JP2016055028A - 運動解析方法、運動解析装置、運動解析システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】慣性センサーの出力を用いて精度の高い運動解析情報を提示することが可能な運動解析方法、運動解析装置、運動解析システム及びプログラムを提供すること。【解決手段】慣性センサーの出力を用いて、被計測部が第１時点において第１位置にあり、前記被計測部が第２時点において前記第１位置を通る運動を解析する方法であって、前記第１時点における前記第１位置と、前記第２時点における前記第１位置との差に基づき、前記慣性センサーの出力から取得される前記被計測部の運動パラメーターを補正する補正工程（Ｓ７０）と、前記補正後の前記運動パラメーターを用いて前記運動の解析を行う解析工程（Ｓ８０）と、を含む、運動解析方法。【選択図】図６

Description

本発明は、運動解析方法、運動解析装置、運動解析システム及びプログラムに関する。

特許文献１では、３軸加速度センサーと３軸ジャイロセンサーをゴルフクラブに装着し、これらの慣性センサーの出力に基づき、スイング特性を計測する手法が開示されている。特許文献１の手法によれば、カメラで撮影したスイングの映像を画像処理してスイングの分析を行う場合と比較して、計算量を大幅に削減することができる。また、特許文献１の手法によれば、カメラのような大掛かりな装置が不要であるため、ユーザーがスイングを行う場所の制約がなく、利便性が高い。

特開２００８−７３２１０号公報

慣性センサーの出力を用いてスイング解析を行う場合は、加速度を２階積分して位置を算出し、角速度を１階積分して角度（姿勢）を算出する必要があるが、慣性センサーの出力誤差に起因して積分誤差が増大し、スイングの後半ほど位置や姿勢の誤差が大きくなる。そのため、例えば、算出した位置情報を用いてヘッドスピードを計算する場合、その計算誤差も大きくなる。また、実際にはクラブヘッドがボールに当たったのに、算出した位置情報を用いて描画したスイング中のクラブヘッドの軌跡では、インパクト時のクラブヘッドの位置がボールから離れた位置にあるといったことも起こり得る。これはスイングに限らず、異なる時点で同じ位置を通過する運動(例えば自転車のペダルをこぐときのペダルの円運動等)においても同様な課題が生じる。センサーの出力誤差を正確に見積もることができれば、位置や姿勢を正確に計算することも可能だが、センサーの出力誤差を正確に見積もることは現実的には難しい。従って、従来の手法では、精度の高い運動解析情報を提供することが難しかった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、慣性センサーの出力を用いて精度の高い運動解析情報を提示することが可能な運動解析方法、運動解析装置、運動解析システム及びプログラムを提供することができる。

本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係る運動解析方法は、慣性センサーの出力を用いて、被計測部が第１時点において第１位置にあり、前記被計測部が第２時点において前記第１位置を通る運動を解析する方法であって、前記第１時点における前記第１位置と、前記第２時点における前記第１位置との差に基づき、前記慣性センサーの出力から取得される前記被計測部の運動パラメーターを補正する補正工程と、前記補正後の前記運動パラメーターを用いて前記運動の解析を行う解析工程と、を含む。

慣性センサーは、加速度や角速度等の慣性量を計測可能なセンサーであればよく、例えば、加速度や角速度を計測可能な慣性計測ユニット（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）でもよい。また、慣性センサーは、例えば、運動器具又はユーザーの部位に取り付けられ、運動器具やユーザーに対して脱着可能であってもよいし、運動器具に内蔵されるなど、運動器具に固定されていて取り外すことができないものでもよい。

本適用例に係る運動解析方法では、実際の運動において被計測部が第１時点と第２時点においてともに第１位置にあるということを利用し、慣性センサーの出力から取得される被計測部の運動パラメーターを補正するので、運動パラメーターを実際の運動に合うように補正することができる。従って、本適用例に係る運動解析方法によれば、補正後の運動パラメーターを実際の運動における運動パラメーターに近づけることができ、補正後の運動パラメーターを用いて運動を解析し、精度の高い運動解析情報を提示することができる。

［適用例２］
上記適用例に係る運動解析方法において、前記運動は運動器具を用いたスイングであり、前記被計測部は、前記運動器具の打撃部であってもよい。

運動器具は、例えば、ゴルフクラブ、テニスラケット、野球のバット、ホッケーのスティック等のスイングに用いられる器具である。

本適用例に係る運動解析方法によれば、慣性センサーの出力から取得される運動器具の打撃部の運動パラメーターを実際の運動における運動パラメーターに近づけるように補正し、スイングを精度良く解析することができる。

［適用例３］
上記適用例に係る運動解析方法において、前記第１位置は、スイング開始前の前記運動器具の前記打撃部の位置であってもよい。

［適用例４］
上記適用例に係る運動解析方法は、前記補正工程において、前記第１時点であるスイング開始直前又は直後の前記運動器具の前記打撃部の位置と、前記第２時点であるインパクト時の前記運動器具の前記打撃部の位置とが同じとなる条件に基づき、前記運動パラメーターを補正してもよい。

本適用例に係る運動解析方法では、一般的にスイング開始直前又は直後における運動器具の打撃部の位置とインパクト時における当該打撃部の位置とがほぼ一致することを利用し、慣性センサーの出力から取得される運動器具の打撃部の運動パラメーターを実際のスイング運動における運動パラメーターに近づけるように補正し、補正後の運動パラメーターを用いてスイングを精度良く解析することができる。

［適用例５］
上記適用例に係る運動解析方法は、前記補正工程において、前記第１時点であるスイング開始直前又は直後の前記運動器具の前記打撃部の位置と、前記第２時点であるインパクト直前の前記運動器具の前記打撃部の位置とが同じとなる条件に基づき、前記運動パラメーターを補正してもよい。

本適用例に係る運動解析方法では、一般的にスイング開始直前又は直後における運動器具の打撃部の位置とインパクト直前における当該打撃部の位置とがほぼ一致することを利用し、慣性センサーの出力から取得される運動器具の打撃部の運動パラメーターを実際の
スイング運動における運動パラメーターに近づけるように補正し、補正後の運動パラメーターを用いてスイングを精度良く解析することができる。

［適用例６］
上記適用例に係る運動解析方法は、前記運動パラメーターは位置情報であってもよい。

本適用例に係る運動解析方法によれば、慣性センサーの出力から取得される被計測部の位置情報を実際の運動における被計測部の位置情報に近づけるように補正し、補正後の位置情報を用いて運動を精度良く解析することができる。

［適用例７］
上記適用例に係る運動解析方法において、前記運動パラメーターは速度情報であってもよい。

本適用例に係る運動解析方法によれば、慣性センサーの出力から取得される被計測部の速度情報を実際の運動における被計測部の速度情報に近づけるように補正し、補正後の速度情報を用いて運動を精度良く解析することができる。

［適用例８］
本適用例に係る運動解析装置は、慣性センサーの出力を用いて、被計測部が第１時点において第１位置にあり、前記被計測部が第２時点において前記第１位置を通る運動を解析する運動解析装置であって、前記第１時点における前記第１位置と、前記第２時点における前記第１位置との差に基づき、前記慣性センサーの出力から取得される前記被計測部の運動パラメーターを補正する補正部と、前記補正後の前記運動パラメーターを用いて前記運動の解析を行う解析部と、を含む。

