(57)【要約】      （修正有）【課題】精度よく運動解析を行うことが可能な運動解析装置及び運動解析システムを提供する。【解決手段】運動解析装置２０は、センサーユニット１０の出力を用いて、被験者の運動解析を行う処理部２００を含む。センサーユニット１０は、少なくとも２５００ｄｐｓの角速度を計測可能な角速度センサー１１０と、少なくとも５０Ｇの加速度を計測可能な第２加速度センサー１０２と、少なくとも２４Ｇの加速度を計測可能な第１加速度センサー１００と、を含み、ゴルフクラブおよび被験者の少なくとも一方に装着される。処理部２００は、角速度センサー１１０が計測する角速度を用いて、運動時のセンサーユニット１０の姿勢を演算し、且つ、運動時に印加される加速度に応じて、第２加速度センサー１０２および第１加速度センサー１００の出力の選択を行い、選択されたセンサーの加速度を用いて、運動中のセンサーユニット１０の位置を演算する。【選択図】図４
2015156882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２５００ｄｐｓの角速度を計測可能な第１のセンサーと、少なくとも５０Ｇの加速度を計測可能な第２のセンサーと、少なくとも２４Ｇの加速度を計測可能な第３のセンサーと、を含み、運動器具および前記運動器具を操作する被験者の少なくとも一方に装着されるセンサーユニットの出力を用いて、前記被験者の運動解析を行う処理部を含み、
前記処理部は、
前記第１のセンサーが計測する角速度を用いて、運動時の前記センサーユニットの姿勢の演算し、
且つ、運動時に印加される加速度に応じて、前記第２のセンサーおよび前記第３のセンサーの出力の選択を行い、選択されたセンサーの加速度を用いて、運動中の前記センサーユニットの位置を演算する、運動解析装置。
【請求項２】
前記第１のセンサーは複数軸回りの角速度を計測可能であり、
前記処理部は、
各軸回りに生じた角速度のノルムから打球のタイミングを演算する、請求項１に記載の運動解析装置。
【請求項３】
前記処理部は、運動開始時は前記第３のセンサーが計測する加速度を用いて演算を行い、運動中に印加される加速度が予め設定された閾値を超えた場合に前記第２のセンサーが計測する加速度を用いて演算を行う、請求項１または２に記載の運動解析装置。
【請求項４】
前記第１のセンサーは、少なくとも３０００ｄｐｓの角速度を計測可能である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の運動解析装置。
【請求項５】
前記第１のセンサー、前記第２のセンサー、および前記第３のセンサーの少なくとも一つのサンプリングレートは１ｋｓｐｓ以上である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の運動解析装置。
【請求項６】
前記運動器具はゴルフクラブである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の運動解析装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の運動解析装置と、前記センサーユニットと、を含む、運動解析システム。
【請求項８】
前記センサーユニットの幅が、前記運動器具のシャフトの最大幅以下である、請求項７に記載の運動解析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動解析装置及び運動解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフ、テニス、野球などのスポーツでは、スイング運動のリズムやフォームを改善することで競技力を向上させることができると考えられ、近年、運動器具に取り付けたセンサーの出力データを用いて、被験者の運動を解析して提示する運動解析装置が実用化されてきている。例えば、被験者のゴルフスイングを解析するスイング解析装置では、スイング中のゴルフクラブの最大速度となるインパクト付近では大きな加速度や角速度が加わるため、センサーによりこれらの慣性量をとらえることができなければ正確なスイング解析を行うことができない。これに対して、特許文献１では、低ダイナミックレンジセンサーと高ダイナミックレンジセンサーを切り替えて、低速から高速のスイングを解析する装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４２３２３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には、加速度センサーのスペックについての記載はあるものの、運動解析に必要なジャイロセンサーのスペックについては記載されていない。これまで、高精度な運動解析に要求されるジャイロセンサーのスペックについては十分に検討されていなかった。
【０００５】
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、精度よく運動解析を行うことが可能な運動解析装置及び運動解析システムを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係る運動解析装置は、少なくとも２５００ｄｐｓの角速度を計測可能な第１のセンサーと、少なくとも５０Ｇの加速度を計測可能な第２のセンサーと、少なくとも２４Ｇの加速度を計測可能な第３のセンサーと、を含み、運動器具および前記運動器具を操作する被験者の少なくとも一方に装着されるセンサーユニットの出力を用いて、前記被験者の運動解析を行う処理部を含み、前記処理部は、前記第１のセンサーが計測する角速度を用いて、運動時の前記センサーユニットの姿勢の演算し、且つ、運動時に印加される加速度に応じて、前記第２のセンサーおよび前記第３のセンサーの出力の選択を行い、選択されたセンサーの加速度を用いて、運動中の前記センサーユニットの位置を演算する。
【０００８】
運動器具は、例えば、ゴルフクラブ、テニスラケット、野球のバット、ホッケーのスティック等の打球に用いられる器具である。
【０００９】
センサーユニットは、例えば、加速度や角速度を計測可能な慣性計測ユニット（ＩＭＵ
：Inertial Measurement Unit）でもよい。また、センサーユニットは、運動器具や被験者の体の部位に対して脱着可能であってもよいし、例えば、運動器具に内蔵されるなど、運動器具に固定されていて取り外すことができないものでもよい。
【００１０】
本適用例に係る運動解析装置によれば、第１のセンサーにより、一般的な被験者の運動中に加わる最大角速度をとらえ、運動中のセンサーユニットの姿勢を精度良く演算することが可能となる。また、運動時に印加される加速度の大きさに応じて、第２のセンサーおよび第３のセンサーの出力を選択することにより、一般的な被験者の運動中に加わる低加速度から最大加速度をとらえ、運動中のセンサーユニットの位置を精度良く演算することが可能となる。演算された姿勢や位置を用いて、例えばスイング軌跡を出力することができ、被験者は自分のスイングの客観的に評価することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例に係る運動解析装置において、前記第１のセンサーは複数軸回りの角速度を計測可能であり、前記処理部は、各軸回りに生じた角速度のノルムから打球のタイミングを演算してもよい。
