JP2014061118A - 状態特定装置、状態特定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】物体の位置や移動方向が変化しても当該物体の状態を適正に特定する。
【解決手段】状態特定装置１００であって、第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする第１の物体の角速度の情報を取得する角速度検出部４と、取得された角速度に基づいて、第２の物体の状態を特定する状態特定部５と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体の状態を特定する状態特定装置、状態特定方法及びプログラムに関する。

従来、ボール等の移動する物体の速度を測定する手法として、送信した電波の周波数と移動する物体から反射した電波の周波数変化から速度を算出するドップラー法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１６３６１６号公報

しかしながら、上記特許文献１では、物体の移動する方向と略等しい方向の直線上にセンサを配置した状態で、物体の速度を測定する必要がある。このため、例えば、テニスのラリー等のようにテニスボールの位置や飛球方向が変化する場合には、テニスボールの速度等を精度良く測定することができない場合が生じてしまう。

そこで、本発明の課題は、物体の位置や移動方向が変化しても当該物体の状態を適正に特定することである。

上記課題を解決するため、本発明に係る推定装置は、
第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段により取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定手段と、を備えたことを特徴としている。

また、本発明に係る推定方法は、
状態特定装置を用いた状態特定方法であって、第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得ステップと、前記情報取得ステップにより取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定ステップと、を含むことを特徴としている。

また、本発明に係るプログラムは、
コンピュータを、第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得手段、前記情報取得手段により取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定手段、として機能させることを特徴としている。

本発明によれば、物体の位置や移動方向が変化しても当該物体の状態を適正に特定することができる。

本発明を適用した一実施形態の状態特定装置の概略構成を示すブロック図である。 図１の状態特定装置がテニスラケットに取り付けられた状態を模式的に示す図である。 図１の状態特定装置の角速度検出部の出力を模式的に示す図である。 図１の状態特定装置が取り付けられたテニスラケットを用いてテニスボールを打つ状態を模式的に示す図である。 測定した角速度に対するボール速度及びボール回転量を示す図である。 測定したＸ軸角速度に対するボール回転量を示す図である。 図１の状態特定装置による状態特定処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１は、本発明を適用した一実施形態の状態特定装置１００の概略構成を示すブロック図である。また、図２は、状態特定装置１００がテニスラケット２００に取り付けられた状態を模式的に示す図である。
なお、以下の説明では、テニスラケット２００のフェイス面に略直交する一方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に略直交するとともにグリップ部２０１の延在方向に沿う方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に略直交する一方向をＺ軸方向とする。

図１に示すように、本実施形態の状態特定装置１００は、中央制御部１と、メモリ２と、接触検出部３と、角速度検出部４と、状態特定部５と、状態比較部６と、発光部７と、表示部８と、操作入力部９とを備えている。
また、中央制御部１、メモリ２、接触検出部３、角速度検出部４、状態特定部５、状態比較部６、発光部７及び表示部８は、バスライン１０を介して接続されている。

また、図２に示すように、状態特定装置１００の装置本体は、例えば、テニスボールＢ（物体；図４（ａ）等参照）を打つためのテニスラケット（用具）２００に着脱自在に設けられている。具体的には、装置本体は、テニスラケット２００のユーザにより把持されるグリップ部（把持部）２０１とフェイス面を構成するフレーム部２０２との間のシャフト部２０３の内側に取付け固定されている。
ここで、装置本体は、例えば、シャフト部２０３の内側にて、グリップ部２０１の延在方向に沿うＹ軸方向に延在する軸上に当該装置本体の中心が位置するように取付け固定されている。なお、装置本体は、例えば、シャフト部２０３に対して直接取り付けられても良いし、所定の取付用治具（図示略）を用いて取り付けられても良い。

中央制御部１は、状態特定装置１００の各部を制御するものである。具体的には、中央制御部１は、例えば、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、ＲＯＭに記憶された状態特定装置１００用の各種処理プログラム（図示略）に従って各種の制御動作を行う。その際に、ＣＰＵは、ＲＡＭ内の格納領域内に各種処理結果を格納させ、必要に応じてその処理結果を表示部８に表示させる。
ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される処理プログラム等を展開するためのプログラム格納領域や、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域などを備える。
ＲＯＭは、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードの形態で格納されたプログラム、具体的には、状態特定装置１００で実行可能なシステムプログラム、当該システムプログラムで実行可能な各種処理プログラムや、これら各種処理プログラムを実行する際に使用されるデータ（例えば、角速度検出部４により検出された角速度の値からテニスボールＢの速度や回転量を特定するための各種パラメータの数値）等を記憶する。

