(57)【要約】【課題】慣性センサを用いて打撃具のスイングの評価指標を測定する際の測定精度を向上させること。【解決手段】慣性センサ１２は、３次元直交座標の第１軸Ｘ１をゴルフクラブ２０のシャフト２２方向に、第３軸Ｘ３をゴルフクラブ２０の打撃面（フェース面）と平行方向に、それぞれ略一致させてゴルフクラブ２０に取り付けられる。ゴルフクラブ２０は、３次元直交座標の第２軸Ｘ２を目標打撃方向の地面Ｇへの投影線（測定空間Ｓの第１軸Ｙ１）と平行方向に略一致させた状態を基準状態とする。カメラ１６は、ゴルフクラブ２０を基準状態に保持した際のシャフト２２方向を地面Ｇに投影した投影線Ｎ１と視軸Ｎ２とが平行となるように設置されている。コンピュータ１４は、画像におけるゴルフクラブ２０のシャフト２２方向と視軸Ｎ２とのずれに基づいてゴルフクラブ２０の基準状態からのずれ量を推定して評価指標を校正する。【選択図】図１
2015139562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
慣性センサを用いて打撃具のスイングの評価指標を測定するスイング測定方法であって、
前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像をカメラで撮影する撮影工程と、
前記スイング中の前記打撃具の加速度および角速度を計測する加速度計測工程と、
測定された前記加速度および前記角速度を用いて前記評価指標を算出するとともに、前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像を用いて前記評価指標を校正する算出工程と、
を含んだことを特徴とするスイング測定方法。
【請求項２】
前記慣性センサは、３次元直交座標の原点を測定点として前記加速度および前記角速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、
前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、
前記カメラは、前記打撃具を前記基準状態に保持した際の前記軸線方向を地面に投影した投影線と視軸とが平行となるように設置され、
前記算出工程では、前記画像における前記打撃具の軸線方向と前記視軸とのずれに基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、
ことを特徴とする請求項１記載のスイング測定方法。
【請求項３】
前記カメラは、複数設けられており、
前記打撃具は、前記軸線上に複数のマーカを備え、
前記慣性センサは、３次元直交座標の原点を測定点として前記加速度および前記角速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、
前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、
前記算出工程では、前記画像における前記マーカの位置に基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、
ことを特徴とする請求項１記載のスイング測定方法。
【請求項４】
前記打撃具はゴルフクラブである、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のスイング測定方法。
【請求項５】
打撃具のスイングの評価指標を測定するスイング測定装置であって、
少なくとも前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像を撮影するカメラと、
前記スイング中の前記打撃具の加速度および角速度を計測する慣性センサと、
測定された前記加速度を用いて前記打撃具の評価指標を算出するとともに、前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像を用いて前記評価指標を校正する算出部と、
を備えることを特徴とするスイング測定装置。
【請求項６】
前記慣性センサは、３次元直交座標の原点を測定点として前記加速度および前記角速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、
前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、
前記カメラは、前記打撃具を前記基準位置に載置した際の前記軸線を地面に投影した投影線と視軸とが平行となるように設置され、
前記算出部は、前記画像における前記打撃具の軸線方向と前記視軸とのずれに基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、
ことを特徴とする請求項５記載のスイング測定装置。
【請求項７】
前記カメラは、複数設けられており、
前記打撃具は、前記軸線上に複数のマーカを備え、
前記慣性センサは、３次元直交座標上の一点を基準点として前記加速度および前記角速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、