本適用例に係る運動解析装置では、実際の運動において被計測部が第１時点と第２時点においてともに第１位置にあるということを利用し、慣性センサーの出力から取得される被計測部の運動パラメーターを補正するので、運動パラメーターを実際の運動に合うように補正することができる。従って、本適用例に係る運動解析装置によれば、補正後の運動パラメーターを実際の運動における運動パラメーターに近づけることができ、補正後の運動パラメーターを用いて運動を解析し、精度の高い運動解析情報を提示することができる。

［適用例９］
本適用例に係る運動解析システムは、上記のいずれかの運動解析装置と、前記慣性センサーと、を含む。

本適用例に係る運動解析システムによれば、運動解析装置により精度の高い運動解析情報を提示することができる。

［適用例１２］
本適用例に係るプログラムは、慣性センサーの出力を用いて、被計測部が第１時点において第１位置にあり、前記被計測部が第２時点において前記第１位置を通る運動を解析するプログラムであって、前記第１時点における前記第１位置と、前記第２時点における前記第１位置との差に基づき、前記慣性センサーの出力から取得される前記被計測部の運動パラメーターを補正する工程と、前記補正後の前記運動パラメーターを用いて前記運動の解析を行う工程と、をコンピューターに実行させる。

本適用例に係るプログラムでは、実際の運動において被計測部が第１時点と第２時点に
おいてともに第１位置にあるということを利用し、慣性センサーの出力から取得される被計測部の運動パラメーターを補正するので、運動パラメーターを実際の運動に合うように補正することができる。従って、本適用例に係るプログラムによれば、補正後の運動パラメーターを実際の運動における運動パラメーターに近づけることができ、補正後の運動パラメーターを用いて運動を解析し、精度の高い運動解析情報を提示することができる。

本実施形態の運動解析システムの例としてのスイング解析システムの概要の説明図。 センサーユニットの装着位置及び向きの一例を示す図。 本実施形態においてユーザーが行う動作の手順を示す図。 図４（Ａ）は補正前のゴルフクラブの軌跡を示す図、図４（Ｂ）は補正後のゴルフクラブの軌跡を示す図。 本実施形態のスイング解析システムの構成例を示す図。 本実施形態におけるスイング解析処理の手順の一例を示すフローチャート図。 スイングにおける各動作を検出する処理の手順の一例を示すフローチャート図。 図８（Ａ）はスイング時の３軸角速度をグラフ表示した図、図８（Ｂ）は３軸角速度の合成値をグラフ表示した図、図８（Ｃ）は３軸角速度の合成値の微分値をグラフ表示した図。 ゴルフクラブのヘッドの位置及びグリップの位置を補正する処理の手順の一例を示すフローチャート図。 図１０（Ａ）はゴルフクラブのヘッドの補正前の位置の時系列データを示す図、図１０（Ｂ）はヘッドの位置の補正量の時系列データを示す図、図１０（Ｃ）はヘッドの補正後の位置の時系列データを示す図。 図１１（Ａ）はゴルフクラブのヘッドの補正前の３軸速度の時系列データを示す図、図１１（Ｂ）はヘッドの補正後の３軸速度の時系列データを示す図。 図１２（Ａ）はゴルフクラブのヘッドの補正前の合成速度及び補正後の合成速度の各時系列データを示す図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の拡大図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、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い。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

以下では、運動解析システムの一例としてゴルフスイングの解析を行うスイング解析システムを例に挙げて説明する。

１．スイング解析システム
１−１．スイング解析システムの概要
図１は、本実施形態のスイング解析システムの概要について説明するための図である。本実施形態のスイング解析システム１は、センサーユニット１０（慣性センサーの一例）及びスイング解析装置２０（運動解析装置の一例）を含んで構成されている。

センサーユニット１０は、３軸の各軸方向に生じる加速度と３軸の各軸回りに生じる角速度を計測可能であり、ゴルフクラブ３（運動器具の一例）に装着される。

本実施形態では、図２に示すように、センサーユニット１０は、３つの検出軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）のうちの１軸、例えばｙ軸をシャフトの長軸方向に合わせて、ゴルフクラブ
３のシャフトの一部に取り付けられる。望ましくは、センサーユニット１０は、打球時の衝撃が伝わりにくく、スイング時に遠心力がかからないグリップに近い位置に取り付けられる。シャフトは、ゴルフクラブ３のヘッドを除いた柄の部分であり、グリップも含まれる。

ユーザー２は、あらかじめ決められた手順に従って、ゴルフボール４を打球するスイング動作を行う。図３は、ユーザー２が行う動作の手順を示す図である。図３に示すように、ユーザー２は、まず、ゴルフクラブ３を握って、ゴルフクラブ３のシャフトの長軸がターゲットライン（打球の目標方向）に対して垂直となるようにアドレスの姿勢をとり、所定時間以上（例えば、１秒以上）静止する（Ｓ１）。次に、ユーザー２は、スイング動作を行い、ゴルフボール４を打球する（Ｓ２）。

ユーザー２が図３に示す手順に従ってゴルフボール４を打球する動作を行う間、センサーユニット１０は、所定周期（例えば１ｍｓ）で３軸加速度と３軸角速度を計測し、計測したデータを順次、スイング解析装置２０に送信する。センサーユニット１０は、計測したデータをすぐに送信してもよいし、計測したデータを内部メモリーに記憶しておき、ユーザー２のスイング動作の終了後などの所望のタイミングで計測データを送信するようにしてもよい。センサーユニット１０とスイング解析装置２０との間の通信は、無線通信でもよいし、有線通信でもよい。あるいは、センサーユニット１０は、計測したデータをメモリーカード等の着脱可能な記録媒体に記憶しておき、スイング解析装置２０は、当該記録媒体から計測データを読み出すようにしてもよい。

スイング解析装置２０は、センサーユニット１０が計測したデータを用いて、ゴルフクラブ３のヘッド（打撃部）（被計測部の一例）が第１時点において第１位置にあり、当該ヘッドが第２時点において当該第１位置を通る運動を解析する。本実施形態では、スイング解析装置２０は、センサーユニット１０が計測したデータを用いて、ユーザー２のスイングにおけるゴルフクラブ３のヘッドの位置（座標）を算出し、スイング開始直前又は直後及びインパクト時（あるいはインパクト直前）の一方におけるヘッドの位置（座標）を用いて、他方の位置（座標）を補正する。そして、スイング解析装置２０は、補正した後のヘッドの位置（座標）を用いて、ゴルフクラブ３の軌跡（例えば、ヘッドとグリップの軌跡）を表示部（ディスプレイ）に描画する。スイング解析装置２０は、例えば、スマートフォンなどの携帯機器やパーソナルコンピューター（ＰＣ）であってもよい。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本実施形態におけるゴルフクラブ３のヘッドの位置の補正について概念的に説明するための図であり、図４（Ａ）は計算により得られる補正前のヘッドの位置を用いて描画されるゴルフクラブ３の軌跡（ヘッド及びグリップの軌跡）を示し、図４（Ｂ）は補正後のヘッドの位置を用いて描画されるゴルフクラブ３の軌跡を示している。本実施形態では、打球の目標方向を示すターゲットラインをＸ軸、Ｘ軸に垂直な水平面上の軸をＹ軸、鉛直上方向（重力加速度の方向と逆方向）をＺ軸とするＸＹＺ座標系（グローバル座標系）を定義し、図４にはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が表記されている。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、Ｓ_１，ＨＰ_１，ＧＰ_１は、それぞれ、スイング開始時のシャフト、ヘッドの位置、グリップの位置を示し、Ｓ_２，ＨＰ_２，ＧＰ_２は、それぞれ、インパクト時のシャフト、ヘッドの位置、グリップの位置を示す。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では、スイング開始時のヘッドの位置ＨＰ_１を、ＸＹＺ座標系の原点（０，０，０）と一致させている。また、破線ＨＬ_１及び実線ＨＬ_２は、それぞれ、ヘッドのバックスイング時の軌跡及びダウンスイング時の軌跡であり、破線ＧＬ_１及び実線ＧＬ_２は、それぞれ、グリップのバックスイング時の軌跡及びダウンスイング時の軌跡である。破線ＨＬ_１と実線ＨＬ_２との接続点及び破線ＧＬ_１と実線ＧＬ_２との接続点は、それぞれ、スイングのトップの時（スイングの方向が切り替わる時）のヘッドの位置及びグリップの位置に相当する。

