JP2826697B2 - ゴルフクラブヘッドの運動計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、打球時のゴルフクラブ
ヘッドの運動データを得るゴルフクラブヘッドの運動計
測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および欠点】従来より、ゴルフスイングを
診断する装置が種々提案されている。たとえば、複数台
のカメラを用いて、ゴルファーのフォームを撮像するも
のが知られている（たとえば、特公平５−３７６６１号
公報）。しかし、打球の方向はフォームによって一義的
に決まるのではなく、打球時のフェイス面の方向や、ヘ
ッドの速度ベクトルなどによって決まるので、同様のフ
ォームであってもプレイヤーによってはヘッド速度が低
下したり打球時のロフトが変化したりし、良好な結果が
得られず、したがって、上記先行技術では、十分に適切
なアドバイスができない。

【０００３】また、クラブの先端にマークを１つだけ付
けて、複数台のカメラで多重撮像するものが知られてい
る（特公平５−５５１５７号公報）。しかし、この先行
技術は、単にクラブの進入データのみを把握するもので
あるうえ、各々のカメラで二次元的な画像しか捉えてい
ないから、やはり、打球時のフェイス面の方向や速度ベ
クトルを把握することができない。したがって、特にロ
フト等のクラブ仕様によってゴルフクラブを選択的に提
供するという上で、適切なアドバイスをすることができ
ない。

【０００４】本発明は上記従来の問題に鑑みてなされた
もので、打球時のヘッドの運動データを正確に得ること
のできるゴルフクラブヘッドの運動計測装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ゴルフクラブヘッドのフェイス面上の少
なくとも三箇所に設けたマークを互いに異なる箇所から
多重撮像する第１および第２撮像装置と、上記第１およ
び第２撮像装置で撮像した画像から上記マークを抽出す
るマーク抽出手段と、このマーク抽出手段で得られたマ
ークの二次元座標からマークの三次元座標を算出する三
次元座標算出手段とを備えている。

【０００６】

【作用】つぎに、本発明の原理について説明する。プレ
イヤーのスイングの向上や、各プレイヤーに最適なクラ
ブを選定するためには、打球時における図１（ｂ）およ
び（ｃ）の速度ベクトルＶとフェイス面ベクトルＦなど
の詳細なデータが必要になる。ここで、上記速度ベクト
ルＶとフェイス面ベクトルＦは三次元的なものであるか
ら、１台の撮像装置で二次元的に撮像しても求めること
はできない。そこで、本発明では、フェイス面１２の姿
勢などの変化を２台の撮像装置で撮像し、両画像を合成
することで三次元的に把握して、フェイス面１２の変化
を把握可能にしている。

【０００７】一方、フェイス面１２全体を把握しようと
しても、画像データが膨大になり、そのため、データの
処理が事実上困難となる。そこで、本発明では、フェイ
ス面１２に３つのマーク１４ａ〜１４ｃを設けること
で、フェイス面１２の姿勢を特定している。すなわち、
マーク１４ａ〜１４ｃに関する２つの二次元データを三
次元座標算出手段により合成することで、マーク１４ａ
〜１４ｃの三次元座標が求められ、この三次元座標に基
づいて、立体的なフェイス面１２の姿勢や速度のベクト
ルの変化を求めることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１（ａ）において、計測用のゴルフクラブ
ヘッド１１のフェイス面１２上には、三箇所に、マーク
１４ａ〜１４ｃが設けてある。これらのマーク１４ａ〜
１４ｃは、直径４ｍｍ程度の円形の光反射板からなり、
ヘッドセンター１３を中心として三角形を形成する位置
に付着されている。なお、必要に応じて、フェイス面１
２全体を黒色に着色した後、マーク１４ａ〜１４ｃを付
着させてもよい。

【０００９】図１（ｂ），（ｃ）は、第１および第２撮
像装置２，３の配置状態を示す。第１の撮像装置２は、
前方側における斜め上方の位置に配置されている。一
方、第２の撮像装置３は、図１（ｃ）に示すように、前
方における斜めの側方の位置に配置されている。なお、
両撮像装置２，３は、実際には、この図よりもゴルフボ
ール４から離れた位置に配置されている。

【００１０】図２において、画像処理装置５から出力さ
れるタイミング信号に同期して上記両撮像装置２，３が
同時に撮像を行うとともに、両撮像装置２，３にそれぞ
れ付属する第１および第２ストロボ２１，３１も上記タ
イミング信号によって同時に作動する。これにより、各
ストロボ２１，３１を所定の撮像タイミングで１０回程
度発光させながら各撮像装置２，３によって同時に多重
撮像を行う。

