(57)【要約】【課題】スイング運動の運動状態を精度良く解析する装置を提供する。【解決手段】運動検出装置１は、ゴルフクラブ５００に装着され、ゴルフクラブ５００の運動情報を検知するセンサーユニット１０と、ゴルフクラブ５００に応じたヘッド５００ｈを撮影する撮像部１５０と、撮像部１５０が撮影したヘッド５００ｈの撮影画像に基づき、ヘッド５００ｈからゴルフボールまでの距離を示す距離情報を取得する画像処理部２０３と、運動情報に基づいてゴルフクラブ５００のスイング運動を解析する解析部２０７と、距離情報を用いて、運動情報および解析部２０７の解析結果の少なくとも一方を補正する補正部と、を備える。【選択図】図１
2016129643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動器具に装着され、前記運動器具の運動情報を検知するセンサー部と、
前記運動器具の関心部位を含む箇所を撮影する撮影部と、
前記撮影部が撮影した撮影画像に基づき、前記関心部位から所定の対象物までの距離を示す距離情報を取得する画像処理部と、
前記運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析部と、
前記距離情報を用いて、前記運動情報および前記解析部の解析結果の少なくとも一方を補正する補正部と、を備えることを特徴とする解析システム。
【請求項２】
請求項１に記載の解析システムにおいて、
前記画像処理部は、前記画像処理を施した画像を解析し、前記画像を構成する画素数を計数することにより、前記距離情報を算出することを特徴とする解析システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の解析システムにおいて、
前記解析部は、前記運動情報に基づき前記運動器具が移動した軌跡を示す軌跡情報を解析し、
前記補正部は、前記距離情報を用いて前記軌跡情報を補正することを特徴とする解析システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の解析システムにおいて、
前記解析部は、時間の経過に応じて撮影した複数の前記撮影画像における前記距離情報に基づいて、前記運動器具の静止を判定することを特徴とする解析システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の解析システムにおいて、
前記関心部位は、前記運動器具のスイング運動により前記所定の対象物を打撃する打撃部であることを特徴とする解析システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の解析システムにおいて、
前記運動器具に装着されるセンサーユニットと、前記センサーユニットと通信する解析ユニットと、を備え、
前記センサーユニットは、前記センサー部と前記撮影部と、を有し、
前記解析ユニットは、前記画像処理部と、前記補正部と、前記解析部と、を有し、
前記運動情報および前記撮影画像は、前記通信を介して前記センサーユニットから前記解析ユニットに送られることを特徴とする解析システム。
【請求項７】
運動器具に装着したセンサー部が検知する運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析プログラムであって、
撮影部が撮影した前記運動器具の関心部位の撮影画像に基づき、前記関心部位から所定の対象物までの距離を示す距離情報を取得する画像処理機能と、
前記運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析機能と、
前記距離情報を用いて前記運動情報および前記スイング運動の解析結果の少なくとも一方を補正する補正機能と、をコンピューターに実行させることを特徴とする解析プログラム。
【請求項８】
運動器具に装着したセンサー部が検知する運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析方法であって、
前記運動器具の関心部位を撮影する撮影工程と、
撮影した前記関心部位の撮影画像に基づき、前記関心部位から所定の対象物までの距離を示す距離情報を取得する画像処理工程と、
前記運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析工程と、
前記距離情報を用いて前記運動情報および前記スイング運動の解析結果の少なくとも一方を補正する補正工程と、を有することを特徴とする解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解析システム、解析プログラムおよび解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な分野において被検査体（人間）の運動を解析する装置が求められている。例えば、ゴルフクラブ、テニスラケット、および野球バット等、運動器具のスイング軌道などの被検査体（競技者）の運動フォームを解析し、解析結果から被検査体に適した運動器具の選定、運動フォームの改善を行うことで競技力の向上につなげることができる。
【０００３】
この様な運動の解析装置および解析方法として、例えば、特許文献１には、光学式モーションキャプチャー装置を用いた運動検出装置、および解析方法が開示されている。この装置は、マーカーが取り付けられた測定対照物体（被検査体や運動器具）を赤外線カメラ等で撮影し、撮影された画像を用いてマーカーの移動軌跡を算出することで運動を解析するものである。
【０００４】
また、運動の解析装置および解析方法として、例えば、特許文献２には、運動器具のスイングに伴う被検査体の運動を被検査体に取り付けた慣性センサーで検出し、慣性センサーから出力された被検査体の運動データに基づいて運動の解析をする運動検出装置および解析方法が開示されている。かかる装置は、赤外線カメラ等のモーションキャプチャー手段が不要であるため取り扱いが簡便であるという利点がある。
ところで、慣性センサーとして角速度センサー等を用いて被検査体の運動を検出し、その運動を解析する際に、慣性センサーのバイアスを除去することが求められる。換言すると、被検査体の運動の原点を決定することが求められる。
【０００５】
バイアスとは、被検査体の運動の開始前で角速度がゼロである初期状態の時のゼロバイアスと、電源変動や温度変動などの外部要因に起因するドリフトを含む総称である。
