JP2013009917A - Motion analysis system, motion analysis program, and medium recorded with the program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、打撃用具の運動解析システム、運動解析プログラム、運動解析プログラムを記録した記録媒体等に関する。 The present invention relates to a motion analysis system for a strike tool, a motion analysis program, a recording medium on which a motion analysis program is recorded, and the like.
テニス、野球、ゴルフなどの打撃系のスポーツでは、打撃用具のスイング時の姿勢、位置、速度などの情報を解析し、解析結果から改善点を明らかにすることで競技力の向上につなげることができると考えられている。 In striking sports such as tennis, baseball, golf, etc., it is possible to analyze the information on the posture, position, speed, etc. when swinging the swinging equipment, and clarify the improvement points from the analysis results, which can lead to improvement in competitiveness. It is considered possible.
運動解析システムとしては、マークがつけられた被測定物を赤外線カメラ等で連続撮影し、撮影された連続画像を用いてマークの移動軌跡を算出することで、被測定物の運動を解析するものが実用化されている。しかしながら、このような運動解析システムでは、画像を撮影するためのカメラが必要であるためシステムが大がかりなものになってしまい、取り扱いにくいという問題がある。 The motion analysis system analyzes the motion of an object to be measured by continuously photographing the object to be marked with an infrared camera, etc., and calculating the movement trajectory of the mark using the captured images. Has been put to practical use. However, such a motion analysis system requires a camera for taking an image, so that the system becomes large and difficult to handle.
これに対して、近年、被測定物に小型のジャイロセンサーや加速度センサーを取り付け、これらのセンサーの出力データから被測定物の運動を解析する手法が提案されている。例えば、特許文献1では、ゴルフクラブのヘッド部とグリップ部にともにジャイロセンサーと加速度センサーを内蔵し、これらのセンサーからゴルフクラブのスイング時の挙動情報を得てゴルフクラブのスイングに関する評価情報を生成するスイング評価支援装置が提案されている。このスイング評価支援装置は、センサーをゴルフクラブに内蔵しているので、ゴルフクラブの動きを正確に解析することができるという利点がある。 On the other hand, in recent years, a method has been proposed in which a small gyro sensor or an acceleration sensor is attached to the object to be measured, and the movement of the object to be measured is analyzed from the output data of these sensors. For example, in Patent Document 1, a gyro sensor and an acceleration sensor are incorporated in both a head part and a grip part of a golf club, and behavior information at the time of swinging the golf club is obtained from these sensors to generate evaluation information on the golf club swing. A swing evaluation support apparatus has been proposed. This swing evaluation support apparatus has an advantage that the movement of the golf club can be accurately analyzed because the sensor is incorporated in the golf club.
しかしながら、センサーを打撃用具に直接取り付けた場合、センサーのダイナミックレンジが小さいと、打撃による強い衝撃(インパクト)を受けた際にセンサーの出力データが飽和するなどして正しく解析できないおそれがある。ダイナミックレンジの高いセンサーを用いることでインパクトによる影響を低減することができるが、分解能が低下するため解析精度が低下してしまう。また、振動型のセンサーを打撃用具に直接取り付けた場合、強いインパクトによってセンサーが共振し、インパクト直後から暫くは解析不能になる場合もある。 However, when the sensor is directly attached to the impact tool, if the dynamic range of the sensor is small, there is a possibility that the output data of the sensor will be saturated when subjected to a strong impact (impact) due to impact and the analysis cannot be performed correctly. Although the impact due to impact can be reduced by using a sensor with a high dynamic range, the resolution is lowered, so the analysis accuracy is lowered. Further, when the vibration type sensor is directly attached to the impact tool, the sensor may resonate due to a strong impact, and analysis may not be possible for a while immediately after the impact.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、インパクト前は打撃用具の運動を高精度に解析するとともにインパクト直後も解析を継続可能な打撃用具の運動解析システム、運動解析プログラム、および、運動解析プログラムを記録した記録媒体を提供することができる。 The present invention has been made in view of the above problems, and according to some aspects of the present invention, the motion of the impact tool is analyzed with high accuracy before impact and the analysis is continued immediately after impact. It is possible to provide a kinematic analysis system, a kinematic analysis program, and a recording medium on which the kinematic analysis program is recorded.
(1)本発明は、打撃用具に取り付けられる第1のセンサーと、前記打撃用具の動きに連動し、ユーザーの部位に取り付けられる第2のセンサーと、前記打撃用具の打撃のインパクトのタイミングを判定するインパクト判定部と、前記インパクトの前は、前記第1のセンサーの検出信号を用いて第1の運動解析情報を算出し、前記インパクトの後は、前記第2のセンサーの検出信号を用いて第2の運動解析情報を算出する運動解析情報算出部と、を含む、運動解析システムである。 (1) The present invention determines a first sensor attached to a hitting tool, a second sensor attached to a user's site in conjunction with the movement of the hitting tool, and timing of impact of the hitting tool. The first motion analysis information is calculated using the detection signal of the first sensor before the impact, and the detection signal of the second sensor is used after the impact. A motion analysis system including a motion analysis information calculation unit that calculates second motion analysis information.
