顯示方法、揮擊分析裝置、揮擊分析系統以及記錄介質與流程
2023-06-05 21:53:41
本發明涉及顯示方法、揮擊分析裝置、揮擊分析系統、揮擊分析程序以及記錄介質。
背景技術：
一直以來，已知如下方法，即，在高爾夫球、網球、棒球等運動中，通過對作為運動器具的高爾夫球桿、球拍、球棒等揮擊的軌跡進行分析，從而改善其軌跡，進而提高競技力。作為這種方法的一個示例，例如在專利文獻1中，公開了通過攝像機來拍攝揮擊，並利用所拍攝到的動畫來實施分析的技術。另外，例如，在專利文獻2中，公開了一種技術，即，根據對連續被拍攝到的揮擊的一系列的圖像進行重疊合成而得到的多運動圖像，來實施揮擊的分析。另外，例如，在專利文獻3中，公開了一種技術，即，利用運動傳感器，並根據揮擊過程中的高爾夫球的擊打而檢測出擊打的時間點，從而實施揮擊分析。
但是，在專利文獻1以及專利文獻2所記載的技術中，存在如下的課題，即，由於對動畫或連續圖像(多運動圖像)進行拍攝(攝像)的裝置變得龐大，因此，用戶難以容易地進行揮擊分析。另一方面，在專利文獻3所記載的技術中，雖然通過使用被搭載於運動器具(高爾夫球桿)上的運動傳感器，而能夠容易地進行揮擊分析，但是存在不易客觀地對揮擊的一系列的動作是如何轉變進行識別的課題。
專利文獻1：日本特開2015-123206號公報
專利文獻2：日本特開2014-64125號公報
專利文獻3：日本特開2014-100341號公報
技術實現要素：
本發明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的發明，能夠作為以下的方式或應用例來實現。
應用例1
本應用例所涉及的顯示方法為，在根據慣性傳感器的輸出而獲得的運動器具的揮擊軌跡上，重疊地顯示所述揮擊過程中的多個時間點的所述運動器具的各個位置處的所述運動器具所涉及的對象。
根據本應用例的顯示方法，通過使揮擊軌跡、與揮擊過程中的多個時間點的運動器具的各個位置的、該運動器具所涉及的對象重疊地顯示，從而能夠客觀地識別到揮擊的一系列的動作是如何轉變。另外，由於基於慣性傳感器的輸出而生成揮擊軌跡等的分析數據並進行顯示，因此，無需利用大型的拍攝裝置等，從而用戶能夠容易地實施揮擊分析。
應用例2
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，對所述對象的任意一個進行指定，並對被指定的所述對象所涉及的所述時間點的分析信息進行顯示。
根據本應用例，由於通過對被顯示的對象中的判斷為需要進行分析信息的對象進行指定，從而顯示被指定的對象所涉及的時間點的分析信息，因此，能夠有效地獲得分析信息。另外，由於能夠集中獲得所需的分析信息，因此，能夠提高分析效率。
應用例3
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述指定為，針對顯示有所述對象的顯示部而進行指示來實施。
根據本應用例，針對顯示有對象的顯示部，通過例如觸摸(畫面點擊)顯示部等而實施對象的指定。因此，能夠直接對對象進行指定，從而切實地且容易地實施指定。
應用例4
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，對被指定的所述對象進行強調顯示。
根據本應用例，由於被指定的對象被強調顯示，因此能夠更加容易地實施被指定的對象的識別或感知。
應用例5
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述分析信息為所述運動器具的姿態信息。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的姿態信息以作為分析信息，從而能夠客觀且容易地對特定的時間點的運動器具的姿態進行判斷，進而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例6
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述姿態信息為，相對於預先被分配有識別數據的多個區域，而顯示所述運動器具的位置所屬的所述區域。
根據本應用例，能夠通過識別數據而對運動器具的位置屬於哪個區域進行檢測識別。由此，能夠容易地實施各時間點的運動器具的位置是否良好的判斷。
應用例7
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述區域根據與至少一個假想面之間的關係而被設定。
根據本應用例，根據假想面與揮擊過程中的所期望的時間點的運動器具的位置所涉及的識別數據之間的關係，而能夠以規則化的方式明示揮擊的特點。
應用例8
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述分析信息為所述運動器具的擊打部的姿態信息。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的擊打部的姿態信息以作為分析信息，能夠客觀且容易地判斷特定的時間點的運動器具的擊打部的姿態，從而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例9
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述姿態信息為所述擊打部的擊打面的朝向。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的擊打部的朝向的姿態信息以作為分析信息，從而能夠客觀且容易地對特定的時間點的運動器具的擊打部的朝向所涉及的姿態進行判斷，進而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例10
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述分析信息為所述運動器具的旋轉角。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的旋轉角以作為分析信息，從而能夠客觀且容易地對特定的時間點的運動器具的旋轉角進行判斷，進而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例11
在上述應用例所記載的顯示方法中，優選為，所述揮擊為高爾夫球桿的揮桿，所述多個時間點包括上杆半程、揮桿頂點、自然非曲腕揮桿、下杆半程以及擊打的至少兩個。
根據本應用例，能夠對作為高爾夫球桿的揮桿的重要的時間點的、上杆半程、揮桿頂點、自然非曲腕揮桿、下杆半程以及擊打的時間點的至少兩個進行顯示，從而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例12
本應用例所涉及的揮擊分析裝置包括：處理部，其利用對運動器具的揮擊進行測量的慣性傳感器的輸出而生成所述揮擊所涉及的分析數據，並輸出基於所述分析數據而得到的揮擊軌跡以及分析信息；顯示部，其對所述揮擊軌跡以及所述分析信息進行顯示，以使所述揮擊軌跡，與所述揮擊過程中的多個時間點的所述運動器具的各個位置處的所述運動器具所涉及的對象重疊的方式，顯示於所述顯示部上。
根據本應用例的揮擊分析裝置，通過使揮擊軌跡、和揮擊過程中的多個時間點的運動器具的各個位置的、該運動器具所涉及的對象重疊地顯示於顯示部上，從而能夠客觀地識別到揮擊的一系列的動作是如何轉變。另外，根據慣性傳感器的輸出，而生成揮擊軌跡等分析數據。通過以此方式使用慣性傳感器，從而無需使用大型的拍攝裝置等，進而用戶能夠容易地實施揮擊分析。
應用例13
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，包括對所述對象的任意一個進行指定的操作部，並且對被指定的所述對象所涉及的所述分析信息進行顯示。
根據本應用例，由於通過利用操作部而對被顯示的對象中的判斷為需要進行分析信息的對象進行指定，從而對被指定的對象所涉及的時間點的分析信息進行顯示，因此能夠有效地獲得分析信息。另外，由於能夠歸納並得到所需的分析信息，因此能夠提高分析效率。
應用例14
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述操作部被設置於所述顯示部上，所述指定針對所述顯示部而被實施。
根據本應用例，針對被設置於顯示部上的操作部，例如通過觸摸(畫面點擊)顯示部等，而能夠實施對象的指定。因此，能夠直接對對象進行指定，且能夠切實地且容易地實施指定。
應用例15
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，被指定的所述對象被強調顯示。
根據本應用例，由於被指定的對象強調顯示，因此，能夠更加容易地實施被指定的對象的識別或感知。
應用例16
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述分析信息為所述運動器具的姿態信息。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的姿態信息以作為分析信息，從而能夠客觀且容易地對特定的時間點的運動器具的姿態進行判斷，進而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例17
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述姿態信息為，相對於預先被分配有識別數據的多個區域，而顯示所述運動器具的位置所屬的所述區域。
根據本應用例，能夠通過識別數據來驗證運動器具的位置屬於哪個區域。由此，能夠容易地實施對各時間點的運動器具的位置是否良好的判斷。
應用例18在
上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述區域根據與至少一個假想面之間的關係而被設定。
根據本應用例，根據假想面、與揮擊過程中的所期望的時間點的運動器具的位置所涉及的識別數據之間的關係，而能夠以規則化的方式明示揮擊的特點。
應用例19
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述分析信息為所述運動器具的擊打部的姿態信息。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的擊打部的姿態信息以作為分析信息，從而能夠客觀且容易地對特定的時間點的運動器具的擊打部的姿態進行判斷，進而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例20