メモリ２は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等により構成され、中央制御部１、接触検出部３、角速度検出部４、状態特定部５、状態比較部６、表示部８等によって処理されるデータ等を一時記憶する。

接触検出部３は、テニスラケット２００に対するテニスボールＢの接触を検出する。
即ち、接触検出部（接触検出手段）３は、テニスラケット（用具）２００とテニスボールＢとの接触を検出する。具体的には、接触検出部３は、例えば、角速度検出部４に検出される、テニスラケット２００のフェイス面に対して略平行に延在し、且つ、グリップ部２０１の延在方向に略直交するＺ軸を中心とする当該装置本体の回動のＺ軸角速度Ｇｚに基づいて、テニスラケット２００とテニスボールＢとの接触を検出する。
即ち、当該装置本体が取付け固定されたテニスラケット２００でテニスボールＢを打つ場合、フェイス面にテニスボールＢが接触（インパクト）する直前にＺ軸角速度Ｇｚの値が所定の閾値を下回り、当該接触の直後にＺ軸角速度Ｇｚの値が所定の閾値を上回ることとなる（図３参照）。そこで、接触検出部３は、所定の閾値を基準としてＺ軸角速度Ｇｚの値から接触のタイミングを特定することで、テニスラケット２００とテニスボールＢとが接触したタイミングを検出する。そして、接触検出部３は、検出されたタイミングを指示するタイミング情報を角速度検出部４に出力する。
なお、接触検出部３は、Ｚ軸角速度Ｇｚの検出に、例えば、角速度検出部４の第１センサ４ａを適用しても良いし、当該接触検出部３専用のセンサを別途設けて適用しても良い。

角速度検出部４は、当該装置本体の所定の軸を中心とする回動の角速度を検出する。
また、角速度検出部（角速度検出手段）４は、接触検出部３によるテニスラケット（用具；第１の物体）２００とテニスボール（第２の物体）Ｂとの接触の検出に基づいて、当該接触の際の当該装置本体の所定の軸を中心とする回動の角速度を検出する。具体的には、角速度検出部４は、第１センサ４ａ及び第２センサ４ｂを具備し、これらのセンサを用いて互いに直交する二つの軸（Ｘ軸及びＺ軸）の各々を中心とする当該装置本体の回動の角速度（Ｘ軸角速度Ｇｘ及びＺ軸角速度Ｇｚ）をそれぞれ検出する。

第１センサ４ａは、Ｚ軸を中心とする当該装置本体の回動のＺ軸角速度Ｇｚを検出する。
即ち、第１センサ４ａは、テニスラケット２００のテニスボールＢを打つ部分を含むフェイス面（一面）に対して略平行に延在し、且つ、グリップ部２０１の延在方向に略直交するＺ軸（第１軸）を中心とする当該装置本体の回動のＺ軸角速度（第１角速度）Ｇｚを検出する（図４（ａ）参照）。
具体的には、第１センサ４ａは、例えば、接触検出部３から出力されたテニスラケット２００とテニスボールＢとの接触のタイミングを指示するタイミング情報が入力されると、当該装置本体のＺ軸を中心とする回動のＺ軸角速度Ｇｚを検出する。そして、第１センサ４ａは、検出されたＺ軸角速度Ｇｚの値を状態特定部５に出力する。
なお、図４（ａ）には、ユーザがテニスラケット２００を用いて右利きのフォアハンドでテニスボールＢを打つ状態を、当該ユーザの上方からＺ軸方向に視て模式的に表している。

第２センサ４ｂは、Ｘ軸を中心とする当該装置本体の回動のＸ軸角速度を検出する。
即ち、第２センサ４ｂは、テニスラケット２００のフェイス面に略直交するとともに、グリップ部２０１の延在方向及びＺ軸に略直交するＸ軸（第２軸）を中心とする当該装置本体の回動のＸ軸加速度（第２角速度）Ｇｘを検出する（図４（ｂ）参照）。
具体的には、第２センサ４ｂは、例えば、接触検出部３から出力されたテニスラケット２００とテニスボールＢとの接触タイミングを指示するタイミング情報が入力されると、当該装置本体のＸ軸を中心とする回動のＸ軸角速度Ｇｘを検出する。そして、第２センサ４ｂは、検出されたＸ軸角速度Ｇｘの値を状態特定部５に出力する。
なお、図４（ｂ）には、ユーザがテニスラケット２００を用いて右利きのフォアハンドでテニスボールＢを打つ状態を、当該ユーザの後方からＸ軸方向に視て模式的に表している。

