JP6308885B2 - ゴルフスイング解析装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Description
(1)計測機器を用いて前記スイング動作を計測するステップ。
(2)前記計測機器による計測値に基づいて、前記スイング動作中のゴルファーの疑似的な腕の長さを導出するステップ。
(3)前記疑似的な腕の長さに基づいて、前記スイング動作を特徴付けるスイング指標を算出するステップ。
(4)様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントに基づいて、前記ゴルフクラブによらず前記慣性モーメントができる限り一定となるようなゴルフクラブセット、前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが大きくなるようなゴルフクラブセット、又は前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが小さくなるようなゴルフクラブセットを特定するステップ。
(1)前記スイング動作を計測した計測値を取得するステップ。
(2)前記計測値に基づいて、前記スイング動作中のゴルファーの疑似的な腕の長さを導出するステップ。
(3)前記疑似的な腕の長さに基づいて、前記スイング動作を特徴付けるスイング指標を算出するステップ。
(4)様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントに基づいて、前記ゴルフクラブによらず前記慣性モーメントができる限り一定となるようなゴルフクラブセット、前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが大きくなるようなゴルフクラブセット、又は前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが小さくなるようなゴルフクラブセットを特定するステップ。
図1及び図2に、本実施形態に係るゴルフスイング解析装置(以下、解析装置2)を備えるゴルフスイング解析システム(以下、解析システム100)の全体構成を示す。解析装置2は、ゴルファー7によるゴルフクラブ4のスイング動作を計測した計測データに基づいて、ゴルフクラブ4のスイング動作を解析する装置である。スイング動作の計測は、ゴルフクラブ4のグリップ42に取り付けられたセンサユニット1(計測機器)により行われる。解析装置2は、このセンサユニット1とともに、解析システム100を構成する。
センサユニット1は、図1及び図3に示すとおり、ゴルフクラブ4のグリップ42におけるヘッド41と反対側の端部に取り付けられており、グリップ42の挙動を計測する。なお、ゴルフクラブ4は、一般的なゴルフクラブであり、シャフト40と、シャフト40の一端に設けられたヘッド41と、シャフト40の他端に設けられたグリップ42とから構成される。センサユニット1は、スイング動作の妨げとならないよう、小型且つ軽量に構成されている。図2に示すように、本実施形態に係るセンサユニット1には、加速度センサ11、角速度センサ12及び地磁気センサ13が搭載されている。また、センサユニット1には、これらのセンサ11〜13による計測データを外部の解析装置2に送信するための通信装置10も搭載されている。なお、本実施形態では、通信装置10は、スイング動作の妨げにならないように無線式であるが、ケーブルを介して有線式に解析装置2に接続するようにしてもよい。
図2を参照しつつ、解析装置2の構成について説明する。解析装置2は、CD−ROM、USBメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体20に格納された本実施形態に係るゴルフスイング解析プログラム(以下、解析プログラム3)を、当該記録媒体20から汎用のパーソナルコンピュータにインストールすることにより製造される。解析プログラム3は、センサユニット1から送られてくる計測データに基づいてスイング動作を解析し、ゴルファー7に適したクラブセットの選択を支援する情報を出力するためのソフトウェアである。解析プログラム3は、解析装置2に後述する動作を実行させる。
続いて、解析システム100による、主としてゴルフクラブ4のフィッティングのためのスイング動作の解析処理について説明する。本実施形態に係る解析処理は、以下の6つの工程から構成されている。
(1)xyz局所座標系でのグリップ加速度ax,ay,az、グリップ角速度ωx,ωy,ωz及びグリップ地磁気mx,my,mzの計測データを計測する計測工程
(2)計測工程で得られたxyz局所座標系での計測データを、XYZ全体座標系でのグリップ加速度aX,aY,aZ及びグリップ角速度ωX,ωY,ωZに変換する第1変換工程(第1変換工程では、XYZ全体座標系でのグリップ速度vX,vY,vZも導出される。)
