(57)【要約】【課題】運動の検出に用いられる複数のセンサーの軸方向を、装着後に合わせることが可能であり、正確な運動解析を実行できる運動解析システム等を提供すること。【解決手段】角速度センサーを含む複数の計測ユニット１０−１、１０−２から計測データを受け取り、被計測体の運動を解析する解析制御装置２０を含み、前記解析制御装置は、前記被計測体を含む空間における第１の平面の垂線と交差する軸を第１の回転軸とした場合に、前記第１の回転軸を軸とした前記被計測体の第１の回転運動に基づく前記計測データを前記複数の計測ユニットから受け取り、前記第１の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度センサーを含む複数の計測ユニットから計測データを受け取り、被計測体の運動を解析する解析制御装置を含み、
前記解析制御装置は、
前記被計測体を含む空間における第１の平面の垂線と交差する軸を第１の回転軸とした場合に、前記第１の回転軸を軸とした前記被計測体の第１の回転運動に基づく前記計測データを前記複数の計測ユニットから受け取り、
前記第１の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせる運動解析システム。
【請求項２】
請求項１に記載の運動解析システムにおいて、
前記計測ユニット毎に前記計測データに基づいて前記第１の回転軸の情報を含む第１の変換式を求め、
前記第１の変換式を用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせる運動解析システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の運動解析システムにおいて、
前記第１の平面は水平面である運動解析システム。
【請求項４】
請求項３に記載の運動解析システムにおいて、
前記解析制御装置は、
加速度センサーを含む前記複数の計測ユニットから前記計測データを受け取り、
前記被計測体の静止状態に基づく前記計測データに含まれている重力加速度に基づいて、前記第１の平面に対する仰角方向の方位を前記複数の計測ユニットで合わせる運動解析システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の運動解析システムにおいて、
前記解析制御装置は、
前記第１の平面と垂直に交わる第２の平面の垂線と交差する軸を第２の回転軸とした場合に、前記第２の回転軸を軸とした前記被計測体の第２の回転運動に基づく前記計測データを前記複数の計測ユニットから受け取り、
前記第２の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第２の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせる運動解析システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の運動解析システムにおいて、
前記解析制御装置は、
前記被計測体の運動器具を用いたスイング運動を解析し、
前記運動器具および前記被計測体の少なくとも一方に装着された前記計測ユニットから、前記計測データを受け取る運動解析システム。
【請求項７】
請求項６に記載の運動解析システムにおいて、
前記解析制御装置は、
前記スイング運動の少なくとも一部を用いて前記第１の回転運動とする運動解析システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の運動解析システムにおいて、
前記複数の計測ユニットを含んで構成される運動解析システム。
【請求項９】
コンピューターに、
被計測体を含む空間における第１の平面の垂線と交差する軸を第１の回転軸とした場合に、前記第１の回転軸を軸とした前記被計測体の第１の回転運動に基づく計測データを角速度センサーを含む複数の計測ユニットから受け取るステップと、
前記第１の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせるステップと、を実行させるプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを記録した、コンピューター読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
被計測体を含む空間における第１の平面の垂線と交差する軸を第１の回転軸とした場合に、前記第１の回転軸を軸とした前記被計測体の第１の回転運動に基づく計測データを角速度センサーを含む複数の計測ユニットから受け取るステップと、
前記第１の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせるステップと、を含む方位合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動解析システム、プログラムおよび記録媒体および方位合わせ方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な分野において運動を解析するシステムが必要とされている。例えば、ゴルフクラブやテニスラケットのスイング軌道、野球のピッチングやバッティング等の運動フォーム等を解析し、解析結果から改善点を明らかにすることで競技力の向上につなげることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１の発明は、ゴルフクラブのシャフトに取り付けられた検出手段によって、ゴルフスイングを解析して、ゴルフクラブの回転速度に応じた音をユーザーに発する。例えば、急激な音の変化が含まれる場合には、バックスイングが安定してないことを意味しており、ユーザーはフォームを修正するといった対応が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１７８２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１の発明は、検出手段として速度センサーだけでなく、速度の関数として得られる加速度センサー、感圧センサー、圧力センサー等を用いることもできる。そして、特許文献１は、このようなセンサーを例えばゴルフクラブの先端部、シャフトの中央部、グリップ部、ユーザーの手、腕等に複数取り付けて、ゴルフスイングを解析することにも言及している。
【０００６】
複数の検出手段で速度を検出することにより、例えばゴルフクラブの先端部の速度変化だけでなく、ユーザーのスイングフォームまで含めた解析をすることが可能になる。しかし、検出手段として取り付けられた複数のセンサーの軸方向を合わせることができなければ、それぞれのセンサーの取り付け位置における速度変化の方向を正確に把握できずに、不正確な解析を行う可能性がある。
【０００７】
ここで、特許文献１は、検出手段は粘着テープや面ファスナーなどを用いて着脱可能に構成されていることが好ましいとしている。すると、複数のセンサーを取り付ける度に、それぞれのセンサーの軸方向が変化するので、軸方向を合わせる操作が必要になる。しかし、特許文献１は、複数のセンサーの軸方向を合わせる方法や操作等を一切記載していない。
【０００８】
