KR20150005447A - 운동 해석 장치 - Google Patents

운동 해석 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150005447A
KR20150005447A KR1020140077351A KR20140077351A KR20150005447A KR 20150005447 A KR20150005447 A KR 20150005447A KR 1020140077351 A KR1020140077351 A KR 1020140077351A KR 20140077351 A KR20140077351 A KR 20140077351A KR 20150005447 A KR20150005447 A KR 20150005447A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
sensor
inertial sensor
signal
plane
Prior art date
Application number
KR1020140077351A
Other languages
English (en)
Inventor
마사후미 사토
Original Assignee
세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세이코 엡슨 가부시키가이샤 filed Critical 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Publication of KR20150005447A publication Critical patent/KR20150005447A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • 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
    • A63B24/0003—Analysing the course of a movement or motion sequences during an exercise or trainings sequence, e.g. swing for golf or tennis
    • A63B24/0006—Computerised comparison for qualitative assessment of motion sequences or the course of a movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B60/00—Details or accessories of golf clubs, bats, rackets or the like
    • A63B60/46—Measurement devices associated with golf clubs, bats, rackets or the like for measuring physical parameters relating to sporting activity, e.g. baseball bats with impact indicators or bracelets for measuring the golf swing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • 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
    • A63B69/3623—Training appliances or apparatus for special sports for golf for driving
    • A63B69/3632—Clubs or attachments on clubs, e.g. for measuring, aligning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/003—Repetitive work cycles; Sequence of movements
    • G09B19/0038—Sports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/40—Acceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

관성 센서는, 손으로 쥐어지는 운동구(예를 들면 골프 클럽)에 장착된다. 정지(靜止) 판정부는, 관성 센서의 출력을 이용하여, 운동구 및 피험자 중 적어도 일방의 정지(靜止) 상태를 판정한다. 통지 신호 생성부는 정지(靜止) 상태에 따라 정지(靜止) 통지 신호를 출력한다. 정지(靜止) 통지 신호는, 피험자의 오감에 감지되는 어떠한 물리적 변화를 유인할 수 있다. 이 물리적 변화에 따라 피험자는 스윙의 동작을 개시할 수 있다.

Description

운동 해석 장치 {MOTION ANALYSIS DEVICE}
본 발명은 운동 해석 장치에 관한 것이다.
예를 들면 운동 해석 장치의 하나의 구체예인 골프 스윙 해석 장치는 일반적으로 알려져 있다. 피험자(被驗者)에게는 3차원 가속도 센서가 장착된다. 3차원 가속도 센서의 출력에 기초하여 피험자의 골프 스윙은 해석된다.
[특허 문헌 1] 일본특허공개 2011－210호 공보　　 [특허 문헌 2] 일본특허공개 2000－148351호 공보
골프 스윙은, 어드레스(address)로 시작하여, 백스윙(backswing)으로부터 내리치고, 임팩트(impact)를 거쳐, 팔로우 스루(follow through), 그리고 피니시(finish)에 이른다. 골프 스윙의 해석은 어드레스로부터 시작되는 것이 바람직하다. 특허 문헌 1에서는 골프 스윙 해석 장치는 측정자에 의해서 조작된다. 측정자가 피험자의 어드레스의 자세를 확인하고 스윙의 계측을 개시할 수 있다. 그리고, 이러한 골프 스윙 해석 장치에서는, 측정자의 존재없이는 정확한 타이밍으로 스윙의 계측을 개시할 수 없다. 피험자 단독으로도, 확실히 어드레스로부터 스윙의 계측이 개시되는 것이 바람직하다. 　
본 발명의 적어도 하나의 형태에 의하면, 피험자 단독으로도 확실히 정확한 타이밍으로 스윙의 계측을 개시할 수 있는 운동 해석 장치는 제공될 수 있다.
(1) 본 발명의 일 형태는, 관성 센서의 출력을 이용하여, 운동구(運動具) 및 피험자(被驗者) 중 적어도 일방의 정지(靜止) 상태를 판정하고, 상기 정지(靜止) 상태에 따라 정지(靜止) 통지 신호를 출력하는 연산부를 구비하는 운동 해석 장치에 관한 것이다. 　
스윙시에 운동구는 손으로 쥐어져 휘둘려진다. 휘둘려지면, 운동구의 자세는 시간축을 따라서 변화한다. 관성 센서는 운동구의 자세에 따라 검출 신호를 출력한다. 검출 신호에 따라 스윙시의 운동구의 궤적은 특정될 수 있다. 이러한 운동구의 궤적에 기초하여 피험자의 동작은 해석될 수 있다. 　
스윙은 운동구의 정지(靜止) 상태로부터 시작된다. 연산부는 운동구 및 피험자 중 적어도 일방의 정지(靜止) 상태를 파악한다. 정지(靜止) 상태의 파악은 정지(靜止) 통지 신호로 통지된다. 정지(靜止) 통지 신호는, 피험자의 오감에 감지되는 어떠한 물리적 변화를 유인할 수 있다. 이 물리적 변화에 따라 피험자는 스윙의 동작을 개시할 수 있다. 이렇게 하여 연산부는 확실히 스윙 전체로 운동구의 이동을 뒤쫓을 수 있다. 운동 해석 장치는, 피험자 단독으로도 확실히 정확한 타이밍으로 계측을 개시할 수 있다. 스윙의 개시 전에 여분의 해석은 회피될 수 있다. 　
(2) 상기 연산부는, 상기 정지(靜止) 상태를 판정함에 있어서, 상기 관성 센서의 출력이 제1 범위 내에 들어있는지 아닌지를 판단할 수 있다. 운동구 및 피험자 중 적어도 일방에서 정지(靜止) 상태가 확보되면, 관성 센서의 출력은 제1 범위 내에 들어간다. 이렇게 하여 정지(靜止) 상태는 파악된다. 파악에 따라 정지(靜止) 통지 신호는 출력된다.
(3) 상기 연산부는, 상기 정지(靜止) 상태를 판정함에 있어서, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여 상기 운동구의 샤프트부가 연장하는 방향의 선분의 기울기가 제2 범위 내에 들어있는지 아닌지를 판단할 수 있다. 이렇게 하여 샤프트부의 기울기가 특정되면, 계측의 개시에 상응하는 정지(靜止) 상태와, 계측의 개시에 상응하지 않은 정지(靜止) 상태가 명확하게 분리될 수 있다. 그 결과, 계측의 개시에 상응하지 않은 정지(靜止) 상태에서 계측이 개시되는 것은 회피될 수 있다. 정확한 타이밍은 확실히 특정될 수 있다. 　
(4) 상기 관성 센서의 출력은, 가속도 센서의 출력을 포함할 수 있으며, 운동 해석 장치는, 상기 가속도 센서의 출력을 이용하여, 중력 방향에 대한 상기 운동구의 샤프트부가 연장하는 방향의 선분의 기울기를 산출할 수 있다. 이렇게 하여 샤프트부의 기울기는 특정된다. 　
(5) 상기 연산부는, 제1 기간 내에 상기 정지(靜止) 상태가 검지되지 않으면, 미달 통지 신호를 출력할 수 있다. 정지(靜止) 상태의 미달은 미달 통지 신호로 통지된다. 미달 통지 신호는, 피험자의 오감에 감지되는 어떠한 물리적 변화를 유인할 수 있다. 이 물리적 변화에 따라 피험자는 정지(靜止) 상태의 확립이 촉구된다. 이렇게 하여 피험자는 확실히 정지(靜止) 상태를 확립할 수 있다. 　
(6) 운동 해석 장치는, 상기 관성 센서의 계측 개시의 트리거(trigger) 신호를 출력하는 개시 지시 입력부를 구비할 수 있으며, 상기 개시 지시 입력부로부터 상기 트리거 신호가 출력된 후, 상기 제1 기간 내에 상기 정지(靜止) 상태가 검지되지 않으면, 상기 미달 통지 신호를 출력할 수 있다. 이렇게 하여 계측 개시 후에 정지(靜止) 상태는 확실히 파악될 수 있다.
