JP2017532080A

JP2017532080A - 運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法

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Publication number: JP2017532080A
Application number: JP2017507976A
Authority: JP
Inventors: ユーンリム、カン; キパーク、ミン; スーリー、ジョン
Original assignee: ゴルフゾンカンパニーリミテッド
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2017-11-02
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Abstract

本発明は、ゴルフのような運動姿勢において、特に体重移動の変化の分析が必要な場合に、その分析情報を非常に直観的にかつ高い視認性で表現できるようにすることによって、前記の従来技術の問題点を解決し、運動姿勢分析情報に対して、ユーザが自身の運動姿勢に対する問題点やその問題点の解決方案などに対して容易に認識できるようにする運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法を提供するためのものである。そのために、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置は、運動動作をするユーザの体重による足の圧力分布を測定する圧力センサプレート；前記ユーザに対する運動姿勢分析情報を表示するディスプレイ部；及び前記圧力センサプレートの測定情報を用いて前記ユーザの足の大きさ及び位置を特定し、予め設定された足映像をマッピングし、前記ディスプレイ部を介して、前記マッピングされた足映像に前記測定された足の圧力分布情報を重畳させて表示するようにする制御部を含む。

Description

本発明は、運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法に関し、より詳細には、ゴルフのような運動動作において運動姿勢を分析し、これに関する適切な情報を生成してユーザに提供するための運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法に関する。

最近、センサ関連技術及びセンシングデータの分析技術が大きく発展するにつれて、運動動作においても先端のセンシング技術及びこれに対する分析技術を適用して運動姿勢をセンシングし、分析することによって、ユーザの運動姿勢の問題点を正確且つ精密に診断し、運動姿勢を矯正できる有益な情報を生成してユーザに提供するようにする各種分析装置が開発されている。

運動の中でも、特にゴルフの場合、ゴルフスイング姿勢を正確に駆使することが非常に難しく、多くの練習をしても常に問題点が発生するため、根気よくゴルフ専門家からレッスンを受けながらゴルフスイング姿勢を矯正していく方式でゴルフスイング練習がなされるのが実情である。

しかし、ゴルフ専門家からレッスンを受けながらゴルフスイング姿勢を矯正することは、コスト的な面や限定された場所（ゴルフ練習場など）でのみ練習とレッスンが可能であるという制約があるため、場所にあまり拘らず、コスト的にも利点がある様々なゴルフスイング姿勢分析装置が開発されている。

特に、ゴルフスイングにおいて、ゴルフスイング動作の過程で両足にかかる荷重の変化を分析する体重移動変化の分析情報を提供する分析装置が多く用いられており、このようなゴルフスイング時の体重移動変化を分析し、その分析情報を提供することに関する分析装置に対しては、従来の韓国登録特許第１０−０３９３３５２号公報、特開平０７−２３１９６８号公報などの多くの先行技術文献に開示されている。

図１は、従来の運動姿勢分析装置によって生成されたユーザのゴルフスイングによる体重移動変化の分析情報の一例を示したものである。

図１において左側と右側にそれぞれ表示された色区分の表示は、ユーザが圧力センサ付き踏み台の上に立っている状態でスイング動作をするときのある動作でのユーザの体重による圧力分布状態を示したものである。

現在、従来技術として公開されている、または製品として販売されているゴルフスイング姿勢分析装置で提供している体重移動変化の分析情報は、ほとんど図１に示されたような形態を有する。

図１に示したような体重移動変化による圧力分布状態情報は、ユーザの左足及び右足にそれぞれどのように荷重がかかるのか、そして、ユーザのスイング動作によってその荷重がどのように変化するのかを示し、これに関する情報をユーザに提供する。図１において、ＰＤ１が左足にかかる体重に対する圧力分布を、ＰＤ２が右足にかかる体重に対する圧力分布をそれぞれ示す。

しかし、図１に示された体重移動変化の分析情報からもわかるように、左足及び右足にそれぞれ、どの部位に、どのように体重がかかり、圧力が分布するのかを、ゴルフ専門家が説明する前には容易に知ることができないため、このような分析情報を提供する従来の運動姿勢分析装置は、ゴルフ専門家によるレッスン情報の提供のための手段として利用されるだけで、個人用または家庭用運動姿勢分析装置として利用するのに限界があるという問題がある。

さらに、図１に示したような形態の分析情報は、これをユーザが容易に認知しにくい形態であるため、その分析情報をユーザが信頼しにくく、自身の運動姿勢にどのような問題があるのか、その問題点をどのように解決するのがよいのかに対して認識することが難しいという問題、すなわち、ユーザが自身の運動姿勢に対する問題点及びその問題点の解決方案に対して認識をすることが難しいという問題がある。

