JP6304676B2 - Golf swing analysis apparatus and golf swing analysis method - Google Patents
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Description
本発明はゴルフスイング解析装置およびゴルフスイング解析方法等に関する。 The present invention relates to a golf swing analysis device, a golf swing analysis method, and the like.
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は一般に知られる。ゴルフスイング解析装置は光学式モーションキャプチャーシステムを利用する。当該システムではゴルファーのスイングの様子が撮影される。撮影にあたってゴルファーやゴルフクラブの特定位置にマーカーが固定される。マーカーの働きで特定位置の移動軌跡は記録される。その他、例えば特許文献2に開示されるように、加速度センサーを利用するゴルフスイング解析装置も散見される。ゴルフクラブに加速度センサーが取り付けられる。加速度センサーで計測される加速度に応じてゴルフスイングのフォームが解析される。
For example, as disclosed in
スイングの際にゴルフクラブのシャフトは撓る。ゴルフクラブの撓りは飛距離や打球の方向に影響する。また、スイング中の撓りは、ゴルファーがスイング中にシャフトにかけるトルクや力に影響され、それらトルクや力はそのゴルファーに適したシャフトの剛性の設計や選定に大いに貢献すると考えられる。さらに、ダウンスイング中のこれらトルクや力の変化を経時的に知ることができれば、ゴルファーのスイング中の各動作のテンポを定量化することができ、スイングの改善に役立てられると考えられる。 The golf club shaft bends during the swing. The deflection of the golf club affects the flight distance and the direction of the hit ball. Further, the deflection during the swing is influenced by the torque and force applied by the golfer to the shaft during the swing, and it is considered that the torque and the force greatly contribute to the design and selection of the rigidity of the shaft suitable for the golfer. Furthermore, if these torque and force changes during the downswing can be known over time, the tempo of each operation during the golfer's swing can be quantified, which is considered to be useful for improving the swing.
しかしながら、いまのところ、トルクや力などの撓りに関するパラメーターを簡便に計測する方法がなく、ゴルフクラブの各所に歪みゲージを装着して歪みを直接計るなど、計測装置が複雑であり、被験者に負荷がかかるという課題があった。 However, at present, there is no simple method for measuring parameters related to bending, such as torque and force, and the measuring device is complicated by attaching strain gauges to various parts of the golf club and directly measuring the strain. There was a problem that a load was applied.
本発明の少なくとも1つの態様によれば、ゴルフクラブの撓りの解析に役立つゴルフスイング解析装置およびゴルフスイング解析方法等を提供できる。 According to at least one aspect of the present invention, it is possible to provide a golf swing analysis device, a golf swing analysis method, and the like that are useful for analyzing the deflection of a golf club.
(1)本発明の一態様は、ゴルフクラブに取り付けられる慣性センサーと、前記慣性センサーの出力に基づき、前記ゴルフクラブに作用する曲げモーメントを算出する演算部と、を備えるゴルフスイング解析装置に関する。 (1) An aspect of the present invention relates to a golf swing analyzing apparatus including an inertial sensor attached to a golf club, and an arithmetic unit that calculates a bending moment acting on the golf club based on an output of the inertial sensor.
こうしたゴルフスイング解析装置によれば、ダウンスイング時にグリップにかかる曲げモーメントが算出されることができる。こうした曲げモーメントはゴルフクラブの撓りの発生に関与すると考えられる。したがって、曲げモーメントはゴルフクラブの剛性や、スイングのテンポに関して指標を提供することができる。こうした曲げモーメントの観察に応じてゴルファーに適したシャフトの剛性やスイング中の各動作のテンポを解析できる。例えば算出された曲げモーメントに応じて、そのゴルファーに対して適切な剛性特性を持つクラブの設計あるいは選定を行うことができる。 According to such a golf swing analyzing apparatus, the bending moment applied to the grip during the downswing can be calculated. Such a bending moment is considered to be involved in the occurrence of bending of the golf club. Thus, the bending moment can provide an indication of the golf club stiffness and swing tempo. According to the observation of the bending moment, the rigidity of the shaft suitable for the golfer and the tempo of each operation during the swing can be analyzed. For example, according to the calculated bending moment, it is possible to design or select a club having appropriate rigidity characteristics for the golfer.