ここで、地磁気の向きを検知し方位を算出できる地磁気センサーを、全ての検出手段に含める手法が考えられる。しかし、地磁気場の乱れが大きい場所などでは正しく軸方向を合わせることができない。他にも、複数の検出手段を同じ方向に向けて並べる初期動作を行う手法も考えられる。しかし、このような初期動作はユーザーにとって煩雑な作業であり現実的ではない。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、運動の検出に用いられる複数のセンサーの軸方向を、装着後に合わせることが
可能であり、正確な運動解析を実行できる運動解析システム、プログラムおよび記録媒体等を提供することができる。ここで、運動解析とは例えば被計測体の運動による特定部位の位置、速度、加速度等を解析することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【００１１】
［適用例１］
本適用例に係る運動解析システムは、角速度センサーを含む複数の計測ユニットから計測データを受け取り、被計測体の運動を解析する解析制御装置を含み、前記解析制御装置は、前記被計測体を含む空間における第１の平面の垂線と交差する軸を第１の回転軸とした場合に、前記第１の回転軸を軸とした前記被計測体の第１の回転運動に基づく前記計測データを前記複数の計測ユニットから受け取り、前記第１の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせる。
【００１２】
［適用例２］
前記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記計測ユニット毎に前記計測データに基づいて前記第１の回転軸の情報を含む第１の変換式を求め、前記第１の変換式を用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせてもよい。
【００１３】
［適用例３］
前記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記第１の平面は水平面であってもよい。
【００１４】
本適用例に係る運動解析システムは、複数の計測ユニットから計測データを受け取る解析制御装置を含む。それぞれの計測ユニットは、少なくとも角速度センサーを含んでおり、被計測体の例えば回転運動による角速度を検出することができる。したがって、解析制御装置が受け取る計測データは、少なくとも角速度を含む物理量のデータである。被計測体は人であってもよいし、物であってもよい。
【００１５】
ここで、複数の計測ユニットは、それぞれ被計測体の異なる部分等に装着されており、各計測ユニットの向きは揃っていない。例えば、計測ユニットがｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の角速度センサーを含むとすると、各計測ユニットの角速度センサーのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の向きはバラバラである。したがって、例えばある計測ユニットの計測データではｘ軸まわりの角速度として検出された動作が、別の計測ユニットの計測データでｚ軸まわりの角速度として検出されることがある。これらの計測ユニットの軸を合わせる処理を行わなければ、解析制御装置は計測データに基づいて被計測体の運動を正確に解析することができない。
【００１６】
本適用例によれば、解析制御装置は第１の回転軸を有する被計測体の第１の回転運動に基づく計測データを複数の計測ユニットから受け取る。そして、解析制御装置は計測ユニット毎に計測データに基づいて第１の回転軸の情報を含む第１の変換式を求めてもよい。ここで、第１の回転運動は例えば円を描く必要はなく、第１の回転軸を特定できる程度の弧を描く運動であればよい。
【００１７】
第１の変換式は、例えば任意の軸まわりでの回転を可能にするクォータニオンであってもよい。例えばクォータニオンから、第１の回転軸の情報である回転軸ベクトルを容易に求めることができる。
【００１８】
ここで、第１の回転軸は、空間における１つの平面である第１の平面に下ろした垂線と平行ではない。そのため、第１の平面上に第１の回転軸を投影した場合に大きさがゼロでない直線（以下、この直線を「投影された直線」とも表現する）が得られる。そして、計測ユニット毎に、第１の変換式から得られる「投影された直線」と、基準となる第１の平面上の方向とがつくる角度を方位角とすることで、複数の計測ユニットで第１の平面上の方位を合わせることが可能である。
【００１９】
そのため、本適用例に係る運動解析システムは、運動の検出に用いられる複数のセンサーを含む複数の計測ユニットの軸方向を、被計測体への装着後に合わせることができる。そして、本適用例に係る運動解析システムは、被計測体の運動を正確に解析することが可能である。
【００２０】
なお、基準となる第１の平面上の方向は、１つの計測ユニットの回転軸に基づいて定めてもよいし、絶対座標（グローバル座標）の１つの軸（例えばｘ軸）を用いてもよい。演算の負担を軽減する観点からは、１つの計測ユニットの回転軸に基づいて定めることが好ましい。
【００２１】
なお、方位および方位角は一般に水平面に対して用いられることが多いが、本明細書では水平面以外の平面上に対しても方位および方位角という言葉を用いる。つまり、ある平面が水平面でなくても基準となる方向を定め、その平面上で、基準となる方向との関係で方位および方位角を定めるものとする。
【００２２】
また、第１の平面は被計測体を含む空間における仮想的な平面である（後述する第２の平面についても同じ）。そして、被計測体の動作とは、被計測体の運動状態だけを指すものでなく静止状態も含むものとする。
【００２３】
［適用例４］
前記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記解析制御装置は、加速度センサーを含む前記複数の計測ユニットから前記計測データを受け取り、前記被計測体の静止状態に基づく前記計測データに含まれている重力加速度に基づいて、前記第１の平面に対する仰角方向の方位を前記複数の計測ユニットで合わせてもよい。
【００２４】
［適用例５］
前記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記解析制御装置は、前記第１の平面と垂直に交わる第２の平面の垂線と交差する軸を第２の回転軸とした場合に、前記第２の回転軸を軸とした前記被計測体の第２の回転運動に基づく前記計測データを前記複数の計測ユニットから受け取り、前記第２の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第２の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせてもよい。
【００２５】
本適用例に係る運動解析システムの解析制御装置は、重力加速度に基づいて、水平面である第１の平面に下ろした垂線の方向を検出してもよい。このとき、計測ユニットは角速度センサーだけでなく加速度センサーを含んでいる。そのため、解析制御装置は、被計測体の静止状態に基づく計測データに含まれている重力加速度に基づいて、計測ユニット毎に水平面に対する垂直方向（以下、鉛直方向ともいう）を求めることができる。つまり、重力加速度の方向と、計測ユニットの１つの軸（例えばｚ軸）とがなす角度が分かるので、鉛直方向を正確に知ることが可能である。
