JP2014110832A - 運動解析システム及び運動解析方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動きを検出するための複数のセンサーを、人や物体の各部位に取り付ける場合、複数のセンサーのそれぞれがどの部位に取り付けられているのかを対応付ける必要がある。
【解決手段】測定対象物に取り付けられる複数のセンサー１０からの出力信号を比較する信号比較部２４と、信号比較部２４の比較結果に基づいて、測定対象物へのセンサー１０の取付位置を判定する取付位置判定部２６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、運動解析システム及び運動解析方法に関する。

人や物体に複数のセンサーを取り付けて、各センサーの検出結果に基づいて人や物体の運動状態を解析するシステムが提案されている。例えば、特許文献１では、ゴルフスイング時の人の動きを検出することによってゴルフスイングの改善を図っている。具体的に、特許文献１では、人の動きを検出するために、加速度センサー及びジャイロセンサーを、人の耳、腕、腰などに取り付けて各部位の動きを検出するようにしている。

特開２００９−１２５５０７号公報

しかしながら、特許文献１のように、動きを検出するための複数のセンサーを、人や物体の各部位に取り付ける場合、複数のセンサーのそれぞれがどの部位に取り付けられるのかを対応付ける必要がある。このため、各センサーと各部位とを対応付ける登録作業が必要になり手間が掛かってしまう。また、センサーと部位とを間違って対応付けた場合、人や物体の動きを正確に検出することができなくなってしまう。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーからの出力信号を比較する信号比較部と、前記信号比較部の比較結果に基づいて、前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を判定する取付位置判定部と、を備えることを特徴とする運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、信号比較部が、測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーのそれぞれの出力信号を比較する。そして、取付位置判定部が、信号比較部の比較結果に基づいてモーションセンサーの取付位置を判定する。モーションセンサーの出力信号に基づいてモーションセンサーの取付位置を判定することから、モーションセンサーの取付位置を自動的に判定することができる。
これにより、モーションセンサーの取付位置に関する登録作業の手間が不要になる。更に、モーションセンサーの取付位置を間違って登録してしまうなどのトラブルを回避することができ、人や物体の各部位の動きを正確に検出することができる。

［適用例２］前記信号比較部は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す角速度又は角度についての最大値又は最小値を比較することを特徴とする上記運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、モーションセンサーの出力信号が表す角速度又は角度についての最大値又は最小値の比較結果に基づいて、モーションセンサーの取付位置を判定する。運動に伴って、モーションセンサーが取り付けられた各部位の角速度又は角度は様々に変化する。このため、各モーションセンサーの出力信号が表す角速度又は角度の最大値又は最小値を相対的に比較することによって、各モーションセンサーと各部位との対応付けが可能になる。

［適用例３］前記信号比較部は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す加速度についての最大値又は最小値を比較することを特徴とする上記運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、モーションセンサーの出力信号が表す加速度についての最大値又は最小値の比較結果に基づいて、モーションセンサーの取付位置を判定する。運動に伴って、モーションセンサーが取り付けられた各部位の加速度は様々に変化する。このため、各モーションセンサーの出力信号が表す加速度の最大値又は最小値を相対的に比較することによって、各モーションセンサーと各部位との対応付けが可能になる。

［適用例４］前記モーションセンサーの取付位置を判定するために用いられる位置判定情報を更に有し、前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれについて規定された規定順位と、前記規定順位に対応する取付位置との情報を含み、前記取付位置判定部は、前記信号比較部の比較結果に基づく複数の前記モーションセンサーのそれぞれの比較順位と、前記位置判定情報に含まれる前記規定順位とを照合することによって取付位置を判定することを特徴とする上記運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、取付位置判定部は、信号比較部の比較結果に基づく各モーションセンサーの比較順位と、位置判定情報の各規定順位とを照合し、対応する位置判定情報の各取付位置を各モーションセンサーの取付位置であると判定する。これにより、位置判定情報に各モーションセンサーの規定順位と取付位置とを事前に登録することで、モーションセンサーの取付位置を容易に自動判定することができる。

［適用例５］前記位置判定情報は、運動解析の対象となる運動の種類に応じた情報を含むことを特徴とする上記運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、位置判定情報が、運動解析の対象となる運動の種類に応じた情報を含む。これにより、運動の種類に適応した位置判定情報における規定順位と取付位置に基づいて、モーションセンサーの取付位置を精度良く判定することができる。

