JPWO2017141300A1 - Exercise support system and exercise support method - Google Patents
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Abstract
運動支援システムは、撮像部と、画像投射部と、画像生成部と、制御部とを備える。そして、制御部は、撮像部が撮像した映像中の用具の位置、ユーザの位置を検出し、その位置の検出結果に応じて、生成する画像内での運動支援表示の位置を変更する。そして、画像投射部が、用具もしくはユーザに重畳した状態、または、それらの近傍に画像を投射する。より詳しくは、ゴルフ競技に関する運動であり、制御部は、撮像部が撮像した映像の中のユーザの位置、身長、ゴルフの用具のボール、ゴルフクラブのタイプ、位置に応じて、画像生成部が生成する画像内での運動支援表示の位置を変更する。これにより、効率かつユーザのプレーにじゃまにならない方法で、ユーザに運動支援の情報を提示し、ユーザのスキルアップを図ることができる。The exercise support system includes an imaging unit, an image projection unit, an image generation unit, and a control unit. And a control part detects the position of the tool in the image | video which the imaging part imaged, and a user's position, and changes the position of the exercise | movement assistance display in the image to produce | generate according to the detection result of the position. And an image projection part projects an image on the state superimposed on the tool or the user, or those vicinity. More specifically, it is an exercise related to a golf game, and the control unit is configured so that the image generation unit determines the user's position, height, golf equipment ball, golf club type, and position in the image captured by the imaging unit. The position of the exercise support display in the image to be generated is changed. Thus, it is possible to improve the skill of the user by presenting the exercise support information to the user in an efficient and unobtrusive manner.
Description
本発明は、運動支援システム、および、運動支援方法に係り、ゴルフなどの用具を用いるプレーの上達を効率的に支援する運動支援システム、および、運動支援方法に関する。 The present invention relates to an exercise support system and an exercise support method, and more particularly to an exercise support system and an exercise support method for efficiently supporting the improvement of play using equipment such as golf.
近年、情報処理技術を用いて、ユーザの動きと連動し、また、ユーザのプレーしている画像を撮像し、ユーザのプレーを支援するシステムが開発されている。 In recent years, a system has been developed that uses information processing technology to link a user's movement, capture an image of the user playing, and support the user's play.
例えば、ゴルフのスイングに関して、ユーザのスイングに対しての情報を提供する装置としては、特許文献1の「ゴルフ練習装置」がある。この特許文献1では、「練習者92が液晶表示パネルに表示されている練習者92の画像を見ながらスイングするとき、練習者92の顔は斜め方向に向けられていることにより、練習者92のスイングは実際にゴルフボール88を打つスイングにほぼ同じになるから、スイングをする練習者92の画像からスイングの良否を判定することができる」(19頁、20頁)と記載されている。
For example, regarding a golf swing, there is a “golf practice device” of
上記特許文献1に記載のゴルフ練習装置は、第7図に示されるようにユーザの斜め手前か、第11図に示されるようにティーの手前側に液晶表示パネル56を置き、それにユーザ自身のスイング姿勢を表示するものである。しかしながら、液晶表示パネル56は、決められた狭いエリアに表示されるため、ユーザがプレー中に見ていると、目線が悪くなり、プレーに集中できないとおそれがある。さらに、表示装置の場所が近いと、プレーのじゃまになる問題点がある。
The golf practice apparatus described in
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、効率かつユーザのプレーにじゃまにならない方法で、ユーザに運動支援の情報を提示し、ユーザのスキルアップを図る運動支援システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exercise support information to the user in an efficient and unobtrusive manner so as to improve the user's skill. To provide a support system.
上記問題点を解決するために、本発明の運動支援システムの構成は、ユーザが用具を用いておこなう運動を支援する運動支援システムであって、ユーザの運動に関する状況の映像を撮像する撮像部と、用具もしくはユーザに重畳した状態、または、用具もしくはユーザの近傍に画像を投射する画像投射部と、ユーザの運動を支援する運動支援表示を含む画像を生成する画像生成部と、制御部とを備えるようにしたものである。そして、制御部は、撮像部が撮像した映像中の用具の位置を検出し、用具の位置の検出結果に応じて、画像生成部が、生成する画像内での運動支援表示の位置を変更する。 In order to solve the above problem, the configuration of the exercise support system of the present invention is an exercise support system that supports an exercise performed by a user using a tool, and an imaging unit that captures an image of a situation related to the user's exercise; An image projecting unit that projects an image on the tool or the user, or an image generating unit that generates an image including an exercise support display that supports the user's exercise, and a control unit. It is intended to provide. And a control part detects the position of the tool in the image | video which the imaging part imaged, and according to the detection result of the position of a tool, an image generation part changes the position of the exercise assistance display in the image to produce | generate. .
また、好ましくは、制御部は、撮像部が撮像した映像中のユーザの位置を検出し、ユーザの位置の検出結果に応じて、画像生成部が、生成する画像内での運動支援表示の位置を変更する。 Preferably, the control unit detects the position of the user in the image captured by the imaging unit, and the position of the exercise support display in the image generated by the image generation unit according to the detection result of the user position. To change.
また、好ましくは、画像投射部は、撮像部で撮像したユーザの映像を、用具またはユーザと重畳しない位置に表示するようにしたものである。 Preferably, the image projection unit displays the user's video imaged by the imaging unit at a position that does not overlap with the tool or the user.
