KR20140148308A - 운동 해석 장치 - Google Patents

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KR20140148308A
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rotation angle
moving
ball
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KR1020140072217A
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마사후미 사토
가즈히로 시부야
겐야 고다이라
가즈오 노무라
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 운동 해석에 있어서 1개의 지표로서 운동구(運動具)의 샤프트부의 회전을 용이하게 제시할 수 있는 운동 해석 장치 및 운동 해석 프로그램에 관한 것이다.
[해결 수단] 제1 검출부(31)는, 관성 센서(12)의 출력을 이용하여, 운동구의 샤프트부의 제1 상태를 검출한다. 제1 상태는 예를 들면 정지 상태에 상당한다. 제2 검출부(32)는, 관성 센서(12)의 출력을 이용하여, 운동구의 샤프트부의 제2 상태를 검출한다. 제2 상태는 예를 들면 임팩트에 상당한다. 제2 검출부(32)는, 제1 상태로부터 샤프트부의 축 둘레에서 변화한 샤프트부의 상대 회전각을 검출한다.

Description

운동 해석 장치 {MOTION ANALYSIS DEVICE}
본 발명은, 운동 해석 장치 등에 관한 것이다.
운동 해석 장치는 스윙 동작이라고 하는 운동의 해석에 이용된다. 스윙시에 운동구(運動具)는 휘둘려진다. 휘두를 때에 운동구의 그립은 손으로 쥐어진다. 운동구가 휘둘려지면, 운동구의 자세는 시간축을 따라서 변화한다. 운동구에는 관성 센서가 장착된다. 관성 센서의 출력에 기초하여 시각적으로 스윙 동작이 재현된다. 이러한 운동 해석 장치의 하나의 구체예로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이 골프 스윙 해석 장치를 들 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본특허공개 2008－73210호 공보
예를 들면, 골프 스윙은, 어드레스(address)에 시작하여, 테이크 백(take back), 하프웨이 백(halfway back), 톱(top)으로부터 다운(down) 스윙, 임팩트(impact)를 거쳐, 팔로우 스루(follow through), 그리고 피니시(finish)에 이른다. 골프 스윙의 개시에 있어서 피험자(被驗者)는 어드레스에서 임팩트시의 골프 클럽의 자세를 미리 결정한다. 그 결과, 클럽 헤드의 페이스(face)의 방향이 설정된다. 어드레스시의 페이스의 방향이 임팩트시에 확실히 재현되면, 기대대로에 타구(打球)는 날아간다. 그렇지만, 실제로는, 좀처럼 기대대로 임팩트시에 어드레스시와 동일한 페이스의 방향을 확립할 수 없다. 이에, 피험자에 대해 어드레스시와 임팩트시에서의 골프 클럽의 샤프트부의 상대 회전각이나 클럽 헤드의 페이스각의 방향의 비교를 지시하는 것이 필요해지고 있다. 카메라 등을 복수대 설치한 광학식 모션 캡처 장치를 이용하면, 어드레스시와 임팩트시의 골프 클럽의 타구면(打球面)의 페이스각(face角)을 촬영하여, 화상(畵像)으로부터 페이스각의 방향을 특정할 수 있지만, 장치가 대규모인 것, 옥외에서의 설치가 어려운 것 등에서 편리성이 부족했었다.
또, 예를 들면, 골프에서는 타구의 방향은 임팩트의 순간의 페이스의 방향에 크게 영향을 받는다. 알려지는 바와 같이, 임팩트의 직전에 손목을 돌려 클럽 헤드의 페이스를 맞추려고 하면, 맞춤이 늦으며, 손목을 돌림으로써 반대로 임팩트시의 페이스가 흐트러져 스윙에 악영향을 주어 버린다. 골프 스윙 중의 손목의 움직임은 카메라 등을 이용한 광학식 모션 캡처에서는 관찰이 하기 어려우며, 미묘한 손목의 돌림의 움직임까지는 추적할 수 없다. 정밀하게 추적하는 경우는, 고정밀한 카메라를 몇 대나 준비할 필요가 있어, 대규모인 계측 장치가 되어 버린다. 또, 카메라 등을 이용한 광학식 모션 캡처로는 옥내에서 밖에 계측을 하지 못하고, 일반적인 옥외의 연습의 장소에서 이용할 수 없었다.
본 발명의 적어도 하나의 형태에 의하면, 운동 해석에 있어서 1개의 지표로서 운동구의 샤프트부의 회전을 용이하게 제시할 수 있는 운동 해석 장치, 및 스윙 동작에 관련지어져 손목의 움직임을 시각적으로 용이하게 제시할 수 있는 운동 해석 장치를 제공할 수 있다.
(1) 본 발명의 일 형태는, 관성 센서의 출력을 이용하여, 운동구(運動具)의 샤프트부의 제1 상태를 검출하는 제1 검출부와, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 상기 운동구의 샤프트부의 제2 상태를 검출하고, 상기 제1 상태로부터 상기 샤프트부의 축 둘레에서 변화한 상기 샤프트부의 상대 회전각을 검출하는 제2 검출부를 구비하는 운동 해석 장치에 관한 것이다.
운동구는 손으로 쥐어진다. 스윙시에 운동구는 휘둘려진다. 휘둘려지면, 운동구의 자세는 시간축을 따라서 변화한다. 스윙의 개시에 있어서 피험자(被驗者)는 임팩트시의 운동구의 자세를 미리 결정한다. 여기로부터, 임팩트를 포함하는 스윙 동작은 재차 실시된다. 본 발명의 일 형태에 있어서, 예를 들면 어드레스시와 스윙 중인 위치 상태에서의 운동구의 샤프트부의 축 둘레의 상대 회전각이나, 스윙 중의 제1 상태와 제2 상태와의 상대 회전각 등이 검출된다. 화상(畵像) 데이터에 기초하여 표시 장치의 화면에 상대 회전각을 시각적으로 표시하면, 운동구의 샤프트부의 축 둘레의 회전을 피험자에게 제시할 수 있다. 이러한 운동구의 샤프트부의 회전은 임팩트 후의 타구(打球)의 방향에 영향을 주는 것을 알 수 있다. 피험자는, 제시되는 샤프트부의 회전에 따라 스윙의 폼(form)에 개량을 가할 수 있다. 또, 복수대의 카메라를 이용한 광학식 모션 캡처와 비교하여, 관성 센서를 운동구에 장착하는 것만으로 운동구의 샤프트부의 축 둘레의 회전각을 계측할 수 있으므로, 용이하게 계측이 가능한 것, 옥외에서도 사용 가능하므로 사용 장소를 선택하지 않는 것, 등의 메리트가 있다.
(2) 상기 제1 상태는 스윙 동작 개시 전의 정지(靜止) 상태일 수 있으며, 상기 제2 상태는 스윙 동작 개시 후의 동작 상태일 수 있다. 스윙 동작 중에, 운동구의 샤프트부의 축 둘레에서, 어드레스(address)시와 스윙 중인 위치와의 상대 회전각이 검출된다. 화상(畵像) 데이터에 기초하여 표시 장치의 화면에 상대 회전각을 시각적으로 표시하면, 운동구의 샤프트부의 축 둘레의 회전을 피험자에게 제시할 수 있다. 이러한 운동구의 샤프트부의 회전은 임팩트 후의 타구(打球)의 방향에 영향을 주는 것을 알 수 있다. 피험자는, 제시되는 샤프트부의 회전에 따라 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(3) 상기 제1 검출부는, 상기 제1 상태에서의 상기 운동구의 타구면(打球面)의 방향을 특정하고, 상기 제2 검출부는, 상기 제2 상태에서의 상기 운동구의 타구면의 방향을 특정할 수 있다. 샤프트부의 축 둘레의 회전각의 변화량에 기초하여, 운동구의 타구면의 방향을 특정해도 괜찮다. 예를 들면 골프 클럽의 경우이면, 클럽 헤드의 페이스각(face角)의 방향을 특정해도 괜찮다. 피험자는, 제시되는 클럽 헤드의 페이스각의 방향을 따라 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(4) 운동 해석 장치는, 상기 상대 회전각을 표시하는 제1 표시부를 구비할 수 있다. 예를 들면, 어드레스시와 임팩트시의 운동구의 샤프트부의 축 둘레의 상대 회전각을 표시하는 것에 의해, 피험자에게 숙달을 촉구하는 툴로서 활용하여 받을 수 있다.
