JP6428815B2 - Motion analysis device, motion analysis system, and motion analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、運動解析装置、運動解析システムおよび運動解析方法等に関する。 The present invention, motion analysis device, a motion analysis system and motion analysis how like.
運動解析装置はスイング動作といった運動の解析にあたって用いられる。スイング時に運動具は振られる。振る際に運動具のグリップは手で握られる。振られると、運動具の姿勢は時間軸に従って変化する。運動具には慣性センサーが装着される。慣性センサーの出力に基づき視覚的にスイング動作が再現される。こうした運動解析装置の一具体例として、例えば特許文献1に開示されるようにゴルフスイング解析装置が挙げられる。
The motion analysis device is used for motion analysis such as swing motion. The exercise equipment is swung during the swing. The grip of the exercise equipment is held by hand when shaking. When shaken, the posture of the exercise device changes along the time axis. An inertial sensor is attached to the exercise equipment. The swing motion is visually reproduced based on the output of the inertial sensor. As a specific example of such a motion analysis device, for example, a golf swing analysis device is disclosed as disclosed in
ゴルフでは打球の方向はインパクトの瞬間のフェースの向きに大きく影響される。知られるように、インパクトの直前に手首を返してクラブヘッドのフェースを合わせ込もうとすると、合わせ込みが遅れ、手首を返すことで反対にインパクト時のフェースが乱れてスイングに悪影響を与えてしまう。ゴルフスイング中の手首の動きはカメラ等を用いた光学式モーションキャプチャーでは観察がし難く、微妙な手首の返しの動きまではトレースできない。精密にトレースする場合は、高精度なカメラを何台も用意する必要があり、大がかりな計測装置となってしまう。また、カメラ等を用いた光学式モーションキャプチャーでは屋内でしか計測ができず、一般的な屋外の練習の場で利用することができなかった。 In golf, the direction of the hit ball is greatly influenced by the orientation of the face at the moment of impact. As you know, if you try to fit the club head face by returning your wrist just before the impact, the fit will be delayed, and returning the wrist will adversely affect the impact face and adversely affect the swing. . The movement of the wrist during a golf swing is difficult to observe with an optical motion capture using a camera or the like, and it is not possible to trace the movement of the delicate wrist. In the case of precise tracing, it is necessary to prepare a number of high-precision cameras, resulting in a large-scale measuring device. In addition, optical motion capture using a camera or the like can only be measured indoors and cannot be used in general outdoor practice.
本発明の少なくとも1つの態様によれば、スイング動作に関連づけて手首の動きを視覚的に容易に提示することができる運動解析装置、運動解析システムおよび運動解析方法を提供できる。 According to at least one aspect of the present invention, motion analysis device capable of visually and easily presenting the motion of the wrist in association with the swing motion can be provided a motion analysis system and motion analysis how.
(1)本発明の一態様は、慣性センサーの出力を用いて、スイング中の運動具の移動軌跡を算出する第1算出部と、前記慣性センサーの出力を用いて、前記運動具のシャフト部の軸回りに発生する回転角を算出する第2算出部と、を備え、前記第1算出部で得られた前記運動具の移動軌跡に、前記第2算出部で得られた前記回転角を関連付ける運動解析装置に関する。 (1) According to one aspect of the present invention, a first calculation unit that calculates a movement locus of the exercise tool during a swing using an output of the inertia sensor, and a shaft portion of the exercise tool using the output of the inertia sensor A second calculation unit that calculates a rotation angle generated around the axis of the movement tool, and the rotation angle obtained by the second calculation unit is added to the movement locus of the exercise tool obtained by the first calculation unit. The present invention relates to an associated motion analysis device.
