スイング分析装置、スイング分析プログラム、および記録媒体
【課題】ユーザーがスイング動作の開始や終了のタイミングを指示する必要がなく、比較的小さい計算負荷でスイングデータの抽出を行うことが可能なスイング分析装置、スイング分析プログラム、およびスイング分析プログラムを記録した記録媒体を提供すること。
【解決手段】スイング分析装置１は、少なくとも、モーション１０、データ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６を含む。データ取得部２２は、モーションセンサー１０の検出データを取得する。動作検出部２４は、取得した検出データを用いてスイングの動作の検出を行い、スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する。スイングデータ判定部２６は、スイングに関連付けられる判定条件に基づき、スイング候補データから真のスイングデータを選択する。
【解決手段】スイング分析装置１は、少なくとも、モーション１０、データ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６を含む。データ取得部２２は、モーションセンサー１０の検出データを取得する。動作検出部２４は、取得した検出データを用いてスイングの動作の検出を行い、スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する。スイングデータ判定部２６は、スイングに関連付けられる判定条件に基づき、スイング候補データから真のスイングデータを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイング分析装置、スイング分析プログラム、およびスイング分析プログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフ、テニス、野球などのスポーツでは、スイングのリズムを改善することで競技力を向上させることができると考えられている。特に、ゴルフでは静止したボールを打つため、スイングの各フェーズ（バックスイング、トップ、ダウンスイング、インパクト、フォロースルー）のリズム（時間配分）が安定しているほど良いスイングができているとの見方があり、練習用具などでは各フェーズの時間のばらつきなどを計測し、分析のための情報を提供しているものもある。また、特許文献１では、練習者の身体の加速度を検知し、この加速度情報を解析することでバックスイング期間、ダウンスイング（フォワードスイング）期間、フォロースルー期間などを算出する手法が提案されている。さらに、特許文献２では、ユーザーの体幹軸の動きを検出できる部位に角速度センサー等のモーションセンサーを取り付け、ゴルフスイングによって生じる角速度を測定し、この角速度情報を解析することでバックスイング、ダウンスイング、フォロースルーなどの時間を算出する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４３３４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−６８９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スイングの計測では、計測の開始と終了のタイミングをユーザーが指定する必要がある場合が多く、スイング動作が制限されていつもどおりの自然な動きの中でのスイングの計測ができない場合が多い。また、一般的にモーションセンサーのセンシングデータの中からスイング動作に対応するスイングデータを抽出するためには、波形のパターンマッチングにより適合するパターンを見つける処理を行っており、計算負荷が大きいという問題がある。
【０００５】
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、ユーザーがスイング動作の開始や終了のタイミングを指示する必要がなく、比較的小さい計算負荷でスイングデータの抽出を行うことが可能なスイング分析装置、スイング分析プログラム、およびスイング分析プログラムを記録した記録媒体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は、スイングにより発生する物理量を検出するモーションセンサーと、前記モーションセンサーの検出データを取得するデータ取得部と、取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、前記スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部と、を含む、スイング分析装置である。
【０００７】
本発明のスイング分析装置によれば、モーションセンサーから取得した検出データからスイング候補データを抽出し、スイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定するので、ユーザーがスイング動作の開始や終了のタイミングを指示する必要がない。
【０００８】
また、本発明のスイング分析装置によれば、検出したリズムの妥当性を評価することによりスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定するので、波形のパターンマッチングを行う場合と比較して、より小さい計算負荷でスイングデータを抽出することができる。
【０００９】
（２）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、取得した前記検出データを用いて前記スイングのインパクトのタイミングを検出するインパクト検出部を含み、前記インパクトのタイミングを基準に前記スイング候補データの前記スイングの動作を検出するようにしてもよい。
【００１０】
インパクトの瞬間は角速度の値が急激に変化するので、一連のスイング動作の中でインパクトのタイミングが最も捉えやすい。そこで、インパクトのタイミングを最初に検出し、インパクトのタイミングを基準とすることで、より確実にスイングの各動作の検出を行うことができる。
【００１１】
（３）このスイング分析装置において、前記スイングの動作は、バックスイング、トップ、およびダウンスイングの少なくとも１つの動作を含むようにしてもよい。
【００１２】
（４）このスイング分析装置において、前記スイングデータ判定部が、１つの前記スイング候補データにおいて、前記インパクトのタイミングが１つであることを前記判定条件の１つとしているようにしてもよい。
【００１３】
通常のスイング動作では、スイングの開始から終了までにインパクトが１つであると考えられる。従って、スイング候補データの期間にインパクトのタイミングが１つでなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【００１４】
（５）このスイング分析装置において、前記スイングデータ判定部が、１つの前記スイング候補データにおいて、前記ダウンスイングの時間が前記バックスイングの時間よりも短いことを前記判定条件の１つとしているようにしてもよい。
【００１５】
通常のスイング動作では、ダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも短いと考えられる。従って、スイング候補データにおけるダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも長ければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【００１６】
（６）このスイング分析装置において、前記スイングデータ判定部が、１つの前記スイング候補データにおいて、前記トップの時間を前記スイング候補データの前記スイングの開始から前記スイングの終了までの時間で割った値が第１閾値よりも小さいことを前記判定条件の１つとしているようにしてもよい。
【００１７】
通常のスイング動作では、トップ区間の時間と全時間との比が所定範囲であると考えられる。従って、トップ区間の時間と全時間との比が所定範囲でなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【００１８】
（７）このスイング分析装置において、前記第１閾値は１５％であるようにしてもよい。
【００１９】
（８）このスイング分析装置において、前記モーションセンサーは、前記スイングにより複数軸の回りに発生する角速度を検出する角速度センサーであり、前記動作検出部は、取得した前記検出データを用いて、前記複数軸の各々の軸に発生する前記角速度の大きさの和を計算する角速度計算部を含むようにしてもよい。
【００２０】
このように、角速度センサーを用いることで、加速度センサーを用いた場合と比較してスイング動作をより正確に検出するとともに、動きの小さいスイングも検出可能である。
【００２１】
さらに、角速度センサーにより複数軸の角速度を検出し、各々の軸回りの角速度の大きさの和（ノルム）に基づいてスイングの各動作を検出するので、スイング動作に連動して動く場所に任意の向きに角速度センサーを取り付けることができ、取り扱いが容易である。
【００２２】
（９）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記角速度の大きさの和を用いて、前記スイングにおけるインパクトのタイミングを検出するようにしてもよい。
【００２３】
インパクトの瞬間は角速度の大きさの和（ノルム）の値が急激に変化するので、一連のスイング動作の中でインパクトのタイミングが最も捉えやすい。そこで、インパクトのタイミングを最初に検出することで、より確実にスイングの各動作の検出を行うことができる。
【００２４】
（１０）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記角速度の大きさの和を時間で微分する微分計算部をさらに含むようにしてもよい。
【００２５】
（１１）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記微分の値で正のピークと負のピークとが連続する部分を検出し、前記正のピークおよび前記負のピークのうち先のピークのタイミングをインパクトのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００２６】
通常のスイング動作では、インパクトの際にその衝撃により角速度が急激に変化する。したがって、一連のスイング動作の中で角速度の大きさの和（ノルム）の微分値が極大又は極小となるタイミング（すなわち、角速度の大きさの和の微分値が正のピーク又は負のピークになるタイミング）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、スイングに用いられる器具がインパクトにより振動するため、角速度の大きさの和（ノルム）の微分値が極大となるタイミングと極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。
【００２７】
（１２）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記インパクトより前で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのトップのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００２８】
通常のスイング動作では、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大きさの和（ノルム）が極小となるタイミングをスイングのトップのタイミングとして捉えることができる。
【００２９】
（１３）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記トップより前で、前記角速度の大きさの和が第２閾値以下となるタイミングを前記スイングの開始のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００３０】
通常のスイング動作では、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、トップより前で、角速度の大きさの和（ノルム）が第２閾値以下となる最後のタイミングをスイングの開始のタイミングとして捉えることができる。
【００３１】
（１４）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００３２】
通常のスイング動作では、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、インパクトより後で、角速度の大きさの和（ノルム）が極小となるタイミングをフィニッシュのタイミングとして捉えることができる。
【００３３】
（１５）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が第３閾値以下となる最初のタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００３４】
通常のスイング動作では、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、インパクトより後で、角速度の大きさの和（ノルム）が第３閾値以下となる最初のタイミングをフィニッシュのタイミングとして捉えることができる。
【００３５】
（１６）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記スイングの開始のタイミングから前記トップのタイミングまでの間をバックスイングの区間として特定し、前記トップのタイミングから前記インパクトのタイミングまでの間をダウンスイングの区間として特定するようにしてもよい。
【００３６】
（１７）このスイング分析装置において、前記角速度センサーは、ユーザーの手、グローブ、およびスイング器具の少なくとも１つに取り付け可能であるようにしてもよい。
【００３７】
角速度センサーをユーザーの手またはグローブに取り付け可能とすることにより、センサーの取り付けに時間がかからず、容易にスイング解析を行うことができる。また、角速度センサーをスイング器具に取り付け可能とすることにより、ユーザーの手またはグローブにセンサーを取り付けるよりも精密に角速度を検出することができる。
【００３８】
（１８）このスイング分析装置は、前記動作検出部が検出した前記スイングの動作に基づいて、前記スイングの動作の時間を算出し、算出結果を画面に表示する表示処理部をさらに含むようにしてもよい。
【００３９】
このように、スイング動作の各動作の少なくとも１つの時間を表示することで、ユーザーはスイングの詳細な動作を把握することができる。
【００４０】
（１９）このスイング分析装置において、前記スイングは、ゴルフのスイングであるようにしてもよい。すなわち、ゴルフスイング分析装置であってもよい。
【００４１】
（２０）本発明は、モーションセンサーからスイングにより発生する物理量の検出データを取得するデータ取得部と、取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、当該スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部としてコンピューターを機能させる、スイング分析プログラムである。
【００４２】
（２１）本発明は、上記のスイング分析プログラムを記録した記録媒体である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態のスイング分析装置の構成を示す図。
【図２】モーションセンサーの取り付け位置の一例を示す図。
【図３】スイング分析の全体処理の一例を示すフローチャート図。
【図４】スイング動作の検出処理の一例を示すフローチャート図。
【図５】トップ区間、フィニッシュ区間、スイング開始の閾値テーブルの一例を示す図。
【図６】スイングデータ判定処理の一例を示すフローチャート図。
【図７】スイングデータ判定処理の説明図。
【図８】スイング動作の表示処理の一例を示すフローチャート図。
【図９】スイング動作の表示の一例を示す図。
【図１０】実験例におけるモーションセンサーの取り付け位置及び向きの説明図。
【図１１】図１１（Ａ）はフルスイング時の３軸角速度をグラフ表示した図であり、図１１（Ｂ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の計算値をグラフ表示した図であり、図１１（Ｃ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の微分の計算値をグラフ表示した図。
【図１２】フルスイング時のスイング動作の表示を示す図。
【図１３】図１３（Ａ）はスイング時の３軸角速度をグラフ表示した図であり、図１３（Ｂ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の計算値をグラフ表示した図であり、図１３（Ｃ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の微分の計算値をグラフ表示した図。
【図１４】スイング時のスイング動作の表示を示す図。
【図１５】変形例１のスイングデータ判定処理を示すフローチャート図。
【図１６】変形例１のスイングデータ判定処理の説明図。
【図１７】変形例２のスイング動作の検出処理を示すフローチャート図。
【図１８】変形例２のスイングデータ判定処理を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
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。
【００４５】
以下では、ゴルフスイングの分析を行うスイング分析装置を例に挙げて説明するが、本発明のスイング分析装置は、テニスラケットや野球のバットなどスイングに用いられる様々な器具のスイング分析に適用することができる。
【００４６】
１．スイング分析装置の構成
図１は、本実施形態のスイング分析装置の構成を示す図である。本実施形態のスイング分析装置１は、モーションセンサー１０、処理部２０、操作部３０、表示部４０、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ６０、不揮発性メモリー７０、記録媒体８０を含んで構成されている。
【００４７】
モーションセンサー１０は、スイングにより発生する物理量を検出し、検出データを出力する。なお、モーションセンサー１０は、１つの素子で複数軸の物理量を検出可能な多軸センサーであっても良いし、１つの素子で１軸の物理量を検出可能な１軸センサーを複数個実装したセンサーであっても良い。モーションセンサー１０としては、角速度センサーや加速度センサーなどを適用することができる。特に、本実施形態のモーションセンサー１０は角速度センサーであり、複数軸の回りの角速度を検出し、各軸回りの角速度の検出データを出力する。