(5) 상기 제1 표시부는, 상기 운동구의 스윙 동작 중의 시간에 따라, 상기 상대 회전각의 변화를 표시할 수 있다. 이러한 표시 수단에 의하면, 스윙 동작 중의 시간에 따라 상대 회전각의 변화가 시각적으로 제시되기 때문에, 피험자는 변화의 정도나 변화의 속도를 직감적으로 인식할 수 있다. 그러한 인식에 따라서 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(6) 상기 제1 표시부는, 상기 상대 회전각의 변화의 비교 데이터를 함께 표시할 수 있다. 이러한 표시 수단에 의하면, 예를 들면 골프 스윙의 경우에 있어서, 피험자의 스윙 동작과, 프로(Pro)의 스윙 동작이나 자신과 동등의 스킬을 가지는 다른 피험자의 스윙 동작을 비교하여 표시할 수 있다. 비교에 따라 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(7) 운동 해석 장치는, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 스윙 동작 중의 이벤트를 특정하는 이벤트 검출부와, 상기 이벤트에 상기 상대 회전각을 관련짓는 연산부를 구비할 수 있다. 임팩트를 시작하여, 백스윙, 톱, 다운 스윙 등, 스윙 동작 중에는 몇 개의 이벤트(사상(事象))가 발생한다. 이러한 이벤트마다 상대 회전각이 특정되면, 피험자는 용이하게 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(8) 운동 해석 장치는, 상기 이벤트의 표기와 함께 상기 상대 회전각을 표시하는 제2 표시부를 구비할 수 있다. 이러한 표시 수단에 의하면, 스윙의 이벤트마다 상대 회전각이 시각적으로 제시되기 때문에, 피험자는 직감적으로 상대 회전각과 이벤트와의 관계를 인식할 수 있다. 그러한 인식에 기초하여 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(9) 상기 제2 표시부는, 상기 이벤트마다 상기 상대 회전각의 비교 데이터를 함께 표시할 수 있다. 이러한 표시 수단에 의하면, 피험자의 스윙 동작과, 프로의 스윙 동작이나 피험자와 동등의 스킬을 가지는 스윙 동작을, 비교하여 표시할 수 있다. 이렇게 하여 이벤트마다 피험자의 상대 회전각은 프로의 상대 회전각과 비교할 수 있다. 비교에 따라 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(10) 본 발명의 일 형태는, 관성 센서의 출력을 이용하여, 스윙 중의 운동구의 이동 궤적을 산출하는 제1 산출부와, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각을 산출하는 제2 산출부를 구비하며, 상기 제1 산출부에서 얻어진 상기 운동구의 이동 궤적에, 상기 제2 산출부에서 얻어진 상기 회전각을 관련짓는 운동 해석 장치에 관한 것이다.
스윙시에 운동구는 휘둘려진다. 휘둘려지면, 운동구의 자세는 시간축을 따라서 변화한다. 자세의 변화는 관성 센서에서 검출된다. 이렇게 하여 시간축을 따라서 운동구의 이동 궤적은 특정된다. 화면에는 스윙 동작이 시각적으로 제시된다. 이 때, 손목의 움직임은 동시에 관성 센서에서 검출된다. 이렇게 하여 스윙 동작에 관련지어져 시각적으로 손목의 움직임은 제시된다. 이러한 손목의 움직임에 따라 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다. 카메라 등을 이용하여 광학식 모션 캡처와 비교하여, 대규모인 장치를 이용하지 않고도 손목의 돌림의 미묘한 움직임을 추적할 수 있고, 또한, 관성 센서를 골프 클럽 등의 운동구나 피험자의 손 등에 장착하는 것만으로 괜찮기 때문에, 옥외에서도 용이하게 계측할 수 있다.
(11) 운동 해석 장치는, 상기 제1 산출부의 산출 결과에 상기 상기 제2 산출부의 산출 결과를 동기(同期)시킬 수 있다. 제1 산출부에 의해 산출한 운동구의 이동 궤적과, 제2 산출부에 의해 산출한 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각을 동기시키는 것에 의해, 보다 정확하게 스윙 중의 손목의 돌림의 타이밍이나 타구면의 각도의 변화를 계측할 수 있다.
(12) 운동 해석 장치는, 상기 제1 산출부에서 얻어진 상기 운동구의 이동 궤적에 상기 제2 산출부에서 얻어진 상기 회전각을 관련지은 데이터를 표시하는 제3 표시부를 구비할 수 있다. 제3 표시부에 의해, 피험자에게 스윙 중의 손목의 돌림의 타이밍이나 타구면의 각도의 변화를 운동 숙달의 지표로서 표시할 수 있다.
(13) 상기 제3 표시부는, 운동구의 이동 궤적과 함께 마킹(marking)을 표시시킬 수 있으며, 상기 마킹은, 상기 제2 산출부에서 산출된 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각의 변화에 따라 방향을 바꿀 수 있다. 운동구의 샤프트는 막대 모양이기 때문에 샤프트의 축 둘레의 회전을 표시해도 피험자는 어느 정도 회전하고 있는지를 파악하기 어렵다고 하는 문제가 있었다. 이에, 제3 표시부에 의해, 운동구의 이동 궤적과 함께, 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각의 변화를 나타내는 마킹을 표시시키는 것에 의해, 손목의 돌림 상태나 타구면의 각도의 변화를 피험자에게 알기 쉽게 표시할 수 있다.
(14) 상기 마킹은, 상기 운동구의 타구면의 움직임에 따라 방향을 바꾸는 평면을 구비할 수 있다. 그립의 회전 즉 손목의 회전은 평면의 회전으로 표현된다. 이렇게 하여 피험자는 화상으로부터 명확하게 손목의 회전을 파악할 수 있다. 이러한 파악에 따라 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(15) 상기 마킹은 입체 형상으로 표시될 수 있다. 그 결과, 피험자는 손목의 움직임을 관념적으로 명확하게 인식할 수 있다.
(16) 상기 제3 표시부는, 상기 운동구의 상기 이동 궤적에, 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에서 회전하는 면을 표시할 수 있다. 이렇게 하여 운동구 그 자체로 손목의 회전은 표현된다. 피험자는 운동구의 움직임을 시각적으로 확인할 수 있다. 이러한 확인을 통해서 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
(17) 상기 관성 센서는 상기 운동구의 샤프트부의 축에 병행인 검출축을 구비할 수 있으며, 상기 검출축 둘레에 발생하는 각속도를 검출할 수 있다. 이렇게 하여 관성 센서의 하나의 검출축이 그립의 축에 맞추어지면, 축 둘레의 회전각의 검출에 있어서 산출 처리를 간략화할 수 있다.
(18) 본 발명의 다른 형태는, 관성 센서의 출력을 이용하여, 스윙 중의 운동구의 이동 궤적을 산출하는 수단과, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각을 산출하는 수단을 구비하며, 상기 운동구의 이동 궤적에 상기 회전각을 관련짓는 운동 해석 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 운동 해석에 있어서 1개의 지표로서 운동구의 샤프트부의 회전을 용이하게 제시할 수 있는 운동 해석 장치, 및 스윙 동작에 관련지어져 손목의 움직임을 시각적으로 용이하게 제시할 수 있는 운동 해석 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명에 관한 골프 스윙 해석 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 운동 해석 모델과 골퍼 및 골프 클럽과의 관계를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 연산 처리 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는 골프 클럽의 이동 궤적을 시각적으로 표현하는 화상의 하나의 구체예를 나타내는 도면이다.
도 5는 시간축에 따라 상대 회전각의 변화를 나타내는 그래프의 하나의 구체예이다.
도 6은 상대 회전각에 이벤트를 관련짓는 의사(疑似) 원형 그래프의 하나의 구체예이다.
도 7은 상대 회전각에 이벤트를 관련짓는 의사(疑似) 원형 그래프의 다른 구체예이다.
도 8은 제2 실시 형태에 관한 연산 처리 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 9는 골프 클럽의 이동 궤적을 시각적으로 표현하는 화상의 하나의 구체예를 나타내는 도면이다.
도 10은 골프 클럽의 이동 궤적을 시각적으로 표현하는 화상의 하나의 구체예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시 형태를 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 본 실시 형태는, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것은 아니고, 본 실시 형태에서 설명되는 구성의 모두가 본 발명의 해결 수단으로서 필수라고는 할 수 없다.
(1) 골프 스윙 해석 장치의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 골프 스윙 해석 장치(운동 해석 장치)(11)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 골프 스윙 해석 장치(11)는 예를 들면 관성 센서(12)를 구비한다. 관성 센서(12)에는 예를 들면, 가속도 센서나 자이로 센서(gyro sensor)가 포함된다. 가속도 센서는 서로 직교하는 3축 방향으로 개개의 가속도를 검출할 수 있다. 자이로 센서는 서로 직교하는 3축의 각 축 둘레에 개별적으로 각속도를 검출할 수 있다. 관성 센서(12)는 검출 신호를 출력한다. 검출 신호로 개개의 축마다 가속도 및 각속도는 특정된다. 가속도 센서 및 자이로 센서는 비교적으로 정밀도 좋게 가속도 및 각속도의 정보를 검출한다.
