JPH0555156B2 - - Google Patents
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- JPH0555156B2 JPH0555156B2 JP1262963A JP26296389A JPH0555156B2 JP H0555156 B2 JPH0555156 B2 JP H0555156B2 JP 1262963 A JP1262963 A JP 1262963A JP 26296389 A JP26296389 A JP 26296389A JP H0555156 B2 JPH0555156 B2 JP H0555156B2
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Classifications
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- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
-
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- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
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- A63B2220/40—Acceleration
-
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- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
- A63B69/36—Training appliances or apparatus for special sports for golf
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Golf Clubs (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
グ道具を備えたスイング分析装置に関する。
カメラ等が使用されている。また、ビデオカメラ
に収めた映像から、スイングの軌跡を連続的な分
解写真として映像化することがある。
軌跡を求める方法として、3軸加速度計(X、
Y、Z、3方向の加速度を検出できる加速度計)
を取り付け、スイングにおける座標の変位により
クラブのスイング軌跡を求めることが記載されて
いる。
映像化するに際して、3次元的な運動を平面的な
映像としてしか捕えられないので、映像と直交す
る運動成分を正確に捕らえきれず、また目標とす
る運動部位がねじれた身体の影になつていたりす
るとそのような運動部位の映像を復元することが
できないとう問題があつた。また、ゴルフクラブ
とゴルフボールとのインパクトの瞬間を映像とし
て捕えるのは普通のカメラでは困難であり、非常
に高価な高速度カメラが必要である。また、スイ
ングの特徴を数値的、或いは数値的に近い形で分
析するためにはビデオカメラ等では不十分であつ
た。例えばゴルフクラブのスンイングの軌跡のみ
を連続的に取り出し、その他の背景等を除去した
映像(以後ステイツクピクチユアと言う)を得よ
うとすると、非常に困難が生じる。ビデオカメラ
を使用した分析では、スイングの映像から目標と
する運動部位の座標をデジタイズすることが必要
であり、それを微小な所定時間毎に繰り返して行
なわれなければならないので、このような作業は
非常に多くの労力と時間を必要とするという問題
点があつた。そのために、実際にスイングした直
後にステイツクピクチユアを見ることができなか
つた。
打球直後にスイング動作の分析結果が与えられな
いので、スイング練習や指導の効果が上がらない
という問題点があつた。さらに、練習は何回も反
復して行うものであり、スイング分析のためのラ
ンニングコストが安価であることが要求される。
しかし、ビデオカメラを使用した従来のやり方で
は安価にリアルタイムでスイング分析することは
できなかつた。
たスイング分析装置によれば、加速度計からの信
号は慣性座標すなわち、移動物体上の座標におけ
る加速度であり、またスイングは直線運動でない
ため、加速度計をクラブに装着しただけでは、絶
対座標であるスイング軌道を求めることはできな
い。また、3軸加速度計は形状、重量が大きいた
め、装着によりクラブの重量、バランスシヤフト
フレツクス等のクラブ等のクラブ特性が大きく変
化し、スイングに影響してしまい、実際のスイン
グの分析をはたすことができない。また、手首、
