(57)【要約】【課題】解析評価のためのデータ量を削減し、解析時間を短縮できる運動解析装置を提供する。【解決手段】運動解析装置としてのゴルフスイング解析装置１００は、運動を第１サンプリングレートによる第１データとして計測する計測部３０と、第１データを第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行い第２データとするデータ処理部５３と、第２データから運動のイベントを検出する検出部６２と、検出された前記イベントに基づいて運動内の時間範囲を指定し、指定した時間範囲における第１データを第３データとして受信する範囲指定部６１と、第２データおよび第３データを用いて運動を解析する解析部６３と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動を第１サンプリングレートによる第１データとして計測する計測部と、
前記第１データを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行い第２データとするデータ処理部と、
前記第２データから前記運動のイベントを検出する検出部と、
検出された前記イベントに基づいて前記運動内の時間範囲を指定し、前記時間範囲における前記第１データを第３データとして受信する範囲指定部と、
前記第２データおよび前記第３データを用いて前記運動を解析する解析部と、を備えていることを特徴とする運動解析装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記イベントとして前記運動の静止状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の運動解析装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、
前記第２サンプリングレートのサンプリング間隔の内にある前記第１データの平均値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の運動解析装置。
【請求項４】
前記時間範囲は、前記運動における慣性量の最大値時点の前後を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の運動解析装置。
【請求項５】
前記時間範囲は、複数設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の運動解析装置。
【請求項６】
前記計測部および前記データ処理部は、第１演算部に設けられ、
前記検出部、前記範囲指定部、および前記解析部は、第２演算部に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の運動解析装置。
【請求項７】
前記運動は、運動具を用いたスイングであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の運動解析装置。
【請求項８】
運動を第１サンプリングレートによる第１データとして計測するステップと、
前記第１データを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行い、第２データとして取得するステップと、
前記第２データから前記運動のイベントを検出するステップと、
検出された前記イベントに基づいて前記運動内の時間範囲を指定し、前記時間範囲における前記第１データを第３データとして取得するステップと、
前記第２データおよび前記第３データを用いて前記運動を解析するステップと、を含んでいることを特徴とする運動解析方法。
【請求項９】
前記第２データを用いて、前記運動が静止しているか否かを判定するステップを含み、
前記運動が静止していると判定した場合に、報知を行うことを特徴とする請求項８に記載の運動解析方法。
【請求項１０】
慣性センサーの出力から、運動を第１サンプリングレートによる第１データとして計測する手順と、
前記第１データを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行い、第２データとして取得する手順と、
前記第２データから前記運動のイベントを検出する手順と、
検出された前記イベントに基づいて前記運動内の時間範囲を指定し、前記時間範囲における前記第１データを要求し、第３データとして取得する手順と、
前記第２データおよび前記第３データを用いて前記スイングを解析する手順と、
をコンピューターに実行させることを特徴とする運動解析プログラム。
【請求項１１】
運動を第１サンプリングレートによって計測した第１データと、
前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行った第２データと、
前記第２データから得られた前記運動の検出結果に基づき、前記第１データの内から、前記運動内の時間範囲を指定して取得した第３データと、
によって前記運動を解析した結果を、前記第２データおよび前記第３データを一連のデータとして表示することを特徴とする運動解析表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスイングなどを解析する運動解析装置、運動解析方法、運動解析プログラム、および運動解析表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
運動解析装置は、スイングなどの運動解析にあたって用いられる。スイング時の運動具の姿勢は、時間ごとに変化し、運動具または手に装着された慣性センサーの出力に基づき軌跡表示等をすることにより視覚的にスイングが再現される。こうした運動解析装置の一具体例として、ゴルフクラブのスイングを解析するスイング評価支援装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されているスイング評価支援装置は、ゴルフクラブに装着された挙動検出装置（計測部）と、挙動検出装置が取得した挙動データを解析評価する挙動解析装置（解析部）を備えている。このスイング評価支援装置では、ゴルフクラブに装着された挙動検出装置において、ジャイロセンサーや加速度センサーが取得した挙動データを記憶装置に記憶する。記憶された挙動データは、挙動解析装置に送信され、挙動解析装置において、受信した挙動データに基づいてゴルフクラブにスイングの挙動（動作）を評価解析する処理を行う。そして、評価解析結果は、表示装置に出力されて画像として表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