ヘッドはスイング開始時にはボールのわずかに手前にあり、インパクト時はボールと接触するので、実際のスイングでは、スイング開始時とインパクト時でヘッドの位置はほぼ等しいはずである。しかしながら、図４（Ａ）に示すように、計算により得られるインパクト時のヘッドの位置ＨＰ_２は、加速度や角速度の積分誤差等の影響で、スイング開始時のヘッドの位置ＨＰ_１から少しずれた位置にある。すなわち、図４（Ａ）の軌跡は、実際のスイングの軌跡とは少し異なる軌跡となっている。そこで、実際のスイングでは、スイング開始時とインパクト時でヘッドの位置はほぼ等しいはずであるという前提のもと、例えば、図４（Ａ）のスイング開始時及びインパクト時の一方におけるヘッドの位置を他方の位置に合わせるように補正すると、図４（Ｂ）に示すように、スイング開始時とインパクト時でヘッドの位置が等しくなり、図４（Ａ）よりも実際のスイングに近い軌跡が得られる。なお、インパクトの直前のヘッドの位置を用いれば、上記よりも更に高精度に誤差を補正することができる。ヘッドの位置の補正方法の詳細については後述する。

１−２．スイング解析システムの構成
図５は、本実施形態のスイング解析システム１の構成例（センサーユニット１０及びスイング解析装置２０の構成例）を示す図である。図５に示すように、本実施形態では、センサーユニット１０は、加速度センサー１２、角速度センサー１４、信号処理部１６及び通信部１８を含んで構成されている。

加速度センサー１２は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々に生じる加速度を計測し、計測した３軸加速度の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（加速度データ）を出力する。

角速度センサー１４は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸の各々の軸回りに生じる角速度を計測し、計測した３軸角速度の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（角速度データ）を出力する。

信号処理部１６は、加速度センサー１２と角速度センサー１４から、それぞれ加速度データと角速度データを受け取って時刻情報を付して不図示の記憶部に記憶し、記憶した計測データ（加速度データと角速度データ）に時刻情報を付して通信用のフォーマットに合わせたパケットデータを生成し、通信部１８に出力する。

加速度センサー１２及び角速度センサー１４は、それぞれ３軸が、センサーユニット１０に対して定義される直交座標系（センサー座標系）の３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）と一致するようにセンサーユニット１０に取り付けられるのが理想的だが、実際には取り付け角の誤差が生じる。そこで、信号処理部１６は、取り付け角誤差に応じてあらかじめ算出された補正パラメーターを用いて、加速度データ及び角速度データをｘｙｚ座標系のデータに変換する処理を行う。

さらに、信号処理部１６は、加速度センサー１２及び角速度センサー１４の温度補正処理を行ってもよい。あるいは、加速度センサー１２及び角速度センサー１４に温度補正の機能が組み込まれていてもよい。

なお、加速度センサー１２と角速度センサー１４は、アナログ信号を出力するものであってもよく、この場合は、信号処理部１６が、加速度センサー１２の出力信号と角速度センサー１４の出力信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して計測データ（加速度データと角速度データ）を生成し、これらを用いて通信用のパケットデータを生成すればよい。

通信部１８は、信号処理部１６から受け取ったパケットデータをスイング解析装置２０
に送信する処理や、スイング解析装置２０から制御コマンドを受信して信号処理部１６に送る処理等を行う。信号処理部１６は、制御コマンドに応じた各種処理を行う。

スイング解析装置２０は、処理部２１、通信部２２、操作部２３、記憶部２４、表示部２５、音出力部２６を含んで構成されている。

通信部２２は、センサーユニット１０から送信されたパケットデータを受信し、処理部２１に送る処理や、処理部２１からの制御コマンドをセンサーユニット１０に送信する処理等を行う。

操作部２３は、ユーザー２からの操作データを取得し、処理部２１に送る処理を行う。操作部２３は、例えば、タッチパネル型ディスプレイ、ボタン、キー、マイクなどであってもよい。

記憶部２４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種ＩＣメモリーやハードディスクやメモリーカードなどの記録媒体等により構成される。

記憶部２４は、処理部２１が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している。特に、本実施形態では、記憶部２４には、処理部２１によって読み出され、スイング解析処理を実行するためのスイング解析プログラム２４０が記憶されている。スイング解析プログラム２４０はあらかじめ不揮発性の記録媒体に記憶されていてもよいし、処理部２１がネットワークを介してサーバーからスイング解析プログラム２４０を受信して記憶部２４に記憶させてもよい。

また、本実施形態では、記憶部２４には、ゴルフクラブ３の仕様を表すクラブ仕様情報２４２及びセンサー装着位置情報２４４が記憶される。例えば、ユーザー２が操作部２３を操作して使用するゴルフクラブ３の型番を入力（あるいは、型番リストから選択）し、記憶部２４にあらかじめ記憶されている型番毎の仕様情報（例えば、シャフトの長さ、重心の位置、ライ角、フェース角、ロフト角等の情報など）のうち、入力された型番の仕様情報をクラブ仕様情報２４２とする。また、例えば、ユーザー２が操作部２３を操作してセンサーユニット１０の装着位置とゴルフクラブ３のグリップとの間の距離を入力し、入力された距離の情報がセンサー装着位置情報２４４として記憶部２４に記憶される。あるいは、センサーユニット１０を決められた所定位置（例えば、グリップから２０ｃｍの距離など）に装着するものとして、当該所定位置の情報がセンサー装着位置情報２４４としてあらかじめ記憶されていてもよい。

また、記憶部２４は、処理部２１の作業領域として用いられ、操作部２３から入力されたデータ、処理部２１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。さらに、記憶部２４は、処理部２１の処理により生成されたデータのうち、長期的な保存が必要なデータを記憶してもよい。

表示部２５は、処理部２１の処理結果を文字、グラフ、表、アニメーション、その他の画像として表示するものである。表示部２５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）などであってもよい。なお、１つのタッチパネル型ディスプレイで操作部２３と表示部２５の機能を実現するようにしてもよい。

