JP7300731B2

JP7300731B2 - 多点測定装置

Info

Publication number: JP7300731B2
Application number: JP2020105858A
Authority: JP
Inventors: 昌業栂坂
Original assignee: Techno Craft Co Ltd
Current assignee: Techno Craft Co Ltd
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2023-06-30
Anticipated expiration: 2040-06-19
Also published as: JP2022000619A; WO2021256213A1

Description

本発明は、被測定体に設けた検知手段からの各データを監視して、データ間の時間的な分析を行なう多点測定装置に関する。

従来、複数の検知手段からの各データを同期させて、時間的な測定を正確に行なうために、人工衛星からの時間信号波をＧＰＳ受信部で受信し、この時間信号波を基準として検知手段からのデータの各々に同期信号を重畳させる多点測定装置を、本願出願人が以前提案し、既に特許を取得している（特許文献１）。

この特許文献１では、高精度なＧＰＳ原子時計を搭載する人工衛星に代えて、別な時刻信号源の使用についても言及しており、例えば特許文献２には、国際度量衡局（ＢＩＰＭ）によって管理されるローカル協定世界時時計（ＵＴＣ）を利用して、通信回線で接続された２つのネッツワークのリファレンスクロックを正確に同期させる考えが示されている。

特許第３８２９９６６号公報特表２０１６－５２７７４８号公報

しかし、上記特許文献１に開示される多点測定装置では、検知手段を有する各検知点で、ＧＰＳ受信部を動作させるための電源を必要とするだけでなく、ＧＰＳ受信部の大きさやコストの上昇も無視できない負担となる。こうした問題は、特許文献２の技術でも同じであり、国際度量衡局からのオフセット情報の入手を定期的に必要とするローカル協定世界時時計の使用は、余計な電源の追加に加えて、装置の大型化とコスト上昇を招く懸念を生じていた。

本発明は上記の問題を解決するもので、その目的は、特殊な時刻信号源を利用することなく、コンパクトで安価な装置構成を可能とする多点測定装置を提供することにある。

本願出願人は、上記目的を達成するために、従来には存在しない新規な多点測定装置を発明した。

すなわち本発明は、被測定体に設けた検知手段と、複数の前記検知手段からの各データが伝送される測定手段と、からなる多点測定装置において、前記検知手段は、第１振動子が生成した第１クロック信号により、当該検知手段で固有の第１時刻をカウントする第１クロック部が設けられ、前記測定手段は、第２振動子が生成した第２クロック信号により、基準となる第２時刻をカウントする第２クロック部と、前記第１クロック部に問合わせ信号を送出して、当該第１クロック部から第１時刻のデータを折返し受信すると、この受信した第１時刻と前記第２クロック部でカウントする第２時刻との差分を計算する時刻差算出部と、前記時刻差算出部で計算された差分に基づいて、前記検知手段からの各データを同期させるデータ同期部と、前記データ同期部で同期された各データに基づき、前記被測定体の物理的現象の変化を分析する分析手段と、前記分析手段により前記被測定体の各動作ポイントの時刻を特定し、そこから得られた２つの動作ポイントの間の時間を算出して得られる算出結果を表示する表示部と、を備え、前記算出結果が前記被測定体の画像と共に前記表示部に表示されることを特徴とする。

また、本発明の多点測定装置は、前記分析手段による分析結果から、前記被測定体に関する診断データを出力する診断手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、検知手段のそれぞれで第１クロック部がカウントする第１時刻が異なっていても、測定手段の時刻差算出部により基準となる第２時刻との差分を算出すれば、以後はデータ同期部がそれぞれの検知手段からのデータを時間的に差分調整して同期を計り、測定手段で同時刻における各データの値を正しく測定できる。したがって、特殊な時刻信号源を利用することなく、コンパクトで安価な装置構成を可能とする多点測定装置を提供できる。

請求項２の発明によれば、データ同期部で同期された各データに基づき、分析手段が被測定体の物理的現象の変化を分析することで、被測定体に関する診断データを診断手段から取得することが可能になる。

本発明の一実施形態となる多点測定装置の全体概要図である。同、腕時計型端末の平面図である。同、腕時計型端末の電気的構成を示すブロック図である。同、ゴルフコースの位置情報を示す図である。（Ａ）同、ショットが打ち上げ時の高低差を示す図である。（Ｂ）同、ショットが打ち下ろし時の高低差を示す図である。（Ｃ）同、ショットが水平時の高低差を示す図である。同、６軸センサーユニットの電気的構成を示すブロック図である。同、携帯端末の電気的構成を示すブロック図である。同、データ同期の手順の一例を示すフローチャートである。同、プレイヤーのスイング動作における腕と腰の角速度波形データの経時変化と、各動作ポイント間の時間を示した図である。同、プレイヤーのスイング動作における手首の加速度波形データの経時変化を示したグラフである。同、プレイヤーのスイング動作における腰の加速度波形データの経時変化を示したグラフである。同、プレイヤーのスイング動作における背中の加速度波形データの経時変化を示したグラフである。同、プレイヤーのスイング動作における前傾角度の経時変化を示したグラフである。同、プレイヤーのスイング動作における左右傾き角度の経時変化を示したグラフである。同、プレイヤーのスイング動作における前傾角度を説明する図である。同、プレイヤーのスイング動作における左右傾き角度を説明する図である。同、プレイヤーの左手首の３軸合成加速度及び腰の合成加速度の経時変化を示す図である。同、センター装置の電気的構成を示すブロック図である。同、プレイヤー自身のスイング分析から新たなゴルフクラブの購買までの手順を示した説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。

図１は、本実施形態における多点測定装置１００の主な構成と、多点測定装置１００が計測対象とする被測定体の一例として、ゴルフのプレイヤーＰを示したものである。同図において、ゴルフは周知のように、ゴルフ場ＧでプレイヤーＰがゴルフクラブ１をスイング動作して静止したボール２（図９を参照）を打ち、ホール（図示せず）と呼ばれる穴にいかに少ない打数で入れられるかを競うスポーツの一種である。ここでは、プレイヤーＰがゴルフクラブ１にスイング力を伝達する例えば左手首Ｐ１に、端末（ウェアブルウォッチ）となる腕時計型端末３が装着され、別な端末として、プレイヤーＰの下半身用服装の収容部であるポケット、好ましくは後ポケットに携帯端末４が収容される。また、プレイヤーＰの背中Ｐ２で左右の肩甲骨の中間位置には、例えばたすき掛けされた紐状のストラップ５を使用して、外形箱状の６軸センサーユニット６が装着される。

腕時計型端末３はプレイヤーＰの腕、好ましくは手首に装着されればよく、本実施形態では図１に示すように、腕時計型端末３を右打ちのプレイヤーＰの左手首Ｐ１に装着しているものとする。なお、腕時計型端末３は、左打ちのプレイヤーＰが使用することもでき、腕時計型端末３は、右手首に装着してもよい。

プレイヤーＰが保有する携帯端末４は、一般的なスマートフォンの機能を有し、扁平状をなす本体７の正面には、画面表示のための表示部８や、手動操作のための操作部９が設けられる。本実施形態では、携帯端末４を下半身用衣服の右後ポケット１１に収容しているが、携帯端末４はプレイヤーＰの腰Ｐ３の加速度等を計測するために腰Ｐ３に近接していればよく、左後ポケット１２に収容してもよい。

図２は、腕時計型端末３の外観を示しており、図３は、多点測定装置１００を構成する腕時計型端末３の主な構成要素を示している。これらの各図において、腕時計型端末３は、制御手段１５と、第一慣性計測部１６と、ＧＰＳ（Global Positioning System：地球測位システム）受信部１７と、気圧計測部１８と、気温計測部１９と、高度計測部２０と、集音部２１と、送受信部２２と、記憶部２３と、表示部２４と、操作部２５と、報知部２６と、振動子２７と、を備えている。

制御手段１５は、ＣＰＵ（中央演算装置）を含んで構成され、記憶部２３に記憶されたプログラム２８に基づいて腕時計型端末３の全体を制御する。このＣＰＵがプログラム２８にしたがって演算処理を実行することにより、腕時計型端末３の各機能が実現される。プログラム２８には、プレイヤーＰがゴルフクラブ１をスイング動作して打ち当てたボール２の飛距離を補正するための飛距離補正プログラムや、プレイヤーＰがゴルフクラブ１をスイング動作したときの左手首Ｐ１の加速度や角速度の波形データを、多点測定装置１００の測定手段となる携帯端末４に送り出すためのプレイデータ送出プログラムなどが含まれる。

第一慣性計測部１６は、被測定体となるプレイヤーＰの動きを検知するための検知手段として、何れも慣性センサーとなる加速度センサー３０及びジャイロセンサー３１が組み込まれている。加速度センサー３０は、プレイヤーＰの左手首Ｐ１における直交三軸方向の加速度を計測することができ、ジャイロセンサー３１は、プレイヤーＰの左手首Ｐ１における直交三軸の各軸回りの角速度を計測することができる。第一慣性計測部１６は、腕時計型端末３を装着したプレイヤーＰの一連のスイング動作時における左手首Ｐ１の加速度や角速度を計測する。第一慣性計測部１６により計測された加速度情報や角速度情報は、プレイヤーＰのスイング動作時における左手首Ｐ１の加速度波形や角速度波形として、制御手段１５に送出される。

