運(yùn)動(dòng)分析方法以及運(yùn)動(dòng)分析裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)分析方法以及運(yùn)動(dòng)分析裝置。在運(yùn)動(dòng)分析方法中，擊打時(shí)分析部(48)使用慣性傳感器(12)的輸出，來確定擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)。判斷部(55)使用所確定的擊球面的姿態(tài)的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷。擊球的彈道通過擊打時(shí)的擊球面的姿態(tài)來進(jìn)行推斷。根據(jù)擊球面的姿態(tài)來決定彈道的種類。
【專利說明】運(yùn)動(dòng)分析方法以及運(yùn)動(dòng)分析裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高爾夫揮桿等的運(yùn)動(dòng)分析方法以及運(yùn)動(dòng)分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如專利文獻(xiàn)I所述，揮桿的顯示方法被廣泛公知。在該顯示方法中，球桿頭的進(jìn)入角Θ被分配到X軸上，桿面角Φ被分配到y(tǒng)軸上。按照這種二維坐標(biāo)系，在畫面上顯示右曲球(slice)區(qū)域、小右曲球(fade)區(qū)域、直球(straight)區(qū)域、小左曲球(draw)區(qū)域以及左曲球(hook)區(qū)域。根據(jù)擊打時(shí)(擊打時(shí)的)桿面角Φ與球桿頭的進(jìn)入角Θ，描繪出在揮桿動(dòng)作所測(cè)量出的桿面角φ以及進(jìn)入角Θ。
[0003]在專利文獻(xiàn)I所記載的顯示方法中，在測(cè)量桿面角Φ以及進(jìn)入角Θ時(shí)，通過攝像機(jī)而對(duì)揮桿動(dòng)作進(jìn)行拍攝。此時(shí)，在拍攝出的三維空間中確定連結(jié)高爾夫球的中心與目標(biāo)的目標(biāo)線。以目標(biāo)線為基準(zhǔn)而對(duì)桿面角Φ以及進(jìn)入角Θ進(jìn)行計(jì)測(cè)。當(dāng)擊球從高爾夫球手預(yù)期的擊球方向上偏離時(shí)，無法區(qū)分是瞄球時(shí)的身體的朝向所造成的影響還是揮桿動(dòng)作本身所造成的影響。考慮到如果對(duì)于這種各個(gè)影響因素實(shí)施分析，則高爾夫球手能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-110164號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-73210號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)方式，能夠提供一種不受身體的朝向影響而根據(jù)揮桿動(dòng)作來確定擊球方向的運(yùn)動(dòng)分析方法。
[0007](I)本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種運(yùn)動(dòng)分析方法，包括:使用慣性傳感器的輸出，來確定擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)的工序；使用所確定的所述擊球面的姿態(tài)的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷的工序。
[0008]擊球的彈道通過擊打時(shí)的擊球面的姿態(tài)來進(jìn)行推斷。根據(jù)擊球面的姿態(tài)來決定彈道的種類。在判斷彈道的種類時(shí)使用了慣性傳感器的輸出。與由拍攝到的三維空間所確定的目標(biāo)線不同，慣性傳感器的輸出能夠反映出用戶的身體的朝向。因此，當(dāng)擊球從預(yù)期的擊球方向偏離時(shí)，能夠推斷出身體的朝向的影響。從而在不受身體的朝向的影響的情況下，根據(jù)揮桿動(dòng)作來確定彈道的種類。如此，由于不受身體的朝向的影響而實(shí)施揮桿動(dòng)作的分析，因此用戶能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0009](2)本發(fā)明的其他方式涉及一種運(yùn)動(dòng)分析方法，包括:使用慣性傳感器的輸出，來確定從擊打前到擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的工序；使用所確定的移動(dòng)軌跡的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷的工序。
[0010]擊球的彈道通過擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的姿態(tài)來進(jìn)行推斷。根據(jù)移動(dòng)軌跡來決定彈道的種類。在判斷彈道的種類時(shí)使用了慣性傳感器的輸出。與由拍攝到的三維空間所確定的目標(biāo)線不同，慣性傳感器的輸出能夠反映出用戶的身體的朝向。因此，當(dāng)擊球從預(yù)期的擊球方向偏離時(shí)，能夠推斷出身體的朝向的影響。從在不受身體的朝向影響的情況下，根據(jù)揮桿動(dòng)作來確定彈道的種類。如此，由于不受身體的朝向的影響而實(shí)施揮桿動(dòng)作的分析，因此用戶能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0011](3)本發(fā)明的另一其他方式涉及一種運(yùn)動(dòng)分析方法，包括:使用慣性傳感器的輸出，來確定擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)的工序；使用所述慣性傳感器的輸出，來確定從擊打前到擊打時(shí)的所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的工序；使用所確定的所述擊球面的姿態(tài)以及所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷的工序。
[0012]擊球的彈道通過擊打時(shí)的擊球面的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡來進(jìn)行推斷。根據(jù)擊球面的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡的組合來決定彈道的種類。在判斷彈道的種類時(shí)使用了慣性傳感器的輸出。與由拍攝到的三維空間所確定的目標(biāo)線不同，慣性傳感器的輸出能夠反映出用戶的身體的朝向。因此，當(dāng)擊球從預(yù)期的擊球方向偏離時(shí)，能夠推斷出身體的朝向的影響。從而在不受身體的朝向的影響的情況下，根據(jù)揮桿動(dòng)作來確定彈道的種類。如此，由于不受身體的朝向的影響而實(shí)施揮桿動(dòng)作的分析，因此用戶能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0013](4)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括使用慣性傳感器的輸出，來確定運(yùn)動(dòng)開始前的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的初始姿態(tài)的工序。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)分析方法能夠確定相對(duì)于所述擊球面的初始姿態(tài)的、所述擊打時(shí)的所述擊球面的姿態(tài)。通常情況下，在進(jìn)行揮桿動(dòng)作時(shí)，用戶預(yù)先在擊打的位置處采取確認(rèn)運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)。此時(shí)，確立了擊球面的初始姿態(tài)。根據(jù)擊球面的初始姿態(tài)而設(shè)定了擊球的目標(biāo)地點(diǎn)。由于以這種初始姿態(tài)的擊球面為基準(zhǔn)來確定擊打時(shí)的擊球面的姿態(tài)，因此不受用戶的身體的朝向影響，而根據(jù)揮桿動(dòng)作來確定彈道的種類。如此，由于不受身體的朝向的影響而實(shí)施揮桿動(dòng)作的分析，因此用戶能夠有高效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0014](5)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括使用慣性傳感器的輸出，來確定運(yùn)動(dòng)開始前的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的初始位置的工序。