KR101393130B1 - 스윙 분석 방법 및 골프 클럽의 피팅 방법 - Google Patents

스윙 분석 방법 및 골프 클럽의 피팅 방법 Download PDF

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스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 분석 방법은, 3축 방향의 가속도 및 3축 둘레의 각속도 혹은 각도를 계측할 수 있는 센서가 부착된 골프 클럽에서의 스윙을 계측하는 단계와, 상기 센서의 계측 결과에 기초하여 스윙 분류를 위한 지표를 얻는 단계와, 상기 지표에 기초하여 스윙 분류하는 단계를 포함한다. 상기 지표는 이하의 (a) 또는 (b)를 포함하고 있다.
(a) 다운스윙중의 적어도 1 시각에서의 그립 각속도
(b) 다운스윙중의 적어도 1 시각에서의 그립 속도
바람직하게는, 상기 분석 방법에 있어서, 어드레스, 톱 및 임팩트의 시각이 결정된다.

Description

스윙 분석 방법 및 골프 클럽의 피팅 방법{SWING ANALYSIS METHOD AND FITTING METHOD OF GOLF CLUB}
본원은, 2011년 9월 9일에 출원된 일본 특허 출원 제2011-196727호에 기초하는 우선권 주장을 수반한다. 이들 일본 출원의 모든 내용은 참조되는 것에 의해 여기에 포함된다.
본 발명은 골프 스윙의 분석 방법에 관한 것이다.
골프 스윙은 골퍼마다 상이하다. 또, 골프 클럽은 스윙에 영향을 미친다. 골퍼와 골프 클럽의 매칭은 중요하다. 스윙과 골프공의 매칭은 중요하다. 적절한 스윙 분석은 정확한 피팅을 가능하게 한다.
스윙 분석은 골프 클럽이나 골프공 등의 개발에 불가결하다. 스윙 분석의 결과는 골프 클럽이나 골프공의 선택의 기준이 될 수 있다. 스윙 분석은 골프 클럽이나 골프공 등의 판매 촉진에 도움이 된다.
일본 특허 공개 제2006-230466호 공보는, 자기 센서를 이용한 계측에 의해 스윙이 평가되고 있다. 일본 특허 공개 제2009-18043호 공보에서는, 화상을 이용하여 스윙이 평가되고 있다. 일본 특허 제4145618호 공보에서는, 비틀림 게이지를 이용한 계측에 기초하여 샤프트가 선정되고 있다.
상기 문헌의 계측 장치는 대형이고 복잡하다. 이러한 계측 장치는, 상점 앞에서 피팅을 행하기 위한 하드웨어에는 적합하지 않다. 모션 캡쳐 시스템도 실용화되어 있지만 고가이다. 한편, 복잡한 동작인 스윙을 적절하게 분류할 수 있다면, 피팅이 용이하고 정확해진다.
본 발명의 목적은, 간이한 장치에 의해 스윙을 분류할 수 있는 스윙 분석 방법의 제공에 있다.
본 발명에 따른 스윙 분석 방법은, 3축 방향의 가속도 및 3축 둘레의 각속도 또는 각도를 계측할 수 있는 센서가 부착된 골프 클럽에서의 스윙을 계측하는 단계와, 상기 센서의 계측 결과에 기초하여 스윙 분류를 위한 지표를 얻는 단계와, 상기 지표에 기초하여 스윙 분류하는 단계를 포함한다. 상기 지표는 이하의 (a) 또는 (b)를 포함한다.
(a) 다운스윙중의 적어도 1 시각에서의 그립 각속도
(b) 다운스윙중의 적어도 1 시각에서의 그립 속도
바람직하게는, 상기 분석 방법에 있어서 어드레스, 톱 및 임팩트의 시각이 결정된다.
바람직하게는, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (e)에서 선택되는 적어도 2개를 포함한다.
(c) 토우다운 방향의 그립 각속도.
(d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도.
(e) 골퍼로 향하는 방향의 그립 속도.
다른 바람직한 양태는, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (f)에서 선택되는 적어도 2개를 포함한다.
(c) 토우다운 방향의 그립 각속도.
(d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도.
(f) 헤드의 동적 로프트각.
다른 바람직한 양태는, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (g)에서 선택되는 적어도 2개를 포함한다.
(c) 토우다운 방향의 그립 각속도.
(d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도.
(g) 임팩트에서의 그립 자세 각도.
본 발명에 따른 피팅 방법은, 전술한 어느 기재의 스윙 분석 방법을 이용한 골프 클럽의 피팅 방법이다. 이 피팅 방법에서는, 상기 스윙 분류마다 장려 샤프트가 정해져 있다.
이 스윙 분석 방법에서는, 스윙 분류가 간이한 장치에 의해 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스윙 계측의 일례를 도시한 도면이고,
도 2는 센서가 부착된 골프 클럽의 확대 사시도이고,
도 3a는 센서의 평면도이고, 도 3b는 센서의 측면도이고,
도 4는 스윙의 모습을 도시한 도면이고, 이 도 4에서는 어드레스 및 테이크백이 도시되어 있고,
도 5는 스윙의 모습을 도시한 도면이고, 이 도 5에서는 톱 및 다운스윙이 도시되어 있고,
도 6은 스윙의 모습을 도시한 도면이고, 이 도 6에서는 다운스윙 및 임팩트가 도시되어 있고,
도 7은 스윙의 모습을 도시한 도면이고, 이 도 7에서는 팔로우스루 및 피니쉬가 도시되어 있고,
도 8은 스윙 분류하는 단계의 일례를 도시하는 플로우차트이고,
도 9는 스윙 분류하는 단계의 다른 일례를 도시하는 플로우차트이고,
도 10은 자세 행렬의 일례이고,
도 11은 오일러 변환 행렬을 도시하고 있고,
도 12는 그립 자세 각도의 계산치의 검증 결과를 도시하는 그래프이고,
도 13은 그립 자세 각도의 계산치의 검증 결과를 도시하는 다른 그래프이고,
도 14는 그립 자세 각도의 계산치의 검증 결과를 도시하는 다른 그래프이고,
도 15는 회전 행렬의 일례를 도시하고 있고,
도 16은 회전 행렬의 다른 일례를 도시하고 있고,
도 17은 센서에 의한 측정치의 일례를 도시하는 그래프이고,
도 18은 어드레스 시각의 결정 방법의 일례를 도시하는 플로우차트이고,
도 19는 그립 각도 α를 도시하고 있고,
도 20은 그립 각도 β를 도시하고 있고,
도 21은 그립 각도 γ를 도시하고 있고,
도 22는 스윙 분류하는 단계의 다른 일례를 도시하는 플로우차트이다.
이하, 적절하게 도면이 참조되면서, 바람직한 실시형태에 기초하여 본 발명이 상세하게 설명된다.
도 1이 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 스윙 분석 시스템(2)이 이용된다.
스윙 분석 시스템(2)은, 센서(4)와, 컴퓨터에 내장된 무선 수신 장치(6)와, 데이터 해석 장치(8)를 구비하고 있다. 도 1에서는, 센서(4)가 골퍼(g1)의 팔에 의해 숨겨져 있다.
