JP6554158B2 - Swing analysis device - Google Patents
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Description
本発明は、ゴルフスイング等の打具のスイングを解析するスイング解析装置、方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a swing analysis apparatus, method, and program for analyzing a swing of a hitting tool such as a golf swing.
従来より、ゴルフスイング等の打具のスイングを計測機器により計測し、これを解析する様々な手法が提案されている。例えば、非特許文献1では、ゴルフスイング中のゴルファーの身体の様々な観測点の座標が計測され、特定の時刻におけるこれらの観測点を結んでできるスティック線図が示されている。スティック線図からは、ゴルファーの姿勢を読み取ることができ、複数のゴルファーのスティック線図を比較することにより、ゴルファー間のスイングの違いを評価している。また、非特許文献1には、ある特定の時刻におけるゴルファーの身体の様々な観測点のx及びy座標と、ゴルフスイング中にヘッドスピードが最速となる時刻での同座標との差を要素とする行列を作成し、これを特異値分解することも開示されている。そして、このような特異値分解を様々な時刻に対して行い、それぞれの時刻での最大特異値から、ゴルファーの特徴が判断される。 Conventionally, various methods for measuring a swing of a hitting tool such as a golf swing with a measuring device and analyzing the same have been proposed. For example, Non-Patent Document 1 shows a stick diagram in which coordinates of various observation points of a golfer's body during a golf swing are measured and these observation points are connected at a specific time. From the stick diagram, the posture of the golfer can be read, and the difference in swing among the golfers is evaluated by comparing the stick diagrams of a plurality of golfers. Further, Non-Patent Document 1 includes the difference between the x and y coordinates of various observation points of the golfer's body at a specific time and the same coordinates at the time when the head speed is the fastest during a golf swing. It is also disclosed to create a matrix that performs the singular value decomposition. Then, such singular value decomposition is performed for various times, and the characteristics of the golfer are determined from the maximum singular values at the respective times.
ところで、プレイヤーによる打具のスイングは、様々な挙動が含まれる複合動作である。例えば、ゴルフスイングは、腕の振り上げ及び振り下げ、腰の回転、並びに身体の平行移動等の様々な挙動を組み合わせた動作である。非特許文献1におけるスティック線図は、様々な挙動を合成した複合動作を表すものであるが、このように複合動作全体を観察しているだけでは、必ずしもスイングの特性を正確に捉えることができない。 By the way, the swing of the hitting tool by the player is a complex operation including various behaviors. For example, a golf swing is an operation that combines various behaviors such as swinging and swinging of an arm, rotation of the waist, and parallel movement of the body. The stick diagram in Non-Patent Document 1 represents a combined action in which various behaviors are combined. However, simply observing the entire combined action in this way cannot always accurately capture the swing characteristics. .
本発明は、スイングに含まれる挙動を個別に評価することにより、スイングの特性をより正確に捉えることができるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to make it possible to more accurately capture swing characteristics by individually evaluating behaviors included in the swing.
第1観点に係るスイング解析装置は、プレイヤーが打具をスイングする時の挙動を時系列に表す時系列挙動データを取得するデータ取得部と、前記時系列挙動データをモード展開することにより、前記挙動を特徴的な挙動に分解するモード展開部とを備える。 The swing analysis device according to the first aspect includes a data acquisition unit that acquires time-series behavior data representing a time-series behavior when the player swings the hitting tool, and mode-expanding the time-series behavior data, A mode expansion unit that decomposes the behavior into characteristic behaviors.
第2観点に係るスイング解析装置は、第1観点に係るスイング解析装置であって、前記モード展開部は、前記時系列挙動データの時間平均が基準挙動に近付くように、前記時系列挙動データを疑似的に拡張した疑似拡張データを作成し、前記疑似拡張データをモード展開することにより、前記挙動を前記特徴的な挙動に分解する。 A swing analysis apparatus according to a second aspect is the swing analysis apparatus according to the first aspect, wherein the mode expansion unit uses the time series behavior data so that a time average of the time series behavior data approaches a reference behavior. Pseudo extension data that is pseudo-expanded is created, and the pseudo extension data is mode-expanded to decompose the behavior into the characteristic behavior.
第3観点に係るスイング解析装置は、第2観点に係るスイング解析装置であって、前記モード展開部は、前記時系列挙動データに基づいて追加データを作成し、前記時系列挙動データに前記追加データを結合することにより、前記疑似拡張データを作成する。 The swing analysis device according to a third aspect is the swing analysis device according to the second aspect, wherein the mode expansion unit creates additional data based on the time series behavior data, and adds the additional data to the time series behavior data. The pseudo extended data is created by combining the data.
第4観点に係るスイング解析装置は、第3観点に係るスイング解析装置であって、前記モード展開部は、前記時系列挙動データに含まれる少なくとも一部のデータを反転させることにより、前記追加データを作成する。 The swing analysis device according to a fourth aspect is the swing analysis device according to the third aspect, wherein the mode expansion unit reverses the at least part of data included in the time-series behavior data to obtain the additional data. Create
第5観点に係るスイング解析装置は、第3観点又は第4観点に係るスイング解析装置であって、前記モード展開部は、前記時系列挙動データに前記追加データを両者が連続するように結合する。 The swing analysis device according to a fifth aspect is the swing analysis device according to the third aspect or the fourth aspect, wherein the mode expansion unit combines the additional data with the time-series behavior data such that both are continuous. .
第6観点に係るスイング解析装置は、第2観点から第5観点のいずれかに係るスイング解析装置であって、前記打具は、ゴルフクラブである。前記基準挙動は、アドレス、インパクト及びトップのいずれかの挙動である。 A swing analyzing apparatus according to a sixth aspect is the swing analyzing apparatus according to any one of the second to fifth aspects, wherein the hitting tool is a golf club. The reference behavior is one of address, impact, and top behavior.
第7観点に係るスイング解析装置は、第2観点から第6観点のいずれかに係るスイング解析装置であって、前記モード展開部は、前記疑似拡張データと前記疑似拡張データの時間平均との差分を特異値分解する。 The swing analysis device according to a seventh aspect is the swing analysis device according to any one of the second to sixth aspects, wherein the mode expansion unit is a difference between the pseudo expanded data and the time average of the pseudo expanded data. Singular value decomposition.
第8観点に係るスイング解析装置は、第1観点から第6観点のいずれかに係るスイング解析装置であって、前記モード展開部は、前記時系列挙動データを特異値分解又はフーリエ解析によりモード展開する。 The swing analysis device according to an eighth aspect is the swing analysis device according to any one of the first aspect to the sixth aspect, wherein the mode expanding unit performs mode expansion by singular value decomposition or Fourier analysis of the time series behavior data. Do.
第9観点に係るスイング解析装置は、第1観点から第8観点のいずれかに係るスイング解析装置であって、前記モード展開の結果に基づいて、スイングを解析する解析部をさらに備える。 The swing analysis device according to a ninth aspect is the swing analysis device according to any one of the first to eighth aspects, and further includes an analysis unit that analyzes the swing based on the result of the mode expansion.
第10観点に係るスイング解析装置は、第1観点から第9観点のいずれかに係るスイング解析装置であって、前記時系列挙動データは、前記プレイヤー及び前記打具の少なくとも一方における少なくとも1つの観測点の位置、速度、加速度、角速度、角加速度、力及びトルクのいずれかのデータである。 The swing analysis device according to a tenth aspect is the swing analysis device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the time series behavior data is at least one observation of at least one of the player and the hitting tool. This is any data of point position, velocity, acceleration, angular velocity, angular acceleration, force and torque.
第11観点に係るスイング解析装置は、第1観点から第10観点のいずれかに係るスイング解析装置であって、前記特徴的な挙動を表示する画面を作成する画面作成部をさらに備える。 A swing analysis apparatus according to an eleventh aspect is the swing analysis apparatus according to any one of the first to tenth aspects, and further includes a screen creation unit that creates a screen that displays the characteristic behavior.
第12観点に係るスイング解析方法は、以下のステップを含む。
(1)プレイヤーが打具をスイングする時の挙動を時系列に表す時系列挙動データを取得するステップ。
(2)前記時系列挙動データをモード展開することにより、前記挙動を特徴的な挙動に分解するステップ。
(3)前記モード展開の結果に基づいて、スイングを解析するステップ。
The swing analysis method according to the twelfth aspect includes the following steps.
(1) A step of acquiring time-series behavior data representing the behavior when the player swings the hitting tool in time series.
(2) A step of decomposing the behavior into a characteristic behavior by mode-expanding the time-series behavior data.
(3) A step of analyzing a swing based on the result of the mode expansion.
第13観点に係るスイング解析プログラムは、以下のステップをコンピュータに実行させる。
(1)プレイヤーが打具をスイングする時の挙動を時系列に表す時系列挙動データを取得するステップ。
(2)前記時系列挙動データをモード展開することにより、前記挙動を特徴的な挙動に分解するステップ。
The swing analysis program according to the thirteenth aspect causes the computer to execute the following steps.
