JP7420377B2 - テニス技術上達支援データベースの作成方法、および、テニス技術上達支援システム - Google Patents

Description

本発明は、テニス技術の上達支援技術に関するものである。

従来、テニスの技術向上のためには、テニススクールに通う、個人でレッスンを受ける、または、雑誌で勉強するのが一般的である。テニスのサービスについても同様である。

雑誌について、ボールの概略の軌道が図化され、そのような軌道を描くボールをどう打つかについて動作の連続写真を掲載している（非特許文献１）。

ボールの軌道の数値化については、ゴルフの弾道計算結果を図化する装置が提案されている（特許文献１）。

特開平３－１２１７９号公報

「スマッシュ」 Ｎｏ．５４８ 発行所（株）日本スポーツ企画出版社 ２０１８年１２月２１日発行 、ｐ．３４

以前に比べて、技術が向上したか否かを知るために以前の実力を数値で把握すればどのくらい向上したのかを正確に把握できるが、数値化されていなければ困難である。

また、テニスプレイヤーは、遅くてよく曲がるボールを打ちたいのか、速くて少し曲がるボールを打ちたいのか、どのように軌道が変化するボールを打ちたいのかといった、希望は様々であり、自分が打ちたい軌道を描くボールがどのような動作で打たれたのかを参考にするのが上達のためには有効である。しかし、どのような軌道のボールを打ちたいのかを特定するためには、打ちたいボールの軌道が数値化されていなければ困難である。

しかし、例えば非特許文献１に記載のように多くのテニス雑誌は、ボールの概略の軌道が図化されているだけで、数値的な特徴は記載されていない。

また、例えば特許文献１に記載のようにボールの軌道を図化する装置はあっても、ボールの軌道を数値化することはなされていない。

さらには、テニスについて、相手が打ったサービスを打ち返す場合に、ラケットにボールが当たる以前から返球動作を開始しないと振り遅れることになる。この返球動作は、相手のボールの軌道を予測して行われるために、ボールの速さや向きの変化があるとそのボールを打つ者にとって返球しにくいため、ボールの速さや向きの変化が重要である。このボールの速さや向きの変化は、ボールが地面に落下する前後で生じる。

したがって、特に、ボールが地面に落下する前後での変化を数値化することが重要であるが、従来技術ではこれがなされていなかった。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、テニスプレイヤーが目指すボールの軌道のサービスが打てるようになることを支援するテニスの上達支援技術を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するために本発明は、テニスのサービスのボールの地面への落下前後のボールの速さと向きの変化を数値化し、その数値をそのボールが打たれた時のサービスの動作の映像ファイルと紐つけしたデータベースを構築することで、数値で目指すボールの軌道を検索可能とし、それと紐付いた動作の映像ファイルを参照できるようにし、また、過去の数値と比較検討し上達具合を把握できるようにしたものである。

本発明のテニス技術上達支援データベースは、テニスプレイヤーがサービス動作にてボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作データと、前記ボールの軌道データと、日付と、前記テニスプレイヤーのプレイヤー認識子と、が紐つけられたテニス技術上達支援データベースであって、前記動作データは、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作を撮影した映像ファイルであり、前記ボールの軌道データは、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときにおいて、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間内における前記ボールの速度ベクトル、前記ボールの相手コートへの落下後所定時間内における前記ボールの速度ベクトル、および、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの変化量の少なくとも一つを含み、前記ボールの速度ベクトルは、速度ベクトルの大きさと向き、または、速度ベクトルの各方向成分に分解した大きさであり、前記ボールの速度ベクトルの大きさの変化量は、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量、または、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの各方向成分に分解した大きさの変化量であり、前記日付は、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作を記録した日付である、ことを特徴とする、テニス技術上達支援データベースである。

本発明のテニス技術上達支援データベースの作成方法は、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作をカメラで撮影して映像ファイルとして記録するステップと、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記ボールの軌道を複数のカメラで撮影するステップと、前記複数のカメラにより撮影された前記ボールの軌道の映像から、前記ボールの相手コートへの落下前の複数の画像フレームを抽出して、前記落下前の複数の画像フレーム各々における前記ボール位置と、前記落下前の複数の画像フレーム各々の撮影時刻とから、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間内における前記ボールの速度ベクトルを算出するステップと、前記複数のカメラにより撮影された前記ボールの軌道の映像から、前記ボールの相手コートへの落下後の複数の画像フレームを抽出して、前記落下後の複数の画像フレーム各々における前記ボール位置と、前記落下後の複数の画像フレーム各々の撮影時刻とから、前記ボールの相手コートへの落下後所定時間内における前記ボールの速度ベクトルを算出するステップと前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作の映像ファイルを、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間内における前記ボールの速度ベクトル、および、前記ボールの相手コートへの落下後所定時間内における前記ボールの速度ベクトルの少なくとも一方と紐付けるステップと、を有することを特徴とするテニス技術上達支援データベースの作成方法である。

