JP6862931B2 - 運動解析装置、運動解析方法、運動解析システムおよび表示方法 - Google Patents
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Description
ユーザーは、ゴルフコースやゴルフ練習場でゴルフクラブに解析装置を取り付け、スイング解析を行うことで、自身のスイングの改善や、適切なゴルフクラブの選定を図ることができる。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、スイングした場所に応じてスイング解析を行うことを目的とする。
本適用例にかかる運動解析装置は、運動具を用いたスイングを解析する運動解析装置であって、位置情報および慣性センサーが出力した運動情報を取得する取得部と、第1の位置情報における複数の前記スイングを解析した第1の解析情報、および、第2の位置情報における複数の前記スイングを解析した第2の解析情報、を生成する解析部と、前記第1の解析情報に基づく第1の領域画像、および、前記第2の解析情報に基づく第2の領域画像を、出力する出力部を備えることを特徴とする。
上記適用例にかかる運動解析装置において、前記出力部の出力を表示する表示部を備えることが好ましい。
上記適用例にかかる運動解析装置において、前記第1の解析情報および前記第2の解析情報に係る2つの指標を軸とする座標系に前記第1の領域画像および前記第2の領域画像を表示することが好ましい。
上記適用例にかかる運動解析装置において、前記運動具はゴルフクラブであり、前記第1の解析情報は、アドレスのからハーフウェイバックおよびハーフウェイバックからトップまでのヘッドの移動距離または移動時間、トップにおいて前記ゴルフクラブの正面および上方から見たシャフトの角度、トップにおいてアドレス時のグリップの高さ方向および後ろ方向への移動距離、バックスイングおよびダウンスイングの時間の少なくとも1つに係る情報を含んでも良い。
上記適用例にかかる運動解析装置において、前記第1の位置情報はゴルフ場を示し、前記第2の位置情報はゴルフ練習場を示しても良い。
上記適用例にかかる運動解析装置において、ネットワークを介してサーバー装置と通信する通信部を備え、前記通信部は、前記運動情報を前記サーバー装置に送信し、前記サーバー装置から送信されるスイング解析結果を受信し、前記解析部は、前記スイング解析結果に基づいて前記第1の解析情報および前記第2の解析情報を生成することが好ましい。
上記適用例にかかる運動解析装置において、前記慣性センサーは、加速度および角速度の少なくとも1つを検出しても良い。
上記適用例にかかる運動解析装置において、前記位置情報は、測位衛星から送信される衛星信号に基づいて算出されても良い。
本適用例にかかる運動解析方法は、運動具を用いたスイングを解析する運動解析方法であって、位置情報および慣性センサーが出力した運動情報を取得し、第1の位置情報における複数の前記スイングに応じた前記運動情報に基づいて前記スイングを解析した第1の解析情報を生成し、第2の位置情報における複数の前記スイングに応じた前記運動情報に基づいて前記スイングを解析した第2の解析情報を生成し、前記第1の解析情報に基づく第1の領域画像、および、前記第2の解析情報に基づく第2の領域画像を、出力することが好ましい。
また、このような方法によれば、解析した第1の解析情報に基づく第1の領域画像および第2の解析情報に基づく第2の領域画像を出力できる。
本適用例にかかる運動解析システムは、運動具を用いたスイングを解析する運動解析システムであって、位置情報および慣性センサーが出力した運動情報を取得する取得部と、第1の位置情報における複数の前記スイングに応じた前記運動情報に基づいて前記スイングを解析した第1の解析情報、および、第2の位置情報における複数の前記スイングに応じた前記運動情報に基づいて前記スイングを解析した第2の解析情報、を生成する解析部と、前記第1の解析情報に基づく第1の領域画像、および、前記第2の解析情報に基づく第2の領域画像を、出力する出力部と、を備えることが好ましい。
また、このような構成によれば、解析した第1の解析情報に基づく第1の領域画像および第2の解析情報に基づく第2の領域画像を出力できる。