(1) A step of acquiring time-series behavior data representing the behavior when the player swings the hitting tool in time series.
(2) A step of decomposing the behavior into a characteristic behavior by mode-expanding the time-series behavior data.
以上の観点によれば、プレイヤーが打具をスイングする時の挙動が、これを時系列に表す時系列挙動データをモード展開することにより、特徴的な挙動に分解される。よって、スイングに含まれる挙動を個別に評価することができ、その結果、スイングの特性をより正確に捉えることができる。 According to the above viewpoint, the behavior when the player swings the hitting tool is decomposed into characteristic behaviors by mode-expanding time-series behavior data representing this in time series. Therefore, the behavior included in the swing can be individually evaluated, and as a result, the characteristic of the swing can be grasped more accurately.
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るスイング解析装置、方法及びプログラムについて説明する。 Hereinafter, a swing analysis apparatus, method, and program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.スイング解析システムの概要>
図1に、本実施形態に係るスイング解析装置1を含むスイング解析システム100の全体構成図を示す。スイング解析システム100は、ゴルフスイングを解析するためのシステムである。ゴルフスイングは、様々な挙動が含まれる複合動作であり、例えば、腕の振り上げ及び振り下げ、腰の回転、並びに身体の平行移動等の様々な挙動を組み合わせることにより構成される。スイング解析システム100は、ゴルフスイングの特性をより正確に捉えることができるよう、ゴルフスイングに含まれるこのような特徴的な挙動を個別に評価する。より具体的には、ゴルファーがゴルフクラブをスイングする時の様々な観測点の挙動を時系列に表す時系列挙動データをモード展開することにより、ゴルフスイングを特徴的な挙動に分解する。ユーザは、以上のモード展開の結果に基づいて、ゴルフスイングに含まれる特徴的な挙動を理解し、ひいてはゴルファーの特性やゴルフクラブの特性等を理解することができる。なお、ここでいうユーザとは、ゴルファー自身又はそのインストラクター、ゴルファーに適したゴルフクラブのフィッティングを行うフィッター、或いはゴルフクラブの開発者等、ゴルフスイングの解析の結果を必要とする者の総称である。
<1. Outline of Swing Analysis System>
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a swing analysis system 100 including a swing analysis apparatus 1 according to the present embodiment. The swing analysis system 100 is a system for analyzing a golf swing. A golf swing is a complex motion that includes various behaviors, and is configured by combining various behaviors such as, for example, swinging up and swinging down of an arm, rotation of a waist, and translation of a body. The swing analysis system 100 individually evaluates such characteristic behaviors included in the golf swing so that the characteristics of the golf swing can be captured more accurately. More specifically, the golf swing is decomposed into characteristic behaviors by mode-expanding time-series behavior data representing the behavior of various observation points when the golfer swings the golf club in time series. The user can understand the characteristic behavior included in the golf swing based on the results of the above mode development, and in turn can understand the characteristics of the golfer, the characteristics of the golf club, and the like. In addition, a user here is a general term for a golfer himself or his instructor, a fitter for fitting a golf club suitable for the golfer, a golf club developer, or the like who needs a result of golf swing analysis. .
モード展開の対象となる時系列挙動データは、計測機器2により計測される計測データに基づいて取得される。計測機器2は、スイング解析装置1とともに、スイング解析システム100を構成する。以下、スイング解析システム100の各部の構成を説明した後、スイング解析システム100によるスイング解析方法について説明する。 The time-series behavior data that is the target of mode expansion is acquired based on the measurement data measured by the measuring device 2. The measuring device 2 constitutes a swing analysis system 100 together with the swing analysis device 1. Hereinafter, after describing the configuration of each part of the swing analysis system 100, a swing analysis method by the swing analysis system 100 will be described.
<2.各部の詳細>
<2−1.計測機器>
本実施形態に係る計測機器2は、複数台のカメラ21,21,・・・を備えるモーションキャプチャシステムである。モーションキャプチャシステムとしては、例えば、VICON社製の三次元動作分析システムを好ましく使用することができる。複数台のカメラ21,21,・・・は、ゴルファーの身体動作の三次元計測が可能なように、ゴルファーがゴルフクラブをスイングする様子を様々な方向から撮影することができるような位置に配置される。
<2. Details of each part>
<2-1. Measuring equipment>
The measuring device 2 according to the present embodiment is a motion capture system including a plurality of cameras 21, 21,. As the motion capture system, for example, a three-dimensional motion analysis system manufactured by VICON can be preferably used. The multiple cameras 21, 21,... Are arranged at positions that allow the golfer to take a picture of the golf club swinging from various directions so that three-dimensional measurement of the golfer's body movement is possible. Is done.
本実施形態では、カメラ21,21,・・・によりゴルファーの身体における観測点の挙動を捉え易いように、観測点の位置にマーカーが取り付けられる。より具体的には、図2に示すように、ゴルファー7の頭、手首、手の指先、肘、肩、腰、膝、踝、脚の指先等の53個の観測点の位置に、光反射性の球体のマーカー20,20,・・・が取り付けられる。この例では、マーカー20,20,・・・は、ゴルファー7が着用するボディスーツに取り付けられる。 In this embodiment, a marker is attached to the position of the observation point so that the behavior of the observation point in the golfer's body can be easily captured by the cameras 21, 21,. More specifically, as shown in FIG. 2, light is reflected at the positions of 53 observation points such as the golfer's 7 head, wrist, fingertip, elbow, shoulder, waist, knee, heel, and legtip. Sex sphere markers 20, 20,... Are attached. In this example, the markers 20, 20,... Are attached to the body suit worn by the golfer 7.
カメラ21,21,・・・は、ゴルファー7がゴルフクラブを使用してゴルフスイングを行う間、その様子を所定のサンプリング周波数で連続撮影する。サンプリング周波数は、例えば、500Hzとすることができる。本実施形態では、少なくともアドレスから、バック9時、トップ、ダウン9時、インパクトを順に経て、フォロー3時までの期間において、ゴルフスイングが計測される。なお、バック9時とは、ゴルファー7を正面から見て、バックスイング中にゴルフクラブが時計の9時の方向を指すタイミングであり、ダウン9時とは、同方向から見て、ダウンスイング中にゴルフクラブが時計の9時の方向を指すタイミングであり、フォロー3時とは、同方向から見て、インパクト後のフォロースイング中にゴルフクラブが時計の3時の方向を指すタイミングである。すなわち、本実施形態では、計測機器2による計測データとして、少なくともアドレスからフォロー3時までの時系列の画像データが撮影される。なお、カメラ21,21,・・・による撮影は、同期が取られており、同じ時刻に様々な方向から見たゴルフスイングが撮影される。 While the golfer 7 performs a golf swing using the golf club, the cameras 21, 21,... Continuously photograph the state at a predetermined sampling frequency. The sampling frequency can be 500 Hz, for example. In the present embodiment, the golf swing is measured in a period from at least the address, back 9 o'clock, top, down 9 o'clock, impact, and follow 3 o'clock. Note that the back 9 o'clock is the timing when the golf club points to the 9 o'clock direction of the watch during the back swing when the golfer 7 is viewed from the front, and the down 9 o'clock is during the down swing when viewed from the same direction. The timing at which the golf club points to the 9 o'clock direction of the watch is the timing at which the follow 3 o'clock refers to the timing at which the golf club points to the 3 o'clock direction of the watch during the follow swing after impact as seen from the same direction. In other words, in this embodiment, time-series image data from at least the address to the follow-up 3 o'clock is taken as measurement data by the measuring device 2. The shooting by the cameras 21, 21, ... is synchronized, and a golf swing seen from various directions at the same time is shot.
特に図示されないが、計測機器2は、カメラ21,21,・・・の他、カメラ21,21,・・・により撮影された画像データを、通信線17を介して外部のデバイスであるスイング解析装置1に送信するための通信装置も搭載されている。通信装置は、スイング動作の妨げにならないように無線式とすることもできるし、ケーブルを介して有線式にスイング解析装置1に接続することもできる。本実施形態では、カメラ21,21,・・・により撮影された画像データは、通信装置を介してリアルタイムにスイング解析装置1に送信される。しかしながら、例えば、カメラ21,21,・・・内の記憶装置に画像データを格納しておき、ゴルフスイングの終了後に当該記憶装置から画像データを取り出して、スイング解析装置1に受け渡すようにしてもよい。 Although not shown in particular, the measuring instrument 2 analyzes image data captured by the cameras 21, 21,... As well as the cameras 21, 21,. A communication device for transmitting to the device 1 is also mounted. The communication device can be wireless so as not to hinder the swing operation, or can be connected to the swing analysis device 1 in a wired manner via a cable. In the present embodiment, image data captured by the cameras 21, 21,... Is transmitted to the swing analysis device 1 in real time via the communication device. However, for example, image data is stored in a storage device in the camera 21, 21,..., And the image data is taken out from the storage device after the end of the golf swing and delivered to the swing analysis device 1. It is also good.