前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、
前記算出部は、前記画像における前記マーカの位置に基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、
ことを特徴とする請求項５記載のスイング測定装置。
【請求項８】
前記打撃具はゴルフクラブである、
ことを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載のスイング測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性センサを用いて打撃具のスイングの評価指標を測定するスイング測定方法およびスイング測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、慣性センサの小型化、高性能化を受け、これを用いてゴルフクラブなどのスイングを測定する手法が広まっている。たとえば、下記特許文献１では、３軸方向の加速度及び３軸回りの角速度あるいは角度を計測可能なセンサを用いて、ダウンスイング中の少なくとも１時刻におけるグリップ角速度、またはダウンスイング中の少なくとも１時刻におけるグリップ速度を含む指標を得て、ゴルフクラブでのスイングを分類するスイング分析方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５６０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
慣性センサによるスイング測定においては、初期状態（たとえば測定開始時）における位置を基準点とし、この基準点に対する相対運動を測定する。このため、絶対的な基準でスイングを評価するためには、予め設定した基準座標に合わせた校正を行う必要がある。特に、所定の基準座標に対するゴルフクラブヘッドの移動方向などを測定する場合には、初期状態における慣性センサの向きなどの姿勢情報の取得が重要となる。
上述した特許文献１では、ゴルファーのアドレス状態を基準としているため、あらかじめ設定した基準座標とのずれなどを認識することができず、測定精度が低いという課題がある。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、慣性センサを用いて打撃具のスイングの評価指標を測定する際の測定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるスイング測定方法は、慣性センサを用いて打撃具のスイングの評価指標を測定するスイング測定方法であって、前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像をカメラで撮影する撮影工程と、前記スイング中の前記打撃具の加速度および角速度を計測する加速度計測工程と、測定された前記加速度および前記角速度を用いて前記評価指標を算出するとともに、前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像を用いて前記評価指標を校正する算出工程と、を含んだことを特徴とする。
請求項２の発明にかかるスイング測定方法は、前記慣性センサは、３次元直交座標の原点を測定点として前記加速度および前記角速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、前記カメラは、前記打撃具を前記基準状態に保持した際の前記軸線方向を地面に投影した投影線と視軸とが平行となるように設置され、前記算出工程では、前記画像における前記打撃具の軸線方向と前記視軸とのずれに基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかるスイング測定方法は、前記カメラは、複数設けられており、前記打撃具は、前記軸線上に複数のマーカを備え、前記慣性センサは、３次元直交座標の原点を測定点として前記加速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、前記算出工程では、前記画像における前記マーカの位置に基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかるスイング測定方法は、前記打撃具はゴルフクラブである、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかるスイング測定装置は、打撃具のスイングの評価指標を測定するスイング測定装置であって、少なくとも前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像を撮影するカメラと、前記スイング中の前記打撃具の加速度および加速度を計測する慣性センサと、測定された前記加速度を用いて前記打撃具の評価指標を算出するとともに、前記スイングの初期位置における前記打撃具の画像を用いて前記評価指標を校正する算出部と、を備えることを特徴とする。