本発明のテニス技術上達支援システムは、前記テニス技術上達支援データベースと、利用者の閲覧要求に応じて前記テニス技術上達支援データベースにアクセスして、前記テニス技術上達支援データベースを構成する項目を表示する情報検索端末と、提供者の登録要求に応じて前記テニス技術上達支援データベースにアクセスして、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作の映像ファイルを、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間内における前記ボールの速度ベクトル、および、前記ボールの相手コートへの落下後所定時間内における前記ボールの速度ベクトルの少なくとも一方と紐付けて登録する保守端末と、を有することを特徴とするテニス技術上達支援システムである。

本発明によって、テニスプレイヤーにとって自分のサービスの現状、つまり、テニスボールの相手コートの地面に落下する前後のボールの速度ベクトルの変化を数値的に知ることができるため、進歩を定量的に把握できる。また、自分が、目指すサービス、つまり、テニスボールの相手コートの地面に落下する前後のボールの速度ベクトルが概ねこのような数値のサービスを打ちたいと思った際に、どのようにそのサービスが打たれているのかの動作の映像を見ることで、上達の参考にすることができる。

本発明の第１実施形態に係るテニス技術上達支援システムの構成を示す図 図１に示すテニス技術上達支援データベース１の構成の一例を示す図 図１に示すテニス技術上達支援データベース１の作成方法の一例を示すフローチャート テニスのサービスを打つ時の動作の映像の記録、および、ボールの軌道の映像の記録の一例を示す図 テニス技術上達支援データベース１の作成方法に用いるカメラの位置を説明する図 ボールの地面への落下前後の速度ベクトルの変化を説明する図 ボールの地面への落下前後の図６とは別の方向からの速度ベクトルの変化を説明する図 ボールの地面への落下前後の速度ベクトルの変化を図６とは別に説明する図 ボールの地面への落下前後の図８とは別の方向からの速度ベクトルの変化を説明する図 ボールがちょうど地面へ落下した時の映像が記録されていない場合について速度ベクトルの変化を説明する図 テニス技術上達支援データベース１の項目の数値から絞り込む一例を示す図

[第１実施形態]
まず、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るテニス技術上達支援システムの構成を示す図であり、テニス技術上達支援システム利用者が情報検索端末３からＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク)２上のサーバー４にアクセスし、テニス技術上達支援データベース１を閲覧する構成、および、テニス技術上達支援システム提供者が保守端末５からＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク)２上のサーバー４にアクセスし、テニス技術上達支援データベース１を登録する構成を示している。

前記テニス技術上達支援データベース１の構成について、適用例を示す図２を用いて説明する。

図２は、テニス技術上達支援データベース１の構成の一例を示す図であり、日付５０１、ユーザーＩＤ５０2、落下直前のボール横方向速さ１０１、落下直前のボール前後方向速さ１０２、落下直前のボール高さ方向速さ１０３、落下直後のボール横方向速さ１０４、落下直後のボール前後方向速さ１０５、落下直後のボール高さ方向速さ１０６、落下直前のボール水平方向角度１０８、落下直前のボール鉛直方向角度１１０、落下直後のボール水平方向角度１１２、落下直後のボール鉛直方向角度１１４、横方向ボール落下前後の速さ変化率１１５、前後方向ボール落下前後の速さ変化率１１６、高さ方向ボール落下前後の速さ変化率１１７、水平方向ボール落下前後の角度変化率１２０、鉛直方向ボール落下前後の角度変化率１２１、ボール軌道の水平方向変化図１２２、ボール軌道の鉛直方向変化図１２３、サービスを打つ際の動作を後方から撮影した映像５１１、サービスを打つ際の動作を後方から撮影した映像５１２、相手コートでのテニスボールの軌跡を後方から撮影した映像５１３、相手コートでのテニスボールの軌跡を側面から撮影した映像５１４の項目からなる。

日付５０１は、プレイヤーのテニスのサーブの動作およびテニスボールの軌道の映像を記録した日である。

ユーザーＩＤ５０２は、プレイヤーを特定するための識別記号である。ユーザー登録した順に番号付けしたものを使用する。

落下直前のボール横方向速さ１０１は、相手コートへの落下直前のボールの速度ベクトルのテニスコートの幅方向の成分の大きさである。

落下直前のボール前後方向速さ１０２は、相手コートへの落下直前のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向の成分の大きさである。

落下直前のボール高さ方向速さ１０３は、相手コートへの落下直前のボールの速度ベクトルの高さ方向の成分の大きさである。

落下直後のボール横方向速さ１０４は、相手コートへの落下直後のボールの速度ベクトルのテニスコートの幅方向の成分の大きさである。

落下直後のボール前後方向速さ１０５は、相手コートへの落下直後のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向の成分の大きさである。

落下直後のボール高さ方向速さ１０６は、相手コートへの落下直後のボールの速度ベクトルの高さ方向の成分の大きさである。

落下直前のボール水平方向角度１０８は、相手コートへの落下直前のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向成分とテニスコートの幅方向成分との合成ベクトルと、テニスコートの長さ方向とのなす角度である。

落下直前のボール鉛直方向角度１１０は、相手コートへの落下直前のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向成分と高さ方向成分との合成ベクトルと、テニスコートの長さ方向とのなす角度である。