(7) 상기 개시 지시 입력부는, 상기 관성 센서가 탑재되어 있는 센서 유니트 측에 마련될 수 있다. 센서 유니트는 운동구 또는 피험자에 장착된다. 피험자는 간단하게 개시 지시 입력부로부터 트리거 신호를 출력시킬 수 있다. 　　
(8) 상기 연산부는, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여 상기 운동구 및 상기 피험자 중 적어도 일방의 스윙 동작에서의 관성량을 검출하고, 상기 관성량에 기초하여 피험자에게 상기 스윙 동작의 양부(良否)를 고지할 수 있다. 피험자는 관성량에 따라 스윙의 양부를 알 수 있다. 이렇게 하여 시행 착오를 통해서 골프 스윙의 폼에는 양호한 개량이 가해질 수 있다. 　　　
본 발명에 따르면, 피험자 단독으로도 확실히 정확한 타이밍으로 스윙의 계측을 개시할 수 있는 운동 해석 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 골프 스윙 해석 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 개념도이다. 　　
도 2는 삼차원 진자(振子) 모델과 골퍼 및 골프 클럽과의 관계를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 　
도 3은 삼차원 진자 모델에 이용되는 클럽 헤드의 위치에 관한 개념도이다.
도 4는 일 실시 형태에 관한 연산 처리 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 　　
도 5는 샤프트 플레인(plane) 화상 데이터 생성부 및 호건(Hogan) 플레인 화상 데이터 생성부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 　　
도 6은 샤프트 플레인 및 호건 플레인의 개념도이다. 　
도 7은 샤프트 플레인의 생성 방법에 관한 개념도이다. 　　
도 8은 호건 플레인의 생성 방법에 관한 개념도이다. 　　
도 9는 호건 플레인의 생성 방법에 관한 개념도이다. 　　
도 10은 스윙 동작 산출부의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 　
도 11은 해석 결과에 관한 화상의 하나의 구체예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
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 전부가 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 센서 유니트(SU) 및 본체 유니트(MU)를 구비한다. 센서 유니트(SU)에는 관성 센서(12)가 탑재된다. 관성 센서(12)에는 가속도 센서 및 자이로(gyro) 센서가 포함된다. 가속도 센서는 서로 직교하는 3축 방향으로 개개의 가속도를 검출할 수 있다. 자이로 센서는 서로 직교하는 3축의 각 축 둘레로 개별적으로 각속도(角速度)를 검출할 수 있다. 관성 센서(12)는 검출 신호를 출력한다. 검출 신호는 관성량을 특정한다. 즉, 검출 신호로 개개의 축마다 가속도 및 각속도(角速度)는 특정된다.
센서 유니트(SU)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 축심(軸心)에 동축으로 형성된다. 샤프트(13a)의 선단에는 클럽 헤드(13c)가 결합된다. 바람직하게는, 센서 유니트(SU)는 골프 클럽(13)의 샤프트(13a) 또는 그립(13b)에 장착된다. 센서 유니트(SU)는 골프 클럽(13)에 상대 이동 불가능하게 고정되면 좋다. 여기에서는, 센서 유니트(SU)를 장착함에 있어서 관성 센서(12)의 검출축의 한 개는 샤프트(13a)의 축심에 맞추어진다. 　
센서 유니트(SU)에는 스위치(개시 지시 입력부)(14)가 포함된다. 스위치(14)는, 관성 센서(12)의 계측 개시의 트리거(trigger) 신호를 출력한다. 스위치(14)가 조작되면, 관성 센서(12)는 동작을 개시한다. 동작의 개시 후, 관성 센서(12)로부터 검출 신호가 계속적으로 출력된다. 동시에, 트리거 신호는 개시 지시 신호로서 센서 유니트(SU)로부터 출력된다. 그리고, 센서 유니트(SU)는, 피험자가 그립(13b)을 잡고 골프 클럽(13)을 준비했을 때에 피험자의 손으로 용이하게 스위치(14)에 닿는 위치에 장착되는 것이 바람직하다. 　
본체 유니트(MU)에는 연산 처리 회로(연산부)(16)가 탑재된다. 연산 처리 회로(16)에는 관성 센서(12) 및 스위치(14)가 접속된다. 접속을 함에 있어서 연산 처리 회로(16)에는 소정의 인터페이스 회로(17)가 접속된다. 이 인터페이스 회로(17)는 유선으로 관성 센서(12) 및 스위치(14)에 접속되어도 좋으며 무선으로 관성 센서(12) 및 스위치(14)에 접속되어도 괜찮다. 연산 처리 회로(16)에는 센서 유니트(SU)로부터 검출 신호 및 개시 지시 신호가 입력된다. 　　
연산 처리 회로(16)에는 기억 장치(18)가 접속된다. 기억 장치(18)에는 예를 들면 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(19) 및 관련하는 데이터가 격납된다. 연산 처리 회로(16)는 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(19)을 실행하고 골프 스윙 해석 방법을 실현한다. 기억 장치(18)에는 DRAM(다이나믹 랜덤 엑세스 메모리)이나 대용량 기억 장치 유니트, 비휘발성 메모리 등이 포함된다. 예를 들면 DRAM에는, 골프 스윙 해석 방법의 실시를 함에 있어서 일시적으로 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(19)이 유지된다. 하드 디스크 구동 장치(HDD)와 같은 대용량 기억 장치 유니트에는 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램 및 데이터가 보존된다. 비휘발성 메모리에는 BIOS(기본 입출력 시스템)와 같은 비교적으로 소용량의 프로그램이나 데이터가 격납될 수 있다.
연산 처리 회로(16)에는 화상(畵像) 처리 회로(21)가 접속된다. 연산 처리 회로(16)는 화상 처리 회로(21)에 소정의 화상 데이터를 보낸다. 화상 처리 회로(21)에는 표시 장치(22)가 접속된다. 접속을 함에 있어서 화상 처리 회로(21)에는 소정의 인터페이스 회로(도시되지 않음)가 접속된다. 화상 처리 회로(21)는, 입력되는 화상 데이터에 따라 표시 장치(22)에 화상 신호를 보낸다. 표시 장치(22)의 화면에는 화상 신호로 특정되는 화상이 표시된다. 표시 장치(22)에는 액정 디스플레이 그 외의 플랫 패널 디스플레이가 이용된다. 여기에서는, 연산 처리 회로(16), 기억 장치(18) 및 화상 처리 회로(21)는 예를 들면 컴퓨터 장치로서 제공되어도 괜찮다. 　
연산 처리 회로(16)에는 고지(告知) 장치(23)가 접속된다. 고지 장치(23)에는 연산 처리 회로(16)로부터 정지(靜止) 통지 신호 및 미달 통지 신호가 보내어진다. 정지(靜止) 통지 신호 및 미달 통지 신호의 상세는 후술된다. 고지 장치(23)는, 정지(靜止) 통지 신호 또는 미달 통지 신호의 수신에 따라서, 피험자의 오감에 감지되는 물리적 변화를 일으킨다. 물리적 변화에는, 정지(靜止) 통지 신호에 고유의 것이 할당되며, 통지 신호에 고유의 것과는 상이하게 미달 통지 신호에 고유의 것이 할당된다. 예를 들면, 고지 장치(23)는 음원 회로와 스피커를 구비할 수 있다. 스피커는 음원 회로로부터 공급되는 전기 신호에 따라 피험자의 청각에 감지되는 소리를 발생할 수 있다. 통지 신호의 수신시에 발생되는 소리와, 미달 통지 신호의 수신시에 발생되는 소리는 상이하면 좋다. 혹은, 고지 장치(23)는 이른바 디스플레이 패널과 같은 표시 장치 이외에서 피험자의 시각으로 감지되는 것이라도 괜찮다. 이러한 것은 예를 들면 플래시(flash)와 같은 섬광(閃光) 광원을 구비하면 좋다. 이 경우에는, 정지(靜止) 통지 신호와 미달 통지 신호로 상이한 섬광 패턴이 설정되면 좋다. 그 외, 고지 장치(23)는 진동원(振動源)을 구비해도 괜찮다. 진동은 피험자의 체감각(體感覺)으로 감지될 수 있다. 이 경우에는, 정지(靜止) 통지 신호와 미달 통지 신호로 상이한 진동 패턴이 설정되면 좋다.
