JP2017023506A - スイング解析装置、スイング解析システム、スイング解析方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】個々のユーザーにとってより適切な評価指標を設定する。
【解決手段】スイング解析装置は、運動器具のスイングの所定期間における前記運動器具の所定平面に対する複数の角度に基づいて、上限角度及び下限角度を算出する角度算出部と、前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定し、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する指標設定部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイング解析装置、スイング解析システム、スイング解析方法、及びプログラムに関する。

特許文献１は、ゴルフクラブ及びユーザーに装着された慣性センサーの出力を使って、シャフトプレーン及びホーガンプレーンを含むＶゾーンの画像と、ゴルフクラブの移動軌跡の画像とを生成し、これらの画像をディスプレイに表示する装置、について開示している。

シャフトプレーンとは、ゴルフのアドレス時（静止状態）においてゴルフクラブのシャフトの長軸方向とターゲットライン（打球方向）とで構成される面である。ホーガンプレーンとは、ゴルフのアドレス時において、ゴルファーの首元（首の付け根）からボールを結ぶ仮想線とターゲットラインとで構成される面である。このシャフトプレーンとホーガンプレーンにより挟まれる領域はＶゾーンと呼ばれ、ゴルファーのアドレス時にＶゾーンを定め、ダウンスイング時またはインパクト時にゴルフクラブがＶゾーンに入っているか否かによって打球の良し悪しが評価される。

特開２０１５−８４９５４号公報

Ｖゾーンは、ゴルフスイングを評価する指標の一つとして知られている。このＶゾーンは、シャフトプレーンとホーガンプレーンとに挟まれる領域である。例えば、ダウンスイングの軌跡がＶゾーンに収まっているショットは、ナイスショットであると評価することができる。

このＶゾーンは、ゴルフクラブとゴルファーの姿勢によって決められるものであるが、ゴルファーにとって不適切なことがある。例えば、スキルが低いゴルファーは、自身のＶゾーンにスイングが収まる確率が低く、練習を続ける動機を失い易い。一方、例えば、スキルが高いゴルファーは、自身のＶゾーンにスイングが収まった場合でも、このスイングの良し悪しを検討したい。このように、Ｖゾーンは、スキルや練習の目的によっては、ゴルファーにとって不適切なことがある。

本発明は、個々のユーザーにとってより適切な評価指標を設定することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一態様は、スイング解析装置であって、運動器具のスイングの所定期間における前記運動器具の所定平面に対する複数の角度に基づいて、上限角度及び下限角度を算出する角度算出部と、前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定し、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する指標設定部とを有する。これにより、特定の時点のデータに基づく評価指標（例えば、Ｖゾーン）よりも、適切な評価指標が設定される。

上記のスイング解析装置において、前記角度算出部は、前記所定期間における前記運動器具の軌跡に基づいて、当該軌跡に含まれる複数の位置の各々の前記所定平面に対する角度についてのばらつき度を算出し、前記ばらつき度に基づいて、前記上限角度及び前記下限角度を算出してもよい。これにより、スイングの軌跡がより含まれ易い上限面及び下限面を設定できるので、例えば、スキルが低いユーザーの練習への動機を向上することができる。また、スイングの傾向によって上限面及び下限面の角度が異なり易いので、例えば、スキルが高いユーザーがスイングをより詳細に検討するのに役立つ。

上記のスイング解析装置において、前記所定平面は、前記打球方向を含む水平面であり、前記角度算出部は、前記位置及び前記打球方向に対応する軸を結ぶ線分であって前記軸に所定角度で交差する線分と、前記所定平面とが成す前記角度を算出してもよい。これにより、運動器具の軌跡から運動器具の所定平面に対する角度を算出することができる。

上記のスイング解析装置は、前記所定期間における前記運動器具の軌跡の位置と、前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方の位置とを比較する評価部を有してもよい。これにより、スイングの軌跡と評価指標の比較結果を得ることができる。

上記のスイング解析装置は、第一のスイングの前記上限角度と第二のスイングの前記上限角度とを比較する、あるいは、前記第一のスイングの前記下限角度と前記第二のスイングの前記下限角度とを比較する評価部を有してもよい。これにより、二つの異なるスイングの評価指標の比較結果を得ることができる。

上記のスイング解析装置は、前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方を表す画像を出力する出力部を有してもよい。これにより、ユーザーは、スイングの評価指標を客観的に認識することができる。

上記のスイング解析装置において、前記角度算出部は、複数のスイングの各々についての前記上限角度及び前記下限角度に基づき、基準とする基準スイングの上限角度及び下限角度を算出し、前記指標設定部は、前記基準スイングの前記上限角度及び前記下限角度に基づいて、前記基準スイングの上限面及び下限面を設定してもよい。これにより、複数のスイングの平均的なスイングの評価指標を得ることができる。

上記のスイング解析装置は、第一のスイングの前記所定期間における前記運動器具の軌跡の位置と、前記基準スイングの前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方の位置とを比較する評価部を有してもよい。これにより、特定のスイングの軌跡と平均的なスイングの評価指標の比較結果を得ることができる。

上記のスイング解析装置は、第一のスイングの前記上限角度と前記基準スイングの前記上限角度を比較する、あるいは、前記第一のスイングの前記下限角度と前記基準スイングの前記下限角度を比較する評価部を有してもよい。これにより、特定のスイングの評価指標と平均的なスイングの評価指標の比較結果を得ることができる。

上記のスイング解析装置は、前記基準スイングの前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方を表す画像を出力する出力部を有してもよい。これにより、ユーザーは、平均的なスイングの評価指標を客観的に認識することができる。

上記のスイング解析装置は、前記評価部による比較結果を表す画像又は音声を出力する出力部を有してもよい。これにより、ユーザーは、スイングの評価を示す比較結果を客観的に認識することができる。