【００１２】
本適用例に係る運動解析装置によれば、精度良くインパクトのタイミングを検出することができ、被験者は自分のスイングの良し悪しを評価することができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例に係る運動解析装置において、前記処理部は、運動開始時は前記第３のセンサーが計測する加速度を用いて演算を行い、運動中に印加される加速度が予め設定された閾値を超えた場合に前記第２のセンサーが計測する加速度を用いて演算を行ってもよい。
【００１４】
本適用例に係る運動解析装置では、予め加速度の閾値を設定することにより、例えば、スイング動作においては、スイング開始からインパクト手前までは計測レンジの低い第３のセンサーで加速度を計測し、インパクト手前からインパクト後を計測レンジの高い第２のセンサーで加速度を計測することができる。これにより、スイング時のセンサーユニットの位置を精度良く演算することができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例に係る運動解析装置において、前記第１のセンサーは、少なくとも３０００ｄｐｓの角速度を計測可能であってもよい。
【００１６】
本適用例に係る運動解析装置によれば、第１のセンサーにより、上級の被験者の運動中に加わる最大角速度もとらえることが可能である。従って、第１のセンサーが計測した角速度を用いて、より多くの被験者の運動を精度よく解析することができる。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例に係る運動解析装置において、前記第１のセンサー、前記第２のセンサー、および前記第３のセンサーの少なくとも一つのサンプリングレートは１ｋｓｐｓ以上であってもよい。
【００１８】
本適用例に係る運動解析装置によれば、第１のセンサー、第２のセンサー、および第３のセンサーの少なくとも１つが１ｍｓという短い周期で計測を行うので、被験者の運動を高精度に捉えることができる。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例に係る運動解析装置において、前記運動器具はゴルフクラブであってもよい
。
【００２０】
本適用例に係る運動解析装置によれば、ゴルフスイングの解析を精度よく行うことができる。
【００２１】
［適用例７］
本適用例に係る運動解析システムは、上記のいずれかの運動解析装置と、前記センサーユニットと、を含む。
【００２２】
本適用例に係る運動解析システムによれば、運動解析装置は、センサーユニットの計測データを用いて、被験者の運動を精度よく解析することができる。
【００２３】
［適用例８］
上記適用例に係る運動解析システムにおいて、前記センサーユニットの幅が、前記運動器具のシャフトの最大幅以下であってもよい。
【００２４】
シャフトは、運動器具の柄の部分であり、グリップ部を有する運動器具ではグリップ部もシャフトに含まれる。
【００２５】
本適用例に係る運動解析システムによれば、センサーユニットが運動器具と比較して小型であるため、被験者の運動を妨げるおそれが小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】運動解析システムの概要の説明図。
【図２】センサーユニットの取り付け位置の一例を示す図。
【図３】被験者が行う動作の手順を示す図。
【図４】運動解析システムの構成例を示す図。
【図５】運動解析処理の手順の一例を示すフローチャート図。
【図６】加速度データの切り替え手順の一例を示すフローチャート図。
【図７】被験者が打球したタイミングを検出する処理の手順の一例を示すフローチャート図。
【図８】センサーユニットを取り付ける位置及び向きの一例を示す図。
【図９】図９（Ａ）はスイング時の３軸加速度をグラフ表示した図、図９（Ｂ）は３軸加速度のノルムの計算値をグラフ表示した図、図９（Ｃ）は３軸加速度のノルムの微分の計算値をグラフ表示した図。
【図１０】センサーユニットの姿勢を計算する処理の手順の一例を示すフローチャート図。
【図１１】図１１（Ａ）はセンサーユニットの平面図、図１１（Ｂ）はセンサーユニットの側面図、図１１（Ｃ）はセンサーユニット１０の正面図。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ａ）は、センサーユニットをゴルフクラブに取り付けた状態の一例を示す斜視図及び平面図。
【図１３】センサーユニットをゴルフクラブに取り付ける他の一例を説明するための図。
【図１４】スイング中に加わる角速度の実測データを示す図。
【図１５】センサーユニットの仕様をまとめた図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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の形態は、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。
【００２８】
以下では、ゴルフスイングの解析を行う運動解析システム（運動解析装置）を例に挙げて説明する。
【００２９】
１．運動解析システム
１−１．第１実施形態
［運動解析システムの概要］
図１は、本実施形態の運動解析システムの概要について説明するための図である。本実施形態の運動解析システム１は、センサーユニット１０及び運動解析装置２０を含んで構成されている。
【００３０】
センサーユニット１０は、３軸の各軸方向に生じる加速度と３軸の各軸回りに生じる角速度を計測可能であり、ゴルフクラブ３（運動器具の一例）又は被験者２に装着される。センサーユニット１０は、例えば、図２（Ａ）に示すように、ゴルフクラブ３のシャフトの一部に取り付けられる。望ましくは、打球時の衝撃が伝わりにくく、スイング時に遠心力がかからないグリップ部に近い位置に取り付けられる。シャフトは、ゴルフクラブ３のヘッドを除いた柄の部分であり、グリップ部も含まれる。また、センサーユニット１０は、例えば、図２（Ｂ）に示すように、被験者の手やグローブなどに取り付けられてもよい。また、センサーユニット１０は、例えば、図２（Ｃ）に示すように、腕時計などのアクセサリーに取り付けられてもよい。
【００３１】
被験者２は、あらかじめ決められた手順に従って、ゴルフボール４を打球するスイング動作を行う。図３は、被験者２が行う動作の手順を示す図である。図３に示すように、被験者２は、まず、ゴルフクラブ３を握って、アドレスの姿勢をとり、所定時間以上（例えば、１秒以上）静止する（Ｓ１）。次に、被験者２は、スイング動作を行い、ゴルフボール４を打球する（Ｓ２）。
【００３２】