本適用例にかかる表示方法は、位置情報および慣性センサーが出力した運動情報に基づいて、第1の位置情報における複数のスイングを解析した第1の解析情報、および、第2の位置情報における複数の前記スイングを解析した第2の解析情報、を生成し、前記第1の解析情報に基づく第1の領域画像、および、前記第2の解析情報に基づく第2の領域画像を、生成し、前記第1の領域画像と前記第2の領域画像とを少なくとも2つの指標を軸とする座標系に表示する、事が好ましい。
1.運動解析システム
1−1.運動解析システムの構成
以下、運動解析の一例として、ゴルフスイングの解析を例に挙げて説明する。図1は、本実施形態の運動解析システム1の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施形態の運動解析システム(スイング解析システム)1は、センサーユニット(慣性センサーの一例)10、スイング解析装置(運動解析装置の一例)20およびサーバー装置30を含む。センサーユニット10とスイング解析装置20との間の通信は、無線通信でもよいし、有線通信でもよい。図2に示すように、スイング解析装置20は、パーソナルコンピューター20aの他、スマートフォンやタブレット等の携帯機器20b、あるいはヘッドマウントディスプレイ(HMD:Head Mounted Display)やリスト機器等のウェアラブル端末等の各種情報端末(クライアント端末)で実現される。
スイング解析装置20とサーバー装置30とは、ネットワーク40を介して接続されている。ネットワーク40は、インターネット等のワイドエリアネットワーク(WAN:Wide Area Network)でもよいし、ローカルエリアネットワーク(LAN:Local Area Network)でもよい。あるいは、スイング解析装置20とサーバー装置30とは、例えば、近距離無線通信や有線通信により、ネットワーク40を介さずに通信してもよい。
スイング解析装置20は、スイングが行われた場所(位置情報)や日時(時刻情報)、ユーザー2の識別情報や性別、ゴルフクラブ3の種類、スイング動作の解析結果の情報を含むスイング解析データ248を生成し、ネットワーク40(図1参照)を介して、サーバー装置30に送信する。
サーバー装置30は、スイング解析データ248に基づいて、スイングを診断するスイング診断機能を備えている。ユーザー2は、スイング解析装置20の操作部23(図6参照)を介して、サーバー装置30に対してスイング診断を要求することができる。スイング診断機能は、保存されたスイング解析データ248に基づいて、スイングに関する種々の解析を行い、スイング解析結果をスイング解析装置20に送信する。
尚、スイング診断機能が算出する情報は、上述した項目には限定されない。例えば、ハーフウェイバック時のヘッド3aの位置、ハーフウェイダウン時のヘッド3aの位置、トップ時のシャフト軸回転角、フェース角、グリップ減速率、グリップ減速時間率、クラブパス(入射角)、相対フェース角等を算出しても良い。
図6は、センサーユニット10およびスイング解析装置20の構成例を示す図である。図6に示すように、本実施形態では、センサーユニット10は、慣性センサーである加速度センサー12および角速度センサー14に加え、位置センサー15、信号処理部16および通信部18を含んで構成されている。ただし、センサーユニット10は、適宜、これらの構成要素の一部が削除または変更され、あるいは、他の構成要素が付加された構成であってもよい。
位置センサー15は、センサーユニット10が所在する位置に関する位置情報を出力する。位置情報を検出する方法としては、測位衛星である複数のGPS衛星からの衛星信号(GPS信号)を受信して地球上の位置を検出する方法を採用できる。
位置センサー15は、例えば、軌道上での位置が既知である4個のGPS衛星から送信されるGPS信号を受信し、GPS信号が送信されてから受信するまでに要した伝搬時間に基づいて、現在位置を算出する。
位置センサー15は、ゴルフコースに配置され、位置が既知であるアクセスポイントから送信される電波信号を受信する場合に、ビームフォーミング技術を適用してアンテナの指向性を利用することで、アクセスポイントの方向を特定する。