［適用例６］前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーの個数の情報を含み、前記取付位置判定部は、前記個数の情報に基づいて、前記測定対象物に取り付けられる前記モーションセンサーの個数を検証することを特徴とする上記運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、取付位置判定部は、位置判定情報における個数の情報に基づいて、測定対象物に取り付けられるモーションセンサーの個数を検証する。これにより、測定対象物に対して必要なモーションセンサーが取り付けられなかったり、不要なモーションセンサーが取り付けられたりするのを防止することができる。

［適用例７］前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す測定値の適正な範囲を示す情報を含み、前記取付位置判定部は、前記測定値の適正な範囲を示す情報に基づいて、前記測定対象物に取り付けられる前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す測定値を検証することを特徴とする上記運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、取付位置判定部は、位置判定情報における測定値の適正な範囲を示す情報に基づいて、測定対象物に取り付けられるモーションセンサーの測定値を検証する。これにより、モーションセンサーが、測定対象物における取り付けられた部位に適応しているか否かを検証することができる。

［適用例８］前記取付位置判定部によって判定された前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を出力する判定結果出力部と、前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置の変更を受け付ける受付部と、を更に有することを特徴とする上記運動解析システム。

上記した運動解析システムによれば、判定結果出力部が、測定対象物へのモーションセンサーの取付位置を出力する。そして、受付部が、測定対象物へのモーションセンサーの取付位置の変更を受け付ける。これにより、ユーザーは、測定対象物へのモーションセンサーの取付位置を候補として参照し、正しくない場合は、受付部を介して修正することができる。

［適用例９］測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーのそれぞれの出力信号を比較する信号比較工程と、前記信号比較工程における比較結果に基づいて、前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を判定する取付位置判定工程と、を備えることを特徴とする運動解析方法。

上記した運動解析方法によれば、信号比較工程において、測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーのそれぞれの出力信号を比較する。そして、取付位置判定工程において、信号比較工程における比較結果に基づいてモーションセンサーの取付位置を判定する。モーションセンサーの出力信号に基づいてモーションセンサーの取付位置を判定することから、モーションセンサーの取付位置を自動的に判定することができる。
これにより、モーションセンサーの取付位置に関する登録作業の手間が不要になる。更に、モーションセンサーの取付位置を間違って登録してしまうなどのトラブルを回避することができ、人や物体の各部位の動きを正確に検出することができる。

運動解析システムの構成を示すブロック図。 運動解析装置における動作を示すフローチャート。 ゴルフスイングの測定対象物に取り付けられているセンサーの例。 各センサーの取付位置を判定する動作の詳細を示すフローチャート。 ゴルフスイングに関わる位置判定情報の例を示す図。 シャフト及び前腕部に取り付けられた各センサーが検出した、ゴルフスイングに伴う角速度データの例。 第２実施形態の運動解析装置における動作を示すフローチャート。 ランニングの測定対象物に取り付けられているセンサーの例。 ランニングに関わる位置判定情報の例を示す図。 ユーザーに取り付けられた各センサーが検出した、ランニングに伴う角度データの例。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限られない。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る運動解析システムについて、図面を参照して説明する。

＜運動解析システムの構成＞
最初に、運動解析システムの構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る運動解析システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の運動解析システム１は、複数のセンサー１０と、運動解析部２０、操作部３０、表示部４０、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ６０、及び不揮発性メモリー７０を含む運動解析装置１００とによって構成される。

複数のセンサー１０のそれぞれは、測定対象物に取り付けられて、測定対象物の動きを検出して信号を出力するモーションセンサーである。本実施形態では、センサー１０は、角速度センサー（ジャイロセンサー）及び加速度センサーを含んでいる。角速度センサーは、検出軸回りの角速度を検出し、検出した角速度の大きさに応じた出力信号を出力する。本実施形態の角速度センサーは、測定対象物の姿勢を算出するために、例えば、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向の角速度をそれぞれ検出する３つの角速度センサーを含んでいる。

加速度センサーは、検出軸方向の加速度を検出し、検出した加速度の大きさに応じた出力信号を出力する。本実施形態の加速度センサーは、測定対象物の位置と速度を算出するために、例えば、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向の加速度をそれぞれ検出する３つの加速度センサーを含んでいる。

運動解析装置１００は、例えばパーソナルコンピューターや専用装置である。運動解析装置１００は、各センサー１０からの出力信号を受信して測定対象物について運動解析を行う。ここで、各センサー１０と運動解析装置１００とは無線接続されているが、無線接続に限られず、各センサー１０が取り付けられる物体の種類によっては有線接続を用いるようにしても良い。