【００２６】
解析制御装置は、第１の平面上である水平面の方位を複数の計測ユニットで合わせることができる。また、鉛直方向を正確に知ることができるので、第１の平面に対する仰角方向の方位についても複数の計測ユニットで合わせることができる。すなわち、運動の検出
に用いられる複数のセンサーの軸方向を、３次元的に装着後に合わせることが可能であり、正確な運動解析を実行できる運動解析システムを実現できる。
【００２７】
また、本適用例に係る運動解析システムの解析制御装置は、重力加速度でなく第２の回転運動に基づいて第１の平面と垂直に交わる第２の平面上の方位を複数の計測ユニットで合わせてもよい。ここで、第２の回転運動は、第１の平面と垂直に交わる第２の平面に下ろした垂線と平行でない、第２の回転軸まわりの運動である。そして、第１の回転軸の情報を用いて複数の計測ユニットで第１の平面上の方位を合わせるのと同様の手法で、第２の回転軸の情報を用いて第２の平面上の方位を合わせることができる。
【００２８】
本適用例に係る運動解析システムの解析制御装置は、第１の平面上の方位と第２の平面上の方位（第１の平面に対する仰角になる）を複数の計測ユニットで合わせることができるので、運動の検出に用いられる複数のセンサーの軸方向を、３次元的に装着後に合わせることが可能であり、正確な運動解析を実行できる運動解析システムを実現できる。また、軸方向を合わせるのに、加速度センサーが計測した重力加速度を用いる必要はなく、被計測体が静止する必要はない。
【００２９】
［適用例６］
前記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記解析制御装置は、前記被計測体の運動器具を用いたスイング運動を解析し、前記運動器具および前記被計測体の少なくとも一方に装着された前記計測ユニットから、前記計測データを受け取ってもよい。
【００３０】
［適用例７］
前記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記解析制御装置は、前記スイング運動の少なくとも一部を用いて前記第１の回転運動としてもよい。
【００３１】
本適用例に係る運動解析システムの解析制御装置は、運動器具および被計測体の少なくとも一方に装着された計測ユニットから計測データを受け取って、被計測体の運動器具を用いたスイング運動を解析する。ここでの被計測体は、運動器具の使用者である。解析制御装置は、被計測体だけでなく運動器具の計測データも取得することで、力の伝わり方等を含めてスイング運動をより正確に解析できる。
【００３２】
そして、解析制御装置は、スイング運動の少なくとも一部を用いて第１の回転運動としてもよい。このとき、使用者はスイング運動以外の余計な動作を行うことなく、複数の計測ユニットの方位を合わせることができる。
【００３３】
このとき、スイング運動の全部を第１の回転運動としてもよいが、回転運動に近い一部のスイング運動だけを第１の回転運動としてもよい。例えば、スイング運動がゴルフスイングである場合には、ヘッドスピードが速くて曲線を描くインパクト直前の一部の運動を第１の回転運動としてもよい。
【００３４】
一方、解析制御装置は、スイング運動とは異なる運動を第１の回転運動することも可能である。このとき、スイング運動とは異なる第１の回転運動によって確実に複数の計測ユニットの方位を合わせることができる。
【００３５】
例えば、スイング運動がゴルフスイングである場合には、ゴルフスイングとは動きが全く異なる、ゴルフクラブを上下に移動させる運動を第１の回転運動としてもよい。なお、第２の回転運動を行う場合にも、スイング運動の少なくとも一部を用いて第２の回転運動としてもよいし、スイング運動とは異なる運動を第２の回転運動としてもよい。
【００３６】
［適用例８］
前記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記複数の計測ユニットを含んで構成されてもよい。
【００３７】
［適用例９］
本適用例に係るプログラムは、コンピューターに、被計測体を含む空間における第１の平面の垂線と交差する軸を第１の回転軸とした場合に、前記第１の回転軸を軸とした前記被計測体の第１の回転運動に基づく計測データを角速度センサーを含む複数の計測ユニットから受け取るステップと、前記第１の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせるステップと、を実行させる。
【００３８】
［適用例１０］
本適用例に係る記録媒体は、前記のプログラムを記録した、コンピューター読み取り可能な記録媒体である。
【００３９】
［適用例１１］
本適用例に係る方位合わせ方法は、被計測体を含む空間における第１の平面の垂線と交差する軸を第１の回転軸とした場合に、前記第１の回転軸を軸とした前記被計測体の第１の回転運動に基づく計測データを角速度センサーを含む複数の計測ユニットから受け取るステップと、前記第１の回転運動に基づく前記計測データを用いて、前記第１の平面上の方位を前記複数の計測ユニットで合わせるステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態の運動解析システムの構成例を示す図。
【図２】第１実施形態の運動解析システムでゴルフスイングを計測する例を示す図。
【図３】ゴルフスイングの軌跡の例を示す図。
【図４】計測ユニットのブロック図。
【図５】解析制御装置のブロック図。
【図６】計測ユニットを装着した時の方位の不揃いを説明する図。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｂ）は、方位合わせに用いる回転運動を説明する図。
【図８】第１実施形態の運動解析システムの計測ユニットの処理を示すフローチャート図。
【図９】第１実施形態の運動解析システムの解析制御装置の処理を示すフローチャート図。
【図１０】第２実施形態の運動解析システムの計測ユニットの処理を示すフローチャート図。
【図１１】第２実施形態の運動解析システムの解析制御装置の処理を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、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い。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００４２】
１．第１実施形態
［運動解析システムの構成］
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。運動解析システム１は、複数の計測ユニット１０−１、１０−２、解析制御装置２０を含んで構成されている。
【００４３】
運動解析システム１は、２つの計測ユニット１０−１、１０−２を含むが３つ以上であってもよい。本実施形態では、解析制御装置２０と計測ユニット１０−１、１０−２は無線接続されており、運動解析システム１における計測ユニット１０−１、１０−２の配置の自由度は高い。すなわち、計測ユニット１０−１、１０−２は例えば面ファスナー、粘着テープ等によって例えば運動器具、ユーザー等に自由に取り付けることができる。
【００４４】
