(57)【要約】【課題】より手間なくセンサから得られる値を適切な値に補正できるようにすること。【解決手段】運動解析装置２は、センサ情報取得部５１と、オフセット設定処理部５３と、を備える。センサ情報取得部５１は、一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々取得する。オフセット設定処理部５３は、センサ情報取得部５１によって取得された一連の動作の期間における第二の物理量の分散値に基づいて、第一の物理量の補正値を決定する。これにより、運動解析装置２においては、より手間なくセンサから得られる値を適切な値に補正できるようにすることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々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一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記取得手段によって取得された前記一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、対応する期間における前記第一の物理量の評価値を算出する第一の算出手段を更に備え、
前記決定手段は、前記第一の算出手段により算出された評価値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記取得手段によって取得された前記一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量を補正するか否かを判定する判定手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記評価値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を算出する第二の算出手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記第二の物理量の分散値に応じた重み付きの分布を設定する設定手段を、さらに備え、
前記第一の算出手段は、前記設定手段によって設定された前記第二の物理量の分散値に応じた重み付きの分布において、差分が大きい箇所の評価値が低く算出する、
ことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記取得手段は、一連の動作の計測が終了した後に第一の物理量及び第二の物理量を夫々取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
一連の動作の計測は、動作対象者の身体に装着したセンサ装置によって行われる、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記第一の物理量は、角速度であり、
前記第二の物理量は、加速度又は地磁気である、
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々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一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する決定ステップと、
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された前記一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する決定手段、
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、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加速度センサとジャイロセンサとを用いて、ジャイロセンサのオフセット値を補正する装置に関する技術がある。このような技術では、例えば、特許文献１には、センサにより対象物の静止状態を判定し、静止していると判定された場合にジャイロセンサに対してオフセット補正を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−３７４０５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、例えば、静止状態の判定が難しい点や、そもそも物体を完全に静止させなければオフセット補正を行うことができないという問題が内在しており、適切な値にセンサのオフセット補正をするための手間がユーザにかかっていた。
【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、より手間なくセンサから得られる値を適切な値に補正できるように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、本発明の一態様の情報処理装置は、
