JP6268897B2 - 運動解析方法、運動解析プログラム、および運動解析装置 - Google Patents

Description

本発明は運動解析装置方法、運動解析プログラム、および運動解析装置に関する。

運動解析装置はスイング動作といった運動の解析にあたって用いられる。スイング時に運動具は手で握られ振られる。振られると、運動具の姿勢は時間軸に従って変化する。運動具または手または腕には慣性センサーが装着される。慣性センサーの出力に基づき視覚的にスイング動作が再現される。こうした運動解析装置の一具体例として、例えば特許文献１に開示されるようにゴルフスイング解析装置が挙げられる。

特開２００８−７３２１０号公報

例えば、ゴルフスイングは、アドレスから始まって、バックスイングで振り上げ、溜めてから振り下ろし、インパクトを経て、フォロースルー、そしてフィニッシュに至る。インパクトの手前でグリップの速度を減速すると、ゴルフクラブのヘッドスピードが高められることが知られている。しかしながら、これまでのところ、運動解析装置でグリップの減速を計測し、ゴルファーに指し示してコーチングすることがされていない。

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。

本発明の少なくとも１つの態様によれば、運動解析にあたって１つの指標として運動具のグリップの減速を算出し、予め設定されている閾値と比較することで被験者のグリップの減速状態を提示することができる運動解析方法、運動解析プログラム、および運動解析装置が提供される。

［適用例１］本適用例に係る運動解析方法は、慣性センサーの出力を用いて、スイング動作中の運動具の部位の移動速度を検出するステップと、前記スイング動作中の少なくとも２つの異なる時点で検出された前記移動速度を用いて、前記移動速度の変化量を算出するステップと、予め設定された閾値に対し、前記移動速度の変化量を評価するステップと、を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、被験者は、提示されるスイングの減速の時期（時点）や割合を、良好とされる閾値と比較しながらスイングのフォームに改良を加えることができる。詳述すると、スイング時に運動具は手で握られ振られる。振られると、運動具の姿勢は時間軸に従って変化する。インパクトの手前でグリップの移動速度が減速すると、運動具のヘッドスピードは高められることが知られている。慣性センサーは、取り付けられた部位（運動具または手または腕等）の姿勢に応じて検出信号を出力する。このとき、検出信号は、運動具のスイング時に少なくとも２つの異なる時点で検出された移動速度を含んでおり、この移動速度（慣性量）の変化量を予め設定された閾値に対して評価することにより、慣性センサーが取り付けられた部位（例えばグリップや被験者の手や腕）の減速の特定と、良好とされる閾値との差が被験者に提示される。これらにより、被験者は、提示されるスイングの減速の時期や割合を、良好とされる閾値と比較しながらスイングのフォームに改良を加えることができる。

［適用例２］上記適用例に記載の運動解析方法において、前記移動速度の変化量は、前記スイング動作中のインパクト時の移動速度の大きさと前記スイング動作中の移動速度の最大値との変化率で示されることが好ましい。

本適用例によれば、被験者は、インパクト時のグリップの減速が好ましく行われているか否かを的確に判断することができ、運動具のヘッドスピードを高めることが可能となる。

［適用例３］上記適用例に記載の運動解析方法において、前記移動速度の変化量を評価した結果を出力することが好ましい。

本適用例によれば、移動速度の変化量を評価した結果を出力することにより、被験者が容易にスイングのフォームの良否を判定でき、スイングのフォームの改良を行うことができる。

［適用例４］上記適用例に記載の運動解析方法において、前記慣性センサーが取り付けられる部位は、運動具のシャフト部および被験者の上半身の少なくとも一方であることが好ましい。

本適用例によれば、慣性センサーを被験者が取り付けやすい運動具のグリップを含むシャフト部や被験者の上半身、例えば被験者の手に取り付け、そのセンサー取付位置における移動速度の変化量を算出することできる。

［適用例５］上記適用例に記載の運動解析方法において、前記移動速度の変化量の評価結果を表示することが好ましい。

本適用例によれば、表示部に移動速度の変化量が表示されるため、被験者は画面を見ながらスイングのフォームに改良を加えることができる。

［適用例６］上記適用例に記載の運動解析方法において、前記慣性センサーの出力を用いて生成された前記運動具の先端部分の移動速度と併せて、前記慣性センサーが取り付けられた部位付近の前記移動速度を表示させることが好ましい。