(2)前記演算部は前記曲げモーメントの最大値を算出することができる。こうして算出される最大曲げモーメントはゴルフスイングのフォームに連動すると考えられる。最大曲げモーメントの観察に応じてゴルフスイングのフォームは解析されることができる。例えばフォームの変更と観察とが繰り返されることで、試行錯誤を通じてゴルフスイングのフォームには良好な改良が加えられることができる。 (2) The calculation unit can calculate the maximum value of the bending moment. The maximum bending moment thus calculated is considered to be linked to the golf swing form. Depending on the observation of the maximum bending moment, the golf swing form can be analyzed. For example, by repeatedly changing and observing the form, good improvements can be made to the golf swing form through trial and error.
(3)ゴルフスイング解析装置は、時間軸に沿って前記曲げモーメントの変化を視覚化する画像データを生成する画像処理部をさらに備えることができる。ユーザーには視覚的に時間軸に沿って曲げモーメントの変化を提示できる。こうしてゴルファーに適したシャフトの剛性を解析できる。 (3) The golf swing analyzing apparatus may further include an image processing unit that generates image data for visualizing a change in the bending moment along the time axis. The user can visually present a change in bending moment along the time axis. In this way, the rigidity of the shaft suitable for the golfer can be analyzed.
(4)前記演算部は、ダウンスイングの開始時から曲げモーメントの最大値までの経過時間と、前記最大値から最小値までの経過時間とを算出することができる。ダウンスイングにあたって最大曲げモーメントの出現タイミングを特定できる。こうしてゴルファーに適したシャフトの剛性を解析できる。 (4) The calculation unit can calculate an elapsed time from the start of the downswing to the maximum value of the bending moment and an elapsed time from the maximum value to the minimum value. It is possible to specify the appearance timing of the maximum bending moment during the downswing. In this way, the rigidity of the shaft suitable for the golfer can be analyzed.
(5)ゴルフスイング解析装置は、ダウンスイングの開始時からインパクトまでの間で前記曲げモーメントの最大値が発生するタイミングから前記ゴルフクラブのシャフトの硬さを選定することができる。こうしてゴルファーに適したゴルフクラブは選定されることができる。 (5) The golf swing analyzing apparatus can select the hardness of the shaft of the golf club from the timing at which the maximum value of the bending moment is generated between the start of the downswing and the impact. Thus, a golf club suitable for a golfer can be selected.
(6)前記慣性センサーは、複数の検出軸を備える加速度センサーと、複数の検出軸を備えるジャイロセンサーとを含むことができる。加速度センサーおよびジャイロセンサーによれば、曲げモーメントの算出にあたって加速度および角速度の情報は正確に検出できる。 (6) The inertial sensor may include an acceleration sensor having a plurality of detection axes and a gyro sensor having a plurality of detection axes. According to the acceleration sensor and the gyro sensor, the acceleration and angular velocity information can be accurately detected when calculating the bending moment.
(7)本発明の他の態様は、ゴルフクラブに取り付けられる慣性センサーの出力に基づき、前記ゴルフクラブに作用する曲げモーメントを算出するゴルフスイング解析方法に関する。 (7) Another aspect of the present invention relates to a golf swing analysis method for calculating a bending moment acting on the golf club based on an output of an inertial sensor attached to the golf club.
