JP2013125024A - 運動解析方法及び運動解析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 誤差の累積を解消した解析結果が得られる運動解析方法及び装置を提供すること。
【解決手段】 運動解析装置４０は、物体１０に取り付けられて物体１０の物理量を検出するセンサー２０と、物体１０を保持してセンサー２０を第１の位置Ｐ０に設定する保持具３０と、第１の位置Ｐ０に設定されたセンサー２０の第１出力データと、物体１０が保持具３０より離脱された後の少なくとも一つの既知の第２の位置Ｐ５にセンサー２０が設定された時の第２出力データを含むセンサー２０の出力とを取得して、物体１０の運動を解析する運動解析部２０４，２０６，２０８と、を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、運動解析方法及び運動解析装置等に関する。

様々な分野において物体の運動を解析する装置が必要とされている。例えば、テニスラケットやゴルフクラブのスイング軌道、野球のピッチングやバッティングのフォーム等を解析し、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。

現在、実用的な運動解析装置としては、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、運動を解析するものが一般的である。

特開２００４−２４４８８号公報

しかしながら、このような運動解析装置では、画像を撮影するための赤外線カメラが必要であるため装置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。例えば、テニスの練習中の画像を複数の角度から撮影したい場合、撮影したい角度に合わせて赤外線カメラの位置を移動させるかプレイヤーの向きを変える必要がある。

これに対して、近年、被測定物に小型の慣性センサーを取り付け、センサーの出力データから被測定物の運動を解析する装置が提案されており、赤外線カメラが不要であるため取り扱いが容易であるという利点がある。例えば、加速度センサーが検出する加速度値a（t）に対して、それぞれ時間積分処理を行うことで、被測定物の速度Ｖ（t）及び位置p（t）を算出することができる。

ところが、一般に慣性センサーの出力値には観測しようとする値の他に誤差が含まれている。従って、加速度センサーの出力データから、それぞれ時間積分処理を行って被測定物の速度Ｖ（t）及び位置p（t）を算出すると、誤差E（t）も時間積分されるため、時間tの経過に伴って速度Ｖ（t）及び位置p（t）の誤差が急速に増大する。

本発明のいくつかの態様によれば、誤差の累積を解消した解析結果が得られる運動解析方法及び装置を提供することができる。

本発明の他のいくつかの態様によれば、運動解析の計測開始時期を簡易に取得することができる運動解析装置を提供することができる。

（１）本発明の一態様は、
センサーが取り付けられた物体を、前記センサーを保持具に静止状態で保持して第１の位置に設定し、
前記第１の位置に設定された時の既知の前記センサーの第１出力データと、前記物体が前記保持具より離脱された後であって、少なくとも一つの既知の第２の位置に前記センサーが設定された時の前記センサーの第２出力データと、を含む前記センサーの出力を取得し、
前記第１出力データ及び前記第２出力データを用いて前記物体の運動を解析する運動解析方法に関する。

本発明の一態様によれば、センサーにより物体の物理量（加速度、角速度など）が取得され、その物理量から物体の運動（速度、位置、回転角など）を演算により求めることができる。その際、保持具に保持された物体に取り付けられたセンサーが第１の位置にあるとき、物体は静止状態であることから、第１の位置での第１出力データ（特定位置データ、速度及び角速度は共に零）を用いて、第１の位置でのセンサー出力及びその演算結果を初期化することができる。第１の位置を離れた物体の運動中は、センサー出力に誤差が生じ、演算によって誤差は累積する。少なくとも一つの第２の位置での第２出力データを用いれば、その誤差を解消して物体の運動を解析することができる。

（２）本発明の一態様では、前記少なくとも一つの既知の第２の位置は、前記物体が前記保持具より離脱された後に前記保持具に戻された時の前記第１の位置に等しくすることができる。

この場合、保持具に保持された物体が移動されて、再び保持具に戻されるまでの物体の運度を、誤差を解消して解析することができる。しかも、保持具により第１，第２の位置を等しくかつ正しく設定でき、保持具から離れた物体の通過点を特定することなく、誤差を解消することができる。

（３）本発明の一態様では、前記少なくとも一つの既知の第２の位置は、前記物体が既知の通過点を通過する時の前記センサーの位置とすることができる。

物体によっては、運動中の通過点が特定されることがある。例えばゴルフクラブであれば、打撃されるゴルフボールをティーアップすると、ティーアップ位置がクラブヘッドの追加点となる。ティーアップ位置を既知とすると、第２の位置として利用できる。好ましくは、保持具に保持された物体に取り付けられたセンサーの位置を第１の位置と第２の位置とに兼用し、少なくとも一つの通過点を他の第２の位置として、３点もしくは３点以上の位置での既知データを利用すると、誤差をより少なくすることができる。