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述姿態信息為所述擊打部的擊打面的朝向。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的擊打部的朝向的姿態信息以作為分析信息，從而能夠客觀且容易地對特定的時間點的運動器具的擊打部的朝向所涉及的姿態進行判斷，進而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例21
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述分析信息為所述運動器具的旋轉角。
根據本應用例，能夠獲得運動器具的旋轉角以作為分析信息，從而能夠客觀且容易地對特定的時間點的運動器具的旋轉角進行判斷，進而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例22
在上述應用例所記載的揮擊分析裝置中，優選為，所述揮擊為高爾夫球桿的揮桿，所述多個時間點包括上杆半程、揮桿頂點、自然非曲腕揮桿、下杆半程以及擊打的至少兩個。
根據本應用例，能夠對作為高爾夫球桿的揮桿而重要的時間點的、上杆半程、揮桿頂點、自然非曲腕揮桿、下杆半程以及擊打的時間點的至少兩個進行顯示，從而能夠提高分析精度或分析效率。
應用例23
本應用例所涉及的揮擊分析系統包括：上述應用例中的任意一個示例所記載的揮擊分析裝置、和慣性傳感器。
根據本應用例的揮擊分析系統，基於小型的慣性傳感器的輸出而生成揮擊軌跡等分析數據。而且，根據該分析數據，通過將揮擊軌跡、與揮擊過程中的多個時間點的運動器具的各個位置的、該運動器具所涉及的對象重疊地顯示於顯示部上，從而能夠客觀地識別到揮擊的一系列的動作是如何轉變。另外，通過使用小型的慣性傳感器，從而能夠使揮擊分析裝置小型或輕量化。因此，無需使用大型的拍攝裝置等，從而用戶能夠容易地實施揮擊分析。
應用例24
本應用例所涉及的揮擊分析程序使計算機實施如下工序，所述工序為：根據對運動器具的揮擊進行檢測的慣性傳感器的輸出而生成揮擊軌跡以及分析信息的工序；輸出所述揮擊軌跡以及所述分析信息的工序；在所述揮擊軌跡上重疊地顯示所述揮擊過程中的多個時間點的所述運動器具的各個位置處的所述運動器具所涉及的對象的工序。
根據本應用例的揮擊分析程序，以基於慣性傳感器的輸出而生成揮擊軌跡等分析數據，並且根據該分析數據，而使揮擊軌跡、與揮擊過程中的多個時間點的運動器具的各個位置的、該運動器具所涉及的對象重疊顯示的方式，使計算機執行。由此，用戶能夠客觀地識別到揮擊的一系列的動作是如何轉變。
應用例25
本應用例所涉及的記錄介質記錄有使計算機執行如下工序的程序，所述工序為：根據對運動器具的揮擊進行檢測的慣性傳感器的輸出而生成運動器具的揮擊軌跡以及分析信息的工序；輸出所述揮擊軌跡以及所述分析信息的工序；在所述揮擊軌跡上重疊地顯示所述揮擊過程中的多個時間點的所述運動器具的各個位置處的所述運動器具所涉及的對象的工序。
根據本應用例的記錄介質，通過根據被記錄的程序而使計算機執行，從而根據慣性傳感器的輸出而生成揮擊軌跡等分析數據，並且根據該分析數據，而使揮擊軌跡、與揮擊過程中的多個時間點的運動器具的各個位置的、該運動器具所涉及的對象重疊地顯示。由此，用戶能夠客觀地識別到揮擊的一系列的動作是如何轉變。
附圖說明
圖1為揮擊分析系統的概要的說明圖。
圖2為表示傳感器單元的安裝位置以及方向的一個示例的圖。
圖3為關於揮擊動作的說明圖。
圖4為表示揮擊分析系統的結構例的圖。
圖5為從x軸的負側觀察用戶靜止時的高爾夫球桿和傳感器單元的俯視圖。
圖6為表示三軸角速度的時間變化的一個示例的圖表。
圖7為表示三軸角速度的合成值的時間變化的圖表。
圖8為表示合成值的微分的時間變化的圖表。
圖9為表示桿身平面以及霍根平面的圖。
圖10為從x軸的負側觀察以yz平面剖切桿身平面所得的剖視圖的圖。
圖11為從x軸的負側觀察以yz平面剖切霍根平面所得的剖視圖的圖。
圖12為用於對杆面扣角和桿頭軌跡(入射角)進行說明的圖。
圖13為表示從揮擊開始(上揮擊開始)至擊打的桿身軸旋轉角的時間變化的一個示例的圖。
圖14為表示桿身平面以及霍根平面與多個區域之間的關係的一個示例的圖。
圖15為表示揮擊分析系統的動作順序(分析結果的顯示方法)的流程圖。
圖16為表示揮桿信息的顯示例1的圖。
圖17為表示揮桿的分析信息的顯示例的桿身旋轉軸的變化的圖。
圖18為表示揮桿信息的顯示例2的圖。
圖19為表示揮桿信息的顯示例3的圖。
圖20為表示揮桿信息的顯示所涉及的應用例1的圖。
圖21為表示揮桿信息的顯示所涉及的應用例2的圖。
圖22為表示運動分析顯示裝置的一個示例的頭戴式顯示器的立體圖。
圖23為表示可穿戴型的一個示例的、手臂安裝型的運動分析顯示裝置的立體圖。
具體實施方式
以下，利用附圖對本發明的優選的實施方式進行詳細的明。另外，以下所說明的實施的方式並非是對權利要求書所記載的本發明的內容進行不當限定的方式。此外，以下所說明的全部結構並不一定均為本發明的必要結構要件。
揮擊分析(運動分析)系統
1-1.揮擊分析(運動分析)系統的概要
圖1為用於對本實施方式的揮擊分析系統的概要進行說明的圖。圖2為表示傳感器單元的安裝位置以及方向的一個示例的圖。圖3為關於一系列的揮擊動作的說明圖。圖4為表示揮擊分析系統的結構例的圖。
如圖1所示，本實施方式的揮擊分析系統1被構成為，包括傳感器單元10(慣性傳感器的一個示例)、以及作為揮擊分析裝置的運動分析顯示裝置20。在揮擊分析系統1中，對用戶(被實驗者)2為了對作為目標的高爾夫球4進行擊球而實施的高爾夫球桿3的揮桿(以下，也稱為高爾夫球揮桿)進行分析。在本實施方式中，雖然以實施高爾夫球揮桿的分析的揮擊分析裝置為例而進行說明，但是本發明的揮擊分析裝置也能夠應用於網球、羽毛球、桌球等的球拍、棒球或軟式棒球所使用的擊球棒等揮擊所使用的各種各樣的運動器具的揮擊分析中。
作為測量部的傳感器單元10通過所具備的慣性傳感器(圖4所示的加速度傳感器12以及角速度傳感器14)而能夠對三軸的各軸方向上所產生的加速度和繞三軸的各軸而產生的角速度進行測量，在本方式中，被安裝於高爾夫球桿3(運動器具的一個示例)上。
在本實施方式中，如圖2所示，作為測量部的傳感器單元10以使三個檢測軸(x軸、y軸、z軸)中的一個軸，例如y軸與高爾夫球桿3的桿身的長度方向一致的方式被安裝於高爾夫球桿3的桿身的一部分上。優選為，傳感器單元10擊球時的衝擊不易傳遞且在揮桿時不易施加離心力的靠近握柄的位置處。桿身為高爾夫球桿3的除了桿頭3a以外的柄的部分，也包括握柄部。但是，傳感器單元10既可以被安裝於作為被實驗者的用戶2的部位(例如，手或手套等)上，也可以被安裝於手錶等飾品上。
並且，在本方式中，例示了以高爾夫球桿3的揮桿為一個示例的揮擊分析(運動分析)。高爾夫球揮桿例如實施如圖3所示的一系列的揮擊動作。具體而言，如圖3所示，包含如下的動作，即，在從作為靜止狀態的瞄球的位置起開始揮擊(上揮擺)之後，經過在上揮擺過程中高爾夫球桿3的桿身成為水平的上杆半程(halfwayback)、從上揮擺向下揮擺切換的揮桿頂點、在下揮擺過程中高爾夫球桿3的桿身成為水平的下杆半程(halfwaydown)的各狀態，而直至擊打高爾夫球4的擊打的動作。擊打後，直至未圖示的送球，從而結束一系列的揮擊動作。
1-2.揮擊分析(運動分析)系統的結構
圖4為表示本實施方式的揮擊分析(運動分析)系統1的結構例(傳感器單元10、以及運動分析顯示裝置20的結構例)的圖。如圖4所示，在本實施方式中，傳感器單元10被構成為，包括作為慣性傳感器的加速度傳感器12以及角速度傳感器14、信號處理部16以及通信部18。
作為慣性傳感器的加速度傳感器12對相互交叉(理想狀態為正交的)的三軸方向上的各個軸方向上所產生的加速度進行測量，並輸出與所測量到的三軸加速度的大小以及方向相對應的數位訊號(加速度數據)。
作為慣性傳感器的角速度傳感器14對繞相互交叉(理想狀態為正交的)的三軸中的各個軸上所產生的角速度進行測量，並輸出與所測量到的三軸角速度的大小以及方向相對應的數位訊號(角速度數據)。
信號處理部16從加速度傳感器12和角速度傳感器14分別接收加速度數據和角速度數據(測量數據)，並附加時刻信息而存儲於未圖示的存儲部中，並且對所存儲的測量數據(姿態或者位置信息的一個示例)附加時刻信息而生成符合通信用的格式的數據包，並向通信部18輸出。
雖然理想狀態為，加速度傳感器12以及角速度傳感器14分別以三軸與相對於傳感器單元10而被定義的正交坐標系(傳感器坐標系)的三軸(x軸、y軸、z軸)一致的方式被安裝於傳感器單元10上，但是，實際上會產生安裝角的誤差。因此，信號處理部16實施如下處理，即，使用根據安裝角誤差而預先計算出的補正參數，而將加速度數據以及角速度數據轉換為xyz坐標系的數據的處理。
而且，信號處理部16也可以實施加速度傳感器12以及角速度傳感器14的溫度補正處理。或者，也可以在加速度傳感器12以及角速度傳感器14中加入溫度補正的功能。
並且，加速度傳感器12和角速度傳感器14也可以為輸出模擬信號的傳感器，在該情況下，信號處理部16隻要分別對加速度傳感器12的輸出信號和角速度傳感器14的輸出信號進行a/d轉換而生成測量數據(加速度數據和角速度數據)，並使用這些數據而生成通信用的數據包數據即可。
傳感器單元10的通信部18實施如下處理，即，將從信號處理部16獲取的數據包數據發送給運動分析顯示裝置20的處理、和從運動分析顯示裝置20接收控制指令並發送給信號處理部16的處理等。信號處理部16實施與控制指令對應的各種處理。
運動分析顯示裝置20例如通過智慧型手機、個人計算機、後文敘述的頭戴式顯示器(hmd：headmounteddisplay)500、以及後文敘述的手臂安裝型的分析顯示裝置600等信息終端(客戶終端)而被實現。運動分析顯示裝置(顯示裝置)20被構成為，包括處理部21(處理部的一個示例)、通信部22、操作部23、存儲部24、顯示部25、聲音輸出部26、以及拍攝部27。
運動分析顯示裝置20的通信部22實施如下處理，即，接受從傳感器單元10發送的數據包數據並向處理部21發送的處理、將來自處理部21的控制指令向傳感器單元10發送的處理等。
作為輸入部的操作部23實施如下處理，即，取得來自用戶(被實驗者)2的操作數據並向處理部21發送的處理。操作部23例如也可以為觸摸面板型顯示器、按鈕、按鍵、話筒等。換言之，操作部23作為能夠輸入操作數據等的輸入部而發揮功能。而且，用戶(被實驗者)2能夠從操作部23輸入所需的操作數據。並且，從操作部23所取得的數據中，例如，能夠包括揮桿的時刻(日期和時間)、用戶識別信息(用戶id)、用戶2的性別、高爾夫球桿信息242、用戶2的身體信息244、作為傳感器單元10的位置信息的傳感器安裝位置信息246等。
