(57)【要約】【課題】センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態を正確に判定すること。【解決手段】解析装置２は、情報取得部５１と、算出処理部５４と、速度合成処理部５５と、を備える。情報取得部５１は、対象物の動作における連続する物理量を取得する。算出処理部５４は、情報取得部５１によって取得された物理量の区間を時系列に沿って積算する。また、算出処理部５４は、情報取得部５１によって取得された物理量の区間を時系列の逆順に沿って積算する。速度合成処理部５５は、算出処理部５４による計算結果、及び算出処理部５４による計算結果に基づいて、ユーザの行動状態を判定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の動作における連続する第一の物理量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第一の区間を時系列に沿って積算する第一の計算手段と、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第二の区間を時系列の逆順に沿って積算する第二の計算手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第一の計算手段による計算結果と、前記第二の計算手段による計算結果とを合成する合成手段を更に備え、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記合成手段による合成結果に基づいて、前記対象物の運動状態を解析する解析手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記対象物の動作における連続する前記第一の物理量において変化の大きい特異点を検出する検出手段を更に備え、
前記第一の計算手段及び前記第二の計算手段は、前記検出手段によって前記特異点が検出された場合に、積算処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第一の区間及び前記第二の区間は、前記検出手段による検出結果に基づき、前記第一の物理量における前記特異点の近傍に設定される、
ことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
ユーザの行動状態を判定する判定手段を更に備え、
前記取得手段は、前記第一の物理量とは異なり、当該第一の物理量と同じタイミングで取得された第二の物理量を取得し、
前記判定手段は、前記取得手段によって取得された前記第二の物理量に基づいて、前記ユーザの行動状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記判定手段は、前記第一の計算手段による第一の計算結果と、前記第二の計算手段による第二の計算結果とを、前記第二の物理量に基づく合成比率で合成して前記ユーザの行動状態を判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記第二の物理量は、角速度である、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の電子機器。
【請求項９】
対象物の動作における連続する第一の物理量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記第一の物理量の第一の区間を時系列に沿って積算する第一の計算ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記第一の物理量の第二の区間を時系列の逆順に沿って積算する第二の計算ステップと、
を含むことを特徴とする判定方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
対象物の動作における連続する第一の物理量を取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第一の区間を時系列に沿って積算する第一の計算手段、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第二の区間を時系列の逆順に沿って積算する第二の計算手段、
