3次元ジャイロ、加速度センサーとArduino Unoを用いて、サッカーのキック動作について経験者および未経験者について計測し解析した。明確に差がみられる。 Author: Yusuke Kurebayashi

1. サッカーのインステップキックに関する
動作解析
情報理工学部 情報システム工学科 4年
長谷川研究室
H112040 紅林佑亮

2. 目次
1.研究背景
2.運動動作計測装置
3.研究目的
4.使用機材
5.実験
6.実験結果
7.考察
8.まとめ

3. 研究背景
• サッカーは世界的に有名なスポーツ
• 初心者向けの練習支援がない
運動動作計測装置の開発により、キックの動作を科学的
データに基づいて解析し、キックの効率的な練習支援が可
能

4. 運動動作計測装置
 従来のものは画像や映像での評価が主流
(モーションキャプチャやフォースプレートなど)
 高価で高質なため限られた選手しか使用不可
 安価で手軽に三次元の加速度と角速度を計測できる装置

5. 研究目的
• キック動作における三次元の加速度及び角速度データ取得
• 三軸加速度センサを用いて計測
• キック動作の映像
• 動作解析アプリを用いて撮影
•取得されたデータと映像の比較により分析

6. 使用機材
• Arduino IDE
• Arduino uno
• MPU-6050[GY-521]
• Adidas SnapShot
（７.５cmｘ５.４cmｘ１.５cm）
（2.1 cm x 1.6 cm x 0.3 cm）

7. 装置
全体 電源 リセットボタン

8. 装着方法
前方 後方 外側
X
YY
Z

9. プログラム
 0.1秒ごとにデータ取得
 三軸加速度・角速度計測
 microSDカードに書込み

10. • 目的
• 三軸加速度及び角速度のデータ取得
• 被験者定義
• 初心者(3名)
• 学校の体育や行事、娯楽を除きサッカー経験が無い中
京大学生
• 経験者(3名)
• サッカー経験歴10年以上で現在も活動している中京大
学生
実験

11. 実験
• 条件
• 膝下10cm以内の外側へ取り付ける
• ゴールに向かってインステップシュート
• 環境条件
• 中京大学多目的グラウンド(天候晴れ)
• ゴールからボールを蹴る位置まで10m
• 助走は両者とも５m以内

12. 実験
引き脚
振り脚

13. 実験結果
-20
-10
0
10
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8
[G]
[S]
-25
-15
-5
5
15
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6
[G]
[S]
初心者加速度
経験者加速度
水色:X軸 赤:Y軸 緑:Z軸

14. 実験結果

15. 実験結果
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8
[deg/s]
[S]
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6
[deg/s]
[S]
初心者角速度
経験者角速度
水色:X軸 赤:Y軸 緑:Z軸

16. 実験結果
被験者＼データ 速度(km/時) 角度(°) 飛距離(m)
初心者1 53 10 7
初心者2 51 14 9
初心者3 55 16 11
初心者が蹴ったボールのデータ
被験者＼データ 速度(km/時) 角度(°) 飛距離(m)
経験者1 81 8 13
経験者2 82 4 7
経験者3 78 6 10
経験者が蹴ったボールのデータ

17. 実験結果
• 加速度について
• 引き脚に大きな違いが出た
• 角速度について
• 膝下の振る速度に大きな違いが出た
• X軸について、初心者だけ動いていた
• Y軸Z軸について、初心者と経験者のグラフがほとんど同じ
• 各データと動画から、初心者は膝より下があまり動いていなかった
• ボールの速度は経験者のほうが平均的に17km/時速い

18. 考察
• 引き脚を大きく振る、膝下を早く振ることでシュート力向上
 初心者のみX軸が動いていたことから、初心者には無駄な動
きがある？
 今回は膝に装着したが、映像を見ると上半身にも違いがあっ
たため、腰や腕などにも装着の検討が必要

19. まとめ
 成果
 三次元の加速度・角速度が計測できた
 手軽に持ち運ぶことができる装置を作ることに成功
 5000円程度で安く製作
 簡単な表計算ソフトを用いて解析が可能
 課題
 装着部分の検討
 装置の見直し
 複数箇所へ装着
 違う球種で実験