例えば、ゴルフスイングなどの運動スピードの速い動作の検出（計測）を精度よく行うためには、比較的高めのサンプリングレートでの検出（計測）が要求される。しかしながら、高めのサンプリングレートで検出（計測）した場合、データ量が膨大となり、通信量も多くなってしまう。したがって、特許文献１のように、一旦記憶された挙動データを、そのまま挙動解析装置に送信し解析評価を行うと、通信時間およびデータ処理時間が長くなり、表示装置に結果が表示するまでに時間がかかる、所謂タイムラグを生じてしまう。その結果、ユーザーは、運動解析を行った運動の後、次の運動の開始まで待たされてしまうことになり使い勝手が悪かった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上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、以下の形態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、運動を第１サンプリングレートによる第１データとして計測する計測部と、前記第１データを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行い第２データとするデータ処理部と、前記第２データから前記運動のイベントを検出する検出部と、検出された前記イベントに基づいて前記運動内の時間範囲を指定し、前記時間範囲における前記第１データを第３データとして受信する範囲指定部と、前記第２データおよび前記第３データを用いて前記運動を解析する解析部と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、比較的高めの第１サンプリングレートで計測された第１データをメモリーなどに蓄積し、第１データを第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートに処理した第２データが取得される。そして、第２データから運動のイベントが検出され、検出されたイベントに基づいて時間範囲が指定され、蓄積されている第１データの内から時間範囲が指定された第３データが取得される。このように詳細な解析評価が必要な範囲を、比較的高めの第１サンプリングレートで計測した第３データを用い、他の範囲は比較的低めの第２サンプリングレートに処理した第２データを用いて運動の解析を行うため、データ量を少なくすることが可能となり、データの通信時間を含むデータ処理時間を短くすることができる。この結果、運動終了から解析評価結果を提示するまでのタイムラグを低減、あるいは防止することができ、運動の解析評価時間を短縮することが可能となる。これにより、ユーザーは、運動解析を行った運動の後、次の運動の開始まで待たされることが少なくなるか、あるいは無くすことができ使い勝手を増すことができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の運動解析装置において、前記検出部は、前記イベントとして、前記運動の静止状態を前記第２データに基づいて検出することが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、リアルタイムでの送信が可能なサンプリングレートの低い第２サンプリングレートの第２データに基づいて運動のイベントが検出されるため、静止状態をリアルタイムで検出することが可能となり、使い勝手を増すことができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の運動解析装置において、前記データ処理部は、前記第２サンプリングレートのサンプリング間隔の内にある前記第１データの平均値を算出する処理を行うことが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、比較的高めの第１サンプリングレートで計測された第１データを、第１サンプリングデレートよりも低い第２サンプリングレートに処理するデータの間引き処理を簡易な方法で行うことができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の運動解析装置において、前記時間範囲は、前記運動における慣性量の最大値時点の前後を設定することが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、時間範囲を手動入力しなくても、例えばセンサーの計測値から自動的に範囲指定をすることができ、解析評価を行うことができるため、使い勝手を増すことができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の運動解析装置において、前記時間範囲は、複数設定されることが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、ユーザー（被験者）が詳細に知りたい解析評価範囲（解析評価箇所）を、任意に複数設定できるため、より詳細な解析評価結果を得ることができ、使い勝手を増すことができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の運動解析装置において、前記計測部および前記データ処理部は、第１演算部に設けられ、前記検出部、前記範囲指定部、および前記解析部は、第２演算部に設けられていることが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、例えば、第２演算部側の処理を第１演算部側で行うことが可能となり、第２演算部の演算負荷を軽減することが可能となる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の運動解析装置において、前記運動は、運動具を用いたスイングであることが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、運動具として例えばゴルフクラブを用いたスイングの終了から解析評価結果を提示するまでのタイムラグを低減、あるいは防止することができ、スイングの解析評価時間を短縮することが可能となる。これにより、ユーザーは、スイングの解析を行った後、次のスイングの開始まで待たされることが少なくなるか、あるいは無くすことができ使い勝手を増すことができる。