操作部３０は、ユーザーからの操作データを取得し、運動解析部２０に送る処理を行う。操作部３０は、例えば、タッチパネル型ディスプレイ、ボタン、キー、マイク等である。

表示部４０は、運動解析部２０における処理結果を文字やグラフ、その他の画像として表示するものである。表示部４０は、例えば、ＣＲＴ、ＬＣＤ、タッチパネル型ディスプレイ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等である。なお、例えば１つのタッチパネル型ディスプレイで操作部３０と表示部４０の両方の機能を実現するようにしても良い。

ＲＯＭ５０は、運動解析部２０において各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムや、アプリケーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶する記憶部である。

ＲＡＭ６０は、運動解析部２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ５０などから読み出されたプログラムやデータ、操作部３０において取得したデータ、運動解析部２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する記憶部である。

不揮発性メモリー７０は、運動解析部２０の処理において参照されるデータや、生成されたデータの内、長期的に保存が必要なデータ等を記録する記録部である。不揮発性メモリー７０には、信号比較部２４及び取付位置判定部２６（後述）において参照される位置判定情報７０ａが記憶されている。

運動解析部２０は、信号取得部２２、信号比較部２４、取付位置判定部２６、解析情報算出部２８等を備えている。運動解析部２０は、ＲＯＭ５０に記憶されているプログラムに従って、各種の処理を行う。運動解析部２０は、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサーなどで実現することができる。

信号取得部２２は、各センサー１０からの出力信号を取得する処理を行う。取得した信号は、例えばＲＡＭ６０に記憶される。

信号比較部２４は、各センサー１０からの出力信号が表す測定値を比較し、これらの測定値を順位付けした比較順位を求める。このとき、信号比較部２４は、不揮発性メモリー７０に記憶されている位置判定情報７０ａを参照する。

取付位置判定部２６は、信号比較部２４によって測定値が順位付けされた各センサー１０の比較順位に基づいて、各センサー１０の取付位置を判定する。このとき、取付位置判定部２６は、不揮発性メモリー７０に記憶されている位置判定情報７０ａを参照する。

解析情報算出部２８は、姿勢算出部２８２と位置速度算出部２８４を備えている。姿勢算出部２８２は、センサー１０から取得した角速度の測定値を用いて、測定対象物の姿勢を算出する処理を行う。位置速度算出部２８４は、センサー１０から取得した加速度の測定値を用いて、測定対象物の位置や速度を算出する処理を行う。

＜運動解析装置の動作＞
次に、運動解析装置１００における動作内容について説明する。
図２は、運動解析装置１００における動作を示すフローチャートである。運動解析装置１００における動作は、運動解析部２０が各種プログラムに従って処理を実行することによって行われる。

先ず、運動解析部２０は、操作部３０により、運動解析の対象となる運動種類をユーザーから受け付ける（ステップＳ１０）。
本実施形態では、ユーザーが、操作部３０を介して、運動種類としてゴルフスイングに関わる運動解析を選択したものとする。図３は、ゴルフスイングの測定対象物に取り付けられているセンサー１０の例を示している。図３では、２つのセンサー１０Ａ，１０Ｂが測定対象物に取り付けられている。センサー１０Ａは、ゴルフクラブのシャフトにおけるグリップに近い位置に取り付けられている。一方、センサー１０Ｂは、ユーザーの前腕部に取り付けられている。

なお、測定対象物に取り付けられるセンサー１０の個数は２個に限られず、３個以上であっても良い。また、測定対象物に取り付けられる各センサー１０の取付位置は、図３に示す例に限られず、任意の場所に取り付けるようにしても良い。

次に、運動解析部２０は、信号取得部２２により、測定対象物に取り付けられている各センサー１０からの出力信号を取得する（ステップＳ２０）。
本実施形態では、ユーザーが、センサー１０Ａ，１０Ｂが取り付けられている状態でゴルフクラブを握ってスイング動作を行う。このスイング動作中に、信号取得部２２は、ゴルフクラブのシャフトの動きに伴うセンサー１０Ａからの出力信号と、ユーザーの前腕部の動きに伴うセンサー１０Ｂからの出力信号とを取得する。

次に、運動解析部２０は、取付位置判定部２６により、測定対象物に取り付けられている各センサー１０の取付位置を判定する（ステップＳ３０）。
図４は、各センサー１０の取付位置を判定する動作の詳細を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートにおいて、先ず、運動解析部２０は、ステップＳ１０（図２参照）においてユーザーから受け付けた運動種類に対応する位置判定情報７０ａを、不揮発性メモリー７０（図１参照）から取得する（ステップＳ３１０）。