관성 센서(12)는 골프 클럽(운동구)(13)에 장착된다. 골프 클럽(13)은 샤프트(13a) 및 그립(13b)을 구비한다. 그립(13b)이 손으로 쥐어진다. 그립(13b)은 샤프트(13a)의 축과 동축(同軸)에 형성된다. 샤프트(13a)의 선단에는 클럽 헤드(13c)가 결합된다. 바람직하게는, 관성 센서(12)는 골프 클럽(13)의 샤프트(13a) 또는 그립(13b)에 장착된다. 관성 센서(12)는 골프 클럽(13)에 상대 이동 불가능하게 고정되면 좋다. 여기에서는, 관성 센서(12)의 장착에 있어서 관성 센서(12)의 검출축의 하나는 샤프트(13a)의 축에 맞추어진다. 관성 센서(12)의 검출축의 또 하나는 클럽 헤드(13c)의 페이스의 방향에 맞추어지는 것이 바람직하다.
골프 스윙 해석 장치(11)는 연산 처리 회로(14)를 구비한다. 연산 처리 회로(14)에는 관성 센서(12)가 접속된다. 접속에 있어서 연산 처리 회로(14)에는 소정의 인터페이스 회로(15)가 접속된다. 이 인터페이스 회로(15)는 유선으로 관성 센서(12)에 접속되어도 괜찮으며 무선으로 관성 센서(12)에 접속되어도 괜찮다. 연산 처리 회로(14)에는 관성 센서(12)로부터 검출 신호가 공급된다.
연산 처리 회로(14)에는 기억 장치(16)가 접속된다. 기억 장치(16)에는 예를 들면 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(운동 해석 프로그램)(17) 및 관련하는 데이터를 격납할 수 있다. 연산 처리 회로(14)는 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(17)을 실행하여 골프 스윙 해석 방법을 실현한다. 기억 장치(16)에는 DRAM(다이나믹 랜덤 액세스 메모리)나 대용량 기억장치 유니트, 비휘발성 메모리 등이 포함될 수 있다. 예를 들면 DRAM에는, 골프 스윙 해석 방법의 실시에 있어서 일시적으로 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(17)이 유지된다. 하드 디스크 구동장치(HDD)와 같은 대용량 기억장치 유니트에는 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(17) 및 데이터가 보존된다. 비휘발성 메모리에는 BIOS(기본 입출력 시스템)와 같은 비교적으로 소용량의 프로그램이나 데이터가 격납된다.
연산 처리 회로(14)에는 화상 처리 회로(18)가 접속된다. 연산 처리 회로(14)는 화상 처리 회로(18)에 소정의 화상 데이터를 보낸다. 화상 처리 회로(18)에는 표시 장치(19)가 접속된다. 접속에 있어서 화상 처리 회로(18)에는 소정의 인터페이스 회로(도시되지 않음)가 접속된다. 화상 처리 회로(18)는, 입력되는 화상 데이터에 따라 표시 장치(19)에 화상 신호를 보낸다. 표시 장치(19)의 화면에는 화상 신호로 특정되는 화상이 표시된다. 표시 장치(19)에는 액정 디스플레이 그 외의 플랫(flat) 패널 디스플레이가 이용된다. 여기에서는, 연산 처리 회로(14), 기억 장치(16) 및 화상 처리 회로(18)는 예를 들면 컴퓨터 장치로서 제공된다.
연산 처리 회로(14)에는 입력 장치(21)가 접속된다. 입력 장치(21)는 적어도 알파벳 키 및 텐 키(ten key)를 구비한다. 입력 장치(21)로부터 문자 정보나 수치 정보가 연산 처리 회로(14)에 입력된다. 입력 장치(21)는 예를 들면 키보드로 구성되면 좋다. 컴퓨터 장치 및 키보드의 조합은 예를 들면 스마트 폰이나 휴대 전화 단말, 태블릿 PC(퍼스널 컴퓨터) 등으로 치환되어도 괜찮다.
(2) 운동 해석 모델
연산 처리 회로(14)는 가상 공간을 규정한다. 가상 공간은 3차원 공간으로 형성된다. 3차원 공간은 실공간(實空間)을 특정한다. 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 3차원 공간은 절대 기준 좌표계(전체 좌표계) ∑xyz를 가진다. 3차원 공간에는 절대 기준 좌표계 ∑xyz에 따라서 3차원 운동 해석 모델(26)이 구축된다. 3차원 운동 해석 모델(26)의 봉(27)은 지점(支点, 28)(좌표 x)에 점구속(点拘束)된다. 봉(27)은 지점(28) 둘레에서 3차원적으로 진자(振子)로서 동작한다. 지점(28)의 위치는 이동할 수 있다. 여기에서는, 절대 기준 좌표계 ∑xyz에 따라서, 봉(27)의 중심(29)의 위치는 좌표 xg로 특정되며, 클럽 헤드(13c)의 위치는 좌표 xh로 특정된다.
3차원 운동 해석 모델(26)은 스윙시의 골프 클럽(13)을 모델화한 것에 상당한다. 진자(振子)인 봉(27)은 골프 클럽(13)의 샤프트(13a)를 투영한다. 봉(27)의 지점(28)은 그립(13b)을 투영한다. 관성 센서(12)는 봉(27)에 고정된다. 절대 기준 좌표계 ∑xyz에 따라서 관성 센서(12)의 위치는 좌표 xs로 특정된다. 관성 센서(12)는 가속도 신호 및 각속도 신호를 출력한다. 가속도 신호로는, 중력 가속도 g의 영향을 뺀 가속도
[수식 1]
Figure pat00001
가 특정되며, 각속도 신호로는 각속도 ω1, ω2가 특정된다.
연산 처리 회로(14)는 마찬가지로 관성 센서(12)에 국소 좌표계 ∑s를 고정한다. 국소 좌표계 ∑s의 원점(原点)은 관성 센서(12)의 검출축의 원점(原点)에 설정된다. 국소 좌표계 ∑s의 y축은 샤프트(13a)의 축심(軸心)에 일치한다. 국소 좌표계 ∑s의 x축은 페이스(타구면)의 방향으로 특정되는 타구 방향에 일치한다. 따라서, 이 국소 좌표계 ∑s에 따라서 지점(支点)의 위치 lsj는 (0, lsjy, 0)으로 특정된다. 마찬가지로, 이 국소 좌표계 ∑s 상(上)에서는 중심(29)의 위치 lsg는 (0, lsgy, 0)으로 특정되며, 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는 (0, lshy, 0)으로 특정된다.
(3) 제1 실시 형태의 연산 처리 회로의 구성
도 3은 일 실시 형태에 관한 연산 처리 회로(14)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 연산 처리 회로(14)는 제1 검출부(31) 및 제2 검출부(32)를 구비한다. 제1 검출부(31) 및 제2 검출부(32)는 각각 관성 센서(12)에 접속된다. 제1 검출부(31) 및 제2 검출부(32)에는 각각 관성 센서(12)로부터 출력이 공급된다.
제1 검출부(31)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 그립(13b)의 축(샤프트(13a)와 동축) 둘레에서 그립(13b)의 초기 위치를 검출한다. 검출에 있어서 제1 검출부(31)는 관성 센서(12)로 샤프트(13a)에 평행한 1 검출축 둘레(여기에서는 y축 둘레)에 어드레스시(address時)의 각속도를 취득한다. 제1 검출부(31)는 취득한 각속도를 초기값으로 놓는다. 어드레스시에는 y축 둘레에서 각속도는 생기지 않기 때문에, 각속도가「0(제로)」로 정지하면, 각위치(角位置)「0°(제로도(度))」(=초기 위치)가 설정된다. 어드레스시의 샤프트(13a)의 자세는, 샤프트부의 제1 상태에 해당하고, 스윙 동작 개시 전의 정지(靜止) 상태에 상당한다.
제2 검출부(32)는, 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 각위치「0°」인 초기 위치로부터 축 둘레에서 그립(13b)의 상대 회전각 θn(n=1, …, N)을 검출한다. 검출에 있어서 제2 검출부(32)는 단위 시간당으로 회전각의 변화량을 산출한다. 다음 식에 나타내어지는 바와 같이, 산출된 변화량은 누적된다. 여기서, N은 샘플수를 나타낸다(이하, 동일함).
[수식 2]
Figure pat00002
그 결과, 단위 시간으로 누적되는 시각마다 초기 위치로부터의 변화량은 산출된다. 이렇게 하여 시간축을 따라서 그립(13b)의 상대 회전각 θn은 특정된다.