【００２１】
［適用例８］本適用例に係る運動解析方法は、運動を第１サンプリングレートによる第１データとして計測するステップと、前記第１データを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行い、第２データとして取得するステップと、前記第２データから前記運動のイベントを検出するステップと、検出された前記イベントに基づいて前記運動内の時間範囲を指定し、前記時間範囲における前記第１データを第３データとして取得するステップと、前記第２データおよび前記第３データを用いて前記運動を解析するステップと、を含んでいることを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、比較的高めの第１サンプリングレートで計測された第１データをメモリーなどに蓄積し、第１データを第１サンプリングデータよりも低い第２サンプリングレートに処理した第２データを取得する。そして、第２データから運動のイベントを検出し、検出されたイベントに基づいて時間範囲を指定して、蓄積されている第１データの内から時間範囲が指定された第３データを取得する。このように詳細な解析評価が必要な範囲を、比較的高めの第１サンプリングレートで計測した第３データを用い、他の範囲は比較的低めの第２サンプリングレートに処理した第２データを用いてスイングの解析を行うため、データ量を少なくすることが可能となり、データ処理時間を短くすることができる。この結果、運動終了から解析評価結果を提示するまでのタイムラグを減少でき、運動の解析評価時間を短縮することが可能となる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例に記載の運動解析方法において、前記第２データを用いて、前記運動が静止しているか否かを判定するステップを含み、前記運動が静止していると判定した場合に、報知を行うことが好ましい。
【００２４】
本適用例によれば、運動が静止していると判定した場合の報知を、運動を開始する合図として用いることが可能となり、解析評価結果の精度向上および使い勝手を増すことができる。
【００２５】
［適用例１０］本適用例に係る運動解析プログラムは、慣性センサーの出力から、運動を第１サンプリングレートによる第１データとして計測する手順と、前記第１データを前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行い、第２データとして取得する手順と、前記第２データから前記運動のイベントを検出する手順と、検出された前記イベントに基づいて前記運動内の時間範囲を指定し、前記時間範囲における前記第１データを要求し、第３データとして取得する手順と、前記第２データおよび前記第３データを用いて前記スイングを解析する手順と、をコンピューターに実行させることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、コンピューターが上記手順のプログラムを実行する。これにより、比較的高めの第１サンプリングレートで計測された第１データをメモリーなどに蓄積し、第１データを第１サンプリングデータよりも低い第２サンプリングレートに処理した第２データを取得する。そして、第２データから運動のイベントを検出し、検出されたイベントに基づいて時間範囲を指定して、蓄積されている第１データの内から時間範囲が指定された第３データを取得する。このように詳細な解析評価が必要な範囲を、比較的高めの第１サンプリングレートで計測した第３データを用い、他の範囲は比較的低めの第２サンプリングレートに処理した第２データを用いてスイングの解析を行うため、データ量を少なくすることが可能となり、データ処理時間を短くすることができる。この結果、運動終了から解析評価結果を提示するまでのタイムラグを減少でき、運動の解析評価時間を短縮することが可能となる。
【００２７】
［適用例１１］本適用例に係る運動解析表示方法は、運動を第１サンプリングレートによって計測した第１データと、前記第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートにする処理を行った第２データと、前記第２データから得られた前記運動の検出結果に基づき、前記第１データの内から、前記運動内の時間範囲を指定して取得した第３データと、によって前記運動を解析した結果を、前記第２データおよび前記第３データを一連のデータとして表示することを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、スイングを解析した結果を、第１データを第１サンプリングデータよりも低い第２サンプリングレートに処理した第２データ、および比較的高めのサンプリングレートで計測された第１データの内から時間範囲を指定された第３データを、一連のデータとして表示する。これにより、サンプリングレートの異なるデータを一つの描画として容易に視認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の運動解析装置の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置の構成を概略的に示す概念図。
【図２】一実施形態に係るゴルフスイング解析装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図３】本発明の運動解析方法の一実施形態に係るゴルフスイング解析方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の運動解析方法の一実施形態に係るゴルフスイング解析方法を示す概念図。