図５は、ゴルフスイングに関わる位置判定情報７０ａの例を示す図である。図５では、運動種類「ゴルフスイング」の位置判定情報７０ａであることを示している。そして、この位置判定情報７０ａでは、測定対象物に取り付けられるセンサーの個数「２」であり、測定値「最大角速度」を「大きい順」に順位付けすることによってセンサーの取付位置を判定することを示している。また、図５における表では、各センサーの取付位置と、測定値の大きさを規定した規定順位との関係を示している。例えば、「シャフト」に取り付けられたセンサーの最大角速度は、規定順位「１」であり、「前腕部」に取り付けられたセンサーの最大角速度（規定順位「２」）よりも大きい。このように、最大角速度の大きい順に規定順位が付番されている。また、「シャフト」に取り付けられているセンサーの最大角速度の適正範囲は「−５００〜５０００」ｄｐｓである。

次に、運動解析部２０は、測定対象物に実際に取り付けられているセンサー１０の個数が適正であるか否かを、ステップＳ３１０において取得した位置判定情報７０ａに基づいて判定する（ステップＳ３２０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、ステップＳ２０（図２参照）において２個のセンサー１０Ａ，１０Ｂからの出力信号を取得している。このセンサー１０の個数と図５におけるセンサー個数「２」とが一致するか否かを判定する。ここで、例えば、センサー１０が１個のみ取り付けられていたり、３個以上取り付けられていたりする場合は、適正でないと判定される。

センサー１０の個数が適正である（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）場合は、次のステップＳ３３０へ進む。
他方、センサー１０の個数が適正でない（ステップＳ３２０：Ｎｏ）場合は、ステップＳ３４０へ進み、例えば「取り付けられているセンサーの個数が正しくありません。」のエラーメッセージを表示部４０（図１参照）に表示して、図２のフローチャートの処理を終了する。これにより、測定対象物に対して、必要な個数のセンサー１０を取り付けしなかったり、また逆に、必要な個数より多い不要なセンサー１０を取り付けたりしてしまうなどのトラブルを回避することができる。

ステップＳ３３０では、運動解析部２０は、信号比較部２４により、測定対象物に取り付けられている各センサー１０の測定値を比較し、測定値の大きさの順位付けを行うことで比較順位を求める。
本実施形態では、運動解析部２０は、ステップＳ２０（図２参照）において取得した各センサー１０からの出力信号について、先ず、各センサー１０における最大角速度を求める。続けて、各センサー１０での最大角速度を相互に比較し、最大角速度の大きい順に順位付けして比較順位とする。

図６は、シャフト及び前腕部に取り付けられた各センサー１０が検出した、ゴルフスイングに伴う例えばＹ軸回りの角速度データの例を示している。図６において実線で示すグラフは、シャフトに取り付けられたセンサー１０Ａについての経過時間と角速度の関係を示している。図６に示すように、シャフトに取り付けられたセンサー１０Ａの最大角速度は、丸囲みで示す角速度ｐＡとなっている。この角速度ｐＡの箇所は、ゴルフスイングにおけるインパクトのタイミングを示している。一方、図６において一点鎖線で示すグラフは、前腕部に取り付けられたセンサー１０Ｂについての経過時間と角速度の関係を示している。図６に示すように、前腕部に取り付けられたセンサー１０Ｂの最大角速度は、丸囲みで示す角速度ｐＢとなっている。この角速度ｐＢは、ゴルフスイングにおけるインパクト直後のタイミングを示している。

図６に示すように、センサー１０Ａにおける角速度ｐＡは、センサー１０Ｂにおける角速度ｐＢよりも明らかに大きい。このことから、ステップＳ３３０における最大角速度の比較順位は、センサー１０Ａが「１」、センサー１０Ｂが「２」となる。

次に、運動解析部２０は、取付位置判定部２６により、ステップＳ３３０において順位付けした各センサー１０の比較順位と、ステップＳ３１０において取得した位置判定情報７０ａの規定順位とを照合することにより、各センサー１０の取付位置を判定する（ステップＳ３５０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、各センサー１０における最大角速度の比較順位と、図５における各取付位置の規定順位とを照合することにより、各センサー１０の取付位置を判定する。前述したように最大角速度の比較順位は、センサー１０Ａが「１」、センサー１０Ｂが「２」であることから、センサー１０Ａは「シャフト」に、センサー１０Ｂは「前腕部」に取り付けられていると判定することができる。