身体の加速度センサと用具の加速度センサの運動
座標系は、それぞれ不確定な関係にあるため、両
者の信号を積分して、その関係から、用具の速
度、変位を算出することはできない。
にリアルタイムで連続的に測定できるスイング分
析装置を提供することである。
は、軸状部分を有するスイング道具の備え、加速
度検出方向が該軸状部分の軸線とほぼ一致するよ
うに該軸状部分に間隔を開けて配置された少なく
とも2個の加速度センサを配置し、該加速度セン
サの出力から該軸状部分の運動を示す力学量を計
算する演算手段を備えることを特徴とするもので
ある。
の運動を加速度センサの出力から直接に測定する
ことができ、加速度センサの出力を時々刻々に取
り入れて、短い時間毎にスイング道具の軸状部分
の運動を測定することができる。従つて、ほぼリ
アルタイムで、スイングの特徴に応じたブザー音
を鳴らしたり、ステイツクピクチユアとしてデイ
スプレーに表示したりすることができる。
明する。
ラブ10を示している。ゴルフクラブ10は周知
のようにシヤフト12とヘツド14とを有し、さ
らにシヤフト12の上端部にはグリツプ16が設
けられている。本発明においては、スイング道具
の軸状部分とはシヤフト12とグリツプ16とを
含む。
には第1及び第2の加速度センサ18,20が取
りつけられている。これらの加速度センサ18,
20(及び後述するその他の加速度センサ)は公
知のものを使用することができる。例えば、圧電
式加速度センサや、ストレインゲージ式(半導体
ストレインゲージ式)加速度センサ等が公知であ
る。加速度は一定の方向に作用し、従つて加速度
センサは通常は1方向の加速度を検出するもので
ある。但し、2軸式や3軸式の加速度センサもあ
る。かなり小型の圧電式加速度センサやストレイ
ンゲージ式加速度センサが市販されており、例え
ば直径5ミリメートル程度で、重量が3グラム程
度のものがある。従つて、シヤフト12に加速度
センサ18,20を取りつけても、ゴルフクラブ
10のスイングの妨げにはならない。
の加速度センサ18,20は、加速度検出方向が
シヤフト12の軸線とのほぼ一致するように間隔
を開けて配置されている。
の加速度センサ18,20の他に、第3及び第4
の加速度センサ22,24が同時に加速度検出方
向がシヤフト12の軸線とほぼ一致するように間
隔を開けて配置されている。
の加速度センサ18,20の他に、第5の加速度
センサ26が加速度検出方向がシヤフト12の軸
線と所定の角度をなすように、好ましくはほぼ直
交するように配置されている。
ンサ18,20はそれぞれ導線28,30によつ
て分析制御装置32に接続される。分析制御装置
32はCPU(図示せず)を含むデイジタルコンピ
ユータからなり、第1及び第2の加速度センサ1
8,20(及びその他の加速度センサ)の出力に
基づいてシヤフト12の運動を示す力学量を計算
する演算部34を含む。さらに分析強度装置32
には出力部36が含まれる。出力部36は例えば
ブザー等の音響手段や、デイスプレー等を含む。
プレイヤーの腕50でもつてスイングする場合を
示している。この場合、プレイヤーの腕50を第
1の振り子とみなし、ゴルフクラブ10を第2の
振り子とみなすことができる。第2の振り子であ
るゴルフクラブ10はグリツプ16の端部付近に
ある回転中心O中心として回転運動を行うととも
に、第1の振り子であるプレイヤーの腕50の運
動に従つた並進運動を行う。なう、以後の説明を
簡単にするために、スイング平面は垂直平面にあ
ると仮定する。また、回転中心Oの正確な位置は
プレイヤーの腕50のクリツプ位置等に応じてわ
ずかに変化するが、これは固定の位置にあると仮
定して説明する。なお、回転中心Oの位置が変動
する場合についても考慮する。
rの位置に設けられ、第2の加速度センサ20は
第1の加速度センサ18から距離dの位置に設け
られる。第5の加速度センサ26は該軸状部分の
回転中心Oから所定の距離lの位置に設けられ
る。
動の力学的な関係を示す概略図である。シヤフト
12は鉛直なスイング平面内で点0を中心として
角速度θ・の回転運動を行い、それによつて例えば
第1の加速度センサ18が加速度rθ・2を受け、
よつてその加速度を検出する。しかし、加速度セ
ンサで検出された値は並進運動の成分を含む。α
は回転中心Oの行う並進加速度の大きさ、φは並
進加速度の向きとシヤフト12との間の角度と
し、第4図及び第5図において、第1、第2、第
5の加速度センサ18,20,26の検出値がそ
れぞれa1、a2、a5であるとすると、次の関係式が
得られる。
と θ・=√(1−2) (4) が得られる。
この角速度θ・を積分すると変位角度θが求めら
れ、角速度θ・を微分すると角速度θ‥が求められ
る。