연산 처리 회로(16)에는 입력 장치(24)가 접속된다. 입력 장치(24)는 적어도 알파벳 키 및 텐 키(ten key)를 구비한다. 입력 장치(24)로부터 문자 정보나 수치 정보가 연산 처리 회로(16)에 입력된다. 입력 장치(24)는 예를 들면 키보드로 구성되면 좋다. 컴퓨터 장치 및 키보드의 조합은 예를 들면 스마트 폰이나 휴대 전화 단말, 타블렛 PC(퍼스널 컴퓨터)로 치환되어도 괜찮다. 이 경우에는, 전술의 진동원으로는 스마트 폰 그 외에 조립되는 바이브레이터(vibrator)가 이용될 수 있다. 　
(2) 삼차원 진자(振子) 모델
연산 처리 회로(16)는 가상 공간을 규정한다. 가상 공간은 삼차원 공간으로 형성된다. 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 삼차원 공간은 절대 기준 좌표계 Σxyz를 가진다. 삼차원 공간에는 절대 기준 좌표계 Σxyz에 따라서 삼차원 진자 모델(26)이 구축된다. 삼차원 진자 모델(26)의 봉(棒, 27)은 지점(支点, 28)(좌표 x)에 점구속(点拘束)된다. 봉(27)은 지점(28) 둘레에서 삼차원적으로 진자로서 동작한다. 지점(28)의 위치는 이동할 수 있다. 여기에서는, 절대 기준 좌표계 Σxyz에 따라서, 봉(27)의 중심(29)의 위치는 좌표 xg로 특정되며, 클럽 헤드(13c)의 위치는 좌표 xh로 특정된다. 　
삼차원 진자 모델(26)은 스윙시의 골프 클럽(13)을 모델화한 것에 상당하다. 진자의 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 Σxyz에 따라서 관성 센서(12)의 위치는 좌표 xs로 특정된다. 관성 센서(12)는 가속도 신호 및 각속도(角速度) 신호를 출력한다. 가속도 신호로는, 중력 가속도 g의 영향을 뺀 가속도　
[수식 1]
Figure pat00001
가 특정되며, 각속도(角速度) 신호로는 각속도(角速度) ω1, ω2가 특정된다. 　
연산 처리 회로(16)는 마찬가지로 관성 센서(12)에 국소 좌표계 ∑s를 고정한다. 국소 좌표계 ∑s의 원점(原点)은 관성 센서(12)의 검출축의 원점에 설정된다. 국소 좌표계 ∑s의 y축은 샤프트(13a)의 축심에 일치한다. 국소 좌표계 ∑s의 x축은 페이스(face)의 방향에서 특정되는 타구 방향에 일치한다. 따라서, 이 국소 좌표계 ∑s에 따라서 지점의 위치 lsj는 (0, lsjy, 0)으로 특정된다. 마찬가지로, 이 국소 좌표계 ∑s 상에서는 중심(29)의 위치 lsg는 (0, lsgy, 0)으로 특정되며, 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는 (0, lshy, 0)으로 특정된다. 　
도 3에 나타내어지는 바와 같이, 클럽 헤드(13c)에서는 호젤(hosel, 31)에 샤프트(13a)가 삽입된다. 호젤(31)과 샤프트(13a)와의 경계에는 페룰(ferrule, 32)이 배치된다. 호젤(31) 및 페룰(32)의 축심은 샤프트(13a)의 축심(33)에 동축으로 배치된다. 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는 예를 들면 샤프트(13a)의 축심(축선)(33)의 연장선과 클럽 헤드(13c)의 솔(sole, 34)과의 교점(交点, 35)에서 특정되면 좋다. 혹은, 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는, 클럽 헤드(13c)의 솔(sole, 34)이 지면(G)에 평평하게 접촉했을 때에 샤프트(13a)의 축심(33)의 연장선과 지면(G)과의 교점(36)에서 특정되어도 괜찮다. 그 외, 후술되는 바와 같은 화상화(畵像化)에 지장이 없는 한, 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는 클럽 헤드(13c)의 토(toe, 37)나 힐(heal, 38), 솔(sole, 34)의 다른 부위, 크라운(crown, 39), 그들 주변에서 설정되어도 괜찮다. 단, 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh는 샤프트(13a)의 축심(33)(혹은 그 연장선) 상(上)에 설정되는 것이 바람직하다.
(3) 연산 처리 회로의 구성
도 4는 일 실시 형태에 관한 연산 처리 회로(16)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 연산 처리 회로(16)는 위치 산출부(41)를 구비한다. 위치 산출부(41)에는 관성 센서(12)로부터 가속도 신호 및 각속도(角速度) 신호가 입력된다. 위치 산출부(41)는, 가속도 및 각속도(角速度)에 기초하여, 가상 삼차원 공간의 절대 기준 좌표계 Σxyz에 따라서, 클럽 헤드(13c)의 좌표 및 그립 엔드의 좌표를 산출한다. 산출을 함에 있어서 위치 산출부(41)는 기억 장치(18)로부터 클럽 헤드 데이터 및 그립 엔드 데이터를 시작으로 여러 가지 수치 데이터를 취득한다. 클럽 헤드 데이터는 예를 들면 관성 센서(12)의 국소 좌표계 ∑s에 따라서 클럽 헤드(13c)의 위치 lsh를 특정한다. 그립 엔드 데이터는 예를 들면 관성 센서(12)의 국소 좌표계 ∑s에 따라서 그립 엔드의 위치를 특정한다. 여기에서는, 그립 엔드의 위치는 지점(28)의 위치 lsj이면 좋다. 그 외, 클럽 헤드(13c)의 위치나 그립 엔드의 위치를 특정함에 있어서 골프 클럽(13)의 길이가 특정되어 해당 골프 클럽(13) 상에서 관성 센서(12)의 위치가 특정되어도 괜찮다. 　　
연산 처리 회로(16)는 바이어스(bias)값 산출부(42)를 구비한다. 여기에서는, 바이어스값 산출부(42)는 위치 산출부(41)에 접속된다. 바이어스값 산출부(42)는 위치 산출부(41)의 출력에 기초하여 관성 센서(12)의 바이어스값을 산출한다. 바이어스값은, 정지(靜止) 상태의 관성 센서(12)로부터 출력되는 검출 신호에 기초하여 특정될 수 있다. 바이어스값 산출부(42)는, 소정의 기간 내에 취득되는 클럽 헤드(13c)의 위치나 그립 엔드의 위치의 정보로부터, 시간의 함수인 바이어스 추정값을 구한다. 바이어스 추정값을 도출함에 있어서, 데이터는, 임의의 시간 간격으로 샘플링되고, 시간축을 포함하는 2차원 평면에서 직선 근사(近似)된다. 여기서, 바이어스는, 각속도(角速度)가 제로(zero)인 초기 상태일 때의 제로 바이어스와, 전원(電源) 변동이나 온도 변동 등의 외부 요인에 기인하는 랜덤한 드리프트(drift)를 포함하는 오차의 총칭이다. 바이어스값 산출부(42)는, 관성 센서(12)에 직접 접속되어 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 관성 센서(12)의 바이어스값을 산출해도 괜찮다. 　
