JP2013090862A - ゴルフスイング解析装置およびゴルフスイング解析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1慣性センサー13はゴルフクラブ14に取り付けられる。第1慣性センサー13で計測される加速度に基づき、第1リンク32およびゴルフクラブ14で構築される三次元二重振子モデルに従って内力の力成分を分解する。内力は腕15からゴルフクラブ14へのエネルギー伝達の役割を果たす。内力が特定されれば、ゴルフクラブ14に伝達される力は解析されることができる。内力が時系列で観察されれば、効率的なエネルギー伝達を実現するゴルフスイングは導き出されることができる。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置11の構成を概略的に示す。ゴルフスイング解析装置11は例えば2つの慣性センサー12、13(以下「第1慣性センサー13」「第2慣性センサー12」という)を備える。第1および第2慣性センサー13、12は加速度センサーおよびジャイロセンサーが組み込まれる。加速度センサーは直交三軸方向に個々に加速度を検出することができる。ジャイロセンサーは直交三軸の各軸回りに個別に角速度を検出することができる。第1および第2慣性センサー13、12は個々の軸ごとに加速度および角速度を特定する検出信号を出力することができる。少なくともゴルフクラブ14に1つ目の慣性センサー(ここでは第1慣性センサー13)が取り付けられる。加えて、ゴルファーの下腕15に2つ目の慣性センサー(ここでは第2慣性センサー12)が取り付けられる。第1および第2慣性センサー13、12は腕15およびゴルフクラブ14にそれぞれ相対移動不能に固定されればよい。
演算処理回路16は計算機上に三次元空間を規定する。図2に示されるように、三次元空間は絶対基準座標系Σxyzを有する。三次元二重振子モデル31はゴルファーの肩41、42の中心となる支点35と関節34とを結ぶ第1リンク(仮想線)32およびゴルフクラブ14をモデル化したものに相当する。三次元二重振子モデル31の第1リンク32はゴルファーの上半身の部位から構築されるとも言える。三次元二重振子モデル31の第2リンク33はゴルフクラブ14に相当する。第1リンク32および第2リンク33は関節34で相互に連結される。関節34はグリップに相当する。関節34は点拘束である。この三次元二重振子モデル31では、第1および第2リンク32、33の質量m1、m2、第1リンク32の支点35(座標x0)回りの慣性テンソルJ1、第2リンク33の関節34(座標x1)回りの慣性テンソルJ2、第1リンク32の長さ(支点35から関節34まで)l1、第2リンク33の長さ(関節34からクラブ先端まで)l2、第1リンク32の支点35から重心36(座標xg1)までの長さlg1、および第1リンク32および第2リンク33の間の関節34から重心37(座標xg2)までの長さlg2が特定する必要がある。
図4は演算処理回路16の構成を概略的に示す。演算処理回路16は座標変換手段45を備える。座標変換手段45は第1および第2慣性センサー13、12に接続される。座標変換手段45は慣性センサー13、12のそれぞれの座標系を絶対基準座標系Σxyz、局所座標系ΣL1およびクラブ座標系Σq2に変換する。慣性センサー13、12により計測された角速度および加速度は、モデルで必要になる座標系における物理量に適宜変換される。
ゴルフスイング解析装置11の動作を簡単に説明する。まず、ゴルファーGのゴルフスイングは計測される。計測に先立って必要な情報が入力装置23から演算処理回路16に入力される。ここでは、三次元二重振子モデル31に従って、第1および第2リンク32、33の質量m1、m2、第1リンク32の支点x0回りの慣性テンソルJ1、第2リンク33の関節x1回りの慣性テンソルJ2、第1リンク32の長さ(支点x0から関節x1まで)l1、第2リンク33の長さ(関節x1からクラブ先端まで)l2、第1リンク32の支点x0から重心xg1までの長さlg1、第1リンク32および第2リンク33の間の関節x1から重心xg2までの長さlg2の入力が促される。入力された情報は例えば特定の識別子の下で管理される。識別子は特定のゴルファーGを識別すればよい。
Claims (10)
- ゴルフクラブに取り付けられる第1慣性センサーと、
前記第1慣性センサーで計測される加速度に基づき、前記ゴルフクラブおよびゴルファーの上半身の部位で構築される三次元二重振子モデルに従ってスイングにより生じる内力を特定する演算処理回路と
を備えることを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項1に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記第1慣性センサーは、3軸の検出軸を備える加速度センサーと、3軸の検出軸を備えるジャイロセンサーと、を含むことを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項1または2に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記三次元二重振子モデルは、前記ゴルファーの両肩を結ぶ線の中心と、前記ゴルファーが握る前記ゴルフクラブのグリップ部を結ぶ仮想線をモデルの一部とすることを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記演算処理回路は、前記第1慣性センサーで計測される加速度に基づき、前記内力を前記ゴルフクラブのシャフトの長軸に沿った方向が軸の一つとなるように分解することを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項4に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記演算処理回路は、前記第1慣性センサーで計測される加速度に基づき、前記三次元二重振子モデルで前記長軸に直交する平面内で前記ゴルフクラブの移動方向を規定する第1直交軸に沿って前記内力を分解し、かつ、前記三次元二重振子モデルで前記長軸および前記第1直交軸に直交する第2直交軸に沿って前記内力を分解することを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項5に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記演算処理回路は、前記長軸、前記第1直交軸および前記第2直交軸に沿って分解される前記内力と前記加速度の積分値とに基づき、前記上半身から前記ゴルフクラブに作用するエネルギー変化率の第1成分を特定することを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項6に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記上半身の部位に取り付けられる第2慣性センサーをさらに備え、
前記演算処理回路は、前記三次元二重振子モデルで前記上半身の支点回りに特定される慣性テンソル、並びに、前記第2慣性センサーで計測される角速度および角速度の微分値に基づき、前記上半身に作用するエネルギー変化率の第1成分を特定することを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項7に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記支点は、前記ゴルファーの両肩を結ぶ線の中心であることを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - 請求項7または8に記載のゴルフスイング解析装置において、
前記演算処理回路は、
前記第2慣性センサーで計測される加速度、前記加速度の積分値、および、前記ゴルファーの腕の質量に基づき、前記上半身に作用するエネルギー変化率の第2成分を特定し、
前記三次元二重振子モデルで前記ゴルフクラブおよび前記腕の関節回りに特定される慣性テンソル、前記第1慣性センサーで計測される角速度の微分値、および、前記第2慣性センサーで計測される角速度に基づき、前記上半身に作用するエネルギー変化率の第3成分を特定し、
前記関節回りに特定される慣性テンソル、前記第1慣性センサーで計測される角速度の微分値、および、前記第1慣性センサーで計測される角速度に基づき、前記ゴルフクラブに作用するエネルギー変化率の第2成分を特定し、
前記上半身に作用するエネルギー変化量の前記第1成分、前記第2成分および前記第3成分、並びに、前記ゴルフクラブに作用するエネルギー変化量の前記第1成分および前記第2成分に基づき、前記上半身のエネルギー変化率および前記ゴルフクラブのエネルギー変化率を特定することを特徴とするゴルフスイング解析装置。 - ゴルフクラブに取り付けられる第1慣性センサーから加速度を取得する工程と、
前記加速度に基づき、前記ゴルフクラブおよびゴルファーの上半身の部位で構築される三次元二重振子モデルに従ってスイングにより生じる内力を特定する工程と
を備えることを特徴とするゴルフスイング解析方法。
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