ヤフト12の回転運動の角速度θ・を求めることが
できる。ここで、式(4)にはrの成分がないことに
留意したい。これは、加速度検出方向がシヤフト
12の軸線とほぼ一致するように間隔を開けて配
置された2個の加速度センサ18,20を利用す
れば、回転中心Oの位置の変動の有無にかかわら
ずに角速度θ・を求めることができることを示して
いる。
は1個の加速度センサの出力からのみでも得るこ
とができる。しかし、この場合には、式(4)とは違
つてrの成分の影響を受けるので、回転中心Oの
位置が変動すると、結果に誤差が生じる可能性が
ある。なお、第3図に示されるように、第1及び
第2の加速度センサ18,20の組の他に、第3
及び第4の加速度センサ22,24の組を設ける
と、回転中心Oの位置の変動の有無にかかわずに
角速度θ・を求めることができるばかりでなく、回
転中心Oの位置等を特定することができ、スイン
グ中に回転軸がぶれていないかどうかを診断する
ことができる。
ラフに表したものである。横軸は時間(秒)であ
り、縦軸は角速度(ラジアン/秒)である。実施
例においては、1スイング中に0.8秒間の計測を
行い、その間に微小時間毎に400回のサンプリン
グを行つた。第8図において、実線は本発明によ
つて求めた角速度を示し、鎖線は従来の分析手段
を用いて求めた角速度を示す。両者の結果は非常
に近かつた。しかし、従来の分析手段では第8図
のような結果を出すのに時間がかかるのに対し
て、本発明ではスイング中にリアルタイムで次々
にプロツトしていくことができるのである。そし
て、例えば目標値Pを定めておき、求められた角
速度が目標値P以上になるとブザーを鳴らすよう
にすることができる。
あり、このようにしてブロツク60,61でシヤ
フト12の回転運動の角速度θ・を求め、この結果
をブロツク62の目標値Pと比較し(ブロツク6
3)、求められた角速度が目標値P以上になると
ブロツク64のブザーに信号を送り、同ブザーを
鳴らすのである。よつてプレーヤーはその音を聞
いてスイングのリズムを感得し、それを参考に次
のスイングの練習を行うことができる。
ク図であり、ブロツク66で電圧−周波数(V−
F)変換を行い、ブロツス68のスピーカーでそ
の周波数に応じた音色を鳴らすことができる。さ
らに、必要であればブロツク67で音色変換エフ
エクターを通し、所望の音色に変換することがで
きる。この実施例の場合、加速度化を周波数の高
低音で聴き取り、スイング練習できる。
度θ・からシヤフト12の位置を連続的にデイスプ
レーに表したステイツクピクチヤアを示すもので
ある。このステイツクピクチユアは第5の加速度
センサ26の検出値a5を使用することなく得たも
のであり、シヤフト12の並進運動の要素が明ら
かでない。これに対して、第9図のステイツクピ
クチユアは腕50を動きに従つたシヤフト12の
並進運動の要素を含むものであり、例えば第7図
の処理従つて得られる。
サ18,20,26の出力を取り込み、ブロツク
71でそれをアナログ/デジタル(A/D)変換
し、ブロツク72で校正し、ブロツク73,7
4,75でそれぞれa1、a2、a5をRAMの所定の
番地に入力する。これらの検出値a1、a2、a5の例
が第11図のAに示されている。
2の回転運動の角速度θ・を求め、さらに角速度θ・
を微分して角加速度θ‥を求め、各速度θ・積分して
角度θを求める。これらの角速度θ・、角加速度θ‥
角度θの時間的変化をそれぞれ第11図のBから
Dに示されている。
この計算には、例えば上記式(1)と式(3)、または式
(2)と式(3)を用いる。αcosφ及αsinφの例が第12
図Aに示されている。さらに、ブロツク78でφ
とαを求める。このためには、次の関係式を利用
することができる。
示されている。このようにして、並進加速度の大
きさとαと並進加速度のシヤフト12に対する角
度φが求められたので、これをブロツク76の結
果と組み合わせて第9図のステイツクピクチユア
をデイスプレーに表示することができる。
8,20,26を軸状のカートリツジ40に組み
込み、これをシヤフト12のグリツプ16の部分
の中空穴に挿入できるようにした例を示す図であ
る。このようなカートリツジ40を準備しておけ
ば、第1、第2、第5の加速度センサ18,2
0,26を種々のシヤフト12に交換可能に取り
つけることができる。この場合、シヤフト12は
ゴルフクラブ10のシヤフトでなくてもよく、カ
ートリツジ40を嵌合可能な穴をもつたその他の
スイング道具に適用可能である。
ーの腕50の運動を調べる装置を組み合わせた例
を示すものである。プレーヤーの腕50の上腕部
及び前腕部にそれぞれ適切なセンサ51,52、
例えば発光体、磁性体等を取りつけ、その運動を