本発明は、ゴルフのような運動姿勢において、特に体重移動の変化の分析が必要な場合に、その分析情報を非常に直観的にかつ高い視認性で表現できるようにすることによって、上記の従来技術の問題点を解決し、運動姿勢分析情報に対して、ユーザが自身の運動姿勢の問題点やその問題点の解決方案などを容易に認識できるようにする運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法を提供するためのものである。

本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置は、ユーザが踏み台上に立って運動姿勢を取ることによって、その運動姿勢を分析する運動姿勢分析装置であって、前記踏み台に備えられ、運動動作をするユーザの体重による足の圧力分布を測定する圧力センサプレート；前記ユーザに対する運動姿勢分析情報を表示するディスプレイ部；及び前記圧力センサプレートによって測定された足の圧力分布情報を用いて前記ユーザの足の大きさ及び位置を特定し、予め設定された足映像の大きさ及び位置を前記特定された足の大きさ及び位置に合わせて決定して、前記足映像をマッピングし、前記ディスプレイ部を介して、前記マッピングされた足映像に前記測定された足の圧力分布情報を重畳させて表示するようにする制御部を含む。

一方、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析情報生成方法は、ユーザが踏み台上に立って運動姿勢を取ることによって、その運動姿勢を分析して運動姿勢分析情報を生成する方法であって、前記踏み台に備えられ、運動動作をするユーザの体重による足の圧力分布を測定する圧力センサプレート上に立ったユーザの体重による足の圧力分布測定情報を用いて、前記ユーザの足の大きさ及び位置を特定するステップ；予め設定された足映像の大きさ及び位置を前記特定されたユーザの足の大きさ及び位置に合わせて決定して、前記足映像をマッピングするステップ；及び前記マッピングされた足映像に前記圧力センサプレートによって測定された足の圧力分布情報を重畳させて表示するステップを含む。

本発明に係る運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法は、ゴルフのような運動姿勢において、特に体重移動の変化の分析が必要な場合に、その分析情報を非常に直観的にかつ高い視認性で表現できるようにすることによって、運動姿勢分析情報に対して、ユーザが自身の運動姿勢に対する問題点やその問題点の解決方案などに対して容易に認識できるようにする効果がある。

従来技術に係る運動姿勢分析装置によって提供されるユーザの運動姿勢分析情報の一例を示す図である。本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置の構成に関して示すブロック図である。（ａ）は、図２に示したようなユーザがその上に立って運動姿勢を取る踏み台の一具現例を示し、（ｂ）は、踏み台のカバーの下に備えられる圧力センサプレートの一具現例を示すものである。本発明の一実施例に係る運動姿勢分析情報生成方法に関して示すフローチャートである。（ａ）は、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置の制御部の映像化データ生成部によって、ユーザの体重によって足にかかる圧力分布をグレースケール画像に映像化したものの一例を示し、（ｂ）は、制御部の足映像マッピング部によって足の圧力分布に対する映像化データの分析によってマッピングされる足映像の一例を示すものである。本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置によって、足の圧力分布による映像化データ集合から中心線を抽出し、足の前部及び後部を区分する方法に関して説明するための図である。本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置によって、足の圧力分布による映像化データ集合に対してチェックボックスを設定して足の大きさを特定する方法に関して説明するための図である。本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置によって、足の圧力分布による映像化データ集合において足の踵領域を特定する方法の一例を説明するための図である。本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置によって、足の圧力分布による映像化データ集合から特定された足の大きさ及び位置に基づいて足映像をマッピングすることに関して説明するための図である。（ａ）は、足映像のマッピングなしに足の圧力分布情報のみを示したものであり、（ｂ）は、足映像マッピング部によってマッピングされた足映像に足の圧力分布情報が重畳して表示されたことを示したものである。

本発明に係る運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法に関する具体的な内容を図面を参照して説明する。

まず、図２を参照して、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置の構成に関して説明する。

本発明に係る運動姿勢分析装置は、ユーザの運動動作による体重移動の変化を分析し、その分析情報を提供するためのものであって、特に、ゴルフスイングにおいてユーザの体重移動の変化を分析した情報を提供するのに非常に有用に用いることができ、ゴルフだけでなく、体重移動の変化に対する分析が必要な各種運動姿勢の分析に適用可能である。

以下では、本発明に係る運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法について、ゴルフスイングにおいてユーザの体重移動の変化に対する情報を提供するのに用いられる場合に関して説明する。

図２に示したように、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置は、圧力センサプレート１００、制御部２００、データ格納部３００及びディスプレイ部４００を含んで構成されてもよい。

前記圧力センサプレート１００は、ユーザがその上に立って運動姿勢、すなわち、ゴルフスイング姿勢を取る踏み台ＳＰに備えられ、ユーザの体重が足にかかる圧力分布を測定する装置である。

