(57)【要約】【課題】  スイング解析精度を保ちながら保存されるスイングデータ量を少なくすることができるスイングデータ圧縮方法、スイングデータ圧縮装置、スイング解析装置及びスイングデータ圧縮プログラムを提供すること。【解決手段】  スイングデータ圧縮装置は、被検出対象１００に装着された慣性センサー４０から出力されるスイングデータを記憶する記憶部５０２と、記憶部に記憶されたスイングデータを用いて被検出対象のスイングを解析する解析部３１０と、スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、スイングデータを圧縮する圧縮部３２０と、を有する。【選択図】      図３
2015188507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶し、
記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析し、
スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮することを特徴とするスイングデータ圧縮方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスイングデータ圧縮方法おいて、
前記被検出対象のスイング速度を解析し、前記スイング速度が遅い前記スイングデータの圧縮率は、前記スイング速度が速い前記スイングデータの圧縮率よりも高く設定することを特徴とするスイングデータ圧縮方法。
【請求項３】
請求項２に記載のスイングデータ圧縮方法おいて、
前記圧縮率に従って、時系列で連続する一スイング中の前記スイングデータを間引いて、前記スイングデータを圧縮することを特徴とするスイングデータ圧縮方法。
【請求項４】
請求項１に記載のスイングデータ圧縮方法において、
複数回のスイング中の前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方を解析し、各回のスイングでの前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方のばらつきが大きい前記スイングデータの圧縮率は、各回のスイングでの前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方のばらつきが小さい前記スイングデータの圧縮率よりも高く設定することを特徴とするスイングデータ圧縮方法。
【請求項５】
請求項４に記載のスイングデータ圧縮方法おいて、
前記圧縮率に従って、一スイングデータを構成する複数ビットのうち下位ビットを切り捨てて、前記スイングデータを圧縮することを特徴とするスイングデータ圧縮方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載のスイングデータ圧縮方法において、
複数回のスイング中の前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方の標準偏差σを解析し、±３σまたは±４σの範囲が広い前記スイングデータの圧縮率は、±３σまたは±４σの範囲が狭い前記スイングデータの圧縮率よりも高く設定することを特徴とするスイングデータ圧縮方法。
【請求項７】
被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析する解析部と、
スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮する圧縮部と、
を有することを特徴とするスイングデータ圧縮装置。
【請求項８】
被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析する解析部と、
スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮する圧縮部と、
を有することを特徴とするスイング解析装置。
【請求項９】
請求項８に記載のスイング解析装置において、
前記スイング解析に基づいて、前記慣性センサーで前記スイングデータをサンプリングするためのサンプリングレートを設定するサンプリングレート設定部をさらに有することを特徴とするスイング解析装置。
【請求項１０】
被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶する手順と、
記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析する手順と、
スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮する手順と、
をコンピューターに実行させることを特徴とするスイングデータ圧縮プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイングデータ圧縮方法、スイングデータ圧縮装置、スイング解析装置及びスイングデータ圧縮プログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