上記の課題を解決する本発明の他の態様は、スイング解析方法であって、運動器具のスイングの所定期間における前記運動器具の所定平面に対する複数の角度に基づいて、上限角度及び下限角度を算出する工程と、前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定する工程と、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する工程とを含む。これにより、特定の時点のデータに基づく評価指標（例えば、Ｖゾーン）よりも、適切な評価指標が設定される。

上記の課題を解決する本発明のさらに他の態様は、プログラムであって、運動器具のスイングの所定期間における前記運動器具の所定平面に対する複数の角度に基づいて、上限角度及び下限角度を算出する手順と、前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定する手順と、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する手順とをコンピューターに実行させる。これにより、特定の時点のデータに基づく評価指標（例えば、Ｖゾーン）よりも、適切な評価指標が設定される。

上記の課題を解決する本発明のさらに他の態様は、スイング解析システムであって、運動器具に装着するセンサーユニットと、前記センサーユニットと通信するスイング解析装置と、を有し、前記スイング解析装置は、前記センサーユニットから計測データを取得するデータ取得部と、前記計測データに基づいて、前記運動器具のスイングの所定期間の軌跡を算出する軌跡算出部と、前記軌跡に基づいて、前記運動器具の所定平面に対する上限角度及び下限角度を算出する角度算出部と、前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定し、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する指標設定部と、を有する。これにより、センサーユニットとスイング解析装置を含む簡単なシステム構成で、特定の時点のデータに基づく評価指標（例えば、Ｖゾーン）よりも、適切な評価指標が設定される。

上記の課題を解決する本発明のさらに他の態様は、スイング解析方法であって、運動器具に装着されるセンサーユニットから、計測データを取得する工程と、前記計測データに基づいて、前記運動器具のスイングの所定期間の軌跡を算出する工程と、前記軌跡に基づいて、前記運動器具の所定平面に対する上限角度及び下限角度を算出する工程と、前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定する工程と、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する工程とを含む。これにより、センサーユニットとスイング解析装置を含む簡単なシステム構成で、特定の時点のデータに基づく評価指標（例えば、Ｖゾーン）よりも、適切な評価指標が設定される。

上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態に係るスイング解析システムの構成の一例を示す図である。 スイング解析システムの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 スイング情報のデータ構成の一例を示す図である。 スイング軌道に含まれる位置のＸＹ平面に対する相対角度を説明する図である。 スイングゾーンを説明する図である。 スイングゾーンを表す画面構成の一例を示す図である。 スイングゾーンを表す画面構成の他の例を示す図である。 スイングゾーンを表す画面構成のさらに他の例を示す図である。 スイングゾーンを表す画面構成のさらに他の例を示す図である。 スイング解析処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るスイング解析システムの構成の一例を示す図である。

スイング解析システムは、センサーユニット１と、スイング解析装置２とを有する。センサーユニット１、及びスイング解析装置２は、無線通信、又は有線通信によって、互いに通信を行うことができる。図１はまた、ゴルフクラブＣ（本発明の運動器具に相当する）と、それをスイングするユーザーＵとを示している。

センサーユニット１は、慣性センサーを備え、当該慣性センサーによって、略直交関係にある３軸の各軸方向の加速度と、３軸の各軸回りに生じる角速度とを計測する。センサーユニット１は、例えば、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の３つの検出軸を有する。センサーユニット１は、例えば、ｙ軸をゴルフクラブＣのシャフトの長軸方向に合わせて、ゴルフクラブＣのシャフトの一部に取り付けられる。センサーユニット１は、例えば、ユーザーＵのスイングによって生じるゴルフクラブＣの３軸方向の加速度と、３軸の各軸回りの角速度とを計測する。センサーユニット１は、例えば、計測した加速度と角速度（以下、計測データともいう）を、スイング解析装置２へ送信する。

スイング解析装置２は、例えば、スマートフォン、タブレットコンピューター、パーソナルコンピューターなどの端末装置である。図１では、スイング解析装置２は、スマートフォンであり、ユーザーＵの腰部に装着されている。

スイング解析装置２は、センサーユニット１から計測データを受信し、受信した計測データに基づいて、ゴルフクラブＣのスイング運動を解析する。スイング解析装置２は、例えば、スイングの軌跡を計算する。スイングの軌跡は、例えば、ゴルフクラブＣのヘッドなどの所定部位の、スイング期間中の位置及び姿勢の時系列データである。

スイング解析装置２は、スイング期間中のゴルフクラブＣの所定平面に対する複数の角度を求め、これらの角度に基づいてスイングゾーンという指標を設定する。また、スイング解析装置２は、例えば、スイングゾーン、スイングゾーン及びスイング軌跡、スイングゾーン及びスイング軌跡の比較結果、などをディスプレイに表示する。スイングゾーンに関する処理については、後に詳述する。

なお、センサーユニット１は、ユーザーＵの体の一部に装着されてもよい。例えば、センサーユニット１は、ユーザーＵの腕部に装着され、当該腕部の運動により生じる加速度及び角速度を計測してもよい。スイング解析装置２は、ユーザーＵ以外の場所に設置されてもよい。

図２は、スイング解析システムの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。

センサーユニット１は、制御部１０と、通信部１１と、加速度センサー１２と、角速度センサー１３とを有する。

制御部１０は、センサーユニット１を統合的に制御する。制御部１０は、加速度センサー１２及び角速度センサー１３の各々から、計測データ（加速度データ及び角速度データ）を受信し、受信した計測データに計測時刻を付加して通信部１１に出力する。

通信部１１は、制御部１０から出力される計測データ（計測時刻を含む）をスイング解析装置２に送信する。また、通信部１１は、スイング解析装置２から制御コマンドを受信し、受信した制御コマンドを制御部１０に出力する。制御部１０は、制御コマンドに応じた各種処理を行う。

