JP2014110832A - 運動解析システム及び運動解析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定対象物に取り付けられる複数のセンサー10からの出力信号を比較する信号比較部24と、信号比較部24の比較結果に基づいて、測定対象物へのセンサー10の取付位置を判定する取付位置判定部26と、を備える。
【選択図】図1
Description
これにより、モーションセンサーの取付位置に関する登録作業の手間が不要になる。更に、モーションセンサーの取付位置を間違って登録してしまうなどのトラブルを回避することができ、人や物体の各部位の動きを正確に検出することができる。
これにより、モーションセンサーの取付位置に関する登録作業の手間が不要になる。更に、モーションセンサーの取付位置を間違って登録してしまうなどのトラブルを回避することができ、人や物体の各部位の動きを正確に検出することができる。
以下、第1実施形態に係る運動解析システムについて、図面を参照して説明する。
最初に、運動解析システムの構成について説明する。
図1は、本実施形態に係る運動解析システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の運動解析システム1は、複数のセンサー10と、運動解析部20、操作部30、表示部40、ROM50、RAM60、及び不揮発性メモリー70を含む運動解析装置100とによって構成される。
次に、運動解析装置100における動作内容について説明する。
図2は、運動解析装置100における動作を示すフローチャートである。運動解析装置100における動作は、運動解析部20が各種プログラムに従って処理を実行することによって行われる。
本実施形態では、ユーザーが、操作部30を介して、運動種類としてゴルフスイングに関わる運動解析を選択したものとする。図3は、ゴルフスイングの測定対象物に取り付けられているセンサー10の例を示している。図3では、2つのセンサー10A,10Bが測定対象物に取り付けられている。センサー10Aは、ゴルフクラブのシャフトにおけるグリップに近い位置に取り付けられている。一方、センサー10Bは、ユーザーの前腕部に取り付けられている。
本実施形態では、ユーザーが、センサー10A,10Bが取り付けられている状態でゴルフクラブを握ってスイング動作を行う。このスイング動作中に、信号取得部22は、ゴルフクラブのシャフトの動きに伴うセンサー10Aからの出力信号と、ユーザーの前腕部の動きに伴うセンサー10Bからの出力信号とを取得する。
図4は、各センサー10の取付位置を判定する動作の詳細を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートにおいて、先ず、運動解析部20は、ステップS10(図2参照)においてユーザーから受け付けた運動種類に対応する位置判定情報70aを、不揮発性メモリー70(図1参照)から取得する(ステップS310)。
本実施形態では、運動解析部20は、ステップS20(図2参照)において2個のセンサー10A,10Bからの出力信号を取得している。このセンサー10の個数と図5におけるセンサー個数「2」とが一致するか否かを判定する。ここで、例えば、センサー10が1個のみ取り付けられていたり、3個以上取り付けられていたりする場合は、適正でないと判定される。
他方、センサー10の個数が適正でない(ステップS320:No)場合は、ステップS340へ進み、例えば「取り付けられているセンサーの個数が正しくありません。」のエラーメッセージを表示部40(図1参照)に表示して、図2のフローチャートの処理を終了する。これにより、測定対象物に対して、必要な個数のセンサー10を取り付けしなかったり、また逆に、必要な個数より多い不要なセンサー10を取り付けたりしてしまうなどのトラブルを回避することができる。
本実施形態では、運動解析部20は、ステップS20(図2参照)において取得した各センサー10からの出力信号について、先ず、各センサー10における最大角速度を求める。続けて、各センサー10での最大角速度を相互に比較し、最大角速度の大きい順に順位付けして比較順位とする。
本実施形態では、運動解析部20は、各センサー10における最大角速度の比較順位と、図5における各取付位置の規定順位とを照合することにより、各センサー10の取付位置を判定する。前述したように最大角速度の比較順位は、センサー10Aが「1」、センサー10Bが「2」であることから、センサー10Aは「シャフト」に、センサー10Bは「前腕部」に取り付けられていると判定することができる。
本実施形態では、運動解析部20は、図5において取付位置が「シャフト」と判定されたセンサー10Aの角速度pA(図6参照)が、図5の適正範囲「−500〜5000」dpsにあるか否かを判定する。また、図5において取付位置が「前腕部」と判定されたセンサー10Bの角速度pB(図6参照)が、図5の適正範囲「−1500〜1500」dpsにあるか否かを判定する。
他方、各センサー10において1つでも測定値の範囲が適正でない(ステップS360:No)場合は、ステップS370へ進み、例えば「センサー××が正しい位置に取り付けられていません。」のエラーメッセージを表示部40に表示して、図2のフローチャートの処理を終了する。これにより、測定対象物において解析対象ではない部位にセンサー10を取り付けたり、解析対象の部位に重複してセンサー10を取り付けたりしてしまうなどのトラブルを回避することができる。
