JP2018011682A - 姿勢測定システム、姿勢測定方法、および姿勢測定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影した画像から姿勢を高精度に測定することができる姿勢測定システム、姿勢測定方法、および姿勢測定プログラムを提供する。【解決手段】本発明のスタンス測定システム１は、長さ情報としてのマーカー１０の一辺の長さＭＬ１、位置情報としてのボール位置Ｐ、および方向情報としての飛球方向Ｘを含むマーカー１０と、マーカー１０と被測定者３０とを撮影するスマホ２０と、を備え、マーカー１０を撮影した画像における長さ情報、位置情報、および方向情報と被測定者３０を撮影した画像から、被測定者３０のスタンスを測定する。【選択図】図１

Description

本発明は、姿勢測定システム、姿勢測定方法、および姿勢測定プログラムに関する。

近年、様々な分野において被測定者の運動を解析する装置が求められている。例えば、ゴルフクラブ、テニスラケット、および野球バット等、運動器具のスイング軌道などの被測定者の運動フォームを解析し、解析結果から被測定者に適した運動器具の選定、運動フォームの改善を行うことで競技力の向上につなげることができる。
特許文献１では、複数の画像において少なくとも１つの画像の領域を正規化して、複数の画像を表示することで、被測定者の頭の位置と、ボール位置との距離の違いやスタンスの中心位置、スタンスの幅等の違いをより明確とすることで運動フォームを改善する方法が開示されている。

特開２０１４−１８６１６８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の方法では、複数の画像における被測定者の頭の位置とボール位置との距離やスタンスの中心位置、スタンスの幅等の違いを把握することができるが、被測定者のフォームが撮影された画像からは被測定者のスタンス（ボール位置と被測定者の両足の位置との距離等）を正確に測定することができないという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る姿勢測定システムは、長さ情報、位置情報、および方向情報を含む指標と、前記指標と被測定者とを撮影する端末と、を備え、前記指標を撮影した画像における前記長さ情報、前記位置情報、および前記方向情報と前記被測定者を撮影した画像から、前記被測定者の姿勢を測定することを特徴とする。

本適用例によれば、指標を撮影した画像から長さ情報、位置情報、および方向情報を取得することができるため、被測定者を撮影した画像に取得した長さ情報、位置情報、および方向情報を基準として適用することにより、被測定者を撮影した画像内における測長が可能となるため、被測定者の姿勢を精度良く測定することができる。

［適用例２］上記適用例に記載の姿勢測定システムにおいて、前記位置情報はボールの位置であることが好ましい。

本適用例によれば、位置情報がボールの位置であるため、ボールの位置を基準として、ボールと被測定者との距離を測定することができる。

［適用例３］上記適用例に記載の姿勢測定システムにおいて、前記方向情報は前記ボールの飛球方向であることが好ましい。

本適用例によれば、方向情報がボールの飛球方向であるため、ボールの飛球方向を基準としてボールの飛球方向と被測定者との距離を測定することができる。

［適用例４］上記適用例に記載の姿勢測定システムにおいて、前記方向情報は前記被測定者の立ち位置情報を含むことが好ましい。

本適用例によれば、方向情報に被測定者の立ち位置情報を含むことにより、被測定者が右打ちか左打ちかを判定することができる。

［適用例５］上記適用例に記載の姿勢測定システムにおいて、前記姿勢はスタンスであることが好ましい。

本適用例によれば、姿勢がスタンスであることにより、位置情報であるボールの位置を基準として、ボールと被測定者の両足との距離を測定することができる。

［適用例６］本適用例に係る姿勢測定方法は、長さ情報、位置情報、および方向情報を含む指標を配置する工程と、前記指標を撮影する工程と、被測定者を撮影する工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、長さ情報、位置情報、および方向情報を含む指標を配置し、その後、指標を撮影することで、指標に含まれる長さ情報、位置情報、および方向情報を取得することができる。そのため、被測定者を撮影した画像に取得した長さ情報、位置情報、および方向情報を基準として適用することにより、被測定者を撮影した画像内における測長が可能となるため、被測定者の姿勢を精度良く測定することができる。