도 2는, 골프 클럽(c1)의 그립 엔드에 부착된 센서(4)를 도시하는 사시도이다. 도 3a는, 센서(4)의 평면도이다. 도 3b는, 센서(4)의 정면도이다. 센서(4)는, 그립(7)의 후단에 부착되어 있다. 센서(4)는, 어댑터(9)를 통해 그립(7)에 부착되어 있다. 센서(4)의 부착은, 양면 테이프, 접착제, 나사 고정 등에 의해 용이하게 이루어질 수 있다. 센서(4)는 소형이고 경량이다.
센서(4)는 무선식이다. 센서(4)는, 무선에 의해 측정 데이터를 발신할 수 있다. 이 무선 통신의 상세한 것에 관해서는 이하에 설명한다. 무선 통신으로서, 예컨대 Bluetooth(블루투스)의 규격 및 기술이 바람직하게 이용될 수 있다.
센서(4)는, 3축 방향(x1축, y1축 및 z1축)의 각각의 가속도를 측정할 수 있는 가속도 센서를 내장하고 있다. 또한 센서(4)는, 3축 방향(x1축, y1축 및 z1축) 둘레의 각속도를 계측할 수 있는 각속도 센서를 내장하고 있다. 또한 센서(4)는, A/D 변환기, CPU, 무선 인터페이스, 무선 안테나 및 전원을 구비하고 있다. 전원으로서 전지가 이용되고 있다. 전지는, 예컨대 리튬 이온 전지 등의 소형 전지가 바람직하게 이용된다. 소위 버튼형 전지가 바람직하게 이용될 수 있다. 전지는 충전 가능한 것이어도 좋다. 센서(4)는, 전지를 충전하기 위한 충전 회로를 구비하고 있어도 좋다. 센서(4)의 일례로서, 와이어리스테크놀러지사 제조의 상품명 「WAA-010」을 들 수 있다.
또한, 상기 각속도 센서 대신 각도 센서가 이용되어도 좋다. 즉, 3축 둘레의 각도를 계측할 수 있는 센서가 이용되어도 좋다.
도시하지 않지만, 무선 수신 장치(6)는, 무선 안테나, 무선 인터페이스, CPU 및 네트워크 인터페이스를 구비하고 있다.
데이터 해석 장치(8)로서, 예컨대 컴퓨터가 이용된다. 데이터 해석 장치(8)는, 입력부(12) 및 표시부(14)를 구비하고 있다. 도시하지 않지만, 데이터 해석 장치(8)는, 하드디스크, 메모리, CPU 및 네트워크 인터페이스를 구비하고 있다. 입력부(12)는, 키보드(16)와 마우스(18)를 구비하고 있다.
도 1에는, 스윙 분석 시스템(2) 외에, 골퍼(g1)와, 골프 클럽(c1)과, 골프공(b1)이 도시되어 있다. 도 1에 그려진 골퍼(g1)는 어드레스 상태이다. 골퍼(g1)는 오른손잡이이다.
센서(4)는, x1축, y1축 및 z1축의 각각의 방향의 가속도를 검지한다. 도 2가 도시하는 바와 같이, x1축, y1축 및 z1축은 3축 직교 좌표계를 구성하고 있다. 이들 가속도는 아날로그 신호로서 얻어진다. 이 아날로그 신호는, A/D 변환기에 의해 디지털 신호로 변환된다. A/D 변환기로부터의 출력은, 예컨대 CPU에 전달되어 1차 필터링 등의 연산 처리가 실행된다. 이와 같이 센서(4) 내에서 처리된 데이터는, 무선 인터페이스를 통해 무선 안테나로부터 송신된다.
센서(4)는, x1축, y1축 및 z1축의 각 축둘레의 각속도를 검지한다. 이들 각속도는 아날로그 신호로서 얻어진다. 이 아날로그 신호는, A/D 변환기에 의해 디지털 신호로 변환된다. A/D 변환기로부터의 출력은, 예컨대 CPU에 전달되어 1차 필터링 등의 연산 처리가 실행된다. 이와 같이 센서(4) 내에서 처리된 데이터는, 무선 인터페이스를 통해 무선 안테나로부터 송신된다.
센서(4)의 무선 안테나로부터 송신된 데이터는, 무선 수신 장치(6)측의 무선 안테나를 통해 무선 인터페이스에 의해 수신된다. 이 수신된 데이터는, 예컨대 CPU에서 연산 처리되어 데이터 해석 장치(8)에 보내진다.
데이터 해석 장치(8)에 보내진 데이터는 하드디스크 등의 메모리 자원에 기록된다. 하드디스크는, 데이터 처리 등에 필요한 프로그램 및 데이터 등을 기억하고 있다. 이 프로그램은, CPU에, 필요한 데이터 처리를 실행시킨다. CPU는 각종 연산 처리를 실행할 수 있다. 연산 처리의 예에 관해서는 후술된다. 연산 결과는, 표시부(14) 또는 도시하지 않은 인쇄 장치 등에 의해 출력된다.
센서(4)의 부착에 있어서는, 계측축과 골프 클럽의 관계가 고려된다. 본 실시형태에서는, 센서(4)의 z1축이, 골프 클럽(c1)의 샤프트축(Zs)에 일치하고 있다. 센서(4)의 x1축은, 헤드의 토우힐 방향을 가능한 한 따르도록 배향된다. 센서(4)의 y1축은, 페이스면의 법선 방향을 가능한 한 따르도록 배향된다. 이와 같이 센서(4)를 부착함으로써 연산이 간략화된다.
[전체 좌표계와 국좌표계]
본원에서는, 전체 좌표계 및 국좌표계가 고려된다. 설명의 편의를 위해, 전체 좌표계의 각 축을 대문자인 X축, Y축 및 Z축으로 나타내는 것으로 하고, 국좌표계의 각 축을 소문자인 x축, y축 및 z축으로 나타내는 것으로 한다.
전체 좌표계의 X축, Y축 및 Z축은 삼차원 직교 좌표계이다. 해석을 용이하게 하기 위해, 본 실시형태에서는, Z축이 연직 방향이 되고, X축이 골퍼(g1)의 전후 방향이 된다. Y축은 목표 방향이 된다. 보다 상세하게는, Y축은 타구 지점과 목표 지점을 연결하며 또한 지면과 평행한 방향이 된다.
국좌표계의 x축, y축 및 z축은 삼차원 직교 좌표계이다. 해석을 용이하게 하기 위해, 본 실시형태에서는, z축이 상기 샤프트축(Zs)이 된다. x축은, 헤드의 토우힐 방향을 가능한 한 따르도록 설정된다. y축은, 페이스면의 법선 방향을 가능한 한 따르도록 설정된다.
국좌표계의 z축은 센서(4)의 z1축에 일치하고 있다. 국좌표계의 y축은 센서(4)의 y1축에 일치하고 있다. 국좌표계의 x축은 센서(4)의 x1축에 일치하고 있다. 이 설정에 의해, 하기 6개의 데이터가 측정치로서 직접 얻어진다.
센서(4)의 측정치로서 직접 얻어지는 데이터는 다음 6개이다.
ㆍx축 둘레의 각속도 ωx(그립 각속도 ωx)
ㆍy축 둘레의 각속도 ωy(그립 각속도 ωy)
ㆍz축 둘레의 각속도 ωz(그립 각속도 ωz)
ㆍx축 방향의 가속도 Ax
ㆍy축 방향의 가속도 Ay
ㆍz축 방향의 가속도 Az
센서(4)에 의해, 시계열적으로 연속된 복수의 데이터를 얻을 수 있다. 단위시간당 데이터수는 샘플링 주파수에 의존한다.