インパクト判定部は、第1のセンサーの検出信号及び第2のセンサーの検出信号の少なくとも一方に基づいて、打撃用具のインパクトのタイミングを判定するようにしてもよい。 The impact determination unit may determine the impact timing of the hitting tool based on at least one of the detection signal of the first sensor and the detection signal of the second sensor.
本発明の運動解析システムによれば、インパクト前は打撃用具に取り付けられる第1のセンサーの検出信号に基づいて第1の運動解析情報を算出することで、打撃用具の運動を高精度に解析することができる。また、インパクトの後は、打撃用具に直接ではなく打撃用具の動きに連動する部位に取り付けられる第2のセンサーの検出信号に基づいて第2の運動解析情報を算出することで、インパクトの後に第1のセンサーの検出信号に異常が発生しても解析を継続することができる。 According to the motion analysis system of the present invention, before impact, the first motion analysis information is calculated based on the detection signal of the first sensor attached to the impact tool, thereby analyzing the motion of the impact tool with high accuracy. be able to. In addition, after the impact, the second motion analysis information is calculated based on the detection signal of the second sensor that is attached not to the striking tool directly but to the part interlocked with the motion of the striking tool. Even if an abnormality occurs in the detection signal of one sensor, the analysis can be continued.
(2)この運動解析システムにおいて、前記第1のセンサーは、前記打撃用具の角速度を検出し、前記第2のセンサーは、前記打撃用具の動きに連動する部位の角速度を検出するようにしてもよい。 (2) In this motion analysis system, the first sensor may detect an angular velocity of the hitting tool, and the second sensor may detect an angular velocity of a portion interlocked with the movement of the hitting tool. Good.
(3)この運動解析システムにおいて、前記第1のセンサーは、前記打撃用具の加速度を検出し、前記第2のセンサーは、前記打撃用具の動きに連動する部位の加速度を検出するようにしてもよい。 (3) In this motion analysis system, the first sensor may detect acceleration of the hitting tool, and the second sensor may detect acceleration of a part that is linked to the movement of the hitting tool. Good.
(4)この運動解析システムは、前記インパクトの後の前記第1のセンサーの検出信号の振幅及び周期の少なくとも一方に基づいて、特定時間を決定する特定時間決定部を含み、少なくとも前記特定時間の間は、前記第2のセンサーの検出信号を用いて前記第2の運動解析情報を算出するようにしてもよい。 (4) The motion analysis system includes a specific time determination unit that determines a specific time based on at least one of an amplitude and a period of the detection signal of the first sensor after the impact, and includes at least the specific time During the interval, the second motion analysis information may be calculated using the detection signal of the second sensor.
このようにすれば、インパクトの後の特定時間を、第1のセンサーの検出信号における振動の振幅及び周期に応じて変更することができる。 In this way, the specific time after impact can be changed according to the amplitude and period of vibration in the detection signal of the first sensor.
(5)この運動解析システムにおいて、前記特定時間決定部は、前記インパクトの後の前記第1のセンサーの検出信号が飽和している時間を前記特定時間の少なくとも一部とするようにしてもよい。 (5) In this motion analysis system, the specific time determination unit may set a time when the detection signal of the first sensor after the impact is saturated as at least a part of the specific time. .
このようにすれば、インパクトの後、第1のセンサーの検出信号が飽和している時間は、第2のセンサーの検出信号に基づいて第2の運動解析情報を算出することで打撃用具の運動解析を継続することができる。 In this way, after the impact, the time when the detection signal of the first sensor is saturated is calculated by calculating the second motion analysis information based on the detection signal of the second sensor. Analysis can continue.
(6)本発明は、打撃用具の打撃のインパクトのタイミングを判定するインパクト判定部と、前記インパクトの前は、前記打撃用具に取り付けられる第1のセンサーの検出信号を用いて第1の運動解析情報を算出し、前記インパクトの後は、前記打撃用具の動きに連動しユーザーの部位に取り付けられる第2のセンサーの検出信号を用いて第2の運動解析情報を算出する運動解析情報算出部としてコンピューターを機能させる、運動解析プログラムである。 (6) The present invention provides a first motion analysis using an impact determination unit that determines a timing of impact of a hitting tool and a detection signal of a first sensor attached to the hitting tool before the impact. As a motion analysis information calculation unit that calculates information and, after the impact, calculates second motion analysis information using a detection signal of a second sensor attached to the user's site in conjunction with the movement of the hitting tool. It is a motion analysis program that makes a computer function.