本適用例によれば、運動具の先端部分の移動速度と併せて、慣性センサーが取り付けられた部位付近の移動速度を表示される。例えば、ゴルフスイングの場合、クラブヘッドの移動速度と、慣性センサーを取り付けたグリップ部分付近の移動速度とを同一画面に表示することにより、被験者はスイング中に力を緩めたタイミングと、そのタイミング以降のクラブヘッドの移動速度の増加とを確認することができる。

［適用例７］上記適用例に記載の運動解析方法において、前記慣性センサーの出力を用いて生成された前記スイング動作の運動軌跡と併せて、前記慣性センサーが取り付けられた部位付近の前記移動量を表示させることが好ましい。

本適用例によれば、表示部が、スイング動作の運動軌跡と併せて、慣性センサーが取り付けられた部位付近の移動速度を表示する。この表示により、グリップの減速が視覚的に被験者に提示される。被験者は明確にスイング動作中でグリップの減速の位置を把握することができる。被験者は、こうして提示されるグリップの減速の時期に応じてスイングのフォームに改良を加えることができる。

［適用例８］本適用例に係る運動解析プログラムは、慣性センサーの出力からスイング動作中の前記運動具の部位の移動速度を検出する手順と、前記スイング動作中の２つの異なる時点で検出された前記移動速度を用いて、前記移動速度の変化量を算出する手順と、予め設定された閾値に対し前記移動速度の変化量を評価する手順と、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、スイング時に運動具は手で握られ振られる。振られると、運動具の姿勢は時間軸に従って変化する。インパクトの手前でグリップの速度が減速すると、運動具のヘッドスピードは高められることが知られている。慣性センサーは、取り付けられた部位（運動具または手または腕等）の姿勢に応じて検出信号を出力する。このとき、検出信号は、運動具のスイング時に少なくとも２つの異なる時点で検出された移動速度を含んでおり、この移動速度の変化量を予め設定された閾値に対して評価することにより、慣性センサーが取り付けられた部位（例えばグリップや被験者の手や腕）の減速の特定と、良好とされる閾値との差が被験者に提示される。被験者は、提示されるスイングの減速の時期や割合を、良好とされる閾値と比較しながらスイングのフォームに改良を加えることができる。

［適用例９］本適用例に係る運動解析装置は、慣性センサーの出力を用いて、スイング動作中の運動具の部位の移動速度を検出する検出部と、前記スイング動作中の少なくとも２つの異なる時点で検出された前記移動速度を用いて、前記移動速度の変化量を算出する算出部と、予め設定された閾値に対し、前記移動速度の変化量を評価する判定部と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、スイング時に運動具は手で握られ振られる。振られると、運動具の姿勢は時間軸に従って変化する。インパクトの手前でグリップの速度が減速すると、運動具のヘッドスピードは高められることが知られている。慣性センサーは、取り付けられた部位（運動具または手または腕等）の姿勢に応じて検出信号を出力する。このとき、検出信号は、運動具のスイング時に少なくとも２つの異なる時点で検出された移動速度を含んでおり、この移動速度の変化量を予め設定された閾値に対して評価することにより、慣性センサーが取り付けられた部位（例えばグリップや被験者の手や腕）の減速の特定と、良好とされる閾値との差が被験者に提示される。これらにより、被験者は、提示されるスイングの減速の時期や割合を、良好とされる閾値と比較しながらスイングのフォームに改良を加えることができる。

本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置の構成を概略的に示す概念図である。 運動解析モデルとゴルファーおよびゴルフクラブとの関係を概略的に示す概念図である。 一実施形態に係る演算処理回路の構成を概略的に示すブロック図である。 数値的に変化率を表現する画像、および、移動速度の変化を視覚的に表現する画像の一具体例を示す図である。 速度の変化率を表現する画像の表示例を示す図である。 スイング動作を表現する画像に最大値の出現の時期およびインパクトの時期を表示する画像の一具体例を示す図である。 スイングの速度の慣性量の変化量を閾値とともに表現する画像を例示する図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る運動解析装置（ゴルフスイング解析装置）、その運動解析装置（ゴルフスイング解析装置）を用いた運動解析方法（ゴルフスイング解析方法）、および運動解析プログラム（ゴルフスイング解析プログラム）について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