另外，在從操作部23取得的數據中，選擇在分析結束後進行提示(圖像顯示或語音報告等)的分析信息，並包括所輸入的分析信息的指標。由此，由於能夠在揮桿的分析信息中選擇進行提示(圖像顯示或語音報告等)的分析信息並預先進行設定，因此，能夠在揮擊結束時不用煩勞用戶2的手而自動地實施所期望的提示(圖像顯示或語音報告等)等，從而能夠提高操作的便利性。
存儲部24例如由rom(readonlymemory：只讀存儲器)或快閃記憶體rom、ram(randomaccessmemory：隨機存取存儲器)等各種ic(integratedcircuit：集成電路)存儲器、硬碟、存儲卡等記錄介質等構成。
存儲部24對供處理部21實施各種計算處理、控制處理的程序、用於實現應用功能的各種程序、數據等進行存儲。尤其，在本實施方式中，在存儲部24中，存儲有用於通過處理部21而被讀取並用於執行揮擊分析處理的揮擊分析程序(運動分析程序)240。揮擊分析程序240既可以預先被存儲於非易失性的記錄介質(記錄介質的一個示例)，也可以由處理部21經由網絡而從伺服器接受揮擊分析程序240並被存儲於存儲部24中。
在存儲部24中，存儲有高爾夫球桿信息242、身體信息244、作為傳感器單元10的位置信息的傳感器安裝位置信息246等，以作為揮擊分析處理所使用的信息。
高爾夫球桿信息242為，表示用戶2所使用的高爾夫球桿3的規格的信息。例如，用戶2可以對操作部23進行操作而輸入所使用的高爾夫球桿3的高爾夫球桿的信息，並將所輸入的高爾夫球桿的信息設為高爾夫球桿信息242。或者，用戶2也可以在後文敘述的圖15所示的步驟s100中輸入(或者，從型號列表中選擇)高爾夫球桿3的型號，並將預先存儲於存儲部24中的每個型號的規格信息(例如，桿身的長度、重心的位置、杆底角、杆面扣角、杆面傾角等信息等)中的所輸入的型號的規格信息設為高爾夫球桿信息242。
身體信息244為表示用戶2的體格(腰的高度、頸部的高度、手臂的長度等)的信息。例如，用戶2也可以對操作部23進行操作，從而輸入身體的信息，並將所輸入的身體的信息設為身體信息244。
傳感器安裝位置信息246為表示高爾夫球桿3中的傳感器單元10的安裝位置的信息。例如，在圖15所示的步驟s100中，用戶2也可以對操作部23進行操作而輸入傳感器單元10的安裝位置與高爾夫球桿3的握柄端部之間的距離，並將所輸入的距離的信息設為傳感器安裝位置信息246。或者，作為將傳感器單元10安裝於所規定的預定位置(例如，距握柄起20cm的距離等)處的信息，該預定位置的信息也可以作為傳感器安裝位置信息246而被預先存儲。
存儲部24作為處理部21的工作區域而被使用，並暫時對從操作部23輸入的數據、處理部21根據各種程序而執行的運算結果等進行存儲。而且，存儲部24也可以對通過處理部21的處理而生成的數據中的、需要長期保存的數據進行存儲。
顯示部25為，將處理部21的處理結果以文字、圖形、表格、動畫、其他圖像的形式進行顯示的裝置。顯示部25例如也可以為crt(cathoderaytube：陰極射線管)、lcd(liquidcrystaldisplay：液晶顯示器)、觸摸面板式顯示器、頭戴式顯示器(hmd：headmounteddisplay)等。另外，也可以通過一個觸摸面板式顯示器來實現操作部23和顯示部25的功能。
並且，作為顯示部25中的操作部23的功能，能夠通過對顯示部25進行觸碰(畫面觸碰)等而實施在顯示部25上被顯示的對象31～35(參照後文敘述的圖16、圖18)中的進行分析顯示的時間點的指定。通過這種方式，能夠針對顯示部25所具有的操作部23而實施所進行分析顯示的對象31～35的任意一個的指定，例如通過對顯示部25進行觸摸(畫面觸碰)等而實施所進行分析顯示的對象31～35的任意一個的指定。因此，能夠直接指定對象31～35的任意一個，從而能夠切實地且容易地實施指定。
聲音輸出部26為，為了將處理部21的處理結果(分析信息)作為語音或蜂鳴音等的聲音形式進行提示而輸出的裝置。聲音輸出部26例如也可以為揚聲器或蜂鳴器等。
拍攝部27包括受光單元(未圖示)，該受光單元包括未圖示的光學透鏡(攝像光學系統)或ccd(charge-coupleddevice)等。拍攝部27對被攝對象圖像(用戶2)進行拍攝，並將拍攝數據存儲於存儲部24中，或將拍攝數據發送至圖像數據生成部216，並且通過圖像數據生成部216而生成的圖像數據顯示在顯示部25上。
處理部21根據各種程序而實施如下處理，即，向傳感器單元10發送控制指令的處理、和針對經由通信部22而從傳感器單元10接收到的數據的各種計算處理、其他各種控制處理。處理部21使用從傳感器單元10接收的揮桿的數據，而生成對該揮桿進行了分析的分析數據，並能夠根據該分析數據，而形成揮桿軌跡30(參照圖16、圖18)、以及分析信息的顯示數據並輸出。處理部21通過執行揮擊分析程序(運動分析程序)240，從而作為數據取得部210、揮桿診斷部211、揮擊分析部215、圖像數據生成部216、存儲處理部217、顯示處理部218以及聲音輸出處理部219而發揮功能。
數據取得部210實施如下處理，即，獲取通信部22從傳感器單元10接收到的數據包數據，並從所獲取的數據包數據取得時刻信息以及測量數據，並向存儲處理部217發送的處理。
揮桿診斷部211根據由揮擊分析部215計算出的揮桿的指標，而對該揮桿是否良好進行診斷。使用了如下方法，即，利用對上杆半程時和下杆半程時的桿頭3a的位置分別屬於多個區域a～d中的哪一個區域而進行判斷的方法，具體的方法將在後文敘述，所述多個區域a～d是基於通過揮擊分析部215而被計算出的桿身平面sp以及霍根平面hp(v區域)而被確定的。在該顯示中，在運動分析顯示裝置20中，顯示了被預先分配有識別數據的多個區域a～d，能夠針對多個區域a～d，而對一系列的揮桿中的高爾夫球桿3的桿頭3a的位置所屬的區域a～d進行判斷。
揮擊分析部215實施如下處理，即，使用傳感器單元10所輸出的測量數據(被存儲在存儲部24中的測量數據)和來自操作部23的數據等，而對用戶2的揮桿運動進行分析，並生成包括實施了揮桿的時刻(日期和時間)、用戶2的識別信息或性別、高爾夫球桿3的種類、揮擊動作的分析結果的信息在內的揮擊分析數據248的處理。尤其是，在本實施方式中，揮擊分析部215對揮桿的各指標的值進行計算，以作為揮擊動作的分析結果的信息中的至少一部分。
揮擊分析部215也可以對至少一個假想面進行計算以作為揮桿的指標。例如，至少一個假想面包括後文敘述的桿身平面sp(第一假想面)和、與桿身平面sp形成預定的角度的霍根平面hp(第二假想面)，揮擊分析部215也可以對「桿身平面sp」和「霍根平面hp」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以對上揮擺過程中的第一時間點的高爾夫球桿3的桿頭3a的位置進行計算以作為揮桿的指標。例如，第一時間點為，在上揮擺過程中高爾夫球桿3的長度方向成為沿著水平方向的方向的上杆半程的時刻，揮擊分析部215也可以對後文敘述的「上杆半程時的桿頭3a的位置」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以對下揮擺過程中的第二時間點的高爾夫球桿3的桿頭3a的位置進行計算以作為揮桿的指標。例如，第二時間點為，在下揮擺過程中高爾夫球桿3的長度方向成為沿著水平方向的方向的下杆半程的時刻，揮擊分析部215可以對後文敘述的「下杆半程時的桿頭3a的位置」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以對基於擊打(擊球時)的高爾夫球桿3的桿頭3a的入射角而得到的指標進行計算以作為揮桿的指標。例如，揮擊分析部215也可以對後文敘述的「桿頭軌跡(入射角)ψ」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以對基於擊打(擊球時)的高爾夫球桿3的桿頭3a的傾斜而得到的指標進行計算以作為揮桿的指標。例如，揮擊分析部215也可以對後文敘述的「(絕對)杆面扣角φ」、「相對杆面扣角η」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以對基於擊打(擊球時)的高爾夫球桿3的速度而得到的指標進行計算以作為揮桿的指標。例如，揮擊分析部215也可以對後文敘述的「桿頭速度」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以以桿身的長度方向為旋轉軸而對如下的指標進行計算，以作為揮桿的指標，即，基於從上揮擺開始時至擊打(擊球時)為止的期間內的預定的時間點的高爾夫球桿3的桿身繞旋轉軸(以下，稱為繞長軸)的旋轉角而得到的指標。高爾夫球桿3的繞長軸的旋轉角可以為，從成為基準的時間點起至該預定的時間點為止高爾夫球桿3繞長軸旋轉的角度。成為基準的時間點既可以為上揮擺的開始時，也可以為瞄球時。另外，預定的時間點可以為從上揮擺向下揮擺轉變時(揮桿頂點時)。例如，揮擊分析部215也可以對後文敘述的「揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以對基於下揮擺中的高爾夫球桿3的握柄的減速量而得到的指標進行計算以作為揮桿的指標。例如，揮擊分析部215也可以對後文敘述的「握柄減速率rv」進行計算以作為該指標。
另外，揮擊分析部215也可以對基於下揮擺過程中的高爾夫球桿3的握柄的減速期間而得到的指標進行計算以作為揮桿的指標。例如，揮擊分析部215也可以對後文敘述的「握柄減速時間率rt」進行計算以作為該指標。
但是，揮擊分析部215既可以適當地不對這些指標中的一部分的值進行計算，也可以適當地對其他指標的值進行計算。
圖像數據生成部216實施如下處理，即，生成與顯示部25上所顯示的圖像相對應的圖像數據的處理。例如，圖像數據生成部216根據數據取得部210所接收到的各種信息而生成與各種畫面對應的圖像數據。
存儲處理部217實施如下的處理，即，從數據取得部210接收時刻信息和測量數據並使它們相對應地存儲於存儲部24中。另外，存儲處理部217實施針對存儲部24的各種程序或各種數據的讀取或寫入處理。存儲處理部217除了實施使從數據取得部210接收的時刻信息和測量數據相對應地存儲於存儲部24的處理之外，還實施將揮擊分析部215生成的判斷結果信息等存儲於存儲部24中的處理。
顯示處理部218實施如下處理，即，使各種圖像(除了包括與圖像數據生成部216所生成的圖像數據相對應的圖像之外，還包括文字或記號等)顯示在顯示部25上的處理。例如，顯示處理部218在用戶2的揮桿運動結束之後，使該揮桿的揮桿軌跡(揮桿軌跡圖像)30(參照圖16、圖18)、以及表示揮桿過程中的多個時間點的高爾夫球桿3(桿頭3a)的各個位置的對象31～35(參照圖16、圖18)重疊顯示在顯示部25上。
