運動分析方法以及運動分析裝置製造方法
2023-05-29 08:50:21
運動分析方法以及運動分析裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種運動分析方法以及運動分析裝置。該運動分析方法包括：使用慣性傳感器的輸出，而對揮擺中的安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量的變化進行計算的工序；確定所述揮擺中的所述慣性量的最大值，並對所述最大值與擊打時的慣性量進行比較的工序，從而能夠確定安裝有慣性傳感器(12)的部位(運動器具的握柄)的揮擺中的減速時刻，由此對揮擺的好壞進行評價。
【專利說明】運動分析方法以及運動分析裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種運動分析方法以及運動分析裝置。
【背景技術】
[0002] 運動分析裝置被用於揮擺動作之類的運動的分析中。當在揮擺時運動器具被揮動 時，運動器具的姿態將根據時間軸而發生變化。在運動器具或者被測者的手上安裝有慣性 傳感器。基於慣性傳感器的輸出而在視覺上再現揮擺動作。作為這樣的運動分析裝置的一 個具體示例，例如如專利文獻1所公開的那樣，列舉出高爾夫球揮桿分析裝置。
[0003] 例如，高爾夫球揮桿始於瞄球，通過後擺杆揮起、停滯然後揮落，並經由擊球直至 送球、收杆。眾所周知，當在即將擊球前使握柄的速度減速時，擊球時的高爾夫球桿的頭速 度將增高。然而，截至目前尚未公開如下內容，即，通過運動分析裝置來對握柄的減速進行 計測，並對高爾夫球手進行指摘輔導。
[0004] 專利文獻1 :日本特開2008-73210號公報
【發明內容】
[0005] 根據本發明的至少一個方式，能夠提供一種在進行運動分析中對運動器具的握柄 的減速進行計測以作為一個指標的運動分析方法以及運動分析裝置。
[0006] (1)本發明的一個方式的特徵在於，包括：使用慣性傳感器的輸出，而對揮擺中的 安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量的變化進行計算的工序；確定所述揮擺中的所述慣 性量的最大值，並對所述最大值與擊打時的慣性量進行比較的工序。
[0007] 當在揮擺時運動器具被擺動時，運動器具的姿態將根據時間軸而發生變化。眾所 周知，當在即將擊打之前握柄的速度減速時，擊打時的運動器具的頭速度將增高。慣性傳感 器根據所安裝的部位（運動器具或者被測者的手等）的位置、姿態的變化而輸出檢測信號， 並依據所輸出的檢測信號來計算慣性量。基於所計算出的慣性量的變化來確定被安裝有慣 性傳感器的部位的慣性量的最大值。對以此方式被確定的傳感器安裝部位的最大值與擊打 時的慣性量進行比較，並提示給被測者。通過最大值與擊打時的慣性量之間的比較，而能夠 確認揮擺的減速時刻或者是否進行了恰當的減速。被測者能夠根據所提示的揮擺的減速時 刻而對揮擺的姿勢加以改進。
[0008] (2)能夠包括對所述揮擺中的所述慣性量的最大值與所述擊打時的慣性量之間的 比率進行計算的工序。能夠將揮擺的減速的比率定量地提示給被測者。
[0009] (3)本發明的一個方式的特徵在於，包括：使用慣性傳感器的輸出，而對揮擺中的 安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量的變化進行計算的工序；對在所述揮擺中所述慣性 量由增加轉為減少的時刻進行檢測的工序。能夠將在揮擺中慣性量由增加轉為減少的時刻 作為揮擺的減速時刻而確定。被測者能夠根據所提示的揮擺的減速時刻而對揮擺的姿勢加 以改進。
[0010] (4)優選為，所述慣性量為移動速度。如果將慣性量設為移動速度，對於被測者而 言能夠作為一般的參數而示出，被測者能夠在不會感到困惑的條件下對揮擺的姿勢加以改 進。
[0011] (5)所述慣性傳感器被安裝於，使用於所述揮擺的運動器具以及被測者的手中的 至少一方。優選為，將慣性傳感器安裝於被測者便於進行安裝的運動器具的包括握柄在內 的桿身部、或被測者的手上，並對該傳感器安裝位置處的慣性量的變化進行計算。
[0012] (6)能夠將所述揮擺中的所述慣性量的變化按照時間序列來顯示。通過顯示慣性 量的變化，從而被測者能夠在觀察畫面的同時對揮擺的姿勢加以改進。
