JP2005110850A - 身体運動の評価方法、スイング動作評価方法および身体運動の計測システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の計測システムは、前記身体に設定された少なくとも2箇所の特定注目点の運動量を計測する計測手段と、前記計測手段のいずれかの計測データに基づき所定の期間の計測データを時間的に同期させる情報処理部とを有する。
【選択図】図1
Description
第2の加速度センサにより測定される第2の加速度波形からスイング動作におけるコック開放のタイミングを決定するコック開放タイミング決定ステップと、
第1の加速度センサにより測定される第1の加速度波形からインパクトのタイミングを決定するインパクトタイミング決定ステップと、
コック開放タイミング、および、インパクトタイミングの時間軸上の出現位置からスイング動作の良否を評価するスイング動作評価ステップと、
からなることを特徴としている。
第3の加速度センサにより測定される第3の加速度波形からスイング動作におけるスイング開始のタイミングを決定するスイング開始タイミング決定ステップと、
第2の加速度センサにより測定される第2の加速度波形からスイング動作におけるコック開放のタイミングを決定するコック開放タイミング決定ステップと、
第3の加速度波形から左の壁発生のタイミングを決定する左の壁発生タイミング決定ステップと、
第1の加速度センサにより測定される第1の加速度波形からインパクトのタイミングを決定するインパクトタイミング決定ステップと、
スイング開始タイミング、コック開放タイミング、左の壁発生タイミング、および、インパクトタイミングの時間軸上の出現位置からスイング動作の良否を評価するスイング動作評価ステップと、
からなることを特徴としている。
計測手段12は、ゴルファー9及びゴルフクラブ(以下クラブと称する。)8の特定注目点の運動量を測定可能なものを採用する。したがって、計測手段12としては、ゴルファー9の外部に配設される非接触式のセンサ、例えば光学式あるいは磁気式の測長装置を採用することができる。しかし、ゴルファー9及びクラブ8に取付可能な加速度センサを採用すれば、ゴルファー9の行動範囲が制限されず望ましい。加速度センサによれば、特定注目点に負荷される加速度に応じた計測データが出力される。
撮像手段13としては例えばビデオカメラなどが採用される。撮像手段13は、図1に示すように、ゴルファー9の正面視の運動を撮像するためにゴルファー9の正面を望む位置に配設される。撮像手段13の画像データは、ケーブルを介して伝送され情報処理部11へ入力される。なお、撮像手段13は、図示するようにゴルファー9の全身を一台で撮像するようにしてもよいし、ゴルファー9の各部位を複数台のビデオカメラ14で撮像してもよい。さらに、必要に応じゴルファー9の背面や側面、上面などにも配設し、複数面から身体運動を撮像してもよい。
情報処理部11は、図1に示すように、センサ12の加速度データに基づきトリガー信号を生成するトリガー信号発生回路(以下トリガー回路と称する。)111と、センサ12の加速度データと撮像手段13の画像データを前記トリガー信号に基づき時間的に同期させる同期化回路112とを備えている。情報処理部11は、デジタル信号を処理する情報処理機器(例えばコンピュータ)で実現される。したがって、加速度データや画像データがアナログ信号の場合には、図示するように、加速度データを所定の増幅率で増幅する増幅器113および増幅された加速度データをデジタル化する変換器114と、画像データをデジタル化する画像入力回路115とを情報処理部11に内蔵させておけばよい。なお、図において、情報処理部11は、ハードウエア的な要素で構成されているが、各要素の動作を実行可能なソフトウエアを用い演算処理回路(CPU)でソフトウエア的に実現することもできる。
