爾夫球桿頭的分解后視透視圖；圖4是可根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例實(shí)施的一個(gè)示例性方法的流程圖；圖5是可根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例顯示在顯示裝置上的示例性輸出的截屏圖；圖6是可根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例而被使用的示例性方法的流程圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性高爾夫球桿頭的正視透視圖，所述球桿頭被配置為包括多個(gè)陀螺儀；圖8示出了一示例性輸出，該示例性輸出示出了來自根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的高爾夫球桿中的至少一個(gè)傳感器的飽和信號；和圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的飽和信號的示例性恢復(fù)。讀者應(yīng)知悉所述附圖中并不必須是按比例繪制的。
具體實(shí)施例方式在下文中對于根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性結(jié)構(gòu)的描述中，參照附圖，所述附圖構(gòu)成了本說明的一部分，且其中通過示例的方式示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性組件、高爾夫球桿頭以及高爾夫球桿結(jié)構(gòu)。附加地，應(yīng)理解也可使用零件和結(jié)構(gòu)的其他特定布置，且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及功能性的修改而不背離本發(fā)明的范圍。而且，盡管在本說明書中可使用術(shù)語“頂部”、“底部”、“前部”、“后部”、“背部”、“側(cè)面”、“底側(cè)”、“頂側(cè)”等來描述本發(fā)明的各個(gè)示例性特征以及元件，這些術(shù)語僅出于便利的原因，例如，基于附圖中所示的示例性取向或通常使用中的取向。不應(yīng)將本說明中任何部分理解為需要特定的結(jié)構(gòu)三維或空間取向以落入本公開的范圍中。A.對于涉及本發(fā)明的背景信息的概述為高爾夫球手恰當(dāng)?shù)卣{(diào)配適合他或她的揮桿的球桿可幫助高爾夫球手更好且更一致地在揮桿中和球接觸，且?guī)椭郀柗蚯蚴纸档退蛩臈U數(shù)。若干因素影響高爾夫球手的揮桿。例如，在和高爾夫球的撞擊期間的球桿的桿底傾角、桿面傾角、和球桿頭角度極大地影響球的軌跡。將給出對桿底傾角的解釋以展示特定實(shí)施例的優(yōu)勢，但是，本發(fā)明的方面還被引向關(guān)于確定桿面傾角和桿頭角度，以及其他參數(shù)的系統(tǒng)和方法。高爾夫球桿的“桿底傾角”是影響高爾夫球手揮桿以及在揮桿中獲得的結(jié)果的重要參數(shù)。如在圖1中所示，高爾夫球桿100的“桿底傾角”被定義為(a)高爾夫球桿100的桿身102的中心軸線和(b)地面表面之間產(chǎn)生的角度。在高爾夫界中，當(dāng)測量鐵桿時(shí)，桿底傾角由“果嶺標(biāo)尺”的使用來確定。果嶺標(biāo)尺將球桿鎖定在位，且允許桿底傾角被調(diào)節(jié)至每個(gè)球桿的實(shí)際桿底傾角。需要的話，出于測量的目的，球桿桿面106的劃線104可提供更好的參考框架，以找到高爾夫球桿的自然桿底傾角，這是因?yàn)榍驐U的底端108大致是彎曲表面，且因此，自然桿底傾角僅可在底端108平行于地面G時(shí)被推斷。因此，桿面106上的劃線104可被用于確定球桿100的自然桿底傾角?！皸U底傾角”由于多個(gè)個(gè)原因?qū)Ω郀柗驌]桿是重要的。例如，當(dāng)球桿被揮動(dòng)以實(shí)現(xiàn)高爾夫揮桿的全部能力時(shí)，球桿頭的劃線需要平行于地面。在撞擊時(shí)處在其恰當(dāng)?shù)臈U底傾角的球桿將促進(jìn)更準(zhǔn)確的球的飛行、更高的軌跡和更遠(yuǎn)的距離。相反地，如果球桿頭不處于其恰當(dāng)?shù)臈U底傾角，將使得球相對于地面飛得更短和更低。而且，如果撞擊時(shí)的桿底傾角較球桿頭的自然桿底傾角更尖，這可使得球“左旋”(即，對于右手高爾夫球手而言，球的飛行將從右移動(dòng)至左)，這造成準(zhǔn)確性的損失。如果撞擊時(shí)的桿底傾角較球桿頭的自然桿底傾角更鈍，其可使得球“右旋”(即，對于右手高爾夫球手而言，球的飛行將從左移動(dòng)至右)，這也造成準(zhǔn)確性的損失。相應(yīng)地，桿底傾角對恰當(dāng)?shù)母郀柗驌]桿以及獲得良好結(jié)果的重要性被廣泛地認(rèn)識至IJ。但是，每一個(gè)高爾夫球手都是不同的，且高爾夫球桿注定不是“尺寸通適”的產(chǎn)品。高爾夫揮桿持續(xù)大約三秒，但在這么短的時(shí)間內(nèi)涉及的過程是極復(fù)雜的。當(dāng)兩個(gè)腳都著地時(shí)， 臀部扭轉(zhuǎn)，雙肩轉(zhuǎn)動(dòng)，肘部彎曲，腕部豎起，且身體提升其重心以獲得和釋放動(dòng)量以及能量。 此外，每一個(gè)人都先天地不同，這是依據(jù)高度、重量、靈活性和運(yùn)動(dòng)性。當(dāng)這些因素被附加至高爾夫揮桿的復(fù)雜性時(shí)，可斷言每個(gè)人的高爾夫揮桿都是獨(dú)特的，沒有兩個(gè)人具有相同的揮桿。為了高爾夫球手從其球桿獲得最佳的結(jié)果，他們需要找到適用于其揮桿的自然桿底傾角，且隨后具有制造為和該要求相符的球桿。此即為定制調(diào)配的由來。