従来は、ユーザの体重移動を測定するためにロードセル（ＬｏａｄＣｅｌｌ）が多く用いられたが、本発明の一実施例に係る圧力センサプレート１００は、図３の（ａ）及び（ｂ）に示したように、多数の圧力センサをマトリクス状に構成して用いることによって、それぞれの圧力センサが、足にかかる体重による圧力を正確に測定することができるため、好ましい。

図３の（ａ）は、図２に示したようなユーザがその上に立って運動姿勢を取る踏み台ＳＰの一具現例を示し、図３の（ｂ）は、踏み台ＳＰのカバー１０１の下に備えられる圧力センサプレート１００の一具現例を示したものである。

前記圧力センサプレート１００は、図３の（ｂ）に示したように、圧力センサ１１０としてＦＳＲ（ＦｏｒｃｅＳｅｎｓｉｎｇＲｅｓｉｓｔｏｒ）を用いて、多数のＦＳＲをマトリクス状に構成することによって前記圧力センサプレート１００を具現することができる。

前記圧力センサプレート１００の各圧力センサ１１０は、ユーザの運動姿勢による足の圧力をそれぞれ測定し、その測定情報を制御部２００に伝達する。

前記制御部２００は、前記圧力センサプレート１００から伝達された測定情報を用いて、ユーザの体重が両足にかかる圧力の分布に関する情報を生成し、ディスプレイ部４００を介してディスプレイされるようにする。

本発明に係る運動姿勢分析装置は、前記圧力センサプレート１００によって測定されたユーザの足にかかる体重による圧力分布情報を非常に直観的にかつ高い視認性でディスプレイ部を介してディスプレイするためのものであって、そのために、前記制御部２００は、前記圧力センサプレートの測定情報を用いて前記ユーザの足の大きさ及び位置を特定し、予め設定された足映像をマッピングし、そのマッピングされた足映像に足の圧力分布情報を重畳させてディスプレイするようにする。

このような機能を行うために、前記制御部２００は、図２に示したように、映像化データ生成部２１０、映像化データ分析部２２０及び足映像マッピング部２３０を含んで構成されてもよい。

前記映像化データ生成部２１０は、前記圧力センサプレート１００によって測定されるユーザの足の圧力分布を映像分析しやすい形態の映像、例えば、グレースケール画像（Ｇｒｅｙ−ＳｃａｌｅＩｍａｇｅ）などに映像化したデータを生成する機能を行う。

前記映像化データ分析部２２０は、前記映像化データ生成部２１０によって生成された映像化データを分析して、圧力センサプレート１００上に立ったユーザの足の大きさ及び位置情報を特定する機能を行う。

前記足映像マッピング部２３０は、データ格納部３００に格納された予め設定された足映像（靴の底を表現する映像、足の裏を表現する映像などの様々な形態の映像として予め設定して格納することができる）を前記映像化データ分析部２２０によって特定された足の大きさ及び位置に合わせてマッピングする機能を行う。

前記の映像化データ生成部２１０、映像化データ分析部２２０及び足映像マッピング部２３０の機能に関するより具体的な内容は後述する。

一方、図２に示されたデータ格納部３００は、制御部２００による情報の分析及びマッピング、そして、ディスプレイ部４００を介した運動姿勢分析情報のディスプレイなどのために必要なデータを格納する構成要素である。

前記ディスプレイ部４００は、制御部２００による運動姿勢分析情報をディスプレイする構成要素である。

一方、図４を参照して、前記の本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置によって行われる運動姿勢分析情報生成方法に関して、図２に示されたブロック図の構成要素を用いて説明する。図４は、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析情報生成方法に関して示したフローチャートである。

ユーザがゴルフスイングをするために、図３に示したような圧力センサプレートが備えられた踏み台上に立ってゴルフスイング姿勢を取るとき、圧力センサプレートの各圧力センサは、ユーザの体重による各足にかかる圧力を測定し、その測定情報を制御部に伝達することによって、前記制御部はユーザの足の圧力分布情報を取得する（Ｓ１０）。

前記制御部の映像化データ生成部は、前記取得された足の圧力分布情報を用いて圧力分布に対する映像化データを生成する（Ｓ２０）。これについての具体例は、図５を参照して説明する。

前記制御部は、前記ステップＳ２０で生成された映像化データ集合に対して中心線を抽出し（Ｓ３０）、前記映像化データ集合を貫通する最も長い長軸を中心線として抽出することが好ましく、これについての具体例は、図６を参照して説明する。

一方、前記制御部は、前記ステップＳ３０で抽出した中心線の両端、すなわち、前記中心線が前記映像化データ集合の外郭とそれぞれ接する部分に対して、それぞれ足の前部と後部を区分する（Ｓ４０）。足の前部と後部との区分は、前記映像化データ集合の全体的な形状的特徴を用いて区分してもよく、データの分布によって区分してもよい。これについての具体的な事項は、図６及び図７を参照して説明する。