（１）ゴルフクラブ解析装置の構成
図１は本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置（運動解析装置）１１の構成を概略的に示す。ゴルフスイング解析装置１１は例えば慣性センサー１２を備える。慣性センサー１２には例えば加速度センサーおよびジャイロセンサーが組み込まれる。加速度センサーは互いに直交する三軸方向に個々に加速度を検出することができる。ジャイロセンサーは互いに直交する三軸の各軸回りに個別に角速度を検出することができる。慣性センサー１２は検出信号を出力する。検出信号で個々の軸ごとに加速度および角速度は特定される。加速度センサーおよびジャイロセンサーは比較的に精度よく加速度および角速度の情報を検出する。慣性センサー１２はゴルフクラブ（運動具）１３に取り付けられる。ゴルフクラブ１３はシャフト１３ａおよびグリップ１３ｂを備える。グリップ１３ｂが被験者の手で握られる。グリップ１３ｂはシャフト１３ａの軸と同軸に形成される。シャフト１３ａの先端にはクラブヘッド１３ｃが結合される。望ましくは、慣性センサー１２はゴルフクラブ１３のシャフト１３ａまたはグリップ１３ｂに取り付けられる。慣性センサー１２はゴルフクラブ１３に相対移動不能に固定されればよい。ここでは、慣性センサー１２の取り付けにあたって慣性センサー１２の検出軸の１つはシャフト１３ａの軸に合わせ込まれる。

ゴルフスイング解析装置１１は演算処理回路１４を備える。演算処理回路１４には慣性センサー１２が接続される。接続にあたって演算処理回路１４には所定のインターフェイス回路１５が接続される。このインターフェイス回路１５は有線で慣性センサー１２に接続されてもよく無線で慣性センサー１２に接続されてもよい。演算処理回路１４には慣性センサー１２から検出信号が供給される。

演算処理回路１４には記憶装置１６が接続される。記憶装置１６には例えばゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム（運動解析プログラム）１７および関連するデータが格納できる。演算処理回路１４はゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム１７を実行しゴルフスイング解析方法を実現する。記憶装置１６にはＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリー）や大容量記憶装置ユニット、不揮発性メモリー等が含まれることができる。例えばＤＲＡＭには、ゴルフスイング解析方法の実施にあたって一時的にゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム１７が保持される。ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった大容量記憶装置ユニットにはゴルフスイング解析ソフトウェアプログラムおよびデータが保存される。不揮発性メモリーにはＢＩＯＳ（基本入出力システム）といった比較的に小容量のプログラムやデータが格納される。

演算処理回路１４には画像処理回路１８が接続される。演算処理回路１４は画像処理回路１８に所定の画像データを送る。画像処理回路１８には表示装置１９が接続される。接続にあたって画像処理回路１８には所定のインターフェイス回路（図示されず）が接続される。画像処理回路１８は、入力される画像データに応じて表示装置１９に画像信号を送る。表示装置１９の画面には画像信号で特定される画像が表示される。表示装置１９には液晶ディスプレイその他のフラットパネルディスプレイが利用される。ここでは、演算処理回路１４、記憶装置１６および画像処理回路１８は例えばコンピューター装置として提供される。

演算処理回路１４には入力装置２１が接続される。入力装置２１は少なくともアルファベットキーおよびテンキーを備える。入力装置２１から文字情報や数値情報が演算処理回路１４に入力される。入力装置２１は例えばキーボードで構成されればよい。コンピューター装置およびキーボードの組み合わせは例えばスマートフォンや携帯電話端末、タブレットＰＣ（パーソナルコンピューター）等に置き換えられてもよい。

（２）運動解析モデル
演算処理回路１４は仮想空間を規定する。仮想空間は三次元空間で形成される。三次元空間は実空間を特定する。図２に示されるように、三次元空間は絶対基準座標系（全体座標系）Σ_xyzを有する。三次元空間には絶対基準座標系Σ_xyzに従って三次元運動解析モデル２６が構築される。三次元運動解析モデル２６の棒２７は支点２８（座標ｘ）に点拘束される。棒２７は支点２８回りで三次元的に振子として動作する。支点２８の位置は移動することができる。ここでは、絶対基準座標系Σ_xyzに従って、棒２７の重心２９の位置は座標ｘ_gで特定され、先端３０の位置は座標ｘ_hで特定される。

三次元運動解析モデル２６はスイング時のゴルフクラブ１３をモデル化したものに相当する。振子の棒２７はゴルフクラブ１３のシャフト１３ａを投影する。棒２７の支点２８はグリップ１３ｂを投影する。慣性センサー１２は棒２７に固定される。絶対基準座標系Σ_xyzに従って慣性センサー１２の位置は座標ｘ_sで特定される。慣性センサー１２は加速度信号および角速度信号を出力する。加速度信号では、重力加速度ｇの影響が差し引かれた加速度ａが特定され、角速度信号では角速度ω₁、ω₂が特定される。