由于每個(gè)人都需要具有適合其揮桿的桿底傾角的球桿，多個(gè)個(gè)高爾夫球桿調(diào)配者已經(jīng)將尋找每個(gè)人的桿底傾角合并到定制調(diào)配的過程中。高爾夫球桿制造商制造具有不同桿底傾角的球桿套件，從而當(dāng)人經(jīng)歷了高爾夫球桿定制調(diào)配過程后且已尋找到他們的自然桿底傾角時(shí)，他們可被提供有具有所需的桿底傾角的球桿。但是，當(dāng)前確定桿底傾角的過程遠(yuǎn)非最優(yōu)的，如在下文中將結(jié)合圖2A和2B所說明的。具有已知桿底傾角的標(biāo)準(zhǔn)球桿200(大致為六號鐵桿)被用于調(diào)配過程(該球桿可以是為待調(diào)配的高爾夫球手當(dāng)前所擁有的球桿中的一支，或是由調(diào)配者所提供的普通球桿)。 首先，球桿桿面的幾何中心被確定，這通常由球桿調(diào)配者簡單地“目測”(eye-balling)球桿頭桿面以及確定(或猜測)桿面中心所處的區(qū)域來完成。隨后，一件撞擊標(biāo)尺202被應(yīng)用至球桿200的底端204，其中撞擊標(biāo)尺202的中心206與球桿桿面的幾何中心的估計(jì)位置對齊。參見圖2B，待調(diào)配的高爾夫球手隨后將高爾夫球208擊打出布置在地面或其他表面212上的撞擊板210。板210被使用，從而撞擊標(biāo)尺202將接觸硬表面，并更好地示出球桿底端204撞擊板210位置處的線214。通過觀察球桿頭的底端204撞擊板210位置處的線214的位置，可確定針對特定的高爾夫球手的自然桿底傾角。通常，經(jīng)確定的桿底傾角并非基于一次擊球，而是基于多次擊球。在定制調(diào)配中使用的該當(dāng)前桿底傾角確定技術(shù)是陳舊的，且可以是不準(zhǔn)確且不很能重復(fù)的。如上所述，第一步允許大的誤差，因?yàn)闂U面的幾何中心被假定為處于由實(shí)施定制調(diào)制的人員所確定的位置處。誤差的另一來源涉及撞擊標(biāo)尺202上的線214，其由球桿頭在板210上的撞擊產(chǎn)生。線214通常是模糊且寬的，且可跨球桿頭底端204以難處理的角度延伸。不論如何，恰當(dāng)?shù)臈U底傾角必須從該線214估計(jì)出。此外，盡管可能在撞擊標(biāo)尺202 上有度數(shù)標(biāo)記216，這些標(biāo)記的位置是通用的(從而同樣的撞擊標(biāo)尺可和多個(gè)不同的球桿頭一起使用)。每一個(gè)球桿頭都具有不同曲率半徑的底端，因此如果實(shí)施定制調(diào)配的人員未使用創(chuàng)建撞擊標(biāo)尺202所基于的控制球桿，則這增加了另一可能的誤差來源。在該桿底傾角測量技術(shù)可產(chǎn)生不準(zhǔn)確和不可重復(fù)的結(jié)果這一事實(shí)之外，其并不完全是對使用者友好的。通常，對高爾夫球手實(shí)施定制調(diào)配過程的人員并不設(shè)計(jì)系統(tǒng)，因此， 他們可能對可能在測量過程中引入誤差的系統(tǒng)的全部細(xì)節(jié)并不熟悉。此外，由于新的撞擊標(biāo)尺必須應(yīng)用于每一次揮桿(或在非常少數(shù)目的揮桿之后)，誤差的可能性增加。使用撞擊標(biāo)尺和分立的撞擊板的要求也使得該過程不是非?！坝脩粲押谩?。使用撞擊標(biāo)尺的技術(shù)也引入了不準(zhǔn)確的一個(gè)更潛在的源頭，其來源于板的使用。 在實(shí)際的運(yùn)動(dòng)中，高爾夫擊球在球位于草地上時(shí)被執(zhí)行，所述草地通常較板要軟得多。可假設(shè)任何普通高爾夫球手都知道這一事實(shí)。繼而也可說將球從板上擊出將與將球從草地上擊出很不相同。高爾夫是需要高度注意力的智力運(yùn)動(dòng)，且在高爾夫比賽中的一些事情分散所述注意力，從而可造成揮桿中的失誤。這些事情包括目標(biāo)線路中的水、目標(biāo)線路中的物體 (諸如樹)、以及當(dāng)運(yùn)動(dòng)員瞄準(zhǔn)時(shí)球如何被擺放。如果運(yùn)動(dòng)員知道他們將會(huì)在諸如板的硬表面上將球擊出，則可能他們將(至少潛意識地)改變他們的揮桿?；旧?，如果人在從板上將球擊出時(shí)其揮桿將不同于其常規(guī)的揮桿，因此在該過程中確定的桿底傾角可能并非所需的正確角度。因此，將減少或消除在確定桿底傾角或其他參數(shù)中的誤差來源的系統(tǒng)和方法將成為本領(lǐng)域中受歡迎的進(jìn)展。B、根據(jù)本發(fā)明的示例的高爾夫球桿和高爾夫球桿頭的總體描述總體上，如上所述，本發(fā)明的方面涉及用于測量和確定例如為了高爾夫球桿調(diào)配目的的高爾夫球手揮桿的恰當(dāng)?shù)臈U底傾角和/或其他特性的系統(tǒng)和方法。下文中是關(guān)于本發(fā)明的方面的更詳盡的描述。1、根據(jù)本發(fā)明的示例性高爾夫球桿頭和高爾夫球桿結(jié)構(gòu)本發(fā)明的一個(gè)方面涉及包括多個(gè)陀螺儀和多個(gè)加速度儀的高爾夫球桿頭和高爾夫球桿。圖3是示例性球桿頭300的分解后視透視圖。盡管示例性球桿頭300被描繪為標(biāo)準(zhǔn)“鐵桿”類型球桿頭，本發(fā)明的方面可應(yīng)用至任何類型的球桿頭，包括，例如任何鐵桿類型高爾夫球桿頭(具有任何需要的桿面傾角，例如從0號鐵桿或1號鐵桿至挖起桿)；球道木桿球桿頭；木桿類型或鐵桿類型混用高爾夫球桿頭；推桿桿頭；等。此外，受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解配置為在使用中穿過至少兩個(gè)不同的軸線的其他類型的運(yùn)動(dòng)裝備(例如球拍、球棍以及桿)都落在本公開的范圍內(nèi)。球桿頭300和殼體302(將在下文中描述)可由一種或多種材料制成。