JP2015077351A - 運動解析方法、運動解析装置および運動解析プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の幾つかの態様は、チェックポイントでのゴルフクラブや腕の状態を視覚的に容易に提示することができる運動解析方法、運動解析装置および運動解析プログラムを提供することを目的とする。
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(運動解析装置)11の構成を概略的に示す。ゴルフスイング解析装置11は例えば慣性センサー12を備える。慣性センサー12には例えば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。加速度センサーは互いに直交する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互いに直交する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。慣性センサー12は検出信号を出力する。検出信号で個々の軸ごとに加速度および角速度は特定される。加速度センサーおよびジャイロセンサーは比較的に精度よく加速度および角速度の情報を検出する。
演算処理回路14は仮想空間を規定する。仮想空間は三次元空間で形成される。三次元空間は実空間を特定する。図2に示されるように、三次元空間は絶対基準座標系(ワールド座標系)Σxyzを有する。三次元空間には絶対基準座標系Σxyzに従って三次元運動解析モデル26が構築される。三次元運動解析モデル26の棒27は支点28(座標x)に点拘束される。棒27は支点28回りで三次元的に振子として動作する。支点28の位置は移動することができる。ここでは、絶対基準座標系Σxyzに従って、先端13cの位置は座標xhで特定される。
図3は一実施形態に係る演算処理回路14の構成を概略的に示す。演算処理回路14は第1算出部としてのスイング軌跡算出部31および第2算出部としての回転角算出部32を備える。スイング軌跡算出部31は慣性センサー12に接続される。スイング軌跡算出部31には慣性センサー12から出力信号が供給される。ここでは、慣性センサー12の出力に、直交3軸に沿ってそれぞれ検出される加速度および直交3軸回りでそれぞれ検出される角速度が含まれる。スイング軌跡算出部31は慣性センサー12の出力に基づきゴルフクラブ13の位置および姿勢を検出する。スイング軌跡算出部31は例えば運動中のグリップ13bおよびクラブヘッド13cの位置を検出する。検出にあたってスイング軌跡算出部31は例えば次式(1)に従ってグリップ13bの加速度を算出する。こうした加速度の算出にあたってスイング軌跡算出部31は慣性センサー12の固有の局所座標系Σsに従ってグリップ13bの位置lsjを特定する。特定にあたってスイング軌跡算出部31は記憶装置16から位置情報を取得する。記憶装置16には予めグリップ13bの位置lsjが格納される。グリップ13bの位置lsjは例えば入力装置21経由で指定されればよい。式(1)において、αsjはグリップの加速度、αsは慣性センサー12が計測した加速度、ωsは慣性センサー12が計測した角速度である。
…(1)
…(2)
…(4)
…(5)
…(6)
回転角算出部32は慣性センサー12及び指定部20に接続される。回転角算出部32には慣性センサー12から出力が供給される。回転角算出部32は、慣性センサー12の出力に基づき角位置「0°」の初期位置からチェックポイントまでの軸回りのグリップ13bの回転角θm(n=1,…,N)を検出する。検出にあたって回転角算出部32は、次式(7)に示すように、単位時間当たりの回転角の変化量(角速度ωn)を積分する。
…(7)
チェックポイントは、ゴルフクラブ13の移動軌跡上での位置情報または時間情報で指定できるが、以下では位置情報を用いて指定する場合について説明する。
演算処理回路14は画像データ生成部34を備える。画像データ生成部34はスイング軌跡算出部31および回転角算出部32に接続される。画像データ生成部34にはスイング軌跡算出部31および回転角算出部32から出力信号が供給される。画像データ生成部34は移動軌跡画像生成部35、面回転画像生成部36および立方体画像生成部37を備える。移動軌跡画像生成部35はゴルフクラブ13の位置および姿勢に基づきゴルフクラブ13の移動軌跡を視覚的に表示する画像(後述する図8〜図10に示すR1,R2)を生成する。面回転画像生成部36は、ゴルフクラブ13上に規定されてシャフト13aの軸回りで回転するフェイスを表示するオブジェクト画像(図8〜図10に示す画像41)を生成する。立方体画像生成部37はグリップ13bの軸に平行な稜線を有する立方体の画像(図8〜図9示すマーキング42)を生成する。立方体には、グリップ13bの軸に平行に広がって幾何学形状の輪郭(ここでは正方形の輪郭)を有する1平面が規定される。フェイス面のオブジェクト画像41の及び立方体42の平面43は、クラブヘッド13cがチェックポイントにある時のグリップ13bの回転角θmに応じてグリップ13bの軸回りに向きを変える。チェックポイントにある時の画像は相互に関連づけられて1画像データとして画像データ生成部34から出力される。なお、マーキングは平面や立方体以外にも、曲面や、立方体以外の球体等の立体形状でも可能である。
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21から演算処理回路14に入力される。ここでは、三次元運動解析モデル26に従って、局所座標系Σsに従った支点28の位置lsj、並びに、慣性センサー12の初期姿勢の回転行列R0の入力が促される。また、ゴルファーの身長データが入力装置21から指定部20に入力される。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を識別すればよい。
Claims (9)
- 慣性センサーの出力を用いて、運動具のスイング中の移動軌跡、および前記運動具の関心部位の姿勢を算出し、
前記運動具の移動軌跡上の指定されたチェックポイントにおける前記運動具の関心部位の姿勢状態を表示することを特徴とする運動解析方法。 - 請求項1に記載の運動解析方法において、
前記チェックポイントは、前記スイング中における前記運動具の位置情報および時間情報の少なくとも一方を用いて指定されることを特徴とする運動解析方法。 - 請求項1または2に記載の運動解析方法において、
前記慣性センサーの出力を用いて、前記運動具のシャフト部の軸回りに発生する回転角を算出し、前記移動軌跡上における前記運動具の関心部位に前記回転角の情報を関連付けることを特徴とする運動解析方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の運動解析方法において、
前記運動具の関心部位は、打撃面であることを特徴とする運動解析方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の運動解析方法において、
前記運動具の移動軌跡に関連付けて、前記関心部位を表すオブジェクト画像を表示することを特徴とする運動解析方法。 - 請求項5に記載の運動解析方法において、
前記運動具の関心部位の姿勢状態の変化に応じて向きを変えるマーキングを表示することを特徴とする運動解析方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の運動解析方法において、
被験者の前記運動具の関心部位への視線方向で、前記関心部位の姿勢状態を表示することを特徴とする運動解析方法。 - スイング動作される運動具のチェックポイントを指定する指定部と、
慣性センサーの出力を用いて、前記運動具の移動軌跡を算出する第1算出部と、
前記運動具の移動軌跡上にて前記チェックポイントにおける前記運動具の関心部位の姿勢状態を算出する第2算出部と、
前記チェックポイントにおける前記運動具の関心部位の姿勢を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする運動解析装置。 - 慣性センサーの出力を用いて、スイング中の運動具の移動軌跡、および前記運動具の関心部位の姿勢を算出する手順と、
前記チェックポイントにおける前記運動具の関心部位の姿勢状態を表示する手順と、
を、コンピューターに実行させることを特徴とする運動解析プログラム。
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