慣性センサーを搭載したセンサーユニットをゴルフクラブに装着し、慣性センサーからの出力を解析装置（パソコン）に送信して解析し、スイングを可視化する装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７３２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動きが速いゴルフスイングを解析するには、慣性センサーは高いサンプリングレートでスイングデータを収集するので、解析装置に送信されるデータ量は膨大である。しかも、慣性センサーは、例えば直交三軸のように多軸慣性センサー素子が用いられると、センサー素子の数を掛けたデータ量が収集される。さらに、慣性センサーとして、加速度センサー及びジャイロセンサー等の複数のセンサーが用いられると、データ量はさらに増大する。このため、解析装置でのデータ保管の負荷が大きくなっていた。
【０００５】
本発明の幾つかの態様は、スイング解析精度を保ちながら保存されるスイングデータ量を少なくすることができるスイングデータ圧縮方法、スイングデータ圧縮装置、スイング解析装置及びスイングデータ圧縮プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様は、被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶し、記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析し、スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮するスイングデータ圧縮方法に関する。
【０００７】
本発明の一態様によれば、スイングの解析結果例えばスイングスピードやスイングの安定性等のスイングの特徴に基づいて圧縮率（非圧縮サイズ／圧縮サイズ）を設定している。その圧縮率に従ってスイングデータを圧縮している。それによりスイングデータ量が少なくなり、最終保存先のメモリー容量を小さくできる上、スイングデータの転送に要する負担（転送時間等）を軽減できる。また、スイングの特徴に基づいて圧縮率を設定して、スイング解析に重要性の低い無駄なデータを排除できるので、スイング解析精度を維持することができる。
【０００８】
（２）本発明の一態様では、前記被検出対象のスイング速度を解析し、前記スイング速度が遅い前記スイングデータの圧縮率は、前記スイング速度が速い前記スイングデータの圧縮率よりも高く設定することができる。スイング速度が遅いスイングデータは、単位時間当たりの変化量が小さいため、圧縮率を高くしてデータを欠落させても、スイング解析精度に与える影響は少ない。
【０００９】
（３）本発明の一態様では、前記圧縮率に従って、時系列で連続する一スイング中の前記スイングデータを間引いて、前記スイングデータを圧縮することができる。データを間引くと、単位時間当たりのデータ量は少なくなるが、スイング速度が遅いスイングデータは単位時間当たりの変化量が小さいため、スイング解析精度に与える影響は少ない。
【００１０】
（４）本発明の一態様では、複数回のスイング中の前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方を解析し、各回のスイングでの前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方のばらつきが大きい前記スイングデータの圧縮率は、各回のスイングでの前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方のばらつきが小さい前記スイングデータの圧縮率よりも高く設定することができる。被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方のばらつきが大きいスイングデータは、安定性が悪いデータである。スイング自体がばらつくのであれば、そのばらつきの範囲内に止まる分解能を示すデータは、解析精度に寄与しないので、圧縮率を高めることができる。
【００１１】
（５）本発明の一態様では、前記圧縮率に従って、一スイングデータを構成する複数ビットのうち下位ビットを切り捨てて、前記スイングデータを圧縮することができる。下位ビットを切り捨てることで、ばらつきの範囲内に止まる分解能を示す無駄なデータを排除できる。
【００１２】
（６）本発明の一態様では、複数回のスイング中の前記被検出対象の姿勢及び位置の少なくとも一方の標準偏差σを解析し、±３σまたは±４σの範囲が広い前記スイングデータの圧縮率は、±３σまたは±４σの範囲が狭い前記スイングデータの圧縮率よりも高く設定することができる。データの母集団がほぼカバーされる可能性が高い±３σまたは±４σの範囲は、狭いほど分解能が高く、広いほど分解能は低い。よって、±３σまたは±４σの範囲が広いスイングデータには高い分解能は不要であり、圧縮率を高くしても解析精度は劣化しない。
【００１３】