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一種金屬材料被用在球桿頭300或殼體302的構(gòu)造中。示例性金屬可包括在高爾夫球桿頭構(gòu)造中傳統(tǒng)地使用的輕質(zhì)金屬，諸如鋁、鈦、鎂、鎳、所述材料的合金、鋼、不銹鋼等、可選地，陽極化拋光的材料。替換地，需要的話，球桿頭300和/或桿頭302的各個(gè)部分或零件中的一個(gè)或多個(gè)可用剛性高分子材料制成，諸如在高爾夫球桿業(yè)界中傳統(tǒng)地已知且使用的高分子材料。各個(gè)零件可由相同或不同的材料制成，而不背離本發(fā)明。在一個(gè)具體的示例中，各個(gè)零件中的每一個(gè)將由具有硬的陽極化拋光的7075鋁合金材料制成。零件可以在金屬加工和/或高分子制品業(yè)界中已知且使用的合適的方式制成。在一個(gè)實(shí)施例中， 至少一部分殼體302可包括一個(gè)或多個(gè)可壓縮或撓性的材料，以輔助緩沖在任何被收納的電子元件上的撞擊。殼體302可被形成為可移除地固定在球桿頭300上。例如，殼體302可包括一個(gè)或多個(gè)螺紋中空柱體，以接收螺釘。在一個(gè)實(shí)施例中，球桿頭300包括一個(gè)或多個(gè)用于接收螺釘?shù)幕パa(bǔ)型螺紋柱體306，從而允許球桿頭300被可移除地固定至殼體302。在此外的其他實(shí)施例中，球桿頭可被不可移除地固定至殼體302，例如使用鉚釘、諸如膠的粘合劑或任何其他機(jī)構(gòu)。在此外的其他實(shí)施例中，殼體302被定形為“卡合”在球桿頭300中，從而不需要諸如螺釘或鉚釘?shù)母郊拥挠布?。在一個(gè)實(shí)施例中，殼體302可被配置為具有和殼體302 配合的空腔的標(biāo)準(zhǔn)球桿頭或特殊球桿的附件。在一個(gè)實(shí)施例中，電子電路308被配置為可固定至殼體302。在此處使用時(shí)，電子電路包括處理器和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可被配置為包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述指令當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)檢測球桿頭300的揮桿參數(shù)。揮桿參數(shù)可包括來自位于殼體中的傳感器的輸入，所述傳感器包括至少一個(gè)加速度儀和至少一個(gè)陀螺儀?？稍诓煌膶?shí)施例中使用的附加的傳感器可包括但不限于應(yīng)變儀、導(dǎo)電墨水、壓電裝置、諸如無線電頻率傳感器的電磁傳感器、或超聲傳感器和/或壓力換能器。在一個(gè)實(shí)施例中，電子電路308包括至少一個(gè)溫度傳感器，其與溫度補(bǔ)償電路成操作性通信，所述溫度補(bǔ)償電路共同地最小化來自至少一個(gè)其他傳感器的信號漂移。一個(gè)或多個(gè)傳感器可位于電子線路308內(nèi)或附連至電子線路308。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器被整合至電子線路308。電子線路308可進(jìn)一步包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(“A/D轉(zhuǎn)換器”)。 在一個(gè)實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換器被配置為接收來自一個(gè)或多個(gè)傳感器的模擬信號，并將所述信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)陀螺儀為模擬性陀螺儀。電子線路308可進(jìn)一步具有輸入/輸出端口，用于從一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)裝置接收和/或傳輸電子信號。在一個(gè)實(shí)施例中，所述輸入/輸出端口包括無線傳輸模塊，其被配置為無線地傳輸信息。在一個(gè)實(shí)施例中，所述輸入/輸出端口可被配置為更新或替換在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令，例如為了接受新的固件。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸入/輸出端口可被配置為接收和/ 或傳輸涉及用戶揮桿的數(shù)據(jù)，包括之前的表現(xiàn)。不論球桿頭內(nèi)的傳感器的種類和數(shù)量，本發(fā)明的實(shí)施例可被構(gòu)造為不妨礙球桿的空氣動(dòng)力學(xué)特性。此外，球桿頭300可被配置為使得所包括的部件的重量和布置不改變球桿頭300的平衡或重心。在一個(gè)實(shí)施例中，球桿頭300的重量較未改制的球桿頭的重量輕小于6%。在特定的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(“Μ0Ι”)也未被顯著地改變。在一個(gè)實(shí)施例中， MOI將為約1500g-cm2，標(biāo)準(zhǔn)偏差為200g_cm2。電源310可以被操作地附連至殼體302，以在球桿頭300中布置。電源可包括電池， 其可為可再充電的。在一個(gè)實(shí)施例中，電源包括至少一個(gè)可移除部件，諸如可再充電電池， 和至少一個(gè)不可移除部件，從而可移除部件的移除將不會(huì)造成存儲(chǔ)在電子線路308的至少一個(gè)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的至少一部分的損失。諸如顯示器312的顯示裝置可安裝至殼體302。