어드레스 상태의 골퍼(g1)에 있어서는, 전체 좌표계의 Y축과 국좌표계의 y축은 거의 평행하다. 전체 좌표계에 대한 국좌표계의 방향은, 스윙중 시시각각으로 변화한다. 국좌표계의 방향은 골프 클럽(c1)의 움직임에 연동하여 변화한다.
도 4~도 7은, 스윙을 설명하기 위한 도면이다. 도 4~도 7은, 골퍼(g1)의 정면(전방측)에서 본 도면이다. 스윙의 시작은 어드레스이다. 스윙의 끝은 피니쉬라고 칭해진다. 스윙은 (S1), (S2), (S3), (S4), (S5), (S6), (S7), (S8)의 순으로 진행된다. (S1) 및 (S2)가 도 4에 도시되어 있다. (S3) 및 (S4)가 도 5에 도시되어 있다. (S5) 및 (S6)이 도 6에 도시되어 있다. (S7) 및 (S8)이 도 7에 도시되어 있다. 도 4의 (S1)은 어드레스이다. 도 4의 (S2)는 테이크백이다. 도 5의 (S3)은 톱(톱 오브 스윙)이다. 통상 톱 오브 스윙에서는 스윙중에서의 헤드의 이동 속도가 최소이다. 도 5의 (S4)는 다운스윙이다. 도 6의 (S5)도 다운스윙이다. (S5)는 (S4)보다 다운스윙이 진행된 상태이다. 도 6의 (S6)은 임팩트이다. 임팩트는 골프 클럽(c1)의 헤드와 골프공(b1)이 충돌한 순간이다. 도 7의 (S7)은 팔로우스루이다. 도 7의 (S8)은 피니쉬이다. 피니쉬에서 스윙은 종료한다.
스윙 분석 시스템(2)을 이용하기 위한 준비로서, 스윙 분류를 위한 지표를 탐색하는 단계가 이루어졌다. 이 지표의 탐색에서는 모션 캡쳐 시스템이 이용되었다. 이 지표의 탐색에서는, 20명의 골퍼의 스윙이 분석되어, 43종류의 스윙 특징이 정량화되었다. 또 별도로, 이들 20명의 각각의 골퍼에서 5개의 클럽을 시타하게 하여, 비거리, 타구의 슬라이스 어려움 및 스윙의 용이성에 관한 평가 데이터를 취득했다. 그리고, 상기 43종류의 스윙 특징과 상기 평가 데이터에 기초하여 통계적인 해석이 이루어졌다. 이 통계적인 해석에서는, 판별 분석이라고 칭해지는 방법이 이용되었다. 그 결과, 상기 43종류의 스윙 특징 중의 몇개가, 스윙 분류의 지표로서 유효하다는 것이 판명되었다. 특히, 이하의 3개의 지표는, 통계적으로 볼 때 70% 이상의 골퍼에게 유효하다는 지견을 얻었다.
(지표 1): 다운스윙중에서의 토우다운 방향의 각속도
(지표 2): 다운스윙중에서의 샤프트축(Zs) 둘레의 각속도
(지표 3): 임팩트 근방(바람직하게는 임팩트시)에서의 골퍼로 향하는 방향의 그립 속도
지표 1의 각속도는 상기 y축 둘레의 각속도에 대응한다. 따라서 이 각속도가 본원에서 ωy로 표기된다. 지표 2의 각속도는 상기 z축 둘레의 각속도에 대응한다. 따라서 이 각속도가 본원에서 ωz로 표기된다.
이러한 유효한 지표를 간편하게 계측하기 위한 시스템이 검토되어, 상기 스윙 분석 시스템(2)을 얻었다. 이 스윙 분석 방법에서는, 센서(4)로부터의 데이터만으로 스윙 분석이 가능하다.
스윙 분석 시스템(2)을 이용한 스윙 분석 방법은, 다음 단계 st1~st3을 포함한다.
ㆍ3축 방향의 가속도 및 3축 둘레의 각속도를 계측할 수 있는 센서(4)가 부착된 골프 클럽(c1)이 스윙되는 단계 st1
ㆍ상기 센서의 계측 결과에 기초하여 스윙 분류를 위한 지표를 얻는 단계 st2
ㆍ상기 지표에 기초하여 스윙 분류하는 단계 st3
상기 지표는 이하의 (a) 또는 (b)를 포함한다.
(a) 다운스윙중의 적어도 1 시각에서의 그립 각속도
(b) 다운스윙중의 적어도 1 시각에서의 그립 속도
다운스윙중이란, 어드레스로부터 임팩트까지의 사이의 시간이다.
바람직하게는, 이 스윙 분석 방법에서는, 상기 센서의 계측 결과에 기초하여 어드레스, 톱 및 임팩트의 시각이 결정된다. 이들의 시각이 파악됨으로써, 데이터를 취득해야 할 시각이 용이하게 파악될 수 있다.
바람직하게는, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (e)에서 선택되는 적어도 2개를 포함한다. 보다 바람직하게는, 이하의 (c), (d) 및 (e)를 모두 포함한다.
(c) 토우다운 방향의 그립 각속도 ωy
(d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도 ωz
(e) 골퍼로 향하는 방향의 그립 속도 Vx
상기 (c)는, 적어도 1 시각에서의 값이다. 스윙 분류의 정밀도를 높이는 관점에서, 바람직하게는 상기 (c)는 평균치가 된다. 평균치는, 시각 t1로부터 t2까지의 사이에서의 계측치를 평균함으로써 얻어진다. 시각 t1 및 t2는 다운스윙중의 시각이다. 시각 t1이 톱이 되고, 시각 t2가 임팩트가 되어도 좋다.
상기 (d)는, 적어도 1 시각에서의 값이다. 스윙 분류의 정밀도를 높이는 관점에서, 바람직하게는 상기 (d)는 평균치가 된다. 평균치는, 시각 t1로부터 t2까지의 사이에서의 계측치를 평균함으로써 얻어진다. 시각 t1 및 t2는 다운스윙중의 시각이다. 시각 t1이 톱이 되고, 시각 t2가 임팩트가 되어도 좋다.
스윙 분류의 정밀도를 높이는 관점에서, 바람직하게는, 상기 (e)는 임팩트 근방에서의 값이다. 임팩트 근방이란, 임팩트의 0.01초전부터 임팩트까지를 의미한다. 보다 바람직하게는, 상기 (e)는 임팩트시에서의 값이다.
골퍼 방향의 그립 속도 Vx란, x축 방향의 속도이다. 이 그립 속도 Vx는, 그립과 골퍼의 거리 변화의 지표가 될 수 있다. 골퍼에 따라서는, 임팩트 근방에 있어서, 그립을 자기 몸방향으로 끌어넣는 것 같은 동작을 한다. 이 동작의 정도에 따라 그립 속도 Vx가 변화할 수 있다.
또한, 그립 속도 Vx 대신, 그립과 골퍼의 거리 변화를 나타낼 수 있는 다른 속도가 채택되어도 좋다.