<2−2.スイング解析装置>
スイング解析装置1は、ハードウェアとしては汎用のコンピュータであり、例えば、デスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォンとして実現される。図1に示すとおり、スイング解析装置1は、コンピュータで読み取り可能なCD−ROM等の記録媒体30から、或いはインターネット等の通信回線を介して、スイング解析プログラム6を汎用のコンピュータにインストールすることにより製造される。スイング解析プログラム6は、計測機器2から送られてくる計測データに基づいて、ゴルフスイングを解析するソフトウェアであり、スイング解析装置1に後述する動作を実行させる。
2-2. Swing analysis device>
The swing analysis device 1 is a general-purpose computer as hardware, and is realized as, for example, a desktop computer, a notebook computer, a tablet computer, or a smartphone. As shown in FIG. 1, the swing analysis device 1 installs the swing analysis program 6 in a general-purpose computer from a recording medium 30 such as a computer readable CD-ROM or via a communication line such as the Internet. Manufactured. The swing analysis program 6 is software for analyzing a golf swing based on measurement data sent from the measuring device 2 and causes the swing analysis device 1 to execute an operation to be described later.
スイング解析装置1は、表示部11、入力部12、記憶部13、制御部14及び通信部15を備える。これらの部11〜15は、互いにバス線16を介して接続されており、相互に通信可能である。表示部11は、液晶ディスプレイ等で構成することができ、ゴルフスイングの解析結果等をユーザに対し表示する。入力部12は、マウス、キーボード、タッチパネル等で構成することができ、スイング解析装置1に対するユーザからの操作を受け付ける。 The swing analysis apparatus 1 includes a display unit 11, an input unit 12, a storage unit 13, a control unit 14, and a communication unit 15. These units 11 to 15 are connected to each other via the bus line 16 and can communicate with each other. The display part 11 can be comprised with a liquid crystal display etc., and displays the analysis result etc. of a golf swing with respect to a user. The input unit 12 can be configured with a mouse, a keyboard, a touch panel, and the like, and accepts an operation from the user for the swing analysis apparatus 1.
記憶部13は、ハードディスク等で構成することができる。記憶部13内には、スイング解析プログラム6が格納されている他、計測機器2から送られてくる計測データが保存される。制御部14は、CPU、ROMおよびRAM等から構成することができる。制御部14は、記憶部13内のスイング解析プログラム6を読み出して実行することにより、仮想的にデータ取得部14a、モード展開部14b、画面作成部14c及び解析部14dとして動作する。各部14a〜14dの動作の詳細については、後述する。通信部15は、計測機器2等の外部のデバイスとの間でデータを送受信する通信インターフェースとして機能する。 The storage unit 13 can be configured with a hard disk or the like. In the storage unit 13, the swing analysis program 6 is stored, and measurement data sent from the measuring device 2 is stored. The control part 14 can be comprised from CPU, ROM, RAM, etc. The control unit 14 virtually operates as the data acquisition unit 14a, the mode development unit 14b, the screen creation unit 14c, and the analysis unit 14d by reading and executing the swing analysis program 6 in the storage unit 13. Details of the operations of the units 14a to 14d will be described later. The communication unit 15 functions as a communication interface that transmits and receives data to and from an external device such as the measuring device 2.
<3.スイング解析方法>
以下、スイング解析システム100によるスイング解析方法について説明する。本方法では、ゴルファー7によるゴルフスイングが計測され、これがモード展開され、様々な特徴的な挙動に分解される。本方法は、ゴルフのレッスンや、ゴルファーに対するゴルフクラブのフィッティング、ゴルフクラブの開発等の場面において、ゴルフスイングの特性を理解するのに利用される。以下、詳細に説明する。
<3. Swing analysis method>
Hereinafter, a swing analysis method by the swing analysis system 100 will be described. In this method, a golf swing by the golfer 7 is measured, and this mode is developed and decomposed into various characteristic behaviors. The method is used to understand the characteristics of a golf swing in the context of golf lessons, fitting a golf club to a golfer, developing a golf club, and the like. The details will be described below.
図3は、本実施形態に係るスイング解析方法の流れを示すフローチャートである。同図に示すように、最初のステップS1では、ゴルフクラブが用意され、ゴルファー7によりゴルフクラブがスイングされる。このとき、計測機器2による計測が行われ、ゴルファー7がゴルフクラブをスイングする様子を表す計測データが収集される。本実施形態に係る計測データとは、上記のとおり、アドレスからフォロー3時までの期間において、カメラ21,21,・・・により撮影される時系列の画像データである。なお、ここでの計測データには、複数台のカメラ21,21,・・・の撮影方向にそれぞれ対応する複数の系列の時系列の画像データが含まれる。計測機器2により計測された計測データは、通信装置からスイング解析装置1に送信される。スイング解析装置1側では、データ取得部14aが通信部15を介してこの計測データを取得し、記憶部13内に格納する。 FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the swing analysis method according to the present embodiment. As shown in the figure, in the first step S1, a golf club is prepared and the golf club 7 swings the golf club. At this time, measurement by the measuring device 2 is performed, and measurement data representing a state in which the golfer 7 swings the golf club is collected. The measurement data according to the present embodiment is time-series image data captured by the cameras 21, 21,... During the period from the address to the follow-up 3 o'clock as described above. Note that the measurement data here includes time series image data of a plurality of series respectively corresponding to the shooting directions of the plurality of cameras 21, 21,. Measurement data measured by the measuring device 2 is transmitted from the communication device to the swing analysis device 1. On the swing analysis device 1 side, the data acquisition unit 14 a acquires the measurement data via the communication unit 15 and stores it in the storage unit 13.
続くステップS2では、データ取得部14aは、計測機器2からの計測データに基づいて、ゴルファー7がゴルフクラブをスイングする時の挙動を時系列に表す時系列挙動データを導出する。より具体的には、データ取得部14aは、計測データに含まれる画像データを画像処理することにより、画像データに写るマーカー20,20,・・・の像を検出し、その位置を特定する。マーカー20,20,・・・の像は、複数の撮影方向から検出され、その位置は三次元座標として特定される。マーカー20,20,・・・の三次元座標、すなわち、ゴルファー7の身体の53個の観測点の三次元座標は、アドレスからフォロー3時までの期間におけるサンプリング周波数に対応する時間間隔刻みの各時刻に対して導出される。 In the following step S2, the data acquisition unit 14a derives time-series behavior data representing behavior when the golfer 7 swings a golf club based on measurement data from the measurement device 2 in time series. More specifically, the data acquisition unit 14a performs image processing on the image data included in the measurement data, thereby detecting the images of the markers 20, 20,. The images of the markers 20, 20,... Are detected from a plurality of shooting directions, and their positions are specified as three-dimensional coordinates. The three-dimensional coordinates of the markers 20, 20, ..., that is, the three-dimensional coordinates of 53 observation points of the body of the golfer 7, are each in the time interval corresponding to the sampling frequency in the period from the address to the follow 3 o'clock It is derived for time.
言い換えると、ステップS2では、n=1,2,・・・,N(Nは、2以上の整数)、かつ、i=1,2,・・・,53に対し、第n時刻における第i観測点の三次元座標ri(n)が導出される。なお、第1時刻がアドレスであり、第N時刻がフォロー3時である。
上式のxi(n)、yi(n)及びzi(n)は、それぞれri(n)のX、Y及びZ方向成分である。X、Y及びZ方向は、図2に示す通り定義される。すなわち、X方向は、ゴルファー7の背から腹に向かう方向であり、Y方向は、飛球線方向であり、Z軸は、鉛直下から上に向かう方向である。ri(n)は、第n時刻における第i観測点の位置ベクトルである。 In the above equation, x i (n), y i (n), and z i (n) are X, Y, and Z direction components of r i (n), respectively. The X, Y and Z directions are defined as shown in FIG. That is, the X direction is a direction from the back to the belly of the golf player 7, the Y direction is a flying line direction, and the Z axis is a direction from the bottom to the top. r i (n) is a position vector of the ith observation point at the nth time.
今、第i観測点に対し、以下の行列[ri]を定義する。行列[ri]は、N行3列の行列であり、第1行から第N行に、時系列に沿って順に、三次元座標ri(1),ri(2),・・・,ri(N)を並べた行列である。
さらに、全ての観測点に対する53個の行列[r1],[r2],・・・,[r53]を、この順に列方向(横方向)に並べた行列[R]を定義する。行列[R]は、N行159(=3×53)列の行列である。
行列[R]は、第1時刻から第N時刻までの53個の観測点の挙動(位置)を時系列に表す時系列挙動データである。ステップS2では、このような時系列挙動データである行列[R]が導出される。なお、[R]の第n行には、第n時刻でのゴルファー7の身体における53個の観測点の三次元座標が含まれるため、[R]の第n行は、第n時刻のゴルファー7の姿勢を表している。 The matrix [R] is time-series behavior data representing the behavior (positions) of 53 observation points from the first time to the N-th time in time series. In step S2, a matrix [R] that is such time-series behavior data is derived. Since the n th row of [R] includes the three-dimensional coordinates of 53 observation points in the golfer 7's body at the n th time, the n th row of [R] is the golfer of the n th time 7 postures.