更に、位置センサー15は、アクセスポイントから送信される電波信号に対してChronos技術を適用し、アクセスポイントからの距離を算出する。位置センサー15は、アクセスポイントからの方向および距離に基づいて現在位置を検出できる。
尚、本実施形態では、位置センサー15はセンサーユニット10に内蔵される態様を想定するが、これには限定されない。
例えば、ユーザー2が手腕に装着する腕時計型の情報端末装置に位置センサー15を備え、近距離無線通信を介してスイング解析装置20に送信される態様も想定できる。
尚、表示部25および音出力部26は、出力部の一形態である。
また、処理部21は、各種プログラムに従い、通信部27を介して、サーバー装置30から受信した情報に基づいて、解析情報を出力させることができる。また、処理部21は、その他の各種の制御処理を行う。
処理部21は、例えば、演算装置であるCPU(Central Processing Unit)、揮発性の記憶装置であるRAM(Random Access Memory)、不揮発性の記憶装置であるROM、処理部21と他のユニットを接続するインターフェイス(I/F)回路、これらを互いに接続するバス、などを備えるコンピューターにより実現してもよい。コンピューターは、画像処理回路など各種の専用処理回路を備えていてもよい。また、処理部21は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などにより実現されてもよい。
また、スイング解析部211は、スイングの指標として、インパクト(打球時)におけるゴルフクラブ3のヘッド3aの入射角、インパクト(打球時)におけるゴルフクラブ3のヘッド3aの傾き、インパクト(打球時)におけるゴルフクラブ3(ヘッド3a)の速度、および、バックスイングの開始時からインパクト(打球時)までの間の所定のタイミングにおけるゴルフクラブ3のシャフトの回転軸回りの回転角などを算出しても良い。
場所判定部216は、位置情報に対応する計測データが取得された場所、即ち、ゴルフクラブ3がスイングされた場所を判定する。
本実施形態では、場所判定部216は、スイングされた場所がゴルフ場であるか、または、ゴルフ練習場であるかを判定する。
場所判定部216は、スイング解析結果に対応する位置情報が示す位置データと、マップ情報とを照合し、スイングされた場所を判定する。マップ情報は、記憶部24に記憶されていても良く、また、ネットワーク40を介して外部のサーバーから取得しても良い。また、位置データが示す場所が異なっている場合、即ち、移動しながらスイングされたと判断した場合は、ゴルフ場でスイングされたと判断し、位置データが示す場所が略同じ場合は、ゴルフ練習場でスイングされたと判断しても良い。場所判定部216の判断結果は、対応するスイング解析結果に関連付けられる。
本実施形態では、アドレス時(静止時)のゴルフクラブ3のヘッド3aの位置を原点とし、打球の目標方向を示すターゲットラインをX軸、X軸に垂直な水平面上の軸をY軸、鉛直上方向(重力加速度の方向と逆方向)をZ軸とするXYZ座標系(グローバル座標系)を定義する。そして、スイング解析部211は、各指標値を算出するために、センサーユニット10の計測データ(加速度データおよび角速度データ)を用いて、XYZ座標系(グローバル座標系)における、アドレス時からのセンサーユニット10の位置および姿勢を時系列に算出する。また、スイング解析部211は、センサーユニット10の計測データ(加速度データまたは角速度データ)を用いて、図5に示した、スイング開始、トップおよびインパクトの各タイミングを検出する。そして、スイング解析部211は、センサーユニット10の位置および姿勢の時系列データと、スイング開始、トップおよびインパクトの各タイミングとを用いて、スイングの各指標(例えば、Vゾーン、効率(スイング効率)、回転、インパクトおよびダウンブロー(またはアッパーブロー)等)の値を算出し、スイング解析データ248を生成する。
ユーザー2の静止時には、加速度センサー12は重力加速度のみを計測するので、スイング解析部211は、3軸加速度データを用いて、センサーユニット10のx軸、y軸、z軸の各々と重力方向とのなす角度を特定することができる。さらに、ユーザー2は所定のアドレス姿勢で静止するので、ユーザー2の静止時において、センサーユニット10のy軸はYZ平面上にあるため、スイング解析部211は、センサーユニット10の初期姿勢を特定することができる。
