JP6248635B2 - センサ装置、解析装置および記憶媒体 - Google Patents
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Description
1.第1の実施形態
1−1.全体構成
1−2.センサ装置の構成
1−3.解析装置の構成
1−4.衝突位置識別の原理
1−5.衝突位置識別の処理例
1−6.結果の表示例
2.第2の実施形態
2−1.全体構成
2−2.センサ装置の構成
2−3.処理例
2−4.変形例
3.第3の実施形態
4.第4の実施形態
5.補足
まず、図1〜図14を参照して、本開示の第1の実施形態について説明する。本実施形態では、センサ装置がスポーツで用いられる打具に装着され、解析装置が打具(第1のオブジェクト)にボール(第2のオブジェクト)が衝突(接触)した位置を識別する。
図1を参照して、本開示の第1の実施形態の全体構成について説明する。図1は、本開示の第1の実施形態の全体構成を示す図である。
次に、図2〜図5を参照して、本開示の第1の実施形態に係るセンサ装置の構成について説明する。図2は、本開示の第1の実施形態に係るセンサ装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図3Aは、本開示の第1の実施形態に係るセンサ装置がラケットに装着された状態を正面から見た図である。図3Bは、本開示の第1の実施形態に係るセンサ装置がラケットに装着された状態を側面から見た図である。図4は、本開示の第1の実施形態においてセンサ装置をラケットに装着する方法の一例を示す図である。図5は、本開示の第1の実施形態においてセンサ装置をラケットに装着する方法の別の例を示す図である。
図2を参照すると、センサ装置100は、センサ110と、増幅器122と、通信部124と、制御部126と、メモリ128と、出力部130とを含む。増幅器122、通信部124、制御部126、およびメモリ128は、まとめて回路部120とも呼ばれる。
図3Aおよび図3Bを参照すると、本開示の第1の実施形態において、センサ装置100は、ラケット12のシャフト部分12sからグリップ部分12gにかけての部分に装着される。図示された例では、シャフト部分12sにセンサ110が、グリップ部分12gに回路部120が、それぞれ装着される。なお、出力部130は、付加的な構成要素であるため図示されていないが、例えば回路部120と同じ部分に装着されてもよい。
次に、図6を参照して、本開示の第1の実施形態に係る解析装置の構成について説明する。図6は、本開示の第1の実施形態に係る解析装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図6を参照すると、解析装置200は、通信部202と、解析部204と、識別部206と、データベース208と、メモリ210と、出力部212とを含む。
次に、図7〜図10を参照して、本開示の第1の実施形態における衝突位置識別の原理について説明する。図7は、本開示の第1の実施形態において予め設定されるラケット上の位置群の例を示す図である。図8は、本開示の第1の実施形態におけるラケット上の位置ごとの振動特性の例を示す図である。図9は、本開示の第1の実施形態における衝突位置の推定について説明するための図である。図10は、本開示の第1の実施形態における衝突位置の推定についてさらに説明するための図である。
図7は、衝突位置の識別のために、予め設定されるラケット12上の位置群の例を示す。本開示の第1の実施形態では、このように、ラケット12上に所定の間隔で位置を定義し、かかる位置からなる位置群を、衝突位置の候補として扱う。なお、図示された例では、シャフト部分12sやグリップ部分12g、フレームの部分にも位置(1〜25と付番されている)が定義されているが、これは必ずしも必要ではなく、フェイス部分の位置(26〜51と付番されている)だけが定義されてもよい。
続いて、図11および図12を参照して、本開示の第1の実施形態における衝突位置識別の処理の2つの例について説明する。図11は、本開示の第1の実施形態における衝突位置識別処理の第1の例を示すフローチャートである。図12は、本開示の第1の実施形態における衝突位置識別処理の第2の例を示すフローチャートである。
図11を参照すると、第1の処理例では、まず、ステップS101において、センサ装置100のセンサ110が、ラケット12の振動を検出する。検出された振動は、振動データとして通信部124から解析装置200に送信される。
Ym(jω)=Hm(jω)・X(jω) ・・・(式1)
という関係が成り立つ。
X(jω)=Ym(jω)・Hm −1(jω) ・・・(式2)
という関係が成り立つ。ここで、Hm −1(jω)は、伝達関数Hm(jω)の逆行列を表す。上記のステップS109では、識別部206が、位置Pmのそれぞれについて、この式2を用いて、振動データの周波数スペクトルYC(jω)から入力信号の推定周波数スペクトルXm C(jω)を算出する。具体的には、識別部206は、
Xm C(jω)=YC(jω)・Hm −1(jω) ・・・(式3)
という式によって、入力信号の推定周波数スペクトルXm C(jω)を算出する。
図12を参照すると、第2の処理例では、ステップS101〜ステップS107までが、上記の第1の処理例と同様の処理である。
続いて、図13および図14を参照して、本開示の第1の実施形態における衝突位置識別の結果の表示例について説明する。図13は、本開示の第1の実施形態における結果表示の第1の例を示す図である。図14は、本開示の第1の実施形態における結果表示の第2の例を示す図である。
次に、図15〜図24を参照して、本開示の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、センサ装置が様々な物体に設置され、解析装置が物体(第1のオブジェクト)にユーザの指など(第2のオブジェクト)が接触した位置を識別する。