落下直後のボール水平方向角度１１２は、相手コートへの落下直後のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向成分とテニスコートの幅方向成分との合成ベクトルと、テニスコートの長さ方向とのなす角度である。

落下直後のボール鉛直方向角度１１４は、相手コートへの落下直後のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向成分と高さ方向成分との合成ベクトルと、テニスコートの長さ方向とのなす角度である。

横方向ボール落下前後の速さ変化率１１５は、落下直後の横方向ボール速さ１０４を落下直前の横方向ボール速さ１０１で除した値である。

前後方向ボール落下前後の速さ変化率１１６は、落下直後の前後方向ボール速さ１０５を落下直前の前後方向ボール速さ１０２で除した値である。

高さ方向ボール落下前後の速さ変化率１１７は、落下直後の高さ方向ボール速さ１０６を落下直前の高さ方向ボール速さ１０３で除した値である。

水平方向ボール落下前後の角度変化率１２０は、落下直後のボール水平方向角度１１２を落下直前のボール水平方向角度１０８で除した値である。

鉛直方向ボール落下前後の角度変化率１２１は、落下直後のボール鉛直方向角度１１４を落下直前のボール鉛直方向角度１１０で除した値である。

ボール軌道の水平方向変化図１２２は、天から地面を見るようにテニスコートを見た場合に、相手コートへの落下直前および直後のボールの速度ベクトルを図化したものである。

ボール軌道の鉛直方向変化図１２３は、地面と平行にテニスコートの幅方向からの視点で、相手コートへの落下直前および直後のボールの速度ベクトルを図化したものである。

サービスを打つ際の動作を後方から撮影した映像５１１は、プレイヤーのテニスのサーブの動作を後方からカメラで記録した映像である。

サービスを打つ際の側面から記録した映像５１２は、プレイヤーのテニスのサーブの動作を側面からカメラで記録した映像である。

相手コートでのテニスボールの軌跡を後方から撮影した映像５１３は、プレイヤーが打った移動するボールの映像を相手コートの後方からカメラで記録した映像である。

相手コートでのテニスボールの軌跡を側面から撮影した映像５１４は、プレイヤーが打った移動するボールの映像を相手コートの側面からカメラで記録した映像である。

図２の本実施例のテニス技術上達支援データベース１の項目には記載していないが、落下直前のボール水平方向速さ１０７、落下直前のボール鉛直方向速さ１０９、落下直後のボール水平方向速さ１１１、落下直後のボール鉛直方向速さ１１３、水平方向ボール落下前後の速さ変化率１１８、鉛直方向ボール落下前後の速さ変化率１１９についてもテニス技術上達支援データベース１の項目に含めて良い。逆に、他の一部の項目を省いても良い。

落下直前のボール水平方向速さ１０７は、相手コートへの落下直前のボールの速度ベクトルのテニスコートの幅方向の成分と、テニスコートの長さ方向の成分との合成ベクトルの大きさである。

落下直前のボール鉛直方向速さ１０９は、相手コートへの落下直前のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向の成分と、高さ方向の成分との合成ベクトルの大きさである。

落下直後のボール水平方向速さ１１１は、相手コートへの落下直後のボールの速度ベクトルのテニスコートの幅方向の成分と、テニスコートの長さ方向の成分との合成ベクトルの大きさである。

落下直後のボール鉛直方向速さ１１３は、相手コートへの落下直後のボールの速度ベクトルのテニスコートの長さ方向の成分と、高さ方向の成分との合成ベクトルの大きさである。

水平方向ボール落下前後の速さ変化率１１８は、落下直後のボール水平方向速さ１１１を落下直前のボール水平方向速さ１０７で除した値である。

鉛直方向ボール落下前後の速さ変化率１１９は、落下直後のボール鉛直方向速さ１１３を落下直前のボール鉛直方向速さ１０９で除した値である。

前記テニス技術上達支援データベース１の作成方法について、図３を用いて説明する。

前記テニス技術上達支援データベース１の作成方法は、テニスのプレイヤーが、サービスを打った際の動作をカメラにより撮影し、映像ファイルとして記録するステップＳ１と、前記プレイヤーが、サービスによって打たれたボールの軌道を複数のカメラにより撮影するステップＳ２と、前記撮影された映像から、ボールが相手コートの地面に落下する前の複数の画像フレームを抽出し、前記画像フレームから、ボールの位置を算出し、前記算出したボールの位置と、前記複数の画像フレームの記録された時刻とから、落下前のボールの速度ベクトルを算出し、前記撮影された映像から、ボールが相手コートの地面に落下した後の複数の画像フレームを抽出し、前記画像フレームから、ボールの位置を算出し、前記算出したボールの位置と、前記複数の画像フレームの記録された時刻とから、落下直後のボールの速度ベクトルを算出するステップＳ３と、前記サービスを打った際の動作の映像ファイルとボールの速度ベクトルとを紐つけて、テニス技術上達支援データベース１に追加し、蓄積するステップＳ４からなる。