演算処理回路１４は同様に慣性センサー１２に局所座標系Σ_sを固定する。局所座標系Σ_sの原点は慣性センサー１２の検出軸の原点に設定される。局所座標系Σ_sのｙ軸はシャフト１３ａの軸心に一致する。局所座標系Σ_sのｘ軸はフェースの向きで特定される打球方向に一致する。従って、この局所座標系Σ_sに従って支点の位置ｌ_sjは（０，ｌ_sjy，０）で特定される。同様に、この局所座標系Σ_s上では重心２９の位置ｌ_sgは（０，ｌ_sgy，０）で特定され、クラブヘッド１３ｃの位置ｌ_shは（０，ｌ_shy，０）で特定される。

（３）演算処理回路の構成
図３は一実施形態に係る演算処理回路１４の構成を概略的に示す。演算処理回路１４は第１検出部（検出部）３１および第２検出部３２を備える。第１検出部３１および第２検出部３２はそれぞれ慣性センサー１２に接続される。第１検出部３１および第２検出部３２にはそれぞれ慣性センサー１２から出力が供給される。第１検出部３１は慣性センサー１２の出力に基づき運動中のグリップ１３ｂの慣性量を検出する。第２検出部３２は、同様に、慣性センサー１２の出力に基づき運動中のクラブヘッド１３ｃの慣性量を検出する。

ここでは、第１検出部３１はグリップ加速度算出部３３、グリップ速度算出部３４およびグリップ位置算出部３５を備える。グリップ加速度算出部３３は慣性センサー１２に接続される。グリップ加速度算出部３３は慣性センサー１２の出力に基づき次式に従ってグリップ１３ｂの加速度を算出する。こうした加速度の算出にあたってグリップ加速度算出部３３は慣性センサー１２の固有の局所座標系Σ_sに従ってグリップ１３ｂの位置ｌ_sjを特定する。特定にあたってグリップ加速度算出部３３は記憶装置１６から位置情報を取得する。記憶装置１６には予めグリップ１３ｂの位置ｌ_sjが格納される。グリップ１３ｂの位置ｌ_sjは例えば入力装置２１経由で指定されればよい。

グリップ加速度算出部３３にはグリップ速度算出部３４が接続される。グリップ速度算出部３４はグリップ加速度算出部３３の出力に基づきグリップ１３ｂの移動速度を算出する。算出にあたって、グリップ速度算出部３４は、次式に従って、グリップ加速度算出部３３で算出された加速度に規定のサンプリング間隔ｄｔで積分処理を施す。ここで、Ｎはサンプル数を示す（以下、同じ）。

グリップ速度算出部３４は次式に従ってグリップ１３ｂの移動速度の大きさＶを算出する。

グリップ速度算出部３４にはグリップ位置算出部３５が接続される。グリップ位置算出部３５はグリップ速度算出部３４の出力に基づきグリップ１３ｂの位置を算出する。算出にあたって、グリップ位置算出部３５は、次式に従って、グリップ速度算出部３４で算出された速度に規定のサンプリング間隔ｄｔで積分処理を施す。

第２検出部３２はヘッド加速度算出部３６、ヘッド速度算出部３７およびヘッド位置算出部３８を備える。ヘッド加速度算出部３６は慣性センサー１２に接続される。ヘッド加速度算出部３６は慣性センサー１２の出力に基づき次式に従ってクラブヘッド１３ｃの加速度を算出する。こうした加速度の算出にあたってヘッド加速度算出部３６は慣性センサー１２の固有の局所座標系Σ_sに従ってクラブヘッド１３ｃの位置ｌ_shを特定する。特定にあたってヘッド加速度算出部３６は記憶装置１６から位置情報を取得する。記憶装置１６には予めクラブヘッド１３ｃの位置ｌ_shが格納される。クラブヘッド１３ｃの位置ｌ_shは例えば入力装置２１経由で指定されればよい。

ヘッド加速度算出部３６にはヘッド速度算出部３７が接続される。ヘッド速度算出部３７はヘッド加速度算出部３６の出力に基づきクラブヘッド１３ｃの移動速度を算出する。算出にあたって、ヘッド速度算出部３７は、次式に従って、ヘッド加速度算出部３６で算出された加速度に規定のサンプリング間隔ｄｔで積分処理を施す。

ヘッド速度算出部３７にはヘッド位置算出部３８が接続される。ヘッド位置算出部３８はヘッド速度算出部３７の出力に基づきクラブヘッド１３ｃの位置を算出する。算出にあたって、ヘッド位置算出部３８は、次式に従って、ヘッド速度算出部３７で算出された速度に規定のサンプリング間隔ｄｔで積分処理を施す。