【図５】本発明の運動解析表示方法の一実施形態に係るゴルフスイング解析の表示例を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の運動解析装置の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置、そのゴルフスイング解析装置を用いた運動解析方法（ゴルフスイング解析方法）、および運動解析プログラム（ゴルフスイング解析プログラム）について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、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。
【００３１】
（１）ゴルフクラブ解析装置の構成
図１および図２に沿って、本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置（運動解析装置）の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置（運動解析装置）１００の構成を概略的に示す概念図である。図２は、本発明の一実施形態に係るゴルフスイング解析装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。
【００３２】
ゴルフスイング解析装置１００は、例えば慣性センサー１２を含む第１演算部５０と、第２演算部６０とを備えている。なお、本形態では、第１演算部５０は、第２演算部６０と別体として構成されており、通信手段（図示せず）によって接続されている。また、本形態の第２演算部６０は、例えば表示部７０とともに情報端末装置８０に備えられている。慣性センサー１２には、例えば加速度センサーおよびジャイロセンサーが組み込まれている。加速度センサーは、互いに直交する三軸方向に個別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１２は、検出信号を出力する。検出信号で個々の軸ごとに加速度および角速度は特定される。加速度センサーおよびジャイロセンサーは、精度よく加速度および角速度の情報を検出する。慣性センサー１２を含む第１演算部５０は、ゴルフクラブ（運動具）１３に取り付けられる。ゴルフクラブ１３はシャフト１３ａおよびグリップ１３ｂを備える。グリップ１３ｂが被験者の手で握られる。グリップ１３ｂはシャフト１３ａの軸と同軸に形成される。シャフト１３ａの先端にはクラブヘッド１３ｃが結合される。望ましくは、慣性センサー１２はゴルフクラブ１３のシャフト１３ａまたはグリップ１３ｂに取り付けられる。慣性センサー１２はゴルフクラブ１３に相対移動不能に固定されればよい。ここでは、慣性センサー１２の取り付けにあたって慣性センサー１２の検出軸の１つはシャフト１３ａの軸に合わせ込まれる。
【００３３】
（第１演算部）
第１演算部５０は、計測部３０、計測部３０にて計測された第１データを蓄積する蓄積部５１と、データの送受信を行う第１通信部５２と、計測部３０にて計測された第１データを間引き第２データを取得する処理を行うデータ処理部５３と、を備えている。なお、第１通信部５２は、送信部に相当する。
【００３４】
計測部３０には、慣性センサー１２が備えられている。慣性センサー１２は、スイングの検出（計測）を行うことができる。スイングの検出（計測）に当たって、例えば、ゴルフクラブ１３などスイングスピードの速い動作の検出（計測）を精度よく行うためには、比較的高めのサンプリングレートでの検出（計測）が要求される。このため、慣性センサー１２は、比較的高いサンプリングレートの第１サンプリングレートである、例えば１０００ＳＰＳ（Ｓａｍｐｌｅｓ  ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ、以下「ＳＰＳ」と記載する）のサンプリングレートでスイングの検出（計測）を行い、第１データとして取得する。
【００３５】
慣性センサー１２は、図示しないインターフェイス回路を介して第１検出部３１および第２検出部３２に接続されている。ここで、第１検出部３１および第２検出部３２は、演算処理回路１４を構成する。そして、演算処理回路１４としての第１検出部３１および第２検出部３２には、慣性センサー１２から検出信号（第１データ）が供給される。
【００３６】
第１検出部３１は、慣性センサー１２の出力に基づき運動中のグリップ１３ｂの慣性量を検出することができる。第２検出部３２は、同様に、慣性センサー１２の出力に基づき運動中のクラブヘッド１３ｃの慣性量を検出することができる。
【００３７】
第１検出部３１は、グリップ加速度算出部３３、グリップ速度算出部３４およびグリップ位置算出部３５を備える。グリップ加速度算出部３３は慣性センサー１２に接続される。グリップ加速度算出部３３は、慣性センサー１２の出力に基づきグリップ１３ｂの加速度を算出することができる。こうした加速度の算出にあたってグリップ加速度算出部３３は慣性センサー１２の固有の局所座標系に従ってグリップ１３ｂの位置を特定する。
【００３８】
グリップ加速度算出部３３には、グリップ速度算出部３４が接続される。グリップ速度算出部３４は、グリップ加速度算出部３３の出力に基づきグリップ１３ｂの移動速度を算出することができる。算出にあたって、グリップ速度算出部３４は、グリップ加速度算出部３３で算出された加速度に規定のサンプリング間隔で積分処理を施す。また、グリップ速度算出部３４は、グリップ１３ｂの移動速度を算出することができる。
【００３９】
グリップ速度算出部３４には、グリップ位置算出部３５が接続される。グリップ位置算出部３５はグリップ速度算出部３４の出力に基づきグリップ１３ｂの位置を算出することができる。算出にあたって、グリップ位置算出部３５は、グリップ速度算出部３４で算出された速度に規定のサンプリング間隔で積分処理を施す。
【００４０】
第２検出部３２は、ヘッド加速度算出部３６、ヘッド速度算出部３７およびヘッド位置算出部３８を備える。ヘッド加速度算出部３６は、慣性センサー１２に接続される。ヘッド加速度算出部３６は、慣性センサー１２の出力に基づきクラブヘッド１３ｃの加速度を算出することができる。こうした加速度の算出にあたってヘッド加速度算出部３６は慣性センサー１２の固有の局所座標系に従ってクラブヘッド１３ｃの位置を特定する。
【００４１】