さらに、詳細な構成は、上記運動支援システムにおいて、ユーザが用具を用いておこなう運動は、ゴルフ競技に関する運動であり、制御部は、撮像部が撮像した映像の中のユーザの位置、身長、ゴルフの用具のボール、ゴルフクラブのタイプ、位置に応じて、画像生成部が生成する画像内での運動支援表示の位置を変更するようにしたものである。 Further, in the detailed configuration, in the exercise support system, the exercise performed by the user using the tool is an exercise related to golf competition, and the control unit is configured to display the position, height, and golf of the user in the image captured by the imaging unit. The position of the exercise support display in the image generated by the image generation unit is changed according to the ball of the equipment, the type and position of the golf club.
また、詳しくは、制御部が生成する運動支援表示は、ボールに投射する目印であるようにしたものである。 More specifically, the exercise support display generated by the control unit is a mark projected onto the ball.
また、詳しくは、制御部が生成する運動支援表示は、ユーザが立つべき場所または向きに関する表示であるようにしたものである。 More specifically, the exercise support display generated by the control unit is a display related to the place or orientation where the user should stand.
また、別の構成は、上記運動支援システムにおいて、ボール、ゴルフクラブのタイプごとに、インパクトする際の高さの差の下限、上限のデータを保持し、制御部は、撮像部が撮像した映像により、ボール、ゴルフクラブの高さの差を算出し、ボール、ゴルフクラブの高さの差が、インパクトする際の高さの差の下限から上限の間にあるか否かを判定し、画像投射部は、ボール、ゴルフクラブの高さの差が、インパクトする際の高さの差の下限から上限の間にあるときに、スイングの合図の情報を含む画像を投射するようにしたものである。 In another configuration, in the above-described exercise support system, the lower limit and the upper limit data of the height difference when impacting are held for each type of ball and golf club, and the control unit captures an image captured by the imaging unit. To calculate the difference in height between the ball and the golf club, determine whether the difference in height between the ball and the golf club is between the lower limit and the upper limit of the height difference when impacting, The projection unit projects an image including information on the signal of the swing when the height difference between the ball and the golf club is between the lower limit and the upper limit of the height difference when impacting. is there.
本発明によれば、効率かつユーザのプレーにじゃまにならない方法で、ユーザに運動支援の情報を提示し、ユーザのスキルアップを図る運動支援システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exercise support system that presents exercise support information to a user in an efficient and unobtrusive manner, thereby improving the skill of the user.
以下、本発明に係る各実施形態を、図1ないし図19を用いて説明する。また、以下に説明する運動支援システムは、室内のゴルフシミュレータシステムに適用してもよいが、ゴルフ練習場に適用してもよく、また実際のゴルフコースのティーグラウンドに適用してもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The exercise support system described below may be applied to an indoor golf simulator system, but may also be applied to a golf driving range, or may be applied to an actual golf course tee.
〔実施形態1〕
以下、本発明に係る第一の実施形態を、図1ないし図10を用いて説明する。
A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施形態の運動支援システムは、情報処理技術によりユーザの運動を支援するシステムであり、ゴルフプレーヤー向けの運動技術を上達させるために、ボールに目印を提示する機能を有するものである。 The exercise support system according to the present embodiment is a system that supports a user's exercise using information processing technology, and has a function of presenting a mark on the ball in order to improve the exercise technology for golf players.
ゴルフの初心者では、スイングするときに目線がボールから外れて、成績が悪くなる問題がよく発生する。そのため、本実施形態の運動支援システムは、ボールの目印をつけ、目印を適切な場所に表示できるようにボールを設置し、スイングの際に、目印を意識的に注視することによって、プレーヤーの目線外れを防止できるようにしたものである。 In golf beginners, when swinging, there is often a problem that the line of sight deviates from the ball and results in poor results. For this reason, the exercise support system of this embodiment places a mark on the ball, places the ball so that the mark can be displayed in an appropriate place, and consciously watches the mark when swinging, thereby It is designed to prevent detachment.
先ず、図1および図2を用いて本発明の第一の実施形態に係る運動支援システムの概要と構成について説明する。
図1は、本発明の第一の実施形態に係るゴルフ練習支援向けの運動支援システムの利用シーンを示す図である。
図2は、本発明の第一の実施形態に係るシステム構成を示すブロック図である。