加速度センサー１２は、略直交関係にある３軸方向の各々に生じる加速度を計測する。加速度センサー１２は、計測した加速度を、例えば、デジタル信号で制御部１０に出力する。

角速度センサー１３は、略直交関係にある３軸の各々の軸回りに生じる角速度を計測する。角速度センサー１３は、計測した角速度を、例えば、デジタル信号で制御部１０に出力する。

スイング解析装置２は、制御部２０と、通信部２１と、記憶部２２と、操作部２３と、表示部２４と、音声出力部２５と、通信部２６とを有する。

通信部２１は、センサーユニット１から計測データを受信する。また、通信部２１は、受信した計測データを制御部２０に出力する。また、通信部２１は、制御部２０から出力される制御コマンドを受信する。また、通信部２１は、受信した制御コマンドをセンサーユニット１に送信する。

記憶部２２は、制御部１０が処理に使用するデータなどを記憶する。記憶部２２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性の記憶装置により実現することができる。

記憶部２２は、例えば、図３（スイング情報のデータ構成の一例を示す図）に示すようなスイング情報を記憶する。スイング情報は、スイングの各々のレコードを含むことができる。各々のレコードは、スイング識別子２２０、軌跡２２１、スイングゾーン２２２などの項目を含む。スイング識別子２２０は、例えば、日時など、スイングを識別するデータである。軌跡２２１は、例えば、当該スイング期間中のゴルフクラブＣの所定部位の位置座標など、軌跡を示すデータである。スイングゾーン２２２は、後に詳述するが、例えば、当該軌跡に含まれる位置の各々の所定平面に対する相対角度のばらつき範囲などを示すデータである。各々のレコードは、例えば、スイングが解析された際に生成され、記憶部２２に格納される。

操作部２３は、ユーザーの操作入力を受け付け、操作に応じた操作信号を制御部２０に出力する。操作部２３は、例えば、キー、タッチセンサー、タッチパネルなどの入力装置により実現することができる。

表示部２４は、制御部２０の処理結果を、文字、図形、グラフ、表、アニメーション、その他の画像として表示する。表示部２４は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＬＥＤ（Organic Electro-Luminescence Display）、ＥＰＤ（Electrophoretic Display）などの表示装置により実現することができる。

音声出力部２５は、制御部２０の処理結果を、音声として出力する。音声出力部２５は、例えば、スピーカー、ブザーなどの音声出力装置により実現することができる。

通信部２６は、ネットワークに接続し、サーバー等のコンピューターと通信する。通信部２６は、例えば、ネットワーク・インターフェイス装置などの通信装置により実現することができる。

制御部２０は、スイング解析装置２を統合的に制御する。制御部２０は、データ取得部２００と、イベント検出部２０１と、解析部２０２と、出力部２０７とを有する。

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置、ＲＯＭなどの不揮発性の記憶装置、制御部２０と他のユニットを接続するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路、これらを互いに接続するバス、などを備えるコンピューターにより実現することができる。コンピューターは、画像処理などの各種の処理を行う処理回路を備えていてもよい。また、制御部２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの回路により実現されてもよい。

上記の制御部２０の機能（データ取得部２００、イベント検出部２０１、解析部２０２、出力部２０７を含む）の少なくとも一部は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭに格納された所定のプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより実現することができる。当該所定のプログラムは、例えばＯＳ（Operating System）上で動作するアプリケーションプログラムであり、持ち運び可能な記憶媒体から読み出してスイング解析装置２にインストールしたり、ネットワーク上のサーバーからダウンロードしてスイング解析装置２にインストールしたりすることができる。もちろん、制御部２０の機能の少なくとも一部は、例えば、処理回路により実現してもよい。また、制御部２０の機能の少なくとも一部は、例えば、ＣＰＵ及び処理回路の両方により実現されてもよい。

データ取得部２００は、通信部２１を介してセンサーユニット１から計測データを取得する。データ取得部２００は、例えば、所定サンプリング周期で計測データを取得し、例えばＲＡＭ、記憶部２２などの記憶装置に記憶する。

イベント検出部２０１は、計測データに基づいて、スイング動作の開始から終了までの一連のイベント（「リズム」ともいう）を検出する。イベントは、例えば、スイングの開始から終了まで順に、バックスイング、トップ、ダウンスイング、インパクト、フォロースルーである。また、イベント検出部２０１は、スイング中の各期間（例えば、スイング開始からトップまでのバックスイング期間、トップからインパクトまでのダウンスイング期間、インパクトからスイング終了までのフォロースルー期間）を特定する。イベントの検出、及びスイング中の各期間の特定には、例えば、特開２０１２−２５４２０５号公報に記載された技術を用いればよいため、詳細な説明を省略する。

解析部２０２は、計測データに基づいて、スイング運動を解析する。解析部２０２は、軌跡算出部２０３と、角度算出部２０４と、指標設定部２０５と、評価部２０６とを有する。

軌跡算出部２０３は、計測データに基づいて、スイングの軌跡を算出する。スイングの軌跡は、例えば、ゴルフクラブＣのヘッドのアドレス時の位置（スイング開始時の位置）を原点とした空間座標（３次元座標）において示される。

上記の空間座標は、例えば、図４（スイング軌道に含まれる位置のＸＹ平面に対する相対角度を説明する図）に示すような座標系により定義される。Ｘ軸は、打球（図示せず）の目標方向（打球方向）を示すターゲットラインに対応する軸である。Ｙ軸は、Ｘ軸に直交する水平方向の軸である。Ｚ軸は、鉛直方向（重力方向）に対応する軸である。

