JP2009183455A - 競技情報入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】打球用具の競技者による操作をリアルタイムでデータとして入力し、このデータにより客観的な操作解析が得られるようにした競技用具操作情報入力装置を提供すること。
【解決手段】ラケットに３次元加速度センサ部１０１と接触センサ部１０２、制御部１０３、記憶部１０４、ＲＴＣ１０５、対情報収集装置通信部１０６を設けて模擬ラケット１とし、これに対センサ通信部２０１、操作部２０２、制御部２０３、記憶部２０４、表示部２０５を備えた情報収集装置２を組み合わせ、模擬ラケット１の操作情報が無線により情報収集装置２に伝送され、表示部２０５により一覧表形式で表示されるようにしたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、打球用具の操作状態をデータとして認識するための入力装置に係り、特に、卓球用ラケットの操作解析に好適な競技情報入力装置に関する。
ここで打球用具とは、例えば上記した卓球用ラケットなど、競技者がボール(球)を打つ競技(球技)に使用される用具のことである。

卓球などの球技においては、競技者のフォームと共に、このとき使用するラケットなどの打球用具の操作が技量の要となり、従って、それらの改善が技量上達の要件となるが、このためには競技者による打球用具の操作状態を解析することが前提となる。
ところで、この打球用具の操作を解析する場合、一般には目視によっていた。つまり、例えばコーチなどの熟練者が競技者の動作を観察して解析するのである。

しかし、この場合、判断に熟練を要する上、当事者の主観が判断に入ってしまうのが避けられない。
一方、これとは別に写真を用い、競技者の画像を見て判定する方法も従来から採用されているが、しかし、この場合も、判断に熟練を要し、且つ主観が入ってしまう点では変わりなく、このため、操作解析が当事者の主観に左右されることなく、常に客観的な解析が可能な方法が望まれている。

他方、いまやゲーム時代と呼べるほどで、スポーツについても、いわゆるバーチャルリアリティとしてシミュレーションゲーム化され、このことはピンポンと呼ばれる卓球の場合も例外ではなく、この場合、ラケットに模擬させた用具の動きを情報として取り込むことにより、卓球の試合をシミュレーションし、モニタに試合状況として表示させ、卓球の試合が、モニタ画像上の仮想空間において、ゲームとして楽しめるようにした技術が従来から開示されている(例えば特許文献１参照。)。

特開２００２−７０５７号公報

上記したように、従来から打球用具の客観的な操作解析が望まれているが、このとき従来技術では、模擬ラケットの動きを取り込んで卓球試合がシミュレーション画像として表示されるだけに留まり、競技者による操作を客観的に解析したいという要望について、現状では応えられていないのが実情であった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、打球用具の競技者による操作をリアルタイムでデータとして入力し、このデータにより客観的な操作解析が得られるようにした競技用具操作情報入力装置を提供することにある。

上記目的は、打球用具の操作を情報として収集するための競技情報入力装置であって、３次元加速度と面接触位置を検出する２種のセンサ部及びこれら２種のセンサ部により検出したデータを送信する無線送信部が内蔵された模擬打球用具と、前記通信手段と通信して前記データを受信する無線受信部及び当該無線受信部により受信したデータを管理する制御部とが備えられた情報収集手段とを備え、前記情報収集手段により、前記模擬打球用具に与えられた操作がログ情報として得られるようにして達成される。

例えば、卓球などにおいて、競技者がボールにかけているスピンが実際にはどのようになっているかなどのことは、いかに熟練者でも見た目だけでは判断が困難である。
このとき上記手段によれば、ラケットなどの打球用具の実際の動きがデータとして取り込めるので、スピンなどについても定量的に把握でき、従って客観的な解析が容易に得られることになる。

本発明によれば、例えば卓球の選手が実際に試合をしたときのラケットの操作を情報として分析することができるので、当該選手の動きの問題点などが定量的に把握でき、この結果、当該選手の技量向上に必要な情報をフィードバックすることにより、更なる技量向上を図ることができる。

以下、本発明に係る競技情報入力装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明を卓球に適用した場合の一実施の形態で、この場合、１は模擬ラケットで、２は情報収集装置であり、従って、これら模擬ラケット１と情報収集装置２が対になって本発明に係る競技情報入力装置が構成されていることになる。