【００４８】
操作部３０は、ユーザーからの操作データを取得し、処理部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、マイクなどである。
【００４９】
表示部４０は、処理部２０の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）などである。なお、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の機能を実現するようにしてもよい。
【００５０】
ＲＯＭ５０は、処理部２０が各種の計算処理や制御処理を行うための基本プログラムや基本プログラムで用いるデータ等を記憶している。
【００５１】
ＲＡＭ６０は、処理部２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ５０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３０から入力されたデータ、処理部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。
【００５２】
不揮発性メモリー７０は、処理部２０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録する記録部である。
【００５３】
記録媒体８０は、各種のアプリケーション機能を実現するためのアプリケーションプログラムやデータを記憶しており、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、メモリー（ＲＯＭ、フラッシュメモリーなど）により実現することができる。
【００５４】
処理部２０は、ＲＯＭ５０に記憶されている基本プログラムや記録媒体８０に記憶されているアプリケーションプログラムに従って、各種の処理（モーションセンサー１０の検出データの取得処理、各種の計算処理、各種の制御処理等を行う。処理部２０は、マイクロプロセッサーなどで実現することができる。
【００５５】
特に、本実施形態では、処理部２０は、以下に説明するデータ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６、表示処理部２８を含み、ユーザーによるスイング動作の各動作を分析する。本実施形態では、処理部２０が記録媒体８０に記憶されているスイング分析プログラムを実行することで、データ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６、表示処理部２８として機能する。すなわち、記録媒体８０には、コンピューターを上記の各部として機能させるためのスイング分析プログラムが記憶されている。あるいは、スイング分析装置１に通信部を追加し、通信部を介して有線又は無線の通信ネットワークを介してサーバーからスイング分析プログラムを受信し、受信したスイング分析プログラムをＲＡＭ６０や記録媒体８０に記憶して当該スイング分析プログラムを実行するようにしてもよい。ただし、データ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６、表示処理部２８の少なくとも一部をハードウェア（専用回路）で実現してもよい。
【００５６】
データ取得部２２は、ユーザーのスイング動作に対するモーションセンサー１０の一連の検出データを連続して取得する処理を行う。取得したデータは、例えばＲＡＭ６０に記憶される。
【００５７】
動作検出部２４は、データ取得部２０が取得した検出データを用いてスイングの動作（例えば、バックスイング、トップ、およびダウンスイングの少なくとも１つの動作を含むスイングの動作）の検出を行い、スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する処理を行う。特に、本実施形態の動作検出部２４は、角速度計算部２４０、微分計算部２４２、インパクト検出部２４４を含む。ただし、本実施形態の動作検出部２４は、これらの一部又は全部の構成（要素）を省略したり、新たな構成（要素）を追加した構成としてもよい。
【００５８】
角速度計算部２４０は、データ取得部２２がモーションセンサー１０から取得した検出データに基づいて、複数軸の回りの角速度の大きさの和（ノルム）を計算する処理を行う。なお、以下では各軸で生じた角速度の大きさの和のことを「ノルム」と表現する。
【００５９】
微分計算部２４２は、角速度計算部２４０が計算した角速度のノルムを時間で微分する処理を行う。
【００６０】
インパクト検出部２４４は、データ取得部２２が取得した検出データを用いて、スイングにおけるインパクトのタイミングを検出する処理を行う。例えば、インパクト検出部２４４は、角速度計算部２４０が検出データに基づいて計算した角速度のノルムを用いて、スイングにおけるインパクトのタイミングを検出する処理を行う。インパクト検出部２４４は、微分計算部２４２が計算した角速度のノルムの微分の値で正のピーク（極大点）と負のピーク（極小点）とが連続する部分（所定時間内にこれらのピークを含む部分）を検出し、当該正のピークおよび当該負のピークのうち先のピークのタイミングをインパクトのタイミングとして検出するようにしてもよい。特に、インパクト検出部２４４は、微分計算部２４２が計算した角速度のノルムの微分の値が最大となるタイミングと最小となるタイミングのうち、先のタイミングを１つのインパクト（最大インパクト）のタイミングとして検出するようにしてもよい。あるいは、インパクト検出部２４４は、角速度のノルムが最大となるタイミングを１つのインパクト（最大インパクト）のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６１】
動作検出部２４は、インパクト検出部２４４が検出したインパクト（最大インパクト）のタイミングを基準にスイング候補データのスイングの動作を検出するようにしてもよい。
【００６２】
なお、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト検出部２４４が検出したインパクト（最大インパクト）より前で、角速度計算部２４０が計算した角速度のノルムが極小となるタイミングをスイングのトップのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６３】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト（最大インパクト）より前で角速度のノルムが所与の閾値以下の連続した区間をトップ区間（トップでの溜めの区間）として特定するようにしてもよい。
【００６４】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、トップより前で、角速度のノルムが第２閾値以下となるタイミングをスイングの開始のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、動作検出部２４は、スイングの開始のタイミングからトップのタイミングまでの間をバックスイングの区間として特定し、トップのタイミングからインパクト（最大インパクト）のタイミングまでの間をダウンスイングの区間として特定するようにしてもよい。
【００６６】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト（最大インパクト）より後で、角速度のノルムが極小となるタイミングをスイングの終了（フィニッシュ）のタイミングとして検出するようにしてもよい。あるいは、動作検出部２４は、インパクト（最大インパクト）より後で、角速度のノルムが第３閾値以下となる最初のタイミングをスイングの終了（フィニッシュ）のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６７】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト（最大インパクト）のタイミングより後で且つインパクト（最大インパクト）のタイミングに接近し、角速度のノルムが第４閾値以下となる連続した区間をフィニッシュ区間として特定するようにしてもよい。
【００６８】
スイングデータ判定部２６は、スイングに関連付けられる判定条件に基づき、スイング候補データから真のスイングデータを選択する処理を行う。
【００６９】
スイングデータ判定部２６は、１つのスイング候補データにおいて、インパクトのタイミングが１つである（最大インパクトのみである）ことを判定条件の１つとしてもよい。
【００７０】
また、スイングデータ判定部２６は、１つのスイング候補データにおいて、ダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも短いことを判定条件の１つとしてもよい。
【００７１】
また、スイングデータ判定部２６は、１つのスイング候補データにおいて、トップの時間を当該スイング候補データのスイングの開始からスイングの終了までの時間で割った値が第１閾値よりも小さいことを判定条件の１つとしてもよい。
【００７２】
表示処理部２８は、動作検出部２４が検出したユーザーのスイングの各動作に基づいて、当該スイングの各動作の時間を算出して、算出結果を画面（表示部４０）に表示する処理を行う。
【００７３】
なお、本実施形態の処理部２０は、これらの一部の構成（要素）を省略したり、新たな構成（要素）を追加した構成としてもよい。
【００７４】
この処理部２０、操作部３０、表示部４０、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ６０、不揮発性メモリー７０、記録媒体８０の全部又は一部の機能は、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、あるいはスマートフォンなどの携帯機器などで実現することができる。
【００７５】
このスイング分析装置１は、モーションセンサー１０と処理部２０を物理的に分離した分離型として構成し、モーションセンサー１０と処理部２０のデータ通信を無線又は有線で行うようにしてもよい。あるいは、スイング分析装置１は、モーションセンサー１０と処理部２０を１つの筐体の中に設けた一体型として構成してもよい。
【００７６】
スイング分析装置１を分離型で構成する場合には、モーションセンサー１０を、スイング動作に応じて発生する角速度を検出可能な任意の位置に取り付ければよい。例えば、モーションセンサー１０は、図２（Ａ）に示すようにゴルフクラブ等のスイング器具に取り付けられる。ただし、インパクト時の衝撃の影響を受けないように、図示のようにシャフトに取り付けるのが好ましい。それ以外にも、図２（Ｂ）に示すようにユーザーの手やグローブなどに取り付けられてもよいし、図２（Ｃ）に示すように腕時計などのアクセサリーに取り付けられてもよい。
【００７７】
また、スイング分析装置１を一体型で構成する場合には、スイング分析装置１自体をゴルフクラブ等のスイング器具、ユーザーの手やグローブ、アクセサリーなどに取り付けてもよい。
【００７８】
２．スイング分析装置の処理
２−１．スイング分析の全体処理
図３は、スイング分析装置１の処理部２０によるスイング分析の全体処理の一例を示すフローチャート図である。
【００７９】
図３に示すように、本実施形態の処理部２０は、まず、データ取得部２２として機能し、モーションセンサー１０から検出データを取得する（Ｓ１０、データ取得ステップ）。データ取得部２２がモーションセンサー１０からデータを取得する期間（データ取得期間）は、何らかの方法で設定する。例えば、ユーザーあるいは補助者が、スイング開始前に操作部３０を操作することでデータ取得期間の開始タイミングを指示し、スイング終了後に操作部３０を操作することでデータ取得期間の終了タイミングを指示するようにしてもよい。また、例えば、ユーザーあるいは補助者が、スイング開始前に操作部３０を操作することでデータ取得期間の開始タイミングを指示し、所定時間経過後に自動的にデータ取得期間を終了するようにしてもよい。
【００８０】
次に、処理部２０は、動作検出部２４として機能し、ステップＳ１０で取得したすべてのデータをリズム検出の対象範囲に設定し（Ｓ１２）、リズム検出の対象範囲に設定されたデータ（すなわち取得した全データ）に対してリズム検出を行う（Ｓ１４、リズム検出ステップ）。なお、リズムとは、スイングの開始からスイングの終了までの一連の動作のことを言い、例えば、ゴルフスイングの場合、スイングの開始から、バックスイング、トップ、ダウンスイング、インパクト、フォロースルー、スイングの終了までの一連の動作に相当する。
【００８１】
ステップＳ１４でリズム検出がされなかった場合（Ｓ１６のＮ）は、取得したデータにスイング動作に対応するデータ（スイングデータ）が含まれていなかった判断して処理を終了する。この場合、取得したデータにスイングデータが含まれなかったことを表示部４０に表示するようにしてもよい。
【００８２】
一方、ステップＳ１４でリズム検出がされた場合（Ｓ１６のＹ）、処理部２０は、スイングデータ判定部２６として機能し、ステップＳ１４でリズム検出されたデータ（スイング候補データ）がユーザーのスイング動作に対応するスイングデータか否かを判定する（Ｓ１８、スイングデータ判定ステップ）。
【００８３】
ステップＳ１８でスイング候補データがスイングデータであると判定された場合（Ｓ２０のＹ）、処理部２０は、表示処理部２８として機能し、スイングデータのリズムを表示部４０に表示し（Ｓ２２、リズム表示ステップ）、処理を終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ１８でスイング候補データがスイングデータでないと判定された場合（Ｓ２０のＮ）は、処理部２０は、リズム検出の対象範囲を設定し直して、再度、ステップＳ１４以降の処理を行う。
【００８５】
２−２．リズム検出処理
図４は、処理部２０（動作検出部２４）によるリズム検出処理の一例を示すフローチャート図である。
【００８６】
図４に示すように、処理部２０（動作検出部２４）は、１回目のリズム検出処理において（Ｓ１００のＹ）、まず、角速度計算部２４０として機能し、リズム検出の対象範囲に設定されたデータ（以下、「リズム検出対象データ」という）に対して、各時刻ｔでの角速度のノルムｎ０（ｔ）の値を計算する（Ｓ１１０）。角速度のノルム（角速度の大きさの和）の求め方の一例として「角速度の大きさの２乗の和の平方根」から求める方法がある。例えば、モーションセンサー１０が３軸回りの角速度を検出し、リズム検出対象データに対して、各時刻ｔでの３軸分の検出データをｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｚ（ｔ）とすると、角速度のノルムｎ０（ｔ）は、次式（１）で計算される。
【００８７】
【数１】
【００８８】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対して、各時刻ｔでの角速度のノルムｎ０（ｔ）を所定範囲に正規化したノルムｎ（ｔ）に変換する（Ｓ１２０）。具体的には、リズム検出対象データにおける角速度のノルムの最大値をｍａｘ（ｎ０）とすると、次式（２）により、角速度のノルムｎ０（ｔ）が０〜１００の範囲に正規化したノルムｎ（ｔ）に変換される。
【００８９】
【数２】
【００９０】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、ノルム微分計算部２４２として機能し、各時刻ｔでのノルム（正規化後のノルムｎ（ｔ））の微分の値を計算する（Ｓ１３０）。例えば、リズム検出対象データの取得間隔をΔｔとすると、時刻ｔでの角速度のノルムの微分（差分）ｄｎ（ｔ）は次式（３）で計算される。
【００９１】
【数３】
【００９２】
一方、２回目以降のリズム検出処理（Ｓ１００のＮ）では、ステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理は行われない。
【００９３】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、インパクト検出部２４４として機能し、ノルムの微分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（最大インパクト）の時刻Ｔ５として設定する（Ｓ１４０）。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ノルム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ノルムの微分値が最大又は最小となるタイミング（すなわち、角速度のノルム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が振動するため、角速度のノルム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。
【００９４】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、インパクトの時刻Ｔ５より前でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在するか否かを判定し（Ｓ１５０）、存在すれば（Ｓ１５０のＹ）、当該極小点の時刻をトップの時刻Ｔ３として設定する（Ｓ１５２）。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ノルムが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。
【００９５】
一方、インパクトの時刻Ｔ５より前でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在しなければ（Ｓ１５０のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【００９６】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、インパクトの時刻Ｔ５より後でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在するか否かを判定し（Ｓ１５４）、存在すれば（Ｓ１５４のＹ）、当該極小点の時刻をフィニッシュの時刻Ｔ７として設定する（Ｓ１５６）。通常のゴルフスイングでは、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、インパクトのタイミングより後で角速度のノルムが０に近づき極小となるタイミングをフィニッシュのタイミングとして捉えることができる。