（４）本発明の一態様では、前記物体が前記保持具より離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することができる。

それにより、取得されたセンサー出力が、物体が保持具に保持されて静止した状態の時のデータであるか、その後の計測対象のデータであるかを明確に区別することができる。また、物体が保持具に保持されている間のセンサー出力は、第１の位置を特定するに足る情報量であればよく、静止状態の間に取得されたサンプリングデータの全てを記憶する必要はない。よって、センサー出力を記憶する記憶部での記憶容量を少なくすることができる。また、物体が保持具から離れる信号からその時刻を取得することで、例えば加速度データを時間積分して速度、位置情報を得るためのデータ処理開始位置（時刻）を知ることができる。計測開始を例えば開始音などで告知すると、物体例えば運動器具を操作する者の運動の自由度が奪われ、開始時期の告知を待つことから緊張感を付与するなどの弊害がある。その点、本態様ではそのような弊害を解消できる利点もある。

（５）本発明の一態様では、前記物体が前記保持具より離脱された後に前記保持具に装着される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することができる。

それにより、取得されたセンサー出力が、物体が保持具に再び保持されて静止した状態の時のデータであるか、それ以前の計測対象のデータであるかを明確に区別することができる。また、物体が保持具に再び保持されている間に取得されたセンサー出力は、物体が保持具に戻された時の終点を特定するに足る情報量であればよく、過度に長い間取得する必要はない。このことによっても、センサー出力を記憶する記憶部での記憶容量を少なくすることができる。

（６）本発明の他の態様は、
物体に取り付けられ、前記物体の物理量を検出するセンサーと、
前記物体を保持して、前記センサーを第１の位置に設定する保持具と、
前記第１の位置に設定された前記センサーの第１出力データと、前記物体が前記保持具より離脱された後であって、少なくとも一つの既知の第２の位置に前記センサーが設定された時の前記センサーの第２出力データと、を含む前記センサーの出力を取得して、前記物体の運動を解析する運動解析部と、
を有する運動解析装置に関する。

本発明の他の態様では、本発明の一態様に係る運動解析方法を好適に実施することができる。

（７）本発明の他の態様では、前記保持具は、前記物体に取り付けられて前記センサーに給電する二次電池を充電する充電器とすることができる。こうすると、保持具を充電器として兼用でき、物体が充電器に装着されている間に二次電池を充電することができる。

（８）本発明の他の態様では、前記充電器及び前記物体の少なくとも一方は、前記物体が前記充電器に装着されているか非装着かを検出するスイッチを含み、前記運動解析部は、前記スイッチにより前記物体が前記充電器から離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することができる。

それにより、取得されたセンサー出力が、物体が保持具に保持されて静止した状態の時のデータであるか、その後の計測対象のデータであるかを明確に区別することができる。

（９）本発明の他の態様では、前記スイッチは、前記物体に設けられた第１接点と前記充電器に設けられた第２接点とを含み、前記運動解析部は、前記第１接点が前記第２接点より離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することができる。スイッチは機械式スイッチでもよいが、接点スイッチとすることで構成を簡易にすることができる。

（１０）本発明の他の態様では、前記第１接点及び前記第２接点は、充電用接点として兼用されても良い。こうすると、接点を追加することなく充電と接触／非接触検出の双方を実現できる。

（１１）本発明のさらに他の態様は、
物体に取り付けられ、前記物体の物理量を検出するセンサーと、
前記物体を保持して、前記物体に取り付けられて前記センサーに給電する二次電池を充電する充電器と、
前記物体が前記充電器に保持されている時の前記センサーの出力と、前記物体が前記保持具より離脱された後の前記センサーの出力と、を取得して、前記物体の運動する運動解析部と、
を有し、
前記充電器及び前記物体の少なくとも一方は、前記物体が前記充電器に装着されているか非装着かを検出するスイッチを含み、
前記運動解析部は、前記スイッチにより前記物体が前記充電器から離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析する運動解析装置に関する。