通常情況下，在進(jìn)行揮桿動(dòng)作時(shí)，用戶預(yù)先在擊打的位置處采取確認(rèn)運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)。此時(shí)，確立了擊球面的初始位置。根據(jù)擊球面的初始位置而設(shè)定了擊球的目標(biāo)地點(diǎn)。由于以這種初始位置為基準(zhǔn)來確定擊打時(shí)的移動(dòng)軌跡，因此不受用戶的身體的朝向影響，而根據(jù)揮桿動(dòng)作來確定彈道的種類。如此，由于不受身體的朝向的影響而實(shí)施揮桿動(dòng)作的分析，因此用戶能夠有高效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0015](6)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括對(duì)相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)開始時(shí)的所述擊球面的、所述擊打時(shí)的所述擊球面的角度的變化進(jìn)行計(jì)算的工序。根據(jù)這種角度的計(jì)算，擊球的彈道根據(jù)角度的正負(fù)及大小而被非常細(xì)致地分類。其結(jié)果為，用戶能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0016](7)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括在確定所述移動(dòng)軌跡時(shí)確定第一坐標(biāo)點(diǎn)和第二坐標(biāo)點(diǎn)的工序，所述第一坐標(biāo)點(diǎn)為，表示所述擊打時(shí)的所述擊球面的位置的坐標(biāo)點(diǎn)，所述第二坐標(biāo)點(diǎn)為，通過所述擊打之前的采樣點(diǎn)來表示所述擊球面的位置的坐標(biāo)點(diǎn)。在計(jì)算移動(dòng)軌跡的角度時(shí)，確定第一坐標(biāo)點(diǎn)以及第二坐標(biāo)點(diǎn)。在包含第一坐標(biāo)點(diǎn)以及第二坐標(biāo)點(diǎn)的平面(或者線段)中確定移動(dòng)方向上的矢量。如此，能夠切實(shí)地計(jì)算出移動(dòng)軌跡的角度。
[0017](8)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括對(duì)相對(duì)于如下線段的、所述擊打時(shí)的所述移動(dòng)軌跡的入射角度進(jìn)行計(jì)算的工序，所述線段為，在所述靜止時(shí)的所述擊球面的所述位置處與所述擊球面正交的線段。根據(jù)這種入射角度的計(jì)算，擊球的彈道根據(jù)角度的正負(fù)及大小而被非常細(xì)致地分類。其結(jié)果為，用戶能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0018](9)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用許下方式，即，包括對(duì)判斷所述擊球的彈道的種類的結(jié)果進(jìn)行顯示的工序。當(dāng)在視覺上提示了彈道的種類時(shí)，用戶能夠針對(duì)每個(gè)彈道的種類而產(chǎn)生彈道的影像。與單純的數(shù)值的提示相比，能夠更有效地向用戶傳遞彈道的影像。根據(jù)這種影像，用戶能夠有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0019](10)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括用一個(gè)坐標(biāo)軸來表示所述擊球面的姿態(tài)，用另一個(gè)坐標(biāo)軸來表示所述擊打時(shí)的所述移動(dòng)軌跡的狀態(tài)的工序。當(dāng)實(shí)施揮桿動(dòng)作時(shí)，根據(jù)擊球面的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡來決定該揮桿動(dòng)作的彈道。彈道被描繪在正交坐標(biāo)上。因此，用戶能夠根據(jù)擊球面的姿態(tài)及移動(dòng)軌跡而容易地識(shí)別出彈道的種類。與單純的數(shù)值的提示相比，能夠有效地向用戶傳遞彈道的影像。
[0020](11)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括將所述一個(gè)坐標(biāo)軸分割為多個(gè)區(qū)域，并將所述另一個(gè)坐標(biāo)軸分割為多個(gè)區(qū)域，從而進(jìn)行矩陣顯示的工序。用戶能夠根據(jù)擊球面的姿態(tài)及移動(dòng)軌跡而容易地識(shí)別出彈道的種類。與單純的數(shù)值的提示相比，能夠有效地向用戶傳遞彈道的影像。
[0021](12)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括向所述矩陣顯示中的中央的區(qū)域分配直線前進(jìn)方向的擊球的彈道并進(jìn)行顯示的工序。用戶能夠根據(jù)擊球面的姿態(tài)及移動(dòng)軌跡而容易地識(shí)別出彈道的種類。與單純的數(shù)值的提示相比，能夠有效地向用戶傳遞彈道的影像。
[0022](13)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括以重疊的方式對(duì)包含目標(biāo)區(qū)域的圖像進(jìn)行顯示的工序，所述目標(biāo)區(qū)域?yàn)?，?duì)被用戶設(shè)為目標(biāo)的擊球的彈道進(jìn)行確定的區(qū)域。用戶能夠在揮桿動(dòng)作的計(jì)測(cè)之前設(shè)定成為目標(biāo)的彈道。當(dāng)實(shí)施揮桿動(dòng)作時(shí)，用戶能夠容易地觀察到由揮桿動(dòng)作確定的彈道與設(shè)為目標(biāo)的彈道一致或偏差。如此，用戶能夠通過試行錯(cuò)誤而對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0023](14)在運(yùn)動(dòng)分析方法中，可以采用如下方式，即，包括在根據(jù)最新的揮桿動(dòng)作而對(duì)描繪點(diǎn)進(jìn)行顯示時(shí)，以在視覺上區(qū)別于過去的描繪點(diǎn)的方式而對(duì)最新的描繪點(diǎn)進(jìn)行顯示的工序。在圖像中殘留有過去的描繪點(diǎn)。因此，用戶能夠在視覺上確認(rèn)擊球面的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡的履歷。在確認(rèn)履歷時(shí)，最新的彈道的描繪點(diǎn)在視覺上被區(qū)別于過去的彈道的描繪點(diǎn)。即使殘留有多個(gè)描繪點(diǎn)，用戶也能夠容易地提取出由最新的揮桿動(dòng)作形成的描繪點(diǎn)。
[0024](15)本發(fā)明的另一其他方式涉及一種運(yùn)動(dòng)分析裝置，具備:擊打時(shí)分析部，其使用慣性傳感器的輸出，來確定擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)，并且確定從擊打前到擊打時(shí)的所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡；判斷部，其使用所確定的所述擊球面的姿態(tài)以及所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為示意性地表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的高爾夫揮桿分析裝置的結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0026]圖2為示意性地表示運(yùn)動(dòng)分析模型與高爾夫球手以及高爾夫球桿之間的關(guān)系的概念圖。
[0027]圖3為示意性地表示球桿頭的構(gòu)造的放大主視圖。
[0028]圖4為示意性地表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的運(yùn)算處理電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0029]圖5為表示桿面的角度以及移動(dòng)軌跡的角度的概念的圖。