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器312可被取向?yàn)樘峁┩ㄟ^殼體的至少一部分(即，部分314)可視的區(qū)域。部分314可包括中空結(jié)構(gòu)， 但在其他實(shí)施例中，部分314可包括透明結(jié)構(gòu)，其保護(hù)顯示器312于環(huán)境元素。顯示器312 可包括一個(gè)或多個(gè)顯示器結(jié)構(gòu)，諸如LED、OLED、IXD、等離子或能夠顯示物體的任何其他結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器312可包括觸摸屏裝置，因此作為用戶輸入裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示裝置被配置為顯示來自一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)的結(jié)果，這包括例如涉及球桿頭300 的桿底傾角、桿面角度、和/或桿面傾角的參數(shù)。顯示器312的示例性輸出的示例性截屏圖被示出在圖5中，且將在下文中被更詳盡地討論。在一個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)速率陀螺儀被定位在金球桿頭300中。速率陀螺儀可以每一個(gè)被配置為測量球桿頭300沿不同軸線的角位置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述軸線是χ、y和 ζ.盡管一些實(shí)施例可使用被配置為測量球桿頭300沿三個(gè)分立軸線的角位置的單個(gè)陀螺儀，但包括三個(gè)分立的陀螺儀的實(shí)施例落在本公開的范圍內(nèi)。實(shí)際上，在特定的實(shí)施例中， 使用多個(gè)(諸如三個(gè))陀螺儀來測量不同軸線提供了球桿頭300的空間固定角位置，這在使用單個(gè)陀螺儀時(shí)是不可能的。可被配置為包括三個(gè)( 陀螺儀的示例性高爾夫球桿頭在下文中結(jié)合圖7被討論。不論使用單個(gè)或多個(gè)陀螺儀(或其他等價(jià)傳感器)，所述陀螺儀中的一個(gè)或多個(gè)可被沿球桿的X軸線的重心定位(例如，參見圖7中示出的球桿700的軸線 702)。然而在另一個(gè)實(shí)施例中，所述陀螺儀中的一個(gè)或多個(gè)可被定位為略低于重心。在知道臨揮桿的開始之前的球桿位置(即，初始位置)的情形下使用沿多個(gè)軸線的測量(例如，使用一個(gè)或多個(gè)陀螺儀)，能夠計(jì)算揮桿中任何點(diǎn)(且需要的話，直至在和球撞擊之后)處球桿桿面的角取向。因此，根據(jù)一些方面，公開的實(shí)施例可被用來估計(jì)揮桿軌跡，即，從瞄準(zhǔn)球至撞擊球的整個(gè)揮桿事件上球桿頭的位置。關(guān)于揮桿軌跡的信息(以及其他揮桿參數(shù))可被顯示在安裝至球桿頭的顯示器上，諸如顯示器312，或無線傳輸至數(shù)據(jù)獲取裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，沿χ軸線獲得的測量值可輔助確定撞擊處高爾夫球桿頭的有效桿面傾角。在另一個(gè)實(shí)施例中，沿y軸線的測量可被用于確定桿底傾角的變化。在此外的另一實(shí)施例中，沿ζ軸線的測量可被用于確定桿面角度旋轉(zhuǎn)或揮動(dòng)高爾夫球桿的高爾夫球手在和球撞擊時(shí)是否使球桿打開或閉合。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一部分陀螺儀為模擬陀螺儀。使用模擬陀螺儀的示例性方法將在下文中參照圖6被更詳盡地討論。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)加速度儀可與至少一部分陀螺儀相關(guān)聯(lián)，諸如測量高爾夫球桿頭300沿特定軸線的加速度(且潛在地，速度)的相關(guān)聯(lián)的加速度儀。一些實(shí)施例可使每一個(gè)傳感器陣列(加速度儀(一個(gè)或多個(gè))和相關(guān)聯(lián)的陀螺儀(一個(gè)或多個(gè))) 的元件取向?yàn)橄嗷フ?，例如，為了?jì)算的便利。然而，在此外的其他實(shí)施例中，可使用不相互正交的傳感器，它們相對于彼此的取向以足夠的準(zhǔn)確度已知。包括陀螺儀和加速度儀的傳感器與電子線路308成電通信。電子線路308內(nèi)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可從接收自傳感器的輸入來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。圖4是可根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例實(shí)施的一個(gè)示例性方法的流程圖。圖4中的方法(以及此處公開的其他方法) 將根據(jù)可合并入一個(gè)或多個(gè)方法內(nèi)的示例性過程被描述。關(guān)于此，順序次序僅為示例性的， 且因此，其不應(yīng)被視作本方法的要求，除非在此處被明確地說明。此外，圖4中示出的特定過程在具有三個(gè)陀螺儀和三個(gè)加速度儀的示例性球桿頭的背景中被說明，其中每一個(gè)陀螺儀均與一個(gè)加速度儀相關(guān)聯(lián)。因此，角旋轉(zhuǎn)和加速度數(shù)據(jù)從三個(gè)正交軸線獲取。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)加速度儀被評價(jià)為較至少一個(gè)此外的加速度儀更高g的加速度儀器。