本発明の他の態様では、取得されたセンサー出力が、物体が保持具に保持されて静止した状態の時のデータであるか、その後の計測対象のデータであるかを明確に区別することができる。また、物体が充電器に保持されている間のセンサー出力は、静止位置を特定するに足る情報量であればよく、静止状態の間に取得されたサンプリングデータの全てを記憶する必要はない。よって、センサー出力を記憶する記憶部での記憶容量を少なくすることができる。また、物体が充電器から離れる信号からその時刻を取得することで、例えば加速度データを時間積分して速度、位置情報を得るためのデータ処理開始位置（時刻）を知ることができる。計測開始を例えば開始音などで告知すると、物体例えば運動器具を操作する者の運動の自由度が奪われ、開始時期の告知を待つことから緊張感を付与するなどの弊害がある。その点、本態様ではそのような弊害を解消できる利点もある。

計測対象物体の運動軌跡の一例を示す図である。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る運動解析方法及び装置に用いられる充電器（保持具）と物体（ゴルフクラブ）とを示す図である。 本発明の一実施形態に係る運動解析方法を示すフローチャートである。 静止状態の物体及び運動中の物体のセンサー出力のサンプリングを示す図である。 充電器（保持具）を起点及び終点とする物体（ゴルフクラブ）の運動軌跡と、センサー出力の演算結果とのずれを説明するための図である。 物体（ゴルフクラブ）の運動軌跡の終点とセンサー出力の演算結果とのずれを直交三軸座標で説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る運動解析装置のブロック図である。 図７に示すセンサー部の詳細を示すブロック図である。 図２（Ｂ）に示すスタンド型の充電器とそれに保持されるゴルフクラブを示す図である。 図９に示す充電器とゴルフクラブの装着／非装着状態を検出する検出部を示す図である。 図２（Ａ）に示す接地型の充電器とそれに保持されるゴルフクラブを示す図である。 図１１に示す充電器とゴルフクラブの装着／非装着状態を検出する検出部を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施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く、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。また、各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。

１．運動解析方法
図１は、計測物体例えば運動器具であるゴルフクラブ１０のクラブヘッド１１のスイング軌跡Ａを示している。スイング軌道Ａは、スイング起動位置Ｐ１、トップ位置Ｐ２、インパクト位置Ｐ３及びフォロースルートップ位置Ｐ４を含んでいる。

図２（Ａ）（Ｂ）は、本実施形態に用いられるセンサーユニット２０（２０Ａ，２０Ｂ）が装着されたゴルフクラブ１０と、ゴルフクラブ１０の保持具例えば充電器３０（３０Ａ，３０Ｂ）を示している。充電器３０（３０Ａ，３０Ｂ）は、センサーユニット２０（２０Ａ，２０Ｂ）に内蔵されるセンサーに給電する二次電池を充電する。

図２（Ａ）は、ヘッドセンサーユニット２０Ａがクラブヘッド１１に装着されたゴルフクラブ１０Ａを模式的に示している。充電器３０Ａは、接地型であり、クラブヘッド１１を静止状態に保持して、後述する接点を介してヘッドセンサーユニット２０Ａ内の二次電池を充電することができる。

図２（Ｂ）は、シャフトセンサーユニット２０Ｂがクラブシャフト１２に装着されたゴルフクラブ１０Ｂを模式的に示している。充電器３０Ｂは、スタンド型であり、クラブシャフト１２を静止状態に保持して、後述する接点を介してヘッドセンサーユニット２０Ｂ内の二次電池を充電することができる。

ここで、図２（Ａ）（Ｂ）に示すセンサーユニット２０は、例えば三軸検出が可能な加速度センサーを内蔵している。センサーユニット２０は三軸検出が可能な角速度センサーを内蔵することもできる。このセンサーユニット２０を用いてゴルフクラブ１０の運動を解析する方法について、図３〜図６を参照して説明する。なお、以下の実施形態は図２（Ａ）のようにセンサーが装着されたクラブヘッド１１の軌道を解析する例である。図２（Ｂ）のようにセンサー位置（シャフト）と求める軌道位置（クラブヘッド）とが異なる場合でも、ゴルフクラブ１０の角度が角速度センサーから取得され、センサー位置が加速度センサーから取得されれば、センサー位置から一定の距離にあるクラブヘッド１１の位置などを追跡することができる。

図３のスタート時には、ゴルフクラブ１０は図２（Ａ）（Ｂ）に示す充電器３０（３０Ａ，３０Ｂ）に装着され静止状態である。このとき、センサーユニット２０（２０Ａ，２０Ｂ）は既知の始点Ｐ０（第１の位置）にあり、速度及び角速度は共に零である。これらが、始点Ｐ０（第１の位置）での既知のデータである。

