[发明专利]方位角校准方法和运动分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种方位角校准方法和运动分析装置。

背景技术

运动分析装置被用于挥摆动作这类的运动的分析中。当在挥摆时运动器具被挥动。在挥动时用手来握持运动器具的握柄。当运动器具被挥摆时，运动器具的姿态将根据时间轴而发生变化。在运动器具上安装有惯性传感器。根据惯性传感器的输出而在视觉上再现挥摆动作。作为这种的运动分析装置的一个具体示例，例如专利文献1所公开的那样，列举出高尔夫球挥杆分析装置。在专利文献1中公开了，在作为刚体的高尔夫球杆的杆身和球杆头等这两个位置处安装有惯性传感器。

例如，在实施高尔夫球挥杆的分析的情况下，有时不仅需要高尔夫球杆的运动分析，也需要操作高尔夫球杆的手腕的运动分析。在该种情况下，将在高尔夫球杆和手腕上分别安装惯性传感器。

如上文所述，在使用两个惯性传感器的情况下，由于各自的惯性传感器被大致地安装在高尔夫球杆和手腕上，因此两个惯性传感器之间检测轴的方向不一致。当在该状态下实施挥杆分析时，存在如下的问题，即，由于通过两个惯性传感器而被测量出的数据的方位不一致，因此由两个惯性传感器所取得的两个轨迹等与实际的变动不同地被再现，从而挥杆分析的精度将会下降。

特别是，存在如下课题，即，由于高尔夫球杆和手腕分别作为不同的刚体而发生姿态变化，因此使高尔夫球杆和手腕的方位难以一致。

专利文献1：日本特开2008-73210号公报

发明内容

本发明的几个方式提供一种如下的方位角校准方法和运动分析装置，其能够使根据分别被安装于通过拥有多自由度的节点而被连结的两个刚体上的两个惯性传感器而求出的矢量的方向一致。

(1)本发明的一个方式涉及一种如下的方位角校准方法，具备：第一矢量计算工序，利用被安装于通过拥有多自由度的节点而连结的两个刚体中的一方上的第一惯性传感器的输出，而对绝对坐标系中的所述节点处的第一矢量进行计算；第二矢量计算工序，利用被安装于所述两个刚体中的另一方上的第二惯性传感器的输出，而对所述绝对坐标系中的所述节点处的第二矢量进行计算；对所述第一矢量和所述第二矢量的方向之差进行计算的计算工序。

当以高尔夫球挥杆作为示例时，能够将手腕和高尔夫球杆视为，被手握持的高尔夫球杆的握柄上具有拥有多自由度的节点、且通过该节点而被连结的两个刚体。如果利用来自被安装于两个刚体中的一方上的第一惯性传感器的输出而被计算出的绝对坐标系中的节点处的第一矢量和、利用来自被安装于两个刚体中的另一方上的第二惯性传感器的输出而被计算出的相同坐标系中的节点处的第二矢量是相同的物理量，则其处于相同的方向是正确的。如果在第一、第二矢量的方向之间存在差分，则该差分将成为两个矢量的方位角之间的校准量。基于该校准量而能够进行多个传感器间的方位角校准。

(2)本发明的一个方式能够包括如下的工序，即，根据所述第一矢量和所述第二矢量的方向之差，对所述第一矢量及所述第二矢量中的至少一方的方向进行补正。

通过基于所取得的校准量而对第一矢量及第二矢量中的至少一方的方向进行补正，从而使节点处的第一、第二矢量的方向一致。

(3)在本发明的一个方式中，所述第一惯性传感器及所述第二惯性传感器中的每一个惯性传感器，包括三轴加速度传感器及三轴角速度传感器，并且能够将所述第一矢量及第二矢量中的每一个矢量设为所述节点的速度矢量。

节点的速度矢量能够利用来自第一、第二惯性传感器的加速度及角速度而进行计算。速度矢量与加速度矢量相比变动或干扰较少，并且与通过对速度矢量进行积分而被计算出的位置矢量相比积分的累积误差较少，从这一点来看，所述速度矢量适合校准量的计算。