［適用例７］本適用例に係る姿勢測定プログラムは、指標を撮影した画像内の前記指標から長さ情報、位置情報、および方向情報を読み込む手順と、前記方向情報に対して平行にスキャンし、距離情報と明度情報とを読み込む手順と、前記明度情報の極大値を検出する手順と、前記極大値から姿勢情報を算出する手順と、をコンピューターに実行させることを特徴とする。

本適用例によれば、姿勢測定プログラムが指標を撮影した画像内の指標から長さ情報、位置情報、方向情報を読み込み、その方向情報に対して平行にスキャンして距離情報と明度情報とを読み込み、明度情報の極大値を検出して、極大値から姿勢情報を算出することにより、被測定者の姿勢を精度良く測定することができる。

本実施形態に係るスタンス測定システムの構成を説明する平面図。 本実施形態に係るスタンス測定方法を示すフローチャート。 本実施形態に係るマーカーを示す平面図。 マーカーとスマホの位置関係を示す平面図。 ワールド座標系の説明図。 被測定者とスマホとの位置関係を示す平面図。 スタンスにおける距離を説明する平面図。 本実施形態に係るスタンス測定方法を説明する概略図（飛球方向後方）。 各スキャン線のスマホからの距離と明度との関係を示すグラフ（飛球方向後方）。 本実施形態に係るスタンス測定方法を説明する概略図（被測定者正面）。 各スキャン線のスマホからの距離と明度との関係を示すグラフ（被測定者正面）。 変形例１に係るスタンス測定方法を説明する概略図。 変形例１に係るスタンス測定方法を示すフローチャート。 変形例２に係るスタンス測定方法を説明する概略図。

以下、姿勢測定システム、姿勢測定方法、および姿勢測定プログラムの一実施形態として、ゴルフにおけるスタンス測定を一例として挙げ、図面を参照して説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。

（実施形態）
＜姿勢測定システム＞
先ず、本発明の実施形態に係る姿勢測定システムとしてのスタンス測定システム１の構成について、図１を参照し説明する。なお、本実施形態における被測定者３０姿勢とは、ゴルフにおけるスタンスのことである。
図１は、本実施形態に係るスタンス測定システムの構成を説明する平面図である。

本実施形態に係るスタンス測定システム１は、長さ情報、位置情報、および方向情報を含む指標としてのマーカー１０と、マーカー１０と被測定者（ゴルファー）３０とを撮影する端末としてのスマホ（スマートフォンもしくはデータ通信機能を備えた撮像端末）２０と、を備えている。スマホ２０は２つあり、一方のスマホ２０ａは、ボール３６の飛球方向Ｘの後方、つまり、飛球方向Ｘと反対側に設置されており、もう一方のスマホ２０ｂは、被測定者３０とボール３６とを結ぶ延長線上、つまり、被測定者３０の正面に設置されている。

事前に、撮影個所に配置したマーカー１０をスマホ２０ａ，２０ｂに備えられているカメラにより撮影した画像から座標変換処理を施し、マーカー１０に含まれる長さ情報、位置情報、および方向情報を取り込んでおく。マーカー１０を撮影した状態と同位置にスマホ２０ａ，２０ｂを設置し、アドレス状態の被測定者３０をスマホ２０ａ，２０ｂのカメラにより撮影する。被測定者３０を撮影した画像から、取り込んだ長さ情報、位置情報、および方向情報に基づいて、スマホ２０ａ，２０ｂに備えられているコンピューター（ＣＰＵ）により、画像内の測長を行いスタンスを測定する。

具体的には、図１に示すように、ボール３６の飛球方向Ｘの後方の画像からボール３６の飛球方向Ｘに沿った線ＣＬ０と平行で、ゴルフクラブ３４を握持する被測定者３０の右足３２ａの先端に接する線ＣＬ１を検出することにより、ボール３６と右足３２ａとの距離を算出することができる。また、被測定者３０正面の画像から被測定者３０の右足３２ａの先端と、左足３２ｂの先端とを検出することにより、右足３２ａの先端と左足３２ｂの先端との間隔の距離を算出することができる。