図３のステップＳ１では、ゴルフクラブ１０が充電器３０に装着されている静止状態でのセンサー出力（第１出力データ）を取得する。つまり、図４のスタート時ｔ０から、静止状態にてセンサー出力データ（第１出力データ）をサンプリングして取得する。図３のステップＳ２では、ゴルフクラブ１０が充電器３０から離脱されたか否かが監視される。ゴルフクラブ１０が充電器３０から離脱されたことが取得されると（図３のステップＳ２での判断がＹＥＳ）、ステップ３に移行してゴルフクラブ１０が充電器３０から離脱後のセンサー出力が取得されて、運動解析のための計測が開始される。つまり、図４の時刻ｔ０〜ｔ１までの第１期間Ｔ１にて静止状態でのセンサー出力データがサンプリングされ、時刻ｔ１以降ではゴルフクラブ１０が充電器３０から離脱された以降のセンサー出力データがサンプリングされる。

図３のステップＳ４では、ゴルフクラブ１０が充電器３０に戻されたか否かが監視される。図３のステップＳ４での判断がＮＯであればステップＳ３での計測が継続される。ゴルフクラブ１０が充電器３０に装着されたことが取得されると（ステップＳ４での判断がＹＥＳ）、ゴルフクラブ１０が充電器３０に装着され後のセンサー出力（第２出力データ）が取得された後に、計測が終了される（ステップＳ５）。

つまり、図４の時刻ｔ１〜ｔ２までの第２期間Ｔ１にてゴルフクラブ１０が充電器３０から離脱された以降のセンサー出力データがサンプリングされ、時刻ｔ２〜ｔ３までの第３期間Ｔ３ではゴルフクラブ１０が充電器３０に戻された以降のセンサー出力データ（第２出力データ）がサンプリングされる。

図３のステップＳ４の後に、ステップＳ６での運動解析動作に移行することになる。ただし、ステップ６での運動解析動作は、センサー出力の取得と並行して実施してもよい。

ここで、図３のステップＳ２を実施することにより、図４に示す時刻ｔ１を自動取得することができる。それにより、取得されたセンサー出力が、物体が保持具に保持されて静止した状態の時のデータであるか、その後の計測対象のデータであるかを明確に区別することができる。

また、図４に示す第１期間Ｔ１（ｔ０〜ｔ１）でのセンサー出力（第１出力データ）は、始点Ｐ０を特定するに足る情報量であればよく、第１期間Ｔ１中に取得されたサンプリングデータの全てを記憶する必要はない。始点Ｐ０を特定するために、一つのサンプリングデータか、あるいは平均値化するために複数のサンプリングデータが記憶されていればよい。よって、センサー出力を記憶する記憶部での記憶容量を少なくすることができる。また、時刻ｔ１を取得することで、例えば加速度データを時間積分して速度、位置情報を得るためのデータ処理開始位置（時刻）を知ることができる。計測開始を例えば開始音などで告知すると、運動器具を操作する者の運動の自由度が奪われ、開始時期の告知を待つことから緊張感を付与するなどの弊害がある。その点、本実施形態ではそのような弊害を解消できる利点もある。

同様に、図３のステップＳ４を実施することにより、図４に示す時刻ｔ２を自動取得することができる。それにより、取得されたセンサー出力（第２出力データ）が、物体が保持具に再び保持されて静止した状態の時のデータであるか、それ以前の計測対象のデータであるかを明確に区別することができる。また、図４に示す第３期間Ｔ３（ｔ２〜ｔ３）でのセンサー出力（第１出力データ）は、ゴルフクラブ１０が充電器３０に戻された時の終点を特定するに足る情報量であればよく、第１期間Ｔ３を過度に長く設定する必要はない。このことによっても、センサー出力を記憶する記憶部での記憶容量を少なくすることができる。

図５は、充電器３０（３０Ａ，３０Ｂ）を始点Ｐ０及び終点Ｐ５としたスイング軌跡Ａ１の一例を模式的に示している。なお、図５に示す軌跡Ａ１には、図１に示すスイング軌跡Ａに追加して、始点Ｐ０からスイング起動位置Ｐ１に至る軌跡Ａ２と、フォロースルートップ位置Ｐ４から例えば図１に示すスイング軌跡Ａの一部を帰路として辿った後に分岐されて終点Ｐ５に至る軌跡Ａ３が追加されている。なお、実際の計測では、始点Ｐ０及び終点Ｐ５以外の各位置や軌跡は様々である。