次に、テニスのサービスを打つ時の動作の映像の記録（図３のステップＳ１）、および、テニスボールの軌道の撮影（図３のステップＳ２）の一例を図４を用いて説明する。

図４は天から地面を見るように描いており、テニスコートの幅方向を横方向５２とし、テニスコートの長さ方向を前後方向５１として図中に示した。

カメラ２１によってテニスププレイヤー９のサービスの動作の映像を後方から記録し、同時にカメラ２２によって前記サービスの動作の映像を側面から記録する（図３のステップＳ１）。

前記サービス動作にて打たれたボール１０はネット４０を超えて相手コート１１で１０ａ、１０b、１０c、１０d、１０ｅのように移動し、矢印１０fのような軌道を描き、地面へは１０cの状態で落下した。このテニスボール１０の軌道の映像は、後方から記録するカメラ３１、また、同時に側面から記録するカメラ３２によって撮影される（図３のステップＳ２）。

ここで、カメラ２１によってテニスプレイヤー９の後方から記録されたファイルを映像５１１、カメラ２２によって側面から記録されたファイルを映像５１２、カメラ３１によってテニスボール１０の軌道の後方から記録されたファイルを映像５１３、カメラ３２によってテニスボール１０の軌道の側面から記録されたファイルを映像５１４とする。

サービスの動作を記録するカメラ２１およびカメラ２２は、テニスプレイヤー９の手首の動きを把握するためには、１秒間に９６０枚の画像フレームが記録できるように、記録間隔のフレームレートは９６０ｆｐｓ（フレーム／秒）以上の性能の高速カメラが最適である。

カメラ２１、カメラ２２はテニスプレイヤー９の全身の映像を撮影できるように配置した。

テニスボールの軌道を記録するカメラ３１およびカメラ３２は１秒間に６０枚の画像フレームが記録できるように記録間隔は６０ｆｐｓ（フレーム／秒）のカメラを用いた。

カメラ３1は、センターライン４１からダブルスサイドライン２４までが撮影できるように、また、カメラ３２も、ネット４０からベースライン２３までが撮影できるように広角の焦点距離１６ｍｍのカメラを用いた。

このように６０ｆｐｓ（フレーム／秒）のカメラを用いことで、一般プレイヤーのサービスの前後方向の速度として上級者で速いサービスの前後方向速さは２００ｋｍ／ｈで、撮影間隔１／６０秒ではボールの前後方向位置は０.９ｍ移動するが、ネット４０からベースライン２３までの距離は１１．８９ｍであり、サービスの落下前後少なくとも２枚づつの画像フレームは十分に余裕を持って記録される。

カメラ２１、カメラ２２、カメラ３１、カメラ３２のフレームレート、焦点距離の仕様は上記の例に限定されるものではない。

ここで、ボールの位置を算出するために、同時刻で撮影された映像を用いるために、カメラ３１およびカメラ３２は、同時刻に映像の撮影を開始し、同じフレームレートのカメラを用いた。同時刻に映像の撮影を開始しない場合や、同じフレームレートのカメラを用いない場合は、同時刻でのカメラ３１およびカメラ３２で撮影された映像を前後の撮影した映像から補間する処理が別途必要になるからである。２つのカメラで同時刻に映像の撮影を開始し、同じフレームレートのカメラを用いることで、この処理が不要となる。

ボールの軌道から、相手コートでボールが落下する前後のボールの速度ベクトルの算出（図３のステップＳ３）について以下に説明を行う。

図５はテニス技術上達支援データベース１の作成方法に用いるカメラ２１、カメラ２２、カメラ３１、カメラ３２の位置を説明する図である。

２つのカメラ３１とカメラ３２の撮像素子のテニスコートに対する位置を計測しておく。具体的には、カメラ３１について、センターライン４１からの横方向５２の距離、ベースライン２３からの前後方向５１の距離、地面からの高さ方向の距離を計測しておく。カメラ３２については、ダブルスサイドライン２４からの横方向５２の距離と、ネット４０からの前後方向５１の距離、地面からの高さ方向の距離を計測しておく。

このように２つのカメラの撮像素子の実際の位置がわかっていれば、同時刻に２つのカメラの映像から切り取った画像フレームにおけるボールが写っている画素の座標から、ボールの位置を一般的な測量の技術である写真測量法により算出することができる。具体的な計算方法の一例として、特開平６－３００５２６号公報ではＣＣＤカメラＡ、および、カメラＡから距離Ｌ1 離れた位置のＣＣＤカメラＢにより物体Ｐ（ｘ1，ｙ1，ｚ1 ）の位置や速度を算出ことが記載されている。

落下直前のボール横方向速さ１０１（Vx１）、落下直前のボール前後方向速さ１０２（Vy１）、落下直後のボール横方向速さ１０４（Vx２）、落下直後のボール前後方向速さ１０５（Vy２）について、図６を用いて説明する。

図６は天から地面を見るように描いており、横方向５２、前後方向５１を図中に示した。

ボール１０の軌跡については、フレームレートが６０fps（フレーム／秒）で記録しているので、１／６０秒に１枚の画像フレームを市販の映像編集ソフトウェアなどを用いて、コマ送りして画像フレームを切り出すことができる。

