CN104274964A

CN104274964A - 运动分析装置

Info

Publication number: CN104274964A
Application number: CN201410318424.2A
Authority: CN
Inventors: 佐藤雅文
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2015-01-14
Also published as: JP6390076B2; TW201501753A; JP2015013007A; KR20150005447A; US20150012240A1

Abstract

本发明涉及一种运动分析装置。惯性传感器被安装于用手握持的运动器具(例如高尔夫球杆)上。静止判断部使用惯性传感器的输出而对运动器具以及被测者中的至少一方的静止状态进行判断。通知信号生成部根据静止状态而输出静止通知信号。静止通知信号能够诱发可由被测者的五感所感知的某种物理的变化。被测者能够根据该物理的变化而开始挥杆的动作。

Description

运动分析装置

技术领域

本发明涉及一种运动分析装置。

背景技术

作为例如运动分析装置的一个具体示例的高尔夫球挥杆分析装置为大众所熟知。被测者佩戴有三维加速度传感器。基于三维加速度传感器的输出来分析被测者的高尔夫球挥杆。

高尔夫球挥杆始于瞄球，通过后摆杆挥起然后挥落，并经由击球直至送球、收杆。高尔夫球挥杆的分析优选从瞄球开始。在专利文献1中高尔夫球挥杆分析装置由测量者来操作。测量者能够确认被测者的瞄球的姿势后开始挥杆的计测。此外，在这样的高尔夫球挥杆分析装置中，如果没有测量者，则无法在恰当的时刻开始挥杆的计测。期望即使在被测者单独一人的情况下也能可靠地从瞄球开始挥杆的计测。

专利文献1：日本特开2011-210号公报

专利文献2：日本特开2000-148351号公报

发明内容

根据本发明的至少一个方式，能够提供一种即使在被测者单独一人的情况下也能够可靠地在恰当的时刻开始挥杆的计测的运动分析装置。

(1)本发明的一个方式涉及一种运动分析装置，其具有运算部，所述运算部使用惯性传感器的输出，对运动器具以及被测者中的至少一方的静止状态进行判断，并根据所述静止状态而输出静止通知信号。

在挥摆时运动器具由手紧握并进行挥动。当被挥动时，运动器具的姿态根据时间轴而变化。惯性传感器根据运动器具的姿态而输出检测信号。能够根据检测信号来确定挥摆时的运动器具的轨迹。能够基于这样的运动器具的轨迹来分析被测者的动作。

挥摆从运动器具的静止状态开始。运算部掌握运动器具以及被测者中的至少一方的静止状态。静止状态的掌握通过静止通知信号而被通知。静止通知信号能够诱发可由被测者的五感所感知的某种物理的变化。被测者能够根据该物理的变化而开始挥杆的动作。以此方式运算部能够可靠地在整个挥杆动作中追随运动器具的移动。运动分析装置即便在被测者单独一人的情况下，也能够可靠地在恰当的时刻开始进行计测。能够在挥摆的开始前避免多余的分析。

(2)所述运算部能够在进行所述静止状态的判断时，对所述惯性传感器的输出是否落入第一范围内进行判断。当运动器具以及被测者中的至少一方确保了静止状态时，惯性传感器的输出将落入第一范围内。以此方式掌握静止状态。根据掌握而输出静止通知信号。

(3)所述运算部能够在进行所述静止状态的判断时，使用所述惯性传感器的输出而对所述运动器具的杆身部延伸的方向上的线段的倾斜度是否落入第二范围内进行判断。当以此方式确定杆身部的倾斜度时，将能够明确地区分与计测的开始相应的静止状态和不与计测的开始相应的静止状态。其结果为，能够避免在不与计测的开始相应的静止状态下开始计测的情况。能够可靠地确定恰当的时刻。

(4)所述惯性传感器的输出能够包括加速度传感器的输出，运动分析装置能够使用所述加速度传感器的输出，而对所述运动器具的杆身部延伸的方向上的线段相对于重力方向的倾斜度进行计算。以此方式来确定杆身部的倾斜度。

(5)当在第一期间内未检测出所述静止状态时，所述运算部能够输出未完成通知信号。静止状态的未完成通过未完成通知信号而被通知。未完成通知信号能够诱发可由被测者的五感所感知的某种物理的变化。被测者能够根据该物理的变化而促使静止状态的确立。以此方式被测者能够可靠地确立静止状态。

(6)运动分析装置能够具有开始指示输入部，所述开始指示输入部输出所述惯性传感器的计测开始的触发信号，当在从所述开始指示输入部输出了所述触发信号之后，在所述第一期间内未检测出所述静止状态时，能够输出所述未完成通知信号。这样能够在计测开始后可靠地掌握静止状态。