도 8은, 상기 (c), (d) 및 (e)를 이용한 스윙 분류 단계 st3을 나타내는 플로우차트이다. 이 스윙 분류에서는, 상기 (c)의 그립 각속도 ωy가 판단된다(단계 st10). 이 그립 각속도 ωy가 500(deg/s) 미만인 경우, 스윙 패턴 A로 분류된다. 이 그립 각속도 ωy가 500(deg/s) 이상 600(deg/s) 미만인 경우, 스윙 패턴 B로 분류된다. 이 그립 각속도 ωy가 600(deg/s) 이상인 경우, 다음 단계 st20으로 진행된다. 500(deg/s) 및 600(deg/s) 이외의 값이 이용되어도 좋다. 즉 임계값은 적절하게 설정될 수 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 그립 각속도 ωy로서, 다운스윙 전체에서의 평균치가 채택되고 있다.
다음으로, 상기 (d)의 그립 각속도 ωz가 판단된다(단계 st20). 이 그립 각속도 ωz가 300(deg/s) 이상인 경우, 스윙 패턴 E로 분류된다. 이 그립 각속도 ωz가 300(deg/s) 미만인 경우, 다음 단계 st30으로 진행된다. 300(deg/s) 이외의 값이 이용되어도 좋다. 즉 임계값은 적절하게 설정될 수 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 그립 각속도 ωz로서, 다운스윙 전체에서의 평균치가 채택되고 있다.
다음으로, 상기 (e)의 그립 속도 Vx가 판단된다(단계 st30). 이 그립 속도 Vx가 2.0(m/s) 미만인 경우, 스윙 패턴 C로 분류된다. 이 그립 속도 Vx가 2.0(m/s) 이상인 경우, 스윙 패턴 D로 분류된다. 2.0(m/s) 이외의 값이 이용되어도 좋다. 즉 임계값은 적절하게 설정될 수 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 그립 속도 Vx로서, 임팩트시의 값이 채택되고 있다.
이상과 같이 하여, 스윙이 5개의 패턴 A~E로 분류될 수 있다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (f)에서 선택되는 적어도 2개를 포함한다. 보다 바람직하게는, 이하의 (c), (d) 및 (f)를 모두 포함한다.
(c) 토우다운 방향의 그립 각속도 ωy
(d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도 ωz
(f) 헤드의 동적 로프트각 DL
동적 로프트각 DL이란, 연직 방향에 대한 페이스면의 경사 각도이다. 스윙 분류의 정밀도를 높이는 관점에서, 상기 (f)는, 바람직하게는 임팩트 근방에서의 값이며, 보다 바람직하게는 임팩트시에서의 값이다. 동적 로프트각 DL은, 예컨대, 임팩트 근방에서의 헤드 화상에 기초하여 측정된다.
도 9는, 상기 (c), (d) 및 (f)를 이용한 스윙 분류 단계 st3을 도시하는 플로우차트이다. 단계 st10및 단계 st20은, 전술한 도 8의 실시형태와 동일하다. 이 실시형태에서는, 상기 단계 st30 대신, 단계 st40이 이루어진다. 이 단계 st40에서는, 임팩트시의 동적 로프트각 DL이 판단된다. 이 동적 로프트각 DL이 15(degree) 미만인 경우, 스윙 패턴 C로 분류된다. 이 동적 로프트각 DL이 15(degree) 이상인 경우, 스윙 패턴 D로 분류된다. 15(degree) 이외의 값이 이용되어도 좋다. 즉 임계값은 적절하게 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 피팅 방법에서는, 전술한 스윙 분석 방법을 이용한다. 이 피팅 방법에서는, 상기 스윙 분류마다 장려 샤프트가 정해져 있다. 이 피팅 방법에서는, 스윙 분류함으로써 장려 샤프트가 결정된다. 일반적으로, 피팅에 있어서는 샤프트의 선정이 어렵다. 이 피팅 방법에서는, 샤프트의 선정이 용이하게 이루어질 수 있다.
다음으로, 각 지표의 산출 방법에 관해 설명한다.
[그립 각속도]
그립 각속도는, 센서(4)에 의해 얻어진 각속도로부터 직접적으로 얻을 수 있다. 상기 실시형태에서는, 센서(4)의 y1축 둘레의 각속도가 그립 각속도 ωy와 같다. 또, 센서(4)의 z1축 둘레의 각속도가, 그립 각속도 ωz와 같다. 센서(4)의 x1축 둘레의 각속도가, x축 둘레의 각속도(그립 각속도 ωx)와 같다.
[그립 경사 각도 α]
후술되는 자세 행렬을 구함으로써, 그립 경사 각도 α가 결정된다. 자세 행렬로부터 각도 α를 계산하는 방법은 후술된다. 각도 α는, 정면에서 보았을 때의 Y축과 샤프트축선이 이루는 각도이다.
[그립 속도]
통상, 가속도를 적분함으로써 속도가 구해진다. 센서(4)에서는, 3축 방향의 가속도가 계측되기 때문에, 이들 가속도를 적분하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이 단순한 적분으로는 그립 속도를 산출할 수는 없다.
센서(4)에서 계측된 가속도에는, 다음 3개의 가속도가 포함되어 있다.
(가속도 1) 병진 성분의 가속도
(가속도 2) 원심 성분의 가속도
(가속도 3) 중력 가속도
그립 속도(병진 속도)를 구하기 위해서는, 병진 성분의 가속도만을 적분하는 것이 필요하다. 그것을 위해서는, 원심 성분의 가속도 및 중력 가속도를 배제해야 한다.
그립 속도의 산출에서는 자세 행렬이 이용된다. 도 10은, 이 자세 행렬을 도시한다. 이 자세 행렬은 a부터 i까지의 9성분을 갖고 있다. 이 자세 행렬에는, 그립의 자세가 기술되어 있다. 이 자세 행렬에서의 각 성분의 의미는 다음과 같다.
성분 a: 전체 좌표계의 X축과 국좌표계의 x축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 b: 전체 좌표계의 Y축과 국좌표계의 x축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 c: 전체 좌표계의 Z축과 국좌표계의 x축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 d: 전체 좌표계의 X축과 국좌표계의 y축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 e: 전체 좌표계의 Y축과 국좌표계의 y축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 f: 전체 좌표계의 Z축과 국좌표계의 y축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 g: 전체 좌표계의 X축과 국좌표계의 z축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 h: 전체 좌표계의 Y축과 국좌표계의 z축이 이루는 각도의 코사인(cos)
성분 i: 전체 좌표계의 Z축과 국좌표계의 z축이 이루는 각도의 코사인(cos)
3개의 성분(a, b, c)은 국좌표계의 x축 벡터의 방향을 나타내고 있다. 3개의 성분(d, e, f)은 국좌표계의 y축 벡터의 방향을 나타내고 있다. 3개의 성분(g, h, i)은 국좌표계의 z축 벡터의 방향을 나타내고 있다.
스윙중 그립의 자세는 시시각각으로 변화한다. 따라서, 상기 자세 행렬도 스윙중 시시각각으로 변화한다.
그립 속도의 산출 방법에서는, 원심 성분의 가속도 및 중력 가속도를 제외한 상태에서 가속도의 적분이 이루어진다. 이 산출 방법에서는, 우선 어드레스에서의 자세 행렬이 산출된다(단계 st100). 다음으로, 각 시각에서의 자세 행렬이 산출된다(단계 st200). 다음으로, 계측된 가속도 데이터가 전체 좌표계로 변환된다(단계 st300). 이 변환에 의해 원심 성분의 가속도가 제외된다. 다음으로, 어드레스시의 가속도가 오프셋된다(단계 st400). 이 오프셋에 의해 중력 가속도가 제외된다. 마지막으로, 원심 성분의 가속도 및 중력 가속도가 제외된 가속도를 적분한다(단계 st500). 이 적분에 의해 그립 속도를 얻을 수 있다.