[0030]圖6為表示圖像的一個(gè)具體例的圖。
[0031]圖7為表示彈道的種類的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，以下所說明的本實(shí)施方式并非對(duì)權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)限定的方式，并且在本實(shí)施方式中所說明的所有結(jié)構(gòu)未必都是作為本發(fā)明的解決方案所必需的。
[0033](I)高爾夫揮桿分析裝置的結(jié)構(gòu)
[0034]在圖1中，示意性地圖示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的高爾夫揮桿分析裝置(運(yùn)動(dòng)分析裝置)11的結(jié)構(gòu)。高爾夫揮桿分析裝置11例如具備慣性傳感器12。在慣性傳感器12上例如安裝有加速度傳感器以及陀螺傳感器。加速度傳感器能夠分別對(duì)相互正交的三軸方向上的加速度進(jìn)行檢測(cè)。陀螺傳感器能夠分別對(duì)圍繞相互正交的三軸的各個(gè)軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)。慣性傳感器12輸出檢測(cè)信號(hào)。通過檢測(cè)信號(hào)對(duì)于各個(gè)軸而確定加速度以及角速度。加速度傳感器以及陀螺傳感器相對(duì)高精度地對(duì)加速度以及角速度的信息進(jìn)行檢測(cè)。慣性傳感器12被安裝在高爾夫球桿(運(yùn)動(dòng)器具)13上。高爾夫球桿13具備桿身13a以及握柄13b。握柄13b由手握持。握柄13b以與桿身13a的軸同軸的方式而形成。在桿身13a的頂端結(jié)合有球桿頭13c。優(yōu)選為,慣性傳感器12被安裝于高爾夫球桿13的桿身13a或者握柄13b上。慣性傳感器12只要以無法相對(duì)移動(dòng)的方式被固定在高爾夫球桿13上即可。在此，在安裝慣性傳感器12時(shí)，慣性傳感器12的檢測(cè)軸的一個(gè)軸與桿身13a的軸—致。
[0035]高爾夫揮桿分析裝置11具備運(yùn)算處理電路14。在運(yùn)算處理電路14中連接有慣性傳感器12。在連接時(shí)，在運(yùn)算處理電路14中連接有預(yù)定的接口電路15。該接口電路15可以以有線的方式與慣性傳感器12連接，也可以以無線的方式與慣性傳感器12連接。檢測(cè)信號(hào)從慣性傳感器12被供給至運(yùn)算處理電路14。
[0036]在運(yùn)算處理電路14中連接有存儲(chǔ)裝置16。在存儲(chǔ)裝置16中例如可以存儲(chǔ)有高爾夫揮桿分析軟件程序(運(yùn)動(dòng)分析程序)17以及相關(guān)的數(shù)據(jù)。運(yùn)算處理電路14執(zhí)行高爾夫揮桿分析軟件程序17從而實(shí)現(xiàn)高爾夫揮桿分析方法。在存儲(chǔ)裝置16中，可以包括DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或大容量存儲(chǔ)裝置單元、非易失性存儲(chǔ)器等。例如在DRAM中，在實(shí)施高爾夫揮桿分析方法時(shí)暫時(shí)保存高爾夫揮桿分析軟件程序17。在硬盤驅(qū)動(dòng)裝置(HDD)的大容量存儲(chǔ)裝置單元中，保存有高爾夫揮桿分析軟件程序以及數(shù)據(jù)。在非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有B1S(基本入輸出系統(tǒng))的相對(duì)小容量的程序及數(shù)據(jù)。
[0037]在運(yùn)算處理電路14中連接有圖像處理電路18。運(yùn)算處理電路14向圖像處理電路18輸送預(yù)定的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理電路18與顯示裝置19相連接。在連接時(shí)，在圖像處理電路18中連接有預(yù)定的接口電路(未圖示)。圖像處理電路18根據(jù)所輸入的圖像數(shù)據(jù)而向顯示裝置19輸送圖像信號(hào)。在顯示裝置19的畫面上顯示有由圖像信號(hào)確定的圖像。對(duì)于顯示裝置19，利用了液晶顯示器、其他的平板顯示器。在此，運(yùn)算處理電路14、存儲(chǔ)裝置16以及圖像處理電路18例如作為計(jì)算機(jī)裝置而被提供。
[0038]運(yùn)算處理電路14與輸入裝置21相連接。輸入裝置21至少具備字母鍵以及數(shù)字鍵。從輸入裝置21向運(yùn)算處理電路14輸入文字信息及數(shù)值信息。輸入裝置21例如只需由鍵盤構(gòu)成即可。計(jì)算機(jī)裝置以及鍵盤的組合例如可以置換為智能電話。
[0039](2)運(yùn)動(dòng)分析模型
[0040]運(yùn)算處理電路14規(guī)定假想空間。假想空間由三維空間形成。三維空間確定實(shí)際空間。如圖2所示，三維空間具有絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系(整體坐標(biāo)系)Sxyz。在三維空間中按照絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz而構(gòu)建了三維運(yùn)動(dòng)分析模型26。三維運(yùn)動(dòng)分析模型26的直線27通過支點(diǎn)28(坐標(biāo)X)而被點(diǎn)約束。直線27圍繞支點(diǎn)28作為振子而進(jìn)行三維動(dòng)作。支點(diǎn)28的位置可以移動(dòng)。在此，按照絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz，直線27的重心29的位置由坐標(biāo)\確定，球桿頭13c的位置由坐標(biāo)Xh確定。
[0041]三維運(yùn)動(dòng)分析模型26相當(dāng)于將揮桿時(shí)的高爾夫球桿13模型化后的模型。振子的直線27反映高爾夫球桿13的桿身13a。直線27的支點(diǎn)28反映握柄13b。慣性傳感器12被固定于直線27上。按照絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz，慣性傳感器12的位置由坐標(biāo)Xs確定。慣性傳感器12輸出加速度信號(hào)以及角速度信號(hào)。加速度信號(hào)中，確定去除了重力加速度g的影響后而得到的加速度，
[0042]數(shù)學(xué)式I
[0043]CJijr - g)
[0044]在角速度信號(hào)中確定角速度ω” ω2。
[0045]運(yùn)算處理電路14同樣在慣性傳感器12上固定局部坐標(biāo)系Σ3。局部坐標(biāo)系Σ3的原點(diǎn)被設(shè)定在慣性傳感器12的檢測(cè)軸的原點(diǎn)上。局部坐標(biāo)系Σ3的y軸與桿身13a的軸一致。局部坐標(biāo)系13的1軸與由桿面(擊球面)的朝向所確定的擊球方向一致。因此，按照該局部坐標(biāo)系Ss，支點(diǎn)的位置Isj由(0，Isjy,O)確定。同樣，在該局部坐標(biāo)系Σ3上，重心29的位置Isg由(0，Isgy,O)確定，球桿頭13c的位置Ish由(0，Ishy,O)確定。
[0046]如圖3所示，運(yùn)算處理電路14按照局部坐標(biāo)系Σ3來確定球桿頭13c上的桿面31的姿態(tài)以及位置。在確定姿態(tài)以及位置時(shí)，在桿面31上設(shè)定第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33。第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33被配置在相互分離的位置上。在此，第一測(cè)量點(diǎn)32位于桿面31的根部34側(cè)端，第二測(cè)量點(diǎn)33位于桿面31的前部35側(cè)端。第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33被配置在與地面G平行的水平面36內(nèi)。因此，將第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33相互連結(jié)的線段37在被投影到地面G上時(shí)能夠確定桿面31的朝向。第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33只需被設(shè)定在與刻線38平行的線段上即可。
[0047](3)運(yùn)算處理電路的結(jié)構(gòu)
