(57)【要約】【課題】運動量が最大または最小の値をとる時点を基準とせずに、対象者による一連の動作をより適切に解析すること。【解決手段】運動解析装置１は、データ取得部５１と、トップ検出部５２と、アドレス検出部５３と、フィニッシュ検出部５４と、軸補正部５５と、ハーフ検出部５６と、インパクト検出部５７とを備える。データ取得部５１は、センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する。アドレス検出部５３またはフィニッシュ検出部５４は、データ取得部５１により取得された運動情報において、対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として一連の動作の開始時点または終了時点を特定する。【選択図】図４
2018094248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する運動情報取得手段と、
前記運動情報取得手段により取得された前記運動情報において、前記対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として前記一連の動作の開始時点または終了時点を特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする運動解析装置。
【請求項２】
前記運動情報は連続的な角速度の情報を含み、
前記特定手段は、前記運動情報における前記特定の時点より前の時点において、前記角速度がゼロに近い値を取る時点を、前記動作の開始点として特定することを特徴とする請求項１に記載の運動解析装置。
【請求項３】
前記特定手段は、前記運動情報において前記角速度が最大値となる時点よりも前の時点において、該角速度が負の値をとる時点の近傍から前記特定の時点を特定することを特徴とする請求項２に記載の運動解析装置。
【請求項４】
前記運動情報は対象者の加速度の情報をさらに含み、
前記特定手段は、前記運動情報において、前記角速度の情報に基づく角度がゼロの近傍になる時点と、前記加速度の情報に基づく速度の大きさが最大値をとる時点との間から当該運動情報における特徴動作の時点を特定することを特徴とする請求項２または３に記載の運動解析装置。
【請求項５】
運動解析装置が実行する運動解析方法であって、
センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する運動情報取得ステップと、
前記運動情報取得ステップで取得された前記運動情報において、前記対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として前記一連の動作の開始時点または終了時点を特定する特定ステップと、
を含むことを特徴とする運動解析方法。
【請求項６】
コンピュータに、
センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する運動情報取得機能と、
前記運動情報取得機能により取得された前記運動情報において、前記対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として前記一連の動作の開始時点または終了時点を特定する特定機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動解析装置、運動解析方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザによるゴルフのスイングデータにおいてインパクトを検出し、検出されたインパクトの時点を基準として対象者によるスイング動作の範囲を検出する運動解析技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７８０２６号公報
【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、特許文献１に記載の運動解析技術では、例えば、ゴルフスイングにおいて動作の範囲を特定する際、インパクト動作のように運動量が最大または最小の値をとる時点を基準として、対象者によるスイング動作における動作の開始または終了の時点を特定する必要があった。
この場合、対象者のスイングの特性等によっては、必ずしも適切に動作を解析できない場合がある。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、運動量が最大または最小の値をとる時点を基準とせずに、対象者による一連の動作をより適切に解析することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様の運動解析装置は、
センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する運動情報取得手段と、