続くステップS3及びS4では、ステップS2の時系列挙動データ[R]をモード展開することにより、時系列挙動データ[R]により表されるゴルフスイングが特徴的な挙動に分解される。より正確には、時系列挙動データ[R]を疑似的に拡張した疑似拡張データ[Ra]が作成され、これがモード展開される。ゴルフスイングは、非周期的な運動である。そのため、本実施形態では、ゴルフスイングを複製及び合成した疑似拡張データ[Ra]をモード展開することにより、ゴルフスイングを疑似的に周期的な運動とみなして解析が実行される。モード展開の手法としては、本実施形態では、特異値分解が用いられる。 In the subsequent steps S3 and S4, the golf swing represented by the time-series behavior data [R] is decomposed into the characteristic behavior by performing mode expansion of the time-series behavior data [R] of step S2. More precisely, pseudo-expansion data [R a ] that is pseudo-expansion of time-series behavior data [R] is created, and this is mode expanded. A golf swing is an aperiodic movement. Therefore, in the present embodiment, the analysis is executed by regarding the golf swing as a pseudo periodic motion by mode-expanding the pseudo extended data [R a ] obtained by duplicating and synthesizing the golf swing. As a method of mode expansion, singular value decomposition is used in this embodiment.
ステップS3では、モード展開部14bが、時系列挙動データ[R]に基づいて、その時間平均が基準挙動に近付くように、疑似拡張データ[Ra]を作成する。疑似拡張データ[Ra]は、特異値分解の基準点を基準挙動に近付けるために作成される。基準挙動とは、本実施形態では、アドレス時の挙動である。なお、図4(A)は、実際にあるゴルファーにゴルフスイングを行わせた時の、時系列挙動データ[R]に含まれる53個の観測点の位置の時間平均を結んでできたスティック線図であり、図4(B)は、同ゴルフスイングに基づく疑似拡張データ[Ra]に含まれる53個の観測点の位置の時間平均を結んでできたスティック線図である。同図から分かるとおり、前者の時間平均は、アドレスの姿勢にはなっておらず、少し腕をテイクバックした姿勢になっている。よって、時系列挙動データ[R]をそのままモード展開すると、第1モードをはじめとする各モードの意味を、アドレスを基準として理解できない虞がある。そこで、本実施形態では、疑似拡張データ[Ra]が作成される。 In step S3, the mode expansion unit 14b creates pseudo-expanded data [R a ] based on the time-series behavior data [R] such that the time average approaches the reference behavior. The pseudo extended data [R a ] is created to bring the reference point of singular value decomposition closer to the reference behavior. The reference behavior is the behavior at the time of addressing in the present embodiment. FIG. 4A shows a stick line formed by connecting time averages of the positions of 53 observation points included in the time-series behavior data [R] when a golfer actually performs a golf swing. FIG. 4B is a stick diagram obtained by connecting time averages of the positions of 53 observation points included in the pseudo-expanded data [R a ] based on the same golf swing. As can be seen from the figure, the former time average is not in the attitude of the address but in the attitude of taking back some arms. Therefore, when the time series behavior data [R] is mode-developed as it is, there is a possibility that the meaning of each mode including the first mode can not be understood with reference to the address. Therefore, in the present embodiment, pseudo extended data [R a ] is created.
より具体的には、モード展開部14bは、時系列挙動データ[R]に基づいて、以下の追加データ[R(1)]及び[Rt]を作成する。今、アドレス時の第i観測点の三次元座標を表す1行3列の行列を、行方向(縦方向)に2N個並べた2N行3列の行列[ri(1)]を定義する。このとき、[R(1)]は、全ての観測点に対する53個の行列[r1(1)],[r2(1)],・・・,[r53(1)]を、この順に列方向(横方向)に並べた2N行159(=3×53)列の行列として導出される。
一方、追加データ[Rt]は、下式のとおり導出される。すなわち、追加データ[Rt]は、時系列挙動データ[R]を時系列方向に反転した行列である。
続いて、モード展開部14bは、時系列挙動データ[R]に下式のとおり追加データ[R(1)]及び[Rt]を結合することにより、疑似拡張データ[Ra]を作成する。
図5は、本実施形態に係る時系列挙動データ[R]と疑似拡張データ[Ra]との関係を表す概念図である。すなわち、アドレス時の挙動を時間長2Nだけ繰り返し複製した追加データ[R(1)]を、時系列挙動データ[R]のアドレスの時刻n=1の前に結合する。さらに、時系列挙動データ[R]を時系列方向に反転した時間長Nの追加データ[Rt]を、時系列挙動データ[R]のフォロー3時の時刻n=Nの後に結合し、さらにその後に、追加データ[R(1)]を追加する。このように、追加データ[R(1)]及び[Rt]は、時系列挙動データ[R]に連続するように結合され、こうして作成される疑似拡張データ[Ra]は、連続的に値が変化するデータとなる。疑似拡張データ[Ra]は、6N行159(=3×53)列の行列である。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the time-series behavior data [R] and the pseudo extended data [R a ] according to the present embodiment. That is, the additional data [R (1)] in which the behavior at the time of address is repeatedly replicated by the time length 2N is combined before time n = 1 of the address of the time-series behavior data [R]. Furthermore, additional data [R t ] of time length N obtained by inverting time series behavior data [R] in the time series direction is combined after time n = N at 3 o'clock of time series behavior data [R], and further Thereafter, additional data [R (1)] is added. Thus, the additional data [R (1)] and [R t ] are combined so as to be continuous with the time-series behavior data [R], and the pseudo-extended data [R a ] thus created is continuously It becomes data whose value changes. The pseudo extended data [R a ] is a matrix of 6N rows and 159 (= 3 × 53) columns.
続くステップS4では、モード展開部14bは、下式に従って、疑似拡張データ[Ra]を特異値分解する。
上式中の[R0]は、[Ra]の時間平均である。[R0]は、[Ra]を時間方向(行方向)に平均した平均行列を作成し、その平均行列を6N個行方向に並べた6N行159(=3×53)列の行列である。すなわち、[R0]の第l列は、[Ra]の第l列の6N個の成分の平均値を、行方向に6N個並べた値列である。ところで、疑似拡張データ[Ra]には、上記のとおり、時間長4N分のアドレス時の挙動(本実施形態では、ゴルファー7の姿勢)を表すデータが追加されている。そのため、疑似拡張データ[Ra]の時間平均[R0]により表される挙動は、時系列挙動データ[R]の同様の時間平均により表される挙動よりも、アドレス時の挙動に近付いている。 [R 0 ] in the above formula is a time average of [R a ]. [R 0 ] is a matrix of 6N rows and 159 (= 3 × 53) columns in which an average matrix is generated by averaging [R a ] in the time direction (row direction), and the average matrix is arranged in 6N rows. is there. That is, the 1st column of [R 0 ] is a value sequence in which 6N pieces of the average value of the 6N components of the 1st column of [R a ] are arranged in the row direction. By the way, as described above, data representing the behavior at the time of addressing for a time length 4N (in the present embodiment, the posture of the golfer 7) is added to the pseudo expanded data [R a ]. Therefore, the behavior represented by the time average [R 0 ] of the pseudo-extended data [R a ] is closer to the behavior at the time of addressing than the behavior represented by the similar time average of time series behavior data [R] Yes.
以上のとおり、本実施形態では、疑似拡張データ[Ra]とその時間平均[R0]との差分である[Ra]−[R0]が特異値分解され、j=1,2,・・・,J(Jは、159以下の整数)に対し、λj,zj及びvjが導出される。λjは、第jモードの特異値であり、[Ra]−[R0]に対する第jモードの割合を表す。vjは、[Ra]−[R0]の左特異ベクトルであり、N次元である。zjは、[Ra]−[R0]の右特異ベクトルであり、159次元である。zjは、ゴルファー7の身体における各観測点の励起パターンを表し、vjは、zjの時間に対する励起パターンを表す。 As described above, in this embodiment, [R a ] − [R 0 ], which is the difference between the pseudo expanded data [R a ] and its time average [R 0 ], is singular value decomposed, and j = 1, 2, ..., J (where J is an integer equal to or less than 159), λ j , z j and v j are derived. λ j is a singular value of the j-th mode and represents a ratio of the j-th mode to [R a ] − [R 0 ]. v j is a left singular vector of [R a ]-[R 0 ] and is N-dimensional. z j is a right singular vector of [R a ]-[R 0 ] and has 159 dimensions. z j represents the excitation pattern of each observation point in the golfer's 7 body, and v j represents the excitation pattern with respect to time of z j .