【００９７】
一方、インパクトの時刻Ｔ５より後でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在しなければ（Ｓ１５４のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【００９８】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、トップの時刻Ｔ３の前後でノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値以下の区間が存在するか否かを判定し（Ｓ１５８）、存在すれば（Ｓ１５８のＹ）、当該区間の最初と最後の時刻をそれぞれトップ区間の開始時刻Ｔ２と終了時刻Ｔ４として設定する（Ｓ１６０）。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ノルムが所与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。
【００９９】
一方、トップの時刻Ｔ３の前後でノルムｎ（ｔ）の値が閾値以下の区間が存在しなければ（Ｓ１５８のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【０１００】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、フィニッシュの時刻Ｔ７の前後でノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値以下の区間が存在するか否かを判定し（Ｓ１６２）、存在すれば（Ｓ１６２のＹ）、当該区間の最初と最後の時刻をそれぞれフィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６と終了時刻Ｔ８として設定する（Ｓ１６４）。通常のゴルフスイングでは、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、フィニッシュのタイミングを含み角速度のノルムが所与の閾値以下の連続した区間をフィニッシュ区間として捉えることができる。
【０１０１】
一方、フィニッシュの時刻Ｔ７の前後でノルムｎ（ｔ）の値が閾値以下の区間が存在しなければ（Ｓ１６２のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【０１０２】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、トップ区間の開始時刻Ｔ２より前でノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値（第２閾値の一例）以下となるか否かを判定し（Ｓ１６６）、閾値以下となれば（Ｓ１６６のＹ）、当該閾値以下になる最後の時刻をスイング開始の時刻Ｔ１として設定する（Ｓ１６８）。なお、トップを特定する極小点より前で、ノルムが０に近づく極小点をスイング開始とみなしても良い。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ノルムが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。
【０１０３】
一方、トップ区間の開始時刻Ｔ２より前でノルムｎ（ｔ）の値が閾値以下とならなければ（Ｓ１６６のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【０１０４】
最後に、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出されたＴ１〜Ｔ８のデータをスイング候補データとし（Ｓ１７０）、処理を終了する。
【０１０５】
トップ区間、フィニッシュ区間、スイング開始の各閾値は、例えば、図５に示すようなテーブルデータとしてＲＯＭ５０やＲＡＭ６０などに記憶される。これらの閾値は、固定値でもよいし、可変値（例えば、ユーザー毎に個別に設定）でもよい。図５のように、各動作に対応して各閾値を設けておけば、極小点が複数発生した場合においても、スイングに対応した極小点の抽出が容易となる。
【０１０６】
なお、図４のフローチャートの各ステップを適宜入れ替えてもよい。
【０１０７】
また、図４のフローチャートにおいて、各時刻ｔでのノルム（正規化後のノルム）ｎ（ｔ）の微分ｄｎ（ｔ）の値を計算する工程（Ｓ１３０）は省略することが可能である。特にドライバーのスイングのように角速度のノルムの変化が大きいものについては微分工程（Ｓ１３０）は省略することができる。Ｓ１３０を省略する場合は、Ｓ１２０で求めた角速度のノルムの最大値をインパクト（最大インパクト）のタイミングとして検出すれば良い。
【０１０８】
また、図４のフローチャートのステップＳ１５４、Ｓ１５６において、インパクトのタイミングより後で角速度のノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点をフィニッシュのタイミングとしているが、例えば、インパクトより後で、角速度のノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値（第３閾値の一例）以下となる最初のタイミングをスイングのフィニッシュのタイミングとして設定してもよい。
【０１０９】
また、図４のフローチャートでは、スイングの開始から、バックスイング、トップ、ダウンスイング、インパクト、フォロースルー、スイングの終了までのすべての動作を検出しているが、例えば、インパクトとダウンスイングだけの動作を検出するなどスイング動作の少なくとも１つの動作を検出するようにしてもよい。
【０１１０】
２−３．スイングデータ判定処理
図６は、処理部２０（スイングデータ判定部２６）によるスイングデータ判定処理の一例を示すフローチャート図である。
【０１１１】
図６に示すように、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、まず、スイング候補データにおいて、スイング開始の時刻Ｔ１からフィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８までのインパクトの数を算出する（Ｓ２００）。ここでいうインパクトとは、ゴルフクラブがボールに当たるインパクト（最大インパクト）だけでなく、ゴルフクラブが地面や障害物などに当たるインパクトも含まれる。例えば、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、角速度のノルムの微分（差分）ｄｎ（ｔ）があらかじめ設定した閾値を横切って超える回数をインパクトの数として算出する。
【０１１２】
スイング開始の時刻Ｔ１からフィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８までに含まれるインパクトが１つのみであれば（Ｓ２１０のＹ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、バックスイングの時間Ｔａ＝トップの時刻Ｔ３−スイング開始の時刻Ｔ１を計算し（Ｓ２２０）、さらに、ダウンスイングの時間Ｔｃ＝インパクトの時刻Ｔ５−トップの時刻Ｔ３を計算する（Ｓ２３０）。
【０１１３】
一方、スイング開始の時刻Ｔ１からフィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８までに含まれるインパクトが２つ以上あれば（Ｓ２１０のＮ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、当該スイング候補データが真のスイングデータではないと判定し、リズム検出の対象範囲から時刻Ｔ８以前のデータを除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９０）。通常のスイング動作では、スイングの開始から終了までにインパクトが１つであると考えられるので、スイング候補データの期間にインパクトのタイミングが１つでなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【０１１４】
そして、バックスイングの時間Ｔａがダウンスイングの時間Ｔｃよりも短ければ（Ｓ２４０のＹ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、トップ区間の時間Ｔｂ＝トップ区間の終了時刻Ｔ４−トップ区間の開始時刻Ｔ２を計算し（Ｓ２５０）、さらに、スイング候補データの全時間Ｔ=フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８−スイング開始の時刻Ｔ１を計算する（Ｓ２６０）。
【０１１５】
一方、バックスイングの時間Ｔａがダウンスイングの時間Ｔｃ以上であれば（Ｓ２４０のＮ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、当該スイング候補データが真のスイングデータではないと判定し、リズム検出の対象範囲から時刻Ｔ８以前のデータを除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９０）。通常のスイング動作では、ダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも短いと考えられるので、スイング候補データにおけるダウンスイングの時間Ｔｃがバックスイングの時間Ｔａ以上であれば当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【０１１６】
最後に、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、（トップ区間の時間Ｔｂ／スイング候補データの全時間Ｔ）の値を計算し、Ｔｂ／Ｔの値があらかじめ設定された閾値（第１閾値の一例）以下であれば（Ｓ２７０のＹ）、当該スイング候補データ（Ｔ１〜Ｔ８のデータ）を真のスイングデータと決定し（Ｓ２８０）、処理を終了する。
【０１１７】
一方、Ｔｂ／Ｔの値が閾値以下でなければ（Ｓ２７０のＮ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、当該スイング候補データが真のスイングデータではないと判定し、リズム検出の対象範囲から時刻Ｔ８以前のデータを除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９０）。通常のスイング動作では、トップ区間の時間と全時間との比が所定範囲であると考えられるので、スイング候補データにおけるＴｂ／Ｔの値が閾値以下でなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。例えば、真のスイングデータであればＴｂ／Ｔの値が０．１５（＝１５％）を超えることはないと考えられるので、閾値を０．１５（＝１５％）に設定することができる。
【０１１８】
なお、図６のフローチャートの各ステップを適宜入れ替えてもよい。
【０１１９】
モーションセンサー１０から取得した全データの中にスイング候補データとなる複数のデータパターンが含まれる場合は、スイングデータが検出されるか、あるいはすべてのデータパターンがスイングデータでないと判定されるまで、図４のリズム検出処理と図６のスイングデータ判定処理が繰り返し行われる。例えば、モーションセンサー１０から取得した全データの中にスイング候補データとなる３つのデータパターン（時系列順にデータパターン１、データパターン２、データパターン３）が含まれ、最後のデータパターン３がスイングデータであるとする。この場合、図７に示すように、１回目はモーションセンサー１０から取得した全データをリズム検出対象データとしてリズム検出処理を行い、例えばデータパターン１がスイング候補データとして検出される。そして、このデータパターン１はスイングデータではないので、１回目のリズム検出対象データからデータパターン１を削除した残りのデータに対して２回目のリズム検出を行う。２回目のリズム検出処理で例えばデータパターン２が検出されると、このデータパターン２もスイングデータではないので、２回目のリズム検出対象データからデータパターン２を削除した残りのデータに対して３回目のリズム検出を行う。３回目のリズム検出処理でデータパターン３が検出され、このデータパターン３がスイングデータと判定される。
【０１２０】
２−４．リズム表示処理
図８は、処理部２０（表示処理部２８）によるリズム表示処理の一例を示すフローチャート図である。
【０１２１】
まず、処理部２０（表示処理部２８）は、スイングデータに対して、フォロースルーの時間Ｔｄ＝フィニッシュの時刻Ｔ７−インパクトの時刻Ｔ５を計算する（Ｓ３００）。
【０１２２】
次に、処理部２０（表示処理部２８）は、フィニッシュ区間の時間Ｔｅ＝フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８−フィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６を計算する（Ｓ３１０）。
【０１２３】
最後に、処理部２０（表示処理部２８）は、図６のステップＳ２２０、Ｓ２５０、Ｓ２３０、図８のステップＳ３００、Ｓ３１０でそれぞれ計算した各フェーズの時間（バックスイングの時間Ｔａ、トップ区間の時間Ｔｂ、ダウンスイングの時間Ｔｃ、フォロースルーの時間Ｔｄ、フィニッシュ区間の時間Ｔｅ）をグラフ化して表示部４０に表示する（Ｓ３２０）。
【０１２４】
図９は、スイング動作のリズム表示の一例を示す図である。図９の表示例では、スイング動作における各フェーズ（バックスイング、トップ区間、ダウンスイング、フォロースルー、フィニッシュ区間）を、それぞれの時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅに比例した長さで固有の色あるいは模様を有する矩形で時系列に沿って表示している。また、各フェーズの矩形表示の上側にそれぞれの時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅを表示している。このようなリズム表示により、ユーザーは、例えば、トップ区間Ｔｂが短いからトップでの溜めが足りない、ダウンスイングの時間Ｔｃが長いからインパクトが弱いというような自己のスイング動作のリズムに関する詳細な情報を得ることができる。また、スイングのリズムを全て表示させるだけでなく、スイングの各動作ごとに時間を表示しても良い。
【０１２５】
３．実験例
図１０〜図１４は、本実施形態のスイング分析装置１を用いたスイング動作のリズム分析の実験例に関する図である。
【０１２６】
図１０に示すように、本実験例では、ゴルフクラブ（ドライバー）のシャフトのグリップ近くに３軸の角速度を検出するモーションセンサー１０を取り付け、被験者が１回だけスイングを行ってゴルフボールを打った時のリズムを分析した。モーションセンサー１０は、ｘ軸がシャフトに平行な方向、ｙ軸がスイングの方向、ｚ軸がスイング面と垂直な方向になるように取り付けた。ただし、本実施形態のスイング分析装置１は、角速度のノルムに基づいて各フェーズの時間を計算するので、モーションセンサー１０の取り付け角は任意である。また、モーションセンサー１０を、不図示のＰＣ（処理部２０、操作部３０、表示部４０、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ６０、不揮発性メモリー７０、記録媒体８０などを備えている）とケーブルで接続し、ＰＣ側でモーションセンサー１０が検出した一連の３軸角速度データをＲＡＭ６０に取得し、取得したデータに含まれるスイングデータのリズムを分析して表示させた。
【０１２７】
図１１（Ａ）は、被験者がドライバーを持ってすぐにフルスイングした時のデータ取得期間（５秒間）に取得されたデータから３軸の角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１１（Ａ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度（ｄｐｓ）である。
【０１２８】
図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の３軸角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）から３軸角速度のノルムｎ０（ｔ）を式（１）に従って計算した後に式（２）に従って０〜１００にスケール変換（正規化）したノルムｎ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１１（Ｂ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度のノルム（０〜１００にスケール変換）である。
【０１２９】
図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）の３軸角速度のノルム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１１（Ｃ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は３軸角速度のノルムの微分値である。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では横軸を０〜５秒で表示しているが、図１１（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。
【０１３０】
図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）より、図４に示したリズム検出処理のフローチャートに従ってスイング候補データを抽出し、スイング開始の時刻Ｔ１、トップ区間の開始時刻Ｔ２、トップの時刻Ｔ３、トップ区間の終了時刻Ｔ４、インパクトの時刻Ｔ５、フィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６、フィニッシュの時刻Ｔ７、フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８を計算した。その結果、Ｔ１＝１０００ｍｓｅｃ，Ｔ２＝１９６７ｍｓｅｃ，Ｔ３＝２０２４ｍｓｅｃ，Ｔ４＝２０８７ｍｓｅｃ，Ｔ５＝２３９７ｍｓｅｃ，Ｔ６＝３００２ｍｓｅｃ，Ｔ７＝３０７５ｍｓｅｃ，Ｔ８＝３２１０ｍｓｅｃであった。
【０１３１】