另外，顯示處理部218能夠將被顯示的對象31～35中通過用戶2而被指定的對象32所涉及的時間點的分析信息顯示在顯示部25上。此時被顯示的分析信息既可以重疊顯示在與揮桿軌跡30或對象31～35同一畫面上，也可以以預定的時間點來切換畫面以作為分析信息的顯示。通過這種方式，由於通過由用戶2對判斷為需要進行分析信息的對象(在本示例中，為對象32)進行指定，從而被指定的對象32所涉及的時間點的分析信息被顯示，因此，能夠有效地得到分析信息。另外，由於能夠集中地得到所需的分析信息，因此，能夠提高分析效率。
此時，優選為，顯示處理部218對通過用戶2而被指定的對象32以改變其色調(變濃)或改變對象32的尺寸(變大)的方式進行強調顯示。通過以此方式進行強調顯示，從而能夠容易實施被指定的對象(在本示例中，為對象32(參照圖16、圖18))的識別和感知。
通過利用顯示處理部218而在顯示部25上實現這樣的顯示，從而用戶2能夠客觀地識別到該揮桿的一系列的動作如何變化。
通過這種方式，顯示處理部218根據自動地或者通過用戶2的輸入操作而被選擇的指標，而使與圖像數據生成部216所生成的圖像數據對應的圖像或表示揮擊分析部215的判斷結果的文字等顯示在顯示部25上。或者，也可以在傳感器單元10上設置顯示部(未圖示)，或者設置其他的顯示裝置(未圖示)，並且顯示處理部218經由通信部22而向傳感器單元10或其他顯示裝置發送圖像數據，並在傳感器單元10的顯示部或其他顯示裝置上顯示各種圖像或文字等。
聲音輸出處理部219實施使聲音輸出部26輸出各種聲音(也包括由聲音數據而產生的語音或蜂鳴聲等)的處理。並且，聲音輸出了處理部219也可以在被實施了預定的輸入操作時，讀取被存儲於存儲部24中的各種信息，並使聲音輸出部26輸出揮擊分析用的聲音或語音。或者，也可以在傳感器單元10上設置聲音輸出部26，並且聲音輸出處理部219經由通信部22而向傳感器單元10發送各種聲音數據或語音數據，並使傳感器單元10的聲音輸出部輸出各種聲音或語音。
1-3.結構要素的位置以及姿態等的計算、揮擊動作的各時間點的檢測
以下，利用圖5至圖13，而對結構要素(例如，傳感器單元10)的位置以及姿態、揮擊動作的各時間點的檢測、桿身平面以及霍根平面的算出、杆面扣角以及桿頭軌跡(入射角)的計算、桿身軸旋轉角的計算等的具體方法進行說明。
傳感器單元10的位置以及姿態的計算
當用戶2實施後文敘述的步驟s103(參照圖15)的動作(瞄球時的靜止動作)時，首先，在加速度傳感器12所測量出的加速度數據的變化量持續預定時間且未超過閾值的情況下，揮擊分析部215判斷為用戶2以瞄球姿態靜止。接下來，揮擊分析部215利用該預定時間內的測量數據(加速度數據以及角速度數據)，而對測量數據所包含的偏移量進行計算。接下來，揮擊分析部215從測量數據中減去偏移量而進行偏置補正，並利用被實施了偏置補正的測量數據而對用戶2的揮擊動作中(圖15的步驟s106)的傳感器單元10的位置以及姿態進行計算。
具體而言，首先，揮擊分析部215利用加速度傳感器12所測量出的加速度數據、高爾夫球桿信息242以及傳感器安裝位置信息246，而對xyz坐標系(整體坐標系)中的用戶2靜止時(瞄球時)的傳感器單元10的位置(初始位置)進行計算。
圖5為從x軸的負側觀察用戶2靜止時(瞄球時)的高爾夫球桿3和傳感器單元10的俯視圖。高爾夫球桿3的桿頭的位置61為原點o(0，0，0)，握柄端部的位置62的坐標為(0、gy、gz)。由於用戶2進行瞄球時的靜止動作(圖15的步驟s103)，因此握柄端部的位置62和傳感器單元10的初始位置的x坐標為0，並存在於yz平面上。如圖5所示，由於在用戶2靜止時傳感器單元10上被施加有重力加速度1g，因此傳感器單元10所測量出的y軸加速度y(0)與高爾夫球桿3的桿身的傾斜角(桿身的長度方向與水平面(xy平面)所成的角)α的之間的關係由式(1)表示。
[數學式1]
y(0)＝1g·sinα…(1)
因此，揮擊分析部215能夠使用瞄球時(靜止時)的任意的時刻之間的任意的加速度數據，並通過式(1)而計算出傾斜角α。
接下來，揮擊分析部215從高爾夫球桿信息242中所包含的桿身的長度l1減去傳感器安裝位置信息246中所包含的傳感器單元10與握柄端部的位置62之間的距離，從而求出傳感器單元10與桿頭3a之間的距離lsh。而且，揮擊分析部215將從桿頭3a的位置61(原點o)向通過桿身的傾斜角α而被確定的方向(傳感器單元10的y軸的負方向)離開距離lsh的位置設為傳感器單元10的初始位置。
而且，揮擊分析部215對之後的加速度數據進行積分，從而按照時間序列對傳感器單元10距初始位置的位置的坐標進行計算。
另外，揮擊分析部215使用加速度傳感器12所測量出的加速度數據而對xyz坐標系(整體坐標系)中的用戶2靜止時(瞄球時)的傳感器單元10的姿態(初始姿態)進行計算。由於用戶2進行瞄球時的靜止動作(圖15的步驟s103)，因此在用戶2瞄球時(靜止時)，傳感器單元10的x軸與xyz坐標系的x軸的方向一致，且傳感器單元10的y軸處於yz平面上，因此揮擊分析部215能夠通過高爾夫球桿3的桿身的傾斜角α而確定傳感器單元10的初始姿態。
而且，揮擊分析部215實施使用了之後由角速度傳感器14所測量出的角速度數據的旋轉運算，從而按照時間序列對從傳感器單元10的初始姿態起的姿態的變化進行計算。傳感器單元10的姿態例如能夠通過繞x軸、y軸、z軸的旋轉角(橫滾角、俯仰角、偏轉角)、四元數(quaternion)等來表現。
並且，傳感器單元10的信號處理部16既可以對測量數據的偏移量進行計算而實施測量數據的偏置補正，也可以在加速度傳感器12以及角速度傳感器14中加入偏置補正的功能。在這些情況下，無需由揮擊分析部215實施的測量數據的偏置補正。
揮擊開始、揮桿頂點以及擊打的時間點的檢測
揮擊分析部215首先使用測量數據而對用戶2擊球的時間點(擊打的時間點)進行檢測。例如，揮擊分析部215也可以對測量數據(加速度數據或角速度數據)的合成值進行計算，並根據該合成值而對擊打的時間點(時刻)進行檢測。
具體而言，首先，揮擊分析部215使用角速度數據(每個時刻t被實施了偏置補正後的角速度數據)，而對各個時刻t的角速度的合成值n0(t)的值進行計算。例如，當將時刻t的角速度數據設為x(t)、y(t)、z(t)時，揮擊分析部215通過下式(2)而而對角速度的合成值n0(t)進行計算。
[數學式2]
接下來，揮擊分析部215將各個時刻t的角速度的合成值n0(t)轉換為規則化至預定範圍內(比例轉換)的合成值n(t)。例如，當將測量數據的取得期間內的角速度的合成值的最大值設為max(n0)時，揮擊分析部215通過下式(3)，將角速度的合成值n0(t)轉換為規則化至0～100的範圍內的合成值n(t)。
[數學式3]
接下來，揮擊分析部215對各個時刻t的規則化後的合成值n(t)的微分dn(t)進行計算。例如，當將三軸角速度數據的測量周期設為δt時，揮擊分析部215通過下式(4)，對時刻t的角速度的合成值的微分(差分)dn(t)進行計算。
[數學式4]
dn(t)＝n(t)-n(t-δt)…(4)
圖6表示用戶2進行揮桿而擊打高爾夫球4時的三軸角速度數據x(t)、y(t)、z(t)的一個示例。在圖6中，橫軸為時間(msec)，縱軸為角速度(dps)。
圖7為，以圖表的形式表示根據圖6的三軸角速度數據x(t)、y(t)、z(t)，並按照式(2)而計算出三軸角速度的合成值n0(t)之後，按照式(3)而規則化至0～100內而得到的的合成值n(t)的圖。在圖7中，橫軸為時間(msec)，縱軸為角速度的合成值。
圖8為根據圖7的三軸角速度的合成值n(t)，並按照式(4)而對其微分dn(t)進行計算且以圖標的形式進行表示的圖。在圖8中，橫軸為時間(msec)，縱軸為三軸角速度的合成值的微分值。並且，在圖11以及圖12中，用0～5秒表示橫軸，但在圖8中，用2秒～2.8秒表示橫軸，以明確擊打前後的微分值的變化。
接下來，揮擊分析部215將合成值的微分dn(t)的值成為最大的時刻和成為最小的時刻中的在先的時刻作為擊打的時刻timpact(擊打的時間點)而檢測出(參照圖8)。認為在通常的高爾夫球揮桿中，在擊打的瞬間揮桿速度成為最大。而且，由於認為角速度的合成值的值也會根據揮桿速度而發生變化，因此揮擊分析部215能夠將在一系列的揮擊動作的過程中角速度的合成值的微分值成為最大或最小的時間點(即，角速度的合成值的微分值成為正的最大值或負的最小值的時間點)作為擊打的時間點而進行捕捉。並且，雖然認為由於高爾夫球桿3因擊打而產生振動，因此角速度的合成值的微分值成為最大的時間點與成為最小的時間點成對地產生，但是，將其中在先的時間點作為擊打的瞬間來考慮。
接下來，揮擊分析部215將在擊打的時刻timpact之前合成值n(t)接近於0的極小點的時刻作為揮桿頂點的時刻ttop(揮桿頂點的時間點)而檢測出(參照圖7)。認為在通常的高爾夫球揮桿中，在揮擊開始後，於揮桿頂點處動作會暫時停止，之後，揮桿速度逐漸變大直至擊打。因此，揮擊分析部215能夠將在擊打的時間點之前角速度的合成值接近於零而成為極小的時間點作為揮桿頂點的時間點而進行捕捉。
接下來，揮擊分析部215將在揮桿頂點的時刻ttop的前後合成值n(t)在預定的閾值以下的區間設為揮桿頂點區間，並將在揮桿頂點區間的開始時刻之前且合成值n(t)成為預定的閾值以下的最後時刻作為揮擊開始(上揮擊開始)的時刻tstart而檢測出(參照圖7)。很難認為在通常的高爾夫球揮桿中，從靜止的狀態起開始揮擊動作，並且到達揮桿頂點時揮擊動作停止。因此，揮擊分析部215能夠將在揮桿頂點區間之前角速度的合成值成為預定的閾值以下的最後的時間點作為揮擊動作的開始的時間點而進行捕捉。另外，揮擊分析部215也可以將在揮桿頂點的時刻ttop之前合成值n(t)接近於零的極小點的時刻作為揮擊開始的時刻tstart而檢測出。
並且，揮擊分析部215使用三軸加速度數據也能夠同樣地檢測出揮擊開始、揮桿頂點、擊打的各個時間點。
桿身平面以及霍根平面的計算
桿身平面sp為，在用戶2的揮擊開始前的瞄球時(靜止狀態)，通過目標線(擊球的目標方向)和高爾夫球桿3的桿身的長度方向而被確定的第一假想面。另外，霍根平面hp為，在用戶2瞄球時由對用戶2的肩部附近(肩或脖根等)與高爾夫球桿的桿頭3a(或者，高爾夫球4)進行連結的假想線和目標線(擊球的目標方向)而被確定的第二假想面。
圖9為表示桿身平面以及霍根平面的圖。在圖9中，還標記了xyz坐標系(整體坐標系)的x軸、y軸、z軸。