音出力部２６は、処理部２１の処理結果を音声やブザー音等の音として出力するもので
ある。音出力部２６は、例えば、スピーカーやブザーなどであってもよい。

処理部２１は、各種プログラムに従って、センサーユニット１０に制御コマンドを送信する処理や、センサーユニット１０から通信部２２を介して受信したデータに対する各種の計算処理や、その他の各種の制御処理を行う。特に、本実施形態では、処理部２１は、スイング解析プログラム２４０を実行することにより、データ取得部２１０、動作検出部２１１、位置計算部２１２、位置補正部２１３、速度計算部２１４、運動解析情報生成部２１５、記憶処理部２１６、表示処理部２１７及び音出力処理部２１８として機能する。

データ取得部２１０は、通信部２２がセンサーユニット１０から受信したパケットデータを受け取り、受け取ったパケットデータから時刻情報及び計測データを取得し、記憶処理部２１６に送る処理を行う。

記憶処理部２１６は、データ取得部２１０から時刻情報と計測データを受け取り、これらを対応づけて記憶部２４に記憶させる処理を行う。

動作検出部２１１は、センサーユニット１０が出力する計測データを用いて、ユーザー２のスイングにおける各動作のタイミング（計測データの計測時刻）を検出する処理を行う。具体的には、まず、動作検出部２１１は、計測データを用いて、インパクトのタイミングを検出する。次に、動作検出部２１１は、計測データに含まれるインパクトのタイミングよりも前のデータを用いて、スイングの方向が切り替わるタイミング（バックスイングからダウンスイングに切り替わるトップのタイミング）を検出する。次に、動作検出部２１１は、計測データに含まれるスイングの方向が切り替わるタイミングよりも前のデータを用いて、スイングの開始タイミングを検出する。例えば、動作検出部２１１は、計測データ（加速度データ又は角速度データ）の合成値を計算し、当該合成値を用いて、インパクト、トップ、スイング開始の各タイミングを検出してもよい。この検出方法の詳細については後述する。

位置計算部２１２は、センサーユニット１０が出力する計測データを用いて、スイングにおけるゴルフクラブ３のヘッド（打撃部の一例）の位置（ＸＹＺ座標系における位置の座標）を算出する処理を行う。また、位置計算部２１２は、センサーユニット１０が出力する計測データを用いて、スイングにおけるゴルフクラブ３のグリップの位置（ＸＹＺ座標系における位置の座標）を算出する処理を行う。

具体的には、位置計算部２１２は、まず、記憶部２４に記憶された、ユーザー２の静止時（アドレス時）の計測データ（加速度データ及び角速度データ）を用いて、計測データに含まれるオフセット量を計算する。次に、位置計算部２１２は、記憶部２４に記憶された、スイング開始後の計測データからオフセット量を減算してバイアス補正し、バイアス補正された計測データを用いて、ユーザー２のスイング動作中（図３のステップＳ２の動作中）のセンサーユニット１０の位置及び姿勢（姿勢角）を計算する。

例えば、位置計算部２１２は、加速度センサー１２が計測した加速度データ、クラブ仕様情報２４２及びセンサー装着位置情報２４４を用いて、ＸＹＺ座標系（グローバル座標系）におけるユーザー２の静止時（アドレス時）のセンサーユニット１０の位置（初期位置）を計算し、その後の加速度データを積分してセンサーユニット１０の初期位置からの位置の変化を時系列に計算する。

ユーザー２は図３のステップＳ１の動作を行うので、センサーユニット１０の初期位置のＸ座標は０である。さらに、図２に示したように、センサーユニット１０のｙ軸はゴルフクラブ３のシャフトの長軸方向と一致し、ユーザー２の静止時には、加速度センサー１
２は重力加速度のみを計測するので、位置計算部２１２は、ｙ軸加速度データを用いてシャフトの傾斜角（水平面（ＸＹ平面）あるいは鉛直面（ＸＺ平面）に対する傾き）を計算することができる。そして、位置計算部２１２は、クラブ仕様情報２４２（シャフトの長さ）とセンサー装着位置情報２４４（グリップからの距離）からセンサーユニット１０とヘッドとの距離Ｌ_ＳＨを求め、例えば、ヘッドの位置を原点（０，０，０）として、シャフトの傾斜角により特定されるセンサーユニット１０のｙ軸の負の方向に原点から距離Ｌ_ＳＨの位置をセンサーユニット１０の初期位置とする。

また、位置計算部２１２は、加速度センサー１２が計測した加速度データを用いて、ＸＹＺ座標系（グローバル座標系）におけるユーザー２の静止時（アドレス時）のセンサーユニット１０の姿勢（初期姿勢）を計算し、その後の角速度センサー１４が計測した角速度データを用いた回転演算を行ってセンサーユニット１０の初期姿勢からの姿勢の変化を時系列に計算する。センサーユニット１０の姿勢は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転角（ロール角、ピッチ角、ヨー角）、クオータ二オン（四元数）などで表現することができる。ユーザー２の静止時には、加速度センサー１２は重力加速度のみを計測するので、位置計算部２１２は、３軸加速度データを用いて、センサーユニット１０のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各々と重力方向とのなす角度を特定することができる。さらに、ユーザー２は図３のステップＳ１の動作を行うので、ユーザー２の静止時において、センサーユニット１０のｙ軸はＹＺ平面上にあるため、位置計算部２１２は、センサーユニット１０の初期姿勢を特定することができる。

そして、位置計算部２１２は、スイングの各時刻におけるセンサーユニット１０の位置から、当該時刻におけるセンサーユニット１０の姿勢から特定されるセンサーユニット１０のｙ軸の正の方向に距離Ｌ_ＳＨの位置を当該時刻におけるヘッドの位置とする。

また、位置計算部２１２は、スイングの各時刻におけるセンサーユニット１０の位置から、当該時刻におけるセンサーユニット１０の姿勢により特定されるセンサーユニット１０のｙ軸の負の方向に、センサー装着位置情報２４４（グリップからの距離）により特定されるセンサーユニット１０とグリップとの距離Ｌ_ＳＧの位置を当該時刻におけるグリップの位置とする。

なお、センサーユニット１０の信号処理部１６が、計測データのオフセット量を計算し、計測データのバイアス補正を行うようにしてもよいし、加速度センサー１２及び角速度センサー１４にバイアス補正の機能が組み込まれていてもよい。これらの場合は、位置計算部２１２による計測データのバイアス補正が不要となる。

位置補正部２１３（補正部の一例）は、第１時点におけるゴルフクラブ３のヘッドの位置（第１位置の一例）と、第２時点におけるゴルフクラブ３のヘッドの位置との差に基づき、センサーユニット１０の計測データから取得されるゴルフクラブ３のヘッドの位置情報（運動パラメーターの一例）を補正する処理を行う。本実施形態では、位置補正部２１３は、第１時点の一例であるスイング開始時（スイング開始前、スイング開始直前又はスイング開始直後）及び第２時点の一例であるインパクト時（あるいはインパクト直前）の一方におけるヘッドの位置を用いて、他方におけるヘッドの位置を補正する処理を行う。スイング開始時及びインパクト時は、それぞれ、動作検出部２１１がスイングの開始タイミングを検出した時の計測時刻及びインパクトのタイミングを検出した時の計測時刻としてもよい。