次に、このスイングデータ候補のＴ１〜Ｔ８の計算値を用いて、図６に示したスイングデータ判定処理のフローチャートに従って、バックスイングの時間Ｔａ、トップ区間の時間Ｔｂ、ダウンスイングの時間Ｔｃ、全時間Ｔを計算した。その結果、Ｔａ＝Ｔ３−Ｔ１＝１０２４ｍｓｅｃ，Ｔｂ＝Ｔ４−Ｔ２＝１２０ｍｓｅｃ，Ｔｃ＝Ｔ５−Ｔ３＝３７３ｍｓｅｃ，Ｔ＝Ｔ８−Ｔ１＝２２１０ｍｓｅｃであった。
【０１３２】
このスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定すると、Ｔ１〜Ｔ８の間に１つのインパクト（時刻Ｔ５のインパクト）のみ存在し、かつ、Ｔａ＞Ｔｃ、かつ、Ｔｂ／Ｔ＜閾値（例えば１５％）を満たすので、スイングデータの条件を満たしている。
【０１３３】
そこで、次に、図８に示したリズム表示処理に従い、フォロースルーの時間Ｔｄ及びフィニッシュ区間の時間Ｔｅを計算すると、Ｔｄ＝Ｔ７−Ｔ５＝６７８ｍｓｅｃ，Ｔｅ＝Ｔ８−Ｔ６＝２０８ｍｓｅｃであり、図１２に示すリズム表示が得られた。
【０１３４】
これに対して、図１３（Ａ）は、被験者がドライバーを持ってスイング前にドライバーを動かした後フルスイングした時のデータ取得期間（約２５秒間）に取得されたデータから３軸の角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１３（Ａ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度（ｄｐｓ）である。
【０１３５】
図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の３軸角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）から３軸角速度のノルムｎ０（ｔ）を式（１）に従って計算した後に式（２）に従って０〜１００にスケール変換（正規化）したノルムｎ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１３（Ｂ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度のノルム（０〜１００にスケール変換）である。
【０１３６】
図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の３軸角速度のノルム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１３（Ｃ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は３軸角速度のノルムの微分値である。
【０１３７】
図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）より、図４に示したリズム検出処理のフローチャートに従ってスイング候補データを抽出し、スイング開始の時刻Ｔ１、トップ区間の開始時刻Ｔ２、トップの時刻Ｔ３、トップ区間の終了時刻Ｔ４、インパクトの時刻Ｔ５、フィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６、フィニッシュの時刻Ｔ７、フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８を計算した。その結果、Ｔ１＝３０７ｍｓｅｃ，Ｔ２＝９８４ｍｓｅｃ，Ｔ３＝９９８ｍｓｅｃ，Ｔ４＝１０１９ｍｓｅｃ，Ｔ５＝１９８２ｍｓｅｃ，Ｔ６＝２０９２ｍｓｅｃ，Ｔ７＝２１００ｍｓｅｃ，Ｔ８＝２１０９ｍｓｅｃのスイング候補データが抽出された。
【０１３８】
次に、この１回目のスイングデータ候補のＴ１〜Ｔ８の計算値を用いて、図６に示したスイングデータ判定処理のフローチャートに従って、バックスイングの時間Ｔａ、トップ区間の時間Ｔｂ、ダウンスイングの時間Ｔｃ、全時間Ｔを計算した。その結果、Ｔａ＝Ｔ３−Ｔ１＝６９１ｍｓｅｃ，Ｔｂ＝Ｔ４−Ｔ２＝３５ｍｓｅｃ，Ｔｃ＝Ｔ５−Ｔ３＝９８４ｍｓｅｃ，Ｔ＝１８０２ｍｓｅｃであった。
【０１３９】
この１回目のスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定すると、Ｔ１〜Ｔ８の間に２つのインパクト（時刻Ｔｘのインパクトと時刻Ｔ５のインパクト）が存在し、また、Ｔａ＜Ｔｃなので、スイングデータの条件を満たしていない。
【０１４０】
従って、１回目のスイング候補データは、真のスイングデータではないと判断し、全データから時刻Ｔ８以前のデータを削除した残りのデータに対して、２回目のリズム検出処理を行ってスイング候補データを抽出し、Ｔ１〜Ｔ８を計算した。その結果、Ｔ１＝１８３２４ｍｓｅｃ，Ｔ２＝１８９７６ｍｓｅｃ，Ｔ３＝１８９９７ｍｓｅｃ，Ｔ４＝１９０１８ｍｓｅｃ，Ｔ５＝１９２３３ｍｓｅｃ，Ｔ６＝１９７４６ｍｓｅｃ，Ｔ７＝１９８９１ｍｓｅｃ，Ｔ８＝２０９０２ｍｓｅｃのスイング候補データが抽出された。
【０１４１】
次に、この２回目のスイングデータ候補のＴ１〜Ｔ８の計算値を用いて、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔを計算した結果、Ｔａ＝６７３ｍｓｅｃ，Ｔｂ＝４２ｍｓｅｃ，Ｔｃ＝２３６ｍｓｅｃ，Ｔ＝２５７８ｍｓｅｃであった。
【０１４２】
そして、２回目のスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定すると、Ｔ１〜Ｔ８の間に１つのインパクト（時刻Ｔ５のインパクト）のみ存在し、かつ、Ｔａ＞Ｔｃ、かつ、Ｔｂ／Ｔ＜閾値（例えば１５％）を満たすので、スイングデータの条件を満たしている。
【０１４３】
そこで、次に、図８に示したリズム表示処理に従い、フォロースルーの時間Ｔｄ及びフィニッシュ区間の時間Ｔｅを計算すると、Ｔｄ＝６５８ｍｓｅｃ，Ｔｅ＝１１５６ｍｓｅｃであり、図１４に示すリズム表示が得られた。このように、ユーザーがスイング動作の前に自由な動きをしたとしてもスイングデータが正しく選別され、スイング動作の詳細なリズムのデータが得られた。
【０１４４】
なお、図１１、図１３の例において、前述したように、各時刻ｔでのノルム（正規化後のノルム）ｎ（ｔ）の微分ｄｎ（ｔ）の値を計算する工程（Ｓ１３０）は省略することが可能である。特に図ドライバーのスイングのように角速度のノルムの変化が大きいものについては微分工程（Ｓ１３０）は省略することができる。微分工程を省略する場合は、Ｓ１２０で求めた角速度のノルム（図１１（ｂ）、図１２（ｂ））の最大値を最大インパクトのタイミングとして検出すれば良い。
【０１４５】
以上に説明したように、本実施形態によれば、モーションセンサー１０から取得した検出データからスイング候補データを抽出し、スイング候補データがスイングデータであるか否かを判定するので、ユーザーがスイング動作の開始や終了のタイミングを指示する必要がない。従って、ユーザーは、スイング前後に自由な動作を行うことができ、自然な動きの中でスイングを分析することができる。
【０１４６】
また、本実施形態によれば、検出したリズムの妥当性を評価することによりスイング候補データがスイングデータであるか否かを判定するので、波形のパターンマッチングを行う場合と比較して、より小さい計算負荷でスイングデータを抽出することができる。
【０１４７】
また、本実施形態によれば、モーションセンサー１０として角速度センサーを用いることで、加速度センサーを用いた場合と比較してスイング動作をより正確に検出するとともに、動きの小さいスイングも検出可能である。従って、例えば、トップとフィニッシュでゴルフクラブをどの程度緩やかに留めているかなど、より詳細な分析をすることができる。また、インパクトを基準にして、スイングの開始から、バックスイング、トップ、ダウンスイング、フォロースルー、スイングの終了までの各動作の少なくとも１つを検出することが可能となる。
【０１４８】
また、本実施形態によれば、角速度のノルムに基づいてスイング動作を検出するので、スイング動作に連動して動く場所に任意の向きにモーションセンサー１０を取り付けることができ、取り扱いが容易である。
【０１４９】
また、本実施形態によれば、角速度のノルムの値が急激に変化するため一連のスイング動作の中で最も捉えやすいインパクトのタイミングを最初に検出し、インパクトのタイミングに基づいてスイング動作の各フェーズを特定することで、より確実にスイング動作の検出を行うことができる。
【０１５０】
また、本実施形態によれば、スイング動作の各フェーズの時間を表示するので、ユーザーはスイング動作の詳細なリズムを容易に把握することができる。
【０１５１】
４，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。例えば、以下のような変形例が考えられる。
【０１５２】
［変形例１］
図１５は、変形例１におけるスイングデータ判定処理を示すフローチャート図である。図１５において、図６と同じ処理には同じ符号を付している。図１５に示すように、変形例１におけるスイングデータ判定処理では、スイング候補データがスイングデータではないと判定した場合（Ｓ２１０のＮ、Ｓ２４０のＮ又はＳ２７０のＮ）、リズム検出の対象範囲から当該スイング候補データ（時刻Ｔ１〜Ｔ８のデータ）を除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９２）。図１５におけるその他の処理については図６と同じである。
【０１５３】
例えば、モーションセンサー１０から取得した全データの中にスイング候補データとなる３つのデータパターン（時系列順にデータパターン１、データパターン２、データパターン３）が含まれ、２番目のデータパターン２がスイングデータであるとする。この場合、図１６に示すように、１回目はモーションセンサー１０から取得した全データをリズム検出対象データとしてリズム検出処理を行い、例えばデータパターン１がスイング候補データとして検出される。そして、このデータパターン１は真のスイングデータではないので、１回目のリズム検出対象データからデータパターン１を削除した残りのデータに対して２回目のリズム検出を行う。２回目のリズム検出処理で例えばデータパターン３が検出されると、このデータパターン３も真のスイングデータではないので、２回目のリズム検出対象データからデータパターン３を削除した残りのデータに対して３回目のリズム検出を行う。３回目のリズム検出処理でデータパターン２が検出され、このデータパターン２が真のスイングデータと判定される。
【０１５４】
このように、本変形例によれば、ユーザーがスイング動作の前だけでなく、スイング動作の後に大きなインパクトを生じさせるような動きをしても、確実にスイング動作を検出することができる。
【０１５５】
［変形例２］
図１７は、変形例１におけるリズム検出処理を示すフローチャート図である。また、図１８は、変形例１におけるスイングデータ判定処理を示すフローチャート図である。図１７に示すように、変形例１におけるリズム検出処理では、１回目のリズム検出処理において（Ｓ１００のＹ）、ノルムの微分ｄｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値以上となる時刻ｔとｄｎ（ｔ）の値との対応関係を示すテーブルを作成する（Ｓ１３２）。そして、ステップＳ１３２で作成した対応テーブル中のｄｎ（ｔ）が最大の時刻ｔをインパクト（最大インパクト）の時刻Ｔ５として設定する（Ｓ１４２）。図１７におけるその他の処理については図４と同じである。
【０１５６】
また、図１８に示すように、変形例１におけるスイングデータ判定処理では、スイング候補データが真のスイングデータではないと判定した場合（Ｓ２１０のＮ、Ｓ２４０のＮ又はＳ２７０のＮ）、対応テーブルから時刻Ｔ５と時刻Ｔ５におけるノルムの微分ｄｎ（Ｔ５）の値との対応関係を削除する（Ｓ２９２）。この新たな対応テーブルを用いて、２回目以降のリズム検出処理が行われる。
【０１５７】
このように、本変形例によれば、２回目以降のリズム検出処理において、インパクトの検出処理を最初からやり直す手間を省くことができるので、計算量及び計算時間を減らすことができる。
【０１５８】
［その他の変形例］
例えば、ユーザーがデータ取得期間において複数回のスイング動作を連続して行った場合、図４及び図６のフローチャートに従って複数のインパクトを含むデータからその前後の情報を解析し、複数回のスイング動作にそれぞれ対応する複数のスイングデータを選別するようにしてもよい。例えば、選別された複数のスイングデータに対するリズムを時系列に並べて表示するようにしてもよい。このようにすれば、複数回連続でスイングした際のスイング動作の抽出が可能になり、ユーザーは、スイング動作の安定性を明確に評価することができる。
【０１５９】
また、ユーザー毎に、過去に検出したスイング動作のリズムの情報を記憶し、その平均的な情報を用いて、スイングデータ判定処理で用いる種々の閾値を設定するようにしてもよい。このようにすれば、ユーザーの個性を反映してスイング動作の検出精度を向上させることができる。
【０１６０】
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。
【符号の説明】
【０１６１】
１ スイング分析装置、１０ モーションセンサー、２０ 処理部、２２ データ取得部、２４ 動作検出部、２６ スイングデータ判定部、２８ 表示処理部、３０ 操作部、４０ 表示部、５０ ＲＯＭ、６０ ＲＡＭ、７０ 不揮発性メモリー、８０ 記録媒体、２４０ 角速度計算部、２４２ 微分計算部、２４４ インパクト検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイング分析装置、スイング分析プログラム、およびスイング分析プログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフ、テニス、野球などのスポーツでは、スイングのリズムを改善することで競技力を向上させることができると考えられている。特に、ゴルフでは静止したボールを打つため、スイングの各フェーズ（バックスイング、トップ、ダウンスイング、インパクト、フォロースルー）のリズム（時間配分）が安定しているほど良いスイングができているとの見方があり、練習用具などでは各フェーズの時間のばらつきなどを計測し、分析のための情報を提供しているものもある。また、特許文献１では、練習者の身体の加速度を検知し、この加速度情報を解析することでバックスイング期間、ダウンスイング（フォワードスイング）期間、フォロースルー期間などを算出する手法が提案されている。さらに、特許文献２では、ユーザーの体幹軸の動きを検出できる部位に角速度センサー等のモーションセンサーを取り付け、ゴルフスイングによって生じる角速度を測定し、この角速度情報を解析することでバックスイング、ダウンスイング、フォロースルーなどの時間を算出する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４３３４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−６８９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スイングの計測では、計測の開始と終了のタイミングをユーザーが指定する必要がある場合が多く、スイング動作が制限されていつもどおりの自然な動きの中でのスイングの計測ができない場合が多い。また、一般的にモーションセンサーのセンシングデータの中からスイング動作に対応するスイングデータを抽出するためには、波形のパターンマッチングにより適合するパターンを見つける処理を行っており、計算負荷が大きいという問題がある。
【０００５】
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、ユーザーがスイング動作の開始や終了のタイミングを指示する必要がなく、比較的小さい計算負荷でスイングデータの抽出を行うことが可能なスイング分析装置、スイング分析プログラム、およびスイング分析プログラムを記録した記録媒体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は、スイングにより発生する物理量を検出するモーションセンサーと、前記モーションセンサーの検出データを取得するデータ取得部と、取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、前記スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部と、を含む、スイング分析装置である。
【０００７】
本発明のスイング分析装置によれば、モーションセンサーから取得した検出データからスイング候補データを抽出し、スイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定するので、ユーザーがスイング動作の開始や終了のタイミングを指示する必要がない。
【０００８】
また、本発明のスイング分析装置によれば、検出したリズムの妥当性を評価することによりスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定するので、波形のパターンマッチングを行う場合と比較して、より小さい計算負荷でスイングデータを抽出することができる。
【０００９】
（２）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、取得した前記検出データを用いて前記スイングのインパクトのタイミングを検出するインパクト検出部を含み、前記インパクトのタイミングを基準に前記スイング候補データの前記スイングの動作を検出するようにしてもよい。
【００１０】
インパクトの瞬間は角速度の値が急激に変化するので、一連のスイング動作の中でインパクトのタイミングが最も捉えやすい。そこで、インパクトのタイミングを最初に検出し、インパクトのタイミングを基準とすることで、より確実にスイングの各動作の検出を行うことができる。
【００１１】
（３）このスイング分析装置において、前記スイングの動作は、バックスイング、トップ、およびダウンスイングの少なくとも１つの動作を含むようにしてもよい。
【００１２】
（４）このスイング分析装置において、前記スイングデータ判定部が、１つの前記スイング候補データにおいて、前記インパクトのタイミングが１つであることを前記判定条件の１つとしているようにしてもよい。
【００１３】
通常のスイング動作では、スイングの開始から終了までにインパクトが１つであると考えられる。従って、スイング候補データの期間にインパクトのタイミングが１つでなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【００１４】
（５）このスイング分析装置において、前記スイングデータ判定部が、１つの前記スイング候補データにおいて、前記ダウンスイングの時間が前記バックスイングの時間よりも短いことを前記判定条件の１つとしているようにしてもよい。