ヘッド加速度算出部３６には、ヘッド速度算出部３７が接続される。ヘッド速度算出部３７は、ヘッド加速度算出部３６の出力に基づきクラブヘッド１３ｃの移動速度を算出することができる。算出にあたって、ヘッド速度算出部３７は、ヘッド加速度算出部３６で算出された加速度に規定のサンプリング間隔で積分処理を施す。
【００４２】
ヘッド速度算出部３７には、ヘッド位置算出部３８が接続される。ヘッド位置算出部３８は、ヘッド速度算出部３７の出力に基づきクラブヘッド１３ｃの位置を算出することができる。算出にあたって、ヘッド位置算出部３８は、ヘッド速度算出部３７で算出された速度に規定のサンプリング間隔で積分処理を施す。
【００４３】
演算処理回路１４には蓄積部（記憶装置）５１が接続される。蓄積部５１には、例えばゴルフスイング解析ソフトウェアプログラム（運動解析プログラム）および関連するデータ（計測部３０によって計測された第１データを含む）を格納することができる。演算処理回路１４はゴルフスイング解析ソフトウェアプログラムを実行し、ゴルフスイングの解析を実現する。蓄積部（記憶装置）５１には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が含まれることができる。例えばＤＲＡＭには、ゴルフスイング解析方法の実施にあたって一時的にゴルフスイング解析ソフトウェアプログラムが保持される。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にはゴルフスイング解析ソフトウェアプログラムおよびデータが保存される。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。
【００４４】
演算処理回路１４には、データ処理部５３が接続される。データ処理部５３は、第１サンプリングレートで計測した第１データを、第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートである、例えば１０００ＳＰＳを２５０ＳＰＳに間引く処理を行い、第２データとして取得することができる。このとき、第２サンプリングレートに第１データを間引く処理は、例えば、第２サンプリングレートのサンプリング間隔の内の初めのデータを代表値として第２データとすることや第２サンプリングレートのサンプリング間隔（時間）内の第１データを平均し、その平均値を第２データとすることができる。このような方法によれば、第１データを第２デートとする間引き処理を簡易な方法で行うことができる。
【００４５】
蓄積部（記憶装置）５１およびデータ処理部５３は、それぞれ第１通信部５２に接続される。第１通信部５２は、第２演算部６０に第１データおよび第２データを含む計測データを送信する送信部としての機能と、第２演算部６０からのデータ要求を受ける受信部としての機能とを有している。第１通信部５２は、第２サンプリングレートに第１データを間引いた第２データを、リアルタイムに第２演算部６０に送信することができる。また、第１通信部５２は、第２演算部６０からスイング内の時間範囲が指定されたデータ送信の要求を受け、蓄積部５１に蓄積された第１データの内から要求に対応する第３データを取得し、第２演算部６０に送信することができる。
【００４６】
（第２演算部）
第２演算部６０は、スイング内の時間範囲を指定して第１演算部５０に第３データを要求する範囲指定部６１と、第２データからスイングのイベントを検出する検出部６２と、第１データおよび第３データを用いてスイングを解析する解析部６３と、解析結果を画像データに変換処理する画像データ生成部６４と、第１演算部５０との通信を行う第２通信部６５と、を備えている。なお、第２演算部６０は、画像データ生成部６４と接続し、解析結果を表示する表示部７０が備えられている。また、表示部７０は、表示機能に併せて、データ入力や指示入力を行う入力機能を有していてもよい。また、第２演算部６０は、例えばスマートフォンや携帯電話端末、タブレットＰＣ（パーソナルコンピューター）等に置き換えられてもよい。
【００４７】
第２通信部６５は、第１演算部５０の第１通信部５２との間の通信を行い、データの送受信を行うことができる。第２通信部６５は、第１演算部５０における計測データ（第２データ、第３データ）を受信する機能と、詳細なスイング解析が必要な時間範囲を範囲指定部６１から受け、第３データを第１演算部５０に要求する機能とを有している。
【００４８】
第２通信部６５には、検出部６２および範囲指定部６１が接続される。検出部６２は、第２データからスイングのイベントを検出することができる。スイングのイベントとは、「スイング中のそれぞれの動作や状態のタイミング」とも言い換えることができ、例えばアドレス時の停止、バックスイング開始、ダウンスイング開始、インパクト、スイング終了などやスイング中のヘッドスピードの状態などが挙げられる。以下に、スイングのイベントの一例として、スイングの静止状態、インパクトのタイミング、トップのタイミング、およびスイングの終了（フィニッシュ）のタイミングの検出について説明する。
【００４９】
検出部６２は、スイングのイベントの一つとして、スイングの静止状態を第２データに基づいて検出することができる。スイングの静止状態の検出について説明する。静止状態を検出する慣性センサー１２からの出力データとしては、第２データを用いる。スイングの静止状態では、慣性センサー１２が計測する角速度は零であるが、取得された角速度データは零ではなく、時間とともに変化するバイアス値が含まれている。このバイアス値を、予めスイングの静止状態において計測しておく。そして、このバイアス値を減算処理することによってスイングの静止状態を検出することができる。
【００５０】
検出部６２は、スイングのイベントの一つとして、スイングのインパクトのタイミングを第２データに基づいて検出することができる。検出部６２は、計測部３０が計測した第１データを、データ処理部５３にて間引き処理を行った第２データに基づいて、例えば、複数軸回りの慣性量の大きさの和や積などの合成値を計算する処理を行う。そして、このように計算された慣性量の合成値を時間で微分する等の処理を行う。例えば、３軸角速度センサーの各軸の角速度の大きさの和の合成値を用いる例で説明すると、インパクトのタイミングは、角速度の合成値が最大となるタイミング、換言すればスイングの角速度の最大値のタイミングとして検出する。あるいは、角速度のノルムの微分の値が最大となるタイミングと最小となるタイミングのうち、先のタイミングをインパクトのタイミングとして検出する。
