JP2004113411A - 動作診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被診断者の技能が、模範者の技能と比較してどのように異なるかを、容易に知ることのできる動作診断装置を提案する。
【解決手段】模範者の動作に伴うその模範者自体又はその模範者が扱う道具の第１の所定ポイントの座標であって、その第１の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を模範点列として記憶する記憶手段と、模範者と同様の動作をした被診断者を連続的に撮影した複数の画像から、その被診断者の動作に伴うその診断者自体又はその被診断者が扱う道具の、第１の所定ポイントと同じ第２の所定ポイントの座標であって、その第２の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を被診断点列として抽出する抽出手段と、模範点列と被診断点列との類似度を数値化する演算手段と、を備える。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフのスイング、野球のバッティング、ダンス等は、その動作の良し悪しから、その上手下手が分かる。
【０００３】
特許文献１には、パラメータを入力し、指定ゴルフクラブによりスイングすれば、情報処理装置が、個人の技能水準に応じたスイングフォームの診断を行い、これを矯正するための矯正データを作成し、その弾道をＣＲＴ上の自然画の中にゴルフボールのグラッフィックで表示するようにしたゴルフ情報サービスシステムが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、実習者が人体模型を用いて実習している際に、実習者または実習者が取り扱う器具の少なくとも何れかの特定の位置の画像を撮影して対応する画像信号を作成する撮像手段と、撮像手段で作成された画像信号を処理し、特定の位置の移動軌跡を二次元座標に示すためのデータを作成する画像処理手段と、座標データを用いて特定の位置の移動軌跡を表示するディスプレイを有する医療実習装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１２７５９０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２９３０９７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、被診断者の技能が、模範者の技能と比較してどのように異なるかを、容易に知ることのできる動作診断装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、模範者の動作に伴うその模範者自体又はその模範者が扱う道具の第１の所定ポイントの座標であって、その第１の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を模範点列として記憶する記憶手段と、模範者と同様の動作をした被診断者を連続的に撮影した複数の画像から、その被診断者の動作に伴うその診断者自体又はその被診断者が扱う道具の、第１の所定ポイントと同じ第２の所定ポイントの座標であって、その第２の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を被診断点列として抽出する抽出手段と、模範点列と被診断点列との類似度を数値化する演算手段と、を備えた動作診断装置である。
【０００９】
第２の発明は、模範者の動作に伴うその模範者自体又はその模範者が扱う道具の第１の所定ポイントの座標であって、その第１の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を模範点列として記憶する記憶手段と、模範者と同様の動作をした被診断者を連続的に撮影した複数の画像から、その被診断者の動作に伴うその診断者自体又はその被診断者が扱う道具の、第１の所定ポイントと同じ第２の所定ポイントの座標であって、その第２の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を被診断点列として抽出する抽出手段と、模範点列からなる軌跡及び被診断点列からなる軌跡を、同一画面上に表示する表示手段と、を備えた動作診断装置である。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明の動作診断装置において、記憶手段に記憶された模範点列は、その模範点列のＸ座標又はＹ座標の最大値によって各座標が正規化され、かつ第１の所定ポイントの起点から終点までの時間によって時間軸上での正規化がなされ、抽出手段によって抽出された被診断点列は、その被診断点列のＸ座標又はＹ座標の最大値によって各座標が正規化され、かつ第２の所定ポイントの起点から終点までの時間によって時間軸上での正規化がなされている動作診断装置である。
【００１１】
第４の発明は、第１又は第３の発明の動作診断装置において、演算手段は、模範点列と被診断点列とのそれぞれ対応する点間の距離の総和又はその総和の平均値に基づいて模範点列と被診断点列との類似度を数値化するようにした動作診断装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