次に、運動解析部２０は、ステップＳ３５０において取付位置が判定された各センサー１０について、測定値の範囲が適正であるか否かを判定する（ステップＳ３６０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、図５において取付位置が「シャフト」と判定されたセンサー１０Ａの角速度ｐＡ（図６参照）が、図５の適正範囲「−５００〜５０００」ｄｐｓにあるか否かを判定する。また、図５において取付位置が「前腕部」と判定されたセンサー１０Ｂの角速度ｐＢ（図６参照）が、図５の適正範囲「−１５００〜１５００」ｄｐｓにあるか否かを判定する。

各センサー１０の全てについて、測定値の範囲が適正である（ステップＳ３６０：Ｙｅｓ）場合は、図２のフローチャートに戻る。
他方、各センサー１０において１つでも測定値の範囲が適正でない（ステップＳ３６０：Ｎｏ）場合は、ステップＳ３７０へ進み、例えば「センサー××が正しい位置に取り付けられていません。」のエラーメッセージを表示部４０に表示して、図２のフローチャートの処理を終了する。これにより、測定対象物において解析対象ではない部位にセンサー１０を取り付けたり、解析対象の部位に重複してセンサー１０を取り付けたりしてしまうなどのトラブルを回避することができる。

図２に戻って、ステップＳ４０では、運動解析部２０は、解析情報算出部２８の姿勢算出部２８２により、ステップＳ２０において取得した各センサー１０からの出力信号に含まれる角速度データに基づいて、各取付位置における姿勢を算出する。
本実施形態では、運動解析部２０は、センサー１０Ａからの角速度データに基づいて、ゴルフクラブのシャフトの姿勢を算出することになる。また、運動解析部２０は、センサー１０Ｂからの角速度データに基づいて、ゴルフクラブを握るユーザーの前腕部の姿勢を算出することになる。

次に、運動解析部２０は、解析情報算出部２８の位置速度算出部２８４により、ステップＳ２０において取得した各センサー１０からの出力信号に含まれる加速度データに基づいて、各取付位置における位置と速度を算出する（ステップＳ５０）。例えば、位置速度算出部２８４は、ステップＳ４０において算出した各取付位置における姿勢から重力加速度の方向を算出し、加速度データから重力加速度をキャンセルして積分することで速度を算出し、当該速度を更に積分することで位置を算出することができる。
本実施形態では、運動解析部２０は、センサー１０Ａからの加速度データに基づいて、ゴルフクラブのシャフトの位置と速度を算出することになる。また、運動解析部２０は、センサー１０Ｂからの加速度データに基づいて、ゴルフクラブを握るユーザーの前腕部の位置と速度を算出することになる。

次に、運動解析部２０は、ステップＳ４０及びステップＳ５０において算出した各取付位置における姿勢と位置と速度の情報に基づいて、ユーザーのゴルフスイングに関しての運動解析情報を表示部４０に表示して（ステップＳ６０）、図２のフローチャートの処理を終了する。

上述した実施形態では、測定対象物に取り付けられている各センサー１０の測定値を比較して、各センサー１０について比較順位を求める。そして、各センサー１０の測定値から求めた比較順位を位置判定情報７０ａの規定順位と照合することにより、各センサー１０の取付位置を判定する。このように、各センサー１０の測定値に基づいて、各センサー１０の取付位置が自動的に判定されることから、ユーザーは、各センサー１０の取付位置を手作業で登録する必要がなくなり、測定対象物について短時間に効率的に且つ正確に運動解析を行うことができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態に係る運動解析システムについて、図面を参照して説明する。

第２実施形態に係る運動解析システムは、前述した第１実施形態に係る運動解析システム１と略同様な構成であるが、運動解析装置１００における動作内容が第１実施形態とは異なる。

＜運動解析装置の動作＞
本実施形態の運動解析装置１００における動作内容について説明する。
図７は、本実施形態の運動解析装置１００における動作を示すフローチャートである。

先ず、運動解析部２０は、操作部３０により、運動解析の対象となる運動種類をユーザーから受け付ける（ステップＳ５１０）。
本実施形態では、ユーザーが、操作部３０を介して、運動種類としてランニングに関わる運動解析を選択したものとする。図８は、ランニングの測定対象物に取り付けられているセンサー１０の例を示している。図８では、４つのセンサー１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋが測定対象物に取り付けられている。センサー１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋは、それぞれランニングを行うユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部に取り付けられている。