請求項６の発明にかかるスイング測定装置は、前記慣性センサは、３次元直交座標の原点を測定点として前記加速度および前記角速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、前記カメラは、前記打撃具を前記基準位置に載置した際の前記軸線を地面に投影した投影線と視軸とが平行となるように設置され、前記算出部は、前記画像における前記打撃具の軸線方向と前記視軸とのずれに基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかるスイング測定装置は、前記カメラは、複数設けられており、前記打撃具は、前記軸線上に複数のマーカを備え、前記慣性センサは、３次元直交座標上の一点を基準点として前記加速度および前記角速度を測定するとともに、前記３次元直交座標の第１軸を前記打撃具の軸線方向に、第３軸を前記打撃具の打撃面と平行方向に、それぞれ略一致させて前記打撃具に取り付けられ、前記打撃具は、前記３次元直交座標の第２軸を前記打撃具の目標打撃方向の地面への投影線と平行方向に略一致させた状態を基準状態とし、前記算出部は、前記画像における前記マーカの位置に基づいて前記打撃具の前記基準状態からのずれ量を推定して前記評価指標を校正する、ことを特徴とする。
請求項８の発明にかかるスイング測定装置は、前記打撃具はゴルフクラブである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、スイングの初期位置における打撃具の画像を用いて評価指標を校正するので、慣性センサにおける測定の基準点となるスイングの初期位置に基づいて評価指標の校正をおこなうことができ、評価指標の算出精度を向上させることができる。
請求項２の発明によれば、画像における打撃具の軸線方向と視軸とのずれに基づいて打撃具の基準状態からのずれ量を推定して評価指標を校正する。これにより、慣性センサに設定された３次元直交座標の方向と、測定空間に設定された基準座標とのずれを校正することができる。
請求項３の発明によれば、複数のカメラを用いることにより打撃具の姿勢を３次元画像として再現することができるので、評価指標の算出精度をより向上させることができる。
請求項４の発明によれば、打撃具としてゴルフクラブを用いて測定をおこなうことができる。
請求項５の発明によれば、スイングの初期位置における打撃具の画像を用いて評価指標を校正するので、慣性センサにおける測定の基準点となるスイングの初期位置に基づいて評価指標の校正をおこなうことができ、評価指標の算出精度を向上させることができる。
請求項６の発明によれば、画像における打撃具の軸線方向と視軸とのずれに基づいて打撃具の基準状態からのずれ量を推定して評価指標を校正する。これにより、慣性センサに設定された３次元直交座標の方向と、測定空間に設定された基準座標とのずれを校正することができる。
請求項７の発明によれば、複数のカメラを用いることにより打撃具の姿勢を３次元画像として再現することができるので、評価指標の算出精度をより向上させることができる。
請求項８の発明によれば、打撃具としてゴルフクラブを用いて測定をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態にかかるスイング測定装置１０の構成を示す説明図である。
【図２】慣性センサ１２の外観を示す図である。
【図３】慣性センサ１２の構成を示すブロック図である。
【図４】コンピュータ１４の構成を示すブロック図である。
【図５】ゴルフクラブ２０の移動軌跡の説明図である。
【図６】左右進入各θＬＲの説明図である。
【図７】上下進入各θＵＤの説明図である。
【図８】打撃時フェース角φの説明図である。
【図９】打撃時ロフト角αの説明図である。
【図１０】打撃時ライ角βの説明図である。
【図１１】本実施の形態のスイング評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図１２】ゴルフクラブ２０の基準状態からのずれを模式的に示す説明図である。
【図１３】地面Ｇに対するゴルフクラブ２０の傾きを説明する図である。
【図１４】視軸Ｎ２との平行方向におけるゴルフクラブ２０の傾きを説明する図である。
【図１５】実施の形態２にかかるスイング測定装置５０の構成を示す説明図である。
【図１６】ゴルフクラブ２０の移動軌跡の説明図である。
【図１７】測定空間Ｓにおける基準座標の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるスイング測定方法およびスイング測定装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、打撃具としてゴルフクラブを用いる場合を例にして説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかるスイング測定装置１０の構成を示す説明図である。