（７）本発明の他の態様は、被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析する解析部と、スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮する圧縮部と、を有するスイングデータ圧縮装置に関する。本発明の他の態様によれば、本発明の一態様に係る圧縮方法を好適に実施することができる。
【００１４】
（８）本発明のさらに他の態様は、被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析する解析部と、スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮する圧縮部と、を有するスイング解析装置に関する。本発明の他の態様によれば、スイングの特徴に基づいて圧縮率を設定して、スイング解析に重要性の低い無駄なデータを排除できるので、スイング解析精度を維持することができる。
【００１５】
（９）本発明のさらに他の態様では、前記スイング解析に基づいて、前記慣性センサーで前記スイングデータをサンプリングするためのサンプリングレートを設定するサンプリングレート設定部をさらに有することができる。サンプリングレートを低くすると、スイングデータ量は少なくなり、収集の段階でデータ圧縮したものと等価である。よって、サンプリングレートを変更した後は、データ圧縮動作は不要となる。
【００１６】
（１０）本発明のさらに他の態様は、被検出対象に装着された慣性センサーから出力されるスイングデータを記憶する手順と、記憶された前記スイングデータを用いて前記被検出対象のスイングを解析する手順と、スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、前記スイングデータを圧縮する手順と、をコンピューターに実行させるスイングデータ圧縮プログラムに関する。本発明のさらに他の態様によれば、本発明の上述した態様に係る圧縮方法、データ圧縮装置またはスイング解析装置を、ソフトウェアにより実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態であるスイング解析システムの全体図である。
【図２】本発明の一実施形態であるスイング解析装置のブロック図である。
【図３】図２に示す演算処理回路のブロック図である。
【図４】ゴルフスイング軌跡を説明するための図である。
【図５】スイングデータ圧縮動作の概要を説明するフローチャートである。
【図６】圧縮率の設定の指標となるクラブヘッドのフェース面を説明する図である。
【図７】図３に示す姿勢演算部の一例を示すブロック図である。
【図８】クラブヘッドのフェース面のアドレス時及びインパクト時の向きのずれを説明するための図である。
【図９】インパクト時におけるフェース面のばらつきを上級者１について正規分布の図である。
【図１０】インパクト時におけるフェース面のばらつきを上級者２について正規分布の図である。
【図１１】インパクト時におけるフェース面のばらつきを中級者１について正規分布の図である。
【図１２】インパクト時におけるフェース面のばらつきを中級者２について正規分布の図である。
【図１３】図３に示す位置演算部の一例を示すブロック図である。
【図１４】グリップの速度の最大値を境にグリップの減速が始まることを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、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く、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１９】
（１）スイング解析システム及びスイング解析装置
図１は、本発明を例えばゴルフのスイング支援に適用したスイング解析システムの全体図である。図１に示すように、ネットワーク網例えばインターネット１０には、サーバー１２，１４及び基地局１６等が接続される。サーバー１２は、スイングデータ圧縮プログラムやスイング解析プログラム等を配信するプログラム配信サーバーである。
【００２０】
端末装置３０は、基地局１６及びインターネット１０を介してプログラム配信サーバー１２と通信可能な携帯端末例えば携帯電話機、あるいはサーバー１４及びインターネット１０を介してプログラム配信サーバー１２と通信可能なパーソナルコンピューター等で構成される。端末装置３０と、被検出対象である操作者（プレーヤー）及びゴルフクラブの少なくとも一方に装着される慣性センサー４０とで、スイング解析装置２０を構成している。ただし、スイング解析を行う端末装置３０をスイング解析装置と称することもできる。端末装置３０の記憶部には、プログラム配信サーバー１２からダウンロードされたスイングデータ圧縮プログラムやスイング解析プログラムが記憶される。
【００２１】
慣性センサー４０には例えば、例えば加速度センサーやジャイロセンサー（角速度センサー）が組み込まれる。加速度センサーは、図２に示すように互いに直交する三軸ｘ，ｙ，ｚ方向に個々に加速度を検出することができる。ジャイロセンサーは互いに直交する三軸ｘ，ｙ，ｚの各軸回りに個別に角速度を検出することができる。慣性センサー４０は、個々の軸ごとに加速度および角速度の検出信号を出力する。ｙ軸はシャフト１０２の軸方向に一致され、ｘ軸は打撃方向Ａと一致される。