一方、前記制御部は、前記中心線を基準として前記映像化データ集合の外郭にチェックボックスを設定し（Ｓ５０）、前記の中心線とチェックボックス、そして、前記映像化データ集合のデータ分布を分析して、足の大きさ及び位置を特定する（Ｓ６０）。足の大きさ及び位置の特定に関する具体例は、図７から図９を参照して説明する。

上述したように、足の圧力分布情報を映像化した映像化データ集合から足の大きさ及び位置を特定すると、前記制御部は、特定された足の大きさの情報に基づいて、予め設定された足映像の大きさを決定し、その決定された足映像を特定された足の位置情報に合わせてマッピングすることによって、前記映像化データ集合に対応する大きさ及び位置による足映像がディスプレイされ得る（Ｓ７０）。

そして、前記制御部は、前記マッピングされた足映像に前記圧力センサプレートから取得された足の圧力分布情報を重畳させて表示することによって（Ｓ８０）、ユーザが自身のゴルフスイング姿勢による体重移動状態を非常に直観的に認識できるようにすることができる。これについての具体例は、図１０を参照して説明する。

以下、図５から図１０を参照して、前記の図４に示されたフローチャートの各ステップに関する具体的な内容を説明する。

図５の（ａ）は、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置の制御部の映像化データ生成部によって、ユーザの体重によって足にかかる圧力分布を、明度（明るさ）値を有するピクセルで構成されるグレースケール画像に映像化したものの一例を示し、図５の（ｂ）は、制御部の足映像マッピング部によって足の圧力分布に対する映像化データの分析によってマッピングされる足映像の一例を示したものである。

本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置の制御部の映像化データ生成部は、ユーザが圧力センサプレート１００（図３参照）上に立った状態で各圧力センサ１１０（図３参照）の測定値を受信し、図５の（ａ）に示したように、圧力センサの測定値に対応するピクセル値（明るさ値）によるグレースケール画像に映像化したデータを生成する。図５の（ａ）に示された映像化データ集合２１２において、明るい部分であるほど、足の圧力が大きく作用する部分である。

そして、図５の（ｂ）に示したように、足映像２３２は予め設定された映像であり、図５の（ｂ）では、ゴルフシューズの底部の映像で示したが、足映像は定義次第であるため、様々な映像、例えば、足裏の映像や一般の運動靴の映像など、多様に設定することができる。

ところが、図５の（ｂ）に示された足映像２３２は、そのデザインのみが予め設定されているだけで、その大きさ及び足の位置に対しては決定されていないため、足の大きさ及び位置は、図５の（ａ）に示したような映像化データ集合２１２に対する分析を通じて特定され、その特定された足の大きさ及び位置に合わせて足映像２３２の大きさ及び位置を調整してマッピングするようになる。

本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置の制御部の映像化データ分析部が、足に対する映像化データを用いて足の大きさ及び位置を特定することに関して、図６から図９を参照して説明する。

前記のグレースケール画像に映像化したデータを用いて足の大きさを特定する方法は、基本的に、前記映像化データ集合の輪郭線を抽出し、その抽出された輪郭線を足の形状と見て、足幅の距離（足の幅が最も広い部分の距離）などを算出し、これに基づいて足の大きさを特定することができる。

そして、前記映像化データ集合に対する中心線を抽出し、特定の基準を見出して足の大きさ及び位置を特定することができ、これについては後述する。

図５の（ａ）に示したような映像化データを用いて足の大きさ及び位置を特定するために、まず、図６に示したように中心線ＣＬを抽出し、映像化データ集合２１２においてどの部分が足の前部であり、どの部分が足の後部であるかを区分する必要がある。

図６に示したように、映像化データ分析部は、映像化データ集合２１２を貫通する最も長い長軸を見出し、これを中心線ＣＬとして抽出する。

前記の中心線ＣＬを抽出することは、最小二乗法やＲＡＮＳＡＣなどのラインフィッティングアルゴリズムを用いることができ、データ分布の特性上、ＲＡＮＳＡＣアルゴリズムを用いることが中心線の抽出にさらに好ましい。前記のＲＡＮＳＡＣアルゴリズムは、既に広く利用されているラインフィッティングアルゴリズムであるので、これについての具体的な説明は省略する。

前記のように抽出された中心線ＣＬは、足映像のマッピングにおいて基準となり、これについては後述する。

一方、上述したように、映像化データ集合を貫通する最も長い長軸を中心線ＣＬとして抽出すると、その中心線ＣＬは、足の前部及び後部を通さざるを得ない。

したがって、前記のように中心線ＣＬを抽出すると、その中心線ＣＬの両端部がそれぞれ足の前部及び後部となり、映像化データ集合２１２のＰ１点側部分とＰ２点側部分の全体的な形状によって、足の前部Ｔと後部Ｈを区分することができる。

