(57)【要約】【課題】自らの運動姿勢の評価を可能とし、専門家の指導を受けることを容易とする。【解決手段】運動姿勢評価装置において、被験者の運動する姿勢を断続的に特徴データに変換する変換部と、前記特徴データと予め格納された基準特徴データとが類似する程度を示す類似率を導出する導出部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の運動する姿勢を断続的に特徴データに変換する変換部と、
前記特徴データと予め格納された基準特徴データとが類似する程度を示す類似率を導出する導出部とを備えることを特徴とする運動姿勢評価装置。
【請求項２】
前記類似率に基づいて、前記被験者の運動する姿勢を採点する採点部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の運動姿勢評価装置。
【請求項３】
前記特徴データと前記基準特徴データとは、被験者の骨格及び関節を模した骨格モデルから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の運動姿勢評価装置。
【請求項４】
前記被験者の運動する姿勢は、ゴルフスイング姿勢であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の運動姿勢評価装置。
【請求項５】
前記導出部は、被験者が用いるゴルフクラブの種類に応じて、前記基準特徴データを特定することを特徴とする請求項４に記載の運動姿勢評価装置。
【請求項６】
被験者の運動する姿勢を断続的に特徴データに変換する変換段階と、
前記特徴データと予め格納された基準特徴データとが類似する程度を示す類似率を導出する導出段階とを備えることを特徴とする運動姿勢評価方法。
【請求項７】
被験者の運動する姿勢を断続的に特徴データに変換する変換ステップと、
前記特徴データと予め格納された基準特徴データとが類似する程度を示す類似率を導出する導出ステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の運動する姿勢を映像化し、その姿勢の良否を評価する運動姿勢評価装置、運動姿勢評価方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運動中の姿勢、たとえばゴルフスイングのフォームを改善する者は、練習場でレッスンプロなどの専門家と契約し、時間単位の指導を受けることによって技能の向上を図っていた。ゴルフスイングは複雑な姿勢を習得する必要のあるスポーツである。それゆえ、素人が単独にて練習しても、ついつい独りよがりな練習となってしまいがちであり、練習者は鏡の前で練習することなどによって自らの運動姿勢を確認し、姿勢の欠点を改善することにより運動技能の向上を図っていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“東京ゴルフスクールNavi”、［online］、［平成25年3月1日検索］、インターネット〈URL：http://tokkyo.shinsakijun.com/information/newtech.html〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、練習者は専門家とコンタクトをとることが不可欠である。それゆえ、予め専門家によって指定された場所に赴く必要や、予め専門家の教習時間を確保したりする必要があった。このような専門家の教習を受けるには、大人数の順番待ちの必要があるほか、一回の教習ごとに事前連絡が必要となるなどの煩雑さが回避できなかった。また、専門家の指導を長時間受講したとしても、自らの運動姿勢がどの程度改善したのかを客観的に把握することが困難であるので、練習者の技能向上には自ずと限界が生じていた。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、自らの運動姿勢の評価が可能であり、専門家の指導を受けることを容易とする運動姿勢評価装置、運動姿勢評価方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、運動姿勢評価装置において、被験者の運動する姿勢を断続的に特徴データに変換する変換部と、前記特徴データと予め格納された基準特徴データとが類似する程度を示す類似率を導出する導出部とを備える。
【０００７】