【００２２】
慣性センサー４０は、図２に示すように例えばゴルフクラブ（運動具）１００に取り付けられる。ゴルフクラブ１００はグリップ１０１およびシャフト１０２を備える。シャフト１０２の先端にはクラブヘッド１０３が結合される。慣性センサー４０はゴルフクラブ１００のグリップ１０１またはシャフト１０２に取り付けられる。
【００２３】
端末装置３０は演算処理回路３００を備える。演算処理回路３００には、インターフェイス３０１を介して慣性センサー４０が接続される。インターフェイス３０１は有線又は無線で慣性センサー４０に接続される。演算処理回路３００には慣性センサー４０から検出信号が供給される。
【００２４】
演算処理回路３００には記憶部３０２が接続される。記憶部３０２には例えばスイングデータ圧縮プログラムやスイング解析プログラム等のプログラム３０３およびスイングデータ（慣性センサー４０からのデータ及びその解析データ）が格納される。プログラム３０３は、プログラム配信サーバー１２からダウンロードされて記憶される。演算処理回路３００は、ゴルフスイング解析プログラムを実行しゴルフスイング解析を実現する。演算処理回路３００はまた、スイングデータ圧縮プログラムを用いてスイングデータを圧縮する。記憶部３０２は、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリー）や大容量記憶装置ユニット、不揮発性メモリー等を含むことができる。例えばＤＲＡＭに上述したプログラム３０３が保持される。端末装置３０がハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった大容量記憶装置ユニットを備える場合には、ＨＤＤにプログラム３０３およびデータを保存することができる。不揮発性メモリーにはＢＩＯＳ（基本入出力システム）といった比較的に小容量のプログラムやデータが格納される。
【００２５】
演算処理回路３００には画像処理回路３０５が接続される。演算処理回路３００は画像処理回路３０５に所定の画像データを送る。画像処理回路３０５には表示装置３０６が接続される。接続にあたって画像処理回路３０５には所定のインターフェイス回路（図示されず）が接続される。画像処理回路３０５は、入力される画像データに応じて表示装置３０６に画像信号を送る。表示装置３０６の画面には画像信号で特定される画像が表示される。表示装置３０６には液晶ディスプレイその他のフラットパネルディスプレイが利用される。ここでは、演算処理回路３００、記憶部３０２および画像処理回路３０５は例えばコンピューター装置として提供される。
【００２６】
演算処理回路３００には入力装置３０７が接続される。入力装置３０７は例えばアルファベットキーおよびテンキーを備える。入力装置３０７から文字情報や数値情報が演算処理回路３００に入力される。また、記憶部３０２には送受信部３０８が接続される。送受信部３０８は、インターネット１０経由でプログラムを受信し、あるいは収集されたスイングデータを送信する。
【００２７】
（２）スイングデータ圧縮装置
演算処理回路３００は、図３に示すように、記憶部３０２に記憶されたスイングデータを用いてゴルフクラブ１００のスイングを解析する解析部３１０と、スイング解析結果に基づいて設定される圧縮率に従って、スイングデータを圧縮する圧縮部３２０と、を有する。なお、本実施形態では、解析部３１０はスイング解析結果に基づいて、ゴルファーのレベルを設定している。ゴルファーのレベルは、記憶部３０２に格納しておく。圧縮部３２０は、記憶部３０２または解析部３１０からレベルを取り込み、レベルに応じた圧縮率を設定する。演算処理回路３００は、サンプリングレート設定部３２５をさらに有することができる。サンプリングレート設定部３２５は、ゴルファーのレベルに応じて、慣性センサー４０がスイングデータを収集する時のサンプリングレートを可変設定する。
【００２８】
ここで、図４は、ゴルファー１がゴルフクラブ１００をスイングした時のクラブヘッド１０３の１回のスイングの移動軌跡Ｒを示している。一スイングの移動軌跡Ｒは、スイング起動（アドレス）位置Ｐ１、トップ位置Ｐ２、インパクト位置Ｐ３及びフィニッシュ位置Ｐ４を含んでいる。
【００２９】
図５は、スイングデータの圧縮動作の概要を示すフローチャートである。まず、解析部３１０は、前回選択されたゴルファー１のレベルを記憶部３０２から読み出す（Ｓ１）。その後、解析部３１０は記憶部３０２に蓄積されているスイングデータが何回のスイング回数であるかをカウントし、スイング数が閾値（例えば２０〜３０スイング）を越えていなければ(Ｓ２がＮｏ)、記憶部３０２から読み出したゴルフファー１の過去のレベルに応じた圧縮率に従って、圧縮部３２０が記憶部３０２内のスイングデータを圧縮する（Ｓ６）。スイング数の閾値を設定する理由は、ゴルフファーのレベルを導出する処理（Ｓ３）は一定量以上のデータがないと正しいレベルを設定できないからである。