また、測定結果をスマホ２０ａ，２０ｂに表示することのより、被測定者３０がスタンス位置を確認できるため、ゴルフの上達を図ることができる。なお、姿勢としてのスタンスは、ボール３６の位置と被測定者３０の両足（３２ａ，３２ｂ）の位置との距離や被測定者３０の両足（３２ａ，３２ｂ）の位置の距離のことである。また、詳細については、後述する図７において説明する。

＜姿勢測定方法＞
次に、姿勢測定方法としてのスタンス測定方法について、図２を参照し説明する。
図２は、本実施形態に係るスタンス測定方法を示すフローチャートである。
先ず、マーカー配置工程（ステップＳ１）では、ゴルフスイング場所にマーカー１０を配置する。マーカー１０は、図３に示すように、形状が一辺の長さをＭＬ１とする正方形であり、中央部が空白の枠状の第１マーカー１２と、第１マーカー１２の内角の一つと第１マーカー１２の二つの内辺とに接する矩形状の第２マーカー１４と、で構成されている。なお、マーカー１０の長さ情報としての一辺の長さ（ＭＬ１）が後述するスタンス測定における長さの基準となる。

マーカー１０において、矩形状の第２マーカー１４が接する第１マーカー１２の内角に対向し、内角と最短に位置する外角の位置が位置情報としてのボール３６を配置するボール位置Ｐであり、後述するスタンス測定における原点となる。また、マーカー１０の一辺に沿ってボール位置Ｐを通過する方向が方向情報としてのボール３６の飛球方向Ｘであり、後述するスタンス測定における座標軸の基準となる。

また、ボール位置Ｐを通過し飛球方向Ｘに沿ったマーカー１０の一辺Ｌ１と対向する一辺Ｌ１’側に、被測定者３０が被測定者３０の正面を飛球方向Ｘと略平行にして立ち、アドレス状態を取った場合、被測定者３０の左足３２ｂ側に近い位置に第２マーカー１４があると、被測定者３０を右打ちと判断する。なお、飛球方向Ｘと直交する方向でボール位置Ｐを通過する方向が飛球方向Ｘ’である場合、ボール位置Ｐを通過し飛球方向Ｘ’のマーカー１０の一辺Ｌ２と対向する一辺Ｌ２’側に、被測定者３０が被測定者３０の正面を飛球方向Ｘ’と略平行にして立ち、アドレス状態を取った場合、被測定者３０の右足３２ａ側に近い位置に第２マーカー１４があると、被測定者３０を左打ちと判断する。

従って、方向情報としての飛球方向Ｘ（Ｘ’）は、第２マーカー１４がどの位置にあるかで、被測定者３０が右打ちか左打ちか、つまり、飛球方向Ｘ（Ｘ’）に対して、被測定者３０が左側に位置するか右側に位置するかを示す立ち位置情報を含んでいる。

なお、マーカー１０の配置は、ゴルフスイング場所において、マーカー１０のボール位置Ｐをボール３６を配置する位置に合わせ、マーカー１０の一辺Ｌ１をボール位置Ｐを通過する飛球方向Ｘに合わせる。なお、以下では、被測定者３０が右打ちである場合を例に挙げて説明する。

次に、スマホ設置工程（ステップＳ２）では、図４に示すように、安定に設置するために三脚２２等に搭載したスマホ２０ａを、マーカー１０のボール位置Ｐを通過する飛球方向Ｘ（Ｘ’）の後方に、スマホ２０ａに備えられているカメラをマーカー１０に向けて設置する。また、三脚２２等に搭載したスマホ２０ｂをマーカー１０のボール位置Ｐ側で、且つ、ボール位置Ｐを通過する飛球方向Ｘ（Ｘ’）の沿った一辺Ｌ１側に、スマホ２０ｂに備えられているカメラをマーカー１０に向けて設置する。

その後、マーカー撮影工程（ステップＳ３）では、スマホ２０ａ，２０ｂに備えられているカメラにより、それぞれマーカー１０を撮影する。

次に、キャリブレーション工程（ステップＳ４）では、マーカー１０を撮影した画像を解析し、スマホ２０ａ，２０ｂのカメラの位置および姿勢を推定する。
２次元の画像から３次元空間内でカメラの位置および姿勢を推定する手順は以下のようにする。