すなわち、図６に示したように、映像化データ集合２１２において足の前部Ｔ及び後部Ｈは、全体的な形状が相対的に緩やかな側が足の後部Ｈとなるため、本発明の映像化データ分析部は、中心線ＣＬを基準として両端側の全体的な形状的特徴を分析することで、足の前部Ｔと後部Ｈを区分することができる。

図６においてＬｔで表示された曲線及びＬｈで表示された曲線は、それぞれ足の両端部の形状的特徴を説明するために任意に表示した曲線であり、Ｌｔ曲線及びＬｈ曲線を見ると、Ｌｈ曲線側のデータが相対的にさらに曲率が大きいことがわかり、この部分が足の後部であることがわかる（ほとんどの靴の形状的特徴を見ると、後部が前部に比べて相対的にさらに緩やかであるため、このような形状的特徴を映像化データ集合にも同一に適用できる）。

ところが、圧力センサプレート１００（図３参照）上に立ったユーザの靴の種類やユーザの足が圧力センサプレートを押す状態などに応じて、足の圧力分布情報が完全ではない場合があり得、このような場合には、上述したような映像化データ集合の形状的特徴によって足の前部と後部を区分することが難しい場合もあり得る。

例えば、靴の底に鋲やスパイクなどが付いている場合には、足の圧力が完全に圧力センサに伝達されない場合があり得、ユーザがつま先を上げて運動姿勢を取る場合には、足の前部全体が完全に圧力センサに伝達されないため、映像化データの一部が示されないことがある。

したがって、本発明の映像化データ分析部は、前記の映像化データ集合の形状的特徴に基づいた足の前部及び後部の区分方法と共に又は別途に、他の区分方法を設定しておき、これによって、映像化データ集合から足の前部と後部を区分することができる。

そのために、まず、前記の映像化データ分析部は、中心線ＣＬを基準として前記映像化データ集合２１２の外郭にチェックボックス２１４を設定し、これを用いて足の大きさを特定することができる。

すなわち、映像化データ分析部は、図７の（ａ）に示したように、中心線ＣＬを基準としてデータ集合２１２の右側に接し、中心線ＣＬに平行な第１縦ラインＬ１と、データ集合２１２の左側に接し、中心線ＣＬに平行な第２縦ラインＬ２とを生成し、データ集合２１２の前方に接し、中心線ＣＬに垂直な第１横ラインＬ３と、データ集合２１２の後方に接し、中心線ＣＬに垂直な第２横ラインＬ４とを生成して、前記第１縦ラインＬ１、第２縦ラインＬ２、第１横ラインＬ３及び第２横ラインＬ４からなるチェックボックス２１４を設定することができる。

図７の（ａ）に示したように、映像化データ集合２１２においてチェックボックス２１４内にデータ値（明るさ値または圧力測定値など）が非常に小さい又は無い領域が存在するようになり、これは、人の足裏の構造的特性によって、足の内側の凹部（図７の（ｂ）においてＲｖで表示された部分）は圧力測定値が弱い又は無いため、これを映像化したときの明るさ値も非常に弱いか、または無い。このような領域を「空白領域」と呼ぶことにする。

靴の状態や足の姿勢などに応じて、足の圧力分布に対する映像化データ集合に１つ以上の前記の空白領域が存在することがあり、足の構造上、足の内側の凹部は最も広い空白領域として表示されるため、映像化データ集合において１つ以上の空白領域が検出された場合、最も大きい空白領域を足の内側部分であると判断し、これに基づいて足の前部と後部を区分するようにすることができる。最も広い空白領域を、図面でＲｅで表示することにする。

本発明の映像化データ分析部は、前記のような空白領域Ｒｅを見出し、その空白領域Ｒｅが映像化データ集合２１２においてどちらに存在するのか、中心線ＣＬからどちらに偏っているのかなどを分析し、足の前部と後部を区分することができる。

例えば、前記映像化データ分析部は、ユーザの両足に対するそれぞれの映像化データ集合に対して左足と右足を区分することができ、各足に対する映像化データ集合において空白領域を見出し、左側に空白領域があるか、または右側に空白領域があるかを判断して、足の前部と後部を区分することができる。また、前記のような空白領域が中心線ＣＬを基準として前方に偏っているか、または後方に偏っているかを判断し、足の前部と後部を区分することが可能である。

一方、上述したように、中心線ＣＬを基準としてチェックボックス２１４を設定し、その設定されたチェックボックス２１４の幅Ｗを計算することによって、足の大きさを特定することができ、図７の（ｂ）に示された足映像２３２の幅Ｘを前記のチェックボックス２１４の幅Ｗと一致させることによって、映像化データから特定された足の大きさに合う映像を得ることができる。