ＧＰＳ受信部１７は、腕時計型端末３の現在位置を取得する位置計測部を構成し、複数の人工衛星３２からの電波を無線で受信することで、腕時計型端末３ひいてはその腕時計型端末３を装着するプレイヤーＰの三次元位置（経度、緯度及び高度）を計測し、その位置情報を制御手段１５に送出するものである。なお、腕時計型端末３の現在位置を検出できるものであれば、ＧＰＳ受信部１７以外の位置検出装置を利用してもよい。また、人工衛星３２には原子時計が搭載されている。この人工衛星３２からは特定の周波数にて極めて正確な時刻信号波が発信されており、これをＧＰＳ受信部１７により受信することで、腕時計型端末３の時間軸が規定される。ＧＰＳ受信部１７及び人工衛星３２が位置計測部として機能する。

気圧計測部１８は、圧力センサー３３が組み込まれており、この圧力センサー３３を使用して気圧を計測する、計測された気圧情報は、制御手段１５に送出される。

気温計測部１９は、サーミスタ（図示せず）を利用した温度センサー３４が組み込まれており、この温度センサー３４により気温を計測する。計測された気温情報は、制御手段１５に送出される。

高度計測部２０は、気圧計測部１８に組み込まれた圧力センサー３３を使用して、この圧力センサー３３で計測した気圧の変化量を基に現在位置の海抜高度（標高）（以下、「高度」という。）を計算し、現在位置の高度情報として制御手段１５に送出する。高度計測部２０は、気圧変化を変換して相対的な高度を算出するものであり、気圧が気象条件により変化すると、計測値の高度も変化する。そのため、正確な高度がわかる場所で高度計測部２０の高度を合わせることで、より正確な高度を計測することができる。例えば、ラウンド前にゴルフ場Ｇ内の正確な高度がわかる場所で高度を合わせることで、その後のプレイ中により正確な高度を計測することができる。なお、プレイヤーＰの現在位置における高度は、ＧＰＳ受信部１７が受信したプレイヤーＰの三次元位置（経度、緯度及び高度）の高度を用いてもよい。

集音部２１は、外部の音を集め音声情報として制御手段１５に送出するものであり、例えばマイクである。本実施形態の集音部２１は、プレイヤーＰの音声を集音することを想定しており、人間の音声が集音可能であればよい。集音部２１は、後述するショット地点の状態を音声により入力する際に状態入力部として機能する。また集音部２１は、第一慣性計測部１６による加速度の計測開始と計測終了を音声により指示する際に、第一指示入力部として機能する。

送受信部２２は、無線の通信手段を介して他の機器、例えば、携帯端末４との双方向通信を可能にするものである。そのため、腕時計型端末３は携帯端末４等と各種情報を送受信することができる。

記憶部２３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの各種記憶装置を用いて構成され、第一慣性計測部１６により計測された加速度情報及び角速度情報を含んだプレイデータ、ＧＰＳ受信部１７が受信した腕時計型端末３の位置情報、気圧計測部１８により計測された気圧情報、気温計測部１９により計測された気温情報、高度計測部２０により計測された高度情報、集音部２１から入力された音声情報等の各種情報を書き込み及び読み出し可能となっている。また、記憶部２３には予めゴルフ場Ｇのコースの地図情報３５が記憶されている。地図情報３５は、位置座標情報を含む２次元地図又は３次元地図であり、変更・追加・削除等の更新が可能である。

表示部２４は、制御手段１５からの表示制御信号を受け、腕時計型端末３の現在位置等の様々な表示を行なうものである。図２に示すように、表示部２４は腕時計型端末３の本体正面に露出して設けられる液晶モジュールや液晶パネルにより構成され、これらの液晶モジュールや液晶パネルは周知のように、多数のサブ画素を格子状に配列したドットマトリクスによる表示を行なうものである。表示部２４は、後述するアドバイス情報を文字や地図等により表示して提示する際に情報提示部として機能する。

操作部２５は、プレイヤーＰによる操作を受けて、電気的な操作信号を制御手段１５に送出するものである。図２に示すように、操作部２５は、第１ボタン２５Ａ、第２ボタン２５Ｂ、第３ボタン２５Ｃ及び第４ボタン２５Ｄを備えると共に、表示部２４がタッチパネル２５Ｅとなっており、表示部２４の表面部も操作部２５として機能する。なお、操作部２５としてのボタンの数は、４つに限るものではなく増減可能である。操作部２５は、後述するショット地点の状態を入力する際に状態入力部として機能する。また操作部２５は、第一慣性計測部１６による加速度の計測開始と計測終了を音声により指示する際に、第二指示入力部として機能する。集音部２１による第一指示入力部と、操作部２５による第二指示入力部は、少なくともどちらか一方を備えていればよい。

報知部２６は、記憶部２３に記憶された情報等を音声によりプレイヤーＰに報知するものであり、例えばスピーカーである。報知部２６は、後述するアドバイス情報を音声により提示する際に情報提示部として機能する。また報知部２６は、後述するベスト飛距離時のスイング情報を音声や振動で提示する際に、出力部として機能する。この場合の出力部は、例えば音声を出力するスピーカー及び／又は振動を発生するバイブレーターで構成される。

振動子２７は、決められた周期で生成されたクロック信号を、制御手段１５に送出するもので、例えばシリコン振動子や、セラミック振動子や、水晶振動子などにより構成される。また、マイコンとなる制御手段１５と同じシリコンチップ上に、発振回路となるシリコン振動子を形成することで、極めて小型且つ低コストに振動子２７を内蔵することができる。

制御手段１５は、プレイヤーＰがゴルフクラブ１をスイング動作したときに、そのゴルフクラブ１のヘッドに打ち当てたボール２の実際の飛距離を算出する飛距離算出部３７を備えている。図４を参照して、飛距離の具体的な算出方法を説明すると、腕時計型端末３が備える第一慣性計測部１６は、集音部２１や操作部２５からの計測開始の指示を受けて、腕時計型端末３を装着した部位の加速度と角速度の計測を開始し、集音部２１や操作部２５からの計測終了の指示を受けて、当該加速度と角速度の計測を終了し、この間に腕時計型端末３を装着したプレイヤーＰがスイングをした場合に相当する加速度や角速度の変化を計測すると、飛距離算出部３７は第一慣性計測部１６からの計測結果を受けて、プレイヤーＰがクラブ１をスイングしたと判断し、プレイヤーＰのスイングした位置Ａの位置情報をＧＰＳ受信部１７により取得する。飛距離算出部３７は、取得した位置Ａでの最後のスイングをプレイヤーＰがボール２を打った第１打と決定し、その位置情報を記憶部２３に記憶する。また飛距離算出部３７は、第一慣性計測部１６による計測開始から計測終了までの計測結果を、位置Ａの位置情報と関連付けて、位置Ａでの一連のスイング動作時の加速度と角速度の波形として、同じく制御手段１５に組込まれた後述するスイング計測制御部３８に転送する。

次に、プレイヤーＰが打ったボール２の到達地点まで移動し、その位置Ｂで飛距離算出部３７は位置Ａと同様に、第一慣性計測部１６による加速度と角速度の計測開始から計測終了までの間に、プレイヤーＰがクラブ１をスイングしたと判断した場合に、位置Ｂの位置情報をＧＰＳ受信部１７により取得する。飛距離算出部３７は、取得した位置Ｂでの最後のスイングをプレイヤーＰがボール２を打った第２打と決定し、その位置情報を記憶部２３に記憶する。また飛距離算出部３７は、第一慣性計測部１６による計測開始から計測終了までの計測結果を、位置Ｂの位置情報と関連付けて、位置Ｂでの一連のスイング動作時の加速度と角速度の波形としてスイング計測制御部３８に転送する。

そして飛距離算出部３７は、第１打を打った位置情報と第２打を打った位置情報を記憶部２３から読み出し、位置Ａと位置Ｂとの直線距離を算出する。算出された直線距離は、位置Ａからの第１打の飛距離として、前述した位置Ａでのスイング動作時の加速度と角速度の各波形と関連付けて記憶部２３に記憶される。以降同様に、第３打、第４打・・・での位置情報を取得し、それぞれ、位置Ｂからの第２打、位置Ｃからの第３打・・・の飛距離を算出し、位置Ｂ、位置Ｃ・・・でのスイング動作時の加速度と角速度の波形と関連付けて記憶部２３に記憶する。なお、本実施形態では、位置Ａでの最後のスイングをプレイヤーＰがボール２を打った第１打と決定しているが、プレイヤーＰがショットすることを声で宣言し、その後ショットすることで、その音声を集音部２１により集音し、集音した時の位置Ａの位置情報をＧＰＳ受信部１７により取得してもよいし、プレイヤーＰが操作部２５を操作し、位置Ａの位置情報をＧＰＳ受信部１７により取得してもよい。