단계 st100에서는, 중력이 연직 방향으로 작용하고 있는 것을 이용하여, 어드레스시의 자세 행렬이 산출될 수 있다. 이 단계 st100에서는, 우선, 자세 행렬의 성분 c, 성분 f 및 성분 i가 구해진다(단계 st110). 중력은, 연직 방향, 즉, 전체 좌표계의 Z축 방향으로 작용하고 있기 때문에, 성분 c, 성분 f 및 성분 i는, 센서에 의한 가속도 데이터에 기초하여 직접적으로 산출될 수 있다. 다음으로, 구해진 성분 c, 성분 f 및 성분 i를 이용하여, 다른 6성분이 산출된다(단계 st120). 이 6성분도, 상기 성분 c, f 및 i와 마찬가지로, 기하학적 연산에 의해 산출될 수 있다. 또, 이 6성분의 산출에서는 중회귀 분석이 이용될 수 있다. 또, 이 6성분의 산출에 오일러 변환 행렬이 이용되어도 좋다. 도 11은, 오일러 변환 행렬을 도시한다.
본 실시형태에서는, 상기 6성분 중 성분 a 및 성분 g는, 중회귀 분석에 의해 높은 정밀도로 추정할 수 있었다. 이 추정의 정밀도를 나타내는 중상관 계수는 0.98이었다. 한편, 다른 4성분 b, d, e 및 h는, 중회귀 분석에서의 추정에서는 높은 정밀도를 얻을 수 없었다. 성분 b에 관해서는, 오일러 변환 행렬을 이용하여 추정했다. 즉, 오일러 변환 행렬과, 이미 알려진 값인 성분 a, c, f, g 및 i를 대비하여, 오일러 각도인 θ, φ 및 ψ를 구하고, 이들 오일러 각도에 기초하여 성분 b가 구해졌다. 모션 캡쳐에 의해 구한 성분 b와 비교한 바, 상관 계수는 0.86이었다.
또한, 상기 오일러 각도 중 ψ의 플러스마이너스는, 각도 정보만으로는 결정할 수 없다. 이 플러스마이너스는, 예컨대, 어드레스시에서의 그립 각도의 계산 결과에 기초하여 결정된다. 그립 각도의 계산 방법에 관해서는 후술된다.
그 밖의 성분 중 성분 h는, x축과 z축이 이루는 각도가 90도인 것을 이용하여 계산했다. 또, 성분 d 및 e는, 다른 성분의 값을 이용하여 다음 식에 의해 산출했다.
d=bㆍi-cㆍh
e=aㆍi-cㆍg
이상에 기초하여 산출된 자세 행렬의 정밀도를 검증했다. 이 검증은, 상기 자세 행렬의 그립 자세와, 모션 캡쳐에 의해 구한 그립 자세의 비교에 의해 행했다. 5명의 테스터(테스터 A, B, C, D 및 E)의 계측 데이터에 기초하여 검증이 이루어졌다. 결과가 도 12~14의 그래프로 도시된다. 도 12는, 어드레스에서의 그립 각도 α에 관한 그래프이다. 도 13은, 어드레스에서의 그립 각도 β에 관한 그래프이다. 도 14는, 어드레스에서의 그립 각도 γ에 관한 그래프이다. 도 12~14에 있어서, 횡축은 상기 자세 행렬에 기초하여 산출된 각도이고, 종축은 모션 캡쳐에 기초하여 산출된 각도이다. 어느 그래프에 있어서도, 종축의 값과 횡축의 값은 대략 일치하고 있다. 대부분의 데이터에 있어서, 오차는 ±3(degree) 이내에 들어간다. 따라서, 상기 자세 행렬의 정밀도가 높다고 생각된다. 또한, 그립 각도 α, β 및 γ에 관해서는 후술된다.
단계 st200에서는, 어드레스시의 자세 행렬 N1과 회전 행렬 T1의 곱이 구해진다(단계 st210). 이 곱에 의해 자세 행렬 N2를 얻을 수 있다. 즉, N2=N1ㆍT1이다.
도 15는, 이 회전 행렬 T1을 도시한다. 회전 행렬 T1은, 어드레스시부터, 최초의 샘플링 시각 T1까지의 각도 변화량에 따라 정해진다. 이 각도 변화량은, 샘플링 시각 T1에서의 센서(4)의 각각의 각속도 ωx1, ωy1 및 ωz1와, 시간 Δt의 곱이다. 시간 Δt는 계측 샘플링의 단위 시간에 해당한다. 이 Δt는 샘플링 시간이라고도 칭해진다. 회전 행렬 T1에 있어서, θx1=ωx1ㆍΔt이고, θy1=ωy1ㆍΔt이고, θz1=ωz1ㆍΔt이다.
다음으로, 상기 자세 행렬 N2와 회전 행렬 T2의 곱이 구해진다(단계 st220). 이 곱에 의해 자세 행렬 N3을 얻을 수 있다. 즉, N3=N2ㆍT2=N1ㆍT1ㆍT2이다.
도 16은, 이 회전 행렬 T2를 도시한다. 회전 행렬 T2는, 이전 샘플링 시각 T1으로부터 이 샘플링 시각 T2까지의 각도 변화량에 따라 정해진다. 이 각도 변화량은, 샘플링 시각 T2에서의 센서(4)의 각각의 각속도 ωx2, ωy2 및 ωz2와 시간 Δt의 곱이다. 회전 행렬 T2에 있어서, θx2=ωx2ㆍΔt이고, θy2=ωy2ㆍΔt이고, θz2=ωz2ㆍΔt이다.
이후, 동일하게 하여, 각 시각의 자세 행렬 Ni와 회전 행렬 Ti의 곱이 반복된다(단계 st230). 이 반복에 의해, 모든 샘플링 시각에서의 자세 행렬 Ni가 구해진다.
단계 st300에서는, 각 샘플링 시각의 가속도 Ai와, 그 시각의 자세 행렬 Ni의 곱이 구해진다(단계 st310). 가속도 Ai는, 센서(4)로부터 얻어지는 데이터 그 자체이다. 이들 곱에 의해, 각 샘플링 시각에서의 가속도 Ai가 전체 좌표계의 가속도로 변환된다. 이 변환에 의해, 원심 성분의 가속도가 제외되게 된다.
단계 st400에서는, 어드레스시의 가속도로서, 데이터 초기의 100 데이터의 평균치가 채택된다. 이 100의 데이터의 선택에서는, 예컨대, 후술하는 방법으로 결정되는 어드레스 시각이 이용된다. 이 어드레스 시각 직후의 50 데이터와, 이 어드레스 시각 직전의 50데이터가 이용될 수 있다. 평균되는 데이터의 수는 적절하게 설정된다.
단계 st500에서는, 원심 성분의 가속도 및 중력 가속도가 제외된 가속도의 파형이 적분된다. 적분 시간은, 예컨대 2.0초가 된다.