このバイアスを除去するためには、初期状態のバイアス値を求めることを要する。例えば、ゴルフクラブでゴルフボールを打撃する際のスイング解析において、スイング開始前に被検査体が静止する静止期間を設定する。そして、静止の検知を契機として所定の期間中に角速度センサー等から出力される信号に基づいて、初期状態のバイアス値の決定がおこなわれる。即ち、被検査体の運動の原点が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１０３８２号公報
【特許文献２】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】
【０００７】
しかしながら、角速度センサー等から出力された信号に基づいて、被検査体の静止状態を検知する場合、被検査体が非常に遅い速度で移動すると、被検査体の静止状態を誤検知し、運動の原点を誤って決定し、静止状態におけるバイアス値を正確に決定できないことにより、被検査体の運動状態を正しく解析できず、誤った運動状態を通知することがあった。また、被検査体の静止状態において、ゴルフクラブの打撃面とゴルフボールとの距離が一定ではないため、運動状態を精度良く解析できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例にかかる解析システムは、運動器具に装着され、前記運動器具の運動情報を検知するセンサー部と、前記運動器具の関心部位を含む箇所を撮影する撮影部と、前記撮影部が撮影した撮影画像に基づき、前記関心部位から所定の対象物までの距離を示す距離情報を取得する画像処理部と、前記運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析部と、前記距離情報を用いて、前記運動情報および前記解析部の解析結果の少なくとも一方を補正する補正部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、撮影部が撮影した関心部位の撮影画像に基づいて、関心部位から所定の対象物までの距離情報を取得し、センサー部が取得した運動情報に基づいて運動器具のスイング運動を解析し、距離情報を用いて、運動情報および解析結果の少なくとも一方を補正するため、運動情報の誤差が改善され、運動器具の運動状態を精度良く解析できる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる解析システムにおいて、前記画像処理部は、前記画像処理を施した画像を解析し、前記画像を構成する画素数を計数することにより、前記距離情報を算出することが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、画像処理を施した画像を構成する画素数を計数して距離情報を算出するため、距離情報を正確に算出できる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例にかかる解析システムにおいて、前記解析部は、前記運動情報に基づき前記運動器具が移動した軌跡を示す軌跡情報を解析し、前記補正部は、前記距離情報を用いて前記軌跡情報を補正することが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、距離情報に基づいて軌跡情報を補正するため、運動器具の軌跡に対する信頼性を向上させることができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例にかかる解析システムにおいて、前記解析部は、時間の経過に応じて撮影した複数の前記撮影画像における前記距離情報に基づいて、前記運動器具の静止を判定することが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、時間の経過に応じて撮影した複数の撮影画像に基づいて運動器具の静止状態を正確に判定できる。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例にかかる解析システムにおいて、前記関心部位は、前記運動器具のスイング運動により前記所定の対象物を打撃する打撃部であっても良い。
【００１８】
［適用例６］
上記適用例にかかる解析システムにおいて、前記運動器具に装着されるセンサーユニットと、前記センサーユニットと通信する解析ユニットと、を備え、前記センサーユニットは、前記センサー部と前記撮影部と、を有し、前記解析ユニットは、前記画像処理部と、前記補正部と、前記解析部と、を有し、前記運動情報および前記撮影画像は、前記通信を介して前記センサーユニットから前記解析ユニットに送られることが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、センサーユニットで運動器具のスイング運動の検出と、運動器具に応じた関心部位の撮影を行い、解析ユニットで運動器具のスイング運動を解析するため、運動器具に装着するセンサーユニットを小型化できる。
【００２０】
［適用例７］
本適用例にかかる解析プログラムは、運動器具に装着したセンサー部が検知する運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析プログラムであって、撮影部が撮影した前記運動器具の関心部位の撮影画像に基づき、前記関心部位から所定の対象物までの距離を示す距離情報を取得する画像処理機能と、前記運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析機能と、前記距離情報を用いて前記運動情報および前記スイング運動の解析結果の少なくとも一方を補正する補正機能と、をコンピューターに実行させることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、撮影部が撮影した関心部位の撮影画像に基づいて、関心部位から所定の対象物までの距離情報を取得し、センサー部が取得した運動情報に基づいて運動器具のスイング運動を解析し、距離情報を用いて、運動情報および解析結果の少なくとも一方を補正するため、運動情報の誤差が改善され、運動器具の運動状態を精度良く解析できる。
【００２２】
［適用例８］