こうしたゴルフスイング解析方法によれば、ダウンスイング時にグリップにかかる曲げモーメントが算出されることができる。こうした曲げモーメントはゴルフクラブの撓りの発生に関与すると考えられる。したがって、曲げモーメントはゴルフクラブの剛性に関して指標を提供することができる。曲げモーメントの観察に応じてゴルファーに適したシャフトの剛性は解析できる。例えば算出された曲げモーメントに応じて、そのゴルファーに対して適切な剛性特性を持つクラブの設計あるいは選定を行うことができる。 According to such a golf swing analysis method, the bending moment applied to the grip during the downswing can be calculated. Such a bending moment is considered to be involved in the occurrence of bending of the golf club. Thus, the bending moment can provide an indication regarding the stiffness of the golf club. The rigidity of the shaft suitable for the golfer can be analyzed according to the observation of the bending moment. For example, according to the calculated bending moment, it is possible to design or select a club having appropriate rigidity characteristics for the golfer.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.
(1)ゴルフスイング解析装置の構成
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では比較的に精度よく加速度および角速度の情報を検出できる。慣性センサー12はゴルフクラブ13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つはゴルフクラブ13の長軸に平行に合わせ込まれる。
(1) Configuration of Golf Swing Analysis Device FIG. 1 schematically shows a configuration of a golf
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。
The golf
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19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。
A
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。
An
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。
An
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、加速度
演算処理回路14はゴルフクラブ13に局所座標系ΣLを固定する。局所座標系ΣLの座標軸は(η、ξ、l)で表現される。局所座標系ΣLの原点はゴルフクラブ13のグリップ24上に設定される。グリップ24は振子運動の支点を形成する。l軸は例えばゴルフクラブ13の軸心上に合わせられる。この局所座標系ΣLに従ってl軸方向の単位ベクトルelが設定される。
(2)演算処理回路の構成
図3は演算処理回路14の一部の構成を概略的に示す。演算処理回路14は要素演算部31を備える。要素演算部31には慣性センサー12から加速度信号および角速度信号が供給される。要素演算部31は、加速度および角速度に基づき、エネルギー変化率の演算に要求される成分値を算出する。算出にあたって要素演算部31は記憶装置16から様々な数値を取得する。
(2) Configuration of Arithmetic Processing Circuit FIG. 3 schematically shows a partial configuration of the
要素演算部31は力演算部32を備える。力演算部32はゴルフクラブ13に作用する内力Fを算出する。算出にあたって力演算部32は慣性センサー12の加速度信号およびゴルフクラブ13の質量データを取得する。質量データにはゴルフクラブ13の質量mが記述される。質量データは予め記憶装置16に格納されればよい。次式に従って内力Fは算出される。
要素演算部31はトルク演算部33を備える。トルク演算部33は、グリップ24回りにゴルフクラブ13に作用するトルクτを算出する。算出にあたってトルク演算部33は慣性センサー12の角速度信号、慣性テンソルデータ、長さデータ、内力信号を取得する。慣性テンソルデータにはゴルフクラブ13の慣性テンソルJが記述される。長さデータにはグリップ24(支点)から重心25までの長さlgが記述される。慣性テンソルデータ、長さデータは予め記憶装置16に格納されればよい。内力信号は力演算部32から供給されればよい。次式に従ってトルクτは算出される。
演算処理回路14は曲げモーメント演算部34を備える。曲げモーメント演算部34はゴルフクラブ13に作用する曲げモーメント(曲げモーメントの最大値を含む)を算出する。算出にあたって曲げモーメント演算部34は慣性センサー12の角速度信号および慣性テンソルデータを取得する。次式に従って曲げモーメントは算出される。
曲げモーメント信号およびトルク成分信号は画像処理部35に供給される。画像処理部35は、曲げモーメント信号およびトルク成分信号に基づき、時間軸に沿って曲げモーメント、トルクτおよびトルク(lgel×F)の変化を視覚化する画像データを生成する。第1画像データは画像処理回路18に向かって出力される。
The bending moment signal and the torque component signal are supplied to the