例えば、位置補正部２１３は、スイング開始時（スイング開始前、スイング開始直前又はスイング開始直後）のヘッドの位置を用いて、インパクト時（あるいはインパクト直前）のヘッドの位置を補正してもよいし、インパクト時（あるいはインパクト直前）のヘッドの位置を用いて、スイング開始時のヘッドの位置を補正してもよい。また、例えば、位置補正部２１３は、スイング開始時とインパクト時（あるいはインパクト直前）とでヘッドの位置が合うように（同じとなる条件に基づき）、ヘッドの位置を補正してもよい。

また、位置補正部２１３は、スイングにおける、スイング開始時又はインパクト時以外の各時刻におけるヘッドの位置も補正し、スイングにおけるヘッドの位置の時系列情報を生成する。例えば、位置補正部２１３は、スイング開始時のヘッドの位置の補正量（補正後の位置と補正前の位置との差分）とインパクト時（あるいはインパクト直前）のヘッドの位置の補正量とを用いて、線形補完等の手法により任意の時刻における補正量を計算し、当該補正量を用いて各時刻におけるヘッドの位置を補正してもよい。

また、位置補正部２１３は、スイングにおける補正後のヘッドの位置の時系列情報を用いて、グリップの位置を補正し、スイングにおける補正後のグリップの位置の時系列情報を生成する。例えば、位置補正部２１３は、各時刻におけるヘッドの位置から、当該時刻におけるセンサーユニット１０の姿勢により特定されるセンサーユニット１０のｙ軸の負の方向に距離Ｌ_ＳＨ＋Ｌ_ＳＧの位置を、それぞれ、当該時刻におけるグリップの位置としてもよい。また、位置補正部２１３は、同様の方法で、スイングにおけるゴルフクラブ３のグリップ以外の各種部位（例えば、ゴルフクラブ３の重心）の位置の時系列情報を生成してもよい。

速度計算部２１４（補正部の他の一例）は、スイング開始時（第１時点の一例）におけるゴルフクラブ３のヘッドの位置（第１位置の一例）と、インパクト時（あるいはインパクト直前）（第２時点の一例）におけるゴルフクラブ３のヘッドの位置との差に基づき、センサーユニット１０の計測データから取得されるゴルフクラブ３のヘッドの速度情報（運動パラメーターの一例）を補正する処理を行う。本実施形態では、位置補正部２１３が生成した補正後のヘッドの位置の時系列情報を用いて、ヘッドの速度を算出する処理（補正する処理）を行う。例えば、速度計算部２１４は、補正後のヘッドの位置の時系列情報に含まれる任意の時刻（例えば、インパクト時）におけるヘッドの位置を微分（１つ前の時刻におけるヘッドの位置との差分）を計算し、当該時刻におけるヘッドの速度を算出してもよい。

また、速度計算部２１４は、位置補正部２１３が生成した補正後のゴルフクラブ３のヘッド以外の部位の位置の時系列情報を用いて、当該部位の速度を算出してもよい。例えば、速度計算部２１４は、補正後のグリップ部の位置の時系列情報に含まれる任意の時刻におけるグリップ部の位置を微分（１つ前の時刻におけるグリップ部の位置との差分）を計算し、当該時刻におけるグリップ部の速度を算出してもよい。

運動解析情報生成部２１５（解析部の一例）は、補正後の位置情報（あるいは補正後の速度情報）を用いてスイングの解析を行い、解析結果の情報である運動解析情報を生成する処理を行う。例えば、運動解析情報生成部２１５は、位置補正部２１３が生成したゴルフクラブ３の各種部位の位置の時系列情報を用いて、スイングの所定の期間におけるゴルフクラブ３の軌跡情報（画像データ）を生成する処理を行う。例えば、運動解析情報生成部２１５は、スイング開始時からインパクト時までのヘッドの位置（座標）を順番に線で結び、同様に、スイング開始時からインパクト時までのグリップの位置（座標）を順番に線で結ぶことにより、スイング開始時からインパクト時までのヘッドの軌跡（図４（Ｂ）のＨＬ₁及びＨＬ_２）とグリップの軌跡（図４（Ｂ）のＧＬ₁及びＧＬ_２）を含む軌跡情報を生成してもよい。

また、例えば、運動解析情報生成部２１５は、速度計算部２１４が生成したゴルフクラブ３の各種部位の速度情報を用いて、スイング速度の変化等の運動解析情報を生成しても
よい。

記憶処理部２１６は、記憶部２４に対する各種プログラムや各種データのリード／ライト処理を行う。記憶処理部２１６は、データ取得部２１０から受け取った時刻情報と計測データを対応づけて記憶部２４に記憶させる処理の他、位置計算部２１２、位置補正部２１３、運動解析情報生成部２１５が算出した各種の情報等を記憶部２４に記憶させる処理も行う。

表示処理部２１７は、表示部２５に対して各種の画像（運動解析情報生成部２１５が生成した運動解析情報に対応する画像、文字、記号等）を表示させる処理を行う。例えば、表示処理部２１７は、ユーザー２のスイング運動が終了した後、自動的に、あるいは、ユーザー２の入力操作に応じて運動解析情報生成部２１５が生成した運動解析情報に対応する画像や文字等を表示部２５に表示させる。あるいは、センサーユニット１０に表示部を設けておいて、表示処理部２１７は、通信部２２を介してセンサーユニット１０に画像データを送信し、センサーユニット１０の表示部に各種の画像や文字等を表示させてもよい。

音出力処理部２１８は、音出力部２６に対して各種の音（音声やブザー音等も含む）を出力させる処理を行う。例えば、音出力処理部２１８は、ユーザー２のスイング運動が終了した後、自動的に、あるいは、所定の入力操作が行われたときに、記憶部２４に記憶されている各種の情報を読み出して音出力部２６にスイング解析用の音や音声を出力させてもよい。あるいは、センサーユニット１０に音出力部を設けておいて、音出力処理部２１８は、通信部２２を介してセンサーユニット１０に各種の音データや音声データを送信し、センサーユニット１０の音出力部に各種の音や音声を出力させてもよい。

なお、スイング解析装置２０あるいはセンサーユニット１０に振動機構を設けておいて、当該振動機構により各種の情報を振動情報に変換してユーザー２に提示してもよい。

１−３．スイング解析装置の処理
［スイング解析処理］
図６は、本実施形態におけるスイング解析装置２０の処理部２１によるスイング解析処理の手順を示すフローチャート図である。スイング解析装置２０（コンピューターの一例）の処理部２１は、記憶部２４に記憶されているスイング解析プログラム２４０を実行することにより、図６のフローチャートの手順でスイング解析処理を実行する。以下、図６のフローチャートについて説明する。

まず、処理部２１は、センサーユニット１０の計測データを取得する（Ｓ１０）。処理部２１は、工程Ｓ１０において、ユーザー２のスイング（静止動作も含む）における最初の計測データを取得するとリアルタイムに工程Ｓ２０以降の処理を行ってもよいし、センサーユニット１０からユーザー２のスイング運動における一連の計測データの一部又は全部を取得した後に、工程Ｓ２０以降の処理を行ってもよい。