として機能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、電子機器、判定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ユーザの使用するラケット等の用具に具備されたセンサからのセンサのデータ（センサ情報）を解析する解析装置がある。このような解析装置では、動作の開始前と終了後の動作の少ない期間でセンサの誤差を修正し、センサから得られるセンサ情報を積算することでユーザの動作を解析する技術があった（特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術では、静止時に生じるセンサの測定誤差をキャリブレーションして、センサ情報を積算することで状態解析の精度を上げることを目的にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１０３５９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、上述した特許文献１に記載の技術では、実際に一連の運動のセンサ情報を取得して解析する際には、特に運動の変化量が大きい部分では、サンプリング周期不足や測定時におけるセンサ内で生じるノイズの影響により、センサ情報に誤差が生じる。そして、生じた誤差によって、積算処理による対象の動作状態の解析の精度が下がってしまうという問題があった。
【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、センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態を正確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、本発明の一態様の電子機器は、
対象物の動作における連続する第一の物理量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第一の区間を時系列に沿って積算する第一の計算手段と、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第二の区間を時系列の逆順に沿って積算する第二の計算手段と、
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、センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る解析システムＳの構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る解析システムＳのモーションセンサ１、解析装置２及び表示装置３のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図３】センサ座標系からワールド座標系への変換を説明するための模式図である。
【図４】Ｘ軸の速度における真値と計測値との誤差を説明するためのグラフである。
【図５】積算方向の違いによる累積角度の推移を表すグラフである。
【図６】真値と合成結果とを比較するグラフである。
【図７】図２の解析装置２の機能的構成のうち、移動速度計測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８】図７の機能的構成を有する図２の解析装置２が実行する移動速度計測処理の流れを説明するフローチャートである。
【図９】移動速度計測処理のうち、速度合成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】
図１は、本発明の一実施形態に係る解析システムＳの構成を示すシステム構成図である。
解析システムＳは、図１に示すように、モーションセンサ１と、解析装置２と、表示装置３と、を含む。
モーションセンサ１は、計測対象に装着され、計測対象の動きをセンシングしてセンサ情報を解析装置２に送信する。本実施形態においては、ゴルフのスイングの動作をする者（以下、「計測対象者」という。）の腰等にモーションセンサ１を装着し、当該動作をセンシングする。
【００１１】
解析装置２は、計測対象者に装着したモーションセンサ１から取得したセンサ情報を解析して、解析結果（本実施形態においては、姿勢変化等の移動速度）を表示装置３に送信する。
【００１２】
表示装置３は、解析装置２から取得した解析結果を表示して、ユーザに提供する。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態に係る解析システムＳのモーションセンサ１、解析装置２及び表示装置３のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【００１４】
まず、モーションセンサ１は、例えば、計測対象者の腰等に保持可能であり、小型で軽量な装置として構成される。
【００１５】
モーションセンサ１は、図２に示すように、少なくとも、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１と、加速度センサ１２と、角速度センサ１３と、記録部１４と、通信部１５と、を備える。
【００１６】
ＣＰＵ１１は、例えば、記録部１４等から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。
【００１７】
加速度センサ１２は、３軸加速度センサにより構成され、ユーザの動作に応じて当該保持位置に生じた加速度を検出して、センサ情報である加速度情報として出力する。
【００１８】