解析制御装置２０と計測ユニット１０−１、１０−２の間は、マルチキャストやブロードキャストを行ってもよいし、帯域消費を抑えるためにユニキャストで通信が行われてもよい。計測ユニット１０−１、１０−２から解析制御装置２０へは計測データが無線送信され、解析制御装置２０から計測ユニット１０−１、１０−２へは例えば計測開始指示などの制御信号が無線送信される。
【００４５】
計測ユニット１０−１、１０−２は、例えば運動解析の対象である被計測体や運動器具（例えばゴルフクラブ、テニスラケット）に取り付けられる。被計測体は物であってもよいが、本実施形態では運動解析システム１の使用者（以下、ユーザー）であるとする。また、運動解析システム１は様々な運動の解析に適用可能であるが、本実施形態ではゴルフスイングの解析に用いられる（図２参照）。
【００４６】
計測ユニット１０−１、１０−２は、それぞれ慣性センサー１１１−１、１１１−２を含む。慣性センサー１１１−１、１１１−２は、ユーザーがゴルフスイングをすることで生じる加速度および角速度（本発明の物理量に対応）を含む計測データを生成する。
【００４７】
解析制御装置２０は、被計測体の運動解析を実行する運動解析部２０１と、解析制御装置２０だけでなく運動解析システム１の全体の制御を行う主制御部２０３とを含む。本実施形態では、ＰＣ（Personal Computer）によって解析制御装置２０を実現している。そして、プログラムにしたがってＣＰＵ２００が運動解析部２０１、主制御部２０３として機能する。
【００４８】
解析制御装置２０の運動解析部２０１は、計測ユニット１０−１、１０−２からの計測データを受け取る。そして、被計測体の静止状態に基づく計測データと被計測体の第１の回転運動に基づく計測データとを用いて、計測ユニット１０−１、１０−２の軸（具体的にはｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）を合わせて運動解析を行う。そのため、解析制御装置２０は正確に被計測体の運動を解析できる。なお、計測ユニット１０−１、１０−２は軸を揃えて計測ユニット１０−１、１０−２が装着されるわけではない。すなわち、計測ユニット１０−１、１０−２の軸方向はそれぞれ異なっている。また、第１の回転運動の回転軸は重力加速度の方向（鉛直方向）と平行ではない。
【００４９】
図１を用いて運動解析システム１の構成の概略を説明したが、計測ユニット１０−１、１０−２と解析制御装置２０の詳細なブロック図については後述する。また、計測ユニット１０−１、１０−２の構成は同一である。これらの符号に含まれる「−１」「−２」は複数の計測ユニット１０を個別に区別するためのものであり、構成が異なることを意味するものではない。以下においては、重複説明回避のため特に断ることなく、計測ユニット１０−１、１０−２を計測ユニット１０として説明することがある。また、慣性センサー１１１−１、１１１−２についても慣性センサー１１１として説明することがある。
【００５０】
本実施形態の運動解析システム１は、解析制御装置２０をＰＣで実現しているが、専用のハードウェアで構成されていてもよい。このとき、運動解析部２０１および主制御部２０３の少なくとも一方が、ＣＰＵ２００ではなく専用のハードウェアで構成されていてもよい。
【００５１】
図２は、運動解析システム１でゴルフスイングを計測する場合を例示する図である。ユーザーはゴルフクラブ３０を持ちスイングをする。このとき、ゴルフクラブ３０には計測ユニット１０−１が取り付けられており、ユーザーの手首には計測ユニット１０−２が取り付けられている。計測ユニット１０−１、１０−２は、それぞれゴルフクラブ３０、ユーザーの手首での、ゴルフスイングによる加速度および角速度を計測する。
【００５２】
計測ユニット１０は、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）加速度センサー、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）角速度センサーを含む。加速度センサーは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の加速度をそれぞれ計測し、計測した加速度データを出力する。また、角速度センサーは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸まわりの角速度をそれぞれ計測し、計測した角速度データを出力する。
【００５３】
図３では、ゴルフクラブ３０のクラブヘッドのスイング軌跡Ａを示している。スイング軌跡Ａは、スイング起動位置Ｐ１、トップ位置Ｐ２、インパクト位置Ｐ３およびフォロースルートップ位置Ｐ４を含んでいる。運動解析システム１は、このようなスイング軌跡Ａを表示するだけではなく、スイング軌跡Ａに対して、ユーザーがどのように手首を運動（移動）させているかを解析して改善に役立つ情報を提供する。
【００５４】
例えば、ゴルフスイングの解析においては、手首とゴルフクラブ３０のなす角度(コック)のスイング中の変化や、ダウンスイング前半で保持していた力が緩んで手首とゴルフクラブ３０の間の角度が開き始めるアンコックのタイミングが分析される。アンコックの時点が早すぎるとインパクトに向けてクラブヘッドを十分に加速できないなどの判断ができる。
【００５５】
このような判断を正しく行うために、運動解析システム１は計測ユニット１０−１、１０−２の軸方向を合わせた上で、それぞれの計測データを対応させる必要がある。つまり、計測ユニット１０−１、１０−２は、それぞれゴルフクラブ３０、ユーザーの手首に面ファスナー等を用いて装着されているため、計測ユニット１０−１、１０−２の軸方向は両者で一致せず、装着の度にも異なる。したがって、計測ユニット１０−１、１０−２の軸方向を合わせなければ、ゴルフスイングの正確な解析が不可能になる。
【００５６】
そこで、運動解析システム１では、重力加速度の方向および第１の回転運動における回転軸（第１の回転軸）に基づいて、計測ユニット１０−１、１０−２の軸方向を合わせることができ、ゴルフスイングの正確な解析が可能になる。以下に、まず計測ユニット１０、解析制御装置２０の詳細な構成を説明してから、複数の計測ユニットの軸方向、すなわち３次元的な方位を合わせる方法について説明する。
【００５７】
［計測ユニットの構成］
図４は、計測ユニット１０のブロック図である。計測ユニット１０は、図１に示した慣性センサー１１１の他に、記憶部１１５、制御部１１６、通信部１１８を含む。ただし、計測ユニット１０は、図４の構成要素（各部）の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【００５８】
慣性センサー１１１は、前記のように３軸加速度センサーと３軸角速度センサーを含む。したがって、慣性センサー１１１は、詳細には加速度センサー１１２ｘ、１１２ｙ、１１２ｚと、角速度センサー１１３ｘ、１１３ｙ、１１３ｚを含む。
【００５９】
制御部１１６は、慣性センサー１１１からの慣性センサーデータを所定周期でサンプリングして計測データを生成し、計測データを記憶部１１５に順番に記憶させる。なお、所定周期とは、例えば慣性センサー１１１の応答周波数に基づいて定められ、１０００Ｈｚや５００Ｈｚであってもよい。
【００６０】