スイング時に運動具は振られる。振られると、運動具の姿勢は時間軸に従って変化する。姿勢の変化は慣性センサーで検出される。こうして時間軸に従って運動具の移動軌跡は特定される。画面にはスイング動作が視覚的に提示される。このとき、手首の動きは同時に慣性センサーで検出される。こうしてスイング動作に関連づけられて視覚的に手首の動きは提示される。こうした手首の動きに応じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。カメラ等を用いて光学式モーションキャプチャーと比較して、大掛かりな装置を用いずとも手首の返しの微妙な動きをトレースでき、かつ、慣性センサーをゴルフクラブ等の運動具や被験者の手などに取り付けるだけでよいので、屋外でも容易に計測することができる。 The exercise equipment is swung during the swing. When shaken, the posture of the exercise device changes along the time axis. The change in posture is detected by an inertial sensor. Thus, the movement trajectory of the exercise tool is specified along the time axis. A swing motion is visually presented on the screen. At this time, wrist movement is simultaneously detected by an inertial sensor. In this way, wrist movement is visually presented in association with the swing motion. In response to these wrist movements, the subject can make improvements to the swing form. Compared to optical motion capture using a camera, etc., it can trace the delicate movement of the wrist return without using a large-scale device, and attach an inertial sensor to a golf club or other exercise equipment or the subject's hand. It is easy to measure even outdoors.
(2)運動解析装置は、前記第1算出部の算出結果に前記前記第2算出部の算出結果を同期させることができる。第1算出部により算出した運動具の移動軌跡と、第2算出部により算出した運動具のシャフト部の軸回りに発生する回転角とを同期させることにより、より正確にスイング中の手首の返しのタイミングや打球面の角度の変化を計測することができる。 (2) The motion analysis apparatus can synchronize the calculation result of the second calculation unit with the calculation result of the first calculation unit. The movement trajectory of the exercise tool calculated by the first calculation unit and the rotation angle generated around the shaft of the exercise tool calculated by the second calculation unit are synchronized to return the wrist during the swing more accurately. It is possible to measure changes in timing and angle of the hitting surface.
(3)運動解析装置は、前記第1算出部で得られた前記運動具の移動軌跡に前記第2算出部で得られた前記回転角を関連付けしたデータを表示する表示部を備えることができる。表示部により、被験者にスイング中の手首の返しのタイミングや打球面の角度の変化を運動上達の指標として表示することができる。 (3) The motion analysis apparatus may include a display unit that displays data in which the rotation angle obtained by the second calculation unit is associated with the movement locus of the exercise tool obtained by the first calculation unit. . The display unit can display the wrist return timing during swing and the change in angle of the ball striking surface as an indicator of progress of exercise.
(4)前記表示部は、運動具の移動軌跡と併せてマーキングを表示させることができ、前記マーキングは、前記第2算出部で算出された前記運動具のシャフト部の軸回りに発生する回転角の変化に応じて向きを変えることができる。運動具のシャフトは棒状であるためシャフトの軸回りの回転を表示しても被験者はどのくらい回転しているのかを把握し辛いという問題があった。そこで、表示部により、運動具の移動軌跡と併せて、運動具のシャフト部の軸回りに発生する回転角の変化を表すマーキングを表示させることにより、手首の返しの状態や打球面の角度の変化を被験者に分かり易く表示することができる。 (4) The display unit can display a marking together with a movement trajectory of the exercise tool, and the marking is a rotation generated around the shaft of the exercise tool calculated by the second calculation unit. The direction can be changed according to the change of the corner. Since the shaft of the exercise tool is rod-shaped, there is a problem that it is difficult for the subject to grasp how much the subject is rotating even if the rotation around the shaft axis is displayed. Therefore, by displaying a marking indicating the change in the rotation angle around the shaft of the exercise tool along with the movement track of the exercise tool, the display unit displays the state of the wrist return and the angle of the ball striking surface. The change can be easily displayed to the subject.
(5)前記マーキングは、前記運動具の打球面の動きに応じて向きを変える平面を備えることができる。グリップの回転すなわち手首の回転は平面の回転で表現される。こうして被験者は画像から明確に手首の回転を把握することができる。こうした把握に応じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。 (5) The marking may include a flat surface that changes direction according to the movement of the striking surface of the exercise tool. The rotation of the grip, that is, the rotation of the wrist is expressed by the rotation of the plane. Thus, the subject can clearly grasp the wrist rotation from the image. In response to this grasp, the subject can make improvements to the swing form.
(6)前記マーキングは立体形状で表示されることができる。その結果、被験者は手首の動きを観念的に明確に認識することができる。 (6) The marking may be displayed in a three-dimensional shape. As a result, the test subject can clearly recognize the movement of the wrist conceptually.