上述した通り、加速度センサーが検出する加速度値a（t）に対して、それぞれ時間積分処理を行うことで、被測定物であるゴルフクラブ１０の例えばクラブヘッド１１の速度Ｖ（t）及び位置p（t）を算出することができる。

この際、センサーユニット２０（２０Ａ，２０Ｂ）は既知の始点Ｐ０（第１の位置）にあり、速度及び角速度は共に零である。始点Ｐ０（第１の位置）についてこれらの既知のデータを用いて、始点Ｐ０（第１の位置）でのセンサー出力（第１出力データ）及びその演算結果が初期化される。

しかし、図５に示す軌跡Ａ１を移動中の実際のセンサーユニット２０中の加速度センサーの出力データＸ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）には誤差Ｅ（ｔ）が含まれている。よって、センサーユニット２０中の加速度センサーの出力データＸ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）に対して時間積分を二回実施して得られる位置ｐ（ｔ）は、始点Ｐ０での位置で初期化して一致させても、図５に示す実際の位置Ｐ１〜Ｐ５に対して演算結果では位置Ｐ１’〜Ｐ５’にずれてしまう。

一方、終点（第２の位置）Ｐ５でも位置は既知であり、終点Ｐ５での速度及び角速度は共に零（既知）である。そこで、終点（第２の位置）Ｐ５についてこれらの既知のデータを用いて、出力データＸ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）に含まれる誤差Ｅ（ｔ）の時間積分に起因した累積誤差を解消するための補正を行うことができる。

図６は、本来の終点Ｐ５（＝Ｐ０）と、終点Ｐ５でのセンサーからの第２出力データである出力データＸ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）に基づいて演算された終点Ｐ５’とで、直交三軸のＸ，Ｙ，Ｚ成分の誤差ΔＸ，ΔＹ，ΔＺを示している。図６では、終点Ｐ５（＝Ｐ０）は、Ｘ＝０、Ｙ＝０、Ｚ＝０と初期化されている。ここで、図４に示すように、時刻ｔ１で始点Ｐ０をスタートしたゴルフクラブ１０は時刻ｔ２に終点Ｐ５に到達している。従って、図５に示すゴルフクラブ１０の軌跡Ａ１において、単位時間Δｔ当たりのＸ，Ｙ，Ｚ方向の各誤差成分はΔＸ／（ｔ２−ｔ１）、ΔＹ／（ｔ２−ｔ１）、ΔＺ／（ｔ２−ｔ１）となる。

つまり、単位時間Δｔが経過するごとにＸ，Ｙ，Ｚ方向の各誤差成分ΔＸ／（ｔ２−ｔ１）、ΔＹ／（ｔ２−ｔ１）、ΔＺ／（ｔ２−ｔ１）が累積している。よって、例えば位置Ｐから位置Ｐ１’にｎ×Δｔ後に到達したのであれば、位置Ｐ１’のＸ，Ｙ，Ｘ成分からＸ，Ｙ，Ｚ方向の各誤差ΔＸ／（ｔ２−ｔ１）、ΔＹ／（ｔ２−ｔ１）、ΔＺ／（ｔ２−ｔ１）をそれぞれｎ倍した累積誤差を減算すれば、正しい位置Ｐ１を求めることができる。同様にして、センサーからの出力データＸ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）に基づいて演算された位置Ｐ２’〜Ｐ５’を正しい位置Ｐ２〜Ｐ５に補正することができる。ただし、既知の位置Ｐ０，Ｐ５での既知のデータを用いてセンサー出力の演算結果を補正する手法については、これに限定されるものではない。

ここで、上述した実施形態はゴルフクラブ１０の位置を解析するものであったが、センサーからの出力データの時間積分を１回だけして得られる速度Ｖ（ｔ）についても、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ５にて速度が零となる既知のデータを用いて同様に補正することができる。角速度センサーの出力データについては、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ５にて各軸廻りの回転角度についての既知のデータを用いて同様に補正することができる。

なお、上述した実施形態では、第１の位置Ｐ０と第２の位置Ｐ５が等しいものであったが、それに限定されない。第２の位置は、物体が既知の通過点を通過する時のセンサーの位置であってもよく、例えば、図３及び図５に示すインパクト位置Ｐ３は、ゴルフボールがティーアップされた位置として既知であるので、インパクト位置Ｐ３を少なくとも一つの第２の位置として利用することができる。好ましくは、第１の位置Ｐ０と２つの第２の位置Ｐ３，Ｐ５での既知のデータを利用してゴルフクラブ１０の運動を解析することができる。

