JP2012223232A - スイング解析システムおよびスイング解析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計測した加速度からスイングにおける競技用具の打撃部の軌跡を解析する。
【解決手段】ボールを打撃する競技用具の打撃部に装着され、加速度を計測する加速度センサ２と、加速度センサ２から計測された加速度を加速度情報として受信する通信部１１と、通信部１１で受信した加速度情報に基づいて打撃部の軌跡を抽出する解析部１３と、解析部１３で抽出された打撃部の軌跡を表示する表示部１４とを備え、加速度センサ２は、ボールと当接する打撃部の当接面と直交するボール打ち出し方向と略水平方向において４５度の角度を成すＸ軸方向およびＹ軸方向の加速度を計測し、解析部１３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の加速度に基づいて打撃部の軌跡を抽出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ボール等を打撃する競技用具を使用するゴルフや野球等の競技において競技者の競技用具のスイングを解析するスイング解析システムおよびスイング解析装置に関する。

従来のスイング解析システムは、ゴルフクラブのヘッド部に加速度センサを装着し、その加速度センサで計測した三軸方向の加速度データに基づいてボールの飛び出し速度、軌跡、飛距離やゴルフクラブのヘッド部とボールとのインパクト時のゴルフクラブのヘッド部のゴルフボールを打撃する打撃面（フェース）の傾きを解析するようにしているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２１５８０８号公報（段落「００２０」〜段落「００２２」、図１、図４）

しかしながら、上述した従来の技術においては、ゴルフクラブのヘッド部とボールとのインパクト時のゴルフクラブのヘッド部の打撃面の傾きを解析することはできたが、スイングにおけるゴルフクラブのヘッド部（打撃部）の軌跡を解析することができないという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、スイングにおける競技用具の打撃部の軌跡を解析することを目的とする。

そのため、本発明は、競技用具に装着された加速度計測手段で計測された加速度からスイングを解析するスイング解析システムにおいて、ボールを打撃する前記競技用具の打撃部に装着され、加速度を計測する加速度計測手段と、前記加速度計測手段から計測された加速度を加速度情報として受信する通信部と、前記通信部で受信した前記加速度情報に基づいて前記打撃部の軌跡を抽出する解析部と、前記解析部で抽出された前記軌跡を表示する出力手段とを備え、前記加速度計測手段は、前記ボールと当接する前記打撃部の当接面と直交するボール打ち出し方向と略水平方向においてそれぞれ４５度の角度を成す第１の方向および第２の方向の加速度を計測し、前記解析部は、前記第１の方向の加速度および第２の方向の加速度に基づいて前記打撃部の軌跡を抽出することを特徴とする。

このようにした本発明は、スイングにおける競技用具の打撃面の傾きの変化の軌跡を解析することができるという効果が得られる。

実施例におけるスイング解析システムおよびスイング解析装置の構成を示すブロック図 実施例における加速度センサの説明図 実施例におけるスイング時の加速度の変化を示す説明図 実施例におけるスイング時のゴルフクラブのヘッド部の動きを示す説明図 実施例におけるスイング時の加速度の変化を示す説明図 実施例における解析結果表示画面の説明図

以下、図面を参照して本発明によるスイング解析システムおよびスイング解析装置の実施例を説明する。

図１は実施例におけるスイング解析システムおよびスイング解析装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１はスイング解析装置であり、ゴルフや野球等の競技においてボール等を打撃する競技用具の動きを解析するものである。なお、本実施例では、競技をゴルフとし、競技者がスイングする競技用具としてのゴルフクラブ（パター）のヘッド部（ゴルフボールと当接する打撃部）の動きを解析するものとする。

２は加速度計測手段としての加速度センサであり、Ｘ軸およびＹ軸の二方向の加速度を測定（計測）することができる加速度センサである。この加速度センサ２は、所定のサンプリング時間毎に測定した二方向の加速度の情報を無線通信回線等の通信回線３でスイング解析装置１へ送信することができるようになっている。したがって、加速度センサ２から送信される加速度の情報には時間の経過情報も含まれている。なお、本実施例では、加速度センサ２は、Ｘ軸およびＹ軸の二方向の加速度を測定するものとして説明するが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の三方向の加速度を測定するものであってもよい。

加速度センサ２は、図２に示すようにゴルフボール２２を打撃するゴルフクラブ２０のヘッド部（打撃部）２１の上面に取り付けられ、競技者のスイングにより変化するヘッド部２１のＸ軸２３およびＹ軸２４の二方向の加速度を測定する。