【００１５】
通常のスイング動作では、ダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも短いと考えられる。従って、スイング候補データにおけるダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも長ければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【００１６】
（６）このスイング分析装置において、前記スイングデータ判定部が、１つの前記スイング候補データにおいて、前記トップの時間を前記スイング候補データの前記スイングの開始から前記スイングの終了までの時間で割った値が第１閾値よりも小さいことを前記判定条件の１つとしているようにしてもよい。
【００１７】
通常のスイング動作では、トップ区間の時間と全時間との比が所定範囲であると考えられる。従って、トップ区間の時間と全時間との比が所定範囲でなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【００１８】
（７）このスイング分析装置において、前記第１閾値は１５％であるようにしてもよい。
【００１９】
（８）このスイング分析装置において、前記モーションセンサーは、前記スイングにより複数軸の回りに発生する角速度を検出する角速度センサーであり、前記動作検出部は、取得した前記検出データを用いて、前記複数軸の各々の軸に発生する前記角速度の大きさの和を計算する角速度計算部を含むようにしてもよい。
【００２０】
このように、角速度センサーを用いることで、加速度センサーを用いた場合と比較してスイング動作をより正確に検出するとともに、動きの小さいスイングも検出可能である。
【００２１】
さらに、角速度センサーにより複数軸の角速度を検出し、各々の軸回りの角速度の大きさの和（ノルム）に基づいてスイングの各動作を検出するので、スイング動作に連動して動く場所に任意の向きに角速度センサーを取り付けることができ、取り扱いが容易である。
【００２２】
（９）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記角速度の大きさの和を用いて、前記スイングにおけるインパクトのタイミングを検出するようにしてもよい。
【００２３】
インパクトの瞬間は角速度の大きさの和（ノルム）の値が急激に変化するので、一連のスイング動作の中でインパクトのタイミングが最も捉えやすい。そこで、インパクトのタイミングを最初に検出することで、より確実にスイングの各動作の検出を行うことができる。
【００２４】
（１０）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記角速度の大きさの和を時間で微分する微分計算部をさらに含むようにしてもよい。
【００２５】
（１１）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記微分の値で正のピークと負のピークとが連続する部分を検出し、前記正のピークおよび前記負のピークのうち先のピークのタイミングをインパクトのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００２６】
通常のスイング動作では、インパクトの際にその衝撃により角速度が急激に変化する。したがって、一連のスイング動作の中で角速度の大きさの和（ノルム）の微分値が極大又は極小となるタイミング（すなわち、角速度の大きさの和の微分値が正のピーク又は負のピークになるタイミング）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、スイングに用いられる器具がインパクトにより振動するため、角速度の大きさの和（ノルム）の微分値が極大となるタイミングと極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。
【００２７】
（１２）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記インパクトより前で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのトップのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００２８】
通常のスイング動作では、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大きさの和（ノルム）が極小となるタイミングをスイングのトップのタイミングとして捉えることができる。
【００２９】
（１３）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記トップより前で、前記角速度の大きさの和が第２閾値以下となるタイミングを前記スイングの開始のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００３０】
通常のスイング動作では、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、トップより前で、角速度の大きさの和（ノルム）が第２閾値以下となる最後のタイミングをスイングの開始のタイミングとして捉えることができる。
【００３１】
（１４）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００３２】
通常のスイング動作では、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、インパクトより後で、角速度の大きさの和（ノルム）が極小となるタイミングをフィニッシュのタイミングとして捉えることができる。
【００３３】
（１５）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が第３閾値以下となる最初のタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００３４】
通常のスイング動作では、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、インパクトより後で、角速度の大きさの和（ノルム）が第３閾値以下となる最初のタイミングをフィニッシュのタイミングとして捉えることができる。
【００３５】
（１６）このスイング分析装置において、前記動作検出部は、前記スイングの開始のタイミングから前記トップのタイミングまでの間をバックスイングの区間として特定し、前記トップのタイミングから前記インパクトのタイミングまでの間をダウンスイングの区間として特定するようにしてもよい。
【００３６】
（１７）このスイング分析装置において、前記角速度センサーは、ユーザーの手、グローブ、およびスイング器具の少なくとも１つに取り付け可能であるようにしてもよい。
【００３７】
角速度センサーをユーザーの手またはグローブに取り付け可能とすることにより、センサーの取り付けに時間がかからず、容易にスイング解析を行うことができる。また、角速度センサーをスイング器具に取り付け可能とすることにより、ユーザーの手またはグローブにセンサーを取り付けるよりも精密に角速度を検出することができる。
【００３８】
（１８）このスイング分析装置は、前記動作検出部が検出した前記スイングの動作に基づいて、前記スイングの動作の時間を算出し、算出結果を画面に表示する表示処理部をさらに含むようにしてもよい。
【００３９】
このように、スイング動作の各動作の少なくとも１つの時間を表示することで、ユーザーはスイングの詳細な動作を把握することができる。
【００４０】
（１９）このスイング分析装置において、前記スイングは、ゴルフのスイングであるようにしてもよい。すなわち、ゴルフスイング分析装置であってもよい。
【００４１】
（２０）本発明は、モーションセンサーからスイングにより発生する物理量の検出データを取得するデータ取得部と、取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、当該スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部としてコンピューターを機能させる、スイング分析プログラムである。
【００４２】
（２１）本発明は、上記のスイング分析プログラムを記録した記録媒体である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態のスイング分析装置の構成を示す図。
【図２】モーションセンサーの取り付け位置の一例を示す図。
【図３】スイング分析の全体処理の一例を示すフローチャート図。
【図４】スイング動作の検出処理の一例を示すフローチャート図。
【図５】トップ区間、フィニッシュ区間、スイング開始の閾値テーブルの一例を示す図。
【図６】スイングデータ判定処理の一例を示すフローチャート図。
【図７】スイングデータ判定処理の説明図。
【図８】スイング動作の表示処理の一例を示すフローチャート図。
【図９】スイング動作の表示の一例を示す図。
【図１０】実験例におけるモーションセンサーの取り付け位置及び向きの説明図。
【図１１】図１１（Ａ）はフルスイング時の３軸角速度をグラフ表示した図であり、図１１（Ｂ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の計算値をグラフ表示した図であり、図１１（Ｃ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の微分の計算値をグラフ表示した図。
【図１２】フルスイング時のスイング動作の表示を示す図。
【図１３】図１３（Ａ）はスイング時の３軸角速度をグラフ表示した図であり、図１３（Ｂ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の計算値をグラフ表示した図であり、図１３（Ｃ）は３軸角速度の大きさの和（ノルム）の微分の計算値をグラフ表示した図。
【図１４】スイング時のスイング動作の表示を示す図。
【図１５】変形例１のスイングデータ判定処理を示すフローチャート図。
【図１６】変形例１のスイングデータ判定処理の説明図。
【図１７】変形例２のスイング動作の検出処理を示すフローチャート図。
【図１８】変形例２のスイングデータ判定処理を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
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。
【００４５】
以下では、ゴルフスイングの分析を行うスイング分析装置を例に挙げて説明するが、本発明のスイング分析装置は、テニスラケットや野球のバットなどスイングに用いられる様々な器具のスイング分析に適用することができる。
【００４６】
１．スイング分析装置の構成
図１は、本実施形態のスイング分析装置の構成を示す図である。本実施形態のスイング分析装置１は、モーションセンサー１０、処理部２０、操作部３０、表示部４０、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ６０、不揮発性メモリー７０、記録媒体８０を含んで構成されている。
【００４７】
モーションセンサー１０は、スイングにより発生する物理量を検出し、検出データを出力する。なお、モーションセンサー１０は、１つの素子で複数軸の物理量を検出可能な多軸センサーであっても良いし、１つの素子で１軸の物理量を検出可能な１軸センサーを複数個実装したセンサーであっても良い。モーションセンサー１０としては、角速度センサーや加速度センサーなどを適用することができる。特に、本実施形態のモーションセンサー１０は角速度センサーであり、複数軸の回りの角速度を検出し、各軸回りの角速度の検出データを出力する。
【００４８】
操作部３０は、ユーザーからの操作データを取得し、処理部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、マイクなどである。
【００４９】
表示部４０は、処理部２０の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）などである。なお、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の機能を実現するようにしてもよい。
【００５０】
ＲＯＭ５０は、処理部２０が各種の計算処理や制御処理を行うための基本プログラムや基本プログラムで用いるデータ等を記憶している。
【００５１】
ＲＡＭ６０は、処理部２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ５０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３０から入力されたデータ、処理部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。
【００５２】
不揮発性メモリー７０は、処理部２０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録する記録部である。
【００５３】
記録媒体８０は、各種のアプリケーション機能を実現するためのアプリケーションプログラムやデータを記憶しており、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、メモリー（ＲＯＭ、フラッシュメモリーなど）により実現することができる。
【００５４】
処理部２０は、ＲＯＭ５０に記憶されている基本プログラムや記録媒体８０に記憶されているアプリケーションプログラムに従って、各種の処理（モーションセンサー１０の検出データの取得処理、各種の計算処理、各種の制御処理等を行う。処理部２０は、マイクロプロセッサーなどで実現することができる。
【００５５】
特に、本実施形態では、処理部２０は、以下に説明するデータ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６、表示処理部２８を含み、ユーザーによるスイング動作の各動作を分析する。本実施形態では、処理部２０が記録媒体８０に記憶されているスイング分析プログラムを実行することで、データ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６、表示処理部２８として機能する。すなわち、記録媒体８０には、コンピューターを上記の各部として機能させるためのスイング分析プログラムが記憶されている。あるいは、スイング分析装置１に通信部を追加し、通信部を介して有線又は無線の通信ネットワークを介してサーバーからスイング分析プログラムを受信し、受信したスイング分析プログラムをＲＡＭ６０や記録媒体８０に記憶して当該スイング分析プログラムを実行するようにしてもよい。ただし、データ取得部２２、動作検出部２４、スイングデータ判定部２６、表示処理部２８の少なくとも一部をハードウェア（専用回路）で実現してもよい。
【００５６】
データ取得部２２は、ユーザーのスイング動作に対するモーションセンサー１０の一連の検出データを連続して取得する処理を行う。取得したデータは、例えばＲＡＭ６０に記憶される。
【００５７】
動作検出部２４は、データ取得部２０が取得した検出データを用いてスイングの動作（例えば、バックスイング、トップ、およびダウンスイングの少なくとも１つの動作を含むスイングの動作）の検出を行い、スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する処理を行う。特に、本実施形態の動作検出部２４は、角速度計算部２４０、微分計算部２４２、インパクト検出部２４４を含む。ただし、本実施形態の動作検出部２４は、これらの一部又は全部の構成（要素）を省略したり、新たな構成（要素）を追加した構成としてもよい。
【００５８】
角速度計算部２４０は、データ取得部２２がモーションセンサー１０から取得した検出データに基づいて、複数軸の回りの角速度の大きさの和（ノルム）を計算する処理を行う。なお、以下では各軸で生じた角速度の大きさの和のことを「ノルム」と表現する。
【００５９】
微分計算部２４２は、角速度計算部２４０が計算した角速度のノルムを時間で微分する処理を行う。
【００６０】
インパクト検出部２４４は、データ取得部２２が取得した検出データを用いて、スイングにおけるインパクトのタイミングを検出する処理を行う。例えば、インパクト検出部２４４は、角速度計算部２４０が検出データに基づいて計算した角速度のノルムを用いて、スイングにおけるインパクトのタイミングを検出する処理を行う。インパクト検出部２４４は、微分計算部２４２が計算した角速度のノルムの微分の値で正のピーク（極大点）と負のピーク（極小点）とが連続する部分（所定時間内にこれらのピークを含む部分）を検出し、当該正のピークおよび当該負のピークのうち先のピークのタイミングをインパクトのタイミングとして検出するようにしてもよい。特に、インパクト検出部２４４は、微分計算部２４２が計算した角速度のノルムの微分の値が最大となるタイミングと最小となるタイミングのうち、先のタイミングを１つのインパクト（最大インパクト）のタイミングとして検出するようにしてもよい。あるいは、インパクト検出部２４４は、角速度のノルムが最大となるタイミングを１つのインパクト（最大インパクト）のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６１】
動作検出部２４は、インパクト検出部２４４が検出したインパクト（最大インパクト）のタイミングを基準にスイング候補データのスイングの動作を検出するようにしてもよい。
【００６２】
なお、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト検出部２４４が検出したインパクト（最大インパクト）より前で、角速度計算部２４０が計算した角速度のノルムが極小となるタイミングをスイングのトップのタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６３】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト（最大インパクト）より前で角速度のノルムが所与の閾値以下の連続した区間をトップ区間（トップでの溜めの区間）として特定するようにしてもよい。
【００６４】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、トップより前で、角速度のノルムが第２閾値以下となるタイミングをスイングの開始のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、動作検出部２４は、スイングの開始のタイミングからトップのタイミングまでの間をバックスイングの区間として特定し、トップのタイミングからインパクト（最大インパクト）のタイミングまでの間をダウンスイングの区間として特定するようにしてもよい。