次に、運動解析部２０は、信号取得部２２により、測定対象物に取り付けられている各センサー１０からの出力信号を取得する（ステップＳ５２０）。
本実施形態では、ユーザーが、センサー１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋが取り付けられている状態でランニングを行う。このランニング中に、信号取得部２２は、ユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部のそれぞれの動きに伴うセンサー１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋからの出力信号を取得する。

次に、運動解析部２０は、取付位置判定部２６により、測定対象物に取り付けられている各センサー１０の取付位置を判定する（ステップＳ５３０）。
各センサー１０の取付位置を判定する動作については、図４に示す第１実施形態におけるフローチャートがそのまま適用できる。

図４に示すフローチャートにおいて、先ず、運動解析部２０は、ステップＳ５１０（図７参照）においてユーザーから受け付けた運動種類に対応する位置判定情報７０ａを、不揮発性メモリー７０から取得する（ステップＳ３１０）。

図９は、ランニングに関わる位置判定情報７０ａの例を示す図である。図９では、運動種類「ランニング」の位置判定情報７０ａであることを示している。そして、この位置判定情報７０ａでは、測定対象物に取り付けられるセンサーの個数「４」であり、測定値「最小角度」を「小さい順」に順位付けすることによってセンサーの取付位置を判定することを示している。なお、測定値の角度は角速度センサーの積分結果などから算出可能である。また、図９における表では、各センサーの取付位置と測定値の小ささを規定した規定順位との関係を示している。例えば、「下腿部」に取り付けられたセンサーの最小角度の規定順位は「１」であり、他の取付位置のセンサーと比べて最小角度が最も小さい。このように、最小角度の小さい順に規定順位が付番されている。また、「下腿部」に取り付けられているセンサーの最小角度の適正範囲は「−１０〜−１１０」°である。

次に、運動解析部２０は、測定対象物に実際に取り付けられているセンサー１０の個数が適正であるか否かを、ステップＳ３１０において取得した位置判定情報７０ａに基づいて判定する（ステップＳ３２０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、ステップＳ５２０（図７参照）において４個のセンサー１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋからの出力信号を取得している。このセンサー１０の個数と図９におけるセンサー個数「４」とが一致するか否かを判定する。

センサー１０の個数が適正である（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）場合は、次のステップＳ３３０へ進む。
他方、センサー１０の個数が適正でない（ステップＳ３２０：Ｎｏ）場合は、ステップＳ３４０へ進み、エラーメッセージを表示部４０に表示して、図７のフローチャートの処理を終了する。

ステップＳ３３０では、運動解析部２０は、信号比較部２４により、測定対象物に取り付けられている各センサー１０の測定値を比較し、測定値の大きさの順位付けを行うことで比較順位を求める。
本実施形態では、運動解析部２０は、ステップＳ５２０（図７参照）において取得した各センサー１０からの出力信号について、先ず、各センサー１０における最小角度を求める。続けて、各センサー１０での最小角度を相互に比較し、最小角度の小さい順に順位付けして比較順位とする。

図１０は、ユーザーに取り付けられた各センサー１０が検出した、ランニングに伴う角度データの例を示している。図１０において破線、１点鎖線、実線、２点鎖線で示すグラフのそれぞれは、上腕部に取り付けられたセンサー１０Ｈ、前腕部に取り付けられたセンサー１０Ｉ、大腿部に取り付けられたセンサー１０Ｊ、下腿部に取り付けられたセンサー１０Ｋについての経過時間と角度の関係を示している。図１０に示す各グラフでは、ランニングに伴う腕振りと足の運びに同期して、各センサー１０によって検出された角度が増減している。図１０に示すように、上腕部のセンサー１０Ｈ、前腕部のセンサー１０Ｉ、大腿部のセンサー１０Ｊ、下腿部のセンサー１０Ｋのそれぞれの最小角度は、丸囲みで示す角度ｂＨ、角度ｂＩ、角度ｂＪ、角度ｂＫとなっている。

図１０に示すように、各センサー１０における最小角度は、小さい順に、センサー１０Ｋの角度ｂＫ、センサー１０Ｈの角度ｂＨ、センサー１０Ｊの角度ｂＪ、センサー１０Ｉの角度ｂＩとなる。このことから、ステップＳ３３０における最小角度の順位は、センサー１０Ｋが「１」、センサー１０Ｈが「２」、センサー１０Ｊが「３」、センサー１０Ｉが「４」となる。