制御部１１６は、通信部１１８を介して、解析制御装置２０からの制御信号を受け取る。例えば、解析制御装置２０からの計測開始指示があれば慣性センサー１１１を動作させて、計測データの記憶部１１５への記憶を開始する。また、例えば解析制御装置２０からの計測停止指示があれば計測データの記憶部１１５への記憶を停止して、記憶部１１５に記憶された計測データを、通信部１１８を介して解析制御装置２０へと送信する。なお、制御部１１６はＣＰＵであってもよい。
【００６１】
［解析制御装置の構成］
図５は、解析制御装置２０のブロック図である。解析制御装置２０は、図１に示した運動解析部２０１、主制御部２０３の他に、通信部２１０、操作部２２０、ＲＯＭ２３０、ＲＡＭ２４０、記録媒体２５０、表示部２６０を含む。また、ＣＰＵ２００が運動解析部２０１、主制御部２０３として機能するが、運動解析部２０１は、さらにデータ取得部２０２、演算部２０４、方位修正部２０６を含む。ただし、解析制御装置２０は、図５の構成要素（各部）の一部を省略または変更し、あるいは他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【００６２】
通信部２１０は、複数の計測ユニット１０−１、１０−２（図１参照）からの計測データを受信し、運動解析部２０１に送る処理を行う。また、通信部２１０は、主制御部２０３から計測ユニット１０−１、１０−２への制御信号（例えば計測開始指示等）を送信する。
【００６３】
操作部２２０は、ユーザーからの操作データを取得し、運動解析部２０１、主制御部２０３に送る処理を行う。操作データとは、例えば運動解析の対象について指示したり、表示部２６０に表示する内容を指定したりするためのデータである。ユーザーは、操作データによって、例えばトップ位置Ｐ２からフォロースルートップ位置Ｐ４までについてだけ運動解析を実行させて、インパクト位置Ｐ３におけるクラブヘッドのスピードを表示させることができる（図３参照）。
【００６４】
ＲＯＭ２３０は、ＣＰＵ２００が運動解析部２０１、主制御部２０３として機能し、各種の計算処理、制御処理を行うためのプログラム等を記憶している。ＲＯＭ２３０は、他にアプリケーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶していてもよい。
【００６５】
ＲＡＭ２４０は、ＣＰＵ２００の作業領域として用いられ、ＲＯＭ２３０から読み出されたプログラムやデータ、操作部２２０から入力されたデータ、運動解析部２０１が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【００６６】
記録媒体２５０は、各種のアプリケーションプログラムやデータを記憶するための、コンピューター読み取り可能な記録用の媒体（メディア）である。例えば、コンピューター（ＰＣ）を解析制御装置２０として機能させるためのアプリケーションプログラム（運動解析システム１に用いられるプログラム）が記憶されていてもよい。また、記録媒体２５０は、運動解析部２０１の処理により生成されたデータのうち、長期的な保存が必要なデータを記録する記録部としても機能するようにしてもよい。記録媒体２５０は、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、不揮発性メモリー（ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリーなど）により実現することができる。
【００６７】
表示部２６０は、運動解析部２０１の処理結果を文字やグラフ、その他の画像として表示するものである。表示部２６０は、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、タッチパネル型ディスプ
レイ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）などである。なお、１つのタッチパネル型ディスプレイで操作部２２０と表示部２６０の機能を実現するようにしてもよい。
【００６８】
ＣＰＵ２００は、ＲＯＭ２３０、記録媒体２５０に記憶されているプログラムにしたがって、運動解析部２０１、主制御部２０３として機能するが、運動解析部２０１は、さらにデータ取得部２０２、演算部２０４、方位修正部２０６を含む。データ取得部２０２は、通信部２１０を介して受信した複数の計測データを受け取る。
【００６９】
演算部２０４は、計測データからユーザーのゴルフスイングを解析するのに必要な演算を行うだけでなく、計測ユニット１０−１、１０−２のそれぞれについて特定の軸や方向を演算で求める。例えば演算部２０４は、ユーザーの静止状態に基づく加速度から鉛直方向を求めることができる。また、例えば演算部２０４は、ユーザーの第１の回転運動に基づく角速度から第１の回転軸の情報を含む第１の変換式等を求めることができる。
【００７０】
方位修正部２０６は、計測ユニット１０−１、１０−２の方位を合わせるための演算を行う。例えば方位修正部２０６は、計測ユニット１０−２の鉛直方向を計測ユニット１０−１の鉛直方向に合わせるための演算を行う。また、例えば方位修正部２０６は、計測ユニット１０−２の第１の回転軸を、基準である計測ユニット１０−１の第１の回転軸に、第１の平面上で合わせるための演算を行う。方位修正部２０６は計測ユニット１０−２の第１の平面上の方位角を演算して、方位角に基づいて計測ユニット１０−１、１０−２の方位を合わせてもよい。なお、本実施形態では第１の平面は水平面であり、以下では単に水平面とする。
【００７１】
なお、演算部２０４が求める変換式は、本実施形態では任意の軸まわりでの回転を可能にするクォータニオンであるとする。そして、方位修正部２０６が計測ユニット１０−１、１０−２の軸を合わせてから、演算部２０４はユーザーのゴルフスイングを解析するのに必要な演算を行う。
【００７２】
なお、主制御部２０３については、図１を参照して説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７３】
［複数の計測ユニットの方位合わせ方法］
図６は、運動解析システム１において、計測ユニットを装着した時の方位の不揃いを説明するものである。前記の通り、ゴルフクラブ３０には計測ユニット１０−１が取り付けられており、ユーザーの手首には計測ユニット１０−２が取り付けられている。計測ユニット１０−１、１０−２は、例えば両面粘着テープや面ファスナー等を用いて装着されており容易に着脱できる。そのため、計測ユニット１０−１、１０−２の軸方向は装着のたびに異なる方向を向き、軸方向が一致することは偶然にしかあり得ない。
【００７４】
ここで、従来から重力加速度に基づいて１つの軸（以下、ｚ軸であるとして説明する）を定める方法が知られている。重力加速度に基づく鉛直方向はどの計測ユニットにも共通であるため、ユーザーが静止している状態で重力加速度の方向を検出することで１つの軸方向を合わせることが可能である。ここで、計測ユニット１０−１の３軸をｘ１軸、ｙ１軸、ｚ１軸とし、計測ユニット１０−２の３軸をｘ２軸、ｙ２軸、ｚ２軸とする。図６は、重力加速度に基づいて計測ユニット１０−１のｚ１軸と計測ユニット１０−２のｚ２軸の方向を合わせた様子を示している。
【００７５】
