JP2013208382A - Device, system and method for calculation of momentum - Google Patents

Device, system and method for calculation of momentum Download PDF

Info

Publication number
JP2013208382A
JP2013208382A JP2012082185A JP2012082185A JP2013208382A JP 2013208382 A JP2013208382 A JP 2013208382A JP 2012082185 A JP2012082185 A JP 2012082185A JP 2012082185 A JP2012082185 A JP 2012082185A JP 2013208382 A JP2013208382 A JP 2013208382A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
vehicle
momentum
acceleration vector
rider
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012082185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Soda
敏弘 曽田
Kazuo Sakushima
和生 佐久嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2012082185A priority Critical patent/JP2013208382A/en
Publication of JP2013208382A publication Critical patent/JP2013208382A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a momentum calculating device or the like capable of calculating a momentum when riding on a vehicle with high accuracy.SOLUTION: A momentum calculating device includes a first acceleration acquisition unit 101 for acquiring the acceleration of an upper half body of a rider of a vehicle, a second acceleration acquisition unit 102 for acquiring the acceleration of the vehicle, and an upper half body momentum calculation unit 103 for calculating the momentum of the upper half body of the rider of the vehicle by using the acceleration by removing the acceleration of the vehicle from the acceleration of the upper half body of the rider of the vehicle.

Description

本発明は、運動量算出装置、運動量算出システム、および運動量算出方法に関する。例えば、自転車や自動二輪車等の車両に乗車した乗り手の運動量を算出し出力する運動量の算出装置等に関する。   The present invention relates to an exercise amount calculation device, an exercise amount calculation system, and an exercise amount calculation method. For example, the present invention relates to a momentum calculation device that calculates and outputs the momentum of a rider riding a vehicle such as a bicycle or a motorcycle.

従来、自転車の乗り手の運動量を算出する技術として、例えば、自転車のクランク軸トルクおよびクランク軸回転数を検出し、クランク軸トルクとクランク軸回転数との積で得られる仕事率を算出して、仕事率をカロリー換算する電動アシスト自転車が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、実験的に得られた仕事率と運動量(または消費カロリー)の回帰式によって、運動量を算出する自転車用メータが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Conventionally, as a technique for calculating the amount of exercise of a bicycle rider, for example, detecting the crankshaft torque and the crankshaft rotation speed of the bicycle, calculating the work rate obtained by the product of the crankshaft torque and the crankshaft rotation speed, An electrically assisted bicycle that converts the work rate into calories is known (see, for example, Patent Document 1). Moreover, a bicycle meter that calculates the amount of exercise by a regression equation of the work rate and the amount of exercise (or calorie consumption) obtained experimentally is known (for example, see Patent Document 2).

特開2004−338653号公報JP 2004-338653 A 特開平10−035567号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-035567

自転車の乗り手は、サドルより上の上半身の姿勢を維持するために、腕、腹筋、または背筋といった上半身の各部の筋肉を使用している。   Bicycle riders use upper body muscles such as arms, abdominal muscles, or back muscles to maintain the upper body posture above the saddle.

しかしながら、従来技術では、サドルより下の乗り手の下半身のペダルこぎ運動(以下、下半身の運動)にのみ注目して、自転車のクランク軸トルクとクランク軸回転数との積によって得られる仕事率を運動量として算出している。そのため、全身の運動量を精度良く算出できなかった。   However, in the prior art, paying attention only to the pedaling motion of the lower body of the rider below the saddle (hereinafter referred to as the lower body motion), the work rate obtained by the product of the crankshaft torque of the bicycle and the crankshaft speed is calculated as the momentum. It is calculated as For this reason, the amount of exercise of the whole body could not be calculated with high accuracy.

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、車両に乗車中の運動量を精度良く算出可能な運動量算出装置、運動量算出システム、および運動量算出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and it is an object of the present invention to provide a momentum calculation device, a momentum calculation system, and a momentum calculation method capable of accurately calculating the amount of exercise while riding in a vehicle. .

本発明の運動量算出装置は、車両の乗り手の上半身の加速度を取得する第一の加速度取得部と、車両の加速度を取得する第二の加速度取得部と、前記乗り手の上半身の加速度から前記車両の加速度を除去した加速度を用いて、上半身の運動量を算出する上半身運動量算出部と、を備える。   The momentum calculation device according to the present invention includes a first acceleration acquisition unit that acquires acceleration of an upper body of a rider of the vehicle, a second acceleration acquisition unit that acquires acceleration of the vehicle, and an acceleration of the upper body of the rider. An upper body exercise amount calculation unit that calculates an upper body exercise amount using the acceleration from which the acceleration is removed.

この構成によれば、自転車や自動二輪車などの車両に乗車中の上半身の運動量を算出できる。また、下半身の運動量との和を算出することで全身の運動量を精度良く算出できる。   According to this configuration, the momentum of the upper body while riding a vehicle such as a bicycle or a motorcycle can be calculated. In addition, it is possible to accurately calculate the whole body exercise amount by calculating the sum of the lower body exercise amount.