연산 처리 회로(14)는 제1 화상 데이터 생성부(33)를 구비한다. 제1 화상 데이터 생성부(33)는 제2 검출부(32)에 접속된다. 제1 화상 데이터 생성부(33)에는 제2 검출부(32)로부터 출력이 공급된다. 제1 화상 데이터 생성부(33)는 화상 데이터를 생성한다. 이 화상 데이터에서는 상대 회전각 θn을 시각적으로 표시하는 화상이 특정된다. 제1 화상 데이터 생성부(33)의 화상 데이터는, 시간축을 따라 상대 회전각 θn의 변화를 표시하는 화상을 특정한다. 이러한 화상은, 예를 들면 가로축에 시간축이 설정되고 세로축에 상대 회전각 θ가 설정되는 그래프이면 좋다. 여기에서는, 화상 데이터는 화상에 겹쳐지는 비교 데이터(비교 패턴)를 포함할 수 있다. 비교 데이터는 상대 회전각 θ의 변화의 비교예를 나타낸다. 이러한 비교 데이터는 프로페셔널(professional)이나 상급자, 또는 피험자와 동등의 스킬을 가지는 다른 피험자 등의 스윙 동작을 표현하고 있으면 좋다.
연산 처리 회로(14)는 자세 검출부(34)를 구비한다. 자세 검출부(34)는 관성 센서(12)에 접속된다. 자세 검출부(34)에는 관성 센서(12)로부터 출력이 공급된다. 여기에서는, 관성 센서(12)의 출력에, 직교 3축을 따라 각각 검출되는 가속도 및 직교 3축 둘레에서 각각 검출되는 각속도가 포함된다. 자세 검출부(34)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 골프 클럽(13)의 자세를 검출한다. 자세의 검출에 있어서 자세 검출부(34)는 예를 들면 운동 중의 그립(13b) 및 클럽 헤드(13c)의 위치를 검출한다. 위치의 검출에 있어서 자세 검출부(34)는 예를 들면 다음 식에 따라서 그립(13b)의 가속도를 산출한다. 이러한 가속도의 산출에 있어서 자세 검출부(34)는 관성 센서(12)의 고유의 국소 좌표계 ∑s에 따라서 그립(13b)의 위치 lsj를 특정한다. 특정에 있어서 자세 검출부(34)는 기억 장치(16)로부터 위치 정보를 취득한다. 기억 장치(16)에는 미리 그립(13b)의 위치 lsj가 격납된다. 그립(13b)의 위치 lsj는 예를 들면 입력 장치(21) 경유로 지정되면 좋다.
[수식 3]
Figure pat00003
자세 검출부(34)는 산출된 가속도에 기초하여 그립(13b)의 이동 속도를 산출한다. 여기에서는, 다음 식에 따라서 가속도에 규정의 샘플링 간격 dt로 적분 처리가 실시된다.
[수식 4]
Figure pat00004
게다가 자세 검출부(34)는 산출된 속도에 기초하여 그립(13b)의 위치를 산출한다. 여기에서는, 다음 식에 따라서 속도에 규정의 샘플링 간격 dt로 적분 처리가 실시된다.
[수식 5]
Figure pat00005
마찬가지로, 자세 검출부(34)는 다음 식에 따라서 클럽 헤드(13c)의 위치를 검출한다. 위치의 검출에 있어서 자세 검출부(34)는 관성 센서(12)의 고유의 국소 좌표계 ∑s에 따라서 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh를 특정한다. 특정에 있어서 자세 검출부(34)는 기억 장치(16)로부터 위치 정보를 취득한다. 기억 장치(16)에는 미리 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh가 격납된다. 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는 예를 들면 입력 장치(21) 경유로 지정되면 좋다.
[수식 6]
Figure pat00006
[수식 7]
Figure pat00007
[수식 8]
Figure pat00008
연산 처리 회로(14)는 스윙 화상 데이터 생성부(35)를 구비한다. 스윙 화상 데이터 생성부(35)는 자세 검출부(34)에 접속된다. 스윙 화상 데이터 생성부(35)에는 자세 검출부(34)의 출력이 공급된다. 스윙 화상 데이터 생성부(35)는, 자세 검출부(34)에서 산출된 그립(13b)의 위치 및 클럽 헤드(13c)의 위치에 기초하여 골프 클럽(13)의 이동 궤적을 특정한다. 특정된 이동 궤적에 기초하여 스윙 동작을 표현하는 화상이 생성된다. 화상은 화상 데이터로서 스윙 화상 데이터 생성부(35)로부터 출력된다.
연산 처리 회로(14)는 정지 검출부(36)를 구비한다. 정지 검출부(36)는 관성 센서(12)에 접속된다. 정지 검출부(36)에는 관성 센서(12)로부터 출력이 공급된다. 여기에서는, 관성 센서(12)의 출력에, 직교 3축을 따라 각각 검출되는 가속도 및 직교 3축 둘레에서 각각 검출되는 각속도가 포함된다. 정지 검출부(36)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 골프 클럽(13)의 정지 상태를 판정한다. 관성 센서(12)의 출력이 문턱값을 하회하면, 정지 검출부(36)는 골프 클럽(13)의 정지 상태를 판단한다. 골프 클럽(13)의 정지 상태는 스윙 동작 중의 어드레스를 표상한다. 역치에는, 신체 움직임과 같은 미소(微小) 진동을 나타내는 검출 신호의 영향을 배제할 수 있는 값이 설정되면 좋다. 정지 검출부(36)는, 소정 기간에 걸쳐서 정지 상태를 확인하면, 정지 통지 신호를 출력한다. 정지 통지 신호는 제1 검출부(31), 제2 검출부(32) 및 자세 검출부(34)에 보내어진다. 제1 검출부(31)는 정지 통지 신호의 수신에 따라 각위치「0°」의 초기 위치를 설정한다. 제2 검출부(32)는 정지 통지 신호의 수신에 따라 상대 회전각의 산출을 개시한다. 자세 검출부(34)는 정지 통지 신호의 수신에 따라 골프 클럽(13)의 자세의 검출을 개시한다.
여기에서는, 정지 검출부(36)는 정지 상태의 판단에 있어서 골프 클럽(13)의 경사각을 참조해도 괜찮다. 이 때, 정지 검출부(36)는 그립(13b)의 좌표 및 클럽 헤드(13c)의 좌표에 기초하여 골프 클럽(13)의 경사각 즉 자세를 산출한다. 정지 검출부(36)는, 산출된 경사각에 기초하여 어드레스시의 골프 클럽(13)의 자세를 판정한다. 경사각이 소정의 경사각의 범위에 들어가는지 아닌지가 판단된다. 정지 검출부(36)는, 어드레스시의 골프 클럽(13)의 자세가 확립된 후에, 골프 클럽(13)의 정지 상태의 판단을 개시한다.
연산 처리 회로(14)는 이벤트 검출부(37)를 구비한다. 이벤트 검출부(37)는 자세 검출부(34)에 접속된다. 이벤트 검출부(37)에는 자세 검출부(34)의 출력이 공급된다. 이벤트 검출부(37)는 골프 클럽(13)의 자세에 기초하여 스윙 동작 중의 이벤트를 특정한다. 예를 들면, 이벤트 검출부(37)는 지면에 평행하게 배치되는 그립(13b)의 축(즉 샤프트(13a)의 축)을 검출한다. 이렇게 하여 백스윙 중의 하프웨이 백(halfway back)을 특정할 수 있다. 예를 들면, 이벤트 검출부(37)는 백스윙으로부터 다운 스윙으로의 전환시에 가속도의 변화를 검출할 수 있다. 이렇게 하여 백스윙의 톱(top)이 특정된다. 이러한 검출에 있어서 이벤트 검출부(37)는 비교 대상이 되는 기준값을 기억 장치(16)로부터 취득해도 괜찮다.
연산 처리 회로(14)는 연산부(38)를 구비한다. 연산부(38)는 이벤트 검출부(37) 및 제2 검출부(32)에 접속된다. 연산부(38)에는 이벤트 검출부(37)의 출력 및 제2 검출부(32)의 출력이 공급된다. 연산부(38)는 상대 회전각 θn에 개개의 이벤트를 관련짓는다. 특정의 상대 회전각 θn에 하프웨이 백이나 톱과 같은 이벤트가 관련지어진다.