前記運動情報取得手段により取得された前記運動情報において、前記対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として前記一連の動作の開始時点または終了時点を特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、運動量が最大または最小の値をとる時点を基準とせずに、対象者による一連の動作をより適切に解析することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る運動解析装置の外観構成を示す模式図である。
【図２】運動解析装置の使用形態例を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る運動解析装置のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図４】運動解析装置の機能的構成のうち、運動解析処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。
【図５】装着対象の動きにおけるＺ軸周りのセンシング結果の一例を示す模式図である。
【図６】装着対象の動きにおけるＺ軸周りの角速度及び角度を示す模式図である。
【図７】装着対象の動きにおけるＺ軸周りの角度及びＸ軸方向の速度を示す模式図である。
【図８】装着対象の動きにおける３軸方向の角速度及び速度の大きさを示す模式図である。
【図９】軸補正部によって補正された３軸方向を示す模式図である。
【図１０】図４の機能的構成を有する図１の運動解析装置が実行する運動解析処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１１】トップ検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１２】アドレス検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１３】フィニッシュ検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１４】ハーフ検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１５】インパクト検出処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
［実施形態］
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る運動解析装置１の外観構成を示す模式図である。
また、図２は、運動解析装置１の使用形態例を示す模式図である。
運動解析装置１は、少なくとも、装着対象の動作をセンシングするセンシング機能と、センサ情報を解析して、一連の動作及び一連の動作内の各動作を特定する解析機能と、センシングしたデータ（以下、「センサ情報」という。）または解析結果を外部に送信する通信機能と、を有する。
本実施形態においては、運動解析装置１は、ゴルフのスイングを行う者の腰付近に装着され、装着対象の動作として、スイングにおける一連の動作がセンシングされる。
【００１１】
また、本実施形態においては、運動解析装置１は、スイングの一連の動作と、スイングを構成するアドレス、トップ、ハーフ、インパクト、フィニッシュ等の各動作を解析により特定する。なお、アドレスはテイクバックを開始する直前、トップはバックスイングからダウンスイングへの切り替えし点、ハーフはダウンスイング中にシャフトが水平になる位置、インパクトはクラブがボールに当たる瞬間、フィニッシュはフォロースルー後に通常の姿勢に戻る切り替えし点を意味する。フォワードスイング方向を正として装着対象の鉛直軸周りの角速度を基準に見た場合、アドレスはゼロ近傍からマイナスへ移行する直前、トップはマイナスからプラスへ転じる点、ハーフは最大値近傍、インパクトは最大値から少し経過した点、フィニッシュはプラスからゼロ近傍もしくはマイナスへ移行する点である。
【００１２】
図３は、本発明の一実施形態に係る運動解析装置１のハードウェアの構成を示すブロック図である。
運動解析装置１は、図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、バス１４と、入出力インターフェース１５と、センサ部１６と、入力部１７と、出力部１８と、記憶部１９と、通信部２０と、ドライブ２１と、を備えている。
【００１３】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記録されているプログラム、または、記憶部１９からＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
【００１４】
ＲＡＭ１３には、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
【００１５】
ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。このバス１４にはまた、入出力インターフェース１５も接続されている。入出力インターフェース１５には、センサ部１６、入力部１７、出力部１８、記憶部１９、通信部２０及びドライブ２１が接続されている。