図1の図で、図1(a)は、平面図であり、図1(b)は、上面図である。図1に示される状態は、ゴルフプレーヤー2は、ゴルフクラブ10を持ち、ボール9の前に立っている所である。運動支援システム1は、撮像装置5、投射装置7から構成され、ゴルフグランド8に設置される。撮像装置5は、ゴルフプレーヤー2、ボール9、ゴルフクラブ10の画像を取り込める場所に設置される。投射装置(プロジェクタ)7は、グランド8の画像投射領域12に運動支援のための支援情報が含まれる映像を投射することが可能である。なお、運動支援のための支援情報の詳細については後に説明する。First, the outline and configuration of the exercise support system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a diagram showing a use scene of an exercise support system for golf practice support according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a top view. In the state shown in FIG. 1, the
運動支援システム1は、撮像装置5が取得した画像から特定の対象の座標を取得する。なお、本実施形態では、図1に示されるように、座標系の原点3を、投射装置7の下辺中央、ゴルフグランド8の上の点にとり、三次元座標系として、(x,y,z)として定めることとする。
The
運動支援システム1は、図2に示されるように、撮像部20、制御部24、画像生成部21、画像投射部22、メモリ25、ストレージ27から構成される。この運動支援システム1の各ブロックは、バス23を介して接続されている。
As illustrated in FIG. 2, the
撮像部20は、ゴルフプレーヤー2、ボール9、ゴルフクラブ10を撮像して、デジタル映像情報としてリアルタイムに取得する。
The
画像生成部21は、画像投射領域12に指示された内容を表示するための投射用画像を生成する。なお、どのような画像を生成するかは、後に詳述する。
The
画像投射部22は、超短焦点プロジェクタなどの装置に相当する装置であり、非常に短い距離で所定の範囲内に画像を投射することができる。本実施形態の画像投射部22は、後述するように、ゴルフプレーヤー2や用具(ゴルフクラブ10やボール9)の一部分またはこれらの周辺のゴルフグラウンド8上に画像投射し、ユーザに支援情報を提示することが可能である。
The
制御部24は、運動支援システムの各部を制御し、ストレージ27からメモリ25にロードされたプログラム、データを参照して、実行することにより各種機能を実行する。制御部24は、バス23を介して、撮像部20の画像をメモリ25に読込み、ゴルフプレーヤー2、ボール9、ゴルフクラブ10の各属性を検知して、提示すべき情報を決定し、画像生成部21を用いて画像を生成し、画像投射部22により所定の画像を投射することによって、ゴルフプレーヤー2に支援情報を提示する機能を実現する。
The
メモリ25は、半導体記憶装置から構成されるメインメモリであり、ストレージ27に格納しているアプリケーションプログラムがロードされて、制御部24は、それを命令語として実行する。また、動作中の中間データなどのワークデータがメモリ25に一時保存され、制御部24は、それを参照する。
The
ストレージ27は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などの比較的大容量の記憶装置であり、アプリケーションプログラム29と設定データ28を格納する。制御部24は、ストレージ27からアプリケーションプログラム29をメモリ25にロードして、制御部24が、ロードされたアプリケーションプログラムを実行することにより様々な機能を実現することができる。このアプリケーションプログラムが実行する際の設定情報は、設定データ28として格納されており、制御部24が読込んで参照することが可能である。
The
設定データ28には、画像特徴量データ42、支援表示設定データ43がある。
The setting
画像特徴量データ42は、認識する予定の各対象(ゴルフプレーヤー、ボール、ゴルフクラブなど)の特徴量を表すデータである。支援表示設定データ43は、ゴルフプレーヤー2、ボール9、ゴルフクラブ10の属性に応じて提示すべき支援の支援内容の対応関係を格納するデータである。支援表示設定データ43の一部の項目は予め設定しておく項目である。他の一部は、画像特徴量データ42から算出した各検知結果に基づいて算出する項目である。制御部24は支援表示設定データ43を参照しながら、ゴルフプレーヤー2に運動支援情報の提示をおこなう。なお、支援表示設定データ43は、運動支援システムが稼働中に変更可能としてもよい。
The image feature amount data 42 is data representing the feature amount of each target (golf player, ball, golf club, etc.) to be recognized. The support
アプリケーションプログラム29には、画像認識プログラム44、運動状態認識プログラム45がある。
画像認識プログラム44は、パターン抽出などの技術を用い、画像の特徴量を算出し、学習済みの画像特徴量データ42を用いて、画像の中で、ゴルフプレーヤー2、ボール9、ゴルフクラブ10の有無、種類、タイプ、座標などの属性を認識するプログラムであり、制御部24がこれを実行することにより、画像認識をおこなう。
The
運動状態認識プログラム45は、画像認識プログラム44により認識されたゴルフプレーヤー2、ボール9、ゴルフクラブ10の属性を用い、ゴルフプレーヤー2が進行中の動作の状態を認識するプログラムであり、制御部24がこれを実行することにより、ゴルフプレーヤー2が進行中の動作の状態を認識する。
The motion
以後の説明では説明を簡単にするため、制御部24が画像認識プログラム44を実行して、画像認識をするときには、運動支援システムの「画像認識部」が実行するように記述し、制御部24が運動状態認識プログラム45を実行して、ゴルフプレーヤー2が進行中の動作の状態を認識するときには、「運動状態認識部」が実行するように記述することとする。ただし、画像認識の機能、運動状態認識の機能をおこなう部分は、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。
In the following description, in order to simplify the explanation, when the
次に、図3ないし図6を用いて運動支援システムに用いられデータ構造について説明する。
図3は、人検知結果データの一例を示す図である。
図4は、用具検知結果データの一例を示す図である。
図5Aは、本発明の第一の実施形態に係る支援表示設定データの一例を示す図である。
図5Bは、本発明の第一の実施形態に係る支援表示設定データの別の例を示す図である。
図6は、人(ユーザ)に対する計測を説明する図である。
図7は、用具(ボール、ゴルフクラブ)に対する計測を説明する図である。Next, a data structure used in the exercise support system will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of human detection result data.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of tool detection result data.
FIG. 5A is a diagram showing an example of support display setting data according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a diagram showing another example of support display setting data according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining measurement for a person (user).
FIG. 7 is a diagram for explaining measurement for a tool (ball, golf club).