また、本発明の一態様においては、前記類似率に基づいて、前記被験者の運動する姿勢を採点する採点部を更に備える。
【０００８】
また、本発明の一態様においては、前記特徴データと前記基準特徴データとは、被験者の骨格及び関節を模した骨格モデルから構成される。
【０００９】
また、本発明の一態様においては、前記被験者の運動する姿勢は、ゴルフスイング姿勢である。
【００１０】
また、本発明の一態様においては、前記導出部は、被験者が用いるゴルフクラブの種類に応じて、前記基準特徴データを特定する。
【００１１】
また、本発明の一態様は、運動姿勢評価方法において、被験者の運動する姿勢を断続的に特徴データに変換する変換段階と、前記特徴データと予め格納された基準特徴データとが類似する程度を示す類似率を導出する導出段階とを備える。
【００１２】
また、本発明の一態様は、被験者の運動する姿勢を断続的に特徴データに変換する変換ステップと、前記特徴データと予め格納された基準特徴データとが類似する程度を示す類似率を導出する導出ステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、運動姿勢の改善を所望のタイミングで気軽に実行することができる。また、本発明によれば、適宜の専門家助言を受けることも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイング評価システムの構成を示す図である。
【図２】スイング評価システムの構成を示すブロック図である。
【図３】被験者の特徴データの具体例を示す図である。
【図４】特徴データにて表現される一姿勢と基準特徴データにて表現される一姿勢とを対比した図である。
【図５】スイング評価システムの動作を段階的に示すフローチャートである。
【図６】スイング評価システムの処理の流れを示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[実施の形態１]
図１は、本実施形態に係るスイング評価システム５００の構成を示す図である。スイング評価システム５００は、第１クライアント１００，サーバ２００，第３クライアント３００から構成されている。第１クライアント１００とサーバ２００との間は接続線２０にて接続される。サーバ２００と第２クライアント３００との間は接続線３０にて接続される。サーバ２００は、クラウドコンピューティングに対応することができる。接続線２０ないし接続線３０は、インターネット，ＩＳＤＮ回線，高速通信網，移動体通信網，ＮＧＮ（Next Generation Network）等の通信線から自由に選択される。
【００１６】
被験者が運動する姿勢は、ゴルフクラブを振り抜くゴルフスイングである。複数のカメラ１１は、被験者がゴルフのスイングをする様子を断続的に撮影する。カメラ１１は、カメラケーブル１２を通じて第１クライアント１００と接続されている。これら設備はゴルフ練習場やゴルフバーの内部に設置される。
【００１７】
図２は、第１クライアント１００，サーバ２００，第３クライアント３００の構成を示したブロック図である。同図に示されるように、第１クライアント１００は、撮像部１１１，変換部１１２，送受信部１１３，制御部１１４，入出力部１１５を備える。サーバ２００は、送受信部２０１，導出部２０２，基準特徴データ選択部２０３，基準特徴データＤＢ２０４，採点部２０５を備えている。第２クライアント３００は、送受信部３１１，制御部３１２，入出力部３１３を備える。送受信部２０１及び送受信部３１１は外部装置とデータを送受信する通信インタフェースである。制御部１１４及び制御部３１２は各々第１クライアント１００及び第２クライアント３００の動作を包括的に指令統合する制御回路である。入出力部１１５及び入出力部３１３は各クライアントに対するデータ入力とデータ出力とを担うユーザインタフェースである。
【００１８】