被験者２が図３に示す手順に従ってゴルフボール４を打球する動作を行う間、センサーユニット１０は、所定周期（例えば１ｍｓ）で３軸加速度と３軸角速度を計測し、計測したデータを順次、運動解析装置２０に送信する。センサーユニット１０は、計測したデータをすぐに送信してもよいし、計測したデータを内部メモリーに記憶しておき、被験者２のスイング動作の終了後などの所望のタイミングで計測データを送信するようにしてもよい。あるいは、センサーユニット１０は、計測したデータをメモリーカード等の着脱可能な記録媒体に記憶しておき、運動解析装置２０は、当該記録媒体から計測データを読み出すようにしてもよい。
【００３３】
運動解析装置２０は、センサーユニット１０が計測したデータを用いて、被験者２が行った運動を解析して運動解析情報（スイングの情報）を生成し、記憶部に記憶させる。そして、運動解析装置２０は、所定の入力操作が行われると、あるいは、自動的に、当該運動解析情報を表示部に表示する。
【００３４】
なお、センサーユニット１０と運動解析装置２０との間の通信は、無線通信でもよいし、有線通信でもよい。
【００３５】
［運動解析システムの構成］
図４は、センサーユニット１０及び運動解析装置２０の構成例を示す図である。図４に示すように、本実施形態では、センサーユニット１０は、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２、角速度センサー１１０、信号処理部１２０及び通信部１３０を含んで構成されている。
【００３６】
第１加速度センサー１００（第３のセンサーの一例）は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々に生じる加速度を計測し、計測した３軸加速度の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（第１加速度データ）を出力する。
【００３７】
第２加速度センサー１０２（第２のセンサーの一例）は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々に生じる加速度を計測し、計測した３軸加速度の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（第２加速度データ）を出力する。
【００３８】
スイング解析を精度よく行うためには、計測レンジが低く、分解能が高い加速度センサーを使用するのがよいが、スイングの打球時（インパクト時）には、センサーユニット１０に加わる並進加速度がほぼ最大となるとともに、打球の衝撃による加速度も加わるため、加速度センサーの出力が飽和してしまう。そこで、本実施形態では、第１加速度センサー１００は、インパクト前後を除く期間の加速度を高い分解能で計測するために低い計測レンジが設定されており、第２加速度センサー１０２はインパクト前後の期間の加速度を捉えることができるように高い計測レンジが設定されている。なお、インパクト時には、スイング方向の並進加速度とゴルフクラブ３のシャフトの長軸方向の遠心加速度が大きいため、センサーユニット１０の２軸（例えばｘ軸とｙ軸）をこの２方向に合わせるように装着する等の前提のもと、第２加速度センサー１０２は２軸方向の加速度を計測可能であればよい。
【００３９】
角速度センサー１１０（第１のセンサーの一例）は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸の各々の軸回りに生じる角速度を計測し、計測した３軸角速度の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（角速度データ）を出力する。
【００４０】
信号処理部１２０は、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０から、それぞれ第１加速度データ、第２加速度データ及び角速度データを受け取って時刻情報を付して不図示の記憶部に記憶し、記憶した計測データ（第１加速度データ、第２加速度データ及び角速度データ）に時刻情報を付して通信用のフォーマットに合わせたパケットデータを生成し、通信部１３０に出力する。
【００４１】
第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０は、それぞれ３軸が、センサーユニット１０に対して定義される直交座標系（センサー座標系）の３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）と一致するようにセンサーユニット１０に取り付けられるのが理想的だが、実際には取り付け角の誤差が生じる。そこで、信号処理部１２０は、取り付け角誤差に応じてあらかじめ算出された補正パラメーターを用いて、第１加速度データ、第２加速度データ及び角速度データをｘｙｚ座標系のデータに変換する処理を行う。
【００４２】
さらに、信号処理部１２０は、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２、及び角速度センサー１１０の温度補正処理を行う。なお、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０に温度補正の機能が組み込まれていてもよい。
【００４３】
なお、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０は、アナログ信号を出力するものであってもよく、この場合は、信号処理部１２０が、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０の各出力信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して計測データ（第１加速度データ、第２加速度データ及び角速度データ）を生成し、これらを用いて通信用のパケットデータを生成すればよい。
【００４４】
通信部１３０は、信号処理部１２０から受け取ったパケットデータを運動解析装置２０に送信する処理や、運動解析装置２０から制御コマンドを受信して信号処理部１２０に送
る処理等を行う。信号処理部１２０は、制御コマンドに応じた各種処理を行う。
【００４５】
運動解析装置２０は、処理部２００、通信部２１０、操作部２２０、ＲＯＭ２３０、ＲＡＭ２４０、記録媒体２５０、表示部２６０を含んで構成されており、例えば、パーソナルコンピューター（ＰＣ）やスマートフォンなどの携帯機器であってもよい。
【００４６】
通信部２１０は、センサーユニット１０から送信されたパケットデータを受信し、処理部２００に送る処理や、処理部２００からの制御コマンドをセンサーユニット１０に送信する処理等を行う。
【００４７】
操作部２２０は、ユーザーからの操作データを取得し、処理部２００に送る処理を行う。操作部２２０は、例えば、タッチパネル型ディスプレイ、ボタン、キー、マイクなどであってもよい。
【００４８】
ＲＯＭ２３０は、処理部２００が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムや、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る。