図４では、スイング軌跡は、スイング期間中のゴルフクラブＣのヘッドの位置Ｐ_ｔ（時刻ｔにおける位置Ｐ）の時系列の集合である。図４は、スイング中のトップからインパクトまでの期間の軌跡を示している（図中の破線）。

なお、軌跡算出部２０３は、既存の技術を用いて、計測データに基づいてスイング軌跡を計算できるため、詳細な説明を省略する。

角度算出部２０４は、スイング軌跡に含まれる複数の位置の各々について、所定平面に対する相対角度を算出する。所定平面は、例えば、水平面であり、図４におけるＸＹ平面に相当する。角度算出部２０４は、例えば、位置Ｐ_ｔからＸ軸に対して垂線を下ろし、当該垂線とＸＹ平面とが成す角度θ_ｔ（時刻ｔにおける角度θ）を、相対角度として求める。このようにして、角度算出部２０４は、スイング軌跡上の複数の位置Ｐ_ｔの各々について、その相対角度θ_ｔを求めることができる。もちろん、位置Ｐ_ｔからＸ軸に対して垂線を下ろすのではなく、位置Ｐ_ｔからＸ軸に対して垂直以外の所定角度で交差する線分を下ろすようにしてもよい。角度算出部２０４は、この所定角度の設定を、例えば、操作部２３あるいは通信部２６を介して、ユーザーから受け付けてもよい。

また、角度算出部２０４は、複数の位置の各々の所定平面に対する相対角度のばらつき度を算出する。角度算出部２０４は、例えば、下記の式（１）により、１〜ｎ個の複数の位置Ｐ_ｔにおける相対角度θ_ｔの平均θ_ａを算出する。

また、角度算出部２０４は、算出した平均θ_ａに基づいて、例えば、下記の式（２）により、１〜ｎ個の複数の相対角度θ_ｔの標準偏差Ｓを算出する。標準偏差Ｓは、ばらつき度に相当する。

また、角度算出部２０４は、算出した標準偏差Ｓに基づいて、例えば、下記の式（３）に示すように、相対角度θ_ｔのばらつき範囲を定義する上限角度及び下限角度を算出する。スイングゾーン（SwingZone）は、このばらつき範囲に相当する。ａは、スイングゾーンの下限角度を決める係数であり、例えば、「２」である。ｂは、スイングゾーンの上限角度を決める係数であり、例えば、「２」である。もちろん、ａ及びｂは、互いに異なる値を設定してもよい。角度算出部２０４は、係数ａ及び係数ｂの設定を、例えば、操作部２３あるいは通信部２６を介して、ユーザーから受け付けてもよい。

角度算出部２０４は、上述のようにして、スイングゾーンの上限角度及び下限角度を算出する。図５は、スイングゾーンを説明する図である。図５は、ＹＺ平面をＸ軸の負から正の方向に見た図である。また、図５は、θ_ａ−ａＳ、θ_ａ、及びθ_ａ＋ｂＳの各々を、Ｘ軸を回転軸とする角度で示している。このように、スイングゾーンは、一定の大きさの領域として視覚的に表すことができる。

角度算出部２０４は、複数のスイングのスイングゾーンを合成することにより、基準スイングのスイングゾーン（以下、「基準スイングゾーン」という）を算出してもよい。基準スイングゾーンは、個々のスイングゾーンや個々のスイングの軌跡と比較するために使用することができる。角度算出部２０４は、例えば、記憶部２２に格納されているスイング情報を参照して、スイングの各々の平均θ_ａの平均θ_ａａを求める。また、角度算出部２０４は、例えば、スイングの各々の標準偏差Ｓの平均Ｓ_ａを求める。角度算出部２０４は、このようにして求めた平均θ_ａａと標準偏差Ｓ_ａに基づいて、例えば、上記の式（３）と同様の式で、基準スイングゾーンの上限角度及び下限角度を算出する。

なお、基準スイングゾーンの算出手順は、上記の手順に限られない。角度算出部２０４は、例えば、下記の式（４）により、前回求めた基準スイングの相対角度の平均θ_ａと、今回解析したスイングの相対角度の平均θ_ａ ^´と、の平均を、今回の基準スイングの平均θ_ａとして求めてもよい。αは、平均θ_ａ ^´の重み係数である。角度算出部２０４は、重み係数αの設定を、例えば、操作部２３あるいは通信部２６を介して、ユーザーから受け付けてもよい。

また、角度算出部２０４は、例えば、下記の式（５）により、前回求めた基準スイングの標準偏差Ｓの分散Ｓ^２と、今回解析したスイングの相対角度の平均θ_ａ ^´及び前回求めた基準スイングの相対角度の平均θ_ａの差分の２乗と、の平均の平方根を、今回の基準スイングの標準偏差Ｓとして求めてもよい。βは、平均θ_ａ ^´及び平均θ_ａの差分の２乗の重み係数である。角度算出部２０４は、重み係数βの設定を、例えば、操作部２３あるいは通信部２６を介して、ユーザーから受け付けてもよい。

上記のようにすれば、過去の複数のスイングのスイングゾーンの平均を算出する必要がないため、演算負荷を低減することができる。また、重み係数α及び重み係数βの設定に応じて、基準スイングゾーンに対する今回のスイングゾーンの影響度を調整することができる。

指標設定部２０５は、角度算出部２０４によって算出されたスイングゾーンの上限角度及び下限角度に基づいて、当該スイングゾーンの上限面及び下限面を設定する。指標設定部２０５は、例えば、ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸を回転軸としてＸＹ平面に対して角度θ_ａ−ａＳだけ回転させた、所定の広さの平面（下限面）を特定する。また、解析部２０２は、Ｘ軸を回転軸としてＸＹ平面に対して角度θ_ａ＋ｂＳだけ回転させた平面（上限面）を特定する。指標設定部２０５は、これらの上限面及び下限面を特定するデータを、スイングゾーンとして設定する。指標設定部２０５は、基準スイングについても同様に、上限面及び下限面を設定する。