(7)所述开始指示输入部能够被设置于搭载有所述惯性传感器的传感器单元侧。传感器单元被安装于运动器具或佩戴于被测者。被测者能够简单地使触发信号从开始指示输入部输出。

(8)所述运算部能够使用所述惯性传感器的输出而对所述运动器具以及所述被测者中的至少一方的挥摆动作中的惯性量进行检测，并根据所述惯性量而向被测者告知所述挥摆动作的优劣。被测者能够根据惯性量而知晓挥摆的优劣。以此方式能够通过试行错误而对高尔夫球挥杆的姿态加以良好的改进。

附图说明

图1为概要地表示本发明的一个实施方式所涉及的高尔夫球挥杆分析装置的结构的示意图。

图2为概要地表示三维振子模型与高尔夫球手以及高尔夫球杆之间的关系的示意图。

图3为关于在三维振子模型中使用的球杆头的位置的示意图。

图4为概要地表示一个实施方式所涉及的运算处理电路的结构的框图。

图5为概要地表示杆身面图像数据生成部以及霍根面图像数据生成部的结构的框图。

图6为杆身面以及霍根面的示意图。

图7为关于杆身面的生成方法的示意图。

图8为关于霍根面的生成方法的示意图。

图9为关于霍根面的生成方法的示意图。

图10为概要地表示挥杆动作计算部的结构的框图。

图11为概要地表示分析结果所涉及的图像的一个具体示例的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。此外，以下进行说明的本实施方式并非对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不适当的限定，并且本实施方式中所说明的全部结构未必都是作为本发明的解决手段所必需的。

(1)高尔夫球杆分析装置的结构

图1概要地表示本发明的一个实施方式所涉及的高尔夫球挥杆分析装置(运动分析装置)11的结构。高尔夫球挥杆分析装置11例如具有传感器单元SU以及主体单元MU。在传感器单元SU中例如搭载有惯性传感器12，在惯性传感器12中组装有加速度传感器以及陀螺传感器。加速度传感器能够对相互正交的三个轴方向中的每一个方向上的加速度进行检测。陀螺传感器能够对绕相互正交的三个轴中的每一个轴的角速度单独地进行检测。惯性传感器12输出检测信号。检测信号确定惯性量。即，通过检测信号而针对每一个轴来确定加速度以及角速度。

传感器单元SU被安装于高尔夫球杆(运动器具)13上。高尔夫球杆13具有杆身13a以及握柄13b。握柄13b由手握持。握柄13b以与杆身13a的轴心同轴的方式被形成。在杆身13a的顶端上结合有球杆头13c。优选为，传感器单元SU被安装于高尔夫球杆13的杆身13a或者握柄13b上。传感器单元SU只需以无法相对于高尔夫球杆13进行相对移动的方式被固定于高尔夫球杆13上即可。在此，在安装传感器单元SU时，惯性传感器12的检测轴之一被对准于杆身13a的轴心。

在传感器单元SU上安装有开关(开始指示输入部)14。开关14输出惯性传感器12的计测开始的触发信号。当开关14被操作时，惯性传感器12将开始进行动作。在动作开始之后，从惯性传感器12持续地输出检测信号。同时，触发信号作为开始指示信号而从传感器单元SU输出。此外，优选为，传感器单元SU被安装于当被测者握住握柄13b而摆起高尔夫球杆13时被测者的手容易触碰到开关14的位置处。

在主体单元MU中搭载有运算处理电路(运算部)16。在运算处理电路16上连接有惯性传感器12以及开关14。在进行连接时，在运算处理电路16上连接有预定的接口电路17。该接口电路17既可以以有线的方式与惯性传感器12以及开关14相连接，也可以以无线的方式与惯性传感器12以及开关14相连接。来自传感器单元SU的检测信号以及开始指示信号被输入至运算处理电路16。

在运算处理电路16上连接有存储装置18。在存储装置18中，例如存储有高尔夫球挥杆分析软件程序19以及相关的数据。运算处理电路16执行高尔夫球挥杆分析软件程序19以实现高尔夫球挥杆分析方法。存储装置18包括DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)、大容量存储装置单元、非易失性存储器等。例如，在实施高尔夫球挥杆分析方法时，高尔夫球挥杆分析软件程序19被临时保存在DRAM中。在硬盘驱动装置(HDD)这种大容量存储装置单元中保存有高尔夫球挥杆分析软件程序以及数据。在非易失性存储器中存储有BIOS(基本输入输出系统)这种较小容量的程序、数据。

在运算处理电路16上连接有图像处理电路21。运算处理电路16向图像处理电路21发送预定的图像数据。在图像处理电路21上连接有显示装置22。在进行连接时，在图像处理电路21上连接有预定的接口电路(未图示)。图像处理电路21根据所输入的图像数据而向显示装置22输送图像信号。在显示装置22的画面中，显示有根据图像信号而被确定的图像。显示装置22利用了液晶显示器等平板显示器。在此，运算处理电路16、存储装置18以及图像处理电路21例如作为计算机装置而被提供。