ここで、Ｘ軸２３は、ゴルフボール２２が置かれた略水平面においてゴルフボール２２が打ち出される方向２５に対して競技者の身体側に角度４５度、傾いた方向（第１の方向）であり、Ｙ軸２４は、ゴルフボール２２が置かれた略水平面（略水平方向）においてゴルフボール２２が打ち出される方向２５に対して競技者の反身体側に角度４５度、傾いた方向（第２の方向）である。したがって、略水平面においてＸ軸２３とＹ軸２４とは直交した関係にある。

なお、Ｘ軸２３のおよびＹ軸２４のプラス方向は、ゴルフボール２２が打ち出される方向としている。また、加速度センサ２は、測定した加速度の情報を無線通信回線でなく、有線回線を介してスイング解析装置１へ送信するようにしても良い。さらに、加速度センサ２は、ヘッド部２１の内部や下面に設けるようにしても良く、またヘッド部２１に着脱可能にしても良い。

このようにスイング解析システムは、スイング解析装置１と、加速度センサ２と、スイング解析装置１と加速度センサ２とを通信可能に接続する通信回線３とにより構成されている。
スイング解析装置１は、通信部１１と、記憶部１２と、解析部１３と、表示部１４と、制御部１５とから構成されている。このスイング解析装置１は、例えば通信部１１と、記憶部１２と、解析部１３と、表示部１４と、制御部１５とを備えたコンピュータ等である。

通信部１１は、加速度センサ２との間で通信回線３を介して情報の送受信制御を行い、加速度センサ２から送信された加速度の情報を加速度情報として受信するものである。
記憶部１２は、メモリ等で構成された記憶手段であり、通信部１１で加速度センサ２から受信した加速度の情報を記憶し、またスイング解析装置１全体の動作を制御するための制御プログラム（ソフトウェア）や制御情報等を記憶するものである。

解析部１３は、記憶部１２に記憶された加速度の情報に基づいて競技者のスイングによるゴルフクラブのヘッド部の動きを解析するものである。この解析部１３は、記憶部１２に記憶された加速度の情報から時間の経過に表す情報と加速度を表す情報から時間の経過とともに変化するＸ軸、Ｙ軸の加速度の情報から競技者のスイングによるゴルフクラブのヘッド部の動きを解析する。

表示部１４は、液晶ディスプレイ等の表示出力手段であり、記憶部１２に記憶された加速度の情報を表示するとともに、解析部１３により解析された競技者のスイングによるゴルフクラブのヘッド部の動きに関する情報を表示するものである。
制御部１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算手段および制御手段であり、記憶部１２に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）や制御情報等に基づいてスイング解析装置１全体の動作を制御するものである。

このように構成されたスイング解析装置１は、加速度センサ２から所定の周期時間で計測された二方向の加速度の情報を通信部１１で受信して記憶部１２に記憶させ、解析部１３は記憶部１２に記憶された二方向の加速度の情報から競技者のスイングによるゴルフクラブのヘッド部の動きを解析し、その結果を表示部１４に表示する。したがって、競技者は、スイング解析装置１の表示部１４に表示された情報に基づいて自己のスイングを矯正することができる。

上述した構成の作用について図３から図５に基づいて説明する。
図３および図５において、横軸は時間の経過を示し、縦軸は加速度を示している。また、図中の実線は上述したＸ軸方向の加速度、破線はＹ軸方向の加速度を示している。
まず、スイング解析装置の制御部および解析部が行うスイング全体の解析処理を図３の実施例におけるスイング時の加速度の変化を示す説明図に基づいて図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、競技者はスイングを行い、スイング解析装置１は、加速度センサ２から当該競技者が行ったスイングに伴う加速度の情報を通信部１１で受信し、記憶部１２に記憶しているものとする。

スイング解析装置１の解析部１３は、制御部１５の指示により、記憶部１２に記憶された加速度の情報から上述したＸ軸方向の加速度およびＹ軸方向の加速度を抽出し、横軸を時間の経過、縦軸を加速度として抽出したＸ、Ｙ軸の加速度の変化を表すグラフを作成する。なお、図３は作成したグラフを表示部１４に表示した例を示している。

図３において、Ｔ１はスイング（テイクバック）開始時点、Ｔ２はテイクバックの終了時点、Ｔ３はゴルフクラブがゴルフボールを打撃（インパクト）する打撃時点、Ｔ４はスイングの終了時点を示している。また、Ｔ１からＴ２の間はテイクバック、Ｔ２からＴ３の間はインパクト前のスイング、Ｔ３からＴ４はインパクト後のフォロースルーを示している。

解析部１３は、記憶部１２に記憶された加速度の情報に基づき、時間の経過にしたがってＸ軸方向の加速度およびＹ軸方向の加速度のいずれかの方向における加速度の変化が発生する時点を検出し、その時点をＴ１（スイングの開始）とする。
解析部１３は、さらに記憶部１２に記憶された加速度の情報の解析を進め、Ｘ軸およびＹ軸の二方向の加速度の値が略ゼロとなっている時点を検出し、その時点をＴ２（テイクバックの終了）とする。