先ず、マーカー１０を撮影した画像内でマーカー１０を検出する。この検出方法は、テンプレートマッチング、特徴量抽出、および特徴点抽出等の既知の手法を用いて行うことができる。なお、これらの手法は、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ：拡張現実）で一般的に用いられているものである。
次に、マーカー１０に含まれる位置情報であるボール位置Ｐおよび方向情報である飛球方向Ｘにより、ワールド座標系を定める。例えば、図５に示すように、ボール位置Ｐを原点とし、ボール３６の飛球方向ＸをＸ軸、Ｘ軸と直交する方向をＹ軸、Ｘ軸とＹ軸に直交する鉛直方向をＺ軸、と定義する。また、マーカー１０に含まれる長さ情報である一辺の長さＭＬ１により、Ｘ軸方向とＹ軸方向の長さが定義される。

その後、カメラ座標系（カメラを中心にした座標系）からワールド座標系へ変換する変換行列を求める。この変換行列は一般に「外部パラメーター（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ又はｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）」と呼ばれている。なお、この一連の計算は、ＰｎＰ問題（Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｎ−Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｂｌｅｍ）と呼ばれるものであり、この問題の解き方も既知の手法である。この計算は、オープンソースソフトウェアライブラリーであるＯｐｅｎＣＶに実装されている「ｓｖ：：ｓｏｌｖｅＰｎＰ（）」と言う関数を用いて行うことができる。また、マーカーの大きさ、柄、色は予め決まっており、システムがそのマーカーを画像内で認識することにより座標値を決める場合もある。

外部パラメーターを求める計算において、内部パラメーター（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ又はｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を使用する。内部パラメーターとは、外部の３次元空間の情報をどのように２次元の画像センサーへ投影するかを決めるためのパラメーターであり、カメラ固有の情報である。スマホ２０ａ，２０ｂには内部パラメーターを取得する機能（ＡＰＩ）が備わっている機種もあり、その機種においては、この取得機能を使って内部パラメーターを取得できる。そのため、上述した計算はスマホ２０ａ，２０ｂに備えられているコンピューター（ＣＰＵ）において処理される。
以上の手順により、３次元空間内におけるスマホ２０ａ，２０ｂのカメラの位置および姿勢を推定することができる。

その後、マーカー撤去工程（ステップＳ５）では、ゴルフスイング場所に配置したマーカー１０を撤去する。

次に、被測定者アドレッシング工程（ステップＳ６）では、被測定者３０がアドレッシングを行い、両足（３２ａ，３２ｂ）のスタンス位置を決め、アドレス状態を保持する。

その後、被測定者撮影工程（ステップＳ７）では、マーカー１０を撮影した位置に設置されたスマホ２０ａ，２０ｂに備えられているカメラにより、図６に示すように、ボール位置Ｐにボール３６を置き、ゴルフクラブ３４を握持する被測定者３０のアドレス状態を撮影する。なお、ボール３６はボール位置Ｐに置かなくても構わない。その場合には、ボール位置Ｐにボール３６があるものとしてアドレス状態を取り撮影すればよい。

ここで、スタンスを測定するために、アドレス状態を一人で撮影するのは、非常に難しい。そのため、一人でアドレス状態を撮影する方法として、スマホ２０ａ，２０ｂのタイマー機能を用い数秒経過後にカメラのシャッターが切れるように設定する方法や被測定者３０の発声する「撮影開始」等の音声をスマホ２０ａ，２０ｂが受信し、数秒経過後にカメラのシャッターが切れるように設定する方法等が好ましい。

また、複数の慣性センサーを備えた運動検出装置をゴルフクラブ３４に装着し、運動検出装置がゴルフクラブ３４およびゴルフクラブ３４を握持する被測定者３０が一定期間静止している状態を運動出力信号に基づいて検出する。その後、運動検出装置から静止（アドレス）状態であることを告知する信号を発信し、その信号をスマホ２０ａ，２０ｂが受信した時に、カメラのシャッターが切れるように設定する方法でも構わない。