本実施形態では、運動解析部20は、センサー10Aからの角速度データに基づいて、ゴルフクラブのシャフトの姿勢を算出することになる。また、運動解析部20は、センサー10Bからの角速度データに基づいて、ゴルフクラブを握るユーザーの前腕部の姿勢を算出することになる。
本実施形態では、運動解析部20は、センサー10Aからの加速度データに基づいて、ゴルフクラブのシャフトの位置と速度を算出することになる。また、運動解析部20は、センサー10Bからの加速度データに基づいて、ゴルフクラブを握るユーザーの前腕部の位置と速度を算出することになる。
以下、第2実施形態に係る運動解析システムについて、図面を参照して説明する。
本実施形態の運動解析装置100における動作内容について説明する。
図7は、本実施形態の運動解析装置100における動作を示すフローチャートである。
本実施形態では、ユーザーが、操作部30を介して、運動種類としてランニングに関わる運動解析を選択したものとする。図8は、ランニングの測定対象物に取り付けられているセンサー10の例を示している。図8では、4つのセンサー10H,10I,10J,10Kが測定対象物に取り付けられている。センサー10H,10I,10J,10Kは、それぞれランニングを行うユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部に取り付けられている。
本実施形態では、ユーザーが、センサー10H,10I,10J,10Kが取り付けられている状態でランニングを行う。このランニング中に、信号取得部22は、ユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部のそれぞれの動きに伴うセンサー10H,10I,10J,10Kからの出力信号を取得する。
各センサー10の取付位置を判定する動作については、図4に示す第1実施形態におけるフローチャートがそのまま適用できる。
本実施形態では、運動解析部20は、ステップS520(図7参照)において4個のセンサー10H,10I,10J,10Kからの出力信号を取得している。このセンサー10の個数と図9におけるセンサー個数「4」とが一致するか否かを判定する。
他方、センサー10の個数が適正でない(ステップS320:No)場合は、ステップS340へ進み、エラーメッセージを表示部40に表示して、図7のフローチャートの処理を終了する。
本実施形態では、運動解析部20は、ステップS520(図7参照)において取得した各センサー10からの出力信号について、先ず、各センサー10における最小角度を求める。続けて、各センサー10での最小角度を相互に比較し、最小角度の小さい順に順位付けして比較順位とする。
本実施形態では、運動解析部20は、各センサー10における最小角度の比較順位と、図9における各取付位置の規定順位とを照合することにより、各センサー10の取付位置を判定する。前述したように最小角度の比較順位は、センサー10Kが「1」、センサー10Hが「2」、センサー10Jが「3」、センサー10Iが「4」であることから、センサー10Kは「下腿部」に、センサー10Hは「上腕部」に、センサー10Jは「大腿部」に、センサー10Iは「前腕部」に取り付けられていると判定することができる。
本実施形態では、運動解析部20は、取付位置が「上腕部」、「前腕部」、「大腿部」、「下腿部」のそれぞれと判定された、センサー10Hの角度bH、センサー10Iの角度bI、センサー10Jの角度bJ、センサー10Kの角度bKについて、それぞれが図9の適正範囲「0〜−100」°、「30〜−70」°、「20〜−80」°、「−10〜−110」°にあるか否かを判定する。
他方、各センサー10において1つでも測定値の範囲が適正でない(ステップS360:No)場合は、ステップS370へ進み、エラーメッセージを表示部40に表示して、図7のフローチャートの処理を終了する。
本実施形態では、センサー10Hは「上腕部」に、センサー10Iは「前腕部」に、センサー10Jは「大腿部」に、センサー10Kは「下腿部」に取り付けられている旨の例えば対応表を表示部40に表示する。
本実施形態では、運動解析部20は、センサー10H,10I,10J,10Kのそれぞれが取り付けられているユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部について、ランニングに伴う姿勢を算出することになる。
本実施形態では、運動解析部20は、センサー10H,10I,10J,10Kのそれぞれが取り付けられているユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部について、ランニングに伴う位置と速度を算出することになる。
上述した実施形態では、測定対象物に各センサー10が取り付けられている状態で、ユーザーが例えばゴルフクラブを握ってスイング動作を行うなどの運動を行い、運動が終了した後に各センサー10と測定対象物との対応付けを行った。しかし、各センサー10と測定対象物との対応付けは、解析の対象となる運動が終了してからではなく、運動を始める前に行うようにしても良い。例えば、運動を始める前に、各センサー10が取り付けられている測定対象物に対して、ユーザーに規定の動きを行ってもらい、その動きに基づいて各センサー10と測定対象物との対応付けを行うようにしても良い。