また、本発明の運動量算出システムは、運動量算出装置と携帯型端末との間において通信する運動量算出システムであって、前記運動量算出装置は、車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルを取得する第一の加速度取得部と、車両の加速度ベクトルを取得する第二の加速度取得部と、座標軸を一致させた前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルから前記車両の加速度ベクトルを除去した加速度ベクトルを用いて、前記車両の乗り手の上半身の運動量を算出する上半身運動量算出部と、車両の乗り手の下半身の運動量を算出する下半身運動量算出部と、前記車両の乗り手の上半身の運動量と前記車両の乗り手の下半身の運動量に基づいて、前記車両の乗り手の運動量を出力する第一出力部と、を備え、前記携帯型端末は、前記運動量算出装置から出力される前記車両の乗り手の運動量を取得する運動量取得部と、前記車両の乗り手の情報に基づいて、基礎代謝量を算出する活動量算出部と、前記車両の乗り手の運動量および前記基礎代謝量に基づく情報を出力する第二出力部と、を備える。   The momentum calculation system of the present invention is a momentum calculation system that communicates between a momentum calculation device and a portable terminal, and the momentum calculation device obtains an acceleration vector of an upper body of a rider of a vehicle. Using the acceleration vector obtained by removing the acceleration vector of the vehicle from the acceleration vector of the upper body of the rider of the vehicle with the coordinate axes matched, the second acceleration acquisition unit for acquiring the acceleration vector of the vehicle, An upper body momentum calculating unit for calculating the upper body momentum of the vehicle rider, a lower body momentum calculating unit for calculating the lower body momentum of the vehicle rider, and the upper body momentum of the vehicle rider and the lower body momentum of the vehicle rider. And a first output unit that outputs the amount of exercise of the rider of the vehicle, and the portable terminal includes the exercise amount calculating device. A momentum acquisition unit for acquiring the momentum of the rider of the vehicle output from the vehicle, an activity amount calculation unit for calculating a basal metabolism based on information on the rider of the vehicle, and the momentum of the rider of the vehicle and the basal metabolism A second output unit that outputs information based on the quantity.

この構成によれば、自転車や自動二輪車などの車両に乗車中の上半身の運動量を算出できる。また、車両が自転車の場合には下半身の運動量との和を算出することで自転車に乗車中の全身の運動量を精度良く算出できる。車両が自動二輪車の場合には、下半身の運動量はほぼ零に等しいので、上半身の運動量を全身の運動量として算出できる。さらに、基礎代謝量も考慮して、車両の乗り手に有益な情報を提示できる。   According to this configuration, the momentum of the upper body while riding a vehicle such as a bicycle or a motorcycle can be calculated. When the vehicle is a bicycle, the total amount of exercise while riding the bicycle can be accurately calculated by calculating the sum of the amount of exercise with the lower half of the body. When the vehicle is a motorcycle, the momentum of the lower body is almost equal to zero, so that the momentum of the upper body can be calculated as the momentum of the whole body. Furthermore, in consideration of the basal metabolic rate, useful information can be presented to the vehicle rider.

また、本発明の運動量算出方法は、運動量算出装置における運動量算出方法であって、車両の乗り手の上半身の加速度を取得するステップと、車両の加速度を取得するステップと、前記車両の乗り手の上半身の加速度から前記車両の加速度を除去した加速度を用いて、車両の乗り手の上半身の運動量を算出するステップと、を有する。   Further, the momentum calculation method of the present invention is a momentum calculation method in the momentum calculation device, the step of acquiring the acceleration of the upper body of the rider of the vehicle, the step of acquiring the acceleration of the vehicle, and the upper body of the rider of the vehicle Calculating the momentum of the upper body of the rider of the vehicle using the acceleration obtained by removing the acceleration of the vehicle from the acceleration.

この方法によれば、自転車や自動二輪車などの車両に乗車中の上半身の運動量を算出できる。また、車両が自転車の場合には下半身の運動量との和を算出することで自転車に乗車中の全身の運動量を精度良く算出できる。車両が自動二輪車の場合には、下半身の運動量はほぼ零に等しいので、上半身の運動量を全身の運動量として算出できる。   According to this method, it is possible to calculate the momentum of the upper body while riding a vehicle such as a bicycle or a motorcycle. When the vehicle is a bicycle, the total amount of exercise while riding the bicycle can be accurately calculated by calculating the sum of the amount of exercise with the lower half of the body. When the vehicle is a motorcycle, the momentum of the lower body is almost equal to zero, so that the momentum of the upper body can be calculated as the momentum of the whole body.