(7)前記表示部は、前記運動具の前記移動軌跡に、前記運動具のシャフト部の軸回りで回転する面を表示することができる。こうして運動具そのもので手首の回転は表現される。被験者は運動具の動きを視覚的に確認することができる。こうした確認を通じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。 (7) The display unit can display a surface rotating around an axis of the shaft portion of the exercise tool on the movement locus of the exercise tool. In this way, the wrist rotation is expressed by the exercise equipment itself. The subject can visually check the movement of the exercise equipment. Through these confirmations, subjects can make improvements to the swing form.
(8)前記慣性センサーは前記運動具のシャフト部の軸に並行な検出軸を備えることができ、前記検出軸回りに発生する角速度を検出することができる。こうして慣性センサーの1検出軸がグリップの軸に合わせ込まれると、軸回りの回転角の検出にあたって算出処理を簡略化できる。 (8) The inertial sensor can include a detection axis parallel to the axis of the shaft portion of the exercise tool, and can detect an angular velocity generated around the detection axis. Thus, when one detection axis of the inertial sensor is aligned with the axis of the grip, the calculation process can be simplified in detecting the rotation angle around the axis.
(9)本発明の他の態様は、慣性センサーの出力を用いて、スイング中の運動具の移動軌跡を算出する手段と、前記慣性センサーの出力を用いて、前記運動具のシャフト部の軸回りに発生する回転角を算出する手段と、を備え、前記運動具の移動軌跡に前記回転角を関連付ける運動解析装置に関する。 (9) According to another aspect of the present invention, the output of the inertial sensor is used to calculate the movement trajectory of the exercise tool during a swing, and the shaft of the exercise tool is used to determine the axis of the shaft of the exercise tool. Means for calculating a rotation angle generated around, and relates to a motion analysis apparatus that associates the rotation angle with a movement locus of the exercise tool.
(10)本発明の他の態様は、慣性センサーの出力を用いて、スイング中の運動具の移動軌跡を算出する手順と、前記慣性センサーの出力を用いて、前記運動具のシャフト部の軸回りに発生する前記運動具の回転角を算出する手順と、前記第1算出部で得られた前記運動具の移動軌跡に、前記第2算出部で得られた前記回転角を関連付ける手順とをコンピューターに実行させる運動解析プログラムに関する。 (10) According to another aspect of the present invention, a procedure for calculating a movement trajectory of the exercise tool during a swing using the output of the inertia sensor, and an axis of the shaft portion of the exercise tool using the output of the inertia sensor A procedure for calculating a rotation angle of the exercise tool generated around, and a procedure for associating the rotation angle obtained by the second calculation unit with a movement locus of the exercise tool obtained by the first calculation unit. The present invention relates to a motion analysis program to be executed by a computer.
スイング時に運動具は振られる。振られると、運動具の姿勢は時間軸に従って変化する。姿勢の変化は慣性センサーで検出される。こうして時間軸に従って運動具の移動軌跡は特定される。画面にはスイング動作が視覚的に提示される。このとき、手首の動きは同時に慣性センサーで検出される。こうしてスイング動作に関連づけられて視覚的に手首の動きは提示される。こうした手首の動きに応じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。カメラ等を用いて光学式モーションキャプチャーと比較して、大掛かりな装置を用いずとも手首の返しの微妙な動きをトレースでき、かつ、慣性センサーをゴルフクラブ等の運動具や被験者の手などに取り付けるだけで良いので、屋外でも容易に計測することができる。 The exercise equipment is swung during the swing. When shaken, the posture of the exercise device changes along the time axis. The change in posture is detected by an inertial sensor. Thus, the movement trajectory of the exercise tool is specified along the time axis. A swing motion is visually presented on the screen. At this time, wrist movement is simultaneously detected by an inertial sensor. In this way, wrist movement is visually presented in association with the swing motion. In response to these wrist movements, the subject can make improvements to the swing form. Compared to optical motion capture using a camera, etc., it can trace the delicate movement of the wrist return without using a large-scale device, and attach an inertial sensor to a golf club or other exercise equipment or the subject's hand. Measurement is easy even outdoors.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are essential as means for solving the present invention. Not necessarily.