【００３０】
スイング回数が閾値を越えていれば(Ｓ２がＹＥＳ)、記憶部３０２に蓄積されたスイングデータを解析部３１０が解析して、ゴルフファー１のレベルの導出する（Ｓ３）。レベル導出方法の詳細は後述する。導出されたレベルは記憶部３０２に更新して保存される（Ｓ４）。その後、解析部３１０は、圧縮部３２０レベルを受け渡す。圧縮部３２０は受け取ったゴルフレベルに応じた圧縮率を選択する（Ｓ５）。圧縮部３２０は、圧縮率に従って記憶部３０２より読み出されたスイングデータを圧縮する（Ｓ６）。圧縮率の設定や圧縮方法の詳細については後述する。圧縮されたスイングデータは記憶部３０２に保存される（Ｓ７）。その後、解析部３１０は、圧縮されたスイングデータを用いて、スイング解析に必要な各種演算を実行して、解析データを生成する。それにより、ゴルファーのレベルにあった精度で解析結果を出力することができる。
図３にはさらに、解析部３１０及び圧縮部３２０の一例が示されている。解析部３１０は、速度演算部３１１、姿勢演算部３１２及び位置演算部３１３を有する。速度演算部３１１は、例えばクラブヘッド１０３の速度等を演算する。姿勢演算部３１２は、例えばインパクト時でのクラブヘッド１０３のフェース面の向き（角度）を演算する。位置演算部３１３は、例えばダウンスイング時でのグリップ１０１の減速位置等を演算する。
【００３１】
圧縮部３２０は、解析部３１０での解析結果（レベル）または記憶部３０２に記憶された過去のレベルに基づいてスイングデータの圧縮率を設定する圧縮率設定部３２１と、設定された圧縮率に従って前記スイングデータを間引いて圧縮するデータ間引き部３２２と設定された圧縮率に従って、スイングデータの分解能を規定するビット数を変換するビット変換部３２３をさらに有することができる。本実施形態では、圧縮方法は大別して２種類ある。一つは、時系列で連続する一スイング中の全データを間引いて圧縮するものである。他の一つは、一スイングデータを構成するビットのうち下位ビットを切り捨て圧縮するものである。
【００３２】
（３）スイング速度に基づくデータ圧縮
先ず、解析部３１０のうち速度演算部３１１で演算される速度に基づいて圧縮率を設定してデータ圧縮する例について説明する。クラブヘッド１０３の速度の検出にあたって、速度演算部３１１は例えば次式に従ってクラブヘッド１０３の加速度αｓｊ（重力ｇを含む）を算出する。加速度の算出にあたって速度演算部３１１は慣性センサー４０の固有の局所座標系Σｓに従ってクラブヘッド１０３の位置ｌｓｊを特定する。クラブヘッド１０３の位置ｌｓｊは例えば入力装置３０７経由で指定され、記憶部３０２に格納しておくことができる。慣性センサー４０からは、加速度出力αｓと角速度出力ωｓとが得られる。角加速度（次式ではωｓの上にドットを付して表記している）は、角速度出力ωｓを微分して得られる。
【００３３】
【数１】
2015188507.tif 000003
速度演算部３１１は、は算出された加速度に基づきクラブヘッド１０３の移動速度を算出する。ここでは次式に従って加速度に規定のサンプリング間隔ｄｔで積分処理が施される。
【００３４】
【数２】
2015188507.tif 000004
【００３５】
ゴルフクラブ１００がドライバーの場合、クラブヘッド１０３の速度は人によって２倍ほどの差がある。上級者であれば５０ｍ／ｓと高速スイングであるのに対して、初心者や女性は３０ｍ／ｓほどの低速スイングとなる。高速スイングであれば単位時間当たりの変化量が大きいため、その解析には比較的多くのデータ量が必要となるが、低速スイングは時間当たりの変化量が少ないため、データ量を少なくしても解析精度は低下しない。
【００３６】
そこで、圧縮部３２０の圧縮率設定部３２１は、スイング速度が遅いスイングデータの圧縮率は、スイング速度が速いスイングデータの圧縮率（圧縮前データサイズ／圧縮後データサイズ）よりも高く設定する。例えば、スイング速度が５０ｍ／ｓ以上であるスイングデータの圧縮率を「１」（つまり圧縮無し）とした時、スイング速度が３０ｍ／ｓであるスイングデータの圧縮率を「２」（つまりデータ量が半分になるように圧縮すること）とする。３０ｍ／ｓ〜５０ｍ／ｓの間のスイング速度を有するスイングについてのデータは、圧縮率が「１」と「２」との間で例えば段階的に可変とすることができる。例えばレベル１〜５に分け、最上位のレベルであるレベル１は圧縮率「１」、最下位のレベルであるレベル５は圧縮率「２」とする。圧縮率は、レベルから一義的に圧縮率が求まるテーブルを用いて設定することができる。
【００３７】
データ間引き部３２２は、圧縮率設定部３２１にて設定された圧縮率に従って、記憶部３０２内のスイングデータを間引いて圧縮する。例えば、圧縮率が「２」であれば、時系列で連続する２つのスイングデータの一つを間引いて、総データ量を半分に圧縮する。圧縮率が「１．５」であれば、時系列で連続する３つのスイングデータの一つを間引く。圧縮率が「１．７５」であれば、時系列で連続する４つのスイングデータの一つを間引く。こうして、スイング速度に応じてスイングデータを圧縮することができる。なお、時系列で連続するＮ（Ｎ≧２）個のスイングデータの一つを間引くことを、間引き率Ｎと称する。圧縮率を高くするには間引き率を低くすることなる。こうしたデータ圧縮により、端末装置３０からスイングデータが転送されるサーバー１２またはサーバー１４のメモリー容量を小さくすることができる。加えて、送受信部３０８により送信されるスイングデータ量を少なくし、あるいはインターネット１０経由で転送されるスイングデータ総量を少なくできるので、データ転送時間を短縮できる。