연산 처리 회로(16)는 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)를 구비한다. 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)는 위치 산출부(41)에 접속된다. 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)는, 그립 엔드의 좌표에 기초하여, 삼차원으로 제1 가상 평면 즉 샤프트 플레인을 시각화하는 삼차원 화상 데이터를 생성한다. 이 삼차원 화상 데이터를 생성함에 있어서 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)는 타겟 라인 데이터(target line data) 및 바이어스 추정값을 참조한다. 타겟 라인 데이터는, 절대 기준 좌표계 Σxyz에서 타구 방향을 특정하는 선분 즉 타겟 라인을 나타낸다. 타겟 라인 데이터는 미리 기억 장치(18)에 격납되어 있으면 좋다. 바이어스 추정값에 기초하여 그립 엔드의 좌표는 보정된다. 　
연산 처리 회로(16)는 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)를 구비한다. 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)는 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)에 접속된다. 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)는, 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)에서 생성되는 제1 가상 평면 즉 샤프트 플레인에 기초하여, 삼차원으로 제2 가상 평면 즉 호건 플레인을 시각화하는 삼차원 화상 데이터를 생성한다. 이 삼차원 화상 데이터를 생성함에 있어서 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)는 각도 데이터를 참조한다. 각도 데이터는 미리 기억 장치(18)에 격납되어 있으면 좋다.
연산 처리 회로(16)는 스윙 동작 산출부(45)를 구비한다. 스윙 동작 산출부(45)에는 관성 센서(12)로부터 가속도 신호 및 각속도(角速度) 신호가 입력된다. 스윙 동작 산출부(45)는, 가속도 및 각속도(角速度)에 기초하여, 가상 삼차원 공간의 절대 기준 좌표계 Σxyz에 따라서 삼차원 진자 모델(26)의 봉(27)의 이동 궤적을 산출한다. 이러한 이동 궤적은 지점(28)의 위치 및 클럽 헤드(13c)의 위치에서 특정된다. 이동 궤적을 특정함에 있어서 지점(28) 및 클럽 헤드(13c)의 위치는 시간축을 따라 예를 들면 소정의 시간 간격마다 특정된다. 　
연산 처리 회로(16)는 스윙 화상 데이터 생성부(46)를 구비한다. 스윙 화상 데이터 생성부(46)는 스윙 동작 산출부(45)에 접속된다. 스윙 화상 데이터 생성부(46)는, 시간축에 따른 지점(28)의 위치 및 클럽 헤드(13c)의 위치에 기초하여, 삼차원으로 봉(27)의 이동 궤적을 시각화하는 삼차원 화상 데이터를 생성한다. 삼차원 화상 데이터를 생성함에 있어서 스윙 화상 데이터 생성부(46)는 바이어스 추정값에 기초하여 지점(28)의 위치 및 클럽 헤드(13c)의 위치를 보정한다. 　
연산 처리 회로(16)는 정지(靜止) 판정부(47)를 구비한다. 정지(靜止) 판정부(47)는 위치 산출부(41)에 접속된다. 정지(靜止) 판정부(47)는 관성 센서(12)의 출력에 기초하여 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태를 판정한다. 관성 센서(12)의 출력(여기에서는 위치 산출부(41)의 출력)이 제1 범위 내에 들어가면, 정지(靜止) 판정부(47)는 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태를 판단한다. 제1 범위에는, 신체 움직임과 같은 미소(微小) 진동을 나타내는 검출 신호의 영향을 배제할 수 있는 문턱값이 설정되면 좋다. 정지(靜止) 판정부(47)는, 소정 기간에 걸쳐서 정지(靜止) 상태를 확인하면, 정지(靜止) 통지 신호를 나타내는 선택 신호를 출력한다. 선택 신호는 바이어스값 산출부(42), 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43) 및 스윙 동작 산출부(45)에 보내어진다. 바이어스값 산출부(42)는, 선택 신호의 수신에 따라서, 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태의 사이에 관성 센서(12)의 바이어스값을 산출한다. 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)는, 선택 신호의 수신에 따라서, 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태의 동안에 샤프트 플레인을 특정한다. 스윙 동작 산출부(45)는 선택 신호의 수신에 따라 이동 궤적의 산출을 개시한다. 　
연산 처리 회로(16)는 경사각 산출부(48)를 구비한다. 경사각 산출부(48)는 정지(靜止) 판정부(47)에 접속된다. 경사각 산출부(48)는 그립 엔드의 좌표 및 클럽 헤드(13c)의 좌표에 기초하여 골프 클럽(13)의 경사각 즉 자세를 산출한다. 정지(靜止) 판정부(47)는, 산출된 경사각에 기초하여 어드레스시의 골프 클럽(13)의 자세를 판정한다. 샤프트(13a)가 연장하는 방향의 선분의 기울기가 제2 범위 내에 들어가는지 아닌지가 판단된다. 정지(靜止) 판정부(47)는, 어드레스시의 골프 클럽(13)의 자세가 확립된 후에, 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태의 판단을 개시한다. 　
정지(靜止) 판정부(47)에는 스위치(14)로부터 개시 지시 신호가 공급된다. 정지(靜止) 판정부(47)는 개시 지시 신호의 수신으로부터 계시(計時)를 개시(開始)한다. 계시의 결과, 소정 기간에 걸쳐서(제1 기간 내에) 정지(靜止) 상태의 확립이 검지되지 않으면, 정지(靜止) 판정부(47)는, 미달 통지 신호를 나타내는 선택 신호를 출력한다. 　
연산 처리 회로(16)는 양부(良否) 판정부(49)를 구비한다. 양부 판정부(49)는, 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43), 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44) 및 스윙 화상 데이터 생성부(46)에 접속된다. 양부 판정부(49)는, 샤프트 플레인, 호건 플레인 및 골프 클럽(13)의 궤적에 기초하여 스윙 동작의 양부를 판정한다. 예를 들면, 스트레이트 볼이 의도되는 경우에는, 샤프트 플레인과 호건 플레인과의 사이에 스윙시의 골프 클럽(13)의 궤적이 들어가면, 양부 판정부(49)는「양(良)」을 판단한다. 이 때에, 인사이드 아웃이나 아웃사이드 인이면, 양부 판정부는「부(否)」를 판단한다. 드로 볼(draw ball)이 의도되는 경우에는, 샤프트 플레인 및 호건 플레인에 대해서 인사이드 아웃의 궤적이 그려지면, 양부 판정부(49)는「양」을 판단한다. 그것 이외의 경우에는, 양부 판정부(49)는「부」를 판단한다. 페이드 볼(fade ball)이 의도되는 경우에는, 샤프트 플레인 및 호건 플레인에 대해서 아웃사이드 인의 궤적이 그려지면, 양부 판정부(49)는「양」을 판단한다. 그것 이외의 경우에는, 양부 판정부(49)는「부」를 판단한다. 스트레이트 볼, 드로 볼 및 페이드 볼과 같은 의도는 예를 들면 입력 장치(24)로부터 피험자의 조작으로 입력되면 좋다. 양부 판정부(49)는,「양」을 판단하면,「양」의 판정 신호를 출력한다. 양부 판정부(49)는,「부」를 판단하면,「부」의 판정 신호를 출력한다. 　
연산 처리 회로(16)는 묘화부(描畵部, 51)를 구비한다. 묘화부(51)는 양부 판정부(49)에 접속된다. 묘화부(51)에는, 양부 판정부(49)로부터 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)의 삼차원 화상 데이터, 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)의 삼차원 화상 데이터 및 스윙 화상 데이터 생성부(46)의 삼차원 화상 데이터가 공급된다. 묘화부(51)는, 이들 삼차원 화상 데이터에 기초하여, 샤프트 플레인 및 호건 플레인에 겹쳐 삼차원으로 골프 클럽(13)의 이동 궤적을 시각화하는 삼차원 화상 데이터를 생성한다.
