[发明专利]运动解析方法和运动解析装置

说明书

技术领域

本发明涉及运动解析方法和运动解析装置等。

背景技术

在各种领域中都需要用到对物体的运动进行解析的装置。例如，可以把网球拍或高尔夫球杆的摆动轨道、棒球的投球或击球的姿势等与力量的提高联系起来。

目前，作为实用的运动解析装置，通常是利用红外线照相机等对带有标记的被测定物进行连续拍摄，使用所拍摄的连续图像来计算标记的移动轨迹，由此对运动进行解析。

【专利文献1】日本特开2004-24488号公报

然而，在这种运动解析装置中，由于需要用于对图像进行拍摄的红外线照相机，因此存在装置较大，难于操作的问题。例如，在希望从多个角度对网球练习中的图像进行拍摄的情况下，需要按照所希望拍摄的角度，移动红外线照相机的位置，或改变运动员的方向。

对此，近年来，提出了在被测定物上安装小型的惯性传感器，根据传感器的输出数据来解析被测定物的运动的装置，由于不需要红外线照相机，因此具有容易操作的优点。例如，对加速度传感器检测的加速度值a（t）分别进行时间积分处理，由此，能够计算出被测定物的速度V（t）和位置p（t）。

但是，一般而言，惯性传感器的输出值中除了所要观测的值以外，还包含误差。因此，当基于加速度传感器的输出数据分别进行时间积分处理来计算被测定物的速度V（t）和位置p（t）时，也对误差E（t）进行了时间积分，因此，随着时间（t）的经过，速度V（t）和位置p（t）的误差迅速增大。

发明内容

根据本发明的几个方面，能够提供一种能够得到消除了误差的累积的解析结果的运动解析方法和装置。

根据本发明的其他几个方面，能够提供一种能够简单地取得运动解析的计测开始时期的运动解析装置。

（1）本发明的一个方面涉及运动解析方法，将安装有传感器的物体以静止状态保持于保持器具而将所述传感器设定于第1位置，取得所述传感器的输出，所述传感器的输出包含：被设定于所述第1位置时的已知的所述传感器的第1输出数据；以及在所述物体从所述保持器具脱离后，所述传感器被设定于至少一个已知的第2位置时的所述传感器的第2输出数据，使用所述第1输出数据和所述第2输出数据，对所述物体的运动进行解析。

根据本发明的一个方式，能够利用传感器取得物体的物理量（加速度、角速度等），并根据该物理量通过运算求出物体的运动（速度、位置、旋转角等）。此时，当安装在保持器具所保持的物体上的传感器位于第1位置时，由于物体处于静止状态，因此，能够使用第1位置处的第1输出数据（特定位置数据，速度以及角速度均为零），对第1位置处的传感器输出及其运算结果进行初始化。在离开第1位置的物体运动中，在传感器输出中产生误差，误差随着运算而累积。只要使用至少一个第2位置处的第2输出数据，就能够消除该误差而对物体的运动进行解析。

（2）在本发明的一个方式中，可以是，所述至少一个已知的第2位置与所述物体从所述保持器具脱离后返回到所述保持器具时的所述第1位置相同。

该情况下，能够消除误差而对保持于保持器具的物体产生移动、并重新回到保持器具为止的物体的运动进行解析。而且，能够利用保持器具，相同并且正确地设定第1、第2位置，无需特别指定与保持器具相离的物体通过点，即可消除误差。

（3）在本发明的一个方式中，可以是，所述至少一个已知的第2位置是所述物体通过已知的通过点时的所述传感器的位置。

根据物体不同，有时需要特别指定运动中的通过点。例如，如果是高尔夫球杆，当将待击打的高尔夫球置于球座时，球座位置成为杆头的追加点。当球座位置已知时，可以作为第2位置加以利用。优选的是，将安装在保持器具所保持的物体上的传感器的位置兼用作第1位置和第2位置，将至少一个通过点设为其他的第2位置，当利用了3点或3点以上的位置处的已知数据时，能够进一步减小误差。

（4）在本发明的一个方式中，可以是，取得所述物体从所述保持器具脱离时的信号，对所述物体的运动进行解析。