(1)ゴルフクラブ解析装置の構成
図1は本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置(運動解析装置)11の構成を概略的に示す。ゴルフスイング解析装置11は例えば慣性センサー12を備える。慣性センサー12には例えば加速度センサーおよびジャイロセンサーが組み込まれる。加速度センサーは互いに直交する三軸方向に個々に加速度を検出することができる。ジャイロセンサーは互いに直交する三軸の各軸回りに個別に角速度を検出することができる。慣性センサー12は検出信号を出力する。検出信号で個々の軸ごとに加速度および角速度は特定される。加速度センサーおよびジャイロセンサーは比較的に精度よく加速度および角速度の情報を検出する。
(1) Configuration of Golf Club Analysis Device FIG. 1 schematically shows the configuration of a golf swing analysis device (motion analysis device) 11 according to an embodiment of the present invention. The golf
慣性センサー12はゴルフクラブ(運動具)13に取り付けられる。ゴルフクラブ13はシャフト13aおよびグリップ13bを備える。グリップ13bが手で握られる。グリップ13bはシャフト13aの軸と同軸に形成される。シャフト13aの先端にはクラブヘッド13cが結合される。望ましくは、慣性センサー12はゴルフクラブ13のシャフト13aまたはグリップ13bに取り付けられる。シャフト13aはグリップ13bを含みクラブヘッド13cまでの棒状部分を指す。慣性センサー12はゴルフクラブ13に相対移動不能に固定されればよい。ここでは、慣性センサー12の取り付けにあたって慣性センサー12の検出軸の1つはシャフト13aの軸に合わせ込まれる。慣性センサー12の検出軸のもう1つはクラブヘッド13cのフェース(打球面)の向きに合わせ込まれる。
The
ゴルフスイング解析装置11は演算処理回路14を備える。演算処理回路14には慣性センサー12が接続される。接続にあたって演算処理回路14には所定のインターフェイス回路15が接続される。このインターフェイス回路15は有線で慣性センサー12に接続されてもよく無線で慣性センサー12に接続されてもよい。演算処理回路14には慣性センサー12から検出信号が供給される。
The golf
演算処理回路14には記憶装置16が接続される。記憶装置16には例えばゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム(運動解析プログラム)17および関連するデータが格納できる。演算処理回路14はゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17を実行しゴルフスイング解析方法を実現する。記憶装置16にはDRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリー)や大容量記憶装置ユニット、不揮発性メモリー等が含まれることができる。例えばDRAMには、ゴルフスイング解析方法の実施にあたって一時的にゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17が保持される。ハードディスク駆動装置(HDD)といった大容量記憶装置ユニットにはゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17およびデータが保存される。不揮発性メモリーにはBIOS(基本入出力システム)といった比較的に小容量のプログラムやデータが格納される。
A
演算処理回路14には画像処理回路18が接続される。演算処理回路14は画像処理回路18に所定の画像データを送る。画像処理回路18には表示装置19が接続される。接続にあたって画像処理回路18には所定のインターフェイス回路(図示されず)が接続される。画像処理回路18は、入力される画像データに応じて表示装置19に画像信号を送る。表示装置19の画面には画像信号で特定される画像が表示される。表示装置19には液晶ディスプレイその他のフラットパネルディスプレイが利用される。ここでは、演算処理回路14、記憶装置16および画像処理回路18は例えばコンピューター装置として提供される。
An
演算処理回路14には入力装置21が接続される。入力装置21は少なくともアルファベットキーおよびテンキーを備える。入力装置21から文字情報や数値情報が演算処理回路14に入力される。入力装置21は例えばキーボードで構成されればよい。コンピューター装置およびキーボードの組み合わせは例えばスマートフォンや携帯電話端末、タブレットPC(パーソナルコンピューター)等に置き換えられてもよい。
An
(2)運動解析モデル
演算処理回路14は仮想空間を規定する。仮想空間は三次元空間で形成される。三次元空間は実空間を特定する。図2に示されるように、三次元空間は絶対基準座標系(全体座標系)Σxyzを有する。三次元空間には絶対基準座標系Σxyzに従って三次元運動解析モデル26が構築される。三次元運動解析モデル26の棒27は支点28(座標x)に点拘束される。棒27は支点28回りで三次元的に振子として動作する。支点28の位置は移動することができる。ここでは、絶対基準座標系Σxyzに従って、棒27の重心29の位置は座標xgで特定され、クラブヘッド13cの位置は座標xhで特定される。
(2) Motion analysis model The