本発明によれば、車両に乗車中の運動量を精度良く算出可能である。   According to the present invention, it is possible to accurately calculate the amount of exercise while getting on the vehicle.

本発明の第1の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation apparatus in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における自転車に乗り手が乗車してペダルをこいでいる様子の一例を示す図The figure which shows an example of a mode that the rider gets on the bicycle and pedals in the 2nd Embodiment of this invention. (A),(B)図3における、第一加速度取得部及び第二加速度取得部それぞれのある時点における座標軸の方向と、それぞれが取得する加速度ベクトルと、の関係の一例を示す図(A), (B) The figure which shows an example of the relationship between the direction of the coordinate axis in each time of each of the 1st acceleration acquisition part and the 2nd acceleration acquisition part in FIG. 3, and the acceleration vector which each acquires. 本発明の第2の実施形態における自転車に乗り手が乗車してペダルを強くこいだ場合の上半身と自転車に生じる加速度ベクトルの様子の一例を示す図The figure which shows an example of the mode of the acceleration vector which arises in the upper body when a rider gets on the bicycle in the 2nd Embodiment of this invention, and pedals strongly, and the bicycle 図5における、第一加速度取得部及び第二加速度取得部それぞれのある時点における座標軸の方向と、それぞれが取得する加速度ベクトルと、の関係の一例を示す図The figure which shows an example of the relationship between the direction of the coordinate axis in each time of each of the 1st acceleration acquisition part in FIG. 5, and the 2nd acceleration acquisition part, and the acceleration vector which each acquires. 本発明の第2の実施形態における座標軸調整処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the coordinate axis adjustment process in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における上半身運動量算出部における上半身の運動量を算出する処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the process which calculates the exercise amount of the upper body in the upper body exercise amount calculation part in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation apparatus in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルの座標軸とを一致させる処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the process which matches the coordinate axis of the 1st acceleration vector and the 2nd acceleration vector in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation apparatus in the 5th Embodiment of this invention. (A)〜(C)本発明の第5の実施形態における第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとクランク軸トルクとの関係性の一例を示す図(A)-(C) The figure which shows an example of the relationship between the 1st acceleration vector in the 5th Embodiment of this invention, the 2nd acceleration vector, and crankshaft torque. 本発明の第5の実施形態における座標軸調整処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the coordinate axis adjustment process in the 5th Embodiment of this invention. (A)〜(C)本発明の第5の実施形態における、クランク軸回転周期が所定時間間隔Δtよりも小さい場合の、第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとクランク軸トルクの関係性の一例を示す図(A) to (C) Relationship between the first acceleration vector, the second acceleration vector, and the crankshaft torque when the crankshaft rotation period is smaller than the predetermined time interval Δt in the fifth embodiment of the present invention. Figure showing an example 本発明の第6の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation apparatus in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態における座標軸調整処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the coordinate axis adjustment process in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation apparatus in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態における運動量算出システムの構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the exercise amount calculation system in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態における携帯型端末により運動量を算出する処理の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the process which calculates momentum with the portable terminal in the 8th Embodiment of this invention.

出願人は、自転車を運転する場合、サドルより上の上半身の運動量が存在することに着目した。自転車の乗り手は、走り出し時、減速時、登板時などに生じる慣性の力に抗して、サドルより上の上半身の姿勢を維持するために、各部の筋肉を使用しているからである。すなわち、本願発明においては、乗り手の運動量は、上半身の運動量と、下半身の運動量との合計として算出される。上半身の運動量を算出することで、全身の運動量を精度良く算出することができる。   Applicants noted that there is an upper body momentum above the saddle when driving a bicycle. This is because a bicycle rider uses muscles of each part to maintain the posture of the upper body above the saddle against the force of inertia that occurs when starting, decelerating, climbing and the like. That is, in the present invention, the rider's momentum is calculated as the sum of the upper body's momentum and the lower body's momentum. By calculating the amount of exercise of the upper body, the amount of exercise of the whole body can be calculated with high accuracy.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態は、本発明の基本的態様の例である。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention is an example of the basic aspect of the present invention.

図1は、本発明の第1の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図である。図1に示す運動量算出装置100は、第一加速度取得部101、第二加速度取得部102、及び上半身運動量算出部103を備える。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an exercise amount calculation apparatus according to the first embodiment of the present invention. The exercise amount calculation device 100 illustrated in FIG. 1 includes a first acceleration acquisition unit 101, a second acceleration acquisition unit 102, and an upper body exercise amount calculation unit 103.

第一加速度取得部101は、自転車の乗り手の上半身に例えば装着された図示しない加速度センサ(第一の加速度センサ)から、上半身の運動及び自転車の動きによる加速度を含む第一の加速度を取得する。自転車の動きとは、例えば、路面凹凸による上下動、加速・減速・旋回等に伴う前後動、左右動である。   The first acceleration acquisition unit 101 acquires, from, for example, an acceleration sensor (first acceleration sensor) (not shown) mounted on the upper body of a bicycle rider, the first acceleration including the upper body motion and the acceleration due to the bicycle motion. The movement of the bicycle is, for example, a vertical movement due to road surface unevenness, a forward / backward movement accompanying acceleration / deceleration / turning, and a left / right movement.