すなわち、足映像の大きさを、同じ比率でＸをＷに合わせて縮小又は拡大すると、足映像の長さであるＹ値もそれによって縮小又は拡大されるため（すなわち、ＸとＹの比率は固定されているため、ＸをＷに合わせて調整すると、足映像の大きさが全体的に調整される）、映像化データ集合２１２のチェックボックス２１４によって幅Ｗ情報を特定することによって、足の大きさを特定することができる。

ここで、図７の（ａ）に示したような映像化データ集合２１２の長さ、すなわち、チェックボックス２１４の長さであるＤを基準として足の大きさを特定することも可能である。ただし、前記の長さＤは、上述したように、ユーザの靴の状態や足の状態に応じて足の前部が完全に映像化データとして示されないことがあるため、正確な値を得ることができず、そのため、前記の長さＤを基準とする場合、正確な足の大きさを決定するのに限界がある。

一方、前記の映像化データ集合２１２から足の位置を特定するために、足の踵領域を見出し、これを基準として足の位置を特定する場合に関して説明する。

前記でユーザの靴の状態や足の状態に応じて足の圧力分布が完全に示されない場合があると説明したが、このような場合にも、人の身体構造上、足の踵に体重のほとんどがかかるため（運動姿勢で足の踵を上げない限り）、前記の映像化データ集合において、足の踵部分はデータがほとんど完全に示される。

したがって、足の位置を特定するにおいて、映像化データ集合から足の踵領域を見出し、これを基準として足の位置を特定することが好ましい。

図８では、映像化データ集合２１２から足の踵領域を抽出する方法の一例を示している。

映像化データ集合２１２から足の踵領域を抽出するためには、まず、映像化データ集合２１２の中心線ＣＬの両端部に対してそれぞれ足の前部と後部とに区分しなければならず、この区分方法については、図６及び図７を参照して詳述した。

上述したように足の後部が区分された場合、図８に示したように、足の後部の開始点Ｐ２からａ矢印方向に、ｂ矢印方向上のデータのデータ値の和を求める。

このようにデータ値の和を求めたことをグラフで示すと、図８に示したようなパターンのグラフを得ることができる。

足の後部の開始点Ｐ２からのデータ値の和の分布は、図８に示されたグラフのように、急激に増加し、再び急激に減少し、再び次第に増加するパターンを示す。ここで、データ値の和が急激に減少することは、足の内側部分のデータがデータ値が非常に小さいか、または０であるためであり、図８に示したように適切な値を基準値ｎに設定すると、その基準値よりも高い合算値を有する区間を、足の踵領域Ｒｈとして特定することができる。

前記の基準値ｎは、グラフが始まる位置の値（開始点Ｐ２の位置のｂ矢印方向上のデータのデータ値の合算値）として設定されてもよく、これに予め設定されたオフセット値を適用した値（例えば、開始点Ｐ２の位置の値にオフセット値として予め設定された値を合算した値を基準値としてもよい）として設定されてもよく、前記基準値ｎを、最初から予め設定した値とすることも可能である。

上述したように、データ値の合算値の分布を用いて足の踵領域を特定した後、本発明の映像化データ分析部は、前記特定された足の踵領域に基づいて、図９の（ａ）に示したように足の踵領域Ｒｈの中心点Ｐｃを抽出する。

ここで、映像化データ集合２１２で特定された足の踵領域Ｒｈは、図８に示されたグラフで基準値ｎによって決定された範囲内のデータの外郭に位置するデータによって決定される領域であってもよく、図９に示したように、円に近似した領域であってもよい。

前記中心点Ｐｃは、特定された足の踵領域Ｒｈの重心点として決定されてもよく、特定された足の踵領域Ｒｈの空間的中心になる点として決定されてもよい。

一方、図９の（ｂ）に示された足映像２３２に対しても、足映像の踵領域Ｆｈ及びその踵領域の中心点Ｆｃが特定される必要があり、これは、足映像の大きさが決定されることによって予め決定される情報である。すなわち、足映像に関する情報は、予め定義されて設定される情報であるため、その大きさが決定されると、これによって決定され得る情報である。

そして、図９の（ａ）に示したように、映像化データ集合２１２に対する中心線ＣＬを抽出することについては、既に図６を参照して説明した。これに対応して、図９の（ｂ）に示したように、足映像２３２に対しても、前記足映像２３２を貫通する最も長い軸を中心線ＦＬとして抽出し、これは、足映像の大きさが決定されることによって予め決定される情報である。