指標設定部２０５は、上述のように解析されたスイングにスイング識別子を設定し、当該スイング識別子を含むレコードを、記憶部２２のスイング情報に格納してもよい。指標設定部２０５は、軌跡算出部２０３によって算出された軌跡に関するデータを、当該レコード（軌跡２２１）に設定してもよい。指標設定部２０５は、角度算出部２０４によって算出された相対角度の平均に関するデータ、上限角度及び下限角度に関するデータ、上限面及び下限面を特定するデータなどを、当該レコード（スイングゾーン２２２）に設定してもよい。指標設定部２０５は、イベント検出部２０１によって検出されたイベントに関する情報を当該レコードに設定してもよい。指標設定部２０５は、基準スイングについても同様に、レコードをスイング情報に格納してもよい。

評価部２０６は、上述のように設定されたスイングゾーンと、他のデータとを比較することにより、スイングを評価する。評価部２０６は、例えば、操作部２３あるいは通信部２６を介して、スイング情報の中から評価対象のスイングの指定をユーザーから受け付ける。評価部２０６は、指定されたスイングのレコードに基づいて、当該スイングゾーンの下限面及び上限面を特定する。それから、評価部２０６は、指定されたスイングの軌跡に含まれる位置の各々について、例えば、上側面及び下側面により構成される内側の領域に含まれるか否か、上側面から外側の領域に含まれるか否か、下側面より外側の空間に含まれるか否か、などを判定する。このようにして、評価部２０６は、スイング軌跡とスイングゾーンの比較結果を、解析結果に含めることができる。

評価部２０６は、異なるスイングのデータを比較してもよい。評価部２０６は、例えば、指定された第１のスイングのスイング軌跡と、指定された第２のスイングのスイングゾーンとを比較する。第２のスイングは、基準スイングであってもよい。

評価部２０６は、異なるスイングのスイングゾーンを比較してもよい。評価部２０６は、例えば、指定された第１のスイングのスイングゾーンの上限角度（又は下限角度）と、指定された第２のスイングのスイングゾーンの上限角度（又は下限角度）とを比較する。それから、評価部２０６は、２つのスイングゾーンの上限角度（又は下限角度）のいずれが大きいか、などを判定する。第１又は第２のスイングは、基準スイングであってもよい。

評価部２０６は、スイングゾーンの広さを評価してもよい。評価部２０６は、例えば、指定されたスイングゾーンの上限角度及び下限角度の差分を算出する。それから、評価部２０６は、算出した差分が所定値より大きいか、などを判定する。

なお、解析部２０２は、スイングのＶゾーンを求めてもよい。Ｖゾーンは、例えば、シャフトプレーンとホーガンプレーンとにより挟まれる領域である。シャフトプレーンは、例えば、ゴルフのアドレス時においてゴルフクラブのシャフトの長軸方向とターゲットラインとで構成される面である。ホーガンプレーンは、例えば、ゴルフのアドレス時において、ゴルファーの首元からボールを結ぶ仮想線とターゲットラインとで構成される面である。Ｖゾーンの算出方法には、既存の技術を用いればよいため、詳細な説明を省略する。

出力部２０７は、解析部２０２により解析されたスイング運動の解析結果を示す画像データを生成し、出力する。画像データは、例えば、ゴルフクラブＣのスイング軌跡、スイングゾーンなどを含む。出力部２０７は、例えば、操作部２３あるいは通信部２６を介して、スイング情報の中から出力対象のスイングの指定をユーザーから受け付ける。また、出力部２０７は、指定されたスイングのレコードに基づいて、画像データを生成する。

出力部２０７は、例えば、生成した画像データを表示部２４に出力して表示させる。出力部２０７は、例えば、生成した画像データを、ＰＣ（Personal Computer）、タブレットＰＣ、スマートフォン、ＨＭＤ（Head Mount Display）などの外部のデバイスに通信部２６を介して出力して、表示させてもよい。

図６は、スイングゾーンを表す画面構成の一例を示す図である。画面５００は、ＹＺ平面をＸ軸の負から正の方向に見た場合を示している。画面５００は、スイングゾーンの上限面を示す画像５０１、スイングゾーンの下限面を示す画像５０２、相対角度の平均を示す画像５０３、及びスイングの軌跡を示す画像５０４を含んでいる。スイングゾーンは、基準スイングのものであってもよいし、指定されたスイングのものであってもよい。また、スイングゾーンとスイング軌跡は、それぞれ異なるスイングのものであってもよい。なお、出力部２０７は、画像５０４を表示させなくてもよい。出力部２０７は、画像５０１〜５０３のいずれか一つ又は二つを表示してもよい。

図６の画面５００から、ユーザーは、例えば、スイングゾーンとスイング軌跡の位置関係などを把握することができる。これにより、ユーザーは、スイングの調子の良否を簡単に客観的に判断することができる。

図７は、スイングゾーンを表す画面構成の他の例を示す図である。画面５１０は、ＸＹＺ座標系において設定された視点からスイングゾーンを見た場合を示している。画面５１０は、スイングゾーンの上限面を示す画像５１１、スイングゾーンの下限面を示す画像５１２、及びスイングの軌跡を示す画像５１４を含んでいる。出力部２０７は、例えば、上限面及び下限面を、設定された視点から見た２次元画像データを生成すればよい。スイングゾーンは、基準スイングのものであってもよいし、指定されたスイングのものであってもよい。また、スイングゾーンとスイング軌跡は、それぞれ異なるスイングのものであってもよい。なお、出力部２０７は、画像５１４は表示させなくてもよい。出力部２０７は、画像５１１〜５１２のいずれか一つを表示してもよい。出力部２０７は、Ｘ軸を回転軸としてＸＹ平面に対して角度θ_ａだけ回転させた平面（平均面）を特定して、表示させてもよい。