なお、第一の加速度センサからの第一の加速度の取得方法としては、例えば、図示しない第一の加速度センサに無線送信装置を具備しておく。そして、第一加速度取得部101を無線受信装置とし、第一加速度取得部101が第一の加速度センサからの情報を受信することが想定される。   As a method for acquiring the first acceleration from the first acceleration sensor, for example, a wireless transmission device is provided in the first acceleration sensor (not shown). Then, it is assumed that the first acceleration acquisition unit 101 is a wireless receiver, and the first acceleration acquisition unit 101 receives information from the first acceleration sensor.

第二加速度取得部102は、自転車に固定された図示しない加速度センサ(第二の加速度センサ)から、自転車の動きによる第二の加速度を取得する。   The second acceleration acquisition unit 102 acquires a second acceleration due to the movement of the bicycle from an acceleration sensor (second acceleration sensor) (not shown) fixed to the bicycle.

なお、第二の加速度センサからの第二の加速度の取得方法としては、図示しない第二の加速度センサに無線送信装置を具備しておく。そして、第二加速度取得部102を無線受信装置とし、第二加速度取得部102が第二の加速度センサからの情報を受信することが想定される。   As a method for acquiring the second acceleration from the second acceleration sensor, a wireless transmission device is provided in the second acceleration sensor (not shown). Then, it is assumed that the second acceleration acquisition unit 102 is a wireless reception device, and the second acceleration acquisition unit 102 receives information from the second acceleration sensor.

上半身運動量算出部103は、第一の加速度から第二の加速度を除去して上半身の運動のみに基づく加速度(以下、上半身運動の加速度)を算出し、実験的に得られる上半身運動の加速度と上半身の運動量の回帰式等を用いて、上半身の運動量を算出する。上半身運動の加速度から上半身の運動量を算出する方法については、例えば、上半身の運動を実験的に行い、上半身運動の加速度の絶対値についての一定時間の平均値と、呼気ガス分析による酸素摂取量から求められる上半身の運動量と、の間の回帰式を用いるなどの公知の方法を用いればよい。   The upper body exercise amount calculation unit 103 calculates the acceleration based on only the upper body exercise by removing the second acceleration from the first acceleration (hereinafter referred to as the upper body exercise acceleration), and the upper body exercise acceleration and the upper body obtained experimentally. The amount of exercise of the upper body is calculated using a regression equation of the amount of exercise. As for the method of calculating the upper body exercise amount from the upper body exercise acceleration, for example, the upper body exercise is experimentally performed, and the absolute value of the upper body exercise acceleration is calculated from the average value over a certain period of time and the oxygen intake from the breath gas analysis. A known method such as a regression equation between the obtained upper body exercise amount and the like may be used.

運動量算出装置100は、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを格納したROM(Read Only Memory)などの記憶媒体を有する。また、運動量算出装置100は、RAM(Random Access Memory)などの作業用メモリを有する。この場合、上記した各機能部は、CPUが制御プログラムを実行することにより実現される。   The exercise amount calculation apparatus 100 includes a storage medium such as a CPU (Central Processing Unit) and a ROM (Read Only Memory) storing a control program. Further, the exercise amount calculation device 100 has a working memory such as a RAM (Random Access Memory). In this case, each functional unit described above is realized by the CPU executing the control program.

運動量算出装置100は、第一の加速度から第二の加速度を除去することにより上半身運動の加速度を取得できる。そのため、上半身の運動量を算出できる。すなわち、自転車に乗車中の上半身の運動量を算出できるので、下半身の運動量との和を算出することで、正確な全身の運動量を算出できる。   The exercise amount calculation apparatus 100 can acquire the acceleration of the upper body exercise by removing the second acceleration from the first acceleration. Therefore, the amount of exercise of the upper body can be calculated. That is, since the amount of exercise of the upper body while riding a bicycle can be calculated, the amount of exercise of the whole body can be accurately calculated by calculating the sum of the amount of exercise of the lower body.

なお、第1の実施形態では、自転車への適用例として説明したが、自動二輪車等の車両においても適用可能である。   Although the first embodiment has been described as an application example to a bicycle, it can also be applied to a vehicle such as a motorcycle.

(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態における運動量算出装置の構成を示すブロック図である。図2に示す運動量算出装置100Bは、第一加速度取得部201、第二加速度取得部202、トルク取得部203、座標軸調整部204、及び上半身運動量算出部205を備える。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an exercise amount calculation apparatus according to the second embodiment of the present invention. The exercise amount calculation apparatus 100B illustrated in FIG. 2 includes a first acceleration acquisition unit 201, a second acceleration acquisition unit 202, a torque acquisition unit 203, a coordinate axis adjustment unit 204, and an upper body exercise amount calculation unit 205.