如圖9所示，在本實施方式中，將包括作為沿著擊球的目標方向的第一軸的第一線段51、和作為沿著高爾夫球桿3的桿身的長度方向的第二軸的第二線段52，並以u1、u2、s1、s2為四個頂點的假想平面設為桿身平面sp(第一假想面)。在本實施方式中，將瞄球時的高爾夫球桿3的桿頭3a的位置61設為xyz坐標系的原點o(0、0、0)，第二線段52為對高爾夫球桿3的桿頭3a的位置61(原點o)和握柄端部的位置62進行連結的線段。另外，第一線段51為，將x軸上的u1、u2設為兩端並以原點o為中點的長度ul的線段。通過用戶2在瞄球時進行靜止動作(圖15的步驟s103)從而使高爾夫球桿3的桿身相對於目標線(x軸)而垂直，因此，第一線段51為，與高爾夫球桿3的桿身的長度方向正交的線段，即與第二線段52正交的線段。揮擊分析部215對xyz坐標系中的四個頂點u1、u2、s1、s2的各坐標進行計算，以作為桿身平面sp。
具體而言，首先，揮擊分析部215利用傾斜角α和被包含於高爾夫球桿信息242中的桿身的長度l1，而對高爾夫球桿3的握柄端部的位置62的坐標(0、gy、gz)進行計算。如圖5所示，揮擊分析部215能夠利用桿身的長度l1和傾斜角α，並通過式(5)以及式(6)，而分別計算出gy、gz。
[數學式5]
gy＝l1·cosα…(5)
gz＝l1·sinα…(6)
接下來，揮擊分析部215將高爾夫球桿3的握柄端部的位置62的坐標(0、gy、gz)與比例因子s相乘，而對桿身平面sp的頂點s1與頂點s2的中點s3的坐標(0、sy、sz)進行計算。即，揮擊分析部215分別通過式(7)以及式(8)而對sy以及sz進行計算。
[數學式6]
sy＝gy·s…(7)
sz＝gz·s…(8)
圖10為從x軸的負側對用yz平面剖切圖9的桿身平面sp所得到的剖視圖進行觀察的圖。如圖10所示，對頂點s1(參照圖9)和頂點s2(參照圖9)的中點s3與原點o進行連結的線段的長度(桿身平面sp的與x軸正交的方向上的寬度)成為第二線段52的長度l1的s倍。該比例因子s被設定為，使用戶2的揮擊動作中的高爾夫球桿3的軌跡被收斂於桿身平面sp中的值。例如，當將用戶2的臂長設為l2(參照圖11)時，可以以桿身平面sp的與x軸正交的方向上的寬度s×l1成為桿身的長度l1與臂長l2之和的2倍的方式，而如式(9)那樣對比例因子s進行設定。
[數學式7]
另外，用戶2的臂長l2與用戶2的身高l0(未圖示)相關，根據統計信息，例如，在用戶2為男性的情況下，通過如式(10)那樣的相關式來表示，在用戶2為女性的情況下，通過如式(11)那樣的相關式來表示。
[數學式8]
l2＝0.41×l0-45.5[mm]…(10)
l2＝0.46×l0-126.9[mm]…(11)
因此，揮擊分析部215能夠利用身體信息244中所包括的用戶2的身高l0和性別，並通過式(10)或者式(11)而對用戶的臂長l2進行計算。
接下來，揮擊分析部215利用中點s3的坐標(0、sy、sz)以及桿身平面sp的x軸方向上的寬度(第一線段51的長度)ul，而對桿身平面sp的頂點u1的坐標(-ul/2、0、0)、頂點u2的坐標(ul/2、0、0)、頂點s1的坐標(-ul/2、sy、sz)、s2的坐標(ul/2、sy、sz)進行計算。x軸方向的寬度ul被設定為，使用戶2的揮擊動作中的高爾夫球桿3的軌跡被收斂於桿身平面sp中的值。例如，可以將x軸方向的寬度ul設定為與同x軸正交的方向上的寬度s×l1相同，即，桿身的長度l1與臂長l2之和的2倍。
通過採用這種方式，揮擊分析部215能夠計算出桿身平面sp的四個頂點u1、u2、s1、s2的坐標。
另外，如圖9所示，在本實施方式中，將包括第一線段51和第三線段53在內並以u1、u2、h1、h2為四個頂點的假想平面設為霍根平面hp(第二假想面)。第三線段53為，對處於連結用戶2的兩肩部的線段附近的預定位置63與高爾夫球桿3的桿頭3a的位置61進行連結的線段。但是，第三線段53可以為對預定位置63與高爾夫球4的位置進行連結的線段。揮擊分析部215對xyz坐標系中的四個頂點u1、u2、h1、h2的各坐標進行計算，衣作為霍根平面hp。
具體而言，首先，揮擊分析部215利用瞄球時(靜止時)的高爾夫球桿3的握柄端部的位置62的坐標(0、gy、gz)、和基於身體信息244而得到的用戶2的臂長l2，而對預定位置63進行推斷，並對其坐標(ax，ay，az)進行計算。
圖11為從x軸的負側]對用yz平面剖切圖9的霍根平面hp所得到的剖視圖進行觀察的圖。在圖11中，將連結用戶2的兩肩部的線段的中點設為預定位置63，預定位置63存在於yz平面上。因此，預定位置63的x坐標ax為0。而且，如圖11所示，揮擊分析部215推斷為，使高爾夫球桿3的握柄端部的位置62向z軸的正方向移動了用戶2的臂長l2而得到的位置為預定位置63。因此，揮擊分析部215將預定位置63的y坐標ay設為與握柄端部的位置62的y坐標gy相同的值。另外，揮擊分析部215以式(12)的方式將預定位置63的z坐標az作為握柄端部的位置62的z坐標gz與用戶2的臂長l2之和而進行計算。
[數學式9]
az＝gz+l2…(12)
接下來，揮擊分析部215使預定位置63的y坐標ay以及z坐標az分別與比例因子h相乘，而對霍根平面hp的頂點h1與頂點h2的中點h3的坐標(0，hy，hz)進行計算。即，揮擊分析部215通過式(13)以及式(14)而分別對hy以及hz進行計算。
[數學式10]
hy＝ay·h…(13)
hz＝az·h…(14)
如圖11所示，對頂點h1(參照圖9)和頂點h2(參照圖9)的中點h3和原點o進行連結的線段的長度(霍根平面hp的與x軸正交的方向的寬度)成為第三線段53的長度l3的h倍。該比例因子h被設定為，使用戶2的揮擊動作中的高爾夫球桿3的軌跡被收斂於霍根平面hp中的值。例如，霍根平面hp可以設為與桿身平面sp相同的形狀及大小。在該情況下，霍根平面hp的與x軸正交的方向的寬度h×l3同桿身平面sp的與x軸正交的方向上的寬度s×l1一致，成為高爾夫球桿3的桿身的長度l1與用戶2的臂長l2之和的2倍。因此，揮擊分析部215能夠通過式(15)而對比例因子h進行計算。
[數學式11]
另外，揮擊分析部215能夠利用預定位置63的y坐標ay以及z坐標az，並通過式(13)而對第三線段53的長度l3進行計算。
接下來，揮擊分析部215利用中點h3的坐標(0、hy、hz)以及霍根平面hp的x軸方向上的寬度(第一線段51的長度)ul，而對霍根平面hp的頂點h1的坐標(-ul/2、hy、hz)、h2的坐標(ul/2、hy、hz)進行計算。並且，由於霍根平面hp的兩個頂點u1、u2與桿身平面sp共同，因此揮擊分析部215無需重新對霍根平面hp的頂點u1、u2的坐標進行計算。
通過採用這種方式，揮擊分析部215能夠計算出霍根平面hp的四個頂點u1、u2、h1、h2的坐標。
由桿身平面sp(第一假想面)和霍根平面hp(第二假想面)夾持的區域被稱為「v區域」，能夠根據上揮擺過程中或下揮擺過程中的高爾夫球桿3的桿頭3a的位置與v區域之間的關係，而在某種程度上推斷出擊球的軌道(球路)。例如，在上揮擺或者下揮擺過程中的預定的時間點高爾夫球桿3的桿頭存在於與v區域相比較低的空間的情況下，容易成為左曲球類的擊球。另外，在上揮擺或者下揮擺過程中的預定的時間點高爾夫球桿3的桿頭3a存在於與v區域相比較高的空間的情況下，容易成為右曲球類的擊球。在本實施方式中，由圖11可明知，桿身平面sp與霍根平面hp所成的第一角度β根據高爾夫球桿3的桿身的長度l1與用戶2的臂長l2而確定。即，由於第一角度β不是固定值，而是根據高爾夫球桿3的種類或用戶2的身體來決定，因此，作為對用戶2的揮桿進行判斷的指標，而能夠更加確切地對桿身平面sp以及霍根平面hp(v區域)進行計算。
杆面扣角以及桿頭軌跡(入射角)的計算
杆面扣角為基於擊打中的高爾夫球桿3的桿頭3a的桿頭的傾斜的指標，桿頭軌跡(入射角)為基於擊打中的高爾夫球桿3的桿頭3a的軌道的指標。
圖12為用於對杆面扣角和桿頭軌跡(入射角)進行說明的圖。在圖12中，顯示在xyz坐標系中從z軸的正側觀察到的xy平面上的高爾夫球桿3(僅圖示桿頭3a)。在圖12中，高爾夫球桿3例示了擊球面(擊打面)74、擊球點75、表示擊球的目標方向的目標線70、與目標線70正交的平面71、表示高爾夫球桿3的桿頭3a的軌跡的曲線76、以及相對於曲線76的擊球點75處的切線72。在圖12中，杆面扣角φ為平面71與擊球面74所成的角，換言之，為與擊球面74正交的直線73與目標線70所成的角。另外，桿頭軌跡(入射角)ψ為切線72(xy平面中的桿頭從擊球點75通過的方向)與目標線70所成的角。
例如，設定桿頭3a的擊球面74與x軸方向(參照圖2)所成的角始終固定(例如，正交)，揮擊分析部215根據擊打的時刻timpact的傳感器單元10的姿態而對與擊球面正交的直線的方向進行計算。而且，揮擊分析部215將使該直線的方向上的z軸分量為0的方向設為直線73的方向，對直線73與目標線70所成的角(杆面扣角)φ進行計算。
另外，例如，揮擊分析部215將使擊打的時刻timpact的桿頭3a的速度的z軸分量成為0的速度(即，xy平面中的桿頭3a的速度)的方向設為切線72的方向，並對接線72與目標線70所成的角(桿頭軌跡(入射角))ψ進行計算。
並且，由於杆面扣角φ表示將方向與桿頭3a的向擊球點75入射的方向無關而被固定的目標線70作為基準的擊球面74的傾斜度，因此，也被稱為絕對杆面扣角。與此相對，由於直線73與切線72所成的角η表示將桿頭3a向擊球點75入射的方向作為基準的擊球面74的傾斜度，因此，被稱為相對杆面扣角。相對杆面扣角η為，從(絕對)杆面扣角φ減去桿頭軌跡(入射角)ψ而得到的角。
揮桿頂點時的桿身軸旋轉角的計算
揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop(未圖示)為，高爾夫球桿3從成為基準的時間點起至揮桿頂點的時間點為止繞桿身軸所旋轉的角度(相對旋轉角)。成為基準的時間點例如為上揮擊開始時或瞄球時。在本實施方式中，在用戶2為慣用右手者的情況下，將使頂端朝向高爾夫球桿3的桿頭側的右旋的擰緊方向(在從握柄端部側觀察桿頭3a側時的順時針旋轉的方向)設為桿身軸旋轉角θtop的正方向。相反，在用戶2為慣用左手者的情況下，將使頂端朝向高爾夫球桿3的桿頭3a側的左旋的擰緊方向(在從握柄端部側觀察桿頭3a側時的逆時針的方向)設為桿身軸旋轉角θtop的正方向。
圖13，表示從揮擊開始(上揮擊開始)起至擊打為止的桿身軸旋轉角的時間變化的一個示例的圖。在圖13中，橫軸為時間(s)，縱軸為桿身軸旋轉角(deg)。在圖13，示出了將揮擊開始時(上揮擊開始時)設為基準的時間點(桿身軸旋轉角為0°)的揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop。