まず、模擬ラケット１は、実際に卓球に使用されるラケットと同じ材料により同じ形状のラケットを本体とし、これに図示のように、３次元加速度センサ部１０１、接触センサ部１０２、制御部１０３、記憶部１０４、ＲＴＣ(実時間計時部：Real Time Clock)１０５、それに対情報収集装置通信部１０６が設けられ、図示してないが、電源用の電池が内蔵されているものである。
ここで、この模擬ラケット１は、上記したように、実際に卓球に使用されるラケットと同じ形状に作られているのは勿論、重量やバランスの点でも、実際のラケットと極力同じになるようにしてある。なお、このことは、ＩＣ化された電子部品を用いたり、高性能の電池を用いることにより、現状でも充分に対応が可能である。

次に、情報収集装置２には、同じく図示のように、対センサ通信部２０１、操作部２０２、制御部２０３、記憶部２０４、それに表示部２０５が設けられ、同じく図示してないが、電源部が設けられている。
但し、この情報収集装置２の場合、形状や大きさ、重量についての制限は特になく、電源についても、電池に限らず、商用電源に依存することもできる。

そこで、次に、模擬ラケット１と情報収集装置２の詳細について説明する。
まず、模擬ラケット１において、その３次元加速度センサ部１０１は、例えば自動車のエアバッグやゲーム機のコントローラ、携帯型音楽プレーヤー、更にはＨＤＤ(ハードディスク記憶装置)の落下保護用などに使用されている周知の１素子型の３次元加速度センサで構成され、これが模擬ラケット１の打面となる部分の、例えば略中央部に、内部に埋め込まれた状態で取り付けられていて、模擬ラケット１に現れる加速度を、ｘ軸方向の加速度αx とｙ軸方向の加速度αy、及びｚ軸方向の加速度αz からなる３次元の加速度データα(xyz)として夫々検出する働きをする。

次に、接触センサ部１０２は、例えばマイコンのペン書入力機器やタブレット装置などとして周知の面接触位置座標検出型センサで構成され、模擬ラケット１の打面に貼り付けられているラバーの裏面に、全面にわたって装着され、模擬ラケット１にボールが当ったことの検出と、このときの当った位置の座標データＣ(XY)を検出する働きをする。
ここで、ラケットがペンホルダーグリップタイプの場合は、このままでよいが、シェイクハンドグリップタイプの場合は打面が両面にあるので、この場合は、接触センサ部１０２は、一方の打面Ｆと他方の打面Ｒについて夫々座標データＣ(XY)を検出するようになっている。
これら３次元加速度センサ部１０１で検出された３次元の加速度データα(xyz)と接触センサ部１０２で検出された座標データＣ(XY)は制御部１０３に入力される。

このとき制御部１０３は、例えば所定のプログラムが格納されたマイコンチップで構成され、まず、加速度データα(xyz)を加工し、「ラケットの傾き」、「ラケット操作の加速度」、「ラケットにボールが当たったときの加速度のずれ」などのデータを生成し、ログ情報として記憶部１０４に保存してゆく働きをする。
この記憶部１０４としては、上記したマイコンチップのメモリ部を使用すれば良いが、ＩＣメモリを別に設けるようにしてもよい。

更に、この制御部１０３は、座標データＣ(XY)を加工することにより、「ラケットにボールが当ってから離れるまでの位置座標」、「打面はＦかＲか」などのデータを生成し、ログ情報として記憶部１０４に保存してゆく。
このとき、ＲＴＣ１０５は現在の時刻を発生し、制御部１０３に入力している。そこで制御部１０３は、ログ情報を記憶部１０４に保存させるときの時刻を各々のログ情報のタイムスタンプとするようになっている。

そして、対情報収集装置通信部１０６は、制御部１０３の制御のもとで、情報収集装置２の対センサ通信部２０１と相互に無線通信を行い、まず記憶部１０４に保存されているログ情報を情報収集装置２に送信する働きをする。
このときのログ情報の送信動作は、予め設定してある一定時間間隔で定期的に実行されるようにしても良く、情報収集装置２からのポーリングに応じて随時、実行されるようにしてもよい。

次に、情報収集装置２について説明する。
まず、対センサ通信部２０１は、制御部２０３の制御のもとで、上記したように、ラケット側の対情報収集装置通信部１０６と相互に無線通信を行い、記憶部１０４に保存されているログ情報を受信する働きをする。
このため情報収集装置２は、模擬ラケット１側の対情報収集装置通信部１０６と対センサ通信部２０１による無線通信が可能な範囲に設置する必要があり、従って、例えば図２に示すように、卓球台の近傍などに置かれて使用されるのが望ましい。