ボールがボールの位置１０bにある時に、２つのカメラ３１、カメラ３２で同時刻にボールが撮影された各々の画像フレームについて、ボールの各々の画像フレームにおける画素の座標より、上記の写真測量法によりボールの位置１０bを算出する。同様にボールの位置１０c、および、１０dを算出する。

ボール位置１０cが地面に落下した位置であり、ちょうど映像が記録されていたとする。その直前に記録されていた映像がボール位置１０bであり、直後に記録されていたボール位置が１０dとする。フレームレートが６０fps（フレーム／秒）のカメラ３１およびカメラ３２で撮影したため、地面に落下する１／６０秒前の映像が１０b、地面に落下した１／６０秒後の映像が１０dとなる。

従って、１０cと１０bのボールの横方向５２の距離を１／６０秒で除した数値が落下直前のボール横方向速さ１０１（Vx１）、１０cと１０bのボールの前後方向５１の距離を１／６０秒で除した数値が落下直前のボール前後方向速さ１０２（Vy１）となる。

同様に、１０cと１０dのボールの距離から、１０cと１０dのボールの横方向５２の距離を１／６０秒で除した数値が落下直後のボール横方向速さ１０４（Vx２）となり、１０cと１０dのボールの前後方向５１の距離を１／６０秒で除した数値が落下直後のボール前後方向速さ１０５（Vy２）となる。

落下直前のボール高さ方向速さ１０３、落下直後のボール高さ方向速さ１０６については図７を用いて説明する。

図７は地面と平行にテニスコートの幅方向からの視点で描いており、前後方向５１、高さ方向５３を図中に示した。

１０cと１０bのボールの高さ方向５３の距離を１／６０秒で除した数値が落下直前のボール高さ方向速さ１０３（Vh１）、１０cと１０dのボールの高さ５３の方向距離を１／６０秒で除した数値が落下直後のボール高さ方向速さ１０６（Vh２）となる。

落下直前のボール水平方向速さ（Vxy１）１０７、落下直前のボール水平方角度（θv１）１０８、落下直後のボール水平方向速さ（Vxy２）１１１、落下直後のボール水平方角度（θv２）１１２については図８を用いて説明する。

図８は天から地面を見るように描いており、横方向５２、前後方向５１を図中に示した。

落下直前のボール水平方向速さ（Vxy１）１０７は、落下直前のボール横方向５２の速さ１０１（Vx１）と落下直前のボール前後方向５１の速さ１０２（Vy１）の合成ベクトルの大きさであり、落下直前のボール水平方向角度（θv１）１０８は、この合成ベクトルと、前後方向５１とのなす角度である。

同様に、落下直後のボール水平方向速さ（Vxy２）１１１は、落下直後のボール横方向速さ１０４（Vx２）と落下直後のボール前後方向速さ１０５（Vy２）の合成ベクトルの大きさであり、落下直後のボール水平方向角度（θv２）１１２は、この合成ベクトルと、前後方向５１とのなす角度である。

落下直前のボール鉛直方向速さ（Vhy１）１０９、落下直前のボール鉛直方角度（θh１）１１０、落下直後のボール鉛直方向速さ（Vhy２）１１３、落下直後のボール鉛直方角度（θh２）１１４については図９を用いて説明する。

図９は地面と平行にテニスコートの幅方向からの視点で描いており、前後方向５１、高さ方向５３を図中に示した。

落下直前のボール鉛直方向速さ（Vhy１）１０９は、落下直前のボール前後方向速さ１０２（Vy１）と落下直前のボール高さ方向速さ１０３（Vh１）の合成ベクトルの大きさであり、落下直前のボール鉛直方向角度（θh１）１１０は、この合成ベクトルと、前後方向５１とのなす角度である。

同様に、落下直後のボール鉛直方向速さ（Vhy２）１１３は、落下直後のボール前後方向速さ１０５（Vy２）と落下直後のボール高さ方向速さ１０６（Vh２）の合成ベクトルの大きさであり、落下直後のボール鉛直方向角度（θh２）１１４は、この合成ベクトルと、前後方向５１とのなす角度である。

水平方向のボール軌道の変化図１２２は、図８に示すボールの軌道に、落下直前のボールの水平方向速さ（Vxy１）１０７、落下直前のボールの水平方角度（θv１）１０８、落下直後のボールの水平方向速さ（Vxy２）１１１、落下直後のボール水の平方角度（θv２）１１２の数値を入れて図化したものであり、ボール１０の水平方向の変化を視覚的に分かりやすく理解できる。図２に示すデータベース１において、ボール軌道水平方向変化図１２２の項目にはファイル名が記載され、このファイル名には対応する水平方向のボール軌道の変化図１２２へのリンクが貼られている。

鉛直方向のボール軌道の変化図１２３は、図９に示すボールの軌道に、落下直前のボール鉛直方向速さ（Vhy１）１０９、落下直前のボール鉛直方角度（θh１）１１０、落下直後のボール鉛直方向速さ（Vhy２）１１３、落下直後のボール鉛直方角度（θh２）１１４の数値を入れて図化したものであり、ボール１０の鉛直方向の変化を視覚的に分かりやすく理解できる。図２に示すデータベース１において、鉛直方向のボール軌道の変化図１２３の項目にはファイル名が記載され、このファイル名には対応する鉛直方向のボール軌道の変化図１２３へのリンクが貼られている。