在本實施方式中，如圖2所示，傳感器單元10的y軸與高爾夫球桿3的桿身的長度方向(高爾夫球桿3的長度方向)大致一致。因此，例如，揮擊分析部215通過從揮擊開始的時刻tstart(上揮擊開始時)或瞄球時至揮桿頂點的時刻ttop(揮桿頂點時)對角速度數據中所包含的y軸角速度進行時間積分，從而對桿身軸旋轉角θtop進行計算。
1-4.揮擊分析中的診斷處理
在本實施方式中，作為揮桿的分析的診斷方法的一個示例，使用了如下的方法，即，利用上杆半程時和下杆半程時的桿頭3a的位置分別屬於基於由揮擊分析部215計算出的桿身平面sp以及霍根平面hp(v區)而被確定的多個區域中的哪一個區域而進行判斷的方法。以下，參照圖14，對其方法進行說明。
揮桿診斷部211例如求出上杆半程時和下杆半程時的桿頭3a的位置分別屬於基於桿身平面sp以及霍根平面hp(v區)而被確定的多個區域中的哪一個區域。
圖14為表示桿身平面sp以及霍根平面hp(v區域)與多個區域之間的關係的一個示例的圖。圖14示出了從x軸的負側觀察(投影至yz平面的)的情況下的桿身平面sp、霍根平面hp以及五個區域a～e之間的關係。區域b為包括霍根平面hp在內的預定的空間，區域d為包括桿身平面sp在內的預定的空間。區域c為被區域b和區域d夾持的空間(與區域b的分界面sbc和與區域d的分界面scd之間的空間)。區域a為，在與區域c相反的一側的分界面sab處與區域b相接的空間。區域e為在與區域c相反的一側的分界面sde處與區域d相接的空間。並且，在後文敘述的本實施方式的顯示例中，對使用了區域a～區域d的示例進行說明。
考慮到幾種分界面sab、分界面sbc、分界面scd以及分界面sde的設定方法。列舉出一個示例，能夠以在yz平面上，使霍根平面hp成為分界面sab與分界面sbc的正中，且桿身平面sp成為分界面scd與分界面sde的正中，且區域b、區域c、區域d的繞原點o(x軸)的角度相等的方式進行設定。即，如果相對於桿身平面sp與霍根平面hp所成的第一角度β，而將霍根平面hp與分界面sab以及分界面sbc所成的角分別設定為β/4，將桿身平面sp與分界面scd以及分界面sde所成的角分別設定為β/4，則區域b、區域c、區域d的角度均被設定為β/2。
並且，由於無法設想上杆半程時或下杆半程時的桿頭3a的位置的y坐標成為負的揮桿，因此，在圖14中，區域a的與分界面sab相反的一側的分界面被設定於xz平面上。同樣地，由於無法設想上杆半程時或下杆半程時的桿頭3a的位置的z坐標成為負的揮桿，因此，區域e的與分界面sde相反的一側的分界面被設定於xy平面上。顯然，也可以以使區域a或區域e的繞原點o(x軸)的角度也與區域b、區域c、區域d相等的方式，對區域a或區域e的分界面進行設定。
具體而言，首先，揮桿診斷部211根據與揮桿相關的數據(被選擇的揮擊分析數據248)中所包含的桿身平面sp的四個頂點u1、u2、s1、s2的各坐標以及霍根平面hp的四個頂點u1、u2、h1、h2的各坐標，而對區域a～e的各分界面sab、分界面sbc、分界面scd以及分界面sde進行設定。接下來，揮桿診斷部211對與揮桿相關的數據(被選擇的揮擊分析數據248)中所包含的上杆半程時的桿頭3a的位置的坐標以及下杆半程時的桿頭3a的位置的坐標分別屬於區域a至區域e中的哪個區域進行判斷。
該判斷結果的信息被發送至圖像數據生成部216或顯示處理部218，並被使用於後文敘述的分析結果的畫面中。在後文敘述的圖18所示的本實施方式中的顯示例中，顯示有作為識別數據而預先被分配有(a～d)的多個區域a～d，針對於多個區域a～d，而顯示有高爾夫球桿3的位置所屬的區域a～d。通過設為這樣的顯示，能夠根據識別數據(a～d)，而對高爾夫球桿3的位置屬於哪個區域(區域a～d中的哪個區域)進行確認。由此，能夠容易地實施各時間點的高爾夫球桿3的位置是否良好的判斷。
另外，優選為，運動分析顯示裝置20上所顯示的區域a～d根據與至少表示一個假想面(桿身平面sp、以及霍根平面hp)的線段spl、hpl(參照圖18)之間的關係而被設定。由此，根據假想面(桿身平面sp、以及霍根平面hp)和揮桿過程中的所期望的時間點的高爾夫球桿3的位置所涉及的識別數據(a～d)之間的關係，而能夠將揮桿的特點以規則化的方式進行明示。
之後，揮桿診斷部211參照被預先設定的與揮桿相關的數據中所包含的「上杆半程時的桿頭3a的位置所屬的區域」和「下杆半程時的桿頭3a的位置所述的區域」等信息而進行判斷。具體而言，求出上杆半程時的桿頭3a的位置所屬的區域和下杆半程時的桿頭3a的位置所屬的區域的每個組合的分數，例如，求出上杆半程時的桿頭3a的位置屬於區域a且下杆半程時的桿頭3a的位置屬於區域a的情況下的分數，並且根據其高低而進行判斷。
基於桿身平面sp、霍根平面hp、上杆半程時的桿頭3a的位置、下杆半程時的桿頭3a的位置之間的關係而被預測出的擊球越易於變成曲線球，則揮桿診斷部211可以計算出越低的分數。「易於變成曲線球」既可以指擊球後的軌道容易變成曲線(容易成為右曲球或左曲球)，也可以指擊球的方向脫離目標方向(目標線)。或者，擊球越易於直飛則揮桿診斷部211也可以計算出越高的分數。「易於直飛」既可以指擊球後的軌道難以邊曲線(容易變成直球)，也可以指擊球的方向難以脫離目標方向(目標線)。
例如，由於在上杆半程時的桿頭3a的位置屬於區域e且下杆半程時的桿頭3a的位置屬於區域a的情況下，被預測為擊球易於變成曲線球，因此揮桿診斷部211計算出相對較低的分數。
另外，例如，由於在上杆半程時的桿頭3a的位置和下杆半程時的桿頭3a的位置均屬於區域c的情況下，被預測為擊球易於直飛，因此揮桿診斷部211計算出相對較高的分數。
揮桿診斷部211能夠根據揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop和杆面扣角φ分別屬於多個範圍中的哪個範圍內，而對「旋轉」的項目進行評價。具體而言，首先，揮桿診斷部211對與揮桿相關的數據(診斷對象的輸入數據)中所包含的揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop(未圖示)和杆面扣角φ(參照圖12)分別屬於哪個範圍內進行判斷。接下來，揮桿診斷部211參照旋轉分數表(未圖示)，而對與判斷結果相對應的分數進行計算。
基於揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop與杆面扣角φ之間的關係而被預測出的擊球越易於變成曲線球，則揮桿診斷部211可以計算出越低的分數。例如，由於揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop極大的狀態是高爾夫球桿3的擊球面(擊打面)74(參照圖12)極度打開的狀態，因此預測為擊打時擊球面未完全返回至方正(square)從而擊球易於變成曲線球。另外，杆面扣角φ極大的狀態是擊打時的擊球面極度打開的狀態(open)，並且杆面扣角φ極小的狀態(絕對值較大的負的狀態)是擊打時的擊球面極度關閉的狀態(closed)，在任意一個狀態下，均被預測為擊球易於變成曲線球。在這樣的情況下，揮桿診斷部211計算出相對較低的分數。
另外，例如，如果揮桿頂點時的桿身軸旋轉角θtop較小，則擊球時擊球面完全返回至方正，從而預測為擊球易於變成直球。另外，由於杆面扣角φ接近0°的狀態是在擊打時的擊球面接近方正，因此預測為擊球易於變成直球。在這樣的情況下，揮桿診斷部211計算出相對較高的分數。
根據上述的揮擊分析系統1，用戶(被實驗者)2的揮桿由傳感器單元10的慣性傳感器(加速度傳感器12以及角速度傳感器14)進行測量。而且，根據測量結果的輸出，通過作為揮擊分析裝置的運動分析顯示裝置20而對用戶(被實驗者)2的揮桿進行分析，並作為分析信息或顯示桿頭軌跡的圖像而被顯示於作為揮擊分析裝置的運動分析顯示裝置20的顯示部25上。通過這樣方式，無需使用大型的拍攝裝置等，用戶2能夠容易地實施揮擊分析。
另外，根據作為揮擊分析裝置的運動分析顯示裝置20，揮桿軌跡30、和揮桿過程中的多個時間點的作為運動器具的高爾夫球桿3的各個位置的與高爾夫球桿3所涉及的對象31～35被重疊顯示於顯示部25上。由此，能夠客觀地識別到用戶2的揮桿的一系列的動作的轉變，從而能夠實施有效的揮擊分析。
另外，運動分析顯示裝置20上被顯示的分析信息為高爾夫球桿3的例如，桿頭3a(擊打部)的姿態信息、桿頭3a的擊打面的朝向、以及高爾夫球桿3的旋轉角的任意一個信息。由此，能夠客觀且容易地對特定的時間點的高爾夫球桿3的桿頭3a的姿態信息、桿頭3a的擊打面的朝向、以及高爾夫球桿3的旋轉角等的狀態進行判斷，從而能夠提高分析精度或分析效率。
另外，運動分析顯示裝置20上被顯示的區域a～d根據與至少表示一個假想面(桿身平面sp、以及霍根平面hp)的線段spl，hpl(參照圖18)之間的關係而被設定。由此，根據假想面(桿身平面sp、以及霍根平面hp)和揮桿過程中的所需的時間點的高爾夫球桿3的位置所涉及的識別數據(a～d)之間的關係，能夠以規則化的方式明示揮桿的特點。
另外，由於在運動分析顯示裝置20上被顯示的多個時間點中，包括有作為高爾夫球桿3的揮桿而重要的時間點的上杆半程、揮桿頂點、自然非曲腕揮桿、下杆半程、以及擊打，因此能夠提高分析精度或分析效率。並且，更加優選為，在所顯示的多個時間點中包括上杆半程、揮桿頂點、自然非曲腕揮桿、下杆半程、以及擊打中的至少兩個，由此能夠更加提高分析精度或分析效率。
1-5.揮擊分析(運動分析)系統的動作順序
接下來，參照圖15，對揮擊分析(運動分析)系統1、以及用戶2的揮擊動作的動作順序(分析結果的顯示方法)進行說明。用戶(被實驗者)2根據預先被確定的順序，而實施對高爾夫球4進行擊球的一系列的揮擊動作。圖15為表示用戶2的揮擊動作、以及揮擊分析(運動分析)系統1所實施的揮擊分析的順序的流程圖。
並且，在以下的順序的說明中，使用前文所述的揮擊分析(運動分析)系統1的結構中所使用的符號。另外，在以下的動作順序中，通過在揮擊分析系統1中使計算機執行揮擊分析程序(運動分析程序)240，來實現。
如圖15所示，首先，用戶2通過運動分析顯示裝置20而實施用戶2的身體信息244和與用戶2所使用的高爾夫球桿3相關的信息等的輸入操作(步驟s100)。身體信息244也可以包括用戶2的身高、臂長、以及腿長的至少一個信息，還可以包括性別信息或其他信息。高爾夫球桿信息242包括高爾夫球桿3的長度(球桿長)的信息、以及高爾夫球桿3的種類(杆號)中的至少一個信息。
在步驟s100中，用戶2將身高、性別、年齡、國籍等身體信息作為身體信息244而進行輸入，並且將球桿長、杆號等與高爾夫球桿相關的信息作為高爾夫球桿信息242而進行輸入。並且，身體信息244中所包含的信息並不僅限於此，例如，在身體信息中也可以代替身高或與身高一起而包含臂長以及腿長中的至少一個信息。同樣地，高爾夫球桿信息242中所包含的信息並不僅限於此，例如，高爾夫球桿信息既可以不包括球桿長和杆號中的某一方信息，也可以還包含其他信息。