在运算处理电路16上连接有告知装置23。静止通知信号以及未完成通知信号从运算处理电路16被输送至告知装置23。关于静止通知信号以及未完成通知信号的详细内容将在后文中叙述。告知装置23根据静止通知信号或者未完成通知信号的接收，而诱发可由被测者的五感所感知的物理的变化。向物理的变化分配静止通知信号所固有的变化以及不同于静止通知信号所固有的变化的、未完成通知信号所固有的变化。例如，告知装置23能够具有声源电路与扬声器。扬声器能够根据从声源电路供给的电信号而产生可由被测者的听觉所感知的声音。只需使接收到静止通知信号时发出的声音和接收到未完成通知信号时发出的声音不同即可。或者，告知装置23也可以是除所谓的显示器面板之类的显示装置以外的可由被测者的视觉所感知的装置。这样的装置只需具有例如闪光灯之类的闪光光源即可。在这种情况下，只需设定在静止通知信号与未完成通知信号中不同的闪光模式即可。此外，告知装置23还可以具有振动源。振动能够通过被测者的体感而被感知。在这种情况下，只需设定在静止通知信号与未完成通知信号中不同的振动模式即可。

在运算处理电路16上连接有输入装置24。输入装置24至少具有字母键以及数字键。文字信息或数值信息从输入装置24被输入至运算处理电路16。输入装置24例如只需由键盘构成即可。计算机装置以及键盘的组合例如可以替换为智能手机、移动电话终端、平板电脑(个人计算机)。在这种情况下，上述的振动源可以利用安装在智能电话等上的振动器。

(2)三维振子模型

运算处理电路16规定了虚拟空间。虚拟空间由三维空间形成。如图2所示，三维空间具有绝对基准坐标系Σ_xyz。在三维空间中，依据绝对基准坐标系Σ_xyz而构建了三维振子模型26。三维振子模型26的棒27被支点28(坐标x)点约束。棒27作为振子而围绕支点28进行三维动作。支点28的位置能够移动。在此，依据绝对基准坐标系Σ_xyz，通过坐标x_g来确定棒27的重心29的位置，通过坐标x_h来确定球杆头13c的位置。

三维振子模型26相当于将挥杆时的高尔夫球杆13模型化了的模型。作为振子的棒27对高尔夫球杆13的杆身13a进行投影。棒27的支点28对握柄13b进行投影。惯性传感器12被固定于棒27上。依据绝对基准坐标系Σ_xyz，通过坐标x_s来确定惯性传感器12的位置。惯性传感器12输出加速度信号以及角速度信号。加速度信号中，对减去了重力加速度g的影响的加速度进行确定，

数学式1

在角速度信号中，对角速度ω₁、ω₂进行确定。

运算处理电路16同样在惯性传感器12上固定有局部坐标系Σ_s。局部坐标系Σ_s的原点被设定为惯性传感器12的检测轴的原点。局部坐标系Σ_s的y轴与杆身13a的轴心一致。局部坐标系Σ_s的x轴与通过击球面面的朝向而被确定的击球方向一致。因此，依据该局部坐标系Σ_s，通过(0，l_sjy，0)而确定支点的位置l_sj。同样，在该局部坐标系Σ_s上，通过(0，l_sgy，0)来确定重心29的位置l_sg，通过(0，l_shy，0)来确定球杆头13c的位置lsh。

如图3所示，在球杆头13c中，杆身13a被插入到插鞘31中。在插鞘31与杆身13a的边界处配置有套圈32。插鞘31以及套圈32的轴心与杆身13a的轴心33同轴配置。球杆头13c的位置l_sh只需通过例如杆身13a的轴心(轴线)33的延长线与球杆头13c的底端34之间的交点35来确定即可。或者，球杆头13c的位置l_sh也可以通过球杆头13c的底端34与地面G水平接触时杆身13a的轴心33的延长线与地面G之间的交点36来确定。此外，只要不妨碍如后文所叙述的图像化，球杆头13c的位置l_sh也可以通过球杆头13c的尖端37、尾端38、底端34的其他部位、顶端39、上述部分的周围而被设定。但是，优选为球杆头13c的位置l_sh被设定在杆身13a的轴心33(或其延长线)上。