したがって、上述したように、映像化データを通じて中心線ＣＬ及び足の踵領域Ｒｈの中心点Ｐｃが抽出されることによって、足の位置情報を特定することができ、本発明の足映像マッピング部は、大きさが決定された足映像２３２の踵領域Ｆｈの中心点Ｆｃを、前記映像化データから抽出された足の踵領域Ｒｈの中心点Ｐｃと対応させ、前記足映像２３２の中心線ＦＬを、前記映像化データから抽出された中心線ＣＬと対応させることによって、前記足映像２３２をマッピングする。すなわち、足映像を前記映像化データから特定された足の大きさ及び位置に合わせて調整して表示する。

そして、本発明に係る運動姿勢分析装置の制御部は、前記足映像マッピング部によってマッピングされた足映像に、圧力センサプレートから伝達されたユーザの足の圧力分布情報を重畳させ、ディスプレイ部を介してディスプレイされるようにする。

図１０では、前記のようにマッピングされた足映像に足の圧力分布情報が重畳して表示された一例を示している。

図１０の（ａ）は、足映像のマッピングなしに足の圧力分布情報のみを示したものであり、図１０の（ｂ）は、足映像マッピング部によってマッピングされた足映像に足の圧力分布情報が重畳して表示されたことを示したものである。

図１０の（ａ）に表示された運動姿勢分析情報３１０において、左側部分３１１が、圧力センサプレートで測定されたユーザの左足にかかる体重による圧力分布情報を示し、右側部分３１２が、圧力センサプレートで測定されたユーザの右足にかかる体重による圧力分布情報を示す。

そして、図１０の（ｂ）に表示された運動姿勢分析情報３２０は、左足に対応する足映像２３４及び右足に対応する足映像２３６がそれぞれマッピングされ、その上に、左足にかかる圧力分布情報３１１及び右足にかかる圧力分布情報３１２がそれぞれ重畳して表示されたことを示す。

ここで、本発明の一実施例に係る運動姿勢分析装置の制御部は、前記マッピングされた足映像の位置を、前記重畳して表示された足の圧力分布情報に基づいて微調整することによって、最終的に運動姿勢分析情報を表示するようにすることもできる。

例えば、制御部が、足の圧力分布情報がマッピングされた足映像と非常に離れていると判断するか、または足映像の大きさが圧力分布情報に比べて非常に小さい又は大きいと判断する場合には、足の圧力分布情報に合わせて、マッピングされた足映像の大きさや位置を微調整することができる。

図１０の（ａ）に示したように、単に足の圧力分布情報のみを表示する場合、ユーザは、専門家の助けがないと、自身の運動姿勢による足の圧力分布情報を容易に理解することが難しいが、本発明に係る運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法は、図１０の（ｂ）に示したように、ユーザの足の姿勢に合わせて足映像をマッピングし、これに圧力分布情報を重畳させて表示することによって、ユーザが直観的に自身の運動姿勢による足の圧力分布状態を容易に認知可能であり、自身の運動姿勢の問題点もまた容易に認知可能なようにする顕著な効果を発揮することができる。

本発明に係る運動姿勢分析装置及び運動姿勢分析情報生成方法は、ゴルフスイングのような運動姿勢の分析などのスポーツと関連する産業分野、スポーツ動作に対する分析、情報処理などと、その結果物を用いた学習及び教習などの産業分野に利用可能である。