【００３８】
本実施形態では、レベルまたは圧縮率に基づいて、サンプリングレート設定部３２５がサンプリングレートを可変させることができる。既に収集されたスイングデータは圧縮されるが、圧縮率の設定後は、設定された圧縮率に従ってサンプリングレート設定部３２５がサンプリングレートを設定することができる。設定されたサンプリングレートの情報は、インターフェイス３０１を介して慣性センサー４０に供給される。慣性センサー４０は、通常は固定のサンプリングレート（例えば１ｋＨｚ）を採用しているが、端末装置３０からのコマンドによりサンプリングレートを下げることが可能である。例えば、スイング速度が５０ｍ／ｓ以上のサンプリングデータについてはサンプリングレート（例えば１ｋＨｚ）は変更しないが、それより遅い速度の場合にはサンプリングレートを下げる。例えば、スイング速度が３０ｍ／ｓ以下であれば５００Ｈｚとし、スイング速度が４０ｍ／ｓ付近であれば７５０Ｈｚに設定する。サンプリングレートが下がれば、一スイング中にサンプリングされるスイングデータ量も少なくなる。例えばサンプリングレートを５００ｋＨｚにすれば、データ量は半減される。よって、以降は変更されたサンプリングレートに従って慣性センサー４０がサンプリングすれば、圧縮部３２０にて圧縮しなくて済む。
【００３９】
（４）ゴルフクラブの姿勢のばらつきに基づくデータ圧縮
図３の姿勢演算部３１２は、例えばインパクト時のクラブヘッド１０３のフェース面の向き（姿勢）を解析し、その解析結果に従って、圧縮部３２０のビット変換部３２３は、一スイングデータを構成する複数ビットのうちの下位ビットを切り捨てて、スイングデータを圧縮している。
【００４０】
図６に示すように、クラブヘッド１０３のフェース面１１０上には第１計測点１１１および第２計測点１１２が設定される。ここでは、第１計測点１１１はフェース面１１０のヒール１１３側端に位置し、第２計測点１１２はフェース面１１０のトゥー１１４側端に位置する。第１計測点１１１および第２計測点１１２は地面Ｇに平行な水平面１１５に配置される。したがって、第１計測点１１１および第２計測点１１２を結ぶ線分１１６は、地面Ｇに投影された際にフェース面１１０の向きを特定することができる。
【００４１】
図７は一実施形態に係る姿勢演算部３１２の構成を概略的に示す。姿勢演算部３１２は姿勢検出部３３０を備える。姿勢検出部３３０は記憶部３０２に接続される。姿勢検出部３３０は３軸回りの角速度に基づきサンプリング点ごとに慣性センサー４０の姿勢を算出する。算出にあたって角速度から回転行列Ｒｓが特定される。
【数３】
2015188507.tif 000005
ここでは、回転行列Ｒｓの特定にあたってクォータニオンＱが特定される。
【数４】
2015188507.tif 000006
ここで、角速度の大きさは次式で算出され、
【数５】
2015188507.tif 000007
ただし、計測した角速度［ｒａｄ／ｓ］は次式で表され、
【数６】
2015188507.tif 000008
単位時間Δｔ当たりの変化角度［ｒａｄ］は次式で算出される。
【数７】
2015188507.tif 000009
【００４２】
姿勢演算部３１２は静止判定部３３１およびインパクト判定部３３２を備える。静止判定部３３１は記憶部３０２の出力に基づきゴルフクラブ１００の静止状態を特定する。静止判定部３３１は、所定期間にわたって静止状態を確認すると、静止通知信号を出力する。
【００４３】
インパクト判定部３３２は記憶部３０２の出力に基づきインパクトの瞬間を特定する。インパクトの瞬間に慣性センサー４０の出力は乱れる。インパクト判定部３３２は、インパクトを検出すると、インパクト通知信号を出力する。
【００４４】
姿勢演算部３１２は座標変換部３３４を備える。座標変換部３３４には姿勢検出部３３０、静止判定部３３１よびインパクト判定部３３２から出力が供給される。座標変換部３３４は、実空間を特定する絶対基準座標系Σｘｙｚでクラブヘッド１０３のフェース面１１０の姿勢を特定する。姿勢の特定にあたって座標変換部３３４は局所座標系Σｓに従ってフェース面３１上の第１計測点１１１および第２計測点１１２を特定する。第１計測点１１１および第２計測点１１２の座標値は例えば記憶部３０２に予め記憶されればよい。座標変換部３３４は、局所座標系ΣＳの座標値に座標変換を施し、絶対基準座標系Σｘｙｚに従って第１計測点１１１および第２計測点１１２を特定する。座標変換にあたって座標変換部３３４はサンプリング点ごとに回転行列Ｒｓを特定する。計測開始からの慣性センサー４０の姿勢変化は計測開始から算出時までの回転行列Ｒｓの積算値に相当する。