変換部１１２は、撮像部１１１によって断続的に撮影される被験者がゴルフスイングする姿勢の撮影データを特徴データに変換する。前述のカメラ１１が撮像部１１１の具体例である。特徴データとは、被験者の運動姿勢の様子を評価するための解析用データのことである。特徴データは、例えば、「Kinect（登録商標）」を用いて取得される。「Kinect（登録商標）」を用いれば、ユーザに機器や部材設置の負担をかけることなく、撮影画像のみに基づいてモーションキャプチャーを実行することが可能となる。また、モーションキャプチャーには各種モーションコントローラを用いてもよい。さらに、被験者にマーキングの負担をかけることになるが、関節部分にマーキングした被験者がカメラ１１の前でゴルフスイングをするときに各マーカの動きを三角測量の原理で計測する方式のモーションキャプチャーを利用してもよい。この場合、精緻な特徴データを得るには、被験者の関節等の多数の場所にマーカを付したり、カメラ１１を複数設置して多角的な方向から被験者を撮影したりすることが好ましい。なお、利用できるモーションキャプチャーの方式には、他にも磁場発生装置及び磁場測定センサーを用いる磁気式や機械的な回転センサーを用いる機械式が知られている。
【００１９】
このような特徴データとしては、被験者の体表面の各変位を示す立体的な解析データの他、被験者の骨格及び関節（例えば、膝，足首，肘）を模した骨格モデルを含むデータが採用される。骨格モデルを含むデータを用いたならば、被験者における肥満度等の体格の個人差を吸収して、的確なスイング評価を実施することができる。また、特徴データとしては、被験者の身体を示すポリゴンデータを用いてもよい。
【００２０】
導出部２０２は、被験者の特徴データと基準特徴データとの類似の程度である類似率（基準特徴データと合致の程度を参照する場合には合致率）を、百分率を用いて「類似率７０％」のように示す。具体的には、被験者の特徴データと基準特徴データとを、「トップ」（Ａ段階），「スイングスタート」（Ｂ段階），「インパクト」（Ｃ段階），「インパクト後」（Ｄ段階），「フォロースルー」（Ｅ段階）の各スイング段階別に抽出し、この段階毎に特徴データと基準特徴データとを比較する。このような段階を客観的に区別するには、被験者の手首の位置に着目すればよい。すなわち、手首が肩の位置より高い初期段階を「トップ」、手首が振り下ろされて身体の中心線に向かう段階を「スイングスタート」、手首が身体の中心線を基準として所定の角度範囲内に位置する段階を「インパクト」、手首が身体の中心線から離れていく段階を「インパクト後」、手首が肩より高い段階に振り上げられる段階を「フォロースルー」として区別することができる。このように段階別に対比すれば、スイングスピードや「ための時間（所定の姿勢を保つ時間）」がプロゴルファー等と大きく異なる被験者であっても、その特徴データを基準特徴データと的確に対比できる。すなわち、スイングスピードや「ための時間」と無関係にスイングの評価を行うことができるようになる。各スイング段階において、類似率の重要性は異なることがあるので、類似率算出に際しては各段階の類似率を重みづけして加算し、総合的な類似率を算出することも好ましい。全ての段階において、被験者の特徴データと基準特徴データとが完全に合致している場合を「類似率１００％」と定義する。なお、導出部２０２は、類似率の導出にベクトル比較等の演算を利用してもよい。この演算アルゴリズムについては公知手法を用いることができる。
【００２１】
基準特徴データ選択部２０３は、基準特徴データＤＢ２０４が複数の基準特徴データを格納している場合に最適の基準特徴データを選択する機能ブロックである。基準特徴データとは、被験者の運動姿勢の様子を評価するために、被験者の特徴データと対比される基準となるデータのことである。基準特徴データは、前述のモーションキャプチャーによって作成される。
【００２２】
基準特徴データＤＢ２０４は、被験者の体格や性別、年齢、スイングの種類などの被験者の属性に適応する基準特徴データを複数種類備えている。一例として、子供と大人では、目標とすべきスイング姿勢が異なるので各人に対応した基準特徴データが必要となる。被験者は、入出力部１１５を通じて自らの属性情報を基準特徴データ選択部２０３に付与する。基準特徴データＤＢ２０４には、プロゴルファー（例えば、プロゴルファーＡ，プロゴルファーＢ，プロゴルファーＣ）の各スイングに対応する特徴データを基準特徴データとして揃えてもよい。
【００２３】
採点部２０５は、導出部２０２が導出した類似率の値に基づいて、被験者の運動する姿勢を採点する。例えば、採点部２０５は、被験者のスイングフォームを定量的に評価する。導出部２０２が被験者の特徴データと基準特徴データ（プロゴルファーＡのスイングに対応するもの）との類似度を７０％として導出したとする。このとき、採点部２０５は、被験者のスイングフォームがプロゴルファーＡのスイングフォームに十分近いものとして１００点満点中の８０点を付与する。