(7)本発明は、運動解析プログラムを記録した、コンピューター読み取り可能な記録媒体である。 (7) The present invention is a computer-readable recording medium on which a motion analysis program is recorded.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1.運動解析システムの構成
図1は、本実施形態の運動解析システムの構成を示す図である。本実施形態の運動解析システム1は、第1のセンサー10、第2のセンサー12、処理部20、操作部30、表示部40、ROM50、RAM60、不揮発性メモリー70、記録媒体80を含んで構成されている。
1. Configuration of Motion Analysis System FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a motion analysis system according to this embodiment. The motion analysis system 1 of the present embodiment includes a
第1のセンサー10は、不図示の打撃用具に取り付けられ、打撃用具のスイングなどの運動に応じた動きを検出し、検出データを出力する。
The
第2のセンサー12は、打撃用具の動きに連動する部位に取り付けられ、当該部位の動きを検出し、検出データを出力する。打撃用具の動きに連動する部位とは、例えば、ユーザーの手などの部位、手袋、腕時計などである。特に、第2のセンサー12は、ユーザーの手首よりも先端側において打撃用具を握る側と反対側(手の甲、指の背、爪など)に取り付けるようにしてもよい。
The
第1のセンサー10が打撃用具の角速度を検出し、第2のセンサー12が打撃用具の動きに連動する部位の角速度を検出するようにしてもよい。また、第1のセンサー10が打撃用具の加速度を検出し、第2のセンサー12が打撃用具の動きに連動する部位の加速度を検出するようにしてもよい。あるいは、第1のセンサー10が打撃用具の角速度と加速度を検出し、第2のセンサー12が打撃用具の動きに連動する部位の角速度と加速度を検出するようにしてもよい。
The
また、第1のセンサー10と第2のセンサー12は、3軸以上の角速度や3軸以上の加速度を検出するようにしてもよい。
Further, the
操作部30は、ユーザーからの操作データを取得し、処理部20に送る処理を行う。操作部30は、例えば、タッチパネル型ディスプレイ、ボタン、キー、マイクなどである。
The
表示部40は、処理部20の処理結果を文字やグラフ、その他の画像として表示するものである。表示部40は、例えば、CRT、LCD、タッチパネル型ディスプレイ、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)などである。なお、1つのタッチパネル型ディスプレイで操作部30と表示部40の機能を実現するようにしてもよい。
The
ROM50は、処理部20が各種の計算処理や制御処理を行うための基本プログラムや基本プログラムで用いるデータ等を記憶している。
The
RAM60は、処理部20の作業領域として用いられ、ROM50や記録媒体80から読み出されたプログラムやデータ、操作部30から入力されたデータ、処理部20が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する記憶部である。
The
不揮発性メモリー70は、処理部20の処理により生成されたデータのうち、長期的な保存が必要なデータを記録する記録部である。
The
記録媒体80は、コンピューター読み取り可能な記録媒体であり、各種のアプリケーション機能を実現するためのアプリケーションプログラムやデータを記憶している。記録媒体80は、例えば、光ディスク(CD、DVD)、光磁気ディスク(MO)、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、メモリー(ROM、フラッシュメモリーなど)により実現することができる。
The
処理部20は、ROM50に記憶されている基本プログラムや記録媒体80に記憶されているアプリケーションプログラムに従って、各種の処理(第1のセンサー10の検出データと第2のセンサー12の検出データの取得処理、各種の計算処理、各種の制御処理等)を行う。処理部20は、マイクロプロセッサーなどで実現することができる。
The
特に、本実施形態では、処理部20は、以下に説明するデータ取得部22、インパクト判定部24、運動解析情報算出部26、特定時間決定部28を含み、打撃用具の運動を解析する処理を行う。
In particular, in the present embodiment, the
本実施形態では、処理部20が記録媒体80に記憶されている運動解析プログラムを実行することで、データ取得部22、インパクト判定部24、運動解析情報算出部26、特定時間決定部28として機能する。すなわち、記録媒体80には、コンピューターを上記の各部として機能させるための運動解析プログラムが記憶されている。あるいは、運動解析システム1に通信部を追加し、通信部を介して有線又は無線の通信ネットワークを介してサーバーから運動解析プログラムを受信し、受信した運動解析プログラムをRAM60や記録媒体80に記憶して当該運動解析プログラムを実行するようにしてもよい。ただし、データ取得部22、インパクト判定部24、運動解析情報算出部26、特定時間決定部28の全部又は一部をハードウェア(専用回路)で実現してもよい。
In the present embodiment, the
データ取得部22は、第1のセンサー10の検出データと第2のセンサー12の検出データを、所定の期間、連続して取得する処理を行う。取得したデータは、例えばRAM60に記憶される。
The
インパクト判定部24は、データ取得部22が取得した検出データ(第1のセンサー10の検出データ及び第2のセンサー12の検出データの少なくとも一方)に基づいて、打撃用具の打撃のインパクトのタイミングを判定する処理を行う。
The
運動解析情報算出部26は、インパクトの前は、第1のセンサー10の検出データを用いて第1の運動解析情報を算出し、インパクトの後は、第2のセンサー12の検出データを用いて第2の運動解析情報を算出する処理を行う。
The motion analysis information calculation unit 26 calculates first motion analysis information using detection data of the
本実施形態の運動解析情報算出部26は、姿勢算出部262と位置速度算出部264を含む。姿勢算出部262は、インパクトの前は、第1のセンサー10による角速度の検出データを用いて姿勢を算出し、インパクト後は、第2のセンサー12による角速度の検出データを用いて姿勢を算出する処理を行う。また、位置速度算出部264は、第1のセンサー10による加速度の検出データに基づいて打撃用具の位置や速度を算出する処理を行う。
The motion analysis information calculation unit 26 of the present embodiment includes a