(3)运算处理电路的结构

图4概要地表示一个实施方式所涉及的运算处理电路16的结构。运算处理电路16具有位置计算部41。加速度信号以及角速度信号从惯性传感器12被输入至位置计算部41。位置计算部41基于加速度以及角速度，并依据虚拟三维空间的绝对基准坐标系Σ_xyz而对球杆头13c的坐标以及握柄端部的坐标进行计算。在进行计算时，位置计算部41从存储装置18中取得以球杆头数据以及握柄端部数据为主的各种数值数据。球杆头数据例如依据惯性传感器12的局部坐标系Σ_s来确定球杆头13c的位置l_sh。握柄端部数据例如依据惯性传感器12的局部坐标系Σ_s来确定握柄端部的位置。在此，握柄端部的位置只需为支点28的位置l_sj即可。此外，在进行球杆头13c的位置、握柄端部的位置的确定时，也可以确定高尔夫球杆13的长度并在该高尔夫球杆13上确定惯性传感器12的位置。

运算处理电路16具有偏置值计算部42。在此，偏置值计算部42连接于位置计算部41。偏置值计算部42根据位置计算部41的输出而对惯性传感器12的偏置值进行计算。偏置值能够根据从静止状态下的惯性传感器12输出的检测信号而被确定。偏置值计算部42依据在预定的期间内所取得的球杆头13c的位置、握柄端部的位置的信息，而求出作为时间的函数的偏置推断值。在进行偏置推断值的导出时，数据以任意的时间间隔被采样，并在含有时间轴的二维平面中被进行直线近似。在此，偏置为包含角速度为零的初始状态时的零偏置、和因电源变动或温度变动等的外部因素所导致的随机的浮动在内的误差的统称。偏置值计算部42也可以被直接连接于惯性传感器12，并基于惯性传感器12的输出来计算惯性传感器12的偏置值。

运算处理电路16具有杆身面图像数据生成部43。杆身面图像数据生成部43连接于位置计算部41。杆身面图像数据生成部43基于握柄端部的坐标，而生成以三维的方式将第一虚拟平面即杆身面视觉化的三维图像数据。在进行该三维图像数据的生成时，杆身面图像数据生成部43参照靶线数据以及偏置推断值。靶线数据表示通过绝对基准坐标系Σ_xyz来确定击球方向的线段即靶线。靶线数据只需预先被存储于存储装置18中即可。基于偏置推断值来修正握柄端部的坐标。

运算处理电路16具有霍根面图像数据生成部44。霍根面图像数据生成部44连接于杆身面图像数据生成部43。霍根面图像数据生成部44基于通过杆身面图像数据生成部43而被生成的第一虚拟平面即杆身面，而生成以三维的方式将第二虚拟平面即霍根面视觉化的三维图像数据。在进行该三维图像数据的生成时，霍根面图像数据生成部44参照角度数据。角度数据只需被预先存储于存储装置18中即可。

运算处理电路16具有挥杆动作计算部45。加速度信号以及角速度信号从惯性传感器12被输入至挥杆动作计算部45。挥杆动作计算部45基于加速度以及角速度，并依据虚拟三维空间内的绝对基准坐标系Σ_xyz而对三维振子模型26的棒27的移动轨迹进行计算。这样的移动轨迹通过支点28的位置以及球杆头13c的位置而被确定。在进行移动轨迹的确定时，沿着时间轴，例如每隔预定的时间间隔而对支点28以及球杆头13c的位置进行确定。

运算处理电路16具有挥杆图像数据生成部46。挥杆图像数据生成部46连接于挥杆动作计算部45。挥杆图像数据生成部46基于沿着时间轴的支点28的位置以及球杆头13c的位置，而生成以三维的方式将棒27的移动轨迹视觉化的三维图像数据。在进行三维图像数据的生成时，挥杆图像数据生成部46基于偏置推断值而对支点28的位置以及球杆头13c的位置进行修正。

运算处理电路16具有静止判断部47。静止判断部47连接于位置计算部41。静止判断部47基于惯性传感器12的输出而对高尔夫球杆13的静止状态进行判断。当惯性传感器12的输出(在此，为位置计算部41的输出)落入第一范围内时，静止判断部47对高尔夫球杆13的静止状态进行判断。第一范围只需设定能够排除表示体动之类的微小振动的检测信号的影响的阈值即可。当静止判断部47在预定期间内确认了静止状态时，输出表示静止通知信号的选择信号。选择信号被输送至偏置值计算部42、杆身面图像数据生成部43以及挥杆动作计算部45。偏置值计算部42根据选择信号的接收，而在高尔夫球杆13的静止状态的期间内对惯性传感器12的偏置值进行计算。杆身面图像数据生成部43根据选择信号的接收，而在高尔夫球杆13的静止状态的期间内对杆身面进行确定。挥杆动作计算部45根据选择信号的接收而开始进行移动轨迹的计算。