【００２４】
図３は、被験者の特徴データの具体例を示す図である。同図には、被験者がゴルフスイングを練習する様子を、被験者の骨格及び関節を模した骨格モデルで表現した様子が示されている。この骨格モデルにおいては、関節の三次元位置，骨格の配置ないし向きによって骨格及び関節の様子を定量的に表現することができる。同図に示すが、前述のように、ゴルフのスイング動作は、前述のように「トップ」（Ａ段階），「スイングスタート」（Ｂ段階），「インパクト」（Ｃ段階），「インパクト後」（Ｄ段階），「フォロースルー」（Ｅ段階）という複数のスイングポイントから構成される。このような段階別に特徴データと基準特徴データとを比較するものとすれば、仮に被験者のスイングスピードが極度に遅かったとしても、被験者の腕が水平方向を向いた瞬間の姿勢を、プロゴルファーの腕が水平方向を向いた瞬間の姿勢と比較する（手首やクラブの向きを比較する）ことが可能となる。
【００２５】
図４は、特徴データにて表現される一姿勢と基準特徴データにて表現される一姿勢とを対比した図である。同図を参照しながら、「インパクト」段階を例にとって、被験者の特徴データを、基準特徴データと比較する場合の比較ポイントを説明する。類似率導出部２０４は、基準特徴データにおいて、「頭の位置」「肩の角度」「肘の曲がり具合」「手の位置」「臍の曲がり具合」「足の幅」を各パラメータとして算出し、このパラメータ値を基準特徴データにおけるパラメータ値と対応付けながら、両データの類似度を導出する。
【００２６】
被験者の特徴データの評価方法としては、基準特徴データと比較するだけではない。例えば、「頭の位置」が両足の中央±Ｘ（ｃｍ）以内にあること、「肩の角度」が水平から±Ｙ（度）以内にあること、「手の位置」が「頭の位置」から±Ｚ（ｃｍ）以内にあること、などの絶対的な評価を重ねることによって、被験者の特徴データを採点することもできる。例えば１００点満点中の７５点を与える。
【００２７】
次に、図５を参照しながら、スイング評価システム５００の詳細な動作の流れについて説明する。まず、第１クライアント１００は、ゴルフ練習場において、撮像部１１１の機能によって、被験者のスイング姿勢を連続的に映像によって記録する（Ｓ１）。次に、第１クライアント１００は、変換部１１２の機能によって、撮像部１１１による撮像データを被験者の特徴データＳＰに変換する（Ｓ２）。次に、第１クライアント１００は、送受信部１１３の機能によって、特徴データＳＰをサーバ２００に送信する（Ｓ３）。次に、サーバ２００は、導出部２０２の機能によって、特徴データＳＰを、予め基準特徴ＤＢ２０４に格納され基準特徴データ選択部２０３によって選択された基準特徴データＳＴと対比する（Ｓ４）。次に、サーバ２００は、導出部２０２の機能によって、特徴データＳＰと基準特徴データＳＴとが類似する程度を示す類似率ＳＭを算出する（Ｓ５）。次に、サーバ２００は、送受信部２０１の機能によって、類似率ＳＭを第１クライアント１００に送信する（Ｓ６）。選択される特徴データＳＰの例としては、プロゴルファーのスイングデータ，被験者の過去のスイングデータ，第三者（例えば、被験者のゴルフ仲間）のスイングデータ，教科書的な模範を示したスイングデータが挙げられる。次に、サーバ２００は、採点部２０５の機能によって、類似率ＳＭに基づいて被験者の運動する姿勢を採点して被験者の得点ＰＴを算出する（Ｓ７）。採点部２０５は、被験者の得点ＰＴを歴代の得点記録と比較してランク付けしてもよい。次に、サーバ２００は、送受信部２０１の機能によって、得点ＰＴを第１クライアント１００に送信する（Ｓ８）。次に、サーバ２００は、送受信部２０１の機能によって、講評用データ（特徴データＳＰ，類似率ＳＭ，得点ＰＴを含む）を第２クライアント３００に送信する（Ｓ９）。次に、指導専門家（例えば、レッスンプロ）は、第２クライアント３００を管理することによって被験者のスイング姿勢を講評し（必要な改善点の指摘を含む）、この講評結果を送受信部３１１の機能によってサーバ２００に送信する（Ｓ１０）。次に、サーバ２００は、送受信部２０１の機能によって、講評結果を第１クライアント１００に送信する（Ｓ１１）。最後に、被験者は、第１クライアント１００において、すべての講評結果を参照する（Ｓ１２）。
【００２８】