図７の画面５１０から、ユーザーは、例えば、スイングゾーンとスイング軌跡の位置関係などを立体的に把握することができる。これにより、ユーザーは、スイングの調子の良否を簡単に客観的に判断することができる。

図８は、スイングゾーンを表す画面構成のさらに他の例を示す図である。画面５２０は、ＸＹＺ座標系において設定された視点からスイングゾーンを見た場合を示している。画面５２０は、スイングゾーンの上限面を示す画像５２１、スイングゾーンの下限面を示す画像５２２、及びスイングの軌跡を示す画像５２４を含んでいる。出力部２０７は、例えば、上限面及び下限面を、設定された視点から見た２次元画像データを生成すればよい。出力部２０７は、評価部２０６によって比較された軌跡とスイングゾーンの比較結果に基づいて、画像５２４を、スイングゾーン（画像５２１及び画像５２２で挟まれる領域）の内外において異なる表示態様で表示する。図８の例では、画像５２４は、スイングゾーン内では破線で示され、スイングゾーン外では実線で示されている。スイングゾーンは、基準スイングのものであってもよいし、指定されたスイングのものであってもよい。また、スイングゾーンとスイング軌跡は、それぞれ異なるスイングのものであってもよい。なお、出力部２０７は、画像５２１〜５２２のいずれか一つを表示してもよい。出力部２０７は、Ｘ軸を回転軸としてＸＹ平面に対して角度θ_ａだけ回転させた平面（平均面）を特定して、表示させてもよい。

図８の画面５２０から、ユーザーは、例えば、スイングゾーンとスイング軌跡の位置関係などを把握することができる。また、ユーザーは、例えば、スイングゾーン内外の軌跡を区別して把握することができる。これにより、ユーザーは、スイングの調子の良否を簡単に客観的に判断することができる。

図９は、スイングゾーンを表す画面構成のさらに他の例を示す図である。画面５３０は、ＹＺ平面をＸ軸の負から正の方向に見た場合を示している。画面５３０は、第１のスイングのスイングゾーンを示す画像（上限面を示す画像５３１ａ、下限面を示す画像５３２ａ）と、第２のスイングのスイングゾーンを示す画像（上限面を示す画像５３１ｂ、下限面を示す画像５３２ｂ）とを含んでいる。第１のスイングは、例えば、基準スイング、あるいは指定されたスイングである。第２のスイングは、例えば、指定されたスイングである。なお、出力部２０７は、指定されたスイングの軌跡を示す画像を表示してもよい。出力部２０７は、画像５３１ａ及び画像５３１ｂと、画像５３２ａ及び画像５３２ｂとの、いずれかの組み合わせを表示してもよい。出力部２０７は、第１のスイング及び第２のスイングそれぞれの平均θ_ａを示す画像を表示してもよい。また、図７のように、各画像を３次元的に表示してもよい。

図９の画面５３０から、ユーザーは、例えば、２つのスイングゾーンの位置関係などを把握することができる。例えば、スイングゾーンは、スイングの傾向（例えば、ストレート、スライス、フックなど）により角度が異なるので、２つのスイングゾーンを比較することでスイングの傾向を相対的に把握することができる。また、例えば、個々のスイング同士を比較する、あるいは、個々のスイングと基準スイングを比較することにより、スイングの状態を相対的に把握することができる。これにより、ユーザーは、スイングの調子の良否を簡単に客観的に判断することができる。

もちろん、表示内容は、上述した例に限定されない。また、出力部２０７は、例えば、評価部２０６の比較結果に基づいて、スイングの軌跡の少なくとも一部がスイングゾーンの外側に含まれる場合に（あるいは、スイングの軌跡が全てスイングゾーンの内側に含まれる場合に）、その旨を示すメッセージなどを表示してもよい。また、出力部２０７は、例えば、評価部２０６の比較結果に基づいて、スイングの軌跡の一部が上側面より外側に含まれる場合に（あるいは、スイングの軌跡の一部が下側面より外側に含まれる場合に）、その旨を示すメッセージなどを表示してもよい。

また、出力部２０７は、例えば、評価部２０６の比較結果に基づいて、２つのスイングゾーンの上限角度（又は下限角度）の差分が所定閾値を超える場合に、その旨を示すメッセージなどを表示してもよい。また、出力部２０７は、例えば、評価部２０６の比較結果に基づいて、スイングゾーンの広さ（上限角度及び下限角度の差分）が所定値より大きい又は小さい場合に、その旨を示すメッセージなどを表示してもよい。

また、出力部２０７は、例えば、スイングゾーンを示す画像とともに、解析部２０２の計算したＶゾーンを示す画像（例えば、シャフトプレーン及びホーガンプレーンを示す画像）を表示してもよい。

図２の説明に戻る。出力部２０７は、スイング運動の解析結果を示す音声データを生成し、出力してもよい。出力部２０７は、例えば、上述したようなメッセージを音声データとして生成し、音声出力部２５に出力して発音させてもよい。また、出力部２０７は、例えば、これらのメッセージを音声データとして生成し、センサーユニット１に設けた音声出力部に出力して音声出力させてもよい。

なお、出力部２０７は、例えば、スイング解析装置２又はセンサーユニット１に設けた発光部（例えば、ＬＥＤなど）に対して、上述したようなメッセージに応じた信号を出力して、当該発光部を所定の発光色、所定の発光パターンなどにより発光させてもよい。