上述した実施形態では、各センサー10に含まれる角速度センサーが検出した最大角速度や最小角度を比較することにより、各センサー10の取付位置を判定した。しかし、運動種類に応じて、角速度センサーが検出した最小角速度や最大角度などを比較することにより、各センサー10の取付位置を判定するようにしても良い。また、各センサー10に含まれる加速度センサーが検出した最大加速度や最小加速度を比較することにより、各センサー10の取付位置を判定するようにしても良い。また、他の態様では、例えば、最大加速度が発生した時点の角速度による比較を行うように、加速度と角速度を組み合わせた比較としても良い。また、角速度から求められる角加速度(角速度の変化率)や加速度から求められる加加速度(加速度の変化率)を用いても良い。また、各センサー10の測定値の最大値や最小値に限られず、平均値、最頻値、中央値、特異値、波形パターン等を比較することにより、各センサー10の取付位置を判定するようにしても良い。更に、角速度センサー及び加速度センサーのような慣性センサーに限られず、例えば、圧力センサー、光センサー、磁気センサー、温度センサーなどの任意のセンサーの測定値に基づいて、各センサーの取付位置を判定するようにしても良い。
Claims (9)
- 測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーからの出力信号を比較する信号比較部と、
前記信号比較部の比較結果に基づいて、前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を判定する取付位置判定部と、を備えることを特徴とする運動解析システム。 - 前記信号比較部は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す角速度又は角度についての最大値又は最小値を比較することを特徴とする請求項1に記載の運動解析システム。
- 前記信号比較部は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す加速度についての最大値又は最小値を比較することを特徴とする請求項1又は2に記載の運動解析システム。
- 前記モーションセンサーの取付位置を判定するために用いられる位置判定情報を更に有し、
前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれについて規定された規定順位と、前記規定順位に対応する取付位置との情報を含み、
前記取付位置判定部は、前記信号比較部の比較結果に基づく複数の前記モーションセンサーのそれぞれの比較順位と、前記位置判定情報に含まれる前記規定順位とを照合することによって取付位置を判定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の運動解析システム。 - 前記位置判定情報は、運動解析の対象となる運動の種類に応じた情報を含むことを特徴とする請求項4に記載の運動解析システム。
- 前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーの個数の情報を含み、
前記取付位置判定部は、前記個数の情報に基づいて、前記測定対象物に取り付けられる前記モーションセンサーの個数を検証することを特徴とする請求項4又は5に記載の運動解析システム。 - 前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す測定値の適正な範囲を示す情報を含み、
前記取付位置判定部は、前記測定値の適正な範囲を示す情報に基づいて、前記測定対象物に取り付けられる前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す測定値を検証することを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の運動解析システム。 - 前記取付位置判定部によって判定された前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を出力する判定結果出力部と、
前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置の変更を受け付ける受付部と、を更に有することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の運動解析システム。 - 測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーのそれぞれの出力信号を比較する信号比較工程と、
前記信号比較工程における比較結果に基づいて、前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を判定する取付位置判定工程と、を備えることを特徴とする運動解析方法。
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