２．運動解析装置
図７は、本実施形態の運動解析装置の構成を示す図である。実施形態の運動解析装置４０は、1又は複数のセンサーユニット２０とホスト端末５０を含んで構成され、対象物体１０の運動を解析する。センサーユニット２０は、センサー部１００と二次電池１３０とを含むことができる。センサー部１００とホスト端末５０は無線接続されていてもよいし、有線接続されていてもよい。

センサーユニット２０は、図２（Ａ）または図２（Ｂ）に示すように、運動解析の対象物体１０に取り付けられ、所与の物理量を検出する処理を行う。本実施形態では、センサーは、図８にも示すように、少なくとも一つ例えば複数のセンサー１０２ｘ〜１０２ｚ及び１０４ｘ〜１０４ｚ、データ処理部１１０、通信部１２０を含んで構成されている。

ここで、センサーは所与の物理量を検出し、検出した物理量（例えば、加速度、角速度、速度、角加速度など）の大きさに応じた信号（データ）を出力するセンサーである。本実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の加速度を検出する三軸加速度センサー１０２ｘ〜１０２ｚ（慣性センサーの一例）と、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の角速度を検出する三軸ジャイロセンサー（角速度センサー、慣性センサーの一例）１０４ｘ〜１０４ｚとからなる６軸モーションセンサーを備えている。

データ処理部１１０は、各センサー１０２ｘ〜１０２ｚ及び１０４ｘ〜１０４ｚの出力データの同期を取り、当該データを時刻情報などと組合せたパケットにして通信部１２０に出力する処理を行う。さらに、データ処理部１１０は、センサー１０２ｘ〜１０２ｚ及び１０４ｘ〜１０４ｚのバイアス補正や温度補正の処理を行うようにしてもよい。なお、バイアス補正や温度補正の機能をセンサー自体に組み込んでもよい。

通信部１２０は、データ処理部１１０から受け取ったパケットデータをホスト端末５０に送信する処理を行う。

ホスト端末５０は、処理部（ＣＰＵ）２００、通信部２１０、操作部２２０、ＲＯＭ２３０、ＲＡＭ２４０、不揮発性メモリー２５０、表示部２６０を含んで構成されている。

通信部２１０は、センサー部１００から送信されたデータを受信し、処理部２００に送る処理を行う。

操作部２２０は、ユーザーからの操作データを取得し、処理部２００に送る処理を行う。操作部２２０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。

ＲＯＭ２３０は、処理部２００が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムや、アプリケーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。

ＲＡＭ２４０は、処理部２００の作業領域として用いられ、ＲＯＭ２３０から読み出されたプログラムやデータ、操作部２２０から入力されたデータ、処理部２００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。

なお、本実施形態では特に、第１の位置Ｐ０や第２の位置Ｐ３，Ｐ５についての既知のデータを、ＲＯＭ２３０またはＲＡＭ２４０に記憶しておくことができる。

不揮発性メモリー２５０は、処理部２００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憶部である。

表示部２６０は、処理部２００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２６０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２２０と表示部２６０の機能を実現するようにしてもよい。

処理部２００は、ＲＯＭ２３０に記憶されているプログラムに従って、センサー部１００から通信部２１０を介して受信したデータに対する各種の計算処理や、各種の制御処理（表示部２６０に対する表示制御等）を行う。

特に、本実施形態では、処理部２００は、データ取得部２０２、演算部２０４、データ補正部２０６、運動解析情報生成部２０８として機能する。

データ取得部２０２は、センサー１０２ｘ〜１０２ｚ及び１０４ｘ〜１０４ｚの検出対象である物体１０の物理量のｍ階時間積分値（ｍは自然数）の真値が既知である図４の第１，第３期間Ｔ１，Ｔ３と、運動解析の対象である第２期間Ｔ２とを含む期間において、センサー部１００の出力データを取得する処理を行う。取得したデータは例えばＲＡＭ２４０に記憶される。

演算部２０４は、図４の第１期間Ｔ１に取得された位置Ｐ０についての既知のデータで初期化して、センサー部１００の出力データをｍ階時間積分する演算を実施する。演算部２０４がセンサー部１００の出力データを例えば２階時間積分すると、図５に示す位置Ｐ０，Ｐ１’〜Ｐ５’が得られる。

データ補正部２０６は、演算部２０４での演算結果を、図４の第３期間Ｔ３にて取得された位置Ｐ５についての既知のデータに基づいて補正する。これにより、図５に示す位置Ｐ１’〜Ｐ５’は、正しい位置Ｐ１〜Ｐ５に補正される。