【００１６】
センサ部１６は、３軸加速度センサ、３軸角速度センサ及び３軸地磁気センサ等の各種センサにより構成され、少なくとも、ユーザの動作に応じて当該運動解析装置１に生じた３軸方向の加速度、角速度及び地磁気を検出して、センサ情報として出力する。
なお、本実施形態では、センサ部１６によるセンシングのサンプリングレートを２００Ｈｚとして設定する。
【００１７】
入力部１７は、各種釦等で構成され、ユーザの指示操作に応じて各種情報を入力する。
出力部１８は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
記憶部１９は、ハードディスクあるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各種画像のデータを記憶する。
通信部２０は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置（図示せず）との間で行う通信を制御する。
【００１８】
ドライブ２１には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア３１が適宜装着される。ドライブ２１によってリムーバブルメディア３１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部１９にインストールされる。また、リムーバブルメディア３１は、記憶部１９に記憶されている画像のデータ等の各種データも、記憶部１９と同様に記憶することができる。
【００１９】
［機能的構成］
図４は、運動解析装置１の機能的構成のうち、運動解析処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。
また、図５は、装着対象の動き（ここではゴルフのスイング）におけるＺ軸周りのセンシング結果の一例（Ｚ軸周りの角速度）を示す模式図、図６は、装着対象の動きにおけるＺ軸周りの角速度及び角度を示す模式図、図７は、装着対象の動きにおけるＺ軸周りの角度及びＸ軸方向の速度を示す模式図、図８は、装着対象の動きにおける３軸方向の角速度及び速度の大きさ（ノルム）を示す模式図である。なお、図５〜図８においては、アドレス、トップ、ハーフ、インパクト、フィニッシュの各時点の位置を適宜示している。また、図７及び図８においては、スイングの一部を切り出したグラフを示している。
【００２０】
運動解析処理とは、装着対象における一連の動作において、運動解析装置１がセンシングしたセンサ情報に基づいて、装着対象の動き（ここではゴルフのスイング）を解析する一連の処理である。なお、以下、装着対象が右利きの場合を例として説明するが、左利きの場合には、座標を左右反転して処理すればよい。
運動解析処理が実行される場合、図４に示すように、ＣＰＵ１１において、データ取得部５１と、トップ検出部５２と、アドレス検出部５３と、フィニッシュ検出部５４と、軸補正部５５と、ハーフ検出部５６と、インパクト検出部５７とが機能する。
また、記憶部１９の一領域には、センサ情報記憶部７１が設定される。
センサ情報記憶部７１には、スイングにおける一連の動作において、データ取得部５１によって取得された各種センサの検出結果を表す３軸方向の各データ（センサ情報）が、時系列に記憶される。
【００２１】
データ取得部５１は、スイングにおける一連の動作について、センサ部１６の３軸加速度センサ、３軸角速度センサ及び３軸地磁気センサそれぞれから、３軸方向の検出結果を表す各データ（センサ情報）を取得する。そして、データ取得部５１は、取得したセンサ情報を時系列にセンサ情報記憶部７１に記憶する。
【００２２】
トップ検出部５２は、後述するトップ検出処理を実行することにより、スイングにおけるトップ位置を検出する。具体的には、図６に示すように、トップ検出部５２は、スイングにおける一連の動作を表すセンサ情報において、Ｚ軸周りの角速度が最大値となる時点（角速度の最大値位置）を取得する。そして、トップ検出部５２は、取得した最大値の時点（角速度の最大値位置）から時間のインデックス（予め設定された値）を順次減算していき、Ｚ軸周りの角速度がゼロ以下となった時点をトップ位置として検出する。これにより、Ｚ軸周りの角速度が最大となるハーフ近傍から遡り、Ｚ軸周りの角速度の符号が反転する位置が、ダウンスイングとバックスイングの切り替えし点（即ち、トップ位置）として検出される。なお、インデックスの値は、実測値等を基に適宜設定することができる。
【００２３】