このように、角速度検出部４は、テニスラケット（第１の物体）２００とテニスボール（第２の物体）Ｂとの接触の際の所定の軸を中心とする第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得手段を構成している。

状態特定部５は、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの状態を特定する。
即ち、状態特定部（特定手段）５は、角速度検出部４により検出された装置本体の所定の軸を中心とする回動の角速度に基づいて、テニスラケット（用具）２００により打たれた際のテニスボールＢの状態を特定する。具体的には、状態特定部５は、角速度検出部４の第１センサ４ａ及び第２センサ４ｂにより検出された当該装置本体のＸ軸及びＺ軸の各々を中心とする回動のＸ軸角速度Ｇｘ及びＺ軸角速度Ｇｚに基づいて、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの状態（例えば、速度や回転量等）を特定する。

例えば、状態特定部５は、第１センサ４ａにより検出されたＺ軸角速度Ｇｚに基づいて、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの速度を特定する。
即ち、テニスラケット２００を用いて右利きのフォアハンドでテニスボールＢを打つ場合の接触直前の基本的な動きは、頭及び体の中心を通る上下方向に沿った軸（若しくは、右肩を通る上下方向に沿った軸）を回転軸とする回転運動である（図４（ａ）参照）。ここで、テニスボールＢを前に飛ばすエネルギー成分は、テニスラケット２００のＺ軸を中心とする回動の速度の２乗に比例することになる。従って、テニスラケット２００に取付け固定された当該装置本体の第１センサ４ａの接触の際のＺ軸角速度Ｇｚの値が大きいほどテニスボールＢの速度は速くなると推定される。
例えば、図５（ａ）に示すように、接触の際のＺ軸角速度Ｇｚの絶対値と、ドップラー方式の測定器を用いて測定したテニスボールＢの速度との対応関係を表したところ、被験者の個人差にかかわらず、Ｚ軸角速度Ｇｚの値とテニスボールＢの速度との間に相関関係があると考えられる。
そこで、状態特定部５は、第１センサ４ａにより検出されたＺ軸角速度Ｇｚの値に基づいて所定の演算を行って、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの予想される移動速度［km/h］を特定する。具体的には、状態特定部５は、例えば、ユーザの身体的特徴（例えば、身長や腕の長さ等）に応じた所定の換算式を用いて、Ｚ軸角速度Ｇｚの値からテニスボールＢの予想される移動速度［km/h］を特定する。

また、例えば、状態特定部５は、第２センサ４ｂにより検出されたＸ軸角速度Ｇｘに基づいて、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの所定の軸を中心とする回転量を特定する。
即ち、テニスラケット２００を用いて所定の打ち方でテニスボールＢを打つ場合の接触直前の基本的な動きは、右肘を中心として前後方向に沿った軸を回転軸とする回転運動であり、テニスボールＢに所定の軸を中心とするスピンがかかった状態となる（図４（ｂ）参照）。従って、テニスラケット２００に取付け固定された当該装置本体の第２センサ４ｂの接触の際のＸ軸角速度Ｇｘの値が大きいほどテニスボールＢの回転量は大きくなると推定される。
例えば、図５（ｂ）に示すように、接触の際のＸ軸角速度Ｇｘの絶対値と、テニスボールＢの回転量との対応関係を表したところ、Ｘ軸角速度Ｇｘの値とテニスボールＢの回転量との間に相関関係があると考えられる。また、図６（ａ）に示すように、テニスボールＢの打ち方（例えば、トップスピン、フォア普通、フォア横回転等）やテニスラケット２００の握り方（例えば、フォアフラット、フラット（コンチネンタルグリップ）等）に応じて、Ｘ軸角速度Ｇｘの絶対値及びテニスボールＢの回転量が所定の相関関係を有して変化していると考えられる。また、図６（ｂ）に示すように、大きく異なる打ち方であるサーブとストロークとでは、サーブの方がストロークよりもテニスボールＢの回転量が大きくなっているが、両者のデータの傾向は非常に類似しており、Ｘ軸角速度Ｇｘの絶対値とテニスボールＢの回転量との間に相関関係があると考えられる。
そこで、状態特定部５は、第２センサ４ｂにより検出されたＸ軸角速度Ｇｘの値に基づいて所定の演算を行って、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの所定の軸を中心とする予想される回転量［rpm］を特定する。具体的には、状態特定部５は、例えば、ユーザの身体的特徴（例えば、身長や腕の長さ等）に応じた所定の換算式を用いて、Ｘ軸角速度Ｇｘの値からテニスボールＢの予想される回転量［rpm］を特定する。