[0013] (7)能夠將安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量與使用於所述揮擺的運動器具 的擊球部分的慣性量一併顯示。例如，在進行高爾夫球揮桿時，通過將進行擊球的球桿頭的 移動速度與安裝有慣性傳感器的握柄部分的移動速度顯示在同一個畫面上，從而被測者能 夠對揮桿中將力減小的時刻、與該時刻以後的球桿頭的移動速度的增加進行確認。
[0014] (8)能夠在所述揮擺的運動軌跡中一併顯示所述慣性量從增加轉為減少的時刻。 這樣，握柄的減速以視覺的方式被提示給被測者。被測者能夠明確地掌握在揮擺動作中握 柄的減速的位置。被測者能夠根據如此被提示的握柄的減速的時機而對揮擺的姿勢加以改 進。
[0015] (9)本發明的一個方式為一種運動分析裝置，其特徵在於，包括計算部，所述計算 部使用慣性傳感器的輸出，而對揮擺中的安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量的變化進 行計算，並確定所述揮擺中的所述慣性量的最大值，且對所述最大值與擊打時的慣性量進 行比較。通過最大值與擊打時的慣性量的比較，能夠確認進行揮擺的減速時刻或者是否進 行了恰當的減速。被測者能夠根據提示的揮擺的減速時刻而對揮擺的姿勢加以改進。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為概要地表示本發明的一個實施方式所涉及的高爾夫球揮桿分析裝置的結 構的示意圖。
[0017] 圖2為概要地表示運動分析模型與高爾夫球手以及高爾夫球桿之間的關係的示 意圖。
[0018] 圖3為概要地表示一個實施方式所涉及的運算處理電路的結構的框圖。
[0019] 圖4為表示數值性地表現變化率的圖像以及視覺性地表現移動速度的變化的圖 像的一個具體示例的圖。
[0020] 圖5為表示在表現揮桿動作的圖像中顯示最大值的出現的時機以及擊球的時機 的圖像的一個具體示例的圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下，參照附圖對本發明的一個實施方式進行說明。此外，以下進行說明的本實施 方式並不對權利要求書中所記載的本發明的內容進行不適當的限定，在本實施方式中所說 明的全部結構並不一定都是作為本發明的解決手段所必須的。
[0022] (1)高爾夫球揮桿分析裝置的結構
[0023] 圖1為概要地表示本發明的一個實施方式所涉及的高爾夫球揮桿分析裝置（運動 分析裝置）11的結構。高爾夫球揮桿分析裝置11例如具有慣性傳感器12。在慣性傳感器 12中例如組裝有加速度傳感器以及陀螺傳感器。加速度傳感器能夠對相互正交的三軸方向 中的每一個方向上的加速度進行檢測。陀螺傳感器能夠對繞相互正交的三個軸中的各個軸 的角速度單獨地進行檢測。慣性傳感器12輸出檢測信號。通過檢測信號而針對每一個軸 來確定加速度以及角速度。加速度傳感器以及陀螺傳感器以較高的精度對加速度以及角速 度的信息進行檢測。慣性傳感器12被安裝於高爾夫球桿（運動器具）13上。高爾夫球桿 13具有桿身13a以及握柄13b。握柄13b由手握持。握柄13b以與桿身13a的軸同軸的方 式被形成。在桿身13a的頂端上結合有球桿頭13c。優選為，慣性傳感器12被安裝於高爾 夫球桿13的桿身13a或者握柄13b上。慣性傳感器12隻需以無法相對於高爾夫球桿13 進行相對移動的方式而被固定於高爾夫球桿13上即可。在此，在安裝慣性傳感器12時，慣 性傳感器12的檢測軸之一對準於桿身13a的軸。
[0024] 高爾夫球揮桿分析裝置11具有運算處理電路14。在運算處理電路14上連接有慣 性傳感器12。在進行連接時，在運算處理電路14上連接有預定的接口電路15。該接口電 路15既可以以有線的方式連接於慣性傳感器12,也可以以無線的方式連接於慣性傳感器 12。檢測信號從慣性傳感器12被供給至運算處理電路14。
[0025] 在運算處理電路14上連接有存儲裝置16。在存儲裝置16中，例如存儲有高爾夫球 揮桿分析軟體程序（運動分析程序）17以及相關的數據。運算處理電路14執行高爾夫球揮 杆分析軟體程序17以實現高爾夫球揮桿分析方法。在存儲裝置16中，包括DRAM (Dynamic Random Access Memory :動態隨機存取存儲器）、大容量存儲裝置單元、非易失性存儲器等。 例如，在實施高爾夫球揮桿分析方法時，高爾夫球揮桿分析軟體程序17被臨時保存在DRAM 中。在硬碟驅動裝置（HDD)之類的大容量存儲裝置單元中保存有高爾夫球揮桿分析軟體程 序以及數據。在非易失性存儲器中存儲有BIOS (基本輸入輸出系統）之類的較小容量的程 序、數據。