(3)XYZ全体座標系でのグリップ42の挙動(グリップ角速度ωX,ωY,ωZ及びグリップ速度vX,vY,vZ)を、スイング平面P(後述する)内でのグリップ42の挙動へと変換する第2変換工程
(4)スイング平面P内でのグリップ42の挙動に基づいて、スイング平面P内でのゴルファー7の疑似的な腕の長さ(以下、腕長さR)を導出する腕長さ導出工程
(5)疑似的な腕長さRに基づいて、スイング動作を特徴付けるスイング指標(本実施形態では、後述するスイング慣性モーメントIS)を算出し、スイング指標に基づいて、ゴルファー7に適した最適なクラブセットを特定するクラブセット特定工程
以下、これらの工程を順に説明する。
計測工程では、ゴルファー7により、上述のセンサユニット1付きゴルフクラブ4がスイングされる。本実施形態では、以下の表1に示される5本のゴルフクラブ4が試打される。すなわち、W#1(ドライバー)、FW(フェアウェイウッド)#5、UT(ユーティリティ)#4、I(アイアン)#5及びI#PW(ピッチングウェッジ)である。それぞれのゴルフクラブ4の長さ(クラブ長さL)は、表1のとおりである。勿論、他の実施形態では、他の種類のゴルフクラブ4を試打することも可能である。ただし、クラブセットを選択する場合においては、飛距離を評価する観点からは、ドライバー#1を試打に用いることが好ましい。また、クラブセットを選択する場合においては、原則として、ドライバー#1を含む複数本のゴルフクラブ4が試打されることが好ましい。
以下、図5を参照しつつ、xyz局所座標系の計測データをXYZ全体座標系の値へと変換する第1変換工程について説明する。なお、ここでは、簡単のため、1本のゴルフクラブ4による計測データに基づく処理を説明するが、実際には、ゴルフクラブ4毎の計測データに対し、以下の処理が行われるものとする。その後の第2変換工程及び腕長さ導出工程のステップS23までについても、同様である。
成分a:全体座標系のX軸と、局所座標系のx軸とのなす角度の余弦
成分b:全体座標系のY軸と、局所座標系のx軸とのなす角度の余弦
成分c:全体座標系のZ軸と、局所座標系のx軸とのなす角度の余弦
成分d:全体座標系のX軸と、局所座標系のy軸とのなす角度の余弦
成分e:全体座標系のY軸と、局所座標系のy軸とのなす角度の余弦
成分f:全体座標系のZ軸と、局所座標系のy軸とのなす角度の余弦
成分g:全体座標系のX軸と、局所座標系のz軸とのなす角度の余弦
成分h:全体座標系のY軸と、局所座標系のz軸とのなす角度の余弦
成分i:全体座標系のZ軸と、局所座標系のz軸とのなす角度の余弦
ここで、ベクトル(a,b,c)は、x軸方向の単位ベクトルを表し、ベクトル(d,e,f)は、y軸方向の単位ベクトルを表し、ベクトル(g,h,i)は、z軸方向の単位ベクトルを表している。
以下、第1変換工程で算出されたXYZ全体座標系でのグリップ42の挙動を、スイング平面P内でのグリップ42の挙動へと変換する第2変換工程について説明する。本実施形態では、スイング平面Pは、XYZ全体座標系の原点を含み、Y軸及びインパクト時のゴルフクラブ4のシャフト40と平行な面として定義される(図7参照)。第2変換工程では、グリップ挙動導出部24Bは、XYZ全体座標系でのグリップ速度vX,vY,vZ及びグリップ角速度ωX,ωY,ωZをスイング平面P内へ射影したグリップ速度vpX,vpY,vpZ及びグリップ角速度ωpX,ωpY,ωpZを算出する。
以下、図8を算出しつつ、スイング平面P内でのグリップの挙動(グリップ速度VGE及びグリップ角速度ωpX)に基づいて、スイング平面P内での疑似的な腕長さRを導出する腕長さ導出工程について説明する。本実施形態では、スイング動作は、ゴルファー7の肩及びグリップ42(或いは、これを握るゴルファーの手首)を節点とし、ゴルファー7の腕及びゴルフクラブ4をリンクとする二重振り子モデルに基づいて解析される。
(1)スイング平面P上において、グリップ42(手首)は肩を中心として円運動する。
(2)スイング平面P上において、肩とグリップ42との距離(回転半径)=腕長さRは、一定である。
(3)肩は、スイング動作中は動かない(ただし、回転する)。
(4)スイング平面P上において、トップでの腕とゴルフクラブ4との為す角度は90°である。
(5)インパクト時の腕は、X軸正方向から見てZ軸下方を向く。
R=k1・L+k2
以下、図11を参照しつつ、腕長さRに基づいて、ゴルファー7に適した最適なクラブセットを特定するクラブセット特定工程について説明する。本実施形態では、クラブセットを構成するゴルフクラブ4の選択肢として、以下の66本のゴルフクラブ4が用意される。
(1)3パターンのドライバー
(2)図12に示す質量m1及び重心周りの慣性モーメントI1を有する5本のフェアウェイウッド系のゴルフクラブ4からなる、3パターンのフェアウェイウッド群
(3)図13に示す質量m1及び重心周りの慣性モーメントI1を有する4本のユーティリティ系のゴルフクラブ4からなる、3パターンのユーティリティ群