第一加速度取得部201は、第一の加速度センサから、上半身の運動及び自転車の動きによる加速度ベクトルを含む第一の加速度ベクトルを取得する。第一の加速度センサからの第一の加速度の取得方法は、前述の方法と同様である。   The first acceleration acquisition unit 201 acquires, from the first acceleration sensor, a first acceleration vector including an acceleration vector due to upper body exercise and bicycle motion. The method for obtaining the first acceleration from the first acceleration sensor is the same as that described above.

第二加速度取得部102は、第二の加速度センサから、自転車の動きによる第二の加速度ベクトルを取得する。第二の加速度センサからの第二の加速度の取得方法は、前述の方法と同様である。   The second acceleration acquisition unit 102 acquires a second acceleration vector due to the movement of the bicycle from the second acceleration sensor. The method for obtaining the second acceleration from the second acceleration sensor is the same as that described above.

トルク取得部203は、自転車のクランク軸に印加されるトルクを取得する。このトルク(クランク軸トルク)は、クランク軸に装着された図示しないトルクセンサから取得する。トルクセンサには、例えば磁歪素子とソレノイド等を組み合わせた磁歪効果を利用した方式等を用いる。   The torque acquisition unit 203 acquires the torque applied to the crankshaft of the bicycle. This torque (crankshaft torque) is acquired from a torque sensor (not shown) attached to the crankshaft. For the torque sensor, for example, a method using a magnetostrictive effect combining a magnetostrictive element and a solenoid is used.

座標軸調整部204は、トルク取得部203から取得したトルクの値をモニタしておく。座標軸調整部204は、第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルを用いて、第一の加速度ベクトルの座標軸(第一の座標軸)と第二の加速度ベクトルの座標軸(第二の座標軸)とを一致させる。座標軸を一致させる処理(以下、座標軸調整処理ともいう)の詳細については後述する。なお、座標軸を一致させる処理は、第一の座標軸と第二の座標軸との一致度の精度を高める意味であり、必ずしも完全に一致している状態ではない。   The coordinate axis adjustment unit 204 monitors the torque value acquired from the torque acquisition unit 203. The coordinate axis adjustment unit 204 uses the first acceleration vector and the second acceleration vector to determine the coordinate axis (first coordinate axis) of the first acceleration vector and the coordinate axis (second coordinate axis) of the second acceleration vector. Match. Details of the process of matching the coordinate axes (hereinafter also referred to as coordinate axis adjustment process) will be described later. Note that the process of matching the coordinate axes means to increase the accuracy of the degree of coincidence between the first coordinate axis and the second coordinate axis, and is not necessarily in a completely matched state.

本実施形態では、第一の加速度ベクトルとは、トルクの値が所定の閾値を超えた時点での第一加速度取得部201から取得した加速度ベクトルである。第二の加速度ベクトルとは、トルクの値が所定の閾値を超えた時点での第二加速度取得部202から取得した加速度ベクトルである。   In the present embodiment, the first acceleration vector is an acceleration vector acquired from the first acceleration acquisition unit 201 when the torque value exceeds a predetermined threshold. The second acceleration vector is an acceleration vector acquired from the second acceleration acquisition unit 202 when the torque value exceeds a predetermined threshold.

上半身運動量算出部205は、座標軸調整部204で座標軸を一致させた第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去して、上半身運動の加速度ベクトルを算出する。さらに、先に説明したような実験的に得られる上半身運動の加速度と上半身の運動量との回帰式等を用いて、上半身の運動量を算出する。詳細な説明については後述する。   The upper body exercise amount calculation unit 205 calculates the acceleration vector of the upper body exercise by removing the second acceleration vector from the first acceleration vector whose coordinate axes are matched by the coordinate axis adjustment unit 204. Further, the upper body exercise amount is calculated using a regression equation between the acceleration of the upper body exercise and the upper body exercise amount obtained experimentally as described above. Detailed description will be described later.

ところで、上半身に第一の加速度センサを装着する場合、第一の加速度センサの向きを指定して装着させると、乗り手は煩わしさを感じる。そのため、例えば第一の加速度センサをポケットに入れた状態でも運動量算出装置が精度良く上半身の運動量を算出できる構成としておくことが望ましい。以下では、そのような構成の詳細を説明する。   By the way, when the first acceleration sensor is mounted on the upper body, the rider feels bothered if the direction of the first acceleration sensor is designated and mounted. For this reason, for example, it is desirable that the momentum calculation device can accurately calculate the momentum of the upper body even when the first acceleration sensor is in the pocket. Below, the detail of such a structure is demonstrated.