しかし、ｚ軸方向を合わせたとしても、計測ユニット１０−１のｘ１軸、ｙ１軸と計測ユニット１０−２のｘ２軸、ｙ２軸とは偶然にしか一致しない。正確なゴルフスイングの解析のためには３軸の全てが一致しなければならない。そのためには、図６に示す水平面
上の基準方向とのずれ、すなわち方位角θ0を知る必要がある。
【００７６】
そこで、本実施形態の運動解析システム１では、ユーザーに第１の回転運動を実行させて、その計測データから第１の回転軸の情報を含むクォータニオンを演算させる。具体的な式については後述する。
【００７７】
ここで、第１の回転軸は水平面に下ろした投影した場合に大きさがゼロでない直線が得られるように、鉛直方向とは平行でないように選択する必要がある。水平面上に投影された直線を比較することで方位角θ0を知るためである。
【００７８】
図７（Ａ）〜図７（Ｂ）は水平面上の方位合わせのための第１の回転運動を例示する図である。第１の回転運動は、その回転軸すなわち第１の回転軸が鉛直方向（図７（Ａ）〜図７（Ｂ）のｚ軸方向）と平行でなければよい。また、第１の回転運動は例えば円を描く必要はなく、第１の回転軸を特定できる程度の弧を描く運動であればよい。
【００７９】
したがって、図７（Ａ）のようにユーザーがゴルフクラブを上下に振る運動を第１の回転運動としてもよい。図７（Ａ）では、回転軸ｒ（ここでは第１の回転軸に対応）は地面とほぼ平行になっており、ｚ軸と平行ではない。図７（Ａ）のような第１の回転運動は、例えばゴルフスイングを始める前の準備運動として実行されてもよい。ユーザーにとって、このような準備運動は煩雑でもなく、大きな負担となることもない。
【００８０】
また、本実施形態の場合、図７（Ｂ）のようにユーザーのゴルフスイングそのものを第１の回転運動としてもよい。図７（Ｂ）では、回転軸ｒはユーザーの正面斜め上に向かっており、ｚ軸と平行ではない。このとき、ゴルフスイング以外の動作を必要としないので、ユーザーは第１の回転運動をしていることを意識することもない。なお、第１の回転運動としてのゴルフスイングは実際にボールを打ってもよいし、素振りであってもよい。また、特にきれいな円を描く、インパクト前（素振りの場合は最下点前）のダウンスイングだけを抽出して第１の回転運動としてもよい。
【００８１】
ＣＰＵ２００（図５参照）は、プログラムに従ってデータ取得部２０２、演算部２０４、方位修正部２０６として機能して以下のような処理を行う。ＣＰＵ２００は第１の回転運動に基づく計測データを受け取る。ここで、ＣＰＵ２００は、第１の回転運動によって慣性センサー１１１（図４参照）で計測された角速度ω［ｒａｄ／ｓ］を、計測ユニット１０ごとに、また各軸の成分ごとに式（１）のような形で取得する。
【００８２】
【数１】
2014155587.tif 000003
一方、計測ユニットの軸を合わせるためにＣＰＵ２００が求めるクォータニオンｑは式（２）のように表現される。なお、回転角をθ、回転軸の単位ベクトル（ｒx，ｒy，ｒz）としている。
【００８３】
【数２】
2014155587.tif 000004
ここで、計測データとして与えられる１サンプルの角速度ωの大きさ｜ω｜は式（３）のようになり、単位時間あたりの回転角度を意味する。
【００８４】
【数３】
2014155587.tif 000005
そのため、単位時間あたりの回転を表すクォータニオンΔｑを、｜ω｜を用いて式（４）のように表すことができる。
【００８５】
【数４】
2014155587.tif 000006
つまり、計測データから単位時間あたりの回転を表すクォータニオンΔｑを生成することができる。ここで、一定時間の姿勢変化は、単位時間あたりの回転の積算で与えられる。時刻ｔにおいてサンプル数がＮであったとすると、式（５）のように任意の時刻ｔに対するクォータニオンｑ（ｔ）が得られる。
【００８６】
【数５】
2014155587.tif 000007
すなわち、クォータニオンｑ（ｔ）は、全てのサンプルについてのΔｑを積算することで算出される。なお、式（５）の計算では積算毎に値を正規化する処理が行われるものとする。正規化する処理は式（６）で与えられる。
【００８７】
【数６】
2014155587.tif 000008
以上のように、任意の時刻ｔに対するクォータニオンｑ（ｔ）を計算で求めることができる。
【００８８】
ここで、第１姿勢のクォータニオンｑ（ｔ１）と第２姿勢のクォータニオンｑ（ｔ２）とが式（５）によって算出されたとする。例えば、図７（Ａ）のようにユーザーがゴルフクラブを上下に振る運動を第１の回転運動とした場合、第１姿勢をゴルフクラブのヘッドが最も低くなったときに、第２姿勢をヘッドが最も高くなったときに対応させてもよい。このとき、第１姿勢から第２姿勢に変化する回転を表すクォータニオンｑrを式（７）で求めることができる。
【００８９】
【数７】
2014155587.tif 000009
ここで、ｑ（ｔ１）-1はｑ（ｔ１）の逆クォータニオンである。そして、第１姿勢から第２姿勢に変化する回転における回転角θrと回転軸ベクトル（ｘr，ｙr，ｚr）は式（８）〜式（１１）で求めることができる。なお、式（７）の通り、クォータニオンｑrの各要素をｑrw、ｑrx、ｑry、ｑrzとしている。また、回転軸ベクトルは本発明の回転軸の情報に対応する。
【００９０】
【数８】
2014155587.tif 000010
式（８）のようにｑrwのアークコサインを求めることで回転角θrが得られる。また、式（９）〜式（１１）のように回転角θrとｑrx、ｑry、ｑrzから回転軸ベクトル（ｘr，ｙr，ｚr）が得られる。式（７）のクォータニオンｑrから回転軸の情報が得られることから、クォータニオンｑrは本発明の第１の変換式に対応する。
【００９１】
本実施形態では、鉛直方向は重力加速度に基づいて検出することができ、各計測ユニットの１つの軸方向（ここではｚ軸方向とする）を合わせることができる。そのため、各計測ユニットで水平面上での方位角を求めることができれば、３次元的に方位を合わせることが可能である。そこで、ＣＰＵ２００は回転軸ベクトル（ｘr，ｙr，ｚr）のｚ軸方向を無視した水平面上のベクトル（ｘr，ｙr）によって、各計測ユニットの方位角を定めることができる。このとき、１つの計測ユニットの水平面上のベクトル（ｘr，ｙr）を基準の方向として、各計測ユニットの方位角を定めてもよいし、絶対座標系の特定の方向（例えばｘ軸）を基準の方向としてもよい。
【００９２】
このように、ＣＰＵ２００はプログラムに従ってデータ取得部２０２、演算部２０４、方位修正部２０６として機能して、前記の式に従って処理を行うことで各計測ユニットの方位角を定めることができ、方位角に基づいて水平面上の方位を合わせることが可能である。
【００９３】
なお、水平面に対する仰角方向については、重力加速度に基づいて従来から用いられる手法によって各計測ユニットの方位を合わせることができる。詳細な説明は省略するが、例えば重力加速度に基づくベクトルとｚ軸とがなす角度から仰角方向の方位を合わせることが可能である。
【００９４】
そのため、ＣＰＵ２００は複数の計測ユニットの３軸方向を合わせることができるため、ユーザーのゴルフスイングの解析を正確に行うことが可能である。
【００９５】
［フローチャート］