画像処理部35は曲げモーメント信号に基づき曲げモーメントの最大値を抽出することができる。抽出された最大値に基づき最大曲げモーメントデータは生成される。最大曲げモーメントデータは曲げモーメントの最大値を特定する。画像処理部35は最大曲げモーメントデータを視覚化する画像を第1画像データ内に形成することができる。
The
画像処理部35は、ダウンスイングの開始時から曲げモーメントの極大値(ピーク値)までの経過時間と、極大値(ピーク値)から極小値(ピーク値)までの経過時間とを算出することができる。算出された経過時間に基づきスイングテンポデータは生成される。スイングテンポデータは2つの経過時間を特定する。画像処理部35はスイングテンポデータを視覚化する第2画像データを生成することができる。第2画像データには、曲げモーメント、トルクτおよびトルク(lgel×F)の変化を視覚化する画像を含むことができる。第2画像データは画像処理回路18に向かって出力される。
The
(3)ゴルフスイング解析装置の動作
ゴルフスイング解析装置11の動作を簡単に説明する。まず、ゴルファーGのゴルフスイングを計測する。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、ゴルフクラブ13の質量m、ゴルフクラブ13のグリップ24回りの慣性テンソルJ、ゴルフクラブ13のグリップ24(支点)から重心xgまでの長さlg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Gを識別すればよい。
(3) Operation of Golf Swing Analysis Device The operation of the golf
計測に先立って慣性センサー12がゴルフクラブ13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。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。その後、ゴルフスイングが実行されると、慣性センサー12は特定の時間間隔で継続的に加速度および角速度を計測する。時間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に送り込まれてもよく一時的に慣性センサー12に内蔵の記憶装置に格納されてもよい。後者の場合には、ゴルフスイングの終了後に検出信号は有線または無線で演算処理回路14に供給されればよい。
Prior to measurement, the
本発明者はゴルフスイング解析装置11の動作を検証した。検証にあたって本発明者は曲げモーメント信号およびトルク成分信号を観察した。図4は、横軸に時間[s]、縦軸に曲げモーメント[Nm]を取ったグラフである。本図では、ダウンスイング開始時からインパクトの瞬間までの状態を示している。横軸は、ゴルフクラブがゴルフボールにインパクトした瞬間を0[s]として表記し、例えば−0.30[s]とはインパクトの0.30[s]前の状態を表している。図4に示されるように、ゴルフクラブ13に作用する曲げモーメントの変化が時間軸に沿って視覚化されることができた。ダウンスイングの特定のタイミングで最大曲げモーメントが得られることが確認された。表示画面には第2画像データに従って最大曲げモーメントの値が視覚的に組み込まれた。
The inventor has verified the operation of the golf
ゴルフスイング解析装置11では、ダウンスイング時にグリップ24にかかる曲げモーメントを計測できる。こうした曲げモーメントはゴルフクラブ13の撓りの発生に関与すると考えられる。したがって、曲げモーメントはゴルフクラブ13の硬さに関して、例えば図4の左側の図のように指標を提供することができる。ここでは、シャフトの硬さが硬い側から順にXランク、Sランク、Rランク、Aランク、Lランクとしてシャフトの硬さの指標を表している。本実施例では、SランクからXランクにかけての比較的硬めのシャフトが適切だと判定された例を示している。
The
そして、曲げモーメントや最大曲げモーメントはゴルフスイングのフォームに連動すると考えられる。最大曲げモーメントはダウンスイング中でゴルフクラブ13のグリップ24に最もトルクがかかっていることを表している。このように曲げモーメントの観察に応じてゴルフスイングのフォームは解析できる。例えばフォームの変更と観察とが繰り返されることで、試行錯誤を通じてゴルフスイングのフォームに良好な改良を加えることができる。時間軸に沿って曲げモーメントの変化がユーザーに視覚的に提示されることから、ゴルフスイングのフォームに関して効果的な指標を提供できる。
The bending moment and the maximum bending moment are considered to be linked to the golf swing form. The maximum bending moment indicates that the torque is most applied to the
同様に、本発明者はスイングテンポを検証した。図5は図4のデータを用いてスイングのテンポを表した図である。図5に示されるように、ダウンスイングの開始時(グラフ左端)から曲げモーメントの最大値(ピーク値)までの経過時間(O−P区間)と、最大値(ピーク値)から最小値(ピーク値)までの経過時間(P−P区間)とを算出した。本実施例では、O−P区間が0.20[s]、P−P区間が0.09[s]であった。このようにダウンスイング中のトルクが最大となる時点の前後の割合をスイングテンポとして提示できる。スイングテンポが前半あるいは後半にある等の傾向に応じて、そのスイングテンポに応じたシャフトの硬さの指標を示すことができる。 Similarly, the inventor verified the swing tempo. FIG. 5 shows the swing tempo using the data of FIG. As shown in FIG. 5, the elapsed time (OP section) from the start of the downswing (the left end of the graph) to the maximum value (peak value) of the bending moment, and the minimum value (peak value) from the maximum value (peak value) Value) and the elapsed time (PP interval). In this example, the OP section was 0.20 [s] and the PP section was 0.09 [s]. Thus, the ratio before and after the point when the torque during the downswing becomes maximum can be presented as the swing tempo. In accordance with the tendency that the swing tempo is in the first half or the second half, an index of the shaft hardness according to the swing tempo can be shown.