演算処理回路１４は算出部４１を備える。算出部４１は第１検出部３１のグリップ速度算出部３４に接続される。算出部４１は、インパクトを含むスイング動作中の２つの異なる時点で、第１検出部３１で検出された慣性量に基づき慣性量の変化量を算出する。

算出部４１は最大値抽出部４２を備える。最大値抽出部４２はグリップ速度算出部３４に接続される。最大値抽出部４２はグリップ速度算出部３４の出力に基づきグリップ１３ｂの移動速度の最大値を特定する。最大値抽出部４２はスイング動作の中で最大値の出現の時期（タイミング）を特定する。こうして最大値抽出部４２ではスイング動作中の１つの時点で検出された慣性量が抽出される。

算出部４１はインパクト時抽出部４３を備える。インパクト時抽出部４３はグリップ速度算出部３４に接続される。インパクト時抽出部４３はグリップ速度算出部３４の出力に基づきインパクト時のグリップ１３ｂの移動速度を特定する。インパクト時抽出部４３はスイング動作中でインパクトの時期（タイミング）を特定する。こうしてインパクト時抽出部４３ではスイング動作中の１つの時点で検出された慣性量が抽出される。インパクトの時点は最大値の出現の時点とは相違する。

算出部４１は変化率算出部４４を備える。変化率算出部４４は最大値抽出部４２およびインパクト時抽出部４３に接続される。変化率算出部４４は、次式に従って、最大値抽出部４２およびインパクト時抽出部４３で抽出された移動速度の大きさに基づき速度の変化率ηを算出する。速度の変化率ηはＧｒｉｐ−ｒａｔｉｏとも呼ばれる。

算出部４１は速度の変化率ηの閾値を入力することができる変化率閾値入力部４９を備える。変化率閾値入力部４９は変化率算出部４４に接続される。変化率閾値入力部４９は、被験者のスイングの速度の変化率ηが適正か否かを判定するための閾値を入力することができる。入力された閾値は、変化率算出部４４によって設定される。このように閾値を設定することができる。閾値は、他者、例えばプロゴルファーのスイングデータに基づいた値を用いることもできる。プロゴルファーのスイングにおけるインパクト時の移動速度の大きさとスイング動作中の移動速度の最大値との速度の変化率η（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）を閾値として入力し、被験者の速度の変化率ηと比較する。これによって、被験者のスイングがプロゴルファーのスイングと比較してどの程度のレベルに達しているかを判断することができる。

演算処理回路１４はグラフ画像データ生成部４５を備える。グラフ画像データ生成部４５は第１検出部３１のグリップ速度算出部３４および第２検出部３２のヘッド速度算出部３７に接続される。グラフ画像データ生成部４５は、グリップ速度算出部３４およびヘッド速度算出部３７で算出されたグリップ１３ｂの移動速度およびクラブヘッド１３ｃの移動速度に基づき、グリップ１３ｂの移動速度の変化およびクラブヘッド１３ｃの移動速度の変化を視覚的に表現する画像データを生成する。この画像データでは時間軸に従って視覚的に移動速度の変化を示すグラフが描かれる。

演算処理回路１４はスイング画像データ生成部４６を備える。スイング画像データ生成部４６は第１検出部３１のグリップ位置算出部３５および第２検出部３２のヘッド位置算出部３８に接続される。スイング画像データ生成部４６は、グリップ位置算出部３５およびヘッド位置算出部３８で算出されたグリップ１３ｂの位置およびクラブヘッド１３ｃの位置に基づきゴルフクラブ１３の移動軌跡を特定する。特定された移動軌跡に基づきスイング動作を表現する画像が生成される。画像は画像データとしてスイング画像データ生成部４６から出力される。

演算処理回路１４は重ね合わせ画像データ生成部４７を備える。重ね合わせ画像データ生成部４７は最大値抽出部４２、インパクト時抽出部４３およびスイング画像データ生成部４６に接続される。重ね合わせ画像データ生成部４７は、最大値抽出部４２、インパクト時抽出部４３およびスイング画像データ生成部４６の出力に基づき、スイング動作を表現する画像に最大値の出現の時期（時点）およびインパクトの時期を表示する画像データを生成する。