図８、図９は、運動解析システム１による運動解析方法の一例を示すフローチャート図である。図８は計測ユニット１０による処理のフローチャート図であり、図９は解析制御装置２０による処理のフローチャート図である。計測ユニット１０の制御部１１６、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、これらの処理をプログラムにしたがって実行してもよい。
【００９６】
図８のように、計測ユニット１０の制御部１１６は、計測開始の指示があるまで、すなわち解析制御装置２０から計測開始コマンドを受信するまで待機する（Ｓ１０のＮ）。そ
して、計測開始コマンドを受信すると（Ｓ１０のＹ）、ユーザーの静止状態に基づく加速度を測定させて、生成された計測データを記憶部１１５に記憶させる（Ｓ２０）。
【００９７】
このときの計測データの加速度には重力加速度の情報のみが含まれ、解析制御装置２０のＣＰＵ２００が水平面に対する仰角方向について、複数の計測ユニットで方位を合わせることを可能にする。なお、ステップＳ２０と後述するステップＳ３０とは処理の順番が逆でもよい。
【００９８】
そして、計測ユニット１０の制御部１１６は、ユーザーの第１の回転運動に基づく角速度を測定させて、生成された計測データを記憶部１１５に記憶させる（Ｓ３０）。このときの計測データに基づいて、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、前記の式によって複数の計測ユニットの水平面上の方位を合わせることができる。ステップＳ２０とステップＳ３０の計測データに基づいて、ＣＰＵ２００は複数の計測ユニットの３軸方向を合わせることができる。
【００９９】
そして、計測ユニット１０の制御部１１６は、慣性センサー１１１にユーザーのスイングに基づく加速度、角速度を計測させて、生成された計測データを記憶部１１５に記憶させる（Ｓ５０）。このとき、計測データは、加速度センサーが計測したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の加速度、および角速度センサーが計測したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸まわりの角速度を含む。
【０１００】
その後、計測停止の指示があった場合、すなわち解析制御装置２０から計測停止コマンドを受信した場合には（Ｓ７０のＹ）、記憶部１１５に記憶された計測データを解析制御装置２０に送信する（Ｓ８０）。そして、ステップＳ１０に戻り、解析制御装置２０から次の計測開始コマンドを受信するまで待機する。
【０１０１】
制御部１１６は、計測停止の指示がない場合（Ｓ７０のＮ）、ステップＳ５０に戻り、慣性センサー１１１にユーザーのスイングに基づく加速度、角速度を計測させて計測データを生成させる。
【０１０２】
一方、図９のように、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は主制御部２０３として機能し、まず計測ユニット１０に計測開始を指示する（Ｓ２１０）。すなわち、ＣＰＵ２００は、計測ユニット１０に計測開始コマンドを送信する。
【０１０３】
そして、ＣＰＵ２００は、計測ユニット１０が十分な計測データを得るまで待機する（Ｓ２４０のＮ）。そして、計測ユニット１０が十分な計測データを得ると（Ｓ２４０のＹ）、ＣＰＵ２００は、計測ユニット１０に計測停止を指示する（Ｓ２５０）。すなわち、ＣＰＵ２００は、計測ユニット１０に計測停止コマンドを送信する。
【０１０４】
解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、データ取得部２０２として機能して計測ユニット１０から計測データを受け取る（Ｓ２６０）。まず、ＣＰＵ２００は、計測データのうちユーザーの静止状態に基づく加速度から計測ユニット毎に鉛直方向についての情報を取得する。具体的には、重力加速度方向とｚ軸とのなす角度θｚを求める（Ｓ２７０）。これにより、計測ユニットのｚ軸が重力加速度方向（すなわち鉛直方向）と比べてどれだけ傾いているかを知ることができる。
【０１０５】
次に、ＣＰＵ２００は、計測データのうちユーザーの第１の回転運動に基づく角速度から、第１の回転軸の情報を含む第１の変換式を計測ユニット毎に求める（Ｓ３００）。ここで、第１の変換式は具体的には式（７）のクォータニオンｑrであり、式（８）〜式（１１）で求められる回転軸ベクトル（ｘr，ｙr，ｚr）が第１の回転軸の情報である。な
お、ステップＳ３００は、ステップＳ２７０の前に行われてもよい。
【０１０６】
そして、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、ユーザーのゴルフスイングを計測データに基づいて解析する。このとき、ＣＰＵ２００は、ステップＳ２７０で求めた角度θｚに基づいて、第１の平面（ここでは、水平面）に対する仰角方向の方位を複数の計測ユニットで合わせる（Ｓ４００）。また、ＣＰＵ２００は、第１の変換式を用いて、第１の平面（ここでは、水平面）上の方位を複数の計測ユニットで合わせる（Ｓ４１０）。
【０１０７】
具体的には、ＣＰＵ２００は第１の変換式から得られる回転軸ベクトル（ｘr，ｙr，ｚr）からｚ軸方向を無視した水平面上のベクトル（ｘr，ｙr）を得る。それぞれの計測ユニットについて水平面上のベクトル（ｘr，ｙr）と基準となる方向とを比較して方位角が得られる。そのため、方位角に基づいて複数の計測ユニットで水平面上の方位を合わせることができる。なお、ステップＳ４００は、ステップＳ４１０の前に行われてもよい。
【０１０８】
そして、ＣＰＵ２００は、ユーザーのゴルフスイングに基づく計測データからスイング解析を行う（Ｓ４６０）。ステップＳ４００、Ｓ４１０によって複数の計測ユニットで３次元的に方位合わせができているので、正確なスイング解析が可能である。
【０１０９】
以上のように、本実施形態の運動解析システム１、運動解析方法等は、運動の検出に用いられる複数の計測ユニット１０の軸方向を、装着後に合わせることが可能であり、正確な運動解析を実行できる。このとき、ユーザーは静止および第１の回転運動を行うだけでよく、煩雑な動作、大きな負担となる動作が要求されることもない。
【０１１０】
２．第２実施形態
第１実施形態では計測ユニット１０は加速度センサーを含んで構成されていた。そのため、複数の計測ユニット１０のｚ軸方向を重力加速度によって合わせることができた。しかし、計測ユニット１０が加速度センサーを含まない場合や、ユーザーが静止することができない場合にはｚ軸方向を合わせられない。例えば、移動体（例えば車両等）上のユーザーの運動を解析する場合、ユーザーが静止することが困難な場合がある。第２実施形態の運動解析システム１は、加速度センサーを用いることなく複数の計測ユニットの３軸方向を合わせることができる。
【０１１１】
［運動解析システムの構成］
前記のように、第１実施形態では、複数の計測ユニットで第１の平面上の方位を合わせることが可能である。ここで、さらに第１の平面と垂直に交わる第２の平面の方位（すなわち、第１の平面にとっての仰角）を合わせることができれば、当初座標軸が全く一致していなくても、３次元的に方位合わせをすることが可能である。すなわち、第１実施形態と同じ手法を２回繰り返し、回転軸の異なる２つのクォータニオンを求めることによって、３次元的に方位合わせをすることができる。
【０１１２】