【００４５】
姿勢演算部３１２は静止時解析部３３５およびインパクト時解析部３３６を備える。静止時解析部３３５およびインパクト時解析部３３６には座標変換部３３４から出力が供給される。座標変換部３３４は、静止時解析部３３５からの静止通知信号の受信に応じて、静止時解析部３３５に座標変換後の第１計測点１１１の座標値および第２計測点１１２の座標値を供給する。同様に、座標変換部３３４は、インパクト判定部３３２からのインパクト通知信号の受信に応じて、インパクト時解析部３３６に座標変換後の第１計測点１１１の座標値および第２計測点１１２の座標値を供給する。
【００４６】
静止時解析部３３５は静止時（すなわちアドレス時）に絶対基準座標系Σｘｙｚでフェース面１１０の姿勢を特定する。姿勢の特定にあたって、例えば図８に示すように、静止時解析部３３５は静止時の第１計測点１１１＝ｒｈ（０）および第２計測点１１２＝ｒｔ（０）を第１線分Ｌ１で相互に結ぶ。第１線分Ｌ１でフェース面１１０の姿勢は特定される。このとき、第１線分Ｌ１は絶対基準座標系Σｘｙｚ内でｙ軸に直交する水平面（地面Ｇに平行に広がる面）に投影される。
【００４７】
インパクト時解析部３３６はインパクト時に絶対基準座標系Σｘｙｚでフェース面１１０の姿勢を特定する。姿勢の特定にあたって、例えば図８に示すように、インパクト時解析部３３６はインパクト時の第１計測点１１１＝ｒｈ（ｉｍｐ）および第２計測点１１２＝ｒｔ（ｉｍｐ）を第２線分Ｌ２で結ぶ。第２線分Ｌ２でインパクト時のフェース面１１０の姿勢は特定される。このとき、前述と同様に、第２線分Ｌ２は絶対基準座標系Σｘｙｚ内でｙ軸に直交する水平面に投影される。
【００４８】
姿勢演算部３１２は判定部３３７を備える。判定部３３７は、フェース面１１０の姿勢の情報報に基づき、インパクト時のフェース面１１０のばらつきを判定する。判定部３３７はフェース角算出部３３８を含む。フェース角算出部３３８は静止時解析部３３５およびインパクト時解析部３３６から出力が供給される。フェース角算出部３３８は静止時のフェース面３１に対して相対的にインパクト時のフェース面１１０の角度（フェース角）φを算出する。角度φの算出にあたって、第１線分Ｌ１と第２線分Ｌ２との間で絶対基準座標系Σｘｙｚの水平面内で角度が測定される。
【００４９】
ばらつき判定部３３９は、各回のスイング毎にフェース角算出部３３８から出力されるフェース角φのばらつきを判定する。このばらつきの判定にあたって、標準偏差σを用いることができる。図９及び図１０は上級者のフェース角φの分布率を示し、図１１及び図１２は中級者のフェース角φの分布率を示す。図９〜図１２の横軸がフェース角φであり、縦軸が分布率を示している。
【００５０】
母集団から標準偏差σを算出する。１００球打った場合でも、ほぼ全球がカバーされる可能性が高い±３σを基準に精度を決める（±４σでも良い）。±3σに該当する計測値の範囲を計算する。上級者１のシートを例にとると、−３σのフェース角φは１２．３３、＋３σのフェース角φは２４．２７であり、幅（範囲）は１１．９４（＝２４．２７−１２．３３）となる。この中で１００球が均等に分布しても違いを見分けられるように精度を設定すると１１．９４／１００＝０．１１９４で０．１度単位の精度（分解能）で十分となる（この状態が非圧縮）。中級者１では±３σの幅が５５．２６なので、５５．２６／１００＝０．５５２６となり、０．５度単位の精度（分解能）で十分となる（この状態が圧縮）。
【００５１】
このことは、中級者の場合には上級しゃよりも分解能を低くしても良いことを意味する。このように複数回のスイング中のゴルフクラブの姿勢の標準偏差σを解析し、±３σまたは±４σの範囲が広い初心者または中級者のスイングデータの圧縮率は、±３σまたは±４σの範囲が狭い上級者のスイングデータの圧縮率よりも高く設定することができる。
【００５２】
ばらつき判定部３３９は、フェース角φの標準偏差σを求め、さらに±３σまたは±４σの範囲を求める。求められた±３σまたは±４σの範囲を、例えば５段階のレベルの一つとして出力する。
【００５３】
このレベルは、圧縮部３２０の圧縮率設定部３２１に入力される。圧縮率設定部３２１は、ビット変換部３２３で切り捨てられる下位ビットの桁数を設定する。ビット変換部３２３は、一スイングデータを構成するビットから、圧縮率設定部３２１で設定された桁数だけ下位ビットを切り捨てる。例えば、フェース角φが０．１度単位の精度（分解能）が得られる非圧縮スイングデータのＮ桁の２進数データを圧縮して０．５度単位の精度（分解能）にデータ圧縮するには、下２桁を切り捨てればよい。なお、下位ビット桁の切り捨てと、データ間引きとを併せて実施することもでき、それにより圧縮率をさらに高めることができる。
【００５４】
（５）ゴルフクラブの位置のばらつきに基づくデータ圧縮
図３の位置演算部３１３は、例えばダウンスイング時のグリップ１０１の減速位置を解析し、その解析結果に従って、圧縮部３２０のビット変換部３２３は、一スイングデータを構成する複数ビットのうちの下位ビットを切り捨てて、スイングデータを圧縮している。
【００５５】