上記の説明においては、ボール位置１０cが地面に落下した位置であり、ちょうど映像が記録されていたとしたが、ちょうど落下したボール１０cの映像が記録されていない場合における落下直前および落下直後の速度ベクトルの算出方法を図１０を用いて説明する。

落下時に一番近い時刻に記録されたボールの映像を１０ c’の場合、１０ c’が落下直前の場合、１０bと１０c’の位置から落下直前の速度ベクトルを算出し、１０dと１０ｅの位置から落下直後の速度ベクトルを算出する。また、１０ c’が落下直後の場合、１０ａと１０bの位置から落下直前の速度ベクトルを算出し、１０ c’と１０dの位置から落下直後の速度ベクトルを算出する。

厳密には落下直前、直後の速度ベクトではないが、落下前の１／６０秒間でのボール１０の速度ベクトルの変化、および、落下後の１／６０秒間での速度ベクトルの変化は小さいために、そのように算出した。

上記の説明においては、テニスプレイヤーがサービス動作にてボールを打球したときのボールの相手コートへの落下前後２枚づつの画像フレームを用いた実施例であるが、３枚以上の画像フレームより、ボールの位置と時刻から落下直前、および、直後の速度ベクトルを算出しても良い。

また、上記の説明においては、ボールの落下直前および直後の画像フレームを用いた実施例であるが、ボールの相手コートへの落下前とは、テニスプレイヤーがサービス動作にてボールを打球したときからボールの相手コートへ初めて落下したときまでの時間であり、ボールの相手コートへの落下後とは、ボールが相手コートへ初めて地面に落下したときから弾んで再度地面に落下するまでの時間であり、この時間内の複数の画像フレームを用いて、ボールの位置と時刻から落下前、および、落下後の速度ベクトルを算出しても良い。

以上に記載したように、テニス技術上達支援データベースの作成方法によって、ボールの速度ベクトルを構成するデータであるところの、速度ベクトルの大きさ、速度ベクトルの向き、および、速度ベクトルを各方向成分に分解した大きさが求められるとともに、速度ベクトルの変化量を構成するデータであるところの、速度ベクトルの大きさの変化量と、速度ベクトルの向きの変化量、および、速度ベクトルを各方向成分に分解した大きさの変化量が求められる。

速度ベクトルの大きさとは、落下直前のボール水平方向速さ１０７、落下直前のボール鉛直方向速さ１０９、落下直後のボール水平方向速さ１１１、および、落下直後のボール鉛直方向速さ１１３である。

速度ベクトルの向きとは、落下直前のボール水平方向角度１０８、落下直前のボール鉛直方向角度１１０、落下直後のボール水平方向角度１１２、および、落下直後のボール鉛直方向角度１１４である。

速度ベクトルを各方向成分に分解した大きさとは、落下直前のボール横方向速さ１０１、落下直前のボール前後方向速さ１０２、落下直前のボール高さ方向速さ１０３、落下直後のボール横方向速さ１０４、落下直後のボール前後方向速さ１０５、および、落下直後のボール高さ方向速さ１０６である。

速度ベクトルの大きさの変化量とは、水平方向ボール落下前後の速さ変化率１１８、および、鉛直方向ボール落下前後の速さ変化率１１９である。

速度ベクトルの向きの変化量とは、水平方向ボール落下前後の角度変化率１２０、および、鉛直方向ボール落下前後の角度変化率１２１である。

速度ベクトルを各方向成分に分解した大きさの変化量とは、横方向ボール落下前後の速さ変化率１１５、前後方向ボール落下前後の速さ変化率１１６、および、高さ方向ボール落下前後の速さ変化率１１７である。

テニス技術上達支援システムの提供者は、前記ＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク)２上の前記サーバー４にアクセスし、表計算アプリケーションを用いて、図３のステップＳ１で示したテニスプレイヤーがサービスを打った際の動作の映像と図３のステップＳ３で示したボールの速度ベクトルのデータとを紐付けることにより、図２に示すテニス技術上達支援データベース１が構築される。また、テニス技術上達支援システムの提供者は、新たにサービスの動作および速度ベクトルのデータを記録した場合には、テニス技術上達支援データベース１を更新してデータを蓄積していく（図３のステップＳ４）

テニス技術上達支援システムの利用者は、情報検索端末３からテニス技術上達支援データベース１へアクセスし、表計算アプリケーションの機能を利用し、自分が目指すサービスの動作の映像を閲覧することができる。