연산 처리 회로(14)는 화상 데이터 생성부(40)를 구비한다. 화상 데이터 생성부(40)는, 제1 화상 데이터 생성부(33), 제2 화상 데이터 생성부(39), 연산부(38), 및 스윙 화상 데이터 생성부(35)를 포함한다. 화상 데이터 생성부(40)는 제2 화상 데이터 생성부(39)를 구비한다. 제2 화상 데이터 생성부(39)는 연산부(38)에 접속된다. 제2 화상 데이터 생성부(39)에는 연산부(38)로부터 출력이 공급된다. 제2 화상 데이터 생성부(39)는 화상 데이터를 생성한다. 이 화상 데이터에서는 상대 회전각 θn을 시각적으로 표시하는 화상이 특정된다. 제2 화상 데이터 생성부(39)의 화상 데이터는, 이벤트의 표기와 함께 상대 회전각 θn을 표시하는 화상을 특정한다. 이러한 화상은, 예를 들면 중심점 둘레에서 상대 회전각 θ가 특정되는 의사(疑似) 원 그래프이면 좋다. 여기에서는, 화상에 겹쳐지는 비교 데이터(비교 패턴)를 포함할 수 있다. 비교 데이터는 이벤트마다 상대 회전각 θ의 비교예를 나타낸다. 이러한 비교 데이터는, 전술과 마찬가지로, 프로페셔널이나 상급자, 또는 다른 피험자의 스윙 동작을 표현하고 있으면 좋다.
연산 처리 회로(14)는 화상 처리 회로(18)와 접속되어 있다. 구체적으로는, 화상 처리 회로(18)는 화상 데이터 생성부(40)의 제1 화상 데이터 생성부(33), 제2 화상 데이터 생성부(39) 및 스윙 화상 데이터 생성부(35)에 접속된다. 화상 처리 회로(18)에는 화상 데이터 생성부(40)로부터 화상 데이터가 공급된다. 화상 처리 회로(18)는, 제1 화상 데이터 생성부(33)의 출력에 기초하여, 시간축에 따라 상대 회전각 θn의 변화를 표시하는 화상을 생성한다. 화상 처리 회로(18)는, 마찬가지로, 제2 화상 데이터 생성부(39)의 출력에 기초하여, 이벤트의 표기와 함께 상대 회전각 θn을 표시하는 화상을 생성한다. 화상 처리 회로(18)는, 스윙 화상 데이터 생성부(35)의 출력에 기초하여, 스윙 동작을 표현하는 화상을 생성한다. 그리고, 화상 처리 회로(18)는, 표시하는 화상 데이터를 표시 장치(19)에 보내어, 표시 장치(19)에 화상을 표시한다. 표시 장치(19)는, 도시하지 않은 제1 표시부 및 제2 표시부를 포함한다. 구체적으로는, 화상 처리 회로(18)는, 시간축을 따라 상대 회전각 θn의 변화를 표시하는 화상 데이터를 표시 장치(19)에 보내어, 제1 표시부에 화상을 표시한다. 여기에서는, 제1 표시부는, 시간축에 따른 상대 회전각 θn의 변화를 표시한다. 또, 화상 처리 회로(18)는, 이벤트의 표기와 함께 상대 회전각 θn을 표시하는 화상 데이터, 또는 스윙 동작을 표현하는 화상 데이터를 개개로, 혹은 서로 겹치게 하여 표시 장치(19)에 보내어, 제2 표시부에 화상을 표시한다. 여기에서는, 제2 표시부는, 이벤트의 표기와 함께 상대 회전각 θn을 표시하는 화상, 또는 스윙 동작을 표현하는 화상을 개개로 표시하거나, 혹은 서로 겹치게 하여 표시한다.
(4) 골프 스윙 해석 장치의 동작
골프 스윙 해석 장치(11)의 동작을 간단하게 설명한다. 우선, 골퍼의 골프 스윙은 계측된다. 계측에 앞서 필요한 정보가 입력 장치(21)로부터 연산 처리 회로(14)에 입력된다. 여기에서는, 3차원 운동 해석 모델(26)에 따라서, 국소 좌표계 ∑s에 따른 지점(28)의 위치 lsj, 및, 관성 센서(12)의 초기 자세의 회전 행렬 R0의 입력이 촉구된다. 입력된 정보는 예를 들면 특정의 식별자 하(下)에서 관리된다. 식별자는 특정의 골퍼를 식별하면 좋다.
계측에 앞서 관성 센서(12)가 골프 클럽(13)의 샤프트(13a)에 장착된다. 관성 센서(12)는 골프 클럽(13)에 상대 변위 불가능하게 고정된다. 여기에서는, 관성 센서(12)의 검출축의 하나는 샤프트(13a)의 축에 맞춰어진다. 관성 센서(12)의 검출축의 하나는 페이스(타구면)의 방향으로 특정되는 타구 방향에 맞춰어진다.
골프 스윙의 실행에 앞서 관성 센서(12)의 계측은 개시된다. 동작의 개시시에 관성 센서(12)는 소정의 위치 및 자세로 설정된다. 이들 위치 및 자세는 초기 자세의 회전 행렬 R0로 특정되는 것에 상당한다. 관성 센서(12)는 특정의 샘플링 간격으로 계속적으로 가속도 및 각속도를 계측한다. 샘플링 간격은 계측의 해상도를 규정한다. 관성 센서(12)의 검출 신호는 리얼 타임으로 연산 처리 회로(14)에 보내어진다. 연산 처리 회로(14)는 관성 센서(12)의 출력을 특정하는 신호를 수신한다.
골프 스윙은, 어드레스(address)에 시작하여, 테이크 백(take back), 하프웨이 백(halfway back), 톱(top)으로부터 다운 스윙(down swing), 임팩트(impact)를 거쳐, 팔로우 스루(follow through), 그리고 피니시(finish)에 이른다. 하프웨이 백이나 톱과 같은 이벤트시의 샤프트(13a)의 자세는, 샤프트부의 제2 상태에 있어서, 스윙 동작 개시 후의 동작 상태에 상당한다. 골프 클럽(13)은 휘둘려진다. 휘둘려지면, 골프 클럽(13)의 자세는 시간축을 따라서 변화한다. 관성 센서(12)는 골프 클럽(13)의 자세에 따라 검출 신호를 출력한다. 이 때, 자세 검출부(34)는 스윙 동작시의 검출 신호에 기초하여 시간축을 따라서 골프 클럽(13)의 자세를 산출한다. 스윙 화상 데이터 생성부(35)는, 산출된 골프 클럽(13)의 자세에 기초하여, 스윙 동작시의 골프 클럽(13)의 이동 궤적을 특정한다. 스윙 화상 데이터 생성부(35)는, 시각적으로 스윙 동작을 표현하는 3차원 화상 데이터(예를 들면 폴리곤(polygon) 데이터)를 생성한다. 묘화부(描畵部, 41)는, 3차원 화상 데이터에 기초하여, 예를 들면 도 4에 나타내어지는 바와 같이, 시각적으로 골프 클럽(13)의 이동 궤적(42)을 특정하는 화상을 묘화한다. 이렇게 하여 화상으로 시각적으로 스윙 동작은 표현된다. 묘화 데이터는 화상 처리 회로(18)에 보내어지고, 묘화 데이터에 따라서 표시 장치(19)의 화면에 화상은 비추어진다.
골프 스윙의 계측에 있어서 피험자는 최초로 어드레스의 자세를 취한다. 이 어드레스시에 피험자는 임팩트의 순간의 자세를 재현한다. 그 결과,「골프 스윙」이라고 하는 일련의 동작 중으로부터 임팩트의 순간의 자세가 추출된다. 이 때, 골프 클럽(13)은 정지 자세로 유지된다. 정지 검출부(36)는 골프 클럽(13)의 정지 상태를 검출한다. 정지 검출부(36)는 정지 통지 신호를 출력한다. 제1 검출부(31)는 정지 통지 신호의 수신에 따라 각(角)위치「0°」의 초기 위치를 설정한다. 제2 검출부(32)는 정지 통지 신호의 수신에 따라 상대 회전각의 산출을 개시한다. 자세 검출부(34)는 정지 통지 신호의 수신에 따라 골프 클럽(13)의 자세의 검출을 개시한다.
어드레스로부터 시작하여 스윙 동작 중에 제2 검출부(32)는 규정의 단위 시간 간격으로 상대 회전각 θn을 검출한다. 시간축을 따라서 그립(13b)의 상대 회전각 θn은 특정된다. 상대 회전각 θn을 특정하는 출력 신호는 제1 화상 데이터 생성부(33)에 보내어진다. 제1 화상 데이터 생성부(33)는, 시간축을 따라 상대 회전각 θn의 변화를 표시하는 화상을 특정하는 이차원 화상 데이터를 생성한다. 묘화부(41)는, 생성된 이차원 화상 데이터에 기초하여, 예를 들면 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 시간축을 따라 상대 회전각 θ의 변화를 표시하는 화상을 묘화한다. 이 화상에는 레슨 프로의 비교 데이터(43)가 동시에 그려진다. 그 외, 상대 회전각 θ의 그래프는 도 5에 나타내는 스윙 동작의 화상과 동시에 화면 상에 비추어져도 괜찮다.