図15を参照して、本開示の第2の実施形態の全体構成について説明する。図15は、本開示の第2の実施形態の全体構成を示す図である。
次に、図16を参照して、本開示の第2の実施形態に係るセンサ装置の構成について説明する。図16は、本開示の第2の実施形態に係るセンサ装置の構成の一例を示す図である。
続いて、図17〜図19を参照して、本開示の第2の実施形態における処理の例について説明する。図17は、本開示の第2の実施形態における処理を概略的に示す図である。図18は、本開示の第2の実施形態における処理の第1の例を示すフローチャートである。図19は、本開示の第2の実施形態における処理の第2の例を示すフローチャートである。
図18に示す第1の例では、解析装置200の識別部206が、接触位置を識別した(ステップS301)後、その接触位置が予め登録されたコマンドに対応するか否かを判定する(ステップS303)。例えば図17に示された例であれば、ここでの判定は、接触位置に対応付けられている文字などが存在するか否かの判定でありうる。ここで、接触位置に対応付けられている文字が存在する場合、接触位置と“文字を入力する”というコマンドとが対応していることになる。また、上記のように、どの文字からも離れた領域への接触がスペースなどの入力として識別される場合、かかる領域に含まれる位置は、“スペースを入力する”などのコマンドに対応していることになる。
図19に示す第2の例では、解析装置200の識別部206が、接触位置を識別した(ステップS401)後、さらに連続した接触があるか否かを識別する(ステップS403)。連続した接触がある場合、識別部206は、さらに続く接触についても接触位置を識別する(ステップS401)。
続いて、図20〜図24を参照して、本開示の第2の実施形態の変形例について説明する。図20は、本開示の第2の実施形態における第1の変形例を示す図である。図21は、本開示の第2の実施形態における第2の変形例を示す図である。図22は、本開示の第2の実施形態における第3の変形例を示す図である。図23は、本開示の第2の実施形態における第4の変形例を示す図である。図24は、本開示の第2の実施形態における第5の変形例を示す図である。
次に、本開示の第3の実施形態について説明する。上記の第1の実施形態、第2の実施形態では、センサ装置が装着される物体(第1のオブジェクト)が静止しているところに、接触主体(第2のオブジェクト)が接触するという例について説明した。この場合、第1のオブジェクトへの第2のオブジェクトの“接触”は、第1のオブジェクトに振動を発生するようなもの、つまり“衝突”である。しかし、本開示の実施形態は、このように第2のオブジェクトが第1のオブジェクトに“衝突”するものには限られず、より一般的に“接触”する場合にも適用可能である。
次に、本開示の第4の実施形態について説明する。本実施形態では、第2のオブジェクトが所定の振動パターンで振動する。この振動も、上記の第3の実施形態における第1のオブジェクトの振動と同様に、例えば定常的なパターンで加えられる微細な振動である。例えば、第2のオブジェクトがスタイラスなどの器具であれば、器具にバイブレータなどが内蔵されることによって振動が加えられうる。また、例えば、第2のオブジェクトがユーザの指であれば、腕時計状の器具をユーザが装着し、これに内蔵されるバイブレータなどによって振動が加えられうる。
(ハードウェア構成)
図25を参照して、上記で説明された本開示の各実施形態に係る解析装置200を実現しうる情報処理装置900のハードウェア構成について説明する。図25は、情報処理装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
(1)第1のオブジェクトに第2のオブジェクトが接触したときの、第1のオブジェクトの振動状態の変化を検出して振動データを出力するセンサと、
前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分とは異なる部分で、前記センサを前記第1のオブジェクトの振動が伝達される状態で保持する保持部と、
前記センサによって検出される単一の振動データを、該振動データを解析して前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触した接触位置を識別する解析装置に送信する通信部と
を備えるセンサ装置。
(2)前記センサは、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが衝突したときに前記第1のオブジェクトに発生する振動を検出して前記振動データを出力する、前記(1)に記載のセンサ装置。
(3)前記第1のオブジェクトは、打具であり、
前記第2のオブジェクトは、前記打具に衝突する被打物である、前記(2)に記載のセンサ装置。
(4)前記センサは、所定の振動パターンで振動する前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触したことによる前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を検出して前記振動データを出力する、前記(1)に記載のセンサ装置。
(5)前記第1のオブジェクトに前記所定の振動パターンで振動を加える加振部をさらに備える、前記(4)に記載のセンサ装置。
(6)ユーザに情報を呈示する出力部をさらに備え、
前記通信部は、前記解析装置から前記接触位置に関する情報を受信し、
前記出力部は、前記接触位置に関する情報を前記ユーザに呈示する、前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のセンサ装置。