次に、計測工程（ステップＳ８）では、アドレス状態の被測定者３０をボール３６の飛球方向Ｘの後方よりスマホ２０ａで撮影した画像Ｓ１と、アドレス状態の被測定者３０を被測定者３０の正面側からスマホ２０ｂで撮影した画像Ｓ２と、を用いてスマホ２０ａ，２０ｂに備えられているコンピューター（ＣＰＵ）により被測定者３０のスタンスを測定する。

ここで、スタンスについて、図７を参照して説明する。なお、図７は、被測定者３０が右打ち、つまり、ボール３６の飛球方向Ｘに対して左側が立ち位置であり、ボール３６に対して右足３２ａが近いオープンスタンスの例を挙げている。
本実施形態におけるスタンスとは、ボール位置Ｐと被測定者３０の右足３２ａ又は左足３２ｂの先端との距離や右足３２ａの先端と左足３２ｂの先端との距離である。より詳細には、図７に示すように、飛球方向Ｘに沿ってボール位置Ｐを通過する線ＳＬ１と線ＳＬ１に対して平行で右足３２ａの先端に接する線ＳＬ２との飛球方向Ｘに直交した方向の距離、つまり、ボール位置Ｐと右足３２ａの先端との飛球方向Ｘに直交した方向の距離Ｌ１、右足３２ａの先端と左足３２ｂの先端との飛球方向Ｘに沿った方向の距離Ｌ２、右足３２ａの先端と左足３２ｂの先端との飛球方向Ｘに直交した方向の距離Ｌ３、ボール位置Ｐとなる線ＳＬ０と左足３２ｂの先端との飛球方向Ｘに沿った方向の距離Ｌ４、およびボール位置Ｐとなる線ＳＬ０と右足３２ａの先端との飛球方向Ｘに沿った方向の距離Ｌ５である。

先ず、ボール３６の飛球方向Ｘの後方より撮影した画像Ｓ１によるスタンス測定では、キャリブレーションにより、ワールド座標系の原点、スマホ２０ａの位置および姿勢が分かっているので、図８に示すように、画像Ｓ１において、ボール位置Ｐから被測定者３０の方向に向かって、地面平面上の飛球方向Ｘに対して平行に、スキャン線をＳｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮの順にスキャンする。なお、スキャン線（Ｓｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮ）は、地面上において平行な直線であるが、遠近法の作用により、カメラ視点からは奥に行くほど間隔が狭く見える。

ボール位置Ｐを通過するスキャン線Ｓｃａｎ１を基準として、所望の間隔でＳｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮの順でスキャンし、各スキャン線（Ｓｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮ）において、飛球方向Ｘに沿った距離情報としてのスマホ２０ａとの距離に対する飛球方向Ｘに沿った明度情報としての画像の明度（又はコントラスト）を測定する。図９は、各スキャン線（Ｓｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮ）のスマホ２０ａからの距離と画像Ｓ１における明度との関係を示したグラフである。

図９において、Ｓｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，Ｓｃａｎ３は、画像Ｓ１における地面上をスキャンしているので、明暗の差があまり無いため明度が略平坦である。それに対し、ＳｃａｎＮ−２は、スマホ２０ａに近い位置で明度の極大値を有している。これは、画像Ｓ１における地面に対して被測定者３０の右足３２ａ（靴）が明るいことによる明暗の差が生じたためである。また、ＳｃａｎＮ−１およびＳｃａｎＮでは、スマホ２０ａに近い位置とスマホ２０ａから遠い位置とに、２つの明度の極大値を有している。これは、被測定者３０の右足３２ａ（靴）と左足３２ｂ（靴）とが地面に対して明暗の差が生じているためである。

従って、スキャン線における明度の極大値が所定の閾値を超えた場合を足の先端と定義することにより、ボール位置Ｐとスキャン線との距離は既知であるため、ボール位置Ｐと被測定者３０の右足３２ａ又は左足３２ｂの先端との距離を算出することができる。そのため、図７における、スタンスＬ１とＬ３とを算出することができる。