一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々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一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する決定手段と、
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、より手間なくセンサから得られる値を適切な値に補正できるようにすることができる。
【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システムＳのシステム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センサユニット１のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の情報処理装置の一実施形態に係る運動解析装置２のハードウェアの構成を示すブロック図である。
【図４】スイング時のジャイロセンサのセンサ値から推定した角度と、モーションキャプチャにより割り出された角度との比較を示す図である。
【図５】スイング時の加速度に対してワールド座標系変換を行った結果を示す図である。
【図６】ワールド座標系変換後の加速度におけるジャイロオフセットの回転補正の有無の結果を示した図である。
【図７】図３の運動解析装置２の機能的構成のうち、腰角度算出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３の運動解析装置２が実行する腰角度算出処理の流れを説明するフローチャートである。
【図９】腰角度算出処理のうち、評価値算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】
図１は、本発明の一実施形態に係る運動解析システムＳのシステム構成を示すシステム構成図である。
運動解析システムＳは、図１に示すように、センサユニット１と、運動解析装置２と、を含む。
【００１１】
センサユニット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、センシングしたデータ（以下、「センサ情報」という。）を運動解析装置２に送信する通信機能と、を有する。
本実施形態においては、センサユニット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。
【００１２】
運動解析装置２は、少なくとも、センサユニット１から送信されたセンサ情報を受信する通信機能と、センサ情報を解析して、一連の動作中の姿勢（本実施形態においては、腰の姿勢変化）を解析する解析機能と、解析結果を画面に表示する表示機能と、を有する。
本実施形態においては、運動解析装置２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、テイクバック、ダウンスイング、フォロー、フィニッシュ等の各動作を解析により特定する。
また、本実施形態においては、運動解析装置２は、スイングにおける一連の動作が終了した後に、取得したセンサ情報を解析して、腰の姿勢変化を推定し、推定結果を画面に表示する。スイングにおける腰の姿勢変化（動き）を確認したユーザは、フォームの改善等に役立てることができる。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態に係るセンサユニット１のハードウェアの構成を示すブロック図である。
センサユニット１は、図２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１−１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２−１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３−１と、バス１４−１と、入出力インターフェース１５−１と、センサ部１６−１と、入力部１７−１と、出力部１８−１と、記憶部１９−１と、通信部２０−１と、ドライブ２１−１と、を備えている。
【００１４】
ＣＰＵ１１−１は、ＲＯＭ１２−１に記録されているプログラム、又は、記憶部１９−１からＲＡＭ１３−１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。
【００１５】
ＲＡＭ１３−１には、ＣＰＵ１１−１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。
【００１６】
ＣＰＵ１１−１、ＲＯＭ１２−１及びＲＡＭ１３−１は、バス１４−１を介して相互に接続されている。このバス１４−１にはまた、入出力インターフェース１５−１も接続されている。入出力インターフェース１５−１には、センサ部１６−１、入力部１７−１、出力部１８−１、記憶部１９−１、通信部２０−１及びドライブ２１−１が接続されている。
【００１７】
センサ部１６−１は、ジャイロセンサ、３軸加速度センサ、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センサユニット１に生じた角速度を検出して、センサ情報として出力する。
【００１８】