また、モード展開部14bは、j=1,2,・・・,Jに対し、特異値λjに基づいて、[Ra]に対する第jモードの貢献度である寄与率Cjを下式に従って導出する。
以上の特異値分解により、時系列挙動データ[R]と同じくゴルフスイングの挙動を表す疑似拡張データ[Ra]から、ゴルフスイングに含まれる第1モードから第Jモードの各モードに対応する特徴的な挙動が抽出される。第jモードの挙動を表す[Rj]は、下式で表される。
なお、Jは、最大で159であるが、何次モードまでの挙動を導出するかは、解析の目的等に応じて適宜選択され得る。図6は、あるゴルファーのゴルフスイングの計測データに基づいて、上記ステップのとおり特異値分解により導出された第1モードから第5モードまでの寄与率及び累積寄与率のグラフである。同図に示すとおり、第1モードの寄与率だけで約90%に達しており、第1モードから第5モードまでの累積寄与率は、99.8%に達している。よって、第5モードまでの挙動を導出することにより、ゴルフスイングを概ね評価し得ることが分かる。 In addition, although J is 159 at the maximum, it can be suitably selected according to the purpose etc. of analysis to which behavior up to what order mode is derived. FIG. 6 is a graph of contribution rates and accumulated contribution rates from the first mode to the fifth mode derived by singular value decomposition as in the above-described step based on measurement data of a golfer's golf swing. As shown in the figure, the contribution ratio of the first mode alone reaches approximately 90%, and the cumulative contribution ratio from the first mode to the fifth mode reaches 99.8%. Therefore, it can be seen that the golf swing can be generally evaluated by deriving the behavior up to the fifth mode.
また、モード展開部14bは、k=1,2,・・・,Jに対し、第1モードから第kモードで構成される挙動を下式に従って導出する。
また、モード展開部14bは、j=1,2,・・・,J、かつ、n=1,2,・・・,Nに対し、以下の式に従って、モード単体の挙動を表すRj(n)を導出する。なお、vj(n)は、第n時刻における第jモードの各代表点での時間励起パターンを示す。
本実施形態では、以上に説明したステップが、少なくとも1人のゴルファーが異なるゴルフクラブをそれぞれ複数回試打した時のゴルフスイングに対し繰り返し実行され、各試行に対して疑似拡張データ[Ra]が導出される。モード展開部14bは、このときの疑似拡張データ[Ra]に基づいて、j=1,2,・・・,J、かつ、n=1,2,・・・,Nに対し、Rj(n)を導出し、さらにRj(n)から、各モードの各タイミングにおける姿勢(53個の観測点の三次元座標)を導出する。そして、これらの姿勢のデータに対し三元配置分散分析を実施し、ゴルフクラブの違いにより、試行間で姿勢に有意差が見られるかを示すP値を導出する。 In the present embodiment, the steps described above are repeatedly executed for a golf swing when at least one golfer tries a different golf club a plurality of times, and pseudo extended data [R a ] is obtained for each trial. Derived. Modal expansion unit 14b, based on the pseudo extension data [R a] in this case, j = 1, 2, · · ·, J and,, n = 1, 2, · · ·, to the N, R j (N) is derived, and further, postures (three-dimensional coordinates of 53 observation points) at each timing in each mode are derived from R j (n). Then, a three-way analysis of variance is performed on the data of these postures to derive a P value indicating whether a significant difference in posture can be seen between trials due to differences in golf clubs.
続くステップS5では、画面作成部14cが、以上のモード展開の結果を表示する画面(以下、結果画面という)を作成し、表示部11上に表示させる。例えば、結果画面には、図7〜図11に示すようなスティック線図(側面図及び正面図)が表示される。これらの図は、実際にあるゴルファーがあるゴルフクラブをスイングした時の、モード分解前の[Ra]に含まれる53個の観測点を結んでできたスティック線図と、第1から第kモードで構成される[R1〜k]に含まれる53個の観測点を結んでできたスティック線図とを重ねた図である。図7〜図11は、それぞれk=1〜5の場合に対応する。 In subsequent step S5, the screen creation unit 14c creates a screen (hereinafter referred to as a result screen) that displays the result of the mode development described above, and displays the screen on the display unit 11. For example, stick diagrams (side view and front view) as shown in FIGS. 7 to 11 are displayed on the result screen. These figures are a stick diagram formed by connecting 53 observation points included in [R a ] before mode decomposition when swinging a golf club with an actual golfer, and first to kth is a diagram overlapping 53 amino a stick diagram comprised of this connecting an observation point included in the constructed [R 1 ~ k] mode. 7 to 11 correspond to the case of k = 1 to 5, respectively.
図7から第1モードの挙動を観察すると、アドレス時の姿勢はモード分解前の姿勢とを一致している。しかし、第1モードの挙動は、バック9時からダウン9時にかけてモード分解前の姿勢に対し腕の振り幅が小さくなっており、インパクトからフォロー3時にかけてはアドレス時の姿勢に収束している。よって、第1モードの挙動は、アドレスからインパクトにかけての腕の振り上げ及び振り下げ動作、並びに脚及び腰の一定の回転動作を示すと考えられる。 When the behavior of the first mode is observed from FIG. 7, the posture at the time of address matches the posture before the mode decomposition. However, in the behavior of the first mode, the swing width of the arm is smaller than the posture before mode decomposition from 9 o'clock to 9 o'clock down, and it converges to the posture at the address from impact to 3 o'clock. . Therefore, the behavior of the first mode is considered to indicate the arm swinging and swinging motions from the address to the impact, and the leg and waist constant rotating motions.
図8から第1モード及び第2モードの合成挙動を観察すると、第1モードの挙動に第2モードの挙動を足し合わせることにより、バック9時からトップにおける腕の姿勢、並びにフォロー3時における腕の姿勢がモード分解前の姿勢に近づくことが分かる。一方、ダウン9時からインパクトにかけては腕の姿勢があまり変化していない。よって、第2モードの挙動は、腕の挙動を示すのではなく、肩の回転によって腕の挙動が励起されたものと考えられる。 When observing the combined behavior of the first mode and the second mode from FIG. 8, by adding the behavior of the second mode to the behavior of the first mode, the posture of the arm from the back 9 o'clock and the arm at the follow 3 o'clock It can be seen that the posture of is close to the posture before mode decomposition. On the other hand, the posture of the arm has not changed much from 9 o'clock down to the impact. Therefore, it is considered that the behavior of the second mode does not indicate the behavior of the arm, but the rotation of the shoulder excites the behavior of the arm.
図9から第1モードから第3モードの合成挙動を観察すると、この合成挙動は、フォロー3時のタイミングでは部分的にモード分解前の姿勢と差が見られるものの、バックスイングからダウンスイングにかけてのゴルフスイングを凡そ構成していることが分かる。また、ダウン9時からインパクトにかけての腕の姿勢がモード分解前の姿勢に近づいており、これらは、飛球線方向への押し出し(平行移動)及び回転動作により、腕の挙動が励起されたものと考えられる。以上の結果からは、第3モードの挙動は、ダウンスイングからフォロースイングにおける腰及び脚の挙動の平行移動及び回転動作を示すと考えられる。 When observing the synthetic behavior from the first mode to the third mode from FIG. 9, this synthetic behavior is partially different from the posture before mode decomposition at the timing of follow 3, but from the back swing to the down swing. It can be seen that it constitutes a golf swing. In addition, the posture of the arm from 9 o'clock down to the impact is close to the posture before the mode decomposition, and these are the ones in which the behavior of the arm is excited by pushing out (parallel movement) in the flying ball direction and rotating operation. it is conceivable that. From the above results, it is considered that the behavior in the third mode indicates the parallel movement and the rotation motion of the behavior of the hips and legs from the down swing to the follow swing.
図10から第1モードから第4モードの合成挙動を観察すると、第1モードから第4モードの挙動を足し合わせることにより、インパクトにおける左肩から腕にかけての姿勢がモード分解前の姿勢に近づくことが分かるが、その他の部位については大きな変化が見られない。そのため、第4モードの挙動は、その他の部位の動作による励起があるとは考えにくい。よって、第4モードの挙動は、インパクト付近における肩及び腕の回転動作を示すと考えられる。 When observing the combined behavior of the first mode to the fourth mode from FIG. 10, the posture from the left shoulder to the arm in the impact approaches the posture before the mode decomposition by adding the behaviors of the first mode to the fourth mode. As you can see, there are no major changes in other areas. Therefore, the behavior of the fourth mode is unlikely to be excitation due to the operation of other parts. Therefore, the behavior of the fourth mode is considered to indicate the rotational movement of the shoulder and the arm near the impact.