なお、図５（ｂ）並びに図６（ａ）及び図６（ｂ）にあっては、高速カメラで撮影したテニスボールＢの画像に基づいて当該テニスボールＢが１回転に要する時間から換算した１分当たりの回転数を算出して、テニスボールＢの回転量として表している。

状態比較部６は、テニスボールＢの速度と所定速度とを比較する。
即ち、状態比較部（比較手段）６は、状態特定部５により特定されたテニスボールＢの状態と所定状態とを比較する。具体的には、状態比較部６は、状態特定部５により特定されたテニスボールＢの予想される移動速度［km/h］と、ユーザによる操作入力部９の所定操作に基づいて指定された目標速度や予め定められた基準速度等の所定速度とを比較する。そして、状態比較部６は、その比較結果を発光部７や表示部８に出力する。
なお、状態比較部６は、テニスボールＢの速度と所定速度とを比較するようにしたが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、テニスボールＢの予想される回転量と所定回転量とを比較するようにしても良い。

発光部７は、例えば、発光ダイオードなどを有して構成され、装置本体の表面の所定位置に設けられている（図２参照）。また、発光部７は、その発光態様に応じて状態比較部６による比較結果を報知する。例えば、状態比較部６による比較の結果に基づいて、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの速度が所定速度に達した場合に、発光部７は、発光ダイオードに所定の電圧を印加して第１の色（例えば、青色等）で発光させる。その一方で、テニスボールＢの速度が所定速度に達しなかった場合には、発光部７は、発光ダイオードを発光させないか、或いは、発光ダイオードに所定の電圧を印加して第１の色と異なる第２の色（例えば、赤色等）で発光させる。
このように、発光部７は、状態比較部６による比較結果を報知する報知手段を構成している。なお、発光部７の発光に加えて、或いは、当該発光に代えて、表示部８が所定の情報を表示することによって、状態比較部６による比較結果の報知を行うようにしても良い。また、発光部７の発光や表示部８の表示は、報知の一例であってこれらに限られるものではなく、例えば、図示しない発音部からの所定の発音など適宜任意に変更可能である。

表示部８は、例えば、装置本体の表面の所定位置に設けられ（図２参照）、ボールの速度や回転量等の各種の情報を表示する。具体的には、表示部８は、例えば、所謂７セグ型の液晶表示パネルなどを有して構成され、各セグメントの点灯及び消灯を制御することで、各種の情報を表示する。

操作入力部９は、例えば、数値、文字等を入力するためのデータ入力キーや、データの選択、送り操作等を行うための上下左右移動キーや各種機能キー等によって構成されている。また、操作入力部９は、ユーザにより押下されたキーの押下信号を中央制御部１のＣＰＵに出力する。
なお、操作入力部９としてタッチパネル（図示略）を表示部８の表示画面に配設して、タッチパネルの接触位置に応じて各種の指示を入力するような構成としても良い。

次に、状態特定装置１００による状態特定処理について、図７を参照して説明する。
図７は、状態特定処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
なお、状態特定装置１００の装置本体は、テニスラケット２００のシャフト部２０３に取付け固定されているものとする。

図７に示すように、先ず、中央制御部１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部９の所定操作に基づいて入力された当該ユーザの身体的特徴（例えば、身長や腕の長さ等）を設定してメモリ２に格納する（ステップＳ１）。
続けて、状態特定部５は、設定されたユーザの身体的特徴を補助パラメータとして、テニスラケット２００により打たれるテニスボールＢの速度［km/h］及びテニスボールＢの回転量［rpm］を特定するための換算式を設定する（ステップＳ２）。

次に、中央制御部１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部９の所定操作に基づいて入力されたテニスボールＢの目標速度［km/h］を目標値として設定してメモリ２に一旦格納する（ステップＳ３）。なお、中央制御部１のＣＰＵは、テニスボールＢの回転量［rpm］を目標値として設定しても良い。

続けて、ユーザがテニスラケット２００を用いてテニスボールＢを打つ動作を行う際に、接触検出部３は、第１センサ４ａから出力されたＺ軸角速度Ｇｚの値からテニスラケット２００とテニスボールＢとの接触が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４における接触が検出されたか否かの判定は、当該接触が検出されたと判定（ステップＳ４；ＹＥＳ）されるまで、Ｚ軸角速度Ｇｚが入力される毎に繰り返し実行される。