演算処理回路１４は表示部としての描画部４８を備える。描画部４８は変化率算出部４４、重ね合わせ画像データ生成部４７、グラフ画像データ生成部４５およびスイング画像データ生成部４６に接続される。描画部４８は、変化率算出部４４の出力に基づき、数値的に変化率を表現する画像を描画する。描画部４８は、同様に、重ね合わせ画像データ生成部４７の出力に基づき、スイング動作を表現する画像に最大値の出現の時期およびインパクトの時期を表示する画像を描画する。描画部４８は、グラフ画像データ生成部４５の出力に基づき、グリップ１３ｂの移動速度の変化およびクラブヘッド１３ｃの移動速度の変化を視覚的に表現する画像を描画し、スイング画像データ生成部４６の出力に基づき、スイング動作を表現する画像を描画する。

（４）ゴルフスイング解析装置の動作（解析方法）
ゴルフスイング解析装置１１の動作（解析方法）を簡単に説明する。まず、ゴルファーのゴルフスイングは計測される。計測に先立って必要な情報が入力装置２１から演算処理回路１４に入力される。ここでは、三次元運動解析モデル２６に従って、局所座標系Σ_sに従った支点２８の位置ｌ_sj、並びに、慣性センサー１２の初期姿勢の回転行列Ｒ⁰の入力が促される。入力された情報は例えば特定の識別子の下で管理される。識別子は特定のゴルファーを識別すればよい。

計測に先立って慣性センサー１２がゴルフクラブ１３のシャフト１３ａに取り付けられる。慣性センサー１２はゴルフクラブ１３に相対変位不能に固定される。ここでは、慣性センサー１２の検出軸の１つはシャフト１３ａの軸に合わせ込まれる。慣性センサー１２の検出軸の１つはフェースの向きで特定される打球方向に合わせ込まれる。

ゴルフスイングの実行に先立って慣性センサー１２の計測は開始される。動作の開始時に慣性センサー１２は所定の位置および姿勢に設定される。これらの位置および姿勢は初期姿勢の回転行列Ｒ⁰で特定されるものに相当する。慣性センサー１２は特定のサンプリング間隔で継続的に加速度および角速度を計測する。サンプリング間隔は計測の解像度を規定する。慣性センサー１２の検出信号はリアルタイムで演算処理回路１４に送り込まれる。演算処理回路１４は慣性センサー１２の出力を特定する信号を受信する。

（慣性量を検出するステップ）
ゴルフスイングは、アドレスから始まって、バックスイングで振り上げ、溜めてから振り下ろし、インパクトを経て、フォロースルー、そしてフィニッシュに至る。ゴルフクラブ１３は振られる。振られると、ゴルフクラブ１３の姿勢は時間軸に従って変化する。慣性センサー１２はゴルフクラブ１３の姿勢に応じて検出信号を出力する。このとき、グリップ速度算出部３４およびヘッド速度算出部３７はスイング動作中のグリップ１３ｂの移動速度およびクラブヘッド１３ｃの移動速度を検出する。最大値抽出部４２はグリップ１３ｂの移動速度の最大値を抽出する。インパクト時抽出部４３はインパクト時のグリップ１３ｂの移動速度を抽出する。

（慣性量の変化率を算出するステップ）
変化率算出部４４は速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）を算出する。速度の変化率は前述のステップで検出された移動速度の最大値とインパクト時の移動速度との比率によって算出される。

（変化量を評価するステップ）
算出された速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）は、予め入力されている閾値に対して評価され、変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）の良否について判定される。描画部４８は、数値的に変化率を表現する画像、あるいは閾値に対する評価結果を描画する。描画データは画像処理回路１８に送られる。

図４に示されるように、速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）の一例としての速度の変化率「０．３１」は画面５０に表示される。速度の変化率に基づきグリップ１３ｂの減速は特定される。こうして特定されたグリップ１３ｂの減速は被験者に提示される。変化率の大きさはインパクト直前の力の抜き具合を反映する。従って、被験者は速度の変化率に基づきインパクト直前の力の抜き具合を確認することができる。被験者は、確認した力の抜き具合に応じてスイングのフォームに改良を加えることができる。

なお、画面５０は図５に示すような表示方法を用いることもできる。具体的には、速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）が閾値より小さい場合、即ち減速が十分でない場合には図５（ａ）に示すように、画面５０のうちに警告マーク５６を描画させたり、警告マーク５６を点滅させたりして、被験者の視認度を高めることもできる。また、速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）が閾値より大きい場合、即ち減速が十分行われている場合には図５（ｂ）に示すように、画面５０のうちにＯＫマーク５７を描画させることもできる。また、被験者の視認度を高めるために、数字表示部５５を点滅することも可能である。