アドレス検出部５３は、後述するアドレス検出処理を実行することにより、スイングにおけるアドレス位置を検出する。具体的には、図６に示すように、アドレス検出部５３は、トップ検出部５２によって検出されたトップ位置から、予め設定された所定時間（例えば、０．３秒）戻った時点から時間のインデックスを順次減算していき、Ｚ軸周りの角速度が予め設定された第１閾値（例えば、−０．３［ｒａｄ／ｓ］）以上となった時点をアドレス位置として検出する。これにより、トップ位置近傍から遡り、Ｚ軸周りの角速度がほぼゼロとなる位置がテイクバックを開始する位置として検出される。このとき、トップ側から探索することで、スイングを表す一連のデータの先頭から探索する場合に対し、装着対象によるテイクバック前の細かな動きを誤検出してしまうことを防ぎ、ロバストにアドレス位置を検出することができる。なお、第１閾値は、実測値等を基に適宜設定することができる。
【００２４】
フィニッシュ検出部５４は、後述するフィニッシュ検出処理を実行することにより、スイングにおけるフィニッシュ位置を検出する。具体的には、図６に示すように、フィニッシュ検出部５４は、スイングを表す一連のデータの先頭からＺ軸周りの角速度を積分して、各時点のＺ軸周りの角度を算出していき、Ｚ軸周りの角度が最大値となる時点（角度の最大値位置）を取得する。そして、フィニッシュ検出部５４は、Ｚ軸周りの角度が最大値となる時点（角度の最大値位置）から時間のインデックスを順次減算していき、Ｚ軸周りの角速度が予め設定された第２閾値（例えば、０．３［ｒａｄ／ｓ］）以上となった時点をフィニッシュ位置として検出する。これにより、フォロースルーの終了がＺ軸周りの角度の最大値位置に対応するものとして、その位置から遡って角速度の収束を判定ことにより、フィニッシュ位置で静止したか否か等の冗長な判断工程を抑制し、動きが収束したとみなせる位置を検出することができる。
【００２５】
軸補正部５５は、アドレス時点における装着対象の左手方向を正とする水平軸をＸ軸、背面方向を正とする水平軸をＹ軸として、地磁気のセンシング結果から装着対象の動きを示すデータ（モーションデータ）を補正する。
図９は、軸補正部５５によって補正された３軸方向を示す模式図である。
Ｚ軸方向については、重力方向と反対方向を正とすることで当初より設定できるが、水平方向のＸ軸とＹ軸については、基準を設定する必要がある。そのため、軸補正部５５によって、図６に示すように、アドレス時点の姿勢を基準として、Ｘ軸及びＹ軸が設定される。軸補正部５５によって水平方向の座標軸が設定されることに対応して、水平方向に対応するセンサ情報がＸ軸及びＹ軸を基準とする座標値に補正される。
【００２６】
ハーフ検出部５６は、後述するハーフ検出処理を実行することにより、スイングにおけるハーフ位置を検出する。具体的には、図７に示すように、ハーフ検出部５６は、トップ検出部５２によって検出されたトップ位置の時点から時間のインデックスを順次加算していき、Ｚ軸周りの角度がゼロ以上となった時点をＺ軸周りの角度のゼロクロス位置とする。また、ハーフ検出部５６は、Ｘ軸方向の速度について、速度の最小値及びその時点（速度の最小値位置）を取得する。そして、ハーフ検出部５６は、Ｘ軸方向の速度の最小値位置とＺ軸周りの角度のゼロクロス位置との差の絶対値が予め設定された閾値時間（例えば、０．０８［ｓ］）以内かつＸ軸方向の速度の最小値が速度の閾値（例えば、−０．２［ｍ／ｓ］）以下の場合、Ｚ軸周りの角度のゼロクロス位置とＸ軸方向の速度の最小値位置との中間をハーフ位置として検出し、それ以外の場合には、Ｚ軸周りの角度のゼロクロス位置をハーフ位置として検出する。これにより、ゴルフのスイングの一般的な傾向に基づいて、ダウンスイング中に体を正面に向けた時点をハーフ位置として検出できると共に、腰の速度について右手方向に明確なピークがある場合には、体が正面に向いた時点からそのピークの方向にハーフ位置をずらして検出することができる。
【００２７】
インパクト検出部５７は、後述するインパクト検出処理を実行することにより、スイングにおけるインパクト位置を検出する。具体的には、図８に示すように、インパクト検出部５７は、ハーフ検出部５６によって検出されたハーフ位置における３軸方向の角速度の大きさ（ＧｙｒＮ）及び３軸方向の速度の大きさ（ＶｅｌｏｃｉｔｙＮ）を取得する。そして、インパクト検出部５７は、次式（１）によって算出した値をインパクト位置として検出する。
インパクト位置＝ａ＋ｂ×ＧｙｒＮ＋ｃ×ＶｅｌｏｃｉｔｙＮ＋ｄ×ＧｙｒＮ×ＶｅｌｏｃｉｔｙＮ＋ハーフ位置      （１）
なお、ａ〜ｄの係数については、各センサのサンプリング周波数が２００Ｈｚの場合、例えば、次のような値を用いることができる。
ａ＝０．０９１９４６、ｂ＝−０．００７６４８、ｃ＝−０．００４６８１、ｄ＝０．００３１７４
このように、ハーフ位置における速度と角速度が、ハーフからインパクトに至る時間に対して大きな影響を及ぼすことがわかる。
【００２８】
［動作］
次に、運動解析装置１の動作を説明する。
図１０は、図４の機能的構成を有する図１の運動解析装置１が実行する運動解析処理の流れを説明するフローチャートである。
運動解析処理は、入力部１７を介して運動解析処理の開始を指示する操作が行われることにより開始される。
【００２９】
ステップＳ１において、データ取得部５１は、スイングにおける一連の動作について、センサ部１６の３軸加速度センサ、３軸角速度センサ及び３軸地磁気センサそれぞれから、３軸方向の検出結果を表す各データ（センサ情報）を取得する。ここで取得されたセンサ情報は、時系列にセンサ情報記憶部７１に記憶される。