運動解析情報生成部２０８は、データ補正部２０６からの補正データに基づいて、対象物体１０の運動を解析するための情報（以下、「運動解析情報」という）を生成する処理を行う。生成した運動解析情報は、文字、グラフ、図などで表示部２６０に表示させてもよいし、ホスト端末５０の外部に出力してもよい。なお、上述した演算部２０４、データ補正部２０６及び運動解析情報生成部２０８は、運動解析部の一例である。

３．充電器及び運動器具
次に、本実施形態の運動解析方法及び装置に好適に用いられる充電器３０及び測定対象の運動器具１０について説明する。

図９は、図２（Ｂ）に示す充電器３０及び測定対象の運動器具（ゴルフクラブ）１０Ｂの基本的構成例を示している。保持具として機能する充電器３０は、接地部３１と、接地部３１から上方に延びるシャフト保持部３２と、例えば接地部３１に設けられた充電回路３３と、シャフト保持部３２に設けられた２つの充電端子３４，３５を有している。ゴルフクラブ１０Ｂは、充電器３０の充電端子３４，３５に接触する被充電端子１３，１４を、クラブシャフト１２に有する。なお、ゴルフクラブ１０Ｂに設けられるセンサーユニット２０は図９では図示が省略されている。

図１０は、図９に示すゴルフクラブ１０Ｂ及び充電器３０を用いて、図３のステップＳ３及びステップＳ４にて充電器３０にゴルフクラブ１０Ｂが装着されたか否かの検出を行う構成例を示している。

ここで、ゴルフクラブ１０Ｂのセンサーユニット２０には、被充電端子１３，１４に接続された二次電池１３０が設けられている。センサーユニット２０には、図７に示す構成要素に加えて、充電電圧検出回路１６と、充電制御回路１７と、センサー制御回路１８等を設けることができる。二次電池１３０の充電電圧は充電電圧検出回路１６にて検出され、その検出結果に基づいて充電制御回路１７が二次電池１３０への充電を制御する。センサー制御回路１８は、二次電池１３０から電力が供給され、図７に示すセンサー１０２ｘ〜１０２ｚ及び１０４ｘ〜１０４ｚを制御する。一方、充電器３０には、例えば＋側の充電端子３４に接続された電池検出回路３６を設けることができる。

充電器３０及びゴルフクラブ１０Ｂは、ゴルフクラブ１０Ｂが充電器３０に装着されているか非装着かを検出するスイッチＳＷ１を、例えばゴルフクラブ１０Ｂに設けられた被充電端子１３（第１接点）と充電器３０に設けられた充電端子３４（第２接点）により構成することができる。

被充電端子１３（第１接点）と充電端子３４（第２接点）の接触／非接触は、例えば充電器３０に設けられた電池検出回路３６にて検出される。電池検出回路３６は、被充電端子１３（第１接点）と充電端子３４（第２接点）の接触／非接触に伴って変動する電流、電圧、抵抗値等から、二次電池１３０が接続されているか否かを判別することができる。スイッチＳＷ１と電池検出回路３６は、装着／非装着検出部の一例である。

つまり、電池検出回路３６の出力は、ゴルフクラブ１０Ｂの装着／非装着情報となる。この情報が図７に示すホスト端末５０にて取得されることで、図３のステップＳ３及びステップＳ４にて充電器３０にゴルフクラブ１０Ｂが装着されたか否かの検出することができる。それにより、図７に示す運動解析部２０４，２０６，２０８は、第１接点１３が第２接点３４より離脱される時の信号や、その後第１接点１３が第２接点３４に接触される時の信号を取得して、ゴルフクラブ１０Ｂの運動を解析することができる。

これらの装着／非装着検出信号は、センサー出力と共にデータとしてホスト端末５０に送信されてもよいし、センサー出力とは別に有線または無線でホスト端末５０に送信されてもよい。

あるいは、図１０に示す電池検出回路３６をゴルフクラブ１０Ｂ側に設け、ゴルフクラブ１０Ｂ側から装着／非装着検出信号を無線でホスト端末５０に送信してもよい。なお、図１０に示す装着／非装着検出方式は、図２（Ａ）に示すゴルフクラブ１０Ａにも適用することができる。

図１１及び図１２は、例えば図２（Ａ）に示すゴルフクラブ１０Ａに適用できる図１０とは異なる装着／非装着検出方式を示している。図１１に示すように、充電器３０がクラブヘッド１１を保持する位置に、プッシュボタン６３が突出形成されている。プッシュボタン６３は、クラブヘッド１１が充電器３０に装着されることで押下される。