また、飛距離算出部３７は、プレイヤーＰの打ったボール２がフェアウェイの中心位置Ｃから左右方向にずれているか否かを算出する。上記の第１打についての具体的な算出方法を説明すると、図４に示すように、位置Ａと位置Ｂを結んだ直線に対して直角な直線とフェアウェイの両端との交点である左端位置Ｌ及び右端位置Ｒの位置情報を地図情報３５から読み出す。そして、左端位置Ｌと右端位置Ｒを結んだ直線の中間点をフェアウェイの中心位置Ｃと決定する。その中心位置Ｃから位置Ｂが左方向に所定距離（例えば、２ｍ）以上離れた場合には第１打を左方向にずれたと判定し、中心位置Ｃから位置Ｂが右方向に所定距離（左方向と同様に、例えば、２ｍ）以上離れた場合には第１打を右方向にずれたと判定する。位置Ｂが中心位置Ｃから所定距離未満の場合には、第１打をずれ無しと判定する。左右方向のずれの判定は、その後の第２打、第３打・・・についても行なう。なお、左右方向のずれを判定する所定距離は任意に設定可能である。また、左右方向のずれの判定結果は、クラブ１の番手情報と紐付けされて記憶部２３に記憶される。複数の判定結果が蓄積されると、飛距離算出部３７は左方向にずれた割合、右方向にずれた割合、ずれ無しの割合を算出し、記憶部２３に記憶する。

上記の例では、プレイヤーＰが打ったボール２について、コースのフェアウェイの中心位置Ｃから位置Ｂのずれを、飛距離算出部３７が算出している。しかし、プレイヤーＰはコースによって、左サイドや右サイドへ意図的にボール２を打っている場合がかなりあるので、別な例として、左端位置Ｌと右端位置Ｒを結んだ直線の任意の地点を基準位置と決定し、その基準位置から位置Ｂのずれを、飛距離算出部３７で算出する構成としてもよい。基準位置は、例えばプレイヤーＰが操作部２５を操作し、ボール２をどの方向に打とうと意図していたのかを指示することで決定する。この場合、例えばボール２をフェアウェイの中央の方向に打とうと意図していたら、その旨を操作部２５への操作で指示すれば、上述した中心位置Ｃが基準位置として決定される。

図３に示すように、制御手段１５は、プレイヤーＰの打ったボール２の実際の飛距離から、高度、気温、気圧、及びショット地点の状態を考慮した補正飛距離を算出する補正飛距離算出部３９を備えている。ここで、高度による影響を考慮した補正飛距離算出部３９の算出方法を、上記の第１打の飛距離の補正飛距離について説明する。高度計測部２０は、位置Ａにおける高度を計測し、計測した高度情報を制御手段１５の補正飛距離算出部３９に送出する。補正飛距離算出部３９は、位置Ａの高度と基準高度である海抜０ｍとの高低差を算出し、その高度差に基づき実際の飛距離から所定の計算式により海抜０ｍにおいてショットしたと仮定した場合の補正飛距離を算出する。なお、本実施形態では、基準高度を海抜０ｍと設定して補正飛距離を算出しているが、この基準高度は任意に設定可能である。

また、高度計測部２０は、位置Ｂにおいても高度を計測し、計測した高度情報を制御手段１５の補正飛距離算出部３９に送出する。補正飛距離算出部３９は、位置Ａの高度と位置Ｂの高度とを比較し、高度に差がある場合には、その高低差Ｈを算出する。そして、図５（Ａ）に示すように位置Ａが位置Ｂよりも低い場合には、ショットが打ち上げであると判定し、図５（Ｂ）に示すように位置Ａが位置Ｂよりも高い場合には、ショットが打ち下ろしであると判定し、図５（Ｃ）に示すように位置Ａと位置Ｂに高度差が無い場合には、水平であると判定する。そして、打ち上げ又は打ち下ろしの場合には、その高低差Ｈに基づき実際の飛距離から所定の計算式により、位置Ａと位置Ｂに高低差Ｈが無いと仮定した補正飛距離を算出する。水平であると判定した場合には、実際の飛距離を補正飛距離とする。

次に、気温による影響を考慮した補正飛距離算出部３９の算出方法を、上記の第１打の飛距離の補正飛距離について説明する。気温計測部１９は、位置Ａにおける気温を計測し、計測した気温情報を制御手段１５の補正飛距離算出部３９に送出する。補正飛距離算出部３９は、位置Ａの気温と基準気温である摂氏２０度との温度差を算出し、その温度差に基づき実際の飛距離から所定の計算式により摂氏２０度においてショットしたと仮定した場合の補正飛距離を算出する。なお、本実施形態では、基準気温を摂氏２０度と設定して補正飛距離を算出しているが、この基準気温は任意に設定可能である。

次に、気圧による影響を考慮した補正飛距離算出部３９の算出方法を、上記の第１打の飛距離の補正飛距離について説明する。気圧計測部１８は、位置Ａにおける気圧を計測し、計測した気圧情報を制御手段１５の補正飛距離算出部３９に送出する。補正飛距離算出部３９は、位置Ａの気圧と基準気圧である1013ヘクトパスカルとの気圧差を算出し、その気圧差に基づき実際の飛距離から所定の計算式により1013ヘクトパスカルにおいてショットしたと仮定した場合の補正飛距離を算出する。なお、本実施形態では、基準気圧を1013ヘクトパスカルと設定して補正飛距離を算出しているが、この基準気圧は任意に設定可能である。

次に、ショット地点の状況による影響を考慮した補正飛距離算出部３９の算出方法を、上記の第１打の飛距離の補正飛距離について説明する。本実施形態においてショット地点の状況とは、ゴルフ場ＧでプレイヤーＰが打つボール２が置かれた地面の状態と、ショット時の風の強さと方向である。地面の状態は、ティーグランドＧ１、フェアウェイＧ２、ラフＧ３、バンカーＧ４、池Ｇ５、上り傾斜及び下り傾斜であり、ショット時の風の強さは、「強い」及び「弱い」であり、風の方向は、「アゲインスト」、「フォロー」及び「横風」である。なお、ボール２の飛距離に影響を与えるその他の環境の状態を考慮した補正飛距離を算出してもよい。

図３に示すように、制御手段１５は、集音部２１から送出された音声情報を判定する用語判定部４０を備えている。また、制御手段１５は、予め登録された用語を記憶させておく用語辞書部４１を備えている。予め登録される用語は、例えば、「ティーグランド」、「フェアウェイ」、「ラフ」、「バンカー」、「池」、「上り傾斜」、「下り傾斜」、「アゲインスト」、「フォロー」、「横風」等のショット地点の状態を表すものである。用語判定部４０は、集音部２１からの音声情報を受信すると、その音声情報に係る用語が用語辞書部４１に記憶された用語であるか否かを判定する。用語辞書部４１に記憶された用語である場合には、用語判定部４０は補正飛距離算出部３９にその用語に対応した用語信号を送出する。補正飛距離算出部３９は、用語信号を受信すると、その用語に対応した所定の計算式により、実際の飛距離からショット地点がフェアウェイＧ２であって、傾斜がなく、無風状態と仮定した場合の補正飛距離を算出する。なお、本実施形態では、ショット地点の基準状態をフェアウェイＧ２であって、傾斜がなく、無風状態と設定して補正飛距離を算出しているが、この基準状態は任意に設定可能である。

こうして補正飛距離算出部３９により、基準高度や、基準温度や、基準気圧や、ショット地点の基準状態でのボール２の飛距離となる補正飛距離を求めることで、後述するアドバイス算出部４２が、現在プレイ中のコースでの高度や、気温や、気圧や、ショット地点の状態を考慮した予測されるボール２の飛距離を算出し、その飛距離に適した推奨クラブの番手を、例えば表示部２４や報知部２６により提示する構成としてもよい。

用語辞書部４１には、予めクラブ１の番手に対応する用語が記憶されており、ショットをする前に、クラブ１の番手を音声入力することで、その用語（クラブ１の番手）に対応するクラブ１の番手情報が用語判定部４０から補正飛距離算出部３９に送出される。そのため、飛距離算出部３７は、クラブ１の番手に対応させて実際の飛距離情報を記憶部２３に送出する。同様に、補正飛距離算出部３９も、算出した補正飛距離をクラブ１の番手に対応させ、補正飛距離情報を記憶部２３に送出する。飛距離情報及び補正飛距離情報を受信した記憶部２３は、クラブ１の番手に対応させて、各打ごとに飛距離情報やスイング波形の加速度波形と関連付けて補正飛距離情報を記憶する。なお、用語辞書部４１に記憶される用語は、追加・削除・変更等の更新が可能である。

本実施形態では、ショット地点の状態及びクラブ１の番手を音声により入力する方法を採用しているが、操作部２５を操作してショット地点の状態及びクラブ１の番手を入力してもよい。

また、本実施形態では、高度、気温及び気圧を全て計測し、ショット地点の状態を入力しているが、例えば、気温を計測しない等、計測する項目や入力する項目は任意に決定することができ、これら以外の項目を追加してもよい。