次に、被測定者３０正面側からスマホ２０ｂで撮影した画像Ｓ２によるスタンス測定では、画像Ｓ１におけるスタンス測定と同様に、キャリブレーションにより、ワールド座標系の原点、スマホ２０ｂの位置および姿勢が分かっているので、図１０に示すように、画像Ｓ２において、基準となる地面平面上の飛球方向Ｘに対して直交方向に、ボール位置Ｐを通過するスキャン線Ｓｃａｎ０をスキャンする。その後、ボール位置Ｐから被測定者３０の右足３２ａに向かって、Ｓｃａｎ０と平行に、スキャン線をＳｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮの順にスキャンする。また、ボール位置Ｐから被測定者３０の左足３２ｂに向かって、Ｓｃａｎ０と平行に、スキャン線をＳｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＭの順にスキャンする。

各スキャン線（Ｓｃａｎ０，Ｓｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮおよびＳｃａｎ０，Ｓｃａｎ−１，Ｓｃａｎ−２，・・・Ｓｃａｎ−Ｍ）において、飛球方向Ｘと直交した方向に沿った距離であるスマホ２０ｂとの距離に対する画像の明度を測定する。図１１は、各スキャン線（Ｓｃａｎ０，Ｓｃａｎ１，Ｓｃａｎ２，・・・ＳｃａｎＮおよびＳｃａｎ０，Ｓｃａｎ−１，Ｓｃａｎ−２，・・・Ｓｃａｎ−Ｍ）のスマホ２０ｂからの距離と画像Ｓ２における明度との関係を示したグラフである。

図１１において、Ｓｃａｎ０，Ｓｃａｎ１，Ｓｃａｎ２は、画像Ｓ２における地面上をスキャンしているので、明暗の差があまり無いため明度が略平坦である。それに対し、ＳｃａｎＮ−１，ＳｃａｎＮでは、スマホ２０ｂから遠い位置で明度の極大値を有している。これは、画像Ｓ２における地面に対して被測定者３０の右足３２ａ（靴）が明るいことによる明暗の差が生じたためである。また、Ｓｃａｎ−Ｍ＋１およびＳｃａｎ−Ｍも同様に、スマホ２０ｂから遠い位置に、明度の極大値を有している。これは、画像Ｓ２における地面に対して被測定者３０の左足３２ｂ（靴）が明るいことによる明暗の差が生じたためである。

従って、スキャン線における明度の極大値が所定の閾値を超えた場合を足の先端と定義することにより、ボール位置Ｐとスキャン線との距離は既知であるため、ボール位置Ｐと被測定者３０の右足３２ａの先端又は左足３２ｂの先端との距離および被測定者３０の右足３２ａの先端と左足３２ｂの先端との距離を算出することができる。そのため、図７における、スタンスＬ２、Ｌ４、およびＬ５を算出することができる。

その後、表示工程（ステップＳ９）では、スタンスの測定結果Ｌ１〜Ｌ５をスマホ２０ａ，２０ｂのモニターに表示する。なお、スマホ２０ａで測定した測定結果をスマホ２０ｂに送信し、スマホ２０ｂのモニターにスマホ２０ａの測定結果とスマホ２０ｂの測定結果とをまとめて表示しても構わない。
また、測定したスタンスの測定結果をスマホ２０ａ，２０ｂから音声で告示しても構わない。
また、測定したスタンスの測定結果をスマホ２０ａ，２０ｂから被測定者３０が装着している腕時計型や眼鏡型のウェアラブル端末等へ送信し、ウェアラブル端末のディスプレイに測定結果を表示しても構わない。

なお、本実施形態では、２つのスマホ２０（２０ａ，２０ｂ）を用いた例を挙げ説明したが、これに限定されることはなく、１つのスマホ２０を被測定者３０正面の斜め前方に設置して行う方法でも構わない。

＜姿勢測定プログラム＞
次に、上述したスタンス測定システム１およびスタンス測定方法において、スタンス測定を実現するための姿勢測定プログラムとしてのスタンス測定プログラムについて説明する。
スタンス測定プログラムは、スマホ２０ａ，２０ｂに内蔵されている記憶部に保存されており、スマホ２０ａ，２０ｂに内蔵されているコンピューター（ＣＰＵ）に実行させることで、スタンスを測定することができる。

