ボール落下点推定法による卓球競技のリアルタイムゲーム分析・評価システムの開発

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本研究の目的は，卓球ボールの落下点を「映像分析」と「振動分析」から推定し，推定された落下点から打球コースやボールスピード，ボールの回転種・回転数などの卓球競技の戦術的要素を即時的に分析・評価できるシステムを開発することが目的である．AEセンサを用いた「振動分析」では，卓球台の不均一性により安定した振動を計測できず，ボールの落下点を推定することが困難であるため，2021年度は，空気を介して振動を計測できる小型ペンシル型のマイクロフォンを用いてボール落下点の推定を試みた結果，一方向に打球したボール落下点を最大でも4.72cmの誤差で推定できることが示された．この結果を踏まえて，2022年度は，より実践的な状況下における推定を検証するため，左右クロスのラリーにおけるボール落下点を推定した．その結果，実際にボールが落下した点から平均2.26cm，最大でも9.94cmの距離誤差で推定できことが明らかになった．しかし，マイクロフォン4個では，3次元的にボール落下点を推定するのは困難であることが示唆された．そこで，マイクロフォンを2個追加し，マイクロフォン6個でボール落下点の3次元的な推定に取り組んだ．その結果，自由落下実験においては，これまでの二次元的推定と同様の高精度で3次元的にボール落下点を推定できるようになった．また，マイクロフォンを追加することによりラケットとボールのインパクト位置を平均10cmから20cmの範囲で推定できることも分かった．また，マイクロフォンに加えて映像に奥行き情報を得られるデプスカメラを撮影に用いることによってボールの軌跡および選手の移動軌跡も復元できる可能性が示された．