[0048]在圖4中，示意性地圖示了一個(gè)實(shí)施方式所涉及的運(yùn)算處理電路14的結(jié)構(gòu)。運(yùn)算處理電路14具備位置檢測(cè)部41以及姿態(tài)檢測(cè)部42。位置檢測(cè)部41以及姿態(tài)檢測(cè)部42與慣性傳感器12連接。加速度信號(hào)從慣性傳感器12被供給至位置檢測(cè)部41。位置檢測(cè)部41根據(jù)三軸方向上的加速度針對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)即而對(duì)慣性傳感器12的位置進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算位置時(shí)，針對(duì)每個(gè)檢測(cè)軸而對(duì)加速度進(jìn)行二階積分。如此，對(duì)于每個(gè)檢測(cè)軸而確定位移的方向成分(X軸方向位移、y軸方向位移以及Z軸方向位移)。慣性傳感器12的位置由慣性傳感器12所固有的局部坐標(biāo)系Ss的原點(diǎn)位置確定。
[0049]姿態(tài)檢測(cè)部42根據(jù)圍繞三軸的角速度針對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)而對(duì)慣性傳感器12的姿態(tài)進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算時(shí)，根據(jù)角速度來確定旋轉(zhuǎn)矩陣Rs。
[0050]數(shù)學(xué)式2
λ 2 2 9、
W +X —y —z 2(xy-wz)2(xz+wj)
[0051]Rs= 2{xy+wz) w"~X2+y2~Z2 2(yz-wx)
、 2 2 2 2
2,{xz ~ wy)2{yz+wx) 雜— y +2
KJ
[0052]在此，在確定旋轉(zhuǎn)矩陣Rs時(shí)確定四元數(shù)Q。
[0053]數(shù)學(xué)式3
[0054]Q = (w, x, y, z)
θ
[0055]— OOS-"
2
COv ■ θ
[0056]X = 1^'Sm2
ων.θ
[0057]7 = -ρ|-.81Ι1 —
CO - O
[0058]Z = -TIX-Sm^
網(wǎng) 2
[0059]在此，角速度的大小通過下式來進(jìn)行計(jì)算，
[0060]數(shù)學(xué)式4
[0061 ] |ω| =+ OQy2 + β)ζ2
[0062]其中，計(jì)測(cè)出的角速度[rad/s]由下式表示，
[0063]數(shù)學(xué)式5
[0064]ω = (φχ, (Qy, ωζ)
[0065]每單位時(shí)間At的變化角度[rad]通過下式來進(jìn)行計(jì)算。
[0066]數(shù)學(xué)式6
[0067]0 =網(wǎng)
[0068]運(yùn)算處理電路14具備靜止判斷部43以及擊打判斷部44。靜止判斷部43以及擊打判斷部44例如與慣性傳感器12連接。靜止判斷部43根據(jù)慣性傳感器12的輸出來確定高爾夫球桿13的靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)慣性傳感器12的輸出低于閾值時(shí)，靜止判斷部43判斷為高爾夫球桿13的靜止?fàn)顟B(tài)。對(duì)于閾值而言，只需設(shè)定能夠排除表示體動(dòng)的微小振動(dòng)的檢測(cè)信號(hào)的影響的值即可。當(dāng)靜止判斷部43在預(yù)定期間內(nèi)確認(rèn)了靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，輸出靜止通知信號(hào)。閾值例如只需被預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置16中即可。只需通過輸入裝置21的操作而在存儲(chǔ)裝置16中獲取閾值即可。
[0069]擊打判斷部44根據(jù)慣性傳感器12的輸出來確定擊打的瞬間。在擊打的瞬間，與空揮時(shí)不同在高爾夫球桿13上作用有加速度及角速度。因此，在擊打的瞬間，慣性傳感器12的輸出將會(huì)紊亂。例如在確定的方向上觀察到較大的加速度。根據(jù)這種加速度的閾值來確定擊打的瞬間。當(dāng)擊打判斷部44檢測(cè)到擊打時(shí)，輸出擊打通知信號(hào)。閾值例如只需被預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置16中即可。只需通過輸入裝置21的操作而在存儲(chǔ)裝置16中獲取閾值即可。
[0070]運(yùn)算處理電路14具備坐標(biāo)變換部45。坐標(biāo)變換部45與位置檢測(cè)部41、姿態(tài)檢測(cè)部42、靜止判斷部43以及擊打判斷部44連接。從位置檢測(cè)部41、姿態(tài)檢測(cè)部42、靜止判斷部43以及擊打判斷部44向坐標(biāo)變換部45供給輸出。坐標(biāo)變換部45通過確定實(shí)際空間的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz來確定球桿頭13c的桿面31的姿態(tài)以及位置。在確定姿態(tài)以及位置時(shí)，坐標(biāo)變換部45按照局部坐標(biāo)系Σ3來確定桿面31上的第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33。第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值例如只需被預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置16中即可。只需通過輸入裝置21的操作而在存儲(chǔ)裝置16中獲取閾值即可。坐標(biāo)變換部45對(duì)局部坐標(biāo)系13的坐標(biāo)值實(shí)施坐標(biāo)變換，并按照絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz來確定第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33。在坐標(biāo)變換時(shí)，坐標(biāo)變換部45針對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)來確定旋轉(zhuǎn)矩陣Rs。從計(jì)測(cè)開始起的慣性傳感器12的姿態(tài)變化相當(dāng)于從計(jì)測(cè)開始起到計(jì)算時(shí)為止的旋轉(zhuǎn)矩陣Rs的累計(jì)值。坐標(biāo)變換部45能夠針對(duì)每個(gè)采樣的時(shí)刻而將坐標(biāo)變換后的第一測(cè)量點(diǎn)32的坐標(biāo)值以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值保存在臨時(shí)保存存儲(chǔ)器46中。
[0071]運(yùn)算處理電路14具備靜止時(shí)分析部47以及擊打時(shí)分析部48。靜止時(shí)分析部47以及擊打時(shí)分析部48與坐標(biāo)變換部45連接。從坐標(biāo)變換部45向靜止時(shí)分析部47以及擊打時(shí)分析部48供給輸出。坐標(biāo)變換部45根據(jù)來自靜止判斷部43的靜止通知信號(hào)的接收，而向靜止時(shí)分析部47供給坐標(biāo)變換后的第一測(cè)量點(diǎn)32的坐標(biāo)值以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值。同樣，坐標(biāo)變換部45根據(jù)來自擊打判斷部44的擊打通知信號(hào)的接收，而向擊打時(shí)分析部48供給坐標(biāo)變換后的第一測(cè)量點(diǎn)32的坐標(biāo)值以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值。
[0072]靜止時(shí)分析部47具備姿態(tài)確定部51以及位置確定部52。姿態(tài)確定部51在靜止時(shí)(即瞄球時(shí))通過絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz來確定桿面31的姿態(tài)。在確定姿態(tài)時(shí)，例如如圖5所示，姿態(tài)確定部51通過第一線段LI而將靜止時(shí)的第一測(cè)量點(diǎn)32 = rh(0)以及第二測(cè)量點(diǎn)33 = rt (O)相互連結(jié)。通過第一線段LI來確定桿面31的姿態(tài)。此時(shí)，第一線段LI在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz內(nèi)被投影到與y軸正交的水平面(沿與地面G平行延展的面)上。