ステップＳ４にて、テニスラケット２００とテニスボールＢとの接触が検出されたと判定されると（ステップＳ４；ＹＥＳ）、角速度検出部４の第１センサ４ａは、当該接触の際の当該装置本体のＺ軸を中心とする回動のＺ軸角速度Ｇｚを検出するとともに、第２センサ４ｂは、当該接触の際の当該装置本体のＸ軸を中心とする回動のＸ軸角速度Ｇｘを検出する（ステップＳ５）。具体的には、接触検出部３から出力された接触を指示するタイミング情報が角速度検出部４に入力されると、第１センサ４ａは、当該接触の際のＺ軸角速度Ｇｚを検出するとともに、第２センサ４ｂは、当該接触の際のＸ軸角速度Ｇｘを検出する。
そして、角速度検出部４は、第１センサ４ａにより検出されたＺ軸角速度Ｇｚの値及び第２センサ４ｂにより検出されたＸ軸角速度Ｇｘの値を状態特定部５に出力する。

次に、状態特定部５は、入力されたＺ軸角速度Ｇｚの値に基づいて、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの速度を特定するとともに、入力されたＸ軸角速度Ｇｘの値に基づいて、テニスラケット２００により打たれた際のテニスボールＢの所定の軸を中心とする回転量を特定する（ステップＳ６）。具体的には、状態特定部５は、予め設定されている換算式を用いて、Ｚ軸角速度Ｇｚの値からテニスボールＢの予想される速度［km/h］を特定するとともに、Ｘ軸角速度Ｇｘの値からテニスボールＢの予想される回転量［rpm］を特定する。
そして、状態特定部５は、特定されたテニスボールＢの速度［km/h］及び回転量［rpm］をメモリ２に出力して、一時的に記録させる（ステップＳ７）。

続けて、状態比較部６は、状態特定部５により特定されたテニスボールＢの移動速度［km/h］と予め設定されている目標速度［km/h］とを比較して、テニスボールＢの移動速度［km/h］が目標速度［km/h］に達したか否かを判定する（ステップＳ８）。
ここで、テニスボールＢの移動速度［km/h］が目標速度［km/h］に達したと判定されると（ステップＳ８；ＹＥＳ）、発光部７は、発光ダイオードに所定の電圧を印加して第１の色（例えば、青色等）で発光させる（ステップＳ９）。

次に、中央制御部１のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部９の所定操作に基づいて当該状態特定処理の終了指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。
また、ステップＳ８にて、テニスボールＢの移動速度［km/h］が目標速度［km/h］に達していないと判定された場合にも（ステップＳ８；ＮＯ）、中央制御部１のＣＰＵは、ステップＳ９の処理をスキップして、当該状態特定処理の終了指示が入力されたか否かを判定する。

ステップＳ１０にて、当該状態特定処理の終了指示が入力されていないと判定されると（ステップＳ１０；ＮＯ）、中央制御部１のＣＰＵは、処理をステップＳ４に戻し、接触検出部３は、テニスラケット２００とテニスボールＢとの接触が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。
一方、ステップＳ１０にて、当該状態特定処理の終了指示が入力されたと判定されると（ステップＳ１０；ＹＥＳ）中央制御部１のＣＰＵは、当該状態特定処理を終了する。

以上のように、本実施形態の状態特定装置１００によれば、第１の物体（例えば、テニスラケット２００等）と第２の物体（例えば、テニスボールＢ等）との接触の際の所定の軸を中心とする第１の物体の角速度の情報を取得し、取得された角速度に基づいて、第２の物体の状態を特定するので、第２の物体の位置や移動方向が変化しても、当該装置本体の所定の軸を中心とする回動の角速度に基づいて、第１の物体と接触した際の第２の物体の状態を適正に特定することができる。具体的には、第２の物体（例えば、テニスボールＢ等）を打つための用具（例えば、テニスラケット２００等）に装置本体が着脱自在に取付け固定され、用具と第２の物体との接触の検出に基づいて、当該装置本体の所定の軸を中心とする回動の角速度（例えば、Ｚ軸角速度Ｇｚ等）を検出し、検出された角速度に基づいて用具により打たれた際の第２の物体の状態を特定することができる。
即ち、第２の物体の状態を測定するための従来の構成では対応できない、例えば、テニスのラリー等のようにテニスボール（第２の物体）Ｂの位置や移動方向が逐次変化するような状況下であっても、第１の物体に着脱自在に取付け固定された当該装置本体の所定の軸を中心とする回動の角速度に基づいて、第１の物体により打たれた際の第２の物体の状態を逐次適正に特定することができる。