先ず、図１のブロック図を参照して、本発明の実施の形態の動作診断装置の一例を説明する。１０はＣＰＵで、信号処理を行い、又、各部を制御する。１２はＲＯＭで、ＣＰＵ１０による処理プログラム、数値等を記憶する。１４はＲＡＭで、ＣＰＵ１０の信号処理に基づくデータ等が書き込まれ、又、それが読み出される。１６はキーボード、１８はポインティングデバイスとしてのマウスで、それぞれの操作信号がＣＰＵ１０に供給される。
【００１３】
２２はＬＣＤ等の表示装置である。２０は表示メモリで、表示装置２２における表示内容を保持する。２８は、電子記録媒体としてのメモリカードである。２６はカードインターフェースである。２４はメディアコントローラで、メモリカード２８に対するデータの書き込み及び読み出しを、カードインターフェースを介して制御する。
【００１４】
次に、図１のブロック図及び図２のフローチャートを参照して、動作診断装置を更に説明する。図１のメモリカード２８には、例えば、被診断者のゴルフクラブのスイングの様子が、連続的に撮影された、例えば、動画で記憶されているものとする。尚、動画の代わりに、連写された複数の静止画であっても良い。この被診断者のゴルフクラブのスイングの様子は、三脚等に固定されたデジタルカメラやデジタルビデオカメラによって撮影される。ゴルフボールを乗せるティー（ｔｅｅ）の近傍に接点を設け、当初ゴルフクラブのヘッドがティー上のゴルフボールの近傍に位置しているとき、接点がオン（又はオフ）で、ゴルフクラブのヘッドがゴルフボールを打って、接点がオフ（又はオン）になった時点から撮影を開始するように、接点をカメラに接続しておく。ゴルフクラブのヘッドがゴルフボールを打った瞬間のフレームを、動画の基準フレームとする。
【００１５】
メモリカード２８に記憶されているゴルフクラブのスイングの様子の動画の基準フレームを、表示装置２２の画面に映出させ、マウス１８を動かして、表示装置２２の画面上のカーソルをゴルフクラブのヘッドの所定ポイントに一致させた後、左クリックを行って、基準フレームＦ１におけるゴルフクラブのヘッドの所定ポイントを原点とし、基準フレームＦ１の時刻を０とした各フレームにおけるゴルフクラブのヘッドの所定ポイントの直交座標及び各フレームＦ１〜Ｆｎの経過時間（Ｘ１＝０，Ｙ１＝０，Ｔ１＝０）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｔ２）、………、（Ｘ（ｎ−１），Ｙ（ｎ−１），Ｔ（ｎ−１））、（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｔｎ）を、その動画から抽出して、メモリカード２８に、順次に書き込む（ポイントの指定）（ステップＳ１０）。
【００１６】
次に、メモリカード２８に記憶されている、各フレームにおけるゴルフクラブのヘッドの所定ポイントの直交座標及び各フレームＦ１〜Ｆｎの経過時間（Ｘ１＝０，Ｙ１＝０，Ｔ１＝０）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｔ２）、………、（Ｘ（ｎ−１），Ｙ（ｎ−１），Ｔ（ｎ−１））、（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｔｎ）を抽出する（ステップＳ１２）。
【００１７】
各フレームにおけるゴルフクラブのヘッドの所定ポイントの直交座標及び各フレームＦ１〜Ｆｎの経過時間（Ｘ１＝０，Ｙ１＝０，Ｔ１＝０）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｔ２）、………、（Ｘ（ｎ−１），Ｙ（ｎ−１），Ｔ（ｎ−１））、（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｔｎ）の各Ｘ、Ｙ、Ｔを、それぞれＸ１〜Ｘｎの内の最大値Ｘｍａｘ　、Ｙ１〜Ｙｎの内の最大値Ｙｍａｘ　、最終の経過時間Ｔｎで割り算して、（Ｘ１＝０，Ｙ１＝０，Ｔ１＝０）、（Ｘ２／Ｘｍａｘ　，Ｙ２／Ｙｍａｘ　，Ｔ２／Ｔｎ）、………、（Ｘ（ｎ−１）／Ｘｍａｘ　，Ｙ（ｎ−１）／Ｙｍａｘ　，Ｔ（ｎ−１）／Ｔｎ）、（Ｘｎ／Ｘｍａｘ　，Ｙｎ／Ｙｍａｘ　，１）の如く正規化を行って（ステップＳ１４）、メモリカード２８に書き込む。
【００１８】
プロのゴルファーによるゴルフクラブの模範的なスイングによる、上と同様の各フレームにおけるそれぞれ正規化された直交座標及び時刻（Ａ１＝０，Ｂ１＝０，Ｓ１＝０）、（Ａ２／Ａｍａｘ　，Ｂ２／Ｂｍａｘ　，Ｓ２／Ｓｎ）、………、（Ａ（ｎ−１）／Ａｍａｘ　，Ｂ（ｎ−１）／Ｂｍａｘ　，Ｓ（ｎ−１）／Ｓｎ）、（Ａｎ／Ａｍａｘ　，Ｂｎ／Ｂｍａｘ　，１）を用意し、これがメモリカード２８に記憶されているものとする。
【００１９】