【００６６】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト（最大インパクト）より後で、角速度のノルムが極小となるタイミングをスイングの終了（フィニッシュ）のタイミングとして検出するようにしてもよい。あるいは、動作検出部２４は、インパクト（最大インパクト）より後で、角速度のノルムが第３閾値以下となる最初のタイミングをスイングの終了（フィニッシュ）のタイミングとして検出するようにしてもよい。
【００６７】
また、動作検出部２４は、スイング候補データにおいて、インパクト（最大インパクト）のタイミングより後で且つインパクト（最大インパクト）のタイミングに接近し、角速度のノルムが第４閾値以下となる連続した区間をフィニッシュ区間として特定するようにしてもよい。
【００６８】
スイングデータ判定部２６は、スイングに関連付けられる判定条件に基づき、スイング候補データから真のスイングデータを選択する処理を行う。
【００６９】
スイングデータ判定部２６は、１つのスイング候補データにおいて、インパクトのタイミングが１つである（最大インパクトのみである）ことを判定条件の１つとしてもよい。
【００７０】
また、スイングデータ判定部２６は、１つのスイング候補データにおいて、ダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも短いことを判定条件の１つとしてもよい。
【００７１】
また、スイングデータ判定部２６は、１つのスイング候補データにおいて、トップの時間を当該スイング候補データのスイングの開始からスイングの終了までの時間で割った値が第１閾値よりも小さいことを判定条件の１つとしてもよい。
【００７２】
表示処理部２８は、動作検出部２４が検出したユーザーのスイングの各動作に基づいて、当該スイングの各動作の時間を算出して、算出結果を画面（表示部４０）に表示する処理を行う。
【００７３】
なお、本実施形態の処理部２０は、これらの一部の構成（要素）を省略したり、新たな構成（要素）を追加した構成としてもよい。
【００７４】
この処理部２０、操作部３０、表示部４０、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ６０、不揮発性メモリー７０、記録媒体８０の全部又は一部の機能は、パーソナルコンピューター（ＰＣ）、あるいはスマートフォンなどの携帯機器などで実現することができる。
【００７５】
このスイング分析装置１は、モーションセンサー１０と処理部２０を物理的に分離した分離型として構成し、モーションセンサー１０と処理部２０のデータ通信を無線又は有線で行うようにしてもよい。あるいは、スイング分析装置１は、モーションセンサー１０と処理部２０を１つの筐体の中に設けた一体型として構成してもよい。
【００７６】
スイング分析装置１を分離型で構成する場合には、モーションセンサー１０を、スイング動作に応じて発生する角速度を検出可能な任意の位置に取り付ければよい。例えば、モーションセンサー１０は、図２（Ａ）に示すようにゴルフクラブ等のスイング器具に取り付けられる。ただし、インパクト時の衝撃の影響を受けないように、図示のようにシャフトに取り付けるのが好ましい。それ以外にも、図２（Ｂ）に示すようにユーザーの手やグローブなどに取り付けられてもよいし、図２（Ｃ）に示すように腕時計などのアクセサリーに取り付けられてもよい。
【００７７】
また、スイング分析装置１を一体型で構成する場合には、スイング分析装置１自体をゴルフクラブ等のスイング器具、ユーザーの手やグローブ、アクセサリーなどに取り付けてもよい。
【００７８】
２．スイング分析装置の処理
２−１．スイング分析の全体処理
図３は、スイング分析装置１の処理部２０によるスイング分析の全体処理の一例を示すフローチャート図である。
【００７９】
図３に示すように、本実施形態の処理部２０は、まず、データ取得部２２として機能し、モーションセンサー１０から検出データを取得する（Ｓ１０、データ取得ステップ）。データ取得部２２がモーションセンサー１０からデータを取得する期間（データ取得期間）は、何らかの方法で設定する。例えば、ユーザーあるいは補助者が、スイング開始前に操作部３０を操作することでデータ取得期間の開始タイミングを指示し、スイング終了後に操作部３０を操作することでデータ取得期間の終了タイミングを指示するようにしてもよい。また、例えば、ユーザーあるいは補助者が、スイング開始前に操作部３０を操作することでデータ取得期間の開始タイミングを指示し、所定時間経過後に自動的にデータ取得期間を終了するようにしてもよい。
【００８０】
次に、処理部２０は、動作検出部２４として機能し、ステップＳ１０で取得したすべてのデータをリズム検出の対象範囲に設定し（Ｓ１２）、リズム検出の対象範囲に設定されたデータ（すなわち取得した全データ）に対してリズム検出を行う（Ｓ１４、リズム検出ステップ）。なお、リズムとは、スイングの開始からスイングの終了までの一連の動作のことを言い、例えば、ゴルフスイングの場合、スイングの開始から、バックスイング、トップ、ダウンスイング、インパクト、フォロースルー、スイングの終了までの一連の動作に相当する。
【００８１】
ステップＳ１４でリズム検出がされなかった場合（Ｓ１６のＮ）は、取得したデータにスイング動作に対応するデータ（スイングデータ）が含まれていなかった判断して処理を終了する。この場合、取得したデータにスイングデータが含まれなかったことを表示部４０に表示するようにしてもよい。
【００８２】
一方、ステップＳ１４でリズム検出がされた場合（Ｓ１６のＹ）、処理部２０は、スイングデータ判定部２６として機能し、ステップＳ１４でリズム検出されたデータ（スイング候補データ）がユーザーのスイング動作に対応するスイングデータか否かを判定する（Ｓ１８、スイングデータ判定ステップ）。
【００８３】
ステップＳ１８でスイング候補データがスイングデータであると判定された場合（Ｓ２０のＹ）、処理部２０は、表示処理部２８として機能し、スイングデータのリズムを表示部４０に表示し（Ｓ２２、リズム表示ステップ）、処理を終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ１８でスイング候補データがスイングデータでないと判定された場合（Ｓ２０のＮ）は、処理部２０は、リズム検出の対象範囲を設定し直して、再度、ステップＳ１４以降の処理を行う。
【００８５】
２−２．リズム検出処理
図４は、処理部２０（動作検出部２４）によるリズム検出処理の一例を示すフローチャート図である。
【００８６】
図４に示すように、処理部２０（動作検出部２４）は、１回目のリズム検出処理において（Ｓ１００のＹ）、まず、角速度計算部２４０として機能し、リズム検出の対象範囲に設定されたデータ（以下、「リズム検出対象データ」という）に対して、各時刻ｔでの角速度のノルムｎ０（ｔ）の値を計算する（Ｓ１１０）。角速度のノルム（角速度の大きさの和）の求め方の一例として「角速度の大きさの２乗の和の平方根」から求める方法がある。例えば、モーションセンサー１０が３軸回りの角速度を検出し、リズム検出対象データに対して、各時刻ｔでの３軸分の検出データをｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｚ（ｔ）とすると、角速度のノルムｎ０（ｔ）は、次式（１）で計算される。
【００８７】
【数１】
【００８８】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対して、各時刻ｔでの角速度のノルムｎ０（ｔ）を所定範囲に正規化したノルムｎ（ｔ）に変換する（Ｓ１２０）。具体的には、リズム検出対象データにおける角速度のノルムの最大値をｍａｘ（ｎ０）とすると、次式（２）により、角速度のノルムｎ０（ｔ）が０〜１００の範囲に正規化したノルムｎ（ｔ）に変換される。
【００８９】
【数２】
【００９０】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、ノルム微分計算部２４２として機能し、各時刻ｔでのノルム（正規化後のノルムｎ（ｔ））の微分の値を計算する（Ｓ１３０）。例えば、リズム検出対象データの取得間隔をΔｔとすると、時刻ｔでの角速度のノルムの微分（差分）ｄｎ（ｔ）は次式（３）で計算される。
【００９１】
【数３】
【００９２】
一方、２回目以降のリズム検出処理（Ｓ１００のＮ）では、ステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理は行われない。
【００９３】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、インパクト検出部２４４として機能し、ノルムの微分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（最大インパクト）の時刻Ｔ５として設定する（Ｓ１４０）。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ノルム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ノルムの微分値が最大又は最小となるタイミング（すなわち、角速度のノルム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が振動するため、角速度のノルム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。
【００９４】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、インパクトの時刻Ｔ５より前でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在するか否かを判定し（Ｓ１５０）、存在すれば（Ｓ１５０のＹ）、当該極小点の時刻をトップの時刻Ｔ３として設定する（Ｓ１５２）。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ノルムが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。
【００９５】
一方、インパクトの時刻Ｔ５より前でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在しなければ（Ｓ１５０のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【００９６】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、インパクトの時刻Ｔ５より後でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在するか否かを判定し（Ｓ１５４）、存在すれば（Ｓ１５４のＹ）、当該極小点の時刻をフィニッシュの時刻Ｔ７として設定する（Ｓ１５６）。通常のゴルフスイングでは、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、インパクトのタイミングより後で角速度のノルムが０に近づき極小となるタイミングをフィニッシュのタイミングとして捉えることができる。
【００９７】
一方、インパクトの時刻Ｔ５より後でノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点が存在しなければ（Ｓ１５４のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【００９８】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、トップの時刻Ｔ３の前後でノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値以下の区間が存在するか否かを判定し（Ｓ１５８）、存在すれば（Ｓ１５８のＹ）、当該区間の最初と最後の時刻をそれぞれトップ区間の開始時刻Ｔ２と終了時刻Ｔ４として設定する（Ｓ１６０）。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ノルムが所与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。
【００９９】
一方、トップの時刻Ｔ３の前後でノルムｎ（ｔ）の値が閾値以下の区間が存在しなければ（Ｓ１５８のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【０１００】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、フィニッシュの時刻Ｔ７の前後でノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値以下の区間が存在するか否かを判定し（Ｓ１６２）、存在すれば（Ｓ１６２のＹ）、当該区間の最初と最後の時刻をそれぞれフィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６と終了時刻Ｔ８として設定する（Ｓ１６４）。通常のゴルフスイングでは、インパクトの後、徐々にスイング速度が小さくなって止まると考えられる。従って、フィニッシュのタイミングを含み角速度のノルムが所与の閾値以下の連続した区間をフィニッシュ区間として捉えることができる。
【０１０１】
一方、フィニッシュの時刻Ｔ７の前後でノルムｎ（ｔ）の値が閾値以下の区間が存在しなければ（Ｓ１６２のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【０１０２】
次に、処理部２０（動作検出部２４）は、トップ区間の開始時刻Ｔ２より前でノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値（第２閾値の一例）以下となるか否かを判定し（Ｓ１６６）、閾値以下となれば（Ｓ１６６のＹ）、当該閾値以下になる最後の時刻をスイング開始の時刻Ｔ１として設定する（Ｓ１６８）。なお、トップを特定する極小点より前で、ノルムが０に近づく極小点をスイング開始とみなしても良い。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ノルムが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。
【０１０３】
一方、トップ区間の開始時刻Ｔ２より前でノルムｎ（ｔ）の値が閾値以下とならなければ（Ｓ１６６のＮ）、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出対象データに対するリズム検出に失敗した（リズム検出対象データにはスイング候補データが含まれていない）として処理を終了する。
【０１０４】
最後に、処理部２０（動作検出部２４）は、リズム検出されたＴ１〜Ｔ８のデータをスイング候補データとし（Ｓ１７０）、処理を終了する。
【０１０５】
トップ区間、フィニッシュ区間、スイング開始の各閾値は、例えば、図５に示すようなテーブルデータとしてＲＯＭ５０やＲＡＭ６０などに記憶される。これらの閾値は、固定値でもよいし、可変値（例えば、ユーザー毎に個別に設定）でもよい。図５のように、各動作に対応して各閾値を設けておけば、極小点が複数発生した場合においても、スイングに対応した極小点の抽出が容易となる。
【０１０６】
なお、図４のフローチャートの各ステップを適宜入れ替えてもよい。
【０１０７】
また、図４のフローチャートにおいて、各時刻ｔでのノルム（正規化後のノルム）ｎ（ｔ）の微分ｄｎ（ｔ）の値を計算する工程（Ｓ１３０）は省略することが可能である。特にドライバーのスイングのように角速度のノルムの変化が大きいものについては微分工程（Ｓ１３０）は省略することができる。Ｓ１３０を省略する場合は、Ｓ１２０で求めた角速度のノルムの最大値をインパクト（最大インパクト）のタイミングとして検出すれば良い。
【０１０８】
また、図４のフローチャートのステップＳ１５４、Ｓ１５６において、インパクトのタイミングより後で角速度のノルムｎ（ｔ）の値が０に近づく極小点をフィニッシュのタイミングとしているが、例えば、インパクトより後で、角速度のノルムｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値（第３閾値の一例）以下となる最初のタイミングをスイングのフィニッシュのタイミングとして設定してもよい。
【０１０９】
また、図４のフローチャートでは、スイングの開始から、バックスイング、トップ、ダウンスイング、インパクト、フォロースルー、スイングの終了までのすべての動作を検出しているが、例えば、インパクトとダウンスイングだけの動作を検出するなどスイング動作の少なくとも１つの動作を検出するようにしてもよい。
【０１１０】
２−３．スイングデータ判定処理
図６は、処理部２０（スイングデータ判定部２６）によるスイングデータ判定処理の一例を示すフローチャート図である。
【０１１１】
図６に示すように、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、まず、スイング候補データにおいて、スイング開始の時刻Ｔ１からフィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８までのインパクトの数を算出する（Ｓ２００）。ここでいうインパクトとは、ゴルフクラブがボールに当たるインパクト（最大インパクト）だけでなく、ゴルフクラブが地面や障害物などに当たるインパクトも含まれる。例えば、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、角速度のノルムの微分（差分）ｄｎ（ｔ）があらかじめ設定した閾値を横切って超える回数をインパクトの数として算出する。
【０１１２】
スイング開始の時刻Ｔ１からフィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８までに含まれるインパクトが１つのみであれば（Ｓ２１０のＹ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、バックスイングの時間Ｔａ＝トップの時刻Ｔ３−スイング開始の時刻Ｔ１を計算し（Ｓ２２０）、さらに、ダウンスイングの時間Ｔｃ＝インパクトの時刻Ｔ５−トップの時刻Ｔ３を計算する（Ｓ２３０）。
【０１１３】