人検知結果データ50は、人(ユーザ)に対して取得した撮像データに対して、画像認識部が、制御部24に送る画像認識した結果のデータであり、図3に示されるように、人有無フラグ50a、座標50b、身長50cの各データから構成される。人有無フラグ50aは、画像認識の結果、撮像された範囲内に人がいるかいないかを示すフラグである。座標50bは、座標系上の人の座標である。人の座標は、その人の足の中点のゴルフグランド8の上の点を、人座標点500(図6(a))を基準とすることにする。身長50cは、撮像されたユーザの身長l(図6(b))である。ここで、撮像されたユーザの身長lは、ユーザが身長計で図るときの最大の身長lmax(図6(b))とするとl≦lmaxが成立する。すなわち、ユーザの身長lは、実際に撮像された画像により計測された身長である。The human detection result data 50 is data obtained as a result of image recognition sent from the image recognition unit to the
用具検知結果データ60は、ゴルフプレーヤー2の使用する用具であるボール9、ゴルフクラブ10に対して取得した撮像データに対して、画像認識部が、制御部24に送る画像認識した結果のデータであり、図4に示されるように、用具内容60a、用具座標60bの各データから構成される。
The tool detection result data 60 is data of the result of image recognition that the image recognition unit sends to the
用具内容60aには、その用具の種類(ボール、ゴルフクラブの別)とそのタイプが格納される。用具のタイプとは、ボール9の場合は、形状や大きさ、ディンプルの情報(表面の小さな窪み)、また、商品名などにより識別して区別する際のボールの分類形態であり、ゴルフクラブ10の場合は、ドライバ、アイアン、ウェッジなどの別、番手(ロフト角、ライ角により区別される)、また、商品名などにより識別して区別する際のゴルフクラブの分類の形態である。用具のタイプの画像認識は、形状を分析してそのタイプを判定することにしてもよいし、ボール9、ゴルフクラブ10に特殊なマークを付けておき、それを画像認識して商品名などを判定するようにしてもよい。
The
用具座標60bには、その用具の座標が格納される。ボール9の座標は、例えば、ボール表面の中心で、図1のx座標が一番大きくなる所を、ボール座標点600(図7(a))と定める。ゴルフクラブ10の座標は、例えば、ゴルフクラブ10のヘッドのフェース610の中心点を、ゴルフクラブ座標点601(図7(b))と定める。
The tool coordinates 60b stores the coordinates of the tool. The coordinates of the
支援表示設定データ70は、制御部24が人検知結果データ50と用具検知結果データ60に基づいて、プレー場所に投射する支援情報を決定するためのデータであり、身長70a、ボールタイプ70b、ゴルフクラブタイプ70c、支援情報タイプ70d、支援情報属性70eが格納される。
The support
身長70aは、認識されたユーザ(ゴルフプレーヤー2)の身長である。ボールタイプ70bは、用具内容60aに格納されたボール2のタイプである。ゴルフクラブタイプ70cは、用具内容60aに格納されたゴルフクラブ10のタイプである。支援情報タイプ70dは、投射する支援情報のタイプである。支援情報属性70eは、支援情報のタイプにしたがった属性である。
図5Aに示される例では、ゴルフプレーヤー2の身長が165cm、ボール2のタイプ種類がA、ゴルフクラブ10のタイプがIの場合に、提示する支援情報の種類は、目印提示(ボール表面に目印を表示)であり、その目印の提示する場所の座標は、(80,2,4)であることを示している。図5Aに示されるように、ボール上に目印表示を表示する場合は、その目印表示の提示座標は、図4の用具検知結果データ60におけるボールの用具座標60bに基づいて算出する。このときボールの用具座標60bそのものを目印表示にしてもよいし、支援表示設定データ70の他の項目に基づいて修正した座標を用いてもよい。このように、目印表示の提示座標を、検出したボールの用具座標60bに基づいて算出することにより、ボールの位置が変わった場合でも、正しく目印表示をボール上に表示することができる。The
In the example shown in FIG. 5A, when the height of the
なお、図5Bに示される例のように、支援情報の種類として、ボールの周辺のゴルフグラウンドに表示する矢印表示を用いてもよい。その場合には、座標のほかに、支援情報属性70eとして、その矢印の向き(角度など)も必要になる。図5Bの例では、矢印の向きを角度0度の例のみ挙げているが、必要に応じて矢印の表示角度を変更するために、支援情報属性70eに格納する角度情報を変更すればよい。図5Bに示されるように、ボールの周辺に矢印表示を表示する場合は、その矢印表示の提示座標は、図4の用具検知結果データ60におけるボールの用具座標60bに基づいて算出する。このときボールの用具座標60bのxy座標に所定値のオフセット(例えば、x+0、y−5など)を加えて算出してもよい。また、これを支援表示設定データ70の他の項目に基づいてさらに修正した座標をもちいてもよい。このように、矢印表示の提示座標を、検出したボールの用具座標60bに基づいて算出することにより、ボールの位置が変わった場合でも、矢印表示をボールに対して所定の相対位置に表示することができる。
Note that, as in the example shown in FIG. 5B, as the type of support information, an arrow display displayed on the golf ground around the ball may be used. In that case, in addition to the coordinates, the direction (angle, etc.) of the arrow is also required as the
次に、図8ないし図10を用いて本発明の第一の実施形態に係る運動支援システムの処理について説明する。
図8は、本発明の第一の実施形態に係るゴルフ練習支援向けの運動支援システムの動作シーケンス図である。
図9は、本発明の第一の実施形態に係る支援情報決定処理の詳細を示すフローチャートである。
図10Aは、本発明の第一の実施形態に係るゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージ図である。
図10Bは、本発明の第一の実施形態に係るゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージ図の別の例である。Next, processing of the exercise support system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is an operation sequence diagram of the exercise support system for golf practice support according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing details of the support information determination process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10A is an image diagram when the user plays in the exercise support system for golf practice support according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10B is another example of an image diagram when the user plays in the exercise support system for golf practice support according to the first embodiment of the present invention.
