JP5667390B2

JP5667390B2 - ゴルフクラブセンサシステム

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Publication number: JP5667390B2
Application number: JP2010172632A
Authority: JP
Inventors: 児玉　斎; 斎児玉; 伊吹　努; 努伊吹; 智史下野
Original assignee: MRC Composite Products Co Ltd
Current assignee: MRC Composite Products Co Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP2012029910A

Description

本発明は、ゴルフスイングの評価を支援するためのゴルフクラブセンサシステムに関するものである。

ゴルフにおいて適切なショットを実現するためには、適切に正しい方向へボールを送り出すことが基本である。これまで、不適切なスイングを矯正するための道具が考案されている。しかし、実際のスイングを直接的に観察するものではなく、良い状態のスイングを体感することを繰り返すことにより、適切なスイング状態を体に覚えさせることに過ぎない。よって、再現性に欠ける点がある。
このような状況下、スイングの様子をカメラで撮像し、その撮像画像を元にスイングを矯正する方法もある（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２１３６７２号公報

しかし、この方法では、高価な設備が必要であり、撮像画像を解析するソフト、さらには解析データを解釈するために専門家の助けも要する。よって、簡便且つ客観的に自己のスイングを解析・評価できうるシステムが所望されている。
上述の課題を鑑み、本発明は、簡易な方法でゴルフスイングの評価を可能とするゴルフクラブセンサシステムを提供することにある。

上述の課題を鑑み、本発明に係るゴルフクラブセンサシステムは、センサーモジュール装置と、モーションレコーダ装置と、解析装置とを備えるゴルフクラブセンサシステムにおいて、前記センサーモジュール装置は、ゴルフクラブのグリップに取り外し可能に取り付けられ当該ゴルフクラブの動きを検出するセンサ部を備え、当該センサ部によるセンサ検出結果を示すセンサ検出結果情報を、ケーブルを介して接続される前記モーションレコーダ装置に送信し、前記センサ部は、３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の加速度センサと３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）のジャイロセンサとを含み、前記センサ検出結果情報は、前記加速度センサにより検出されたＸ軸方向の加速度センサデータ、Ｙ軸方向の加速度センサデータ、及びＺ方向の加速度センサデータと、前記ジャイロセンサにより検出されたＸ軸方向のジャイロセンサデータ、Ｙ軸方向のジャイロセンサデータ、及びＺ軸方向のジャイロセンサデータと、を含み、前記モーションレコーダ装置は、ユーザに装着可能な形態であって、前記センサーモジュール装置から受信した前記センサ検出結果情報を内蔵する記憶部に記憶させ、前記記憶部から読み出した前記センサ検出結果情報を無線通信により前記解析装置に送信し、前記解析装置は、前記センサ検出結果情報に基づき、前記ゴルフクラブのヘッド挙動の時間変化を示すデータを生成し、前記ゴルフクラブのヘッド挙動の時間変化を示すデータには、前記ゴルフクラブに備えられた前記センサーモジュール装置の位置を示す座標であるＸ軸のセンサ位置座標、Ｙ軸のセンサ位置座標、およびＺ軸のセンサ位置座標と、前記センサーモジュール装置の位置から、前記ゴルフクラブのフェイス面における予め決められたフェイス基準位置までの距離を示すＸ軸の第２点位置座標、Ｙ軸の第２点位置座標、およびＺ軸の第２点位置座標と、実空間における前記ゴルフクラブのフェイス面の傾き状態を示すＸ軸方向のフェイス面角度θｘ、Ｙ軸方向のフェイス面角度θｙ、およびＺ軸方向のフェイス面角度θｚが含まれることを特徴とする。

上述のゴルフクラブセンサシステムは、前記モーションレコーダ装置が、ユーザの腕に装着可能な形態であることを特徴とする。
上述のゴルフクラブセンサシステムは、前記センサーモジュール装置が、前記センサ部と、前記センサ検出結果情報を前記モーションレコーダ装置に送信する通信部のみで構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、高価な設備も必要とせず、さらには専門家の助けも要せず、簡便且つ客観的に自己のスイングを解析・評価できうるゴルフクラブセンサシステムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るゴルフクラブセンサシステムの概要を示す図である。本発明の一実施形態に係るモーションレコーダ装置の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係るゴルフクラブセンサシステムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るセンサーモジュール装置をゴルフクラブのグリップに装着した状態を示す図である。本発明に係る解析装置による加工データの一例を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るゴルフクラブセンサシステムの概要を説明するための図である。但し、以下説明する実施形態は、本発明の一例であり、これに限定解釈されるものではない。