ここで、Ｘｍａｘ　、Ｙｍａｘ　、Ｔｎ＝１及びＡｍａｘ　、Ｂｍａｘ　、Ｓｎ＝１とした場合における被診断者の動作に伴う被診断者自体又はその被診断者が扱う道具の、所定ポイントの軌跡がサンプリングされて撮影された被診断点列（但し、ｎ＝５の場合）（Ｘ１＝０，Ｙ１＝０，Ｔ１＝０）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｔ２）、………、（Ｘ４、Ｙ４、Ｔ４）、（Ｘ５，Ｙ５，Ｔ５）からなる軌跡と、模範者の動作に伴う模範者自体又はその被診断者が扱う道具の、所定ポイントの軌跡がサンプリングされて撮影された模範点列（但し、ｎ＝５の場合）（Ａ１＝０，Ｂ１＝０，Ｓ１＝０）、（Ａ２，Ｂ２，Ｓ２）、………、（Ａ４、Ｂ４、Ｓ４）、（Ａ５，Ｂ５，Ｓ５）からなる軌跡とを、図３に図示する如く、表示装置２２の同一画面上に重ねて表示するようにする。
【００２０】
次に、（Ｘ１＝０，Ｙ１＝０）、（Ｘ２／Ｘｍａｘ　，Ｙ２／Ｙｍａｘ　）、………、（Ｘ（ｎ−１）／Ｘｍａｘ　，Ｙ（ｎ−１）／Ｙｍａｘ　）、（Ｘｎ／Ｘｍａｘ　，Ｙｎ／Ｙｍａｘ　）と、（Ａ１＝０，Ｂ１＝０）、（Ａ２／Ａｍａｘ　，Ｂ２／Ｂｍａｘ　）、………、（Ａ（ｎ−１）／Ａｍａｘ　，Ｂ（ｎ−１）／Ｂｍａｘ　）、（Ａｎ／Ａｍａｘ　，Ｂｎ／Ｂｍａｘ　）との間の距離をそれぞれ演算手段によって算出することによって、被診断者のゴルフクラブのスイングの被診断パターンと、プロゴルファのゴルフクラブのスイングの模範パターンとを比較する（ステップＳ１６）。各点間の距離が長いときは、被診断パターンは模範パターンと大きく異なり、被診断者の技能は低いことを意味し、又、各点間の距離が短いときは、被診断パターンは模範パターンに近く、被診断者は技能が高いことを意味する（診断結果を出力）（ステップＳ１８）。仮に、Ｘｍａｘ　、Ｙｍａｘ　、Ｔｎ＝１及びＡｍａｘ　、Ｂｍａｘ　、Ｓｎ＝１とした場合の図３において、上述と同様のことが言える。尚、算出された複数の距離の分散を取ることによって、被診断者の技能の高、低を評価するようにしても良い。
【００２１】
次に、図３のフローチャートを参照して、図２のステップＳ１６の具体例を説明する。ステップＳ２０では、経過時間ＴをＴ＝０とする。ステップＳ２２では、模範点列における各点の経過時間Ｓに対応する、被診断点列における各点の経過時間Ｔがあるか否かを判別する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の判別で、ＹＥＳのときはステップＳ２４に移行し、ＮＯのときは、ステップＳ３０に移行する。
【００２２】
ステップＳ３０では、経過時間Ｔ１＝０、Ｔ２／Ｔｎ、………、Ｔ（ｎ−１）／Ｔｎ、１のいずれかＴｍ／Ｔｎが、経過時間Ｓ１＝０、Ｓ２／Ｓｎ、………、Ｓ（ｎ−１）／Ｓｎ、１のいずれとも一致しないときに、その一致しない経過時間Ｔｍ／Ｔｎを、経過時間Ｓ１＝０、Ｓ２／Ｓｎ、………、Ｓ（ｎ−１）／Ｓｎ、１のうちの近傍の経過時間に変換するために、Ｘｍ、Ｙｍを比例配分した後、ステップＳ２４に移行する。
【００２３】
ステップＳ２４では、演算手段によって、被診断点列の各点及び模範点列の各点間の経過時間を同じくするもの同士の距離を、それぞれの座標から算出する。ステップＳ２４の次は、ステップＳ２６に移行する。
【００２４】
ステップＳ２６では、経過時間Ｔが最終のＴか、即ち、Ｔ＝Ｔｎか否かが判別され、ＹＥＳのときは、ステップＳ２８に移行して、模範点列と被診断点列との類似度の算出（数値化）を行って、終わりとなる。
【００２５】
模範点列と被診断点列との類似度の算出方法としては、模範点列と被診断点列との間の対応する各点間の距離の総和又はその総和の平均値等に基づいて行い、その数値が小さい程、模範点列と被診断点列との類似度が高くなり、その数値が大きい程、模範点列と被診断点列との類似度が低くなる。
【００２６】
ステップＳ２６の判別でＮＯのときは、ステップＳ３２に移行して、次のＴに設定した後、ステップＳ２２に戻る。
【００２７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、模範者の動作に伴うその模範者自体又はその模範者が扱う道具の第１の所定ポイントの座標であって、その第１の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を模範点列として記憶する記憶手段と、模範者と同様の動作をした被診断者を連続的に撮影した複数の画像から、その被診断者の動作に伴うその診断者自体又はその被診断者が扱う道具の、第１の所定ポイントと同じ第２の所定ポイントの座標であって、その第２の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を被診断点列として抽出する抽出手段と、模範点列と被診断点列との類似度を数値化する演算手段と、を備えるので、被診断者の技能が、模範者の技能と比較してどのように異なるかを、容易に知ることのできる動作診断装置を得ることができる。
【００２８】