角速度センサ１３は、３軸角速度センサにより構成され、ユーザの動作に応じて当該保持位置に生じた角速度を検出して、センサ情報である角速度情報として出力する。
【００１９】
記録部１４は、ハードディスク或いはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、加速度センサ１２及び角速度センサ１３でセンシングしたセンサ情報（加速度情報及び角速度情報）等の各種のデータを記憶する。
【００２０】
通信部１５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（本実施形態においては、解析装置２）との間で行う通信を制御する。モーションセンサ１では、記録部１４に記録されるセンサ情報（加速度情報及び角速度情報）を、通信部１５を介して、解析装置２に送信する。
【００２１】
また、解析装置２は、例えば、タブレット端末として構成される。
解析装置２は、少なくとも、ＣＰＵ２１と、記録部２２と、通信部２３と、を備える。
【００２２】
ＣＰＵ２１は、各種の処理を実行し、記録部２２に記録された情報を解析して、運動解析結果を出力する。
【００２３】
記録部２２は、ハードディスク或いはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、通信部２３を介して、モーションセンサ１から送信されたセンサ情報を記録する。
【００２４】
通信部２３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（本実施形態においては、モーションセンサ１及び表示装置３）との間で行う通信を制御する。解析装置２では、通信部２３を介して、モーションセンサ１からセンサ情報を受信し、運動解析結果を表示装置３に送信する。
【００２５】
また、表示装置３は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）として構成される。
表示装置３は、少なくとも、通信部３１と、出力部３２と、を備える。
【００２６】
通信部３１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（本実施形態においては、解析装置２）との間で行う通信を制御する。表示装置３では、通信部３１を介して、運動解析結果を解析装置２から受信する。
【００２７】
出力部３２は、ディスプレイ等により構成され、受信した運動解析結果を表示出力する。
【００２８】
このように構成される解析システムＳでは、モーションセンサ１の計測対象の移動速度を正確に計測することができる機能を有する。
【００２９】
図３は、センサ座標系からワールド座標系への変換を説明するための模式図である。
移動速度の計測にあたり、図３に示すように、モーションセンサ１の固有の座標系（いわゆる、センサ座標系）から、実世界の三次元空間と一致する座標系（いわゆる、ワールド座標系）に変換する。
即ち、モーションセンサ１でセンシングした加速度では、重力加速度を含んでいるため、純粋に運動による動的な加速度を、モーションセンサ１でセンシングした加速度から分離する。分離に際して、モーションセンサ１の保持姿勢における鉛直方向を推定する。鉛直方向の推定には、加速度と同時期にセンシングした角速度を用い、加速度を平均化することで得られたおおよその方向に、各時刻の角速度を加えることで推定することができる。
【００３０】
図４は、Ｘ軸の移動速度における真値と計測値との誤差を説明するためのグラフである。なお、本実施形態においては、ゴルフのスイングを例として説明する。なお、図中、順方向は一点鎖線の矢印方向であり、逆方向は破線の矢印方向である。
【００３１】
Ｘ軸の移動速度の計測では、加速度を積分するが、移動速度を計測する際には積分誤差が生じる。加速度の累積値は、図４の例に示すように、別途移動状態に応じて計測した真値との比較において、激しい運動の区間Ｓを境にして累積値に誤差（順方向：Ｄ１，逆方向：Ｄ２）が大きくなる結果となっている。
詳細には、Ｘ軸の加速度は、別途移動状態に応じて計測した真値との比較において、順方向からの積分では、運動が激しい区間Ｓより前では誤差が小さく、運動が激しい区間Ｓを境にして運動が激しい区間Ｓよりも後でＤ１に示すように誤差が大きくなるという結果となっている。
これに対して、逆方向からの積分では、運動が激しい区間Ｓより後では誤差が小さく、運動が激しい区間Ｓを境にして運動が激しい区間Ｓよりも前でＤ２に示すように誤差が大きくなるという結果となっている。
上述したような加速度の積分誤差は、姿勢推定の精度やサンプリング密度の不足などが関連しており、特に運動が激しいタイミングでより大きくなる。ゴルフや野球のようなスイング動作の場合を鑑みると、球が当たるインパクトの前後は比較的運動が穏やか、もしくは静止している状態となっている。このようインパクトの前後では、積分は比較的誤差が小さく、インパクトを経由するときに運動が激しくなることで誤差が大きくなる。積分誤差を抑圧することで、真値に近いものとなり正確な計測が可能となる。