本適用例にかかる解析方法は、運動器具に装着したセンサー部が検知する運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析方法であって、前記運動器具の関心部位を撮影する撮影工程と、撮影した前記関心部位の撮影画像に基づき、前記関心部位から所定の対象物までの距離を示す距離情報を取得する画像処理工程と、前記運動情報に基づいて前記運動器具のスイング運動を解析する解析工程と、前記距離情報を用いて前記運動情報および前記スイング運動の解析結果の少なくとも一方を補正する補正工程と、を有することを特徴とする。
【００２３】
このような方法によれば、撮影部が撮影した関心部位の撮影画像に基づいて、関心部位から所定の対象物までの距離情報を取得し、センサー部が取得した運動情報に基づいて運動器具のスイング運動を解析し、距離情報を用いて、運動情報および解析結果の少なくとも一方を補正するため、運動情報の誤差が改善され、運動器具の運動状態を精度良く解析できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る運動検出装置の概略を示すブロック図。
【図２】解析ユニットの処理部の詳細を示すブロック図。
【図３】解析ユニットの記憶部の詳細を示すブロック図。
【図４】センサーユニットの概略を示す図。
【図５】運動検出装置をゴルフクラブに適用した一例を示す模式図。
【図６】スイング開始時と、ゴルフボールの打撃時と、のヘッドの位置補正を説明する図。
【図７】運動解析方法の処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
（実施形態）
運動検出装置１は、ユーザーの運動を検出する装置であり、例えば、図５に示すようなゴルフクラブ５００やそれ以外のテニスラケット、野球バット等の運動器具のスイング軌道など、ユーザーの運動フォームを解析に用いるものである。尚、運動検出装置１は解析システムに相当する。
以下に、運動器具としてゴルフクラブ５００に適用した場合について説明をする。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る運動検出装置１の概略を示すブロック図であり、センサーユニット１０と、解析ユニット５０と、の関係を示す図である。
また、図２は、解析ユニット５０の処理部２０１の詳細を示すブロック図であり、図３は、解析ユニット５０の記憶部２５０の詳細を示すブロック図である。
また、図４は、センサーユニット１０の概略を示す図である。図５は、運動検出装置１をゴルフクラブ５００に適用した一例を示す模式図であり解析ユニット５０の図示を省略している。図６（ａ）は補正前のゴルフクラブ５００の軌跡を示す図であり、図６（ｂ）は補正後のゴルフクラブ５００の軌跡を示す図である。また、図７は、運動解析方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００２８】
［運動検出装置１の構成］
図１に示すように、運動検出装置１は、センサーユニット１０と、解析ユニット５０と、を含み構成されている。
【００２９】
＜センサーユニット１０の構成＞
センサーユニット１０は、センサー部１００と、センサー部１００を収容する筐体１３０と、保持部２００と、を含み構成されている。
【００３０】
＜センサー部１００の構成＞
センサー部１００は、告知部３０と、センサー１１０と、撮像部１５０と、制御部１２０と、を含んで構成され、これらは筐体１３０に装置されている。
【００３１】
＜センサー１１０＞
センサー１１０は、運動に伴う所与の物理量を検出し、検出した加速度、角速度、速度、角加速度などの物理量に応じた信号を出力することができる。
センサー１１０は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の加速度を検出する三軸検出型の加速度センサー１１２ｘ，１１２ｙ，１１２ｚ（以下、総称して「三軸加速度センサー」と称す。）
が設けられている。また、センサー１１０は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の角速度を検出する三軸検出型のジャイロセンサー（角速度センサー）１１４ｘ，１１４ｙ，１１４ｚ（以下、総称して「三軸ジャイロセンサー」と称す。）が設けられている。センサー１１０は、三軸加速度センサー１１２と、三軸ジャイロセンサー１１４と、を含む６軸検出型のモーションセンサーとして設けられている。
【００３２】
ここで、三軸ジャイロセンサー（角速度センサー）１１４ｘ〜１１４ｚは、振動型角速度センサーを用いることができる。振動型角速度センサーは、振動体を一定の周波数で振動させる。振動体に角速度が加わるとコリオリ力が発生し、コリオリ力によって振動体が異なる方向に振動する。このコリオリ力による変位を検知することで角速度を検出することで運動に伴う物理量を検出することができる。
尚、本実施形態の運動検出装置１においてセンサー１１０の構成は、特に限定されること無く、運動検出を行う目的に応じて適宜変更しても良い。
【００３３】
＜撮像部１５０＞
撮像部１５０は撮影部に相当し撮影機能を備える。即ち、撮像部１５０は、被写体の画像を撮影して、撮影した画像データを制御部１２０に出力する。本実施形態では、撮像部１５０は、光学部品により結像されたイメージ像に応じて電気信号を出力する撮像素子を備えるデジタルカメラを想定する。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、撮像部１５０は、筐体１３０の第１の側面側に収容されている。即ち、図５（ｂ）に示すように、運動検出装置１をゴルフクラブ５００に適用する場合、撮像部１５０は、所定の対象物としてのゴルフボールを打撃する打撃部、即ち、ゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの近傍を関心部位として撮影できるような態様で筐体１３０に実装されている。
【００３４】
＜制御部１２０＞
制御部１２０は、データ処理部１２０Ａと、電源部１２０Ｂと、通信部１２０Ｃと、を含み構成されている。制御部１２０は、各センサー１１２ｘ〜１１２ｚ、１１４ｘ〜１１４ｚ、撮像部１５０、告知部３０および解析ユニット５０が接続されている。
【００３５】