追跡可能な装置53を設けてある。そのような装
置の1例としてポジシヨンセンサと呼ばれるもの
があり、これはプレーヤーの腕50にLEDセン
サ51,52を取りつけ、装置53が光の位置を
追跡して座標上に捕らえるものである。
速度センサをプレーヤーの腕50の上腕部及び前
腕部にそれぞれ取りつけることができる。上記し
たようにそのようなセンサの出力から回転運動の
角速度を計算することができる。一方各運動部分
の慣性モーメントは別に調べることができ、各運
動部分の慣性モーメントが既知であるとすると、
慣性モーメントと角速度との掛け算からトルクを
算出することができる(トルク=慣性モーメント
×角速度)。このようなトルクを、シヤフト12、
上腕部及び前腕部毎に計算し、その合計をその人
の発揮可能なトルクとする。この応用として、加
速度センサを取りつけた複数のゴルフクラブ10
を準備しておき、各ゴルフクラブ10をスイング
して発揮可能なトルクを計算する。発揮可能なト
ルクの最も大きいゴルフクラブ10がその人に対
する最適の仕様のものと言える。また、上腕部、
前腕部を固定し、ほぼコツクだけを使つてスイン
グしたときの発揮可能なトルクを計算し、それを
スイング能力と判定する。また、シヤフト12に
さらにねじれを測定するセンサを取りつけ、パタ
ーのストローク中のフエースの向きも測定できる
ようにする。
用することができ、第15図は例えばスイミング
シユミレータとして公知のスイング道具80に適
用した例である。このスイング道具80は練習が
手にもつことができる軸状部分82を有し、この
軸状部分82はさらにロツドやリンク、及び回転
機構を介して本体84に連結され、練習者はこの
軸状部分82をもつてゴルフクラブのスイングと
同様のスイングをすることができるようになつて
いる。この軸状部分82にも加速度センサ18,
20,26等を設け、スインシユミレーシヨンの
練習を行いながら、能率的な動きかどうかを診断
することができる。
析装置は、軸状部分を有するスイング道具を備
え、加速度検出方向が該軸状部分の軸線とほぼ一
致するように該軸状部分に間隔を開けて配置され
た少なくとも2個の加速度センサを配置し、該加
速度センサの出力から該軸状部分の運動を示す力
学量を計算する演算手段を備えることを特徴とす
るものであるから、スイング道具の軸状部分の運
動を一定の位置関係にある少なくとも2個の加速
度センサの出力から直接に測定することができ、
加速度センサの出力を時々刻々に取り入れて、短
い時間毎にスイング道具の軸状部分の運動を測定
することができ、スイング動作中の運動を実質的
にリアルタイムで連続的に測定できる。
例を示す構成図、第2図は本発明の第2実施例を
示す構成図、第3図は本発明の第3実施例を示す
構成図、第4図は加速度センサの取りつけ位置を
表示した第2図と同様の図、第5図はゴルフクラ
ブをスイングするときの回転運動と並進運動の成
分を示す図、第6図は加速度センサの検出値から
ブザーを鳴らすようにした実施例を示すブロツク
図、第7図は加速度センサの検出値からステイツ
クピクチユアを得るようにした実施例を示すブロ
ツク図、第8図は加速度センサの検出値から求め
た加速度の例を示す図、第9図は第7図の実施例
で得られるステイツクピクチユアの例を示す略
図、第10図は簡単なステイツクピクチユアの例
を示す略図、第11図は第7図の前半部分のブロ
ツクで得られる各種データの特徴を示す図、第1
2図は第7図の後半部分のブロツクで得られる各
種データの特徴を示す図、第13図は加速度セン
サをカートリツジとして構成してシヤフトに挿入
する例を示す図、第14図はシヤフトと腕の運動
の組み合わせた測定を行う例を示す図、第15図
はスイングシミユレータに加速度センサを取りつ
けた例を示す図、第16図はスピーカーを鳴らす
実施例のブロツク図である。 10……ゴルフクラブ、12……シヤフト、1
8,20,22,24,26……加速度センサ、
32……分析制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 軸状部分を有するスイング道具を備え、加速
度検出方向が該軸状部分の軸線とほぼ一致するよ
うに該軸状部分に間隔を開けて配置された少なく
とも2個の加速度センサを配置し、該加速度セン
サの出力から該軸状部分の運動を示す力学量を計
算する演算手段を備えることを特徴とするスイン
グ分析装置。 2 該少なくとも2個の加速度センサは、加速度
検出方向が該軸状部分の軸線とほぼ一致するよう
に該軸状部分に配置された少なくとも2個の加速
度センサと、加速度検出方向が該軸状部分の軸線
と所定の角度をなすように該軸状部分に配置され
た横向きの加速度センサとからなることを特徴と