연산 처리 회로(16)는 통지 신호 생성부(52)를 구비한다. 통지 신호 생성부(52)에는 정지(靜止) 판정부(47)로부터 선택 신호가 공급된다. 통지 신호 생성부(52)는, 정지(靜止) 통지 신호를 나타내는 선택 신호의 수신에 따라 정지(靜止) 통지 신호를 출력하고, 미달 통지 신호를 나타내는 선택 신호의 수신에 따라 미달 통지 신호를 출력한다. 마찬가지로, 통지 신호 생성부(52)에는 양부 판정부(49)로부터 판정 신호가 공급된다. 통지 신호 생성부(52)는,「양」을 나타내는 판정 신호의 수신에 따라 정지(靜止) 통지 신호를 출력하고,「부」를 나타내는 판정 신호의 수신에 따라 미달 통지 신호를 출력할 수 있다.
도 5에 나타내어지는 바와 같이, 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)는 공통 좌표 산출부(54), 샤프트 플레인 기준 좌표 산출부(55), 샤프트 플레인 정점(頂点) 좌표 산출부(56) 및 샤프트 플레인 폴리곤(polygon) 데이터 생성부(57)를 구비한다. 공통 좌표 산출부(54)는 타겟 라인 데이터에 기초하여 샤프트 플레인의 2개의 정점의 좌표를 산출한다. 상세는 후술된다. 샤프트 플레인 기준 좌표 산출부(55)는 그립 엔드의 좌표에 기초하여 샤프트(13a)의 축심(33)의 연장선 상에서 샤프트 플레인의 기준 위치를 산출한다. 샤프트 플레인 기준 좌표 산출부(55)에 샤프트 플레인 정점 좌표 산출부(56)가 접속된다. 샤프트 플레인 정점 좌표 산출부(56)는, 산출된 샤프트 플레인의 기준 위치에 기초하여 샤프트 플레인의 2개의 정점의 좌표를 산출한다. 샤프트 플레인 정점 좌표 산출부(56) 및 공통 좌표 산출부(54)에 샤프트 플레인 폴리곤 데이터 생성부(57)가 접속된다. 샤프트 플레인 폴리곤 데이터 생성부(57)는, 산출된 총계 4점의 정점의 좌표에 기초하여 샤프트 플레인의 폴리곤 데이터를 생성한다. 이 폴리곤 데이터는, 삼차원으로 샤프트 플레인을 시각화하는 삼차원 화상 데이터에 상당한다. 　
호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)는 호건 플레인 기준 좌표 산출부(58), 호건 플레인 정점 좌표 산출부(59) 및 호건 플레인 폴리곤 데이터 생성부(61)를 구비한다. 호건 플레인 기준 좌표 산출부(58)는 샤프트 플레인의 기준 위치에 기초하여 호건 플레인의 기준 위치를 산출한다. 산출함에 있어서 호건 플레인 기준 좌표 산출부(58)는 각도 데이터를 참조한다. 호건 플레인 기준 좌표 산출부(58)에 호건 플레인 정점 좌표 산출부(59)가 접속된다. 호건 플레인 정점 좌표 산출부(59)는, 산출된 기준 위치에 기초하여 호건 플레인의 2개의 정점을 산출한다. 호건 플레인 정점 좌표 산출부(59) 및 공통 좌표 산출부(54)에 호건 플레인 폴리곤 데이터 생성부(61)가 접속된다. 호건 플레인 폴리곤 데이터 생성부(61)는, 산출된 총계 4점의 정점의 좌표에 기초하여 호건 플레인의 폴리곤 데이터를 생성한다. 이 폴리곤 데이터는, 삼차원으로 호건 플레인을 시각화하는 삼차원 화상 데이터에 상당한다.
도 6 ~ 도 8을 참조하면서, 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43) 및 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)를 상술한다. 공통 좌표 산출부(54)는 정점의 좌표를 산출함에 있어서 클럽 헤드(13c)의 좌표 및 스케일(scale) 데이터를 참조한다. 도 6으로부터 분명한 바와 같이, 스케일 데이터는, 타겟 라인(66) 상에서 샤프트 플레인(67)의 크기를 나타내는 수치 TL을 특정한다. 수치 TL은, 스윙 동작이 샤프트 플레인(67)에 투영되었을 때에 스윙 동작 전체가 샤프트 플레인(67)에 들어가는 크기로 설정된다. 공통 좌표 산출부(54)는 정점의 좌표를 산출함에 있어서 타겟 라인(66)에 클럽 헤드(13c)의 좌표를 대조하여 타겟 라인(66)에 대해서 클럽 헤드(13c)를 위치 맞춤할 수 있다.
샤프트 플레인 기준 좌표 산출부(55)는 기준 위치를 산출함에 있어서 스케일 팩터(factor) 데이터를 참조한다. 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 스케일 팩터 데이터는 샤프트(13a)의 축심(33)의 확대율 S을 특정한다. 확대율 S에 따라 그립 엔드 (0, Gy, Gz)를 넘어 샤프트(13a)의 축심(33)의 연장선이 특정된다. 연장선의 끝에서 샤프트 플레인(67)의 기준 위치(68) (0, Sy, Sz)가 특정된다. 축심(33)의 확대율 S는, 스윙 동작이 샤프트 플레인(67)에 투영되었을 때에 스윙 동작의 전체가 샤프트 플레인(67)에 들어가는 수치로 설정된다. 　
샤프트 플레인 정점 좌표 산출부(56)는 정점의 좌표를 산출함에 있어서 스케일 데이터를 참조한다. 도 6으로부터 분명한 바와 같이, 샤프트 플레인(67)의 기준 위치(68)를 통과하는 길이 TL의 선분이 특정된다. 선분은 타겟 라인에 평행하게 그려진다. 이 선분의 양단에서 정점의 좌표 S1, S2는 얻어진다. 　
도 8에 나타내어지는 바와 같이, 호건 플레인의 기준 위치 (0, Hy, Hz)를 산출함에 있어서 호건 플레인 기준 좌표 산출부(58)에는 샤프트 플레인(67)의 길이 SL와 각도 Sθ가 보내어진다. 길이 SL 및 각도 Sθ는 샤프트 플레인(67)의 기준 위치(68)의 좌표 (0, Sy, Sz)에 기초하여 산출될 수 있다. 이들은 샤프트 플레인 기준 좌표 산출부(55)에서 산출되어도 괜찮고 호건 플레인 기준 좌표 산출부(58)에서 산출되어도 괜찮다. 　　
도 9에 나타내어지는 바와 같이, 호건 플레인 기준 좌표 산출부(58)는 타겟 라인(66) 둘레로 샤프트 플레인(67)의 기준 위치(68)를 회전시킨다. 이 회전의 각도 θd는 각도 데이터로 특정된다. 회전에 따라 호건 플레인(69)의 기준 위치(71) (0, Hy, Hz)는 얻어진다. 이렇게 하여 골프 스윙 해석 장치(11)에 의하면, 단일의 관성 센서(관성 센서(12))로 골프 스윙의 해석은 실현될 수 있다. 　
도 10에 나타내어지는 바와 같이, 스윙 동작 산출부(45)는 지점 변위 산출부(72) 및 클럽 헤드 변위 산출부(73)를 구비한다. 지점 변위 산출부(72)에는 관성 센서(12)로부터 가속도 신호 및 각속도(角速度) 신호가 입력된다. 지점 변위 산출부(72)는 가속도 및 각속도(角速度)에 기초하여 시간축을 따라서 지점(28)의 변위를 산출한다. 예를 들면, 관성 센서(12)의 변위와 봉(27)의 자세가 특정되면, 지점(28)의 변위는 특정될 수 있다. 관성 센서(12)의 변위는 관성 센서(12)의 가속도로부터 산출될 수 있다. 봉(27)의 자세는 관성 센서(12)의 각속도(角速度)로부터 산출될 수 있다. 지점(28)의 위치는 관성 센서(12)의 국소 좌표계 ∑s로부터 절대 기준 좌표계 Σxyz로 좌표 변환된다. 좌표 변환을 함에 있어서 변환 행렬은 기억 장치(18)로부터 공급될 수 있다.