制御手段１５は、第一慣性計測部１６からの加速度や角速度の波形データを、振動子２７からのクロック信号で決められた時刻ごとに取り込んで、プレイヤーＰのスイング時における左手首Ｐ１の動きを計測するスイング計測制御部３８を備えている。スイング計測制御部３８は、上述した飛距離算出部３７を経由した第一慣性計測部１６からの加速度と角速度の波形データを受けて、この波形データにクロック部４３からの時刻情報を付加したプレイデータを記憶部２３に記憶させ、全てのプレイが終了した後に、携帯端末４の操作部９からプレイデータの同期を指示する操作が行われると、記憶部２３にそれまで記憶されていたプレイデータを、腕時計型端末３の送受信部２２から携帯端末４に転送する機能を有する。制御手段１５に備えたクロック部４３は、振動子２７からのクロック信号に基づき、腕時計型端末３としての時刻をカウントするもので、ここでは第一慣性計測部１６からの加速度と角速度の波形データに付加する時刻情報として、例えば波形データの開始の時刻や、波形データの開始と終了の時刻や、波形データの開始や終了に関係なく、設定された一定時間ごとの時刻を付加する。或いは、第一慣性計測部１６から加速度や角速度の波形データを取り込むたびに、クロック部４３でカウントされた時刻を付加してもよい。ここでのクロック部４３は、腕時計型端末３の第一慣性計測部１６における時刻をカウントする第１クロック部として、当該第一慣性計測部１６に設けられる。

またスイング計測制御部３８は、携帯端末４の操作部９からクロック問合わせ信号が送出され、その信号を送受信部２２で受信すると、クロック部４３でカウントされる最新の時刻を送受信部２２から携帯端末４に折返し送信する機能を有する。携帯端末４からのクロック問合わせ信号は、操作の手間を簡単にするために、例えば前述したプレイデータの同期を指示する操作が行われたときに送出してもよいし、別なタイミングで何らかの操作に伴い送出してもよい。

図６は、本実施形態の多点測定装置１００を構成する６軸センサーユニット６の主な構成要素を示している。同図において、６軸センサーユニット６は、制御手段４５と、第二慣性計測部４６と、送受信部４７と、記憶部４８と、振動子４９と、を備えている。

制御手段４５は、ＣＰＵ（中央演算装置）を含んで構成され、記憶部４８に記憶されたプログラム５２に基づいて６軸センサーユニット６の全体を制御する。このＣＰＵがプログラム５２にしたがって演算処理を実行することにより、６軸センサーユニット６の各機能が実現される。

第二慣性計測部４６は、プレイヤーＰの動きを検知するための検知手段として、何れも慣性センサーとなる加速度センサー５３及びジャイロセンサー５４が組み込まれている。加速度センサー５３は、直交三軸方向の加速度を計測することができ、ジャイロセンサー５４は、直交三軸の各軸回りの角速度を計測することができる。第二慣性計測部４６は、６軸センサーユニット６がストラップ５により背中Ｐ２に装着された状態でプレイヤーＰがスイング動作を行なうことで、プレイヤーＰの背中Ｐ２の加速度や角速度を計測する。第二慣性計測部４６により計測された加速度情報や角速度情報は、プレイヤーＰのスイング動作時における背中Ｐ２３の加速度波形や角速度波形として、制御手段４５のスイング計測制御部５６に送出される。

送受信部４７は、有線や無線の通信手段を介して、携帯端末４と６軸センサーユニット６との双方向通信を可能にするものである。

記憶部４８は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの各種記憶装置を用いて構成され、第二慣性計測部４６により計測された加速度情報及び角速度情報を含んだプレイデータ等の各種情報を書き込み及び読み出し可能となっている。

振動子４９は、決められた周期で生成されたクロック信号を、制御手段４５に送出するもので、例えばシリコン振動子や、セラミック振動子や、水晶振動子などにより構成される。また、マイコンとなる制御手段４５と同じシリコンチップ上に、発振回路となるシリコン振動子を形成することで、極めて小型且つ低コストに振動子４９を内蔵することができる。

制御手段４５は、第二慣性計測部４６からの加速度や角速度の波形データを、振動子４９からのクロック信号で決められた時刻ごとに取り込んで、プレイヤーＰのスイング時における背中Ｐ２の動きを計測するスイング計測制御部５６を備えている。スイング計測制御部５６は、第二慣性計測部４６からの加速度と角速度の波形データを受けて、この波形データにクロック部５７からの時刻情報を付加したプレイデータを記憶部４８に記憶させ、全てのプレイが終了した後に、携帯端末４の操作部９からプレイデータの同期を指示する操作が行われると、記憶部２３にそれまで記憶されていたプレイデータを、６軸センサーユニット６の送受信部４７から携帯端末４に転送する機能を有する。制御手段４５に備えたクロック部５７は、振動子４９からのクロック信号に基づき、６軸センサーユニット６としての時刻をカウントするもので、ここでは第二慣性計測部４６からの加速度と角速度の波形データに付加する時刻情報として、例えば波形データの開始の時刻や、波形データの開始と終了の時刻や、波形データの開始や終了に関係なく、設定された一定時間ごとの時刻を付加する。或いは、第二慣性計測部４６から加速度や角速度の波形データを取り込むたびに、クロック部５７でカウントされた時刻を付加してもよい。ここでのクロック部５７は、腕時計型端末３の第一慣性計測部１６における時刻とは別に、６軸センサーユニット６の第二慣性計測部４６における時刻をカウントする第１クロック部として、当該第二慣性計測部４６に設けられる。

図７は、本実施形態の多点測定装置１００を構成する携帯端末４の主な構成要素を示している。同図において、携帯端末４は、前述した表示部８や操作部９の他に、制御手段６１と、第三慣性計測部６２と、ＧＰＳ（Global Positioning System：地球測位システム）受信部６３と、送受信部６４と、記憶部６５と、報知部６６と、振動子６７と、を備えている。

制御手段６１は、ＣＰＵ（中央演算装置）を含んで構成され、記憶部６５に記憶されたプログラム６９に基づいて携帯端末４の全体を制御する。このＣＰＵがプログラム６９にしたがって演算処理を実行することにより、携帯端末４の各機能が実現される。また、上述のとおり、プログラム２８により腕時計型端末３の各機能が実現され、プログラム５２により６軸センサーユニット６の各機能が実現される。これらのプログラム２８，５２，６９は、プレイヤーＰのスイング動作を解析するためのスイング解析プログラムに相当し、これらプログラム２８，５２，６９が、腕時計型端末３、６軸センサーユニット６及び携帯端末４にそれぞれ組み込まれたコンピュータとしての制御手段１５，４５，６１により実行されることで、多点測定装置１００のスイング解析システムが実現される。

第三慣性計測部６２は、プレイヤーＰの動きを検知するための検知手段として、何れも慣性センサーとなる加速度センサー７１及びジャイロセンサー７２が組み込まれている。加速度センサー７１は、直交三軸方向の加速度を計測することができ、ジャイロセンサー７２は、直交三軸の各軸回りの角速度を計測することができる。第三慣性計測部６２は、携帯端末４が右後ポケット１１に収容された状態でプレイヤーＰがスイング動作を行なうことで、プレイヤーＰの腰Ｐ３の加速度や角速度を計測する。第三慣性計測部６２により計測された加速度情報や角速度情報は、プレイヤーＰのスイング動作時における左腰Ｐ３の加速度波形や角速度波形として、制御手段６１のスイング計測制御部７３に送出される。

ＧＰＳ受信部６３は、携帯端末４の現在位置を取得する位置計測手段を構成し、複数の人工衛星３２からの電波を無線で受信することで、携帯端末４の三次元位置（経度、緯度及び高度）を計測し、その位置情報を制御手段４５に送出するものである。なお、携帯端末４の現在位置を検出できるものであれば、ＧＰＳ受信部６３以外の位置検出装置を利用してもよい。また、人工衛星３２には原子時計が搭載されている。この人工衛星３２からは特定の周波数にて極めて正確な時刻信号波が発信されており、これをＧＰＳ受信部６３により受信することで、携帯端末４の時間軸が規定される。上述のとおり、腕時計型端末３も、人工衛星３２からの時刻信号波を受信して時間軸が規定されることから、人工衛星３２からの受信電波を利用すれば、腕時計型端末３と携帯端末４の時間軸は同期される。

送受信部６４は、有線や無線の通信手段を介して、腕時計型端末３と携帯端末４との間と、６軸センサーユニット６と携帯端末４との間の双方向通信を可能にするものである。そのため携帯端末４は、腕時計型端末３や６軸センサーユニット６等と各種情報を送受信することができる。

記憶部６５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの各種記憶装置を用いて構成され、ＧＰＳ受信部６３が受信した携帯端末４の位置情報の他に、腕時計型端末３や携帯端末４や６軸センサーユニット６からそれぞれ取得したプレイデータと、腕時計型端末３から取得した飛距離情報及び補正飛距離情報と、それらのプレイデータや飛距離情報及び補正飛距離情報から得られる様々な分析情報等の各種情報を書き込み及び読み出し可能となっている。

表示部８は、携帯端末４の本体正面に露出して設けられる液晶モジュールや液晶パネルにより構成され、これらの液晶モジュールや液晶パネルは周知のように、多数のサブ画素を格子状に配列したドットマトリクスによる表示を行なうものである。

操作部９は、プレイヤーＰによる操作を受けて、電気的な操作信号を制御手段４５に送出するものである。本実施形態の携帯端末４では、表示部８がタッチパネルとなっており、表示部８の表面部が操作部９として機能する。また操作部９は、前述の腕時計型端末３に備えた操作部２５と同様に、第一慣性計測部１６や第三慣性計側部６２による加速度と角速度の計測開始と計測終了を音声により指示する際に、第二指示入力部として機能する。