入力部１７−１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１８−１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１９−１は、ハードディスク或いは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２０−１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。
【００１９】
ドライブ２１−１には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア３１−１が適宜装着される。ドライブ２１−１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１９−１にインストールされる。また、リムーバブルメディア３１−１は、記憶部１９−１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１９−１と同様に記憶することができる。
【００２０】
図３は、本発明の情報処理装置の一実施形態に係る運動解析装置２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２は、例えば、スマートフォン等の情報機器として構成される。
【００２１】
運動解析装置２は、図３に示すように、ＣＰＵ１１−２と、ＲＯＭ１２−２と、ＲＡＭ１３−２と、バス１４−２と、入出力インターフェース１５−２と、入力部１７−２と、出力部１８−２と、記憶部１９−２と、通信部２０−２と、ドライブ２１−２と、撮像部２２−２と、を備える。
即ち、センサユニット１と、運動解析装置２とは、センサ部１６−１を除く、ＣＰＵ１１−１乃至ドライブ２１−１と、ＣＰＵ１１−２乃至ドライブ２１−２との構成において同一である。運動解析装置２では、センサユニット１と同一の構成については、説明を省略する。
【００２２】
運動解析装置２は、ＣＰＵ１１−２乃至ドライブ２１−２に加えて、さらに撮像部２２−２を備える。
【００２３】
撮像部２２−２は、図示はしないが、光学レンズ部と、イメージセンサと、を備えている。
【００２４】
光学レンズ部は、被写体を撮影するために、光を集光するレンズ、例えばフォーカスレンズやズームレンズ等で構成される。
フォーカスレンズは、イメージセンサの受光面に被写体像を結像させるレンズである。ズームレンズは、焦点距離を一定の範囲で自在に変化させるレンズである。
光学レンズ部にはまた、必要に応じて、焦点、露出、ホワイトバランス等の設定パラメータを調整する周辺回路が設けられる。
【００２５】
イメージセンサは、光電変換素子や、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）等から構成される。
光電変換素子は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の光電変換素子等から構成される。光電変換素子には、光学レンズ部から被写体像が入射される。そこで、光電変換素子は、被写体像を光電変換（撮像）して画像信号を一定時間蓄積し、蓄積した画像信号をアナログ信号としてＡＦＥに順次供給する。
ＡＦＥは、このアナログの画像信号に対して、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等の各種信号処理を実行する。各種信号処理によって、ディジタル信号が生成され、撮像部２２の出力信号として出力される。
このような撮像部２２−２の出力信号を、以下、「撮像画像のデータ」と呼ぶ。撮像画像のデータは、ＣＰＵ１１−２や図示しない画像処理部等に適宜供給される。
【００２６】
加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサでセンシングされた物理量を示すセンサ情報を利用して、デバイスの姿勢を推定する場合には、例えば、以下の二点が問題となる場合が多い。
１）重力方向の推定
重力方向の推定には加速度センサを用いることが一般的である。しかし、スイングなどの動作は激しく体が動くため、動的加速度が混ざり、純粋な重力加速度を取り出すことは難しい。スイング前後に一度完全に静止すると純粋な重力加速度を取得できるが、本来のスイング動作からすると余計な動作を含むことになる。
２）ジャイロオフセット
姿勢推定では、ジャイロセンサから得られる回転変化を積算することが多い。しかし、ジャイロセンサには、個体差、温度変化、時間経過によって、微小なゼロ点誤差が乗る状態（以下、「ジャイロオフセット」という。）になることが一般的であり、これを考慮せずに回転変化を積算すると誤った方向に回転してしまう。このジャイロオフセットを取得するには、完全静止中のジャイロセンサの値を取得することが必要である。
即ち、ユーザがジャイロオフセット補正のために、完全静止した状態を一定時間保つ必要があり、本来のスイング動作からすると余計な動作を含むことになる。
ここで、ゼロ点誤差を「ジャイロオフセット値」ともいい、当該ジャイロオフセット値を減算して適切な値（真値）に補正する値を「ジャイロオフセット補正値」ともいう。