[0026] 在運算處理電路14上連接有圖像處理電路18。運算處理電路14向圖像處理電路 18輸送預定的圖像數據。在圖像處理電路18上連接有顯示裝置19。在進行連接時，在圖 像處理電路18上連接有預定的接口電路（未圖示）。圖像處理電路18根據所輸入的圖像 數據而向顯示裝置19輸送圖像信號。在顯示裝置19的畫面中，顯示有根據圖像信號而被 確定的圖像。顯示裝置19利用了液晶顯示器等平板顯示器。在此，運算處理電路14、存儲 裝置16以及圖像處理電路18例如作為計算機裝置而被提供。
[0027] 在運算處理電路14上連接有輸入裝置21。輸入裝置21至少具有字母鍵以及數字 鍵。文字信息或數值信息從輸入裝置21被輸入至運算處理電路14。輸入裝置21例如只需 由鍵盤構成即可。計算機裝置以及鍵盤的組合例如可以替換為智慧型手機、行動電話終端、平 板電腦（個人計算機）等。
[0028] (2)運動分析模型
[0029] 運算處理電路14規定了虛擬空間。虛擬空間由三維空間形成。三維空間確定實 際空間。如圖2所示，三維空間具有絕對基準坐標系（整體坐標系）S xyz。在三維空間中， 依據絕對基準坐標系Sxyz而構建了三維運動分析模型26。三維運動分析模型26的棒27 被支點28 (坐標X)點約束。棒27作為振子而圍繞支點28進行三維動作。支點28的位置 能夠進行移動。在此，依據絕對基準坐標系S xyz，通過坐標Xg來確定棒27的重心29的位 置,通過坐標xh來確定球桿頭13c的位置。
[0030] 三維運動分析模型26相當於將揮桿時的高爾夫球桿13模型化了的模型。作為振 子的棒27對高爾夫球桿13的桿身13a進行投影。棒27的支點28對握柄13b進行投影。 慣性傳感器12被固定於棒27上。依據絕對基準坐標系S xyz，通過坐標Xs來確定慣性傳感 器12的位置。慣性傳感器12輸出加速度信號以及角速度信號。加速度信號中，對減去了 重力加速度g的影響的加速度進行確定，
[0031] 數學式1
【權利要求】
1. 一種運動分析方法，其特徵在於，包括： 使用慣性傳感器的輸出，而對揮擺中的安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量的變化 進行計算的工序； 確定所述揮擺中的所述慣性量的最大值，並對所述最大值與擊打時的慣性量進行比較 的工序。
2. 如權利要求1所述的運動分析方法，其特徵在於，包括： 對所述揮擺中的所述慣性量的最大值與所述擊打時的慣性量之間的比率進行計算的 工序。
3. -種運動分析方法，其特徵在於，包括： 使用慣性傳感器的輸出，而對揮擺中的安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量的變化 進行計算的工序； 對在所述揮擺中所述慣性量由增加轉為減少的時刻進行檢測的工序。
4. 如權利要求1或3所述的運動分析方法，其特徵在於， 所述慣性量為移動速度。
5. 如權利要求1或3所述的運動分析方法，其特徵在於， 所述慣性傳感器被安裝於，使用於所述揮擺的運動器具以及被測者的手中的至少一 方。
6. 如權利要求1所述的運動分析方法，其特徵在於， 將所述揮擺中的所述慣性量的變化按照時間序列來顯示。
7. 如權利要求6所述的運動分析方法，其特徵在於， 將安裝有所述慣性傳感器的部位的慣性量與使用於所述揮擺的運動器具的擊球部分 的慣性量一併顯示。
8. 如權利要求3所述的運動分析方法，其特徵在於， 在所述揮擺的運動軌跡中一併顯示所述慣性量從增加轉為減少的時刻。
9. 一種運動分析裝置，其特徵在於， 包括計算部，所述計算部使用慣性傳感器的輸出，而對揮擺中的安裝有所述慣性傳感 器的部位的慣性量的變化進行計算，並確定所述揮擺中的所述慣性量的最大值，且對所述 最大值與擊打時的慣性量進行比較。
【文檔編號】A63B69/36GK104225891SQ201410283834
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2013年6月21日
【發明者】澀谷和宏, 野村和生, 小平健也, 佐藤雅文 申請人:精工愛普生株式會社