図１は、本実施形態に係るゴルフクラブセンサシステムの一例を示す概略図である。図１に示す通り、ゴルフクラブセンサシステムは、モーションレコーダ装置１１と、センサーモジュール装置１３と、解析装置１４とを備える。このモーションレコーダ装置１１とセンサーモジュール装置１３は、ケーブル１２によって通信可能に接続されている。センサーモジュール装置１３は、内蔵するセンサ部が検出したセンサ検出結果を示す情報（以下、センサ検出結果情報という）をケーブル１２を介してモーションレコーダ装置１１に送信する。このモーションレコーダ装置１１は、受信したセンサ検出結果情報を、内蔵する記憶部に一時記録し、無線通信により解析装置１４に送信する。図１には、この情報が伝送されている様子を示す。
なお、図１では、モーションレコーダ装置１１の外観は、時計型となっているが、後述する機構が搭載可能であればどのような形態であっても構わない。例えば、歩数計測計のようなクリップによりユーザに装着可能な形態としても良い。

図２には、時計型のモーションレコーダ装置１１の一例を示す。このモーションレコーダ装置１１は、例えば、腕時計型の形態であって、ユーザの腕に簡単に装着することが可能な形態である、
このモーションレコーダ装置１１は、腕時計型の表示盤の部分に表示部２０を備える。この表示部２０の隅には、ＬＥＤ窓部２１が設けられている。
このＬＥＤ窓部２１は、例えば、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）の色や点滅状態によって、モーションレコーダ装置１１の電源のＯＮ／ＯＦＦの状態や、解析装置１４との接続状態、充電池のバッテリー残量低下のアラーム、エラー、充電中などの情報を表示することが可能である。
また、モーションレコーダ装置１１が無反応な場合は、リセット孔２２を押すことによって強制的に電源をＯＦＦとすることができる。
充電ポート２３に充電用ケーブルを接続することにより、ＡＣ電源又はＵＳＢ端子を介してパーソナルコンピュータ等の電子機器により充電が可能となる。
さらに前述の通りケーブル１２は、接続コネクタ２４に接続することにより、センサーモジュール装置１３との接続が可能となる。

次に、図３を参照して、本実施形態に係るゴルフクラブセンサシステムの構成の一例について説明する。図３は、本実施形態に係るゴルフクラブセンサシステムの構成の一例を示すブロック図である。
図３に示す通り、モーションレコーダ装置１１は、主制御部１１０と、記憶部１１１と、通信部１１２と、電力供給機構１１５と、充電ポート１１６と、表示部２０と、報知部１１７と、操作部１１８と、計時部１１９とを備える。

主制御部１１０は、モーションレコーダ装置１１を統括的に制御する。
記憶部１１１は、センサーモジュール装置１３から受信するセンサ検出結果情報を記憶する。この記憶部１１１には、センサーモジュール装置１３が検出したセンサ検出結果情報が記憶されている。記億部１１１としては、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、ＩＣカード（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔカード）、メモリカード等が挙げられる。必要に応じて、モーションレコーダ装置１１には、記憶部１１１としてメモリカード等の外部接続記憶装置が挿入可能な挿入口を設けても良い。

通信部１１２は、無線通信部１１３と有線通信部１１４を備える。
この無線通信部１１３は、解析装置１４と無線通信を行う。無線通信部１１３としては、短距離向けの無線通信チップ、例えばＲＦＩＤチップ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップ、又はＺｉｇＢｅｅチップが挙げられる。
有線通信部１１４は、例えば、上述の接続コネクタ２４であって、ケーブル１２を介してセンサーモジュール装置１３と有線通信を行う。
電力供給部１１５は、充電ポート１１６を介して供給される電力を充電し、充電している電力をモーションレコーダ装置１１の各構成部に供給する。この電力供給部１１５としては、例えば蓄電池が適用可能であり、充電可能な電池機能を備えることが好ましく、モーションレコーダ装置１１には、充電用のケーブルが装着可能な充電ポート１１６を備える。他の形態としては、非接触電力供給方法も例示できる。
この充電ポート１１６は、上述の充電ポート２３であって、外部の電源等とケーブルを介して接続されるポートである。