また、互いに直交する二つの軸の各々を中心とする当該装置本体の回動の角速度に基づいて、第１の物体と接触後の第２の物体の状態を特定することができる。
具体的には、用具の物体を打つ部分を含む一面（例えば、テニスラケット２００のフェイス面等）に対して略平行に延在し、且つ、用具のユーザにより把持される把持部（例えば、テニスラケット２００のグリップ部２０１等）の延在方向に略直交する第１軸（Ｚ軸）を中心とする当該装置本体の回動の第１角速度（Ｚ軸角速度Ｇｚ）に基づいて、用具と接触後の第２の物体の速度を特定するので、第２の物体の位置や移動方向が変化しても用具と接触後の第２の物体の速度を適正に特定することができる。また、一面に略直交する第２軸（Ｘ軸）を中心とする当該装置本体の回動の第２角速度（Ｘ軸角速度Ｇｘ）に基づいて、用具と接触後の第２の物体の所定の軸を中心とする回転量を特定するので、第２の物体の位置や移動方向が変化しても用具と接触後の第２の物体の回転量を適正に特定することができる。
また、当該装置本体は、把持部の延在方向に沿う方向に延在する軸（Ｙ軸）上に取付け固定されているので、第１軸を中心とする当該装置本体の回動の第１角速度の検出や第２軸を中心とする当該装置本体の回動の第２角速度の検出を適正に行うことができ、用具と接触後の第２の物体の速度や回転量を適正に特定することができる。

また、用具の第２の物体を打つ部分を含む一面（例えば、フェイス面等）に対して略平行に延在し、且つ、用具のユーザにより把持される把持部（例えば、グリップ部２０１等）の延在方向に略直交する軸（Ｚ軸）を中心とする当該装置本体の回動の角速度（Ｚ軸角速度Ｇｚ）に基づいて、用具と第２の物体との接触を検出することができ、用具と第２の物体との接触の検出を簡単な構成で適正に行うことができる。

また、特定された第２の物体の状態と所定状態とを比較して、当該比較結果を報知するので、例えば、ユーザが用具で第２の物体を連続して打つような状況下にて、当該用具により打たれた際の第２の物体の状態、即ち、用具を用いて第２の物体を打った身体の動作や状態をユーザに逐次認識させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
上記実施形態にあっては、テニスボールＢの速度［km/h］及び回転量［rpm］の特定に、Ｚ軸角速度Ｇｚ及びＸ軸角速度Ｇｘの各値から換算する所定の換算式を用いるようにしたが、特定の手法は一例であってこれに限られるものではなく、適宜任意に変更可能である。例えば、Ｚ軸角速度Ｇｚ及びＸ軸角速度Ｇｘの各値とテニスボールＢの速度［km/h］及び回転量［rpm］とが対応付けられたテーブルを用いて当該速度［km/h］及び回転量［rpm］を特定するようにしても良い。

また、上記実施形態にあっては、テニスラケット２００に対するテニスボールＢの接触を角速度により検出するようにしたが、一例であってこれに限られるものではなく、テニスラケット２００とテニスボールＢとの接触を検出可能であれば如何なる構成であっても良い。例えば、テニスラケット２００に圧力センサや電気的な構成により、テニスラケット２００とテニスボールＢとの接触を検出するように構成しても良い。この場合、例えば、圧力センサや電気的な構成による接触の検出時の時刻情報に対応する角速度からテニスボールＢの状態を特定すれば良い。