【００５１】
また、検出部６２は、スイングのイベントの一つとして、スイングのトップのタイミングを第２データに基づいて検出することができる。検出部６２は、検出したインパクトのタイミングより前で、角速度の合成値が極小となるタイミングをスイングのトップのタイミングとして検出する。
また、検出部６２は、インパクトより後で、角速度の合成値が極小となるタイミングをスイングの終了（フィニッシュ）のタイミングとして検出する。
【００５２】
第２通信部６５に接続された範囲指定部６１は、被験者の行ったスイングの内において詳細なスイング解析が必要な時間範囲を、検出部６２によって検出されたスイングのイベントに基づいて指定し、その時間範囲内のデータを第３データとして第１演算部５０に要求することができる。即ち、この第３データは、第１サンプリングレートで計測されて第１演算部５０の蓄積部５１に蓄積されている第１データの内から、範囲指定部６１によって指定された時間範囲のデータである。したがって、スイングの解析評価が必要な時間範囲のデータを、高めの第１サンプリングレートで計測したデータ（第３データ）を用いて行うことができる。なお、第３データの要求は、第２演算部６０の第２通信部６５および第１演算部５０の第１通信部５２を介して行われる。
【００５３】
この時間範囲は、被験者が予め設定しておくことができる。時間範囲は、例えばスイングスピードの最大値時点をスイングのイベントとして、その前後を自動的に所定の時間範囲を設定する。なお、最大値の設定は、スイングスピード以外にも回転角度、加速度等の他の慣性量を用いても良い。このように、解析が必要な時間範囲を設定することにより、被験者が都度手動入力を行わなくても、自動的に範囲指定されて解析評価を行うことができるため、使い勝手を増すことができる。
【００５４】
また、第２データを要求する時間範囲は、複数の範囲を設定することもできる。このように、複数の時間範囲を設定することにより、被験者が詳細に知りたい解析評価範囲（解析評価箇所）を、任意に複数設定できるため、より詳細な解析評価結果を得ることができ、使い勝手を増すことができる。
【００５５】
範囲指定部６１および検出部６２は、解析部６３に接続される。解析部６３は、第１データおよび第３データを用いてスイングを解析することができる。解析部６３は、高めの第１サンプリングレートにより計測された第１データおよび低めの第２サンプリングレートに第１データが間引かれた第３データを結合し、時系列に沿った解析データとして画像データ生成部６４に出力する。解析部６３は、詳細な解析部分である指定された時間範囲の第３データと、第３データの時間範囲以外の時間の第１データとを結合し、例えばグラフデータやスイング軌跡データとして算出する。
【００５６】
解析部６３は、画像データ生成部６４に接続される。画像データ生成部６４は、解析部６３から出力された、例えばグラフデータなどの解析データやスイング軌跡データに基づき、画像データを生成することができる。画像データ生成部６４には、表示部７０が接続される。接続にあたって画像データ生成部６４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。画像データ生成部６４は、入力される解析データに応じて表示部７０に画像信号を送る。表示部７０の画面には画像信号で特定される画像が描画される。表示部７０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などが利用される。ここでは、範囲指定部６１、検出部６２、解析部６３、および画像データ生成部６４は、例えばコンピューター装置として提供される。
【００５７】
表示部７０は、画像データ生成部６４から出力された画像データに基づき、図５に示すような画像を描画することができる。図５は、運動解析表示方法の一実施形態に係るゴルフスイング解析の表示例を示す概念図であり、図５（ａ）はスイング軌跡を示す概念図であり、図５（ｂ）はスイングの解析結果を時系列に沿って示すグラフの一例である。
【００５８】
表示部７０は、図５（ａ）に示すようなスイング軌跡の描画と、図５（ｂ）に示すようなスイングの解析結果を時系列に沿って示すグラフを表示する。図５（ａ）では、スイングの軌跡を表示している。例えば、スイングの軌跡Ａ上に、静止状態を示す静止タイミングＰ１、トップを示すトップタイミングＰ２、インパクトを示すインパクトタイミングＰ３、スイングの終了（フィニッシュ）を示すフィニッシュタイミングＰ４などが描画されている。図５（ｂ）に示すグラフは、インパクトタイミングＰ３を基準として、インパクトタイミングＰ３から前に所定時間ｔ１を設定し、インパクトタイミングＰ３から後に所定時間ｔ２を設定した範囲時間ｔが、第１データを用い、それ以外に第２データを用いて結合されたものである。このグラフの挙動を解析し、スイングの良否を評価することができる。
【００５９】
このように、表示部７０に描画することにより、スイングを解析した結果を、比較的低めの第２サンプリングレートに間引いた第２データ、および比較的高めの第１サンプリングレートで計測された第１データの内から時間範囲を指定された第３データを、一連のデータとして重ねて表示（描画）することができる。これにより、サンプリングレートの異なるデータを一つの画像として容易に視認することができる。
【００６０】
なお、本形態のゴルフスイング解析装置１００は、第１演算部５０、および第２演算部６０のそれぞれが別体として構成され、通信線によってデータの送受信が行われる構成となっているがこれに限らない。ゴルフスイング解析装置１００は、第１演算部５０、および第２演算部６０が、一つのパッケージ内に収納されるなどの構成の、所謂一体構成であってもよい。このような一体構成とすれば、例えば、第２演算部６０側の処理を第１演算部５０側で行うことが可能となり、第２演算部６０の演算負荷を軽減することが可能となる。また、第１演算部５０と第２演算部６０が一体構成であるため、データ送受信機能などを簡略化することが可能となり、ゴルフスイング解析装置１００の小型化を図ることができる。また、本形態のゴルフスイング解析装置１００は、演算処理回路１４を第１演算部５０（計測部３０）に配置したが、演算処理回路１４を第２演算部６０（例えば解析部６３）に配置しても良い。