具体的には、テニス技術上達支援システムの利用者が、落下直後のボール横方向速さ１０４が２５ｋｍ／ｈ以上で、横方向ボール落下前後の角度変化率１２０が１．１以上のサービスを打ちたい場合、情報検索端末９からテニス技術上達支援データベース１へアクセスし、表計算アプリケーションの絞り込みの機能を利用し、落下直後のボール横方向速さ１０４が２５ｋｍ／ｈ以上で、水平方向ボール落下前後の角度変化率１２０が１．１以上のデータを図１１のように絞り込むことができ、絞り込まれたデータのサービスの動作の後方からの映像５１１または、側面からの映像５１２を閲覧することで、どのようにプレイヤー９が動作しているのかを参考にして学習することができる。

[第２実施形態]
第１実施形態では、テニス技術上達支援システムの利用者が自分が目指すサービスの動作の映像を閲覧するために、テニス技術上達支援データベース１へアクセスして、利用していたが、第２実施形態では、テニス技術上達支援システムの利用者が自分の上達具合を測るために、テニス技術上達支援データベース１へアクセスして利用する。

具体的には、テニス技術上達支援システムの利用者は、水平方向ボール落下前後の角度変化率１２０の大きなサービスを打とうと思ってある期間練習した際、練習期間初期の水平方向ボール落下前後の角度変化率１２０の数値と、練習期間終盤の水平方向ボール落下前後の角度変化率１２０の数値を比較することで、その上達具合を具体的に把握でき、練習が成果につながるものであったのかという点で、練習を見直すきっかけに利用することができる。

前記適用例では、好適な実施形態として映像としているが、連続する複数の静止画でも良く、他にも同様に本願で示した技術的思想の範囲で変更することは可能である。

１ テニス技術上達支援データベース
２ ＷＡＮ（ワイド・エリア・ネトワーク）
３ 情報検索端末
４ サーバー
５ 保守端末
９ プレイヤー
１０ テニスボール
１０ａ、１０b、１０c、１０c’、１０d。１０ｅ ボール位置
１０f ボールの軌跡
１１ 相手コート
２１ プレイヤーの動作の映像を後方から記録するカメラ
２２ プレイヤーの動作の映像を側面から記録するカメラ
２３ ベースライン
２４ ダブルスサイドライン
３１ テニスボールの軌道の映像を後方から記録するカメラ
３２ テニスボールの軌道の映像を側面から記録するカメラ
４０ ネット
４１ センターライン
５１ 前後方向
５２ 横方向
５３ 高さ方向
１０１ 落下直前のボール横方向速さ
１０２ 落下直前のボール前後方向速さ
１０３ 落下直前のボール高さ方向速さ
１０４ 落下直後のボール横方向速さ
１０５ 落下直後のボール前後方向速さ
１０６ 落下直後のボール高さ方向速さ
１０７ 落下直前のボール水平方向速さ
１０８ 落下直前のボール水平方向角度
１０９ 落下直前のボール鉛直方向速さ
１１０ 落下直前のボール鉛直方向角度
１１１ 落下直後のボール水平方向速さ
１１２ 落下直後のボール水平方向角度
１１３ 落下直後のボール鉛直方向速さ
１１４ 落下直後のボール鉛直方向角度
１１５ 横方向ボール落下前後の速さ変化率
１１６ 前後方向ボール落下前後の速さ変化率
１１７ 高さ方向ボール落下前後の速さ変化率
１１８ 水平方向ボール落下前後の速さ変化率
１１９ 鉛直方向ボール落下前後の速さ変化率
１２０ 水平方向ボール落下前後の角度変化率
１２１ 鉛直方向ボール落下前後の角度変化率
１２２ 水平方向のボール軌道の変化図
１２３ 鉛直方向のボール軌道の変化図
５０１ 日付
５０２ ユーザーＩＤ
５１１ サービスを打つ際の動作を後方から撮影した映像
５１２ サービスを打つ際の動作を側面から撮影した映像
５１３ 相手コートでのテニスボールの軌跡を後方から撮影した映像
５１４ 相手コートでのテニスボールの軌跡を側面から撮影した映像
Ｓ１ プレイヤーの動作の映像を記録するステップ
Ｓ２ テニスボールの軌道の映像を撮影するステップ
Ｓ３ テニスボールの速度ベクトルを算出するステップ
Ｓ４ デニスのサービス動作の映像とボールの速度ベクトルとを紐付け、蓄積するステップ

Claims (4)