特定時間決定部28は、インパクトの後の第1のセンサー10の検出データにおける振動の振幅及び周期の少なくとも一方に基づいて、特定時間を決定する処理を行う。
The specific
ただし、特定時間決定部28を設けずに、あらかじめ決められた所定時間を特定時間としてもよい。
However, the predetermined time may be set as the specific time without providing the specific
運動解析情報算出部26は、少なくとも特定時間の間は、第2のセンサー12の検出信号を用いて第2の運動解析情報を算出するようにしてもよい。
The motion analysis information calculation unit 26 may calculate the second motion analysis information using the detection signal of the
なお、本実施形態の処理部20は、これらの一部の構成(要素)を省略したり、新たな構成(要素)を追加した構成としてもよい。
In addition, the
この処理部20、操作部30、表示部40、ROM50、RAM60、不揮発性メモリー70、記録媒体80の全部又は一部の機能は、パーソナルコンピューター(PC)、あるいはスマートフォンなどの携帯機器などで実現することができる。
All or some of the functions of the
この運動解析システム1は、第1のセンサー10及び第2のセンサー12と処理部20を物理的に分離した分離型として構成し、第1のセンサー10及び第2のセンサー12と処理部20とのデータ通信を無線又は有線で行うようにしてもよい。あるいは、運動解析システム1は、角速度センサー10と処理部20を1つの筐体の中に設けた一体型として構成してもよい。
The motion analysis system 1 is configured as a separate type in which the
図2(A)及び図2(B)は、運動解析システム1の具体的な構成例を示す図である。図2(A)及び図2(B)において、図1と同じ構成には同じ符号を付しており、その説明を省略する。 FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams illustrating a specific configuration example of the motion analysis system 1. 2A and 2B, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図2(A)及び図2(B)の構成例では、6軸センサーモジュール110とデータ送信ユニット200がケーブルで接続され、データ送信ユニット200とパーソナルコンピューター(PC)100の間のデータ通信は無線で行われる。6軸センサーモジュール110は、不図示の3軸加速度センサーと3軸角速度センサーを含み、これらのセンサーが検出した3軸分の加速度データと3軸分の角速度データは、データ送信ユニット200において、データ処理部210で送信フォーマットへの変換等のデータ処理が行われた後、送信部220を介してパーソナルコンピューター(PC)100に時分割で無線送信される。
2A and 2B, the 6-
また、センサーユニット300は、不図示の3軸加速度センサーと3軸角速度センサーを含む6軸センサーモジュール112を内蔵し、これらのセンサーが検出した3軸分の加速度データと3軸分の角速度データは、データ処理部310で送信フォーマットへの変換等のデータ処理が行われた後、送信部320を介してパーソナルコンピューター(PC)100に時分割で無線送信される。
The
これらの無線送信されたデータは、パーソナルコンピューター(PC)100の受信部90で受信され、処理部(CPU)20を介してRAM60に記憶される。
These wirelessly transmitted data are received by the receiving
6軸センサーモジュール110は、打撃用具に取り付けられ、図1の第1のセンサー10として機能する。センサーユニット300は、打撃用具に連動する部位、例えばユーザーの手の甲などに取り付けられ、図1の第2のセンサー12として機能する。また、データ送信ユニット200は、例えば、ユーザーの腕などに取り付けられる。
The 6-
図3(A)及び図3(B)は、運動解析システム1の具体的な他の構成例を示す図である。図3(A)及び図3(B)において、図1と同じ構成には同じ符号を付しており、その説明を省略する。 FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams showing another specific configuration example of the motion analysis system 1. 3A and 3B, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図3(A)及び図3(B)の構成例では、6軸センサーモジュール110及び6軸センサーモジュール112とデータ送信ユニット200がケーブルで接続され、データ送信ユニット200とパーソナルコンピューター(PC)100の間のデータ通信は無線で行われる。6軸センサーモジュール110と6軸センサーモジュール112は、ともに、不図示の3軸加速度センサーと3軸角速度センサーを含み、これらのセンサーが検出した3軸分の加速度データと3軸分の角速度データは、データ送信ユニット200において、データ処理部210で送信フォーマットへの変換等のデータ処理が行われた後、送信部220を介してパーソナルコンピューター(PC)100に時分割で無線送信される。
3A and 3B, the 6-
これらの無線送信されたデータは、パーソナルコンピューター(PC)100の受信部90で受信され、処理部(CPU)20を介してRAM60に記憶される。
These wirelessly transmitted data are received by the receiving
6軸センサーモジュール110は、打撃用具に取り付けられ、図1の第1のセンサー10として機能する。6軸センサーモジュール112は、打撃用具に連動する部位に取り付けられ、図1の第2のセンサー12として機能する。また、データ送信ユニット200は、例えば、ユーザーの腕などに取り付けられる。
The 6-
図4は、運動解析システム1の一例であるゴルフクラブのスイング動作を解析する運動解析システム(ゴルフスイング解析システム)を図3(A)及び図3(B)のように構成した場合の6軸センサーモジュール110と6軸センサーモジュール112の取り付け位置の一例を示す図である。図4に示すように、6軸センサーモジュール110を、例えば、ゴルフクラブのシャフトのグリップに近い位置に取り付け、6軸センサーモジュール112を、例えば、グローブを介してユーザーの手の甲に取り付けてもよい。