本発明の評価方法によれば、力を生成する身体の駆動部と、該力を伝達する前記身体の伝達部と、該伝達部を介して伝達された力を作用する前記身体の作用部について、いずれかの部の運動量を計測し、該計測データに基づきその部の特定動作の状態を判定し、身体運動が評価される。ここで、前記身体が道具(例えば前記実施例のスイング用具であるクラブ8、バットなど)を操作する場合には、その道具が作用を行う部位も前記作用部に含まれる。
評価手段は、図10に示すステップ1〜5の「スイング開始タイミング判定ステップ」で、腰部の加速度データに基づいてダウンスイング開始時の体幹の始動状態を判定する。
1)評価をスタートする。(ステップ1)
2)腰部のセンサ122から出力されたZ軸の加速度データ(第3の加速度波形)に基づいて、図12(a)に示すように、予め設定した期間T0における特異点A1を抽出する。(ステップ2)なお、その期間T0は、トップオブスイングの時刻近傍において適宜すればよい。
3)所定の判別基準に基づき特異点の有無を判別する。(ステップ3)例えば図示するような場合には、所定期間T0の平坦な部分とピークとの差異に基づいて判別するようにすればよい。
4)特異点A1が存在する場合には、クラブ8の切返しとともに体幹の運動が開始され力が体幹で生じているので良と判定する。(ステップ5)
5)特異点A1が存在しない場合には、体幹の運動が認められず力は腕部のみで発生しているので不良と判定する。(ステップ4)
6)左手首部のセンサ121から出力されたY軸の加速度データ(第2の加速度波形)に基づき、図12(b)に示すように、その最小値の時刻を求め、その時刻とインパクト時刻との間隔T1を算出する。(ステップ6)
7)インパクト時刻を基準とし定めた期間Ts1と該間隔T1を比較する。(ステップ7)
8)「T1≦Ts1」の場合、すなわち前記最小値の時刻がインパクト時刻に近い場合には、「コック開放」のタイミングが早すぎ不良と判定する。(ステップ8)発明者らの研究によれば、「コック開放」のタイミングが早すぎる場合には、ゴルファー9の上肢とクラブ8が一体化され回転半径が大きくなるとともに慣性モーメントが増大するためクラブヘッドのスピードが上がらず、したがって、前記最小値の時刻がインパクト時刻に接近する。
9)「T1>Ts1」の場合には、クラブヘッドのセンサ123から出力されたX軸の加速度データに基づき、図12(c)に示すように、その最大値K1を求める。(ステップ9)
10)予め設定した基準加速度Ks1と該最大値K1を比較する。(ステップ10)
11)「K1>Ks1」の場合には、「コック開放」のタイミングが遅すぎて不良と判定する。(ステップ11)すなわち、「コック開放」のタイミングが遅すぎる場合には、インパクトの直前にクラブヘッドのフェース面が回転して該フェース面が飛球方向を向くためにセンサ123のX軸は過大な加速度を検出する。
12)「K1≦Ks1」の場合には、コック開放のタイミングが適性であり良と判定する。(ステップ12)
13)腰部のセンサから出力されたX軸の加速度データに基づいて、図12(a)に示すように、該加速度データが負から正に転じる時刻(ゼロクロスのタイミング。すなわち左の壁が発生したタイミングである。)を求め、その時刻とインパクト時刻の間隔T2を算出する。(ステップ13)
14)インパクト時刻を基準とし定めた期間Ts2と該間隔T2とを比較する。(ステップ14)
15)「T2≦Ts2」の場合、すなわちゼロクロスのタイミングがインパクトに近い場合には、体幹が十分に減速されず左の壁が形成されていないため不良と判定する。(ステップ15)
16)「T2>Ts2」の場合には体幹が適性に減速され良と判定する。(ステップ16)
17)左手首部のセンサ121から出力されたZ軸の加速度データに基づき、図12(b)に示すように、インパクトの時刻を基準とし予め設定された期間T3における最小値K2を求める。(ステップ17)
18)基準加速度Ks2と最小値K2を比較する。(ステップ18)
19)「K2≦Ks2」の場合には、左手の甲が打撃方向を向いており左手首部の返しが大きく不良であると判定する。(ステップ19)
20)「K2>Ks2」の場合には、左手首部の反しは適性で良あると判定する(ステップ20)