報知部１１７は、例えば、ＬＥＤ等の発光装置であって、主制御部１１０によって制御され、モーションレコーダ装置１１の状態を示す。例えば、モーションレコーダ装置１１の電源のＯＮの状態で、青色のＬＥＤを点灯させ、モーションレコーダ装置１１の電源のＯＦＦの状態で、ＬＥＤを消灯させる。また、主制御部１１０が、報知部１１７の点灯状態や点灯色を制御し、解析装置１４との接続状態、充電池のバッテリー残量低下のアラーム、エラー、充電中などの情報を表示する。
操作部１１８は、例えば、リセット孔２２を含み、ユーザからの操作を受け付ける。
計時部１９は、時刻を計時し、計時した時刻を示す時刻情報を出力する。

センサーモジュール装置１３は、センサ部１３０と通信部１３１を備える。
このセンサ部１３０は、ユーザによるゴルフクラブのスイング時の挙動を解析するためのセンサを包含する。このセンサ部１３０は、ゴルフクラブの動きを検出するセンサとして機能し、後述するように、例えばゴルフクラブのグリップの頭部に装着される。センサ部１３０は、包含するセンサとして、加速度センサ１３２と、ジャイロセンサ１３３と、方向磁気計１３４等が統合されている。
加速度センサ１３２としては、３軸（ｘ、ｙ、ｚ方向）の加速度センサが好ましい。この加速度センサ１３２としては、サーボ型加速度センサ、シリコン型加速度センサ等、適宜適用可能である。
ジャイロセンサ１３３としては、３軸（ｘ、ｙ、ｚ方向）のジャイロセンサが好ましい。このジャイロセンサ１３３としては、機械式ジャイロセンサ、振動式ジャイロセンサ等、適宜適用可能である。

解析装置１４は、中央演算装置ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１４０と、通信部１４１と、ワークエリアであるメモリ１４２と、プログラムを格納したＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１４３とを備える。この解析装置１４は、一般的なコンピュータを利用可能である。
この解析装置１４は、モーションレコーダ装置１１に一時記録されたセンサーモジュール装置１３からのセンサ検出結果情報を受信し、受信したセンサ検出結果情報の解析を実行する。解析装置１４は、例えば、センサ検出結果情報に基づき、ゴルフクラブのヘッド挙動の時間変化を示すデータを生成する。
解析装置１４では、センサーモジュール装置１３で検出したセンサ検出結果情報を、ソフトウェアを実行することにより以下の変換情報に変換することができる。

・時間（ｓ）
時間は、モーションレコーダ装置１１の計時部１１９によって計時され、無線通信部１１３を介して解析装置１４に送信される情報である。
・加速度センサデータ（Ｘ軸）（ｍ／ｓ^２）
・加速度センサデータ（Ｙ軸）（ｍ／ｓ^２）
・加速度センサデータ（Ｚ軸）（ｍ／ｓ^２）
加速度センサデータは、センサーモジュール装置１３の加速度センサ１３２によって検出された情報であって、モーションレコーダ装置１１に送信されるセンサ検出結果情報に含まれる情報である。
・角速度（ジャイロ）センサデータ（Ｘ軸）（ｒａｄ．／ｓ）
・角速度（ジャイロ）センサデータ（Ｙ軸）（ｒａｄ．／ｓ）
・角速度（ジャイロ）センサデータ（Ｚ軸）（ｒａｄ．／ｓ）
角速度（ジャイロ）センサデータは、センサーモジュール装置１３のジャイロセンサ１３３によって検出された情報であって、モーションレコーダ装置１１に送信されるセンサ検出結果情報に含まれる情報である。
なお、センサ検出結果情報は、センサーモジュール装置１３からモーションレコーダ装置１１に送信され、モーションレコーダ装置１１から解析装置１４に送信される。