FIG. 4 shows six axes when a motion analysis system (golf swing analysis system) that analyzes the swing motion of a golf club, which is an example of the motion analysis system 1, is configured as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). It is a figure which shows an example of the attachment position of the
ユーザーが打撃用具を握ると、ユーザーの手の甲の姿勢及び位置と打撃用具の姿勢及び位置の相対的な関係はほぼ変わらないため、手の甲の姿勢変化及び位置変化は、打撃用具の姿勢変化及び位置変化とほぼ同じと考えてよい。さらに、6軸センサーモジュール112をユーザーの手の平ではなく手の甲に取り付けることで、インパクトにより6軸センサーモジュール112が受ける衝撃を和らげることができる。従って、インパクトの後の特定時間は、6軸センサーモジュール112の検出データに基づいて手の甲の運動解析情報(第2の運動解析情報の一例)を算出することで、インパクトの後も解析を継続することができる。
When the user grasps the impact tool, the relative relationship between the posture and position of the back of the user's hand and the orientation and position of the impact tool remains almost unchanged. You can think of it as almost the same. Furthermore, by attaching the 6-
一方、インパクト前はゴルフクラブに直接取り付けられた6軸センサーモジュール110の検出データに基づいてゴルフクラブの運動解析情報(第1の運動解析情報)を算出することで、ゴルフクラブの運動を高精度に解析することができる。
On the other hand, before impact, the golf club motion is highly accurate by calculating the golf club motion analysis information (first motion analysis information) based on the detection data of the 6-
なお、図示しないが、ゴルフスイング解析システムを図2(A)及び図2(B)のように構成した場合も、6軸センサーモジュール110を、例えば、ゴルフクラブのシャフトのグリップに近い位置に取り付け、センサーユニット300を、例えば、グローブを介してユーザーの手の甲に取り付ければよい。
Although not shown, even when the golf swing analysis system is configured as shown in FIGS. 2A and 2B, the 6-
2.運動解析システムの処理
2−1.運動解析の全体処理
図5は、運動解析システム1の処理部20による打撃用具の運動解析の全体処理の具体例を示すフローチャート図である。本フローチャートでは、第1のセンサー10は打撃用具に取り付けられ、第2のセンサー12はユーザーの手に取り付けられているものとしている。また、第1のセンサー10と第2のセンサー12は、それぞれ、3軸加速度と3軸角速度を検出するものとする。
2. Processing of motion analysis system 2-1. Overall Process of Motion Analysis FIG. 5 is a flowchart showing a specific example of the overall process of motion analysis of the hitting tool by the
図5に示すように、本実施形態の処理部20は、まず、データ取得部22として機能し、第1のセンサー10と第2のセンサー12から打撃用具の運動に対応する一連の検出データ(3軸加速度データ及び3軸角速度データ)を順次取得してRAM60に記憶する(S10、データ取得ステップ)。データ取得部22が第1のセンサー10と第2のセンサー12からデータを取得する期間(データ取得期間)は、何らかの方法で設定する。例えば、ユーザーあるいは補助者が、スイング開始前に操作部30を操作することでデータ取得期間の開始タイミングを指示し、スイング終了後に操作部30を操作することでデータ取得期間の終了タイミングを指示するようにしてもよい。また、例えば、ユーザーあるいは補助者が、スイング開始前に操作部30を操作することでデータ取得期間の開始タイミングを指示し、所定時間経過後に自動的にデータ取得期間を終了するようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, the
次に、処理部20は、時刻tを0に初期化し(S12)、時刻t=0における第1のセンサー10の検出データ(3軸加速度データ及び3軸角速度データ)と第2のセンサー12の検出データ(3軸加速度データ及び3軸角速度データ)をRAM60から読み出す(S14)。
Next, the
次に、処理部20は、姿勢算出部262及び位置速度算出部264として機能し、時刻t=0における手と打撃用具の初期姿勢と初期位置を算出する(S16、初期状態算出ステップ)。具体的には、時刻t=0において第1のセンサー10と第2のセンサーが静止しているものとして、処理部20(姿勢算出部262)は、時刻t=0において第1のセンサー10が検出した3軸加速度データから重力加速度の方向を特定することで打撃用具の初期姿勢を算出することができる。同様に、処理部20(姿勢算出部262)は、時刻t=0において第2のセンサー12が検出した3軸加速度データから重力加速度の方向を特定することで手の初期姿勢を算出することができる。また、処理部20(位置速度算出部264)は、時刻t=0における手と打撃用具の位置を手と打撃用具の初期位置とする。
Next, the
次に、処理部20は、時刻tをΔt(Δtは、S10における検出データの取得間隔)だけ増やし(S18)、時刻tにおける第1のセンサー10の検出データと第2のセンサー12の検出データをRAM60から読み出す(S20)。
Next, the
次に、処理部20は、インパクト判定部24及び運動解析情報算出部26として機能し、時刻tにおける手と打撃用具の運動解析情報を算出する(S22、運動解析情報算出ステップ)。手と打撃用具の運動解析情報は、例えば、手と打撃用具の姿勢、位置、速度などの情報である。この運動解析情報算出ステップの詳細な処理の具体例については後述する。
Next, the
S10でRAM60に記憶した検出データのうち未処理の検出データがあれば(S24のY)、tをΔtだけ増やして(S18)S20〜S22の処理を行い、未処理のデータがなくなれば(S24のN)、処理部20は、打撃用具の運動解析情報を表示部40に表示し(S26)、処理を終了する。
If there is unprocessed detection data among the detection data stored in the
なお、図5のフローチャートの各ステップを適宜入れ替えてもよい。 Note that each step of the flowchart of FIG. 5 may be appropriately replaced.
