(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析システムであって、
ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有するゴルフクラブと、
前記ゴルフクラブを用いたゴルフスイングを撮像する、少なくとも２台のカメラと、
前記各マーカーを認識し、認識された各マーカーの位置情報を取得するマーカー認識位置情報取得部、取得された前記位置情報から前記シャフトの回転を表す第１ベクトル、及び前記ヘッドの回転を表す第２ベクトルを算出するベクトル算出部、並びに前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角を算出するヘッド挙動取得部を有する計測解析装置と、
を備えることを特徴とする、ゴルフスイングの計測解析システム。
【請求項２】
前記ヘッド挙動取得部は、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角の経時変化を取得することを特徴とする、請求項１に記載のゴルフスイングの計測解析システム。
【請求項３】
前記ベクトル算出部は、
前記シャフト用マーカー及び前記シャフト回転用マーカーの位置情報から前記第１ベクトルを算出し、
前記シャフト用マーカー及び前記ヘッド用マーカーの位置情報から前記第２ベクトルを算出することを特徴とする、
請求項１又は２に記載のゴルフスイングの計測解析システム。
【請求項４】
前記ゴルフクラブは、前記シャフト又は前記グリップ上に、少なくとも３つのシャフト用マーカーを有し、
前記ベクトル算出部は、
少なくとも３つの前記シャフト用マーカーのうち前記ヘッドから遠い順に２つのシャフト用マーカーの位置情報と、前記シャフト回転用マーカーの位置情報とを用いて前記第１ベクトルを算出し、
前記シャフト用マーカーのうち前記ヘッドに近い順に２つのシャフト用マーカーの位置情報と、前記ヘッド用マーカーの位置情報とを用いて前記第２ベクトルを算出する、
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のゴルフスイングの計測解析システム。
【請求項５】
少なくとも３つの前記シャフト用マーカーのうち、前記ヘッドに最も近いシャフト用マーカーと、該シャフト用マーカーに最も近い前記シャフト用マーカーとの距離が、１２００ｍｍ以内であることを特徴とする、請求項４に記載のゴルフスイングの計測解析システム。
【請求項６】
ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析装置であって、
ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有するゴルフクラブのゴルフスイングを撮像した画像を、少なくとも２台のカメラから取得する画像取得部と、
前記各マーカーを認識し、認識された前記各マーカーの位置情報を取得するマーカー認識位置情報取得部と、
取得された前記位置情報から前記シャフトの回転を表す第１ベクトル、及び前記ヘッドの回転を表す第２ベクトルを算出するベクトル算出部と、
前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角を算出するヘッド挙動取得部と、
を含むことを特徴とする、ゴルフスイングの計測解析装置。
【請求項７】
ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析に用いられるゴルフクラブであって、
前記ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有することを特徴とするゴルフクラブ。
【請求項８】
前記シャフト軸上に、少なくとも３つのシャフト用マーカーを有する、請求項７に記載のゴルフクラブ。
【請求項９】
少なくとも３つの前記シャフト用マーカーのうち、前記ヘッドに最も近いシャフト用マーカーと、該シャフト用マーカーに最も近いシャフト用マーカーとの距離が、１２００ｍｍ以内である、ことを特徴とする、請求項８に記載のゴルフクラブ。
【請求項１０】
ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析方法であって、
ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有するゴルフクラブのゴルフスイングを撮像した画像を、少なくとも２台のカメラから取得するステップと、
前記各マーカーを認識し、認識された各マーカーの位置情報を取得するステップと、
取得された前記位置情報から前記シャフトの回転を表す第１ベクトル、及び前記ヘッドの回転を表す第２ベクトルを算出するステップと、
前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角を算出するステップと、
を含むことを特徴とする、ゴルフスイングの計測解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフスイング時のゴルフクラブヘッドの挙動の計測解析システム、計測解析装置、ゴルフクラブ及び計測解析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ゴルファがボールを真直ぐに飛ばすことを意図して、ゴルフクラブをスイングして、ゴルフボールを打撃した（ショットした）場合に、ゴルフボールの飛行方向が比較的真直ぐであり、曲がらない（曲がりにくい）ことが望ましい。特に、各ゴルファが、適切なゴルフクラブを用いることで、そのような望ましいショットが比較的容易に可能となりうる。ショットによるゴルフボールの飛行方向は、ゴルフスイングにおけるバックスピン量や打ち出し角その他の様々な要因に影響される。
【０００３】
そこで、従来、ゴルファのゴルフスイング動作を計測するための様々な方法が研究されてきた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、少なくとも２つのシャフト軸線用マーク（以下、マーカー）が取り付けられると共に、シャフトから直交方向に突設された治具にシャフト回転用マーカーが取り付けられたシャフトを有するゴルフクラブを用いてゴルファのゴルフスイングが計測される。
【０００４】
さらに、従来、ゴルファのゴルフスイング動作時にゴルフクラブのシャフトの動的挙動を評価する評価方法が研究されてきた（例えば、特許文献２参照）。特許文献２によれば、歪ゲージ等を用いてゴルフスイング中のシャフト上の２点に生じるひずみの時刻歴データを用いて相互相関関数を導出し、当該相互相関関数により実際のゴルフスインク時のシャフトのしなり、ねじれ等のシャフトの動的な挙動の評価を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１８７８３号公報
【特許文献２】特開２００３−１０２８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ゴルフボールの飛行方向は、シャフトのしなりやねじれだけではなく、ゴルフクラブのヘッド（以下、単にヘッドと称する）がゴルフボールを打撃する際（インパクト）の、ヘッドの挙動に大きく影響を受けることが知られている。そして、ゴルフスイング中のヘッドの挙動には、ヘッドの重さや重心位置、ゴルフスイングの加速度、及びシャフトのしなりやねじれ等の様々な要因が複合的に影響する。さらに、ヘッドの回転などのヘッドの挙動に起因して、シャフトにしなりやねじれが生じることもある。このような、ヘッドの回転などのヘッドの挙動と、シャフトのしなりやねじれなどのシャフトの挙動との相対関係については、これまで考慮されてこなかった。
【０００７】
つまり、特許文献１に示されているような、シャフト軸上及びシャフトから突出した治具上にマーカーを有するゴルフクラブを用いたとしても、シャフトのしなりやねじれ自体は計測できるが、シャフトの挙動及びヘッドの挙動の相対関係を解析評価することはできなかった。さらには、特許文献２に示されているようなゴルフクラブのシャフトの動的挙動を評価する評価方法によっても、ゴルフスイング時のシャフト自体の動的挙動の計測解析が実現されるに過ぎず、シャフトの挙動及びヘッドの挙動の相対関係を解析評価することはできなかった。また、特許文献２にかかる評価方法では、ゴルフクラブに接続される計測用のケーブル等が必要で、被験者本来のゴルフスイングができなかった。
【０００８】
そこで、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、被験者本来ゴルフスイングを計測し、シャフトの挙動及びヘッドの挙動の相対関係を計測解析することができる、ゴルフスイングの計測解析システム、計測解析装置、ゴルフクラブ及び計測解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明による計測解析システムは、ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析システムであって、ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有するゴルフクラブと、前記ゴルフクラブを用いたゴルフスイングを撮像する、少なくとも２台のカメラと、前記各マーカーを認識し、認識された各マーカーの位置情報を取得するマーカー認識位置情報取得部、取得された前記位置情報から前記シャフトの回転を表す第１ベクトル、及び前記ヘッドの回転を表す第２ベクトルを算出するベクトル算出部、並びに前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角を算出するヘッド挙動取得部を有する計測解析装置と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明によるゴルフスイングの計測解析システムにおいて、前記ヘッド挙動取得部は、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角の経時変化を取得することが好ましい。
【００１１】
また、本発明によるゴルフスイングの計測解析システムにおいて、前記ベクトル算出部は、前記シャフト用マーカー及び前記シャフト回転用マーカーの位置情報から前記第１ベクトルを算出し、前記シャフト用マーカー及び前記ヘッド用マーカーの位置情報から前記第２ベクトルを算出することが好ましい。
【００１２】
また、本発明によるゴルフスイングの計測解析システムにおいて、前記ゴルフクラブは、前記シャフト又は前記グリップ上に、少なくとも３つのシャフト用マーカーを有し、前記ベクトル算出部は、少なくとも３つの前記シャフト用マーカーのうち前記ヘッドから遠い順に２つのシャフト用マーカーの位置情報と、前記シャフト回転用マーカーの位置情報とを用いて前記第１ベクトルを算出し、前記シャフト用マーカーのうち前記ヘッドに近い順に２つのシャフト用マーカーの位置情報と、前記ヘッド用マーカーの位置情報とを用いて前記第２ベクトルを算出することが好ましい。
【００１３】
また、本発明によるゴルフスイングの計測解析システムにおいて、少なくとも３つの前記シャフト用マーカーのうち、前記ヘッドに最も近いシャフト用マーカーと、該シャフト用マーカーに最も近い前記シャフト用マーカーとの距離が、１２００ｍｍ以内であることが好ましい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明による計測解析装置は、ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析装置であって、ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有するゴルフクラブのゴルフスイングを撮像した画像を、少なくとも２台のカメラから取得する画像取得部と、前記各マーカーを認識し、認識された各マーカーの位置情報を取得するマーカー認識位置情報取得部と、取得された前記位置情報から前記シャフトの回転を表す第１ベクトル、及び前記ヘッドの回転を表す第２ベクトルを算出するベクトル算出部と、
前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角を算出するヘッド挙動取得部と、を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明によるゴルフクラブは、ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析に用いられるゴルフクラブであって、前記ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有することを特徴とするものである。
【００１６】
上記目的を達成するため、ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフクラブの挙動を計測解析するゴルフスイングの計測解析方法であって、ゴルフクラブのシャフト軸上に少なくとも２つのシャフト用マーカーと、前記ゴルフクラブのヘッド上に少なくとも１つのヘッド用マーカーと、前記シャフトから突出して設けられた治具上に少なくとも１つのシャフト回転用マーカーと、を有するゴルフクラブのゴルフスイングを撮像した画像を、少なくとも２台のカメラから取得するステップと、前記各マーカーを認識し、認識された各マーカーの位置情報を取得するステップと、取得された前記位置情報から前記シャフトの回転を表す第１ベクトル、及び前記ヘッドの回転を表す第２ベクトルを算出するステップと、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとがなすベクトル角を算出するステップとを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ゴルファ本来のゴルフスイングを計測し、ゴルフクラブのシャフトの挙動及びヘッドの挙動の相対関係を計測解析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るゴルフスイング時のゴルフクラブの挙動の計測解析システムの概略図である。
【図２】図１に示すシステムにおけるゴルフクラブの挙動の計測解析装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態によるゴルフスイング時のゴルフクラブの挙動の計測解析方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】本実施形態に係るゴルフスイングの計測解析システムで使用する、マーカーを有するゴルフクラブの一例を示す図である。
【図５】図２に示すベクトル算出部の機能を説明するための図である。
【図６】図２に示すヘッド挙動取得部の機能を説明するための図である。
【図７】本実施形態によるゴルフスイングの計測解析システムで使用する、ゴルフクラブの他の一例を示す図である。
【図８】図２に示すベクトル算出部の機能を説明するための図である。
【図９】ヘッド及びシャフトの回転の相対関係の経時変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による一実施形態のゴルフスイング時のゴルフクラブの挙動の計測解析システム及び計測解析方法について図面を参照して説明する。図１は、本発明による一実施形態のゴルフスイング時のゴルフクラブの挙動の計測解析システムの概略図である。図１に示す計測解析システム１は、被験者（ゴルファ）４がゴルフクラブ５によりゴルフボールを打撃するときのゴルフスイングの画像（映像）を取得するための撮像装置である第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂと、取得した画像から、ゴルフスイング時のゴルフクラブの挙動を計測解析するための計測解析装置３と、被験者４により使用されるゴルフクラブ５と、を備える。
【００２０】
計測解析システム１は、図４を参照して後述するゴルフクラブ５に付されたマーカーＭ１〜Ｍ４の３次元座標を取得するために、少なくとも２台のカメラである第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂを備える。第１カメラ２Ａおよび第２カメラ２Ｂは、例えば、モーションキャプチャカメラやハイスピードカメラである。計測解析システム１が備えるカメラの台数は２台に限られず、３台以上のカメラを用いることももちろん可能である。第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂは、ゴルフスイング軌跡を３次元計測するための映像を取得できるように、所定間隔相互に離間して配置する。また、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂは、被験者４によるゴルフスイング中のゴルフクラブ５のヘッドを撮像できるように、被験者４から適宜離間して配置する。
【００２１】
図２は、計測解析装置３の概略構成を示す機能ブロック図である。計測解析装置３は、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂから、インタフェース（Ｉ／Ｆ）６Ａ及び６Ｂを介してゴルフスイングの映像を取得し、演算を行う演算部７と、計測解析装置３全体を制御する制御部８とを備える。計測解析装置３は、演算部７による演算結果等を表示する表示部９、及び演算部７による演算結果を格納するデータベース１０に接続される。計測解析装置３の演算部７は、マーカー認識位置情報取得部１１、ベクトル算出部１２、及び、ヘッド挙動取得部１３を備える。計測解析装置３は例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有するパーソナルコンピュータ等によって構成される。
【００２２】
マーカー認識位置情報取得部１１は、各マーカーＭ１〜Ｍ４を認識し、認識された各マーカーＭ１〜Ｍ４の位置情報を取得する。具体的には、マーカー認識位置情報取得部１１は、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂから取得された映像データから抽出した任意の数のフレームについて、ゴルフクラブ５に付されたマーカーＭ１〜Ｍ４を、例えばサークルフィッティング法によって認識し、マーカーＭ１〜Ｍ４の各中心位置について、例えば三角測量法により３次元座標を取得する。以下、マーカーＭ１〜Ｍ４の各中心位置の３次元座標を、位置情報と称する。
【００２３】
ベクトル算出部１２は、マーカー認識位置情報取得部１１によって取得されたマーカーＭ１〜Ｍ４の位置情報に基づいて、シャフト軸の回転を示す第１ベクトルと、ヘッドの回転を示す第２ベクトルとを算出する。第１ベクトル及び第２ベクトルの算出方法については図５を参照して後述する。
【００２４】
ヘッド挙動取得部１３は、第１ベクトルと第２ベクトルとがなすベクトル角を算出する。このベクトル角は、シャフトの回転とヘッドの回転との相対関係を示す値である。さらに、ヘッド挙動取得部１３は、所定の角度値からの変化量を取得することができる。ここで、所定の角度値とは、例えばゴルフスイングを行っていない状態、すなわち初期状態で第１ベクトルと第２ベクトルとがなすベクトル角の値である。さらに、ヘッド挙動取得部１３は、ゴルフスイング中の第１ベクトルと第２ベクトルとがなすベクトル角を経時的に算出して、シャフトの回転とヘッドの回転の相互関係を考慮した経時的なヘッド挙動を取得することもできる。第１ベクトル及び第２ベクトルの関係については図６を参照して後述する。
【００２５】
図３は、本実施の形態によるゴルフスイング時のゴルフクラブの挙動の計測解析方法を説明するためのフローチャートである。図２に示した制御部８は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）６Ａ及び６Ｂを介して、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂから取得した映像を、記憶部（図示しない）等に格納するように制御する（ステップＳ０１）。
【００２６】
次に、制御部８は、演算部７のマーカー認識位置情報取得部１１を制御して、マーカーＭ１〜Ｍ４を認識し、認識したマーカーＭ１〜Ｍ４の位置情報を算出する（ステップＳ０２）。制御部８は、ステップＳ０１にて記憶部（図示しない）に格納された映像（動画像）に含まれる各画像（フレーム）を任意で抽出して、抽出した各画像についてマーカーＭ１〜Ｍ４を認識し、位置情報の算出を繰り返すように、演算部７のマーカー認識位置情報取得部１１を制御する。
【００２７】
そして、制御部８は、演算部７のベクトル算出部１２を制御して、ステップＳ０２にてマーカー認識位置情報取得部１２によって取得された、マーカーＭ１〜Ｍ４の各位置情報に基づいて、第１ベクトル及び第２ベクトルを算出する（ステップＳ０３）。さらに、制御部８は、演算部７のヘッド挙動取得部１３を制御して、第１ベクトルと第２ベクトルとがなすベクトル角を算出し、その値をシャフトの回転とヘッドの回転との相対関係を考慮したヘッド挙動のデータとして取得する（ステップＳ０４）。ここで、ヘッド挙動取得部１３は、第１ベクトルと第２ベクトルとがなすベクトル角の経時変化を、シャフトの回転とヘッドの回転との相対関係を考慮したヘッド挙動のデータとして取得することもできる。そして、制御部８は、データベース１０にヘッド挙動取得部１３が取得したヘッド挙動のデータを格納する。
【００２８】
図４は、図１に示す計測解析システムでゴルファが使用するマーカーを有するゴルフクラブの一例を示す図である。ゴルフクラブ５は、シャフト軸上、すなわちシャフト１５及びグリップ１４の中心軸上に、少なくとも２つのシャフト用マーカーである、シャフト用マーカーＭ１及びＭ３と、ヘッド１６上の少なくとも１つのヘッド用マーカーであるヘッド用マーカーＭ４と、シャフト１５から突出して設けられた治具１７上の少なくとも１つのシャフト回転用マーカーであるシャフト回転用マーカーＭ２と、を有する。マーカーＭ１〜Ｍ４は、回転楕円体形、好ましくは球形である。マーカーＭ１〜Ｍ４は、例えば、反射テープで表面を覆われている。反射テープ以外であっても、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂによって撮影された画像上で周囲の画素とのコントラストが所定値以上となるような素材によって、マーカーＭ１〜Ｍ４を被覆することもできる。
【００２９】
図４に示すように、シャフト用マーカーＭ１はゴルフクラブ５のグリップ１４の先端に取り付けられている。シャフト用マーカーＭ１の位置は、被験者によるゴルフスイングを阻害しない位置であって、ゴルフクラブ５全体から見て上部に配置されていれば良く、必ずしもグリップ端に限られない。シャフト回転用マーカーＭ２はシャフト１５に突設された治具１７の先端に取り付けられている。シャフト用マーカーＭ３はシャフト１５のヘッド側、すなわちシャフト１５の下部に取り付けられており、ヘッド用マーカーＭ４はヘッド１６の上面に取り付けられている。治具の先端に取り付けられたシャフト回転用マーカーＭ２の中心からシャフト軸までの長さは、例えば、５０ｍｍ未満であるが、この限りではない。ただし、治具の長さが長すぎると、ゴルフスイング中に治具自体にしなりが生じてしまい、計測精度に悪影響を及ぼす場合もある。また、治具は例えばスチールなどの剛性が十分に高い素材で構成される。
【００３０】
さらに、シャフト用マーカーＭ３の位置は、シャフト１５の剛性、長さ、トルク値などに応じて様々に異ならせることができるが、例えば、シャフト１５の下部（ヘッド１６の付け根）から２０ｍｍの位置である。シャフト回転用マーカーＭ２はシャフト軸に対して、ヘッド用マーカーＭ４と所定値以上の角度をなすように設けられていればよく、例えば９０度となるように設けられる。さらに、ヘッド用マーカーＭ４はヘッド１６の上面であって、シャフト１５から遠い端部付近に付されているが、この限りではない。次に、図５を参照して、ベクトル算出部１２による第１ベクトル及び第２ベクトルの算出方法を詳述する。
【００３１】
図５は、図２に示すベクトル算出部１２の機能を説明するための図である。ベクトル算出部１２は、シャフト用マーカーＭ１及びシャフト用マーカーＭ３の中心の３次元座標を通るベクトル（以下、「シャフト軸ベクトル」と称する）に対して垂直であり、且つ、シャフト回転用マーカーＭ２の中心の３次元座標を通るベクトルを、シャフトの回転（すなわち、シャフトのねじれ）を表す第１ベクトルＶ１として算出する。さらに、ベクトル算出部１２は、上述のシャフト軸ベクトルに垂直であり、且つ、ヘッド用マーカーＭ４の中心３次元座標を通るベクトルをヘッドの回転を示す第２ベクトルＶ２として算出する。次に、図６を参照して、ヘッド挙動取得部１３によるヘッド挙動取得方法を説明する。
【００３２】
図６は、図２に示すヘッド挙動取得部１３の機能を説明するための図である。図６は、ゴルフクラブ５を上から見た図であり、図中、右側がヘッド１６のフェース面である。明確のためにグリップ１４、第１シャフト用マーカーＭ１、第２シャフト用マーカーＭ３は図示しない。図６（Ａ）は、ゴルフスイングを行っていない状態（すなわち、何らの力も加えられていない状態）のゴルフクラブ５に対応する図である。
【００３３】
このとき、ヘッド１６に付されたヘッド用マーカーＭ４及びシャフト回転用マーカーＭ２はシャフト１５のシャフト軸を基準として、例えば、相互に９０度となる位置関係にある。つまり、何らの力も加えられていない状態（初期状態）での第１ベクトルＶ１と、第２ベクトルＶ２との間のベクトル角は９０度である。なお、初期状態でのベクトル角は９０度に限られず、あらゆる任意の角度に設定可能である。ヘッド挙動取得部１３は、ゴルフスイング中の第１ベクトルＶ１と第２ベクトルＶ２とのベクトル角を取得する。
【００３４】
ゴルフスイング中、ヘッドは、ダウンスイングによって生じる力などに起因するスイング方向とは逆向きの慣性力の作用を受ける。これにより、ヘッド１６は、図６（Ｂ）に示すようにスイング方向とは逆側に回転する。この回転により、シャフト１５に図上時計回りの方向（すなわち、スイング方向とは逆方向）のねじれが生じるため、第１ベクトルＶ１と第２ベクトルＶ２とのベクトル角は狭まる。そして、ヘッド挙動取得部１３は、第１ベクトルＶ１と第２ベクトルＶ２とのベクトル角を算出して、シャフトの回転とヘッドの回転との相対関係を考慮したヘッド挙動のデータとして取得する。さらに、ヘッド挙動取得部１３は、初期状態での第１ベクトルＶ１と第２ベクトルＶ２とのベクトル角に対する、狭まったベクトル角の差分を初期状態に対するヘッドの変化量として算出することができる。具体的には、ヘッド挙動取得部１３は、初期状態でのベクトル角が９０度の場合には、ゴルフスイング中の第１ベクトルＶ１と第２ベクトルＶ２とのベクトル角と、９０度との差分を初期状態に対するヘッドの変化量として算出することができる。
【００３５】
他方、ヘッド１６にはゴルフスイングにより生じる遠心力も作用し、ヘッド１６の重心位置がゴルフスイングのスイング半径とスイング軌道とが交差する位置に移動するように力が作用し、この力により、図６（Ｃ）に示すようにヘッド１６がスイング方向に回転する。この回転により、シャフト１５に図上反時計回りの方向（すなわち、スイング方向）のねじれが生じるため、第１ベクトルＶ１と第２ベクトルＶ２とのベクトル角は広がる。この場合、ヘッド挙動取得部１３は、広がったベクトル角と、初期状態でのベクトル角との差分を初期状態に対するヘッドの変化量として算出することができる。
【００３６】
このように、ゴルフクラブ５には、ゴルフスイングによる慣性力や遠心力のほかに、これらに起因する回転方向の力や、被験者４の手首から入力される回転方向の力が作用する。このような回転方向（すなわち、ねじれ方向）の力をトルクという。トルクの大きさや、発生時点は、被験者４のゴルフスイングのタイプに応じて多様に異なる。このため、複数の被験者のゴルフスイングの傾向やタイプを把握するためには、これらの力のパターンを計測解析することは重要である。
【００３７】
本発明の一実施形態によるゴルフスイングの計測解析システム及び計測解析方法によれば、上述のように、ゴルフクラブ５に少なくとも２つのシャフト用マーカーＭ１及びＭ３と、ヘッド用マーカーＭ４と、シャフト回転用マーカーＭ２を付して、ゴルフスイングを計測解析する。これにより、ゴルファによる実際のゴルフスイングにおける、シャフトのねじれのようなシャフトの挙動と、ヘッドの回転挙動との相対関係を計測解析することができる。
【００３８】
図７は本実施形態によるゴルフスイングの計測解析システムで使用する、ゴルフクラブ５の他の一例を示す図である。ゴルフクラブ５は、図４を参照して説明したゴルフクラブ５と同様のマーカーＭ１〜Ｍ４に加えて、更に２つのシャフト用マーカーである、シャフト用マーカーＭ５及びシャフト用マーカーＭ６を有する。各シャフト用マーカーの配置は、例えば、以下のようである。グリップ端にシャフト用マーカーＭ１が配置され、シャフト回転用マーカーの付された治具１７から所定間隔（例えば、１０〜１００ｍｍ程度）のシャフト上部にシャフト用マーカーＭ５が配置され、シャフト下部にシャフト用マーカーＭ３が配置され、シャフト用マーカーＭ３から所定間隔（例えば、１〜５５０ｍｍ程度）離間してシャフト用マーカーＭ６が配置される。シャフト用マーカーＭ６とＭ３との距離が５５０ｍｍよりも大きくなると、キックポイント（シャフトが大きく曲がる地点）の位置を含むこととなり、ヘッド用マーカーＭ４付近でのシャフト軸のベクトルに計測することができなくなり、計測精度が落ちてしまう。シャフト用マーカーＭ６とＭ３の間隔が１ｍｍよりも小さくなると、光学計測の精度不足によりマーカーの識別が困難となり、計測精度が落ちてしまう。なお、ここでいう間隔（距離）とは、治具１７の中心線やマーカーＭ１〜Ｍ６の中心の間の距離ではなく、治具１７やマーカーＭ１〜Ｍ６の表面を基準とした距離を云う。
【００３９】
なお、シャフト用マーカーＭ１の位置は、被験者によるゴルフスイングを阻害しない位置であって、ゴルフクラブ５全体から見て上部に配置されていれば良く、必ずしもグリップ端に限られない。さらに、シャフト用マーカーＭ５及びＭ６の位置は、例えば、ゴルフスイングにより印加される力と、シャフト１５の長さや剛性に基づく片持ち梁モデルなどにより最適値を算出することも可能である。次に、図８を参照して、ゴルフクラブ５を用いる場合におけるベクトル算出部１２による第１ベクトル及び第２ベクトルの算出方法を詳述する。
【００４０】
図８は、図２に示すベクトル算出部１２の機能を説明するための図である。ベクトル算出部１２は、全てのシャフト用マーカーのうちヘッド１６から遠い順に２つのシャフト用マーカーを選択して、第１シャフト軸ベクトルＶＳ１を算出する。ここでは、ベクトル算出部１２は、ヘッド１６から最も遠いシャフト用マーカーＭ１の位置情報と、２番目に遠いシャフト用マーカーＭ５の位置情報とを用いて、第１シャフト軸ベクトルＶＳ１を算出する。そして、ベクトル算出部１２は、第１シャフト軸ベクトルＶＳ１に垂直であり、且つ、シャフト回転用マーカーＭ２の中心３次元座標を通るベクトルを、シャフトの回転（すなわち、シャフトのねじれ）を表す第１ベクトルＶ１として算出する。
【００４１】
さらに、ベクトル算出部１２は、全てのシャフト用マーカーのうちヘッド１６から近い順に２つのシャフト用マーカーを選択して、第２シャフト軸ベクトルＶＳ２を算出する。ここでは、ベクトル算出部１２は、シャフト用マーカーＭ６の位置情報とシャフト用マーカーＭ３の位置情報を用いて、第２シャフト軸ベクトルＶＳ２を算出し、当該第２シャフト軸ベクトルＶＳ２に垂直であり、且つ、ヘッド用マーカーＭ４の中心３次元座標を通るベクトルをヘッドの回転を示す第２ベクトルＶ２として算出する。そして、ヘッド挙動取得部１３は、図６を参照して説明した方法によって、ヘッド挙動を取得する。
【００４２】
図８に示すように、ゴルフクラブ５は、ゴルフスイング中、ダウンスイングからインパクトを経て、フォロースルーへと続く過程で、異なる方向にしなる。ゴルフクラブ５を用いて、第１シャフト軸ベクトルＶＳ１及び第２シャフト軸ベクトルＶＳ２を求めて、これらを用いて第１及び第２ベクトルＶ１及びＶ２を算出することで、ゴルフスイング時のシャフト１５のしなりによる計測誤差を除去することが可能となる。すなわち、シャフト回転用マーカーＭ２とその付近におけるシャフト軸との位置関係と、ヘッド用マーカーＭ４とその付近におけるシャフト軸との位置関係をそれぞれ算出して、その結果同士を比較することでシャフト１５のしなりの影響を除去することができる。
【００４３】
ここで、シャフト１５のしなりの影響を除去するためには、シャフト軸上に、少なくとも３つのシャフト用マーカーを有し、シャフト１５の上部及び下部に対応する、少なくとも２つのシャフト軸ベクトルを算出することが可能であればよい。このような、少なくとも３つのシャフト用マーカーを有するゴルフクラブを用いた計測を行うことで、剛性が比較的低い、すなわち、しなりやすいゴルフクラブについても、ヘッド挙動とシャフト挙動の相対関係を計測解析することが可能となる。
【００４４】
図９は、ヘッド及びシャフトの回転の相対関係の経時変化を説明する図である。ここでは、図１〜３を参照して説明した本発明の一実施形態に係る計測解析装置及び計測解析方法を使用するにあたって、図７を参照して説明したようなシャフト軸上に４つのシャフト用マーカーＭ１、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６を有するゴルフクラブを利用して計測解析を行った。図９は、計測解析システム１により、被験者１及び被験者２のゴルフスイングを計測解析した結果を示す。図中、０時間の時点は、ゴルフクラブがゴルフボールを打撃した時点、すなわちインパクト時点である。角度は、ゴルフスイングのスイング方向に向かって回転する場合をプラスとし、スイング方向とは逆向きの回転をマイナスとしてプロットした。被験者１及び被験者２は、共に、ヘッド３８５ｃｃの同一のゴルフクラブを用いてスイングを行った。図示のように、同一のゴルフクラブを用いたにもかかわらず、被験者１及び被験者２はかなり傾向の異なるヘッド挙動を示した。
【００４５】
このことから、ゴルファによるゴルフスイングタイプの分類に当たって、本発明の一実施形態による計測解析装置及び計測解析方法を使用して計測解析可能な、ゴルフスイング時のヘッド挙動とシャフト挙動の相対関係に関するデータは、有益な指標となることが示された。さらに、このようなデータは、ゴルファによるゴルフスイングタイプを分類の指標としてのみならず、ゴルフクラブの開発にあたって、ヘッドのゴルフスイング時の性能を定量的に評価するための指標ともなりうる。このように、本発明の一実施形態による計測解析装置及び計測解析方法を使用して取得したデータは、ゴルファのゴルフスイングタイプの分類の精度を高めることで、ゴルファが適したゴルフクラブを選定することを支援することができる。同時に、そのようなデータは、ゴルファのゴルフスイングタイプに応じたゴルフクラブの開発を促進することができる。
【００４６】
本発明の一実施形態について説明したが、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、ここでは、計測解析装置３が表示部９及びデータベース１０を備えるものとして示したが、これらの機能部は、計測解析装置３に対して外付けユニットとして構成することももちろん可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  計測解析システム
２Ａ、２Ｂ  カメラ
３  計測解析装置
４  被験者
５  ゴルフクラブ
Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ６  シャフト用マーカー
Ｍ２  シャフト回転用マーカー
Ｍ４  ヘッド用マーカー
６Ａ、６Ｂ  インタフェース（Ｉ／Ｆ）
７  演算部
８  制御部
９  表示部
１０  データベース
１１  マーカー認識位置情報取得部
１２  ベクトル算出部
１３  ヘッド挙動取得部
１５  シャフト
１６  ヘッド
１７  治具
【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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