受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地意識到，可對傳感器的數(shù)量和類型進(jìn)行改動(dòng)而不背離本發(fā)明的范圍。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，例如位于電子線路308內(nèi)的，可從位于球桿頭300內(nèi)的傳感器接收數(shù)據(jù)(即，步驟40幻?？蛇x地，數(shù)據(jù)可被分析以確定從一個(gè)或多個(gè)傳感器處接收的任何數(shù)據(jù)是否包括飽和數(shù)據(jù)(即，步驟404)。關(guān)于此，作為開發(fā)特定實(shí)施例的一部分，發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)1)來自陀螺儀(一個(gè)或多個(gè))的角速率信號的波形性質(zhì)上近似，和幻取決于使用的陀螺儀(一個(gè)或多個(gè))的范圍，可能有陀螺儀(一個(gè)或多個(gè))飽和、并由此導(dǎo)致“截取” 陀螺儀的波形的潛在需求的情形。例如，圖8(將在下文中更詳盡地描述)示出了由高爾夫球桿內(nèi)的傳感器產(chǎn)生的飽和信號。返回至圖4，如果在步驟404處確定至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)飽和，則步驟406可被執(zhí)行以補(bǔ)償飽和。在一個(gè)實(shí)施例中，被配置為補(bǔ)償飽和的一個(gè)或多個(gè)算法在步驟406處被應(yīng)用。事實(shí)上，此處公開的創(chuàng)新方面涉及配置為重新構(gòu)造來自高爾夫球桿頭的飽和角速度信號的一個(gè)或多個(gè)算法。在一個(gè)實(shí)施例中，算法被應(yīng)用，以重新構(gòu)造至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)，所述至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)基于涉及在揮桿中球桿300的角速度的已知因素而被確定為飽和的。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟406可從飽和事件之前和/之后的數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算一階線性回歸。(例如，由圖8中的線808所代表的)。在一個(gè)實(shí)施例中，在飽和事件之前的約50-100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和/或在飽和點(diǎn)之后的約50-100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)可被用于一階回歸。使用該數(shù)據(jù)，在兩個(gè)回歸線相交的時(shí)刻中的點(diǎn)可被確定。二階多項(xiàng)式函數(shù)可隨后被實(shí)施，以擬合交點(diǎn)以及飽和事件的兩個(gè)端點(diǎn)，其具有的約束條件為貫穿端點(diǎn)的斜率和兩個(gè)回歸線的斜率相同。使用多項(xiàng)式函數(shù)，數(shù)據(jù)點(diǎn)可在飽和事件的階段上被計(jì)算。因此，所述點(diǎn)可用陀螺儀輸出替換，且產(chǎn)生的經(jīng)重新構(gòu)造的陀螺儀信號可被用于估計(jì)球桿頭的角取向。圖9(將在下文中更詳盡地討論)示出了使用該方法的陀螺儀信號的示例性重新構(gòu)造。在特定的實(shí)施例中，來自一個(gè)或多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)直到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)被滿足后才被分析。在一個(gè)實(shí)施例中，從一個(gè)或多個(gè)傳感器獲得的數(shù)據(jù)直到確定撞擊事件已經(jīng)發(fā)生(即， 高爾夫球和球桿頭300的撞擊)才被分析?？稍诓襟E407處被作出的該確定可例如基于在步驟402處采集的數(shù)據(jù)和/或使用從步驟406處獲得的校正后的數(shù)據(jù)來作出。在一個(gè)實(shí)施例中，來自至少一個(gè)加速度儀的數(shù)據(jù)被用在步驟407的確定中。所述加速度儀中的至少一個(gè)可被評價(jià)為相較于球桿頭300內(nèi)的至少一個(gè)另外的加速度儀是更高g的加速度儀。在一個(gè)實(shí)施例中，并非在步驟402處接收的數(shù)據(jù)被用在步驟407的確定中。在一個(gè)實(shí)施例中，來自至少一個(gè)加速度儀和至少一個(gè)陀螺儀的數(shù)據(jù)在確定撞擊是否已經(jīng)發(fā)生時(shí)被考慮。步驟 407可被重復(fù)預(yù)定的迭代次數(shù)，但在其他實(shí)施例中，步驟407將持續(xù)地重復(fù)，直至撞擊被檢測到。在一個(gè)實(shí)施例中，使用從陀螺儀和/或加速度儀處獲得數(shù)據(jù)可消除用于檢測與球的撞擊的附加傳感器的需求。這可導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上更為可行的球桿，所述球桿具有較少的可能需要被提供動(dòng)力或以其他方式維持的部件。但在其他實(shí)施例中，球桿頭300可包括撞擊模塊，用于測量高爾夫球相對于球桿頭300的桿面的撞擊。示例性撞擊模塊可包括應(yīng)變儀。如果撞擊在步驟407處被檢測到，步驟409可被實(shí)施以識別在步驟402處采集的數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步處理。