【００２７】
本実施形態の運動解析装置２は上記の課題を解決可能なものであり、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサのセンサ情報から姿勢を推定することができ、且つ、スイング前後に明確に、完全な静止状態がない場合でも、姿勢の推定を行うことができる機能を有する。
【００２８】
図４は、スイング時のジャイロセンサのセンサ値から推定した角度と、モーションキャプチャにより割り出された角度との比較を示す図である。なお、図中、各軸の角度において、実線はモーションキャプチャを示し、破線はジャイロセンサを示す。
図４の例に示すように、スイング時にジャイロセンサとモーションキャプチャで計測を行った場合には、ジャイロセンサから取得された角速度から推定した角度が真値の角度変化となるモーションキャプチャから割り出した角度（特に、ｘ軸、ｙ軸）から徐々にズレることがわかる。このズレは、ジャイロオフセット値に起因するものであるため、モーションキャプチャの値と一致する適切なジャイロオフセット補正値で減算することで、角度が適切なものとなる。即ち、ジャイロオフセット補正値を徐々に変えていき、適当な数値を探索することで、角度を適切なものとすることができる。
【００２９】
しかしながら、本実施形態の運動解析システムＳでは、センサユニット１からの計測結果のみを用いるため、モーションキャプチャの計測は行わない。そこで、センサデータから現在のジャイロオフセットが適当かを、評価値を用いて判断する。
【００３０】
ジャイロオフセットの評価値としては、加速度、地磁気の重み付きの分散の逆数を用いる。
【００３１】
図５は、スイング時の加速度に対してワールド座標系変換を行った結果を示す図である。なお、図中、実線はＸ軸を示し、破線はＹ軸を示し、一点鎖線はＺ軸を示す。また、ワールド座標系変換は、加速度を時刻０からジャイロセンサにより得られる角速度により行う。
図５の例に示すように、基本的には重力加速度が現れており、スイング動作による動的加速度も加わっている。さらに、重力加速度はジャイロオフセットのために徐々に回転しており、ジャイロオフセットによる回転への影響は上記加速度の分散に現れる。
適当なジャイロオフセットを推定できた場合、重力加速度は回転せず、三軸の加速度が正しく分離できるために分散は小さくなる。ジャイロオフセットを補正しない場合、三軸の加速度が正しく分離できないために分散が大きくなる。
【００３２】
図６は、ワールド座標系変換後の加速度におけるジャイロオフセットの回転補正の有無の結果を示した図である。なお、図６（ａ）においては、実線はＸ軸を示し、破線はＹ軸を示し、一点鎖線はＺ軸を示し、図６（ｃ）においては、各軸の角度において、実線はモーションキャプチャを示し、破線はジャイロセンサを示す。
図６（ａ）の例に示すように、単純な分散だと、スイングによる動的加速度の影響で、分散値が大きくなってしまうため、図６（ｂ）に示すように、ジャイロセンサや加速度センサの値から動きの大きい、即ち、静止ではないところの重みを小さくする（逆に、静止に近いほど重みを［大］）。このとき、平均も重み付き平均を用いる。分散が小さいほど角速度の値が正しく推定は正しいため、評価値は分散の逆数とする。
その結果、図６（ｂ）の例に示すように、図４に比しても、モーションキャプチャに近い推定が行えていることが言える。
【００３３】
図７は、図３の運動解析装置２の機能的構成のうち、腰角度算出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。
腰角度算出処理とは、センサ情報に対して、算出したジャイロオフセットの評価値に基づいて設定された減算量に基づいてジャイロオフセットの補正を行って、腰の角度を算出して推定し、表示する一連の処理をいう。
【００３４】
腰角度算出処理を実行する場合には、図７に示すように、ＣＰＵ１１−２において、センサ情報取得部５１と、評価値算出処理部５２と、オフセット設定処理部５３と、腰角度算出処理部５４と、出力制御部５５と、が機能する。
【００３５】
また、記憶部１９−２の一領域には、センサ情報記憶部７１と、姿勢情報記憶部７２と、が設定される。
【００３６】
センサ情報記憶部７１には、一連のスイング動作毎の加速度センサ・ジャイロセンサ・地磁気センサのセンサ情報が記憶される。
【００３７】
姿勢情報記憶部７２には、算出された腰角度の情報を含む姿勢変化に関する情報が記憶される。
【００３８】
センサ情報取得部５１は、センサ情報記憶部７１に記憶される加速度センサ・ジャイロセンサ・地磁気センサのセンサ情報を取得する。
【００３９】
評価値算出処理部５２は、評価値算出処理を実行する。評価値算出処理の実行の結果、ジャイロオフセットの評価値が算出される。評価値算出処理では、角速度・加速度の分散により各時刻の重みを算出し、現在のジャイロオフセットをジャイロセンサにより取得される角速度の値から減算し、加速度を減算された角速度の値により回転させてワールド座標系に変換し、ワールド座標系の加速度から重み付き分散を算出して、当該重み付き分散の逆数を、ジャイロオフセットの評価値として設定する。
【００４０】