次に、運動解析部２０は、取付位置判定部２６により、ステップＳ３３０において順位付けした各センサー１０の比較順位と、ステップＳ３１０において取得した位置判定情報７０ａの規定順位とを照合することにより、各センサー１０の取付位置を判定する（ステップＳ３５０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、各センサー１０における最小角度の比較順位と、図９における各取付位置の規定順位とを照合することにより、各センサー１０の取付位置を判定する。前述したように最小角度の比較順位は、センサー１０Ｋが「１」、センサー１０Ｈが「２」、センサー１０Ｊが「３」、センサー１０Ｉが「４」であることから、センサー１０Ｋは「下腿部」に、センサー１０Ｈは「上腕部」に、センサー１０Ｊは「大腿部」に、センサー１０Ｉは「前腕部」に取り付けられていると判定することができる。

次に、運動解析部２０は、ステップＳ３５０において取付位置が判定された各センサー１０について、測定値の範囲が適正であるか否かを判定する（ステップＳ３６０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、取付位置が「上腕部」、「前腕部」、「大腿部」、「下腿部」のそれぞれと判定された、センサー１０Ｈの角度ｂＨ、センサー１０Ｉの角度ｂＩ、センサー１０Ｊの角度ｂＪ、センサー１０Ｋの角度ｂＫについて、それぞれが図９の適正範囲「０〜−１００」°、「３０〜−７０」°、「２０〜−８０」°、「−１０〜−１１０」°にあるか否かを判定する。

各センサー１０の全てについて、測定値の範囲が適正である（ステップＳ３６０：Ｙｅｓ）場合は、図７のフローチャートに戻る。
他方、各センサー１０において１つでも測定値の範囲が適正でない（ステップＳ３６０：Ｎｏ）場合は、ステップＳ３７０へ進み、エラーメッセージを表示部４０に表示して、図７のフローチャートの処理を終了する。

図７に戻って、ステップＳ５４０では、運動解析部２０は、ステップＳ３５０（図４参照）において判定した各センサー１０の取付位置の確認画面を、判定結果出力部としての表示部４０に表示する。
本実施形態では、センサー１０Ｈは「上腕部」に、センサー１０Ｉは「前腕部」に、センサー１０Ｊは「大腿部」に、センサー１０Ｋは「下腿部」に取り付けられている旨の例えば対応表を表示部４０に表示する。

次に、運動解析部２０は、受付部としての操作部３０により、ステップＳ５４０において表示した取付位置の確認画面に対して変更がある場合、ユーザーから変更を受け付ける（ステップＳ５５０）。

次に、運動解析部２０は、解析情報算出部２８の姿勢算出部２８２により、ステップＳ５２０において取得した各センサー１０からの出力信号に含まれる角速度データに基づいて、ステップＳ５５０において変更を受け付けた後の各取付位置における姿勢を算出する（ステップＳ５６０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、センサー１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋのそれぞれが取り付けられているユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部について、ランニングに伴う姿勢を算出することになる。

次に、運動解析部２０は、解析情報算出部２８の位置速度算出部２８４により、ステップＳ５２０において取得した各センサー１０からの出力信号に含まれる加速度データに基づいて、ステップＳ５５０において変更を受け付けた後の各取付位置における位置と速度を算出する（ステップＳ５７０）。
本実施形態では、運動解析部２０は、センサー１０Ｈ，１０Ｉ，１０Ｊ，１０Ｋのそれぞれが取り付けられているユーザーの上腕部、前腕部、大腿部、下腿部について、ランニングに伴う位置と速度を算出することになる。

次に、運動解析部２０は、ステップＳ５６０及びステップＳ５７０において算出した各取付位置における姿勢と位置と速度の情報に基づいて、ユーザーのランニングに関しての運動解析情報を表示部４０に表示して（ステップＳ５８０）、図７のフローチャートの処理を終了する。

上述した実施形態では、各センサー１０の取付位置を判定した後、取付位置の確認画面を表示部４０に表示する。そして、変更がある場合は、ユーザーから変更を受け付ける。本実施形態のように、ランニングを行うユーザーに多くのセンサー１０を取り付ける場合、例えばユーザーの身体的特徴やランニングフォーム等によっては、定型の位置判定情報７０ａがそのまま適用できないケースが考えられる。このような場合、自動判定した各センサー１０の取付位置を候補として画面に表示して取付位置の修正を受け付けることができる。これにより、運動解析システムを様々な運動種類や運動環境の実情に応じて適正に運用することができる。