スタンス測定プログラムは、先ず、図２におけるキャリブレーション工程（ステップＳ４）において、マーカー１０を撮影した画像内のマーカー１０から長さ情報、位置情報、および方向情報を読み込み、座標変換を行い、２次元の画像から３次元空間内でスマホ２０のカメラの位置および姿勢を推定する。

次に、計測工程（ステップＳ８）において、アドレス状態の被測定者３０を撮影した画像から、方向情報としての飛球方向Ｘに対して平行にスキャンし、スマホ２０からの距離（距離情報）と画像の明度（明度情報）を読み込み、明度の極大値を検出する。その後、検出した明度の極大値の位置情報と基準となるボール位置Ｐとの距離を算出することにより、被測定者３０のスタンス（姿勢情報）を算出する。

以上述べたように、本実施形態に係るスタンス測定システム１、スタンス測定方法、およびスタンス測定プログラムによれば、以下の効果を得ることができる。
本発明のスタンス測定システム１は、スマホ２０で撮影したマーカー１０の画像からマーカー１０が有する長さ情報としてのマーカー１０の一辺の長さＭＬ１、位置情報としてのボール位置Ｐ、および方向情報としての飛球方向Ｘを抽出し、その情報を基準として同位置で撮影したアドレス状態の被測定者３０の画像を解析することにより、被測定者３０のスタンスを精度良く測定することができる。

また、本発明のスタンス測定方法は、長さ情報、位置情報、および方向情報を含むマーカー１０を配置する工程と、マーカー１０を撮影する工程と、被測定者３０を撮影する工程と、を含んでいるので、マーカー１０を撮影した画像からマーカー１０に含まれる長さ情報、位置情報、および方向情報を取得することができる。そのため、被測定者３０を撮影した画像に取得した長さ情報、位置情報、および方向情報を基準として被測定者３０を撮影した画像を解析することにより、被測定者３０を撮影した画像内における測長が可能となるので、被測定者３０のスタンスを精度良く測定することができる。

また、本発明のスタンス測定プログラムは、マーカー１０を撮影した画像内のマーカー１０から長さ情報、位置情報、および方向情報を読み込み、その方向情報に対して平行にスキャンして距離情報と明度情報とを読み込み、明度情報の極大値を検出して、極大値からスタンスの位置を算出することにより、被測定者３０のスタンスを精度良く測定することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）
次に、本発明の実施形態の変形例１に係るスタンス測定方法について、図１２および図１３を参照して説明する。
図１２は、本実施形態の変形例１に係るスタンス測定方法の説明図である。図１３は、本実施形態の変形例１に係るスタンス測定方法を示すフローチャートである。

変形例１に係るスタンス測定方法は、内部パラメーターを取得する機能が備わっていないスマホ２０を用いる場合のスタンス測定方法である。
図１２に示すように、スマホ２０が撮影した画像データをＷｉ−Ｆｉ（登録商標）ルーター１００を介して、内部パラメーターを取得する機能が備わっているパソコン１１０に送信し、パソコン１１０において、取得した内部パラメーターを用いて外部パラメーターを求める計算を行い、スタンスを算出する。

パソコン１１０によるスタンス測定方法は、図１３に示すように、マーカー撮影工程（ステップＳ３）の後の画像情報送信工程（ステップＳ４−１）において、画像情報としてのマーカー１０を撮影した画像をＷｉ−Ｆｉルーター１００を介して、パソコン１１０に送信する。
次に、キャリブレーション工程（ステップＳ４−２）では、パソコン１１０において、マーカー１０を撮影した画像を受信した後に、予め取得した内部パラメーターを用いて外部パラメーターを求める計算を行い、３次元空間内におけるスマホ２０ａ，２０ｂのカメラの位置および姿勢を推定する。