1. テニスプレイヤーがサービス動作にてボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作データと、前記ボールの軌道データと、日付と、前記テニスプレイヤーのプレイヤー認識子と、が紐つけられたテニス技術上達支援データベースの作成方法であって、
   前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニス プレイヤーの動作をカメラで撮影して映像ファイルとして記録するステップと、
   前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記ボールの軌道を複数のカメラで撮影するステップと、
   前記複数のカメラにより撮影された前記ボールの軌道の映像から、前記ボールの相手コートへの落下前の複数の画像フレームを抽出して、前記落下前の複数の画像フレーム各々における前記ボールの位置と、前記落下前の複数の画像フレーム各々の撮影時刻とから、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間内における前記ボールの速度ベクトルを算出するステップと、
   前記複数のカメラにより撮影された前記ボールの軌道の映像から、前記ボールの相手コートへの落下後の複数の画像フレームを抽出して、前記落下後の複数の画像フレーム各々における前記ボールの位置と、前記落下後の複数の画像フレーム各々の撮影時刻とから、前記ボールの相手コートへの落下後所定時間内における前記ボールの速度ベクトルを算出するステップと、
   前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量、および 、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの各方向成分に分解した大きさの変化量の少なくとも一方を算出するステップと、
   前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作の映像ファイルを、前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量、および、前記ボールの速度ベクトルの各方向成分に分解した大きさの変化量の少なくとも一方と紐付けるステップと、
   を有することを特徴とするテニス技術上達支援データベースの作成方法。
2. テニスプレイヤーがサービス動作にてボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作データと、前記ボールの軌道データと、日付と、前記テニスプレイヤーのプレイヤー認識子と、が紐つけられたテニス技術上達支援データベースの作成方法であって、
   前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニス プレイヤーの動作をカメラで撮影して映像ファイルとして記録するステップと、
   前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記ボールの軌道を複数のカメラで撮影するステップと、
   前記複数のカメラにより撮影された前記ボールの軌道の映像から、前記ボールの相手コートへの落下前の複数の画像フレームを抽出して、前記落下前の複数の画像フレーム各々における前記ボールの位置と、前記落下前の複数の画像フレーム各々の撮影時刻とから、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間内における前記ボールの速度ベクトルを算出するステップと、
   前記複数のカメラにより撮影された前記ボールの軌道の映像から、前記ボールの相手コートへの落下後の複数の画像フレームを抽出して、前記落下後の複数の画像フレーム各々における前記ボールの位置と、前記落下後の複数の画像フレーム各々の撮影時刻とから、前記ボールの相手コートへの落下後所定時間内における前記ボールの速度ベクトルを算出するステップと、
   前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量を算出するステップと、
   前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作の映像ファイルを、前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量と紐付けるステップと、
   を有し、
   前記ボールの速度ベクトルの大きさの変化量は、水平方向ボール落下前後の速さ変化率、および、鉛直方向ボール落下前後の速さ変化率であり、
   前記ボールの速度ベクトルの向きの変化量は、水平方向ボール落下前後の角度変化率、および、鉛直方向ボール落下前後の角度変化率である、
   ことを特徴とするテニス技術上達支援データベースの作成方法。
3. テニス技術上達支援データベースと、情報検索端末と、保守端末と、からなるテニス技術上達支援システムであって、
   前記テニス技術上達支援データベースは、テニスプレイヤーがサービス動作にてボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作データと、前記ボールの軌道データと、日付と、前記テニスプレイヤーのプレイヤー認識子と、が紐つけられたデータベースであり、
   前記動作データは、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作を撮影した映像ファイルであり、
   前記ボールの軌道データは、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときにおいて、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの変化量を含み、
   前記ボールの速度ベクトルの変化量は、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量、または 、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの各方向成分に分解した大きさの変化量であり、
   前記日付は、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したとき の前記テニスプレイヤーの動作を記録した日付であり、
   前記情報検索端末は、利用者の閲覧要求に応じて前記テニス技術上達支援データベースにアクセスして、前記 テニス技術上達支援データベースを構成する項目を表示し、
   前記保守端末は、提供者の登録要求に応じて前記テニス技術上達支援データベースにアクセスして、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作の映像ファイルを、前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量、および、前記ボールの速度ベクトルの各方向成分に分解した大きさの変化量の少なくとも一方と紐付けて登録する、
   ことを特徴とするテニス技術上達支援システム。
4. テニス技術上達支援データベースと、情報検索端末と、保守端末と、からなるテニス技術上達支援システムであって、
   前記テニス技術上達支援データベースは、テニスプレイヤーがサービス動作にてボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作データと、前記ボールの軌道データと、日付と、前記テニスプレイヤーのプレイヤー認識子と、が紐つけられたデータベースであり、
   前記動作データは、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作を撮影した映像ファイルであり、
   前記ボールの軌道データは、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときにおいて、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの変化量を含み、
   前記ボールの速度ベクトルの変化量は、前記ボールの相手コートへの落下前所定時間および落下後所定時間における前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量であり、
   前記ボールの速度ベクトルの大きさの変化量は、水平方向ボール落下前後の速さ変化率、および、鉛直方向ボール落下前後の速さ変化率であり、
   前記ボールの速度ベクトルの向きの変化量は、水平方向ボール落下前後の角度変化率、および、鉛直方向ボール落下前後の角度変化率であり、
   前記日付は、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したとき の前記テニスプレイヤーの動作を記録した日付であり、
   前記情報検索端末は、利用者の閲覧要求に応じて前記テニス技術上達支援データベースにアクセスして、前記 テニス技術上達支援データベースを構成する項目を表示し、
   前記保守端末は、提供者の登録要求に応じて前記テニス技術上達支援データベースにアクセスして、前記テニスプレイヤーが前記サービス動作にて前記ボールを打球したときの前記テニスプレイヤーの動作の映像ファイルを、前記ボールの速度ベクトルの大きさと向きの変化量と紐付けて登録することを可能とした、
   ことを特徴とするテニス技術上達支援システム。
   

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