報知部６６は、前述の腕時計型端末３に備えた報知部２６と同様に、後述するベスト飛距離時のスイング情報を音声や振動で提示する際に、出力部として機能する。出力部は、例えば音声を出力するスピーカー及び／又は振動を発生するバイブレーターで構成される。

制御手段６１は、第三慣性計測部６２からの加速度や角速度の波形データを、振動子６７からのクロック信号で決められた時刻ごとに取り込んで、プレイヤーＰのスイング時における腰Ｐ３の動きを計測するスイング計測制御部７３を備えている。スイング計測制御部７３は、第三慣性計測部６２からの加速度と角速度の波形データを受けて、この波形データにクロック部７４からの時刻情報を付加したプレイデータを記憶部６５に記憶させる。制御手段６１に備えたクロック部７４は、振動子６７からのクロック信号に基づき、携帯端末４としての時刻をカウントするもので、ここでは第三慣性計測部６２からの加速度と角速度の波形データに付加する時刻情報として、例えば波形データの開始の時刻や、波形データの開始と終了の時刻や、波形データの開始や終了に関係なく、設定された一定時間ごとの時刻を付加する。或いは、第三慣性計測部６２から加速度や角速度の波形データを取り込むたびに、クロック部７４でカウントされた時刻を付加してもよい。ここでのクロック部７４は、腕時計型端末３の第一慣性計測部１６における時刻や、６軸センサーユニット６の第二慣性計測部４６における時刻とは別に、携帯端末４の第三慣性計測部６２における時刻をカウントする第１クロック部として、当該第三慣性計測部６２に設けられる他に、後述する分析部７５における基準となる時刻をカウントする第２クロック部として、当該分析部７５に設けられる。

制御手段６１はさらに、時計型端末３や携帯端末４や６軸センサーユニット６からそれぞれ取り込んだプレイデータの中の波形データを互いに同期させ、これらの同期した波形データと、腕時計型端末３から取り込んだ飛距離情報及び補正飛距離情報と、に基づいて、プレイヤーＰによる一連のスイング動作と飛距離との関係を分析する分析部７６を備えている。分析部７６は、複数の検知手段からの各データとして、第一慣性計測部１６からの波形データにクロック部４３からの時刻情報を付加したプレイデータと、第二慣性計測部４６からの波形データにクロック部５７からの時刻情報を付加したプレイデータと、第三慣性計測部６２からの波形データにクロック部７４からの時刻情報を付加したプレイデータが伝送される測定手段に相当するもので、ここでは多点測定装置１００として機能する時刻差算出部７７と、データ同期部７８と、データ解析部７９をそれぞれ備えている。

時刻差算出部７７は、クロック部７４でカウントする基準となる時刻と、腕時計型端末３のクロック部４３や、６軸センサーユニット６のクロック部５７でカウントする時刻との差分を算出するもので、携帯端末４の送受信部６４から腕時計型端末３のクロック部４３にクロックの問合わせ信号を送出して、そのクロック部４３から最新の時刻のデータを折返し受信すると、この受信した時刻と携帯端末４のクロック部７４でカウントする最新の時刻との差分を計算し、また携帯端末４の送受信部６４から６軸センサーユニット６のクロック部５７に問合わせ信号を送出して、そのクロック部５７から最新の時刻のデータを折返し受信すると、この受信した時刻と携帯端末４のクロック部７４でカウントする最新の時刻との差分を計算する機能を有する。時刻差算出部７７がどのタイミングで問合わせ信号を送出するのかは、特に限定されない。また本実施形態では、第三慣性計測部６２のクロック部７４が基準となる時刻そのものをカウントするため、時刻差算出部７７が第三慣性計測部６２のクロック部７４に関する時刻の差分を計算する必要はなく、構成の簡素化を図ることができる。

データ同期部７８は、例えば携帯端末４の操作部９からプレイデータの同期を指示する操作が行われると、プレイデータを取得するための指示信号を、腕時計型端末３のスイング計測制御部３８や、６軸センサーユニット６のスイング計測制御部５６に送出して、腕時計型端末３の記憶部２３に記憶されているプレイデータと、６軸センサーユニット６の記憶部４８に記憶されているプレイデータとをそれぞれ取り込んで、これらをスイング計測制御部７３により第三慣性計測部６２からの加速度と角速度の波形データにクロック部７４からの時間情報を付加して得られたプレイデータと共に記憶部６５に記憶させ、その後に時刻差算出部７７で計算された時刻の差分に基づいて、記憶部６５に記憶されたそれぞれのプレイデータを互いに同期させる機能を有する。

データ同期部７８がどのタイミングで腕時計型端末３や６軸センサーユニットからプレイデータを取り込むのかは、特に限定されない。例えば、携帯端末４の操作部９からプレイデータの同期を指示する操作が行われると、既に携帯端末４との間で通信が確立された腕時計型端末３からのプレイデータだけを取り込み、それとは別に、６軸センサーユニット６と携帯端末４との間で通信が確立されると、操作端末４から操作を行なうことなく、６軸センサーユニット６からのプレイデータを自動的に取り込むようにしてもよい。或いは、６軸センサーユニット６と携帯端末４との間で通信が確立されたときに、６軸センサーユニット６だけでなく、腕時計型端末３からも、操作端末４から操作を行なうことなく、プレイデータを自動的に取り込むことができる構成としてもよい。

データ解析部７９は、第一慣性計測部１６が計測したプレイヤーＰの左手首Ｐ１の加速度及び角速度と、第二慣性計測部４６が計測したプレイヤーＰの背中Ｐ２の加速度及び角速度と、第三慣性計測部６２が計測したプレイヤーＰの腰Ｐ３の加速度及び角速度と、飛距離算出部３７が算出したボール２の飛距離と、補正飛距離算出部３９が算出した補正飛距離と、に基づいてプレイヤーＰのスイング動作と飛距離との関係を解析するものである。本実施形態では、プレイヤーＰによる一連のスイング動作における、いわゆるタメ、各動作ポイントの時刻、左手首Ｐ１の加速度、角速度及び傾き、背中Ｐ２の加速度、角速度及び傾き、腰Ｐ３の加速度、角速度及び傾き、とボール２の飛距離との関係を解析する。

上述の通り、腕時計型端末３の第一慣性計測部１６と、６軸センサーユニット６の第二慣性測定部４６と、携帯端末４の第三慣性計測部６２の時間軸は、同期されるようになっており、プレイヤーＰが一連のスイング動作を行なったときに、第一慣性計測部１６により計測された３軸加速度及び３軸角速度の波形データに、クロック部４３からの時刻情報を付加した左手首Ｐ１のプレイデータと、第二慣性測定部４６により計測された３軸加速度及び３軸角速度の波形データに、クロック部５７からの時刻情報を付加した背中Ｐ２のプレイデータと、第三慣性測定部６２により計測された３軸加速度及び３軸角速度の波形データに、クロック部７４からの時刻情報を付加した腰Ｐ３のプレイデータが、データ同期部７８により記憶部６５に記憶され、クロック部７４がカウントする時刻に対するクロック部４３やクロック部５７がカウントする時刻の差分を、時刻差算出部７７がそれぞれ算出することで、左手首Ｐ１、背中Ｐ２、腰Ｐ３の各プレイデータに含まれる加速度と角速度の波形データが互いに同期される。

図８は、こうした時刻差算出部７７とデータ同期部７８とによるデータ同期の好適な手順の一例を示したものである。同図において、ステップＳ１では、携帯端末４からクロックを問合わせるために、携帯端末４の時刻差算出部７７が腕時計型端末３や６軸センサーユニット６に向けて、クロックの問合わせ信号を送出する。クロックの問い合わせ信号は、腕時計型端末３と６軸センサーユニット６に向けて一斉に送信してもよいし、別々のタイミングでそれぞれに送信してもよい。

これを受けてステップＳ２では、腕時計型端末３や６軸センサーユニット６から内部クロックでカウントされている時刻を携帯端末４に返す。腕時計型端末３のクロック部４３がクロックの問合わせ信号を受信すると、クロック部４３でカウントされた最新の時刻のデータを、送受信部２２から携帯端末４に折返し送信する。同様に、６軸センサーユニット６のクロック部５７がクロックの問合わせ信号を受信すると、クロック部５７でカウントされた最新の時刻のデータを、送受信部４７から携帯端末４に折返し送信する。

ステップＳ３では、携帯端末４が最新の時刻のデータを受信したか否かが判断される。腕時計型端末３や６軸センサーユニット６から最新の時刻のデータを携帯端末４の送受信部２２が受信すると、次のステップＳ４に移行して、時刻差算出部７７は受信した最新の時刻のデータと、内部時計となるクロック部７４でカウントされている最新の時刻との差分を計測する。ステップＳ４では、携帯端末４のクロック部７４でカウントされる最新の時刻に対して、腕時計型端末３のクロック部４３でカウントされる最新の時刻の差分と、６軸センサーユニット６のクロック部５７でカウントされる最新の時刻の差分がそれぞれ算出される。なお、ステップＳ３で携帯端末４が一定時間内に腕時計型端末３や６軸センサーユニット６から最新の時刻のデータを受信できなかった場合には、ステップＳ１の手順に戻って、クロックの問合わせ信号を再度送出する。