(4)図14に示す質量m1及び重心周りの慣性モーメントI1を有する9本のアイアン系のゴルフクラブ4からなる、4パターンのアイアン群
IS=I1+m1(r+R)2
(1)番手が大きくなりシャフトが短くなる程、力を入れずに楽にスイングしたい
(2)クラブセット内の様々なゴルフクラブを同じリズムでスイングしたい
(3)ドライバー等の番手の小さいゴルフクラブについては、力を入れずに楽にスイングしたい
(1)アイアン群について、スチール製がよいか、カーボン製がよいかについてのゴルファー7の好みを判断基準とする。図19中の4つのパターンのアイアン群は、上2つのパターンは、スチール製のアイアン群であり、下2つのパターンは、カーボン製のアイアン群である。なお、好みが入力されない場合には、この判断はスキップされる。
(2)右下がりの程度に基づいて、直線を絞り込む。すなわち、スイング慣性モーメントISがやや右下がりとなるのがよいか、大きく右下がりとなるのがよいかについてのゴルファー7の好みを判断基準とする。なお、好みが入力されない場合には、この判断はスキップされる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
上記実施形態では、ゴルファー7のスイング動作を計測する計測機器として、加速度センサ、角速度センサ及び地磁気センサの3つを有するセンサユニット1が使用されたが、計測機器を他の構成とすることもできる。例えば、地磁気センサを省略することもできる。この場合には、統計的手法により、xyz局所座標系からXYZ全体座標系へと計測データを変換することが可能である。なお、このような手法については、公知技術であるため(要すれば、特開2013−56074号公報参照)、ここでは詳細な説明を省略する。或いは、グリップ42に代えて又は加えて、ゴルファーの肩などの身体の一部にもセンサユニット1を取り付けることにより、腕長さRを算出することもできる。或いは、計測機器として、三次元計測カメラを使用することもできる。三次元計測カメラにより、ゴルファーやゴルフクラブの挙動を計測する手法についても、公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。なお、三次元計測カメラを用いた場合には、計測データのxyz局所座標系からXYZ全体座標系への変換工程を省略することもでき、直接的にXYZ全体座標系での計測値を取得することができる。
上記実施形態で示されたスイング指標は、例示である。腕長さRが分かれば、スイング動作を二重振り子モデルでの解析することが可能となる。従って、腕長さRに基づく様々なスイング指標を算出することができる。
算出されたスイング指標は、フィッティングに限らず、ゴルフクラブの商品開発、ゴルファーのスイング動作の改善等の様々な用途に使用することができる。また、同じくフィッティング用途であっても、上述したようなクラブセットのフィッティングではなく、個々のゴルフクラブ4のフィッティングにも使用することができる。
上記実施形態では、スイング慣性モーメントISとロフト角wとの関係に基づいて、ゴルフクラブのフィッティングを行ったが、スイング慣性モーメントISとクラブ長さLとの関係に基づいて、ゴルフクラブのフィッティングを行うこともできる。この場合は、L−IS平面内でスイング慣性モーメントISができる限り右上がりになるようなゴルフクラブ4を選択することにより、上述の好み(1)を達成することができる。同様に、L−IS平面内でスイング慣性モーメントISができる限り一定になるようなゴルフクラブ4を選択することにより、上述の好み(2)を達成し、できる限り右下がりになるようなゴルフクラブ4を選択することにより、上述の好み(3)を達成することができる。
上記実施形態では、フェアウェイウッド、ユーティリティ及びアイアンについては、5本、4本、9本といったセット単位でフィッティングを行ったが、個々のゴルフクラブ単位で、スイング慣性モーメントISの右上がり、一定、右下がりの傾向に基づくフィッティングを行うこともできる。
2 ゴルフスイング解析装置
3 ゴルフスイング解析プログラム
4 ゴルフクラブ
7 ゴルファー
24A 取得部
24B グリップ挙動導出部
24C 腕長さ導出部
24D 指標算出部
24E フィッティング部
41 ヘッド
42 グリップ
Claims (12)
- ゴルフクラブのスイング動作を解析するゴルフスイング解析装置であって、
前記スイング動作を計測した計測値を取得する取得部と、
前記計測値に基づいて、前記スイング動作中のゴルファーの疑似的な腕の長さを導出する腕長さ導出部と、
前記疑似的な腕の長さに基づいて、前記スイング動作を特徴付けるスイング指標を算出する指標算出部と
を備える、
ゴルフスイング解析装置。 - 前記指標算出部は、前記疑似的な腕の長さに基づいて、前記スイング指標として、前記スイング動作中の前記ゴルファーの疑似的な肩周りの慣性モーメントを算出する、