(7)第1のオブジェクトに第2のオブジェクトが接触したときの前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分とは異なる部分で前記第1のオブジェクトの振動が伝達される状態で保持されたセンサによって検出した単一の振動データを受信する通信部と、
前記振動データの振動特性と、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する位置ごとの振動特性とを比較することによって、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触した接触位置を識別する識別部と
を備える解析装置。
(8)前記通信部は、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが衝突したときに前記第1のオブジェクトに発生する振動を前記センサが検出した前記振動データを受信し、
前記識別部は、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが衝突した衝突位置を識別する、前記(7)に記載の解析装置。
(9)前記第1のオブジェクトは、打具であり、
前記第2のオブジェクトは、前記打具に衝突する被打物である、前記(8)に記載の解析装置。
(10)前記衝突位置に関する情報をユーザに呈示する出力部をさらに備える、前記(9)に記載の解析装置。
(11)前記出力部は、前記衝突位置である確率が高い順に位置を示すリストを前記ユーザに呈示する、前記(10)に記載の解析装置。
(12)前記出力部は、前記衝突位置を示すマップを前記ユーザに呈示する、前記(10)に記載の解析装置。
(13)前記センサは、表裏両面を有する前記打具の表面または裏面のいずれか一方に装着され、
前記識別部は、前記衝突位置が、前記打具の表面であったか裏面であったかを識別する、前記(9)〜(12)のいずれか1項に記載の解析装置。
(14)前記センサは、左右対称な形状を有する前記打具の左側または右側のいずれか一方に装着され、
前記識別部は、前記衝突位置が、前記打具の左側であったか右側であったかを識別する、前記(9)〜(13)のいずれか1項に記載の解析装置。
(15)前記通信部は、所定の振動パターンで振動する前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触したことによる前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を前記センサが検出した前記振動データを受信する、前記(7)に記載の解析装置。
(16)前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分に設定された位置群の中の位置ごとの振動特性が記憶された記憶部をさらに備え、
前記識別部は、前記位置群の中の1または複数の位置として前記接触位置を識別する、前記(7)〜(15)のいずれか1項に記載の解析装置。
(17)前記記憶部には、前記位置群の中の少なくとも一部の位置に対応付けられるコマンドが記憶され、
前記識別部は、前記識別された接触位置に対応する前記コマンドを特定する、前記(16)に記載の解析装置。
(18)前記通信部は、前記特定されたコマンドを外部装置に送信する、前記(17)に記載の解析装置。
(19)前記記憶部には、前記位置群の中の所定の位置を組み合わせたパターンに対応付けられるコマンドが記憶され、
前記識別部は、前記識別された接触位置からなるパターンに対応する前記コマンドを特定する、前記(16)に記載の解析装置。
(20)第1のオブジェクトに第2のオブジェクトが接触したときの前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分とは異なる部分で前記第1のオブジェクトの振動が伝達される状態で保持されたセンサによって検出した単一の振動データを受信する機能と、
前記振動データの振動特性と、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する位置ごとの振動特性とを比較することによって、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触した接触位置を識別する機能と
をコンピュータに実現させるためのプログラムが記憶された記憶媒体。
12 ラケット
12s シャフト部分
12g グリップ部分
14 ボール
22 テーブル
28 フライパン
30 ゴルフクラブ
32 金庫
38 ガラス窓
44 卓球台
100,300 センサ装置
110 センサ
120 回路部
122 増幅器
124 通信部
126 制御部
128 メモリ
130 出力部
142 ベルト
144 筐体
200 解析装置
202 通信部
204 解析部
206 識別部
208 データベース
210 メモリ
212 出力部
342 ウェイト部
Claims (18)
- 第1の面と第2の面を有する第1のオブジェクトに第2のオブジェクトが接触したときの、第1のオブジェクトの振動状態の変化を検出して振動データを出力するセンサと、
前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分とは異なる部分、かつ、前記第1のオブジェクトの前記第1の面または前記第2の面のいずれか一方で、前記センサを前記第1のオブジェクトの振動が伝達される状態で保持する保持部と、
前記センサによって検出される単一の振動データを、該振動データを解析して前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触した接触位置と、前記接触位置が前記第1のオブジェクトの第1の面であったか第2の面であったかを識別する解析装置に送信を行う通信部と、