次に、被測定者撮影工程（ステップＳ７）の後の画像情報送信工程（ステップＳ８−１）において、画像情報としての被測定者３０を撮影した画像をＷｉ−Ｆｉルーター１００を介して、パソコン１１０に送信する。
その後、計測工程（ステップＳ８−２）では、パソコン１１０において、被測定者３０を撮影した画像を受信した後に、画像をスキャンして、画像における明度の極大値を検出し、スタンスＬ１〜Ｌ５を算出する。

次に、距離情報送信工程（ステップＳ８−３）では、パソコン１１０において測定した距離情報としてのスタンスの測定結果Ｌ１〜Ｌ５を、Ｗｉ−Ｆｉルーター１００を介して、スマホ２０に送信する。
その後、距離情報受信工程（ステップＳ８−４）では、パソコン１１０から送信されたスタンスの測定結果Ｌ１〜Ｌ５をスマホ２０で受信し、表示工程（ステップＳ９）でスタンスの測定結果Ｌ１〜Ｌ５をスマホ２０のモニターに表示する。

このような構成とすることで、内部パラメーターを取得する機能が備わっていないスマホ２０、デジタルカメラ、およびビデオカメラでも、スタンス測定を行うことができる。なお、無線手段としてＷｉ−Ｆｉルーター１００を用いているが、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）でも構わない。

（変形例２）
次に、本発明の実施形態の変形例２に係るスタンス測定方法について、図１４を参照して説明する。
図１４は、本実施形態の変形例２に係るスタンス測定方法の説明図である。

変形例２に係るスタンス測定方法は、変形例１と同様に、内部パラメーターを取得する機能が備わっていないスマホ２０を用いる場合のスタンス測定方法である。
図１４に示すように、スマホ２０が撮影した画像データをクラウド１２０を介して、内部パラメーターを取得する機能が備わっているサーバー１３０に送信し、サーバー１３０において、取得した内部パラメーターを用いて外部パラメーターを求める計算を行い、スタンスを算出する。サーバー１３０において計算を行うのでスタンス測定の高速化が図れる。なお、スタンス測定の計算は、リアルタイムでも良いし、バッチ処理でも構わない。バッチ処理の場合には、被測定者３０が後からサーバー１３０にアクセスし、スタンスの測定結果Ｌ１〜Ｌ５を確認することとなる。

上述した本発明に係るスタンス測定方法は、スタンスが重要であるスポーツ、例えば、野球のバッティングスタンスやテニスのスイングスタンスの測定に応用可能である。

１…スタンス測定システム、１０…指標としてのマーカー、１２…第１マーカー、１４…第２マーカー、２０，２０ａ，２０ｂ…端末としてのスマホ、２２…三脚、３０…被測定者、３２ａ…右足、３２ｂ…左足、３４…ゴルフクラブ、３６…ボール、１００…Ｗｉ−Ｆｉルーター、１１０…パソコン、１２０…クラウド、１３０…サーバー。

Claims (7)

1. 長さ情報、位置情報、および方向情報を含む指標と、
   前記指標と被測定者とを撮影する端末と、を備え、
   前記指標を撮影した画像における前記長さ情報、前記位置情報、および前記方向情報と前記被測定者を撮影した画像から前記被測定者の姿勢を測定することを特徴とする姿勢測定システム。
2. 前記位置情報はボールの位置であることを特徴とする請求項１に記載の姿勢測定システム。
3. 前記方向情報は前記ボールの飛球方向であることを特徴とする請求項２に記載の姿勢測定システム。
4. 前記方向情報は前記被測定者の立ち位置情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の姿勢測定システム。
5. 前記姿勢はスタンスであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の姿勢測定システム。
6. 長さ情報、位置情報、および方向情報を含む指標を配置する工程と、
   前記指標を撮影する工程と、
   被測定者を撮影する工程と、
   を含むことを特徴とする姿勢測定方法。
7. 指標を撮影した画像内の前記指標から長さ情報、位置情報、および方向情報を読み込む手順と、
   前記方向情報に対して平行にスキャンし、距離情報と明度情報とを読み込む手順と、
   前記明度情報の極大値を検出する手順と、
   前記極大値から姿勢情報を算出する手順と、
   をコンピューターに実行させることを特徴とする姿勢測定プログラム。

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