21)評価を終了する。(ステップ21)
1)腰部のZ軸の加速度データにおいて期間T0に特異点A1が存在する。(図12(a))
2)左手首部のY軸の加速度データにおいてその最小値の時刻とインパクト時刻の間隔T1は基準期間Ts1より長く(図12(b))、クラブヘッドのZ軸の加速度データにおいてその最大値K1は基準加速度Ks1より小さい(図12(c))。
3)腰部のZ軸の加速度データにおいてその正から負に転じる時刻とインパクト時刻の間隔T2は基準期間Ts2より長い。(図12(a))
4)左手首部のZ軸の加速度データの期間T3においてその最小値K2は基準加速度Ks2より大きい。(図12(b))したがってプロゴルファーのスイングは表1のように評価された。
1)腰部のZ軸の加速度データにおいて期間T0に特異点A1がない。(図13(a))
2)左手首部のY軸の加速度データにおいてその最小値の時刻とインパクト時刻の間隔T1は基準期間Ts1より短い。(図13(b))
3)腰部のZ軸の加速度データにおいてその正から負に転じる時刻とインパクト時刻の間隔T2は基準期間Ts2より長い。(図13(a))
4)左手首部のZ軸の加速度データの期間T3においてその最小値K2は基準加速度Ks2より小さい。(図13(b))したがって該アマチュアゴルファーのスイングは表2のように評価された。この評価結果から、該アマチュアゴルファーは特に左手首部の動作を矯正する必要があることが判る。
1)腰部のZ軸の加速度データにおいて期間T0に特異点A1がない。(図14(a))
2)左手首部のY軸の加速度データにおいてその最小値の時刻とインパクト時刻の間隔T1は基準期間Ts1より長く(図14(b))、クラブヘッドのZ軸の加速度データにおいてその最大値K1は基準加速度Ks1より小さい(図14(c))。
3)腰部のZ軸の加速度データにおいてその正から負に転じる時刻とインパクト時刻の間隔T2は基準期間Ts2より短い。(図14(a))
4)左手首部のZ軸の加速度データの期間T3においてその最小値K2は基準加速度Ks2より大きい。(図14(b))したがって該アマチュアゴルファーのスイングは表3のように評価された。この評価結果から、該アマチュアゴルファーは特に体幹の動作を矯正する必要があることが判る。
8 ゴルフクラブ
9 ゴルファー
Claims (14)
- 力を生成する身体の駆動部と、該駆動部で生じた力を伝達する前記身体の伝達部と、該伝達部を介して伝達された力を作用する前記身体の作用部について、前記いずれかの部の運動量を計測し、その計測データに基づいて前記いずれかの部の特定動作の状態を判定する身体運動の評価方法。
- 力を生成する身体の駆動部と、該駆動部で生じた力を伝達する前記身体の伝達部と、該伝達部を介して伝達された力を作用する前記身体が操作する器具の作用部について、前記いずれかの部の運動量を計測し、その計測データに基づいて前記身体のいずれかの部の特定動作の状態を判定する身体運動の評価方法。
- 評価対象者がスイングするスイング用具の先端部に取り付けられた第1の加速度センサおよび評価対象者の腕部またはスイング用具の持ち手部に取り付けられた第2の加速度センサにより得られる計測データに基づき評価対象者のスイング動作を評価するスイング動作評価方法であって、
第2の加速度センサにより測定される第2の加速度波形からスイング動作におけるコック開放のタイミングを決定するコック開放タイミング決定ステップと、
第1の加速度センサにより測定される第1の加速度波形からインパクトのタイミングを決定するインパクトタイミング決定ステップと、
コック開放タイミング、および、インパクトタイミングの時間軸上の出現位置からスイング動作の良否を評価するスイング動作評価ステップと、
からなることを特徴とするスイング動作評価方法。 - 評価対象者がスイングするスイング用具の先端部に取り付けられた第1の加速度センサおよび評価対象者の腕部またはスイング用具の持ち手部に取り付けられた第2の加速度センサ、および、評価対象者の腰に取り付けられた第3の加速度センサに基づき評価対象者のスイング動作を評価するスイング動作評価方法であって、