図１２に示すように、充電器３０には充電端子３４，３５に加えて、プッシュボタン６３を含むスイッチＳＷ２が設けられている。スイッチＳＷ２は、２つの固定接点６０，６１と、プッシュボタン６３により固定接点６０，６１間をショートさせる可動接点６２を含んでいる。

ここで、スイッチＳＷ２が閉状態（装着状態）と開状態（非装着状態）とで、スイッチＳＷ２からの出力を変動させることができる。よって、スイッチＳＷ２からの信号を装着／非装着検出信号として利用することができる。この場合も、装着／非装着検出信号は、センサー出力と共にデータとしてホスト端末５０に送信されてもよいし、センサー出力とは別に有線または無線でホスト端末５０に送信されてもよい。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、本発明の測定対象物体は、好適にはゴルフクラブ、テニスラケット等の運動器具に適用することができるが、これに限定されない。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 測定対象物体、１３ 第１接点、２０，２０Ａ，２０Ｂ センサーユニット、３０ 保持具（充電器）、３４ 第２接点、４０ 運動解析装置、５０ ホスト端末、１００ センサー部、１０２ｘ〜１０２ｚ，１０４ｘ〜１０４ｚ センサー、１３０ 二次電池、２０４，２０６，２０８ 運動解析部、ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ

Claims (11)

1. センサーが取り付けられた物体を、前記センサーを保持具に静止状態で保持して第１の位置に設定し、
   前記第１の位置に設定された時の既知の前記センサーの第１出力データと、前記物体が前記保持具より離脱された後であって、少なくとも一つの既知の第２の位置に前記センサーが設定された時の前記センサーの第２出力データと、を含む前記センサーの出力を取得し、
   前記第１出力データ及び前記第２出力データを用いて前記物体の運動を解析することを特徴とする運動解析方法。
2. 請求項１において、
   前記少なくとも一つの既知の第２の位置は、前記物体が前記保持具より離脱された後に前記保持具に戻された時の前記第１の位置に等しいことを特徴とする運動解析方法。
3. 請求項１または２において、
   前記少なくとも一つの既知の第２の位置は、前記物体が既知の通過点を通過する時の前記センサーの位置であることを特徴とする運動解析方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
   前記物体が前記保持具より離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することを特徴とする運動解析方法。
5. 請求項２において、
   前記物体が前記保持具より離脱された後に前記保持具に装着される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することを特徴とする運動解析方法。
6. 物体に取り付けられ、前記物体の物理量を検出するセンサーと、
   前記物体を保持して、前記センサーを第１の位置に設定する保持具と、
   前記第１の位置に設定された前記センサーの第１出力データと、前記物体が前記保持具より離脱された後であって、少なくとも一つの既知の第２の位置に前記センサーが設定された時の前記センサーの第２出力データと、を含む前記センサーの出力を取得して、前記物体の運動を解析する運動解析部と、
   を有することを特徴とする運動解析装置。
7. 請求項６において、
   前記保持具は、前記物体に取り付けられて前記センサーに給電する二次電池を充電する充電器であることを特徴とする運動解析装置。
8. 請求項７において、
   前記充電器及び前記物体の少なくとも一方は、前記物体が前記充電器に装着されているか非装着かを検出するスイッチを含み、
   前記運動解析部は、前記スイッチにより前記物体が前記充電器から離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することを特徴とする運動解析装置。
9. 請求項８において、
   前記スイッチは、前記物体に設けられた第１接点と前記充電器に設けられた第２接点とを含み、
   前記運動解析部は、前記第１接点が前記第２接点より離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することを特徴とする運動解析装置。
10. 請求項９において、
    前記第１接点及び前記第２接点は、充電用接点として兼用されることを特徴とする運動解析装置。
11. 物体に取り付けられ、前記物体の物理量を検出するセンサーと、
    前記物体を保持して、前記物体に取り付けられて前記センサーに給電する二次電池を充電する充電器と、
    前記物体が前記充電器に保持されている時の前記センサーの出力と、前記物体が前記保持具より離脱された後の前記センサーの出力と、を取得して、前記物体の運動する運動解析部と、
    を有し、
    前記充電器及び前記物体の少なくとも一方は、前記物体が前記充電器に装着されているか非装着かを検出するスイッチを含み、
    前記運動解析部は、前記スイッチにより前記物体が前記充電器から離脱される時の信号を取得して、前記物体の運動を解析することを特徴とする運動解析装置。

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