オフセット設定処理部５３は、最小二乗法といった様々な探索方法を用いてより評価値の高いジャイロオフセット補正値を近傍から探索し、ジャイロオフセット補正値を更新し、ジャイロオフセットの補正の設定に係る処理を行う。
【００４１】
腰角度算出処理部５４は、評価値に基づいて減算した角速度の値からスイング中の角度を算出して、腰の角度の算出に係る処理を行う。
【００４２】
出力制御部５５は、例えば、腰の部位を模式化したモデルを角度変化に応じて動かすアニメーション等で腰の姿勢変化を表示するように出力部１８−２を制御する。
【００４３】
図８は、図７の機能的構成を有する図３の運動解析装置２が実行する腰角度算出処理の流れを説明するフローチャートである。
腰角度算出処理は、ユーザによる入力部１７−２への腰角度算出処理開始の操作により開始される。また、腰角度算出処理にあたり、予めセンサユニット１から解析対象となるスイング動作を含む加速度センサ・ジャイロセンサ・地磁気センサのセンサ情報を、通信部２０−２を介して取得して、センサ情報記憶部７１に記憶させる。
【００４４】
ステップＳ１１において、センサ情報取得部５１は、センサ情報記憶部７１から、解析対象となるスイングを含む範囲の加速度センサ・ジャイロセンサ・地磁気センサのセンサ情報を取得する。
【００４５】
ステップＳ１２において、評価値算出処理部５２は、角速度・加速度の分散により各時刻の重みを算出する。
重み［Ｗ［ｉ］］は、以下の式（１）を用いて算出する。
Ｗ［ｉ］＝１．０ｆ／（ＧｙｒＮｏｒｍ［ｉ］×α＋ＡｃｃＶａｒ［ｉ］×β）・・・（１）
なお、ジャイロの大きさ［ＧｙｒＮｏｒｍ［ｉ］＝ｎｏｒｍ（Ｇｙｒ［ｉ］）］が小さいほど、また、加速度の分散［ＡｃｃＶａｒ［ｉ］＝ｖａｒ（Ａｃｃ［ｉ−ｄ：ｉ＋ｄ］］が小さいほど、静止しているであろうという推測が成り立つため上記式（１）により重みを算出する。「ｄ」は、本実施形態においては０．２５秒とする。また、「α」，「β」は、実験等で決定される係数である。
【００４６】
ステップＳ１３において、評価値算出処理部５２は、ジャイロオフセット補正値を［Ｘ，Ｙ，Ｚ］＝［０，０，０］に初期化する。
【００４７】
ステップＳ１４において、評価値算出処理部５２は、評価値算出処理を実行する。評価値算出処理の実行の結果、所定時刻のジャイロオフセットの評価値が算出される。評価値算出処理の詳細な流れについては後述する。
【００４８】
ステップＳ１５において、オフセット設定処理部５３は、より評価値の高いジャイロオフセット補正値を近傍から探索する。具体的には、ジャイロオフセット補正値の現在値［ＧｙｒＯｆｆ［ｇｘ＿ｉ，ｇｙ＿ｉ，ｇｚ＿ｉ］］で評価値がｖの場合には、周辺を各軸固定値ｇｄ分ずらしていき、評価値がｖを上回るものを探索する。
より評価値の高いジャイロオフセット補正値が近傍から見つかった場合には、ステップＳ１５において［見つかった］と判定されて、処理はステップＳ１６に進む。
より評価値の高いジャイロオフセット補正値が近傍から見つからなかった場合には、ステップＳ１５において［見つからなかった］と判定されて、処理はステップＳ１７に進む。
【００４９】
ステップＳ１６において、オフセット設定処理部５３は、ジャイロオフセット補正値を更新する。その後、処理はステップＳ１４に戻る。
【００５０】
ステップＳ１７において、腰角度算出処理部５４は、ジャイロセンサから取得された角速度をジャイロオフセット補正値で減算して、腰の角度を算出する。算出した腰角度の情報は、姿勢情報記憶部７２に記憶される。
【００５１】
ステップＳ１８において、出力制御部５５は、腰の姿勢変化を表示するように出力部１８−２を制御する。腰の姿勢変化は、例えば、腰の部位を模式化したモデルを角度変化に応じて、動かすアニメーションにより表示することができる。その後、腰角度算出処理は終了する。
【００５２】
図９は、腰角度算出処理のうち、評価値算出処理の流れを説明するフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ３１において、評価値算出処理部５２は、現在のジャイロオフセット値をジャイロセンサにより取得される角速度から減算する。
【００５４】
ステップＳ３２において、評価値算出処理部５２は、加速度を減算された角速度の値により回転させてワールド座標系に変換する。なお、ステップＳ３１と、ステップＳ３２及びステップＳ３３の処理は、並行して行うことが可能であり、順番は逆でもよい。
【００５５】
ステップＳ３３において、評価値算出処理部５２は、ワールド座標系の加速度から重み付き平均を算出する。
重み付き平均［ＡｃｃＲＭｅａｎ］は、以下の式（２）により算出する。
重み付き平均［ＡｃｃＲＭｅａｎ］＝｛Σ（ＡｃｃＲ［ｉ］×Ｗ［ｉ］）｝／ΣＷ［ｉ］・・・（２）
【００５６】
ステップＳ３４において、評価値算出処理部５２は、ワールド座標系の加速度から重み付き分散を算出する。
重み付き分散［ＡｃｃＲＶａｒ］は、以下の式（３）により算出する。
重み付き分散［ＡｃｃＲＶａｒ］＝［Σ｛Ｗ［ｉ］×（ＡｃｃＲ［ｉ］−ＡｃｃＲＭｅａｎ）＾２｝］／Ｎ・・・（３）
なお、重み付き分散では、分散により全体として値の変化がないことを確認するために、区間を設けない（図３を参照）。
【００５７】