解析部１３は、さらに記憶部１２に記憶された加速度の情報の解析を進め、Ｘ軸およびＹ軸方向の加速度が所定の時間（例えば、１００ｍｓ）内に閾値（例えば、９．８ｍ／ｓ^２）を超えて大きく変化する時点から所定の時間（例えば、５０ｍｓ）が経過した時点を検出し、その時点をＴ３（インパクト）とする。
解析部１３は、さらに記憶部１２に記憶された加速度の情報の解析を進め、Ｘ軸方向の加速度およびＹ軸方向の加速度の変化が略収束する時点を検出し、その時点をＴ４（スイングの終了）とする。

次に、図１に示すスイング解析装置１の解析部１３は、制御部１５の指示により、記憶部１２に記憶された加速度の情報からインパクト前後におけるゴルフクラブのヘッド部の動きを抽出する処理を行う。その処理を図４の実施例におけるスイング時のゴルフクラブのヘッド部の動きを示す説明図および図５の実施例におけるスイング時の加速度の変化を示す説明図に基づいて図１を参照しながら説明する。

図４はゴルフクラブのヘッド部２１の上面図であり、ヘッド部２１がゴルフボール２２を打撃する時点および打撃した後を示す説明図である。
図４において、加速度センサ２は、ゴルフボール２２を打撃するヘッド部２１のフェース面２１１に対してＸ軸２３およびＹ軸２４のそれぞれが４５度（θ）の角度をなすように配置されている。したがって、Ｘ軸２３およびＹ軸２４は、ヘッド部２１のフェース面２１１に直交するゴルフボール２２の打ち出し方向２５に対してそれぞれ４５度（θ）の角度を成している。

また、ヘッド部２１ａおよびヘッド部２１ｂは、ゴルフボール２２を打撃した後の動きを示しており、それぞれゴルフボール２２の打ち出し方向２５からずれていることを示している。ヘッド部２１ａは、ゴルフボール２２の打ち出し方向２５から競技者の反身体（ＯＵＴ）側にずれ、ヘッド部２１ｂは、ゴルフボール２２の打ち出し方向２５から競技者の身体（ＩＮ）側にずれていることを示している。
スイング解析装置１の解析部１３は、検出した図２に示すＴ２からＴ４の間の加速度の情報からスイングによるゴルフクラブのヘッド部の動き、すなわちＸ軸方向およびＹ軸方向の加速度の変化からスイングによるゴルフクラブのヘッド部の動きを抽出する。

例えば、解析部１３は、図５（ａ）に示すように、打撃時点Ｔ３以前および打撃時点Ｔ３以降において実線で表すＸ軸方向および破線で表すＹ軸方向の加速度の変化が略同様に発生、すなわちＸ軸方向の加速度の波形とＹ軸方向の加速度の波形が略重なっていることを検出すると、図４におけるゴルフクラブのヘッド部２１はゴルフボール２２の打ち出し方向２５と同方向に軌跡を描いていることを検出する。

また、解析部１３は、図５（ｂ）に示すように、打撃時点Ｔ３の前後において実線で表すＸ軸方向の加速度が破線で表すＹ軸方向の加速度と比較してプラス方向に増加していることを検出し、またＸ軸方向の加速度の変化がＹ軸方向の加速度の変化に遅れて発生していることを検出すると、図４におけるゴルフクラブのヘッド部２１はゴルフボール２２の打ち出し方向２５から競技者の反身体（ＯＵＴ）側にずれて軌跡を描いていることを検出する。

さらに、解析部１３は、図５（ｃ）に示すように、打撃時点Ｔ３の前後において破線で表すＹ軸方向の加速度が実線で表すＸ軸方向の加速度と比較してプラス方向に増加していることを検出し、またＹ軸方向の加速度の変化がＸ軸方向の加速度の変化に遅れて発生していることを検出すると、図４におけるゴルフクラブのヘッド部２１はゴルフボール２２の打ち出し方向２５から競技者の身体（ＩＮ）側にずれて軌跡を描いていることを検出する。

図４に示すように、加速度センサ２をゴルフボール２２を打撃するヘッド部２１のフェース面２１１に対してＸ軸２３およびＹ軸２４のそれぞれが４５度（θ）の角度をなすように配置、すなわちＸ軸２３およびＹ軸２４は、ヘッド部２１のフェース面２１１に直交するゴルフボール２２の打ち出し方向２５に対してそれぞれ４５度（θ）の角度を成すように配置したことにより、打撃時点Ｔ３の前後においてＸ軸方向の加速度とＹ軸方向の加速度とを比較して容易にゴルフクラブのヘッド部２１の軌跡を解析することができるようになる。