図１０は、スイング解析処理の一例を示すフローチャートである。

まず、データ取得部２００は、センサーユニット１から計測データを取得する（ステップＳ１０）。

それから、イベント検出部２０１は、ステップＳ１０で取得された計測データに基づいて、スイング動作のイベントを検出する（ステップＳ２０）。

それから、軌跡算出部２０３は、ステップＳ１０で取得された計測データに基づいて、スイングの軌跡を算出する（ステップＳ３０）。軌跡算出部２０３は、例えば、ステップＳ２０で検出したイベントに基づいて、スイング開始から終了までの軌跡を算出すればよい。

それから、角度算出部２０４は、ステップＳ３０で算出されたスイングの軌跡に基づいて、当該スイング軌跡に含まれる複数の位置の各々について、所定平面に対する相対角度を算出する（ステップＳ４０）。角度算出部２０４は、例えば、上述したように、複数の位置Ｐ_ｔの各々について、相対角度θ_ｔを算出する。

それから、角度算出部２０４は、ステップＳ４０で算出された複数の相対角度に基づいて、これらの相対角度のばらつき度を算出する（ステップＳ５０）。角度算出部２０４は、例えば、上述したように、１〜ｎ個の複数の相対角度θ_ｔの標準偏差Ｓを算出する。

それから、角度算出部２０４は、ステップＳ５０で算出されたばらつき度に基づいて、ステップＳ２０で検出したスイングのばらつき範囲を算出する（ステップＳ６０）。角度算出部２０４は、例えば、上述したように、スイングゾーンの上限角度及び下限角度を算出する。

それから、指標設定部２０５は、ステップＳ６０で算出されたばらつき範囲に基づいて、ステップＳ２０で検出されたスイングの指標を設定する（ステップＳ７０）。指標設定部２０５は、例えば、上述したように、スイングゾーンの上限面及び下限面を特定する。指標設定部２０５は、上述のように解析したスイングのレコードを生成し、記憶部２２に格納する。

それから、角度算出部２０４は、複数のスイングの各々のばらつき範囲を合成することにより、基準スイングのばらつき範囲を算出する（ステップＳ８０）。角度算出部２０４は、例えば、上述したように、記憶部２２に格納されているスイング情報を参照して、スイングの各々の標準偏差の平均などを求めることにより、基準スイングのスイングゾーンの上限角度及び下限角度を算出する。

それから、指標設定部２０５は、ステップＳ８０で算出されたばらつき範囲に基づいて、基準スイングの指標を設定する（ステップＳ９０）。指標設定部２０５は、例えば、上述したように、基準スイングのスイングゾーンの上限面及び下限面を特定する。指標設定部２０５は、上述のように解析した基準スイングのレコードを生成し、記憶部２２に格納する。

このように、スイング解析装置２は、取得したスイングの計測データに基づいて、当該スイングのスイングゾーン、及び基準スイングのスイングゾーンを特定して、本フローチャートの処理を終了する。評価部２０６は、生成されたスイング情報に基づいて、上述のようにスイングの評価を行えばよい。出力部２０７は、生成されたスイング情報に基づいて、上述のように画像などを出力すればよい。

以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態によれば、ユーザーにとってより適切な評価指標（スイングゾーン）を設定することができる。このスイングゾーンは、スイング中の運動器具の角度（時系列の角度の変化）のばらつき度に基づいて設定されるため、スイングの軌跡はスイングゾーンに含まれ易い。これは、例えば、スキルが低いユーザーの練習への動機を向上することができる。また、スイングゾーンは、スイングの傾向（例えば、ストレート、スライス、フックなど）によって角度が異なり易い。これは、例えば、スキルが高いユーザーがスイングをより詳細に検討するのに役立つ。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記の各実施形態には、下記のような変形を加えてもよい。また、実施形態及び各変形例は、適宜２つ以上を組み合わせてもよい。

解析部２０２は、例えば、スイング開始から終了までの期間のうち、指定された期間についてスイング軌跡を算出してもよい。また、解析部２０２は、例えば、指定された期間のスイング軌跡に基づいて、スイングゾーン及び基準スイングゾーンを算出してもよい。なお、解析部２０２は、例えば、操作部２３あるいは通信部２６を介して、期間の指定（例えば、スイング開始からインパクトまで）をユーザーから受け付ければよい。

出力部２０７は、例えば、指定された期間のスイング軌跡を示す画像を出力するようにしてもよい。また、出力部２０７は、例えば、スイング中の複数の期間の各々の軌跡を、異なる表示態様で表示してもよい。例えば、出力部２０７は、バックスイング期間の軌跡と、ダウンスイング期間の軌跡とを、異なる色で表示する。これにより、ユーザーは、スイング中の複数の期間の各々の軌跡と、スイングゾーンとの位置関係を簡単に把握することができる。

出力部２０７は、例えば、スイングゾーンを３つ以上同時に表示してもよい。例えば、出力部２０７は、ユーザーにより指定された２つのスイングゾーンと、基準スイングゾーンとを表示する。これにより、ユーザーは、スイングの調子の変化などを把握することができる。

上記の実施形態では、イベント検出部２０１は、角速度に基づいてイベントを判定しているが、例えば、角速度に替えて加速度により、あるいは、角速度と加速度の両方に基づいてイベントを検出してもよい。

上述の実施形態において、データ取得部２００、イベント検出部２０１、解析部２０２（軌跡算出部２０３、角度算出部２０４、指標設定部２０５、評価部２０６）、及び出力部２０７の少なくとも一部の機能は、センサーユニット１の制御部１０により実現するようにしてもよい。

図２で示したスイング解析システムの構成は、スイング解析システムの構成を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。スイング解析システムの構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。また、各構成要素の処理又は機能の分担は、本発明の目的及び効果を達成できるのであれば、上述したものに限られない。例えば、上記実施形態では、センサーユニット１とスイング解析装置２とを別体として説明したが、センサーユニット１にスイング解析装置２の機能を搭載してもよいし、その逆であってもよい。