図3は自転車に乗り手が乗車してペダルをこいでいる様子を示している。図3では、第一の加速度センサが例えば乗り手の上半身のポケットに入れられている場合を想定する。   FIG. 3 shows a rider riding a bicycle and pedaling. In FIG. 3, the case where the 1st acceleration sensor is put in the rider's upper body pocket, for example is assumed.

第一加速度取得部201の座標軸の方向(X,Y,Z軸の方向)は、図示しない第一の加速度センサから取得する加速度ベクトルの座標軸の方向(X,Y,Z軸の方向)と同一のものである。第一加速度取得部201の座標軸の方向は、自転車に乗車中の上半身の運動や自転車から受ける振動等によって第一の加速度センサがポケットの中で動くことにより、自転車の座標系に対して随時変化する。   The direction of the coordinate axis (X, Y, Z direction) of the first acceleration acquisition unit 201 is the same as the direction of the coordinate axis (X, Y, Z axis direction) of an acceleration vector acquired from a first acceleration sensor (not shown). belongs to. The direction of the coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201 changes from time to time with respect to the bicycle coordinate system as the first acceleration sensor moves in the pocket due to movement of the upper body while riding the bicycle, vibration received from the bicycle, etc. To do.

一方、第二加速度取得部202の座標軸の方向(X,Y,Z軸の方向)は、図示しない第二の加速度センサから取得する加速度ベクトルの座標軸の方向(X,Y,Z軸の方向)と同一のものである。第二加速度取得部202の座標軸の方向は、第二の加速度センサが自転車に固定されるため、自転車の座標系に対しても固定される。自転車に乗車中の上半身運動や自転車から受ける振動等によっては基本的に変化しない。   On the other hand, the direction of the coordinate axis (X, Y, Z axis direction) of the second acceleration acquisition unit 202 is the direction of the coordinate axis of the acceleration vector (X, Y, Z axis direction) acquired from the second acceleration sensor (not shown). Is the same. The direction of the coordinate axis of the second acceleration acquisition unit 202 is also fixed relative to the coordinate system of the bicycle because the second acceleration sensor is fixed to the bicycle. It does not change basically due to upper body movements while riding a bicycle or vibrations received from the bicycle.

従って、第一加速度取得部201の座標軸(第一の座標軸)の方向は、第二加速度取得部202の座標軸(第二の座標軸)の方向に対して、随時変化する。   Accordingly, the direction of the coordinate axis (first coordinate axis) of the first acceleration acquisition unit 201 changes from time to time with respect to the direction of the coordinate axis (second coordinate axis) of the second acceleration acquisition unit 202.

図4は、第一加速度取得部201及び第二加速度取得部202のそれぞれの異なる2つの時点における座標軸と、第一の加速度ベクトル及び第二の加速度ベクトルと、の関係を説明するための図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the coordinate axes at the two different time points of the first acceleration acquisition unit 201 and the second acceleration acquisition unit 202, and the first acceleration vector and the second acceleration vector. is there.

図4(A)では、所定の時点における第一の座標軸401及び第二の座標軸402を示している。図4(B)では、図4(A)の時点とは異なる時点における第一の座標軸411及び第二の座標軸412を示している。   FIG. 4A shows the first coordinate axis 401 and the second coordinate axis 402 at a predetermined time point. FIG. 4B shows the first coordinate axis 411 and the second coordinate axis 412 at a time point different from the time point of FIG.

前述したように、第一の座標軸の方向は第二の座標軸の方向に対して随時変化することを考慮し、図4(A)の第一の座標軸401と図4(B)の第一の座標軸411とは、座標軸の方向が異なる例を用いて説明する。図4(A)は、第一の座標軸401と第二の座標軸402との方向が一致している場合である。図4(B)は、第一の座標軸411と第二の座標軸412との方向が異なる場合である。   As described above, the first coordinate axis 401 in FIG. 4A and the first coordinate axis in FIG. 4B are considered in consideration that the direction of the first coordinate axis changes from time to time with respect to the direction of the second coordinate axis. The coordinate axis 411 will be described using an example in which the direction of the coordinate axis is different. FIG. 4A shows a case where the directions of the first coordinate axis 401 and the second coordinate axis 402 are the same. FIG. 4B shows a case where the directions of the first coordinate axis 411 and the second coordinate axis 412 are different.

まず、図4(A)のように、第一の座標軸の方向と第二の座標軸の方向とが一致している場合について説明する。   First, a case where the direction of the first coordinate axis and the direction of the second coordinate axis coincide with each other as shown in FIG.

第一加速度取得部201は、上半身の運動を表す加速度ベクトル404と自転車の動きを表す加速度ベクトル403とが合成された合成ベクトル(加速度ベクトル)405を取得する。合成ベクトル405は、第一の加速度ベクトルの一例である。   The first acceleration acquisition unit 201 acquires a combined vector (acceleration vector) 405 obtained by combining an acceleration vector 404 representing upper body motion and an acceleration vector 403 representing bicycle motion. The combined vector 405 is an example of a first acceleration vector.