클럽 헤드 변위 산출부(73)에는 관성 센서(12)로부터 가속도 신호 및 각속도(角速度) 신호가 입력된다. 클럽 헤드 변위 산출부(73)는 가속도 및 각속도(角速度)에 기초하여 시간축을 따라서 클럽 헤드(13c)의 변위를 산출한다. 예를 들면, 관성 센서(12)의 변위와 봉(27)의 자세가 특정되면, 관성 센서(12)의 국소 좌표계 ∑s 내에서 클럽 헤드(13c)의 변위는 특정될 수 있다. 관성 센서(12)의 변위는 관성 센서(12)의 가속도로부터 산출될 수 있다. 봉(27)의 자세는 관성 센서(12)의 각속도(角速度)로부터 산출될 수 있다. 클럽 헤드(13c)의 위치는 국소 좌표계 ∑s로부터 절대 기준 좌표계 Σxyz로 좌표 변환된다. 이러한 좌표 변환을 함에 있어서 클럽 헤드 변위 산출부(73)에는 지점 변위 산출부(72)로부터 지점(28)의 위치가 통지되면 좋다.
(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(24)로부터 연산 처리 회로(16)에 입력된다. 여기에서는, 삼차원 진자 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 검출축 중 한 개는 샤프트(13a)의 축심에 맞추어진다. 관성 센서(12)의 검출축 중 한 개는 페이스의 방향에서 특정되는 타구 방향에 맞추어진다.
골프 스윙의 실행에 앞서 관성 센서(12)의 계측은 개시된다. 스위치(14)의 조작에 따라 스위치(14)로부터 트리거 신호가 출력된다. 트리거 신호의 출력에 따라 관성 센서(12)는 동작을 개시한다. 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 각속도(角速度)를 계측한다. 샘플링 간격은 계측의 해상도를 규정한다. 관성 센서(12)의 검출 신호는 리얼 타임으로 연산 처리 회로(16)로 보내어진다. 연산 처리 회로(16)는 관성 센서(12)의 출력을 특정하는 신호를 수신한다. 　　
골프 스윙은, 어드레스로 시작하여, 백스윙으로부터 내리치고, 임팩트를 거쳐, 팔로우 스루, 그리고 피니시에 이른다. 어드레스시, 피험자의 자세는 정지(靜止)한다. 연산 처리 회로(16)의 경사각 산출부(48)는 골프 클럽(13)의 경사각을 산출한다. 경사각이 소정의 경사각의 범위(제2 범위)에 들어가면, 연산 처리 회로(16)의 정지(靜止) 판정부(47)는 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태를 판정한다. 관성 센서(12)의 출력이 제1 범위 내에 들어가면, 정지(靜止) 판정부(47)는 정지(靜止) 상태를 파악한다. 이렇게 하여 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태에 따라 통지 신호 생성부(52)로부터 정지(靜止) 통지 신호가 출력된다. 정지(靜止) 통지 신호는 고지 장치(23)로 보내어진다. 고지 장치(23)는, 소리나 광, 진동과 같은 물리적 변화를 일으킨다. 이렇게 하여 정지(靜止) 상태가 확보되면, 후술되는 바와 같이, 골프 스윙 해석 장치(11)에서는 계측 준비가 이루어진다.
피험자에게 계측 준비의 완료가 통지되면, 피험자는 스윙의 동작을 개시할 수 있다. 스윙의 동작은, 어드레스로부터 백스윙으로 이행하고, 내리치고, 임팩트를 거쳐, 팔로우 스루, 그리고 피니시에 이른다. 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. 스윙 동작 산출부(45)는 골프 클럽(13)의 이동 궤적의 산출을 개시한다. 이렇게 하여 스윙 동작 산출부(45)는 확실히 스윙 전체로 골프 클럽(13)의 이동을 뒤쫓을 수 있다. 골프 스윙 해석 장치(11)는, 피험자 단독으로도 확실히 정확한 타이밍으로 계측을 개시할 수 있다. 게다가, 스윙의 개시 전에 여분의 해석은 회피될 수 있다. 　
정지(靜止) 판정부(47)는 정지(靜止) 상태의 판단을 함에 있어서 골프 클럽(13)의 자세를 판정한다. 경사각의 범위에 따라 어드레스시의 골프 클럽(13)의 자세가 특정된다. 이렇게 하여 골프 클럽(13)의 축심(33)의 기울기가 특정되면, 계측의 개시에 상응하는 정지(靜止) 상태와, 계측의 개시에 상응하지 않은 정지(靜止) 상태가 명확하게 분리될 수 있을 수 있다. 환언하면, 어드레스시의 정지(靜止) 상태는 어드레스시 이외의 정지(靜止) 상태로부터 구별지어진다. 그 결과, 어드레스시 이외의 정지(靜止) 상태에서 계측이 개시되는 것은 회피될 수 있다. 정확한 타이밍은 확실히 특정될 수 있다. 　　
그 한편으로, 정지(靜止) 판정부(47)는, 개시 지시 신호를 수신한 후에 소정 기간 내에 정지(靜止) 상태가 검지되지 않으면, 미달 통지 신호를 나타내는 선택 신호를 출력한다. 정지(靜止) 상태의 미달은 미달 통지 신호로 통지된다. 미달 통지 신호는 고지 장치(23)로 보내어진다. 고지 장치(23)는, 소리나 광, 진동과 같은 물리적 변화를 일으킨다. 이 물리적 변화에 따라 피험자는 정지(靜止) 상태의 확립이 촉구된다. 이렇게 하여 피험자는 확실히 정지(靜止) 상태를 확립할 수 있다.
정지(靜止) 상태의 확립에 따라 정지(靜止) 판정부(47)로부터 바이어스값 산출부(42)에 선택 신호가 보내어진다. 선택 신호의 수신에 따라 바이어스값 산출부(42)는 관성 센서(12)의 바이어스 추정값을 산출한다. 이 바이어스 추정값에 기초하여 관성 센서(12)의 출력값은 보정된다. 이 때, 바이어스 추정값의 산출을 함에 있어서 관성 센서(12)에는 골프 클럽(13)의 정지(靜止) 상태가 요구된다. 선택 신호는 정지(靜止) 상태의 확립에 따라 출력되기 때문에, 확실히 바이어스 추정값의 산출은 완료할 수 있다. 이렇게 하여 계측에 앞서 바이어스값이 산출되면, 스윙 동작 산출부(45)는 리얼 타임으로 골프 클럽(13)의 궤적을 특정할 수 있다. 피험자의 동작은 리얼 타임으로 해석될 수 있다. 　　
어드레스시에 피험자는 임팩트의 순간의 자세를 재현한다. 그 결과,「골프 스윙」이라고 하는 일련의 동작 중에서 임팩트의 순간의 자세는 추출될 수 있다. 이 때, 골프 클럽(13)은 정지(靜止) 자세로 유지된다. 피험자의 상지(上肢, 팔)의 자세는 고정된다. 관성 센서(12)로부터 어드레스시의 검출 신호가 출력된다. 　
연산 처리 회로(16)의 샤프트 플레인 화상 데이터 생성부(43)는 어드레스시의 검출 신호에 기초하여 샤프트 플레인을 산출한다. 연산 처리 회로(16)의 호건 플레인 화상 데이터 생성부(44)는 어드레스시의 검출 신호에 기초하여 호건 플레인을 산출한다. 연산 처리 회로(16)의 스윙 화상 데이터 생성부(46)는 스윙 동작시의 검출 신호에 기초하여 골프 클럽(13)이나 상지의 이동 궤적을 산출한다. 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 샤프트 플레인 및 호건 플레인의 산출 및 골프 클럽(13)의 궤적의 산출에 따라 연산 처리 회로(16)의 묘화부(51)는 샤프트 플레인(67) 및 호건 플레인(69)에 겹쳐 삼차원으로 골프 클럽(13)의 궤적(75)을 시각화하는 삼차원 화상 데이터를 생성한다. 삼차원 화상 데이터는 화상 처리 회로(21)에 공급된다. 그 결과, 표시 장치(22)의 화면 상에는 소망한 화상이 표시된다. 　　