データ処理部１２０Ａは、各センサー１１２ｘ〜１１２ｚ、および１１４ｘ〜１１４ｚの出力信号を、例えば、時間情報（タイムベース）とともにパケットデータ変換を行う。また、データ処理部１２０Ａは、パケットデータ変換された信号を通信部１２０Ｃに伝達する。
また、データ処理部１２０Ａは、撮像部１５０が撮影した撮影画像の画像信号を、時間情報（タイムベース）とともにパケットデータ変換を行う。また、データ処理部１２０Ａは、パケットデータ変換された画像信号を通信部１２０Ｃに伝達する。
【００３６】
尚、以下の説明において各センサー１１２ｘ〜１１２ｚ、および１１４ｘ〜１１４ｚの出力信号と、撮像部１５０の画像信号と、をそれぞれパケットデータに変換した信号を「運動信号７０」と称する。尚、運動信号７０は運動情報に相当する。
通信部１２０Ｃは、データ処理部１２０Ａから伝達された運動信号７０（パケットデータ）を解析ユニット５０に伝送する処理を行う。尚、センサーユニット１０と解析ユニット５０との伝送方法は特に限定されること無く、ＷｉＦｉ（登録商標）等の無線通信を用いることができる。
制御部１２０には、電源部１２０Ｂが設けられ、センサー１１０、撮像部１５０および制御部１２０などの動作に必要な電源の供給を行う。電源部１２０Ｂの構成は特に限定されること無く、一次電池（例えば、乾電池やリチウム電池。）や２次電池（ニッケル水素電池やリチウムイオン電池。）を用いることができる。尚、電源部１２０Ｂは、解析ユニット５０に設けて、センサー部１００に電源の供給をおこなっても良い。
【００３７】
＜保持部２００の構成＞
保持部２００は、運動検出装置１の検出対象である運動器具のスイング運動を検出するため、センサー部１００を運動器具に取り付けるアタッチメントである。
保持部２００は、図５（ｂ）に示す様に運動検出装置１をゴルフクラブ５００に適用した場合に、センサー部１００をゴルフクラブ５００等の運動器具に取り付けるアタッチメントである。保持部２００の形状は、特に限定されないが、ゴルフクラブ５００に適用する場合には、シャフト５００ｓもしくはグリップ５００ｇにセンサー部１００を設けるとともに、センサー部１００を着脱可能に嵌合する様に取り付けることができれば良い。尚、保持部２００は、運動器具の種類によって適宜変更しても良い。
【００３８】
＜告知部３０の構成＞
告知部３０は、図１および図４に示す様に、センサー部１００に設けられている。告知部３０は、図５（ａ）から（ｃ）に示す様に、発光部１３２を含み構成されている。告知部３０は、ユーザーにセンサー部１００の出力信号の状態や運動検出装置１の各種状態を視覚的に告知するために設けられている。告知部３０は、発光部１３２の明滅によってユーザーにセンサー部１００の出力信号の状態や運動検出装置１の各種状態の告知を行うものである。本実施形態において、発光部１３２は、複数個の発光ダイオード等の発光素子で構成されている。従って、告知部３０は、発光部１３２の発光パターンによって、運動信号７０の状態や運動検出装置１が検出した各種状態を告知することができる。
【００３９】
＜解析ユニット５０の構成＞
図１に戻り、解析ユニット５０の構成を説明する。
図１に示す様に解析ユニット５０は、処理部（ＣＰＵ）２０１、通信部２１０、操作部２２０、記憶部２５０および表示部２６０を含み構成されている。
解析ユニット５０は、例えば、パーソナルコンピューター、高機能携帯電話（スマートフォン）および多機能携帯端末（タブレット端末）等を想定する。
通信部２１０は、センサーユニット１０から伝送された運動信号７０（パケットデータ）を受信し、処理部２０１に伝達する処理を行う。操作部２２０は、ユーザーが入力した操作データを取得し、処理部２０１に伝達する処理を行う。
【００４０】
記憶部２５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび不揮発性メモリー等を想定し、処理部２０１が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムや、アプリケーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶したり、読み出されたプログラムやデータ、操作部２２０から入力されたデータ、処理部２０１が各種プログラムや、アプリケーション機能にしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶したりする。
表示部２６０は、処理部２０１の処理結果を文字やグラフ、その他の画像として表示するものである。表示部２６０は、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、およびタッチパネル型ディスプレイなどである。尚、１つのタッチパネル型ディスプレイで操作部２２０と表示部２６０との機能を実現するようにしても良い。
【００４１】
処理部２０１は、演算部２０２と、判定部２０９と、解析部２０７を、を含み構成されている。処理部２０１は、記憶部２５０に記憶されているプログラムにしたがって、センサーユニット１０から通信部２１０を介して受信した運動信号７０に対する各種の計算処理、解析処理、および判定処理などを行う。
処理部２０１は、センサーユニット１０から伝送される運動信号７０の演算処理を演算部２０２で行う。判定部２０９は、その演算処理の結果に基づいて、ゴルフクラブ５００に取り付けられたセンサーユニット１０の装着位置に対する良否の判定や、運動解析に伴う種々の判定を行う。
【００４２】
処理部２０１は、これらの判定結果などのトリガー（結果）信号８０をセンサーユニット１０に送信し、告知部３０に伝達する。
演算部２０２は、センサーユニット１０から伝送される運動信号７０の演算処理を行う。解析部２０７は、演算処理結果に基づいて計測対象の運動解析を行う。
更に、判定部２０９は、解析部２０７による運動解析結果に基づいて、運動検出適否の判定や運動の各タイミング検出判定等を行う判定機能を備える。
図２は、処理部２０１の各機能の詳細を示すブロック図である。また、図３は、記憶部２５０に記憶されている情報の詳細を示す図である。
【００４３】
演算部２０２は、画像処理部２０３、位置計算部２０４、位置補正部２０５および速度計算部２０６を備える。また、解析部２０７は、解析機能を備えた運動解析情報生成部２０８を備える。尚、位置計算部２０４、位置補正部２０５、速度計算部２０６および運動解析情報生成部２０８は、補正機能を備えた補正部に相当する。
また、記憶部２５０には、スイング解析プログラム２５１、静止判定プログラム２５２、距離算出プログラム２５３、クラブ仕様情報２５４およびセンサー装着位置情報２５５が記憶される。
尚、静止判定プログラム２５２および距離算出プログラム２５３は、スイング解析プログラム２５１から呼ばれるサブセットプログラムである。ユーザーは、記憶部２５０に記憶されているスイング解析プログラム２５１、静止判定プログラム２５２および距離算出プログラム２５３をアップデートしたり、アンインストールしたりできる。また、ユーザーは、必要に応じて他のサブセットプログラムをインストールできる。例えば、ゴルフクラブ５００のスイングにより打撃されるゴルフボールを撮影して、撮影した画像に対して画像処理を施し、フェース面５００ｆとの衝突状態を解析してゴルフボールの飛翔方向や飛翔距離を推定するようなサブセットプログラムも想定できる。
【００４４】
画像処理部２０３は画像処理機能を備える。即ち、画像処理部２０３は、運動信号７０から画像信号を抽出し、抽出した画像信号が示す画像に対して、例えば、周知のパターンマッチング技術を適用し、ゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈおよびゴルフボールを含む領域の撮影画像を抽出する。
そして、画像処理部２０３は、抽出した撮影画像に対して、周知のエッジ抽出技術等の画像処理を施すことにより処理画像を生成し、処理画像を解析してヘッド５００ｈの所定部分（例えば、フェース面５００ｆ）から、所定の対象物であるゴルフボールまでの画素数を計数することにより距離を算出する。画像処理部２０３は、算出した距離情報や、画像処理された撮影画像のデータを他の機能部からの要求に応じて出力する。
位置計算部２０４は、センサーユニット１０が出力する計測データを用いて、スイングにおけるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置（ＸＹＺ座標系における位置の座標）を算出する処理を行う。
【００４５】
また、位置計算部２０４は、センサーユニット１０が出力する計測データを用いて、スイングにおけるゴルフクラブ５００のグリップ５００ｇの位置（ＸＹＺ座標系における位置の座標）を算出する処理を行う。尚、本実施形態では、打球の目標方向を示すターゲットラインをＸ軸、Ｘ軸に垂直な水平面上の軸をＹ軸、鉛直上方向（重力加速度の方向と逆方向）をＺ軸とするＸＹＺ座標系（グローバル座標系）を定義する。
具体的には、位置計算部２０４は、まず、記憶部２５０に記憶された、ユーザーの静止時（アドレス時）の計測データ（加速度データ及び角速度データ）を用いて、計測データに含まれるオフセット量を計算する。次に、位置計算部２０４は、記憶部２５０に記憶された、スイング開始後の計測データからオフセット量を減算してバイアス補正し、バイアス補正された計測データを用いて、ユーザーのスイング動作中のセンサーユニット１０の位置及び姿勢（姿勢角）を計算する。
【００４６】
例えば、位置計算部２０４は、画像処理部２０３から出力される距離情報を取得し、距離の変動が所定の範囲内に収まった場合に、ユーザーのアドレス状態における静止状態を判定する。更に、位置計算部２０４は、三軸加速度センサー１１２が計測した加速度データ、並びに、記憶部２５０に記憶されたクラブ仕様情報２４２およびセンサー装着位置情報２４４を用いて、ＸＹＺ座標系におけるセンサーユニット１０の位置（初期位置）を計算し、その後の加速度データを積分してセンサーユニット１０の初期位置からの位置の変化を時系列に計算する。
【００４７】
また、位置計算部２０４は、三軸加速度センサー１１２が計測した加速度データを用いて、ＸＹＺ座標系におけるユーザーの静止時（アドレス時）のセンサーユニット１０の姿勢（初期姿勢）を計算し、その後、三軸ジャイロセンサー１１４が計測した角速度データを用いた回転演算を行ってセンサーユニット１０の初期姿勢からの姿勢の変化を時系列に計算する。
位置補正部２０５は、スイング開始時におけるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置と、インパクト時におけるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置との差に基づき、センサーユニット１０の計測データから取得されるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置情報を補正する処理を行う。
ここで、図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して、ゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置の補正について説明する。
【００４８】
図６（ａ）は計算により得られる補正前のヘッド５００ｈの位置を用いて描画されるゴルフクラブ５００の軌跡（ヘッド５００ｈ及びグリップ５００ｇの軌跡）を示し、図６（ｂ）は補正後のヘッド５００ｈの位置を用いて描画されるゴルフクラブ５００の軌跡を示している。
図６（ａ）及び図６（ｂ）において、Ｓ１，ＨＰ１，ＧＰ１は、それぞれ、スイング開始時のシャフト５００ｓ、ヘッド５００ｈの位置、グリップ５００ｇの位置を示し、Ｓ２，ＨＰ２，ＧＰ２は、それぞれ、インパクト時のシャフト５００ｓ、ヘッド５００ｈの位置、グリップ５００ｇの位置を示す。
【００４９】
図６（ａ）及び図６（ｂ）では、スイング開始時のヘッド５００ｈの位置ＨＰ１を、ＸＹＺ座標系の原点（０，０，０）と一致させている。また、破線ＨＬ１及び実線ＨＬ２は、それぞれ、ヘッド５００ｈのバックスイング時の軌跡及びダウンスイング時の軌跡であり、破線ＧＬ１及び実線ＧＬ２は、それぞれ、グリップ５００ｇのバックスイング時の軌跡及びダウンスイング時の軌跡である。破線ＨＬ１と実線ＨＬ２との接続点及び破線ＧＬ１と実線ＧＬ２との接続点は、それぞれ、スイングのトップの時（スイングの方向が切り替わる時）のヘッド５００ｈの位置及びグリップ５００ｇの位置に相当する。
【００５０】
ヘッド５００ｈはスイング開始時にはボールのわずかに手前にあり、インパクト時はボールと接触するので、実際のスイングでは、スイング開始時とインパクト時でヘッド５００ｈの位置はほぼ等しいはずである。しかしながら、図６（ａ）に示すように、計算により得られるインパクト時のヘッド５００ｈの位置ＨＰ２は、加速度や角速度の積分誤差等の影響で、スイング開始時のヘッド５００ｈの位置ＨＰ１から少しずれた位置にある。即ち、図６（ａ）の軌跡は、実際のスイングの軌跡とは少し異なる軌跡となっている。
そこで、実際のスイングでは、スイング開始時とインパクト時でヘッド５００ｈの位置はほぼ等しいはずであるという前提のもと、例えば、図６（ａ）のスイング開始時及びインパクト時の一方におけるヘッド５００ｈの位置を他方の位置に合わせるように補正すると、図６（ｂ）に示すように、スイング開始時とインパクト時でヘッド５００ｈの位置が等しくなり、図６（ａ）よりも実際のスイングに近い軌跡が得られる。
【００５１】
更に、インパクトの直前のヘッド５００ｈの位置、即ち、画像処理部２０３が出力するヘッド５００ｈとゴルフボールまでの距離ＸＬを用いて補正することにより、更に高精度に誤差を補正することができる。
図２に戻り、位置補正部２０５は、画像処理部２０３から出力される撮影画像を解析し、アドレス時におけるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈと、ゴルフボールとの距離ＸＬを算出する。ここで、位置補正部２０５は、算出した距離ＸＬも考慮し、スイング開始時およびインパクト時の何れか一方のゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置を用いて、何れか他方のゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置を補正する。
【００５２】
速度計算部２０６は、スイング開始時におけるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置と、インパクト時におけるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置との差に基づき、センサーユニット１０の計測データから取得されるゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの速度情報を補正する。本実施形態では、位置補正部２０５が生成した補正後のヘッド５００ｈの位置の時系列な情報を用いて、ヘッド５００ｈの速度を算出する。
運動解析情報生成部２０８は、補正後の位置情報、または補正後の速度情報を用いてスイングの解析を行い、解析結果の情報である運動解析情報を生成する処理を行う。例えば、運動解析情報生成部２０８は、位置補正部２０５が生成したゴルフクラブ５００の各種部位の位置の時系列情報を用いて、スイングの所定の期間におけるゴルフクラブ５００の移動を示す軌跡情報（画像データ）を生成する。
例えば、運動解析情報生成部２０８は、スイング開始時からインパクト時までのヘッド５００ｈの位置（座標）を順番に線で結び、同様に、スイング開始時からインパクト時までのグリップ５００ｇの位置（座標）を順番に線で結ぶことにより、スイング開始時からインパクト時までのヘッドの軌跡（図６（ｂ）のＨＬ１およびＨＬ２）と、グリップの軌跡（図６（ｂ）のＧＬ１およびＧＬ２）と、を含む軌跡情報を生成してもよい。更に、運動解析情報生成部２０８は、運動信号７０に基づいて、生成した軌跡情報を補正しても良い。即ち、本実施形態で補正する対象は、運動信号７０に基づく加速度や角速度等の運動情報、および、解析された速度や軌跡等の情報の少なくとも１つを想定する。
【００５３】
＜運動解析方法＞
本実施形態の運動解析方法は、計測準備工程と、運動計測工程と、運動計測工程で得られた運動信号７０を解析ユニット５０へ伝送する伝送工程と、伝送工程で伝送された運動信号７０を解析する解析工程と、を含む。また、運動解析方法は、計測準備工程の完了を告知する静止状態告知工程と、運動計測工程の完了を告知する計測完了告知工程と、センサーユニット１０から解析ユニット５０へ運動信号７０の伝送が完了したことを告知する伝送完了告知工程と、を含む。
運動検出装置１を用いた運動解析方法について、図７に示すフローチャートを参照しながら各工程をステップ毎に説明をする。尚、運動解析方法の説明は、上述した運動検出装置１をゴルフクラブ５００に適用した運動解析方法について説明する。
【００５４】
＜計測準備工程＞
計測準備工程は、運動の計測準備をおこなう工程で、運動（スイング）開始前のセンサー１１０のバイアスを計測する工程である。
ここでバイアスとは、ユーザーの運動開始前で角速度がゼロである初期状態の時のバイアスと、電源変動や温度変動などの外部要因に起因するドリフトを含む総称である。
【００５５】
計測準備工程は、ステップＳ１０においてユーザーがゴルフクラブ５００を握持して静止状態（いわゆる「アドレス状態」）の場合の運動信号７０を解析ユニット５０に取得する。尚、計測準備工程は、撮像部１５０がゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈを撮影する撮影工程を含む。
【００５６】
計測準備工程は、ステップＳ２０において解析ユニット５０に取得された運動信号７０の演算を演算部２０２でおこなう。
本実施形態では、ステップＳ２０において、記憶部２５０に記憶されている静止判定プログラム２５２と、距離算出プログラム２５３と、が読み出されて実行される。
即ち、距離算出プログラム２５３は、ステップＳ２０において演算部２０２で演算された運動信号７０から画像信号を抽出し、抽出した画像信号を処理する画像処理工程により、ゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈおよびゴルフボールを含む領域の撮影画像を所定の時間間隔で抽出する。そして、距離算出プログラム２５３は、抽出した撮影画像を画像処理することにより、ヘッド５００ｈからゴルフボールまでの距離ＸＬを算出し、算出した距離情報を記憶部２５０に記憶する。
【００５７】
また、静止判定プログラム２５２は、時系列に記憶した距離情報を読み出し、時間経過に伴う距離情報の変化を調べる。例えば、距離ＸＬの変化量が所定の基準値以下になり、更に、変化量が所定の基準値以下となる状態が所定の時間（例えば３秒）に亘り継続した場合、ゴルフクラブ５００が静止状態であると判定する。
計測準備工程は、ステップＳ３０において、ゴルフクラブ５００が静止状態であると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４１の「静止状態検知」の告知に工程を進めるとともに、その際の運動信号７０をバイアス値として記憶部２５０に記憶させる。
【００５８】
また、ステップＳ３０において、ゴルフクラブ５００が静止状態ではないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ４２の「静止状態検知エラー」の告知をおこない、ステップＳ１０に戻り静止状態の運動信号７０の取得から再度おこなう。
尚、静止状態の検出は、センサー１１０の出力信号の解析には限定されず、撮像部１５０が撮影した画像を処理して静止状態を判定する態様も想定できる。
【００５９】
＜静止状態告知工程＞
静止状態告知工程は、上述の計測準備工程で運動信号７０に基づいて、ゴルフクラブ５００およびゴルフクラブ５００を握持するユーザーが静止（アドレス）状態であるか否かの判定結果を告知する工程である。
静止状態告知工程は、ステップＳ３０において運動信号７０に基づいてゴルフクラブ５００、およびゴルフクラブ５００を握持するユーザーが静止状態であると判断された場合に、ステップＳ４１によって「静止状態検知」の告知を行う。当該告知は、計測対象の運動開始の告知でもある。
また、静止状態告知工程は、ステップＳ３０において運動信号７０に基づいてゴルフクラブ５００およびゴルフクラブ５００を握持するユーザーが静止状態でないと判断された場合に、ステップＳ４２によって「静止状態検知エラー」の告知を行う。
【００６０】
静止状態告知工程は、告知部３０に設けられた発光部１３２によって行う。ここで告知部３０による静止状態検知の告知は、発光部１３２の明滅と発光色によって行う。告知部３０は、ユーザーに告知する情報に応じて発光色と明滅パターンを変えることができる。
【００６１】
ステップＳ４１における「静止状態検知」の告知は、発光部１３２の発光色および告知（明滅）パターンを用いて行う。「静止状態検知」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。
また、ステップＳ４２における「静止状態検知エラー」の告知は、「静止状態検知」の告知とは異なるように発光部１３２が発光する。「静止状態検知エラー」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。これによりユーザーに「静止状態検知エラー」の告知を行うとともに、さらに静止（アドレス）状態を保つように促すものである。
【００６２】
＜運動計測工程＞
運動計測工程は、ゴルフクラブ５００を握持するユーザーの運動（スイング）を計測する工程である。運動計測工程は、センサーユニット１０に搭載されたセンサー１１０によってユーザーの運動（スイング）の計測を行う工程である。
運動計測工程は、ステップＳ５０においてユーザーの運動に伴う加速度等を運動信号７０としてセンサー１１０から取得する。
【００６３】
＜伝送工程＞
伝送工程は、運動計測工程で取得したゴルフクラブ５００を握持するユーザーの運動（スイング）に基づく運動信号７０を解析ユニット５０に伝送を行う工程である。
【００６４】
伝送工程は、ステップＳ６０において、取得した運動信号７０をセンサーユニット１０から解析ユニット５０へ伝送を行う。
【００６５】
伝送工程は、ステップＳ７０において、ステップＳ６０によって解析ユニット５０へ伝送される運動信号７０にエラー（例えば、オーバーレンジや欠測など。）が含まれていないかの第２の判定を判定部２０９で行う。また、伝送工程は、ステップＳ７０において、ステップＳ６０によって解析ユニット５０へ伝送される運動信号７０に基づき運動に伴う加速度等が、予め設定された値を超えるか否かの第２の判定を判定部２０９で行う。
エラー判定は、しきい値として予め記憶部２５０に記録されている正常な運動信号７０と比較することで行う。また、運動に伴う加速度等の判定は、しきい値として予め記憶部２５０に記録されている運動信号７０と比較することで行う。尚、運動に伴う加速度等の判定は、ユーザーの運動信号７０の最大値や最小値など任意の運動信号７０の値をしきい値として判定することとしても良い。
【００６６】
ステップＳ７０において運動信号７０にエラーが含まれないと判定する場合、もしくは運動信号７０が予め設定されたしきい値を超える場合（しきい値の条件を満たす場合）（ＹＥＳ）は、ステップＳ８１の「計測良好」の告知に工程を進める。また、ステップＳ７０において運動信号７０にエラーを内包すると判定する場合（ＮＯ）は、ステップＳ８２の「計測エラー」の告知に工程を進めるとともに、ステップＳ１０に戻り静止状態の運動信号７０の取得から再度、運動解析を行う。
【００６７】
ステップＳ８１における「計測良好」の告知は、発光部１３２の発光色および告知（明滅）パターンを用いて行う。「計測良好」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。
また、ステップＳ８２における「計測エラー」の告知は、発光部１３２の発光色および告知（明滅）パターンを用いて行う。「計測エラー」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。これによりユーザーに「計測エラー」の告知を行うとともに、ステップＳ１０の静止状態の運動信号７０の取得から再度、運動解析を行うように促すものである。
【００６８】
伝送工程は、ステップＳ９０において、ステップＳ６０によって解析ユニット５０へ伝送される運動信号７０の伝送終了の判定を判定部２０９で行う。伝送終了の判定は、伝送される運動信号７０（パケットデータ）にセンサーユニット１０に設けられたデータ処理部１２０Ａで付加される開始パリティーおよび終了パリティーを受信することで判定する。ステップＳ９０において開始パリティー受信後、予め記憶部２５０に記憶されている一定時間の経過までに終了パリティーを受信することができた場合（ＹＥＳ）に伝送完了と判定し、ステップＳ１０１の「伝送完了」の告知へ工程を進める。また、一定時間経過までに終了パリティーを受信することができない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１０２の「伝送エラー」の告知へ工程を進めるとともに、ステップＳ１０に戻り静止状態の運動信号７０の取得から再度、運動解析を行う。
【００６９】
ステップＳ１０１における「伝送完了」の告知は、発光色および告知（明滅）パターンを用いて行う。「伝送完了」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。これによりユーザーに「伝送完了」の告知を行うものである。
また、ステップＳ１０２における「伝送エラー」の告知は、「伝送エラー」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。これによりユーザーに「伝送エラー」の告知を行うとともに、ステップＳ１０の静止状態の運動信号７０の取得から再度、運動解析を行うように促すものである。
【００７０】
＜解析工程＞
解析工程は、解析ユニット５０に伝送された運動計測工程で取得したゴルフクラブ５００を握持するユーザーの運動（スイング）に基づく運動信号７０を解析する工程である。
【００７１】
解析工程は、ステップＳ１１０において解析ユニット５０に伝送されたユーザーの運動（スイング）に基づく運動信号７０の解析を、記憶部２５０に記憶されたスイング解析プログラム２５１に基づき行う。また、解析工程は、表示部２６０に解析結果の表示（出力）を行う。また、前記したゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの位置を補正する補正工程は、スイング解析プログラム２５１において実行されても良い。
尚、運動信号７０に含まれるセンサー１１０の出力信号（加速度データ及び角速度データ）に基づいて、スイング運動を解析する技術は、例えば、特許公報（特開２０１４―９０７７３）で公開されている技術を適用しても良い。
【００７２】
解析工程は、ステップＳ１２０においてステップＳ１１０によって解析された結果の判定を判定部２０９で行う。
【００７３】
解析工程は、ステップＳ１２０においてステップＳ１１０で解析された運動信号７０の解析結果と、予め記憶部２５０に記録されている所定の範囲の解析結果（以下、「標準解析結果」と称す。）と、を比較し、標準解析結果の範囲内であるか否かの判定を判定部２０９で行う。
ステップＳ１２０において解析結果が標準解析結果の範囲内であると判定する場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１３１の「解析完了」の告知に工程を進める。また、ステップＳ１２０において解析結果が標準解析結果の範囲外であると判定する場合（ＮＯ）は、ステップＳ１３２の「解析エラー」の告知へ工程を進めるとともに、ステップＳ１０に戻り静止状態の運動信号７０の取得から再度行う。
【００７４】
ステップＳ１３１における「解析完了」の告知は、発光色および告知（明滅）パターンを用いて行う。「解析完了」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。これによりユーザーに「解析完了」の告知を行うものである。
また、ステップＳ１３２における「解析エラー」の告知は、発光色および告知（明滅）パターンを用いて行う。「解析エラー」に対応する発光色および告知パターンは、予め決定されている。これによりユーザーに「解析エラー」の告知を行うものである。これによりユーザーに「解析エラー」の告知を行うとともに、ステップＳ１０の静止状態の運動信号７０の取得から再度、運動解析を行うように促すものである。
【００７５】
運動解析方法は、ステップＳ１３１の「解析完了」の告知を以て一連の工程が完了する。
尚、上述した運動解析方法は、ステップＳ４１における「静止状態検知」の告知以降の各ステップが連続しておこなわれるものである。また、上述した解析方法は、ステップＳ４１における「静止状態検知」の告知以降の各ステップによる告知を適宜省略または追加してもよい。
【００７６】
以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）センサー部１００が備える撮像部１５０で撮影したゴルフクラブ５００のヘッド５００ｈの画像を画像処理することにより、アドレス時のヘッド５００ｈの静止状態の情報や、ヘッド５００ｈとゴルフボールとの距離の情報を取得し、取得した情報を用いてゴルフクラブ５００のスイングを解析するため、スイング運動を精度良く解析できる。
また、以上のような手法を実施する装置は、単独の装置によって実現される場合もあれば、複数の装置を組み合わせることによって実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。
【００７７】
また、図１に示した運動検出装置１の各機能部は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。従って、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、運動検出装置１の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１…運動検出装置、１０…センサーユニット、３０…告知部、５０…解析ユニット、７０…運動信号、８０…トリガー信号、１００…センサー部、１１０…センサー、１１２…三軸加速度センサー、１１２ｘ，１１２ｙ，１１２ｚ…加速度センサー、１１４…三軸ジャイロセンサー、１１４ｘ，１１４ｙ，１１４ｚ…角速度センサー、１２０…制御部、１２０Ａ…データ処理部、１２０Ｂ…電源部、１２０Ｃ…通信部、１３０…筐体、１３２…発光部、１５０…撮像部、２００…保持部、２０１…処理部、２０２…演算部、２０３…画像処理部、２０４…位置計算部、２０５…位置補正部、２０６…速度計算部、２０７…解析部、２０８…運動解析情報生成部、２０９…判定部、２１０…通信部、２２０…操作部、２４２…クラブ仕様情報、２４４…センサー装着位置情報、２５０…記憶部、２５１…スイング解析プログラム、２５２…静止判定プログラム、２５３…距離算出プログラム、２５４…クラブ仕様情報、２５５…センサー装着位置情報、２６０…表示部、５００…ゴルフクラブ、５００ｆ…フェース面、５００ｇ…グリップ、５００ｈ…ヘッド、５００ｓ…シャフト。
【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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