次に、処理部２１は、センサーユニット１０から取得した計測データを用いてユーザー２の静止動作（アドレス動作）（図３のステップＳ１の動作）を検出する（Ｓ２０）。処理部２１は、リアルタイムに処理を行う場合は、静止動作（アドレス動作）を検出した場合に、例えば、所定の画像や音を出力し、あるいは、センサーユニット１０にＬＥＤを設けておいて当該ＬＥＤを点灯させる等して、ユーザー２に静止状態を検出したことを通知し、ユーザー２は、この通知を確認した後にスイングを開始してもよい。

次に、処理部２１は、センサーユニット１０から取得した計測データ（ユーザー２の静
止動作（アドレス動作）における計測データ）、クラブ仕様情報２４２及びセンサー装着位置情報２４４等を用いて、センサーユニット１０の初期位置と初期姿勢を計算する（Ｓ３０）。

次に、処理部２１は、センサーユニット１０から取得した計測データを用いて、スイングにおける各動作を検出する（Ｓ４０）。この動作検出処理の手順の一例については、後述する。

また、処理部２１は、工程Ｓ４０の処理と並行してあるいは前後して、センサーユニット１０から取得した計測データを用いて、スイングにおけるセンサーユニット１０の位置と姿勢を計算する（Ｓ５０）。

次に、処理部２１は、工程Ｓ５０で計算したセンサーユニット１０の位置と姿勢、クラブ仕様情報２４２及びセンサー装着位置情報２４４等を用いて、スイングにおけるゴルフクラブ３のヘッドの位置及びグリップの位置及びセンサーユニット１０の位置を計算する（Ｓ６０）。なお、処理部２１は、この工程Ｓ６０において、工程Ｓ４０で検出したスイング開始時刻ｔ_１におけるゴルフクラブ３のヘッドの位置が原点（０，０，０）となるように調整する。

次に、処理部２１は、工程Ｓ４０の検出結果を用いて、工程Ｓ６０で計算した、スイングにおけるゴルフクラブ３のヘッドの位置及びグリップの位置を補正する（Ｓ７０）。この位置補正処理の手順の一例については、後述する。

次に、処理部２１は、工程Ｓ７０で補正した後のゴルフクラブ３のヘッドの位置及びグリップの位置を用いて、スイングの軌跡情報（例えば、スイング開始時刻ｔ_１からインパクトの時刻ｔ_３までのヘッドとグリップの軌跡を含む軌跡情報）を生成し、表示部２５に表示させる（Ｓ８０）。

次に、処理部２１は、工程Ｓ７０で補正した後のゴルフクラブ３のヘッドの位置及びグリップの位置を用いて、スイングにおける（例えば、インパクト時等の）ヘッドの速度及びグリップの速度を計算して表示部２５に表示させ（Ｓ９０）、処理を終了する。

なお、図６のフローチャートにおいて、可能な範囲で各工程の順番を適宜変えてもよい。

［動作検出処理］
図７は、ユーザー２のスイングにおける各動作を検出する処理（図６の工程Ｓ４０の処理）の手順の一例を示すフローチャート図である。以下、図７のフローチャートについて説明する。

まず、処理部２１は、記憶部２４に記憶された計測データ（加速度データ及び角速度データ）をバイアス補正する（Ｓ２００）。

次に、処理部２１は、工程Ｓ２００でバイアス補正した角速度データ（時刻ｔ毎の角速度データ）を用いて、各時刻ｔでの角速度の合成値ｎ_０（ｔ）の値を計算する（Ｓ２１０）。例えば、時刻ｔでの角速度データをｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｚ（ｔ）とすると、角速度の合成値ｎ_０（ｔ）は、次の式（１）で計算される。

ユーザー２がスイングを行ってゴルフボール４を打ったときの３軸角速度データｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｚ（ｔ）の一例を、図８（Ａ）に示す。図８（Ａ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度（ｄｐｓ）である。

次に、処理部２１は、各時刻ｔでの角速度の合成値ｎ_０（ｔ）を所定範囲に正規化（スケール変換）した合成値ｎ（ｔ）に変換する（Ｓ２２０）。例えば、計測データの取得期間における角速度の合成値の最大値をｍａｘ（ｎ_０）とすると、次の式（２）により、角速度の合成値ｎ_０（ｔ）が０〜１００の範囲に正規化した合成値ｎ（ｔ）に変換される。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の３軸角速度データｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）から３軸角速度の合成値ｎ_０（ｔ）を式（１）に従って計算した後に式（２）に従って０〜１００に正規化した合成値ｎ（ｔ）をグラフ表示した図である。図８（Ｂ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度の合成値である。

次に、処理部２１は、各時刻ｔでの正規化後の合成値ｎ（ｔ）の微分ｄｎ（ｔ）を計算する（Ｓ２３０）。例えば、３軸角速度データの計測周期をΔｔとすると、時刻ｔでの角速度の合成値の微分（差分）ｄｎ（ｔ）は次の式（３）で計算される。

図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）の３軸角速度の合成値ｎ（ｔ）からその微分ｄｎ（ｔ）を式（３）に従って計算し、グラフ表示した図である。図８（Ｃ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は３軸角速度の合成値の微分値である。なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）では横軸を０〜５秒で表示しているが、図８（Ｃ）では、インパクトの前後の微分値の変化がわかるように、横軸を２秒〜２．８秒で表示している。

次に、処理部２１は、合成値の微分ｄｎ（ｔ）の値が最大となる時刻と最小となる時刻のうち、先の時刻をインパクトの計測時刻ｔ_３として特定する（Ｓ２４０）（図８（Ｃ）参照）。通常のゴルフスイングでは、インパクトの瞬間にスイング速度が最大になると考えられる。そして、スイング速度に応じて角速度の合成値の値も変化すると考えられるので、一連のスイング動作の中で角速度の合成値の微分値が最大又は最小となるタイミング（すなわち、角速度の合成値の微分値が正の最大値又は負の最小値になるタイミング）をインパクトのタイミングとして捉えることができる。なお、インパクトによりゴルフクラブ３が振動するため、角速度の合成値の微分値が最大となるタイミングと最小となるタイミングが対になって生じると考えられるが、そのうちの先のタイミングがインパクトの瞬間と考えられる。

次に、処理部２１は、インパクトの計測時刻ｔ_３より前で合成値ｎ（ｔ）が０に近づく
極小点の時刻をトップの計測時刻ｔ_２として特定する（Ｓ２５０）（図８（Ｂ）参照）。通常のゴルフスイングでは、スイング開始後、トップで一旦動作が止まり、その後、徐々にスイング速度が大きくなってインパクトに至ると考えられる。従って、インパクトのタイミングより前で角速度の合成値が０に近づき極小となるタイミングをトップのタイミングとして捉えることができる。

次に、処理部２１は、トップの計測時刻ｔ_２の前後で合成値ｎ（ｔ）が所定の閾値以下の区間をトップ区間として特定する（Ｓ２６０）。通常のゴルフスイングでは、トップで一旦動作が止まるので、トップの前後ではスイング速度が小さいと考えられる。従って、トップのタイミングを含み角速度の合成値が所定の閾値以下の連続した区間をトップ区間として捉えることができる。