【００６１】
上述のような構成のゴルフスイング解析装置１００によれば、第１演算部５０は、比較的高めの第１サンプリングレートで計測された第１データを蓄積部５１に蓄積するとともに、データ処理部５３において第１データを第１サンプリングレートより低い第２サンプリングレートに間引いた第２データを第２演算部６０に送信する。そして、第２演算部６０において、第２データに基づいてスイングのイベントを検出し、検出されたイベントに基づいて範囲指定部６１が詳細な解析が必要な時間範囲を指定して、蓄積部５１に蓄積されている第１データの内から指定された時間範囲のデータである第３データを取得する。このように、詳細な解析評価が必要な時間範囲を、比較的高めの第１サンプリングレートで計測した第３データを用い、他の範囲は比較的低めの第２サンプリングレートで間引いた第２データを用いてスイングの解析を行う。したがって、スイング全般を比較的高めのサンプリングレートで計測したデータに基づいて解析する従来の方法と比較して、本形態ではデータ量を少なくすることが可能となり、データの通信時間を含むデータ処理時間を短くすることができる。この結果、スイングから解析評価結果を提示するまでの所謂タイムラグを減少あるいは防止することができ、スイングの解析評価時間を短縮することが可能となる。これにより、ユーザーは、スイング解析を行ったスイングの後、次のスイングの開始まで待たされること少なくなり、使い勝手を増すことができる。また、データ量を少なくすることができるため、通信量が減少し、消費電流を小さく抑えることができ、低消費電力のゴルフスイング解析装置１００を提供することが可能となる。
【００６２】
（２）ゴルフスイング解析方法
上述のゴルフスイング解析装置１００を用いた運動解析方法（ゴルフスイング解析方法）、および運動解析プログラム（ゴルフスイング解析プログラム）について、図３および図４を参照して説明する。図３は、本発明の運動解析方法の一実施形態に係るゴルフスイング解析方法を示すフローチャートであり、図４は、本発明の運動解析方法の一実施形態に係るゴルフスイング解析方法を示す概念図である。なお、ゴルフスイング解析装置１００の構成については、上述と同符号を用いて説明する。
【００６３】
ゴルフスイング解析方法の説明に先んじて、被験者の一般的なゴルフスイングの動作について、図４を参照して説明する。被験者は、先ずゴルフクラブを握り、ボールを打つための構えに入る、所謂アドレスに入る。このアドレスでは、ゴルフクラブは一旦停止状態となる。次に、被験者は、アドレスをしてから右足と左足に交互に２、３度体重を乗せながら、肩の力を抜いて手首を軽く前後に折り、クラブヘッドを左右に小さく動かす、所謂ワッグルに移る。ワッグルの後、被験者は、バックスイングを開始し、トップからダウンスイングに移りクラブヘッドがボールを捉える瞬間であるインパクトとなり、その後フォロースルーからフィニッシュへと移行しながら打球の確認などを行う。
【００６４】
以下、本形態のゴルフスイング解析方法について説明する。先ず、第１演算部５０において、計測部３０を構成する慣性センサー１２がスイングの検出（計測）を開始する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１は、スイングを開始する前から開始する。スイングの検出（計測）は、検出精度を高めるため、比較的高めのサンプリングレートである第１サンプリングレート、例えば１０００ＳＰＳで検出（計測）を行う。
【００６５】
次に、第１演算部５０を構成する蓄積部５１は、１０００ＳＰＳのサンプリングレートで取得された第１データを蓄積する（ステップＳ１０３）。加えて、データ処理部５３は、第１データを、第１サンプリングレートよりも低い第２サンプリングレートである、例えば２５０ＳＰＳにデータを間引く処理を行い、第２データとして取得する（ステップＳ１０５）。このとき、第２サンプリングレートに第１データを間引く処理は、例えば、第２サンプリングレートに対応する初めのデータを代表値として第２データとすることや第２サンプリングレート領域（時間）内の第１データを平均し、その平均値を第２データとすることができる。そして、第１通信部５２は、２５０ＳＰＳに間引かれた第２データを、リアルタイムに第２演算部６０（第２通信部６５）に送信する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
次に、２５０ＳＰＳに間引かれた第２データを受信した第２演算部６０を構成する検出部６２は、第２データから、スイングのイベントの一つとして、スイングの静止状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。この判定にあたっては、慣性センサー１２の計測誤差を補正するためのバイアス値を算出する。スイングの静止状態では、慣性センサー１２が計測する角速度は零であるが、取得された角速度データは零ではなく、時間とともに変化するバイアス値が含まれている。このバイアス値を、予めスイングの静止状態において計測しておき、このバイアス値を減算処理することによってスイングの静止状態を検出する。そして、このバイアス値を用いてスイングの静止状態（初期姿勢）であるか否かを判定し、スイングの静止状態（初期姿勢）であれば（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、被験者に報知（ステップＳ２０３）するとともに、イベントを検出する工程（ステップＳ２０５）に移行する。静止状態でなければ（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、判定を繰り返して静止状態になるまで待つ。なお、静止状態（初期姿勢）を（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）被験者に報知することによって、この報知を、スイングを開始する合図として用いることが可能となり、解析評価結果の精度向上および使い勝手を増すことができる。
【００６７】