【００１１】両撮像装置２，３により撮像された二次元
の各画像データは、画像処理装置５に取り込まれて、以
下に説明するように画像処理される。まず、両撮像装置
２，３の各画像データは、図示しないフレームメモリに
記憶された後、入力画像切換手段５０により入力画像を
切り替えることで、それぞれ、マーク抽出手段５１に順
次入力される。マーク抽出手段５１は、たとえば、各画
像データから光量の多い画像データ、つまり光っている
点のみの二次元座標を選択することによって、図１
（ａ）のマーク１４ａ〜１４ｃの二次元座標の抽出を行
う。抽出された二次元座標の画像データ群には、マーク
１４ａ〜１４ｃのデータの他に、フェイス面１２やエッ
ジなどにおいて光っている部分によるノイズも含まれて
いる。

【００１２】図２の上記マーク抽出手段５１からの各二
次元座標の画像データは、三次元座標算出手段５３に出
力され、この三次元座標算出手段５３によって、たとえ
ば図３に示すような三次元座標の画像データに変換され
る。なお、この変換は、二次元座標の組合せが総当たり
となるＤＬＴ法により行われる。すなわち、図２の第１
および第２カメラ係数記憶部５２Ａ，５２Ｂに予め記憶
させた各カメラ係数を取り込んで、第１撮像装置２から
抽出されたマークの画像データ群から適当に選択した二
次元データ点と、第２撮像装置３から抽出された画像デ
ータ群から適当に選択した二次元データ点から組合せ可
能な三次元点を、ＤＬＴ法により構成したのち誤差評価
を行い、誤差が小さい場合のみ、当該組合せを実際の三
次元点の座標として採用する。

【００１３】また、上記三次元座標算出手段５３は、図
３に示すマーク１４ａ〜１４ｃの三次元座標Ｍa ，Ｍb
，Ｍc のみを抽出してノイズＮを除去する。すなわ
ち、抽出された全ての点Ｍa ，Ｍb ，Ｍc ，Ｎ，Ｇから
３つを選択して三角形を形成し、１つの三角形の３辺の
長さを求める。仮に、３つの点が、任意の撮像タイミン
グにおけるマーク１４ａ〜１４ｃを抽出したものであれ
ば、上記３辺の長さは、撮像タイミングの変化に拘わら
ず常に一定であるから、３つの点を三角形に結んだとき
の３辺の長さが、それぞれ所定値になるか否かを判別
し、所定値になったものを選択することにより、マーク
１４ａ〜１４ｃの三次元座標Ｍa ，Ｍb ，Ｍcのみを抽
出する。

【００１４】ここで、マークの三次元座標Ｍa ，Ｍb ，
Ｍc でないにも拘わらず二つの点と組み合わせると所定
の三角形を形成するゴーストＧが存在する場合がある。
このゴーストＧは、オペレータがディスプレイ７（図
２）の画像を見ながら判断する。すなわち、三角形を形
成する三次元座標Ｍa ，Ｍb ，Ｍc は、ヘッド１１（図
１）の運動に従って図３の斜め下方Ａに変位するので、
座標Ｇはゴーストであると見分けることができ、したが
って、オペレータは、入力部６（図２）を操作してゴー
ストＧを除去する操作を行う。その結果、マークの三次
元座標Ｍa ，Ｍb，Ｍc のみが抽出され、各撮像タイミ
ングにおけるフェイス面１２の方向および位置が特定さ
れる。

【００１５】図２の三次元座標算出手段５３は、マーク
の三次元座標Ｍa ，Ｍb ，Ｍc を、三次元データ算出手
段５４に出力する。この三次元データ算出手段５４は、
マークの三次元座標Ｍa ，Ｍb ，Ｍc のデータを受け
て、速度ベクトル算出手段５４ａおよびフェイス面ベク
トル算出手段５４ｂが、それぞれ、図１の速度ベクトル
Ｖとフェイス面ベクトルＦの三次元データを算出する。
上記速度ベクトルＶとは、打球時におけるヘッドセンタ
ー１３が移動する速度と方向からなるベクトルをいう。
フェイス面ベクトルＦとは、三つのマーク１４ａ〜１４
ｃを含む平面の法線方向のベクトル、つまり、フェイス
面１２の法線方向のベクトルをいう。

【００１６】ここで、図１（ｂ），（ｃ）のゴルフボー
ル４が邪魔になるので、両撮像装置２，３においては、
打球時の画像を撮像することはできない。そのため、図
２の三次元データ算出手段５４は、打球前の速度ベクト
ルＶおよびフェイス面ベクトルＦから打球時の速度ベク
トルＶおよびフェイス面ベクトルＦを推定して算出す
る。たとえば、図４のように、速度が実線で示すように
変化していたとすると、その後、二点鎖線で示すように
速度が変化すると推定し、打球時の速度ｖを算出する。