次に、処理部２１は、トップ区間の開始時刻より前で合成値ｎ（ｔ）が所定の閾値以下となる最後の時刻をスイング開始の計測時刻ｔ_１として特定し（Ｓ２７０）（図８（Ｂ）参照）、処理を終了する。通常のゴルフスイングでは、静止した状態からスイング動作を開始し、トップまでにスイング動作が止まることは考えにくい。従って、トップのタイミングより前で角速度の合成値が所定の閾値以下となる最後のタイミングをスイング動作の開始のタイミングとして捉えることができる。なお、トップの計測時刻ｔ_２より前で、合成値ｎ（ｔ）が０に近づく極小点の時刻をスイング開始の計測時刻と特定してもよい。

なお、図７のフローチャートにおいて、可能な範囲で各工程の順番を適宜変えてもよい。また、図７のフローチャートでは、処理部２１は、３軸角速度データを用いてインパクト等を特定しているが、３軸加速度データを用いて、同様にインパクト等を特定することもできる。

［位置補正処理］
図９は、ゴルフクラブ３のヘッドの位置及びグリップの位置を補正する処理（図６の工程Ｓ７０の処理）の手順の一例を示すフローチャート図である。以下、図９のフローチャートについて説明する。

まず、処理部２１は、図６の工程Ｓ６０で計算した、インパクト時（時刻ｔ_３）のヘッドの位置のＸ座標とスイング開始時（時刻ｔ_１）のヘッドの位置のＸ座標とを結ぶ、時刻を変数とする直線の式（Ｘ座標の補正量を表す１次式）を計算する（Ｓ３００）。

また、処理部２１は、図６の工程Ｓ６０で計算した、インパクト時（時刻ｔ_３）のヘッドの位置のＹ座標とスイング開始時（時刻ｔ_１）のヘッドの位置のＹ座標とを結ぶ、時刻を変数とする直線の式（Ｙ座標の補正量を表す１次式）を計算する（Ｓ３１０）。

また、処理部２１は、図６の工程Ｓ６０で計算した、インパクト時（時刻ｔ_３）のヘッドの位置のＺ座標とスイング開始時（時刻ｔ_１）のヘッドの位置のＺ座標とを結ぶ、時刻を変数とする直線の式（Ｚ座標の補正量を表す１次式）を計算する（Ｓ３２０）。

図１０（Ａ）に、センサーユニット１０で実際のスイングを計測したデータを用いて図６の工程Ｓ６０で計算した、スイング開始時（時刻ｔ_１）からインパクト時（時刻ｔ_３）までのヘッドの位置（補正前の位置）のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の時系列データの一例を示す。図１０（Ａ）において、横軸は時間、縦軸は座標値であり、実線はＸ座標、破線はＹ座標、点線はＺ座標を示す。図１０（Ａ）に示すように、スイング開始時刻ｔ_１では、ヘッドの位置は原点にあり、そのＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標はすべて０であるが、インパクト時刻ｔ_３では、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標のいずれも０になっていない。

図１０（Ｂ）に、図１０（Ａ）に示した補正前のヘッドの位置の時系列データに対して、スイング開始時刻ｔ_１におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標とインパクト時刻ｔ_３におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標とをそれぞれ結んだ３本の直線を示す。図１０（Ａ）において、横軸は時間、縦軸は座標値である。実線はＸ座標に対応する直線であり、Ｘ座標の補正量を表す１次式に相当する。破線はＹ座標に対応する直線であり、Ｙ座標の補正量を表す１次式に相当する。点線はＺ座標に対応する直線であり、Ｚ座標の補正量を表す１次式に相当する。

次に、処理部２１は、図６の工程６０で計算した、スイングにおける各時刻のヘッドの位置（補正前の位置）のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標から、それぞれ、工程Ｓ３００，Ｓ３１０，Ｓ３２０で計算した、スイングにおける各時刻のヘッドの位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の補正量を表す１次式に応じた補正量を減算する（Ｓ３３０）。

図１０（Ｃ）に、図１０（Ａ）に示した補正前のヘッドの位置の各時刻におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標から、図１０（Ｂ）に示した各直線上の各時刻におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を減算することにより補正した結果を示す。図１０（Ａ）において、横軸は時間、縦軸は座標値であり、実線は補正後のＸ座標、点線は補正後のＺ座標を示す。図１０（Ｃ）に示すように、インパクト時刻ｔ_３において、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標はすべて０になっており、それぞれ、スイング開始時刻ｔ_１におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標と一致している。

次に、処理部２１は、図６の工程６０で計算した、スイングにおける各時刻のグリップの位置（補正前の位置）のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標から、それぞれ、工程Ｓ３００，Ｓ３１０，Ｓ３２０で計算した、スイングにおける各時刻のヘッドの位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の補正量を表す１次式に応じた補正量を減算し（Ｓ３４０）、処理を終了する。

以上の処理により、図６の工程Ｓ８０において、表示部２５には、図４（Ｂ）に示したような、スイング開始時とインパクト時のヘッドの位置が一致する軌跡が描画ざれる。また、図６の工程Ｓ９０において算出されるヘッドの速度及びグリップの速度は、より現実に近い補正後のヘッドの位置やグリップの位置に基づいて計算される。

図１１（Ａ）は、図１０（Ａ）に示した補正前のヘッドの位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からそれぞれ計算した、スイング開始時（時刻ｔ_１）からインパクト時（時刻ｔ_３）までのヘッドのＸ軸速度、Ｙ軸速度、Ｚ軸速度の時系列データの一例を示す図である。また、図１１（Ｂ）は、図１０（Ｃ）に示した補正後のヘッドの位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標からそれぞれ計算した、スイング開始時（時刻ｔ_１）からインパクト時（時刻ｔ_３）までのヘッドのＸ軸速度、Ｙ軸速度、Ｚ軸速度の時系列データの一例を示す図である。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）において、横軸は時間、縦軸は速度（単位：ｍ／ｓ）であり、実線はＸ軸速度、破線はＹ軸速度、点線はＺ軸速度を示す。

Ｘ軸速度、Ｙ軸速度、Ｚ軸速度をそれぞれｖ_ｘ、ｖ_ｙ、ｖ_ｚとすると、Ｘ軸速度、Ｙ軸速度、Ｚ軸速度を合成したヘッドの速度ｖ_Ｈは、例えば、式（４）で計算される。

図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）に示す補正前のヘッドの位置から計算したＸ軸速度、Ｙ
軸速度、Ｚ軸速度を合成したヘッドの速度（補正前の速度）の時系列データ及び図１１（Ｂ）に示す補正後のヘッドの位置から計算したＸ軸速度、Ｙ軸速度、Ｚ軸速度を合成したヘッドの速度（補正後の速度）の時系列データを示す図である。また、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のインパクトの直前の時刻ｔ４からｔ３におけるヘッドの補正前の速度及び補正後の速度を拡大表示した図である。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）において、横軸は時間、縦軸は速度（単位：ｍ／ｓ）であり、実線は補正後の速度、破線は補正前の速度を示す。図１２（Ｂ）より、インパクト時（時刻ｔ_３）におけるヘッドの補正前の速度は３５．１ｍ／ｓであり、補正後の速度は３５．４ｍ／ｓである。一方、センサーユニット１０で計測した当該スイングにおけるインパクト時のヘッドの速度を信頼性の高いリファレンスの計測器で同時に計測した結果、３５．５ｍ／ｓであった。すなわち、補正後のヘッドの位置から計算したインパクト時のヘッドの速度の方がリファレンスの速度により近く、補正前のヘッドの位置から計算したインパクト時のヘッドの速度よりも精度が高いと言える。