在一個(gè)實(shí)施例中，在確定撞擊發(fā)生后，在撞擊之前和/或之后的預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)獲得的、來自傳感器的數(shù)據(jù)可被分析。在一個(gè)實(shí)施例中，來自至少三個(gè)陀螺儀以及用于三個(gè)陀螺儀中的每一個(gè)的相關(guān)聯(lián)的加速度儀的數(shù)據(jù)被包括在進(jìn)一步分析的至少一部分中。在一個(gè)實(shí)施例中，在撞擊事件之前約4秒內(nèi)以及在撞擊事件之后小于約0. 5秒獲得的數(shù)據(jù)被選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，在撞擊事件之前約3. 9秒內(nèi)以及在撞擊事件之后小于約0.1秒獲得的數(shù)據(jù)被選擇。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)以至少4秒的緩沖被采集。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)以4秒的緩沖在3. 8Kh ζ下被采集。步驟408-416可被用于基于從傳感器處收集的數(shù)據(jù)來計(jì)算桿底、球桿和/或桿面角度。將首先描述用于計(jì)算一個(gè)或多個(gè)角度的可行過程的概述，且在概述之后將提供在步驟408-416中實(shí)施一個(gè)或多個(gè)過程的一些實(shí)施例的具體示例。步驟408可解析從陀螺儀處接收的角速率信號(例如，包括橫滾和仰俯數(shù)據(jù))以獲得空間固定坐標(biāo)。在步驟410處，一個(gè)或多個(gè)算法可被用于從接收自加速度器的數(shù)據(jù)來計(jì)算橫滾和仰俯角度。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟408和步驟410可被同時(shí)執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟412可被實(shí)施以通過濾波器處理在步驟410中獲得的經(jīng)計(jì)算的橫滾和仰俯角度。 在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器是非線性濾波器。示例性濾波器可為非線性可變增益濾波器，其可被應(yīng)用至角位置以校正噪聲和/或不確定性。在一個(gè)實(shí)施例中，來自步驟410的輸出可以是被應(yīng)用至角位置數(shù)據(jù)的校正信號。在步驟414處，橫滾和仰俯角度(從步驟410或412處獲得)可與從步驟408的數(shù)據(jù)獲得的空間固定坐標(biāo)結(jié)合，以用于與加速度儀相關(guān)聯(lián)的陀螺儀。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟414使用一個(gè)或多個(gè)算法以未知初始條件對沿三個(gè)軸線的速度(即，橫滾、仰俯和搖擺速度)進(jìn)行積分，以提供作為時(shí)間(例如揮桿期間)的函數(shù)的球桿取向數(shù)據(jù)。通過沿三個(gè)正交軸線的可用的速率和加速度的測量，步驟416可被實(shí)施，以計(jì)算桿底傾角、球桿桿面角度、和/或桿面傾角。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟416計(jì)算球桿頭300的絕對桿底傾角、絕對桿面傾角、和相對桿面角度。在一個(gè)實(shí)施例中，球桿桿面角度可被計(jì)算為在經(jīng)計(jì)算的使用球桿頭300和球撞擊時(shí)的桿面角度與瞄準(zhǔn)時(shí)的桿面角度之間的差值。例如，如果球桿頭300使用5度閉合桿面瞄準(zhǔn)球，且使用同樣的5度閉合桿面擊球，則計(jì)算出的球桿桿面角度將為零(0)。桿面傾角可被計(jì)算為在和球撞擊時(shí)的桿面傾角和為球桿頭300指定的桿面傾角之間的差值。例如，約30度的桿面傾角大致用于六號鐵桿。桿底傾角可被計(jì)算為在和球撞擊時(shí)的桿底傾角與校準(zhǔn)時(shí)的桿底傾角之間的差值。關(guān)于此，高爾夫球桿可具有用戶輸入裝置，諸如位于桿身和/或球桿頭上的按鈕，用戶可按壓或以其他方式激活所述按鈕，以指示球桿處在特定的桿底傾角。此處描述了示例性方法和系統(tǒng)；但是，受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，其他方法和系統(tǒng)可被改動(dòng)以校準(zhǔn)球桿，而不背離本發(fā)明的范圍。在一些實(shí)施例中，算法可使用非傳統(tǒng)的估計(jì)技術(shù)來估計(jì)歐拉角(Eulerangle)。在一個(gè)實(shí)施例中，滑動(dòng)模式觀測器(“SM0”)可在歐拉角的估計(jì)中被使用。在一個(gè)實(shí)施例中， 角估計(jì)可通過下列方法確定首先，計(jì)算橫滾和仰俯角度。在一個(gè)實(shí)施例中，這可使用步驟410或和步驟410結(jié)合使用。在一些實(shí)施例中，所用的數(shù)據(jù)僅來自加速度儀(一個(gè)或多個(gè))。在一個(gè)實(shí)施例中， 公式1可用于計(jì)算橫滾和仰俯角度。公式1
權(quán)利要求