スイング測定装置１０は、慣性センサ１２と、コンピュータ１４（算出部）と、カメラ１６とによって構成され、慣性センサ１２を用いて打撃具のスイングの評価指標を測定する。
本実施の形態では、打撃具はゴルフクラブ２０である。ゴルフクラブ２０は、大きくシャフト２２、ゴルフクラブヘッド２４およびグリップ２６によって構成される。シャフト２２の一方の端部にゴルフクラブヘッド２４が設けられ、他方の端部にはグリップ２６が設けられている。
測定空間Ｓの地面Ｇ上には、ゴルフボールＢを載置するためのボール載置位置Ｐ０が予め定められており、このボール載置位置Ｐ０は地面Ｇ上に設けられたマークなどによって表示されている。あるいは、ボール載置位置Ｐ０にティーが設けられ、このティーにゴルフボールＢが載置される。
また、ボール載置位置Ｐ０の前方には、ゴルフボールＢを打ち出す目標としてのターゲットＣが設けられている。なお、図示の制約上、図面上ではボール載置位置Ｐ０とターゲットＣとが近接して描かれているが、実際にはボール載置位置Ｐ０とターゲットＣとは所定の距離（ドライバーなど飛距離の出るクラブを用いる程度の距離）があるものとする。
測定者Ｆは、ゴルフクラブ２０をスイングすることにより、ゴルフクラブヘッド２４のフェース面によってボール載置位置Ｐ０に載置されたゴルフボールＢをターゲットＣに向けて打ち出す。
このスイング時における加速度および角速度を慣性センサ１２によって測定し、コンピュータ１４によって演算処理することによって、スイングの評価指標を算出する。
なお、ボール載置位置Ｐ０に載置されたゴルフボールＢの中心点Ｐ１とターゲットＣとを結ぶ直線が目標線Ｌである。
【００１１】
測定空間Ｓには、ボール載置位置Ｐ０を中心とする基準座標が設定されている。
図１７は、測定空間Ｓにおける基準座標の説明図である。
測定空間Ｓの基準座標は、ボール載置位置Ｐ０を中心として、上記目標線Ｌを地面Ｇに投影した第１軸Ｙ１と、地面Ｇに垂直な第２軸Ｙ２と、地面Ｇに水平かつ第１軸Ｙ１および第２軸Ｙ２によって形成される平面に直交する方向に延びる第３軸Ｙ３とによって規定される。
測定空間Ｓ内の任意の位置は、第１軸Ｙ１〜第３軸Ｙ３によって規定される基準座標を用いて特定することができる。
【００１２】
図１の説明に戻り、カメラ１６は、たとえばゴルフクラブ２０のスイング位置（ボール載置位置Ｐ０）に対向する位置に設置され、スイングの初期位置におけるゴルフクラブ２０の画像を撮影する。カメラ１６は、有線または無線でコンピュータ１４に接続されており、撮影画像を逐次コンピュータ１４へと送信する。
実施の形態１では、設置するカメラ１６は１台である。
カメラ１６は、ゴルフクラブ２０を後述する基準状態に保持した際の軸線（シャフト２２）方向を地面に投影した投影線Ｎ１と視軸Ｎ２とが平行となるように設置されている。これは、後のコンピュータ１４での処理において、基準状態におけるシャフト２２方向（視軸Ｎ２方向）と、実際のシャフト２２の方向とのずれ量を特定しやすいようにするためである。
【００１３】
つぎに、慣性センサ１２について説明する。
図２は、慣性センサ１２の外観を示す図である。
図２Ａは慣性センサ１２の外観斜視図、図２Ｂは慣性センサ１２のゴルフクラブ２０への取り付け状態を示す図である。
慣性センサ１２は、無線通信機能を有する小型のセンサユニットである。慣性センサ１２のサンプリング周波数は、たとえば５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚであり、既存の磁気センサのサンプリング周波数（たとえば２４０Ｈｚ）と比較して数倍の時間分解能を有する。また、既存の磁気センサは有線方式であるのに対して、慣性センサ１２は無線方式で測定結果をコンピュータ１４に送信することができる。
慣性センサ１２は、筐体１２２、表示部１２４、操作ボタン１２６を備える。
図２Ａに示すように、慣性センサ１２の筐体１２２は、前面１２２１、後面１２２２、上面１２２３、下面１２２４、右側面１２２５、左側面１２２６を備え、前後方向の厚さと、厚さよりも大きな寸法の左右方向の幅と、幅よりも大きな寸法の上下方向の長さを有し、矩形板状を呈している。
筐体１２２の前面１２２１は、長手方向を筐体１２２の上下方向に平行させたほぼ長方形を呈している。
前面１２２１には、表示部１２４および操作ボタン１２６が設けられている。
表示部１２４は、液晶モニタ等であり、慣性センサ１２による測定状況（「測定中」等の表示）や測定結果などが表示される。
なお、表示部１２４は省略してもよく、たとえばＬＥＤ等の点灯の有無や点灯色によって慣性センサの測定状況等を視認できるようにしてもよい。
操作ボタン１２６は、慣性センサ１２による測定の開始や終了を指示する指示入力が入力される。
なお、操作ボタン１２６は省略してもよく、測定の開始や終了を指示する指示入力は、外部（たとえばコンピュータ１４）から与えてもよい。
また、前面１２２１に対向する後面１２２２には筐体１２２をゴルフクラブ２０に取り付けるための固定部（図示なし）が設けられている。
