ピエゾ抵抗型3軸加速度センサを用いたゴルフスイング技能評価システム

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"NI製品を使用することにより、この様なシステムを約1ヶ月という短期間で作り上げることができました。"

- 慶應義塾大学 政策・メディア研究科兼環境情報学部, 仰木 裕嗣 助教授

The Challenge:
スイング後に特徴と改善策を、すぐにプレーヤーに提案できるようにするため、容易にスイングフォームを解析できるアプリケーションが求められていました。

The Solution:
ゴルファーのドライバースイング時の動作を診断するため、ゴルファーの身体、およびゴルフクラブに3軸加速度センサを装着し、加速度信号とスイング映像を同時に計測します。

Author(s):
慶應義塾大学 政策・メディア研究科兼環境情報学部 - 仰木 裕嗣 助教授

背景
ゴルフは最も人気のあるスポーツのひとつです。多くのプレーヤーは、ドライバースイング技術の向上に特に関心を持っており、これまで様々な研究がなされてきました。ドライバースイングにおける飛距離は、身体のエネルギーをいかに効果的にボールの運動エネルギーにつなげるかに左右されます。スイングにおける身体のエネルギーの大半は、下半身、および体幹から得られていることは既に明らかになっています。ここで重要となるのは、体幹そのものの動かし方と、これを伝達する上肢の動かし方です。そこで、ゴルファーの体幹の動き、左手首のコック解放タイミングを推定し、いかに、より効果的にエネルギーをクラブの運動へと伝達できるかを提示することが可能なアプリケーションの開発に至りました。

課題
従来の研究は実験室で行われるものであったため、ゴルファーが手軽に自分のフォームに関する情報を得ることができませんでした。また、スイング後に特徴と改善策を、すぐにプレーヤーに提案できるようにするため、容易にスイングフォームを解析できるアプリケーションが求められていました。

ソリューション
ゴルファーのドライバースイング時の動作を診断するため、ゴルファーの身体、およびゴルフクラブに3軸加速度センサを装着し、加速度信号とスイング映像を同時に計測します。ゴルファーの腰、手首、およびゴルフクラブヘッドに取り付けられた異なる3タイプの3軸加速度センサ(図2、3、4)からの加速度信号は、NIのデータ集録デバイス「NI PCI-6025E」を通じてPCに取り込まれます。また、プログレッシブカメラを用いて撮影したゴルファーのスイング動作の映像信号はNIの画像入力ボード「NI PCI-1408」にてPCに取り込まれます。これらの異なる信号は、グラフィカルな開発環境「LabVIEW」にて開発されたアプリケーションを用いて同時に計測することが可能です。

図2 加速度センサ1

図3 加速度センサ2

図4 加速度センサ3

 

まとめ
本アプリケーションの開発により、ゴルファーの身体とゴルフクラブから得られた波形データを映像データと照らし合わせ、スイングを評価することができる様になりました。体全体の動きや、コックの解放など、プロゴルファーとアマチュアゴルファーの違いを明確に把握できるため、アマチュアゴルファーの指導に役立つと考えられています。またスイング後は、直ちに加速度、および映像をゴルファーに提示することができ、同時記録された加速度および映像をマウス操作で動かしながら観察することが可能です。NI製品を使用することにより、この様なシステムを約1ヶ月という短期間で作り上げることができました。今後はさらに高速度カメラの導入や筋電図などの同時計測も視野に入れ開発を進めていきます。

Author Information:
慶應義塾大学 政策・メディア研究科兼環境情報学部
仰木 裕嗣 助教授

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