1.一種具有計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)施一方法，所述方法包括從位于高爾夫球桿頭內(nèi)的三個(gè)陀螺儀采集角速率數(shù)據(jù)，其中，所述三個(gè)陀螺儀中的每一個(gè)均沿不同的正交軸線測量速度數(shù)據(jù)；從三個(gè)加速度儀采集數(shù)據(jù)，其中，每一個(gè)加速度儀都沿與所述陀螺儀相關(guān)聯(lián)的三個(gè)正交軸線中的一個(gè)采集數(shù)據(jù)；在確定撞擊事件已經(jīng)發(fā)生后，識別用于處理的數(shù)據(jù)； 處理經(jīng)識別的數(shù)據(jù)，其中，所述處理包括 解析經(jīng)識別的角速度數(shù)據(jù)以獲得空間固定坐標(biāo)； 計(jì)算橫滾和仰俯數(shù)據(jù)；和使用所述橫滾和仰俯數(shù)據(jù)以及空間固定坐標(biāo)以計(jì)算球桿頭的桿底傾角、球桿桿面角和桿面傾角中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀指令還包括 確定來自至少一個(gè)陀螺儀或至少一個(gè)加速度儀的數(shù)據(jù)包括飽和數(shù)據(jù)；和重新構(gòu)造至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)，所述至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)基于涉及球桿頭在揮桿中的角速度的已知因素被確定為是飽和的。
3.如權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)使用一方法被重新構(gòu)造，所述方法包括確定飽和事件在第一時(shí)限點(diǎn)處啟動(dòng)； 確定飽和事件在第二時(shí)限點(diǎn)處結(jié)束；從在第一時(shí)限點(diǎn)之前的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和第二時(shí)限點(diǎn)之后的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算一階線性回歸，以獲得第一和第二回歸線，其中，所述第一和第二回歸線在一交點(diǎn)處相交； 確定第一和第二回歸線的交點(diǎn)的位置；使用二階多項(xiàng)式函數(shù)來計(jì)算在飽和事件的第一時(shí)限點(diǎn)和第二時(shí)限點(diǎn)之間的時(shí)間段上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中，所述數(shù)據(jù)點(diǎn)將第一和第二回歸線的交點(diǎn)與第一時(shí)限點(diǎn)和第二時(shí)限點(diǎn)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，在飽和事件之前的約50-100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和在飽和點(diǎn)之后的約50-100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)被用于一階回歸的計(jì)算。
5.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，用于處理的數(shù)據(jù)基于從一組中選定的預(yù)定義的時(shí)限點(diǎn)被識別，所述組包括在撞擊事件之前的時(shí)間、在撞擊事件之后的時(shí)間，和前述兩者的組合。
6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，被識別的用于處理的數(shù)據(jù)在撞擊事件前約4秒之內(nèi)，以及在撞擊事件后約1秒之內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述至少一部分橫滾和仰俯數(shù)據(jù)使用下列公式被計(jì)算
8.如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述橫滾和仰俯數(shù)據(jù)被應(yīng)用至具有不連續(xù)輸入的滑動(dòng)模式觀測器，所述觀測器被配置為降低噪聲的影響。
9.如權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述滑動(dòng)模式觀測器包括下列公式(^φ/V/V/V/V/ /V\——二 a)xb + ω b ^ sin ^ tan 0 + ωζδ cos φ tan θ + MlSignw - φα I dt y——=ω h cos φ- mzh sin φ + M2SignW -θα) dt ,其中M1和M2為設(shè)計(jì)增益，.為本體角速度測量值，且‘表明角度估計(jì)值。
10.如權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，搖擺()通過總是以零為初始條件開始的標(biāo)準(zhǔn)開環(huán)模式而計(jì)算，其中下列公式被用于估計(jì)搖擺 ψ _ sin^ cos沴~7~ = myb-+ c0Zb-饑COS θCOS θ
11.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令還包括將經(jīng)計(jì)算的桿底傾角、球桿桿面角度、或桿面傾角中的至少一個(gè)顯示在位于球桿頭上的顯示裝置上。
12.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀指令還包括 確定來自至少一個(gè)陀螺儀的數(shù)據(jù)是模擬格式的；對模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行積分；和將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