次に、操作部２０２は、例えばキーボードなどのマンマシンインターフェース用の機器で構成され、外部から情報収集装置２に設定する必要があるデータ、例えばセンサＩＤ、選手情報などの各種のデータを入力するのに使用される。
そして、この操作部２０２から入力された各種のデータは制御部２０３に取り込まれるようになっている。

このとき制御部２０３は、ラケット側の制御部１０３と同じく、例えば所定のプログラムが格納されたマイコンチップで構成され、情報収集装置２側で必要とされる各種の制御を実行し、模擬ラケット１側の記憶部１０４から取り込んだログ情報を動作解析用ログ情報に加工して記憶部２０４に保存し、それを表示部２０５に表示させる働きをする。ここで、この動作解析用ログ情報とは、競技者の動作解析に適した各種のログ情報のことで、詳細は後述する。

このとき記憶部２０４は、上記したラケット側の場合と同じく、マイコンチップのメモリ部を使用すればよいが、ＩＣメモリを別に設けるようにしてもよい。
また、表示部２０５は、例えば所定の大きさの液晶表示モニタで構成され、これにより上記した動作解析用ログ情報を表示した場合、判定者により効果的に動作解析用ログ情報が観察できるようにしてある。

次に、この実施形態の動作について説明する。
まず、この実施形態では、準備作業として、図５に示す設定項目を情報収集装置２に入力する。
このため操作部２０２を用い、データ(1)としてラケット毎に予め設定してあるセンサＩＤを入力し、データ(2)にはセンサＩＤに対応した選手の情報を入力し、データ(3)にはスピンの度合いを入力する。ここで、これらのは動作解析用ログ情報に必要なデータとなるもので、これらを設定する目的は図示されている通りである。
そして、この準備作業を終えれば、この後、いつでも上記したログ情報の収集が可能になる。

次に、図２は、選手Ａが試合(練習試合)に臨み、模擬ラケット１を把持して卓球台の一方に立ち、例えば選手Ｂなど、図示してない競技相手からボール(球)をレシーブしようとしているときの様子を示したもので、このとき情報収集装置２は、図示のように、卓球台の側方に載置してあり、従って、模擬ラケット１の電源スイッチが入っていさえすれば、情報収集装置２は、いつでも模擬ラケット１からデータ(ログ情報)が受信できることになる。

従って、いま、選手が模擬ラケット１の電源を入れ、試合を開始し、サーブ動作やレシーブ動作が繰り返されると、模擬ラケット１の記憶部１０４には、模擬ラケット１にボールが当る毎に上記したログ情報が順次、保存されてゆくようになる。
そこで、この後、情報収集装置２の制御部２０３が、模擬ラケット１の記憶部１０４から上記したログ情報を取り込むと、ここで情報収集装置２側の記憶部２０４には、図３と図４に示すラケット操作情報の各項目にあるデータが記憶されることになる。

このとき、まず、図３は、ラケット操作情報を、一方の選手Ａについて一覧表形式として作成し、表示できるようにした場合で、図４は、選手Ａと試合相手の選手Ｂも含めて作成した場合であり、ここで各番号毎のデータは、“日付”、“時間”、“レシーブ”、“インパクト時のラケット角度”、“スピン”、“スピンの度合い”、それに“球速”の各項目となる。
なお、図４の一覧表形式のラケット操作情報では、一例として、“インパクト時のラケット角度”については省略した場合が示されている。

次に、これのラケット操作情報に含まれている各項目のデータについて説明する。
・“日付”、“時間”
これら“日付”と“時間”については、特に説明は不要であるが、これらは、ログ情報に付されているタイムスタンプから、そのまま求めることができる。
・“レシーブ”
この“レシーブ”については、ログ情報の中のデータ「打面はＦかＲか」から求めることができ、打面Ｆならフォアハンドで、打面Ｒならバックハンドになる。
ここで模擬ラケット１がシェイクハンドグリップタイプの場合は、このままでよいが、ペンホルダーグリップタイプの場合は、ログ情報の中のデータ「ラケットの傾き」から求める必要がある。
・“インパクト時のラケット角度”
この“インパクト時のラケット角度”は、その名の通り、ラケットにボールが当ったときのラケット角度であるが、これは、ログ情報の中のデータ「ラケットの傾き」から求めることができる。