ステップＳ２において、トップ検出部５２は、トップ検出処理を実行することにより、スイングにおけるトップ位置を検出する。
【００３０】
ステップＳ３において、アドレス検出部５３は、アドレス検出処理を実行することにより、スイングにおけるアドレス位置を検出する。
ステップＳ４において、フィニッシュ検出部５４は、フィニッシュ検出処理を実行することにより、スイングにおけるフィニッシュ位置を検出する。
ステップＳ５において、軸補正部５５は、アドレス時点における装着対象の左手方向を正とする水平軸をＸ軸、背面方向を正とする水平軸をＹ軸として、地磁気のセンシング結果から装着対象の動きを示すデータ（モーションデータ）を補正する。
【００３１】
ステップＳ６において、ハーフ検出部５６は、ハーフ検出処理を実行することにより、スイングにおけるハーフ位置を検出する。
ステップＳ７において、インパクト検出部５７は、インパクト検出処理を実行することにより、スイングにおけるインパクト位置を検出する。
ステップＳ７の後、運動解析処理は終了となる。
なお、運動解析処理による解析結果は、出力部１８のディスプレイに表示したり、通信部２０を介して他の装置に送信して表示したりすることが可能である。
【００３２】
次に、運動解析処理のステップＳ２において実行されるトップ検出処理について説明する。
図１１は、トップ検出処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ１１において、トップ検出部５２は、スイングにおける一連の動作を表すセンサ情報において、Ｚ軸周りの角速度が最大値となる時点（角速度の最大値位置）を取得する。
ステップＳ１２において、トップ検出部５２は、角速度の最大値位置を時間のインデックスを減算する初期値に設定する。
【００３３】
ステップＳ１３において、トップ検出部５２は、現在の時点のＺ軸周りの角速度がゼロ以下であるか否かの判定を行う。
現在の時点のＺ軸周りの角速度がゼロ以下でない場合、ステップＳ１３においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ１４に移行する。
一方、現在の時点のＺ軸周りの角速度がゼロ以下である場合、ステップＳ１４においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ１５に移行する。
【００３４】
ステップＳ１４において、トップ検出部５２は、時間のインデックスを１つ減算する。
ステップＳ１４の後、処理はステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１５において、トップ検出部５２は、現在の時点をトップ位置として検出する。
ステップＳ１５の後、処理は運動解析処理に戻る。
【００３５】
次に、運動解析処理のステップＳ３において実行されるアドレス検出処理について説明する。
図１２は、アドレス検出処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ２１において、アドレス検出部５３は、トップ検出部５２によって検出されたトップ位置から、予め設定された所定時間（例えば、０．３秒）戻った時点を時間のインデックスを減算する初期値に設定する。
ステップＳ２２において、アドレス検出部５３は、現在の時点のＺ軸周りの角速度が予め設定された第１閾値（例えば、−０．３［ｒａｄ／ｓ］）以上であるか否かの判定を行う。
現在の時点のＺ軸周りの角速度が予め設定された第１閾値以上でない場合、ステップＳ２２においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ２３に移行する。
一方、現在の時点のＺ軸周りの角速度が予め設定された第１閾値以上である場合、ステップＳ２２においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２３において、アドレス検出部５３は、時間のインデックスを１つ減算する。
ステップＳ２３の後、処理はステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２４において、アドレス検出部５３は、現在の時点をアドレス位置として検出する。
ステップＳ２４の後、処理は運動解析処理に戻る。
【００３６】
次に、運動解析処理のステップＳ４において実行されるフィニッシュ検出処理について説明する。
図１３は、フィニッシュ検出処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ３１において、フィニッシュ検出部５４は、スイングを表す一連のデータの先頭からＺ軸周りの角速度を積分して、各時点のＺ軸周りの角度を算出する。
ステップＳ３２において、フィニッシュ検出部５４は、Ｚ軸周りの角度が最大値となる時点（角度の最大値位置）を取得する。
【００３７】