【００３２】
そこで、積分誤差を抑圧するために、インパクトを含む運動の加速度の積分に際し、運動の順方向と逆方向から積分を行い、それぞれの積分結果を合成する。順方向の積分では、運動が激しい区間Ｓ内のインパクト前までの積分誤差が小さく、逆方向の積分では、インパクト後の積分誤差が小さい。積分誤差は、運動の大きさに起因しているため、合成比率には順方向、逆方向それぞれにおいて、各時刻までに経由した運動パラメータの累積値を用いる。
【００３３】
本実施形態においては、運動パラメータの累積値として、角速度の絶対値の積分、即ち、初期状態から各時刻までに何度回転したかという運動パラメータを用いる。
【００３４】
図５は、積算方向の違いによる累積角度の推移を表すグラフである。
積算方向の違いによる累積角度の推移では、図５に示すように、順方向では動作始まりの静止状態から、徐々に角度が累積し、運動の激しい区間で急峻に累積角度が増加する。
これに対して、逆方向では動作終わりの静止状態から遡って、累積角度が徐々に減少し、運動の激しい区間で急峻に累積角度が減少する。
即ち、激しい運動が行われた区間とその他の区間で運動パラメータとＸ軸の移動速度の相関があることがわかる。
【００３５】
本実施形態においては、上述した結果に基づいて、図４に示すように静止状態から各時刻の加速度を順方向に積分して、真値とは異なるノイズの乗った速度である仮速度Ａ（各時刻の加速度を逆方向に積分して、真値とは異なるノイズの乗った速度である仮速度Ｂ）を算出する。各時刻の加速度を逆方向に積分した仮速度Ｂは、通常の積分とは異なり、加速度を順次減算することを意味する。
そして、角速度の累積値であり、どれくらい回転したかを示す回転角の順方向（逆方向）の回転角の累積値ａ（累積値ｂ）を算出する。
その後、仮速度Ａ（仮速度Ｂ）を累積値ａ（累積値ｂ）が小さいほど寄与が大きくなるような合成比率で合成する。
例えば、図４に示すＸ軸の移動速度と図５に示す累積角度のグラフにおいて、０．０秒付近の時点では、順方向の累積角度が小さいことから順方向積分の加速度の比率が大きくなるように合成比率を設定し、図４において１．５秒付近の時点において累積角度が順方向と逆方向で同じ値を取る場合、Ｘ軸方向移動速度において順方向・逆方向の加速度の比率が均等になるよう合成比率を設定し、図４において３．０秒付近の時点では、逆方向の累積角度が小さいことから、逆方向成分の加速度の比率が大きくなるように合成比率を設定して計算処理を行うよう構成される。
このように合成することで、図６に示すように、真値に近似したＸ軸の移動速度を計測することができる。
なお、図６は、真値と合成結果とを比較するグラフである。
【００３６】
三次元空間におけるＸ軸の移動速度以外のＹ軸の移動速度及びＺ軸の移動速度についても、Ｘ軸の移動速度と同様の手法により計測することで、モーションセンサ１により取得したセンサ情報から正確な移動速度を計測することができる。
【００３７】
ゴルフのスイングのような動作の解析においては、通常、インパクト時は、ボールにクラブが当たった衝撃で、衝撃のノイズも計測してしまうために、正確なデータが取得できなかったが、本実施形態においては、インパクト時のノイズを除去して、正確な解析を行う。
【００３８】
図７は、図２の解析装置２の機能的構成のうち、移動速度計測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。
移動速度計測処理とは、解析装置２において、モーションセンサ１のセンサ情報から正確な移動速度を計測する一連の処理をいう。
【００３９】
移動速度計測処理を実行する場合には、図７に示すように、ＣＰＵ２１において、情報取得部５１と、情報変換部５２と、情報解析部５３と、算出処理部５４と、速度合成処理部５５と、が機能する。
【００４０】
記録部２２には、モーションセンサ１から受信したセンサ情報（加速度情報及び角速度情報）が記録される。
【００４１】
情報取得部５１は、センサ情報を取得する。具体的には、情報取得部５１は、例えば、記録部２２に記録されるセンサ情報（加速度情報及び対応する角速度情報）を記録部２２から取得することができる。
【００４２】
情報変換部５２は、センサ情報をセンサ座標系からワールド座標系に変換する。具体的には、情報変換部５２は、例えば、角速度情報を用いて、加速度情報をセンサ座標系からワールド座標系へ変換することができる。即ち、情報変換部５２は、例えば、加速度を平均化することで得られたおおよその方向に、各時刻の角速度情報を加えることで鉛直方向を推定し、推定した鉛直方向に基づいて重力加速度を分離して動的な加速度となるように変換することができる。
【００４３】
情報解析部５３は、ワールド座標系に変換された加速度を解析する。具体的には、情報解析部５３は、例えば、加速度情報を解析して、インパクト前後の静止時間を検出することができる。インパクト前後の静止時間は、例えば、加速度の分散値を目安として検出することができる。