센서(4)에는, 드리프트 오차라고 불리는 오차가 생길 수 있다. 드리프트 오차는, 교정 종료후에 발생하는 측정기 또는 측정 시스템의 성능 변화에 기인한다. 드리프트 오차의 주요 원인으로서, 측정기 내부의 접속 케이블의 열팽창 및 주파수 변환기의 온도 드리프트를 들 수 있다. 주위 온도의 변화에 따라서 빈번하게 교정을 실행하거나, 주위 온도를 가능한 한 일정하게 유지하거나 함으로써, 드리프트 오차는 저감될 수 있다. 그러나, 이들 대책에 의해서는, 드리프트 오차를 완전하게 배제하는 것은 어렵다.
드리프트 오차는, 기본적으로 저주파 성분이다. 이 때문에, 단계 st500의 적분에 있어서 완전 적분이 이용된 경우, 저주파에서의 진폭(게인)이 증대된다. 즉 이 경우, 적분에 의해 드리프트 오차가 증대되기 쉽다.
드리프트 오차를 억제하는 관점에서, 단계 st500의 적분에서는 불완전 적분이 이용된다.
여기서, 완전 적분 및 불완전 적분에 관해 설명한다.
예컨대, 변위 X가 [X=Asin(ωt)]로 표시될 때, 속도 V는 이 X를 미분하여 다음 식으로 표시된다.
V=X'=Aωcos(ωt)
즉, 미분하면 진폭(게인)은 ω배가 된다. 따라서, 역으로 적분하면, 진폭(게인)이 (1/ω)배가 된다. ω=2πf이기 때문에, 적분하면 진폭은 (1/2πf)배가 된다. 이것이 통상의 적분이며, 완전 적분이라고도 칭해진다.
골프 스윙에 있어서, 테이크백으로부터 다운스윙까지의 운동에 요하는 시간은 대략 2초 정도이다. 따라서 이 운동의 주파수는 대략 0.5 Hz가 된다. 따라서, 0.5 Hz 이상의 고주파 성분에 관해서는 완전 적분을 행하고, 한편 0.5 Hz 미만의 저주파 성분에 관해서는, 적분에 의한 진폭의 증대가 억제되는 것이 바람직하다. 이 경우, 저주파 성분인 드리프트 오차가 효과적으로 억제될 수 있다. 이 적분에 의한 진폭의 증대를 억제하기 위해 불완전 적분이 이용된다. 예컨대, 0.5 Hz 미만의 저주파 성분에 관해 불완전 적분이 이용된다.
가속도가 a(k)이고, 속도가 v(k)이고, 1단계후의 속도가 v(k+1)이고, Δt가 샘플링 시간이고, k가 적분의 각 단계이고, Ti가 적분 시간일 때, 이 불완전 적분에서는 v(k+1)이 다음 식(1)에서 구해진다.
v(k+1)=pㆍv(k)+qㆍa(k)ㆍㆍㆍ(1)
단, a(O)=v(O)이다.
식(1)에 있어서, p는 필터 계수라고 칭해지며, 다음 식에 의해 산출된다.
p=exp(-Δt/Ti)=exp(-2πfiΔt)
식(1)에 있어서, q는 필터 입력 계수라고 칭해지며, 다음 식에 의해 산출된다.
q=(1-p)ㆍTi=(1-p)/2πfi
다음으로, 어드레스, 톱 및 임팩트의 시각을 결정하는 방법에 관해 설명한다. 이 방법은, 3개의 단계로 나누어진다. 제1 단계에서는 임팩트 시각이 결정된다. 제2 단계에서는 임팩트 시각에 기초하여 톱시각이 결정된다. 제3 단계에서는, 톱시각에 기초하여 어드레스 시각이 결정된다.
상기 제1 단계에서는, 우선, 가(假)임팩트 시각 Tt이 결정된다(단계 st1000). 이 단계 st1000에서는, 계측된 데이터 중에서, 그립 각속도 ωz가 최대치가 된 시각이 가임팩트 시각이 된다.
다음으로, 상기 가임팩트 시각 Tt의 10 msec전의 시각 Tp와, 상기 가임팩트 시각의 10 msec후의 시각 Tf가 결정된다(단계 st1010).
다음으로, 상기 시각 Tp로부터 상기 시각 Tf의 사이에, 그립 각속도 ωx가 최소가 되는 시각 Ta가 결정된다(단계 st1020). 또, 상기 시각 Tp로부터 상기 시각 Tf의 사이에, z축 방향의 가속도 Az가 최소가 되는 시각 Tb가 결정된다(단계 st1030). 다음으로, 상기 시각 Ta와 상기 시각 Tb를 비교하여, 빠른 쪽의 시각이 임팩트 시각이 된다(단계 st1040).
도 17은, 센서(4)에 의한 측정 결과의 일례를 도시하는 그래프이다. 도 17의 상측의 그래프는, 각속도 ωx, 각속도 ωy 및 각속도 ωz의 측정 결과이다. 둥근 플롯은 각속도 ωx를 나타낸다. 사각 플롯은 각속도 ωy를 나타낸다. 삼각 플롯은 각속도 ωz를 나타낸다. 도 17의 하측의 그래프는, 가속도 Ax, 가속도 Ay 및 가속도 Az의 측정 결과이다. 둥근 플롯은 가속도 Ax를 나타낸다. 사각 플롯은 가속도 Ay를 나타낸다. 삼각 플롯은 가속도 Az를 나타낸다.
도 17에 있어서, 세로로 연장된 굵은 실선은 가임팩트 시각 Tt를 나타낸다. 도 17에 있어서, 세로로 연장된 굵은 파선은 상기 시각 Tp를 나타낸다. 도 17에 있어서, 상기 시각 Tf는 나타나 있지 않다. 도 17의 실시예에서는, 시각 Tb가 시각 Ta보다 빠르다. 따라서 이 실시예에서는, 시각 Tb가 임팩트 시각이 된다.
제2 단계의 톱시각의 결정에서는, 그립 각속도 ωy가 이용된다. 제2 단계에서는, 임팩트 시각의 0.5초전부터 임팩트 시각까지의 사이에, 그립 각속도 ωy가 제로가 된 시각이 톱시각이 된다(단계 st1050).
제3 단계에서는, 어드레스 시각이 결정된다. 통상, 골퍼는 어드레스에 어느 정도 시간을 들인다. 이에 비해, 여기서 어드레스 시각을 결정하는 의의는, 스윙 분석에 최적인 어드레스 시각을 결정하는 것에 있다. 또, 어드레스 시각의 결정에 의해, 스윙 분석을 위한 적절한 분석 개시 시각을 결정할 수 있다.
이 제3 단계에서는, 그립 각속도 ωx가 이용된다. 도 18은, 이 제3 단계(어드레스 시각 결정 방법)를 도시하는 플로우차트이다. 바람직한 어드레스 시각 결정 방법은, 이하의 단계 st1100~1210에서 선택되는 적어도 하나를 포함한다.
이 어드레스 시각 결정 방법에서는, 계측 개시로부터 톱시각까지의 사이에 각속도 ωx가 최대가 되는 시각 Tmax가 결정된다(단계 st1100).
다음으로, 이 시각 Tmax를 초기값으로 하는 시각 tt가 설정된다(단계 st1110). 또, 고정치로서의 시간 Ts가 설정된다(단계 st1110). 도 18의 실시형태에서는, 시간 Ts는 50 ms이다. 50 ms 이외의 값이 채택되어도 좋다.