こうして、ステップＳ４で時刻差算出部７７による差分の計算が行われると、以降はデータ同期部７８が腕時計型端末３の第一慣性計測部１６で計測された波形データと、６軸センサーユニット６の第二慣性測定部４６で計測された波形データに加えて、携帯端末４の第三慣性計測部６２で計測された波形データとの間で時間的な差分を調整して、これらの波形データの同期をとるようにする。したがって、例えば６軸センサーユニット６のように、検知手段となる第二慣性測定部４６に第１クロック部となるクロック部５７だけを備えていれば、人工衛星３２からの時刻信号波を受信するような高価なＧＰＳ受信部とその電源をわざわざ組み込まなくても、第二慣性測定部４６で計測された波形データを、他の検知手段となる第一慣性計測部１６や第三慣性計測部６２で計測された波形データと簡単に同期させることが可能になる。

図９は、データ同期部７８で同期された波形データを利用して、データ解析部７９による好適な解析結果の一例を示したものである。図中、プレイヤーＰの始動からフォロースルーまでの一連のスイング動作において、ωｘ１は腕（左手首Ｐ１）のｘ軸角速度の波形データであり、ωｙ１は腕のｙ軸角速度の波形データであり、ωｚ１は腕のｚ軸角速度の波形データであり、ωｘ３は腰Ｐ３のｘ軸角速度の波形データであり、ωｙ３は腰Ｐ３のｙ軸角速度の波形データであり、ωｚ３は腰Ｐ３のｚ軸角速度の波形データである（単位；rps）。また、ｔ１は始動からトップに静止するまでのバックスイングの時間、ｔ２はトップの静止時間、ｔ３は腰Ｐ３の切返しから腕の切返しまでのトップの間の時間、ｔ４１は腕の切返しからトップとインパクトの中間点までのフォワードスイングの前半時間、ｔ４２はトップとインパクトの中間点からインパクトまでのフォワードスイングの後半時間である。

データ解析部７９は、データ同期部７８で同期されたプレイヤーＰの左手首Ｐ１、背中Ｐ２、腰Ｐ３の波形データに基づいて、プレイヤーＰのスイング動作を詳細に分析する。図９に示す例では、データ解析部７９が、データ同期部７８で同期されたプレイヤーＰの腕の３軸角速度の波形データωｘ１，ωｙ１，ωｚ１の変化と、腰Ｐ３の３軸角速度の波形データωｘ３，ωｙ３，ωｚ３の変化を分析して、プレイヤーＰのスイング始動からインパクトを経てフォロースルーに至るまでの各動作ポイントの時刻を特定し、そこから得られた２つの動作ポイントの間の時間を算出する。このデータ解析部７９による算出結果は、例えば図１に示すように、携帯端末４の表示部８に画面表示される。表示部８には、プレイヤーＰの画像８１と共に、バックスイングの時間ｔ１や、トップからインパクトまでの時間ｔ４１＋ｔ４２や、図９では示されていないインパクトからスイング終了までのフォロースルーの時間などが、文字８２と数字８３の組み合わせでわかりやすく表示される。

またデータ解析部７９は、プレイヤーＰのスイング動作を解析するために、データ同期部７８で同期された左手首Ｐ１の３軸加速度と３軸角速度の波形データや、腰Ｐ３の３軸加速度と３軸角速度の波形データや、背中Ｐ２の３軸加速度と３軸角速度の波形データを利用することもできる。図１０は、プレイヤーＰのスイング動作における左手首Ｐ１のｘ軸角速度の波形データωｘ１と、ｙ軸角速度の波形データωｙ１と、ｚ軸角速度の波形データωｚ１をそれぞれ示している。図１１は、プレイヤーＰのスイング動作における腰Ｐ３のｘ軸角速度の波形データωｘ３と、ｙ軸角速度の波形データωｙ３と、ｚ軸角速度の波形データωｚ３をそれぞれ示している。図１２は、プレイヤーＰのスイング動作における背中Ｐ２のｘ軸角速度の波形データωｘ２と、ｙ軸角速度の波形データωｙ２と、ｚ軸角速度の波形データωｚ２をそれぞれ示している。図１３は、プレイヤーＰのスイング動作における背中Ｐ２の加速度の波形データから得られる前傾角度θｙ２を示している。図１４は、プレイヤーＰのスイング動作における背中Ｐ２の加速度の波形データから得られる左右傾き角度θｘ２を示している。

図１５に示すように、上述の前傾角度θｙ２とは、水平面ＶとプレイヤーＰの背中Ｐ２に沿った垂直面Ｕとのなす角度である。また図１６に示すように、左右傾き角度θｘ２とは、鉛直面ＷとプレイヤーＰの背中Ｐ２に沿った垂直面Ｕとのなす角度である。

データ解析部７９は、データ同期部７８により同期された第一慣性計測部１６からの左手首Ｐ１の３軸加速度の波形データと、第三慣性計測部６２からの腰Ｐ３の３軸加速度の波形データから、プレイヤーＰが一連のスイング動作を行なったときの左手首Ｐ１の３軸合成加速度と、腰Ｐ３の３軸合成加速度を算出する。また上述のとおり、腕時計型端末３の飛距離算出部３７により、実際のボール２の飛距離がクラブ１の番手に対応して腕時計型端末３の記憶部２３に記憶される。データ解析部７９は、記憶部２３に記憶されるクラブ１の番手に対応した飛距離情報を取り込んで、この飛距離情報を左手首Ｐ１の３軸合成加速度情報と、腰Ｐ３の３軸合成加速度情報と紐付け（関連付け）して記憶部６５に記憶させる。

ここで、プレイヤーＰのスイング動作時におけるタメの算出について説明する。図１７は、データ解析部７９で算出された左手首Ｐ１の３軸合成加速度の経時変化を示す折れ線Ｄ１と、腰Ｐ３の３軸合成加速度の経時変化を示す折れ線Ｄ２を示したものである。また、折れ線Ｄ１及び折れ線Ｄ２のグラフの下側には、プレイヤーＰによる一連のスイング動作における、アドレスの静止状態Ｐ－１、バックスイングの途中（左手首Ｐ１が軽くなり始め）Ｐ－２、トップＰ－３、インパクトＰ－４、フォローＰ－５、フィニッシュＰ－６の各ポイントを示している。

本実施形態では、腰Ｐ３の３軸合成加速度のピークＤ２’が、左手首Ｐ１の３軸合成加速度のピークＤ１’よりも時間的に早く発生したスイング動作を、タメが有るものとする。そして、ピークＤ１’がピークＤ２’よりも時間的に早く発生した場合や、ピークＤ１’とピークＤ２’との時間差ｔが０である場合には、タメが無いものとする。また、時間差ｔのうちタメが有る場合の時間差ｔをタメの時間Ｔという。ここでいう「タメ」とは、ゴルフでダウンスイング中の手首のアンコックに使われる一般的な表現とは異なる。なお図１７は、タメが有る場合のスイングの左手首Ｐ１と腰Ｐ３の３軸合成加速度を示している。

データ解析部７９は、プレイヤーＰの左手首Ｐ１の３軸合成加速度情報に基づいて、プレイヤーＰの左手首Ｐ１の速度を所定の計算式により算出する。左手首Ｐ１の速度は、トップＰ－３からインパクトＰ－４までのスイングの平均速度や、インパクトＰ－４の瞬間の単位時間における速度等を算出する。例えば、本実施形態におけるインパクトＰ－４の瞬間の速度Ｖ＝5.75m/sである。また、データ解析部７９によりプレイヤーＰの腰Ｐ３の３軸合成加速度情報に基づいて、プレイヤーＰの腰Ｐ３の速度を所定の計算式により算出する。腰Ｐ３の速度は、スイングにおける平均速度や、インパクトＰ－４の瞬間の単位時間における速度等を算出する。

さらにデータ解析部７９は、プレイヤーＰの左手首Ｐ１の３軸合成加速度情報に基づいて、プレイヤーＰの左手首Ｐ１の傾きを３軸方向の角度で算出する。左手首Ｐ１の傾きは、アドレスの静止状態Ｐ－１、バックスイングの途中（左手首Ｐ１が軽くなり始め）Ｐ－２、トップＰ－３、インパクトＰ－４、フォローＰ－５、フィニッシュＰ－６の各ポイントで算出する。例えば、本実施形態におけるアドレスの静止状態Ｐ－１の左手首Ｐ１の傾きの角度は、腕を鉛直に垂らした状態を０度として、θｘ軸は手首から鉛直下方、θｙ軸は手首から身体後方、θｚ軸は手首からアドレスの身体左側であるとすると、θｘ＝4.2deg、θｙ＝-6.8deg、θｚ＝12.6degである。従ってこれは、アドレスで手を鉛直に垂らして、手の甲を左側に向けた姿勢から4.2度フックグリップ側へ捩じり、手首を前方(体の正面側）へ6.8度だし、手を鉛直下方に垂らした姿勢から12.6度手首を内側(右側）へ動かした姿勢になる。

またデータ解析部７９は、プレイヤーＰの腰Ｐ３の３軸合成加速度情報に基づいて、プレイヤーＰの腰Ｐ３の傾きを３軸方向の角度で算出する。腰Ｐ３の傾きは、アドレスの静止状態Ｐ－１、バックスイングの途中（左手首Ｐ１が軽くなり始め）Ｐ－２、トップＰ－３、インパクトＰ－４、フォローＰ－５、フィニッシュＰ－６の各ポイントで算出する。