【００４４】
算出処理部５４は、ワールド座標系に変換された加速度と角速度を用いて、算出処理を実行する。
具体的には、算出処理部５４は、例えば、順方向に加速度を積分した仮速度Ａを生成し、逆方向に加速度を積分して、仮速度Ｂを生成することができる。速度Ｂは、加速度を順次減算することで算出する。
また、算出処理部５４は、例えば、順方向の角速度の絶対値の積分である回転角の累積値ａを算出し、逆方向の角速度の絶対値の積分である回転角の累積値ｂを算出することができる。
【００４５】
速度合成処理部５５は、速度合成処理を実行する。速度合成処理では、各時刻ｔの仮速度Ａ，Ｂに対して累積値ａ，ｂを用いて合成することで、各時刻ｔの移動速度を計測する。速度の計測では、各時刻の仮速度Ａ，Ｂを、累積値ａ，ｂに基づいた合成比率で合成する。
具体的には、速度合成処理部５５は、以下の式（１），（２）により、仮速度から回転角の累積値を用いて、移動速度を計測することができる。
【００４６】
移動速度［ｔ］＝α×仮速度Ａ［ｔ］＋（１−α）×仮速度Ｂ［ｔ］・・・（１）
なお、「仮速度Ａ」は加速度の順方向の積分で算出することができ、「仮速度Ｂ」は加速度の逆方向の積分で算出することができる。
【００４７】
時刻ｔにおいて以下の式（２）を算出する。
α＝累積値ｂ［ｔ］／累積値ａ［ｔ］＋累積値ｂ［ｔ］・・・（２）
なお、「累積値ａ」は順方向の回転角の累積値であり、「累積値ｂ」は逆方向の回転角の累積値である。
【００４８】
図８は、図７の機能的構成を有する図２の解析装置２が実行する移動速度計測処理の流れを説明するフローチャートである。
移動速度計測処理は、ユーザによる移動速度計測処理開始の操作により開始される。
なお、モーションセンサ１がセンシングしたセンサ情報（加速度情報及び角速度情報）は、事前に通信部２３を介して取得し、記録部２２に記録されている。
【００４９】
ステップＳ１１において、情報取得部５１は、記録部２２に記録される加速度情報、角速度情報を記録部２２から取得する。
【００５０】
ステップＳ１２において、情報変換部５２は、角速度情報を用いて、加速度情報をセンサ座標系からワールド座標系へ変換する。
【００５１】
ステップＳ１３において、情報解析部５３は、加速度情報を解析して、インパクト前後の静止時間を検出する。インパクト前後の静止時間は、加速度の分散値を目安として検出する。
【００５２】
ステップＳ１４において、算出処理部５４は、順方向に加速度を積分して仮速度Ａを生成する。
【００５３】
ステップＳ１５において、算出処理部５４は、逆方向に加速度を積分して仮速度Ｂを生成する。速度Ｂは、加速度を順次減算することで算出する。
【００５４】
ステップＳ１６において、算出処理部５４は、順方向の角速度の絶対値の積分である回転角の累積値ａを算出する。
【００５５】
ステップＳ１７において、算出処理部５４は、逆方向の角速度の絶対値の積分である回転角の累積値ｂを算出する。
【００５６】
ステップＳ１８において、速度合成処理部５５は、速度合成処理を実行する。速度合成処理により、仮速度は回転角の累積値を基づく合成比率で合成されて、各時刻の移動速度が算出される。速度合成処理の詳細については、後述する。
算出したＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各速度は、通信部２３を介して、表示装置３に送信されて、表示等に供される。また、算出したＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各速度から対象物の運動状態（例えば、ゴルフのスイング動作）を解析することができる。
【００５７】
ステップＳ１９において、速度合成処理部５５は、全ての時刻における速度の算出が終了したか否かを判定する。
全ての時刻が終了していない場合には、ステップＳ１９においてＮＯと判定されて、処理はステップＳ１８に戻る。
全ての時刻が終了した場合には、ステップＳ１９においてＹＥＳと判定されて、速度算出処理を終了する。
【００５８】
図９は、移動速度計測処理のうち、速度合成処理の流れを説明するフローチャートである。
【００５９】
ステップＳ４１において、速度合成処理部５５は、時刻ｔにおいて以下の式（２）を算出する。
α＝累積値ｂ［ｔ］／累積値ａ［ｔ］＋累積値ｂ［ｔ］・・・（２）
なお、「累積値ａ」は順方向の回転角の累積値であり、「累積値ｂ」は逆方向の回転角の累積値である。
【００６０】
ステップＳ４２において、速度合成処理部５５は、時刻ｔにおいて以下の式（１）を算出する。
移動速度［ｔ］＝α×仮速度Ａ［ｔ］＋（１−α）×仮速度Ｂ［ｔ］・・・（１）
なお、「仮速度Ａ」は加速度の順方向の積分で算出することができ、「仮速度Ｂ」は加速度の逆方向の積分で算出することができる。
【００６１】