여기에서는, 어드레스시의 검출 신호에 기초하여 타겟 라인(66)은 산출될 수 있다. 산출을 함에 있어서 미리 관성 센서(12)의 x축은 페이스의 방향에서 특정되는 타구 방향에 맞추어진다. 따라서, 어드레스시에 클럽 헤드(13c)의 좌표가 특정되면, 관성 센서(12)의 x축의 평행 이동에 기초하여 타겟 라인(66)은 특정될 수 있다. 단, 타겟 라인(66)의 특정은 그 외의 방법으로 실현되어도 괜찮다.
관성 센서(12)는 어드레스시의 골프 클럽(13)의 자세에 따라 검출 신호를 출력한다. 검출 신호에 따라 샤프트 플레인(67) 및 호건 플레인(69)은 특정된다. 샤프트 플레인(67)은, 골프 스윙으로 휘둘려지는 골프 클럽(13)의 가상 궤도를 그려낼 수 있다. 스윙시의 골프 클럽(13)의 궤적은 가상 궤도에 대비하여 관찰될 수 있다. 마찬가지로, 스윙시의 골프 클럽(13)의 궤적은 호건 플레인(69)에 대비하여 관찰될 수 있다. 이러한 골프 클럽(13)의 궤적에 기초하여 피험자의 스윙 동작은 해석될 수 있다. 이렇게 하여「골프 스윙」이라고 하는 운동에 관해서 명확한 지표는 제공될 수 있다. 　
연산 처리 회로(16)의 양부 판정부(49)는, 샤프트 플레인, 호건 플레인 및 골프 클럽(13)의 궤적에 기초하여 스윙 동작의 양부를 판정한다. 양부 판정부(49)는,「양」을 판단하면,「양」의 판정 신호를 출력한다. 판정 신호의 출력에 따라 통지 신호 생성부(52)로부터 정지(靜止) 통지 신호가 출력된다. 정지(靜止) 통지 신호는 고지 장치(23)로 보내어진다. 고지 장치(23)는, 전술과 마찬가지로, 정지(靜止) 통지 신호의 수신에 따라서, 소리나 광, 진동과 같은 물리적 변화를 일으킨다. 양부 판정부(49)는,「부」를 판단하면,「부」의 판정 신호를 출력한다.
판정 신호의 출력에 따라 미달 통지 신호가 출력된다. 미달 통지 신호는 고지 장치(23)로 보내어진다. 고지 장치(23)는, 전술과 마찬가지로, 미달 통지 신호의 수신에 따라서, 소리나 광, 진동과 같은 물리적 변화를 일으킨다. 이렇게 하여 피험자는 물리적 변화에 따라 골프 스윙의 양부를 알 수 있다. 이렇게 하여 시행 착오를 통해서 골프 스윙의 폼에는 양호한 개량이 가해질 수 있다. 　　
또한, 이상의 실시 형태에서는 연산 처리 회로(16)의 개개의 기능 블록은 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램(19)의 실행에 따라 실현된다. 단, 개개의 기능 블록은 소프트웨어 처리에 의하지 않고 하드웨어로 실현되어도 괜찮다. 그 외, 골프 스윙 해석 장치(11)는 손으로 쥐어져 휘둘려지는 운동구(예를 들면 테니스 라켓이나 탁구 라켓)의 스윙 해석에 응용되어도 괜찮다. 이들의 경우에는 스윙 해석을 함에 있어서 샤프트 플레인에 상당하는 가상 평면이 이용되면 좋다.
또한, 상기와 같이 본 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), 그립(13b), 클럽 헤드(13c), 연산 처리 회로(16) 등의 구성 및 동작도 본 실시 형태에서 설명한 것에 한정되지 않고, 여러 가지의 변형이 가능하다.
11 : 운동 해석 장치(골프 스윙 해석 장치)
12 : 관성 센서
13 : 운동구(골프 클럽)
13a : 샤프트부(샤프트)
14 : 개시 지시 입력부(스위치)
16 : 연산부(연산 처리 회로)
19 : 골프 스윙 해석 소프트웨어 프로그램

Claims (8)

  1. 관성 센서의 출력을 이용하여, 운동구(運動具) 및 피험자(被驗者) 중 적어도 일방의 정지(靜止) 상태를 판정하고, 상기 정지(靜止) 상태에 따라 정지(靜止) 통지 신호를 출력하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 정지(靜止) 상태를 판정함에 있어서, 상기 관성 센서의 출력이 제1 범위 내에 들어있는지 아닌지를 판단하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 정지(靜止) 상태를 판정함에 있어서, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여 상기 운동구의 샤프트부가 연장하는 방향의 선분의 기울기가 제2 범위 내에 들어있는지 아닌지를 판단하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 관성 센서의 출력은, 가속도 센서의 출력을 포함하며,
    상기 가속도 센서의 출력을 이용하여, 중력 방향에 대한 상기 운동구의 샤프트부가 연장하는 방향의 선분의 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산부는, 제1 기간 내에 상기 정지(靜止) 상태가 검지되지 않으면, 미달 통지 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 관성 센서의 계측 개시의 트리거(trigger) 신호를 출력하는 개시 지시 입력부를 구비하며,
    상기 개시 지시 입력부로부터 상기 트리거 신호가 출력된 후, 상기 제1 기간 내에 상기 정지(靜止) 상태가 검지되지 않으면, 상기 미달 통지 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 개시 지시 입력부는, 상기 관성 센서가 탑재되어 있는 센서 유니트측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 관성 센서의 출력을 이용하여 상기 운동구 및 상기 피험자 중 적어도 일방의 스윙 동작에서의 관성량을 검출하고, 상기 관성량에 기초하여 피험자에게 상기 스윙 동작의 양부(良否)를 고지하는 것을 특징으로 하는 운동 해석 장치.