[0073]位置確定部52確定在靜止時(shí)在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz內(nèi)與桿面31正交的第二線段L2。第二線段L2在第一測(cè)量點(diǎn)32 = rh(O)處與桿面31垂直交叉。在確定第二線段L2時(shí)，位置確定部52確定第一線段LI。位置確定部52在第一測(cè)量點(diǎn)32沿第一線段LI的垂直方向設(shè)定第二線段L2。第二線段L2表示所謂的瞄準(zhǔn)線。即，第二線段L2表示與擊球的目標(biāo)地點(diǎn)相連的直線前進(jìn)方向。此時(shí)，第二線段L2與第一線段LI相同，在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz內(nèi)被投影到與y軸正交的水平面上。
[0074]擊打時(shí)分析部48具備姿態(tài)確定部53以及軌跡確定部54。姿態(tài)確定部53在擊打時(shí)在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz中確定桿面31的姿態(tài)。在確定姿態(tài)時(shí)，例如如圖5所示，姿態(tài)確定部53通過第三線段L3連結(jié)擊打時(shí)的第一測(cè)量點(diǎn)32 = rh(imp)以及第二測(cè)量點(diǎn)33 =rt(imp)。通過第三線段L3來確定擊打時(shí)的桿面31的姿態(tài)。此時(shí)，與上述情況相同，第三線段L3在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz內(nèi)被投影到與y軸正交的水平面上。
[0075]軌跡確定部54在擊打時(shí)在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz中確定第一測(cè)量點(diǎn)32的移動(dòng)軌跡。在確定移動(dòng)軌跡時(shí)，軌跡確定部54確定在擊打時(shí)表示第一測(cè)量點(diǎn)32的位置rh(imp)的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz上的第一坐標(biāo)點(diǎn)P1、和在擊打前由采樣點(diǎn)表示第一測(cè)量點(diǎn)32的位置rh(imp -1)的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz上的第二坐標(biāo)點(diǎn)P2。在此，即將擊打前的采樣點(diǎn)被分配到第二坐標(biāo)點(diǎn)P2上。第一坐標(biāo)點(diǎn)Pl與第二坐標(biāo)點(diǎn)P2通過第四線段L4而被相互連結(jié)。通過第四線段L4來確定移動(dòng)軌跡的方向。此時(shí)，與上述情況相同，第四線段L4在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz內(nèi)被投影到與y軸正交的水平面上。
[0076]運(yùn)算處理電路14具備判斷部55。判斷部55根據(jù)桿面31的姿態(tài)的信息以及高爾夫球桿13的移動(dòng)軌跡的信息而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷。在此，判斷部55包括桿面角計(jì)算部56以及入射角計(jì)算部57。桿面角計(jì)算部56與靜止時(shí)分析部47的姿態(tài)確定部51以及擊打時(shí)分析部48的姿態(tài)確定部53連接。從姿態(tài)確定部51、53向桿面角計(jì)算部56供給輸出。桿面角計(jì)算部56相對(duì)于靜止時(shí)的桿面31而對(duì)擊打時(shí)的桿面31的角度(桿面角)Φ進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算角度Φ時(shí)，在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz的水平面內(nèi)在由姿態(tài)確定部51確定的第一線段LI和由姿態(tài)確定部53確定的第三線段L3之間對(duì)角度進(jìn)行測(cè)量。桿面角計(jì)算部56輸出第一角度信息數(shù)據(jù)。第一角度信息數(shù)據(jù)確定桿面31的角度Φ。
[0077]入射角計(jì)算部57與靜止時(shí)分析部47的位置確定部52以及擊打時(shí)分析部48的軌跡確定部54連接。從位置確定部52以及軌跡確定部54向入射角計(jì)算部57供給輸出。入射角計(jì)算部57對(duì)相對(duì)于靜止時(shí)在桿面31的第一測(cè)量點(diǎn)32處與桿面31正交的線段即第二線段L2的、相對(duì)的移動(dòng)軌跡的角度Θ進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算角度Θ時(shí)，在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz的水平面內(nèi)在由位置確定部52確定的第二線段L2和由軌跡確定部54確定的第四線段L4之間對(duì)角度進(jìn)行測(cè)量。入射角計(jì)算部57輸出第二角度信息數(shù)據(jù)。第二角度信息數(shù)據(jù)確定移動(dòng)軌跡的角度Θ。
[0078]判斷部55包括圖像數(shù)據(jù)生成部58。圖像數(shù)據(jù)生成部58與桿面角計(jì)算部56以及入射角計(jì)算部57連接。供給第一角度信息數(shù)據(jù)以及第二角度信息數(shù)據(jù)被供給至圖像數(shù)據(jù)生成部58。圖像數(shù)據(jù)生成部58根據(jù)所供給的桿面31的角度以及移動(dòng)軌跡的角度而生成圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)確定在視覺上表示所分配的彈道的種類的圖像。在生成圖像數(shù)據(jù)時(shí)，圖像數(shù)據(jù)生成部58從存儲(chǔ)裝置16中取得背景圖像數(shù)據(jù)。背景圖像數(shù)據(jù)確定正交坐標(biāo)的圖像。在正交坐標(biāo)中，例如如圖6所示，桿面31的角度Φ被分配到一個(gè)的坐標(biāo)軸(X軸)上，移動(dòng)軌跡的角度Θ被分配到另一個(gè)坐標(biāo)軸(y軸)上。正交坐標(biāo)被分割成三行三列的九個(gè)區(qū)域SI?S9。針對(duì)每個(gè)區(qū)域SI?S9而分配彈道的種類。直線前進(jìn)方向的彈道“直球(Straight) ”被分配到九個(gè)區(qū)域SI?S9之中的中央的區(qū)域S5。在此，對(duì)于右手擊球的高爾夫球手而言，當(dāng)從中央的區(qū)域S5起在維持桿面31的角度的同時(shí)移動(dòng)軌跡的角度朝正方向增加時(shí)，分配彈道“推球(Push) ” (區(qū)域S4)，同樣當(dāng)從中央的區(qū)域S5起在維持桿面31的角度的同時(shí)移動(dòng)軌跡的角度朝負(fù)方向減少時(shí)，分配彈道“拉球(Pull) ” (區(qū)域S6)。如此，對(duì)中央三列的區(qū)域S4、S5、S6分配了彈道的種類。當(dāng)分別維持“推球” “直球” “拉球”的移動(dòng)軌跡不變而桿面31的角度朝正方向增加時(shí)，“右推右曲球(Push Slice)” “右曲球(slice) ”“小右曲球(fade) ”分別被分配至右三列的區(qū)域S1、S2、S3，當(dāng)分別維持“推球”“直球” “拉球”的移動(dòng)軌跡不變而桿面31的角度朝負(fù)方向增加時(shí)，“小左曲球(Draw) ” “左曲球(Hook) ” “左拉左曲球(Pull Hook) ”分別被分配至左三列的區(qū)域S7、S8、S9。如圖7所示，如果是右手擊球的高爾夫球手，隨著擊球的拐曲程度向外側(cè)增大，而確定“推球”的彈道61、“小右曲球”的彈道62以及“右曲球”的彈道63，隨著擊球的拐曲程度向內(nèi)側(cè)逐漸增大，而規(guī)定了 “拉球”的彈道64、“小左曲球”的彈道65以及“左曲球”的彈道66。