一方、スイング開始の時刻Ｔ１からフィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８までに含まれるインパクトが２つ以上あれば（Ｓ２１０のＮ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、当該スイング候補データが真のスイングデータではないと判定し、リズム検出の対象範囲から時刻Ｔ８以前のデータを除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９０）。通常のスイング動作では、スイングの開始から終了までにインパクトが１つであると考えられるので、スイング候補データの期間にインパクトのタイミングが１つでなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【０１１４】
そして、バックスイングの時間Ｔａがダウンスイングの時間Ｔｃよりも短ければ（Ｓ２４０のＹ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、トップ区間の時間Ｔｂ＝トップ区間の終了時刻Ｔ４−トップ区間の開始時刻Ｔ２を計算し（Ｓ２５０）、さらに、スイング候補データの全時間Ｔ=フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８−スイング開始の時刻Ｔ１を計算する（Ｓ２６０）。
【０１１５】
一方、バックスイングの時間Ｔａがダウンスイングの時間Ｔｃ以上であれば（Ｓ２４０のＮ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、当該スイング候補データが真のスイングデータではないと判定し、リズム検出の対象範囲から時刻Ｔ８以前のデータを除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９０）。通常のスイング動作では、ダウンスイングの時間がバックスイングの時間よりも短いと考えられるので、スイング候補データにおけるダウンスイングの時間Ｔｃがバックスイングの時間Ｔａ以上であれば当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。
【０１１６】
最後に、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、（トップ区間の時間Ｔｂ／スイング候補データの全時間Ｔ）の値を計算し、Ｔｂ／Ｔの値があらかじめ設定された閾値（第１閾値の一例）以下であれば（Ｓ２７０のＹ）、当該スイング候補データ（Ｔ１〜Ｔ８のデータ）を真のスイングデータと決定し（Ｓ２８０）、処理を終了する。
【０１１７】
一方、Ｔｂ／Ｔの値が閾値以下でなければ（Ｓ２７０のＮ）、処理部２０（スイングデータ判定部２６）は、当該スイング候補データが真のスイングデータではないと判定し、リズム検出の対象範囲から時刻Ｔ８以前のデータを除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９０）。通常のスイング動作では、トップ区間の時間と全時間との比が所定範囲であると考えられるので、スイング候補データにおけるＴｂ／Ｔの値が閾値以下でなければ当該スイング候補データは真のスイングデータではないと判定することができる。例えば、真のスイングデータであればＴｂ／Ｔの値が０．１５（＝１５％）を超えることはないと考えられるので、閾値を０．１５（＝１５％）に設定することができる。
【０１１８】
なお、図６のフローチャートの各ステップを適宜入れ替えてもよい。
【０１１９】
モーションセンサー１０から取得した全データの中にスイング候補データとなる複数のデータパターンが含まれる場合は、スイングデータが検出されるか、あるいはすべてのデータパターンがスイングデータでないと判定されるまで、図４のリズム検出処理と図６のスイングデータ判定処理が繰り返し行われる。例えば、モーションセンサー１０から取得した全データの中にスイング候補データとなる３つのデータパターン（時系列順にデータパターン１、データパターン２、データパターン３）が含まれ、最後のデータパターン３がスイングデータであるとする。この場合、図７に示すように、１回目はモーションセンサー１０から取得した全データをリズム検出対象データとしてリズム検出処理を行い、例えばデータパターン１がスイング候補データとして検出される。そして、このデータパターン１はスイングデータではないので、１回目のリズム検出対象データからデータパターン１を削除した残りのデータに対して２回目のリズム検出を行う。２回目のリズム検出処理で例えばデータパターン２が検出されると、このデータパターン２もスイングデータではないので、２回目のリズム検出対象データからデータパターン２を削除した残りのデータに対して３回目のリズム検出を行う。３回目のリズム検出処理でデータパターン３が検出され、このデータパターン３がスイングデータと判定される。
【０１２０】
２−４．リズム表示処理
図８は、処理部２０（表示処理部２８）によるリズム表示処理の一例を示すフローチャート図である。
【０１２１】
まず、処理部２０（表示処理部２８）は、スイングデータに対して、フォロースルーの時間Ｔｄ＝フィニッシュの時刻Ｔ７−インパクトの時刻Ｔ５を計算する（Ｓ３００）。
【０１２２】
次に、処理部２０（表示処理部２８）は、フィニッシュ区間の時間Ｔｅ＝フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８−フィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６を計算する（Ｓ３１０）。
【０１２３】
最後に、処理部２０（表示処理部２８）は、図６のステップＳ２２０、Ｓ２５０、Ｓ２３０、図８のステップＳ３００、Ｓ３１０でそれぞれ計算した各フェーズの時間（バックスイングの時間Ｔａ、トップ区間の時間Ｔｂ、ダウンスイングの時間Ｔｃ、フォロースルーの時間Ｔｄ、フィニッシュ区間の時間Ｔｅ）をグラフ化して表示部４０に表示する（Ｓ３２０）。
【０１２４】
図９は、スイング動作のリズム表示の一例を示す図である。図９の表示例では、スイング動作における各フェーズ（バックスイング、トップ区間、ダウンスイング、フォロースルー、フィニッシュ区間）を、それぞれの時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅに比例した長さで固有の色あるいは模様を有する矩形で時系列に沿って表示している。また、各フェーズの矩形表示の上側にそれぞれの時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅを表示している。このようなリズム表示により、ユーザーは、例えば、トップ区間Ｔｂが短いからトップでの溜めが足りない、ダウンスイングの時間Ｔｃが長いからインパクトが弱いというような自己のスイング動作のリズムに関する詳細な情報を得ることができる。また、スイングのリズムを全て表示させるだけでなく、スイングの各動作ごとに時間を表示しても良い。
【０１２５】
３．実験例
図１０〜図１４は、本実施形態のスイング分析装置１を用いたスイング動作のリズム分析の実験例に関する図である。
【０１２６】
図１０に示すように、本実験例では、ゴルフクラブ（ドライバー）のシャフトのグリップ近くに３軸の角速度を検出するモーションセンサー１０を取り付け、被験者が１回だけスイングを行ってゴルフボールを打った時のリズムを分析した。モーションセンサー１０は、ｘ軸がシャフトに平行な方向、ｙ軸がスイングの方向、ｚ軸がスイング面と垂直な方向になるように取り付けた。ただし、本実施形態のスイング分析装置１は、角速度のノルムに基づいて各フェーズの時間を計算するので、モーションセンサー１０の取り付け角は任意である。また、モーションセンサー１０を、不図示のＰＣ（処理部２０、操作部３０、表示部４０、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ６０、不揮発性メモリー７０、記録媒体８０などを備えている）とケーブルで接続し、ＰＣ側でモーションセンサー１０が検出した一連の３軸角速度データをＲＡＭ６０に取得し、取得したデータに含まれるスイングデータのリズムを分析して表示させた。
【０１２７】
図１１（Ａ）は、被験者がドライバーを持ってすぐにフルスイングした時のデータ取得期間（５秒間）に取得されたデータから３軸の角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１１（Ａ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度（ｄｐｓ）である。
【０１２８】
図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の３軸角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）から３軸角速度のノルムｎ０（ｔ）を式（１）に従って計算した後に式（２）に従って０〜１００にスケール変換（正規化）したノルムｎ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１１（Ｂ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度のノルム（０〜１００にスケール変換）である。
【０１２９】
図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）の３軸角速度のノルム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１１（Ｃ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は３軸角速度のノルムの微分値である。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）では横軸を０〜５秒で表示しているが、図１１（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。
【０１３０】
図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）より、図４に示したリズム検出処理のフローチャートに従ってスイング候補データを抽出し、スイング開始の時刻Ｔ１、トップ区間の開始時刻Ｔ２、トップの時刻Ｔ３、トップ区間の終了時刻Ｔ４、インパクトの時刻Ｔ５、フィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６、フィニッシュの時刻Ｔ７、フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８を計算した。その結果、Ｔ１＝１０００ｍｓｅｃ，Ｔ２＝１９６７ｍｓｅｃ，Ｔ３＝２０２４ｍｓｅｃ，Ｔ４＝２０８７ｍｓｅｃ，Ｔ５＝２３９７ｍｓｅｃ，Ｔ６＝３００２ｍｓｅｃ，Ｔ７＝３０７５ｍｓｅｃ，Ｔ８＝３２１０ｍｓｅｃであった。
【０１３１】
次に、このスイングデータ候補のＴ１〜Ｔ８の計算値を用いて、図６に示したスイングデータ判定処理のフローチャートに従って、バックスイングの時間Ｔａ、トップ区間の時間Ｔｂ、ダウンスイングの時間Ｔｃ、全時間Ｔを計算した。その結果、Ｔａ＝Ｔ３−Ｔ１＝１０２４ｍｓｅｃ，Ｔｂ＝Ｔ４−Ｔ２＝１２０ｍｓｅｃ，Ｔｃ＝Ｔ５−Ｔ３＝３７３ｍｓｅｃ，Ｔ＝Ｔ８−Ｔ１＝２２１０ｍｓｅｃであった。
【０１３２】
このスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定すると、Ｔ１〜Ｔ８の間に１つのインパクト（時刻Ｔ５のインパクト）のみ存在し、かつ、Ｔａ＞Ｔｃ、かつ、Ｔｂ／Ｔ＜閾値（例えば１５％）を満たすので、スイングデータの条件を満たしている。
【０１３３】
そこで、次に、図８に示したリズム表示処理に従い、フォロースルーの時間Ｔｄ及びフィニッシュ区間の時間Ｔｅを計算すると、Ｔｄ＝Ｔ７−Ｔ５＝６７８ｍｓｅｃ，Ｔｅ＝Ｔ８−Ｔ６＝２０８ｍｓｅｃであり、図１２に示すリズム表示が得られた。
【０１３４】
これに対して、図１３（Ａ）は、被験者がドライバーを持ってスイング前にドライバーを動かした後フルスイングした時のデータ取得期間（約２５秒間）に取得されたデータから３軸の角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１３（Ａ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度（ｄｐｓ）である。
【０１３５】
図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の３軸角速度ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）から３軸角速度のノルムｎ０（ｔ）を式（１）に従って計算した後に式（２）に従って０〜１００にスケール変換（正規化）したノルムｎ（ｔ）をグラフ表示した図である。図１３（Ｂ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は角速度のノルム（０〜１００にスケール変換）である。
【０１３６】
図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の３軸角速度のノルム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１３（Ｃ）において、横軸は時間（ｍｓｅｃ）、縦軸は３軸角速度のノルムの微分値である。
【０１３７】
図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）より、図４に示したリズム検出処理のフローチャートに従ってスイング候補データを抽出し、スイング開始の時刻Ｔ１、トップ区間の開始時刻Ｔ２、トップの時刻Ｔ３、トップ区間の終了時刻Ｔ４、インパクトの時刻Ｔ５、フィニッシュ区間の開始時刻Ｔ６、フィニッシュの時刻Ｔ７、フィニッシュ区間の終了時刻Ｔ８を計算した。その結果、Ｔ１＝３０７ｍｓｅｃ，Ｔ２＝９８４ｍｓｅｃ，Ｔ３＝９９８ｍｓｅｃ，Ｔ４＝１０１９ｍｓｅｃ，Ｔ５＝１９８２ｍｓｅｃ，Ｔ６＝２０９２ｍｓｅｃ，Ｔ７＝２１００ｍｓｅｃ，Ｔ８＝２１０９ｍｓｅｃのスイング候補データが抽出された。
【０１３８】
次に、この１回目のスイングデータ候補のＴ１〜Ｔ８の計算値を用いて、図６に示したスイングデータ判定処理のフローチャートに従って、バックスイングの時間Ｔａ、トップ区間の時間Ｔｂ、ダウンスイングの時間Ｔｃ、全時間Ｔを計算した。その結果、Ｔａ＝Ｔ３−Ｔ１＝６９１ｍｓｅｃ，Ｔｂ＝Ｔ４−Ｔ２＝３５ｍｓｅｃ，Ｔｃ＝Ｔ５−Ｔ３＝９８４ｍｓｅｃ，Ｔ＝１８０２ｍｓｅｃであった。
【０１３９】
この１回目のスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定すると、Ｔ１〜Ｔ８の間に２つのインパクト（時刻Ｔｘのインパクトと時刻Ｔ５のインパクト）が存在し、また、Ｔａ＜Ｔｃなので、スイングデータの条件を満たしていない。
【０１４０】
従って、１回目のスイング候補データは、真のスイングデータではないと判断し、全データから時刻Ｔ８以前のデータを削除した残りのデータに対して、２回目のリズム検出処理を行ってスイング候補データを抽出し、Ｔ１〜Ｔ８を計算した。その結果、Ｔ１＝１８３２４ｍｓｅｃ，Ｔ２＝１８９７６ｍｓｅｃ，Ｔ３＝１８９９７ｍｓｅｃ，Ｔ４＝１９０１８ｍｓｅｃ，Ｔ５＝１９２３３ｍｓｅｃ，Ｔ６＝１９７４６ｍｓｅｃ，Ｔ７＝１９８９１ｍｓｅｃ，Ｔ８＝２０９０２ｍｓｅｃのスイング候補データが抽出された。
【０１４１】
次に、この２回目のスイングデータ候補のＴ１〜Ｔ８の計算値を用いて、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔを計算した結果、Ｔａ＝６７３ｍｓｅｃ，Ｔｂ＝４２ｍｓｅｃ，Ｔｃ＝２３６ｍｓｅｃ，Ｔ＝２５７８ｍｓｅｃであった。
【０１４２】
そして、２回目のスイング候補データが真のスイングデータであるか否かを判定すると、Ｔ１〜Ｔ８の間に１つのインパクト（時刻Ｔ５のインパクト）のみ存在し、かつ、Ｔａ＞Ｔｃ、かつ、Ｔｂ／Ｔ＜閾値（例えば１５％）を満たすので、スイングデータの条件を満たしている。
【０１４３】
そこで、次に、図８に示したリズム表示処理に従い、フォロースルーの時間Ｔｄ及びフィニッシュ区間の時間Ｔｅを計算すると、Ｔｄ＝６５８ｍｓｅｃ，Ｔｅ＝１１５６ｍｓｅｃであり、図１４に示すリズム表示が得られた。このように、ユーザーがスイング動作の前に自由な動きをしたとしてもスイングデータが正しく選別され、スイング動作の詳細なリズムのデータが得られた。
【０１４４】
なお、図１１、図１３の例において、前述したように、各時刻ｔでのノルム（正規化後のノルム）ｎ（ｔ）の微分ｄｎ（ｔ）の値を計算する工程（Ｓ１３０）は省略することが可能である。特に図ドライバーのスイングのように角速度のノルムの変化が大きいものについては微分工程（Ｓ１３０）は省略することができる。微分工程を省略する場合は、Ｓ１２０で求めた角速度のノルム（図１１（ｂ）、図１２（ｂ））の最大値を最大インパクトのタイミングとして検出すれば良い。
【０１４５】
以上に説明したように、本実施形態によれば、モーションセンサー１０から取得した検出データからスイング候補データを抽出し、スイング候補データがスイングデータであるか否かを判定するので、ユーザーがスイング動作の開始や終了のタイミングを指示する必要がない。従って、ユーザーは、スイング前後に自由な動作を行うことができ、自然な動きの中でスイングを分析することができる。
【０１４６】
また、本実施形態によれば、検出したリズムの妥当性を評価することによりスイング候補データがスイングデータであるか否かを判定するので、波形のパターンマッチングを行う場合と比較して、より小さい計算負荷でスイングデータを抽出することができる。
【０１４７】
また、本実施形態によれば、モーションセンサー１０として角速度センサーを用いることで、加速度センサーを用いた場合と比較してスイング動作をより正確に検出するとともに、動きの小さいスイングも検出可能である。従って、例えば、トップとフィニッシュでゴルフクラブをどの程度緩やかに留めているかなど、より詳細な分析をすることができる。また、インパクトを基準にして、スイングの開始から、バックスイング、トップ、ダウンスイング、フォロースルー、スイングの終了までの各動作の少なくとも１つを検出することが可能となる。
【０１４８】
また、本実施形態によれば、角速度のノルムに基づいてスイング動作を検出するので、スイング動作に連動して動く場所に任意の向きにモーションセンサー１０を取り付けることができ、取り扱いが容易である。
【０１４９】
また、本実施形態によれば、角速度のノルムの値が急激に変化するため一連のスイング動作の中で最も捉えやすいインパクトのタイミングを最初に検出し、インパクトのタイミングに基づいてスイング動作の各フェーズを特定することで、より確実にスイング動作の検出を行うことができる。