すなわち、解析部１３は、Ｘ軸方向の加速度およびＹ軸方向の加速度の変化からヘッド部２１がボールを打撃する打撃時点を抽出し、その打撃時点の前後のＸ軸方向の加速度とＹ軸方向の加速度との差に基づいてボール打ち出し方向から競技者の身体側または反身体側にずれたヘッド部２１の軌跡を抽出する。

制御部１５は、解析部１３が解析した結果を、例えば図６に示す解析結果表示画面６０として表示部１４に表示する。この解析結果表示画面６０は、例えばＸ軸方向およびＹ軸方向の加速度の変化を時間の経過とともにグラフで表示し、また画面の一部の領域６１にゴルフクラブのヘッド部の軌跡を矢印等で表示するものとする。

このようにスイング解析装置１は、測定した競技者のスイングのＸ軸、Ｙ軸方向の加速度情報からスイングによるゴルフクラブのヘッド部の動きを抽出し、表示部１４に抽出したヘッド部の動きを表示することにより、競技者にゴルフクラブのヘッド部の軌跡を知らせることができるようになる。
競技者は、表示部１４に表示されたゴルフクラブのヘッド部の軌跡からヘッド部がインサイド（ＩＮ）側またはアウトサイド（ＯＵＴ）側にぶれているか否かを確認し、自己のスイングを矯正することができるようになる。

以上説明したように、本実施例では、加速度センサで計測したゴルフクラブのヘッド部の加速度からヘッド部の軌跡を解析することができるという効果が得られる。
なお、本実施例では、加速度センサとスイング解析装置とを離間させた構成としたが、加速度センサとスイング解析装置とを一体化させるようにしても良い。

１ スイング解析装置
２ 加速度センサ
３ 通信回線
１１ 通信部
１２ 記憶部
１３ 解析部
１４ 表示部
１５ 制御部
２０ ゴルフクラブ
２１ ヘッド部

Claims (4)

1. 競技用具に装着された加速度計測手段で計測された加速度からスイングを解析するスイング解析システムにおいて、
   ボールを打撃する前記競技用具の打撃部に装着され、加速度を計測する加速度計測手段と、
   前記加速度計測手段から計測された加速度を加速度情報として受信する通信部と、
   前記通信部で受信した前記加速度情報に基づいて前記打撃部の軌跡を抽出する解析部と、
   前記解析部で抽出された前記軌跡を表示する出力手段とを備え、
   前記加速度計測手段は、前記ボールと当接する前記打撃部の当接面と直交するボール打ち出し方向と略水平方向においてそれぞれ４５度の角度を成す第１の方向および第２の方向の加速度を計測し、
   前記解析部は、前記第１の方向の加速度および第２の方向の加速度に基づいて前記打撃部の軌跡を抽出することを特徴とするスイング解析システム。
2. 請求項１のスイング解析システムにおいて、
   前記解析部は、前記第１の方向の加速度および第２の方向の加速度の変化から前記打撃部がボールを打撃する打撃時点を抽出し、
   前記打撃時点の前後の前記第１の方向の加速度と前記第２の方向の加速度との差に基づいて前記ボール打ち出し方向から競技者の身体側または反身体側にずれた前記打撃部の軌跡を抽出することを特徴とするスイング解析システム。
3. 競技用具に装着された加速度計測手段で計測された加速度からスイングの特徴を解析するスイング解析装置において、
   競技用具に装着され、加速度を計測する前記加速度計測手段から計測された加速度を加速度情報として受信する通信部と、
   前記通信部で受信した前記加速度情報に基づいて前記打撃部の軌跡を抽出する解析部と、
   前記解析部で抽出された前記軌跡を表示する出力手段とを備え、
   前記加速度計測手段は、前記ボールと当接する前記打撃部の当接面と直交するボール打ち出し方向と略水平方向においてそれぞれ４５度の角度を成す第１の方向および第２の方向の加速度を計測し、
   前記解析部は、前記第１の方向の加速度および第２の方向の加速度に基づいて前記打撃部の軌跡を抽出することを特徴とするスイング解析装置。
4. 請求項３のスイング解析装置において、
   前記解析部は、前記第１の方向の加速度および第２の方向の加速度の変化から前記打撃部がボールを打撃する打撃時点を抽出し、
   前記打撃時点の前後の前記第１の方向の加速度と前記第２の方向の加速度との差に基づいて前記ボール打ち出し方向から競技者の身体側または反身体側にずれた前記打撃部の軌跡を抽出することを特徴とするスイング解析装置。

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