近年、スポーツを行っている選手の運動における動作状態を計測し、技能向上に役立てる取り組みが盛んに行われている。その中でも、ゴルフや野球のスイング等の瞬間的な動作のある運動における体の使い方を、複数の高速カメラ映像により解析する取り組みがある。映像により動作を解析する方法においては、解析したい部位を各映像で丁寧に指定する必要があり、また、ゴルフの場合はクラブの当たらない範囲まで、カメラを対象者から遠ざけた映像が必要であったり、映像の解像度とフレームレートの保持が難しかったりという問題があった。
モーションセンサにより取得したセンシングデータから動作を解析することもできるが、例えば、ゴルフのスイングのような瞬間的に衝撃があるような動作の場合には、衝撃によるノイズが載ってしまうために、正確な解析を行うことができないという問題があった。
【００６２】
そこで、本実施形態の解析装置２では、以下の（ａ）〜（ｃ）の処理により、正確な動作の移動速度を推定（計測）することができる。
（ａ）角速度情報を用いて加速度をワールド座標系に変換する。
（ｂ）変換した加速度から動作の順方向、逆方向に積分することで、仮の二種類の速度を生成する。
（ｃ）生成した仮の二種類の速度を用いて、出力する速度を推定する。
なお、（ｂ）については、例えば、以下の（ｂ−１）又は（ｂ−２）の方法で行うこともできる。
（ｂ−１）インパクトの位置を推定しその前では順方向の積分速度を使い、後では逆方向の積分速度を使う方法を用いる。
（ｂ−２）運動中のあるパラメータを推定し、それにより二種類の仮の速度を選択、あるいは合成する方法を用いる。
【００６３】
したがって、解析システムＳにおいては、映像解析が困難な瞬間的な激しい運動においても、移動速度を簡便に計測することができる。
また、解析システムＳにおいては、瞬間的に激しい運動が含まれる運動において、モーションセンサ１を装着するだけで対象部位の速度変化を博することができ、技能の向上に役立てることができる。
【００６４】
以上のように構成される解析装置２は、情報取得部５１と、算出処理部５４と、速度合成処理部５５と、を備える。
情報取得部５１は、対象物の動作における連続する物理量を取得する。
算出処理部５４は、情報取得部５１によって取得された物理量の区間を時系列に沿って積算する。
また、算出処理部５４は、情報取得部５１によって取得された物理量の区間を時系列の逆順に沿って積算する。
速度合成処理部５５は、算出処理部５４による計算結果、及び算出処理部５４による計算結果に基づいて、ユーザの行動状態を判定する。
これにより、解析装置２においては、センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態を正確に判定することができる。
【００６５】
また、速度合成処理部５５は、物理量の区間を時系列に沿って積算した計算結果と、物理量の区間を時系列の逆順に沿って積算した計算結果とを合成する。
これにより、解析装置２においては、センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、より対象の動作状態を正確に判定することができる。
【００６６】
解析装置２は、速度合成処理部５５による合成結果に基づいて、対象物の運動状態を解析する。
これにより、解析装置２においては、判定結果から対象物の運動状態を解析することができる。
【００６７】
物理量は、加速度である。
これにより、解析装置２においては、加速度のセンサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態を正確に判定することができる。
【００６８】
情報取得部５１は、物理量とは異なり、当該物理量と同じタイミングで取得された他の物理量を取得する。
速度合成処理部５５は、情報取得部５１によって取得された他の物理量に基づいて、ユーザの行動状態を判定する。
これにより、解析装置２においては、センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態をより正確に判定することができる。
【００６９】
速度合成処理部５５は、前記第一の計算手段による第一の計算結果と、前記第二の手段による第二の計算結果とを、前記第二の物理量に基づく合成比率で合成して前記ユーザの行動状態を判定する。
これにより、解析装置２においては、センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態をより正確に判定することができる。
【００７０】
他の物理量は、角速度である。
これにより、解析装置２においては、加速度のデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、対象の動作状態をより正確に判定することができる。
【００７１】
対象物の動作とは、ゴルフのスイングである。
これにより、解析装置２においては、センサのデータの中に変化量の大きい部分が含まれる場合でも、ゴルフのスイングを正確に判定することができる。
【００７２】
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。
【００７３】