ステップＳ３３において、フィニッシュ検出部５４は、Ｚ軸周りの角度が最大値となる時点（角度の最大値位置）を時間のインデックスを減算する初期値に設定する。
ステップＳ３４において、フィニッシュ検出部５４は、現在の時点のＺ軸周りの角速度が予め設定された第２閾値（例えば、０．３［ｒａｄ／ｓ］）以上であるか否かの判定を行う。
現在の時点のＺ軸周りの角速度が予め設定された第２閾値以上でない場合、ステップＳ３４においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ３５に移行する。
一方、現在の時点のＺ軸周りの角速度が予め設定された第２閾値以上である場合、ステップＳ３４においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ３６に移行する。
【００３８】
ステップＳ３５において、フィニッシュ検出部５４は、時間のインデックスを１つ減算する。
ステップＳ３５の後、処理はステップＳ３４に移行する。
ステップＳ３６において、フィニッシュ検出部５４は、現在の時点をフィニッシュ位置として検出する。
ステップＳ３６の後、処理は運動解析処理に戻る。
【００３９】
次に、運動解析処理のステップＳ６において実行されるハーフ検出処理について説明する。
図１４は、ハーフ検出処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ４１において、ハーフ検出部５６は、トップ位置を時間のインデックスを減算する初期値に設定する。
【００４０】
ステップＳ４２において、現在の時点のＺ軸周りの角度がゼロ以上であるか否かの判定を行う。
現在の時点のＺ軸周りの角度がゼロ以上でない場合、ステップＳ４２においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ４３に移行する。
一方、現在の時点のＺ軸周りの角度がゼロ以上である場合、ステップＳ４２においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ４４に移行する。
【００４１】
ステップＳ４３において、ハーフ検出部５６は、時間のインデックスを１つ加算する。
ステップＳ４３の後、処理はステップＳ４２に移行する。
ステップＳ４４において、ハーフ検出部５６は、現在の時点をＺ軸周りの角度のゼロクロス位置に設定する。
ステップＳ４５において、ハーフ検出部５６は、Ｘ軸方向の速度について、最小値及びその時点（速度の最小値位置）を取得する。
【００４２】
ステップＳ４６において、ハーフ検出部５６は、Ｘ軸方向の速度の最小値位置とＺ軸周りの角度のゼロクロス位置との差の絶対値が予め設定された閾値時間（例えば、０．０８［ｓ］）以内であるか否かの判定を行う。
Ｘ軸方向の速度の最小値位置とＺ軸周りの角度のゼロクロス位置との差の絶対値が予め設定された閾値時間以内でない場合、ステップＳ４６においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ４７に移行する。
一方、Ｘ軸方向の速度の最小値位置とＺ軸周りの角度のゼロクロス位置との差の絶対値が予め設定された閾値時間以内である場合、ステップＳ４６においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ４８に移行する。
【００４３】
ステップＳ４７において、ハーフ検出部５６は、Ｚ軸周りの角度のゼロクロス位置をハーフ位置として検出する。
ステップＳ４８において、ハーフ検出部５６は、Ｘ軸方向の速度の最小値が速度の閾値（例えば、−０．２［ｍ／ｓ］）以下であるか否かの判定を行う。
Ｘ軸方向の速度の最小値が速度の閾値以下でない場合、ステップＳ４８においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ４７に移行する。
一方、Ｘ軸方向の速度の最小値が速度の閾値以下である場合、ステップＳ４８においてＹＥＳと判定されて、処理はステップＳ４９に移行する。
【００４４】
ステップＳ４９において、ハーフ検出部５６は、Ｚ軸周りの角度のゼロクロス位置とＸ軸方向の速度の最小値位置との中間をハーフ位置として検出する。
ステップＳ４９の後、処理は運動解析処理に戻る。
【００４５】
次に、運動解析処理のステップＳ７において実行されるインパクト検出処理について説明する。
図１５は、インパクト検出処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ５１において、インパクト検出部５７は、ハーフ検出部５６によって検出されたハーフ位置における３軸方向の角速度の大きさ（ＧｙｒＮ）を取得する。
【００４６】
ステップＳ５２において、インパクト検出部５７は、ハーフ検出部５６によって検出されたハーフ位置における３軸方向の速度の大きさ（ＶｅｌｏｃｉｔｙＮ）を取得する。
ステップＳ５３において、インパクト検出部５７は、式（１）によって算出した値をインパクト位置として検出する。