【００１７】図２の上記三次元データ算出手段５４は、
求めた速度ベクトルＶおよびフェイス面ベクトルＦのデ
ータを評価データ算出手段５６に出力する。評価データ
算出手段５６は、上記速度ベクトルＶおよびフェイス面
ベクトルＦから図１のフェイス面方向θｆ、実ロフトθ
ｒ，フェイス進入角θｅおよび打込角度θｉを算出する
手段５６ａ〜５６ｄ（図２）を備えている。ここで、図
１（ｃ）のフェイス面方向θｆとは、フェイス面ベクト
ルＦの水平投影ベクトルＦ_XYと、狙うべき方向Ｐとのな
す角をいう。フェイス進入角θｅとは、速度ベクトルＶ
の水平投影ベクトルＶ_XYと狙うべき方向Ｐとのなす角を
いう。また、図１（ｂ）の実ロフトθｒとは、打球時の
フェイス面１２と地面Ｇの法線Ｇ１とのなす角をいう。
また、打込角度θｉとは、速度ベクトルＶと地面Ｇ（水
平面Ｈ）とのなす角をいう。

【００１８】図２の上記評価データ算出手段５６は、こ
れらの角度θｆ，θｒ，θｅおよびθｉを修正パラメー
タ算出手段５７に出力する。修正パラメータ算出手段５
７は、模範タイプ記憶部５８に予め記憶されている模範
的なデータθｆ，θｒ，θｅおよびθｉと、被診断者の
データθｆ，θｒ，θｅおよびθｉとをそれぞれ比較
し、その差をプリンタ８に出力する。これにより、被診
断者は、自己のスイング時におけるフェイス面方向θ
ｆ、実ロフトθｒ，フェイス進入角θｅおよび打込角度
θｉをいかに修正すれば良いかを知ることができる。

【００１９】ここで、三次元のデータ、つまり、速度ベ
クトルＶおよびフェイス面ベクトルＦのままでは、人が
知覚するのは困難である。これに対し、本実施例では、
速度ベクトルＶおよびフェイス面ベクトルＦの三次元デ
ータを、フェイス面方向θｆなどの水平および上方から
見た二次元データに変換している。したがって、被診断
者は、自己の欠点を容易に把握することができる。

【００２０】一方、上記図２の三次元座標算出手段５３
の三次元座標Ｍa ，Ｍb ，Ｍc のデータ群は、表示画像
作成手段５５に出力される。この表示画像作成手段５５
は、上記三次元座標Ｍa ，Ｍb ，Ｍc のデータから、こ
れらの座標を図３のＺＸ平面およびＸＹ平面に投影した
画像（側面画像および平面画像）を作成し、その画像を
ディスプレイ７に出力する。したがって、ディスプレイ
７には、マーク１４ａ〜１４ｃ（図１）が上方から見て
どのように移動したかが写し出され、また、マーク１４
ａ〜１４ｃ（図１）が側面から見てどのように移動した
かが写し出される。

【００２１】ここで、三次元座標のままでディスプレイ
７に三次元座標Ｍa 〜Ｍc の変化を写し出しても、ディ
スプレイ７は二次元的にしか表現できないので、被診断
者によるスイング状態、つまり、フェイス面姿勢の変化
を把握するのは困難である。これに対し、本実施例のよ
うに、三次元座標Ｍa 〜Ｍc を二次元座標に変換するこ
とで、上方および側面から見たフェイス面１２の姿勢の
変化を把握することができるから、被診断者は自己の欠
点を容易に知ることができる。

【００２２】ところで、本実施例では、三次元データ算
出手段５４が、たとえば、図４のように、打球前の複数
回のデータから打球時のデータを推定するので、診断の
内容が正確になる。

【００２３】なお、本実施例では、２台の撮像装置２，
３を互いに異なる箇所に設置したが、本発明では、３台
以上の撮像装置を互いに異なる箇所に設置し、これによ
り計測範囲を増やしたり、計測精度を向上させてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フェイス面上の少なくとも三箇所にマークを設け、この
マークを２つの異なる箇所から多重撮像するので、２つ
の二次元画像からマークの三次元座標を知ることがで
き、この三次元座標からフェイス面の姿勢などの立体的
な変化を正確に知ることができる。したがって、被診断
者に適切なアドバイスをすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示すクラブヘッドの正面図、側
面図および平面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す計測装置の概略構成図
である。

【図３】マークの抽出方法を示す図表である。

【図４】打球時の速度の推定方法を示す図表である。

【符号の説明】

２：第１撮像装置 ３：第２撮像装置 １２：フェイス面 １４ａ〜１４ｃ：マーク ５１：マーク抽出手段 ５３：三次元座標算出手段 Ｍa 〜Ｍc ：マークの三次元座標

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴルフクラブヘッドのフェイス面上の少
   なくとも３ケ所に設けたマークを互いに異なる箇所から
   多重撮像する第１および第２撮像装置と、 上記第１および第２撮像装置で撮像した画像から上記マ
   ークを抽出するマーク抽出手段と、 このマーク抽出手段で得られたマークの二次元座標から
   マークの三次元座標を算出する三次元座標算出手段とを
   備えたゴルフクラブヘッドの運動計測装置。