図11から第1モードから第5モードの合成挙動を観察すると、第1モードから第5モードの挙動を足し合わせることにより、フォロー3時における腕の姿勢がモード分解前の姿勢に近づくことが分かるが、フォロー3時を除く他タイミングにおいては、姿勢に大きな変化が見られない。そのため、第5モードも、第4モードと同様、その他の部位の動作による励起があるとは考えにくい。よって、第5モードの挙動は、フォロースイングにおける腕の伸展運動であると考えられる。 When observing the combined behavior from the first mode to the fifth mode from FIG. 11, it can be seen that the posture of the arm at the time of follow 3 approaches the posture before mode decomposition by adding the behaviors of the first mode to the fifth mode. However, there is no significant change in posture at other timings except at 3 o'clock. For this reason, the fifth mode is unlikely to be excited by the operation of other parts as in the fourth mode. Therefore, the behavior in the fifth mode is considered to be an arm extension movement in the follow swing.
以上の結果をまとめると、第1〜第5モードの挙動は、以下のような挙動である。なお、図7〜図11には、一例のみを示したが、本発明者らの試行により、少なくとも同様のレベルのゴルファーどうしならばゴルファーが変わっても、少なくとも類似のクラブどうしならばゴルフクラブが変わっても、各モードの挙動には、同様の傾向が確認された。
また、結果画面には、同じ又は異なるゴルファーが異なるゴルフクラブをスイングした時のスティック線図(側面図及び正面図)の比較図を表示することもできる。図12〜図16は、実際に同じゴルファーが重さの異なるゴルフクラブをスイングした時の、第1から第kモードで構成される挙動を表すスティック線図を重ねた図である。図12〜図16は、それぞれk=1〜5の場合に対応する。このような図を表示することにより、ユーザは、ゴルフクラブの特性の違いを理解することができる。例えば、図12〜図16からは、第1モードの挙動についてはトップにおける腕の位置、第2モードの挙動についてはインパクトにおける手の位置、第3モードの挙動についてはトップ及びインパクトにおける肘の位置、第4モードの挙動についてはインパクトにおける左手の位置、第5モードの挙動においてはインパクトにおける右肘の位置に関し、相違がみられることを知ることができる。すなわち、ゴルフクラブの違いにより、ゴルフスイング中のどのようなタイミングにおいてどのような部位の動作が変化するかを知ることができる。また、表1に示す知見と合わせて、さらにこれらの理解を深めることもできる。このような情報は、例えば、ゴルフクラブのフィッティングの場面や、ゴルフクラブの開発の場面等で好ましく利用することができる。 The result screen can also display a comparison diagram of stick diagrams (side view and front view) when the same or different golfers swing different golf clubs. FIGS. 12 to 16 are stick diagrams representing the behavior of the first to kth modes when the same golfer swings golf clubs of different weights. 12 to 16 correspond to the cases where k = 1 to 5, respectively. By displaying such a diagram, the user can understand the difference in the characteristics of the golf club. For example, from FIG. 12 to FIG. 16, the position of the arm at the top for the behavior of the first mode, the position of the hand at the impact for the behavior of the second mode, and the position of the elbow at the top and impact for the behavior of the third mode As for the behavior in the fourth mode, it can be seen that there is a difference in the position of the left hand in the impact, and in the behavior in the fifth mode, there is a difference in the position of the right elbow in the impact. That is, it is possible to know at what timing in the golf swing the movement of what part changes due to the difference in the golf club. In addition, in conjunction with the knowledge shown in Table 1, these understandings can be further deepened. Such information can be preferably used in, for example, a golf club fitting scene or a golf club development scene.
また、特に図示しないが、結果画面には、異なるゴルファーが同じ又は異なるゴルフクラブをスイングした時のスティック線図の比較図を表示することもできる。この場合も、上記の例と同様に、k=1,2,・・・,Jに対し、異なるゴルファーがゴルフスイングを行った時の、第1から第kモードで構成される挙動を表すスティック線図を重ねた図を表示することができる。このようなスティック線図からは、ゴルファー間のゴルフスイングの違いを知ることができる。すなわち、特定のゴルファーがゴルフスイング中のどのようなタイミングにおいてどのような特徴的な動作をするのかを知ることができる。また、表1に示す知見と合わせて、さらにこれらの理解を深めることもできる。このような情報は、例えば、ゴルフのレッスンの場面や、ゴルフクラブの開発の場面等で好ましく利用することができる。特に、比較される一方のゴルフスイングを上級者のものとすれば、もう一方のゴルファーのゴルスフイングの問題を知ることができる。 Although not particularly illustrated, a comparison diagram of stick diagrams when different golfers swing the same or different golf clubs can be displayed on the result screen. In this case as well, as in the above example, for k = 1, 2,..., J, sticks representing behaviors constituted by the first to kth modes when different golfers perform a golf swing. A diagram in which line diagrams are superimposed can be displayed. From such a stick diagram, it is possible to know the difference in golf swing between golfers. That is, it is possible to know what characteristic motion a particular golfer performs at what timing in the golf swing. In addition, in conjunction with the knowledge shown in Table 1, these understandings can be further deepened. Such information can be preferably used in, for example, a golf lesson scene or a golf club development scene. In particular, if one of the golf swings to be compared is that of an advanced player, the problem of the golf swing of the other golfer can be known.
また、スティック線図の他、結果画面には、j=1,2,・・・,Jに対し、特異値λj及び寄与率Cjを表示することもできる。また、k=1,2,・・・,Jに対し、累積寄与率C1+C2+・・・+Ckを表示することもできる。 In addition to the stick diagram, the result screen can also display the singular value λ j and the contribution rate C j for j = 1, 2,. Further, the cumulative contribution ratio C 1 + C 2 +... + C k can be displayed for k = 1, 2,.
また、結果画面には、上述した三元配置分散分析の結果も表示される。下表2及び3は、実際に2人のゴルファーA及びBにシャフト重量のみが異なる2種類のゴルフクラブ(全重量は、337.1gと314.9g)を7球ずつ試打させた時の計測データに基づくP値の結果である。各ゴルファーには、図2に示すような53点のマーカー付きのボディスーツを着用させ、計測機器2と同様のモーションキャプチャシステムにより計測データを収集した。2人のゴルファーA及びBの平均スコアは、約80であった。また、各ゴルファーには、事前にゴルフクラブの重量を伝えず、どちらのゴルフクラブであっても、同様にスイングするように指示を与え、3〜4球毎に任意に休憩を取らせた。また、本実験では、インパクトの感覚を感じさせないように、スポンジボールを用いた。表2が、ゴルファーAの結果であり、表3がゴルファーBの結果である。
表2のゴルファーAの結果を見ると、第1モードにおける分散分析結果では、アドレス及びトップにおいてP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。一方、バック9時、ダウン9時、インパクト及びフォロー3時では、P値>0.05となっており、姿勢に違いが見られない。表1の結果と併せて検討すると、ゴルフクラブの重量の違いにより、アドレス及びトップ時に、腕の位置や、腰及び脚の回転に差が見られると考えられる。 Looking at the results of Golfer A in Table 2, the results of analysis of variance in the first mode have P values of <0.05 at the address and top, and it is possible to confirm the difference in posture for each golf club. On the other hand, at back 9 o'clock, down 9 o'clock, impact and follow 3 o'clock, P value> 0.05, and no difference in posture can be seen. When considered together with the results in Table 1, it is considered that there are differences in the position of the arms and the rotation of the hips and legs at the time of address and top due to the difference in weight of the golf club.
第2モードでは、全体を通してP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。表1の結果と併せて検討すると、ゴルフクラブの重量の違いにより、スイング全体で、肩の回転に差が見られると考えられる。 In the second mode, the P value <0.05 throughout, and a difference in posture for each golf club can be confirmed. When considered together with the results in Table 1, it is considered that differences in the weight of the golf club cause differences in shoulder rotation throughout the swing.
第3モードでは、バック9時、トップ、インパクト及びフォロー3時においてP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。一方、アドレス及びダウン9時ではP値>0.05となっており、姿勢に違いは見られない。これらから、トップ付近のバックスイングと、インパクト付近からのフォロースイングにおいて、姿勢に違いが生じると考えられる。なお、表1の結果によると、第3モードの挙動は、ダウンスイングからフォロースイングにかけて、腰及び脚の平行移動及び回転動作を示している。この点、表2の結果からは、トップ付近のバックスイングに差が生じることが分かるが、表1の結果からは、バックスイングにおける挙動を確認できない。これは、統計的に差は見られるものの、目視では挙動の差を確認できないためと考えられる。以上まとめると、ゴルフクラブの重量の違いにより、ダウンスイングからフォロースイングにおける腰及び脚の平行移動及び回転動作に差が見られると考えられる。 In the third mode, the P value <0.05 at the back 9 o'clock, top, impact, and follow 3 o'clock, and the difference in posture for each golf club can be confirmed. On the other hand, at the address and down 9 o'clock, the P value> 0.05, and there is no difference in posture. From these, it is considered that there is a difference in posture between the back swing near the top and the follow swing near the impact. According to the results in Table 1, the behavior of the third mode indicates the parallel movement and rotation of the hips and legs from the down swing to the follow swing. In this respect, it can be seen from the results in Table 2 that there is a difference in the backswing near the top, but from the results in Table 1, the behavior in the backswing cannot be confirmed. This is considered to be because a difference in behavior cannot be confirmed by visual observation although a difference is statistically observed. In summary, it is considered that there is a difference in the parallel movement and rotation of the waist and legs from the down swing to the follow swing due to the difference in weight of the golf club.