前記振動データによって示される振動の振幅が所定の閾値以上である場合に、前記通信部に前記送信を行わせる制御部と
を備えるセンサ装置。 - 前記センサは、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが衝突したときに前記第1のオブジェクトに発生する振動を検出して前記振動データを出力する、請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記第1のオブジェクトは、打具であり、
前記第2のオブジェクトは、前記打具に衝突する被打物である、請求項2に記載のセンサ装置。 - 前記センサは、所定の振動パターンで振動する前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触したことによる前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を検出して前記振動データを出力する、請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記第1のオブジェクトに前記所定の振動パターンで振動を加える加振部をさらに備える、請求項4に記載のセンサ装置。
- ユーザに情報を呈示する出力部をさらに備え、
前記通信部は、前記解析装置から前記接触位置に関する情報を受信し、
前記出力部は、前記接触位置に関する情報を前記ユーザに呈示する、請求項1に記載のセンサ装置。 - 第1の面と第2の面を有する第1のオブジェクトに第2のオブジェクトが接触したときの前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分とは異なる部分、かつ、前記第1の面または前記第2の面のいずれか一方で、前記第1のオブジェクトの振動が伝達される状態で保持されたセンサによって検出した単一の振動データを受信する通信部と、
前記振動データの振動特性と、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する位置ごとの振動特性とを比較することによって、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触した接触位置と、前記接触位置が前記第1のオブジェクトの第1の面であったか第2の面であったかを識別する識別部と
を備える解析装置。 - 前記通信部は、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが衝突したときに前記第1のオブジェクトに発生する振動を前記センサが検出した前記振動データを受信し、
前記識別部は、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが衝突した衝突位置を識別する、請求項7に記載の解析装置。 - 前記第1のオブジェクトは、打具であり、
前記第2のオブジェクトは、前記打具に衝突する被打物である、請求項8に記載の解析装置。 - 前記衝突位置に関する情報をユーザに呈示する出力部をさらに備える、請求項9に記載の解析装置。
- 前記出力部は、前記衝突位置である確率が高い順に位置を示すリストを前記ユーザに呈示する、請求項10に記載の解析装置。
- 前記出力部は、前記衝突位置を示すマップを前記ユーザに呈示する、請求項10に記載の解析装置。
- 前記通信部は、所定の振動パターンで振動する前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触したことによる前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を前記センサが検出した前記振動データを受信する、請求項7に記載の解析装置。
- 前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分に設定された位置群の中の位置ごとの振動特性が記憶された記憶部をさらに備え、
前記識別部は、前記位置群の中の1または複数の位置として前記接触位置を識別する、請求項7に記載の解析装置。 - 前記記憶部には、前記位置群の中の少なくとも一部の位置に対応付けられるコマンドが記憶され、
前記識別部は、前記識別された接触位置に対応する前記コマンドを特定する、請求項14に記載の解析装置。 - 前記通信部は、前記特定されたコマンドを外部装置に送信する、請求項15に記載の解析装置。
- 前記記憶部には、前記位置群の中の所定の位置を組み合わせたパターンに対応付けられるコマンドが記憶され、
前記識別部は、前記識別された接触位置からなるパターンに対応する前記コマンドを特定する、請求項14に記載の解析装置。 - 第1の面と第2の面を有する第1のオブジェクトに第2のオブジェクトが接触したときの前記第1のオブジェクトの振動状態の変化を、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する部分とは異なる部分、かつ、前記第1の面または前記第2の面のいずれか一方で、前記第1のオブジェクトの振動が伝達される状態で保持されたセンサによって検出した単一の振動データを受信する機能と、
前記振動データの振動特性と、前記第1のオブジェクトの前記第2のオブジェクトが接触する位置ごとの振動特性とを比較することによって、前記第1のオブジェクトに前記第2のオブジェクトが接触した接触位置と、前記接触位置が前記第1のオブジェクトの第1の面であったか第2の面であったかを識別する機能と
をコンピュータに実現させるためのプログラムが記憶された記憶媒体。
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