ステップＳ５３の後、処理は運動解析処理に戻る。
【００４７】
このような処理により、装着対象に運動解析装置１を装着することで、装着対象の動作をセンシングしたセンサ情報から装着対象の動作を正確に特定して解析することが可能となる。例えば、ゴルフスイングの特徴的な５点におけるセンサ値や、５点間の時間について、過去の装着者自身や他者と比較することが可能となり、スイング技術の向上に寄与するものとなる。
即ち、運動解析装置１によれば、運動量が最大または最小の値をとる時点を基準とせずに、対象者による一連の動作をより適切に解析することが可能となる。
なお、本実施形態において、センサ情報に基づく解析を運動解析装置１において実行することの他、スマートフォンやサーバ等、他の装置で実行することとしてもよい。また、運動解析装置１において解析した解析結果を他の装置で表示することとしてもよい。さらに、運動解析装置１と、装着対象の画像を撮影する他の装置等と連携して、運動解析装置１による解析結果と、撮像画像による動作の解析等を統合して提示することとしてもよい。
【００４８】
以上のように構成される運動解析装置１は、データ取得部５１と、トップ検出部５２と、アドレス検出部５３と、フィニッシュ検出部５４と、軸補正部５５と、ハーフ検出部５６と、インパクト検出部５７とを備える。
データ取得部５１は、センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する。
アドレス検出部５３またはフィニッシュ検出部５４は、データ取得部５１により取得された運動情報において、対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として一連の動作の開始時点または終了時点を特定する。
これにより、明確な動きの変化を基準として、一連の動作の開始時点または終了時点を特定することができる。
したがって、運動量が最大または最小の値をとる時点を基準とせずに、対象者による一連の動作をより適切に解析することが可能となる。
【００４９】
運動情報は連続的な角速度の情報を含む。
アドレス検出部５３は、運動情報における特定の時点より前の時点において、角速度がゼロに近い値を取る時点を、動作の開始点として特定する。
これにより、対象者の動きの特徴に基づく適切な時点を動作の開始点として特定することができる。
【００５０】
トップ検出部５２は、運動情報において角速度が最大値となる時点よりも前の時点において、該角速度が負の値をとる時点の近傍から特定の時点を特定する。
これにより、対象者の動きの特徴に基づく適切な時点を特定の時点として特定することができる。
【００５１】
運動情報は対象者の加速度の情報をさらに含む。
ハーフ検出部５６は、運動情報において、角速度の情報に基づく角度がゼロの近傍になる時点と、加速度の情報に基づく速度の大きさが最大値をとる時点との間から当該運動情報における特徴動作の時点を特定する。
これにより、対象者の動きにおける適切な範囲から特徴動作の時点を特定することができる。
【００５２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５３】
上述の実施形態において、ゴルフのスイングを行う装着対象に運動解析装置１を装着し、ゴルフのスイングの解析を行う場合について説明したが、これに限られない。即ち、本発明に係る運動解析装置１は、野球、テニス、陸上競技等、一定のパターンを有する各種動作等に用いることができる。例えば、野球の打席でスイングする打者、マウンドで投球するピッチャー、ストロークやサービス等を行うテニスプレーヤー、陸上競技において投てきを行う競技者等を対象として、本発明に係る運動解析装置１を用いることができる。
【００５４】
また、本発明が適用される運動解析装置１は、情報処理機能を有する電子機器一般に適用することができる。具体的には、例えば、本発明は、ノート型のパーソナルコンピュータ、プリンタ、テレビジョン受像機、ビデオカメラ、携帯型ナビゲーション装置、携帯電話機、ポータブルゲーム機等に適用可能である。
【００５５】
また、上述の実施形態においては、運動解析装置１の解析機能によって対象の動作の一連の動作及び一連の動作内の各動作を特定するように構成したが、それに限られない。
例えばセンサ情報を通信機能により外部の装置に送信し、外部の装置において上記の解析処理を行わせるように構成してもよい。
【００５６】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
換言すると、図４の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が運動解析装置１に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図４の例に限定されない。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