また、上記実施形態にあっては、状態特定装置１００がテニスラケット２００に取り付けられた状態としたが、必ずしもテニスラケット２００に取り付けられていなくとも良い。この場合、テニスラケット２００は、角速度を検出する第１センサ４ａ及び第２センサ４ｂを備えており、状態特定装置１００は、接触検出部３、状態特定部５、状態比較部６、発光部７、表示部８と同等の機能を備えていれば本実施形態と同様の課題を達成することは可能である。
つまり、状態特定装置１００は、少なくとも角速度検出部４の第１センサ４ａ及び第２センサ４ｂにより検出されたテニスラケット２００のＸ軸及びＺ軸の各々を中心とする回動のＸ軸角速度Ｇｘ及びＺ軸角速度Ｇｚの情報を無線通信等により取得できれば、接触検出部３、状態特定部５、状態比較部６、発光部７、表示部８と同等の機能により上記実施形態と同様の課題を解決できる。
また、上記例の他に、テニスラケット２００がＸ軸角速度Ｇｘ及びＺ軸角速度Ｇｚの情報からテニスラケット２００とテニスボールＢとの接触を検出し、当該接触の際の情報を無線通信等で状態特定装置１００に送信しても良い。この場合、当該状態特定装置１００が受信した接触の際の情報に基づいて、状態特定部５、状態比較部６、発光部７、表示部８と同等の機能により上記実施形態と同様の課題を解決できる。
また、上記各例で、接触の検出をテニスラケット２００が備える圧力センサや電気的な構成により行い、当該接触検出時の時刻情報、Ｘ軸角速度Ｇｘ及びＺ軸角速度Ｇｚの情報、当該Ｘ軸角速度Ｇｘ及びＺ軸角速度Ｇｚに対応する時刻情報を状態特定装置１００に送信した後に、当該状態特定装置１００が接触検出時の時刻情報に対応するＸ軸角速度Ｇｘ及びＺ軸角速度Ｇｚを解析し、テニスボールＢの状態を特定するようにしても良い。

さらに、上記実施形態にあっては、用具としてテニスラケット２００を例示したが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、卓球のラケット、野球のバット、ゴルフのクラブ等の物体を打つものであれば適宜任意に変更可能である。このとき、当該装置本体は、ユーザにより把持される把持部の延在方向に沿う方向に延在する軸上に取付け固定されているのが好ましい。

また、状態特定装置１００の構成は、上記実施形態に例示したものは一例であり、これらに限られるものではない。
つまり、上記実施形態にあっては、テニス等のスポーツを例示したがこれに限らず、例えば、事故などの衝突を検出してその衝突前後の状態を特定するといったことに適用可能である。

加えて、上記実施形態にあっては、情報取得手段及び特定手段としての機能を、中央制御部１の制御下にて、角速度検出部４及び状態特定部５が駆動することにより実現される構成としたが、これに限られることものではなく、中央制御部１のＣＰＵによって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としても良い。
即ち、プログラムを記憶するプログラムメモリ（図示略）に、情報取得処理ルーチン及び特定処理ルーチンを含むプログラムを記憶しておく。そして、情報取得処理ルーチンにより中央制御部１のＣＰＵを、第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする第１の物体の角速度の情報を取得する手段として機能させるようにしても良い。また、特定処理ルーチンにより中央制御部１のＣＰＵを、取得された角速度に基づいて、第２の物体の状態を特定する手段として機能させるようにしても良い。

同様に、接触検出手段、比較手段、報知手段についても、中央制御部１のＣＰＵによって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としても良い。

さらに、上記の各処理を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＲＯＭやハードディスク等の他、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することも可能である。また、プログラムのデータを所定の通信回線を介して提供する媒体としては、キャリアウェーブ（搬送波）も適用される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段により取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定手段と、
を備えたことを特徴とする状態特定装置。
＜請求項２＞
前記情報取得手段は、互いに直交する二つの軸の各々を中心とする前記第１の物体の角速度の情報をそれぞれ取得し、
前記特定手段は、前記情報取得手段により取得された二つの軸の各々を中心とする角速度に基づいて、前記接触後の前記第２の物体の状態を特定することを特徴とする請求項１に記載の状態特定装置。
＜請求項３＞
前記第１の物体と前記第２の物体との接触を検出する接触検出手段を更に備え、
前記情報取得手段は、前記接触検出手段により検出された前記第１の物体と前記第２の物体との接触の際の角速度の情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の状態特定装置。
＜請求項４＞
前記第１の物体としての用具が当該装置本体に備えられ、
前記接触検出手段は、前記第１の物体と前記第２の物体の接触として、前記用具と前記２の物体との接触を検出することを特徴とする請求項３に記載の状態特定装置。
＜請求項５＞
前記情報取得手段は、用具の物体を打つ部分を含む一面に対して略平行に延在し、且つ、用具のユーザにより把持される把持部の延在方向に略直交する第１軸を中心とする当該装置本体の回動の第１角速度を取得し、
前記特定手段は、前記情報取得手段により取得された前記第１角速度に基づいて、前記接触後の前記第２の物体の速度を特定することを特徴とする請求項４に記載の状態特定装置。
＜請求項６＞
前記情報取得手段は、前記一面に略直交する第２軸を中心とする当該装置本体の回動の第２角速度を取得し、
前記特定手段は、前記情報取得手段により取得された前記第２角速度に基づいて、用具により打たれた際の前記第２の物体の所定の軸を中心とする回転量を特定することを特徴とする請求項５に記載の状態特定装置。
＜請求項７＞
当該装置本体は、前記把持部の延在方向に沿う方向に延在する軸上に取付け固定されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の状態特定装置。
＜請求項８＞
前記接触検出手段は、用具の物体を打つ部分を含む一面に対して略平行に延在し、且つ、用具のユーザにより把持される把持部の延在方向に略直交する軸を中心とする当該装置本体の回動の角速度に基づいて、用具と物体との接触を検出することを特徴とする請求項４〜７の何れか一項に記載の状態特定装置。
＜請求項８＞
前記特定手段により特定された物体の状態と所定状態とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果を報知する報知手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の状態特定装置。
＜請求項９＞
状態特定装置を用いた状態特定方法であって、
第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得ステップと、
前記情報取得ステップにより取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定ステップと、
を含むことを特徴とする状態特定方法。
＜請求項１０＞
コンピュータを、
第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得手段、
前記情報取得手段により取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