시각 tt에서의 각속도 ωx가 ωx(tt)이다. 이 시각(tt-Ts)에서의 각속도 ωx가 ωx(tt-Ts)이다. [ωx(tt)-ωx(tt-Ts)]가 1.0(deg/s) 이하인지의 여부가 판단된다(단계 st1120). 즉, 시각 tt로부터 거슬러올라가, 시간 Ts에서의 각속도 ωx가 소정치 이하인지의 여부가 판단된다. 1.0(deg/s) 이외의 값이 채택되어도 좋다.
단계 st1120이 「아니오(No)」인 경우, 시각 tt가 1 ms전의 시각으로 갱신된다(st1130). 1 ms 이외의 값이 채택되어도 좋다. 갱신된 시각 tt가 0보다 작은지의 여부가 판단된다(단계 st1140). 시각 0은 측정 개시 시각이다. 시각 tt가 0보다 작은 경우, 어드레스 시각에서의 계측이 이루어지지 않았다고 간주된다. 이 경우, 재계측이 이루어진다(단계 st1150). 단계 st1140에 있어서, 시각 tt가 0 이상인 경우, 판단 단계 st1120으로 되돌아간다.
단계 st1120이 「예(YES)」인 경우, 각속도 ωx는 작다. 각속도 ωx가 작은 상태는, 어드레스 상태에 가깝다. 따라서, 이 경우의 시각 tt가 가어드레스 시각 Tt로 결정된다(단계 st1160).
한편, 본 실시형태에서는, (각속도가 아니라)가속도의 데이터가 이용된다. x축 방향의 가속도 Ax, y축 방향의 가속도 Ay 및 z축 방향의 가속도 Az를 이용하여, 합성 가속도 Am을 구한다(단계 st1170). 합성 가속도 Am의 계산식은 다음과 같다.
Am=(Ax2+Ay2+Az2)1/2
다음으로, 상기 시각 Tt로부터 거슬러올라가, 합성 가속도 Am이 중력 가속도 근방에서 안정되어 있는 최초의 시간대 Tz가 결정된다(단계 st1180). 구체적으로는, 상기 시각 Tt로부터 시간을 거슬러올라가, 합성 가속도 Am에 관해, 연속된 30개의 데이터가 9.7 이상 10.5 이하인 최초의 시간대가 결정된다. 연속된 데이터의 수는 30 이외이어도 좋다. 9.7 이외의 하한치가 채택되어도 좋다. 10.5 이외의 상한치가 채택되어도 좋다.
다음으로, 이 시간대 Tz에 기초하여 시각 t1이 결정된다(단계 st1190). 시각 t1은, 예컨대, 상기 시간대 Tz에서의 최초의 시각이어도 좋고, 상기 시간대 Tz에서의 최후의 시각이어도 좋고, 상기 시각대 Tz의 중심 시각이어도 좋다.
9.7 이상 10.5 이하의 범위는, 중력 가속도를 제외하면 거의 제로에 가깝다. 이 수치 범위에서는, 중력 가속도 이외의 가속도가 제로에 가깝다. 이것은, 어드레스에 가까운 상태이다.
다음으로, y축 방향의 가속도 Ay에 관해, 이동 평균 파형 Ws가 작성된다(단계 st1200). 구체적으로는, 가속도 Ay의 파형에 관해, 측정 개시시부터 상기 시각 t1까지 50점 이동 평균하고, 이것을 다시 50점 이동 평균하여, 매끄러운 파형 Ws를 얻는다. 이동 평균의 처리수는 2회 이외이어도 좋다. 이동 평균의 방법은 50점 이외이어도 좋다.
다음으로, 상기 파형 Ws에 관해 상기 시각 t1으로부터 시간을 거슬러올라가, 구간차가 0.01 이하가 되는 최초의 시각 ti가 결정된다(단계 st1210). 구체적인 구간차는, 시각 ti와 시각 t(i-20)의 차이다. 시각 t(i-20)란, 시각 ti로부터, 20 데이터분만큼 시간을 거슬러올라간 시각이다. 이 구간차가 0.01 이하가 되는 최초의 시각 t1이 어드레스 시각 t2이 된다. 0.01 이외의 임계값이 채택되어도 좋다. 20 이외의 데이터수가 채택되어도 좋다.
이와 같이 하여, 어드레스 시각 t2가 결정된다.
어드레스시의 데이터를 선택하는 경우, 바람직하게는 이 어드레스 시각 t2가 기준이 된다. 바람직하게는, 어드레스시의 데이터를 선택하는 경우, 이 어드레스 시각 t2 근방의 복수의 데이터가 평균된다. 바람직한 구체예에서는, 어드레스 시각 t2로부터, 시각 t2-50의 범위의 50개의 데이터가 평균된다. 시각 t2-50은, 시각 t2로부터, 50데이터분만큼 시간을 거슬러올라간 시각이다. 50 이외의 갯수가 채택되어도 좋다.
다음으로, 그립 각도 α, β 및 γ에 관해 설명한다.
도 19는, 그립 각도 α를 나타낸다. 그립 각도 α는, Y축과 그립축(샤프트축)이 이루는 각도이다. 그립 각도 α는, 정면에서 봤을 때의 2차원 화상에서의 각도이다. 이 그립 각도 α는 전술한 그립 경사 각도와 같다.
도 20은, 그립 각도 β를 나타낸다. 그립 각도 β는, X축과 그립축(샤프트축)이 이루는 각도이다. 그립 각도 β는, 목표 방향의 후방에서 봤을 때의 2차원 화상에서의 각도이다.
도 21은, 그립 각도 γ를 나타낸다. 그립 각도 γ는, Y축과 그립축(샤프트축)이 이루는 각도이다. 그립 각도 γ는, 상측에서 봤을 때의 2차원 화상에서의 각도이다.
그립 각도 α, β 및 γ는, 자세 행렬에 기초하여 계산될 수 있다. 도 10에 도시되는 자세 행렬의 성분 f 및 i를 이용하여, 그립 각도 α는 다음과 같이 계산될 수 있다.
α=arctan(f/-i)
도 10에 도시되는 자세 행렬의 성분 c 및 i를 이용하여, 그립 각도 β는 다음과 같이 계산될 수 있다.
β=arctan(c/-i)
도 10에 도시되는 자세 행렬의 성분 c 및 f를 이용하여, 그립 각도 γ는 다음과 같이 계산될 수 있다.
γ=arctan(c/f)
도 22는, 도 8 및 도 9에 도시한 스윙 분류 단계 st3의 변형예이다. 이 예에서는, 이하의 (c), (d) 및 (g)가 이용되고 있다.
(c) 상기 각속도 ωy
(d) 상기 각속도 ωz
(g) 임팩트에서의 그립 자세 각도
상기 (g)의 그립 자세 각도로서, 상기 그립 각도 α, β 및 γ를 들 수 있다. 바람직하게는 그립 각도 α가 이용된다.
도 22의 플로우차트에 있어서, 단계 st10 및 단계 st20은, 전술한 도 8의 실시형태와 동일하다. 이 실시형태에서는, 상기 단계 st30 대신, 단계 st50이 이루어진다. 이 단계 st50에서는, 임팩트시의 그립 각도 α가 판단된다. 이 각도 α가 2(degree) 미만인 경우, 스윙 패턴 C로 분류된다. 이 각도 α가 2(degree) 이상인 경우, 스윙 패턴 D로 분류된다. 2(degree) 이외의 값이 이용되어도 좋다. 즉 임계값은 적절하게 설정될 수 있다.