【００１４】
慣性センサ１２は、３次元直交座標における測定点の加速度および角速度をリアルタイムで測定する。
本実施の形態では、筐体１２２の中心点を測定点Ｏとし、測定点Ｏを原点とする慣性センサ１２の測定用３次元直交座標が設定されている。具体的には、測定点Ｏから筐体１２２の下面１２２４方向に第１軸Ｘ１、右側面１２２５方向に第２軸Ｘ２、後面１２２２方向に第３軸Ｘ３が、それぞれ設定されている。
慣性センサ１２をゴルフクラブ２０に取り付ける際には、第１軸Ｘ１を打撃具であるゴルフクラブ２０の軸線方向、すなわちシャフト２２に一致させる。また、第３軸Ｘ３をゴルフクラブ２０のフェース面と平行方向に一致させる。
なお、ゴルフクラブ２０のシャフト２２（第１軸Ｘ方向）の地面Ｇからの傾き（図１３における角度θｇ）は、慣性センサ１２において重力方向ｇを特定することによって計測することができる。
ここで、スイングの初期位置（測定開始時）において、慣性センサ１２の第２軸Ｘ２が、測定空間Ｓの第１軸Ｙ１（目標線Ｌの地面Ｇへの投影線）と一致するようにゴルフクラブ２０を保持した状態を「ゴルフクラブ２０の基準状態」という。
ゴルフクラブ２０を基準状態で保持することにより、測定空間Ｓ内の基準座標と慣性センサ１２の測定用３次元直交座標との間に対応関係を規定することができ、慣性センサ１２で測定した方向を測定空間Ｓにおける相対的な位置関係で表すことができる。
また、仮にゴルフクラブ２０が基準状態からずれた場合にも、測定空間Ｓ内の基準座標と加速度センサ１２の測定用３次元直交座標とのずれ量がわかれば、加速度センサ１２の測定結果を校正することが可能となる。
【００１５】
図３は、慣性センサ１２の構成を示すブロック図である。
慣性センサ１２は、前記の表示部１２４、操作ボタン１２６に加えて、３軸加速度センサ１２８および３軸ジャイロセンサ１３０、処理部１３２、無線通信部１３４などを含んで構成されている。
３軸加速度センサ１２８は、測定点Ｏにおける３次元直交座標の各軸（上記Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）方向の加速度を測定する。
３軸ジャイロセンサ１３０は、測定点Ｏにおける３次元直交座標の各軸（上記Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）まわりの角加速度を測定する。
無線通信部１３４は、３軸加速度センサ１２８および３軸ジャイロセンサ１３０の測定データをコンピュータ１４に送信する。
処理部１３２は、慣性センサ１２の起動や測定データへのタイムスタンプの付与、測定データの送信の制御等をおこなう。
本実施の形態では、処理部１３２は、マイクロコンピュータによって構成されている。
処理部１３２は、ＣＰＵ１３２Ａと、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ１３２Ｂ、ＲＡＭ１３２Ｃ、インターフェース１３２Ｄ、表示用ドライバ１３２Ｅなどを含んで構成されている。
ＲＯＭ１３２ＢはＣＰＵ１３２Ａが実行する移動体の移動方向および移動速度を算出するための制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ１３２Ｃはワーキングエリアを提供するものである。
インターフェース１３２Ｄは、３軸加速度センサ１２８および３軸ジャイロセンサ１３０の測定値を入力してＣＰＵ１３２Ａに供給し、また、操作ボタン１２６からの操作信号を受け付けてＣＰＵ１３２Ａに供給するものである。
表示用ドライバ１３２ＥはＣＰＵ１３２Ａの制御に基づいて表示部１２４を駆動するものである。
【００１６】
つぎに、コンピュータ１４の構成について説明する。
図４は、コンピュータ１４の構成を示すブロック図である。
コンピュータ１４は、慣性センサ１２の測定結果に基づいて、測定空間Ｓ内におけるゴルフクラブ２０の挙動を演算し、スイングの評価指標を算出する。
コンピュータ１４は、ＣＰＵ１４０２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ１４０４、ＲＡＭ１４０６、ハードディスク装置１４０８、ディスク装置１４１０、キーボード１４１２、マウス１４１４、ディスプレイ１４１６、プリンタ１４１８、入出力インターフェース１４２０、無線通信ユニット１４２２などを有している。
ＲＯＭ１４０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ１４０６はワーキングエリアを提供するものである。
【００１７】
ハードディスク装置１４０８は、慣性センサ１２の測定結果に基づいて、測定空間Ｓ内におけるゴルフクラブ２０の挙動を演算し、ゴルフクラブ２０の挙動に基づいてスイングの評価指標を算出する評価指標算出プログラムを格納している。また、ハードディスク装置１４０８は、３次元座標系において、ゴルフクラブ２０を再現した３次元形状モデルを記憶している。
ここで、評価指標算出プログラムにおける評価指標の算出方法について説明する。