第２の発明によれば、模範者の動作に伴うその模範者自体又はその模範者が扱う道具の第１の所定ポイントの座標であって、その第１の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を模範点列として記憶する記憶手段と、模範者と同様の動作をした被診断者を連続的に撮影した複数の画像から、その被診断者の動作に伴うその診断者自体又はその被診断者が扱う道具の、第１の所定ポイントと同じ第２の所定ポイントの座標であって、その第２の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を被診断点列として抽出する抽出手段と、模範点列と被診断点列との類似度を数値化する演算手段と、模範点列からなる軌跡及び被診断点列からなる軌跡を、同一画面上に表示する表示手段と、を備えるので、被診断者の技能が、模範者の技能と比較してどのように異なるかを、容易に視覚的に認識することのできる動作診断装置を得ることができる。
【００２９】
第３の発明によれば、第１又は第２の発明の動作診断装置において、記憶手段に記憶された模範点列は、その模範点列のＸ座標又はＹ座標の最大値によって各座標が正規化され、かつ第１の所定ポイントの起点から終点までの時間によって時間軸上での正規化がなされ、抽出手段によって抽出された被診断点列は、その被診断点列のＸ座標又はＹ座標の最大値によって各座標が正規化され、かつ第２の所定ポイントの起点から終点までの時間によって時間軸上での正規化がなされているので、第１又は第２の発明の効果に加えて、被診断者の技能が、模範者の技能と比較してどのように異なるかを詳しく知ることのできる動作診断装置を得ることができる。
【００３０】
第４の発明によれば、第１又は第３の発明の動作診断装置において、演算手段は、模範点列と被診断点列とのそれぞれ対応する点間の距離の総和又はその総和の平均値に基づいて模範点列と被診断点列との類似度を数値化するので、第１又は第３の発明の効果に加えて、被診断者の技能が、模範者の技能と比較してどのように異なるかを高精度に知ることのできる動作診断装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の動作診断装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の動作診断装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図３】被診断点列及び模範点列の各点の座標及び経過時間の例を示す図である。
【図４】図２のフローチャートにおける模範パターンとの比較のステップの具体例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１４…ＲＡＭ、１６…キーボード、１８…マウス、２０…表示メモリ、２２…表示装置、２４…メディアコントローラ、２６…カードインターフェース、２８…メモリカード

Claims (4)

1. 模範者の動作に伴う該模範者自体又は該模範者が扱う道具の第１の所定ポイントの座標であって、該第１の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を模範点列として記憶する記憶手段と、
   前記模範者と同様の動作をした被診断者を連続的に撮影した複数の画像から、該被診断者の動作に伴う該診断者自体又は該被診断者が扱う道具の、前記第１の所定ポイントと同じ第２の所定ポイントの座標であって、該第２の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を被診断点列として抽出する抽出手段と、
   前記模範点列と前記被診断点列との類似度を数値化する演算手段と、
   を備えたことを特徴とする動作診断装置。
2. 模範者の動作に伴う該模範者自体又は該模範者が扱う道具の第１の所定ポイントの座標であって、該第１の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を模範点列として記憶する記憶手段と、
   前記模範者と同様の動作をした被診断者を連続的に撮影した複数の画像から、該被診断者の動作に伴う該診断者自体又は該被診断者が扱う道具の、前記第１の所定ポイントと同じ第２の所定ポイントの座標であって、該第２の所定ポイントの起点から終点までの動きの軌跡を所定の時間間隔でサンプリングした各座標を被診断点列として抽出する抽出手段と、
   前記模範点列からなる軌跡及び前記被診断点列からなる軌跡を、同一画面上に表示する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする動作診断装置。
3. 前記記憶手段に記憶された模範点列は、該模範点列のＸ座標又はＹ座標の最大値によって各座標が正規化され、かつ前記第１の所定ポイントの起点から終点までの時間によって時間軸上での正規化がなされ、前記抽出手段によって抽出された被診断点列は、該被診断点列のＸ座標又はＹ座標の最大値によって各座標が正規化され、かつ前記第２の所定ポイントの起点から終点までの時間によって時間軸上での正規化がなされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動作診断装置。
4. 前記演算手段は、前記模範点列と前記被診断点列とのそれぞれ対応する点間の距離の総和又はその総和の平均値に基づいて前記模範点列と前記被診断点列との類似度を数値化することを特徴とする請求項１又は３に記載の動作診断装置。

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