・センサ位置座標ｘ（ｍ）
・センサ位置座標ｙ（ｍ）
・センサ位置座標ｚ（ｍ）
センサ位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、ゴルフクラブに備えられたセンサーモジュール装置１３の位置を示す座標である。
・第２点位置座標ｘ（ｍ）
・第２点位置座標ｙ（ｍ）
・第２点位置座標ｚ（ｍ）
第２点距離座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、センサーモジュール装置１３の位置から、フェイス面における予め決められた位置（以下、フェイス基準位置）までの距離を示す。
・フェイス面角度θｘ（ｄｅｇ．）
・フェイス面角度θｙ（ｄｅｇ．）
・フェイス面角度θｚ（ｄｅｇ．）
フェイス面角度は、実空間におけるゴルフクラブのフェイス面の傾き状態を示す。

また、解析装置１４は、上記の変換情報を使用し、以下のような情報の加工も実行可能である。
・アドレスからインパクトまでのスイング軌跡の解析
・スイング軌跡ｖｓ．シャフト角のグラフ
・フェイス面の角度変化グラフ（θｘ、θｙ、θｚ）

このようなデータは、記憶処理を行うことにより解析装置１４内にデータの保存を行うことができる。保存されたデータは履歴データとして保存されうる。ここで、新たなデータが生成された際、履歴データを呼び出すことにより、データの比較を行うことも可能である。また履歴データとして、プロゴルファーデータを記録しておくことにより、そのデータを参照しながらスイングの矯正も可能となる。

図４には、センサーモジュール装置１３の設置方法の一形態を示す。図４では、ゴルフクラブのグリップ１５の後端に、センサーモジュール装置１３が挿入可能な孔を設け、その孔にセンサーモジュール装置１３を挿入した様子を示している。

モジュールの設置方法に関しては、図４の形態に限られることはなく、例えば、クリップ等の固定部材でグリップ１５とセンサーモジュール装置１３を同時に挟む形態であってもよく、センサーモジュール装置１３にクリップ機構を設けておき、そのクリップでグリップ１５を挟む形態であってもよい。また、テープ・マジックテープ（登録商標）、紐等の固定部材でグリップ１５にセンサーモジュール装置１３を固定する形態等であってもよい。
上記のごとく、いずれの形態でセンサーモジュール装置１３をグリップ１５に装着することが可能であるが、センサーモジュール装置１３を取り付ける際は、取り付けるゴルフクラブのパターフェイス面（ゴルフヘッドにおいてゴルフボールがあたる面）とＺ軸が平行となるように取り付ける（以下、「正規の姿勢」という。）ことが必要である。
正規の姿勢からずれてセンサーモジュール装置１３を装着すると校正が正常にできず、計測精度が低下するため好ましくない。また、センサーモジュール装置１３が使用状態でがたつくと正しい計測が行えない可能性もある。

ここで、本発明では、モーションレコーダ装置１１およびセンサーモジュール装置１３が、ケーブル１２によって接続されている。このケーブル１２を介してセンサーモジュール装置１３からのセンサ検出結果情報をモーションレコーダ装置１１に伝達する機構となっている。
また、ケーブル１２を介せず、すなわち無線によって、センサーモジュール装置１３からのセンサ検出結果情報をモーションレコーダ装置１１に伝達する機構も考えうるが、ケーブル１２を介して情報を伝達する機構とすることが好ましい。

次に具体的な計測方法を説明する。
＜初期設定＞
まず、予めモーションレコーダ装置１１に一時記録された情報を無線により解析装置１４に伝送するための初期設定（通信ポートの設定等）を行う。また伝送されたデータの保存先等の設定、センサーモジュール装置１３に包含されているセンサ部１３０等の補正係数の入力、計測時間の設定等を実施する。
＜校正処理＞
センサーモジュール装置１３に包含されているセンサ部１３０等の校正処理を行う。校正は、パターを校正姿勢（パターフェイス面を下に向け、シャフトを水平にする）にして、手を触れずに校正を実行する。
＜実測＞
センサーモジュール装置１３のセンサ部１３０は、ユーザがパッティングの姿勢となってから、計測を開始する。次に、センサーモジュール装置１３のセンサ部１３０が、パッティング動作の前にアドレス位置を検出する。アドレス位置が検出された後、スイング動作を開始し、パッティングを実施する。