（変形例１）
上述した実施形態では、測定対象物に各センサー１０が取り付けられている状態で、ユーザーが例えばゴルフクラブを握ってスイング動作を行うなどの運動を行い、運動が終了した後に各センサー１０と測定対象物との対応付けを行った。しかし、各センサー１０と測定対象物との対応付けは、解析の対象となる運動が終了してからではなく、運動を始める前に行うようにしても良い。例えば、運動を始める前に、各センサー１０が取り付けられている測定対象物に対して、ユーザーに規定の動きを行ってもらい、その動きに基づいて各センサー１０と測定対象物との対応付けを行うようにしても良い。

（変形例２）
上述した実施形態では、各センサー１０に含まれる角速度センサーが検出した最大角速度や最小角度を比較することにより、各センサー１０の取付位置を判定した。しかし、運動種類に応じて、角速度センサーが検出した最小角速度や最大角度などを比較することにより、各センサー１０の取付位置を判定するようにしても良い。また、各センサー１０に含まれる加速度センサーが検出した最大加速度や最小加速度を比較することにより、各センサー１０の取付位置を判定するようにしても良い。また、他の態様では、例えば、最大加速度が発生した時点の角速度による比較を行うように、加速度と角速度を組み合わせた比較としても良い。また、角速度から求められる角加速度（角速度の変化率）や加速度から求められる加加速度（加速度の変化率）を用いても良い。また、各センサー１０の測定値の最大値や最小値に限られず、平均値、最頻値、中央値、特異値、波形パターン等を比較することにより、各センサー１０の取付位置を判定するようにしても良い。更に、角速度センサー及び加速度センサーのような慣性センサーに限られず、例えば、圧力センサー、光センサー、磁気センサー、温度センサーなどの任意のセンサーの測定値に基づいて、各センサーの取付位置を判定するようにしても良い。

１…運動解析システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｈ〜１０Ｋ…センサー、２０…運動解析部、２２…信号取得部、２４…信号比較部、２６…取付位置判定部、２８…解析情報算出部、３０…操作部、４０…表示部、５０…ＲＯＭ、６０…ＲＡＭ、７０…不揮発性メモリー、７０ａ…位置判定情報、１００…運動解析装置、２８２…姿勢算出部、２８４…位置速度算出部。

Claims (9)

1. 測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーからの出力信号を比較する信号比較部と、
   前記信号比較部の比較結果に基づいて、前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を判定する取付位置判定部と、を備えることを特徴とする運動解析システム。
2. 前記信号比較部は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す角速度又は角度についての最大値又は最小値を比較することを特徴とする請求項１に記載の運動解析システム。
3. 前記信号比較部は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す加速度についての最大値又は最小値を比較することを特徴とする請求項１又は２に記載の運動解析システム。
4. 前記モーションセンサーの取付位置を判定するために用いられる位置判定情報を更に有し、
   前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれについて規定された規定順位と、前記規定順位に対応する取付位置との情報を含み、
   前記取付位置判定部は、前記信号比較部の比較結果に基づく複数の前記モーションセンサーのそれぞれの比較順位と、前記位置判定情報に含まれる前記規定順位とを照合することによって取付位置を判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の運動解析システム。
5. 前記位置判定情報は、運動解析の対象となる運動の種類に応じた情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の運動解析システム。
6. 前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーの個数の情報を含み、
   前記取付位置判定部は、前記個数の情報に基づいて、前記測定対象物に取り付けられる前記モーションセンサーの個数を検証することを特徴とする請求項４又は５に記載の運動解析システム。
7. 前記位置判定情報は、複数の前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す測定値の適正な範囲を示す情報を含み、
   前記取付位置判定部は、前記測定値の適正な範囲を示す情報に基づいて、前記測定対象物に取り付けられる前記モーションセンサーのそれぞれの出力信号が表す測定値を検証することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の運動解析システム。
8. 前記取付位置判定部によって判定された前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を出力する判定結果出力部と、
   前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置の変更を受け付ける受付部と、を更に有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の運動解析システム。
9. 測定対象物に取り付けられる複数のモーションセンサーのそれぞれの出力信号を比較する信号比較工程と、
   前記信号比較工程における比較結果に基づいて、前記測定対象物への前記モーションセンサーの取付位置を判定する取付位置判定工程と、を備えることを特徴とする運動解析方法。

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