第二加速度取得部202は、自転車の動きを表す加速度ベクトル406を取得する。加速度ベクトル406は、第二の加速度ベクトルの一例である。   The second acceleration acquisition unit 202 acquires an acceleration vector 406 representing a bicycle motion. The acceleration vector 406 is an example of a second acceleration vector.

上記の各加速度ベクトルの成分は、X軸、Y軸、Z軸の各成分に分解して考えた場合、以下のように定義できる。
加速度ベクトル403(X1,Y1,Z1)
加速度ベクトル404(X2,Y2,Z2)
加速度ベクトル405(X1+X2,Y1+Y2,Z1+Z2)
加速度ベクトル406(X1,Y1,Z1)
The components of each acceleration vector described above can be defined as follows when decomposed into X-axis, Y-axis, and Z-axis components.
Acceleration vector 403 (X1, Y1, Z1)
Acceleration vector 404 (X2, Y2, Z2)
Acceleration vector 405 (X1 + X2, Y1 + Y2, Z1 + Z2)
Acceleration vector 406 (X1, Y1, Z1)

上半身運動量算出部205は、第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去する。具体的には、加速度ベクトル405から加速度ベクトル406を引き算する。第一の座標軸の方向と第二の座標軸の方向とが一致している場合には、自転車の動きを表す加速度ベクトル403,406の成分は同じ値となるので、上半身の運動を表す加速度ベクトル404をそのまま算出できる。   The upper body exercise amount calculation unit 205 removes the second acceleration vector from the first acceleration vector. Specifically, the acceleration vector 406 is subtracted from the acceleration vector 405. When the direction of the first coordinate axis and the direction of the second coordinate axis match, the components of the acceleration vectors 403 and 406 representing the movement of the bicycle have the same value, so the acceleration vector 404 representing the upper body motion. Can be calculated as is.

次に、図4(B)のように、第一の座標軸の方向と第二の座標軸の方向とが異なる場合について説明する。   Next, a case where the direction of the first coordinate axis is different from the direction of the second coordinate axis as shown in FIG.

第一加速度取得部201は、上半身の運動を表す加速度ベクトル414と自転車の動きを表す加速度ベクトル413とが合成された合成ベクトル(加速度ベクトル)415を取得する。合成ベクトル415は、第一の加速度ベクトルの一例である。   The first acceleration acquisition unit 201 acquires a combined vector (acceleration vector) 415 obtained by combining an acceleration vector 414 representing upper body motion and an acceleration vector 413 representing a bicycle motion. The combined vector 415 is an example of a first acceleration vector.

第二加速度取得部202は、自転車の動きを表す加速度ベクトル416を取得する。加速度ベクトル416は、第二の加速度ベクトルの一例である。   The second acceleration acquisition unit 202 acquires an acceleration vector 416 representing a bicycle motion. The acceleration vector 416 is an example of a second acceleration vector.

上記の各加速度ベクトルの成分は、X軸、Y軸、Z軸の各成分に分解して考えた場合、以下のように定義できる。
加速度ベクトル413(X4,Y4,Z4)
加速度ベクトル414(X5,Y5,Z5)
加速度ベクトル415(X4+X5,Y4+Y5,Z4+Z5)
加速度ベクトル416(X6,Y6,Z6)
The components of each acceleration vector described above can be defined as follows when decomposed into X-axis, Y-axis, and Z-axis components.
Acceleration vector 413 (X4, Y4, Z4)
Acceleration vector 414 (X5, Y5, Z5)
Acceleration vector 415 (X4 + X5, Y4 + Y5, Z4 + Z5)
Acceleration vector 416 (X6, Y6, Z6)

上半身運動量算出部205は、第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去する。具体的には、加速度ベクトル415から加速度ベクトル416を引き算する。第一の座標軸の方向と第二の座標軸の方向とが異なる場合には、自転車の動きを表す加速度ベクトル413,416の成分は異なる値となる。従って、上半身運動量算出部205は、上半身の運動を表す加速度ベクトル414をそのまま算出できない。   The upper body exercise amount calculation unit 205 removes the second acceleration vector from the first acceleration vector. Specifically, the acceleration vector 416 is subtracted from the acceleration vector 415. When the direction of the first coordinate axis is different from the direction of the second coordinate axis, the components of the acceleration vectors 413 and 416 representing the movement of the bicycle have different values. Therefore, the upper body exercise amount calculation unit 205 cannot directly calculate the acceleration vector 414 representing the upper body exercise.