上述のように、慣性センサ１２は、ゴルフクラブ２０に取り付けられるが、ゴルフクラブ２０の形状は既知かつほぼ一定である（打撃時におけるしなり等は無視できる）ため、慣性センサ１２の測定点を固定すれば、ゴルフクラブ２０の任意の点と測定点との相対位置を特定することができる。評価指標算出プログラムは、慣性センサ１２の測定結果に基づいて、各時刻におけるゴルフクラブ２０の各点の位置を算出し、スイング中のゴルフクラブ２０の挙動をＲＡＭ１４０６上の仮想空間上に再現する。そして、当該スイングにおける各種の評価指標を算出する。
このとき、評価指標算出プログラムは、測定された加速度を用いて評価指標を算出するとともに、スイングの初期位置におけるゴルフクラブ２０の画像を用いて評価指標を校正する。詳細は後述するが、評価指標算出プログラムは、画像におけるゴルフクラブ２０の軸線（シャフト）方向とカメラ１６の視軸とのずれに基づいてゴルフクラブ２０の基準状態からのずれ量を推定して評価指標を校正する。
【００１８】
本実施の形態では、評価指標算出プログラムにおいて、たとえば以下の評価指標を算出する。
（１）ゴルフクラブ２０の移動軌跡を示す時系列データとしての移動軌跡データ：
移動軌跡データは、ゴルフクラブ２０のシャフト２２の移動軌跡によって示され（図１６）またはゴルフクラブ２０のフェース面の中心点の移動軌跡によって示される（図５）。なお、図１６Ａは測定者Ｆの正面から見た移動軌跡、図１６Ｂは測定者Ｆの利き腕側の側面から見た移動軌跡である。
（２）移動軌跡データに基づくヘッドスピードデータ：
ゴルフクラブ２０のフェース面の中心点４１０（図５）が単位時間当たりに移動する距離に基づいて、スイング中におけるヘッドスピードを算出する。
（３）左右進入角θＬＲ：
左右進入角θＬＲは、図６に示すように、ゴルフクラブ２０のフェース面４０２の中心点４１０の移動軌跡Ｔと目標線Ｌとを水平面に投影したときに、水平面上において移動軌跡Ｔと目標線Ｌとがなす角度をいう。なお、図中、矢印Ｆはゴルフクラブヘッド２４の移動方向を示す。
（４）上下進入角θＵＤ：
上下進入角θＵＤとは、図７に示すように、ゴルフクラブ２０のフェース面４０２の中心点４１０の移動軌跡Ｔと目標線Ｌとを目標線Ｌと平行する鉛直面に投影したときに、鉛直面上において移動軌跡Ｔと目標線Ｌとがなす角度をいう。
（５）フェース面４０２がゴルフボールＢを打撃する直前におけるゴルフクラブヘッド２４の向きを示す向きデータＤｆ：
本実施の形態では、向きデータＤｆは、打撃時フェース角φと、打撃時ロフト角αと、打撃時ライ角βを含む。
以下、図８，図９，図１０を参照して説明する。
（５−１）打撃時フェース角φは、図８に示すように、ゴルフクラブ２０のフェース面４０２がゴルフボールＢを打撃する直前におけるフェース面４０２の中心点４１０を通る法線Ｈと目標線Ｌとを水平面に投影したときに、水平面上において法線Ｈと目標線Ｌとがなす角度によって示される。
（５−２）打撃時ロフト角αは、図９に示すように、ゴルフクラブ２０のフェース面４０２がゴルフボールＢを打撃する直前におけるフェース面４０２の中心点４１０を通る法線Ｈと該法線Ｈと交差する水平面（地面Ｇ）と平行な平面とがなす角度によって示される。
（５−３）打撃時ライ角βは、図１０に示すように、ゴルフクラブ２０のフェース面４０２がゴルフボールＢを打撃する直前におけるシャフト２２の延長線と、この延長線が交差する水平面（本例では地面Ｇ）とがなす角度によって示される。
なお、上述したスイング評価指標は一例であり、上述した評価指標のうちの一部のみを算出したり、上述した評価指標以外の評価指標を算出してもよいことは無論である。
【００１９】
図4の説明に戻り、ディスク装置１４１０はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード１４１２およびマウス１４１４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ１４１６はたとえば上記評価指標等のデータを表示出力するものであり、プリンタ１４１８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ１４１６およびプリンタ１４１８によってデータを出力する。
入出力インターフェース１４２０は、カメラ１６等の外部機器との間でデータの授受を行うものである。
無線通信ユニット１４２２は、慣性センサ１２との間で無線通信を用いてデータ（測定データ等）の授受を行うものである。
なお、本実施の形態では、慣性センサ１２の測定結果に基づいてスイングの評価指標を算出する装置としてコンピュータ１４を用いるが、たとえばスマートホンやタブレット等の小型情報処理装置によって評価指標を算出してもよい。また、たとえば慣性センサ１２に評価指標を算出する機能を搭載してもよい。この場合、算出した評価指標を慣性センサ１２の表示部１２４に表示してもよいし、他の情報処理装置に送信して表示等の出力をおこなってもよい。
【００２０】