以上の結果から、処理部２１が、図６の工程Ｓ７０でヘッドの位置及びグリップの位置を補正した後に工程Ｓ９０で算出するヘッドの速度及びグリップの速度は、仮に、工程Ｓ６０で計算したヘッドの位置及びグリップの位置（補正前の位置）を用いてそれぞれ計算した場合のヘッドの速度及びグリップの速度よりも精度が向上していると言える。

１−４．効果
本実施形態では、一般的に、スイング開始時におけるゴルフクラブ３のヘッドの位置とインパクト時におけるヘッドの位置とがほぼ一致することに着目し、センサーユニット１０の計測データを用いて算出したスイング開始時及びインパクト時の一方におけるヘッド位置を用いて、他方におけるヘッドの位置を補正する。従って、本実施形態によれば、補正後のヘッドの位置を実際のスイングにおけるヘッドの位置に近づけることができるので、補正後のヘッドの位置の情報を用いて精度の高いスイング解析情報を生成し、提示することができる。

特に、本実施形態では、積分誤差に起因するヘッドの位置の計算誤差が時間の経過とともに大きくなることから、時間を変数とする１次式で表される補正量に応じてヘッドの位置を補正することで、比較的少ない計算量で、ヘッドの位置を精度よく補正することができる。

また、本実施形態によれば、補正後のヘッドの位置を用いて、ヘッドの速度、グリップの位置及び速度等も精度よく算出することができる。

また、本実施形態によれば、センサーユニット１０を用いてスイング解析情報を生成するので、カメラなどの大掛かりな装置を使用する必要がなく、スイング解析を行う場所の制約が少ない。

２．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上記の実施形態では、ゴルフクラブ３のヘッドの位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を、それぞれ時間を変数とする１次式で補正しているが、スイングの後半ほど（インパクトに近づくほど）ヘッドの位置の変化量が大きいことからその積分誤差の変化量も大きくなると考えられるため、例えば、ヘッドの位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を、それぞれ時間を変数とする２次式で補正してもよい。あるいは、センサーユニット１０の位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を、それぞれ時間を変数とする２次式で補正し、補正後のセンサーユニット
１０の位置を用いてゴルフクラブ３のヘッドの位置を算出し、算出したヘッドの位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を、それぞれ時間を変数とする１次式で補正してもよい。

また、上記の実施形態では、センサーユニット１０が計測した３軸角速度の合成値として式（１）に示すような二乗和の平方根を用いて、ユーザー２のスイングにおける各動作を検出しているが、３軸角速度の合成値として、これ以外にも、例えば、３軸角速度の二乗和、３軸角速度の和あるいはその平均値、３軸角速度の積等を用いてもよい。また、３軸角速度の合成値に代えて、３軸加速度の二乗和あるいはその平方根、３軸加速度の和あるいはその平均値、３軸加速度の積等の３軸加速度の合成値を用いてもよい。

また、上記の実施形態では、加速度センサー１２と角速度センサー１４が、センサーユニット１０に内蔵されて一体化されているが、加速度センサー１２と角速度センサー１４は一体化されていなくてもよい。あるいは、加速度センサー１２と角速度センサー１４が、センサーユニット１０に内蔵されずに、ゴルフクラブ３又はユーザー２に直接装着されてもよい。また、上記の実施形態では、センサーユニット１０とスイング解析装置２０が別体であるが、これらを一体化してゴルフクラブ３又はユーザー２に装着可能にしてもよい。

また、上記の実施形態では、ゴルフスイングを解析するスイング解析システム（スイング解析装置）を例に挙げたが、本発明は、テニスや野球などの様々な運動のスイングを解析するスイング解析システム（スイング解析装置）に適用することができる。また、本発明は、被計測部が第１時点において第１位置にあり、当該被計測部が第２時点において当該第１位置を通る、スイング以外の運動（例えば自転車のペダルをこぐときのペダルの円運動等）にも適用することができる。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１ スイング解析システム、２ ユーザー、３ ゴルフクラブ、４ ゴルフボール、１０
センサーユニット、１２ 加速度センサー、１４ 角速度センサー、１６ 信号処理部、１８ 通信部、２０ スイング解析装置、２１ 処理部、２２ 通信部、２３ 操作部、２４ 記憶部、２５ 表示部、２６ 音出力部、２１０ データ取得部、２１１ 動作検出部、２１２ 位置計算部、２１３ 位置補正部、２１４ 速度計算部、２１５ 運動解析情報生成部、２１６ 記憶処理部、２１７ 表示処理部、２１８ 音出力処理部、２４０ スイング解析プログラム、２４２ クラブ仕様情報、２４４ センサー装着位置情報

Claims (10)

1. 慣性センサーの出力を用いて、被計測部が第１時点において第１位置にあり、前記被計測部が第２時点において前記第１位置を通る運動を解析する方法であって、
   前記第１時点における前記第１位置と、前記第２時点における前記第１位置との差に基づき、前記慣性センサーの出力から取得される前記被計測部の運動パラメーターを補正する補正工程と、
   前記補正後の前記運動パラメーターを用いて前記運動の解析を行う解析工程と、を含む、運動解析方法。
2. 前記運動は運動器具を用いたスイングであり、
   前記被計測部は、前記運動器具の打撃部である、請求項１に記載の運動解析方法。
3. 前記第１位置は、スイング開始前の前記運動器具の前記打撃部の位置である、請求項２に記載の運動解析方法。
4. 前記補正工程において、
   前記第１時点であるスイング開始直前又は直後の前記運動器具の前記打撃部の位置と、前記第２時点であるインパクト時の前記運動器具の前記打撃部の位置とが同じとなる条件に基づき、前記運動パラメーターを補正する、請求項２または３に記載の運動解析方法。
5. 前記補正工程において、
   前記第１時点であるスイング開始直前又は直後の前記運動器具の前記打撃部の位置と、前記第２時点であるインパクト直前の前記運動器具の前記打撃部の位置とが同じとなる条件に基づき、前記運動パラメーターを補正する、請求項２または３に記載の運動解析方法。
6. 前記運動パラメーターは位置情報である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の運動解析方法。
7. 前記運動パラメーターは速度情報である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の運動解析方法。
8. 慣性センサーの出力を用いて、被計測部が第１時点において第１位置にあり、前記被計測部が第２時点において前記第１位置を通る運動を解析する運動解析装置であって、
   前記第１時点における前記第１位置と、前記第２時点における前記第１位置との差に基づき、前記慣性センサーの出力から取得される前記被計測部の運動パラメーターを補正する補正部と、
   前記補正後の前記運動パラメーターを用いて前記運動の解析を行う解析部と、を含む運動解析装置。
9. 請求項８に記載の運動解析装置と、前記慣性センサーと、を含む、運動解析システム。
10. 慣性センサーの出力を用いて、被計測部が第１時点において第１位置にあり、前記被計測部が第２時点において前記第１位置を通る運動を解析するプログラムであって、
    前記第１時点における前記第１位置と、前記第２時点における前記第１位置との差に基づき、前記慣性センサーの出力から取得される前記被計測部の運動パラメーターを補正する工程と、
    前記補正後の前記運動パラメーターを用いて前記運動の解析を行う工程と、をコンピューターに実行させるプログラム。

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