[0079]圖像數(shù)據(jù)生成部58在正交坐標(biāo)的圖像上描繪計(jì)測(cè)值。如圖6所示，描繪的圖像與九個(gè)區(qū)域SI?S9重疊。在每次確定了桿面31的角度Φ以及移動(dòng)軌跡的角度Θ時(shí)，圖像數(shù)據(jù)生成部58根據(jù)桿面31的角度Φ以及移動(dòng)軌跡的角度Θ而在正交坐標(biāo)上形成表示描繪點(diǎn)68a的圖像。此時(shí)，在視覺上區(qū)別于過去的描繪點(diǎn)68b而描繪出最新的描繪點(diǎn)68a。在此，最新的描繪點(diǎn)68a在視覺上以第一特征而被標(biāo)注，過去的描繪點(diǎn)68b以區(qū)別于第一特征的第二特征而被標(biāo)注。在標(biāo)注這種特征時(shí)，例如只需使描繪點(diǎn)的形狀或顏色不同即可。在此，最新的描繪點(diǎn)68a以“叉形”標(biāo)記而被標(biāo)注，相當(dāng)于履歷的過去的描繪點(diǎn)68b以四方框標(biāo)記而被標(biāo)注。當(dāng)以第一特征來描繪最新的描繪點(diǎn)68a時(shí)，之前以第一特征描繪的描繪點(diǎn)68b將被改寫為第二特征。如此，能夠始終將最新的描繪點(diǎn)68a與其他描繪點(diǎn)68b區(qū)別開。
[0080]在此，圖像數(shù)據(jù)生成部58形成目標(biāo)區(qū)域69的圖像，所述目標(biāo)區(qū)域69與九個(gè)區(qū)域SI?S9重疊，并確定用戶設(shè)為目標(biāo)的彈道。這種目標(biāo)區(qū)域69例如能夠通過輸入裝置21的操作而從存儲(chǔ)裝置16中獲取。如此，能夠在正交坐標(biāo)的圖像上顯示用戶設(shè)為目標(biāo)的彈道。
[0081](4)高爾夫揮桿分析裝置的動(dòng)作
[0082]對(duì)高爾夫揮桿分析裝置11的動(dòng)作進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。首先，對(duì)高爾夫球手的高爾夫揮桿進(jìn)行測(cè)量。在計(jì)測(cè)之前，所需的信息從輸入裝置21被輸入至運(yùn)算處理電路14。在此，按照三維運(yùn)動(dòng)分析模型26，加快基于局部坐標(biāo)系Σ3的支點(diǎn)28的位置Isj、第一測(cè)量點(diǎn)32的位置及第二測(cè)量點(diǎn)33的位置、以及慣性傳感器12的初始姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)矩陣R°、高爾夫球手設(shè)為目標(biāo)的彈道等的輸入。所輸入的信息例如通過特定的標(biāo)識(shí)符而被管理。標(biāo)識(shí)符只需對(duì)特定的高爾夫球手進(jìn)行識(shí)別即可。
[0083]在測(cè)量之前，將慣性傳感器12安裝于高爾夫球桿13的桿身13a上。慣性傳感器12以無法相對(duì)位移的方式被固定在高爾夫球桿13上。在此，慣性傳感器12的檢測(cè)軸中的一個(gè)與桿身13a的軸一致。慣性傳感器12的檢測(cè)軸中的一個(gè)與由桿面31的朝向確定的擊球方向一致。
[0084]在執(zhí)行高爾夫揮桿之前，開始慣性傳感器12的計(jì)測(cè)。在動(dòng)作開始時(shí)，慣性傳感器12被設(shè)定為預(yù)定的位置以及姿態(tài)。這些位置以及姿態(tài)相當(dāng)于由初始姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)矩陣妒確定的位置及姿態(tài)。慣性傳感器12以確定的采樣間隔持續(xù)對(duì)加速度以及角速度進(jìn)行計(jì)測(cè)。采樣間隔規(guī)定計(jì)測(cè)的分辨率。慣性傳感器12的檢測(cè)信號(hào)被實(shí)時(shí)發(fā)送至運(yùn)算處理電路14。運(yùn)算處理電路14接收確定慣性傳感器12的輸出的信號(hào)。
[0085]聞爾夫揮桿由貓球開始，從上揮桿起揮落，經(jīng)由擊打，送桿，然后收桿。聞爾夫球桿13被揮動(dòng)。當(dāng)被揮動(dòng)時(shí)，高爾夫球桿13的姿態(tài)隨著時(shí)間軸而發(fā)生變化。慣性傳感器12根據(jù)高爾夫球桿13的姿態(tài)沿局部坐標(biāo)系Σ3的三個(gè)軸對(duì)加速度進(jìn)行檢測(cè)，并圍繞局部坐標(biāo)系Σ3的三個(gè)軸而對(duì)角速度進(jìn)行檢測(cè)。輸出確定加速度以及角速度的檢測(cè)信號(hào)。位置檢測(cè)部41在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz內(nèi)對(duì)慣性傳感器12的位置即局部坐標(biāo)系Σ3的原點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算。姿態(tài)檢測(cè)部42根據(jù)角速度針對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)而對(duì)旋轉(zhuǎn)矩陣Rs進(jìn)行計(jì)算。坐標(biāo)變換部45根據(jù)旋轉(zhuǎn)矩陣Rs而對(duì)局部坐標(biāo)系Σ3的第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值實(shí)施坐標(biāo)變換，以絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz的坐標(biāo)值來確定第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33。
[0086]當(dāng)在瞄球時(shí)高爾夫球桿13靜止時(shí)，靜止判斷部43檢測(cè)出高爾夫球桿13的靜止?fàn)顟B(tài)。靜止判斷部43輸出靜止通知信號(hào)。坐標(biāo)變換部45根據(jù)靜止通知信號(hào)的接收，將按照絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz確定第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值的位置信號(hào)向靜止時(shí)分析部47輸出。靜止時(shí)分析部47根據(jù)第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值，通過第一線段LI來確定桿面31的姿態(tài)。同樣，靜止時(shí)分析部47根據(jù)第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值來確定第二線段L2即瞄準(zhǔn)線。
[0087]在揮桿動(dòng)作中，擊打判斷部44對(duì)擊打進(jìn)行檢測(cè)。擊打判斷部44輸出擊打通知信號(hào)。坐標(biāo)變換部45根據(jù)擊打通知信號(hào)的接收，將按照絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz確定擊打時(shí)的第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值的位置信號(hào)、和按照絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz確定由即將擊打前的采樣確定的第一測(cè)量點(diǎn)32的坐標(biāo)值的位置信號(hào)向擊打時(shí)分析部48輸出。擊打時(shí)分析部48根據(jù)第一測(cè)量點(diǎn)32以及第二測(cè)量點(diǎn)33的坐標(biāo)值，通過第三線段L3來確定桿面31的姿態(tài)。同樣，擊打時(shí)分析部48根據(jù)第一坐標(biāo)點(diǎn)Pl以及第二坐標(biāo)點(diǎn)Ρ2來確定第四線段L4。
[0088]桿面角計(jì)算部56對(duì)第一線段LI與第三線段L3之間的角度進(jìn)行計(jì)算。所計(jì)算出的角度被發(fā)送至圖像數(shù)據(jù)生成部58。入射角計(jì)算部57對(duì)第二線段L2與第四線段L4之間的角度進(jìn)行計(jì)算。所計(jì)算出的角度被發(fā)送至圖像數(shù)據(jù)生成部58。圖像數(shù)據(jù)生成部58生成確定正交坐標(biāo)的圖像的圖像數(shù)據(jù)。其結(jié)果為，如圖6所示，針對(duì)每個(gè)描繪點(diǎn)68a、68b而確定了彈道的種類。