센서(4)의 크기 및 중량은 한정되지 않는다. 스윙을 방해하지 않는 관점에서, 센서(4)는, 소형이고 경량인 것이 바람직하다. 이 관점에서, 센서(4)의 중량은, 10 g 이하인 것이 바람직하고, 6 g 이하인 것이 보다 바람직하다.
실시예(EXAMPLES)
이하, 실시예에 의해 본 발명의 효과가 명확해지지만, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되어서는 안된다.
16명의 골퍼가 테스트를 했다. 골퍼는 전원 상급자였다. 모든 골퍼가 드라이버에서의 헤드스피드가 42 m/s이며, 평소 사용하고 있는 드라이버의 중량이 300 g 이상이었다.
5개의 테스트 클럽과 기준 클럽이 준비되었다. 모든 클럽에서, 헤드 및 그립은 공통이었다. 모든 클럽에서, 번수는 드라이버이고, 스윙 밸런스는 D2이고, 로프트각은 9.5도였다. 클럽의 총중량은 307 g 이상 323 g 이하였다. 테스트 클럽에 장착되어 있는 샤프트는, 샤프트 A, 샤프트 B, 샤프트 C, 샤프트 D 및 샤프트 E의 5종류이다. 이들 샤프트 A~E의 경도(플렉스)는 S이다. 모션 캡쳐 시스템을 이용한 사전 검증에 의해, 샤프트와 스윙 패턴의 적합성이 확인되었다. 샤프트 A는 스윙 패턴 A의 골퍼에게 적합하다. 샤프트 B는 스윙 패턴 B의 골퍼에게 적합하다. 샤프트 C는 스윙 패턴 C의 골퍼에게 적합하다. 샤프트 D는 스윙 패턴 D의 골퍼에게 적합하다. 샤프트 E는 스윙 패턴 E의 골퍼에게 적합하다.
도 2와 동일하게 하여, 기준 클럽에 센서가 부착되었다. 이 기준 클럽을 이용하여, 도 8의 플로우차트에 기초하여 스윙 분류가 이루어졌다. 이 스윙 분류에 의해, 적합한 샤프트가 결정되었다.
다음으로, 이 적합 샤프트와, 그 적합 샤프트에 스펙이 비교적 가까운 2개의 샤프트가 선정되어, 이들 3개의 샤프트의 비교가 이루어졌다. 예를 들어, 어떤 테스터 X의 경우, 스윙 분류의 결과가 스윙 패턴 B이고, 적합 샤프트는 샤프트 B였다. 이 샤프트 B에 스펙이 비교적 가까운 것은 샤프트 A 및 C였다. 따라서, 테스터 X는, 3개의 샤프트 A, B 및 C를 비교하여, 가장 양호한 샤프트를 선정했다. 이 선정의 기준은, 비거리, 타구 방향성 및 스윙의 용이성이다. 가장 양호한 샤프트가 샤프트 B인 경우, 정답이 되었다. 가장 양호한 샤프트가 샤프트 A 또는 C를 선택한 경우, 오답이 되었다.
이 테스트의 결과는 다음과 같다. 비거리에 관해 정답이었던 것은 16명 중 11명이었다. 즉, 비거리에 관한 정답률은 69%였다. 한편, 오답은 2명이며, 유의차가 보이지 않는 사람이 3명이었다. 또한 유의차의 유무는 유의 수준 10%로 판단했다.
타구 방향성에 관해 정답인 것은 16명 중 11명이었다. 즉, 타구 방향성에 관한 정답률은 69%였다. 한편, 오답은 3명이며, 유의차가 보이지 않는 사람이 2명이었다. 또한 유의차의 유무는 유의 수준 10%로 판단했다.
스윙의 용이성에 관해 정답인 것은 16명 중 15명이었다. 즉, 스윙의 용이성에 관한 정답률은 94%였다. 한편, 오답은 1명이며, 유의차가 보이지 않는 사람이 0명이었다. 또한 유의차의 유무는 유의 수준 10%로 판단했다.
이들의 정답률은 높다. 본 발명의 우위성은 분명하다.
본 발명은, 골프 스윙의 분석에 적용될 수 있다. 본 발명은, 골프 클럽 또는 샤프트의 피팅에 적용될 수 있다. 본 발명은, 골프 클럽, 골프 샤프트 및 골프공의 개발에 적용될 수 있다. 본 발명은, 골프샵 등의 상점 앞에서 이용될 수 있다.
이상의 설명은 어디까지나 일례이며, 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 범위에서의 여러가지 변경이 가능하다.

Claims (10)

  1. 3축 방향의 가속도 및 3축 둘레의 각속도 혹은 각도를 계측할 수 있는 센서가 부착된 골프 클럽에서의 스윙을 계측하는 단계와,
    상기 센서의 계측 결과에 기초하여 스윙 분류를 위한 지표를 얻는 단계와,
    상기 지표에 기초하여 스윙 분류하는 단계
    를 포함하고,
    상기 지표는 이하의 (a) 또는 (b)를 포함하는 것인 스윙 분석 방법.
    (a) 다운스윙중의 1 시각 이상에서의 그립 각속도
    (b) 다운스윙중의 1 시각 이상에서의 그립 속도
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서의 계측 결과에 기초하여, 어드레스, 톱 및 임팩트의 시각이 결정되는 것인 스윙 분석 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (e)에서 선택되는 2개 이상을 포함하는 것인 스윙 분석 방법.
    (c) 토우다운 방향의 그립 각속도.
    (d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도.
    (e) 골퍼로 향하는 방향의 그립 속도.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (f)에서 선택되는 2개 이상인 것인 스윙 분석 방법.
    (c) 토우다운 방향의 그립 각속도.
    (d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도.
    (f) 헤드의 동적 로프트각.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지표는 이하의 (c), (d) 및 (g)에서 선택되는 2개 이상인 것인 스윙 분석 방법.
    (c) 토우다운 방향의 그립 각속도.
    (d) 샤프트축 둘레의 그립 각속도.
    (g) 임팩트에서의 그립 자세 각도.
  6. 제1항에 기재된 스윙 분석 방법을 이용한 골프 클럽의 피팅 방법으로서,
    상기 스윙 분류마다 장려 샤프트가 정해져 있는 것인 골프 클럽의 피팅 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 지표는 상기 (c), (d) 및 (e)를 포함하는 것인 스윙 분석 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 지표는 상기 (c), (d) 및 (f)를 포함하는 것인 스윙 분석 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 지표는 상기 (c), (d) 및 (g)를 포함하는 것인 스윙 분석 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 지표는 상기 (b)를 포함하고 있고,
    상기 그립 속도의 산출에서는 자세 행렬이 이용되고,
    이 그립 속도의 산출에서는, 원심 성분의 가속도 및 중력 가속도를 제외한 후에 가속도의 적분이 이루어지는 것인 스윙 분석 방법.
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KR101515428B1 (ko) * 2014-06-10 2015-05-04 주식회사 두성기술 스윙 분석 센서가 내장된 골프 그립 및 이를 이용한 스윙 분석 시스템

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