図10は、処理部21によるスイング解析処理(スイング解析方法)の手順の一例を示すフローチャート図である。処理部21は、記憶部24に記憶されているスイング解析プログラム240を実行することにより、例えば、図10のフローチャートの手順でスイング解析処理を実行する。以下、図10のフローチャートについて説明する。
画像データ生成部212は、ユーザー2の操作に基づいて、例えば、図11〜図14のように、スイング解析結果に基づく解析画像を生成し、表示部25に表示する。
図11は、アドレスの姿勢からハーフウェイバックまでのヘッド3aの移動時間を横軸のパラメーター(指標)とし、ハーフウェイバックからトップまでのヘッド3aの移動時間を縦軸のパラメーター(指標)とした場合の、ゴルフ場およびゴルフ練習場における分布を示している。なお、図11における横軸および縦軸の単位はms(ミリ秒)である。
第1の位置情報であるゴルフ場における第1の解析情報の分布の集合を第1の領域画像80とし、第2の位置情報であるゴルフ練習場における第2の解析情報の分布の集合を第2の領域画像90としている。これにより、ヘッド3aの移動距離が不確実な場合においても、振り幅の解析結果を視認できる。
また、図13は、ゴルフクラブ3の正対した方向から見たアドレスのグリップ位置における(アドレスのグリップ位置を基準とした)トップのグリップ位置(高さ方向の位置)を横軸のパラメーター(指標)とし、ユーザー2を真上から見たアドレスのグリップ位置における(アドレスのグリップ位置を基準とした)トップのグリップ位置(後ろ方向の位置)を縦軸のパラメーター(指標)とした場合の、ゴルフ場およびゴルフ練習場における分布を示している。第1の解析情報であるゴルフ場における分布の集合を第1の領域画像80とし、第2の解析情報であるゴルフ練習場における分布の集合を第2の領域画像90としている。なお、高さ方向の位置は、地面を基準としたトップのグリップ位置とすることもできる。なお、図13における横軸および縦軸の単位はm(メートル)である。
尚、第1の領域画像および第2の領域画像は、表示色や模様を変えることで識別が容易になる。また、解析情報は2つ以上であっても良い。
画像表示パラメーター(指標)246は、予め所定の設定値が決定されているが、ユーザー2により設定を変更できる態様も想定できる。例えば、図12において、縦軸を図13の縦軸で使用したパラメーター(指標)、即ち、トップにおけるアドレスのグリップ位置に変更する態様も想定できる。
また、画像データ生成部212は、図12で示すような相関図を表示させている場合、ユーザー2が画面上の所望のデータを指示した場合、指示したデータに関する詳細な情報をテキスト形式で相関図のデータ近傍に重畳して表示させても良い。表示される情報は、例えば、ゴルフ場でのホール位置、スライスの有無や曲がり方向等を想定する。
(1)ゴルフ練習場におけるスイングおよびゴルフコースにおけるスイングのそれぞれに応じた運動情報に基づいてスイングを解析するため、スイングした位置に応じたスイング解析ができる。
(2)ゴルフコースにおけるスイングに基づく第1の解析情報、および、ゴルフ練習場におけるスイングに基づく第2の解析情報に係る解析画像を視認できる。
(3)第1の解析情報および第2の解析情報に係る2つの指標を軸とする座標系に、第1の領域画像および第2の領域画像を表示できる。
(4)サーバー装置30に運動情報を送信し、サーバー装置30からスイング解析結果を取得するため、スイング解析に要するスイング解析装置20の負担を軽減できる。
運動具としてのゴルフクラブ3は、ドライバー、アイアン、パターの何れであってもよい。
また、本実施形態では、ゴルフスイングを解析する運動解析システム1を例に挙げたが、本発明は、ボールを打球する他の運動具にも適用することができる。
また、以上のような手法を実施する装置は、単独の装置によって実現される場合もあれば、複数の装置を組み合わせることによって実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。
Claims (8)
- 運動具に装着された慣性センサーからの出力に基づいてスイングを解析する運動解析装置であって、