このように、プレイヤーＰのスイング動作時における各部の加速度や角速度の計測を継続することで、データ同期部７８で同期された計測結果が記憶部６５に蓄積格納される。データ解析部７９は、蓄積された計測結果から、最も飛距離が長かった時のスイング動作時におけるタメの時間Ｔ、各動作ポイントの時刻、左手首Ｐ１と背中Ｐ２と腰Ｐ３の加速度、角速度及び傾きを算出し、それらの条件をプレイヤーＰのベストスイング（ショット）として記憶部６５に記憶する。このベストスイングにおけるタメの時間Ｔ、各動作ポイントの時刻、左手首Ｐ１と背中Ｐ２と腰Ｐ３の加速度、角速度及び傾きは、携帯端末４の表示部８に表示することができ、プレイヤーＰはこれらの解析結果の情報を確認することができる。また、飛距離が長かった所定回数（例えば、１０回）のスイング動作時におけるタメの時間Ｔ、左手首Ｐ１と背中Ｐ２と腰Ｐ３の加速度、角速度及び傾きの平均値を算出し、その結果を表示部８に表示することもできる。なお、記憶部６５に記憶されている情報であれば、飛距離が短かったスイングの各種情報を表示部８に表示することもできる。また、飛距離情報に代わって、若しくは飛距離情報と共に、補正飛距離算出部３９で算出した補正飛距離をデータ解析部７９が利用してもよい。

図１８は、本実施形態の多点測定装置１００を構成するセンター装置９１の主な構成要素を示している。同図において、センター装置９１は、例えば通信手段としてインターネットなどのネットワークに接続するセンターサーバなどで構成され、制御手段９２と、送受信部９３と、記憶部９４と、を備えている。

制御手段９２は、ＣＰＵ（中央演算装置）を含んで構成され、記憶部９４に記憶されたプログラム９５に基づいて携帯端末４の全体を制御する。このＣＰＵがプログラム９５にしたがって演算処理を実行することにより、センター装置９１の各機能が実現される。特に本実施形態では、センター装置９１の制御手段９２を診断部９６として機能させるために、センター装置９１側のアドバイス診断情報提示プログラムがプログラム９５に組込まれ、腕時計型端末３の制御手段１５をアドバイス算出部４２として機能させるために、腕時計型端末３側のアドバイス診断情報提示プログラムがプログラム２８に組込まれ、携帯端末４の制御手段６１を分析部７６として機能させるために、携帯端末４側のアドバイス診断情報提示プログラムがプログラム６９に組込まれている。そして、これらプログラム２８，６９，９５が、携帯端末４及びセンター装置９１にそれぞれ組み込まれたコンピュータとしての制御手段１５，６１，９２により実行されることで、多点測定装置１００のアドバイス診断情報提示システムが実現される。

送受信部９３は、有線や無線の通信手段を介して、センター装置９１と携帯端末４との間の双方向通信を可能にするものである。上述のように、プレイヤーＰの携帯端末４と腕時計型端末３も双方向に通信が可能となっており、センター装置９１は、携帯端末４や腕時計型端末３等と各種情報を送受信することができる。なお図１８では、センター装置９１の送受信部９３に１台の携帯端末４だけが接続されているが、実際にはゴルフ場Ｇを利用する別な多数のプレイヤーＰの携帯端末４も接続が可能である。

記憶部９４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの各種記憶装置を用いて構成され、後述する診断部９６が携帯端末４のデータ解析部７９からの分析結果データを受けて、診断データを生成するのに必要な各種情報を書き込み及び読み出し可能となっている。携帯端末４のデータ解析部７９は、データ同期部７８で同期されたプレイヤーＰの左手首Ｐ１，背中Ｐ２及び腰Ｐ３の加速度と角速度の各波形データから、プレイヤーＰのスイング時における各部の動きを正確に分析し、その分析結果をデータとしてセンター装置９１の送受信部９３に問合わせ送信する機能を有する。

診断部９６は、携帯端末４のデータ解析部７９からの分析結果データに基づき、記憶部９４に予め記憶登録された全てのゴルフクラブの一覧（リスト）データから、プレイヤーＰに適合したゴルフクラブを選択する等して、プレイヤーＰに必要な診断データを生成し、この診断データを送受信部９３から問合わせを受けた携帯端末４に送信する機能を有する。携帯端末４に送信された診断データは、必要に応じて通信が可能な腕時計型端末３に転送してもよい。

また図３に示すように、腕時計型端末３の制御手段１５は、アドバイス算出部４２を備えている。アドバイス算出部４２は、携帯端末４のデータ解析部７９からの分析結果データを受けて、プレイヤーＰに対して助言・忠告等のアドバイスを提示する際のアドバイス情報を算出する。アドバイスは、腕時計型端末３が備える報知部２６から音声により報知することや、腕時計型端末３の表示部２４に文字、図形や地図等により表示することが可能である。アドバイス情報は、表示部２４に表示するか、報知部２６により音声により報知するか、その両方とするか、を操作部２５への操作により選択することができる。

以下、多点測定装置１００のアドバイス診断情報提示システムで実現する具体的なアドバイス情報について説明する。プレイヤーＰが、集音部２１への音声又は操作部２５への操作により、ゴルフ場Ｇのコース情報を入力すると、アドバイス算出部４２は記憶部２３から該当するコースの地図情報３５を読み出し、表示部２４に表示する。なお、この地図情報３５の表示は、腕時計型端末３を装着したプレイヤーＰの位置情報を計測し、予め記憶部２３に記憶された当該コースの位置情報から、プレイヤーＰが当該コース内に入ったことを確認した時点で表示部２４に自動的に表示するようにしてもよい。

また、地図情報３５からバンカーＧ４や池Ｇ５等のハザードの情報を読み出し、ハザード情報を報知する。ハザード情報は、バンカーＧ４や池Ｇ５等の位置情報や、現在位置から当該バンカーＧ４や池Ｇ５等までの距離情報等であり、また、「左バンカー注意！」等の文言を表示部２４に表示したり、報知部２６により音声で報知したりするものである。なお、表示部２４に表示されるコースの地図情報３５はカラーで表示され、ティーグランドＧ１、フェアウェイＧ２、ラフＧ３、バンカーＧ４、池Ｇ５、グリーンＧ６はそれぞれ異なる色で表示されるため、ハザード情報は視覚的に確認し易くなっている。

プレイヤーＰがショットすることを、集音部２１への音声又は操作部２５への操作により、腕時計型端末３に入力すると、アドバイス算出部４２はプレイヤーＰの位置情報と地図情報３５から、グリーンＧ６までの距離を算出する。また、記憶部２３からプレイヤーＰの平均飛距離や平均補正飛距離を読み出し、グリーンＧ６までの距離に適した推奨するクラブ１の番手を提示する。このとき、表示部２４に表示されたコースの地図情報３５に推奨するクラブ１の番手のプレイヤーＰの過去の平均飛距離を円弧線８５及び数値８６で表示する（図２参照）。

また、アドバイス算出部４２は、推奨するクラブ１を使用した場合のプレイヤーＰのショットの左右方向へのずれの割合や傾向等についても算出する。アドバイス算出部４２は、プレイヤーＰのショットの左右方向へのずれの割合を記憶部２３から読み出し、表示部２４又は報知部２６により提示する。左右方向へのずれについての提示方法は、ずれの割合を表示部２４に表示するか、報知部２６により音声で報知してもよく、また、ずれの割合からプレイヤーＰのショットの傾向を算出し、その傾向を「左方向へのずれ65％、注意！」等の文言で表示部２４に表示したり、報知部２６により音声で報知したりすることができる。

また、アドバイス算出部４２は、携帯端末４のデータ解析部７９からの分析結果データに基づき、プレイヤーＰの過去の飛距離が長かったショットや、左右方向のズレが無かったショットのタメの時間Ｔの平均の長さ、各動作ポイントの時刻、左手首Ｐ１の加速度、角速度及び傾き、背中Ｐ２の加速度、角速度及び傾きや、腰Ｐ３の加速度、角速度及び傾きを算出し、表示部２４に表示したり、報知部２６により報知したりすることができる。

また、プレイヤーＰによる次のショットが、打ち上げになるか、打ち下ろしになるか、高低差Ｈが事前にわかっている場合には、その旨を音声又は操作部２５の操作により腕時計型端末３に入力することで、記憶部２３に記憶されているプレイヤーＰの打ち上げ時、打ち下ろし時、当該高低差Ｈに対応した過去の平均飛距離を読み出し、表示部２４に表示することもできる。

また、ショット地点の状態（ティーグランドＧ１、フェアウェイＧ２、ラフＧ３、バンカーＧ４、池Ｇ５、上り傾斜、下り傾斜、風の強さ、風の方向等）を音声又は操作部２５の操作により腕時計型端末３に入力することで、記憶部２３に記憶されているプレイヤーＰのその状態に対応した過去の平均飛距離を読み出し、表示部２４に表示することもできる。

アドバイス算出部４２が算出するアドバイス情報は、記憶部２３，６５に記憶された情報に基づいて算出されるが、例えば、過去のショットの情報中から飛距離が極端に短い失敗ショットの情報を排除した平均飛距離を算出し、報知するようにしてもよい。