【００４９】
ＲＡＭ２４０は、処理部２００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、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する記憶部である。
【００５０】
記録媒体２５０は、処理部２００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憶する不揮発性の記憶部である。また、記録媒体２５０は、処理部２００が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムや、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。
【００５１】
表示部２６０は、処理部２００の処理結果を文字、グラフ、表、アニメーション、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）などであってもよい。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。
【００５２】
処理部２００は、ＲＯＭ２３０あるいは記録媒体２５０に記憶されているプログラム、あるいはネットワークを介してサーバーから受信してＲＡＭ２４０や記録媒体２５０に記憶したプログラムに従って、センサーユニット１０に制御コマンドを送信する処理や、センサーユニット１０から通信部２１０を介して受信したデータに対する各種の計算処理や、その他の各種の制御処理を行う。特に、本実施形態では、処理部２００は、当該プログラムを実行することにより、データ取得部２０１、動作検出部２０２、運動解析部２０３、記憶処理部２０４及び表示処理部２０５として機能する。
【００５３】
データ取得部２０１は、通信部２１０がセンサーユニット１０から受信したパケットデータを受け取り、受け取ったパケットデータから時刻情報及びセンサーユニット１０の計測データ（第１加速度データ、第２加速度データ及び角速度データ）を取得し、記憶処理部２０４に送る処理を行う。
【００５４】
記憶処理部２０４は、データ取得部２０１から時刻情報と計測データを受け取り、これらを対応づけてＲＡＭ２４０に記憶させる処理を行う。
【００５５】
動作検出部２０２は、ＲＡＭ２４０に記憶された時刻情報と計測データを用いて、被験者２がゴルフクラブ３を用いて打球したスイング運動における動作を検出する処理を行う
。具体的には、動作検出部２０２は、被験者２がスイング動作を開始する前に行った静止動作（図３のステップＳ１の動作）を時刻と対応づけて検出する。また、動作検出部２０２は、被験者２のスイング動作（図３のステップＳ２の動作）の期間において打球したタイミング（時刻）を検出する。
【００５６】
運動解析部２０３は、動作検出部２０２が検出した静止時の計測データを用いてオフセット量を計算し、計測データからオフセット量を減算してバイアス補正し、バイアス補正された計測データを用いてセンサーユニット１０の位置と姿勢を計算する処理を行う。例えば、運動解析部２０３は、センサーユニット１０のセンサー座標系のｙ軸をＹ軸、Ｙ軸に垂直な水平面上の軸をＸ軸、鉛直上方向（重力方向と逆方向）をＺ軸とするＸＹＺ座標系（ワールド座標系）を定義し、このＸＹＺ座標系におけるセンサーユニット１０の位置及び姿勢を計算する。被験者２のアドレス時（静止動作時）のセンサーユニット１０の位置及び姿勢をそれぞれ初期位置及び初期姿勢としてもよい。運動解析部２０３は、例えば、センサーユニット１０の初期位置をＸＹＺ座標系の原点（０，０，０）とし、被験者２のアドレス時（静止動作時）の第１加速度データと重力加速度の方向からセンサーユニット１０の初期姿勢を計算することができる。センサーユニット１０の姿勢は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転角（ロール角、ピッチ角、ヨー角）、オイラー角、クオータ二オン（四元数）などで表現することができる。
【００５７】
また、運動解析部２０３は、ゴルフクラブ３の特徴（シャフトの長さや重心の位置等）や人体の特徴（腕の長さや重心の位置、関節の曲がる方向等）を考慮した運動解析モデル（二重振子モデル等）を定義し、センサーユニット１０の位置と姿勢の情報を用いて、この運動解析モデルの軌跡を計算する。そして、運動解析部２０３は、この運動解析モデルの軌跡情報と動作検出部２０２の検出情報から、被験者２がゴルフクラブ３を用いて打球した運動を解析し、運動解析情報（スイングの情報）を生成する。運動解析情報は、例えば、スイングの軌跡（ゴルフクラブ３のヘッドの軌跡）、バックスイングからフォロースルーまでのスイングのリズム、ヘッドスピード、打球時の入射角（クラブパス）やフェース角、シャフトローテーション（スイング中のフェース角の変化量）、Ｖゾーン、ゴルフクラブ３の減速率の情報、あるいは、被験者２が複数回のスイングを行った場合のこれら各情報のばらつきの情報等である。
【００５８】
特に、本実施形態では、動作検出部２０２及び運動解析部２０３は、センサーユニット１０に加わる加速度の大きさに応じて、第１加速度データと第２加速度データのいずれか一方を選択し、上述した各処理を行うための加速度データとして使用する。
【００５９】
なお、センサーユニット１０の信号処理部１２０が、計測データのオフセット量を計算し、計測データのバイアス補正を行うようにしてもよいし、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０にバイアス補正の機能が組み込まれていてもよい。これらの場合は、運動解析部２０３による計測データのバイアス補正が不要となる。
【００６０】
記憶処理部２０４は、運動解析部２０３が生成した運動解析情報をＲＡＭ２４０に記憶させ、あるいは、記録として残したい場合は記録媒体２５０に記憶させる処理も行う。
【００６１】
表示処理部２０５は、被験者２のスイング運動が終了した後、自動的に、あるいは、所定の入力操作が行われたときに、ＲＡＭ２４０あるいは記録媒体２５０に記憶されている運動解析情報を読み出し、読み出した運動解析情報を表示部２６０に表示させる処理を行う。
【００６２】
［運動解析処理］
図５は、本実施形態における処理部２００による運動解析処理の手順の一例を示すフローチャート図である。
【００６３】
図５に示すように、まず、処理部２００は、センサーユニット１０の計測データを取得する（Ｓ１０）。処理部２００は、工程Ｓ１０において、被験者２のスイング運動（静止動作も含む）における最初の計測データを取得するとリアルタイムに工程Ｓ２０以降の処理を行ってもよいし、センサーユニット１０から被験者２のスイング運動における一連の計測データの一部又は全部を取得した後に、工程Ｓ２０以降の処理を行ってもよい。
【００６４】