前記スイングした場所に対応する位置情報および前記慣性センサーが出力した運動情報を取得する取得部と、
第1の位置情報における複数の前記スイングを解析した複数の第1の解析情報、および、第2の位置情報における複数の前記スイングを解析した複数の第2の解析情報、を生成する解析部と、
前記スイングに係る時間、前記運動具の姿勢、および前記運動具の位置のいずれかを軸とする座標系に、前記複数の第1の解析情報の分布を示す第1の領域画像、および、前記複数の第2の解析情報の分布を示す第2の領域画像を、表示する表示部と、
を備えることを特徴とする運動解析装置。 - 請求項1に記載の運動解析装置において、
前記運動具は、ヘッド、シャフト、及びグリップを有するゴルフクラブであり、
前記座標系は、
アドレスの姿勢からハーフウェイバックまでの前記ヘッドの移動時間と、前記ハーフウェイバックからトップまでの前記ヘッドの移動時間と、を軸とする座標系、
前記運動具と正対した方向から見たシャフトの角度と、ユーザーを真上から見た前記シャフトの角度と、を軸とする座標系、
前記運動具と正対した方向から見たアドレスのグリップ位置に対する前記トップにおけるグリップ位置と、前記ユーザーを真上から見たときの前記アドレスのグリップ位置に対する前記トップにおけるグリップ位置と、を軸とする座標系、および
バックスイングのスイング時間と、ダウンスイングのスイング時間と、を軸とする座標系のいずれかを含むことを特徴とする運動解析装置。 - 請求項1または2に記載の運動解析装置において、
前記運動具はゴルフクラブであり、
前記第1の解析情報は、アドレスからハーフウェイバックおよびハーフウェイバックからトップまでのヘッドの移動距離または移動時間、トップにおいて前記ゴルフクラブの正面および上方から見たシャフトの角度、トップにおいてアドレス時のグリップの高さ方向および後ろ方向への移動距離、バックスイングおよびダウンスイングの時間の少なくとも1つに係る情報を含むことを特徴とする運動解析装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の運動解析装置において、
前記第1の位置情報はゴルフ場を示し、前記第2の位置情報はゴルフ練習場を示すことを特徴とする運動解析装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の運動解析装置において、
前記慣性センサーは、加速度および角速度の少なくとも1つを検出することを特徴とする運動解析装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の運動解析装置において、
前記位置情報は、測位衛星から送信される衛星信号に基づいて算出されることを特徴とする運動解析装置。 - 運動具に装着された慣性センサーからの出力に基づいてスイングを解析する運動解析方法であって、
前記スイングした場所に対応する位置情報および前記慣性センサーが出力した運動情報を取得し、
第1の位置情報における複数の前記スイングを解析した複数の第1の解析情報を生成し、
第2の位置情報における複数の前記スイングを解析した複数の第2の解析情報を生成し、
前記スイングに係る時間、前記運動具の姿勢、および前記運動具の位置のいずれかを軸とする座標系における前記複数の第1の解析情報の分布を示す第1の領域画像、および、前記複数の第2の解析情報の分布を示す第2の領域画像を、出力することを特徴とする運動解析方法。 - 運動具に装着された慣性センサーからの出力に基づいてスイングを解析する運動解析システムであって、
前記スイングした場所に対応する位置情報および前記慣性センサーが出力した運動情報を取得する取得部と、
第1の位置情報における複数の前記スイングを解析した複数の第1の解析情報、および、第2の位置情報における複数の前記スイングを解析した複数の第2の解析情報、を生成する解析部と、
前記スイングに係る時間、前記運動具の姿勢、および前記運動具の位置のいずれかを軸とする座標系に、前記複数の第1の解析情報の分布を示す第1の領域画像、および、前記複数の第2の解析情報の分布を示す第2の領域画像を、表示する表示部と、を備えることを特徴とする運動解析システム。
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