接下來，用戶2經由運動分析顯示裝置20而實施測量開始操作(用於使傳感器單元10開始測量的操作)(步驟s101)。當在步驟s101中，用戶2實施測量開始操作時，傳感器單元10(作為慣性傳感器的加速度傳感器12以及角速度傳感器14)以預定周期(例如1ms)對三軸加速度和三軸角速度進行測量，並將所測量出的數據依次向運動分析顯示裝置20發送。傳感器單元10與運動分析顯示裝置20之間的通信既可以為無線通信，也可以為有線通信。該數據顯示傳感器單元10的位置和姿態，甚至表示高爾夫球桿3的各部的位置和姿態。
接下來，用戶2在從運動分析顯示裝置20接收到指示採取瞄球姿態(運動開始前的基本姿態)的通知(例如，由語音進行的通知)之後(步驟s102中的是)，以高爾夫球桿3的桿身的長度方向的軸與目標線(擊球的目標方向)垂直的方式採取瞄球的姿態，並靜止預定的時間以上(步驟s103)。在此，運動分析顯示裝置20利使用傳感器單元10所輸出的測量數據，生成(取得)靜止時的用戶2的手頭2a的姿態信息(步驟s104)。並且，在未從運動分析顯示裝置20接收指示採取瞄球姿態(運動開始前的基本姿態)的通知(例如，由語音進行的通知)的情況(步驟s102中的否)下，待機直至接收到通知。
接下來，用戶2在從運動分析顯示裝置20接收到允許揮桿的通知(例如，由語音進行的通知)之後(步驟s105中的是)，實施揮擊動作，對目標的高爾夫球4進行擊球(步驟s106)。並且，在從運動分析顯示裝置20沒有收到允許揮桿的通知(例如，由語音進行的通知)的情況(步驟s105中的否)下，直至作出允許揮桿的通知為止，準備進行揮擊動作。
接下來，運動分析顯示裝置20根據來自對用戶2的揮桿進行測量的傳感器單元10的測量數據，而對一系列的揮桿過程中的各個時間點(例如上杆半程、自然非曲腕揮桿、下杆半程、以及擊打等)進行檢測(步驟s107)。具體而言，已經在前述的1-3項所說明的、結構要素的位置以及姿態等的計算、揮擊動作的各時間點的檢測中進行了詳細的敘述。
接下來，運動分析顯示裝置20根據來自傳感器單元10的測量數據，而對所檢測出的各時間點的高爾夫球桿3(參照圖3)的桿頭3a的位置、以及作為擊打面的擊球面74(參照圖12)的朝向進行計算(步驟s108)。並且，運動分析顯示裝置20對高爾夫球桿3的桿身軸旋轉角θ(未圖示)和杆面扣角φ等進行計算(步驟s109)。
接下來，運動分析顯示裝置20的揮擊分析部215根據所求出的一系列的揮桿的位置、以及姿態和動作數據，而生成(取得)桿頭軌跡數據(桿頭軌跡信息)(步驟s110)。
接下來，運動分析顯示裝置20的揮桿診斷部211實施一系列的揮桿所涉及的各種分析(步驟s111)。在此處的分析中，實施在前文所述的1-4.揮擊分析的診斷處理中所說明的各種診斷。分析(診斷)結果的信息(揮桿的分析信息)被發送至圖像數據生成部216或顯示處理部218。
接下來，運動分析顯示裝置20根據在步驟s110中所生成的桿頭軌跡信息和在步驟s111中所實施的一系列的揮桿所涉及的各種分析結果等，作為圖像信息而顯示在顯示部25上以作為揮擊分析結果信息(步驟s113)。通過以上步驟，結束一系列的工序。
以下，參照圖16至圖21，對在步驟s113中被顯示在顯示部25上的具體的顯示例進行說明。圖16～圖19表示揮桿信息的顯示例，圖16為表示顯示例1的圖，圖17為表示揮桿的分析信息的顯示例的桿身旋轉軸的變化的圖，圖18為表示顯示例2的圖，圖19為表示顯示例3的圖。另外，圖20為表示揮桿信息的顯示所涉及的應用例1的圖，圖21為表示揮桿信息的顯示所涉及的應用例1的圖。
顯示例1
首先，參照圖16，對被顯示在顯示部25上的顯示例1進行說明。運動分析顯示裝置20在檢測出揮桿的結束之後，在經過了預定的時間的時間點，將揮桿信息(揮擊分析信息)顯示在顯示部25上。顯示例1所涉及的顯示如圖16所示，顯示近似於揮擊動作的揮桿軌跡30。
如圖16所示，在顯示部25上，將用戶2的一系列的揮擊動作作為揮桿軌跡30而進行了顯示。本示例中的揮桿軌跡30的顯示為，在從高爾夫球桿3(參照圖1)的桿頭3a(參照圖1)中的與高爾夫球4(參照圖1)的擊球面交叉的方向主視觀察的範圍內、從與高爾夫球4側相反的一側觀察的情況下的作為從後方觀察的圖像而被顯示。另外，作為表示該目視確認方向的標示，顯示有標記36。並且，該顯示方向也能夠設為從高爾夫球4側進行觀察的情況而進行顯示。
另外，在本示例的揮桿軌跡30的顯示中，將揮桿軌跡30、和表示各時間點(時刻)的高爾夫球桿的位置的多個對象31～35被重疊顯示在顯示部25上。並且，在圖16上，對象31表示瞄球時(靜止時)或擊打的時間點、對象35表示上杆半程的時間點，對象34表示揮桿頂點的時間點，對象33表示自然非曲腕揮桿的時間點，對象32表示下杆半程的時間點。在此，自然非曲腕揮桿的時間點是指，在下揮擺中釋放曲腕時，使高爾夫球桿3的握柄側減速，並使高爾夫球桿3的桿頭3a被加速的運動的時間點。並且，也可以在顯示部25的一部分(在本示例中，為畫面右下部分)上顯示有表示其他的分析信息的顯示窗37。
另外，在本示例的揮桿軌跡30的顯示中，通過用戶2在被顯示在顯示部25上的對象31～35中，對欲使分析的詳細信息進行顯示的時間點進行選擇並指示，從而進行顯示。在該情況下，由用戶2實施的指示例如能夠通過使用戶2的手指接觸顯示部25(畫面點擊)等來實現。在本示例中，示出了對對象32(下杆半程的時間點)進行選擇並指出的示例，被指示的對象32為了易於對指示進行辨別，從而被設為使色調變濃且增大尺寸的強調顯示。並且，強調顯示不僅限於色調的變化、尺寸的變化這雙方的應用，只要能夠辨別出被進行強調，則可以應用某一個結構。另外，也可以為其他的強調顯示。
並且，用戶2進行指示而使其顯示的分析的詳細信息(分析信息)包括高爾夫球桿3的姿態信息，例如，能夠舉例出高爾夫球桿3的桿頭3a的位置、作為桿頭3a的擊打面的擊球面74(參照圖12)的朝向、高爾夫球桿3的桿身軸旋轉角θ(未圖示)和杆面扣角φ(參照圖12)等的示例。
在此被顯示的分析的詳細信息(分析信息)能夠與揮桿軌跡30和對象31～35在同一畫面上被重疊顯示(例如顯示窗37)，或者在預定的時間點對畫面進行切換，而例如如圖17所示，對表示作為詳細信息(分析信息)的上揮擺時的桿身旋轉軸的變化的圖表進行顯示。並且，在圖17所示的圖表中，限定於作為所期望的時間點範圍的從靜止時起至揮桿頂點的時間點為止的區間，而對桿身旋轉軸的轉變進行顯示。由此，通過將旋轉軸的顯示集中於作為更重要的區間的從靜止時起至揮桿頂點的時間點內，從而能夠更容易實施判斷，進而能夠提高練習效率。
根據顯示例1所涉及的顯示方法，通過將揮桿軌跡30、和揮桿過程中的多個時間點的高爾夫球桿3的各個位置的高爾夫球桿3所涉及的對象31～35重疊顯示在顯示部25上，從而能夠客觀地對揮桿的一系列的動作如何變化進行識別。另外，由於通過用戶2對判斷為需要進行分析信息的對象(在本示例中，為對象32)進行指定，從而被指定的對象32所涉及的時間點的分析信息被顯示，因此能夠有效地獲得分析信息。另外，由於能夠集中獲得所需的分析信息，因此能夠提高分析效率。此時，優選為，顯示處理部218以對通過用戶2而被指定的對象32的色調或尺寸進行改變等方式進行強調顯示。通過設為這樣的強調顯示，從而能夠容易進行被指定的對象(在本示例中，對象32)的識別或感知。
顯示例2
接下來，參照圖18，對在顯示部25上被顯示的顯示例2進行說明。顯示例2在與上述的顯示例1同樣的時間點被顯示於顯示部25上。並且，在顯示例2的說明中，省略了與上述的顯示例1同樣的內容的說明。
如圖18所示，顯示例2所涉及的顯示，除了顯示有與顯示例1同樣的揮桿軌跡30、以及表示各時間點(時刻)的高爾夫球桿的位置的多個對象31～35以外，還顯示有表示由桿身平面sp以及霍根平面hp形成的v區域的線段spl、hpl。並且，線段spl顯示作為假想面的桿身平面sp，線段hpl近似於作為假想面的霍根平面hp。另外，在顯示例2中，顯示有表示基於上述的桿身平面sp以及霍根平面hp(v區)而被決定的多個區域的識別標記a～d。
根據顯示例2所涉及的顯示方法，例如，能夠對上杆半程時以及下杆半程時的桿頭3a的位置是否分別位於桿身平面sp以及霍根平面hp(v區域)中進行目視確認，由此能夠對揮桿的特點進行判斷。另外，根據揮桿過程中的所期望的時間點的桿頭3a的位置、例如上杆半程時以及下杆半程時的桿頭3a的位置位於通過識別數據(a～d)而被顯示的區域a至區域d中的哪個區域，來能夠對揮桿的特點進行目視確認。或者，根據揮桿過程中的所期望的時間點的桿頭3a的位置、例如上杆半程時以及下杆半程時的桿頭3a的位置位於通過識別數據(a～d)而被顯示的區域a至區域d中的哪個區域，來能夠對揮桿的特點進行判斷(診斷)。通過這種方式，由於能夠客觀且容易地對揮桿的狀態進行判斷(診斷)，從而能夠提高練習效率。
顯示例3
接下來，參照圖19，對被顯示於顯示部25上的顯示例3進行說明。顯示例3在與上述的顯示例1同樣的時間點被顯示於顯示部25上。並且，在顯示例3的說明中，省略了與上述的顯示例1同樣的內容的說明。
如圖19所示，顯示例3所涉及的顯示，顯示有揮桿軌跡30、以及表示各時間點(時刻)的高爾夫球桿的位置的多個對象31～35。與上述的顯示例1相比，對揮桿軌跡30進行目視確認的方向不同。本示例中的揮桿軌跡30的顯示為，在從高爾夫球桿3(參照圖1)的桿頭3a(參照圖1)中的、沿著高爾夫球4(參照圖1)的擊球面的方向的主視觀察的範圍內、且作為從高爾夫球4側觀察的從用戶2的正面觀察的圖像而被顯示。另外，作為表示該目視確認方向的標示，而顯示有標記36a。並且，該顯示方向還能夠作為從與高爾夫球4側相反側(用戶2的後面側)觀察的情況而被顯示。
根據顯示例3所涉及的顯示方法，能夠實現與上述的顯示例1同樣的效果。具體而言，能夠客觀地識別到揮桿的一系列的動作是如何轉變。另外，強調顯示了由用戶2指定的對象32，由於顯示有被指定的對象32所涉及的時間點的分析信息，從而能夠有效地獲得分析信息。
接下來，參照圖20以及圖21，對揮桿信息的顯示所涉及的應用例進行說明。並且，以下所說明的應用例1以及應用例2為應用了前文所述的顯示例2的顯示例。因此，對於與顯示例2同樣的結構以及內容，省略其說明。
應用例1
如圖20所示，揮桿信息的顯示所涉及的應用例1除了顯示有與顯示例1同樣的揮桿軌跡30、以及表示各時間點(時刻)的高爾夫球桿的位置的多個對象31～35以外，還顯示有線段spl2、hpl2、以及與線段spl2、hpl2並行的三條假想線rl1、rl2、rl3。而且，在應用例1的顯示中，顯示有表示基於三條假想線rl1、rl2、rl3而被決定的多個區域a至區域d的識別標記(a～d)。