本実施形態における機能的構成は、演算処理を実行するプロセッサによって実現され、本実施形態に用いることが可能なプロセッサには、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ及びマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ‐Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の処理回路とが組み合わせられたものを含む。
【００５７】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【００５８】
このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布される図３のリムーバブルメディア３１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。リムーバブルメディア３１は、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、または光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ），Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ（ブルーレイディスク）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図３のＲＯＭ１２や、図３の記憶部１９に含まれるハードディスク等で構成される。
【００５９】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
【００６０】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６１】
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する運動情報取得手段と、
前記運動情報取得手段により取得された前記運動情報において、前記対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として前記一連の動作の開始時点または終了時点を特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする運動解析装置。
［付記２］
前記運動情報は連続的な角速度の情報を含み、
前記特定手段は、前記運動情報における前記特定の時点より前の時点において、前記角速度がゼロに近い値を取る時点を、前記動作の開始点として特定することを特徴とする付記１に記載の運動解析装置。
［付記３］
前記特定手段は、前記運動情報において前記角速度が最大値となる時点よりも前の時点において、該角速度が負の値をとる時点の近傍から前記特定の時点を特定することを特徴とする付記２に記載の運動解析装置。
［付記４］
前記運動情報は対象者の加速度の情報をさらに含み、
前記特定手段は、前記運動情報において、前記角速度の情報に基づく角度がゼロの近傍になる時点と、前記加速度の情報に基づく速度の大きさが最大値をとる時点との間から当該運動情報における特徴動作の時点を特定することを特徴とする付記２または３に記載の運動解析装置。
［付記５］
運動解析装置が実行する運動解析方法であって、
センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する運動情報取得ステップと、
前記運動情報取得ステップで取得された前記運動情報において、前記対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として前記一連の動作の開始時点または終了時点を特定する特定ステップと、
を含むことを特徴とする運動解析方法。
［付記６］
コンピュータに、
センサ部により計測される対象物の一連の動作における動作方向を含む運動情報を取得する運動情報取得機能と、
前記運動情報取得機能により取得された前記運動情報において、前記対象物の動作方向が反転する特定の時点を基準として前記一連の動作の開始時点または終了時点を特定する特定機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・運動解析装置，１１・・・ＣＰＵ，１２・・・ＲＯＭ，１３・・・ＲＡＭ，１４・・・バス，１５・・・入出力インターフェース，１６・・・センサ部，１７・・・入力部，１８・・・出力部，１９・・・記憶部，２０・・・通信部，２１・・・ドライブ，２２・・・撮像部，３１・・・リムーバブルメディア，５１・・・データ取得部，５２・・・トップ検出部，５３・・・アドレス検出部，５４・・・フィニッシュ検出部，５５・・・軸補正部，５６・・・ハーフ検出部，５７・・・インパクト検出部，７１・・・センサ情報記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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