[0089]擊球的彈道通過擊打時(shí)的桿面31的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡來進(jìn)行推斷。根據(jù)桿面31的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡的組合來決定彈道的種類。當(dāng)在視覺上提示了彈道的種類時(shí)，高爾夫球手能夠針對(duì)每種彈道而產(chǎn)生彈道的影像。與單純的數(shù)值的提示相比，能夠有效地向高爾夫球手傳遞彈道的影像。根據(jù)這種影像，高爾夫球手能夠有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0090]在該高爾夫揮桿分析裝置11中，在擊打時(shí)確定桿面31的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡。在確定時(shí)，慣性傳感器12的輸出根據(jù)旋轉(zhuǎn)矩陣Rs從慣性傳感器12所固有的局部坐標(biāo)系Σ3被坐標(biāo)變換為絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系2xyz。此時(shí)，絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz由靜止時(shí)的桿面31確定。通常情況下，在進(jìn)行揮桿動(dòng)作時(shí)，高爾夫球手預(yù)先在擊打的位置處以確認(rèn)高爾夫球桿13的桿面31的姿態(tài)而靜止。根據(jù)桿面31的姿態(tài)來設(shè)定瞄準(zhǔn)線。由于以這種靜止時(shí)的桿面31為基準(zhǔn)來確定擊打時(shí)的桿面31的姿態(tài)以及移動(dòng)軌跡，因此不受高爾夫球手的身體的朝向的影響，根據(jù)揮桿動(dòng)作來確定彈道的種類。如此，由于不受身體的朝向影響地實(shí)施揮桿動(dòng)作的分析，因此高爾夫球手能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0091]特別是，在區(qū)分彈道時(shí)，相對(duì)于靜止時(shí)的桿面31而對(duì)擊打時(shí)的桿面31的角度進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這種角度的計(jì)算，擊球的彈道根據(jù)角度的正負(fù)及大小而被非常細(xì)致地分類。另外，由于相對(duì)于由靜止時(shí)的桿面31決定的瞄準(zhǔn)線而對(duì)移動(dòng)軌跡進(jìn)行的角度進(jìn)行計(jì)算，因此，同樣擊球的彈道根據(jù)角度的正負(fù)及大小而被非常細(xì)致地分類。其結(jié)果為，高爾夫球手能夠更有效地對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0092]在確定第一測(cè)量點(diǎn)32的移動(dòng)軌跡時(shí)，確定在擊打時(shí)表示桿面31的位置的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz上的第一坐標(biāo)點(diǎn)P1、和在擊打之前由采樣點(diǎn)表示第一測(cè)量點(diǎn)32的位置的絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz上的第二坐標(biāo)點(diǎn)P2。在計(jì)算瞄準(zhǔn)線與移動(dòng)軌跡的角度時(shí)，確定第一坐標(biāo)點(diǎn)Pl以及第二坐標(biāo)點(diǎn)P2。通過含有第一坐標(biāo)點(diǎn)Pl以及第二坐標(biāo)點(diǎn)P2的第四線段L4來確定移動(dòng)方向上的矢量。如此，可靠地計(jì)算出移動(dòng)軌跡的角度。
[0093]如上所述，在計(jì)算桿面31的角度以及移動(dòng)軌跡的角度時(shí)，第一線段L1、第二線段L2、第三線段L3以及第四線段L4在絕對(duì)基準(zhǔn)坐標(biāo)系Sxyz內(nèi)被投影到水平面上。如此，與水平面正交的z軸在計(jì)算處理中被省略。從而計(jì)算處理被簡(jiǎn)化。
[0094]在由圖像數(shù)據(jù)確定的正交坐標(biāo)中，通過一個(gè)坐標(biāo)軸來表示桿面31的角度，并通過另一個(gè)坐標(biāo)軸來表示移動(dòng)軌跡的角度。此外，正交坐標(biāo)被分割為三行三列的九個(gè)區(qū)域Si?S9，彈道的種類被分別分配到各個(gè)區(qū)域SI?S9。此時(shí)，直線前進(jìn)方向的彈道被分配至九個(gè)區(qū)域SI?S9中的中央的區(qū)域S5。當(dāng)實(shí)施揮桿動(dòng)作時(shí)，根據(jù)桿面31的角度以及移動(dòng)軌跡的角度來決定該揮桿動(dòng)作的彈道。彈道被描繪在正交坐標(biāo)上。因此，高爾夫球手能夠根據(jù)桿面31的角度及移動(dòng)軌跡的角度而容易地識(shí)別出彈道的種類。與單純的數(shù)值的提示相比，能夠有效地向高爾夫球手傳遞彈道的影像。
[0095]在由圖像數(shù)據(jù)確定的正交坐標(biāo)中，還包含與九個(gè)區(qū)域SI?S9重疊，并確定高爾夫球手設(shè)為目標(biāo)的彈道的目標(biāo)區(qū)域69。高爾夫球手能夠在揮桿動(dòng)作的測(cè)量之前設(shè)定成為目標(biāo)的彈道。當(dāng)實(shí)施揮桿動(dòng)作時(shí)，高爾夫球手能夠通過圖像容易地觀察到由揮桿動(dòng)作確定的彈道與設(shè)為目標(biāo)的彈道的一致或偏差。如此，高爾夫球手能夠通過試行錯(cuò)誤而對(duì)揮桿的姿態(tài)加以改進(jìn)。
[0096]另外，在由圖像數(shù)據(jù)確定的正交坐標(biāo)中，當(dāng)基于最新的揮桿動(dòng)作并根據(jù)桿面31的角度以及移動(dòng)軌跡的角度而對(duì)描繪點(diǎn)68a、68b進(jìn)行顯示時(shí)，以在視覺上區(qū)別于過去的描繪點(diǎn)68b的方式對(duì)最新的描繪點(diǎn)68a進(jìn)行顯示。在圖像中殘留有過去的描繪點(diǎn)68b。因此，高爾夫球手能夠在視覺上確認(rèn)桿面31的角度以及移動(dòng)軌跡的角度的履歷。在確認(rèn)履歷時(shí)，最新的彈道的描繪點(diǎn)68a在視覺上區(qū)別于過去的彈道的描繪點(diǎn)68b。即使殘留有多個(gè)描繪點(diǎn)68a、68b，高爾夫球手也能夠容易地提取出由最新的揮桿動(dòng)作形成的描繪點(diǎn)68a。
[0097]例如，左手擊球的高爾夫球手的彈道相對(duì)于右手擊球的高爾夫球手的彈道相當(dāng)于是互換了外側(cè)以及內(nèi)側(cè)的彈道。因此，優(yōu)選為，對(duì)正交坐標(biāo)的區(qū)域SI?S9分配與左手擊球的高爾夫球手一致的顯示。在左手擊球的高爾夫球手用的情況下，“拉球” “直球” “推球”的彈道被分配至中央三列的區(qū)域S4、S5、S6。當(dāng)在分別維持“拉球” “直球” “推球”的移動(dòng)軌跡不變的同時(shí)桿面31的角度朝正方向增加時(shí)，“左拉左曲球” “左曲球” “小左曲球”分別被分配至右三列的區(qū)域S1、S2、S3，當(dāng)在分別維持“拉球” “直球” “推球”的移動(dòng)軌跡不變的同時(shí)桿面31的角度朝負(fù)方向增加時(shí)，“小右曲球” “右曲球” “右推右曲球”分別被分配至左三列的區(qū)域S7、S8、S9。
[0098]除此以外，擊球的彈道也可以被簡(jiǎn)單分類。例如，彈道可以根據(jù)桿面31的角度Φ而被分類為“左曲球” “直球” “右曲球”。在這種情況下，只需將正交坐標(biāo)沿一個(gè)坐標(biāo)軸三分即可。或者彈道也可以根據(jù)移動(dòng)軌跡的角度Θ而被分類為“推球” “直球”“拉球”。在這種情況下，只需將正交坐標(biāo)沿著一個(gè)坐標(biāo)軸三分即可。
[0099]另外，擊球的彈道的通知并不限定于上述的畫面顯示，在通知彈道的種類時(shí)，例如還可以使用聲音或振動(dòng)。只需針對(duì)每一個(gè)彈道分配不同種類的聲音或不同種類的震度模式即可。在實(shí)施基于聲音的通知時(shí)，高爾夫揮桿分析裝置11只需具備例如被裝配在高爾夫球桿13或者被佩戴于用戶上的揚(yáng)聲器即可。在實(shí)施基于振動(dòng)的通知時(shí)，高爾夫揮桿分析裝置11只需具備例如被裝配在高爾夫球桿13的握柄13b上或被佩戴于用戶上的振動(dòng)器即可。
[0100]此外，在以上的實(shí)施方式中，運(yùn)算處理電路14的各個(gè)功能模塊根據(jù)高爾夫揮桿分析軟件程序17的執(zhí)行而被實(shí)現(xiàn)。但是，各個(gè)功能模塊也可以不依賴于軟件處理而由硬件來實(shí)現(xiàn)。除此以外，高爾夫揮桿分析裝置11也可以被應(yīng)用于以手握的方式進(jìn)行擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)器具(例如，網(wǎng)球拍、乒乓球拍、棒球棍)的揮擊分析中。