【０１５０】
また、本実施形態によれば、スイング動作の各フェーズの時間を表示するので、ユーザーはスイング動作の詳細なリズムを容易に把握することができる。
【０１５１】
４，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。例えば、以下のような変形例が考えられる。
【０１５２】
［変形例１］
図１５は、変形例１におけるスイングデータ判定処理を示すフローチャート図である。図１５において、図６と同じ処理には同じ符号を付している。図１５に示すように、変形例１におけるスイングデータ判定処理では、スイング候補データがスイングデータではないと判定した場合（Ｓ２１０のＮ、Ｓ２４０のＮ又はＳ２７０のＮ）、リズム検出の対象範囲から当該スイング候補データ（時刻Ｔ１〜Ｔ８のデータ）を除外した残りのデータを新たなリズム検出の対象範囲に設定する（Ｓ２９２）。図１５におけるその他の処理については図６と同じである。
【０１５３】
例えば、モーションセンサー１０から取得した全データの中にスイング候補データとなる３つのデータパターン（時系列順にデータパターン１、データパターン２、データパターン３）が含まれ、２番目のデータパターン２がスイングデータであるとする。この場合、図１６に示すように、１回目はモーションセンサー１０から取得した全データをリズム検出対象データとしてリズム検出処理を行い、例えばデータパターン１がスイング候補データとして検出される。そして、このデータパターン１は真のスイングデータではないので、１回目のリズム検出対象データからデータパターン１を削除した残りのデータに対して２回目のリズム検出を行う。２回目のリズム検出処理で例えばデータパターン３が検出されると、このデータパターン３も真のスイングデータではないので、２回目のリズム検出対象データからデータパターン３を削除した残りのデータに対して３回目のリズム検出を行う。３回目のリズム検出処理でデータパターン２が検出され、このデータパターン２が真のスイングデータと判定される。
【０１５４】
このように、本変形例によれば、ユーザーがスイング動作の前だけでなく、スイング動作の後に大きなインパクトを生じさせるような動きをしても、確実にスイング動作を検出することができる。
【０１５５】
［変形例２］
図１７は、変形例１におけるリズム検出処理を示すフローチャート図である。また、図１８は、変形例１におけるスイングデータ判定処理を示すフローチャート図である。図１７に示すように、変形例１におけるリズム検出処理では、１回目のリズム検出処理において（Ｓ１００のＹ）、ノルムの微分ｄｎ（ｔ）の値があらかじめ設定された閾値以上となる時刻ｔとｄｎ（ｔ）の値との対応関係を示すテーブルを作成する（Ｓ１３２）。そして、ステップＳ１３２で作成した対応テーブル中のｄｎ（ｔ）が最大の時刻ｔをインパクト（最大インパクト）の時刻Ｔ５として設定する（Ｓ１４２）。図１７におけるその他の処理については図４と同じである。
【０１５６】
また、図１８に示すように、変形例１におけるスイングデータ判定処理では、スイング候補データが真のスイングデータではないと判定した場合（Ｓ２１０のＮ、Ｓ２４０のＮ又はＳ２７０のＮ）、対応テーブルから時刻Ｔ５と時刻Ｔ５におけるノルムの微分ｄｎ（Ｔ５）の値との対応関係を削除する（Ｓ２９２）。この新たな対応テーブルを用いて、２回目以降のリズム検出処理が行われる。
【０１５７】
このように、本変形例によれば、２回目以降のリズム検出処理において、インパクトの検出処理を最初からやり直す手間を省くことができるので、計算量及び計算時間を減らすことができる。
【０１５８】
［その他の変形例］
例えば、ユーザーがデータ取得期間において複数回のスイング動作を連続して行った場合、図４及び図６のフローチャートに従って複数のインパクトを含むデータからその前後の情報を解析し、複数回のスイング動作にそれぞれ対応する複数のスイングデータを選別するようにしてもよい。例えば、選別された複数のスイングデータに対するリズムを時系列に並べて表示するようにしてもよい。このようにすれば、複数回連続でスイングした際のスイング動作の抽出が可能になり、ユーザーは、スイング動作の安定性を明確に評価することができる。
【０１５９】
また、ユーザー毎に、過去に検出したスイング動作のリズムの情報を記憶し、その平均的な情報を用いて、スイングデータ判定処理で用いる種々の閾値を設定するようにしてもよい。このようにすれば、ユーザーの個性を反映してスイング動作の検出精度を向上させることができる。
【０１６０】
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。
【符号の説明】
【０１６１】
１ スイング分析装置、１０ モーションセンサー、２０ 処理部、２２ データ取得部、２４ 動作検出部、２６ スイングデータ判定部、２８ 表示処理部、３０ 操作部、４０ 表示部、５０ ＲＯＭ、６０ ＲＡＭ、７０ 不揮発性メモリー、８０ 記録媒体、２４０ 角速度計算部、２４２ 微分計算部、２４４ インパクト検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイングにより発生する物理量を検出するモーションセンサーと、
前記モーションセンサーの検出データを取得するデータ取得部と、
取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、
前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、前記スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部と、を含む、スイング分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記動作検出部は、
取得した前記検出データを用いて前記スイングのインパクトのタイミングを検出するインパクト検出部を含み、前記インパクトのタイミングを基準に前記スイング候補データの前記スイングの動作を検出する、スイング分析装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記スイングの動作は、バックスイング、トップ、およびダウンスイングの少なくとも１つの動作を含む、スイング分析装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記スイングデータ判定部が、
１つの前記スイング候補データにおいて、前記インパクトのタイミングが１つであることを前記判定条件の１つとしている、スイング分析装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記スイングデータ判定部が、
１つの前記スイング候補データにおいて、前記ダウンスイングの時間が前記バックスイングの時間よりも短いことを前記判定条件の１つとしている、スイング分析装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一項において、
前記スイングデータ判定部が、
１つの前記スイング候補データにおいて、前記トップの時間を前記スイング候補データの前記スイングの開始から前記スイングの終了までの時間で割った値が第１閾値よりも小さいことを前記判定条件の１つとしている、スイング分析装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１閾値は１５％である、スイング分析装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記モーションセンサーは、前記スイングにより複数軸の回りに発生する角速度を検出する角速度センサーであり、
前記動作検出部は、
取得した前記検出データを用いて、前記複数軸の各々の軸に発生する前記角速度の大きさの和を計算する角速度計算部を含む、スイング分析装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記動作検出部は、
前記角速度の大きさの和を用いて、前記スイングにおけるインパクトのタイミングを検出する、スイング分析装置。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記動作検出部は、
前記角速度の大きさの和を時間で微分する微分計算部をさらに含む、スイング分析装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記動作検出部は、
前記微分の値で正のピークと負のピークとが連続する部分を検出し、前記正のピークおよび前記負のピークのうち先のピークのタイミングをインパクトのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか一項において、
前記動作検出部は、
前記インパクトより前で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのトップのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記動作検出部は、
前記トップより前で、前記角速度の大きさの和が第２閾値以下となるタイミングを前記スイングの開始のタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか一項において、
前記動作検出部は、
前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１５】
請求項９乃至１３のいずれか一項において、
前記動作検出部は、
前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が第３閾値以下となる最初のタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１６】
請求項１３において、
前記動作検出部は、
前記スイングの開始のタイミングから前記トップのタイミングまでの間をバックスイングの区間として特定し、
前記トップのタイミングから前記インパクトのタイミングまでの間をダウンスイングの区間として特定する、スイング分析装置。
【請求項１７】
請求項８乃至１６のいずれか一項において、
前記角速度センサーは、ユーザーの手、グローブ、およびスイング器具の少なくとも１つに取り付け可能である、スイング分析装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか一項において、
前記動作検出部が検出した前記スイングの動作に基づいて、前記スイングの動作の時間を算出し、算出結果を画面に表示する表示処理部をさらに含む、スイング分析装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか一項において、
前記スイングは、ゴルフのスイングである、スイング分析装置。
【請求項２０】
モーションセンサーからスイングにより発生する物理量の検出データを取得するデータ取得部と、
取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、
前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、当該スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部としてコンピューターを機能させる、スイング分析プログラム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のスイング分析プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１】
スイングにより発生する物理量を検出するモーションセンサーと、
前記モーションセンサーの検出データを取得するデータ取得部と、
取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、
前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、前記スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部と、を含む、スイング分析装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記動作検出部は、
取得した前記検出データを用いて前記スイングのインパクトのタイミングを検出するインパクト検出部を含み、前記インパクトのタイミングを基準に前記スイング候補データの前記スイングの動作を検出する、スイング分析装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記スイングの動作は、バックスイング、トップ、およびダウンスイングの少なくとも１つの動作を含む、スイング分析装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記スイングデータ判定部が、
１つの前記スイング候補データにおいて、前記インパクトのタイミングが１つであることを前記判定条件の１つとしている、スイング分析装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記スイングデータ判定部が、
１つの前記スイング候補データにおいて、前記ダウンスイングの時間が前記バックスイングの時間よりも短いことを前記判定条件の１つとしている、スイング分析装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一項において、
前記スイングデータ判定部が、
１つの前記スイング候補データにおいて、前記トップの時間を前記スイング候補データの前記スイングの開始から前記スイングの終了までの時間で割った値が第１閾値よりも小さいことを前記判定条件の１つとしている、スイング分析装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１閾値は１５％である、スイング分析装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記モーションセンサーは、前記スイングにより複数軸の回りに発生する角速度を検出する角速度センサーであり、
前記動作検出部は、
取得した前記検出データを用いて、前記複数軸の各々の軸に発生する前記角速度の大きさの和を計算する角速度計算部を含む、スイング分析装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記動作検出部は、
前記角速度の大きさの和を用いて、前記スイングにおけるインパクトのタイミングを検出する、スイング分析装置。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記動作検出部は、
前記角速度の大きさの和を時間で微分する微分計算部をさらに含む、スイング分析装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記動作検出部は、
前記微分の値で正のピークと負のピークとが連続する部分を検出し、前記正のピークおよび前記負のピークのうち先のピークのタイミングをインパクトのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか一項において、
前記動作検出部は、
前記インパクトより前で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのトップのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記動作検出部は、
前記トップより前で、前記角速度の大きさの和が第２閾値以下となるタイミングを前記スイングの開始のタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか一項において、
前記動作検出部は、
前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が極小となるタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１５】
請求項９乃至１３のいずれか一項において、
前記動作検出部は、
前記インパクトより後で、前記角速度の大きさの和が第３閾値以下となる最初のタイミングを前記スイングのフィニッシュのタイミングとして検出する、スイング分析装置。
【請求項１６】
請求項１３において、
前記動作検出部は、
前記スイングの開始のタイミングから前記トップのタイミングまでの間をバックスイングの区間として特定し、
前記トップのタイミングから前記インパクトのタイミングまでの間をダウンスイングの区間として特定する、スイング分析装置。
【請求項１７】
請求項８乃至１６のいずれか一項において、
前記角速度センサーは、ユーザーの手、グローブ、およびスイング器具の少なくとも１つに取り付け可能である、スイング分析装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか一項において、
前記動作検出部が検出した前記スイングの動作に基づいて、前記スイングの動作の時間を算出し、算出結果を画面に表示する表示処理部をさらに含む、スイング分析装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか一項において、
前記スイングは、ゴルフのスイングである、スイング分析装置。
【請求項２０】
モーションセンサーからスイングにより発生する物理量の検出データを取得するデータ取得部と、
取得した前記検出データを用いて前記スイングの動作の検出を行い、前記スイングの動作が検出されたデータをスイング候補データとして抽出する動作検出部と、
前記スイングに関連付けられる判定条件に基づき、当該スイング候補データから真のスイングデータを選択するスイングデータ判定部としてコンピューターを機能させる、スイング分析プログラム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のスイング分析プログラムを記録した記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２５４２０５（Ｐ２０１２−２５４２０５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９１３４（Ｐ２０１１−１２９１３４）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
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