[發明專利]方位角校準方法和運動分析裝置

在審

• 申請號: 201410683294.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104667508A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 澀谷和宏
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: A63B69/36
• 分類號: A63B69/36;A63B53/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;蘇萌萌

技術領域

本發明涉及一種方位角校準方法和運動分析裝置。

背景技術

運動分析裝置被用于揮擺動作這類的運動的分析中。當在揮擺時運動器具被揮動。在揮動時用手來握持運動器具的握柄。當運動器具被揮擺時，運動器具的姿態將根據時間軸而發生變化。在運動器具上安裝有慣性傳感器。根據慣性傳感器的輸出而在視覺上再現揮擺動作。作為這種的運動分析裝置的一個具體示例，例如專利文獻1所公開的那樣，列舉出高爾夫球揮桿分析裝置。在專利文獻1中公開了，在作為剛體的高爾夫球桿的桿身和球桿頭等這兩個位置處安裝有慣性傳感器。

例如，在實施高爾夫球揮桿的分析的情況下，有時不僅需要高爾夫球桿的運動分析，也需要操作高爾夫球桿的手腕的運動分析。在該種情況下，將在高爾夫球桿和手腕上分別安裝慣性傳感器。

如上文所述，在使用兩個慣性傳感器的情況下，由于各自的慣性傳感器被大致地安裝在高爾夫球桿和手腕上，因此兩個慣性傳感器之間檢測軸的方向不一致。當在該狀態下實施揮桿分析時，存在如下的問題，即，由于通過兩個慣性傳感器而被測量出的數據的方位不一致，因此由兩個慣性傳感器所取得的兩個軌跡等與實際的變動不同地被再現，從而揮桿分析的精度將會下降。

特別是，存在如下課題，即，由于高爾夫球桿和手腕分別作為不同的剛體而發生姿態變化，因此使高爾夫球桿和手腕的方位難以一致。

專利文獻1：日本特開2008-73210號公報

發明內容

本發明的幾個方式提供一種如下的方位角校準方法和運動分析裝置，其能夠使根據分別被安裝于通過擁有多自由度的節點而被連結的兩個剛體上的兩個慣性傳感器而求出的矢量的方向一致。

(1)本發明的一個方式涉及一種如下的方位角校準方法，具備：第一矢量計算工序，利用被安裝于通過擁有多自由度的節點而連結的兩個剛體中的一方上的第一慣性傳感器的輸出，而對絕對坐標系中的所述節點處的第一矢量進行計算；第二矢量計算工序，利用被安裝于所述兩個剛體中的另一方上的第二慣性傳感器的輸出，而對所述絕對坐標系中的所述節點處的第二矢量進行計算；對所述第一矢量和所述第二矢量的方向之差進行計算的計算工序。

當以高爾夫球揮桿作為示例時，能夠將手腕和高爾夫球桿視為，被手握持的高爾夫球桿的握柄上具有擁有多自由度的節點、且通過該節點而被連結的兩個剛體。如果利用來自被安裝于兩個剛體中的一方上的第一慣性傳感器的輸出而被計算出的絕對坐標系中的節點處的第一矢量和、利用來自被安裝于兩個剛體中的另一方上的第二慣性傳感器的輸出而被計算出的相同坐標系中的節點處的第二矢量是相同的物理量，則其處于相同的方向是正確的。如果在第一、第二矢量的方向之間存在差分，則該差分將成為兩個矢量的方位角之間的校準量。基于該校準量而能夠進行多個傳感器間的方位角校準。

(2)本發明的一個方式能夠包括如下的工序，即，根據所述第一矢量和所述第二矢量的方向之差，對所述第一矢量及所述第二矢量中的至少一方的方向進行補正。

通過基于所取得的校準量而對第一矢量及第二矢量中的至少一方的方向進行補正，從而使節點處的第一、第二矢量的方向一致。

(3)在本發明的一個方式中，所述第一慣性傳感器及所述第二慣性傳感器中的每一個慣性傳感器，包括三軸加速度傳感器及三軸角速度傳感器，并且能夠將所述第一矢量及第二矢量中的每一個矢量設為所述節點的速度矢量。

節點的速度矢量能夠利用來自第一、第二慣性傳感器的加速度及角速度而進行計算。速度矢量與加速度矢量相比變動或干擾較少，并且與通過對速度矢量進行積分而被計算出的位置矢量相比積分的累積誤差較少，從這一點來看，所述速度矢量適合校準量的計算。