図１０で示したフローチャートの処理単位は、スイング解析装置２の処理を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。スイング解析装置２の処理は、処理内容に応じて、さらに多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位がさらに多くの処理を含むように分割することもできる。さらに、上記のフローチャートの処理順序も、図示した例に限られるものではない。

本発明は、例示したゴルフに限られず、例えば、野球、テニス、バドミントン、卓球などの、運動器具をスイングするスポーツに適用できる。

１：センサーユニット、２：スイング解析装置、１０：制御部、１１：通信部、１２：加速度センサー、１３：角速度センサー、２０：制御部、２１：通信部、２２：記憶部、２３：操作部、２４：表示部、２５：音声出力部、２６：通信部、２００：データ取得部、２０１：イベント検出部、２０２：解析部、２０３：軌跡算出部、２０４：角度算出部、２０５：指標設定部、２０６：評価部、２０７：出力部、２２０：スイング識別子、２２１：軌跡、２２２：スイングゾーン、５００：画面、５０１：画像、５０２：画像、５０３：画像、５０４：画像、５１０：画面、５１１：画像、５１２：画像、５１４：画像、５２０：画面、５２１：画像、５２２：画像、５２４：画像、５３０：画面、５３１ａ：画像、５３１ｂ：画像、５３２ａ：画像、５３２ｂ：画像、Ｃ：ゴルフクラブ、Ｕ：ユーザー

Claims (15)

1. 運動器具のスイングの所定期間における前記運動器具の所定平面に対する複数の角度に基づいて、上限角度及び下限角度を算出する角度算出部と、
   前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定し、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する指標設定部と
   を有するスイング解析装置。
2. 請求項１に記載のスイング解析装置であって、
   前記角度算出部は、前記所定期間における前記運動器具の軌跡に基づいて、当該軌跡に含まれる複数の位置の各々の前記所定平面に対する角度についてのばらつき度を算出し、前記ばらつき度に基づいて、前記上限角度及び前記下限角度を算出する
   を有するスイング解析装置。
3. 請求項２に記載のスイング解析装置であって、
   前記所定平面は、前記打球方向を含む水平面であり、
   前記角度算出部は、前記位置及び前記打球方向に対応する軸を結ぶ線分であって前記軸に所定角度で交差する線分と、前記所定平面とが成す前記角度を算出する
   スイング解析装置。
4. 請求項１に記載のスイング解析装置であって、
   前記所定期間における前記運動器具の軌跡の位置と、前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方の位置とを比較する評価部
   を有するスイング解析装置。
5. 請求項１に記載のスイング解析装置であって、
   第一のスイングの前記上限角度と第二のスイングの前記上限角度とを比較する、あるいは、前記第一のスイングの前記下限角度と前記第二のスイングの前記下限角度とを比較する評価部
   を有するスイング解析装置。
6. 請求項１に記載のスイング解析装置であって、
   前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方を表す画像を出力する出力部
   を有するスイング解析装置。
7. 請求項１に記載のスイング解析装置であって、
   前記角度算出部は、複数のスイングの各々についての前記上限角度及び前記下限角度に基づき、基準とする基準スイングの上限角度及び下限角度を算出し、
   前記指標設定部は、前記基準スイングの前記上限角度及び前記下限角度に基づいて、前記基準スイングの上限面及び下限面を設定する
   スイング解析装置。
8. 請求項７に記載のスイング解析装置であって、
   第一のスイングの前記所定期間における前記運動器具の軌跡の位置と、前記基準スイングの前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方の位置とを比較する評価部
   を有するスイング解析装置。
9. 請求項７に記載のスイング解析装置であって、
   第一のスイングの前記上限角度と前記基準スイングの前記上限角度を比較する、あるいは、前記第一のスイングの前記下限角度と前記基準スイングの前記下限角度を比較する評価部
   を有するスイング解析装置。
10. 請求項７に記載のスイング解析装置であって、
    前記基準スイングの前記上限面及び前記下限面の少なくとも一方を表す画像を出力する出力部
    を有するスイング解析装置。
11. 請求項４、５、８、又９のいずれか一項に記載のスイング解析装置であって、
    前記評価部による比較結果を表す画像又は音声を出力する出力部
    を有するスイング解析装置。
12. 運動器具のスイングの所定期間における前記運動器具の所定平面に対する複数の角度に基づいて、上限角度及び下限角度を算出する工程と、
    前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定する工程と、
    前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する工程と
    を含むスイング解析方法。
13. 運動器具のスイングの所定期間における前記運動器具の所定平面に対する複数の角度に基づいて、上限角度及び下限角度を算出する手順と、
    前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定する手順と、
    前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する手順と
    をコンピューターに実行させるプログラム。
14. 運動器具に装着するセンサーユニットと、
    前記センサーユニットと通信するスイング解析装置と、を有し、
    前記スイング解析装置は、
    前記センサーユニットから計測データを取得するデータ取得部と、
    前記計測データに基づいて、前記運動器具のスイングの所定期間の軌跡を算出する軌跡算出部と、
    前記軌跡に基づいて、前記運動器具の所定平面に対する上限角度及び下限角度を算出する角度算出部と、
    前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定し、前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する指標設定部と、を有する
    スイング解析システム。
15. 運動器具に装着されるセンサーユニットから、計測データを取得する工程と、
    前記計測データに基づいて、前記運動器具のスイングの所定期間の軌跡を算出する工程と、
    前記軌跡に基づいて、前記運動器具の所定平面に対する上限角度及び下限角度を算出する工程と、
    前記上限角度及び打球方向に基づいて上限面を設定する工程と、
    前記下限角度及び前記打球方向に基づいて下限面を設定する工程と、
    を含むスイング解析方法。

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