図３に示す位置演算部３１３の一例を示す図１３において、グリップ加速度算出部３４０は記憶部５０２に記憶されたスイングデータに基づき、上述した数１式にて、クラブヘッド１０３の長さｌｓｊに代えて慣性センサー４０からグリップ１０１までの長さｌｓｈを用いて、グリップ１０１の加速度αｓｈを算出する。グリップ速度算出部３４１は、上述した数２において、Ｖｓｈ（０）＝０とグリップ加速度算出部３４０で求められたグリップ１０１の加速度αｓｈとを用いて、グリップ１０１の速度Ｖｓｈ（ｔ）を算出する。
【００５６】
最大値抽出部３４２はグリップ１０１の移動速度の最大値を抽出する。インパクト時抽出部３４３はインパクト時のグリップ１０１の移動速度を抽出する。変化率算出部３４４は、次式に従って、最大値抽出部３４２およびインパクト時抽出部３４３で抽出された移動速度の大きさに基づき速度の変化率ηを算出する。
【数８】
2015188507.tif 000010
【００５７】
ここで、速度の変化率ηが「０．３」である時のグリップ１０１の速度の変化を図１４に示す。なお、図１４には参考までにクラブヘッド１０３の速度の変化も示されている。インパクトに向かう時間軸に従えば、移動速度の最大値からグリップ１０１の移動は減速する。したがって、移動速度の最大値Ｋの位置（時刻）が特定されれば、その最大値の位置を境にグリップ１０１は減速するので、グリップの減速位置が特定される。仮に、グリップ１３ｂの移動速度に減速が生じなければ、インパクト時の移動速度はそのまま移動速度の最大値に該当する。その結果、変化率は「０（ゼロ）」となり、ダウンスイング中ではグリップ１０１の減速は生じないことを意味する。速度の変化率ηが「０」の場合には、グリップ１０１の減速位置を指標とするデータ圧縮は実施されない。速度の変化率ηが「０」以外の場合には、グリップ１０１の減速位置を指標とするデータ圧縮が実施される。
【００５８】
最大値抽出部３４２及び変化率算出部３４４と接続されたグリップ減速位置ばらつき判定部３４５は、速度の変化率ηが「０」以外の場合に、各回のスイング毎にグリップ速度減速位置（＝最大値の位置）のばらつきを判定する。このばらつきの判定にあたって、ばらつき判定部３３９と同様に標準偏差σを用いることができる。グリップ減速位置ばらつき判定部３４５は、グリップ減速位置の標準偏差σを求め、さらに±３σまたは±４σの範囲を求める。求められた±３σまたは±４σの範囲を、例えば５段階のレベルの一つとして出力する。
【００５９】
このレベルは、圧縮部３２０の圧縮率設定部３２１に入力される。圧縮率設定部３２１は、ビット変換部３２３で切り捨てられる下位ビットの桁数を設定する。ビット変換部３２３は、一スイングデータを構成するビットから、圧縮率設定部３２１で設定された桁数だけ下位ビットを切り捨てる。この場合も、下位ビット桁の切り捨てと、データ間引きとを併せて実施することもでき、それにより圧縮率をさらに高めることができる。
【００６０】
上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれる。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語とともに記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えられることができる。
【００６１】
例えば、図３に示す解析部３１０は、圧縮率の設定のためのスイング解析だけでなく、圧縮後のスイングデータを用いた本来のスイング解析を実施する解析部として兼用できる。圧縮されたスイングデータに基づいて解析部３１０はスイング軌跡などのスイング解析データを生成し、記憶部５０２に格納することができる。
【００６２】
また、図３に示す解析部３１０に設けられる速度演算部３１１、姿勢演算部３１２または位置演算部３１３による演算例は一例であり、他の着目点ついて演算しても良い。例えば、位置演算部３１３は、図４に示す切り替えし位置（トップの位置）Ｐ２の高さや、位置Ｐ２−Ｐ４間の振り幅を演算しても良い。フルショットと比較してハーフショットはスイング速度が遅い。よって、スイング速度の代わりに位置Ｐ２の高さや位置Ｐ２−Ｐ４間の振り幅に基づいて、データ間引きを実施しても良い。
【００６３】
なお、本発明はゴルフに限らずテニス、卓球、バドミントン、野球などのように運動器具をスイングする運動や、運動以外のスイング動作にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  ゴルファー、３０  端末装置、４０  慣性センサー、１００  ゴルフクラブ、１０１  グリップ、１０２  シャフト、１０３  クラブヘッド、３００  演算処理回路、３０２  記憶部、３１０  解析部、３２０  圧縮部、３２１  圧縮率設定部、３２２  データ間引き部、３２３  ビット変換部
【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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