第4モードでは、アドレス、バック9時、ダウン9時、インパクト及びフォロー3時においてP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。一方、トップではP値>0.05となっており、姿勢に違いは見られない。これらから、アドレス付近のバックスイング、及びインパクト付近からフォロースイングで姿勢に違いが生じると考えられる。表1の結果によると、第4モードの挙動は、インパクト付近における肩及び腕の回転挙動を示している。この点、表2の結果からは、アドレス、バック9時及びダウン9時の挙動について統計的に差は見られるものの、第3モードの場合と同様に、目視では差を確認できない可能性がある。以上まとめると、ゴルフクラブの重量の違いにより、インパクト付近における肩及び腕の回転挙動に差が見られると考えられる。 In the fourth mode, the P value <0.05 at the address, back 9 o'clock, down 9 o'clock, impact and follow 3 o'clock, and the difference in posture for each golf club can be confirmed. On the other hand, at the top, P value> 0.05, and no difference is seen in the posture. From these, it is considered that there is a difference in posture between the back swing near the address and the follow swing from near the impact. According to the results in Table 1, the behavior in the fourth mode indicates the rotational behavior of the shoulder and arm near the impact. In this respect, from the results of Table 2, although there is a statistical difference in the behavior of the address, back 9 o'clock and down 9 o'clock, the difference may not be visually confirmed as in the case of the third mode. . In summary, it is considered that differences in the rotational behavior of the shoulders and arms near the impact can be seen due to differences in the weight of the golf club.
第5モードでは、ダウン9時及びフォロー3時においてP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。一方、アドレス、バック9時、トップ及びインパクトではP値>0.05となっており、姿勢に違いは見られない。これらから、インパクト付近のダウンスイング、及びインパクト後のフォロースイングで姿勢に違いが生じると考えられる。表1の結果によると、第5モードの挙動は、フォロースイングにおける腕の伸展挙動を示している。ダウン9時の挙動については、第3及び第4モード同様、統計的に差が見られるものの、目視では差を確認できない可能性がある。以上まとめると、ゴルフクラブの重量の違いにより、フォロースイングにおける腕の伸展挙動に差が見られると考えられる。 In the fifth mode, the P value is less than 0.05 at 9 o'clock down and 3 o'clock down, and the difference in posture between golf clubs can be confirmed. On the other hand, at the address, back 9 o'clock, top and impact, the P value> 0.05, and no difference is seen in the posture. From these, it is considered that there is a difference in posture between the downswing near the impact and the follow swing after the impact. According to the results in Table 1, the behavior in the fifth mode indicates the arm extension behavior in the follow swing. As to the behavior at 9 o'clock down, as in the third and fourth modes, although there is a statistical difference, there is a possibility that the difference can not be confirmed visually. In summary, it is considered that there is a difference in the arm extension behavior in the follow swing due to the difference in the weight of the golf club.
次に、表3のゴルファーBの結果を見ると、第1モードにおける分散分析結果では、全体を通してP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。表1の結果によると、第1モードの挙動は、アドレスからインパクトにかけて、腕の振り上げ及び振り下げ動作、並びに腰及び脚の回転動作を示しており、インパクト以降は、アドレス時の姿勢に収束する。そのため、スイング全体でP値<0.05となっていると考えられる。この結果より、ゴルフクラブの重量の違いにより、アドレスからインパクトにかけての腕の位置、腰及び脚の回転挙動に差が見られると考えられる。 Next, looking at the results of golfer B in Table 3, the results of analysis of variance in the first mode are P values <0.05 throughout, and it is possible to confirm the difference in posture for each golf club. According to the results in Table 1, the behavior of the first mode shows the swinging up and down of the arm and the rotation of the hips and legs from the address to the impact. After the impact, the behavior converges to the posture at the time of the address. . Therefore, it is considered that the P value <0.05 for the entire swing. From this result, it is considered that there is a difference in the position of the arm from the address to the impact and the rotational behavior of the waist and legs due to the difference in weight of the golf club.
第2モードでは、全体を通してP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。表1の結果によると第2モードの挙動は、肩の回転運動を示している。この結果より、ゴルフクラブの重量の違いにより、スイング全体で、肩の回転に差が見られると考えられる。 In the second mode, the P value is less than 0.05 throughout the whole, and it is possible to confirm the difference in posture between golf clubs. According to the results of Table 1, the behavior of the second mode indicates the rotational movement of the shoulder. From this result, it is considered that there is a difference in the rotation of the shoulder in the entire swing due to the difference in the weight of the golf club.
第3モードでは、アドレス、ダウン9時、インパクト、フォロー3時においてP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。一方、バック9時及びトップではP値>0.05となっており、姿勢に違いは見られない。これらから、ダウンスイングからフォロースイングにかけて姿勢に違いが生じると考えられる。表1の結果と併せると、ゴルフクラブの重量の違いにより、ダウンスイングからフォロースイングにかけて腰及び脚の平行移動及び回転動作に差が見られると考えられる。 In the third mode, the P value is less than 0.05 at the address, 9 o'clock down, impact, and 3 o'clock follow-up, and it is possible to confirm the difference in attitude between golf clubs. On the other hand, at 9 o'clock on the back and at the top, the P value is> 0.05, and there is no difference in posture. From these, it is considered that there is a difference in posture from the down swing to the follow swing. In combination with the results in Table 1, it is considered that differences in the weight of the golf club lead to differences in translational and rotational motions of the waist and legs from the downswing to the follow swing.
第4モードでは、アドレス、トップ、インパクト及びフォロー3時においてP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。一方、バック9時及びダウン9時ではP値>0.05となっており、姿勢に違いは見られない。これらから、トップとインパクトからフォロースイングにかけて姿勢に違いが生じると考えられる。表1の結果によると、第4モードの挙動は、インパクト付近における肩及び腕の回転動作を示している。そのため、トップ付近及びフォロースイングの挙動については、統計的に差は見られるものの、目視では挙動の差を確認できないと考えられる。以上まとめると、ゴルフクラブの重量の違いにより、インパクト付近の肩及び腕の回転運動に差が見られると考えられる。 In the fourth mode, the P value is less than 0.05 at the address, top, impact and three o'clock, and it is possible to confirm the difference in posture between golf clubs. On the other hand, at 9 o'clock back and 9 o'clock down, the P value is> 0.05, and there is no difference in posture. From these, it is thought that a difference will arise in attitude from top and impact to follow swing. According to the results in Table 1, the behavior of the fourth mode indicates the rotational movement of the shoulders and arms near the impact. Therefore, although there is a statistical difference in the behavior of the vicinity of the top and the follow swing, it is considered that the difference in the behavior can not be visually confirmed. In summary, it is believed that differences in the weight of the golf club lead to differences in the rotational movement of the shoulders and arms near the impact.
第5モードでは、トップ及びインパクトにおいてP値<0.05となっており、ゴルフクラブ毎の姿勢の違いが確認できる。一方、アドレス、バック9時、ダウン9時及びフォロー3時ではP値>0.05となっており、姿勢に違いは見られない。表1の結果によると、第5モードの挙動は、フォロースイングにおける腕の伸展動作である。そのため、トップ及びインパクトの挙動については、第4モード同様、統計的に差は見られるものの、目視では差を確認できないと考えられる。以上まとめると、ゴルフクラブの重量が変化しても、第5モードが示す挙動については変化しないと考えられる。 In the fifth mode, P value <0.05 at the top and impact, and a difference in posture for each golf club can be confirmed. On the other hand, the P value> 0.05 at the address, back 9 o'clock, down 9 o'clock, and follow 3 o'clock, and there is no difference in posture. According to the results in Table 1, the behavior in the fifth mode is an arm extension operation in the follow swing. Therefore, with regard to the behavior of the top and the impact, although there is a statistical difference as in the fourth mode, it is considered that the difference can not be visually confirmed. In summary, it is considered that the behavior exhibited by the fifth mode does not change even when the weight of the golf club changes.
ゴルファーA及びBの結果をまとめると、両ゴルファーともに、第2モードに対応する肩の回転動作がスイング全体で変化し、第3モードに対応する肩及び脚の平行移動及び回転運動がインパクトからフォロースイングで変化していることが分かった。 To summarize the results of golfers A and B, both golfers change the rotational motion of the shoulder corresponding to the second mode throughout the swing, and the shoulder and leg translation and rotational motion corresponding to the third mode follow from the impact. It turns out that it is changing with the swing.