被験者は、講評結果を知ることによって、スイングを骨格レベルで認識したり、改善したりすることができる。よって、自らのスイングの優劣を点数で把握したり、スイングの癖に対する指摘を知ったりすることが可能になる。また、後日に再度、スイング評価システム５００によるスイング評価を受講し、スイング改善状況を定量的に把握することも好ましい。なお、Ｓ１２において参照される講評結果は、第１クライアント１００によって提示される必然性はなく、例えばサーバ２００に保存され、このサーバ２００に接続される任意の情報端末（例えば携帯電話やスマートフォンなど）や各種コンピュータ端末を介して、被験者に提示されることも好ましい。その場合、被験者は、ネットワーク経由で何時でも何処でもいずれの端末を用いても、自らのスイング評価を参照できることになる。
【００２９】
図６は、スイング評価システム５００の処理の流れを示すシーケンス図である。同図に示されるように、第１クライアントからサーバに向けて特徴データが送信されると、折り返しサーバから第１クライアントに向けて類似率の送信と得点の送信とがなされる。その後、サーバから第２クライアントに向けて特徴データの送信と類似率の送信と得点の送信とがなされると、折り返し第２クライアントからサーバに向けて講評結果の送信がなされる。最後に、サーバから第１クライアントに向けて講評結果の送信がなされる。
【００３０】
なお、図５のＳ９〜Ｓ１２において実現される指導専門家の講評は、被験者の希望（例えば個別のレッスン依頼）が特に存在する場合に実施されるオプション講評としてもよい。すなわち、講評の必要性が第１クライアント１００からサーバ２００に向けて伝達されたときにのみ実施されるものとしても好ましい。また、本実施の形態では、スイング評価システム５００を、第１クライアント１００，サーバ２００，及び第３クライアント３００から構成される例を示した。しかし、このような分散的な構成ではなく、一体型の装置によって、本発明の運動姿勢評価装置を実現することもできる。
【００３１】
[実施の形態２]
本実施の形態では、被験者が用いるゴルフクラブの種類に応じて基準特徴データを特定する形態について説明する。
【００３２】
ゴルフクラブの種類には、ウッド（１Ｗ〜３Ｗ）、アイアン（１Ｉ〜９Ｉ）、パター（ＰＴ）などがある。ゴルフクラブは、飛距離や飛球角度によって使い分けられる。スイング評価システム５００の利用にあたっては、ゴルフクラブの種類によって理想とするゴルフスイングの形態が大きく異なってくる。例えば、パターは、それ以外のゴルフクラブとは全く異なり、水平方向に押し出すようなスイングを必要とする。
【００３３】
ゴルフクラブの使い分けに対応するために、実施の形態１のスイング評価システム５００において、被験者は選択するゴルフクラブの種類（例えば８Ｉ）を第１クライアント１００に入力するようにする。その後、このゴルフクラブの種類がサーバ２００に送信され、サーバ２００が、基準特徴データ選択部２０３の機能によって、選択されたゴルフクラブの種類に応じた基準特徴データを特定するようにする。
【００３４】
本発明は、ゴルフ以外にも、野球、テニス、ダンス等各種運動の姿勢評価に適用することが可能である。本発明によれば、自らの野球のスイングフォームを著名な野球選手のスイングフォームと比較して評価することなども実現できる。
【００３５】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計も含まれる。なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１１ａ，１１ｂ・・・…カメラ，  １２…カメラケーブル，  ２０…接続線，  ３０…接続線，  １００…第１クライアント，  １１１…撮像部，  １１２…変換部，  １１３…送受信部，  １１４…制御部，  １１５…入出力部，  ２００…サーバ，  ２０１…送受信部，  ２０２…導出部，  ２０３…基準特徴データ選択部，  ２０４…基準特徴データＤＢ，  ２０５…採点部，  ３００…第２クライアント，  ３１１…送受信部，  ３１２…制御部，  ３１３…入出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014188146.tif 000006
【図５】
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【図６】
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