１００ 状態特定装置
１ 中央制御部
３ 接触検出部
４ 角速度検出部
４ａ 第１センサ
４ｂ 第２センサ
５ 状態特定部
６ 状態比較部
７ 発光部
８ 表示部
２００ テニスラケット
２０１ グリップ部
Ｂ テニスボール

Claims (11)

1. 第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段により取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定手段と、
   を備えたことを特徴とする状態特定装置。
2. 前記情報取得手段は、互いに直交する二つの軸の各々を中心とする前記第１の物体の角速度の情報をそれぞれ取得し、
   前記特定手段は、前記情報取得手段により取得された二つの軸の各々を中心とする角速度に基づいて、前記接触後の前記第２の物体の状態を特定することを特徴とする請求項１に記載の状態特定装置。
3. 前記第１の物体と前記第２の物体との接触を検出する接触検出手段を更に備え、
   前記情報取得手段は、前記接触検出手段により検出された前記第１の物体と前記第２の物体との接触の際の角速度の情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の状態特定装置。
4. 前記第１の物体としての用具が当該装置本体に備えられ、
   前記接触検出手段は、前記第１の物体と前記第２の物体の接触として、前記用具と前記２の物体との接触を検出することを特徴とする請求項３に記載の状態特定装置。
5. 前記情報取得手段は、用具の物体を打つ部分を含む一面に対して略平行に延在し、且つ、用具のユーザにより把持される把持部の延在方向に略直交する第１軸を中心とする当該装置本体の回動の第１角速度を取得し、
   前記特定手段は、前記情報取得手段により取得された前記第１角速度に基づいて、前記接触後の前記第２の物体の速度を特定することを特徴とする請求項４に記載の状態特定装置。
6. 前記情報取得手段は、前記一面に略直交する第２軸を中心とする当該装置本体の回動の第２角速度を取得し、
   前記特定手段は、前記情報取得手段により取得された前記第２角速度に基づいて、用具により打たれた際の前記第２の物体の所定の軸を中心とする回転量を特定することを特徴とする請求項５に記載の状態特定装置。
7. 当該装置本体は、前記把持部の延在方向に沿う方向に延在する軸上に取付け固定されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の状態特定装置。
8. 前記接触検出手段は、用具の物体を打つ部分を含む一面に対して略平行に延在し、且つ、用具のユーザにより把持される把持部の延在方向に略直交する軸を中心とする当該装置本体の回動の角速度に基づいて、用具と物体との接触を検出することを特徴とする請求項４〜７の何れか一項に記載の状態特定装置。
9. 前記特定手段により特定された物体の状態と所定状態とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果を報知する報知手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の状態特定装置。
10. 状態特定装置を用いた状態特定方法であって、
    第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得ステップと、
    前記情報取得ステップにより取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定ステップと、
    を含むことを特徴とする状態特定方法。
11. コンピュータを、
    第１の物体と第２の物体との接触の際の所定の軸を中心とする前記第１の物体の角速度の情報を取得する情報取得手段、
    前記情報取得手段により取得された角速度に基づいて、前記第２の物体の状態を特定する特定手段、
    として機能させることを特徴とするプログラム。

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