运算处理电路16具有倾斜角计算部48。倾斜角计算部48连接于静止判断部47。倾斜角计算部48基于握柄端部的坐标以及球杆头13c的坐标而对高尔夫球杆13的倾斜角即姿态进行计算。静止判断部47基于所计算出的倾斜角而对瞄球时的高尔夫球杆13的姿态进行判断。判断杆身13a延伸的方向上的线段的倾斜度是否落入第二范围内。静止判断部47在确立了瞄球时的高尔夫球杆13的姿态之后，开始进行高尔夫球杆13的静止状态的判断。

开始指示信号从开关14被供给至静止判断部47。静止判断部47从接收到开始指示信号起开始计时。当在作为计时的结果的预定期间内(第一期间内)未检测到静止状态的确立时，静止判断部47输出表示未完成通知信号的选择信号。

运算处理电路16具有优劣判断部49。优劣判断部49连接于杆身面图像数据生成部43、霍根面图像数据生成部44以及挥杆图像数据生成部46。优劣判断部49基于杆身面、霍根面以及高尔夫球杆13的轨迹而对挥杆动作的优劣进行判断。例如，在打算打直球的情况下，如果挥杆时的高尔夫球杆13的轨迹落入杆身面与霍根面之间，则优劣判断部49判断为“优”。此时，如果是由内向外(inside-out)或由外向内(outside-in)，则优劣判断部判断为“劣”。在打算打小左曲球的情况下，当相对于杆身面以及霍根面而描绘出由内向外的轨迹时，优劣判断部49判断为“优”。在除此以外的情况下，优劣判断部49判断为“劣”。在打算打小右曲球的情况下，当相对于杆身面以及霍根面而描绘由外向内的轨迹时，优劣判断部49判断为“优”。在除此以外的情况下，优劣判断部49判断为“劣”。打直球、小左曲球以及小右曲球之类的意图只需例如通过被测者的操作而从输入装置24输入即可。当优劣判断部49判断为“优”时，输出“优”的判断信号。当优劣判断部49判断为“劣”时，输出“劣”的判断信号。

运算处理电路16具有描绘部51。描绘部51连接于优劣判断部49。杆身面图像数据生成部43的三维图像数据、霍根面图像数据生成部44的三维图像数据以及挥杆图像数据生成部46的三维图像数据从优劣判断部49被供给至描绘部51。描绘部51根据这些三维图像数据，而生成重叠于杆身面以及霍根面并以三维的方式将高尔夫球杆13的移动轨迹视觉化的三维图像数据。

运算处理电路16具有通知信号生成部52。选择信号从静止判断部47被供给至通知信号生成部52。通知信号生成部52根据表示静止通知信号的选择信号的接收而输出静止通知信号，并根据表示未完成通知信号的选择信号而输出未完成通知信号。同样，判断信号从优劣判断部49被供给至通知信号生成部52。通知信号生成部52能够根据表示“优”的判断信号的接收而输出静止通知信号，并且根据表示“劣”的判断信号的接收而输出未完成通知信号。

如图5所示，杆身面图像数据生成部43具有共用坐标计算部54、杆身面基准坐标计算部55、杆身面顶点坐标计算部56以及杆身面多边形数据生成部57。共用坐标计算部54基于靶线数据而对杆身面的两个顶点的坐标进行计算。详细情况将在后文中叙述。杆身面基准坐标计算部55基于握柄端部的坐标而在杆身13a的轴心33的延长线上对杆身面的基准位置进行计算。在杆身面基准坐标计算部55上连接有杆身面顶点坐标计算部56。杆身面顶点坐标计算部56基于所计算出的杆身面的基准位置，而对杆身面的两个顶点的坐标进行计算。在杆身面顶点坐标计算部56以及共用坐标计算部54上连接有杆身面多边形数据生成部57。杆身面多边形数据生成部57基于所计算出的共计四个点的顶点的坐标，而生成杆身面的多边形数据。该多边形数据相当于以三维的方式将杆身面视觉化的三维图像数据。

霍根面图像数据生成部44具有霍根面基准坐标计算部58、霍根面顶点坐标计算部59以及霍根面多边形数据生成部61。霍根面基准坐标计算部58基于杆身面的基准位置而对霍根面的基准位置进行计算。在进行计算时，霍根面基准坐标计算部58参照角度数据。在霍根面基准坐标计算部58上连接有霍根面顶点坐标计算部59。霍根面顶点坐标计算部59基于所计算出的基准位置而对霍根面的两个顶点进行计算。在霍根面顶点坐标计算部59以及共用坐标计算部54上连接有霍根面多边形数据生成部61。霍根面多边形数据生成部61基于所计算出的共计四个点的顶点的坐标，而生成霍根面的多边形数据。该多边形数据相当于以三维的方式将霍根面视觉化的三维图像数据。