する請求項1に記載のスイング分析装置。 3 該所定の角度が直角であることを特徴とする
請求項2に記載のスイング分析装置。 4 該少なくとも2個の加速度センサは、加速度
検出方向が該軸状部分の軸線とほぼ一致するよう
に該軸状部分に間隔を開けて配置された第1及び
第2の加速度センサと、加速度検出方向が該軸状
部分の軸線と直角をなすように該軸状部分に配置
された横向きの加速度センサとからなり、該第1
の加速度センサは該軸状部分の回転中心Oから所
定の距離rの位置に設けられ、該第2の加速度セ
ンサは該第1の加速度センサからさらに所定の距
離dの位置に設けられ、該横向きの加速度センサ
は該軸状部分の回転中心Oから所定の距離lの位
置に設けられ、該第1及び第2の加速度センサ及
び該横向きの加速度センサの検出値をそれぞれ
a1、a2、a5とし、該スイング道具の該状軸部分の
並進運動の加速度及び該軸状部分に対する角度を
α、φとすると、次の関係式が得られ、 a1=rθ・+g sinθ+cosφ (1) a2=(r+d)θ・2+g sinθ+αcosφ (2) a5=−θ¨+g cosθ+αsinθ (3) この関係式から、該スイング道具の該軸状部分
の角速度並びに並進運動の加速度及び角度を求め
るようにしたことを特徴とする請求項3に記載の
スイング分析装置。 5 該軸状部分の運動を示す力学量を音響を変換
して出力する装置を設けたことを特徴とする請求
項1から4のいずれかに記載のスイング分析装
置。 6 該軸状部分の運動を示す力学量をコンピユー
タグラフイツクに変換して出力する装置を設けた
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記
載のスイング分析装置。 7 スイング者にさらに他のセンサを取りつけ、
該他のセンサの出力によつて身体の運動を示す力
学量を求めることを特徴とする請求項1から6の
いずれかに記載のスイング分析装置。 8 該軸状部分を有する複数の仕様のスイング道
具を備えており、各スイング道具に対する該軸部
分の運動を示す力学量を求め、かくして得られた
力学量からスイング者に最適の仕様のスイング道
具を見出すことを特徴とする請求項1に記載のス
イング分析装置。 9 該運動を示す力学量が該軸状部分の角加速度
であり、該角加速度からスイング者がスイング時
に発揮可能なトルクを計算し、スイング道具毎の
該トルクを比較することによつて最適の仕様のス
イング道具を見出すことを特徴とする請求項8に
記載のスイング分析装置。 10 該運動を示す力学量が該軸状部分の角加速
度であり、該角加速度からスイング者がスイング
時に発揮可能なトルクを計算し、ほぼコツクだけ
を使つてスイングしたときのスイング能力を測定
することを特徴とする請求項1に記載のスイング
分析装置。 11 該軸状部分にさらにねじれを測定するセン
サを取りつけ、パターのストローク中のフエース
の向きも測定できるようにしたことを特徴とする
請求項1に記載のスイング分析装置。 12 軸状部分を有するスイング練習装置と組み
合わせ、規定されたスイングプレーンでの運動量
を測定して、効率的な動きかどうかを診断するこ
とを特徴とする請求項1に記載のスイング分析装
置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1262963A JPH03126477A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | スイング分析装置 |
US07/595,136 US5233544A (en) | 1989-10-11 | 1990-10-10 | Swing analyzing device |
GB9022065A GB2236682B (en) | 1989-10-11 | 1990-10-10 | Swing analyzing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1262963A JPH03126477A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | スイング分析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03126477A JPH03126477A (ja) | 1991-05-29 |
JPH0555156B2 true JPH0555156B2 (ja) | 1993-08-16 |
Family
ID=17382982
Family Applications (1)
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