以上に説明したとおり、上述した三元配置分散分析の結果からは、ゴルフクラブが各ゴルファーのゴルフスイングに与える影響を知ることができる。また、複数のゴルファーの結果を照らし合わせることにより、ゴルフクラブ自体の特性をより正確に知ることができる。よって、以上の方法によれば、シャフトの硬さ、ヘッドの重量及び重心位置、ゴルフクラブの長さ等のスペックの異なるゴルフクラブを、同じ又は異なるゴルファーに試打させることにより、ゴルフクラブのスペックの特性を知ることができる。このような情報は、ゴルフクラブの開発の場面や、ゴルフクラブのフィッティングの場面等で好ましく利用することができる。 As described above, the influence of the golf club on the golf swing of each golfer can be known from the result of the above-described three-way ANOVA. Further, by comparing the results of a plurality of golfers, it is possible to know the characteristics of the golf club itself more accurately. Therefore, according to the above method, golf clubs having different specifications such as shaft hardness, head weight and center of gravity, and length of the golf club are made to be tested by the same or different golfers. You can know the characteristics. Such information can be used preferably in scenes of golf club development, golf club fitting, and the like.
以上説明したような、モード展開の結果に基づくスイングの解析の一部又は全部は、ユーザが行うこともできるし、自動化することもできる。例えば、以上の判断基準に沿ったアルゴリズムをソフトウェアにより実装することにより、仮想的に制御部14を、モード展開の結果に基づくスイングの解析を実行する解析部14dとして動作させることができる。 As described above, part or all of the analysis of the swing based on the result of the mode expansion can be performed by the user or can be automated. For example, by implementing an algorithm in accordance with the above determination criteria by software, the control unit 14 can be virtually operated as an analysis unit 14d that performs a swing analysis based on the result of mode expansion.
<4.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
<4. Modified example>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the meaning. For example, the following modifications are possible. Moreover, the gist of the following modifications can be combined as appropriate.
<4−1>
上述した計測機器2の構成は例示であり、例えば、計測機器2は、慣性センサ、距離画像センサ等であってもよいし、慣性センサ、距離画像センサ及びモーションキャプチャシステムからなる群から選択される2つ以上の機器を任意に組み合わせたものであってもよい。
<4-1>
The configuration of the measuring device 2 described above is an example, and the measuring device 2 may be, for example, an inertial sensor, a distance image sensor, or the like, and is selected from the group consisting of an inertial sensor, a distance image sensor, and a motion capture system Two or more devices may be arbitrarily combined.
<4−2>
上記実施形態では、ゴルフスイングが解析されたが、ゴルフクラブ以外の打具、例えば、テニスラケットやベースボールバッド等のスイングを解析の対象とすることもできる。
<4-2>
In the above embodiment, the golf swing is analyzed. However, swinging tools other than the golf club, for example, a swing of a tennis racket or a baseball pad may be an analysis target.
<4−3>
上記実施形態では、疑似拡張データが特異値分解されたが、フーリエ解析によりモード展開を行い、各モードに対応する特徴的な挙動を抽出してもよい。
<4-3>
In the above embodiment, the pseudo-extended data is singular value decomposed, but mode expansion may be performed by Fourier analysis to extract characteristic behavior corresponding to each mode.
<4−4>
上記実施形態では、基準挙動は、アドレス時の挙動とされた。しかしながら、基準挙動は、他の時刻の挙動、例えば、インパクト又はトップの挙動とすることもできる。例えば、トップ時の挙動を基準挙動とする場合には、図17に示すように疑似拡張データを作成することができ、インパクト時の挙動を基準挙動とする場合には、図18に示すように疑似拡張データを作成することができる。
<4-4>
In the above embodiment, the reference behavior is the behavior at the time of addressing. However, the reference behavior can also be other time behavior, for example impact or top behavior. For example, when the behavior at the top is used as a reference behavior, pseudo-expanded data can be created as shown in FIG. 17, and when the behavior at impact is used as a reference behavior, as shown in FIG. Pseudo extension data can be created.
<4−5>
上記実施形態では、モード展開の対象となる時系列挙動データは、観測点の位置のデータとされたが、観測点の速度、加速度、角速度、角加速度、力又はトルク等のデータであってもよいし、これらと位置とからなる群から選択される2以上のデータを組み合わせたものであってもよい。
<4-5>
In the above embodiment, the time-series behavior data to be subjected to the mode expansion is the data of the position of the observation point, but even the data of the observation point speed, acceleration, angular velocity, angular acceleration, force, torque, etc. It may be a combination of two or more data selected from the group consisting of these and position.
1 スイング解析装置(コンピュータ)
100 スイング解析システム
14a データ取得部
14b モード展開部
14c 画面作成部
14d 解析部
2 計測装置
6 スイング解析プログラム
7 ゴルファー
1 Swing analysis system (computer)
100 swing analysis system 14a data acquisition unit 14b mode development unit 14c screen creation unit 14d analysis unit 2 measuring device 6 swing analysis program 7 golfer
Claims (11)
前記時系列挙動データの時間平均が基準挙動に近付くように、前記時系列挙動データを疑似的に拡張した疑似拡張データを作成し、前記疑似拡張データを特異値分解することにより、前記挙動に含まれる各モードに対応する特徴的な挙動を抽出するモード展開部と
を備える、
スイング解析装置。 A data acquisition unit for acquiring time-series behavior data representing the behavior of the player's body in time series when the player swings the hitting tool;
Included in the behavior by creating pseudo-extended data that pseudo-expands the time-series behavior data so that the time average of the time- series behavior data approaches the reference behavior, and singular value decomposition of the pseudo-extended data And a mode expansion unit for extracting characteristic behavior corresponding to each of the
Swing analysis device.
請求項1に記載のスイング解析装置。 The mode expansion unit creates additional data based on the time-series behavior data, and combines the additional data with the time-series behavior data to create the pseudo-extended data.
The swing analysis device according to claim 1 .
請求項2に記載のスイング解析装置。 The mode expansion unit creates the additional data by inverting at least a part of the data included in the time series behavior data.
The swing analysis apparatus according to claim 2 .
請求項2又は3に記載のスイング解析装置。 The mode expansion unit combines the additional data with the time-series behavior data so that both are continuous.
The swing analysis apparatus according to claim 2 or 3 .
前記基準挙動は、アドレス、インパクト及びトップのいずれかの挙動である、
請求項1から4のいずれかに記載のスイング解析装置。 The hitting tool is a golf club,
The reference behavior is any one of an address, an impact and a top behavior.
The swing analysis apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1から5のいずれかに記載のスイング解析装置。 The mode expansion unit decomposes the difference between the pseudo extended data and the time average of the pseudo extended data by singular value decomposition,
The swing analysis apparatus according to any one of claims 1 to 5 .
をさらに備える、
請求項1から6のいずれかに記載のスイング解析装置。 The system further includes an analysis unit that analyzes a swing based on the result of the mode expansion.
The swing analysis apparatus according to any one of claims 1 to 6 .
請求項1から7のいずれかに記載のスイング解析装置。 The time series behavior data includes at least the position of one observation point, speed, acceleration, angular velocity, angular acceleration, one of the data of the force and torque in the body of the player,
The swing analysis apparatus according to any one of claims 1 to 7 .
をさらに備える、
請求項1から8のいずれかに記載のスイング解析装置。 It further comprises a screen creation unit that creates a screen that displays the characteristic behavior.
The swing analysis apparatus according to any one of claims 1 to 8 .
前記時系列挙動データの時間平均が基準挙動に近付くように、前記時系列挙動データを疑似的に拡張した疑似拡張データを作成し、前記疑似拡張データを特異値分解することにより、前記挙動に含まれる各モードに対応する特徴的な挙動を抽出するステップと
を含む、
スイング解析方法。 Obtaining time-series behavior data representing a time-series behavior of the player's body when the player swings the hitting tool;
Included in the behavior by creating pseudo-extended data that pseudo-expands the time-series behavior data so that the time average of the time- series behavior data approaches the reference behavior, and singular value decomposition of the pseudo-extended data extracting a characteristic behavior for each mode
Including,
Swing analysis method.
前記時系列挙動データの時間平均が基準挙動に近付くように、前記時系列挙動データを疑似的に拡張した疑似拡張データを作成し、前記疑似拡張データを特異値分解することにより、前記挙動に含まれる各モードに対応する特徴的な挙動を抽出するステップと
をコンピュータに実行させる、
スイング解析プログラム。
Obtaining time-series behavior data representing a time-series behavior of the player's body when the player swings the hitting tool;
Included in the behavior by creating pseudo-extended data that pseudo-expands the time-series behavior data so that the time average of the time- series behavior data approaches the reference behavior, and singular value decomposition of the pseudo-extended data Causing the computer to execute a step of extracting characteristic behavior corresponding to each of the
Swing analysis program.
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