参照图6至图8，对杆身面图像数据生成部43以及霍根面图像数据生成部44进行详细叙述。共用坐标计算部54在进行顶点的坐标的计算时参照球杆头13c的坐标以及比例数据。由图6可知，比例数据在靶线66上确定表示杆身面67的大小的数值TL。数值TL被设定为，在挥杆动作向杆身面67被投影时挥杆动作整体落入杆身面67中的大小。共用坐标计算部54在进行顶点的坐标的计算时，能够将球杆头13c的坐标与靶线66进行比较从而将球杆头13c相对于靶线66进行定位。

杆身面基准坐标计算部55在进行基准位置的计算时参照比例因子数据。如图7所示，比例因子数据确定杆身13a的轴心33的放大率S。根据放大率S，超出握柄端部(0，Gy，Gz)而确定杆身13a的轴心33的延长线。通过延长线的端来确定杆身面67的基准位置68(0，Sy，Sz)。轴心33的放大率S被设定为，在挥杆动作向杆身面67被投影时挥杆动作的整体落入杆身面67中的数值。

杆身面顶点坐标计算部56在进行顶点的坐标的计算时参照比例数据。由图6可知，确定穿过杆身面67的基准位置68的长度TL的线段。以与靶线平行的方式描绘线段。在该线段的两端得到顶点的坐标S1、S2。

如图8所示，在进行霍根面的基准位置(0，Hy，Hz)的计算时，杆身面67的长度SL与角度Sθ被输送至霍根面基准坐标计算部58。长度SL以及角度Sθ能够基于杆身面67的基准位置68的坐标(0，Sy，Sz)而被计算出。长度SL以及角度Sθ既可以通过杆身面基准坐标计算部55来计算，也可以通过霍根面基准坐标计算部58来计算。

如图9所示，霍根面基准坐标计算部58使杆身面67的基准位置68绕靶线66进行旋转。该旋转的角度θd通过角度数据来确定。根据旋转而得到霍根面69的基准位置71(0，Hy，Hz)。这样根据高尔夫球挥杆分析装置11，能够通过单个的惯性传感器(惯性传感器12)来实现高尔夫球挥杆的分析。

如图10所示，挥杆动作计算部45具有支点位移计算部72以及球杆头位移计算部73。加速度信号以及角速度信号从惯性传感器12被输入至支点位移计算部72。支点位移计算部72基于加速度以及角速度，并根据时间轴而对支点28的位移进行计算。例如，如果惯性传感器12的位移与棒27的姿态被确定，则能够确定支点28的位移。惯性传感器12的位移能够依据惯性传感器12的加速度而被计算出。棒27的姿态能够依据惯性传感器12的角速度而被计算出。支点28的位置从惯性传感器12的局部坐标系Σ_s被坐标变换为绝对基准坐标系Σ_xyz。在进行坐标变换时，变换矩阵能够从存储装置18中被供给。

加速度信号以及角速度信号从惯性传感器12被供给至球杆头位移计算部73。球杆头位移计算部73基于加速度以及角速度，并根据时间轴而对球杆头13c的位移进行计算。例如，如果惯性传感器12的位移与棒27的姿态被确定，则能够在惯性传感器12的局部坐标系Σ_s内确定球杆头13c的位移。惯性传感器12的位移能够依据惯性传感器12的加速度来计算。棒27的姿态能够依据惯性传感器12的角速度来计算。球杆头13c的位置从局部坐标系Σ_s被坐标变换为绝对基准坐标系Σ_xyz。在进行这样的坐标变换时，只需从支点位移计算部72向球杆头位移计算部73通知支点28的位置即可。

(4)高尔夫球挥杆分析装置的动作

对高尔夫球挥杆分析装置11的动作进行简单说明。首先，对高尔夫球手的高尔夫球挥杆进行计测。在进行计测之前，先将必要的信息从输入装置24输入至运算处理电路16。在此，根据三维振子模型26，来推动如下信息的输入，即，基于局部坐标系Σ_s的支点28的位置l_sj以及惯性传感器12的初始姿态的旋转矩阵R0。所输入的信息例如在特定的标识符下被管理。标识符只需对特定的高尔夫球手进行标识即可。

在进行计测之前，惯性传感器12先被安装于高尔夫球杆13的杆身13a上。惯性传感器12以无法相对于高尔夫球杆13进行相对位移的方式被固定于高尔夫球杆13上。在此，惯性传感器12的检测轴之一对准于杆身13a的轴心。惯性传感器12的检测轴之一对准于由击球面的朝向而被确定的击球方向。

在执行高尔夫球挥杆之前，先开始惯性传感器12的计测。根据开关14的操作而从开关14输出触发信号。根据触发信号的输出，惯性传感器12开始动作。在动作开始时，惯性传感器12被设定为预定的位置以及姿态。这些位置以及姿态相当于通过初始姿态的旋转矩阵R0而被确定的位置和姿态。惯性传感器12以特定的采样间隔而持续地对加速度以及角速度进行计测。采样间隔规定计测的分辨率。惯性传感器12的检测信号被实时地送入至运算处理电路16。运算处理电路16接收对惯性传感器12的输出进行确定的信号。