次に、処理部２００は、取得した計測データを用いて、被験者２の静止動作（図３のステップＳ１の動作）を検出する（Ｓ２０）。処理部２００は、リアルタイムに処理を行う場合は、静止動作を検出した場合に、例えば、所定の画像や音を出力し、あるいは、センサーユニット１０にＬＥＤを設けておいて当該ＬＥＤを点灯させる等して、被験者２に静止状態を検出したことを通知し、被験者２は、この通知を確認した後にスイングを開始してもよい。
【００６５】
次に、処理部２００は、取得した計測データを用いて、被験者２が打球したタイミングを検出する処理（Ｓ３０）を行う。
【００６６】
また、処理部２００は、工程Ｓ３０の処理と並行して、センサーユニット１０の位置と姿勢を計算する処理（Ｓ４０）、及び、センサーユニット１０の位置と姿勢の変化から運動解析モデルの軌跡を計算する処理（Ｓ５０）を行う。処理部２００は、工程Ｓ４０において、センサーユニット１０の初期位置をＸＹＺ座標系の原点とし、工程Ｓ２０で検出された静止動作時の計測データを用いて、センサーユニット１０のＸＹＺ座標系での初期姿勢を計算し、その後の計測データを用いて、時刻と対応づけてセンサーユニット１０の位置及び姿勢を計算する。
【００６７】
次に、処理部２００は、工程Ｓ５０で計算した運動解析モデルの軌跡と、工程Ｓ２０及びＳ３０で検出した動作やタイミングに基づき、被験者２が行ったスイング運動の運動解析情報を生成し、記憶する（Ｓ６０）。
【００６８】
最後に、処理部２００は、運動解析情報を表示する（Ｓ７０）。
【００６９】
なお、図５のフローチャートにおいて、可能な範囲で各工程の順番を適宜変えてもよい。
【００７０】
図６は、打球タイミングの検出処理（図５の工程Ｓ２０）や（センサーユニットの位置や姿勢の計算処理（図５の工程Ｓ４０及びＳ５０）等の演算処理を行う際に使用する加速度データの切り替え手順の一例を示すフローチャート図である。
【００７１】
図６に示すように、処理部２００は、時刻ｔをｔｓｔａｒｔに設定する（Ｓ１００）。ここで、ｔｓｔａｒｔは、演算対象の最初の計測データの時刻である。
【００７２】
次に、処理部２００は、時刻ｔにおける第１加速度データの絶対値が閾値Ｘ未満であれば（Ｓ１１０のＮ）、第１加速度データを用いて演算処理を行う（Ｓ１２０）。そして、処理部２００は、時刻ｔがｔｅｎｄであれば（Ｓ１３０のＹ）、演算処理を終了し、時刻ｔがｔｅｎｄでなければ（Ｓ１３０のＮ）、時刻ｔを１だけ増やし（Ｓ１４０）、工程Ｓ１１０以降の処理を再び行う。ここで、ｔｓｔａｒｔは、演算対象の最後の計測データの時刻である。
【００７３】
また、処理部２００は、時刻ｔにおける第１加速度データの絶対値が閾値Ｘ以上であれば（Ｓ１１０のＹ）、第２加速度データを用いて演算処理を行う（Ｓ１５０）。そして、処理部２００は、時刻ｔがｔｅｎｄであれば（Ｓ１６０のＹ）、演算処理を終了し、時刻ｔがｔｅｎｄでなければ（Ｓ１６０のＮ）、時刻ｔを１だけ増やし（Ｓ１７０）、時刻ｔにおける第２加速度データの絶対値が閾値Ｙよりも大きければ（Ｓ１８０のＮ）、工程Ｓ１５０以降の処理を再び行う。また、処理部２００は、時刻ｔにおける第２加速度データの絶対値が閾値Ｙ以下であれば（Ｓ１８０のＹ）、第１加速度データを用いて演算処理を行い（Ｓ１２０）、工程Ｓ１３０以降の処理を再び行う。
【００７４】
このフローチャートにおいて、閾値Ｘや閾値Ｙは、第１加速度センサー１００が計測可能な最大加速度よりも小さい値に設定される。また、閾値Ｙは閾値Ｘと同じでもよいが、閾値Ｘや閾値Ｙ付近で第１加速度データや第２加速度データが振動すると、演算処理の用いる加速度データが連続して何度も切り替わるため、演算処理の精度が劣化するおそれがある。そのため、閾値Ｘ＞閾値Ｙとして加速度データの切り替え判定にヒステリシスを持たせるのが好ましい。
【００７５】
なお、図６のフローチャートでは、工程Ｓ１１０及びＳ１８０の閾値比較に第１加速度データを用いているが、第１加速度センサー１００の計測レンジ内では第１加速度データと第２加速度データにほとんど差がなければ、第２加速度データを用いてもよい。
【００７６】
また、例えば、第２加速度センサー１０２の検出軸が２軸（ｘ軸とｙ軸）の場合は、工程Ｓ１５０で、ｘ軸加速度データとｙ軸加速度データとしては第２加速度データを用い、ｚ軸加速度データとしては第１加速度データに含まれるｚ軸のデータを用いればよい。
【００７７】
［インパクト検出処理］
図７は、被験者２が打球したタイミングを検出する処理（図５の工程Ｓ３０の処理）の手順の一例を示すフローチャート図である。
【００７８】
図７に示すように、まず、処理部２００は、取得した角速度データ（時刻ｔ毎に選択された角速度データ）を用いて各時刻ｔでの各軸の角速度のノルムｎ０（ｔ）の値を計算する（Ｓ２００）。例えば、時刻ｔでの角速度データをｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｚ（ｔ）とすると、角速度のノルムｎ０（ｔ）は、次の式（１）で計算される。
【００７９】
【数１】
2015156882.tif 000003
【００８０】
図８に示すように、センサーユニット１０を、ｘ軸がシャフトの長軸に平行な方向、ｙ軸がスイングの方向、ｚ軸がスイング面と垂直な方向になるように、ゴルフクラブ３のシャフトのグリップ近くに取り付け、被験者２がスイングを行ってゴルフボール４を打ったときの３軸角速度データｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｚ（ｔ）の一例を、図９（Ａ）に示す。図９（Ａ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度（ｄｐｓ）である。
【００８１】
次に、処理部２００は、各時刻ｔでの角速度のノルムｎ０（ｔ）を所定範囲に正規化（スケール変換）したノルムｎ（ｔ）に変換する（Ｓ２１０）。例えば、計測データの取得期間における角速度のノルムの最大値をｍａｘ（ｎ０）とすると、次の式（２）により、角速度のノルムｎ０（ｔ）が０〜１００の範囲に正規化したノルムｎ（ｔ）に変換される。
【００８２】
【数２】
2015156882.tif 000004
【００８３】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の３軸角速度データｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）から３軸角速度のノルムｎ０（ｔ）を式（１）に従って計算した後に式（２）に従って０〜１００に正規化したノルムｎ（ｔ）をグラフ表示した図である。図９（Ｂ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度のノルムである。
【００８４】
次に、処理部２００は、各時刻ｔでの正規化後のノルムｎ（ｔ）の微分ｄｎ（ｔ）を計算する（Ｓ２２０）。例えば、３軸角速度データの計測周期をΔｔとすると、時刻ｔでの角速度のノルムの微分（差分）ｄｎ（ｔ）は次の式（３）で計算される。
【００８５】
【数３】
2015156882.tif 000005
【００８６】