이벤트 검출부(37)는 자세 검출부(34)의 출력에 기초하여 스윙 동작 중의 이벤트를 특정한다. 여기에서는, 이벤트 검출부(37)는 백스윙 중의 하프웨이 백이나 톱을 특정한다. 예를 들면 이벤트 검출부(37)는 하프웨이 백이나 톱과 같은 이벤트에 어드레스시로부터의 경과 시간을 관련짓는다. 이렇게 하여 특정된 하프웨이 백이나 톱은 타임 스탬프(time stamp)와 함께 데이터로서 출력된다.
이벤트 검출부(37)의 출력은 연산부(38)에 보내어진다. 연산부(38)에는 상대 회전각 θn을 특정하는 출력 신호가 제2 검출부(32)로부터 보내어진다. 연산부(38)는 특정의 상대 회전각 θ에 하프웨이 백이나 톱과 같은 이벤트를 관련짓는다. 이벤트에 관련지어진 상대 회전각 θ의 데이터는 제2 화상 데이터 생성부(39)에 보내어진다. 제2 화상 데이터 생성부(39)는, 이벤트의 표기와 함께 상대 회전각 θ를 표시하는 화상을 특정하는 이차원 화상 데이터를 생성한다. 이 때, 제2 화상 데이터 생성부(39)는, 상대 회전각 θ의 초기 위치에「Address(어드레스)」의 표기를 붙인다. 하프웨이 백에 상당하는 상대 회전각 θ의 위치에「Halfway　Back」의 표기를 붙인다. 톱에 상당하는 상대 회전각 θ의 위치에「Top」의 표기를 붙인다. 상대 회전각 θ가 최대값을 나타내는 위치에「Max」의 표기를 붙인다. 묘화부(41)는, 생성된 이차원 화상 데이터에 기초하며, 예를 들면 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 상대 회전각 θ에 이벤트「Address」「Halfway　Back」「Top」「Max」를 관련 지은 화상을 묘화한다. 이 의사(疑似) 원형 그래프에서는「Address」에서 중심각「0°」로 나타내어지며, 그곳으로부터 시계 방향으로 상대 회전각 θ는 표시된다.「Address」로부터 일주(一周, 한바퀴 돎)하여 다시「Address」로 돌아오면 360°에 상당한다. 이 화상에는 레슨 프로의 비교 데이터(44)가 동시에 그려진다. 그 외, 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 비교 데이터가 생략되어 피험자의 상대 회전각 θ만이 의사(疑似) 원형 그래프에 그려져도 괜찮다. 그 외, 상대 회전각 θn 및 이벤트의 그래프는 도 5에 나타내는 스윙 동작의 화상과 동시에 화면 상에 비추어져도 괜찮다.
스윙의 개시에 있어서 피험자는 임팩트시의 골프 클럽(13)의 자세를 미리 결정한다. 여기로부터, 임팩트를 포함하는 스윙 동작은 재차 실시된다. 스윙 동작 중에, 그립(13b)의 축 둘레에서 그립(13b)의 상대 회전각은 검출된다. 제1 화상 데이터 생성부(33)의 출력이나 제2 화상 데이터 생성부(39)의 출력에 기초하여 표시 장치(19)의 화면에는 상대 회전각 θ가 시각적으로 표시된다. 이렇게 하여 축 둘레에서 그립(13b)의 회전은 피험자에게 제시된다. 이러한 그립(13b)의 회전은 임팩트 후의 타구의 방향에 영향을 주는 것을 알 수 있다. 피험자는, 제시되는 그립(13b)의 회전에 따라 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
특히, 제1 화상 데이터 생성부(33)의 출력에 의하면, 시간축을 따라서 상대각위치의 변화가 시각적으로 제시되기 때문에, 피험자는 변화의 정도나 변화의 속도를 직감적으로 인식할 수 있다. 그러한 인식에 따라서 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다. 그 한편, 제2 화상 데이터 생성부(39)의 출력에 의하면, 상대각위치의 각도마다 어드레스나 하프웨이 백, 톱과 같은 이벤트가 시각적으로 제시되기 때문에, 피험자는 직감적으로 상대각위치와 이벤트와의 관계를 인식할 수 있다. 그러한 인식에 기초하여 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다. 하프웨이 백에서는 그립(13b)의 축은 지면에 평행하게 향하기 때문에, 이벤트 검출부(37)는 하프웨이 백의 각위치를 특정할 수 있다. 이러한 지표에 기초하여 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
게다가, 시간축을 따른 화상이나 의사(疑似) 원형 그래프의 화상에서는, 프로페셔널이나 상급자의 스윙 동작은 비교 데이터로 표현된다. 이렇게 하여 피험자의 상대 회전각 θ의 변화는 프로페셔널이나 상급자의 상대 회전각의 변화에 비교되고, 이벤트마다 피험자의 상대 회전각 θ는 프로페셔널이나 상급자의 상대 회전각에 비교된다. 비교에 따라 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
관성 센서(12)에서는 적어도 운동구의 샤프트부의 축 둘레의 각속도가 검출되면, 그립(13b)의 상대 회전각이 검출된다. 관성 센서(12)에서 직교 3축을 따라 각각 가속도가 검출되어 직교 3축 둘레에서 각각 각속도가 검출되면, 1개의 관성 센서(12)에서 골프 클럽(13)의 자세가 검출된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 연산 처리 회로(14)의 개개의 기능 블록은 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(17)의 실행에 따라 실현된다. 단, 개개의 기능 블록은 소프트웨어 처리에 의지하지 않고 하드웨어로 실현되어도 괜찮다.
상기 실시 형태에서는, 골프 스윙에 있어서, 어드레스시의 골프 클럽(13)의 샤프트(13a) 또는 클럽 헤드(13c)의 페이스각 상태와, 골프 스윙 중인 타이밍에서의 샤프트(13a) 또는 골프 클럽(13)의 페이스각과의 상대 회전각에 대해서 기술했지만, 스윙 중인 타이밍의 2점에서의 샤프트(13a) 또는 골프 클럽의 페이스각과의 상대 회전각을 산출해도 괜찮다. 또, 운동구의 샤프트부의 축 둘레의 회전각 검출과 함께, 샤프트부의 축 둘레 이외의 축의 상대 회전각을 구하여, 샤프트부의 축 둘레의 회전각과 함께 표시시켜도 괜찮다.
(제2 실시 형태)
이하, 도 8, 도 9, 및 도 10을 참조하면서, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 전술의 제1 실시 형태와 동일한 형태인,「(1) 골프 클럽 해석 장치의 구성」, 및 「(2) 운동 해석 모델」은, 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
(3) 제2 실시 형태의 연산 처리 회로의 구성
도 8은 일 실시 형태에 관한 연산 처리 회로(14)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 연산 처리 회로(14)는 제1 산출부로서의 스윙 궤적 산출부(51) 및 제2 산출부로서의 회전각 산출부(52)를 구비한다. 스윙 궤적 산출부(51)는 관성 센서(12)에 접속된다. 스윙 궤적 산출부(51)에는 관성 센서(12)로부터 출력 신호가 공급된다. 여기에서는, 관성 센서(12)의 출력에, 직교 3축을 따라 각각 검출되는 가속도 및 직교 3축 둘레에서 각각 검출되는 각속도가 포함된다. 스윙 궤적 산출부(51)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 골프 클럽(13)의 위치 및 자세를 검출한다. 스윙 궤적 산출부(51)는 예를 들면 운동 중의 그립(13b) 및 클럽 헤드(13c)의 위치를 검출한다. 검출에 있어서 스윙 궤적 산출부(51)는 예를 들면 전술의 식 (3)에 따라서 그립(13b)의 가속도를 산출한다. 이러한 가속도의 산출에 있어서 스윙 궤적 산출부(51)는 관성 센서(12)의 고유의 국소 좌표계 ∑s에 따라서 그립(13b)의 위치 lsj를 특정한다. 특정에 있어서 스윙 궤적 산출부(51)는 기억 장치(16)로부터 위치 정보를 취득한다. 기억 장치(16)에는 미리 그립(13b)의 위치 lsj가 격납된다. 그립(13b)의 위치 lsj는 예를 들면 입력 장치(21) 경유로 지정되면 좋다.
스윙 궤적 산출부(51)는 산출된 가속도에 기초하여 그립(13b)의 이동 속도를 산출한다. 여기에서는, 전술의 식 (4)에 따라서 가속도에 규정의 샘플링 간격 dt로 적분 처리가 실시된다. N은 샘플수를 나타낸다(이하, 동일하다).