第3の加速度センサにより測定される第3の加速度波形からスイング動作におけるスイング開始のタイミングを決定するスイング開始タイミング決定ステップと、
第2の加速度センサにより測定される第2の加速度波形からスイング動作におけるコック開放のタイミングを決定するコック開放タイミング決定ステップと、
第3の加速度波形から左の壁発生のタイミングを決定する左の壁発生タイミング決定ステップと、
第1の加速度センサにより測定される第1の加速度波形からインパクトのタイミングを決定するインパクトタイミング決定ステップと、
スイング開始タイミング、コック開放タイミング、左の壁発生タイミング、および、インパクトタイミングの時間軸上の出現位置からスイング動作の良否を評価するスイング動作評価ステップと、
からなることを特徴とするスイング動作評価方法。 - コック開放タイミング決定ステップにおいて、第2の加速度センサにより腕の長軸方向の加速度を測定し、第2の加速度波形の極値が現れた時点をコック開放タイミングとして決定することを特徴とする請求項3又は4のスイング動作評価方法。
- インパクトタイミング決定ステップにおいて、第1の加速度センサによりスイング用具長手方向の加速度を測定し、第1の加速度波形の極値が現れた時点をインパクトタイミングとして決定することを特徴とする請求項3乃至5のいずれかのスイング動作評価方法。
- スイング開始タイミング決定ステップにおいて、第3の加速度センサにより体幹断面方向の加速度を測定し、第3の加速度波形の極値が現れた時点をスイング開始タイミングとして決定することを特徴とする請求項3乃至6のいずれかのスイング動作評価方法。
- 左の壁発生タイミング決定ステップにおいて、第3の加速度センサにより体幹の左右方向の加速度を測定し、第3の加速度波形にゼロクロスが現れた時点を左の壁発生タイミングとして決定することを特徴とする請求項3乃至7のいずれかのスイング動作評価方法。
- 同一評価対象者による複数回のスイング動作についてコック開放タイミングおよびインパクトタイミングを決定し、コック開放タイミングおよびインパクトタイミングの時間軸上の出現位置のばらつきからスイング動作の良否を評価することを特徴とする請求項3のスイング動作評価方法。
- 同一評価対象者による複数回のスイング動作についてスイング開始タイミング、コック開放タイミング、左の壁発生タイミング、および、インパクトタイミングを決定し、スイング開始タイミング、コック開放タイミング、左の壁発生タイミング、および、インパクトタイミングの時間軸上の出現位置のばらつきからスイング動作の良否を評価することを特徴とする請求項4のスイング動作評価方法。
- 第1の加速度センサによりスイング用具先端における加速度のスイング方向成分Ayを測定し、Ayと評価対象者の上肢長とスイング用具長との和Rとから、
[式]
Vy=√(R×Ay)
によりスイング用具先端の速度Vyを算出することを特徴とする請求項3乃至10のいずれかのスイング動作評価方法。 - 身体の運動を計測するシステムであって、前記身体に設定された少なくとも2箇所の特定注目点の運動量を計測する計測手段と、前記計測手段のいずれかの計測データに基づき所定の期間の計測データを時間的に同期させる情報処理部とを有することを特徴とする身体運動の計測システム。
- 身体の運動を計測するシステムであって、前記身体の特定注目点の運動量を計測する計測手段と、前記身体を撮像する撮像手段と、前記計測手段の計測データに基づき所定の期間の該計測データとその期間の撮像手段の画像データとを時間的に同期させる情報処理部とを有することを特徴とする身体運動の計測システム。
- 計測手段として加速度センサを備える請求項12又は13の身体運動の計測システムであって、加速度センサの計測データを用いて請求項3乃至11のいずれかのスイング動作評価方法を実行する評価手段を備えることを特徴とする身体運動の計測システム。
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