図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）の３軸角速度のノルムｎ（ｔ）からその微分ｄｎ（ｔ）を式（３）に従って計算し、グラフ表示した図である。図９（Ｃ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は３軸角速度のノルムの微分値である。なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では横軸を０〜５秒で表示しているが、図９（Ｃ）では、打球の前後の微分値の変化がわかるように、横軸を２秒〜２．８秒で表示している。
【００８７】
最後に、処理部２００は、ノルムの微分ｄｎ（ｔ）の値が最大となる時刻と最小となる時刻のうち、先の時刻を打球のタイミングとして検出する（Ｓ２３０）。通常のゴルフスイングでは、打球の瞬間にスイング速度が最大になると考えられる。そして、スイング速度に応じて角速度のノルムの値も変化すると考えられるので、一連のスイング動作の中で角速度のノルムの微分値が最大又は最小となるタイミング（すなわち、角速度のノルムの微分値が正の最大値又は負の最小値になるタイミング）を打球（インパクト）のタイミングとして捉えることができる。なお、打球によりゴルフクラブ３が振動するため、角速度のノルムの微分値が最大となるタイミングと最小となるタイミングが対になって生じると考えられるが、そのうちの先のタイミングが打球の瞬間と考えられる。従って、例えば、図９（Ｃ）のグラフでは、Ｔ１とＴ２のうち、Ｔ１が打球のタイミングとして検出される。
【００８８】
なお、被験者２がスイング動作を行う場合、トップ位置でゴルフクラブを静止し、ダウンスイングを行い、打球し、フォロースルーを行うといった一連のリズムが想定される。従って、処理部２００は、図７のフローチャートに従って、被験者２が打球したタイミングの候補を検出し、検出したタイミングの前後の計測データがこのリズムとマッチするか否かを判定し、マッチする場合には、検出したタイミングを被験者２が打球したタイミングとして確定し、マッチしない場合には、次の候補を検出するようにしてもよい。
【００８９】
また、図７のフローチャートでは、処理部２００は、３軸角速度データを用いて打球のタイミングを検出しているが、３軸加速度データを用いて、同様に打球のタイミングを検出することもできる。
【００９０】
［センサーユニットの姿勢計算処理］
図１０は、センサーユニット１０の姿勢（時刻Ｎでの姿勢）を計算する処理（図５の工程Ｓ４０の一部の処理）の手順の一例を示すフローチャート図である。
【００９１】
図１０に示すように、まず、処理部２００は、時刻ｔ＝０として（Ｓ３００）、静止時の３軸加速度データから重力加速度の向きを特定し、センサーユニット１０の初期姿勢（時刻ｔ＝０の姿勢）を表すクォータニオンｐ（０）を計算する（Ｓ３１０）。
【００９２】
例えば、初期姿勢をＸＹＺ座標系のベクトル（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とすると、クォータニオンｐ（０）は、次の式（４）で表される。
【００９３】
【数４】
2015156882.tif 000006
【００９４】
また、回転を表すクォータニオンｑは次の式（５）で表される。
【００９５】
【数５】
2015156882.tif 000007
【００９６】
式（５）において、対象とする回転の回転角をθ、回転軸の単位ベクトルを（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）とすると、ｗ，ｘ，ｙ，ｚは、次の式（６）で表される。
【００９７】
【数６】
2015156882.tif 000008
【００９８】
時刻ｔ＝０ではセンサーユニット１０は静止しているのでθ＝０として、時刻ｔ＝０での回転を表すクォータニオンｑ（０）は、式（６）にθ＝０を代入した式（５）より、次の式（７）のようになる。
【００９９】
【数７】
2015156882.tif 000009
【０１００】
次に、処理部２００は、時刻ｔをｔ＋１に更新し（Ｓ３２０）、時刻ｔの３軸角速度データから、時刻ｔの単位時間あたりの回転を表すクォータニオンΔｑ（ｔ）を計算する（Ｓ３２０）。
【０１０１】
例えば、時刻ｔの３軸角速度データをω（ｔ）＝（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ），ωｚ（ｔ））とすると、時刻ｔで計測された１サンプルあたりの角速度の大きさ｜ω（ｔ）｜は、次の式（８）で計算される。
【０１０２】
【数８】
2015156882.tif 000010
【０１０３】
この角速度の大きさ｜ω（ｔ）｜は、単位時間当たりの回転角度となっているため、時刻ｔの単位時間あたりの回転を表すクォータニオンΔｑ（ｔ＋１）は、次の式（９）で計算される。
【０１０４】
【数９】
2015156882.tif 000011
【０１０５】
ここでは、ｔ＝１なので、処理部２００は、時刻ｔ＝１の３軸角速度データω（１）＝（ωｘ（１），ωｙ（１），ωｚ（１））から、式（９）により、Δｑ（１）を計算する。
【０１０６】
次に、処理部２００は、時刻０からｔまでの回転を表すクォータニオンｑ（ｔ）を計算する（Ｓ３４０）。クォータニオンｑ（ｔ）は、次の式（１０）で計算される。
【０１０７】
【数１０】
2015156882.tif 000012
【０１０８】
ここでは、ｔ＝１なので、処理部２００は、式（７）のｑ（０）と工程Ｓ３３０で計算したΔｑ（１）から、式（１０）により、ｑ（１）を計算する。
【０１０９】
次に、処理部２００は、ｔ＝Ｎになるまで工程Ｓ３２０〜Ｓ３４０の処理を繰り返し、ｔ＝Ｎになると（Ｓ３５０のＹ）、工程Ｓ３１０で計算した初期姿勢を表すクォータニオンｐ（０）と直近の工程Ｓ３４０で計算した時刻ｔ＝０からＮまでの回転を表すクォータニオンｑ（Ｎ）とから、次の式（１１）により、時刻Ｎでの姿勢を表すクォータニオンｐ（Ｎ）を計算し（Ｓ３６０）、処理を終了する。
【０１１０】
【数１１】
2015156882.tif 000013
【０１１１】
式（１１）において、ｑ＊（Ｎ）はｑ（Ｎ）の共役クォータニオンである。このｐ（Ｎ）は、次の式（１２）のように表され、センサーユニット１０の時刻Ｎの姿勢をＸＹＺ座標系のベクトルで表記すると、（ＸＮ，ＹＮ，ＺＮ）となる。
【０１１２】
【数１２】
2015156882.tif 000014
【０１１３】
［センサーユニットの仕様］
上述した本実施形態の運動解析装置２０がゴルフスイングを精度よく解析するには、センサーユニット１０がスイング解析にとって適切な仕様となっていなければならない。
【０１１４】
まず、センサーユニット１０は、ゴルフクラブ３や被験者２に装着されるため、装着された状態でも被験者２のスイングに与える影響が小さいことが要求される。すなわち、被
験者２が、センサーユニット１０が装着されたゴルフクラブ３を用いてスイングした場合と、センサーユニット１０が装着されていない通常のゴルフクラブ３を用いてスイングした場合とで、スイングの動作に大きな差が生じてはいけない。