つぎに、図１１のフローチャートを参照して本実施の形態のスイング測定方法について説明する。
図１１は、本実施の形態のスイング測定方法の手順を示すフローチャートである。
まず、測定者Ｆはゴルフクラブ２０に慣性センサ１２を取り付ける（ステップＳ１０）。慣性センサ１２の取り付け位置は任意であるが、測定者Ｆによるスイングを妨害しない位置が好ましい。図２Ｂの例ではグリップ２６とシャフト２２の境界付近に取り付けられている。
つぎに、測定者Ｆが慣性センサ１２の取り付け位置情報を入力する（ステップＳ１２）。取り付け位置情報とは、たとえば取り付け後の慣性センサ１２の基準点（たとえば筐体１２２の上下左右方向の中心点）とグリップ２６の端部との距離、ゴルフクラブ２０の長さ、ロフト角およびライ角等である。
つづいて、測定者Ｆは、カメラ設置状態情報（カメラ１６とボール載置位置Ｐ０との距離、カメラの設置高さ等）を入力し（ステップＳ１４）、カメラ１６による撮影を開始する（ステップＳ１６）。
すなわち、スイングの初期位置におけるゴルフクラブ２０の画像をカメラ１６で撮影する撮影工程を開始する。
撮影開始後、撮影を継続する期間は任意であるが、少なくとも慣性センサ１２の操作ボタン１２６をオンにして測定を開始する際（スイングの初期位置）の画像が得られるようにする。
また、撮影された画像は、カメラ１６からコンピュータ１４へと送信される。
つぎに、測定者Ｆは、アドレス姿勢を取って慣性センサ１２の操作ボタン１２６をオンにして測定を開始する（ステップＳ１８）。すなわち、操作ボタン１２６は、ゴルフクラブ２０の姿勢の調整が完了したことを示すトリガ信号を出力する信号発生手段であり、慣性センサ１２は、トリガ信号の入力を受けて加速度の測定を開始する。
測定者Ｆは、操作ボタン１２６をオンした後にスイングを開始する。慣性センサ１２は、スイング中のゴルフクラブ２０の加速度を測定する加速度測定工程をおこなう（ステップＳ２０）。加速度測定工程では、慣性センサに加わる加速度の大きさおよび方向を時系列で取得する。また、取得された測定データは、無線通信を用いてコンピュータ１４に送信される。
【００２１】
つぎに、コンピュータ１４は、カメラ１６から送信された画像からスイングの初期位置におけるゴルフクラブ２０の画像を特定する（ステップＳ２２）。
具体的には、たとえばカメラ１６で撮影した画像に撮影時刻を付しておき、慣性センサ１２の操作ボタン１２６がオンにされた時刻の撮影画像をスイングの初期位置における画像と特定する。
そして、ステップＳ２２で抽出した画像から画像解析によってゴルフクラブ２０を抽出し、画像におけるゴルフクラブ２０の軸線（シャフト２２）方向と、カメラ１６の視軸とのずれに基づいてゴルフクラブ２０の基準状態からのずれ量を推定する（ステップＳ２４）。すなわち、スイングの初期状態におけるゴルフクラブ２０の基準状態からのずれ量を推定する。
つづいて、コンピュータ１４は、スイング評価指標プログラムによって、ゴルフクラブ２０の挙動を示す挙動データを生成するとともに、挙動データに基づいてスイングの評価指標を算出する算出工程をおこない、スイングの初期位置におけるゴルフクラブ２０の画像を用いて評価指標を校正する（ステップＳ２６）。
すなわち、スイング評価指標プログラムは、加速度の時系列データに基づいて３次元形状モデルを仮想空間上で動かすことにより挙動データを生成し、評価指標を算出する。そして、スイングの初期状態におけるゴルフクラブ２０の基準状態からのずれ量に基づいて評価指標を校正する。
そして、スイング評価指標プログラムは、校正後の評価指標をディスプレイ１４１６等に出力して（ステップＳ２８）、本フローチャートによる処理を終了する。
【００２２】
以下、ステップＳ２４について更に詳しく説明する。
図１２は、ゴルフクラブ２０の基準状態からのずれを模式的に示す説明図である。
図１２Ａ〜１２Ｃは、いずれもカメラ１６による撮影画像である。なお、実際は撮影画像には測定者Ｆや背景等も写っているが、説明の便宜上、図１２ではゴルフクラブ２０のみを図示している。
また、図１２ではカメラの視軸Ｎ２の上下方向に基準線Ｎ３を示している。
図１２Ａでは、慣性センサ１２の第２軸Ｘ２の向きが、測定空間Ｓの第１軸Ｙ１の向きに対して角度θ１傾いている。
図１２Ｂでは、慣性センサ１２の第２軸Ｘ２の向きが、測定空間Ｓの第１軸Ｙ１の向きとほぼ一致している。
図１２Ｃでは、慣性センサ１２の第２軸Ｘ２の向きが、測定空間Ｓの第１軸Ｙ１の向きに対して角度θ２傾いている。
すなわち、図１２Ｂではゴルフクラブ２０は基準状態にあると考えられるのに対して、図１２Ａおよび図１２Ｃでは、ゴルフクラブ２０は基準状態になく、基準状態から角度θ１またはθ２だけずれている。
スイング評価指標プログラムは、このような実際のシャフト２２の方向と基準状態とのずれ量を特定し、ずれ量を用いて校正をおこなう。なお、ずれ量を用いた校正は、評価指標の算出工程のいずれでおこなってもよく、具体的な演算アルゴリズムに基づいて、最も演算負荷や誤差が少ない段階でおこなえばよい。たとえば加速度の時系列データを校正する方法、挙動データを補正する方法、評価指標を補正する方法など、任意である。