三次元運動解析モデル26はスイング時のゴルフクラブ13をモデル化したものに相当する。振子の棒27はゴルフクラブ13のシャフト13aを投影する。棒27の支点28はグリップ13bを投影する。慣性センサー12は棒27に固定される。絶対基準座標系Σxyzに従って慣性センサー12の位置は座標xsで特定される。慣性センサー12は加速度信号および角速度信号を出力する。加速度信号では、重力加速度gの影響が差し引かれた加速度
演算処理回路14は同様に慣性センサー12に局所座標系Σsを固定する。局所座標系Σsの原点は慣性センサー12の検出軸の原点に設定される。局所座標系Σsのy軸はシャフト13aの軸心に一致する。局所座標系Σsのx軸はフェースの向きで特定される打球方向に一致する。したがって、この局所座標系Σsに従って支点の位置lsjは(0,lsjy,0)で特定される。同様に、この局所座標系Σs上では重心29の位置lsgは(0,lsgy,0)で特定され、クラブヘッド13cの位置lshは(0,lshy,0)で特定される。
Similarly, the
(3)演算処理回路の構成
図3は一実施形態に係る演算処理回路14の構成を概略的に示す。演算処理回路14は第1算出部としてのスイング軌跡算出部31および第2算出部としての回転角算出部32を備える。スイング軌跡算出部31は慣性センサー12に接続される。スイング軌跡算出部31には慣性センサー12から出力信号が供給される。ここでは、慣性センサー12の出力に、直交3軸に沿ってそれぞれ検出される加速度および直交3軸回りでそれぞれ検出される角速度が含まれる。スイング軌跡算出部31は慣性センサー12の出力に基づきゴルフクラブ13の位置および姿勢を検出する。スイング軌跡算出部31は例えば運動中のグリップ13bおよびクラブヘッド13cの位置を検出する。検出にあたってスイング軌跡算出部31は例えば次式に従ってグリップ13bの加速度を算出する。こうした加速度の算出にあたってスイング軌跡算出部31は慣性センサー12の固有の局所座標系Σsに従ってグリップ13bの位置lsjを特定する。特定にあたってスイング軌跡算出部31は記憶装置16から位置情報を取得する。記憶装置16には予めグリップ13bの位置lsjが格納される。グリップ13bの位置lsjは例えば入力装置21経由で指定されればよい。
同様に、スイング軌跡算出部31は次式に従ってクラブヘッド13cの位置を検出する。位置の検出にあたってスイング軌跡算出部31は慣性センサー12の固有の局所座標系Σsに従ってクラブヘッド13cの位置lshを特定する。特定にあたってスイング軌跡算出部31は記憶装置16から位置情報を取得する。記憶装置16には予めクラブヘッド13cの位置lshが格納される。クラブヘッド13cの位置lshは例えば入力装置21経由で指定されればよい。
回転角算出部32は慣性センサー12に接続される。回転角算出部32には慣性センサー12から出力が供給される。回転角算出部32は、慣性センサー12の出力に基づき角位置「0°」の初期位置から軸回りでグリップ13bの回転角θn(n=1,…,N)を検出する。検出にあたって回転角算出部32は単位時間当たりで回転角の変化量を算出する。次式に示されるように、算出された変化量は累積される。
回転角θnの検出にあたって回転角算出部32は慣性センサー12の出力に基づきグリップ13bの軸(シャフト13aに同軸)回りでグリップ13bの初期位置を検出する。検出にあたって回転角算出部32は慣性センサー12でシャフト13aに平行な1検出軸回り(ここではy軸回り)にアドレス時の角速度を取得する。回転角算出部32は取得した角速度を初期値に据える。アドレス時にはy軸回りで角速度は生じないことから、角速度が「0(ゼロ)」で静止すると、角位置「0°(ゼロ度)」(=初期位置)が設定される。
In detecting the rotation angle θn, the rotation
図示しないが、演算処理回路14は、スイング軌跡算出部31からの算出結果と回転角算出部32からの算出結果を互いに同期させる同期化部を備えてもよい。同期化部はスイング軌跡算出部31および回転角算出部32に接続される。同期化部にはスイング軌跡算出部31および回転角算出部32から出力信号が供給される。同期化部は、スイング軌跡算出部31で算出されるゴルフクラブ13の位置および姿勢に、回転角算出部32で算出されるグリップ13bの回転角θnを同期させる。その結果、ゴルフクラブ13の個々の位置でグリップ13bの軸回りにグリップ13bの角位置は特定される。こういった特定にあたって、同時刻に慣性センサー12から出力される加速度および角速度に基づき算出されるゴルフクラブ13の位置およびグリップ13bの回転角が1対1で相互に結び付けられればよい。
Although not shown, the
演算処理回路14は表示部としての画像データ生成部34を備える。画像データ生成部34はスイング軌跡算出部31および回転角算出部32に接続される。画像データ生成部34にはスイング軌跡算出部31および回転角算出部32から出力信号が供給される。画像データ生成部34は移動軌跡画像生成部35、面回転画像生成部36および立方体画像生成部37を備える。移動軌跡画像生成部35はゴルフクラブ13の位置および姿勢に基づきゴルフクラブ13の移動軌跡を視覚的に表示する画像を生成する。面回転画像生成部36は、ゴルフクラブ13上に規定されてグリップ13bの軸回りで回転する面すなわちフェースを表示する画像(マーキング)を生成する。移動軌跡の個々の位置ごとに同時刻のフェースの向きは特定される。立方体画像生成部37はグリップ13bの軸に平行な稜線を有する立方体の画像を生成する。立方体には、グリップ13bの軸に平行に広がって幾何学形状の輪郭(ここでは正方形の輪郭)を有する1平面が規定される。立方体の平面は、グリップ13bの回転角θnの変化に応じてグリップ13bの軸回りに向きを変える。同時刻の画像は相互に関連づけられて1画像データとして画像データ生成部34から出力される。なお、マーキングは平面や立方体以外にも、曲面や、立方体以外の球体等の立体形状でも可能である。