先ず、図8の処理において、運動支援システム1が立ち上がると、撮像部20は、ゴルフプレーヤー2、ボール9、ゴルフクラブ10を含める範囲の画像を取り込み(S001)、画像データを画像認識部40に送信する(S002)。
First, in the process of FIG. 8, when the
画像認識部40は、人検知を行い(S003)、ゴルフプレーヤー2の有無をチェックし、ゴルフプレーヤー2が出場する場合、身長、現在座標などの属性を、図3に示した人検知結果データとして制御部24に送信する(S004)。
The
次に、制御部24は、ゴルフプレーヤー2が検知される場合(人有無フラグ50a=“いる”)、支援情報提示の処理をおこなう(S100)。支援情報提示の処理では、先ず、制御部24は、画像認識部40に用具の検知を要求する(S005)。画像認識部40は、ストレージ27に格納されている画像特徴量データ42を参照して、画像認識をして、用具の情報検知し、図4に示した制御部24に送信する(S007)。
Next, when the
制御部24は、人検知結果データ50と用具検知結果データ60を用いて、図5に示した支援表示設定データ70の座標など支援情報属性の一部の項目を算出して支援表示設定データ70を投射するための支援情報として決定する(S008)。支援情報決定の処理は、後に、図9のフローチャートを用いて詳説する。
The
そして、S008で投射するための支援情報が決定されると、制御部24は、画像生成部21に対して、投射する支援情報の画像の生成を要求する(S009)。画像生成部21は、要求に応じて、支援情報の画像を生成し、制御部24に返信する(S010)。次に、制御部24は、画像投射部22に対して、支援情報の画像を表示することを要求する(S011)。画像投射部22は、支援情報の画像を画像投射領域12に投射し、ゴルフプレーヤー2が支援情報を見て、プレーをできるようにする。
When the support information to be projected in S008 is determined, the
次に、図9を用いて支援情報決定の処理の詳細を説明する。 Next, details of the support information determination process will be described with reference to FIG.
先ず、人検知結果データ50および用具検知結果データ60を入力データとして読込む(S200)。そして、ボール9があるか否かのチェックをし(S201)、ゴルフクラブ10があるか否かのチェックをおこなう(S202)。
First, the human detection result data 50 and the tool detection result data 60 are read as input data (S200). Then, it is checked whether or not there is a ball 9 (S201), and whether or not there is a
ボール9やゴルフクラブ10のいずれかが無い場合には、プレーに移れる状態ではないとして、処理を終了する。
If either the
ボール9とゴルフクラブ10のいずれもある場合には、人検知結果データ50および用具検知結果データ60とを用いて座標などの支援情報属性70eの一部を算出して、支援表示設定データ70を確定する(S203)。そして、S203で確定した支援情報データの支援情報タイプ70d、支援情報属性70eを出力する(S204)。
When both the
次に、図10Aおよび図10Bを用いてゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージについて説明する。ここで、図10A(a)および図10B(a)は、平面図、図10A(b)および図10B(b)は、上面図を表している。
図10Aの例では、ゴルフプレーヤー2がゴルフクラブ10を持って、撮像装置5の撮像領域に入った場合には、投射装置7は、ボール9の特定の位置に目印81を投射することになる。
図10Bの例では、ゴルフプレーヤー2がゴルフクラブ10を持って、撮像装置5の撮像領域に入った場合には、投射装置7は、ボール9周辺の特定の位置に矢印82を投射することになる。Next, an image when the user plays with the exercise support system for golf practice support will be described with reference to FIGS. 10A and 10B. Here, FIGS. 10A (a) and 10B (a) are plan views, and FIGS. 10A (b) and 10B (b) are top views.
In the example of FIG. 10A, when the
In the example of FIG. 10B, when the
このように、ゴルフプレーヤー2は、特定の操作なしで、身長、ボール9の位置、またはゴルフクラブ10に応じた自分にとって好適な位置に表示される支援情報表示を利用できるようになる。
As described above, the
〔実施形態2〕
以下、本発明に係る第二の実施形態を、図11ないし図13を用いて説明する。また、第一の実施形態と比較し、異なるところを強調して説明する。
図11は、本発明の第二の実施形態に係る支援表示設定データの一例を示す図である。
図12は、本発明の第二の実施形態に係るゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージ図である。
図13は、ユーザの向きの角度について説明する図である。[Embodiment 2]
Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, a description will be given with emphasis on differences from the first embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing an example of support display setting data according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an image diagram when the user plays in the exercise support system for golf practice support according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating the angle of the user's direction.
本実施形態は、システム構成、動作シーケンスについては、第一の実施形態とほぼ同様であるが、支援情報のタイプが異なったものである。 In the present embodiment, the system configuration and the operation sequence are substantially the same as those in the first embodiment, but the types of support information are different.
ゴルフの初心者では、ボール9の前に立つ場合、どこは自分にとって最適であるかが不明確であり、また、成績を向上させるために、適切な向きについても不明である。インストラクターの指示に従って立ち位置を練習することが一般的ではあるが、インストラクターは毎回指摘するのが面倒であるし、人間の身長や用具の種類によって立ち位置が若干異なることを想定すると、インストラクターの指示でも最適とは言えないケースがある。この問題に対して、本実施形態では、ゴルフプレーヤー2に自動的に最適な立ち位置を提案できるシステムが可能となる。
図8のS008の投射するための支援情報を決定するために利用される支援情報決定データ70は、本実施形態では、支援情報タイプ70dとして、「立ち位置」が格納されており、支援情報属性70eとして、「座標:(119,2,0)、向き:10度」が格納されている。A beginner of golf is unclear as to where is best for him when standing in front of the
In the present embodiment, the support
支援情報タイプ70dが「立ち位置」であることは、ユーザ(ゴルフプレーヤー2)のプレー中における立ち位置が支援情報の画像として、投射されることを示している。このときの支援情報属性は、支援情報属性70eは、そのプレー中におけるユーザの最適な座標と、最適な向きを示しており、それが支援情報の画像として投射される。図11の例において、身長が165cm、ボールのタイプがAであり、ゴルフクラブのタイプがIである場合には、ゴルフプレーヤー2の立つべき場所の座標は(119,2,0)となり、向きは10度の立ち位置支援情報の属性の画像が投射されることになる。
The
次に、図12を用いてゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージについて説明する。ここで、図12(a)は、平面図、図12(b)は、上面図を表している。
図11に示されるように、ゴルフプレーヤー2がゴルフクラブ10を持って、撮像装置5の撮像領域に入った場合には、投射装置7は、画像投射領域12にゴルフプレーヤー2が立つ立つべき場所に足型102を表示し、最適の向きの場合の体の平行方向で足型102のつま先を結んだ目安線101を提示する。なお、足型は、所定の大きさのものを出力するようにしてもよいし、ユーザの身長からその大きさを計算するようにしてもよい。Next, the image when a user plays with the exercise support system for golf practice support is demonstrated using FIG. Here, FIG. 12A shows a plan view, and FIG. 12B shows a top view.