時間軸に従えば、移動速度の最大値Ｓ１からグリップ１３ｂの移動は減速する。従って、移動速度の最大値が特定されれば、確実に移動速度の減速が特定される。仮に、グリップ１３ｂの移動速度に減速が生じなければ、インパクト時の移動速度はそのまま移動速度の最大値に該当する。その結果、変化率は「０（ゼロ）」を示す。こうして被験者は、インパクトの手前でグリップ１３ｂの減速（移動速度Ｓ２）が確立されていないことを確認することができる。

グラフ画像データ生成部４５はグリップ１３ｂの移動速度の変化およびクラブヘッド１３ｃの移動速度の変化を視覚的に表現する画像データを生成する。描画部４８は、グリップ１３ｂの移動速度の変化およびクラブヘッド１３ｃの移動速度の変化を視覚的に表現する画像を描画する。描画データは画像処理回路１８に送られる。図４に示されるように、画面にグラフは描かれる。こうしてグリップ１３ｂの移動速度の変化とクラブヘッド１３ｃの移動速度の変化とは視覚的に被験者に提示される。被験者は、グリップ１３ｂの減速に応じて引き起こされるヘッドスピードの増加を確認することができる。被験者はグリップ１３ｂの減速の重要性を認識することができる。被験者は、こうして提示される移動速度の変化に応じてスイングのフォームに改良を加えることができる。具体的には、クラブヘッド１３ｃの移動速度と、慣性センサー１２を取り付けたグリップ１３ｂの移動速度を表示部の同一画面に表示することにより、被験者はスイング中に力を緩めたタイミングと、そのタイミング以降のクラブヘッド１３ｃの移動速度の増加とを確認することができる。

なお、慣性量として移動速度の例を説明したが、それに限らず、加速度センサーから出力される加速度や、角速度センサーから出力される角速度、等の慣性量を用いて最大値や変化量を算出し、被験者に提示してもよい。また、慣性量の最大値を提示する以外にも、少なくとも２つの異なる時点の慣性量の変化量を算出し、グリップ１３ｂの減速のタイミングを計る指標としてもよい。

スイング画像データ生成部４６はゴルフクラブ１３の移動軌跡を特定する。特定された移動軌跡に基づきスイング動作を表現する画像は生成される。画像は画像データとして描画部４８に送られる。描画部４８はスイング動作を表現する画像を描画する。描画データは画像処理回路１８に送られる。その結果、例えば図６に示されるように、画面でゴルフクラブ１３の運動軌跡５１は再現される。運動軌跡５１でスイング動作は表現される。ここでは、重ね合わせ画像データ生成部４７は、スイング動作を表現する画像に最大値の出現の時点５２およびインパクトの時点５３を表示する画像データを生成する。描画部４８は、運動軌跡５１に最大値の出現の時点５２およびインパクトの時点５３を表示する画像を描画する。描画データは画像処理回路１８に送られる。その結果、図６に示されるように、スイング動作の運動軌跡の画像に、最大値の出現およびインパクトといった２つの異なる時点５２、５３は表示される。こうしてグリップ１３ｂの減速は視覚的に被験者に提示される。被験者は明確にスイング動作中でグリップ１３ｂの減速の位置を把握することができる。被験者は、こうして提示されるグリップ１３ｂの減速の時期（時点）に応じてスイングのフォームに改良を加えることができる。

グラフ画像データ生成部４５はグリップ１３ｂの移動速度の変化率を視覚的に表現する画像データを生成する。描画部４８は、グリップ１３ｂの移動速度の変化率を前述した閾値とともに視覚的に表現する画像を描画する。描画データは画像処理回路１８に送られる。図７に示されるように、画面に移動速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）のグラフは閾値とともに描かれる。こうしてグリップ１３ｂの移動速度の変化率は閾値とともに視覚的に被験者に提示される。

図７には、画面に描かれる描画画面の一例として、複数回のスイングを行った場合のそれぞれのスイングの速度の慣性量の変化量が、スイングの速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）として描かれている。この描画画面には閾値も表示され、被験者のスイングが適正か否かの評価を視覚的に判断することができる。このような描画画面では、連続する複数回のスイングにおける移動速度の変化率が１画面に描かれるため、スイングのばらつき状態も視覚的に判断することもできる。また、閾値に、他者、例えばプロゴルファーなどのスイングの的確な者のデータに基づいた値を入力することにより、より的確な評価を行うことが可能となる。被験者は、こうして提示される移動速度の変化率と閾値との比較によって得られるスイングの適否情報に応じてスイングのフォームに改良を加えることができる。なお、図７に示す描画画面の一例には、スイングの速度の変化率（Ｇｒｉｐ−ｒａｔｉｏ）の具体的な数値描画は行われていないが、前述の図４、図５で説明したような数値を含む画面５０を描画することも可能である。