【０１１５】
例えば、センサーユニット１０の重量がゴルフクラブ３の重量に対して無視できないほど大きい場合、センサーユニット１０の装着位置によって重心が大きく変わり、被験者２のスイング動作に影響が生じる。また、例えば、センサーユニット１０のサイズが大きいと、その装着位置によってはゴルフボール４を見る被験者２の視界を妨げ、あるいは、視界を妨げなくても被験者２の集中力が低下する等、被験者２が通常のスイング時とは異なる心理状態に置かれ、スイング動作に影響が生じる。従って、センサーユニット１０の重量やサイズができるだけ小さいことが望まれる。
【０１１６】
本件出願に際して、出願人は、小サイズかつ軽量のセンサーユニット１０の開発に成功した。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に、開発したセンサーユニット１０の外観を概略的に示す。図１１（Ａ）はセンサーユニット１０の平面図である。また、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の矢印ａで示す方向（図１１（Ａ）の下側）から視たセンサーユニット１０の側面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）の矢印ｂで示す方向（図１１（Ａ）の左側）から視たセンサーユニット１０の正面図である。また、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に、センサーユニット１０をゴルフクラブ３に取り付けた状態の一例を示す。図１２（Ａ）は斜視図であり、図１２（Ｂ）はセンサーユニット１０の側から見た平面図である。
【０１１７】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、開発したセンサーユニット１０のサイズは、幅が２５ｍｍ、長さが５０ｍｍ、高さが１５ｍｍである。図１２（Ａ）に示すように、センサーユニット１０は、アタッチメント３０でゴルフクラブ３に固定された状態でも被験者２の視界を妨げることはなく、被験者２の心理状態にもほとんど影響を与えないほど小さい。特に、図１２（Ｂ）に示すように、センサーユニット１０の幅ｗ１（＝２５ｍｍ）は、一般的なゴルフクラブ３のシャフトの最大幅（図１０（Ｂ）ではグリップ部の先端の幅）ｗ２よりも小さい。
【０１１８】
また、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、開発したセンサーユニット１０の本体１１の表面には、端部の離れた位置に２つのＬＥＤ１２，１３（発光部の一例）、電源スイッチ１４及び内蔵バッテリーの充電用コネクターを覆う脱着式のカバー１５が設けられている。ＬＥＤ１２は、被験者２に各種の指示を行うためのものであり、例えば、被験者２が静止している時（アドレス時）にスイング計測が可能な状態になったことを示す（スイングの開始を指示する）ためにＬＥＤ１２の色が変わる。ＬＥＤ１３は、電源スイッチ１４の押下操作と連動して電源のオン／オフ状態を表示するためのものである。
【０１１９】
図１２（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１２は、センサーユニット１０がゴルフクラブ３に装着された状態で被験者２に視認されやすいように本体１１の表面の端部に設けられており、被験者２は、アドレス時にＬＥＤ１２を見てスイングを開始するタイミングを知ることができる。
【０１２０】
なお、図１３（Ａ）に示すように、開発したセンサーユニット１０は、ゴルフクラブ３のシャフトのグリップ部以外の位置にも装着可能である。また、被験者２から見て大部分が隠れるようにシャフトの裏側に装着することも可能であり、被験者２の心理状態に与える影響をさらに小さくすることができる。図１３（Ｂ）は、センサーユニット１０がゴルフクラブ３のシャフトの裏側に装着された状態でゴルフクラブ３側から見た平面図であり、このような平面視においてＬＥＤ１２，１３の少なくとも一部が視認されるようになっている。従って、被験者２は、センサーユニット１０をシャフトに裏側に装着しても、ＬＥＤ１２の表示変化を視認し、スイング開始のタイミングを知ることができる。
【０１２１】
また、開発したセンサーユニット１０の重量は、アタッチメント３０を含めてもわずか１７ｇであり、一般のゴルフクラブ３の重量は３００ｇ〜５００ｇ程度であるから、センサーユニット１０の装着位置が変わっても重心がほとんど変わらず、スイングに影響が生じにくい。
【０１２２】
次に、スイング解析を精度よく行うためには、センサーユニット１０に内蔵される第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０の性能も重要である。すなわち、第２加速度センサー１０２と角速度センサー１１０は、それぞれ、スイング中の最大加速度と最大角速度を捉えることができなければならない。
【０１２３】
スイング中の角速度については、スイングの回転軸まわりの角速度が大きく、同様に打球時（インパクト時）の前後で最大となる。従って、角速度センサー１１０は、インパクト前後の最大角速度を捉える必要があり、姿勢計算に必要な計測分解能を確保できる範囲でなるべく高い計測レンジとすることが望ましい。
【０１２４】
また、スイング中の加速度については、スイングの方向に加わる並進加速度とスイングの回転による遠心加速度が大きく、最大速度となる打球時（インパクト時）の前後で加速度が最大となる。特に、打球時には衝撃も加わるため、並進加速度が極めて大きくなる。従って、センサーユニット１０を、３軸が図８に示した方向になるようにゴルフクラブ３に装着した場合、第２加速度センサー１０２は、遠心加速度を検出するｘ軸と並進加速度を検出するｙ軸の２軸について、インパクト時の加速度を計測可能な十分に高い計測レンジにする必要がある。第１加速度センサー１００は、インパクト時の加速度を計測する必要はないが、インパクト前後以外の期間で加わる加速度を計測する必要があるため、必要な計測分解能を確保できる範囲でなるべく高い計測レンジとすることが望ましい。
【０１２５】
センサーユニット１０の開発に際し、実測やヒヤリング等、様々な観点から解析した結果、一般的なゴルファーのヘッドスピードは３０〜４５ｍ／ｓであり、プロゴルファーでは５０ｍ／ｓを超える場合もあることがわかり、図１４に示すような実測データも得られた。図１４において、横軸はダウンスイング後の時刻（秒）であり、縦軸はヘッドスピード（ｍ／ｓ）あるいはスイングの回転軸まわりの角速度（ｄｐｓ（degrees per second））である。なお、ヘッドスピードとスイングの回転軸まわりの角速度とは比例関係にある。また、Ｄ１はアマチュアゴルファーの計測データであり、Ｄ２はプロゴルファーの計測データである。時刻０の時がインパクトの瞬間であり、アマチュアゴルファーでは２０００ｄｐｓ程度、プロゴルファーでは２０００〜２５００ｄｐｓの角速度が計測された。従って、本実施形態では、角速度センサー１１０は、少なくとも２５００ｄｐｓの角速度を計測可能とする。さらに、よりスイングの早いゴルファーの運動解析を精度よく行うためには、角速度センサー１１０は、少なくとも３０００ｄｐｓの角速度を計測可能であることが望ましい。