2−2.運動解析情報算出処理
図6は、処理部20による運動解析情報算出処理の具体例を示すフローチャート図である。
2-2. Exercise Analysis Information Calculation Processing FIG. 6 is a flowchart showing a specific example of exercise analysis information calculation processing by the
図6に示すように、処理部20は、まず、姿勢算出部262として機能し、第2のセンサー12の角速度データからユーザーの手の姿勢を算出する(S100)。
As illustrated in FIG. 6, the
次に、処理部20は、インパクトからの経過時間が0であれば(S110のY)、インパクト判定部24として機能し、第1のセンサー10の検出データ(角速度データと加速度データのいずれか一方あるいは両方)に基づいてインパクトか否かを判定する(S130)。処理部20(インパクト判定部24)は、例えば、打撃用具の運動方向の加速度が最大となるタイミングをインパクトのタイミングとして検出してもよいし、打撃用具の運動の回転軸の角速度が最大となるタイミングをインパクトのタイミングとして検出してもよい。
Next, if the elapsed time from impact is 0 (Y in S110), the
処理部20は、インパクトであれば(S132のY)、インパクトからの経過時間のカウントを開始し(S134)、インパクトでなければ(S132のN)、姿勢算出部262として機能し、第1のセンサー10の角速度データから打撃用具の姿勢を算出する(S162)。
If it is an impact (Y in S132), the
また、処理部20は、インパクトからの経過時間が0でなければ(S110のN)、インパクトからの経過時間を更新する(S120)。
If the elapsed time from the impact is not 0 (N in S110), the
そして、処理部20は、姿勢算出部262として機能し、インパクトからの経過時間が特定時間以内であれば(S140のY)、打撃用具の姿勢変化をユーザーの手の姿勢変化と同じとみなし、第2のセンサー12の角速度データから手の姿勢を算出し、打撃用具の姿勢とする(S150)。
Then, the
一方、インパクトからの経過時間が特定時間を超えれば(S140のN)、処理部20(姿勢算出部262)は、インパクトからの経過時間を0にリセットし(S160)、第1のセンサー10の角速度データから打撃用具の姿勢を算出する(S162)。
On the other hand, if the elapsed time from the impact exceeds the specific time (N in S140), the processing unit 20 (attitude calculation unit 262) resets the elapsed time from the impact to 0 (S160), and the
次に、処理部20は、位置速度算出部264として機能し、第1のセンサー10の加速度データから打撃用具の位置と速度を算出する(S170)。例えば、処理部20(位置速度算出部264)は、ステップS150又はS162で算出した手又は打撃用具の姿勢から重力加速度の方向を算出し、第1のセンサー10の加速度データから重力加速度をキャンセルして積分することで打撃用具の速度を算出し、当該速度をさらに積分することで打撃用具の位置を算出することができる。
Next, the
最後に、処理部20は、位置速度算出部264として機能し、第2のセンサー12の加速度データから手の位置と速度を算出し(S172)、処理を終了する。例えば、処理部20(位置速度算出部264)は、ステップS100で算出した手の姿勢から重力加速度の方向を算出し、第2のセンサー12の加速度データから重力加速度をキャンセルして積分することで手の速度を算出し、当該速度をさらに積分することで手の位置を算出することができる。
Finally, the
なお、図6のフローチャートの各ステップを適宜入れ替えてもよい。 Note that the steps in the flowchart of FIG. 6 may be appropriately replaced.