게다가 스윙 궤적 산출부(51)는 산출된 속도에 기초하여 그립(13b)의 위치를 산출한다. 여기에서는, 전술의 식 (5)에 따라서 속도에 규정의 샘플링 간격 dt로 적분 처리가 실시된다.
스윙 궤적 산출부(51)는 미리 가상 3차원 공간 내에서 국소 좌표계 ∑s의 위치(또는 그립(13b)의 위치)를 특정한다. 국소 좌표계 ∑s의 변위 또는 그립(13b)의 변위가 가상 3차원 공간 내의 좌표계로 변환되면, 골프 클럽(13)의 위치가 특정된다.
마찬가지로, 스윙 궤적 산출부(51)는 전술의 식 (6), 식 (7), 및 식 (8)에 따라서 클럽 헤드(13c)의 위치를 검출한다. 위치의 검출에 있어서 스윙 궤적 산출부(51)는 관성 센서(12)의 고유의 국소 좌표계 ∑s에 따라서 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh를 특정한다. 특정에 있어서 스윙 궤적 산출부(51)는 기억 장치(16)로부터 위치 정보를 취득한다. 기억 장치(16)에는 미리 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh가 격납된다. 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는 예를 들면 입력 장치(21) 경유로 지정되면 좋다.
회전각 산출부(52)는 관성 센서(12)에 접속된다. 회전각 산출부(52)에는 관성 센서(12)로부터 출력이 공급된다. 회전각 산출부(52)는, 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 각(角)위치「0°」의 초기 위치로부터 축 둘레에서 그립(13b)의 회전각 θn(n=1, …, N)을 검출한다. 검출에 있어서 회전각 산출부(52)는 단위 시간당으로 회전각의 변화량을 산출한다. 다음 식 (9)에 나타내어지는 바와 같이, 산출된 변화량은 누적된다.
[수식 9]
Figure pat00009
그 결과, 단위 시간으로 누적되는 시각마다 초기 위치로부터의 변화량은 산출된다. 이렇게 하여 시간축을 따라서 그립(13b)의 회전각 θn은 특정된다.
회전각 θn의 검출에 있어서 회전각 산출부(52)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 그립(13b)의 축(샤프트(13a)와 동축) 둘레에서 그립(13b)의 초기 위치를 검출한다. 검출에 있어서 회전각 산출부(52)는 관성 센서(12)로 샤프트(13a)에 평행한 하나의 검출축 둘레(여기에서는 y축 둘레)에 어드레스시의 각속도를 취득한다. 회전각 산출부(52)는 취득한 각속도를 초기값으로 놓는다. 어드레스시에는 y축 둘레에서 각속도는 생기지 않기 때문에, 각속도가「0(제로)」로 정지하면, 각위치「0°(제로도(度))」(=초기 위치)가 설정된다.
도시하지 않지만, 연산 처리 회로(14)는, 스윙 궤적 산출부(51)로부터의 산출 결과와 회전각 산출부(52)로부터의 산출 결과를 서로 동기(同期)시키는 동기화부를 구비해도 괜찮다. 동기화부는 스윙 궤적 산출부(51) 및 회전각 산출부(52)에 접속된다. 동기화부에는 스윙 궤적 산출부(51) 및 회전각 산출부(52)로부터 출력 신호가 공급된다. 동기화부는, 스윙 궤적 산출부(51)에서 산출되는 골프 클럽(13)의 위치 및 자세에, 회전각 산출부(52)에서 산출되는 그립(13b)의 회전각 θn을 동기시킨다. 그 결과, 골프 클럽(13)의 개개의 위치에서 그립(13b)의 축 둘레에 그립(13b)의 각위치는 특정된다. 이러한 특정에 있어서, 동시각(同時刻)에 관성 센서(12)로부터 출력되는 가속도 및 각속도에 기초하여 산출되는 골프 클럽(13)의 위치 및 그립(13b)의 회전각이 1대 1로 서로 결부지어지면 좋다.
연산 처리 회로(14)는 화상 데이터 생성부(54)를 구비한다. 화상 데이터 생성부(54)는 스윙 궤적 산출부(51) 및 회전각 산출부(52)에 접속된다. 화상 데이터 생성부(54)에는 스윙 궤적 산출부(51) 및 회전각 산출부(52)로부터 출력 신호가 공급된다. 화상 데이터 생성부(54)는 이동 궤적 화상 생성부(55), 면회전(面回轉) 화상 생성부(56) 및 입방체 화상 생성부(57)를 구비한다. 이동 궤적 화상 생성부(55)는 골프 클럽(13)의 위치 및 자세에 기초하여 골프 클럽(13)의 이동 궤적을 시각적으로 표시하는 화상을 생성한다. 면회전 화상 생성부(56)는, 골프 클럽(13) 상에 규정되어 그립(13b)의 축 둘레에서 회전하는 면 즉 페이스를 표시하는 화상(마킹)을 생성한다. 이동 궤적의 개개의 위치마다 동시각의 페이스의 방향은 특정된다. 입방체 화상 생성부(57)는 그립(13b)의 축에 평행한 능선(稜線)을 가지는 입방체의 화상을 생성한다. 입방체에는, 그립(13b)의 축에 평행하게 넓어져 기하학 형상의 윤곽(여기에서는 정방형의 윤곽)을 가지는 하나의 평면이 규정된다. 입방체의 평면은, 그립(13b)의 회전각 θn의 변화에 따라 그립(13b)의 축 둘레로 방향을 바꾼다. 동시각(同時刻)의 화상은 서로 관련지어져 하나의 화상 데이터로서 화상 데이터 생성부(54)로부터 출력된다. 또한, 마킹은 평면이나 입방체 이외에도, 곡면이나, 입방체 이외의 구체(球體) 등의 입체 형상으로도 가능하다.
연산 처리 회로(14)는 화상 처리 회로(18)와 접속되어 있다. 구체적으로는, 화상 처리 회로(18)는 화상 데이터 생성부(54)의 이동 궤적 화상 생성부(55), 면회전 화상 생성부(56), 및 입방체 화상 생성부(57)에 접속된다. 화상 처리 회로(18)에는 화상 데이터 생성부(54)로부터 화상 데이터가 공급된다. 화상 처리 회로(18)는, 이동 궤적 화상 생성부(55)의 출력 신호에 기초하며, 골프 클럽(13)의 이동 궤적을 시각적으로 표시하는 화상을 묘화한다. 화상 처리 회로(18)는, 골프 클럽(13)의 이동 궤적의 화상에, 개개의 위치마다, 면회전 화상 생성부(56)로부터 출력된 페이스의 화상 및 입방체 화상 생성부(57)로부터 출력된 입방체의 화상을 겹친다. 그 결과, 가상 3차원 공간 내에서, 골프 클럽(13)의 이동 궤적에 페이스의 회전각 및 입방체의 회전각을 관련지으면서 시각적으로 표시하는 화상은 생성된다. 그리고, 화상 처리 회로(18)는, 표시하는 화상 데이터를 표시 장치(19)에 보내어, 표시 장치(19)의 제3 표시부(도시하지 않음)에 화상을 표시한다. 여기에서는, 표시 장치(19)는, 시간축을 따라서 연속하는 화상 데이터로 애니메이션을 묘화한다.
(4) 골프 스윙 해석 장치의 동작
골프 스윙 해석 장치(11)의 동작을 간단하게 설명한다. 골퍼의 골프 스윙의 계측에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
골프 스윙은, 어드레스에 시작하여, 테이크 백, 하프웨이 백, 톱으로부터 다운 스윙, 임팩트를 거쳐, 팔로우 스루, 그리고 피니시에 이른다. 골프 클럽(13)이 휘둘려지면, 골프 클럽(13)의 자세는 시간축을 따라서 변화한다. 관성 센서(12)는 골프 클럽(13)의 자세에 따라 검출 신호를 출력한다. 이 때, 스윙 궤적 산출부(51)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 골프 클럽(13)의 위치 및 자세를 검출한다. 회전각 산출부(52)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 그립(13b)의 축 둘레에서 그립(13b)의 각(角)위치를 검출한다. 화상 데이터 생성부(54)는, 개개의 시각마다, 골프 클럽(13)의 이동 궤적에 관련지어져 페이스의 화상 및 입방체의 화상을 특정하는 3차원 화상 데이터(예를 들면 폴리곤 데이터)를 생성한다. 묘화부(58)는, 3차원 화상 데이터에 기초하여, 예를 들면 도 9 및 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 골프 클럽(13)의 이동 궤적(T)에 관련지어져 페이스(61)의 화상 및 입방체(62)의 화상을 묘화한다. 페이스(61)의 회전 및 입방체(62)의 회전은 손목의 회전(돌림)을 표상한다. 이렇게 하여 화상에서 시각적으로 스윙 동작 및 손목의 돌림은 표현된다. 묘화 데이터는 화상 처리 회로(18)에 보내어져, 묘화 데이터에 따라서 표시 장치(19)의 화면(제3 표시부)에 화상은 비추어진다. 그 결과, 스윙 동작에 관련지어져 시각적으로 손목의 움직임은 제시된다. 이러한 손목의 움직임에 따라 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다. 게다가, 묘화부(58)는 시간축을 따라서 연속하는 화상 데이터로 애니메이션을 묘화한다. 이렇게 하여 스윙 동작은 손목의 움직임과 함께 화면 상에서 재현된다. 이러한 재현의 관찰을 통해서 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다. 운동구의 샤프트는 막대 모양이기 때문에 샤프트의 축 둘레의 회전을 표시해도 피험자는 어느 정도 회전하고 있는지를 파악하기 어려우므로, 운동구의 이동 궤적과 함께, 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각의 변화를 나타내는 마킹을 표시시키는 것에 의해, 손목의 돌림 상태나 타구면의 각도의 변화를 피험자에게 알기 쉽게 표시할 수 있다.