The
演算処理回路14は描画部38を備える。描画部38は画像データ生成部34に接続される。描画部38には画像データ生成部34から画像データが供給される。描画部38は、移動軌跡画像生成部35の出力信号に基づき、ゴルフクラブ13の移動軌跡を視覚的に表示する画像を描画する。描画部38は、ゴルフクラブ13の移動軌跡の画像に、個々の位置ごとに、フェースの画像および立方体の画像を重ねる。その結果、仮想三次元空間内で、ゴルフクラブ13の移動軌跡にフェースの回転角および立方体の回転角を関連づけつつ視覚的に表示する画像は生成される。ここでは、描画部38は、時間軸に従って連続する画像データでアニメーションを描画する。
The
(4)ゴルフスイング解析装置の動作
ゴルフスイング解析装置11の動作を簡単に説明する。まず、ゴルファーのゴルフスイングは計測される。計測に先立って必要な情報が入力装置21から演算処理回路14に入力される。ここでは、三次元運動解析モデル26に従って、局所座標系Σsに従った支点28の位置lsj、並びに、慣性センサー12の初期姿勢の回転行列R0の入力が促される。入力された情報は例えば特定の識別子の下で管理される。識別子は特定のゴルファーを識別すればよい。
(4) Operation of Golf Swing Analysis Device The operation of the golf
計測に先立って慣性センサー12がゴルフクラブ13のシャフト13aに取り付けられる。慣性センサー12はゴルフクラブ13に相対変位不能に固定される。ここでは、慣性センサー12の検出軸の1つはシャフト13aの軸に合わせ込まれる。慣性センサー12の検出軸の1つはフェース(打球面)の向きで特定される打球方向に合わせ込まれる。
Prior to measurement, the
ゴルフスイングの実行に先立って慣性センサー12の計測は開始される。動作の開始時に慣性センサー12は所定の位置および姿勢に設定される。これらの位置および姿勢は初期姿勢の回転行列R0で特定されるものに相当する。慣性センサー12は特定のサンプリング間隔で継続的に加速度および角速度を計測する。サンプリング間隔は計測の解像度を規定する。慣性センサー12の検出信号はリアルタイムで演算処理回路14に送り込まれる。演算処理回路14は慣性センサー12の出力を特定する信号を受信する。
Prior to execution of the golf swing, measurement of the
ゴルフスイングは、アドレスに始まって、テイクバック、ハーフウェイバック、トップからダウンスイング、インパクトを経て、フォロースルー、そしてフィニッシュに至る。ゴルフクラブ13が振られると、ゴルフクラブ13の姿勢は時間軸に従って変化する。慣性センサー12はゴルフクラブ13の姿勢に応じて検出信号を出力する。このとき、スイング軌跡算出部31は慣性センサー12の出力に基づきゴルフクラブ13の位置および姿勢を検出する。回転角算出部32は慣性センサー12の出力に基づきグリップ13bの軸回りでグリップ13bの角位置を検出する。画像データ生成部34は、個々の時刻ごとに、ゴルフクラブ13の移動軌跡に関連づけてフェースの画像および立方体の画像を特定する三次元画像データ(例えばポリゴンデータ)を生成する。描画部38は、三次元画像データに基づき、例えば図4および図5に示されるように、ゴルフクラブ13の移動軌跡Tに関連づけてフェース41の画像および立方体42の画像を描画する。フェース41の回転および立方体42の回転は手首の回転(返し)を表象する。こうして画像で視覚的にスイング動作および手首の返しは表現される。描画データは画像処理回路18に送られ、描画データに従って表示装置19の画面に画像は映し出される。その結果、スイング動作に関連づけられて視覚的に手首の動きは提示される。こうした手首の動きに応じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。しかも、描画部38は時間軸に従って連続する画像データでアニメーションを描画する。こうしてスイング動作は手首の動きとともに画面上で再現される。こうした再現の観察を通じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。運動具のシャフトは棒状であるためシャフトの軸回りの回転を表示しても被験者はどのくらい回転しているのかを把握し辛いため、運動具の移動軌跡と併せて、運動具のシャフト部の軸回りに発生する回転角の変化を表すマーキングを表示させることにより、手首の返しの状態や打球面の角度の変化を被験者に分かり易く表示することができる。
The golf swing starts at the address, takes back, halfway back, top to down swing, impact, follow through, and finish. When the
ゴルフスイングの計測にあたって被験者は最初にアドレスの姿勢をとる。このアドレス時に被験者はインパクトの瞬間の姿勢を再現する。その結果、「ゴルフスイング」という一連の動作の中からインパクトの瞬間の姿勢は抽出される。このとき、ゴルフクラブ13は静止姿勢で保持される。回転角算出部32は角位置「0°」の初期位置を設定し回転角の算出を開始する。