【００２３】
なお、ゴルフクラブ２０のシャフト２２には、図１４に示すように複数のマーカＭが付与されている。図１４では、２つのマーカＭを付したゴルフクラブ２０を図示している。
シャフト２２に複数のマーカＭを付すことによって、平面画像上のシャフト２２の傾きを測定する際に測定ポイントを自動抽出することができる。すなわち、複数のマーカＭをつなぐ線分ｍをシャフト２２方向として特定することにより、コンピュータ１４における処理効率を向上させることができる。
【００２４】
以上説明したように、実施の形態にかかるスイング測定装置１０は、スイングの初期位置におけるゴルフクラブ２０の画像を用いて評価指標を校正する。よって、慣性センサにおける測定の基準点となるスイングの初期位置に基づいて評価指標の校正をおこなうことができ、評価指標の算出精度を向上させることができる。
より詳細には、スイング測定装置１０は、画像におけるゴルフクラブ２０の軸線（シャフト２２）方向とカメラ１６の視軸とのずれに基づいて、ゴルフクラブ２０の基準状態からのずれ量を推定して評価指標を校正する。これにより、慣性センサ１２に設定された３次元直交座標の方向と、測定空間Ｓに設定された基準座標とのずれを校正することができる。
また、スイング測定装置１０において、ゴルフクラブ２０に複数のマーカＭを設けてカメラ１６の視軸との平行方向におけるゴルフクラブ２０の傾きを特定するようにすれば、平面画像での特定が困難な奥行方向の傾きを特定することができ、評価指標の算出精度をより向上させることができる。
また、スイング測定装置１０は、打撃具がゴルフクラブ２０の場合に基準状態をゴルフクラブ２０のライ角およびロフト角がカタログ値となるようにゴルフクラブ２０のヘッド２４を地面に載置した状態としたので、基準状態がどのような姿勢であるかが特定しやすく、測定のバラつきを防止することができる。
【００２５】
（実施の形態２）
実施の形態１では１台のカメラを用いて評価指標の校正をおこなった。
実施の形態２では複数のカメラを用いて評価指標の校正をおこなう形態について説明する。
なお、以下の説明では、実施の形態１と同様の構成および処理等は説明を省略する。
図１５は、実施の形態２にかかるスイング測定装置５０の構成を示す説明図である。
スイング測定装置５０は、慣性センサ１２と、コンピュータ１４と、２台のカメラ５２Ａ，５２Ｂとによって構成される。
なお、図１５ではターゲットＣの図示を省略している。
２台のカメラ５２Ａ，５２Ｂは、測定空間Ｓ内の基準座標（図１７参照）に対して、撮影方向（視軸Ｎ２，Ｎ３）を所定方向傾けて設置されている。
測定者Ｆは、測定空間Ｓ内の基準座標に対する視軸Ｎ２，Ｎ３の傾きを、カメラ設置状態情報としてコンピュータ１４に入力する。
ゴルフクラブ２０のシャフト２２上には複数（図１５では２つ）のマーカＭが設けられている。
スイング評価指標プログラムの算出工程では、画像におけるマーカＭの位置に基づいてゴルフクラブ２０の基準状態からのずれ量を推定して評価指標を校正する。
具体的には、コンピュータ１４において、２台のカメラ５２Ａ，５２Ｂから得られる２つの画像を用いてゴルフクラブ２０の３次元画像を生成する。このとき、２つの画像上のマーカＭの位置から２つの画像上の対応点を特定し、３次元画像の精度を向上させる。
本実施の形態で得られる画像は３次元画像であるため、視軸Ｎ２との平行方向におけるゴルフクラブ２０の傾き量（図１３参照）も特定することができる。
このように、実施の形態２にかかるスイング測定装置５０によれば、複数のカメラ５２Ａ，５２Ｂを用いることによりゴルフクラブ２０の姿勢を３次元画像として再現することができるので、評価指標の算出精度をより向上させることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、打撃具としてゴルフクラブ２０を用いる例を説明したが、本発明は野球用バットやテニスラケット、ホッケーのスティックなど、軸形状を有する様々な打撃具に適用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０……スイング測定装置、１２……慣性センサ、１２２……筐体、１２４……表示部、１２６……操作ボタン、１４……コンピュータ、１６，５２Ａ，５２Ｂ……カメラ、２０……ゴルフクラブ、２２……シャフト、２４……ゴルフクラブヘッド、２６……グリップ、４０２……フェース面、４１０……中心点。
【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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【図１６】
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【図１７】
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