【０１２６】
また、スイングの回転中心（肩の位置）から５０〜７０ｃｍの位置にくるシャフトあるいは腕にセンサーユニット１０を装着した場合、一般的なプレーヤーでは、インパクト近傍で最大５０Ｇ〜７０Ｇの加速度が加わり、インパクト近傍以外では最大１６Ｇ〜２４Ｇの加速度が加わることがわかった。従って、本実施形態では、第２加速度センサー１０２は、インパクト時の加速度を捉えるために少なくとも５０Ｇの加速度を計測可能とし、第１加速度センサー１００は、インパクト近傍以外の加速度を捉えるために少なくとも１６Ｇの加速度を計測可能とする。なお、第１加速度センサー１００は、必要な計測分解能を確保できる場合には、少なくとも２４Ｇの加速度を計測可能であることが望ましい。
【０１２７】
実際に開発したセンサーユニット１０では、角速度センサー１１０として、少なくとも
３０００ｄｐｓを計測可能な（計測レンジが±３０００ｄｐｓ以上の）３軸ジャイロセンサーを採用した。また、第１加速度センサー１００として、少なくとも１６Ｇを計測可能な（計測レンジが±１６Ｇ以上の）３軸加速度センサーを採用し、第２加速度センサー１０２として、少なくとも２００Ｇを計測可能な（計測レンジが±２００Ｇ以上の）２軸加速度センサーを採用した。
【０１２８】
また、計測精度を高めるために、第１加速度センサー１００、第２加速度センサー１０２及び角速度センサー１１０の少なくとも一部の（好ましくは全部の）サンプリングレートは、１ｋｓｐｓ（kilo samples per second）以上であることが望ましいが、サンプリングレートが高いほど消費電力が増加し、内蔵バッテリーの持続時間が短くなる。開発したセンサーユニット１０では、１ｋｓｐｓのサンプリングレート（出力データレート）、４時間のバッテリー持続時間を実現した。
【０１２９】
図１５に、開発したセンサーユニット１０の仕様をまとめた。このように、開発したセンサーユニット１０は、小型かつ軽量であるため運動解析用に適しており、かつ、十分な計測レンジを有するので精度のよい運動解析を実現することができる。なお、開発したセンサーユニット１０は、一般にゴルフよりもスイングの遅いテニスや野球などの運動解析にも適用できる。
【０１３０】
以上に説明したように、本実施形態の運動解析システム１では、センサーユニット１０は、少なくとも２５００ｄｐｓの角速度を計測可能な角速度センサー１１０により、一般的な被験者２のスイング中に加わる最大角速度をとらえることが可能である。また、センサーユニット１０は、少なくとも５０Ｇの加速度を計測可能な第２加速度センサー１０２により、一般的な被験者２のスイング中に加わる最大加速度をとらえることが可能である。また、センサーユニット１０は、第１加速度センサー１００により、第２加速度センサー１０２よりも高い分解能で加速度を計測可能である。そして、運動解析装置２０は、第２加速度センサー１０２が計測した加速度データを用いて被験者２が打球したタイミングを検出することができるとともに、第１加速度センサー１００が計測した加速度データや角速度センサー１１０が計測した角速度データを用いてセンサーユニット１０の位置や姿勢を精度よく計算することができる。従って、本実施形態の運動解析システム１によれば、被験者２のゴルフスイングを精度よく解析することができる。
【０１３１】
２．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１３２】
例えば、上述した各実施形態ではゴルフスイングの解析を行う運動解析システム（運動解析装置）を例に挙げたが、本発明は、テニスラケットや野球のバットなどの様々な運動具を用いた運動解析システム（運動解析装置）に適用することができる。
【０１３３】
また、上述した各実施形態では、運動解析装置２０は、１つのセンサーユニット１０の計測データを用いて運動解析を行っているが、複数のセンサーユニット１０の各々をゴルフクラブ３又は被験者２に装着し、運動解析装置２０は、当該複数のセンサーユニット１０の計測データを用いて運動解析を行ってもよい。
【０１３４】
また、上述した各実施形態では、センサーユニット１０と運動解析装置２０が別体であるが、これらを一体化して運動器具又は被験者に装着可能なセンサーユニットあるいは運動解析装置であってもよい。
【０１３５】
上述した各実施形態および各変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない
。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１３６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の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、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又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、実施の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】
【０１３７】
１  運動解析システム、２  被験者、３  ゴルフクラブ、４  ゴルフボール、１０  センサーユニット、２０  運動解析装置、１００  第１加速度センサー、１０２  第２加速度センサー、１１０  角速度センサー、１２０  信号処理部、１３０  通信部、２００  処理部、２０１  データ取得部、２０２  動作検出部、２０３  運動解析部、２０４  記憶処理部、２０５  表示処理部、２１０  通信部、２２０  操作部、２３０  ＲＯＭ、２４０  ＲＡＭ、２５０  記録媒体、２６０  表示部
【図１】
2015156882.tif 000015
【図２】
2015156882.tif 000016
【図３】
2015156882.tif 000017
【図４】
2015156882.tif 000018
【図５】
2015156882.tif 000019
【図６】
2015156882.tif 000020
【図７】
2015156882.tif 000021
【図８】
2015156882.tif 000022
【図９】
2015156882.tif 000023
【図１０】
2015156882.tif 000024
【図１５】
2015156882.tif 000025
【図１１】
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【図１２】
2015156882.tif 000027
【図１３】
2015156882.tif 000028
【図１４】
2015156882.tif 000029