ゴルフスイング解析装置１１では、前述のように、運動の解析にあたって三次元運動解析モデル２６が利用されることができる。三次元運動解析モデル２６ではゴルフクラブ１３は棒２７に当てはめられる。グリップ１３ｂは三次元的に空間に支持される支点２８に相当する。こうした三次元運動解析モデル２６によれば、１つの慣性センサー１２がゴルフクラブ１３に装着されるだけで、グリップ１３ｂの移動速度は算出される。ただし、慣性センサー１２は例えばゴルフクラブ１３ではなく被験者の手や腕に装着されてもよく、こういった場合でも、１つの慣性センサー１２でグリップ１３ｂおよびクラブヘッド１３ｃの加速度、速度および変位は導出される。

なお、以上の実施形態では演算処理回路１４の個々の機能ブロックはゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム１７の実行に応じて実現される。ただし、個々の機能ブロックはソフトウェア処理に頼らずにハードウェアで実現されてもよい。その他、ゴルフスイング解析装置１１は手で握られて振られる運動具（例えばテニスラケットや卓球ラケット、野球のバット、剣道の竹刀）のスイング解析に応用されてもよい。

上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、ゴルフクラブ１３やグリップ１３ｂ、クラブヘッド１３ｃ、演算処理回路１４、第１検出部３１、算出部４１等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。また、ゴルフ以外にもテニスや野球等のスイング動作を用いる運動に対しても本発明を適用することが可能である。

１１…運動解析装置（ゴルフスイング解析装置）、１２…慣性センサー、１３…運動具（ゴルフクラブ）、１３ａ…シャフト部（シャフト）、１４…コンピューター（演算処理回路）、１７…運動解析プログラム（ゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム）、３１…検出部（第１検出部）、４１…算出部、４８…表示部（描画部）、４９…変化率閾値入力部、５０…画面、５２…時点、５３…時点。

Claims (7)

1. 慣性センサーの出力を用いて、スイング動作中の運動具のグリップにおける移動速度を検出するステップと、
   インパクト時の移動速度の大きさと前記スイング動作中の移動速度の最大値とを用いて、前記移動速度の変化量を算出するステップと、
   スイングデータに基づいて予め設定された閾値に対し、前記移動速度の変化量を比較するステップと、
   前記移動速度の変化量を前記閾値と比較した結果を表示するステップと、
   を備えていることを特徴とする運動解析方法。
2. 請求項１に記載の運動解析方法において、
   前記移動速度の変化量は、前記インパクト時の移動速度の大きさと前記スイング動作中の移動速度の最大値との変化率で示されることを特徴とする運動解析方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の運動解析方法において、
   前記慣性センサーが取り付けられる部位は、運動具のシャフト部および被験者の上半身の少なくとも一方であることを特徴とする運動解析方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の運動解析方法において、
   前記慣性センサーの出力を用いて生成された前記運動具の先端部分の移動速度と併せて、前記グリップ付近の前記移動速度を表示させることを特徴とする運動解析方法。
5. 請求項４に記載の運動解析方法において、
   前記慣性センサーの出力を用いて生成された前記スイング動作の運動軌跡と併せて、前記グリップ付近の前記移動速度を表示させることを特徴とする運動解析方法。
6. 慣性センサーの出力からスイング動作中の前記運動具のグリップにおける移動速度を検出する手順と、
   インパクト時の移動速度の大きさと前記スイング動作中の移動速度の最大値とを用いて、前記移動速度の変化量を算出する手順と、
   スイングデータに基づいて予め設定された閾値に対し前記移動速度の変化量を比較する手順と、
   前記移動速度の変化量を前記閾値と比較した結果を表示する手順と、
   をコンピューターに実行させることを特徴とする運動解析プログラム。
7. 慣性センサーの出力を用いて、スイング動作中の運動具のグリップにおける移動速度を検出する検出部と、
   インパクト時の移動速度の大きさと前記スイング動作中の移動速度の最大値とを用いて、前記移動速度の変化量を算出する算出部と、
   スイングデータに基づいて予め設定された閾値に対し、前記移動速度の変化量を比較する判定部と、
   前記移動速度の変化量を前記閾値と比較した結果を表示する表示部と、
   を備えることを特徴とする運動解析装置。

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