In measuring the golf swing, the subject first takes the address posture. At this address, the subject reproduces the posture at the moment of impact. As a result, the posture at the moment of impact is extracted from a series of operations “golf swing”. At this time, the
画像中で立方体42の平面43はグリップ13bの回転に応じて向きを変える。グリップ13bの回転すなわち手首の回転は平面43の回転で表現される。こうして被験者は画像から明確に手首の回転を把握することができる。こうした把握に応じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。特に、立方体42はグリップ13bの直交三軸を反映する。その結果、被験者は手首の動きを観念的に明確に認識することができる。
In the image, the
スイング動作の提示にあたって画像ではフェース41が特定される。こうしてゴルフクラブ13そのもので手首の回転は表現される。被験者はゴルフクラブ13の動きを視覚的に確認することができる。こうした確認を通じて被験者はスイングのフォームに改良を加えることができる。
In presenting the swing motion, the
慣性センサー12は直交3軸に沿ってそれぞれ加速度を検出し直交3軸回りでそれぞれ角速度を検出する。こうして1つの慣性センサー12でゴルフクラブ13の位置および姿勢並びにグリップ13bの回転角は検出される。しかも、慣性センサー12はグリップ13bの軸に平行な検出軸を有し当該検出軸回りで角速度を検出する。こうして慣性センサー12の1検出軸がグリップ13bの軸に合わせ込まれると、軸回りの回転角の検出にあたって算出処理は簡略化される。
The
なお、以上の実施形態では演算処理回路14の個々の機能ブロックはゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム17の実行に応じて実現される。ただし、個々の機能ブロックはソフトウェア処理に頼らずにハードウェアで実現されてもよい。その他、ゴルフスイング解析装置11は手で握られて振られる運動具(例えばテニスラケットや卓球ラケット、野球のバット)のスイング解析に応用されてもよい。また、図3のスイング軌跡算出部31と回転角算出部32とを分けて記載したが、併せて一つの算出部としてもよい。
In the above embodiment, each functional block of the
上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。また、慣性センサー12やゴルフクラブ13、演算処理回路14、三次元運動解析モデル26、スイング軌跡算出部31、回転角算出部32等の構成および動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形が可能である。また、ゴルフ以外にもテニスや野球等のスイング動作を用いる運動に対しても本発明を適用することができる。
Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the
11 運動解析装置(ゴルフスイング解析装置)、12 慣性センサー、13 運動部(ゴルフクラブ)、13a シャフト部(シャフト)、14 コンピューター(演算処理回路)、17 運動解析プログラム(ゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム)、31 第1検出部(スイング軌跡算出部)、32 第2検出部(回転角算出部)、34 表示部(画像データ生成部)、41 面(フェース)、42 マーキング(立方体)、43 平面、T 移動軌跡 11 motion analysis device (golf swing analysis device), 12 inertial sensor, 13 motion portion (golf club), 13a shaft portion (shaft), 14 computer (arithmetic processing circuit), 17 motion analysis program (golf swing analysis software program), 31 First detection unit (swing trajectory calculation unit), 32 Second detection unit (rotation angle calculation unit), 34 Display unit (image data generation unit), 41 surface (face), 42 marking (cube), 43 plane, T Movement trajectory
Claims (6)
前記算出部で得られた前記回転角に基づくマーキングを表示する表示部と、
を備え、
前記マーキングは、前記算出部で算出された前記回転角の変化に応じて向きを変える立方体形状であることを特徴とする運動解析装置。 A calculation unit for calculating a rotation angle generated around a detection axis of the inertial sensor with a swing using an output of the inertial sensor;