13.—種高爾夫球桿頭，包括三個(gè)陀螺儀，其被配置為測量角速率數(shù)據(jù)，其中，所述三個(gè)陀螺儀中的每一個(gè)都沿不同的正交軸線測量角速率數(shù)據(jù)；三個(gè)加速度儀，其中，每一個(gè)加速度儀都被配置為提供關(guān)于與所述陀螺儀相關(guān)聯(lián)的三個(gè)正交軸線中的一個(gè)的數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述指令在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)施一方法， 所述方法包括確定撞擊事件已經(jīng)發(fā)生，和響應(yīng)地識別來自陀螺儀和加速度儀的用于處理的數(shù)據(jù)； 處理經(jīng)識別的數(shù)據(jù)，其中，所述處理包括 解析來自陀螺儀的角速率信號，以獲得空間固定坐標(biāo)； 計(jì)算橫滾和仰俯數(shù)據(jù)；以及使用所述橫滾和仰俯數(shù)據(jù)以及空間固定坐標(biāo)來計(jì)算桿底傾角、球桿桿面角度和桿面傾角中的至少一個(gè)；和顯示器，用于顯示經(jīng)計(jì)算的桿底傾角、球桿桿面角度和桿面傾角中的至少一個(gè)。
14.如權(quán)利要求13所述的高爾夫球桿頭，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀指令還包括 確定來自至少一個(gè)陀螺儀或至少一個(gè)加速度儀的數(shù)據(jù)包括飽和數(shù)據(jù)；和重新構(gòu)造至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)，所述至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)基于涉及球桿頭在揮桿中的角速度的已知因素被確定為是飽和的。
15.如權(quán)利要求14所述的高爾夫球桿頭，其中所述至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)使用一方法被重新構(gòu)造，所述方法包括確定飽和事件在第一時(shí)限點(diǎn)處啟動(dòng)； 確定飽和事件在第二時(shí)限點(diǎn)處結(jié)束；從在第一時(shí)限點(diǎn)之前的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)和第二時(shí)限點(diǎn)之后的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算一階線性回歸，以獲得第一和第二回歸線，其中所述第一和第二回歸線在一交點(diǎn)處相交； 確定第一和第二回歸線的交點(diǎn)的位置；使用二階多項(xiàng)式函數(shù)來計(jì)算在飽和事件的第一時(shí)限點(diǎn)和第二時(shí)限點(diǎn)之間的時(shí)間段上的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中，所述數(shù)據(jù)點(diǎn)將第一和第二回歸線的交點(diǎn)與第一時(shí)限點(diǎn)和第二時(shí)限點(diǎn)連接。
16.如權(quán)利要求13所述的高爾夫球桿頭，其中所述至少一部分橫滾和仰俯數(shù)據(jù)使用下列公式計(jì)算
17.如權(quán)利要求16所述的高爾夫球桿頭，其中，所述橫滾和仰俯數(shù)據(jù)被應(yīng)用至具有不連續(xù)輸入的滑動(dòng)模式觀測器，其被配置為降低噪聲的影響。
18.如權(quán)利要求17所述的高爾夫球桿頭，其中所述滑動(dòng)模式觀測器包括下列公式
19.如權(quán)利要求18所述的高爾夫球桿頭，其中搖擺()通過總是以零為初始條件開始的標(biāo)準(zhǔn)開環(huán)模式而計(jì)算，其中下列公式被用于估計(jì)搖擺
20.如權(quán)利要求13所述的高爾夫球桿頭，其中，用于處理的數(shù)據(jù)基于從一組中選定的預(yù)定義時(shí)限點(diǎn)而識別，所述組包括在撞擊事件之前的時(shí)間、在撞擊事件之后的時(shí)間，和前述兩者的組合。
全文摘要
提供了包括配置為測量一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)的傳感器的高爾夫球桿頭。高爾夫球桿頭可包括若干個(gè)陀螺儀和加速度儀。在一個(gè)實(shí)施例中，球桿頭包括三個(gè)陀螺儀，其沿不同的正交軸線測量角速度數(shù)據(jù)。至少一個(gè)陀螺儀可為模擬陀螺儀。加速度儀可提供關(guān)于和陀螺儀相關(guān)聯(lián)的三個(gè)正交軸線的數(shù)據(jù)。球桿頭還可包括軟件和/或硬件，其實(shí)施計(jì)算機(jī)可執(zhí)行方法，以確定一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)。示例性球桿頭可包括顯示裝置，以顯示一個(gè)或多個(gè)揮桿參數(shù)的輸出。本發(fā)明的其他方面涉及用于計(jì)算和揮桿參數(shù)相關(guān)的測量值的新穎的方法和算法。
文檔編號A63B59/00GK102497912SQ201080040782
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月27日
發(fā)明者B.C.格倫, D.A.索恩頓, D.A.羅伯茨, D.J.辛普森, J.A.哈登, J.S.托馬斯, J.T.斯蒂茨, J.辛德 申請人:耐克國際有限公司