請求項1に記載のゴルフスイング解析装置。 - 様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントに基づいて、前記ゴルフクラブが示す飛距離によらず前記慣性モーメントができる限り一定となるようなゴルフクラブセットを特定するフィッティング部
をさらに備える、
請求項2に記載のゴルフスイング解析装置。 - 様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントに基づいて、前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが大きくなるようなゴルフクラブセットを特定するフィッティング部
をさらに備える、
請求項2に記載のゴルフスイング解析装置。 - 様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントに基づいて、前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが小さくなるようなゴルフクラブセットを特定するフィッティング部
をさらに備える、
請求項2に記載のゴルフスイング解析装置。 - 前記腕長さ導出部は、前記ゴルフクラブの長さを説明変数とする前記疑似的な腕の長さの回帰式を導出し、
前記指標算出部は、前記回帰式に基づいて、様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントを算出する、
請求項2から5のいずれかに記載のゴルフスイング解析装置。 - 前記腕長さ導出部は、前記グリップは前記ゴルファーの肩を中心として円運動し、かつ、前記肩は前記スイング動作中は動かないという仮定の下で、前記疑似的な腕の長さを導出する、
請求項1から6のいずれかに記載のゴルフスイング解析装置。 - 前記計測値に基づいて、前記スイング動作中の前記ゴルフクラブのグリップの挙動を導出するグリップ挙動導出部
をさらに備え、
前記グリップ挙動導出部は、全体座標系での前記グリップの挙動を導出した後、これをスイング平面内での挙動に変換し、
前記腕長さ導出部は、前記スイング平面内での前記グリップの挙動に基づいて、前記スイング平面内での前記疑似的な腕の長さを導出する、
請求項1から7のいずれかに記載のゴルフスイング解析装置。 - ゴルフクラブのスイング動作を解析するゴルフスイング解析方法であって、
計測機器を用いて前記スイング動作を計測するステップと、
前記計測機器による計測値に基づいて、前記スイング動作中のゴルファーの疑似的な腕の長さを導出するステップと、
前記疑似的な腕の長さに基づいて、前記スイング動作を特徴付けるスイング指標を算出するステップと
を備える、
ゴルフスイング解析方法。 - 前記計測するステップは、前記計測機器を用いて、ドライバーを含む2本以上のゴルフクラブの前記スイング動作を計測するステップであり、
前記スイング指標とは、前記スイング動作中の前記ゴルファーの疑似的な肩周りの慣性モーメントであり、
様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントに基づいて、前記ゴルフクラブによらず前記慣性モーメントができる限り一定となるようなゴルフクラブセット、前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが大きくなるようなゴルフクラブセット、又は前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが小さくなるようなゴルフクラブセットを特定するステップと
をさらに備える、
請求項9に記載のゴルフスイング解析方法。 - ゴルフクラブのスイング動作を解析するゴルフスイング解析プログラムであって、
前記スイング動作を計測した計測値を取得するステップと、
前記計測値に基づいて、前記スイング動作中のゴルファーの疑似的な腕の長さを導出するステップと、
前記疑似的な腕の長さに基づいて、前記スイング動作を特徴付けるスイング指標を算出するステップと
をコンピュータに実行させる、
ゴルフスイング解析プログラム。 - 前記取得するステップは、ドライバーを含む2本以上のゴルフクラブの前記スイング動作を計測した前記計測値を取得するステップであり、
前記スイング指標とは、前記スイング動作中の前記ゴルファーの疑似的な肩周りの慣性モーメントであり、
様々な前記ゴルフクラブによる前記慣性モーメントに基づいて、前記ゴルフクラブによらず前記慣性モーメントができる限り一定となるようなゴルフクラブセット、前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが大きくなるようなゴルフクラブセット、又は前記ゴルフクラブが示す飛距離が伸びる程、前記慣性モーメントが小さくなるようなゴルフクラブセットを特定するステップと
をさらにコンピュータに実行させる、
請求項11に記載のゴルフスイング解析プログラム。
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