A display unit for displaying the marking based on the rotation angle obtained by the calculation unit;
With
The motion analysis apparatus according to claim 1, wherein the marking has a cubic shape whose direction changes according to a change in the rotation angle calculated by the calculation unit.
前記マーキングは、前記スイングの初期位置からの角度の変化を表示することを特徴とする運動解析装置。 The motion analysis apparatus according to claim 1,
The marking displays the change in angle from the initial position of the swing.
前記マーキングは、前記立方体形状の少なくとも1つの面に対して垂直な方向を表示することを特徴とする運動解析装置。 The motion analysis apparatus according to claim 1 or 2,
The motion analysis apparatus characterized in that the marking displays a direction perpendicular to at least one surface of the cube shape.
ゴルフスイングにおけるアドレス時の姿勢を初期位置とすることを特徴とする運動解析装置。 The motion analysis apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A motion analysis apparatus characterized in that a posture at an address in a golf swing is set as an initial position.
前記慣性センサーの出力を用いて、スイングに伴い前記慣性センサーの検出軸回りに発生する回転角を算出する算出部と、
前記算出部で得られた前記回転角に基づくマーキングを表示する表示部と、
を備え、
前記マーキングは、前記スイングの初期位置からの角度の変化を、前記算出部で算出された前記回転角の変化に応じて向きを変える立方体形状で表示することを特徴とする運動解析システム。 An inertial sensor,
Using the output of the inertial sensor, a calculation unit that calculates a rotation angle that occurs around the detection axis of the inertial sensor with a swing;
A display unit for displaying the marking based on the rotation angle obtained by the calculation unit;
With
The motion analysis system is characterized in that the marking displays a change in angle from the initial position of the swing in a cubic shape whose direction changes according to the change in the rotation angle calculated by the calculation unit.
慣性センサーの出力を用いて、スイングに伴い前記慣性センサーの検出軸回りに発生する回転角を算出する工程と、
算出された前記回転角に基づくマーキングを表示する工程と、
を実施し、
前記マーキングは、前記スイングの初期位置からの角度の変化を、前記回転角の変化に応じて向きを変える立方体形状で表示することを特徴とする運動解析方法。 Computer
Using the output of the inertial sensor, calculating a rotation angle generated around the detection axis of the inertial sensor with a swing;
Displaying a marking based on the calculated rotation angle;
Carried out
The motion analysis method, wherein the marking displays a change in angle from an initial position of the swing in a cubic shape whose direction changes in accordance with the change in the rotation angle.
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