高尔夫球挥杆始于瞄球，后摆杆挥起然后挥落，并经由击球直至送球、收杆。瞄球时，被测者的姿态静止。运算处理电路16的倾斜角计算部48对高尔夫球杆13的倾斜角进行计算。当倾斜角落入预定的倾斜角的范围(第二范围)内时，运算处理电路16的静止判断部47对高尔夫球杆13的静止状态进行判断。当惯性传感器12的输出落入第一范围内时，静止判断部47掌握静止状态。以此方式根据高尔夫球杆13的静止状态而从通知信号生成部52输出静止通知信号。静止通知信号被输送至告知装置23。告知装置23产生声音、光、振动之类的物理的变化。当以此方式确保了静止状态时，如后文所述，在高尔夫球挥杆分析装置11中计测准备将就绪。

当向被测者通知计测准备的完成时，被测者能够开始挥杆的动作。挥杆的动作从瞄球转移至后摆杆挥起，然后挥落，并并经由击球直至送球、收杆。高尔夫球杆13被挥动。当被挥动时，高尔夫球杆13的姿态按照时间轴而变化。惯性传感器12根据高尔夫球杆13的姿态而输出检测信号。挥杆动作计算部45开始进行高尔夫球杆13的移动轨迹的计算。以此方式，挥杆动作计算部45能够可靠地在整个挥杆动作中追随高尔夫球杆13的移动。高尔夫球挥杆分析装置11即便在被测者单独一人的情况下，也能够可靠地在恰当的时刻开始计测。而且，能够在挥杆的开始前避免多余的分析。

静止判断部47在进行静止状态的判断时对高尔夫球杆13的姿态进行判断。根据倾斜角的范围来确定瞄球时的高尔夫球杆13的姿态。当以此方式确定了高尔夫球杆13的轴心33的倾斜度时，能够明确地区分与计测的开始相应的静止状态和不与计测的开始相应的静止状态。换言之，瞄球时的静止状态被从瞄球时以外的静止状态区分开。其结果为，能够避免在瞄球时以外的静止状态下开始计测的情况。进而能够可靠地确定恰当的时刻。

另一方面，当在接收到了开始指示信号之后在预定期间内未检测到静止状态时，静止判断部47输出表示未完成通知信号的选择信号。静止状态的未完成通过未完成通知信号来通知。未完成通知信号被输送至告知装置23。告知装置23产生声音、光、振动之类的物理的变化。被测者根据该物理的变化而促使静止状态的确立。如此被测者能够可靠地确立静止状态。

根据静止状态的确立而从静止判断部47向偏置值计算部42发送选择信号。根据选择信号的接收，偏置值计算部42对惯性传感器12的偏置推断值进行计算。基于该偏置推断值来修正惯性传感器12的输出值。此时，在进行偏置推断值的计算时，惯性传感器12要求高尔夫球杆13的静止状态。选择信号根据静止状态的确立而被输出，因此能够可靠地完成偏置推断值的计算。当以此方式在进行计测之前先计算出偏置值时，挥杆动作计算部45能够实时地确定高尔夫球杆13的轨迹。被测者的动作能够被实时地分析。

在进行瞄球时，被测者再现击球的瞬间的姿态。其结果为，能够从“高尔夫球挥杆”的一连串的动作中提取出击球的瞬间的姿态。此时，高尔夫球杆13以静止姿态被保持。被测者的上肢的姿态被固定。从惯性传感器12输出瞄球时的检测信号。

运算处理电路16的杆身面图像数据生成部43基于瞄球时的检测信号而对杆身面进行计算。运算处理电路16的霍根面图像数据生成部44基于瞄球时的检测信号而对霍根面进行计算。运算处理电路16的挥杆图像数据生成部46基于挥杆动作时的检测信号而对高尔夫球杆13或上肢15的移动轨迹进行计算。如图11所示，基于杆身面以及霍根面的计算和高尔夫球杆13的轨迹的计算，运算处理电路16的描绘部51生成重叠于杆身面67以及霍根面69并以三维的方式将高尔夫球杆13的轨迹75视觉化的三维图像数据。三维图像数据被供给至图像处理电路21。其结果为，在显示装置22的画面上显示有所需的图像。

在此，能够基于瞄球时的检测信号而计算出靶线66。在进行计算时预先使惯性传感器12的x轴对准于通过击球面的朝向而被确定的击球方向。因此，当在瞄球时球杆头13c的坐标被确定时，能够基于惯性传感器12的x轴的平行移动来确定靶线66。但是，靶线66的确定也可以通过其他的方法来实现。