As shown in FIG. 11, when the
ゴルフプレーヤーの向きは、図13に示されるように、例えば、目安線101の垂線102とx軸のなす方向をθにすればよい。
As shown in FIG. 13, for example, the direction of the golf player may be set such that the direction formed by the
このように、本実施形態の運動支援システムによれば、ゴルフプレーヤー2は、ボール9の前に立つと、自分にとって最適の立ち位置および向きを把握することが可能になり、外部の指示がなくても常に最適の場所をたつことが可能になる。
As described above, according to the exercise support system of the present embodiment, when the
〔実施形態3〕
以下、本発明に係る第三の実施形態を、図14ないし図17を用いて説明する。本実施形態は、システム構成、動作シーケンスについては、第一の実施形態とほぼ同様であるが、支援情報のタイプと支援情報決定の処理が異なったものである。
図14は、本発明の第三の実施形態に係る支援表示設定データの一例を示す図である。
図15は、本発明の第三の実施形態に係る支援情報決定処理の詳細を示すフローチャートである。
図16は、ボールとゴルフクラブの位置関係を説明する図である。
図17は、本発明の第三の実施形態に係るゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージ図である。[Embodiment 3]
A third embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, the system configuration and the operation sequence are almost the same as those in the first embodiment, but the type of support information and the process of determining support information are different.
FIG. 14 is a diagram showing an example of support display setting data according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing details of the support information determination process according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating the positional relationship between the ball and the golf club.
FIG. 17 is an image diagram when the user plays in the exercise support system for golf practice support according to the third embodiment of the present invention.
本実施形態は、ボール6とゴルフクラブ10の位置関係に着目し、適切な関係にあることを、ユーザ(ゴルフプレーヤー2)に知らせることにより、ゴルフクラブ10のスイングを促すものである。
In the present embodiment, attention is paid to the positional relationship between the ball 6 and the
本実施形態の支援表示設定データ110は、ボールのタイプ、ゴルフクラブのタイプと、インパクト時の高さの関係を示すデータであり、図14に示されるように、ボールのタイプ110a、クラブのタイプ110b、高さの差の上限diffmax110c、高さの差の下限diffmin110dが格納されている。図14に示される例では、Bタイプボール、Iタイプのゴルフクラブの場合でユーザがプレーする場合には、高さの差の上限diffmax=−1cm、高さの差の下限diffmin=−5cmであることを示している。The support
高さの差Δhは、図16に示されるように、ボール6の高さをzball、ゴルフクラブ10の高さをzheadとしたときに、以下の(式1)で表される。
Δh=zhead−zball …(式1)As shown in FIG. 16, the height difference Δh is expressed by the following (formula 1) when the height of the ball 6 is z ball and the height of the
Δh = z head −z ball (Formula 1)
次に、図15を用いて本実施形態の支援情報決定の処理について説明する。これは、第一の実施形態の図8のS008の支援情報決定処理に置き換わるものである。図15が示すように、入力情報として、図4に示される用具検知結果データ60を読込んで(S300)、図14に示した支援表示設定データ110を参照し、ボールのタイプ、ゴルフクラブのタイプから、インパクトする際に、適切となるz方向の高さの差の上限diffmaxと高さの差の下限diffminを確定する(S301)。Next, the support information determination process according to this embodiment will be described with reference to FIG. This replaces the support information determination process in S008 of FIG. 8 of the first embodiment. As shown in FIG. 15, the tool detection result data 60 shown in FIG. 4 is read as input information (S300), and the support
次に、図4に示した用具検知結果データ60の用具座標60bから現在のゴルフクラブ10のヘッド121とボール6のz方向の距離Δhを、上記の(式1)により計算する。
Next, the distance Δh in the z direction between the
そして、Δhの値と高さの差の下限diffminを比較し(S303)、Δhの値が高さの差の下限diffminより大きくない場合(S303:No)、ヘッドが低すぎると判断し、インパクト不可となるので、合図表示=Falseとして、運動支援システムの方からスイングの合図(後述)を出さないことにする(S306)。Δhの値が高さの差の下限diffminより大きい場合には(S303:Yes)、Δhの値と高さの差の下限diffminを比較し(S304)、Δhの値が高さの差の上限diffmaxより小さくない場合には(S304:No)、ヘッドが高すぎると判断し、インパクト不可となるので、合図表示=Falseとして、スイングの合図を出さないことにする(S306)。Δhの値が高さの差の上限diffmaxより小さい場合には(S304:Yes)、現在のヘッドの高さは最適であると判断して、運動支援システムは、ユーザに対してスイング可能の合図を出すことにする(S305)。Then, the value of Δh is compared with the lower limit diff min of the height difference (S303). If the value of Δh is not larger than the lower limit diff min of the height difference (S303: No), it is determined that the head is too low. Since the impact is impossible, the cue display = False is set, and the swing support signal (described later) is not issued from the exercise support system (S306). When the value of Δh is larger than the lower limit diff min of the height difference (S303: Yes), the value of Δh is compared with the lower limit diff min of the height difference (S304), and the value of Δh is the difference in height. If it is not smaller than the upper limit diff max of (S304: No), it is determined that the head is too high and impact is impossible, so that the signal of swing is not issued as signal display = False (S306). When the value of Δh is smaller than the upper limit diff max of the height difference (S304: Yes), the current head height is determined to be optimal, and the exercise support system can swing with respect to the user. A signal is issued (S305).