ところで、第1のセンサー10が振動型のジャイロセンサーであれば、インパクトにより第1のセンサー10が共振することで、図7に示すように、特定の軸の角速度データに関してインパクトの後に共振周期で振動する波形が得られる場合がある。図7は、ゴルフクラブのグリップに取り付けた6軸センサーモジュール110のX軸回りの角速度、Y軸回りの角速度、Z軸回りの角速度のデータを示しており、ここではY軸回りの角速度データにおいてスイング時の回転が強く現れており、角速度のピーク値がインパクトの瞬間であることを示している。図7の例では、Y軸角速度データにおいてインパクトの直後から所定周期Tの振動が発生している。この振動に起因し、Y軸角速度データにおいて本来インパクト後にあるべき山がない。これに対して、ユーザーの手の甲に取り付けた第2のセンサー12は第1のセンサー10よりも共振しにくいと考えられる。なお、Y軸回りの角速度データにおいて、インパクトの後に角速度の出力がマイナス側になっているが、これはインパクト時の衝撃でクラブが反対側に反ったためである。
By the way, if the
そこで、この山が発生すべき期間を含む所定時間を特定時間とし、特定時間中は第2のセンサー12の角速度データから手の姿勢を算出することで、インパクト後の打撃用具の姿勢を解析することが可能になる。あるいは、処理部20が特定時間決定部28として機能し、第1のセンサー10による角速度データの振動の振幅及び周期に基づいて、特定時間を決定してもよい。例えば、図7の例では、Y軸角速度データにおける周期Tの振動の振幅Wが所定の閾値以下である時間を特定時間として決定すればよい。
Therefore, the posture of the impact tool after impact is analyzed by calculating the posture of the hand from the angular velocity data of the
以上に説明したように、本実施形態の運動解析システムによれば、打撃用具のインパクト前は打撃用具に取り付けられる第1のセンサー10の検出データに基づいて打撃用具の運動解析情報を算出することで、打撃用具の運動を高精度に解析することができる。また、インパクトの後の特定時間は、打撃用具に直接ではなく打撃用具の動きに連動する部位に取り付けられる第2のセンサー12の検出データに基づいて当該部位の運動解析情報を算出することで、インパクトの後に第1のセンサー10の検出データに異常が発生しても打撃用具の運動解析を継続することができる。
As described above, according to the motion analysis system of the present embodiment, before the impact of the impact tool, the motion analysis information of the impact tool is calculated based on the detection data of the
3.変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
3. The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
例えば、打撃用具のインパクトが大きすぎると打撃用具に取り付けた第1のセンサー10の加速度データが飽和することが考えられるが、ユーザーの手で衝撃が緩和されるので、ユーザーの手の甲に取り付けた第2のセンサー12の加速度データは飽和しにくい。
For example, if the impact of the impact tool is too great, the acceleration data of the
そこで、第1のセンサー10の加速度データが飽和している時間を特定時間とし、図1の位置速度算出部264を、インパクトの前は、第1のセンサー10による加速度の検出データに基づいて打撃用具の位置及び速度の少なくとも一方を算出し、インパクト後の特定時間は、第2のセンサー12による加速度の検出データに基づいてユーザーの手の位置及び速度の少なくとも一方を算出するように変形してもよい。このようにすれば、インパクト後の打撃用具の位置と速度を解析することが可能になる。
Therefore, the time at which the acceleration data of the
図8は、この変形例における処理部20による運動解析情報算出処理を示すフローチャート図である。図8において、図6と同じステップには同じ符号を付している。
FIG. 8 is a flowchart showing the motion analysis information calculation processing by the
本変形例では、図8に示すように、処理部20は、まず、第2のセンサー12の角速度データからユーザーの手の姿勢を算出する(S100)。
In this modification, as shown in FIG. 8, the
次に、処理部20は、第2のセンサー12の加速度データからユーザーの手の位置と速度を算出する(S102)。
Next, the
次に、処理部20は、インパクトからの経過時間が0であれば(S110のY)、第1のセンサー10の検出データ(角速度データと加速度データのいずれか一方あるいは両方)に基づいてインパクトか否かを判定する(S130)。
Next, if the elapsed time from the impact is zero (Y in S110), the
処理部20は、インパクトであれば(S132のY)、インパクトからの経過時間のカウントを開始し(S134)、インパクトでなければ(S132のN)、第1のセンサー10の角速度データから打撃用具の姿勢を算出し(S162)、第1のセンサー10の加速度データから打撃用具の位置と速度を算出する(S164)。
If it is an impact (Y in S132), the
また、処理部20は、インパクトからの経過時間が0でなければ(S110のN)、インパクトからの経過時間を更新する(S120)。
If the elapsed time from the impact is not 0 (N in S110), the
そして、処理部20は、インパクトからの経過時間が特定時間以内であれば(S140のY)、打撃用具の姿勢変化をユーザーの手の姿勢変化と同じとみなし、第2のセンサー12の角速度データから手の姿勢を算出し、打撃用具の姿勢とする(S150)。ここで、処理部20が特定時間決定部28として機能し、インパクトの後の第1のセンサー10の検出データが飽和している時間が特定時間の少なくとも一部となるように特定時間を決定する。
Then, if the elapsed time from the impact is within a specific time (Y in S140), the
続いて、処理部20は、打撃用具の位置変化及び速度変化をユーザーの手の位置変化及び速度変化と同じとみなし、第2のセンサー12の加速度データから打撃用具の位置と速度を算出し(S152)、処理を終了する。
Subsequently, the
一方、インパクトからの経過時間が特定時間を超えれば(S140のN)、処理部20は、インパクトからの経過時間を0にリセットし(S160)、第1のセンサー10の角速度データから打撃用具の姿勢を算出する(S162)。
On the other hand, if the elapsed time from the impact exceeds the specific time (N in S140), the
続いて、処理部20は、第1のセンサー10の加速度データから打撃用具の位置と速度を算出し(S164)、処理を終了する。
Subsequently, the
なお、図8のフローチャートの各ステップを適宜入れ替えてもよい。 In addition, you may replace each step of the flowchart of FIG. 8 suitably.