・“スピン”
この“スピン”については、ログ情報の中のデータ「ラケット操作の加速度」と「ラケットにボールが当たったときの加速度のずれ」などから求めることができ、このときの“カット”と“ドライブ”とは、スピンの回転方向のことで、飛来するボールに、ベルヌーイの定理により浮き上がる方向の力が働く場合の回転方向が“カット”で、反対に沈む方向の力が働く場合の回転方向が“ドライブ”である。

・“スピンの度合い”
この“スピンの度合い”についても、同じくログ情報の中のデータ「ラケット操作の加速度」と「ラケットにボールが当たったときの加速度のずれ」などのデータから、スピンの強さが求められ、従って、これから“スピンの度合い”を決めることができる。
何故なら、ここで、“スピンの度合い”とは、スピンの強さを“強”、“中”、“弱”にランク付けしたものたからであり、このときのランクについては、上記した準備作業において、図５に示すようにして、任意に設定することができるものである。

・“球速”
この“球速”については、これも、その名の通りボールの速度のことであり、従って、これは、ログ情報の中のデータ「ラケットにボールが当たったときの加速度のずれ」などから求めることができる。
しかも、このときボールの質量が定数として与えられることから、これと加速度から、図示のように、例えば［Ｋｍ／ｈ］などの単位で定量的に求められることになる。

以上の結果、情報収集装置２が模擬ラケット１からログ情報を取り込むことにより、その記憶部２０４には、図３と図４に示す一覧表形式のラケット操作情報を表示するのに必要なデータがログ情報として用意されることになり、従って、ここで、操作部２０２を操作し、所定の表示指示が制御部２０３に入力されるようにしてやれば、制御部２０３が記憶部２０４から各項目のデータを読出し、一覧表形式のラケット操作情報に編集した上で表示部２０５に供給する。

そこで、これにより表示部２０５の画像表示面には、図３と図４に示す一覧表形式のラケット操作情報が表示されることになる。
このとき、図３と図４の何れのラケット操作情報を表示部２０５に表示させるかは、操作部２０２から与えられる指令により任意に選択できるのは勿論であり、更に、このときの画像についても、例えば明るさや色付けなど任意のモードによる表示が選択できるようにすることができる。

従って、この実施形態によれば、表示部２０５に表示される画像を観察し、各項目に表示されるデータを見ることにより、例えば卓球の選手が実際に試合をしたときのラケットの操作がデータとして認識でき、容易に選手の動きが分析できるようになる。そして、これにより当該選手の動きの問題点などが定量的に把握でき、この結果、当該選手の技量向上に必要な情報を求め、それをフィードバックすることにより、更なる技量向上を図ることができる。

ここで、上記実施形態において、模擬ラケット１に更にＧＰＳを搭載し、これにより選手の位置情報を収集し、位置が管理できるようにしてもよく、この場合、例えば、試合終了後、収集したデータから試合状況を再現することができるようになる。
なお、模擬ラケット１を実際に試合に使用しても良いことは言うまでもない。

本発明による競技情報入力装置の一実施形態を示すブロック構成図である。 本発明の実施形態による試合状況の説明図である。 本発明の実施形態による一覧表形式のラケット操作情報の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態による一覧表形式のラケット操作情報の達成の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態における設定情報の一例を示す説明図である。

符号の説明

１：模擬ラケット
２：情報収集装置
１０１：３次元加速度センサ部
１０２：接触センサ部
１０３：制御部(模擬ラケット側)
１０４：記憶部(模擬ラケット側)
１０５：ＲＴＣ(実時間計時部：Real Time Clock)
１０６：対情報収集部通信部
２０１：対センサ通信部
２０２：操作部
２０３：制御部(情報収集装置側)
２０４：記憶部(情報収集装置側)
２０５：表示部

Claims (1)

1. 打球用具の操作を情報として収集するための競技情報入力装置であって、
   ３次元加速度と面接触位置を検出する２種のセンサ部及びこれら２種のセンサ部により検出したデータを送信する無線送信部が内蔵された模擬打球用具と、前記通信手段と通信して前記データを受信する無線受信部及び当該無線受信部により受信したデータを管理する制御部とが備えられた情報収集手段を備え、
   前記情報収集手段により、前記模擬打球用具に与えられた操作がログ情報として得られるように構成したことを特徴とする競技情報入力装置。

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