KR1020140077351A 2013-07-05 2014-06-24 운동 해석 장치 KR20150005447A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-141720 2013-07-05
JP2013141720A JP6390076B2 (ja) 2013-07-05 2013-07-05 運動解析装置および運動解析プログラム並びに告知方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150005447A true KR20150005447A (ko) 2015-01-14

Family

ID=52133386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140077351A KR20150005447A (ko) 2013-07-05 2014-06-24 운동 해석 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150012240A1 (ko)
JP (1) JP6390076B2 (ko)
KR (1) KR20150005447A (ko)
CN (1) CN104274964A (ko)
TW (1) TW201501753A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200110583A (ko) * 2019-03-15 2020-09-24 (주)파이네트웍스 골프 게임 제공 시스템 및 이를 이용한 골프 게임 제공 방법

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9604142B2 (en) 2010-08-26 2017-03-28 Blast Motion Inc. Portable wireless mobile device motion capture data mining system and method
US9940508B2 (en) 2010-08-26 2018-04-10 Blast Motion Inc. Event detection, confirmation and publication system that integrates sensor data and social media
US9261526B2 (en) 2010-08-26 2016-02-16 Blast Motion Inc. Fitting system for sporting equipment
US9607652B2 (en) 2010-08-26 2017-03-28 Blast Motion Inc. Multi-sensor event detection and tagging system
US9406336B2 (en) 2010-08-26 2016-08-02 Blast Motion Inc. Multi-sensor event detection system
US9646209B2 (en) 2010-08-26 2017-05-09 Blast Motion Inc. Sensor and media event detection and tagging system
US9039527B2 (en) 2010-08-26 2015-05-26 Blast Motion Inc. Broadcasting method for broadcasting images with augmented motion data
US9619891B2 (en) 2010-08-26 2017-04-11 Blast Motion Inc. Event analysis and tagging system
US9076041B2 (en) 2010-08-26 2015-07-07 Blast Motion Inc. Motion event recognition and video synchronization system and method
US9626554B2 (en) 2010-08-26 2017-04-18 Blast Motion Inc. Motion capture system that combines sensors with different measurement ranges
US9418705B2 (en) 2010-08-26 2016-08-16 Blast Motion Inc. Sensor and media event detection system
US9235765B2 (en) 2010-08-26 2016-01-12 Blast Motion Inc. Video and motion event integration system
US9320957B2 (en) 2010-08-26 2016-04-26 Blast Motion Inc. Wireless and visual hybrid motion capture system
US9247212B2 (en) 2010-08-26 2016-01-26 Blast Motion Inc. Intelligent motion capture element
US9401178B2 (en) 2010-08-26 2016-07-26 Blast Motion Inc. Event analysis system
US8941723B2 (en) 2010-08-26 2015-01-27 Blast Motion Inc. Portable wireless mobile device motion capture and analysis system and method
US9396385B2 (en) 2010-08-26 2016-07-19 Blast Motion Inc. Integrated sensor and video motion analysis method
WO2014145791A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Holzapfel Anton J Detecting a state of a golf club
JP2015033425A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 セイコーエプソン株式会社 センサーユニット、および運動検出装置
JP6471861B2 (ja) * 2015-03-13 2019-02-20 ヤマハ株式会社 ゴルフクラブのフィッティング支援システム
JP6620297B2 (ja) * 2015-05-29 2019-12-18 ユーテック株式会社 挙動算出システム及び移動体
US11565163B2 (en) 2015-07-16 2023-01-31 Blast Motion Inc. Equipment fitting system that compares swing metrics
EP3323084A4 (en) 2015-07-16 2019-07-10 Blast Motion Inc. SYSTEM FOR MULTISENSOR EVENT RECOGNITION AND MARKING
US9694267B1 (en) 2016-07-19 2017-07-04 Blast Motion Inc. Swing analysis method using a swing plane reference frame
US10124230B2 (en) 2016-07-19 2018-11-13 Blast Motion Inc. Swing analysis method using a sweet spot trajectory
US11577142B2 (en) 2015-07-16 2023-02-14 Blast Motion Inc. Swing analysis system that calculates a rotational profile
US10974121B2 (en) 2015-07-16 2021-04-13 Blast Motion Inc. Swing quality measurement system
JP6613684B2 (ja) * 2015-07-28 2019-12-04 セイコーエプソン株式会社 スイング診断方法、スイング診断プログラム、記録媒体、スイング診断装置及びスイング診断システム
JP2017023644A (ja) * 2015-07-28 2017-02-02 セイコーエプソン株式会社 演算装置、演算システム、演算方法、演算プログラム、及び記録媒体
JP6613685B2 (ja) 2015-07-28 2019-12-04 セイコーエプソン株式会社 スイング診断方法、スイング診断プログラム、記録媒体、スイング診断装置及びスイング診断システム
US10265602B2 (en) 2016-03-03 2019-04-23 Blast Motion Inc. Aiming feedback system with inertial sensors
US9846805B2 (en) 2016-03-16 2017-12-19 Sportsmedia Technology Corporation Tracking of handheld sporting implements using computer vision
JP6806327B2 (ja) * 2016-11-07 2021-01-06 美津濃株式会社 スイング解析装置、コンピュータにスイングを解析させるためのプログラムおよびスイング解析システム
JP2018126180A (ja) 2017-02-06 2018-08-16 セイコーエプソン株式会社 運動解析方法および表示方法
US10786728B2 (en) 2017-05-23 2020-09-29 Blast Motion Inc. Motion mirroring system that incorporates virtual environment constraints

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911635A (en) * 1997-05-20 1999-06-15 Ogden; Everett L. Golf swing training device
CN2431916Y (zh) * 2000-06-08 2001-05-30 陈怡铭 高尔夫球的推杆练习球具组
US9149705B2 (en) * 2003-10-09 2015-10-06 William B. Priester Multi-rotor apparatus and method for motion sculpting
US20070135225A1 (en) * 2005-12-12 2007-06-14 Nieminen Heikki V Sport movement analyzer and training device
JP2011502602A (ja) * 2007-11-05 2011-01-27 ブライアン フランシス ムーニー ゴルフスイングを解析するための装置及び方法
US20110250939A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 Hobler Marc L Network-connected golf game improvement, entertainment and monetization system and method
JP5790914B2 (ja) * 2011-01-11 2015-10-07 セイコーエプソン株式会社 変形量算出装置及び変形量算出方法
KR101415149B1 (ko) * 2011-04-27 2014-07-16 (주)퍼티스트 골프 퍼팅 시뮬레이션을 위한 골프 퍼팅 연습장치
US20120322571A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 George Allen Device and method for disengaging conscious brain influence during certain complex athletic movements
US9101812B2 (en) * 2011-10-25 2015-08-11 Aquimo, Llc Method and system to analyze sports motions using motion sensors of a mobile device
JP5940436B2 (ja) * 2012-11-20 2016-06-29 株式会社Ａｃｃｅｓｓ モーションセンサを用いたスイング解析システム、スイング解析方法、およびスイング解析プログラム
US8998717B2 (en) * 2013-01-17 2015-04-07 Ppg Technologies, Inc. Device and method for reconstructing and analyzing motion of a rigid body
JP6341403B2 (ja) * 2013-02-14 2018-06-13 株式会社ユピテル システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200110583A (ko) * 2019-03-15 2020-09-24 (주)파이네트웍스 골프 게임 제공 시스템 및 이를 이용한 골프 게임 제공 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW201501753A (zh) 2015-01-16
US20150012240A1 (en) 2015-01-08
JP6390076B2 (ja) 2018-09-19
JP2015013007A (ja) 2015-01-22
CN104274964A (zh) 2015-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150005447A (ko) 운동 해석 장치
JP5870969B2 (ja) 運動解析装置および運動解析プログラム
JP6467766B2 (ja) 運動解析方法、運動解析装置および運動解析プログラム
US9717969B2 (en) Motion analyzing apparatus and motion analyzing program
KR20140148298A (ko) 운동 해석 방법 및 운동 해석 장치
TW201501751A (zh) 運動解析裝置
JP2015077351A (ja) 運動解析方法、運動解析装置および運動解析プログラム
JP2016067410A (ja) 運動解析装置、運動解析システム、運動解析方法及びプログラム
KR20160106670A (ko) 운동 해석 방법, 운동 해석 장치, 운동 해석 시스템 및 프로그램
US20150119159A1 (en) Motion analyzing apparatus, motion analyzing method, and motion analyzing program
JP2015073821A (ja) 運動解析方法、運動解析装置、および運動解析プログラム
JP6255737B2 (ja) 運動解析装置および運動解析プログラム並びに表示方法
JP6268897B2 (ja) 運動解析方法、運動解析プログラム、および運動解析装置
JP6428815B2 (ja) 運動解析装置、運動解析システムおよび運動解析方法
JP6311727B2 (ja) 表示装置及び表示方法並びに表示プログラム
JP6255738B2 (ja) 運動解析装置および運動解析プログラム並びに表示方法
JP2018117885A (ja) 運動解析装置、運動解析方法、プログラム、及び運動解析システム
JP2015134008A (ja) 運動解析方法、運動解析装置及び運動解析プログラム
JP2018130204A (ja) 運動解析装置および解析方法
JP2016101314A (ja) フォーム解析装置、フォーム解析システム、フォーム解析方法、およびフォーム解析プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid