摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法
摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法
【专利说明】摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法
[0001]本申请是基于发明名称为“摆动分析装置、程序以及摆动分析方法”，申请日为2012年I月30日，申请号为201210020849.6的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法。
【背景技术】
[0003]在各种领域中均需要对人或物体的运动进行分析的装置。例如，对高尔夫球杆的摆动轨道等进行分析，根据分析结果明确改善点，由此能够提高竞争力。
[0004]目前，作为实用的运动分析装置，一般采用如下结构:利用红外线照相机等对附加有标记的被测定物进行连拍，使用所拍摄的连续图像计算标记的移动轨迹，从而对运动进行分析。
[0005]【专利文献I】日本特开2001-296799号公报
[0006]但是，在这种运动分析装置中，需要用于拍摄图像的红外线照相机，所以装置变大，存在难以操作的问题。例如在希望从多个角度拍摄网球练习中的图像的情况下，需要根据希望拍摄的角度来移动红外线照相机的位置或者改变运动员的朝向。
[0007]对此，近年来，提出了在被测定物上安装小型的运动传感器，并根据传感器的输出数据对被测定物的运动进行分析的装置，由于不需要红外线照相机，因此具有容易操作的优点，但是，难以进行与用户的需要相匹配的摆动分析。
[0008]对于高尔夫等的运动员而言，维持最佳时的摆动十分重要，但是实际上是很难做到的，而且，希望在偏离于最佳状态时定量地得知当前状态如何变化。虽然有时与作为最佳摆动的、例如一流职业选手的摆动或基于高尔夫理论的理想摆动进行比较，但是存在以下问题:实际的最佳摆动因人而异，并不是唯一的。
【发明内容】
[0009]本发明是鉴于以上这样的问题而完成的，根据本发明的几个方式，能够提供操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法。
[0010]本发明的一个方面为摆动分析装置，该摆动分析装置包括:摆动特征信息运算部，其根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；存储部，其将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；摆动选择部，其选择摆动特征信息；以及比较部，其将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
[0011]在所述摆动分析装置中，所述比较部将作为比较对象的摆动特征信息和与所述摆动特征信息具有相同的运动器具种类信息的所述基准摆动特征信息读出而进行比较。
[0012]在所述摆动分析装置中，该摆动分析装置包括标记输入部，该标记输入部与所述摆动相关联地进行标记输入，所述摆动选择部根据所述标记输入来选择所述摆动特征信息。
[0013]在所述摆动分析装置中，该摆动分析装置包括触击状态判定部，该触击状态判定部根据所述摆动特征信息判定所述摆动中的触击的状态，所述摆动选择部根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果来选择所述摆动特征信息。
[0014]在所述摆动分析装置中，所述比较部生成作为比较对象的所述摆动特征信息与所述基准摆动特征信息之间的比较信息，并输出所述比较信息。
[0015]在所述摆动分析装置中，该摆动分析装置包括数据种类输入部，该数据种类输入部输入所述摆动的数据种类。
[0016]在所述摆动分析装置中，所述摆动特征信息运算部运算出与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述摆动特征信息。
[0017]本发明的另一方面为摆动分析系统，其包括:摆动分析装置；以及运动传感器，其安装于所述运动器具和用户中的至少一方，检测所述摆动。
[0018]本发明的另一方面为程序，该程序使计算机执行以下步骤:根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；选择摆动特征信息；以及将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
[0019]本发明的又一方面为摆动分析方法，该摆动分析方法包括以下步骤:摆动特征信息运算步骤，根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；存储步骤，将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；摆动选择步骤，选择摆动特征信息；以及比较步骤，将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
[0020](I)本发明是一种摆动分析系统，该摆动分析系统包括:传感器部，其包括对运动器具的摆动进行检测的运动传感器；摆动特征信息运算部，其根据与所述摆动对应的所述运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息；摆动选择部，其选择所述摆动特征信息；以及基准摆动特征信息运算部，其根据所选择的所述摆动特征信息，运算出作为基准使用的基准摆动特征信息并保存到存储部中。
[0021]传感器部可以由至少对单轴的加速度(也可以是三轴)进行检测的加速度传感器和至少对单轴的角速度(也可以是三轴)进行检测的角速度传感器(陀螺仪传感器)中的至少一方构成，还可以包括作为姿势传感器发挥功能的传感器。
[0022]运动器具例如可以是高尔夫球杆，运动传感器可以安装在高尔夫球杆上，对高尔夫球杆的摆动进行检测。
[0023]关于所述运动传感器的输出数据，根据输出数据的转变等来判断摆动前后的特征，能够以摆动为单位对输出数据进行划分，所以，可以根据以摆动为单位的输出数据运算出各个摆动的摆动特征信息。
[0024]摆动特征信息可以作为摆动的好差状态的判断素材中的多个项目中的每个数据来提供。
[0025]摆动选择部可以根据外部输入(例如用户的输入)进行选择。例如，可以选择用户从操作部进行了指示为“Good数据(选择对象)”的输入的摆动的输出数据，作为“Good数据”。
[0026]并且，也可以根据所述运动传感器的输出数据的内容满足了规定条件而进行选择。例如，可以根据所述运动传感器的输出数据判定触击状态，选择触击状态满足规定条件的摆动的输出数据，作为“Good数据”。
[0027]基准摆动特征信息可以是选择出的摆动的摆动特征信息的平均值，也可以是最多值，还可以是其他值。
[0028]基准摆动特征信息运算部可以在每次新选择摆动特征信息时，实时地更新基准摆动特征信息。
[0029]摆动分析系统可以作为传感器部与主体(摆动特征信息运算部、摆动选择部、基准摆动特征信息运算部)构成为一体的一体型装置来实现，也可以构成为，传感器部独立于主体而安装于运动器具等上，并通过无线等方式向主体发送检测数据。
[0030]根据本发明，能够提供操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置和方法。
[0031](2)在该摆动分析系统中，可以是:包括标记输入部，该标记输入部与所述摆动相关联地进行标记输入，所述摆动选择部根据所述标记输入来选择所述摆动特征信息。
[0032]与各个摆动的输出数据相关联地保持标记输入的有无等作为标记输入标志，摆动选择部可以根据与各个摆动的输出数据相关联地保持的标记输入标志，选择摆动特征信息。
[0033](3)在该摆动分析系统中，可以是:包括触击状态判定部，该触击状态判定部根据所述摆动特征信息判定所述摆动中的触击的状态，所述摆动选择部根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果来选择所述摆动特征信息。
[0034]触击状态判定部可以检测所述运动器具的摆动中的触击的时刻，根据所述触击的时刻，计算从所述触击的时刻起规定时间内的所述运动器具的姿势角的变化量，根据计算结果判定所述触击的状态。并且，关于所述触击的检测，可以根据所述运动传感器的输出数据，检测相对于所述运动器具进行摆动的轴的角速度或加速度的大小的最大值，检测相对于所述运动器具进行摆动的轴的角速度或加速度的大小达到最大的时刻，作为所述触击的时刻。一般认为，相对于运动器具进行摆动的轴的角速度在即将触击之前达到最大，所以能够检测出触击的时刻。并且，关于所述触击状态的判定，可以根据相对于所述运动器具进行摆动的轴的角速度的大小的最大值，可变地设定所述触击状态的判定基准。一般认为，如果运动器具的摆动速度不同，则即使球撞击到相同位置，因产生的旋转运动而引起的姿势角变化量的大小也不同，所以，通过设为与摆动速度对应的恰当的判定基准，能够无误地判定触击状态。
[0035](4)在该摆动分析系统中，可以包括:比较部，其对所述摆动特征信息与所述基准摆动特征信息进行比较而生成比较信息；以及输出部，其输出所述比较信息。
[0036]能够容易地对运动员自身的最佳摆动与当前摆动进行比较，例如，如果对外置的放映机输出比较数据，则能够使运动员迅速地得知当前摆动的不佳之处。
[0037](5)在该摆动分析系统中，可以包括数据种类输入部，该数据种类输入部输入所述摆动的数据种类。
[0038]在所要运算的摆动特征信息的内容随每个数据种类而不同的情况下，所述摆动特征信息运算部也可以运算出与各个摆动的数据种类对应的摆动特征信息。
[0039]并且，所述比较部可以对各个摆动的摆动特征信息与和各个摆动的数据种类相同的所述基准 摆动特征信息进行比较。
[0040](6)在该摆动分析系统中，可以是:所述摆动特征信息运算部运算出与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述摆动特征信息。
[0041]与摆动轨迹有关的数据，例如可以是表示运动器具的轨迹形状或轨道的坐标值或函数。例如可以利用加速度传感器的输出值求出运动器具的初始状态，利用角速度传感器(陀螺仪传感器)的输出值求出此后的运动。
[0042]并且，所述摆动特征信息运算部可以根据所述运动传感器的输出数据运算出所述摆动的摆动轨迹的对地倾斜角度值，作为所述特征信息。
[0043](7)在该摆动分析系统中，所述传感器部可以包括加速度传感器和角速度传感器。角速度传感器可以是陀螺仪传感器。
[0044](8)本发明涉及一种程序，该程序使计算机作为以下部分发挥功能:摆动特征信息运算部，其根据对运动器具的摆动进行检测的运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息；摆动选择部，其选择所述摆动特征信息；以及基准摆动特征信息运算部，其根据所选择的所述摆动特征信息，运算出作为基准使用的基准摆动特征信息并将其保存到存储部中。
[0045]根据本发明，能够提供在操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置中使用的程序。
[0046](9)本发明涉及一种摆动分析方法，该摆动分析方法包括以下步骤:摆动特征信息运算步骤，根据对运动器具的摆动进行检测的运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息；摆动选择步骤，选择所述摆动特征信息；以及基准摆动特征信息运算步骤，根据选择出的所述摆动特征信息，运算出作为基准使用的基准摆动特征信息并将其保存到存储部中。
[0047]根据本发明，能够提供操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析方法。
【附图说明】
[0048]图1是示出本实施方式的摆动分析装置的结构的图。
[0049]图2是本实施方式的摆动分析装置的具体例。
[0050]图3是作为主体的主机终端的一例。
[0051]图4是运动传感器的输出数据的一例。
[0052]图5是摆动{目息的一例。
[0053]图6是摆动特征信息的一例。
[0054]图7是示出根据来自输入部的标记输入而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0055]图8是示出对运动传感器的输出数据进行触击判定从而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0056]图9是判定高尔夫球杆的摆动中的触击状态的例子。
[0057]标号说明
[0058]1:摆动分析装置；6:高尔夫球杆；7:高尔夫球；10:传感器部；20:主机终端；100:运动传感器；110:数据处理部；120:通信部；200:处理部(CPU) ；201:数据取得部；202:摆动特征信息运算部；203:摆动选择部；204:基准摆动特征信息运算部；205:触击状态判定部;206:比较部；210:通信部；220:操作部；230:ROM ；240:RAM ；250:非易失性存储器；260:显示部。
【具体实施方式】
[0059]下面，使用附图来详细说明本发明的优选实施方式。另外，以下说明的实施方式并非要对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当的限定。并且，以下说明的结构并不全是本发明的必要结构要件。
[0060]1.摆动分析装置的结构
[0061]图1是示出本实施方式的摆动分析装置的结构的图。本实施方式的摆动分析装置I构成为包括传感器部10和主机终端20，该传感器部10包括一个或多个运动传感器。传感器部10与主机终端20可以通过无线方式连接，也可以通过有线方式连接。
[0062]传感器部10被安装在作为摆动分析对象的运动器具上。在本实施方式中，传感器部10构成为包括一个或多个运动传感器100、数据处理部110、通信部120。
[0063]运动传感器100可以包括角速度传感器(陀螺仪传感器)。角速度传感器检测绕检测轴的角速度，输出与检测到的角速度的大小对应的信号(角速度数据)。在本实施方式的摆动分析装置I中，为了供主机终端20计算运动器具的姿势，作为运动传感器100，例如可以包括分别对3轴(X轴、y轴、z轴)方向的角速度进行检测的3个角速度传感器。
[0064]并且，运动传感器100也可以包括加速度传感器。加速度传感器对检测轴方向的加速度进行检测，输出与检测到的加速度的大小对应的信号(加速度数据)。在本实施方式的摆动分析装置I中，为了供主机终端20计算运动器具的姿势，作为运动传感器100，例如可以包括分别对3轴(X轴、y轴、z轴)方向的加速度进行检测的3个加速度传感器。
[0065]数据处理部110进行如下处理:取得运动传感器100的输出数据的同步，将该数据与时刻信息等进行组合而得到分组，输出到通信部120。进而，数据处理部110还可以进行运动传感器100的偏置校正和温度校正的处理。另外，偏置校正和温度校正的功能也可以安装到运动传感器100中。
[0066]通信部120进行如下处理:向主机终端20发送从数据处理部110接受的分组数据。
[0067]主机终端20构成为包括处理部(CPU) 200、通信部210、操作部220、ROM 230、RAM240、非易失性存储器250、显示部260。主机终端20可以作为专用装置来实现，也可以用个人计算机(PC)、或者便携游戏机、便携电话、智能手机等便携设备等来实现。
[0068]通信部210进行如下处理:接收从传感器部10发送的数据并将其发送到处理部200。
[0069]操作部220进行如下处理:取得来自用户的操作数据并将其发送到处理部200。操作部220例如是触摸面板型显示器、按钮、按键、麦克风等。
[0070]并且，操作部220可以作为与所述摆动相关联地进行标记输入的标记输入部发挥功能。并且，操作部220可以作为受理与所述摆动的数据种类有关的输入的数据种类输入部发挥功能。
[0071]ROM 230存储用于供处理部200进行各种计算处理和控制处理的程序、用于实现应用功能的各种程序和数据等。
[0072]RAM 240是如下的存储部:其被用作处理部200的作业区域，临时存储从R0M230读出的程序和数据、从操作部220输入的数据、处理部200按照各种程序执行的运算结果等。
[0073]非易失性存储器250是如下的记录部:记录通过处理部200的处理而生成的数据中需要长期保存的数据。例如可以记录所选择出的摆动的摆动特征信息和基准摆动特征信息。
[0074]显示部260以字符、图表或其他图像的方式显示处理部200的处理结果。显示部260例如是CRT、IXD、触摸面板型显示器、HMD (头戴式显示器)等。另外，也可以利用I个触摸面板型显示器来实现操作部220和显示部260的功能。
[0075]显示部260还可以作为输出比较信息的输出部发挥功能。
[0076]处理部200按照存储在ROM 240中的程序，对经由通信部210从传感器部10接收到的数据进行各种计算处理、各种控制处理(针对显示部260的显示控制等)。
[0077]在本实施方式中，处理部200作为以下说明的数据取得部201、摆动特征信息运算部202、摆动选择部203、基准摆动特征信息运算部204、触击状态判定部205、比较部206发挥功能。另外，本实施方式的处理部200也可以构成为省略其中一部分功能。
[0078]数据取得部201进行如下处理:取得经由通信部210接收到的传感器部10的输出数据(角速度数据)。所取得的数据例如被存储到ROM 240中。
[0079]摆动特征信息运算部202根据与所述摆动对应的所述运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息，摆动选择部203根据规定条件选择所述摆动特征信息，基准摆动特征信息运算部204根据所选择出的所述摆动的摆动特征信息，运算出作为基准使用的摆动特征信息即基准摆动特征信息并将其保存到存储部中。
[0080]并且，摆动选择部203可以根据与所述摆动相关联地进行的所述标记输入，选择所述摆动特征信息。
[0081]并且，触击状态判定部205可以根据所述运动传感器的输出数据，判定所述摆动中的触击的状态，摆动选择部203根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果，选择所述摆动特征信息。
[0082]比较部206可以对所述摆动的摆动特征信息与所述基准摆动特征信息进行比较而生成比较信息，将其输出到显示部260。
[0083]基准摆动特征信息运算部204根据所选择出的摆动的所述摆动特征信息，针对所述摆动的每个所述数据种类，计算所述基准摆动特征信息，存储到存储部(RAM 240或非易失性存储器250)中。
[0084]摆动特征信息运算部202可以根据所述运动传感器的输出数据，运算与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述特征信息，也可以根据所述运动传感器的输出数据，运算与所述摆动的触击時的角速度或速度变化有关的数据作为所述特征信息。
[0085]另外，数据取得部201、摆动特征信息运算部202、摆动选择部203、基准摆动特征信息运算部204、触击状态判定部205、比较部206的全部或一部分也可以置于传感器部10中。 [0086]并且，主机终端20可以包括未图示的音频输出部等，作为例如用语音消息、效果音或音乐等输出比较信息的输出部发挥功能。
[0087]2.摆动分析系统的具体例
[0088]以对高尔夫球杆的摆动进行分析的情况为例进行说明。
[0089]图2示出了本实施方式的摆动分析装置的具体例。
[0090]如该图所示，摆动分析装置的传感器部10独立于作为主体的主机终端20而安装在高尔夫球杆(运动器具的一例)6上，以无线等方式对作为主体的主机终端20发送检测数据(运动传感器的输出数据)。
[0091]图3是作为主体的主机终端20的一例。
[0092]主机终端20在壳体(外部)上具有按钮222、224等操作部和显示部260，在内部包括未图示的CPU、ROM、RAM、非易失性存储器等。
[0093]按钮222例如可以是进行“good”标记输入的按钮。在用户用高尔夫球杆进行摆动后，在认为本次进行的摆动是良好的摆动的情况下，当按下按钮222时，可以在与本次进行的摆动相关联的输出数据中作出“good”标记(例如开启与输出数据相关联的“good”标志等)。另外，在不认为是良好的摆动的情况下，如果不进行任何输入，则不在未进行任何输入的与摆动相关联的输出数据中作出“good”标记(例如关闭与输出数据相关联的“good”标志等)，所以，可根据有无作出标记(例如“good”标志等的开启/关闭)，以摆动为单位来选择所述输出数据。
[0094]按钮224例如可以是进行球杆种类(数据种类的一例)输入的按钮。在用户用高尔夫球杆开始进行摆动练习时，或者要变更所使用的球杆的种类时，可以按下按钮224来指定球杆的种类。例如可以构成为，在球杆的种类为球杆I (例如一号木杆:driver)、球杆2 (例如η号铁杆)、球杆3 (例如推杆)的情况下，通过按压按钮224，进行球杆1、球杆2、球杆3、…这样的球杆种类的切换。可以构成为，当按下按钮224时，在显示部260上显示当前选择的球杆种类。
[0095]可以构成为:在运动员进行了摆动后，在显示部260上显示本次摆动的摆动特征信息与最佳模式的摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)的比较信息。
[0096]比较信息可以是比较结果数据等，也可以是根据比较结果判定出摆动结果后的判定结果(例如与摆动的好差对应地赋予的级别)，还可以是根据比较结果对摆动进行分析后的分析内容，还可以是根据比较结果生成的面向用户的消息(例如“可惜”、“再接再厉”、“优秀”等消息)。
[0097]另外，可以针对所有摆动的输出数据进行比较或比较信息的输出，也可以对未作标记的摆动的输出数据进行比较或比较信息的输出。
[0098]并且，可以在主机终端20中设置扬声器等音频输出部，利用音频、语音消息或音乐等输出比较结果。
[0099]3.运动传感器的输出数据和摆动信息
[0100]图4是示出运动传感器的输出数据的一例的图。
[0101]这里，以运动传感器由3轴角速度传感器(X、1、ζ)和3轴加速度传感器构成的情况为例进行说明。
[0102]关于运动传感器的输出数据，3轴角速度传感器(X、y、ζ)和3轴加速度传感器所输出的模拟信号被转换为数字信号，成为规定时间间隔(tl、t2、…、tn、…)的3轴角速度传感器(x、y、z)的检测值412、414、416和3轴加速度传感器(x、y、z)的检测值422、424、426。
[0103]根据输出数据412、414、416、422、424、426的转变等来判断摆动前后的特征，能够以摆动为单位(可以是从一次摆动开始到下次摆动开始为止的期间单位，包含一次摆动和其前后的非摆动期间)对输出数据进行划分。例如，如果判定为区间Kl (时刻tl?时刻tn-Ι)、区间K2(时刻tn?时刻tn+m-Ι)、…示出了一次摆动的输出数据的特征，则将区间K1、K2、…的输出数据识别为一次摆动的输出数据，进行各个摆动的摆动特征信息的运算。
[0104]当存在来自操作部(例如图3的按钮224)的“good标记”输入时，可以根据各个摆动的时刻和标记输入的时刻，将所述标记输入与各个摆动的输出数据关联起来。
[0105]例如在区间K1、区间K3的期间存在来自操作部(例如图3的按钮224)的“good标记”输入ml、m2时，将区间K1、区间K3中的摆动的输出数据标记为“good”数据。
[0106]另外，也可以根据输出数据判断各个摆动的结束，在各个摆动的结束时设置用于对各个摆动进行标记输入的标记输入期间。在标记输入期间内进行了标记输入的情况下，将与标记输入期间对应的摆动的输出数据标记为“good”数据。
[0107]图5示出了与运动传感器的输出数据相关联地存储的摆动信息的一例。
[0108]可以构成为:按照摆动单位来划分运动传感器的输出数据，方便地对各个摆动赋予摆动编号430，与摆动编号430相关联地存储数据种类440、时刻信息450、good标志460等摆动信息。
[0109]时刻信息450是与各个摆动对应的区间的时刻信息(各个区间的开始时刻和结束时刻等)。根据该时刻信息450，能够从运动传感器的输出数据中确定出相应的摆动部分。并且，可以与摆动编号430相关联地存储good标志460。可以根据各个摆动的时刻信息450，取出对应的运动传感器的输出数据，运算出摆动特征信息。并且，可以根据各个摆动的good标志信息460判断是否选择各个摆动。
[0110]4.摆动特征信息和最佳模式摆动特征信息
[0111]图6示出了摆动特征信息的一例。
[0112]摆动特征信息包括摆动轨迹信息470和杆头速度信息480，该摆动特征信息是根据运动传感器的输出数据的相应的摆动对应部分而运算出的，并与摆动编号430相关联地进行存储。另外，数据种类440也可与摆动编号430相关联地进行存储，由此，能够取得摆动特征信息与数据种类的对应关系。
[0113]摆动轨迹信息470例如可以是表示运动器具的轨迹形状或轨道的坐标值或函数。例如可以利用加速度传感器的输出值求出运动器具的初始状态，利用角速度传感器(陀螺仪传感器)的输出值求出此后的运动。
[0114]并且，作为摆动轨迹信息470，也可以包含根据运动传感器的输出数据而求出的摆动轨迹的对地倾斜角度值。
[0115]并且，杆头速度信息480可以是触击时的角速度。触击时的角速度可以是摆动面内的角速度，也可以根据高尔夫球杆等的姿势对实际的角速度传感器的输出进行校正而求出。
[0116]最佳模式摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)是根据作为good数据而存储的摆动的摆动特征信息而运算出的。例如如图6所示，在存在摆动轨迹信息470和杆头速度信息480这多个摆动特征信息的情况下，针对每个摆动特征信息求出最佳模式信息(最佳模式摆动轨迹信息、最佳模式杆头速度信息)。
[0117]作为最佳模式摆动特征信息的运算，可以运算出作为good数据存储的摆动的摆动特征信息的平均值，将所求出的平均值作为最佳模式摆动特征信息。并且，也可以运算出作为good数据存储的摆动的摆动特征信息的最多值，将所求出的最多值作为最佳模式摆动特征信息。
[0118]并且，可以针对每个数据种类求出最佳模式摆动特征信息。例如，可以根据数据种类“I”的摆动“000001”、“000002”、…的摆动轨迹信息S1、S2、…，运算出数据种类“I”的最佳模式摆动轨迹信息。
[0119]并且，可以实时进行最佳模式摆动特征信息的更新。每当用户进行摆动而出现good摆动时，作为最佳模式摆动特征信息运算的基础的母集的样本增加，所以，可以在样本的每次增加时，更新最佳模式摆动特征信息。
[0120]5.触击判定处理
[0121]图9是判定高尔夫球杆的摆动中的触击状态的例子的说明图。例如，图9(A)示出了在高尔夫球杆6的摆动中、高尔夫球7撞击到高尔夫球杆6的杆头的中心轴(用单点划线表示)上的位置处的图。另一方面，图9(B)示出了在高尔夫球杆6的摆动中、高尔夫球7撞击到从高尔夫球杆6的杆头的中心轴(用单点划线表示)上向左方向偏移的位置处的图。在高尔夫球7撞击到高尔夫球杆6的杆头的中心轴上的位置处的情况下(恰好击中的情况)，基本不产生绕中心轴的旋转，而在高尔夫球7撞击到从中心轴上偏移的位置处的情况下(击中失败的情况)，在刚刚触击之后立刻产生绕中心轴的旋转(图9(B)的箭头)。因此，将与刚刚触击之后的高尔夫球杆6的杆头的中心轴正交的任意轴作为判定轴，根据该判定轴的姿势角的变化量，能够判定高尔夫球7是否撞击于中心轴上。并且，能够根据绕摆动轴的角速度来判断触击的时刻。
[0122]因此，为了捕捉绕摆动轴的角速度和绕判定轴的角速度，例如将包括能够分别对相互正交的3轴(X轴、y轴、ζ轴)方向的角速度进行检测的3个角速度传感器的传感器部10安装在高尔夫球杆6的杆头上，且例如安装成X轴与击球面垂直、ζ轴与高尔夫球杆6的杆头的中心轴一致。由此，能够根据绕I轴(摆动轴)的角速度数据检测触击的时刻，并且，能够根据刚刚触击之后的X轴或y轴(判定轴)的姿势角的变化量判定触击的状态。另外，传感器部10不限于安装在高尔夫球杆6的杆头上，可安装在不妨碍摆动的任意位置处。
[0123]通过这样地计算出刚刚触击之后的规定时间中的判定轴的姿势 角的最大变化量，能够捕捉因触击而产生的运动器具的旋转运动。因此，通过根据运动器具恰当地选择判定轴，能够客观地判定触击的状态。
[0124]6.本实施方式的处理。
[0125]图7是示出根据来自输入部的标记输入而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0126]当运动员接通了本系统的电源后，进行以下处理。
[0127]首先，受理所要使用的高尔夫球杆的种类即使用球杆种类信息的输入(步骤SlO)。另外，在没有特别输入的情况下，可以使用默认值或上次的指定值进行以后的处理。
[0128]根据运动传感器的输出数据判定是否是摆动的分界处(步骤S20)。例如将图4所示的运动传感器的输出数据划分为区间K1、区间K2、…，将区间发生切换的时刻判定为摆动的分界处。
[0129]如果是摆动的分界处(步骤S30)，则进行以下的处理，如果不是分界处，则返回步骤 S20。
[0130]根据运动传感器的输出数据，以摆动为单位运算出摆动特征信息(步骤S40)。例如运算出摆动轨迹信息、杆头速度信息等特征信息。
[0131]接着，判断是否存在与摆动相关联的Good标记输入。在存在来自操作部的Good标记输入的情况下，将其作为被指定为“good”的摆动的摆动数据(good标志)进行记录，可以利用该摆动的摆动数据(good标志)来判断有无与摆动相关联的Good标记输入。
[0132]当存在与摆动相关联的Good标记输入时(步骤S50)，将作出Good标记的摆动特征信息作为Good数据，按照使用球杆种类信息而保存到存储部中(步骤S60)。
[0133]从存储部中读出具有与本次的Good数据相同的使用球杆种类信息的Good数据(也包括本次的Good数据)的摆动特征信息，根据读出的摆动特征信息运算出最佳模式摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)(步骤S70)。
[0134]在不存在来自操作部的Good标记输入的情况下，记录未作出Good标记的摆动的摆动特征信息，作为最新数据(步骤S80)。
[0135]然后，对最佳模式摆动特征信息与作为最新数据而记录的摆动特征信息进行比较，输出比较结果(步骤S90)。
[0136]这样，根据本实施方式的摆动分析装置，根据用户的good标记输入选择good摆动，根据good摆动的good数据运算出最佳模式摆动特征信息，根据该最佳模式摆动特征信息进行摆动的分析。因此，能够提供可实时地得到基于各用户自己的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置。
[0137]图8是示出对运动传感器的输出数据进行触击判定从而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0138]首先，受理所要使用的高尔夫球杆的种类即使用球杆种类信息的输入(步骤S110)。另外，在没有特别输入的情况下，可以使用默认值或上次的指定值进行以后的处理。
[0139]根据运动传感器的输出数据判定是否是摆动的分界处(步骤S120)。例如将图4所示的运动传感器的输出数据划分为区间K1、区间K2、…，将区间发生切换的时刻判定为摆动的分界处。
[0140]如果是摆动的分界处(步骤S130)，则进行以下的处理，如果不是分界处，则返回步骤S120。
[0141]根据运动传感器的输出数据，以摆动为单位运算出摆动特征信息(步骤S140)。例如运算出摆动轨迹信息、杆头速度信息等特征信息。
[0142]接着，根据摆动特征信息，以摆动为单位进行触击判定处理(步骤S150)。
[0143]接着，根据触击判定结果，判定本次的摆动是否是Good摆动(步骤S160)。根据运动传感器的输出数据判定触击的状态，在触击的状态满足规定条件的情况下，记录为被指定为“good”的摆动的摆动数据(good标志)，可以利用该摆动的摆动数据(good标志)来判断摆动是否是Good摆动。
[0144]在判定为Good摆动的情况下(步骤S170)，将被判定为Good摆动的摆动特征信息作为Good数据，按照使用球杆种类信息保存到存储部中(步骤S180)。
[0145]从存储部中读出具有与本次的Good数据相同的使用球杆种类信息的Good数据(也包括本次的Good数据)的摆动特征信息，根据读出的摆动特征信息运算出最佳模式摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)(步骤S190)。
[0146]在判定为不是Good摆动的情况下，记录未被判定为Good摆动的摆动的摆动特征信息，作为最新数据(步骤S200)。
[0147]然后，对最佳模式摆动特征信息与作为最新数据而记录的摆动特征信息进行比较，输出比较结果(步骤S210)。
[0148]这样，根据本实施方式的摆动分析装置，根据运动传感器的输出数据的触击判定结果来选择good摆动，根据good摆动的good数据运算出最佳模式摆动特征信息，根据该最佳模式摆动特征信息进行摆动的分析。因此，能够提供可实时地得到基于各用户自己的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置。
[0149]以上，以运动器具是高尔夫球杆的情况为例对本实施方式的手法进行了说明，但对于其他运动器具而言，只要与运动器具相应地恰当定义摆动轴和判定轴，就能够应用本实施方式的手法。
[0150]本发明不限于本实施方式，可在本发明主旨的范围内实施各种变形。
[0151]本发明包括与实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如功能、方法和结果相同的结构或者目的和效果相同的结构)。并且，本发明包括对实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。并且，本发明包括能够发挥与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或者实现相同目的的结构。并且，本发明包括对实施方式中说明的结构附加了公知技术后的结构。
【主权项】
1.一种摆动分析装置，该摆动分析装置包括: 摆动特征信息运算部，其根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息； 存储部，其将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储； 摆动选择部，其选择摆动特征信息；以及 比较部，其将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。2.根据权利要求1所述的摆动分析装置，其中， 所述比较部将作为比较对象的摆动特征信息和与所述摆动特征信息具有相同的运动器具种类信息的所述基准摆动特征信息读出而进行比较。3.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 该摆动分析装置包括标记输入部，该标记输入部与所述摆动相关联地进行标记输入， 所述摆动选择部根据所述标记输入来选择所述摆动特征信息。4.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 该摆动分析装置包括触击状态判定部，该触击状态判定部根据所述摆动特征信息判定所述摆动中的触击的状态， 所述摆动选择部根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果来选择所述摆动特征信息。5.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 所述比较部生成作为比较对象的所述摆动特征信息与所述基准摆动特征信息之间的比较信息，并输出所述比较信息。6.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 该摆动分析装置包括数据种类输入部，该数据种类输入部输入所述摆动的数据种类。7.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 所述摆动特征信息运算部运算出与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述摆动特征信息。8.一种摆动分析系统，其包括: 权利要求1至7中的任意一项所述的摆动分析装置；以及 运动传感器，其安装于所述运动器具和用户中的至少一方，检测所述摆动。9.一种程序，该程序使计算机执行以下步骤: 根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息； 将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储； 选择摆动特征信息；以及 将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。10.一种摆动分析方法，该摆动分析方法包括以下步骤: 摆动特征信息运算步骤，根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息； 存储步骤，将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储； 摆动选择步骤，选择摆动特征信息；以及 比较步骤，将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信 息用作比较用的数据。
【专利摘要】本发明提供摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法，它们操作容易，且能够得到基于每个人的最佳摆动的摆动信息。该摆动分析装置包括：摆动特征信息运算部，其根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；存储部，其将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；摆动选择部，其选择摆动特征信息；以及比较部，其将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
【IPC分类】G09B19/00, A63B69/36, A63B102/32, A63B60/46
【公开号】CN104888441
【申请号】CN201510349772
【发明人】高杉利康
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年1月30日
【公告号】CN102671356A, CN102671356B, US8764576, US20120196693
【专利说明】摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法
[0001]本申请是基于发明名称为“摆动分析装置、程序以及摆动分析方法”，申请日为2012年I月30日，申请号为201210020849.6的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法。
【背景技术】
[0003]在各种领域中均需要对人或物体的运动进行分析的装置。例如，对高尔夫球杆的摆动轨道等进行分析，根据分析结果明确改善点，由此能够提高竞争力。
[0004]目前，作为实用的运动分析装置，一般采用如下结构:利用红外线照相机等对附加有标记的被测定物进行连拍，使用所拍摄的连续图像计算标记的移动轨迹，从而对运动进行分析。
[0005]【专利文献I】日本特开2001-296799号公报
[0006]但是，在这种运动分析装置中，需要用于拍摄图像的红外线照相机，所以装置变大，存在难以操作的问题。例如在希望从多个角度拍摄网球练习中的图像的情况下，需要根据希望拍摄的角度来移动红外线照相机的位置或者改变运动员的朝向。
[0007]对此，近年来，提出了在被测定物上安装小型的运动传感器，并根据传感器的输出数据对被测定物的运动进行分析的装置，由于不需要红外线照相机，因此具有容易操作的优点，但是，难以进行与用户的需要相匹配的摆动分析。
[0008]对于高尔夫等的运动员而言，维持最佳时的摆动十分重要，但是实际上是很难做到的，而且，希望在偏离于最佳状态时定量地得知当前状态如何变化。虽然有时与作为最佳摆动的、例如一流职业选手的摆动或基于高尔夫理论的理想摆动进行比较，但是存在以下问题:实际的最佳摆动因人而异，并不是唯一的。
【发明内容】
[0009]本发明是鉴于以上这样的问题而完成的，根据本发明的几个方式，能够提供操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法。
[0010]本发明的一个方面为摆动分析装置，该摆动分析装置包括:摆动特征信息运算部，其根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；存储部，其将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；摆动选择部，其选择摆动特征信息；以及比较部，其将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
[0011]在所述摆动分析装置中，所述比较部将作为比较对象的摆动特征信息和与所述摆动特征信息具有相同的运动器具种类信息的所述基准摆动特征信息读出而进行比较。
[0012]在所述摆动分析装置中，该摆动分析装置包括标记输入部，该标记输入部与所述摆动相关联地进行标记输入，所述摆动选择部根据所述标记输入来选择所述摆动特征信息。
[0013]在所述摆动分析装置中，该摆动分析装置包括触击状态判定部，该触击状态判定部根据所述摆动特征信息判定所述摆动中的触击的状态，所述摆动选择部根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果来选择所述摆动特征信息。
[0014]在所述摆动分析装置中，所述比较部生成作为比较对象的所述摆动特征信息与所述基准摆动特征信息之间的比较信息，并输出所述比较信息。
[0015]在所述摆动分析装置中，该摆动分析装置包括数据种类输入部，该数据种类输入部输入所述摆动的数据种类。
[0016]在所述摆动分析装置中，所述摆动特征信息运算部运算出与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述摆动特征信息。
[0017]本发明的另一方面为摆动分析系统，其包括:摆动分析装置；以及运动传感器，其安装于所述运动器具和用户中的至少一方，检测所述摆动。
[0018]本发明的另一方面为程序，该程序使计算机执行以下步骤:根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；选择摆动特征信息；以及将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
[0019]本发明的又一方面为摆动分析方法，该摆动分析方法包括以下步骤:摆动特征信息运算步骤，根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；存储步骤，将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；摆动选择步骤，选择摆动特征信息；以及比较步骤，将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
[0020](I)本发明是一种摆动分析系统，该摆动分析系统包括:传感器部，其包括对运动器具的摆动进行检测的运动传感器；摆动特征信息运算部，其根据与所述摆动对应的所述运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息；摆动选择部，其选择所述摆动特征信息；以及基准摆动特征信息运算部，其根据所选择的所述摆动特征信息，运算出作为基准使用的基准摆动特征信息并保存到存储部中。
[0021]传感器部可以由至少对单轴的加速度(也可以是三轴)进行检测的加速度传感器和至少对单轴的角速度(也可以是三轴)进行检测的角速度传感器(陀螺仪传感器)中的至少一方构成，还可以包括作为姿势传感器发挥功能的传感器。
[0022]运动器具例如可以是高尔夫球杆，运动传感器可以安装在高尔夫球杆上，对高尔夫球杆的摆动进行检测。
[0023]关于所述运动传感器的输出数据，根据输出数据的转变等来判断摆动前后的特征，能够以摆动为单位对输出数据进行划分，所以，可以根据以摆动为单位的输出数据运算出各个摆动的摆动特征信息。
[0024]摆动特征信息可以作为摆动的好差状态的判断素材中的多个项目中的每个数据来提供。
[0025]摆动选择部可以根据外部输入(例如用户的输入)进行选择。例如，可以选择用户从操作部进行了指示为“Good数据(选择对象)”的输入的摆动的输出数据，作为“Good数据”。
[0026]并且，也可以根据所述运动传感器的输出数据的内容满足了规定条件而进行选择。例如，可以根据所述运动传感器的输出数据判定触击状态，选择触击状态满足规定条件的摆动的输出数据，作为“Good数据”。
[0027]基准摆动特征信息可以是选择出的摆动的摆动特征信息的平均值，也可以是最多值，还可以是其他值。
[0028]基准摆动特征信息运算部可以在每次新选择摆动特征信息时，实时地更新基准摆动特征信息。
[0029]摆动分析系统可以作为传感器部与主体(摆动特征信息运算部、摆动选择部、基准摆动特征信息运算部)构成为一体的一体型装置来实现，也可以构成为，传感器部独立于主体而安装于运动器具等上，并通过无线等方式向主体发送检测数据。
[0030]根据本发明，能够提供操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置和方法。
[0031](2)在该摆动分析系统中，可以是:包括标记输入部，该标记输入部与所述摆动相关联地进行标记输入，所述摆动选择部根据所述标记输入来选择所述摆动特征信息。
[0032]与各个摆动的输出数据相关联地保持标记输入的有无等作为标记输入标志，摆动选择部可以根据与各个摆动的输出数据相关联地保持的标记输入标志，选择摆动特征信息。
[0033](3)在该摆动分析系统中，可以是:包括触击状态判定部，该触击状态判定部根据所述摆动特征信息判定所述摆动中的触击的状态，所述摆动选择部根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果来选择所述摆动特征信息。
[0034]触击状态判定部可以检测所述运动器具的摆动中的触击的时刻，根据所述触击的时刻，计算从所述触击的时刻起规定时间内的所述运动器具的姿势角的变化量，根据计算结果判定所述触击的状态。并且，关于所述触击的检测，可以根据所述运动传感器的输出数据，检测相对于所述运动器具进行摆动的轴的角速度或加速度的大小的最大值，检测相对于所述运动器具进行摆动的轴的角速度或加速度的大小达到最大的时刻，作为所述触击的时刻。一般认为，相对于运动器具进行摆动的轴的角速度在即将触击之前达到最大，所以能够检测出触击的时刻。并且，关于所述触击状态的判定，可以根据相对于所述运动器具进行摆动的轴的角速度的大小的最大值，可变地设定所述触击状态的判定基准。一般认为，如果运动器具的摆动速度不同，则即使球撞击到相同位置，因产生的旋转运动而引起的姿势角变化量的大小也不同，所以，通过设为与摆动速度对应的恰当的判定基准，能够无误地判定触击状态。
[0035](4)在该摆动分析系统中，可以包括:比较部，其对所述摆动特征信息与所述基准摆动特征信息进行比较而生成比较信息；以及输出部，其输出所述比较信息。
[0036]能够容易地对运动员自身的最佳摆动与当前摆动进行比较，例如，如果对外置的放映机输出比较数据，则能够使运动员迅速地得知当前摆动的不佳之处。
[0037](5)在该摆动分析系统中，可以包括数据种类输入部，该数据种类输入部输入所述摆动的数据种类。
[0038]在所要运算的摆动特征信息的内容随每个数据种类而不同的情况下，所述摆动特征信息运算部也可以运算出与各个摆动的数据种类对应的摆动特征信息。
[0039]并且，所述比较部可以对各个摆动的摆动特征信息与和各个摆动的数据种类相同的所述基准 摆动特征信息进行比较。
[0040](6)在该摆动分析系统中，可以是:所述摆动特征信息运算部运算出与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述摆动特征信息。
[0041]与摆动轨迹有关的数据，例如可以是表示运动器具的轨迹形状或轨道的坐标值或函数。例如可以利用加速度传感器的输出值求出运动器具的初始状态，利用角速度传感器(陀螺仪传感器)的输出值求出此后的运动。
[0042]并且，所述摆动特征信息运算部可以根据所述运动传感器的输出数据运算出所述摆动的摆动轨迹的对地倾斜角度值，作为所述特征信息。
[0043](7)在该摆动分析系统中，所述传感器部可以包括加速度传感器和角速度传感器。角速度传感器可以是陀螺仪传感器。
[0044](8)本发明涉及一种程序，该程序使计算机作为以下部分发挥功能:摆动特征信息运算部，其根据对运动器具的摆动进行检测的运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息；摆动选择部，其选择所述摆动特征信息；以及基准摆动特征信息运算部，其根据所选择的所述摆动特征信息，运算出作为基准使用的基准摆动特征信息并将其保存到存储部中。
[0045]根据本发明，能够提供在操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置中使用的程序。
[0046](9)本发明涉及一种摆动分析方法，该摆动分析方法包括以下步骤:摆动特征信息运算步骤，根据对运动器具的摆动进行检测的运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息；摆动选择步骤，选择所述摆动特征信息；以及基准摆动特征信息运算步骤，根据选择出的所述摆动特征信息，运算出作为基准使用的基准摆动特征信息并将其保存到存储部中。
[0047]根据本发明，能够提供操作容易、且能得到基于每个人的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析方法。
【附图说明】
[0048]图1是示出本实施方式的摆动分析装置的结构的图。
[0049]图2是本实施方式的摆动分析装置的具体例。
[0050]图3是作为主体的主机终端的一例。
[0051]图4是运动传感器的输出数据的一例。
[0052]图5是摆动{目息的一例。
[0053]图6是摆动特征信息的一例。
[0054]图7是示出根据来自输入部的标记输入而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0055]图8是示出对运动传感器的输出数据进行触击判定从而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0056]图9是判定高尔夫球杆的摆动中的触击状态的例子。
[0057]标号说明
[0058]1:摆动分析装置；6:高尔夫球杆；7:高尔夫球；10:传感器部；20:主机终端；100:运动传感器；110:数据处理部；120:通信部；200:处理部(CPU) ；201:数据取得部；202:摆动特征信息运算部；203:摆动选择部；204:基准摆动特征信息运算部；205:触击状态判定部;206:比较部；210:通信部；220:操作部；230:ROM ；240:RAM ；250:非易失性存储器；260:显示部。
【具体实施方式】
[0059]下面，使用附图来详细说明本发明的优选实施方式。另外，以下说明的实施方式并非要对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当的限定。并且，以下说明的结构并不全是本发明的必要结构要件。
[0060]1.摆动分析装置的结构
[0061]图1是示出本实施方式的摆动分析装置的结构的图。本实施方式的摆动分析装置I构成为包括传感器部10和主机终端20，该传感器部10包括一个或多个运动传感器。传感器部10与主机终端20可以通过无线方式连接，也可以通过有线方式连接。
[0062]传感器部10被安装在作为摆动分析对象的运动器具上。在本实施方式中，传感器部10构成为包括一个或多个运动传感器100、数据处理部110、通信部120。
[0063]运动传感器100可以包括角速度传感器(陀螺仪传感器)。角速度传感器检测绕检测轴的角速度，输出与检测到的角速度的大小对应的信号(角速度数据)。在本实施方式的摆动分析装置I中，为了供主机终端20计算运动器具的姿势，作为运动传感器100，例如可以包括分别对3轴(X轴、y轴、z轴)方向的角速度进行检测的3个角速度传感器。
[0064]并且，运动传感器100也可以包括加速度传感器。加速度传感器对检测轴方向的加速度进行检测，输出与检测到的加速度的大小对应的信号(加速度数据)。在本实施方式的摆动分析装置I中，为了供主机终端20计算运动器具的姿势，作为运动传感器100，例如可以包括分别对3轴(X轴、y轴、z轴)方向的加速度进行检测的3个加速度传感器。
[0065]数据处理部110进行如下处理:取得运动传感器100的输出数据的同步，将该数据与时刻信息等进行组合而得到分组，输出到通信部120。进而，数据处理部110还可以进行运动传感器100的偏置校正和温度校正的处理。另外，偏置校正和温度校正的功能也可以安装到运动传感器100中。
[0066]通信部120进行如下处理:向主机终端20发送从数据处理部110接受的分组数据。
[0067]主机终端20构成为包括处理部(CPU) 200、通信部210、操作部220、ROM 230、RAM240、非易失性存储器250、显示部260。主机终端20可以作为专用装置来实现，也可以用个人计算机(PC)、或者便携游戏机、便携电话、智能手机等便携设备等来实现。
[0068]通信部210进行如下处理:接收从传感器部10发送的数据并将其发送到处理部200。
[0069]操作部220进行如下处理:取得来自用户的操作数据并将其发送到处理部200。操作部220例如是触摸面板型显示器、按钮、按键、麦克风等。
[0070]并且，操作部220可以作为与所述摆动相关联地进行标记输入的标记输入部发挥功能。并且，操作部220可以作为受理与所述摆动的数据种类有关的输入的数据种类输入部发挥功能。
[0071]ROM 230存储用于供处理部200进行各种计算处理和控制处理的程序、用于实现应用功能的各种程序和数据等。
[0072]RAM 240是如下的存储部:其被用作处理部200的作业区域，临时存储从R0M230读出的程序和数据、从操作部220输入的数据、处理部200按照各种程序执行的运算结果等。
[0073]非易失性存储器250是如下的记录部:记录通过处理部200的处理而生成的数据中需要长期保存的数据。例如可以记录所选择出的摆动的摆动特征信息和基准摆动特征信息。
[0074]显示部260以字符、图表或其他图像的方式显示处理部200的处理结果。显示部260例如是CRT、IXD、触摸面板型显示器、HMD (头戴式显示器)等。另外，也可以利用I个触摸面板型显示器来实现操作部220和显示部260的功能。
[0075]显示部260还可以作为输出比较信息的输出部发挥功能。
[0076]处理部200按照存储在ROM 240中的程序，对经由通信部210从传感器部10接收到的数据进行各种计算处理、各种控制处理(针对显示部260的显示控制等)。
[0077]在本实施方式中，处理部200作为以下说明的数据取得部201、摆动特征信息运算部202、摆动选择部203、基准摆动特征信息运算部204、触击状态判定部205、比较部206发挥功能。另外，本实施方式的处理部200也可以构成为省略其中一部分功能。
[0078]数据取得部201进行如下处理:取得经由通信部210接收到的传感器部10的输出数据(角速度数据)。所取得的数据例如被存储到ROM 240中。
[0079]摆动特征信息运算部202根据与所述摆动对应的所述运动传感器的输出数据，运算出所述摆动的摆动特征信息，摆动选择部203根据规定条件选择所述摆动特征信息，基准摆动特征信息运算部204根据所选择出的所述摆动的摆动特征信息，运算出作为基准使用的摆动特征信息即基准摆动特征信息并将其保存到存储部中。
[0080]并且，摆动选择部203可以根据与所述摆动相关联地进行的所述标记输入，选择所述摆动特征信息。
[0081]并且，触击状态判定部205可以根据所述运动传感器的输出数据，判定所述摆动中的触击的状态，摆动选择部203根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果，选择所述摆动特征信息。
[0082]比较部206可以对所述摆动的摆动特征信息与所述基准摆动特征信息进行比较而生成比较信息，将其输出到显示部260。
[0083]基准摆动特征信息运算部204根据所选择出的摆动的所述摆动特征信息，针对所述摆动的每个所述数据种类，计算所述基准摆动特征信息，存储到存储部(RAM 240或非易失性存储器250)中。
[0084]摆动特征信息运算部202可以根据所述运动传感器的输出数据，运算与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述特征信息，也可以根据所述运动传感器的输出数据，运算与所述摆动的触击時的角速度或速度变化有关的数据作为所述特征信息。
[0085]另外，数据取得部201、摆动特征信息运算部202、摆动选择部203、基准摆动特征信息运算部204、触击状态判定部205、比较部206的全部或一部分也可以置于传感器部10中。 [0086]并且，主机终端20可以包括未图示的音频输出部等，作为例如用语音消息、效果音或音乐等输出比较信息的输出部发挥功能。
[0087]2.摆动分析系统的具体例
[0088]以对高尔夫球杆的摆动进行分析的情况为例进行说明。
[0089]图2示出了本实施方式的摆动分析装置的具体例。
[0090]如该图所示，摆动分析装置的传感器部10独立于作为主体的主机终端20而安装在高尔夫球杆(运动器具的一例)6上，以无线等方式对作为主体的主机终端20发送检测数据(运动传感器的输出数据)。
[0091]图3是作为主体的主机终端20的一例。
[0092]主机终端20在壳体(外部)上具有按钮222、224等操作部和显示部260，在内部包括未图示的CPU、ROM、RAM、非易失性存储器等。
[0093]按钮222例如可以是进行“good”标记输入的按钮。在用户用高尔夫球杆进行摆动后，在认为本次进行的摆动是良好的摆动的情况下，当按下按钮222时，可以在与本次进行的摆动相关联的输出数据中作出“good”标记(例如开启与输出数据相关联的“good”标志等)。另外，在不认为是良好的摆动的情况下，如果不进行任何输入，则不在未进行任何输入的与摆动相关联的输出数据中作出“good”标记(例如关闭与输出数据相关联的“good”标志等)，所以，可根据有无作出标记(例如“good”标志等的开启/关闭)，以摆动为单位来选择所述输出数据。
[0094]按钮224例如可以是进行球杆种类(数据种类的一例)输入的按钮。在用户用高尔夫球杆开始进行摆动练习时，或者要变更所使用的球杆的种类时，可以按下按钮224来指定球杆的种类。例如可以构成为，在球杆的种类为球杆I (例如一号木杆:driver)、球杆2 (例如η号铁杆)、球杆3 (例如推杆)的情况下，通过按压按钮224，进行球杆1、球杆2、球杆3、…这样的球杆种类的切换。可以构成为，当按下按钮224时，在显示部260上显示当前选择的球杆种类。
[0095]可以构成为:在运动员进行了摆动后，在显示部260上显示本次摆动的摆动特征信息与最佳模式的摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)的比较信息。
[0096]比较信息可以是比较结果数据等，也可以是根据比较结果判定出摆动结果后的判定结果(例如与摆动的好差对应地赋予的级别)，还可以是根据比较结果对摆动进行分析后的分析内容，还可以是根据比较结果生成的面向用户的消息(例如“可惜”、“再接再厉”、“优秀”等消息)。
[0097]另外，可以针对所有摆动的输出数据进行比较或比较信息的输出，也可以对未作标记的摆动的输出数据进行比较或比较信息的输出。
[0098]并且，可以在主机终端20中设置扬声器等音频输出部，利用音频、语音消息或音乐等输出比较结果。
[0099]3.运动传感器的输出数据和摆动信息
[0100]图4是示出运动传感器的输出数据的一例的图。
[0101]这里，以运动传感器由3轴角速度传感器(X、1、ζ)和3轴加速度传感器构成的情况为例进行说明。
[0102]关于运动传感器的输出数据，3轴角速度传感器(X、y、ζ)和3轴加速度传感器所输出的模拟信号被转换为数字信号，成为规定时间间隔(tl、t2、…、tn、…)的3轴角速度传感器(x、y、z)的检测值412、414、416和3轴加速度传感器(x、y、z)的检测值422、424、426。
[0103]根据输出数据412、414、416、422、424、426的转变等来判断摆动前后的特征，能够以摆动为单位(可以是从一次摆动开始到下次摆动开始为止的期间单位，包含一次摆动和其前后的非摆动期间)对输出数据进行划分。例如，如果判定为区间Kl (时刻tl?时刻tn-Ι)、区间K2(时刻tn?时刻tn+m-Ι)、…示出了一次摆动的输出数据的特征，则将区间K1、K2、…的输出数据识别为一次摆动的输出数据，进行各个摆动的摆动特征信息的运算。
[0104]当存在来自操作部(例如图3的按钮224)的“good标记”输入时，可以根据各个摆动的时刻和标记输入的时刻，将所述标记输入与各个摆动的输出数据关联起来。
[0105]例如在区间K1、区间K3的期间存在来自操作部(例如图3的按钮224)的“good标记”输入ml、m2时，将区间K1、区间K3中的摆动的输出数据标记为“good”数据。
[0106]另外，也可以根据输出数据判断各个摆动的结束，在各个摆动的结束时设置用于对各个摆动进行标记输入的标记输入期间。在标记输入期间内进行了标记输入的情况下，将与标记输入期间对应的摆动的输出数据标记为“good”数据。
[0107]图5示出了与运动传感器的输出数据相关联地存储的摆动信息的一例。
[0108]可以构成为:按照摆动单位来划分运动传感器的输出数据，方便地对各个摆动赋予摆动编号430，与摆动编号430相关联地存储数据种类440、时刻信息450、good标志460等摆动信息。
[0109]时刻信息450是与各个摆动对应的区间的时刻信息(各个区间的开始时刻和结束时刻等)。根据该时刻信息450，能够从运动传感器的输出数据中确定出相应的摆动部分。并且，可以与摆动编号430相关联地存储good标志460。可以根据各个摆动的时刻信息450，取出对应的运动传感器的输出数据，运算出摆动特征信息。并且，可以根据各个摆动的good标志信息460判断是否选择各个摆动。
[0110]4.摆动特征信息和最佳模式摆动特征信息
[0111]图6示出了摆动特征信息的一例。
[0112]摆动特征信息包括摆动轨迹信息470和杆头速度信息480，该摆动特征信息是根据运动传感器的输出数据的相应的摆动对应部分而运算出的，并与摆动编号430相关联地进行存储。另外，数据种类440也可与摆动编号430相关联地进行存储，由此，能够取得摆动特征信息与数据种类的对应关系。
[0113]摆动轨迹信息470例如可以是表示运动器具的轨迹形状或轨道的坐标值或函数。例如可以利用加速度传感器的输出值求出运动器具的初始状态，利用角速度传感器(陀螺仪传感器)的输出值求出此后的运动。
[0114]并且，作为摆动轨迹信息470，也可以包含根据运动传感器的输出数据而求出的摆动轨迹的对地倾斜角度值。
[0115]并且，杆头速度信息480可以是触击时的角速度。触击时的角速度可以是摆动面内的角速度，也可以根据高尔夫球杆等的姿势对实际的角速度传感器的输出进行校正而求出。
[0116]最佳模式摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)是根据作为good数据而存储的摆动的摆动特征信息而运算出的。例如如图6所示，在存在摆动轨迹信息470和杆头速度信息480这多个摆动特征信息的情况下，针对每个摆动特征信息求出最佳模式信息(最佳模式摆动轨迹信息、最佳模式杆头速度信息)。
[0117]作为最佳模式摆动特征信息的运算，可以运算出作为good数据存储的摆动的摆动特征信息的平均值，将所求出的平均值作为最佳模式摆动特征信息。并且，也可以运算出作为good数据存储的摆动的摆动特征信息的最多值，将所求出的最多值作为最佳模式摆动特征信息。
[0118]并且，可以针对每个数据种类求出最佳模式摆动特征信息。例如，可以根据数据种类“I”的摆动“000001”、“000002”、…的摆动轨迹信息S1、S2、…，运算出数据种类“I”的最佳模式摆动轨迹信息。
[0119]并且，可以实时进行最佳模式摆动特征信息的更新。每当用户进行摆动而出现good摆动时，作为最佳模式摆动特征信息运算的基础的母集的样本增加，所以，可以在样本的每次增加时，更新最佳模式摆动特征信息。
[0120]5.触击判定处理
[0121]图9是判定高尔夫球杆的摆动中的触击状态的例子的说明图。例如，图9(A)示出了在高尔夫球杆6的摆动中、高尔夫球7撞击到高尔夫球杆6的杆头的中心轴(用单点划线表示)上的位置处的图。另一方面，图9(B)示出了在高尔夫球杆6的摆动中、高尔夫球7撞击到从高尔夫球杆6的杆头的中心轴(用单点划线表示)上向左方向偏移的位置处的图。在高尔夫球7撞击到高尔夫球杆6的杆头的中心轴上的位置处的情况下(恰好击中的情况)，基本不产生绕中心轴的旋转，而在高尔夫球7撞击到从中心轴上偏移的位置处的情况下(击中失败的情况)，在刚刚触击之后立刻产生绕中心轴的旋转(图9(B)的箭头)。因此，将与刚刚触击之后的高尔夫球杆6的杆头的中心轴正交的任意轴作为判定轴，根据该判定轴的姿势角的变化量，能够判定高尔夫球7是否撞击于中心轴上。并且，能够根据绕摆动轴的角速度来判断触击的时刻。
[0122]因此，为了捕捉绕摆动轴的角速度和绕判定轴的角速度，例如将包括能够分别对相互正交的3轴(X轴、y轴、ζ轴)方向的角速度进行检测的3个角速度传感器的传感器部10安装在高尔夫球杆6的杆头上，且例如安装成X轴与击球面垂直、ζ轴与高尔夫球杆6的杆头的中心轴一致。由此，能够根据绕I轴(摆动轴)的角速度数据检测触击的时刻，并且，能够根据刚刚触击之后的X轴或y轴(判定轴)的姿势角的变化量判定触击的状态。另外，传感器部10不限于安装在高尔夫球杆6的杆头上，可安装在不妨碍摆动的任意位置处。
[0123]通过这样地计算出刚刚触击之后的规定时间中的判定轴的姿势 角的最大变化量，能够捕捉因触击而产生的运动器具的旋转运动。因此，通过根据运动器具恰当地选择判定轴，能够客观地判定触击的状态。
[0124]6.本实施方式的处理。
[0125]图7是示出根据来自输入部的标记输入而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0126]当运动员接通了本系统的电源后，进行以下处理。
[0127]首先，受理所要使用的高尔夫球杆的种类即使用球杆种类信息的输入(步骤SlO)。另外，在没有特别输入的情况下，可以使用默认值或上次的指定值进行以后的处理。
[0128]根据运动传感器的输出数据判定是否是摆动的分界处(步骤S20)。例如将图4所示的运动传感器的输出数据划分为区间K1、区间K2、…，将区间发生切换的时刻判定为摆动的分界处。
[0129]如果是摆动的分界处(步骤S30)，则进行以下的处理，如果不是分界处，则返回步骤 S20。
[0130]根据运动传感器的输出数据，以摆动为单位运算出摆动特征信息(步骤S40)。例如运算出摆动轨迹信息、杆头速度信息等特征信息。
[0131]接着，判断是否存在与摆动相关联的Good标记输入。在存在来自操作部的Good标记输入的情况下，将其作为被指定为“good”的摆动的摆动数据(good标志)进行记录，可以利用该摆动的摆动数据(good标志)来判断有无与摆动相关联的Good标记输入。
[0132]当存在与摆动相关联的Good标记输入时(步骤S50)，将作出Good标记的摆动特征信息作为Good数据，按照使用球杆种类信息而保存到存储部中(步骤S60)。
[0133]从存储部中读出具有与本次的Good数据相同的使用球杆种类信息的Good数据(也包括本次的Good数据)的摆动特征信息，根据读出的摆动特征信息运算出最佳模式摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)(步骤S70)。
[0134]在不存在来自操作部的Good标记输入的情况下，记录未作出Good标记的摆动的摆动特征信息，作为最新数据(步骤S80)。
[0135]然后，对最佳模式摆动特征信息与作为最新数据而记录的摆动特征信息进行比较，输出比较结果(步骤S90)。
[0136]这样，根据本实施方式的摆动分析装置，根据用户的good标记输入选择good摆动，根据good摆动的good数据运算出最佳模式摆动特征信息，根据该最佳模式摆动特征信息进行摆动的分析。因此，能够提供可实时地得到基于各用户自己的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置。
[0137]图8是示出对运动传感器的输出数据进行触击判定从而选择Good数据时的处理流程的流程图。
[0138]首先，受理所要使用的高尔夫球杆的种类即使用球杆种类信息的输入(步骤S110)。另外，在没有特别输入的情况下，可以使用默认值或上次的指定值进行以后的处理。
[0139]根据运动传感器的输出数据判定是否是摆动的分界处(步骤S120)。例如将图4所示的运动传感器的输出数据划分为区间K1、区间K2、…，将区间发生切换的时刻判定为摆动的分界处。
[0140]如果是摆动的分界处(步骤S130)，则进行以下的处理，如果不是分界处，则返回步骤S120。
[0141]根据运动传感器的输出数据，以摆动为单位运算出摆动特征信息(步骤S140)。例如运算出摆动轨迹信息、杆头速度信息等特征信息。
[0142]接着，根据摆动特征信息，以摆动为单位进行触击判定处理(步骤S150)。
[0143]接着，根据触击判定结果，判定本次的摆动是否是Good摆动(步骤S160)。根据运动传感器的输出数据判定触击的状态，在触击的状态满足规定条件的情况下，记录为被指定为“good”的摆动的摆动数据(good标志)，可以利用该摆动的摆动数据(good标志)来判断摆动是否是Good摆动。
[0144]在判定为Good摆动的情况下(步骤S170)，将被判定为Good摆动的摆动特征信息作为Good数据，按照使用球杆种类信息保存到存储部中(步骤S180)。
[0145]从存储部中读出具有与本次的Good数据相同的使用球杆种类信息的Good数据(也包括本次的Good数据)的摆动特征信息，根据读出的摆动特征信息运算出最佳模式摆动特征信息(基准摆动特征信息的一例)(步骤S190)。
[0146]在判定为不是Good摆动的情况下，记录未被判定为Good摆动的摆动的摆动特征信息，作为最新数据(步骤S200)。
[0147]然后，对最佳模式摆动特征信息与作为最新数据而记录的摆动特征信息进行比较，输出比较结果(步骤S210)。
[0148]这样，根据本实施方式的摆动分析装置，根据运动传感器的输出数据的触击判定结果来选择good摆动，根据good摆动的good数据运算出最佳模式摆动特征信息，根据该最佳模式摆动特征信息进行摆动的分析。因此，能够提供可实时地得到基于各用户自己的最佳摆动的摆动分析信息的摆动分析装置。
[0149]以上，以运动器具是高尔夫球杆的情况为例对本实施方式的手法进行了说明，但对于其他运动器具而言，只要与运动器具相应地恰当定义摆动轴和判定轴，就能够应用本实施方式的手法。
[0150]本发明不限于本实施方式，可在本发明主旨的范围内实施各种变形。
[0151]本发明包括与实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如功能、方法和结果相同的结构或者目的和效果相同的结构)。并且，本发明包括对实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。并且，本发明包括能够发挥与实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或者实现相同目的的结构。并且，本发明包括对实施方式中说明的结构附加了公知技术后的结构。
【主权项】
1.一种摆动分析装置，该摆动分析装置包括: 摆动特征信息运算部，其根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息； 存储部，其将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储； 摆动选择部，其选择摆动特征信息；以及 比较部，其将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。2.根据权利要求1所述的摆动分析装置，其中， 所述比较部将作为比较对象的摆动特征信息和与所述摆动特征信息具有相同的运动器具种类信息的所述基准摆动特征信息读出而进行比较。3.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 该摆动分析装置包括标记输入部，该标记输入部与所述摆动相关联地进行标记输入， 所述摆动选择部根据所述标记输入来选择所述摆动特征信息。4.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 该摆动分析装置包括触击状态判定部，该触击状态判定部根据所述摆动特征信息判定所述摆动中的触击的状态， 所述摆动选择部根据所述摆动中的所述触击的状态的判定结果来选择所述摆动特征信息。5.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 所述比较部生成作为比较对象的所述摆动特征信息与所述基准摆动特征信息之间的比较信息，并输出所述比较信息。6.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 该摆动分析装置包括数据种类输入部，该数据种类输入部输入所述摆动的数据种类。7.根据权利要求1或2所述的摆动分析装置，其中， 所述摆动特征信息运算部运算出与所述摆动的摆动轨迹有关的数据作为所述摆动特征信息。8.一种摆动分析系统，其包括: 权利要求1至7中的任意一项所述的摆动分析装置；以及 运动传感器，其安装于所述运动器具和用户中的至少一方，检测所述摆动。9.一种程序，该程序使计算机执行以下步骤: 根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息； 将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储； 选择摆动特征信息；以及 将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。10.一种摆动分析方法，该摆动分析方法包括以下步骤: 摆动特征信息运算步骤，根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息； 存储步骤，将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储； 摆动选择步骤，选择摆动特征信息；以及 比较步骤，将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信 息用作比较用的数据。
【专利摘要】本发明提供摆动分析装置、摆动分析系统、程序以及摆动分析方法，它们操作容易，且能够得到基于每个人的最佳摆动的摆动信息。该摆动分析装置包括：摆动特征信息运算部，其根据运动传感器的输出数据，运算出摆动的摆动特征信息；存储部，其将所述摆动中使用的运动器具的信息和所述摆动特征信息关联起来存储；摆动选择部，其选择摆动特征信息；以及比较部，其将选择出的摆动特征信息作为基准摆动特征信息，将所述基准摆动特征信息用作比较用的数据。
【IPC分类】G09B19/00, A63B69/36, A63B102/32, A63B60/46
【公开号】CN104888441
【申请号】CN201510349772
【发明人】高杉利康
【申请人】精工爱普生株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年1月30日
【公告号】CN102671356A, CN102671356B, US8764576, US20120196693
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