並且，線段spl2表示作為假想面的桿身平面sp，線段hpl2近似於作為假想面的霍根平面hp。另外，本示例的假想線rl1近似於穿過用戶2的腋部並與線段spl2、hpl2並行的線段，假想線rl2近似於穿過用戶2的頭部並與線段spl2、hpl2並行的線段，假想線rl3近似於穿過用戶2的大腿部並與線段spl2、hpl2並行的線段。另外，區域a位於假想線rl2的外側，區域b位於假想線rl1與假想線rl2之間，區域c位於假想線rl1與假想線rl3之間，區域d位於假想線rl3的外側。
應用例2
如圖21所示，揮桿信息的顯示所涉及的應用例2與應用例1同樣地，顯示有揮桿軌跡30、以及表示各時間點(時刻)的高爾夫球桿的位置的多個對象31～35、線段spl3、hpl3、以及在沿著線段spl3、hpl3的方向上延伸的三個假想線rl1、rl2、rl3。而且，顯示有表示基於三條假想線rl1、rl2、rl3而被決定的多個區域a至區域d的識別標記(a～d)。
並且，線段spl3表示作為假想面的桿身平面sp，線段hpl3近似於作為假想面的霍根平面hp。另外，本示例中的假想線rl1為近似於穿過用戶2的腹部並與線段spl3、hpl3並行的線段的線段。另外，假想線rl2為穿過用戶2的肩部並相對於線段hpl3而以向對象31的方向展開的方式傾斜的線段。另外，假想線rl3為穿過用戶2的膝部並相對於線段sp3l而以向對象31的方向展開的方式傾斜的線段。另外，區域a位於假想線rl2的外側，區域b位於假想線rl1與假想線rl2之間，區域c位於假想線rl1與假想線rl3之間，區域d位於假想線rl3的外側。
根據揮桿信息的顯示所涉及的應用例1以及應用例2的顯示方法，能夠實現與上述的顯示例2同樣的效果。例如，根據對揮桿過程中的所期望的時間點的桿頭3a的位置、例如上杆半程時以及下杆半程時的桿頭3a的位置位於通過識別數據(a～d)而被顯示的區域a至區域d的哪個區域，而能夠對揮桿的特點進行目視確認。或者，根據揮桿過程中的所期望的時間點的桿頭3a的位置、例如上杆半程時以及下杆半程時的桿頭3a的位置位於通過識別數據(a～d)而被顯示的區域a至區域d的哪個區域，而能夠對揮桿的特點進行判斷(診斷)。通過這種方式，由於能夠客觀且容易地對揮桿的狀態進行判斷(診斷)，因此能夠提高練習效率。
根據以上所說明的揮擊分析(運動分析)系統1、以及用戶2的揮擊動作的動作順序(分析結果的顯示方法)，基於構成傳感器單元10的作為慣性傳感器的加速度傳感器12以及角速度傳感器14的輸出，而生成揮桿軌跡30等的分析數據。因此，無需使用大型的拍攝裝置等，並且用戶2能夠容易地實施揮擊分析。另外，通過將揮桿軌跡30、和揮桿過程中的多個時間點的高爾夫球桿3的各個位置的、高爾夫球桿3所涉及的對象31～35重疊顯示於顯示部25上，從而能夠客觀地識別揮桿的一系列的動作是如何進行了轉變。
另外，由於通過用戶2對所顯示的對象31～35中的判斷為需要進行分析信息的對象進行指定，從而被指定的對象(在上述的示例中，為標物32)所涉及的時間點的分析信息被顯示，因此，能夠有效地獲得分析信息。另外，由於能夠集中獲得所需的分析信息，因此能夠提高分析效率。
1-6.運動分析顯示裝置的其他結構
頭戴式顯示器(hmd)
接下來，參照圖22，作為運動分析顯示裝置20，對使用了頭部佩戴型的頭戴式顯示器(hmd)的示例進行說明。圖22為表示作為運動分析顯示裝置的、頭戴式顯示器(hmd)的一個示例的立體圖。
如圖22所示，頭戴式顯示器(hmd)500具有被佩戴於用戶2的頭部上的眼鏡主體501。在眼鏡主體501上設置有顯示部502。顯示部502通過將從圖像顯示部503射出的光束與從外界朝向用戶2的眼睛的光束整合，從而使圖像顯示部503的虛像重疊於由用戶2觀察到的外界的實像上。
在顯示部502上，例如，具備lcd(液晶顯示器)等圖像顯示部503、第一分光鏡504、第二分光鏡505、第一凹狀反射鏡506、第二凹狀反射鏡507、快門508、凸狀透鏡509。
第一分光鏡504被配置於用戶2的左眼的正面，並使從圖像顯示部503射出的光部分透過以及部分反射。另外，第二分光鏡505被配置於用戶2的右眼的正面，並使來自第一分光鏡504的部分透過光部分透過以及部分反射。
第一凹狀反射鏡506被配置於第一分光鏡504的正面，並使第一分光鏡504的部分反射光部分反射，從而使之透過第一分光鏡504並導向用戶2的左眼。另外，第二凹狀反射鏡507被配置於第二分光鏡505的正面，並使第二分光鏡505的部分反射光部分反射，從而使之透過第二分光鏡505並導向用戶2的右眼。
凸狀透鏡509在快門508被開放時將第二分光鏡505的部分透過光導向頭戴式顯示器(hmd)500的外部。
在這樣的頭戴式顯示器(hmd)500中，顯示了如前文所述的顯示例所表示的用戶2的一系列的揮擊動作中的分析信息(參照圖16、圖18)、近似於揮擊動作的揮桿軌跡30(參照圖16、圖18)等揮桿信息等。並且，關於顯示內容，由於與前文所述的顯示例相同，因此，省略了詳細的說明。
根據以上的頭戴式顯示器(hmd)500，由於被佩戴於頭部上來進行顯示，因此，用戶2能夠在不用手握持具備了顯示信息的顯示部25的揮擊分析裝置20的情況下對自己的揮桿信息或手頭2a的姿態(位置)信息進行確認。
並且，頭戴式顯示器(hmd)500既可以具備運動分析顯示裝置20的功能，也可以實施基於傳感器單元10的測量數據的揮擊分析或揮桿信息的顯示，也可以作為從分體的運動分析顯示裝置20發送的圖像數據進行顯示的顯示部而使用。並且，運動分析顯示裝置(顯示裝置)20的功能包括如前文所述的處理部21(處理部的一個示例)、通信部22、操作部23、存儲部24、顯示部25、聲音輸出部26、以及拍攝部27。
手臂佩戴型的分析顯示裝置)
接下來，參照圖23，作為運動分析顯示裝置，對作為可穿戴型(身體佩戴型)的一個示例而使用了手臂佩戴型的分析顯示裝置的示例進行說明。圖23為，表示作為可穿戴型的一個示例的手臂佩戴型的運動分析顯示裝置的立體圖。
如圖23所示，可穿戴型(手臂佩戴型)的分析顯示裝置600被佩戴於用戶(被實驗者)2(參照圖1)的所給的部位(在本示例中，為手腕)，實施基於傳感器單元10(參照圖1)的測量數據的揮擊分析或揮桿信息的顯示。分析顯示裝置600具有被佩戴於用戶2上且對揮擊分析或用戶2的手頭2a(參照圖1)的姿態信息等的揮擊分析信息進行顯示的設備主體610、和被安裝於設備主體610上且用於將設備主體610佩戴於用戶2上的帶部615。
在分析顯示裝置600的設備主體610中，在向用戶2的佩戴側配置有底部外殼613，在與向用戶2的佩戴側相反側配置有頂部外殼611。在設備主體610的頂點側(頂部外殼611)設置有邊框618，並且，設置有被配置於該邊框618的內側且對內部結構進行保護的作為頂板部分(外壁)的玻璃板619。另外，在底部外殼613的兩側，設置有作為與帶部615的連接部的一對帶安裝部617。
在設備主體610中，在玻璃板619的正下方具備液晶顯示器(lcd634)等的顯示部。用戶2能夠經由玻璃板619而閱覽被顯示於液晶顯示器(lcd634)等上的揮擊分析信息或用戶2的手頭2a的姿態信息等。另外，設備主體610能夠與參照圖4而在前文所述的實施方式的運動分析顯示裝置20同樣地，包括處理部21、通信部22、操作部23、存儲部24、顯示部25、聲音輸出部26、以及拍攝部27。並且，顯示部25相當於本示例的液晶顯示器(lcd634)等的顯示部。
在液晶顯示器(lcd634)的顯示部上，顯示有如被顯示於前文所述的顯示例中那樣的、用戶2的一系列的揮擊動作中的分析信息(參照圖16、圖18)、近似於揮擊動作的揮桿軌跡30(參照圖16、圖18)等的揮桿信息等。並且，關於顯示內容，由於與前文所述的顯示例同樣，因此省略了詳細的說明。
另外，在液晶顯示器(lcd634)的顯示部上，也可以顯示基於揮擊分析結果的其他的建議信息、例如表示用戶2的揮桿類型的正文圖像或表示適於用戶2的揮桿類型的建議(練習方法等)的正文圖像等。另外，在液晶顯示器(lcd634)的顯示部上，作為視頻影像也可以顯示動畫。
並且，在上述中，示出了通過玻璃板619來實現設備主體610的頂板部分的示例，但只要是能夠閱覽lcd634的透明部件、且具有能夠對lcd634等頂部外殼611和被包含於底部外殼613的內部的結構進行保護的程度的強度的部件，則能夠通過透明的塑料等、玻璃以外的材料來構成頂板部分。另外，雖然示出了設置有邊框618的結構例，但是也可以為未設置有邊框618的結構。
根據以上的可穿戴型(手臂佩戴型)的分析顯示裝置600，由於被佩戴於手臂部並進行了顯示，因此，用戶2無需手握持顯示信息的顯示部(液晶顯示器(lcd634))的情況下對能夠對自己的揮桿信息或手頭2a的姿態(位置)信息等的所需信息進行確認。
並且，可穿戴型(手臂佩戴型)的分析顯示裝置600也可以具備前述的運動分析顯示裝置20的功能，並實施基於傳感器單元10的測量數據的揮擊分析或揮桿信息的顯示，也可以作為對從分體的運動分析顯示裝置20發送的圖像數據進行顯示的顯示部來使用。並且，運動分析顯示裝置(顯示裝置)20的功能包括，如在前文所述的實施方式的運動分析顯示裝置20中所說明的那樣的、處理部21(處理部的一個示例)、通信部22、操作部23、存儲部24、顯示部25、聲音輸出部26、以及拍攝部27。
本發明包括與實施方式中所說明的結構實質上相同的結構(例如，功能、方法以及結果相同的結構、或目的以及效果相同的結構)。此外，本發明包括對實施方式中所說明的結構的非本質部分進行了替換而得到的結構。此外，本發明包括能夠起到與實施方式中所說明的結構相同的作用效果的結構或能夠達到相同的目的結構。此外，本發明包括在實施方式中所說明的結構中附加了公知技術的結構。
符號說明
1…揮擊分析系統、2…作為被實驗者的用戶、2a…用戶的手頭、3…高爾夫球桿、3a…桿頭、4…作為目標的高爾夫球、10…作為測量部的傳感器單元、12…作為慣性傳感器的加速度傳感器、14…作為慣性傳感器的角速度傳感器、16…信號處理部、18…通信部、20…運動分析顯示裝置(顯示裝置)、21…處理部、22…通信部、23…作為輸入部的操作部、24…存儲部、25…顯示部、26…聲音輸出部、27…拍攝部、30…揮桿軌跡、31，32，33，34，35…對象、36…標記、37…顯示窗、210…數據取得部、211…揮桿診斷部、215…揮擊分析部、216…圖像數據生成部、217…存儲處理部、218…顯示處理部、219…聲音輸出處理部、240…揮擊分析程序、242…高爾夫球桿信息、244…身體信息、246…傳感器安裝位置信息、500…頭戴式顯示器(hmd)、600…可穿戴型(手臂佩戴型)的分析顯示裝置。