次に、図17を用いてゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージについて説明する。ここで、図17(a)は、平面図、図17(b)は、上面図を表している。 Next, the image when a user plays with the exercise assistance system for golf practice assistance is demonstrated using FIG. Here, FIG. 17A shows a plan view, and FIG. 17B shows a top view.
ゴルフプレーヤー2は、図17に示されるように、ボール9の近くで、ゴルフクラブ10を持ってゴルフクラブ10を上下方向で移動させると、運動支援システム6は、撮像装置5によりそれを撮像して、撮像データを画像認識して、ボール9とゴルフクラブ10のヘッドの間の高さ差122を自動的に計算し、高さ差が適切な範囲である場合には、投射装置7はヘッドの周辺に、スイング可能の合図の投射120(例えば、緑色の光線)をする。
As shown in FIG. 17, when the
このように、ゴルフプレーヤー2はスイングする前に、運動支援システムの方から、現在のボール6とゴルフクラブ10の関係がスイング可能であるか否かを教示してくれるので、ユーザは、自然にインパクトする際のヘッドの高さの感覚を習得することが可能になる。
As described above, the
〔実施形態4〕
以下、本発明に係る第四の実施形態を、図18を用いて説明する。本実施形態は、システム構成、動作シーケンスについては、第一の実施形態とほぼ同様であるが、第一の実施形態のように、ボールに目印の画像を投射すると同時に、ゴルフプレーヤー2自身のプレーの映像を、適切な投射領域に投射するものである。[Embodiment 4]
The fourth embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG. In the present embodiment, the system configuration and the operation sequence are substantially the same as those in the first embodiment. However, as in the first embodiment, the
本実施形態では、ボール9に目印を提示すると同時に、画像生成部21は、撮像装置3から取得した画像からゴルフプレーヤー2が撮像されている領域を切り出して、投射画像を生成し、支援情報提示生成ステップ(図8のS010)で生成された支援情報画像と重ね合わせて投射画像とする。そして、画像投射部22は、その投射画像を画像投射領域12に投射する。制御部24は、画像生成部21にゴルフプレーヤー2の映像を生成する際に、ボール9の位置およびゴルフプレーヤー2の位置、ゴルフクラブ10の位置に基づいて、画像投射領域12の空き領域、すなわち、ゴルフプレーヤー2や用具などにじゃまをされずに、ユーザがその画像を視認できる領域を計算する。制御部24は、画像投射領域12の空き領域の中で、ゴルフプレーヤー2の向きと同じ方向、かつゴルフプレーヤー2の推定目線とのずれが少ない領域をゴルフプレーヤー2自身の映像投射領域となるように計算する。
In the present embodiment, simultaneously with presenting the mark on the
次に、図18を用いてゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージについて説明する。
図18は、本発明の第四の実施形態に係るゴルフ練習支援向けの運動支援システムでユーザがプレーするときのイメージ図である。Next, an image when the user plays with the exercise support system for golf practice support will be described with reference to FIG.
FIG. 18 is an image diagram when the user plays in the exercise support system for golf practice support according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態では、ゴルフプレーヤー2がスイングする前に、第一の実施形態と同じように、ボール9に目印81を提示すると同時に、図18に示されるように、ゴルフプレーヤー2の前方かつボール9やゴルフクラブ10と重畳しない領域のゴルフグランド8上にゴルフプレーヤー2自身の映像130が投射される。
In this embodiment, before the
このように、ゴルフプレーヤー2は各種支援情報を確認できることと同時に、自身の姿勢を無理なく確認できるようになる。また、公知の運動支援におけるディスプレイ表示方法と比べると、ゴルフプレーヤー2は、自身の姿勢を確認するため姿勢が崩れることが避けられる効果がある。さらに、従来の固定ディスプレイではできない自身の映像が自身の向きに従い、提示場所が自動調整できる効果が考えられる。
Thus, the
〔実施形態5〕
以下、本発明に係る第五の実施形態を、図19を用いて説明する。
図19は、本発明の第五の実施形態に係るシステム構成を示すブロック図である。[Embodiment 5]
The fifth embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 19 is a block diagram showing a system configuration according to the fifth embodiment of the present invention.