ステップＳ３５において、評価値算出処理部５２は、重み付き分散の逆数を、ジャイロオフセットの評価値として設定する。
即ち、ジャイロオフセットの評価値は、以下の式（４）から設定される。
ジャイロオフセットの評価値＝１／ＡｃｃＲＶａｒ・・・（４）
なお、地磁気の評価値も同様の方法で算出可能であり、両者の重み付き和をとることで、最終的な評価値とする。
【００５８】
したがって、運動解析装置２では、上述した処理により、ジャイロセンサにより得られた角速度に含まれるジャイロオフセット値をより適切に補正することができる。このため、計測対象となるゴルフプレーヤーの腰に装着され、スイング動作を計測するセンサユニット２のようにＺ軸方向が重力方向とは異なるような場合においても、正確な姿勢の補正を行うことができる。また、加速度のデータを正しく分離できるために、三軸方向への加速度の分散から重力方向を正しく推定することができるようになる。
【００５９】
以上のように構成される運動解析装置２は、センサ情報取得部５１と、オフセット設定処理部５３と、を備える。
センサ情報取得部５１は、一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々取得する。
オフセット設定処理部５３は、センサ情報取得部５１によって取得された一連の動作の期間における第二の物理量の分散値に基づいて、第一の物理量の補正値を決定する。
これにより、運動解析装置２においては、より手間なくセンサから得られる値を適切な値に補正できるようにすることができる。
【００６０】
また、運動解析装置２は、センサ情報取得部５１によって取得された一連の動作の期間における第二の物理量の分散値に基づいて、対応する期間における第一の物理量の評価値を算出する評価値算出処理部５２を更に備える。
オフセット設定処理部５３は、評価値算出処理部５２により算出された評価値に基づいて、第一の物理量の補正値を決定する。
これにより、運動解析装置２においては、より手間なくセンサから得られる値を適切な値に補正できるようにすることができる。
【００６１】
評価値算出処理部５２は、センサ情報取得部５１によって取得された一連の動作の期間における第二の物理量の分散値に基づいて、第一の物理量を補正するか否かを判定する。
【００６２】
評価値算出処理部５２は、評価値に基づいて、第一の物理量の補正値を算出する。
【００６３】
評価値算出処理部５２は、運動解析装置２は、第二の物理量の分散値に応じた重み付きの分布を設定する。
また、評価値算出処理部５２は、評価値算出処理部５２によって設定された第二の物理量の分散値に応じた重み付きの分布において、差分が大きい箇所の評価値が低く算出する。
これにより、運動解析装置２においては、ジャイロセンサから得られる角速度のオフセットをより適切に補正することができる。
【００６４】
センサ情報取得部５１は、一連の動作の計測が終了した後に第一の物理量及び第二の物理量を夫々取得する。
これにより、運動解析装置２においては、一連の動作の計測が終了した後の第一の物理量及び第二の物理量を用いて、ジャイロセンサから得られる角速度のオフセットを適切に補正することができる。
【００６５】
一連の動作の計測は、動作対象者の身体に装着したセンサ装置によって行われる。
これにより、運動解析装置２においては、動作対象者の身体の姿勢変化を取得することができる。
【００６６】
第一の物理量は、角速度である。
第二の物理量は、加速度又は地磁気である。
これにより、運動解析装置２においては、加速度又は地磁気から、ジャイロセンサから得られる角速度のオフセットを適切に補正することができる。
【００６７】
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。
【００６８】
上述の実施形態では、ゴルフのスイングを解析するものとして説明したが、これに限られない。静止状態から動作状態となり、最終的に静止状態となるような動作が数秒の間で経るような動作に対して適用可能であり、例えば、野球やテニス等のスイングにも適用可能である。
【００６９】
上述の実施形態では、ジャイロオフセット補正値を変化させながら評価値を算出して、評価値が高いものを適切なジャイロオフセット補正値として採用するように構成したが、これに限られない。評価値算出処理部５２により各時刻の重みを算出した段階で、算出された重みの値が所定の閾値を超えているか否かによって、ジャイロオフセット補正の有無を判定するように構成しても良い。
【００７０】
上述の実施形態では、ジャイロオフセット補正値を変化させながら評価値を算出して、評価値が高いものを適切なジャイロオフセット補正値として採用するように構成したが、これに限られない。評価値算出処理部５２により各時刻の重みを算出した段階で、予め算出して重みとジャイロオフセット補正値とを対応付けたテーブルを記録し、そのテーブルを参照することでジャイロオフセット補正値を決定するように構成しても良い。
【００７１】
また、上述の実施形態では、本発明が適用される運動解析装置２は、デジタルカメラ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、腰角度算出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、スマートフォン、ポータブルゲーム機等に適用可能である。