惯性传感器12根据瞄球时的高尔夫球杆13的姿态而输出检测信号。根据检测信号来确定杆身面67以及霍根面69。杆身面67能够描绘出通过高尔夫球挥杆而挥动的高尔夫球杆13的虚拟轨道。能够将挥杆时的高尔夫球杆13的轨迹与虚拟轨道对比观察。同样，将挥杆时的高尔夫球杆13的轨迹与霍根面69对比观察。能够基于这样的高尔夫球杆13的轨迹来分析被测者的挥杆动作。如此，对于“高尔夫球挥杆”这一运动能够提供明确的指标。

运算处理电路16的优劣判断部49基于杆身面、霍根面以及高尔夫球杆13的轨迹而对挥杆动作的优劣进行判断。在优劣判断部49判断为“优”时，输出表示“优”的判断信号。基于判断信号的输出，从通知信号生成部52输出静止通知信号。静止通知信号被输送至告知装置23。告知装置23与前述相同，基于静止通知信号的接收，产生声音、光、振动之类的物理的变化。在优劣判断部49判断为“劣”时，输出“劣”的判断信号。基于判断信号的输出，输出未完成通知信号。未完成通知信号被输送至告知装置23。告知装置23与前述相同，基于未完成通知信号的接收，产生声音、光、振动之类的物理的变化。这样，被测者能够根据物理的变化而知晓高尔夫球挥杆的优劣。这样，能够通过试行错误而对高尔夫球挥杆的姿势加以良好的改进。

此外，在以上的实施方式中，运算处理电路16的各个功能模块根据高尔夫球挥杆分析软件程序19的执行而被实现。但是，各个功能模块也可以不依赖于软件处理而是通过硬件来实现。此外，高尔夫球挥杆分析装置11也可以被应用于用手握住而进行挥动的运动器具(例如，网球拍、乒乓球拍)的挥摆分析中。在这些情况下，在进行挥摆分析时只需使用相当于杆身面的虚拟平面即可。

此外，虽然如上所述对本实施方式进行了详细说明，但是，还能够施以实质上不脱离本发明的创新点以及效果的多种变形，这对于本领域普通技术人员而言是能够容易理解的。因此，这样的变形例应全部被包含在本发明的范围内。例如，在说明书或者附图中，对于至少一次与更加广义或者同义的不同用语一起被记载的用语，在说明书或者附图的任意地方，均能够被替换为该不同的用语。另外，惯性传感器12、高尔夫球杆13、握柄13b、球杆头13c、运算处理电路16等的结构以及动作也并不局限于本实施方式中所说明的情况，而是能够进行各种变形。

符号说明

11运动分析装置(高尔夫球挥杆分析装置)；12惯性传感器；13运动器具(高尔夫球杆)；13a杆身部(轴)；14开始指示输入部(开关)；16运算部(运算处理电路)；19高尔夫球挥杆分析软件程序。

Claims

1.一种运动分析装置，其特征在于，

具有运算部，所述运算部使用惯性传感器的输出，对运动器具以及被测者中的至少一方的静止状态进行判断，并根据所述静止状态而输出静止通知信号。

2.如权利要求1所述的运动分析装置，其特征在于，

所述运算部在进行所述静止状态的判断时，对所述惯性传感器的输出是否落入第一范围内进行判断。

3.如权利要求1所述的运动分析装置，其特征在于，

所述运算部在进行所述静止状态的判断时，使用所述惯性传感器的输出而对所述运动器具的杆身部延伸的方向上的线段的倾斜度是否落入第二范围内进行判断。

4.如权利要求3所述的运动分析装置，其特征在于，

所述惯性传感器的输出包括加速度传感器的输出，

使用所述加速度传感器的输出，而对所述运动器具的杆身部延伸的方向上的线段相对于重力方向的倾斜度进行计算。

5.如权利要求1所述的运动分析装置，其特征在于，

当在第一期间内未检测出所述静止状态时，所述运算部输出未完成通知信号。

6.如权利要求5所述的运动分析装置，其特征在于，

具有开始指示输入部，所述开始指示输入部输出所述惯性传感器的计测开始的触发信号，

当在从所述开始指示输入部输出了所述触发信号之后，在所述第一期间内未检测出所述静止状态时，输出所述未完成通知信号。

7.如权利要求6所述的运动分析装置，其特征在于，

所述开始指示输入部被设置于搭载有所述惯性传感器的传感器单元侧。

8.如权利要求1所述的运动分析装置，其特征在于，

所述运算部使用所述惯性传感器的输出而对所述运动器具以及所述被测者中的至少一方的挥摆动作中的惯性量进行检测，并根据所述惯性量而向被测者告知所述挥摆动作的优劣。