上述した実施形態では、積算処理の開始時点は、スイングにおけるインパクト前後の静止時間に含まれるよう設定される。このように設定することで、ユーザが静止しており速度が０に近くなる状態から積算処理を行うことが出来るため、積算処理に係る誤差を減らすことが出来る。また、積算処理の開始時点を、速度０に近くなる静止時点とすることができない場合には、積算処理開始時にキャリブレーションを行って、開始時点の速度をベースとして捉えるようにすることで、積算処理に係る誤差の少ない条件で積算処理を行えるように構成してもよい。
【００７４】
また、上述した実施形態では、ゴルフや野球のスイング動作を想定して説明したが、他の動作に適用するように構成してもよい。この場合、特に一連の動作内に激しい動きを含むような場合や、前後に動きの少ない状態でより正確に速度を算出することができる。
【００７５】
また、上述した実施形態では、人に装着したモーションセンサ１からのセンサ情報を解析するように構成したが、人に限られず車等の動作主体でもよく、また、動作主体そのものではなく動作主体が使用する道具の動きをセンシングしたセンサ情報を用いるように構成してもよい。
【００７６】
また、上述した実施形態では、回転角の累積値を仮速度の合成に用いたが、これに限られず、例えば、加速度の絶対値の累積や、分散値の累積などが運動パラメータを用いることができる。
【００７７】
また、上述の実施形態では、解析装置２と、モーションセンサ１とを別装置として解析システムＳとして構成したが、解析装置２に遠隔使用可能なセンサ部として同一装置として構成してもよい。
【００７８】
また、上述の実施形態では、解析する一連の動作において、運動が激しい区間があるか否かを判定して、ある場合にのみ速度算出処理を実行するように構成してもよい。
具体的には、ＣＰＵ２１は、対象の動作における連続する物理量において変化の大きい特異点を検出するように構成する。そして、特異点が検出された場合に、速度の算出に係る処理を行うように構成する。
【００７９】
また、上述の実施形態では、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各速度の算出において、順方向と逆方向の仮速度と回転角の累積値を用いて合成するように構成したが、逆方向からの仮速度と回転角の累積値のみを用いて合成するように構成してもよい。
【００８０】
また、上述の実施形態では、センサ座標系からワールド座標系への変更の際に、回転誤差の補正のために、開始と終了の静止状態の重力方向の間の区間において、順方向と逆方向から重力方向を累積して合成することで、真の重力方向として算出する。これにより、より真値に近い精度の高いワールド座標系の変換を行うことができる。
上述した例以外でも、計算による累積誤差が生じるような場合、所定の区間に区切って時系列の順方向から累積し、逆方向から累積したものを用いることで、累積誤差の除去精度を高くすることができる。
例えば、（適切な重力方向を割り出して）表示方向を正方向にするような場合に適用することも可能である。
【００８１】
また、上述の実施形態では、解析に関する種々の処理は、解析装置２で実行するように構成したが、モーションセンサ１又は表示装置３で実行するようにしてもよく、また、外部装置（例えば、サーバ）で実行するように構成してもよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、加速度を順方向に積分した計算結果と、逆方向に積分した計算結果とを合成して動作状態を解析するように構成したが、それに限らず、２つの計算結果を合成せずにユーザの動作状態を解析するように構成しても良い。
【００８３】
また、上述の実施形態では、本発明が適用される解析装置２は、タブレット端末を例として説明したが、特にこれに限定されない。
例えば、本発明は、移動速度計測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、デジタルカメラ、トラッカー、アクションカメラ、携帯型ナビゲーション装置、携帯電話機、スマートフォン、スマートウォッチ、ポータブルゲーム機等に適用可能である。
【００８４】
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７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解析装置２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２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。
【００８５】
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。
【００８６】