本実施形態では、図19が示すように、第一の実施形態のように運動支援システム6が利用する撮像装置は、システムの中に組み込むのではなく、独立の撮像システム140として存在している。撮像システム140は、撮像部20、制御部141、通信/F143、メモリ144、ストレージ145を有し、それらがバス142により結合された形態である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 19, the imaging device used by the exercise support system 6 as in the first embodiment is not incorporated in the system but exists as an
運動支援システム1′と撮像システム140は、通信I/F146および通信I/F143を有する。通信I/F146および通信I/F143は、ネットワークや回線により構成される通信経路147を経由し、データの送受信が可能になる。運動支援システム1′は、通信I/F146を用い、撮像システム140の映像を受信し、ゴルフプレーヤー2に情報提示をおこなう。また、必要に応じて、運動支援システム1は、通信I/F146を用いて撮像システムの解像度、向きなどを制御することが可能にしてもよい。このようシステム構成のもとにおいて、撮像システム140として、市場に流通している製品を直接利用することにより、運動支援システム1′の製造コストを下げることが可能になる。
The
〔運動支援システムの適用範囲〕
以上、本発明の運動支援システムについて、ゴルフプレーヤー向けの運動スキルを上達させることを目的とし、実施形態を中心に説明した。ただし、運動支援システムゴルフに限定せずとも、ほかの人間が用具を用いておこなう運動競技に関する運動スキル、例えば、野球、サッカー、卓球などにも適用することができる。[Applicability of exercise support system]
As described above, the exercise support system of the present invention has been described with a focus on the embodiment for the purpose of improving exercise skills for golf players. However, the present invention is not limited to the exercise support system golf, but can also be applied to athletic skills related to athletics performed by other people using equipment, such as baseball, soccer, table tennis, and the like.
1,1′…運動支援システム
2…ゴルフプレーヤー
3…撮像装置
6…情報提示装置
7…投射装置
8…ゴルフグランド
9…ボール
12…画像投射領域
20…撮像部
21…画像生成部
22…画像投射部
23…バス
24…制御部
25…メモリ
26…ストレージ
40…画像認識部
41…運動状態認識部
42…画像認識プログラム
43…運動状態認識プログラム
44…画像特徴量データ
45…支援表示設定データDESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ユーザの運動に関する状況の映像を撮像する撮像部と、
前記用具もしくは前記ユーザに重畳した状態、または、前記用具もしくは前記ユーザの近傍に画像を投射する画像投射部と、
前記ユーザの運動を支援する運動支援表示を含む画像を生成する画像生成部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記撮像部が撮像した映像中の前記用具の位置を検出し、前記用具の位置の検出結果に応じて、前記画像生成部が、生成する画像内での前記運動支援表示の位置を変更することを特徴とする運動支援システム。In an exercise support system that supports an exercise performed by a user using a tool,
An imaging unit that captures an image of a situation related to the user's movement;
A state of being superimposed on the tool or the user, or an image projecting unit that projects an image on the tool or in the vicinity of the user;
An image generation unit for generating an image including an exercise support display for supporting the user's exercise;
A control unit,
The control unit detects the position of the tool in the image captured by the imaging unit, and the image generation unit displays the exercise support display in the image to be generated according to the detection result of the position of the tool. An exercise support system characterized by changing a position.
前記制御部は、前記撮像部が撮像した映像の中のユーザの位置、身長、ゴルフの用具のボール、ゴルフクラブのタイプ、位置に応じて、前記画像生成部が生成する画像内での前記運動支援表示の位置を変更することを特徴とする請求項2記載の運動支援システム。The exercise that the user performs with the equipment is an exercise related to golf competition,
The controller controls the motion in the image generated by the image generator according to the position, height, golf equipment ball, golf club type and position of the user in the image captured by the imaging unit. The exercise support system according to claim 2, wherein the position of the support display is changed.
前記制御部は、前記前記撮像部が撮像した映像により、前記ボール、ゴルフクラブの高さの差を算出し、前記ボール、ゴルフクラブの高さの差が、前記インパクトする際の高さの差の下限から上限の間にあるか否かを判定し、
前記画像投射部は、前記ボール、ゴルフクラブの高さの差が、前記インパクトする際の高さの差の下限から上限の間にあるときに、スイングの合図の情報を含む画像を投射することを特徴とする請求項4記載の運動支援システム。For each type of ball and golf club, hold the lower limit and upper limit data of the height difference when impacting,
The control unit calculates a difference in height between the ball and the golf club based on an image captured by the imaging unit, and a difference in height between the ball and the golf club is a difference in height when the impact occurs. Whether it is between the lower limit and the upper limit of
The image projecting unit projects an image including information on a signal of a swing when a height difference between the ball and the golf club is between a lower limit and an upper limit of the height difference when impacting. The exercise support system according to claim 4.
前記運動支援システムは、
前記ユーザの運動に関する状況の映像を撮像する撮像部と、
前記用具もしくは前記ユーザに重畳した状態、または、前記用具もしくは前記ユーザの近傍に画像を投射する画像投射部と、
前記ユーザの運動を支援する運動支援表示を含む画像を生成する画像生成部と、
制御部とを備え、
前記制御部が、前記撮像部が撮像した映像中の前記用具の位置を検出するステップと、
前記画像生成部が、前記用具の位置の検出結果に応じて、生成する画像内での前記運動支援表示の位置を変更するステップと、
前記画像投射部が、前記用具もしくは前記ユーザに重畳した状態、または、前記用具もしくは前記ユーザの近傍に画像を投射するステップとを有することを特徴とする運動支援方法。In an exercise support method of an exercise support system for supporting an exercise performed by a user using a tool,
The exercise support system includes:
An imaging unit that captures an image of a situation related to the user's movement;
A state of being superimposed on the tool or the user, or an image projecting unit that projects an image on the tool or in the vicinity of the user;
An image generation unit for generating an image including an exercise support display for supporting the user's exercise;
A control unit,
The control unit detecting a position of the tool in an image captured by the imaging unit;
The image generation unit changing the position of the exercise support display in the image to be generated according to the detection result of the position of the tool;
The exercise support method, comprising: a state in which the image projection unit is superimposed on the tool or the user, or a step of projecting an image near the tool or the user.
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