図１９は、本実施形態の多点測定装置１００を利用して、プレイヤーＰによる自身のスイング分析から新たなゴルフクラブ１の購買までの手順を示したものである。同図において、ステップＳ１１の「１．自分を知る」では、プレイヤーＰが自身のスイングを正しく分析するために、プレイヤーＰの手首（左手首Ｐ１），背中Ｐ２，腰Ｐ３のそれぞれに、６軸センサーを搭載した腕時計型端末（ウェアブル端末）３，携帯端末（スマートフォン）４，６軸センサーユニット（センサーユニット）６を装着する。ここでいう６軸センサーは、何れも検知手段である第一慣性計測部１６，第二慣性計測部４６，第三慣性計測部６２に相当する。その後、プレイヤーＰがスイング動作を行なうことにより、第一慣性計測部１６で計測された左手首Ｐ１の３軸加速度と３軸角速度の波形データと、第二慣性計測部４６で計測された背中Ｐ２の３軸加速度と３軸角速度の波形データと、第三慣性計測部６２で計測された腰Ｐ３の３軸加速度と３軸角速度の波形データが、それぞれ測定手段となる携帯端末４の制御手段６１に取り込まれ、データ同期部７８により時間軸で同期された６軸センサーの計測結果が、記憶部６５に格納記憶される。

またステップＳ１１では、各打ごとに腕時計型端末３の集音部２１や操作部２１からクラブ１の番手を入力し、ＧＰＳ受信部１７で計測された位置情報や、気圧情報１８で計測された気圧情報や、気温計測部１９で計測された気温情報や、高度計測部２０で計測された高度情報を、制御手段１５の飛距離算出部３７と補正飛距離算出部３９が取り込むことで、クラブ別の高低差や気温や気圧を考慮した平均飛距離等が、腕時計型端末３の表示部２４に表示される。飛距離算出部３７や補正飛距離算出部３９で算出された各打ごとの飛距離や補正飛距離は、携帯端末４にも送信され記憶部６５に記憶されるので、上述した６軸センサーの計測結果から、最も飛距離が長かった時のスイング動作時における解析結果の情報を、データ解析部７９が携帯端末４の表示部８に適確に表示する。これにより、プレイヤーＰは何時でもベストショットの比較が可能になり、ラウンド中にスイングでどの部分の動きがベストショット時と違うのかを、正しく判断できる。

ステップＳ１２の「２．自分に合ったクラブを選ぶ」では、プレイヤーＰが上述した携帯端末４のデータ解析部７９と、センター装置９１の診断部９６とによる総合スイング分析センターを活用する。データ分析部７９は上述のように、データ同期部７８で同期されたプレイヤーＰの左手首Ｐ１，背中Ｐ２及び腰Ｐ３の加速度と角速度の各波形データから、プレイヤーＰのスイング時における各部の動きを各打ごとに詳細に分析し、その分析結果のデータをセンター装置９１に向けて問合わせ送信する。センター装置９１の診断部９６は、携帯端末４のデータ解析部７９からの分析結果データに基づき、プレイヤーＰに最適なゴルフクラブのリストを診断データとして生成し、この診断データを問合わせのあった携帯端末４に返送する。携帯端末４の表示部８には、診断部９６からの診断データに基づくクラブ診断の結果が画面表示される。

ステップＳ１３の「３．サブスクリプション会員になる」では、プレイヤーＰがサブスクリプション会員として、一定期間の利用権に相当する料金を支払うことで、ステップＳ１２で携帯端末４の表示部８に画面表示されたプレイヤーＰに最適なクラブを、ゴルフ場Ｇやその他の施設などで、何時でも制限なく自由にお試し利用（クラブ購買）できる。これにより、プレイヤーＰはいわゆる手ぶらでのゴルフが可能となり、本実施形態の多点測定装置１００が将来的にゴルフ人口の増加とゴルフ場Ｇの収益性向上に寄与することになる。

以上のように本実施形態では、被測定体であるプレイヤーＰに設けた検知手段としての第一慣性計測部１６，第二慣性測定部４６及び第三慣性測定部６２と、複数の検知手段として第一慣性計測部１６，第二慣性測定部４６及び第三慣性測定部６２からの各データが伝送される測定手段となる携帯端末４の制御手段６１と、からなる多点測定装置１００において、検知手段となる第一慣性計測部１６には、第１振動子となる振動子２７が生成したクロック信号により、第一慣性計測部１６で固有の第１時刻をカウントする第１クロック部としてのクロック部４３が設けられ、また第二慣性計測部４６には、第１振動子となる振動子４９が生成したクロック信号により、第二慣性計測部４６で固有の第１時刻をカウントする第１クロック部としてのクロック部５７が設けられ、さらに第三慣性計測部６２には、第１振動子となる振動子６７が生成した第１クロック信号により、第三慣性計測部６２で固有の第１時刻をカウントする第１クロック部としてのクロック部７４が設けられている。そして、携帯端末４の制御手段６１は、第２振動子となる振動子６７が生成した第２クロック信号により、基準となる第２時刻をカウントする第２クロック部としてのクロック部７４と、クロック部４３，５７にそれぞれ問合わせ信号を送出して、そのクロック部４３，５７から第１時刻のデータを折返し受信すると、受信した第１時刻とクロック部７４でカウントする第２時刻との差分を計算する時刻差算出部７７と、時刻差算出部７７で計算された差分に基づいて、第一慣性計測部１６，第二慣性測定部４６及び第三慣性測定部６２からの各データを同期させるデータ同期部７８と、を備えている。

これにより、それぞれでクロック部４３，５７，７４がカウントする第１時刻が異なっていても、制御手段６１の時刻差算出部７７により基準となる第２時刻との差分を算出すれば、以後はデータ同期部７９が第一慣性計測部１６、第二慣性測定部４６及び第三慣性測定部６２のそれぞれからのデータを時間的に差分調整して同期を計り、制御手段６１で同時刻における各データの値を正しく測定できる。したがって、例えば人工衛星３２に搭載される原子時計のような特殊な時刻信号源を利用することなく、余計な電源の使用を抑えて、コンパクトで安価な装置構成を可能とする多点測定装置１００を提供できる。

また、本実施形態の多点測定装置１００は、データ同期部７８で同期された第一慣性計測部１６、第二慣性測定部４６及び第三慣性測定部６２からの各データに基づき、プレイヤーＰの物理的現象となる例えば加速度や角速度の変化を分析する分析手段としてのデータ解析部７９と、そのデータ解析部７９による分析結果から、プレイヤーＰに関する例えば最適なクラブ１を提示するための診断データを出力する診断手段としての診断部９６と、をさらに備えている。

この場合、データ同期部７９で同期された第一慣性計測部１６，第二慣性測定部４６及び第三慣性測定部６２からの各データに基づき、データ解析部７９がプレイヤーＰの物理的現象の変化を詳細に分析することで、プレイヤーＰに関する診断データを診断部９６から取得することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば本実施形態では、携帯端末４における第１振動子と第２振動子を共通の振動子６７とし、第１クロック部と第２クロック部を共通のクロック部７４とすることで、多点測定装置１００としての構成の簡素化を図っているが、別々の振動子とクロック部で構成しても何等構わない。

本実施形態の多点測定装置１００は、上述したゴルフのプレイヤーＰに限らず、走り高跳び、野球、水泳、テニス、フィギアスケート、ランニング、弓道、その他のあらゆるスポーツ競技者を被測定体として、様々なスポーツに応用が可能である。

８表示部
１６第一慣性計測部
２７振動子（第１振動子）
４３クロック部（第１クロック部）
４６第二慣性測定部
４９振動子（第１振動子）
５７クロック部（第１クロック部）
６１制御手段（測定手段）
６２第三慣性測定部
６７振動子（第１振動子、第２振動子）
７４クロック部（第１クロック部、第２クロック部）
７７時刻差算出部
７８データ同期部
７９データ解析部（分析手段）
９６診断部（診断手段）
１００多点測定装置

Claims

被測定体に設けた検知手段と、
複数の前記検知手段からの各データが伝送される測定手段と、からなる多点測定装置において、
前記検知手段は、第１振動子が生成した第１クロック信号により、当該検知手段で固有の第１時刻をカウントする第１クロック部が設けられ、
前記測定手段は、第２振動子が生成した第２クロック信号により、基準となる第２時刻をカウントする第２クロック部と、
前記第１クロック部に問合わせ信号を送出して、当該第１クロック部から第１時刻のデータを折返し受信すると、この受信した第１時刻と前記第２クロック部でカウントする第２時刻との差分を計算する時刻差算出部と、
前記時刻差算出部で計算された差分に基づいて、前記検知手段からの各データを同期させるデータ同期部と、
前記データ同期部で同期された各データに基づき、前記被測定体の物理的現象の変化を分析する分析手段と、
前記分析手段により前記被測定体の各動作ポイントの時刻を特定し、そこから得られた２つの動作ポイントの間の時間を算出して得られる算出結果を表示する表示部と、を備え、
前記算出結果が前記被測定体の画像と共に前記表示部に表示されることを特徴とする多点測定装置。
前記分析手段による分析結果から、前記被測定体に関する診断データを出力する診断手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の多点測定装置。