次に、第２演算部６０の検出部６２は、スイングのイベントの一例として、スイングのインパクトのタイミングを第２データに基づいて検出する（ステップＳ２０５）。検出部６２は、計測部３０が計測した第１データを、データ処理部５３にて間引き処理を行った第２データに基づいて、複数軸回りの角速度の大きさの和や積等の合成値を計算する処理を行う。そして、このように計算された角速度の合成値を時間で微分する処理を行う。インパクトのタイミングは、角速度の合成値を用いて検出することができる。インパクトのタイミングは、角速度の合成値が最大となるタイミングとして検出する。あるいは、角速度の合成値の微分の値が最大となるタイミングと最小となるタイミングの内、先のタイミングをインパクトのタイミングとして検出する。
【００６８】
次に、範囲指定部６１は、ステップＳ２０５において検出部６２が検出したスイングのインパクトのタイミングに基づいて、詳細なスイング解析が必要な時間範囲を指定する（ステップＳ２０７）。本例においては、この時間範囲を、スイングのインパクトのタイミングの前後に設定している。なお、ステップＳ２０７における時間範囲は、被験者が予め設定しておくことができる。
【００６９】
次に、範囲指定部６１は、指定した時間範囲内のデータを、第２通信部６５および第１通信部５２を介して第１演算部５０（蓄積部５１）に第３データとして要求する（ステップＳ２０９）。第３データを要求された第１演算部５０の蓄積部５１は、範囲指定部６１から要求された時間範囲内の第３データを、第１通信部５２および第２通信部６５を介して範囲指定部６１に送信する（ステップＳ１０９）。なお、第３データは、第１サンプリングレートで計測されて第１演算部５０の蓄積部５１に蓄積されている第１データの内から、範囲指定部６１によって指定された時間範囲のデータである。したがって、スイングの解析評価を、高めのサンプリングレートである第１サンプリングレートで計測したデータ（第３データ）を用いて行うことができる。
【００７０】
次に、解析部６３は、第２データおよび第３データを用いてスイングを解析する。解析部６３は、高めのサンプリングレートにより計測された第１データの内の指定された時間範囲のデータである第３データ、および低めのサンプリングレートに第１データが間引かれた第２データを時系列に沿った評価データとして結合する（ステップＳ２１１）。そして、解析部６３は、この評価データに沿って解析、評価を行い（ステップＳ２１３）、例えばグラフデータやスイング軌跡データなどの解析データとして画像データ生成部６４に出力する。
【００７１】
次に、画像データ生成部６４は、解析部６３から出力された、例えばグラフデータなどの解析データやスイング軌跡データに基づいて画像データを生成し、画像信号として表示部７０に送信する。そして、表示部７０は、送信された画像信号で特定される画像を描画する（ステップＳ２１５）。被験者は、表示部７０に描画された画像によって自身のゴルフスイングを評価することによって解析を終了し、次のスイングに移る。なお、上述の、範囲指定部６１、検出部６２、解析部６３、および画像データ生成部６４などにおいては、例えばコンピューター装置などを用いることができ、その動作プログラムとして上記ゴルフスイング解析方法がプログラミングされている。
【００７２】
上述のような構成のゴルフスイング解析方法によれば、詳細な解析評価が必要な時間範囲を、比較的高めの第１サンプリングレートで計測した第３データを用い、他の範囲は第１サンプリングデータより低いレートである、比較的低めの第２サンプリングレートに間引いた第２データを用いてスイングの解析を行う。したがって、スイング全般を比較的高めのサンプリングレートで計測したデータに基づいて解析する従来の方法と比較して、本形態ではデータ量を少なくすることが可能となり、データの通信時間を含むデータ処理時間を短くすることができる。この結果、スイングから解析評価結果を提示するまでの所謂タイムラグを減少させる、あるいは防止することができ、スイングの解析評価時間を短縮することが可能となる。これにより、ユーザーは、スイング解析を行ったスイングの後、次のスイングの開始まで待たされることが少なくなる、あるいは無くすことができ、使い勝手を増すことができる。
【００７３】
また、このゴルフスイング解析方法は、構成部位に備えられたコンピューター装置にプログラミングされた運動解析プログラムを実行させることによって実現することができる。このような運動解析プログラムを用いることにより効率的、且つ迅速な処理を行うことができる。
【００７４】
なお、上記の実施形態では、ゴルフスイングの分析を行うゴルフスイング分析装置やゴルフスイング分析方法を例に挙げて説明したが、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。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、本発明の測定対象物体は、好適にはゴルフクラブ、テニスやバドミントンのラケット、野球やソフトボールのバット、卓球のラケット等のスイングに用いられる様々な運動器具に適用することができる。また、本発明の運動解析装置は、例えば体操競技の跳躍や回転姿勢の解析、フィギュアスケートのステップ、スピン、ジャンプなどの技の解析、スキー競技におけるジャンプの踏み切りタイミングあるいは踏み切り方向などの解析、その他ロボットの運動解析などに用いることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１２…慣性センサー、１３…運動具としてのゴルフクラブ、１３ａ…シャフト、１３ｂ…グリップ、１３ｃ…クラブヘッド、１４…演算処理回路、３０…計測部、３１…第１検出部、３２…第２検出部、３３…グリップ加速度算出部、３４…グリップ速度算出部、３５…グリップ位置算出部、３６…ヘッド加速度算出部、３７…ヘッド速度算出部、３８…ヘッド位置算出部、５０…第１演算部、５１…蓄積部（記憶装置）、５２…第１通信部、５３…データ処理回路、６０…第２演算部、６１…範囲指定部、６２…検出部、６３…解析部、６４…画像データ生成部、６５…第２通信部、７０…表示部、８０…情報端末装置、１００…運動解析装置としてのゴルフスイング解析装置。
【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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