＜解析＞
解析装置１４による解析は、前述したセンサーモジュール装置１３に包含されているセンサ部１３０が測定可能なデータを解析装置１４に伝送し、解析装置１４のソフトウェアによりデータの処理を行う。データ処理を行った後の加工データの一例を図５に示す。図５では、ゴルフクラブのフェイス面角度の時間変化をしめしている。他の加工データの例としては前述したとおりである。
以上により、高価な設備も必要とせず、さらには専門家の助けも要せず、簡便且つ客観的に自己のスイングを解析・評価できうるシステムを提供することができる。

なお、上述の実施形態では、ゴルフクラブとして、パターを例に説明したが、本発明はこれに限られず、他のゴルフクラブ（例えば、ドライバーやスプーン等）であってもよい。
また、上述した実施形態において、ゴルフクラブセンサシステムによる機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、符号化処理、及び復号化処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１１・・・モーションレコーダ装置、１２・・・ケーブル、１３・・・センサーモジュール装置、１４・・・解析装置、２０・・・表示部、２１・・・ＬＥＤ窓部、２２・・・リセット孔、２３・・・充電ポート、２４・・・接続コネクタ、１１０・・・主制御部、１１１・・・記憶部、１１２・・・通信部、１１３・・・無線通信部、１１４・・・有線通信部、１１５・・・電力供給部、１１６・・・充電ポート、１１７・・・報知部、１１８・・・操作部、１１９・・・計時部、１３０・・・センサ部、１３１・・・通信部、１３２・・・加速度センサ、１３３・・・ジャイロセンサ、１３４・・・方向磁気計、１４０・・・ＣＰＵ、１４１・・・通信部、１４２・・・メモリ、１４３・・・ＲＯＭ。

Claims

センサーモジュール装置と、モーションレコーダ装置と、解析装置とを備えるゴルフクラブセンサシステムにおいて、
前記センサーモジュール装置は、
ゴルフクラブのグリップに取り外し可能に取り付けられ当該ゴルフクラブの動きを検出するセンサ部を備え、当該センサ部によるセンサ検出結果を示すセンサ検出結果情報を、ケーブルを介して接続される前記モーションレコーダ装置に送信し、
前記センサ部は、３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の加速度センサと３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）のジャイロセンサとを含み、
前記センサ検出結果情報は、前記加速度センサにより検出されたＸ軸方向の加速度センサデータ、Ｙ軸方向の加速度センサデータ、及びＺ方向の加速度センサデータと、前記ジャイロセンサにより検出されたＸ軸方向のジャイロセンサデータ、Ｙ軸方向のジャイロセンサデータ、及びＺ軸方向のジャイロセンサデータと、を含み、
前記モーションレコーダ装置は、
ユーザに装着可能な形態であって、前記センサーモジュール装置から受信した前記センサ検出結果情報を内蔵する記憶部に記憶させ、前記記憶部から読み出した前記センサ検出結果情報を無線通信により前記解析装置に送信し、
前記解析装置は、
前記センサ検出結果情報に基づき、前記ゴルフクラブのヘッド挙動の時間変化を示すデータを生成し、
前記ゴルフクラブのヘッド挙動の時間変化を示すデータには、前記ゴルフクラブに備えられた前記センサーモジュール装置の位置を示す座標であるＸ軸のセンサ位置座標、Ｙ軸のセンサ位置座標、およびＺ軸のセンサ位置座標と、前記センサーモジュール装置の位置から、前記ゴルフクラブのフェイス面における予め決められたフェイス基準位置までの距離を示すＸ軸の第２点位置座標、Ｙ軸の第２点位置座標、およびＺ軸の第２点位置座標と、実空間における前記ゴルフクラブのフェイス面の傾き状態を示すＸ軸方向のフェイス面角度θｘ、Ｙ軸方向のフェイス面角度θｙ、およびＺ軸方向のフェイス面角度θｚが含まれることを特徴とするゴルフクラブセンサシステム。
前記モーションレコーダ装置は、
ユーザの腕に装着可能な形態であることを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブセンサシステム。
前記センサーモジュール装置は、
前記センサ部と、前記センサ検出結果情報を前記モーションレコーダ装置に送信する通信部のみで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブセンサシステム。