(57)【要約】  打撃後のゴルフボールの回転軸方向を簡易な構成で計測すること。  ボール計測システム１０は、打撃後の前記ゴルフボールの挙動を計測するボール計測ユニット２０と、ゴルフボールを打撃するゴルフクラブヘッドの打撃前後の挙動を計測するゴルフクラブ計測ユニット３０と、ボール計測ユニット２０およびゴルフクラブ計測ユニット３０による計測データに基づいて、ゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤを算出する演算ユニット４０を備える。演算ユニット４０では、予め実測され得られている打撃後のゴルフボールＢの移動軌跡およびゴルフクラブヘッド４の打撃時フェース角φとゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤとの相関関係に基づいて、計測された移動軌跡および打撃時フェース角φから回転軸方向ＲＤを算出する。
2014076913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃後のゴルフボールの回転軸方向を計測するボール計測システムであって、
打撃後の前記ゴルフボールの挙動を計測するボール計測手段と、
前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブヘッドの打撃前後の挙動を計測するゴルフクラブ計測手段と、
前記ボール計測手段および前記ゴルフクラブ計測手段による計測データに基づいて、前記ゴルフボールの前記回転軸方向を算出する演算手段と、を備え、
前記ボール計測手段は、
指向性を有し、供給される送信信号に基づいて前記ゴルフボールに向けて送信波を送信すると共に、前記ゴルフボールで反射された反射波を受信して受信信号を生成する互いに離間して配置された第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）のアンテナと、前記第１乃至第ｎのアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記アンテナから供給される前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成する第１乃至第ｎのドップラーセンサと、からなり、
前記ゴルフクラブ計測手段は、
少なくとも一部が前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブに設けられ、前記ゴルフクラブの挙動を示す計測データを出力するゴルフクラブ側センサと、からなり、
前記演算手段は、
前記第１乃至第ｎのドップラーセンサのそれぞれから得られたドップラー信号を周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す第１乃至第ｎの信号強度分布データを生成する信号強度分布データ生成部と、
前記第１乃至第ｎの信号強度分布データのそれぞれに基づいて、前記ゴルフボールの移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第ｎの演算用速度を算出する速度演算部と、
予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの信号強度分布データと前記ゴルフボールのスピン量との相関関係に基づいて、前記信号強度分布データ生成部で生成された前記第１乃至第ｎの信号強度分布データから前記スピン量を算出するスピン量演算部と、
前記ゴルフクラブ側計測手段によって計測された前記計測データに基づいて、前記ゴルフクラブヘッドの移動軌跡および前記ゴルフボールの打撃時における前記ゴルフクラブの打撃時フェース角を算出する挙動データ演算手段と、
予め実測され得られている前記移動軌跡および前記打撃時フェース角と前記ゴルフボールの回転軸方向との相関関係に基づいて、前記挙動データ演算手段で算出された前記移動軌跡および前記打撃時フェース角から前記回転軸方向を算出する回転軸演算手段と、からなる、
ことを特徴とするボール計測システム。
【請求項２】
前記回転軸演算手段は、前記スピン量をバックスピン成分およびサイドスピン成分とに分解することによって前記回転軸方向を算出することを特徴とする請求項１に記載のボール計測システム。
【請求項３】
前記ゴルフクラブ計測手段は、
予め定められた位置に設置され、強さと方向に関する分布が既知である磁場を発生させるトランスミッタと、
前記ゴルフクラブに固定され、計測点の周りの磁気を互いに直交する３軸方向で感知すると共に、予め定められた基準位置に対する前記計測点の３次元位置および予め定められた基準方向に対する計測方向の向きに応じて検出信号を出力するゴルフクラブ側３次元磁気センサであることを特徴とする請求項１または２に記載のボール計測システム。
【請求項４】
前記ゴルフクラブ計測手段は、
前記ゴルフクラブに固定され、計測点における加速度を計測する加速度センサ、および前記計測点における地磁気を計測する地磁気センサであることを特徴とする請求項１または２に記載のボール計測システム。
【請求項５】
前記ゴルフクラブ計測手段は、
前記ゴルフクラブに固定され、計測点における加速度を計測する加速度センサ、および前記計測点における角速度を計測するジャイロセンサであることを特徴とする請求項１または２に記載のボール計測システム。
【請求項６】
前記ゴルフクラブ計測手段は、
前記ゴルフクラブに固定され、計測点における加速度を計測する加速度センサ、前記計測点における地磁気を計測する地磁気センサ、および前記計測点における角速度を計測するジャイロセンサであることを特徴とする請求項１または２に記載のボール計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打撃後のゴルフボールの回転軸方向を計測するボール計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、打撃後のゴルフボールの挙動（弾道等）を計測するシステムは、主に、画像方式、光学方式、レーダ方式に分類される。たとえば下記特許文献１は、レーダ方式によるボール計測装置であり、アンテナおよびドップラーセンサを用いて計測したドップラー信号の信号強度分布データを得ると共に、予め実測され得られている演算用速度と移動速度との相関関係に基づいて、信号強度分布データから算出される演算用速度から移動速度を算出し、予め実測され得られている信号強度分布データとスピン量との相関関係に基づいて、信号強度分布データからスピン量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６８１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、打撃後のゴルフボールの挙動を示すパラメータには、移動速度や移動方向などの各種のパラメータがあるが、この１つとして、ゴルフボールの回転軸（スピン軸）の方向が挙げられる。ゴルフボールの回転軸方向は、たとえばゴルフボールのスピン量のバックスピン成分とサイドスピン成分の比率によって計測することができる。上述した特許文献１にかかるレーダ方式の計測装置は、比較的低コストでコンパクトなシステムを組めることに加え、ゴルフボールのスピン総量を計測することも可能であるが、回転軸方向の算出は困難である。レーダ方式の計測装置において、ゴルフクラブのスイング軌道やゴルフボールの打出し方向の情報を用いて回転軸方向を算出する方法なども試みられているが、十分な精度とは言えない。
また、画像方式の計測システムでは、スピン量を含めた高精度の計測をおこなうことができる反面、システムが高額になってしまうデメリットがある。また、上述した光学方式の計測システムは、安価にシステムが組める反面、原理的にスピンを実測することができない。【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、打撃後のゴルフボールの回転軸方向を簡易な構成で計測することができるボール計測システ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】
上述した問題を解決し、目的を達成するため、本発明は、打撃後のゴルフボールの回転軸方向を計測するボール計測システムであって、打撃後の前記ゴルフボールの挙動を計測するボール計測手段と、前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブヘッドの打撃前後の挙動を計測するゴルフクラブ計測手段と、前記ボール計測手段および前記ゴルフクラブ計測手段による計測データに基づいて、前記ゴルフボールの前記回転軸方向を算出する演算手段と、を備え、前記ボール計測手段は、指向性を有し、供給される送信信号に基づいて前記ゴルフボールに向けて送信波を送信すると共に、前記ゴルフボールで反射された反射波を受信して受信信号を生成する互いに離間して配置された第１乃至第ｎ（ｎは２以上の整数）のアンテナと、前記第１乃至第ｎのアンテナのそれぞれに対応して設けられ、前記アンテナに前記送信信号を供給すると共に、前記アンテナから供給される前記受信信号に基づいてドップラー周波数を有するドップラー信号を生成する第１乃至第ｎのドップラーセンサと、からなり、前記ゴルフクラブ計測手段は、少なくとも一部が前記ゴルフボールを打撃するゴルフクラブに設けられ、前記ゴルフクラブの挙動を示す計測データを出力するゴルフクラブ側センサと、からなり、前記演算手段は、前記第１乃至第ｎのドップラーセンサのそれぞれから得られたドップラー信号を周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す第１乃至第ｎの信号強度分布データを生成する信号強度分布データ生成部と、前記第１乃至第ｎの信号強度分布データのそれぞれに基づいて、前記ゴルフボールの移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第ｎの演算用速度を算出する速度演算部と、予め実測され得られている前記第１乃至第ｎの信号強度分布データと前記ゴルフボールのスピン量との相関関係に基づいて、前記信号強度分布データ生成部で生成された前記第１乃至第ｎの信号強度分布データから前記スピン量を算出するスピン量演算部と、前記ゴルフクラブ側計測手段によって計測された前記計測データに基づいて、前記ゴルフクラブヘッドの移動軌跡および前記ゴルフボールの打撃時における前記ゴルフクラブの打撃時フェース角を算出する挙動データ演算手段と、予め実測され得られている前記移動軌跡および前記打撃時フェース角と前記ゴルフボールの回転軸方向との相関関係に基づいて、前記挙動データ演算手段で算出された前記移動軌跡および前記打撃時フェース角から前記回転軸方向を算出する回転軸演算手段と、からなる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ゴルフボールの打撃時におけるゴルフクラブヘッドの移動軌跡および打撃時フェース角に基づいて、ゴルフボールの回転軸方向を算出するようにした。したがって、回転軸方向との相関性が高いパラメータを用いて回転軸の算出をおこなうことができ、簡易な構成で精度高くゴルフボールの回転軸方向を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１にかかるボール計測システム１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】ボール計測ユニット２０の機能ブロック図である。
【図３】第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの構成を示す正面図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】図３のＢ矢視図である。
【図６】第１〜第４のアンテナ１２Ａ〜１４Ｄを側面視した説明図である。
【図７】第１〜第４のアンテナ１２Ａ〜１４Ｄを平面視した説明図である。
【図８】ゴルフクラブ計測ユニット３０の構成を示す説明図である。
【図９】ゴルフクラブ計測ユニット３０の機能の概要を示す説明図である。
【図１０】位置決め板２００８にゴルフクラブヘッド４のフェース面４０２が当て付けられた状態を示す平面図である。
【図１１】図１０のＡ矢視図である。
【図１２】図１０のＢ矢視図である。
【図１３】演算ユニット４０の構成を示すブロック図である。
【図１４】演算ユニット４０の機能的構成を示す説明図である。
【図１５】ゴルフクラブヘッドの挙動を計測する際の説明図である。
【図１６】左右進入各θＬＲの説明図である。
【図１７】上下進入各θＵＤの説明図である。
【図１８】打撃時フェース角φの説明図である。
【図１９】打撃時ロフト角αの説明図である。
【図２０】打撃時ライ角βの説明図である。
【図２１】挙動データＤ３の表示画面例を示す説明図である。
【図２２】挙動データＤ３の表示画面例を示す説明図である。
【図２３】挙動データＤ３の表示画面例を示す説明図である。
【図２４】ゴルフクラブヘッド４によってゴルフボールＢを打撃した際のドップラー信号Ｓｄの一例を示す線図である。
【図２５】ゴルフボールＢと第１〜第４アンテナ１４Ａ〜１４Ｄとを側面視した説明図である。
【図２６】ゴルフボールＢと第１〜第４アンテナ１４Ａ〜１４Ｄとを平面視した説明図である。
【図２７】回転軸演算部５２４０による回転軸方向ＲＤの算出を説明する説明図である。
【図２８】ゴルフクラブ計測ユニット３０の設定動作を示すフローチャートである。
【図２９】ボール計測ユニット２０の設定動作を示すフローチャートである。
【図３０】ボール計測システム１０の本計測時の動作を示すフローチャートである。
【図３１】第２キャリブレーションを説明する説明図である。
【図３２】出力部４６０における計測結果の表示出力例を示す説明図である。
【図３３】変形例にかかるゴルフクラブ計測ユニット３０’の構成を示す説明図である。
【図３４】実施の形態２にかかるボール計測システム１０’の概略構成を示す説明図である。
【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、本発明にかかるボール計測システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかるボール計測システム１０の概略構成を示す説明図である。図１には、ゴルフクラブ２によってゴルフボールＢを打撃しようとするプレイヤーＰとともに、打撃後のゴルフボールＢの挙動を計測するボール計測ユニット２０と、ゴルフボールＢを打撃するゴルフクラブヘッド４の打撃前後の挙動を計測するゴルフクラブ計測ユニット３０と、ボール計測ユニット２０およびゴルフクラブ計測ユニット３０による計測データに基づいて、打撃後のゴルフボールＢの回転軸方向を算出する演算ユニット４０と、からなるボール計測システム１０が示されている。
【００１１】
実施の形態１においては、ゴルフクラブ計測ユニット３０は、予め定められた位置に設置され、強さと方向に関する分布が既知である磁場を発生させるトランスミッタ３１２と、ゴルフクラブ２に固定され、計測点の周りの磁気を互いに直交する３軸方向で感知すると共に、予め定められた基準位置に対する計測点の３次元位置および予め定められた基準方向に対する計測方向の向きに応じて検出信号を出力するゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４である。
【００１２】
以下、ボール計測ユニット２０、ゴルフクラブ計測ユニット３０、演算ユニット４０の順に、各構成について説明する。
【００１３】
（ボール計測ユニット２０の構成）
図２は、ボール計測ユニット２０の機能ブロック図である。図２に示すように、ボール計測ユニット２０は、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、第１乃至第４ドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと、マイク１６と、トリガ信号発生部１８と、などを含んで構成されている。
本実施の形態では、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄとは不図示のケースに収容保持されている。
また、トリガ信号発生部１８は、不図示の筐体に組み込まれている。
第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと演算ユニット４０とは不図示の接続ケーブルを介して接続され、マイク１６と演算ユニット４０とは不図示の接続ケーブルを介して接続されている。
【００１４】
第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄから供給される送信信号に基づいて送信波Ｗ１としてのマイクロ波を移動体に向けて送信すると共に、移動体で反射された反射波Ｗ２を受信して受信信号を第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄに供給するものである。
より詳細には、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、指向性を有し、送信波Ｗ１を送信すると共に、ゴルフボールＢ反射された反射波Ｗ２を受信して受信信号を生成するものであり、互いに離間して配置されている。
本実施の形態では、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは同形同大の指向性アンテナで構成され、このような指向性アンテナとしてホーンアンテナを使用している。
指向性アンテナとしてホーンアンテナ以外のパラボラアンテナ、パッチアンテナなどの従来公知のさまざまな指向性アンテナを使用可能であるが、ホーンアンテナは構成が簡素であり比較的安価であることからコストを抑制する上で有利である。
【００１５】
図３は第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの構成を示す正面図、図４は図３のＡ矢視図、図５は図３のＢ矢視図である。
図３〜５に示すように、第１乃至第４のアンテナの１２Ａ〜１２Ｄは、ケース２６に収容保持されている。
ケース２６は、後板２６０２と、上下左右の側板２６０４Ａ、２６０４Ｂ、２６０４Ｃ、２６０４Ｄと、脚部２６０６とを含んで構成されている。
後板２６０２は矩形板状を呈し、上下の辺を水平方向と平行させ、上方に至るほど後方に傾斜するように設けられている。
上下左右の側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄは、後板２６０２の上下左右の辺から起立され、各側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄの前縁により矩形状の開口が形成されている。
脚部２６０６は、下部の側板２６０４Ｂの下面中央に設けられ地面や床面に設置される。
第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、前記の開口を介して前方を向いた状態で後板２６０２の前面に取着され、後板２６０２と側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄとで囲まれた空間に収容されている。第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの前部は、各側板２６０４Ａ〜２６０４Ｄの前縁よりも後方に位置している。
前記開口は、送信波Ｗ１および反射波Ｗ２の透過が可能な材料で形成された図示しないカバーによって覆われており、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄの防塵および保護が図られている。
本実施の形態では、図３に示すように正面から見て第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは後板２６０２の４つの角部近傍に配置されている。すなわち、後板２６０２の右下寄りの箇所に第１のアンテナ１２Ａが配置されている。右上寄りの箇所に第２のアンテナ１２Ｂが配置されている。左下寄りの箇所に第３のアンテナ１２Ｃが配置されている。左上寄りの箇所に第４のアンテナ１２Ｄが配置されている。
【００１６】
ここで、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの利得が最大となる方向に沿って延在する直線を各アンテナの指向方向を示す第１乃至第４の仮想軸ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤとする。
図３、図４に示すように、側面視した状態で第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂは鉛直方向に間隔ｄＶ（第１の間隔）をおいて配置され、第１、第２の仮想軸ＬＡ、ＬＢが単一の鉛直平面上を延在している。
本実施の形態では、第２の仮想軸ＬＢが水平方向に延在し、かつ、第１の仮想軸ＬＡが水平方向に対して上方に６度傾斜した方向に延在している。したがって、第１、第２の仮想軸ＬＡ、ＬＢが交差するように配置されている。
第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄも、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂと同様に鉛直方向に間隔ｄＶ（第１の間隔）をおいて配置され、第３、第４の仮想軸ＬＣ、ＬＤが単一の鉛直平面上を延在している。
本実施の形態では、第４の仮想軸ＬＤが水平方向に延在し、かつ、第３の仮想軸ＬＣが水平方向に対して上方に６度傾斜した方向に延在している。したがって、第３、第４の仮想軸ＬＣ、ＬＤが交差するように配置されている。
【００１７】
図４、図５に示すように、平面視した状態で、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄは、水平方向に間隔ｄＨ（第２の間隔）をおいて配置され、第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤが単一の水平面上を延在している。
本実施の形態では、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄの仮想軸ＬＢ、ＬＤが前後方向に対してそれぞれ内方に４度傾斜した方向に延在している。したがって、第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤが交差するように配置されている。
第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃは、水平方向に間隔ｄＨ（第２の間隔）をおいて配置されている。
第１、第３の仮想軸ＬＡ、ＬＣも第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤと同様に前後方向に対してそれぞれ内方に４度傾斜した方向に延在している。したがって、第１、第３の仮想軸ＬＡ、ＬＣが交差するように配置されている。
【００１８】
図６、図７に示すように、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄは、ゴルフボールＢの移動方向においてゴルフボールＢよりも後方の箇所に設けられている。なお、図６において符号２０１はゴルフボールＢが載置されるティー、Ｇは地面（水平面）を示す。
図６に示すように、側面視した状態で第１、第２の仮想軸ＬＡ、ＬＢが交差すると共に、第３、第４の仮想軸ＬＣ、ＬＤが交差している。
７に示すように、平面視した状態で第１、第３の仮想軸ＬＡ、ＬＣが交差すると共に、第２、第４の仮想軸ＬＢ、ＬＤが交差している。
また、平面視した状態で、左右方向において第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃ（第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄ）の間隔ｄＨの中心を通り水平方向に延在する仮想線ＣＬ上にティー２０１に載置されたゴルフボールＢの中心点が配置されている。この中心点を基準位置Ｏ（あるいは原点Ｏ）とする。
本実施の形態では、図６、図７に示すように、実際に基準位置Ｏから打撃されたゴルフボールＢの軌跡のばらつきを考慮して、上述した各仮想軸が交差する点を基準位置Ｏよりも前方の位置に設定した。
このようにすることで、側面視した状態で、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域と、第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域とが、実際に打撃されたゴルフボールＢの移動軌跡と重なる範囲を上下方向にわたって広く確保する上で有利となる。図６において送信波Ｗ１が重なる領域をハッチングで示す。
また、このようにすることで、平面視した状態で、第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域と、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄのそれぞれから送信される送信波Ｗ１とが、実際に打撃されたゴルフボールＢの移動軌跡と重なる範囲を左右方向にわたって広く確保する上で有利となる。図７において送信波Ｗ１が重なる領域をハッチングで示す。
したがって、基準位置Ｏでゴルフクラブヘッド４で打撃されたゴルフボールＢの移動方向が上下方向あるいは左右方向にわたって多少ばらついたとしても、移動するゴルフボールＢを前記の送信波Ｗ１が重なる領域内で確実に捉える上で有利となる。言い換えると、ゴルフボールＢに対して第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄから送信波Ｗ１を確実に当てると共に、ゴルフボールＢで反射された反射波Ｗ２を第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄによって確実に受信する上で有利となり、打撃直後のゴルフボールＢの移動速度Ｖα（初速）、スピン量ＳＰの計測を確実に行う上で有利となる。
なお、本実施の形態では、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄの仮想軸ＬＢ、ＬＤを水平方向に延在させ、第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃの仮想軸ＬＡ、ＬＣを上方に傾斜させている。このようにすることで、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域と、第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれから送信される送信波Ｗ１が重なる領域とが、実際に打撃されたゴルフボールＢの移動軌跡と重なる範囲を上下方向にわたって広く確保する上でより一層有利となる。
また、第２、第４のアンテナ１２Ｂ、１２Ｄの仮想軸ＬＢ、ＬＤと、第１、第３のアンテナ１２Ａ、１２Ｃの仮想軸ＬＡ、ＬＣとの双方を上方に傾斜させてもよいが、上述のようにすると、送信波Ｗ１が重なる領域を上下方向にわたって広く確保する上でより有利となる。
【００１９】
第１乃至第４ドップラーセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄは、ケース２６に収容保持されている。
図２に示すように、第１乃至第４ドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄは、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれに送信信号を供給するものである。また、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれから供給される受信信号に基づいてドップラー周波数Ｆｄを有する第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ、ＳｄＢ、ＳｄＣ、ＳｄＤを時系列データとして生成するものである。
【００２０】
マイク１６は、ゴルフボールＢがゴルフクラブヘッド４によって打撃された際に発生する打撃音を収音し音声信号を検出するものである。
トリガ信号発生部１８は、マイク１６によって検出された音声信号の振幅が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して演算ユニット４０に供給するものである。
トリガ信号ｔｒｇは、演算ユニット４０に対して後述するデータ処理の開始を指示するものである。
なお、上述したようにトリガ信号発生部１８が単に打撃音に応じてトリガ信号ｔｒｇを生成するものである場合、ボール計測ユニット２０の設置環境によっては以下の不都合が生じることが懸念される。
すなわち、ボール計測ユニット２０の設置環境が例えば複数の打席を備えるゴルフ練習場である場合、ボール計測ユニット２０の計測対象となる打席以外の周囲の打席の打撃音によってもトリガ信号ｔｒｇが生成され、ボール計測ユニット２０の誤動作が発生することが懸念される。
したがって、本実施の形態では、以下のように構成することで上記誤動作の防止を図っている。
トリガ信号発生部１８を、マイク１６からの音声信号に加えて、ドップラーセンサ１４からのドップラー信号Ｓｄを入力する。
そして、トリガ信号発生部１８は、ドップラー信号Ｓｄを受信し、かつ、打撃音の音声信号が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して演算ユニット４０に供給する。この場合、当初発生するドップラー信号Ｓｄはゴルフクラブヘッド４の動きを検出したものとなる。
したがって、トリガ信号発生部１８は、ゴルフクラブ２の動きと打撃音の両方でトリガ信号ｔｒｇを生成するため、ボール計測ユニット２０の誤動作を的確に防止する上で有利となる。
トリガ信号発生部１８はトリガ信号ｔｒｇを生成できれば、マイク１６以外のセンサを用いても良い。例えば、予め定められた特定の位置（例えば基準位置Ｏ）を通過するゴルフクラブヘッド４を検出する光センサを設け、該光センサの検出信号に基づいてトリガ信号発生部１８がトリガ信号ｔｒｇを生成するなど任意である。しかしながら、光センサは設置する位置や方向を厳密に調整する必要があることから、本実施の形態のようにマイク１６を用いる方が設置作業の簡素化を図る上で有利となる。
【００２１】
（ゴルフクラブ計測ユニット３０）
ゴルフクラブ計測ユニット３０は、ゴルフクラブ２のゴルフクラブヘッド４の３次元位置と向き（方向）とを示す時系列データを計測するものである。
本実施の形態では、ゴルフクラブ計測ユニット３０は、図８に示すように、トランスミッタ３１２と、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４と、保持手段側３次元磁気センサ３１６と、コントローラ・データ処理装置３１８を含んで構成されている。
【００２２】
トランスミッタ３１２は、予め定められた位置に設置されており、図９に示すように、トランスミッタ３１２は、お互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に各々ループ状に巻かれた３つのコイルによって構成されている。
本実施の形態では、トランスミッタ３１２は、Ｘ軸およびＹ軸が水平面上を延在し、Ｚ軸が鉛直方向を向くように設置されている。
本実施の形態では、トランスミッタ３１２の中心位置を予め定められた基準位置１２０２とし、基準位置１２０２を通るＹ軸方向を予め定められた基準方向１２０４とする。
トランスミッタ３１２は、コントローラ・データ処理装置３１８から供給される駆動信号により、強さと方向に関する分布が既知である磁場を発生させる。
【００２３】
ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、図９に示すように、お互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に各々ループ状に巻かれた３つのコイルによって構成されている。
ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、第１の計測点１４０２および第１の計測方向１４０４を有している。
ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、第１の計測点１４０２の周りの磁気を互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向で感知すると共に、基準位置１２０２に対する第１の計測点１４０２の３次元位置および基準方向１２０４に対する第１の計測方向１４０４の向きに応じて第１の検出信号Ｓ１を出力するものである。
本実施の形態では、第１の計測点１４０２はゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の中心位置であり、第１の計測方向１４０４は第１の計測点１４０２を通るＹ軸方向である。
ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、ゴルフクラブ２に固定され、本実施の形態では、ゴルフクラブ２のグリップ部３に固定されている。
本実施の形態では、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、Ｙ軸（第１の計測方向１４０４）をゴルフクラブ２の打撃方向と平行させ、かつ、Ｚ軸をシャフト軸と平行させている。
【００２４】
保持手段側３次元磁気センサ３１６は、図９に示すように、お互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に各々ループ状に巻かれた３つのコイルによって構成されている。
保持手段側３次元磁気センサ３１６は、第２の計測点１６０２および第２の計測方向１６０４を有している。
保持手段側３次元磁気センサ３１６は、第２の計測点１６０２の周りの磁気を互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向で感知すると共に、３軸方向のうちの１つの軸であるＹ軸をゴルフクラブ２の打撃方向に向け、基準位置１２０２に対する第２の計測点１６０２の３次元位置および基準方向１２０４に対する第２の計測方向１６０４の向きに応じて第２の検出信号Ｓ２を出力するものである。
本実施の形態では、第２の計測点１６０２は保持手段側３次元磁気センサ３１６の中心位置であり、第２の計測方向１６０４は第２の計測点１６０２を通るＹ軸方向である。
保持手段側３次元磁気センサ３１６は、保持手段３２０に一体的に支持されている。
本実施の形態では、保持手段側３次元磁気センサ３１６は、後述するようにＹ軸（第２の計測方向１６０４）をゴルフクラブ２の打撃方向と平行させ、かつ、Ｚ軸を鉛直方向に向けている。
このようなゴルフクラブ計測ユニット３０として、例えば、ＬＩＢＥＲＴＹ（Ｐｏｌｈｅｍｕｓ社製）を挙げることができる。
なお、ゴルフクラブ計測ユニット３０の詳細な構成については後述する。
【００２５】
（保持手段３２０）
保持手段３２０は、設定されたライ角およびロフト角通りとなるようにゴルフクラブ２を保持するものである。
保持手段３２０は、図８に示すように、ベース２００２と、フレーム２００４と、支持部２００６と、位置決め板２００８とを含んで構成されている。
ベース２００２は、床面（水平面）に載置されるものである。
フレーム２００４は、ベース２００２から立設されている。
支持部２００６は、フレーム２００４に設けられゴルフクラブ２のシャフト６を着脱可能に、かつ、ゴルフクラブ２の位置と向きとを調整可能に支持するものである。このような支持部２００６として従来公知のさまざまな構造が使用可能である。
【００２６】
図１０は位置決め板２００８にゴルフクラブヘッド４のフェース面４０２が当て付けられた状態を示す平面図、図１１は図１０のＡ矢視図、図１２は図１２のＢ矢視図である。
図１０乃至図１２に示すように、位置決め板２００８は、矩形板状を呈し、水平面上を延在するようにベース２００２上にスペーサ２０１０を介して取着されている。なお、図１１において符号Ｇは床面を示す。
位置決め板２００８は、その1辺に断面が鋭角をなすエッジ部２００８Ａが水平面と平行をなすように直線状に延在形成されている。
位置決め板２００８は、その上面にエッジ部２００８Ａの延在方向の中心を通りエッジ部２００８Ａと直交する基準線２０１２が表示されている。
位置決め板２００８の上面に保持手段側３次元磁気センサ３１６が設けられている。
保持手段側３次元磁気センサ３１６は、平面視した状態で、第２の計測点１６０２が基準線２０１２上に位置し、第２の計測方向１６０４が基準線２０１２と一致（平行）している。
ゴルフクラブ２は、フェース面４０２の中心点４１０をエッジ部２００８Ａが通るようにフェース面４０２がエッジ部２００８Ａに当て付けられた状態で設定されたライ角およびロフト角通りとなるように支持部２００６によって支持される。
本実施の形態では、ゴルフクラブ２が設定されたライ角およびロフト角通りになっているとは、フェース面４０２の法線と打ち出し方向とが平行をなしている状態であり、かつ、鉛直線に対してシャフト軸がなす角度が正しいライ角となっている状態をいう。
【００２７】
フェース面４０２にスコアライン４１２が形成されている場合、設定されたライ角通りにゴルフクラブ２が支持部２００６によって支持されると、図１２に示すように、スコアライン４１２またはその延長線とエッジ部２００８Ａとが平行をなす。
したがって、スコアライン４１２とエッジ部２００８Ａとが平行となるように支持部２００６を調整することによってゴルフクラブ２を設定されたライ角通りに支持することができる。
また、一部のパタークラブのように、フェース面４０２にスコアライン４１２が形成されていない場合は、フェース面４０２の左右幅方向に延在する仮想線とエッジ部２００８Ａとが平行となるように支持部２００６を調整することによってゴルフクラブ２を設定されたライ角通りに支持することができる。
このようにしてゴルフクラブ２が保持手段３２０に保持された状態において、フェース面４０２の中心点４１０の３次元位置およびフェース面４０２の向きと、保持手段側３次元磁気センサ３１６の第２の計測点１６０２および第２の計測方向の向きとは既知の関係となる。
したがって、第２の計測点１６０２および第２の計測方向１６０４の向きからフェース面４０２の中心点４１０の３次元位置およびフェース面４０２の向きを求めることが可能となる。
【００２８】
（ゴルフクラブ計測ユニット３０の詳細）
ゴルフクラブ計測ユニット３０についてより詳細に説明する。
図９に示すように、コントローラ・データ処理装置３１８は、駆動回路３１８Ａ、検出回路３１８Ｂ、コンピュータ３１８Ｃを有している。
駆動回路３１８Ａは、トランスミッタ３１２に所定の３種類の磁場を順次発生させる駆動信号を生成し、該駆動信号をトランスミッタ３１２に供給するものである。
検出回路３１８Ｂは、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４から供給される第１の検出信号Ｓ１と、保持手段側３次元磁気センサ３１６から供給される第２の検出信号Ｓ２とを検出するものである。
【００２９】
コンピュータ３１８Ｃは、データ処理用ソフトウェアを実行することにより次の機能を実現する。
すなわち、コンピュータ３１８Ｃは、駆動回路３１８Ａおよび検出回路３１８Ｂを制御し、検出回路３１８Ｂから得られた出力電圧よりデータ処理を行って、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の位置と向き、および、保持手段側３次元磁気センサ３１６の位置と向きを示すデータを生成する。
コンピュータ３１８Ｃは、前述したようにトランスミッタ３１２の位置を基準位置１２０２とし、お互いに直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを基準とする３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）の時系列データを演算して出力する。
また、コンピュータ３１８Ｃは、前述したようにトランスミッタ３１２を中心とするＹ軸方向を基準方向１２０４とし、この基準方向１２０４に対する磁気センサ３１４、１６の向きを表す姿勢角度、すなわちヨー角、ピッチ角およびロール角（以降では、（θｙ，θｐ，θｒ）と表す）の時系列データを演算して出力するものである。
したがって、３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）の時系列データが磁気センサ３１４、１６の位置を示すデータであり、ヨー角θｙ、ピッチ角θｐおよびロール角θｒの時系列データが磁気センサ３１４、１６の向きを示すデータである。
【００３０】
次に、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の第１の計測点１４０２の基準位置１２０２に対する３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、第１の計測方向１４０４の基準方向１２０４に対する姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）の時系列データの生成について説明する。
駆動回路３１８Ａは、コンピュータ３１８Ｃの指令信号にしたがって、周波数と位相が常時一定の同一信号を出力し、トランスミッタ３１２の３軸方向に巻かれた３つのループ状コイルを順次励磁する。
各ループ状コイルは、励磁のたびに各々異なる磁場を発生し、それに基づいてゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の３軸方向に巻かれた３つのループ状コイルに各々独立な出力電圧Ｖを発生させる。
この出力電圧Ｖは、トランスミッタ３１２の３つのループ状コイルによって励磁される３つの磁場に応じて、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の３つのループ状コイルに発生する３つの出力電圧Ｖが得られるため、合計９個（３×３個）の出力電圧Ｖが得られる。
【００３１】
一方、磁場を形成させるトランスミッタ３１２が所定の位置に固定設置されているので、発生する磁場の強さと方向に関する分布はトランスミッタ３１２の設置された基準位置１２０２および、基準方向１２０４に対して既知となる。
この形成された磁場によって生じる９つの出力電圧Ｖを用いることによって、上記基準位置１２０２に対するゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と上記基準方向１２０４に対する姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）の６つの未知数を求めることができる。
コントローラ・データ処理装置３１８のコンピュータ３１８Ｃにおいて、検出回路３１８Ｂから送られてきた９つの出力電圧Ｖを用いて、３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）のデータを演算して求める。
【００３２】
ゴルフクラブ計測ユニット３０で得られた３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）は、演算ユニット４０に取り込まれ、ＲＤ変換され、グリップ部３のスウィング中の挙動の時系列データを得ることができる。
【００３３】
なお、保持手段側３次元磁気センサ３１６の第２の計測点１６０２の基準位置１２０２に対する３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、第２の計測方向１６０４の基準方向１２０４に対する姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）のデータの生成は、基本的にゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の場合と同様であるため説明を省略する。
【００３４】
なお、前述したように、トランスミッタ３１２、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４、保持手段側３次元磁気センサ３１６は、図９に示されるように、お互いに直交する３軸方向に向いてコイルがループ状に巻かれている。
したがって、それらトランスミッタ３１２、各磁気センサ３１４、１６の３軸方向をなるべく合致させることが、各磁気センサ３１４、１６でそれぞれ検出される３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）との処理を後述する演算手段で行う際の負荷を軽減する上で好ましい。
このような観点から、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、３軸方向のうちの１つの軸（Ｚ軸）をシャフト軸と一致させるように設定し、もう１つの軸（Ｙ軸）をゴルフクラブ２の打撃方向に向けてゴルフクラブ２のグリップ部３に固定することが好ましい。
また、保持手段側３次元磁気センサ３１６は、３軸方向のうちの１つの軸（Ｙ軸）をゴルフクラブ２の打撃方向に向けて保持手段３２０に支持することが好ましい。
また、本実施の形態では、トランスミッタ３１２は、Ｘ軸とＹ軸が水平面内を延在し、Ｚ軸が鉛直方向に延在している。
【００３５】
（演算ユニット４０）
演算ユニット４０は、ボール計測ユニット２０の第１乃至第４のドップラーセンサ１４Ａ〜１４Ｄから供給される第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤを入力して演算処理を行うことにより、ゴルフボールＢの移動方向、移動速度Ｖα、スピン量ＳＰおよび回転軸方向ＲＳなどからなるボール挙動データを生成する。また、演算ユニット４０は、ゴルフクラブ計測ユニット３０から供給される時系列データに基づいてゴルフクラブヘッド４の挙動を示すヘッド挙動データを生成する。
【００３６】
図１３は、演算ユニット４０の構成を示すブロック図である。
演算ユニット４０は、ＣＰＵ４３０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ＲＯＭ４３２、ＲＡＭ４３４、ハードディスク装置４３６、ディスク装置４３８、キーボード４４０、マウス４４２、ディスプレイ４４４、プリンタ４４６、入出力インターフェース４４８などを有している。
ＲＯＭ４３２は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ４３４はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置４３６はゴルフボールＢおよびゴルフクラブヘッド４の挙動の計測を行うための専用のプログラムを格納している。
ディスク装置４３８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４４０およびマウス４４２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４４４はデータを表示出力するものであり、プリンタ４４６はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ４４４およびプリンタ４４６によってデータを出力する。
入出力インターフェース４４８は、ボール計測ユニット２０およびゴルフクラブ計測ユニット３０のコントローラ・データ処理装置３１８との間でデータの授受を行うものである。
【００３７】
（演算ユニット４０の機能的構成）
図１４は、演算ユニット４０の機能的構成を示す説明図である。演算ユニット４０は、機能的には、ゴルフボールＢの挙動を示すボール挙動データを生成するボール挙動データ演算部４５２と、ゴルフクラブヘッド４の挙動を示すヘッド挙動データを生成するヘッド挙動データ演算部４５４と、出力部４６０によって構成される。
【００３８】
ヘッド挙動データ演算部４５４は、第１キャリブレーション部５４５０、第２キャリブレーション部５４５２、第１の時系列データ生成部５４５３、第２の時系列データ生成部５４５４、記憶部５４５６、挙動データ生成部５４５８などを含んで構成されている。
ヘッド挙動データ演算部４５４の各部について説明する前に、前提となるトランスミッタ３１２、ゴルフクラブ２、ゴルフボールＢの位置関係について説明する。
図１５に示すように、トランスミッタ３１２は、予め定められた位置に設置され、具体的には、ゴルフスウィングする人の後方に固定配置されている。
床面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は床面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。
ゴルファは、ゴルフクラブ２をスウィングすることにより、ゴルフクラブヘッド４のフェース面４０２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。
この場合、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（図１６）とターゲットＣとを結ぶ直線が目標線Ｌである。
なお、ゴルファがゴルフクラブ２をスウィングするにあたって、トランスミッタ３１２がゴルファやゴルフクラブ２の邪魔とならないように、トランスミッタ３１２とボール載置位置Ｐ０との間に十分な間隔が確保されている。
【００３９】
第１キャリブレーション部５４５０は、図８に示すように、保持手段３２０にゴルフクラブ２が保持された状態で、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２とに基づいて、第１の計測点１４０２に対するゴルフクラブヘッド４の予め定められた基準点であるフェース面４０２の中心点４１０（図１８）の３次元位置データと、第１の計測方向１４０４に対するゴルフクラブヘッド４のフェース面４０２の向きを示す向きデータとを第１のキャリブレーションデータＤｃ１として得るものである。
言い換えると、フェース面４０２の中心点４１０の３次元位置データは、第１の計測点１４０２を３次元座標の原点として得られるデータであり、フェース面４０２の向きデータは、第１の計測方向１４０４を３次元座標の座標軸（Ｙ軸）として得られるデータである。
すなわち、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２とに基づいて、第１の計測点１４０２に対する第２の計測点１６０２の３次元位置データと、第１の計測方向１４０４の向きに対する第２の計測方向１６０４の向きのデータとが得られる。
ここで、前述したように、第２の計測点１６０２および第２の計測方向１６０４の向きからフェース面４０２の中心点４１０の３次元位置およびフェース面４０２の向きが得られる。
したがって、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２とに基づいて、第１の計測点１４０２に対するフェース面４０２の中心点４１０の３次元位置データと、第１の計測方向１４０４の向きに対するフェース面４０２の向きのデータとを第１のキャリブレーションデータＤｃ１として得ることができる。
すなわち、第１のキャリブレーションデータＤｃ１は、第１の計測点１４０２に対するフェース面４０２の中心点４１０の位置の補正と、第１の計測方向１４０４の向きに対するフェース面４０２の向き（方向）の補正とを行うためのデータである。
【００４０】
第２キャリブレーション部５４５２は、図１０、図１１に示すように、平面視した状態で、第２の計測点１６０２がボール載置位置Ｐ０に位置するゴルフボールＢの中心点Ｐ１と合致し、かつ、第２の計測方向１６０４の向きが目標線Ｌの向きと合致するように、保持手段３２０を床面上に位置させた状態で、第２の検出信号Ｓ２に基づいて、基準位置１２０２に対する第２の計測点１６０２の３次元位置データと、基準方向１２０４に対する第２の計測方向１６０４の向きを示す向きデータとを第２のキャリブレーションデータＤｃ２として得るものである。
言い換えると、第２の計測点１６０２の３次元位置データは、基準位置１２０２を３次元座標の原点として得られるデータであり、第２の計測方向１６０４の向きデータは、基準方向１２０４を３次元座標の座標軸（Ｙ軸）として得られるデータである。
すなわち、第２のキャリブレーションデータＤｃ２は、基準位置１２０２に対するゴルフボールＢの設置位置の補正と、基準方向１２０４に対する目標線Ｌの方向の補正とを行うためのデータである。
【００４１】
第１の時系列データ生成部５４５３は、ゴルファによってゴルフクラブ２がスウィングされる過程において第１の検出信号Ｓ１に基づいて生成した基準位置１２０２に対する第１の計測点１４０２の３次元位置データと基準方向１２０４に対する第１の計測方向１４０４の向きを示す向きデータとからなる実測データを、第１のキャリブレーションデータＤｃ１を用いて補正することにより第１の時系列データＤ１を生成するものである。
【００４２】
第２の時系列データ生成部５４５４は、第１の時系列データＤ１を第２のキャリブレーションデータＤｃ２を用いて補正することにより第２の時系列データＤ２を生成するものである。
【００４３】
記憶部５４５６は、３次元座標系において、ゴルフクラブ２ヘッドを再現した３次元形状モデルＭを記憶するものである。
言い換えると、記憶部５４５６は、３次元形状モデルＭをフェース面４０２の中心点４１０の３次元位置およびフェース面４０２の向きに関連付けて記憶するものである。
また、本実施の形態では、記憶部５４５６には、ゴルフクラブヘッド４のロフト角と、ゴルフボールＢの直径とが予め登録されている。
本実施の形態では、記憶部５４５６は、演算手段のハードディスク装置３６あるいはＲＡＭ３４によって構成される。
【００４４】
挙動データ生成部５４５８は、第２の時系列データＤ２と、ゴルフクラブ２ヘッドの３次元形状モデルＭとに基づいてゴルフクラブヘッド４の挙動を示すヘッド挙動データＤ３を生成するものである。
本実施の形態では、挙動データ生成部５４５８は、３次元形状モデルＭの位置および向きの時系列データを算出する算出部５４５８Ａと、前記の時系列データからヘッド挙動データＤ３を求める解析部５４５８Ｂとで構成されている。
【００４５】
ここで、ヘッド挙動データＤ３についてさらに説明する。
本実施の形態では、ヘッド挙動データＤ３は、以下のデータを含む。
（１）ゴルフクラブヘッド４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、後述するように、フェース面４０２の中心点４１０の移動軌跡によって示され（図２１、図２２）、あるいは、ゴルフクラブヘッド４の外形を示すアニメーションデータ（図２３）によって示される。
【００４６】
（２）左右進入角θＬＲ：
左右進入角θＬＲは、図１６に示すように、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４の移動方向を示す。
【００４７】
（３）上下進入角θＵＤ：
上下進入角θＵＤとは、図１７に示すように、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。
【００４８】
（４）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４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１８，図１９，図２０を参照して説明する。
【００４９】
（４−１）打撃時フェース角φは、図１８に示すように、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。
【００５０】
（４−２）打撃時ロフト角αは、図１９に示すように、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（床面Ｇ）と平行な平面とがなす角度によって示される。
ここで、挙動データ生成部５４５８による打撃時ロフト角αの生成は、第２の時系列データＤ２と、記憶部５４５６に予め登録されたゴルフクラブヘッド４のロフト角とに基づいてなされる。
【００５１】
（４−３）打撃時ライ角βは、図２０に示すように、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軸６０２の延長線と、この延長線が交差する水平面（本例では床面Ｇ）とがなす角度によって示される。
【００５２】
（５）フェース面４０２がゴルフボールＢに当たる箇所を示す打点位置のデータ：
ここで、挙動データ生成部５４５８による打点位置のデータの生成は、第２の時系列データＤ２と、３次元形状モデルＭと、記憶部５４５６に予め登録されたゴルフボールＢの直径とに基づいてなされる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、上述したヘッド挙動データＤ３のうち、少なくともゴルフクラブヘッド４の移動軌跡および打撃時フェース角φを算出できればよい。
【００５４】
（ボール挙動データ演算部４５２）
つづいて、ボール挙動データ演算部４５２の構成について説明する。
図１４に示すように、ボール挙動データ演算部４５２は、蓄積部５２３０と、信号強度分布データ生成部５２３２と、速度演算部５２３４と、移動方向演算部５２３５と、移動速度演算部５２３６と、スピン量演算部５２３８と、回転軸演算部５２４０とを含んで構成されている。
【００５５】
蓄積部５２３０は、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤと、トリガ信号ｔｒｇとを予め定められたサンプリング周期で時間経過に従って順番に蓄積するものである。本実施の形態では、ＣＰＵ４３０がドップラー信号Ｓｄとトリガ信号ｔｒｇを前記サンプリング周期でサンプリングしてＲＡＭ４３４にドップラー信号Ｓｄのサンプリングデータおよびトリガ信号ｔｒｇのサンプリングデータとして格納する。
蓄積部５３３０は、例えば、ボール計測ユニット２０の電源が投入されると同時にサンプリング動作を開始する。
図２４は、ゴルフクラブヘッド４によってゴルフボールＢを打撃した際のドップラー信号Ｓｄの一例を示す線図であり、横軸に時間ｔ（ｓｅｃ）、縦軸に振幅（任意単位）をとっている。
図２４において、初めの大きな振幅を呈する波形部分がゴルフクラブヘッド４によって生じるドップラー信号の部分を示し、その後に続く波形部分が打撃されたゴルフボールＢによって生じるドップラー信号の部分を示している。
【００５６】
信号強度分布データ生成部５２３２は、蓄積部５２３０に蓄積された第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを周波数解析（連続ＦＦＴ解析、あるいは、ウェーブレット解析）することによって信号強度分布データＰをそれぞれ生成する。言い換えると、信号強度分布データ生成部５２３２は、ドップラーセンサ１４から得られたドップラー信号Ｓｄを周波数解析することにより周波数ごとの信号強度の分布を示す信号強度分布データＰを生成する。
本実施の形態では、信号強度分布データ生成部５２３２は、蓄積部５２３０に蓄積されたトリガ信号ｔｒｇに基づいて、蓄積部５２３０に蓄積された時系列データであるドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを予め定められた区間に特定して信号強度分布データＰの生成を実施する。ここで、ドップラー信号Ｓｄのサンプリングデータの区間は単一のトリガ信号ｔｒｇに基づいて同期して特定される。
言い換えると、信号強度分布データ生成部５２３２は、垂れ流し方式で蓄積されているドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータのうち、ゴルフボールＢが打撃された後の区間におけるサンプリングデータを特定して信号強度分布データＰの生成を実施する。
【００５７】
サンプリングデータを予め定められた区間に特定する方法としては以下の方法が例示される。
すなわち、信号強度分布データ生成部５２３２は、トリガ信号ｔｒｇの検出時点を基準時点として、基準時点から数えてａ個目までのサンプリングデータを除外し、ａ＋１個目からｂ個目（ａ＜ｂ）までのサンプリングデータを特定して信号強度分布データＰの生成を実施する。
この場合、ａ＋１個目からｂ個目（ａ＜ｂ）までのサンプリングデータに、ゴルフクラブヘッド４による影響を受けたデータが含まれないように、上記の数値ａ、ｂを設定する。
数値ａ、ｂは、実際にゴルフクラブ２がスウィングされた場合のゴルフクラブヘッド４のスピードのばらつきを考慮して設定すればよい。
あるいは、トリガ信号ｔｒｇの検出時点を基準時点として、経過時間に基づいてゴルフクラブヘッドによる影響を受けたデータが含まれないように、サンプリングデータを予め定められた区間に特定してもよい。
また、上記の数値ａ、ｂの設定は、基準位置Ｏに対してゴルフボールＢが約１ｍ移動した時点前後におけるサンプリングデータが得られるにように設定される。この理由は、ゴルフクラブヘッド４で打撃されたゴルフボールＢが１ｍ前後移動した時点における移動速度の変化がほぼ無視できるからである。
【００５８】
また、信号強度分布データＰにはノイズが含まれているため、後述するドップラー周波数成分、あるいは、信号強度分布データＰの幅（信号強度分布データＰがなす山の幅）を正確かつ安定して検出するために、ノイズを抑制することが好ましい。
そこで、本実施の形態では、信号強度分布データ生成部５２３２は、信号強度分布データＰを構成する信号強度Ｐｓについて移動平均を取る処理を実施することによりノイズの影響を抑制した信号強度分布データＰを得るようにしている。
【００５９】
速度演算部５２３４は、第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤのそれぞれに基づいて、ゴルフボールＢの移動速度に対応するドップラー周波数成分を検出し、それら検出したドップラー周波数成分に基づいて第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤを算出するものである。
各信号強度分布データＰからドップラー周波数成分を検出する方法としては以下の手順が例示される。
（１）信号強度分布データＰを構成する信号強度のデータについて移動平均を取ることによってノイズの影響を抑制した信号強度分布データＰを得る。
（２）移動平均を取った信号強度分布データＰにおいて信号強度のピーク値、あるいは、信号強度の山の中央値に対応する周波数をドップラー周波数成分（ドップラー周波数）として検出する。
なお、ドップラー周波数成分の検出方法は、各信号強度分布データＰに含まれるノイズの影響を抑制し、ドップラー周波数成分を正確かつ安定して検出できればよいのであり、上記の手順に限定されるものではない。
【００６０】
ここで、ゴルフボールＢの速度の計測原理について説明する。
従来から知られているように、ドップラー周波数Ｆｄは式（１）で表される。
Ｆｄ＝Ｆ１−Ｆ２＝２・Ｖ・Ｆ１／ｃ （１）
ただし、Ｖ：ゴルフボールＢの速度、ｃ：光速（３・１０８ｍ／ｓ）
したがって、式（１）をＶについて解くと、（２）式となる。
Ｖ＝ｃ・Ｆｄ／（２・Ｆ１） （２）
すなわち、ゴルフボールＢ２の速度Ｖは、ドップラー周波数Ｆｄに比例することになる。
したがって、ドップラー信号Ｓｄからドップラー周波数Ｆｄの周波数成分を検出し、検出したドップラー周波数成分から式（２）に基づいてゴルフボールＢの速度Ｖを求めることができる。
ところで、式（２）によって得られるゴルフボールＢの移動速度は、アンテナの指向性を示す仮想軸と一致する方向の速度成分である。
したがって、ゴルフボールＢの移動軌跡がアンテナの指向性を示す仮想軸に対して外れるほど式（２）によって得られるゴルフボールＢの移動速度の誤差が増大する傾向となる。
そこで、本発明では、第１乃至第４のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄを用いて得られた第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと、実測されたゴルフボールＢの移動方向との間に相関関係があり、また、それら第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと、実測されたゴルフボールＢの移動速度との間に相関関係があることに着目した。
すなわち、予め上述した２つの相関関係を取得しておけば、それら２つの相関関係に基づいて第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤからゴルフボールＢの移動方向および移動速度を求めることが可能となる。
【００６１】
移動方向演算部５２３５は、予め得られている第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測されたゴルフボールＢの移動方向との相関関係に基づいて、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤから移動方向を算出するものである。
本実施の形態では、ゴルフボールＢの移動方向を次のように定義する。
図２５、図２６に示すように、基準位置Ｏを通る仮想線ＣＬを含む基準鉛直面Ｐｖと、基準位置Ｏを通り基準鉛直面Ｐｖと直交する基準水平面Ｐｈとを設定する。
言い換えると、予め定められた基準位置Ｏを通り水平方向に延在する仮想線ＣＬを含み鉛直方向に延在する平面を基準鉛直面Ｐｖとする。基準位置Ｏを通り基準鉛直面Ｐｖと直交する平面を基準水平面Ｐｈとする。
ゴルフボールＢの移動軌跡を基準鉛直面Ｐｖに投影した場合に投影した移動軌跡と基準水平面Ｐｈ（仮想線ＣＬ）とがなす角度を上下角度θｙとする。
ゴルフボールＢの移動軌跡を基準水平面Ｐｈに投影した場合に投影した移動軌跡と基準鉛直面Ｐｖとがなす角度を左右角度θｘとする。
ゴルフボールＢの移動方向を上下角度θｙと左右角度θｘとで定義する。
【００６２】
本実施の形態では、鉛直方向において間隔ｄＶをおいて配置された２つのアンテナを用いて実測して得た２つの速度の差分と、実測して得たゴルフボールＢの上下角度θｙとの相関関係に基づいて上下角度θｙを算出する。
より詳細には、第１、第２のアンテナ１２Ａ、１２Ｂを用いて実測して得た第１、第２の速度ＶＡ、ＶＢの差分ΔＶＡＢ＝ＶＡ−ＶＢと第３、第４のアンテナ１２Ｃ、１２Ｄとを用いて得た第３、第４の速度ＶＣ、ＶＤの差分ΔＶＣＤ＝ＶＣ−ＶＤとの平均値（ΔＶＡＢ＋ΔＶＣＤ）／２を、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤの平均値ΔＶａｖｅで除算した第１の値Ｄ１＝（（ΔＶＡＢ＋ΔＶＣＤ）／２）／ΔＶａｖｅを算出する。
また、予め実測して得た第１の値Ｄ１と、実測して得たゴルフボールＢの上下角度θｙとの相関関係に基づいて、第１の値Ｄ１から上下角度θｙを算出する。
このように２組のアンテナを用いて得た２つの速度の差分の平均値から上下角度θｙを算出することにより上下角度θｙの値をより精度よく安定して求める上で有利となる。
【００６３】
移動速度演算部５２３６は、予め得られている第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤと実測されたゴルフボールＢの移動速度Ｖαとの相関関係に基づいて、第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤから移動速度Ｖαを算出するものである。
移動速度演算部５２３６は、第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤの平均値Ｖａｖｅと実測されたゴルフボールＢの移動速度Ｖαとの相関関係に基づいて、平均値Ｖａｖｅから移動速度Ｖαを算出する。
【００６４】
スピン量演算部５２３８は、予め得られている第１乃至第４の信号強度分布データＰＡ〜ＰＤ、言い換えると第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅と、実測されたゴルフボールＢのスピン量ＳＰとの間に相関関係に基づいて、第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅から第１乃至第４のスピン量ＳＰＡ〜ＳＰＤを算出するものである。
【００６５】
回転軸演算部５２４０は、予め得られているゴルフクラブヘッド４のヘッド挙動データＤ３と、実測されたゴルフボールＢの回転軸方向との間に相関関係に基づいて、ゴルフクラブヘッド４のヘッド挙動データＤ３からゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤを算出する。本実施の形態では、ゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤをスピン量ＳＰのバックスピン成分およびサイドスピン成分の比率として算出する。また、本実施の形態では、回転軸演算部５２４０は、ヘッド挙動データＤ３のうち、ゴルフクラブヘッド４の移動軌跡および打撃時フェース角φを用いて回転軸方向ＲＤを算出する。
【００６６】
図２７は、回転軸演算部５２４０による回転軸方向ＲＤの算出を説明する説明図である。図２７は、ゴルフクラブヘッド４によりゴルフボールＢを打撃する際の各部の位置関係を模式的に示している。回転軸演算部５２４０では、ゴルフクラブヘッド４の移動軌跡、打撃時フェース角φおよびスピン量演算部５２３８で算出されたスピン量ＳＰの３つのパラメータを用いて回転軸方向ＲＤを算出する。
なお、従来の回転軸方向の算出方法としては、たとえばゴルフボールＢの移動方向とゴルフクラブヘッド４の移動軌跡との角度差θとスピン量ＳＰとから回転軸方向を算出する方法や、上記角度差θから回転軸方向を算出する方法、打撃時フェース角φから回転軸方向を算出する方法などが知られている。回転軸演算部５２４０のようにゴルフクラブヘッド４の移動軌跡、打撃時フェース角φおよびスピン量ＳＰの３つのパラメータを用いることによって、従来技術と比較して高い精度で回転軸方向ＲＤを算出することができる。
【００６７】
次に、（１）実測して得た第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測して得たゴルフボールＢの移動方向との相関関係と、（２）実測して得た第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤの平均値Ｖａｖｅと実測して得たゴルフボールＢの移動速度Ｖαとの相関関係と、（３）実測して得た第１乃至第４の信号強度分布ＰＡ〜ＰＤと実測して得たゴルフボールＢの第１〜第４のスピン量ＳＰとの相関関係と、（４）実測して得た第１乃至第４の信号強度分布ＰＡ〜ＰＤおよびゴルフクラブヘッド４のヘッド挙動データＤ３と実測して得たゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤとの相関関係の取得について説明する。
【００６８】
まず、専用のゴルフボール打ち出し装置（スイングロボット）によって基準位置Ｏに位置するゴルフボールＢを、さまざまな速度、方向にて打ち出す。言い換えると、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαを異ならせて打撃する。
そして、移動体の移動方向および移動速度を高精度に計測可能な基準計測器によってゴルフボールＢの左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαを計測し、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαの実測データを取得する。また、移動体のスピン量を高精度に計測可能な基準計測器によってゴルフボールＢのスピン量ＳＰを計測し、スピン量ＳＰの実測データを取得する。また、移動体の回転軸方向を高精度に計測可能な基準計測器によってゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤ（すなわちスピン量ＳＰのバックスピン成分とサイドスピン成分の比率、以下「スピン量成分の比率」という）を計測し、回転軸方向ＲＤ（スピン量成分の比率）の実測データを取得する。
また、移動速度Ｖαの計測と同時に、本実施の形態のボール計測ユニット２０を用いることにより、速度演算部５２３４によって第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤを算出する。すなわち、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖαの実測データに対応する第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤを取得する。また、スピン量ＳＰの計測と同時に、本実施の形態のボール計測ユニット２０を用いることにより、信号強度分布データ生成部５２３２によって第１乃至第４の信号強度分布ＰＡ〜ＰＤを算出する。すなわち、スピン量ＳＰの実測データに対応する第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅を取得する。また、回転軸方向ＲＤの計測と同時に、本実施の形態のゴルフクラブ計測ユニット３０を用いることにより、挙動データ生成部５４５８によってゴルフクラブヘッド４のヘッド挙動データＤ３を算出する。
【００６９】
（１）実測して得た第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと実測して得たゴルフボールＢの移動方向との相関関係については以下のように求める。
そして、上下角度θｙの実測データと、第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから算出された第１の値Ｄ１との相関関係に基づいて上下角度θｙ算出用の相関式（回帰式）を求める。
【００７０】
言い換えると、上下角度θｙと、第１の値Ｄ１との関係を離散的に計測したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって上下角度θｙを第１の値Ｄ１の関数（多項式）によって表わした相関式を求める。すなわち、このようにして求められた相関式によって上下角度θｙと第１の値Ｄ１との関係を示す特性線を得ることができる。
同様に、左右角度θｘの実測データと、第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから算出された第２の値Ｄ２との相関関係に基づいて左右角度θｘ算出用の相関式（回帰式）を求める。
言い換えると、左右角度θｘと、第２の値Ｄ２との関係を離散的に計測したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって左右角度θｘを第２の値Ｄ２の関数（多項式）によって表わした相関式を求める。すなわち、このようにして求められた相関式によって左右角度θｘと第２の値Ｄ２との関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、これら２つの相関式を用いることにより、第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから左右角度θｘおよび上下角度θｙを求めることが可能となる。
本実施の形態では、移動方向演算部５２３５は上下角度θｙ算出用の相関式および左右角度θｘ算出用の相関式を用いることで第１乃至第４の速度ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤから左右角度θｘおよび上下角度θｙをゴルフボールＢの移動方向として算出する。
したがって、本実施の形態では、移動方向演算部５２３５による移動方向の算出は、予め実測され得られている第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤと予め実測され得られているゴルフボールＢの移動方向との相関関係を示す移動方向算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータを左右角度θｘ算出用のマップとしてあるいは上下角度θｙ算出用のマップとして記憶しておき、各マップを用いて左右角度θｘおよび上下角度θｙを算出してもよい。その場合にはそれらマップを例えばＲＯＭに設けるなど任意である。
【００７１】
（２）実測して得た第１〜第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤと実測して得たゴルフボールＢの移動速度Ｖαとの相関関係については以下のように求める。
基準計測器で計測した移動速度Ｖαの実測データと、第１〜第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤの平均値Ｖａｖｅとの相関関係に基づいて移動速度算出用の相関式（回帰式）を求める。
言い換えると、移動速度Ｖαと、平均値Ｖａｖｅとの関係を離散的に計測したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって移動速度Ｖαを平均値Ｖａｖｅの関数（多項式）によって表わした相関式を求める。すなわち、このようにして求められた相関式によって移動速度Ｖαと平均値Ｖａｖｅとの関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、このようにして求めた相関式を用いることにより、平均値Ｖａｖｅから移動速度Ｖαを求めることが可能となる。
本実施の形態では、移動速度演算部５２３６は上記の相関式を用いることで平均値ＶａｖｅからゴルフボールＢの移動速度Ｖαを算出する。
したがって、本実施の形態では、移動速度演算部５２３６による移動速度の算出は、予め実測され得られている平均値Ｖａｖｅと予め実測され得られているゴルフボールＢの移動速度との相関関係を示す移動速度算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、移動速度Ｖαの場合も、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータを移動速度Ｖα算出用のマップとして記憶しておき、マップを用いて移動速度Ｖαを算出してもよく、それらマップをＲＯＭに設けるなど任意である。
【００７２】
（３）実測して得た第１乃至第４の信号強度分布ＰＡ〜ＰＤと実測して得たゴルフボールＢの第１〜第４のスピン量ＳＰとの相関関係については以下のように求める。
基準計測器で計測したスピン量ＳＰの実測データと、第１乃至第４の信号強度分布ＰＡ〜ＰＤ（第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅）の平均値Ｐａｖｅとの相関関係に基づいてスピン量算出用の相関式（回帰式）を求める。
言い換えると、スピン量ＳＰと、信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅとの関係を離散的に計測したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによってスピン量ＳＰを信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅの関数（多項式）によって表わした相関式を求める。
すなわち、このようにして求められた相関式によってスピン量ＳＰと信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅとの関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、このようにして求めた相関式を用いることにより、信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅからスピン量ＳＰを求めることが可能となる。
本実施の形態では、スピン量演算部５２３８は上記の相関式を用いることで信号強度分布データＰの山の幅の平均値ＰａｖｅからゴルフボールＢのスピン量ＳＰを算出する。
したがって、本実施の形態では、スピン量演算部５２３８によるスピン量ＳＰの算出は、予め実測され得られている信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅと予め実測され得られているゴルフボールＢのスピン量ＳＰとの相関関係を示すスピン量算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、移動速度演算部５２３６と同様に、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータをスピン量算出用のマップとして記憶しておき、マップを用いてスピン量ＳＰを算出してもよい。
【００７３】
（４）実測して得たゴルフクラブヘッド４のヘッド挙動データＤ３と実測して得たゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤ（スピン量成分の比率）との相関関係については以下のように求める。
基準計測器で計測したゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤの実測データと、ヘッド挙動データＤ３との相関関係に基づいて回転軸方向（スピン量成分の比率）算出用の相関式（回帰式）を求める。この相関式は、ヘッド挙動データＤ３のうち、ゴルフクラブヘッド４の移動軌跡および打撃時フェース角φをパラメータとする。
言い換えると、回転軸方向ＲＤと、ヘッド挙動データＤ３との関係を離散的に計測したデータを取得する。そして、取得したデータを従来公知の最小二乗法などを用いて回帰分析することによって回転軸方向ＲＤをヘッド挙動データＤ３（より詳細にはゴルフクラブヘッド４の移動軌跡および打撃時フェース角φ）の関数（多項式）によって表わした相関式を求める。
すなわち、このようにして求められた相関式によって回転軸方向ＲＤとヘッド挙動データＤ３との関係を示す特性線を得ることができる。
したがって、このようにして求めた相関式を用いることにより、ヘッド挙動データＤ３から回転軸方向ＲＤを求めることが可能となる。
本実施の形態では、回転軸演算部５２４０は上記の相関式を用いることでヘッド挙動データＤ３からゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤを算出する。
したがって、本実施の形態では、回転軸演算部５２４０による回転軸方向ＲＤの算出は、予め実測され得られているヘッド挙動データＤ３と予め実測され得られているゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤとの相関関係を示す回転軸方向算出用の相関式に基づいてなされる。
なお、移動速度演算部５２３６と同様に、上記のような相関式に代えて、相関式によって示される特性線のデータを回転軸方向算出用のマップとして記憶しておき、マップを用いて回転軸方向ＲＤを算出してもよい。
【００７４】
（ボール計測システム１０の動作）
次に、ボール計測システム１０の動作について図２８〜図３０のフローチャートを参照して説明する。
まず、図２８および図２９を参照して、本計測に先立つ設定動作について説明する。
図２８はゴルフクラブ計測ユニット３０の設定動作を示すフローチャートである。
図２８の処理に先立って、トランスミッタ３１２は、予め所定の位置に固定して設置されている。
まず、図８、図１０乃至図１２に示すように、計測対象となるゴルフクラブ２を、設定されたライ角およびロフト角通りとなるように保持手段３２０に保持させておく（ステップＳ１０：保持ステップ）。
【００７５】
次に、適宜箇所において保持手段３２０がゴルフクラブ２を保持した状態で、ゴルフクラブ計測ユニット３０および演算ユニット４０を起動させ、第１キャリブレーションを実行する（ステップＳ１２：第１キャリブレーションステップ）。
すなわち、第１キャリブレーション部５４５０は、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２とに基づいて、第１の計測点１４０２に対するフェース面４０２の中心点４１０の３次元位置データと、第１の計測方向１４０４に対するゴルフクラブヘッド４のフェース面４０２の向きを示す向きデータとを第１のキャリブレーションデータＤｃ１として得る。
ここで、トランスミッタ３１２と、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４および保持手段側３次元磁気センサ３１６との距離を短くすることが好ましい。
その理由は、トランスミッタ３１２と磁気センサ３１４，１６の距離を短くするほど、磁束密度の高いエリアでの計測が可能となり、精度を確保する上で有利となるためである。
【００７６】
次いで、図３１に示すように、保持手段３２０からゴルフクラブヘッド４を取り外したのち、保持手段３２０をボール載置位置Ｐ０および目標線Ｌを基準として位置決めして床面Ｇ上に載置する（ステップＳ１４：保持手段位置決めステップ）。
すなわち、図１０、図１１に示すように、平面視した状態で、保持手段側３次元磁気センサ３１６の第２の計測点１６０２がボール載置位置Ｐ０に位置するゴルフボールＢの中心点Ｐ１と合致し、かつ、第２の計測方向１６０４が、目標線Ｌと合致するように、保持手段３２０を位置させる。
ステップＳ１４では、ステップＳ１０においてトランスミッタ３１２の近傍に位置させていた保持手段３２０を、トランスミッタ３１２から離間したボール載置位置Ｐ０に移動させることになる。
【００７７】
次に、第２キャリブレーション部５４５２によって、第２の検出信号Ｓ２に基づいて、基準位置１２０２に対する第２の計測点１６０２の３次元位置データと、基準方向１２０４に対する第２の計測方向１６０４の向きを示す向きデータとを第２のキャリブレーションデータＤｃ２として得る（ステップＳ１６：第２キャリブレーションステップ）。
すなわち、第２のキャリブレーションデータＤｃ２は、保持手段３２０がボール載置位置Ｐ０に移動された状態における（第２の計測点１６０２がボール載置位置Ｐ０に合致しかつ第２の計測方向１６０４が目標線Ｌに合致した状態における）保持手段側３次元磁気センサ３１６のトランスミッタ３１２に対する３次元位置と方向とを示す。
ステップＳ１６が終了したならば、保持手段３２０をボール載置位置Ｐ０からゴルフクラブ２のスウィングの邪魔にならない位置に移動させる。
以上によりゴルフクラブ計測ユニット３０の設定動作が終了する。
なお、使用するゴルフクラブ２について、いったん第１、第２キャリブレーションを実施した以降は、図２８の処理は省略することができる。
また、ボール載置位置Ｐ０あるいは目標線Ｌを変更した場合は、ステップＳ１０，Ｓ１２の処理を省略し、Ｓ１４以降のみを実施すればよい。
【００７８】
つぎに、図２９を参照してボール計測ユニット２０の設定動作を説明する。
まず、専用のゴルフボール打ち出し装置（スイングロボット）を用いてゴルフボールＢを、移動方向と移動速度Ｖαを異ならせて打撃し、左右角度θｘ、上下角度θｙ、移動速度Ｖα、スピン量ＳＰ、および回転軸方向ＲＤを実測する（ステップＳ５０）。
同時に、ボール計測ユニット２０を用いて第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤおよび第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅を計測するとともに（ステップＳ５２）、ゴルフクラブ計測ユニット３０を用いてゴルフクラブヘッド４のヘッド挙動データＤ３を計測する（ステップＳ５３）。
次いで、演算ユニット４０の移動方向演算部５２３５により、第１乃至第４の速度ＶＡ〜ＶＤに基づいて算出した第１の値Ｄ１および第２の値Ｄ２に基づいて、第１の値Ｄ１と上下角度θｙとの相関関係を示す相関式および第２の値Ｄ２と左右角度θｘとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ５４）。なお、第１の値Ｄ１＝（（ΔＶＡＢ＋ΔＶＣＤ）／２）／Ｖａｖｅ（ΔＶＡＢ＝ＶＡ−ＶＢ、ΔＶＣＤ＝ＶＣ−ＶＤ）、第２の値Ｄ２＝（（ΔＶＡＣ＋ΔＶＢＤ）／２）／ΔＶａｖｅ（ΔＶＡＣ＝ＶＡ−ＶＣ、ΔＶＢＤ＝ＶＢ−ＶＤ）である。
次いで、演算ユニット４０の移動速度演算部５２３６により、第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤの平均値Ｖａｖｅと移動速度Ｖαとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ５５）。また、演算ユニット４０のスピン量演算部５２３８により、第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅとスピン量ＳＰとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ５６）。さらに、演算ユニット４０の回転軸方向演算部５２４０により、ヘッド挙動データＤ３と回転軸方向ＲＤとの相関関係を示す相関式を算出する（ステップＳ５７）。
そして、ステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ５６，Ｓ５７によって得られた４つの相関式を各部に設定する（ステップＳ５８）。
以上によりボール計測ユニット２０の設定動作が終了する。
【００７９】
つぎに、図３０を参照して、ボール計測システム１０の本計測時の動作について説明する。
まず、使用者は、ゴルフボールＢの打ち出し方向においてゴルフボールＢから例えば１．５ｍ〜２ｍ程度後方の箇所にボール計測ユニット２０を設置する。このとき、第１乃至第４のアンテナの１２Ａ〜１２ＤがゴルフボールＢに向くようにケース２６を設置する。
これにより、第１乃至第４のアンテナの１２Ａ〜１２Ｄから送出された送信波Ｗ１がゴルフボールＢに当たり、反射波Ｗ２が第１乃至第４のアンテナの１２Ａ〜１２Ｄに受信可能な状態となる。
使用者が所定の操作をおこなうことにより、ボール計測システム１０は各種パラメータを計測する計測モードに設定される（ステップＳ７０）。
【００８０】
計測モードに設定されると、ボール計測ユニット２０において、第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤとトリガ信号ｔｒｇの蓄積部５２３０へのサンプリングが開始される（ステップＳ７２）。
ここで、図１５に示すように、使用者がゴルフボールＢをボール載置位置Ｐ０に載置し、ゴルフクラブ２をスウィングしてゴルフボールＢをターゲットＣに向けて打ち出すと、打撃音がボール計測ユニット２０のマイク１６によって収音される。トリガ信号発生部１８は、ドップラー信号Ｓｄを受信し、かつ、打撃音の音声信号が予め定められたしきい値を上回ったときに、トリガ信号ｔｒｇを生成して演算ユニット４０に供給し、これによりトリガ信号ｔｒｇが蓄積部５２３０に供給される。
【００８１】
信号強度分布データ生成部５２３２は、蓄積部５２３０にサンプリングされたトリガ信号ｔｒｇの検出の有無を判定しており（ステップＳ７４）、トリガ信号ｔｒｇを検出しなければ、ステップＳ７４を繰り返す。
トリガ信号ｔｒｇを検出された場合（ステップＳ７４：Ｙｅｓ）、すなわち、使用者がゴルフクラブ２をスウィングした場合、ゴルフクラブ計測ユニット３０では、このスウィングの過程において、第１の時系列データ生成部５４５３は、第１の検出信号Ｓ１に基づいて生成した実測データを、第１のキャリブレーションデータＤｃ１を用いて補正することにより第１の時系列データＤ１を生成する（ステップＳ７６：第１の時系列データ生成ステップ）。
すなわち、実測データを第１のキャリブレーションデータＤｃ１を用いて補正することにより、トランスミッタ３１２に対するフェース面４０２の中心点４１０の３次元位置データおよびフェース面４０２の向きを示す向きデータからなる第１の時系列データＤ２が生成される。
しかしながら、第１の時系列データＤ１は、ボール載置位置Ｐ０と目標線Ｌとに関する補正がなされていないので、第１の時系列データＤ１は未だ正確なものではない。
【００８２】
次に、第２の時系列データ生成部５４５４は、第１の時系列データＤ１を第２のキャリブレーションデータＤｃ２を用いて補正することにより第２の時系列データＤ２を生成する（ステップＳ７８：第２の時系列データ生成ステップ）。
すなわち、第１の時系列データＤ１を第２のキャリブレーションデータＤｃ２を用いて補正することにより、ボール載置位置Ｐ０と目標線Ｌとに関する補正がなされた正確な第２の時系列データＤ２が得られる。
【００８３】
次いで、挙動データ生成部５４５８は、第２の時系列データＤ２と、記憶部５４５６から読み出したゴルフクラブヘッドの３次元形状モデルＭとに基づいてゴルフクラブヘッド４の挙動を示すヘッド挙動データＤ３を生成する（ステップＳ８０：挙動データ生成ステップ）。
すなわち、挙動データ生成部５４５８は、ステップＳ２０で得られたフェース面４０２の中心点４１０の３次元位置データとフェース面４０２の向きを示す向きデータとからなる時系列データに基づいて３次元形状モデルＭを仮想空間上で動かすことにより、ヘッド挙動データＤ３を生成する。
【００８４】
また、ボール計測ユニット２０では、トリガ信号ｔｒｇを検出すると（ステップＳ７４：Ｙｅｓ）、信号強度分布データ生成部５２３２においてトリガ信号ｔｒｇの検出時点から予め定められた区間にわたる第１乃至第４のドップラー信号ＳｄＡ〜ＳｄＤのサンプリングデータを特定する（ステップＳ８２）。
そして、信号強度分布データ生成部５２３２は、第１乃至第４の信号強度分布データＰを生成する（ステップＳ８４）。
次いで、速度演算部５２３４は、第１乃至第４の信号強度分布データＰから第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤを算出する（ステップＳ８６）。
次いで、移動方向演算部５２３５は、予め設定されている相関式から第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤに基づいて移動速度方向（左右角度θｘおよび上下角度θｙ）を算出する（ステップＳ８８）。
次いで、移動速度演算部５２３６は、予め設定されている相関式から第１乃至第４の演算用速度ＶＡ〜ＶＤの平均値Ｖａｖｅに基づいて移動速度Ｖαを算出する（ステップＳ９０）。
次いで、スピン量演算部５２３８は、予め設定されている相関式から第１乃至第４の信号強度分布データＰの山の幅の平均値Ｐａｖｅに基づいてスピン量ＳＰを算出する（ステップＳ９２）。
次いで、回転軸演算部５２４０は、ゴルフクラブ計測ユニット３０で測定されたヘッド挙動データＤ３（打撃時フェース角φおよび移動軌跡）とステップＳ９２で算出されたスピン量ＳＰとを用いて、ゴルフボールＢの回転軸方向ＲＤを算出する（ステップＳ９４）。
このようにして得られた各種のパラメータ（計測結果）は、演算ユニット４０の出力部４６０に供給されて出力される（ステップＳ９６）。
【００８５】
図３２は、出力部４６０における計測結果の表示出力例を示す説明図である。図３２において、表示画面Ｍの上部には、ゴルフコースをイメージした周辺画像とともに、ボール設置位置Ｐ０からのゴルフボールＢの移動軌跡ＦＲ（より詳細には、ゴルフボールＢの位置の所定時間ごとのプロット）が表示される。
また、表示画面Ｍの下部には、ボール計測ユニット２０およびゴルフクラブ計測ユニット３０で計測された各種のパラメータＰＲが表示される。パラメータＰＲには、ゴルフクラブヘッド４のヘッドスピードやゴルフボールＢのボールスピード等が含まれる。
また、パラメータＰＲにおいて、回転軸方向ＲＤは、バックスピンおよびサイドスピンの量として表示される。スピン量ＳＰの単位は（ｒｐｍ）である。なお、バックスピンの場合のスピン量ＳＰの表現は、例えば、逆回転方向のスピン量は正の値、順回転方向のスピン量は負の値で示すことができる。また、サイドスピンの場合のスピン量ＳＰの表現は、例えば、平面視時計回り方向のスピン量は正の値で、反時計回り方向のスピン量は負の値で示すことができる。
また、回転軸方向ＲＤの単位を（度）として表示してもよい。この場合、回転軸方向ＲＤの表現は、例えば、回転軸が水平面に対して右上がりであれば角度を正の値で、左上がりであれば角度を負の値で示すことができる。
【００８６】
以上説明したように本実施の形態によれば、ゴルフボールＢの打撃時におけるゴルフクラブヘッド４の移動軌跡および打撃時フェース角φに基づいて、ゴルフボールＢの回転軸方向を算出するようにした。したがって、従来のようにゴルフボールＢの移動方向とゴルフクラブヘッド４の移動軌跡との角度差θとスピン量ＳＰとから回転軸方向を算出する方法や、上記角度差θから回転軸方向を算出する方法、打撃時フェース角φから回転軸方向ＲＤを算出する方法などと比較して、回転軸方向との相関性が高いパラメータを用いて回転軸の算出をおこなうことができ、精度高くゴルフボールＢの回転軸方向を算出することができる。
【００８７】
また、本実施の形態によれば、スピン量ＳＰをバックスピン成分およびサイドスピン成分とに分解することによって回転軸方向ＲＤを算出する。したがって、２つの計測ユニット（ボール計測ユニット２０およびゴルフクラブ計測ユニット３０）の計測データを合わせて回転軸方向ＲＤを算出することができ、より精度高くゴルフボールＢの回転軸方向を算出することができる。
【００８８】
また、本実施の形態によれば、トランスミッタ３１２と、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４とを用いてゴルフクラブヘッド４の３次元位置データと向きデータとからなる第２の時系列データＤ２を得ると共に、第２の時系列データＤ２とゴルフクラブヘッド４の３次元形状モデルＭとに基づいてスウィング中のゴルフクラブヘッド４の挙動を示すヘッド挙動データＤ３を得るようにした。
したがって、従来の画像データを用いる技術に比較してカメラなどの撮像装置が不要となり、撮像スペースを確保する必要がないため、構成の簡素化および省スペース化、低コスト化を図りつつ、ゴルフクラブヘッド４の挙動を的確に計測する上で有利となる。
また、従来の画像データを用いる技術に比較してゴルフクラブヘッド４の計測範囲を広く確保でき、スウィングの全体にわたって計測を行うことができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４によって検出された第１の検出信号Ｓ１に基づいて生成した実測データを、第１のキャリブレーションデータＤｃ１を用いて補正することにより第１の時系列データＤ１を生成し、第１の時系列データＤ１を第２のキャリブレーションデータＤｃ２を用いて補正することにより第２の時系列データＤ２を生成するようにした。
すなわち、第１の時系列データＤ１を第２のキャリブレーションデータＤｃ２を用いて補正することにより、ボール載置位置Ｐ０と目標線Ｌとに関する補正がなされた正確な第２の時系列データＤ２を得るようにした。
したがって、ボール載置位置Ｐ０あるいは目標線Ｌが変更された場合には、第２のキャリブレーションデータＤｃ２を取得しなおすことによって、正確な第２の時系列データＤ２を得ることができる。
したがって、ゴルフクラブ２、トランスミッタ３１２、保持手段３２０の設置レイアウトの変更の自由度を確保する上で有利となるため、設置場所を移動する場合に簡単にゴルフクラブヘッド４の挙動の計測を行うことができる。また、実際のゴルフ練習場などレイアウトの制限を受けやすい場所であっても容易に設置することができる。
また、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４と、保持手段側３次元磁気センサ３１６とをトランスミッタ３１２に近接した箇所に位置させることによって、第１のキャリブレーションデータＤｃ１を高い精度で得ることができ、ヘッド挙動データＤ３の精度を高める上で有利となる。
【００９０】
また、本実施の形態では、保持手段側３次元磁気センサ３１６を用いて第２のキャリブレーションデータＤｃ２を得る場合について説明した。
しかしながら、保持手段側３次元磁気センサ３１６と別にボール位置計測用３次元磁気センサを設け、このボール位置計測用３次元磁気センサを用いて第２のキャリブレーションデータＤｃ２を得るようにしてもよい。
すなわち、前記のボール位置計測用３次元磁気センサは、第３の計測点および第３の計測方向を有し、第３の計測点の周りの磁気を互いに直交する３軸方向で感知すると共に、基準位置に対する第２の計測点の３次元位置および基準方向に対する第３の計測方向の向きに応じて第３の検出信号を出力する。
そして、平面視した状態で、第３の計測点が予め定められたボール設置位置Ｐ０と合致し、かつ、第３の計測方向の向きがボール設置位置Ｐ０とゴルフボールの目標点とを結ぶ目標線Ｌの向きと合致するように、ボール位置計測用３次元磁気センサを位置させる。
この状態で、第２キャリブレーション部５４５２は、第３の検出信号に基づいて、基準位置１２０２に対する第３の計測点の３次元位置データと、基準方向１２０４に対する第３の計測方向の向きを示す向きデータとを第２のキャリブレーションデータＤｃ２として取得する。
上述したようにボール位置計測用３次元磁気センサを保持手段側３次元磁気センサ３１６と別に設けても用いてもよいが、本実施の形態のように、保持手段側３次元磁気センサ３１６を用いて第２のキャリブレーションデータＤｃ２を得ると、言い換えると、保持手段側３次元磁気センサ３１６によって前記のボール位置計測用３次元磁気センサを兼用すると、構成の簡素化、低コスト化を図る上で有利となる。
【００９１】
なお、本実施の形態では、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４をゴルフクラブ２のグリップ部３に設けたが、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４をゴルフクラブヘッド４に設けても良い。
しかしながら、本実施の形態のようにゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４をグリップ部３に設けると、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４が目立たず、また、スウィングの際に邪魔となりにくいため、使い勝手を高める上で有利となる。
【００９２】
（ゴルフクラブ計測ユニット３０の変形例）
また、本実施の形態では、第１の時系列データＤ１を第２のキャリブレーションデータＤｃ２を用いて補正することにより、ボール載置位置Ｐ０と目標線Ｌとに関する補正がなされた正確な第２の時系列データＤ２を得るようにした。
しかしながら、トランスミッタ３１２の基準位置１２０２に対するボール載置位置Ｐ０が固定して定められ、かつ、トランスミッタ３１２の基準方向１２０４に対する目標線Ｌが固定して定められるという条件が成立するならば、第２のキャリブレーションデータＤｃ２による補正は不要となる。
すなわち、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４によって検出された第１の検出信号Ｓ１に基づいて生成した実測データを、第１のキャリブレーションデータＤｃ１を用いて補正することにより生成した第１の時系列データＤ１を用いて挙動データＤ３を得ることができることになる。
したがって、上記条件が満たされるならば、第２のキャリブレーションデータＤｃ２を使用することなく、挙動データＤ３を得ることができ、第２のキャリブレーションデータＤｃ２を得る保持手段側３次元磁気センサ３１６を省略することができる。
【００９３】
図３３は、変形例にかかるゴルフクラブ計測ユニット３０’の構成を示す説明図である。図３３に示すように、変形例にかかるゴルフクラブ計測ユニット３０’は、トランスミッタ３１２と、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４と、コントローラ・データ処理装置３１８を含んで構成されている。
【００９４】
トランスミッタ３１２は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
トランスミッタ３１２は、予め定められた位置に設置されており、具体的には、ボール載置位置Ｐ０の近傍の箇所に設置されている。
また、第１の実施の形態と同様に、トランスミッタ３１２のＸ軸およびＹ軸が水平面上を延在し、Ｚ軸が鉛直方向を向くように設置され、トランスミッタ３１２の中心位置を予め定められた基準位置１２０２とし、基準位置１２０２を通るＹ軸方向を予め定められた基準方向１２０４とする。
図３３に示す変形例では、ボール載置位置Ｐ０に対する基準位置１２０２が固定されており、かつ、目標線Ｌに対する基準方向１２０４が固定されている。
【００９５】
ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、第１の実施の形態と同様に構成されており、第１の測定点１４０２および第１の測定方向１４０４を有し、基準位置１２０２に対する第１の測定点１４０２の３次元位置および基準方向１２０４に対する第１の測定方向１４０４の向きに応じて第１の検出信号Ｓ１を出力するものである。
図３３に示す変形例では、第１の測定点１４０２はゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４の中心位置であり、第１の測定方向１４０４は第１の測定点１４０２を通るＹ軸方向である。
ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、ゴルフクラブ２のシャフト６のうちクラブヘッド４の近傍箇所に固定されている。
図３３に示す変形例では、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４は、Ｙ軸（第１の測定方向１４０４）をゴルフクラブ２の打撃方向と平行させ、かつ、Ｚ軸をシャフト軸と平行させている。
【００９６】
このような変形例によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、以下の効果が奏される。
１）第１の実施の形態に比較して保持手段側３次元磁気センサ３１６が不要となるため、ゴルフクラブ側３次元磁気センサ３１４のみを設ければよいため、構成の簡素化、コストダウンを図る上で有利となる。
２）保持手段側３次元磁気センサ３１６が不要となるため、保持手段側３次元磁気センサ３１６の取り付け位置の誤差などに起因する誤差成分を除去でき、測定精度の向上を図る上で有利となる。
【００９７】
なお、図３３に示した変形例では、トランスミッタ３１２の基準位置１２０２，基準方向１２０４と、ゴルフボール設置位置Ｐ０と、目標線Ｌとの位置関係および方向を固定しなくてはならない。
したがって、ユニットの設置に際しては、トランスミッタ３１２が固定されたプレートを用意し、このプレートに、ゴルフボール設置位置Ｐ０と、目標線Ｌとをマークなどにより視認可能に表示し、このようなプレート上で測定を行うようにすればよい。
【００９８】
（実施の形態２）
図３４は、実施の形態２にかかるボール計測システム１０’の概略構成を示す説明図である。実施の形態１では、ゴルフクラブ計測ユニット３０を、トランスミッタとゴルフクラブ側３次元磁気センサによって構成した。実施の形態２では、ゴルフクラブ計測ユニット３０を、無線通信機能を有する小型のセンサユニットとし、この小型センサユニットをゴルフクラブ２のシャフト６に取り付けてゴルフクラブ２の挙動を計測する。
【００９９】
ゴルフクラブ計測ユニット３０には、計測点における加速度を計測する加速度センサ、計測点における地磁気を計測する地磁気センサ、および計測点における角速度を計測するジャイロセンサが内蔵されている。各センサの計測データは、無線通信によって演算ユニット４０に送信される。
演算ユニット４０では、加速度センサの計測データを積分することによって、基準点からの移動距離を求める。また、ジャイロセンサの計測データを用いて基準点からの移動方向の軌跡を求める。また、地磁気センサの計測データを用いることによって、地表との相対方向、すなわち絶対方向を求める。
なお、本実施の形態では、演算ユニット４０として、スマートホン等の小型情報端末を用いてもよい。
【０１００】
つぎに、ボール計測システム１０’における計測の手順について説明する。
まず、ゴルフクラブ２のシャフト６にゴルフクラブ計測ユニット３０（小型センサ）を取り付ける。ゴルフクラブ計測ユニット３０の取り付け位置は、グリップ端やシャフト６の途中など使用者の邪魔にならない場所にする。
つぎに、ゴルフクラブ計測ユニット３０のキャリブレーションをおこなう。キャリブレーションは、たとえば、使用者がゴルフクラブ２を基準位置に保持して、ゴルフクラブ計測ユニット３０に設けられたキャリブレーション用スイッチを押すなどしておこなう。
基準位置は、打撃時フェース角をボール計測ユニット２０の仮想線ＣＬ（目標方向）と垂直とし、ライ角をスコアラインが水平になる位置、またはゴルフクラブ２の設定ライ角とし、シャフト６の前後方向を垂直に立てた位置とする。
ゴルフクラブ計測ユニット３０では、キャリブレーション用スイッチが押された際の位置情報および姿勢情報（加速度センサでは姿勢情報のみ）を各センサで取得して校正値として保存する。
ここまでの動作がゴルフクラブ計測ユニット３０の設定動作となる。
【０１０１】
その後、実施の形態１と同様に、ゴルフクラブ２をスウィングさせ、本測定をおこなう。各センサの計測データは、無線通信によって演算ユニット４０に送信される。演算ユニット４０は、各センサの計測データを用いて、ゴルフクラブヘッド４の打撃時フェース角φおよび移動軌跡を含むヘッド挙動データを算出する。そなお、各センサの計測データを用いてヘッド挙動データを算出する方法としては、従来公知の様々な方式を採用することができる。
そして、実施の形態１と同様に、ゴルフクラブヘッド４の打撃時フェース角φおよび移動軌跡を用いてゴルフボールＢの回転軸方向を算出し、その結果を出力する。
【０１０２】
なお、ゴルフクラブ計測ユニット３０での計測の終了は、たとえばゴルフクラブ計測ユニット３０で打撃時の衝撃を感知して自動でおこなう。また、使用者による計測用スイッチの操作や演算ユニット４０による制御によって計測を終了してもよい。
【０１０３】
なお、ゴルフクラブ計測ユニット３０に内蔵するセンサは、加速度センサおよびジャイロセンサ、または加速度センサおよび地磁気センサの２つを組み合わせたものであってもよい。
【０１０４】
実施の形態２によれば、ゴルフクラブ計測ユニット３０による計測データを無線通信を用いて演算ユニット４０に送信することができるので、実施の形態１のように有線通信で測定データを送信する場合と比較して、計測前後における使用者の動きの自由度を高めることができる。また、ゴルフクラブ計測ユニット３０が小型のセンサユニットのみであるので、屋外等にも簡単に搬送することができ、使用者の利便性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
２……ゴルフクラブ、４……ゴルフクラブヘッド、６……シャフト、１０……ボール計測システム、１２……アンテナ、１４……ドップラーセンサ、２０……ボール計測ユニット、３０……ゴルフクラブ計測ユニット、４０……演算ユニット、３１４……ゴルフクラブ側３次元磁気センサ、３１６……保持手段側３次元磁気センサ、４５２……ボール挙動データ演算部、４５４……ヘッド挙動データ演算部、４６０……出力部。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
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