本実施例では、こうしてダウンスイング中に曲げモーメントの最大値の出現タイミングが特定された。こうした曲げモーメントの観察によれば、ゴルフスイングのフォームは解析できる。例えばフォームの変更と観察とが繰り返されることで、試行錯誤を通じてゴルフスイングのフォームに良好な改良を加えることができる。 In this embodiment, the appearance timing of the maximum value of the bending moment is specified in this way during the downswing. According to such observation of the bending moment, the golf swing form can be analyzed. For example, by repeatedly changing and observing the form, it is possible to improve the golf swing form through trial and error.
なお、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。したがって、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、ゴルフスイング解析装置11や慣性センサー12、演算処理回路14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。
Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the golf
11 ゴルフスイング解析装置、12 慣性センサー、13 ゴルフクラブ、14 演算部(演算処理回路)、35 画像処理部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記慣性センサーの出力と前記内力とに基づき、前記ゴルフクラブのグリップ回りで前記ゴルフクラブに作用するトルクを算出するトルク演算部と、
前記内力と前記トルクとに基づき、前記ゴルフクラブに作用する曲げモーメントを算出する演算部と、
を備えることを特徴とするゴルフスイング解析装置。 A force calculation unit for calculating an internal force acting on the golf club based on an output of an inertial sensor attached to the golf club and a mass of the golf club;
Based on the output and the internal forces of the inertial sensor, and a torque calculation unit for calculating the torque acting on the golf club with the golf club grip around
An arithmetic unit that calculates a bending moment acting on the golf club based on the internal force and the torque;
A golf swing analyzing apparatus comprising:
前記内力及び前記トルクの変化を表示する画像データを生成する画像データ生成部をさらに有することを特徴とするゴルフスイング解析装置。 In the golf swing analysis apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The golf swing analysis apparatus further comprising an image data generation unit that generates image data for displaying the internal force and the change in the torque.
前記慣性センサーの出力と前記内力とに基づき、前記ゴルフクラブのグリップ回りで前記ゴルフクラブに作用するトルクを算出し、
前記内力と前記トルクとに基づき、前記ゴルフクラブに作用する曲げモーメントを算出することを特徴とするゴルフスイング解析方法。
Based on the output of an inertial sensor attached to the golf club and the mass of the golf club, an internal force acting on the golf club is calculated,
Wherein based on the output and the internal forces of the inertial sensor to calculate a torque acting on the golf club with the golf club grip around
A golf swing analysis method, comprising: calculating a bending moment acting on the golf club based on the internal force and the torque.
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