このとき、計測ユニット１０が加速度センサーを含まない場合や、ユーザーが静止することができない場合にも、ユーザーが第１の回転運動に加えて、回転軸が異なる第２の回転運動を行うことで、複数の計測ユニットの軸を合わせることが可能である。
【０１１３】
第２実施形態の運動解析システム１の構成は、第１実施形態（図１参照）と同じであり説明を省略する。しかし、第１実施形態と異なり、軸合わせに用いる計測データ（第１の回転運動、第２の回転運動に基づく計測データ）は慣性センサー１１１−１、１１１−２（図１参照）のうち角速度の情報だけを含めばよい。なお、運動解析システム１でゴルフスイングが計測されること（図２、図３参照）や、計測ユニット１０、解析制御装置２０のブロック（図４、図５参照）は第１実施形態と同じであり説明を省略する。
【０１１４】
ここで、第２実施形態の運動解析システム１では、第１実施形態とは異なりユーザーは２回の回転運動を行う必要がある。これらをそれぞれ第１の回転軸まわりの第１の回転運動（第１実施形態と同じ）、第２の回転軸まわりの第２の回転運動とする。このとき、第１の回転軸と第２の回転軸とは異なる必要がある。例えば、図７（Ａ）の動作を第１の回転運動とし、図７（Ｂ）の動作を第２の回転運動としてもよい。
【０１１５】
そして、第２実施形態の運動解析システム１では、解析制御装置２０のＣＰＵ２００が、第１実施形態において前記の式（１）〜式（１１）に従って行った計算処理を、第１の回転運動に基づく計測データだけでなく、第２の回転運動に基づく計測データに対しても行う。以下、第２実施形態における処理であって第１実施形態と異なるものを、フローチャートを用いて説明する。
【０１１６】
図１０、図１１は、本実施形態の運動解析システム１による運動解析方法の一例を示すフローチャート図である。図１０は計測ユニット１０による処理のフローチャート図であり、図１１は解析制御装置２０による処理のフローチャート図である。計測ユニット１０の制御部１１６、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、これらの処理をプログラムにしたがって実行してもよい。なお、図８、図９と同じステップには同じ番号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なるステップのみ説明する。
【０１１７】
図１０のように、計測ユニット１０の制御部１１６は、第１実施形態と異なり重力加速度についての計測データを取得するステップＳ２０（図８参照）を実行しない。そして、計測ユニット１０の制御部１１６は、ステップＳ３０の後に、ユーザーの第２の回転運動に基づく角速度を測定させて、生成された計測データを記憶部１１５に記憶させる（Ｓ４０）。
【０１１８】
一方、図１１のように、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、第１実施形態と異なり重力加速度についての計測データに基づくステップＳ２７０、Ｓ４００（図９参照）を実行しない。そして、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、ステップＳ３００の後に、第２の回転運動に基づく計測データを用いるステップＳ３２０を実行する。つまり、計測データのうちユーザーの第２の回転運動に基づく角速度から、第２の回転軸の情報を含む第２の変換式を計測ユニット毎に検出する（Ｓ３２０）。
【０１１９】
ここで、第２の平面は第１の平面と直交する平面である。例えば、ある座標系を用いて第１の平面がｘ軸とｙ軸とで作られる平面であるとすると、第２の平面は例えばｙ軸とｚ軸とで作られる平面である。このとき、第１の回転軸はｚ軸と平行でない必要があり、第２の回転軸はｘ軸と平行ではない必要がある。また、第２の平面上の方位角を定めることは、第１の平面に対する仰角を定めることに対応する。そして、第２の平面上の方位角を定めることは、第１実施形態で重力加速度方向とｚ軸とのなす角度θｚを求めることに対応する。なお、第１実施形態では第１の平面は水平面であったが、本実施形態では第１の平面を水平面に限定する必要はなく、例えば水平から傾いた平面を用いることも可能である。
【０１２０】
また、解析制御装置２０のＣＰＵ２００は、ユーザーのゴルフスイングを計測データに基づいて解析するが、第２の変換式を用いて第２の平面上の方位を複数の計測ユニットで合わせる（Ｓ４２０）。
【０１２１】
これらのステップＳ３２０、Ｓ４２０によって、第１の平面上での方位のみならず、第１の平面に直交する第２の平面上での方位を複数の計測ユニットで合わせることができる。したがって、複数の計測ユニットで３次元的に軸合わせを行うことが可能である。
【０１２２】
なお、ステップＳ３２０、Ｓ４２０におけるＣＰＵ２００の演算は第１の回転運動に対する処理（ステップＳ３００、Ｓ４１０）と同じであり詳細な説明を省略する。また、ステップＳ３００とステップＳ３２０、ステップＳ４１０とステップＳ４２０の順番は逆でもよい。
【０１２３】
以上のように、本実施形態の運動解析システム１、運動解析方法等は、運動の検出に用いられる複数の計測ユニット１０の軸方向を、装着後に合わせることが可能であり、正確な運動解析を実行できる。このとき、ユーザーは第１および第２の回転運動を行うだけでよく、煩雑な動作、大きな負担となる動作が要求されることもない。また、第１実施形態とは異なり、軸合わせに重力加速度の情報を使用しなくてよいため、ユーザーが静止状態となる必要もない。
【０１２４】
これらの例示に限らず、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１２５】
１  運動解析システム、１０  計測ユニット、１０−１  計測ユニット、１０−２  計測ユニット、２０  解析制御装置（ＰＣ）、３０  ゴルフクラブ、１１１  慣性センサー、１１１−１  慣性センサー、１１１−２  慣性センサー、１１２ｘ  加速度センサー、１１２ｙ  加速度センサー、１１２ｚ  加速度センサー、１１３ｘ  角速度センサー、１１３ｙ  角速度センサー、１１３ｚ  角速度センサー、１１５  記憶部、１１６  制御部、１１８  通信部、２００  ＣＰＵ、２０１  運動解析部、２０２  データ取得部、２０３
主制御部、２０４  演算部、２０６  方位修正部、２１０  通信部、２２０  操作部、２３０  ＲＯＭ、２４０  ＲＡＭ、２５０  記録媒体、２６０  表示部、Ａ  スイング軌跡、Ｐ１  スイング起動位置、Ｐ２  トップ位置、Ｐ３  インパクト位置、Ｐ４  フォロースルートップ位置、ｒ  回転軸
【図１】
2014155587.tif 000011
【図２】
2014155587.tif 000012
【図３】
2014155587.tif 000013
【図４】
2014155587.tif 000014
【図５】
2014155587.tif 000015
【図６】
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【図７】
2014155587.tif 000017
【図８】
2014155587.tif 000018
【図９】
2014155587.tif 000019
【図１０】
2014155587.tif 000020
【図１１】
2014155587.tif 000021