本実施形態では、ゴルフクラブの運動解析を行う運動解析システムを例に挙げて説明したが、本発明の運動解析システムは、テニスラケットや野球のバットなどの様々な打撃用具の運動解析に適用することができる。 In the present embodiment, the motion analysis system for analyzing the motion of a golf club has been described as an example. However, the motion analysis system of the present invention is applied to motion analysis of various hitting tools such as tennis rackets and baseball bats. be able to.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1 運動解析システム、10 第1のセンサー、12 第2のセンサー、20 処理部、22 データ取得部、24 インパクト判定部、26 運動解析情報算出部、28 特定時間決定部、30 操作部、40 表示部、50 ROM、60 RAM、70 不揮発性メモリー、80 記録媒体、90 受信部、100 パーソナルコンピューター(PC)、110 6軸センサーモジュール、112 6軸センサーモジュール、200 データ送信ユニット、210 データ処理部、220 送信部、262 姿勢算出部、264 位置速度算出部、300 センサーユニット、310 データ処理部、320 送信部 1 motion analysis system, 10 first sensor, 12 second sensor, 20 processing unit, 22 data acquisition unit, 24 impact determination unit, 26 motion analysis information calculation unit, 28 specific time determination unit, 30 operation unit, 40 display Part, 50 ROM, 60 RAM, 70 non-volatile memory, 80 recording medium, 90 receiving part, 100 personal computer (PC), 110 6-axis sensor module, 112 6-axis sensor module, 200 data transmission unit, 210 data processing part, 220 transmitting unit, 262 posture calculating unit, 264 position / velocity calculating unit, 300 sensor unit, 310 data processing unit, 320 transmitting unit
Claims (7)
前記打撃用具の動きに連動し、ユーザーの部位に取り付けられる第2のセンサーと、
前記打撃用具の打撃のインパクトのタイミングを判定するインパクト判定部と、
前記インパクトの前は、前記第1のセンサーの検出信号を用いて第1の運動解析情報を算出し、前記インパクトの後は、前記第2のセンサーの検出信号を用いて第2の運動解析情報を算出する運動解析情報算出部と、を含む、運動解析システム。 A first sensor attached to the impact tool;
A second sensor attached to the user's site in conjunction with the movement of the impact tool;
An impact determination unit for determining the impact timing of the impact of the impact tool;
Before the impact, first motion analysis information is calculated using the detection signal of the first sensor, and after the impact, second motion analysis information is calculated using the detection signal of the second sensor. A motion analysis system including a motion analysis information calculation unit for calculating
前記第1のセンサーは、前記打撃用具の角速度を検出し、
前記第2のセンサーは、前記打撃用具の動きに連動する部位の角速度を検出する、運動解析システム。 In claim 1,
The first sensor detects an angular velocity of the hitting tool;
The second sensor is a motion analysis system that detects an angular velocity of a portion interlocked with the movement of the hitting tool.
前記第1のセンサーは、前記打撃用具の加速度を検出し、
前記第2のセンサーは、前記打撃用具の動きに連動する部位の加速度を検出する、運動解析システム。 In claim 1 or 2,
The first sensor detects an acceleration of the hitting tool;
The second sensor is a motion analysis system that detects an acceleration of a part interlocked with a motion of the hitting tool.
前記インパクトの後の前記第1のセンサーの検出信号の振幅及び周期の少なくとも一方に基づいて、特定時間を決定する特定時間決定部を含み、
前記運動解析情報算出部は、
少なくとも前記特定時間の間は、前記第2のセンサーの検出信号を用いて前記第2の運動解析情報を算出する、運動解析システム。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A specific time determination unit for determining a specific time based on at least one of an amplitude and a period of a detection signal of the first sensor after the impact;
The motion analysis information calculation unit
A motion analysis system that calculates the second motion analysis information using a detection signal of the second sensor at least during the specific time.
前記特定時間決定部は、
前記インパクトの後の前記第1のセンサーの検出信号が飽和している時間を前記特定時間の少なくとも一部とする、運動解析システム。 In claim 4,
The specific time determination unit includes:
The motion analysis system, wherein a time during which the detection signal of the first sensor after the impact is saturated is at least a part of the specific time.
前記インパクトの前は、前記打撃用具に取り付けられる第1のセンサーの検出信号を用いて第1の運動解析情報を算出し、前記インパクトの後は、前記打撃用具の動きに連動しユーザーの部位に取り付けられる第2のセンサーの検出信号を用いて第2の運動解析情報を算出する運動解析情報算出部としてコンピューターを機能させる、運動解析プログラム。 An impact determination unit that determines the impact timing of the impact of the impact tool;
Before the impact, the first motion analysis information is calculated using the detection signal of the first sensor attached to the hitting tool, and after the impact, the user's site is linked to the movement of the hitting tool. A motion analysis program that causes a computer to function as a motion analysis information calculation unit that calculates second motion analysis information using a detection signal of a second sensor to be attached.
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