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２の記録部２２等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。記録媒体等は、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、又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２の記録部２２等に含まれるハードディスク等で構成される。
【００８７】
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、並列的或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などより構成される全体的な装置を意味するものとする。
【００８８】
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ともに、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。
【００８９】
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］
対象物の動作における連続する第一の物理量を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第一の区間を時系列に沿って積算する第一の計算手段と、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第二の区間を時系列の逆順に沿って積算する第二の計算手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。
［付記２］
前記第一の計算手段による計算結果と、前記第二の計算手段による計算結果とを合成する合成手段を更に備え、
ことを特徴とする付記１に記載の電子機器。
［付記３］
前記合成手段による合成結果に基づいて、前記対象物の運動状態を解析する解析手段を更に備える、
ことを特徴とする付記２に記載の電子機器。
［付記４］
前記対象物の動作における連続する前記第一の物理量において変化の大きい特異点を検出する検出手段を更に備え、
前記第一の計算手段及び前記第二の計算手段は、前記検出手段によって前記特異点が検出された場合に、積算処理を実行する、
ことを特徴とする付記１乃至３の何れか１つに記載の電子機器。
［付記５］
前記第一の区間及び前記第二の区間は、前記検出手段による検出結果に基づき、前記第一の物理量における前記特異点の近傍に設定される、
ことを特徴とする付記４に記載の電子機器。
［付記６］
ユーザの行動状態を判定する判定手段を更に備え、
前記取得手段は、前記第一の物理量とは異なり、当該第一の物理量と同じタイミングで取得された第二の物理量を取得し、
前記判定手段は、前記取得手段によって取得された前記第二の物理量に基づいて、前記ユーザの行動状態を判定する、
ことを特徴とする付記１乃至５の何れか１つに記載の電子機器。
［付記７］
前記判定手段は、前記第一の計算手段による第一の計算結果と、前記第二の計算手段による第二の計算結果とを、前記第二の物理量に基づく合成比率で合成して前記ユーザの行動状態を判定する、
ことを特徴とする付記６に記載の電子機器。
［付記８］
前記第二の物理量は、角速度である、
ことを特徴とする付記６又は７に記載の電子機器。
［付記９］
対象物の動作における連続する第一の物理量を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記第一の物理量の第一の区間を時系列に沿って積算する第一の計算ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記第一の物理量の第二の区間を時系列の逆順に沿って積算する第二の計算ステップと、
を含むことを特徴とする判定方法。
［付記１０］
コンピュータを、
対象物の動作における連続する第一の物理量を取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第一の区間を時系列に沿って積算する第一の計算手段、
前記取得手段によって取得された前記第一の物理量の第二の区間を時系列の逆順に沿って積算する第二の計算手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・モーションセンサ，２・・・解析装置，３・・・表示装置，１１・・・ＣＰＵ，１２・・・加速度センサ，１３・・・角速度センサ，１４・・・記録部，１５・・・通信部，２１・・・ＣＰＵ，２２・・・記録部，２３・・・通信部，３１・・・通信部，３２・・・出力部，５１・・・情報取得部，５２・・・情報変換部，５３・・・情報解析部，５４・・・算出処理部，５５・・・速度合成処理部，Ｓ・・・解析システム
【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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