[0101]雖然如上所述對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠很容易理解出未實(shí)質(zhì)脫離本發(fā)明的創(chuàng)新部分以及效果的多種改變。因此，這種變形例全部包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在說明書或者附圖中，至少一次與更廣義或者同義的不同用語(yǔ)一起記載的用語(yǔ)，在說明書或者附圖的任何部位均能夠被替換為不同的用語(yǔ)。另外，慣性傳感器12、高爾夫球桿13、運(yùn)算處理電路14、三維運(yùn)動(dòng)分析模型26的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作也不限定于本實(shí)施方式中所說明的情況，能夠進(jìn)行各種改變。
[0102]符號(hào)說明
[0103]11運(yùn)動(dòng)分析裝置(高爾夫揮桿分析裝置);12慣性傳感器；13運(yùn)動(dòng)器具(高爾夫球桿)；14計(jì)算機(jī)(運(yùn)算處理電路)；17運(yùn)動(dòng)分析程序(高爾夫揮桿分析軟件程序)；31擊球面(桿面)；48擊打時(shí)分析部；55判斷部；68a最新的描繪點(diǎn)；68b過去的描繪點(diǎn)；L2線段(第二線段)；P1第一坐標(biāo)點(diǎn)；P2第二坐標(biāo)點(diǎn)；S1?S9區(qū)域；Φ擊球面的角度；Θ移動(dòng)軌跡的角度。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于，包括: 使用慣性傳感器的輸出，來確定擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)的工序； 使用所確定的所述擊球面的姿態(tài)的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷的工序。
2.一種運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于，包括: 使用慣性傳感器的輸出，來確定從擊打前到擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的工序； 使用所確定的移動(dòng)軌跡的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷的工序。
3.—種運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于，包括: 使用慣性傳感器的輸出，來確定擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)的工序； 使用所述慣性傳感器的輸出，來確定從擊打前到擊打時(shí)的所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的工序； 使用所確定的所述擊球面的姿態(tài)以及所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷的工序。
4.如權(quán)利要求1或3所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括使用慣性傳感器的輸出，來確定運(yùn)動(dòng)開始前的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的初始姿態(tài)的工序，并且包括確定相對(duì)于所述擊球面的初始姿態(tài)的、所述擊打時(shí)的所述擊球面的姿態(tài)的工序。
5.如權(quán)利要求2或3所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括使用慣性傳感器的輸出，來確定運(yùn)動(dòng)開始前的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的初始位置的工序。
6.如權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括對(duì)相對(duì)于所述運(yùn)動(dòng)開始時(shí)的所述擊球面的、所述擊打時(shí)的所述擊球面的角度的變化進(jìn)行計(jì)算的工序。
7.如權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括在確定所述移動(dòng)軌跡時(shí)，確定第一坐標(biāo)點(diǎn)和第二坐標(biāo)點(diǎn)的工序，所述第一坐標(biāo)點(diǎn)為表示所述擊打時(shí)的所述擊球面的位置的坐標(biāo)點(diǎn)，所述第二坐標(biāo)點(diǎn)為通過所述擊打之前的采樣點(diǎn)來表示所述擊球面的位置的坐標(biāo)點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括對(duì)相對(duì)于如下線段的、所述擊打時(shí)的所述移動(dòng)軌跡的入射角度進(jìn)行計(jì)算的工序，所述線段為，在所述靜止時(shí)的所述擊球面的所述位置處與所述擊球面正交的線段。
9.如權(quán)利要求7所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括對(duì)相對(duì)于如下線段的、所述擊打時(shí)的所述移動(dòng)軌跡的入射角度進(jìn)行計(jì)算的工序，所述線段為，在所述靜止時(shí)的所述擊球面的所述位置處與所述擊球面正交的線段。
10.如權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括對(duì)判斷所述擊球的彈道的種類的結(jié)果進(jìn)行顯示的工序。
11.如權(quán)利要求10所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括用一個(gè)坐標(biāo)軸來表示所述擊球面的姿態(tài)，用另一個(gè)坐標(biāo)軸來表示所述擊打時(shí)的所述移動(dòng)軌跡的狀態(tài)的工序。
12.如權(quán)利要求11所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括將所述一個(gè)坐標(biāo)軸分割為多個(gè)區(qū)域，并將所述另一個(gè)坐標(biāo)軸分割為多個(gè)區(qū)域，從而進(jìn)行矩陣顯示的工序。
13.如權(quán)利要求12所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括向所述矩陣顯示中的中央的區(qū)域分配直線前進(jìn)方向的擊球的彈道并進(jìn)行顯示的工序。
14.如權(quán)利要求11所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括以重疊的方式對(duì)包含目標(biāo)區(qū)域的圖像進(jìn)行顯示的工序，所述目標(biāo)區(qū)域?yàn)?，?duì)被用戶設(shè)為目標(biāo)的擊球的彈道進(jìn)行確定的區(qū)域。
15.如權(quán)利要求11所述的運(yùn)動(dòng)分析方法，其特征在于， 包括在根據(jù)最新的揮桿動(dòng)作而對(duì)描繪點(diǎn)進(jìn)行顯示時(shí)，以在視覺上區(qū)別于過去的描繪點(diǎn)的方式而對(duì)最新的描繪點(diǎn)進(jìn)行顯示的工序。
16.一種運(yùn)動(dòng)分析裝置，其特征在于，具備: 擊打時(shí)分析部，其使用慣性傳感器的輸出，來確定擊打時(shí)的運(yùn)動(dòng)器具的擊球面的姿態(tài)，并且確定從擊打前到擊打時(shí)的所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡； 判斷部，其使用所確定的所述擊球面的姿態(tài)以及所述運(yùn)動(dòng)器具的移動(dòng)軌跡的信息，而對(duì)擊球的彈道的種類進(jìn)行判斷。
【文檔編號(hào)】A63B69/36GK104225899SQ201410284019
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】佐藤雅文, 澀谷和宏, 野村和生, 小平健也 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社