【００７２】
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運動解析装置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７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。
【００７３】
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。
【００７４】
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、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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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］
一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々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一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
［付記２］
前記取得手段によって取得された前記一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、対応する期間における前記第一の物理量の評価値を算出する第一の算出手段を更に備え、
前記決定手段は、前記第一の算出手段により算出された評価値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する、
ことを特徴とする付記１に記載の情報処理装置。
［付記３］
前記取得手段によって取得された前記一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量を補正するか否かを判定する判定手段を更に備える、
ことを特徴とする付記２に記載の情報処理装置。
［付記４］
前記評価値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を算出する第二の算出手段を更に備える、
ことを特徴とする付記２又は３に記載の情報処理装置。
［付記５］
前記第二の物理量の分散値に応じた重み付きの分布を設定する設定手段を、さらに備え、
前記第一の算出手段は、前記設定手段によって設定された前記第二の物理量の分散値に応じた重み付きの分布において、差分が大きい箇所の評価値が低く算出する、
ことを特徴とする付記２乃至４の何れか１つに記載の情報処理装置。
［付記６］
前記取得手段は、一連の動作の計測が終了した後に第一の物理量及び第二の物理量を夫々取得する、
ことを特徴とする付記１乃至５の何れか１つに記載の情報処理装置。
［付記７］
一連の動作の計測は、動作対象者の身体に装着したセンサ装置によって行われる、
ことを特徴とする付記１乃至６の何れか１つに記載の情報処理装置。
［付記８］
前記第一の物理量は、角速度であり、
前記第二の物理量は、加速度又は地磁気である、
ことを特徴とする付記１乃至７の何れか１つに記載の情報処理装置。
［付記９］
一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々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一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する決定ステップと、
を含むことを特徴とする情報処理方法。
［付記１０］
コンピュータを、
一連の動作の期間内に複数回計測される第一の物理量及び当該第一の物理量とは異なる第二の物理量を夫々取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された前記一連の動作の期間における前記第二の物理量の分散値に基づいて、前記第一の物理量の補正値を決定する決定手段、
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】
【００７８】
１・・・運動解析装置，２・・・センサユニット，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・・・センサ情報取得部，５２・・・評価値算出処理部，５３・・・オフセット設定処理部，５４・・・腰角度算出部，５５・・・出力制御部，７１・・・センサ情報記憶部，７２・・・姿勢情報記憶部，Ｓ・・・運動解析システム
【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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