Claims

ユーザが踏み台上に立って運動姿勢を取ることによって、その運動姿勢を分析する運動姿勢分析装置であって、
前記踏み台に備えられ、運動動作をするユーザの体重による足の圧力分布を測定する圧力センサプレートと、
前記ユーザに対する運動姿勢分析情報を表示するディスプレイ部と、
前記圧力センサプレートによって測定された足の圧力分布情報を用いて前記ユーザの足の大きさ及び位置を特定し、予め設定された足映像の大きさ及び位置を前記特定された足の大きさ及び位置に合わせて決定して、前記足映像をマッピングし、前記ディスプレイ部を介して、前記マッピングされた足映像に前記測定された足の圧力分布情報を重畳させて表示するようにする制御部と
を含む、運動姿勢分析装置。
前記制御部は、
前記圧力センサプレートによって測定されるユーザの足の圧力分布を映像化したデータを生成する映像化データ生成部と、
前記映像化したデータを分析して足の大きさ及び位置情報を特定する映像化データ分析部と、
予め設定された足映像を前記映像化データ分析部によって特定された足の大きさ及び位置に合わせてマッピングする足映像マッピング部とを含む、請求項１に記載の運動姿勢分析装置。
前記圧力センサプレートは、多数の圧力センサがマトリクス状に接続されて構成され、
前記映像化データ生成部は、
前記ユーザが前記圧力センサプレート上に立った状態で各圧力センサの測定値を受信し、その圧力センサの測定値に基づいたグレースケール画像に映像化したデータを生成する、請求項２に記載の運動姿勢分析装置。
前記映像化データ分析部は、
前記生成された映像化データ集合の輪郭線を抽出し、前記輪郭線を介してユーザの足の大きさ及び位置情報を特定する、請求項２または３に記載の運動姿勢分析装置。
前記映像化データ分析部は、
前記生成された映像化データ集合を貫通する最も長い長軸を中心線として抽出し、前記生成された映像化データ集合において、前記中心線と接する両端部に対してそれぞれ足の前部と後部とに区分し、前記中心線を基準として前記生成された映像化データ集合の幅を測定することによって、ユーザの足の大きさを特定するように構成される、請求項２または３に記載の運動姿勢分析装置。
前記映像化データ分析部は、
前記生成された映像化データ集合を貫通する最も長い長軸を中心線として抽出し、前記中心線を基準として前記映像化データ集合の外郭にチェックボックスを設定し、前記チェックボックスの大きさを用いて足の大きさを特定し、前記中心線を基準として前記映像化データ集合の形状またはデータ分布を分析して足の踵領域を特定することによって、ユーザの足の大きさ及び位置情報を特定するように構成される、請求項２または３に記載の運動姿勢分析装置。
前記足映像マッピング部は、
前記映像化データ分析部によって特定された足の大きさの情報に基づいて、予め設定された足映像の大きさを決定し、前記決定された足映像を前記特定された足の位置情報に合わせてマッピングするようにする、請求項２から６のいずれか一項に記載の運動姿勢分析装置。
前記足映像マッピング部は、
前記特定された足の大きさの情報に基づいて、予め設定された足映像の大きさを決定し、前記抽出された中心線及び前記特定された足の踵領域を基準として前記決定された足映像をマッピングするようにする、請求項６に記載の運動姿勢分析装置。
ユーザが踏み台上に立って運動姿勢を取ることによって、その運動姿勢を分析して運動姿勢分析情報を生成する方法であって、
前記踏み台に備えられ、運動動作をするユーザの体重による足の圧力分布を測定する圧力センサプレート上に立ったユーザの体重による足の圧力分布測定情報を用いて、前記ユーザの足の大きさ及び位置を特定するステップと、
予め設定された足映像の大きさ及び位置を前記特定されたユーザの足の大きさ及び位置に合わせて決定して、前記足映像をマッピングするステップと、
前記マッピングされた足映像に前記圧力センサプレートによって測定された足の圧力分布情報を重畳させて表示するステップと
を含む、運動姿勢分析情報生成方法。
前記ユーザの足の大きさ及び位置を特定するステップは、
前記圧力センサプレートによって測定されるユーザの足の圧力分布を映像化したデータを生成するステップと、
前記映像化したデータを分析して足の大きさ及び位置情報を特定するステップとを含む、請求項９に記載の運動姿勢分析情報生成方法。
前記足映像をマッピングするステップは、
前記特定されたユーザの足の大きさの情報に基づいて、予め設定された足映像の大きさを決定するステップと、
前記決定された足映像を前記特定されたユーザの足の位置情報に合わせてマッピングするステップとを含む、請求項９または１０に記載の運動姿勢分析情報生成方法。
前記映像化したデータを生成するステップは、
前記ユーザが前記圧力センサプレート上に立った状態で各圧力センサの測定値を受信するステップと、
前記圧力センサの測定値に対応するグレースケール画像に映像化したデータを生成するステップとを含む、請求項１０に記載の運動姿勢分析情報生成方法。
前記足の大きさ及び位置情報を特定するステップは、
前記生成された映像化データ集合を貫通する最も長い軸を中心線として抽出するステップと、
前記中心線を基準として前記映像化データ集合の外郭にチェックボックスを設定し、前記チェックボックスの大きさを用いて足の大きさを特定するステップと、
前記生成された映像化データ集合において、前記中心線の両端部に対してそれぞれ足の前部と後部とに区分するステップと、
前記区分された足の後部でのデータ分布を分析し、足の踵領域を特定するステップとを含む、請求項１０に記載の運動姿勢分析情報生成方法。
前記予め設定された足映像をマッピングするステップは、
前記特定された足の大きさの情報に基づいて、予め設定された足映像の大きさを決定するステップと、
前記特定された足の踵領域の中心点を抽出して、前記大きさが決定された足映像の踵領域の中心点を前記抽出された足の踵領域の中心点と対応させ、前記大きさが決定された足映像の中心線を前記抽出されたデータ集合に対する中心線と対応させて、前記大きさが決定された足映像をマッピングするステップとを含む、請求項１３に記載の運動姿勢分析情報生成方法。
前記マッピングされた足映像の位置を、前記重畳して表示された足の圧力分布情報に基づいて微調整するステップをさらに含む、請求項９から１４のいずれか一項に記載の運動姿勢分析情報生成方法。