골프 스윙의 계측에 있어서 피험자는 최초로 어드레스의 자세를 취한다. 이 어드레스시에 피험자는 임팩트의 순간의 자세를 재현한다. 그 결과,「골프 스윙」이라고 하는 일련의 동작 중으로부터 임팩트의 순간의 자세는 추출된다. 이 때, 골프 클럽(13)은 정지 자세로 유지된다. 회전각 산출부(52)는 각(角)위치「0°」의 초기 위치를 설정하고 회전각의 산출을 개시한다.
화상 중에서 입방체(62)의 평면(63)은 그립(13b)의 회전에 따라 방향을 바꾼다. 그립(13b)의 회전 즉 손목의 회전은 평면(63)의 회전으로 표현된다. 이렇게 하여 피험자는 화상으로부터 명확하게 손목의 회전을 파악할 수 있다. 이러한 파악에 따라 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다. 특히, 입방체(62)는 그립(13b)의 직교 3축을 반영한다. 그 결과, 피험자는 손목의 움직임을 관념적으로 명확하게 인식할 수 있다.
스윙 동작의 제시에 있어서 화상에서는 페이스(61)가 특정된다. 이렇게 하여 골프 클럽(13) 그 자체로 손목의 회전은 표현된다. 피험자는 골프 클럽(13)의 움직임을 시각적으로 확인할 수 있다. 이러한 확인을 통해서 피험자는 스윙의 폼에 개량을 가할 수 있다.
관성 센서(12)는 직교 3축을 따라 각각 가속도를 검출하고 직교 3축 둘레에서 각각 각속도를 검출한다. 이렇게 하여 1개의 관성 센서(12)에서 골프 클럽(13)의 위치 및 자세 및 그립(13b)의 회전각은 검출된다. 게다가, 관성 센서(12)는 그립(13b)의 축에 평행한 검출축을 가지고 해당 검출축 둘레에서 각속도를 검출한다. 이렇게 하여 관성 센서(12)의 하나의 검출축이 그립(13b)의 축에 맞추어지면, 축 둘레의 회전각의 검출에 있어서 산출 처리는 간략화된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 연산 처리 회로(14)의 개개의 기능 블록은 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(17)의 실행에 따라 실현된다. 단, 개개의 기능 블록은 소프트웨어 처리에 의지하지 않고 하드웨어로 실현되어도 괜찮다. 그 외, 골프 스윙 해석 장치(11)는 손으로 쥐어져 휘둘려지는 운동구(예를 들면 테니스 라켓이나 탁구 라켓, 야구 배트)의 스윙 해석에 응용되어도 괜찮다. 또, 도 8의 스윙 궤적 산출부(51)와 회전각 산출부(52)를 나누어 기재했지만, 함께 하나의 산출부로 해도 좋다.
이상, 제1, 제2 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명의 신규 사항 및 효과로부터 실체적으로 일탈하지 않는 많은 변형이 가능하다는 것은 당업자에게는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이와 같은 변형예는 모두 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들면, 명세서 또는 도면에서, 적어도 한 번, 보다 광의 또는 동의인 다른 용어와 함께 기재된 용어는, 명세서 또는 도면의 어떠한 개소에서도, 그 다른 용어로 치환될 수 있다. 또, 관성 센서(12)나 골프 클럽(13), 연산 처리 회로(14), 3차원 운동 해석 모델(26), 스윙 궤적 산출부(51), 회전각 산출부(52) 등의 구성 및 동작도 본 실시 형태에서 설명한 것에 한정되지 않고, 여러 가지의 변형이 가능하다. 또, 골프 이외에도 테니스나 야구 등의 스윙 동작을 이용하는 운동에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
11 : 운동 해석 장치(골프 스윙 해석 장치)
12 : 관성 센서 13 : 운동구(골프 클럽)
13a : 샤프트부(샤프트) 14 : 컴퓨터(연산 처리 회로)
17 : 운동 해석 프로그램(골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램)
19 : 표시 장치(제1 표시부, 제2 표시부, 제3 표시부)
31 : 제1 검출부 32 : 제2 검출부
33 : 제1 화상 데이터 생성부 37 : 이벤트 검출부
38 : 연산부 39 : 제2 화상 데이터 생성부
43 : 비교 데이터 44 : 비교 데이터
51 : 스윙 궤적 산출부(제1 산출부) 52 : 회전각 산출부(제2 산출부)
54 : 화상 데이터 생성부 55 : 이동 궤적 화상 생성부
56 : 면회전 화상 생성부 57 : 입방체 화상 생성부
61 : 면(페이스) 62 : 마킹(입방체)
63 : 평면 T : 이동 궤적

Claims (18)

  1. 관성 센서의 출력을 이용하여, 운동구(運動具)의 샤프트부의 제1 상태를 검출하는 제1 검출부와,
    상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 상기 운동구의 샤프트부의 제2 상태를 검출하고, 상기 제1 상태로부터 상기 샤프트부의 축 둘레에서 변화한 상기 샤프트부의 상대 회전각을 검출하는 제2 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 상태는 스윙 동작 개시 전의 정지(靜止) 상태이며, 상기 제2 상태는 스윙 동작 개시 후의 동작 상태인 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 검출부는, 상기 제1 상태에서의 상기 운동구의 타구면(打球面)의 방향을 특정하고,
    상기 제2 검출부는, 상기 제2 상태에서의 상기 운동구의 타구면의 방향을 특정하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상대 회전각을 표시하는 제1 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 표시부는, 상기 운동구의 스윙 동작 중의 시간에 따라, 상기 상대 회전각의 변화를 표시하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  6. 청구항 4 또는 5에 있어서,
    상기 제1 표시부는, 상기 상대 회전각의 변화의 비교 데이터를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 스윙 동작 중의 이벤트를 특정하는 이벤트 검출부와,
    상기 이벤트에 상기 상대 회전각을 관련짓는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 이벤트의 표기와 함께 상기 상대 회전각을 표시하는 제2 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 표시부는, 상기 이벤트마다 상기 상대 회전각의 비교 데이터를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  10. 관성 센서의 출력을 이용하여, 스윙 중의 운동구의 이동 궤적을 산출하는 제1 산출부와,
    상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각을 산출하는 제2 산출부를 구비하며,
    상기 제1 산출부에서 얻어진 상기 운동구의 이동 궤적에, 상기 제2 산출부에서 얻어진 상기 회전각을 관련짓는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 산출부의 산출 결과에 상기 제2 산출부의 산출 결과를 동기(同期)시키는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 산출부에서 얻어진 상기 운동구의 이동 궤적에 상기 제2 산출부에서 얻어진 상기 회전각을 관련지은 데이터를 표시하는 제3 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 표시부는, 운동구의 이동 궤적과 함께 마킹(marking)을 표시시키며,
    상기 마킹은, 상기 제2 산출부에서 산출된 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각의 변화에 따라 방향을 바꾸는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 마킹은, 상기 운동구의 타구면의 움직임에 따라 방향을 바꾸는 평면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 마킹은 입체 형상으로 표시되는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3 표시부는, 상기 운동구의 상기 이동 궤적에, 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에서 회전하는 면을 표시하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  17. 청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 관성 센서는 상기 운동구의 샤프트부의 축에 병행인 검출축을 구비하며, 상기 검출축 둘레에 발생하는 각속도를 검출하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  18. 관성 센서의 출력을 이용하여, 스윙 중의 운동구의 이동 궤적을 산출하는 수단과,
    상기 관성 센서의 출력을 이용하여, 상기 운동구의 샤프트부의 축 둘레에 발생하는 회전각을 산출하는 수단을 구비하며,
    상기 운동구의 이동 궤적에 상기 회전각을 관련짓는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
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