上半身の運動を表す加速度ベクトル414を算出するためには、第一の座標軸411の方向と第二の座標軸412の方向とを一致させる必要がある。すなわち、座標軸調整部204が座標軸の方向を一致させた上で、上半身運動量算出部205が加速度ベクトル同士の引き算をする必要がある。   In order to calculate the acceleration vector 414 representing the motion of the upper body, it is necessary to match the direction of the first coordinate axis 411 and the direction of the second coordinate axis 412. That is, it is necessary for the upper body exercise amount calculation unit 205 to subtract the acceleration vectors after the coordinate axis adjustment unit 204 matches the directions of the coordinate axes.

座標軸の方向を一致させる方法としては、例えば以下の方法がある。
図5に自転車の乗り手が自転車のペダルを強くこいだ場合の上半身と自転車に加わる加速度ベクトルとを説明するための図を示す。
As a method for matching the directions of the coordinate axes, for example, there are the following methods.
FIG. 5 is a diagram for explaining the upper body and the acceleration vector applied to the bicycle when the bicycle rider strongly presses the bicycle pedal.

図5では、乗り手の上半身のポケットに入れられた第一の加速度センサ501と、自転車に設置された第二の加速度センサ502と、を示している。また、乗り手がペダルを強くこいだ場合に、第一加速度取得部201が第一の加速度センサ501から取得する自転車前進方向の加速度ベクトル423と、第二加速度取得部202が第二の加速度センサ502から取得する自転車前進方向の加速度ベクトル426と、を示している。   FIG. 5 shows a first acceleration sensor 501 placed in the pocket of the upper body of the rider and a second acceleration sensor 502 installed on the bicycle. In addition, when the rider strongly presses the pedal, the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction that the first acceleration acquisition unit 201 acquires from the first acceleration sensor 501 and the second acceleration acquisition unit 202 the second acceleration sensor 502. The acceleration vector 426 in the bicycle forward direction obtained from the above is shown.

また、図6では、図5の乗り手がペダルを強くこいだ時点における第一加速度取得部201の第一の座標軸421上に、取得された上半身の運動を表す加速度ベクトル424、自転車前進方向の加速度ベクトル423、及びこれらの合成ベクトル425を示している。   In FIG. 6, the acceleration vector 424 representing the acquired upper body motion on the first coordinate axis 421 of the first acceleration acquisition unit 201 at the time when the rider of FIG. A vector 423 and a composite vector 425 thereof are shown.

また、図6では、図5の乗り手が強くペダルをこいだ時点における第二加速度取得部202の第二の座標軸422上に、取得された自転車前進方向の加速度ベクトル426を示している。   Further, FIG. 6 shows the acquired acceleration vector 426 in the bicycle forward direction on the second coordinate axis 422 of the second acceleration acquisition unit 202 at the time when the rider of FIG.

乗り手が自転車のペダルを強くこぐと、クランク軸に印加されるトルクが自転車の前進方向の推進力へと変換されるので、第二加速度取得部202の第二の座標軸422では自転車前進方向の加速度ベクトル426が発生する(図6)。乗り手が自転車のペダルを強くこぐ場合とは、例えば、自転車が一定速度を維持するようにペダルをこぐ場合と比較して自転車前進方向の加速度ベクトル426が大きくなる場合である。   When the rider strongly pushes the pedal of the bicycle, the torque applied to the crankshaft is converted into a propulsive force in the forward direction of the bicycle, so that the second coordinate axis 422 of the second acceleration acquisition unit 202 accelerates in the forward direction of the bicycle. A vector 426 is generated (FIG. 6). The case where the rider strongly pushes the pedal of the bicycle is, for example, a case where the acceleration vector 426 in the bicycle forward direction becomes larger than when the pedal is pushed so that the bicycle maintains a constant speed.

この場合、乗り手の上半身に対しても、自転車前進方向の加速度ベクトル426と大きさ、方向が同じ自転車前進方向の大きな加速度が生じる。すなわち、図6のように、第一加速度取得部201の第一の座標軸421には自転車前進方向の加速度ベクトル423が発生する。   In this case, a large acceleration in the bicycle forward direction that is the same size and direction as the acceleration vector 426 in the bicycle forward direction is also generated on the upper body of the rider. That is, as shown in FIG. 6, an acceleration vector 423 in the bicycle forward direction is generated on the first coordinate axis 421 of the first acceleration acquisition unit 201.

なお、第一加速度取得部201が第一の加速度センサ501から取得する加速度ベクトルは、合成ベクトル425である。しかし、ペダルを強くこぐ場合には上半身の運動を表す加速度ベクトル424は、自転車前進方向の加速度ベクトル423に比較して十分に小さいとみなせるので、合成ベクトル425は自転車前進方向の加速度ベクトル423で近似できる。以下では、第一加速度取得部201は自転車前進方向の加速度ベクトル423を取得するものとして説明する。   Note that the acceleration vector acquired by the first acceleration acquisition unit 201 from the first acceleration sensor 501 is a combined vector 425. However, when the pedal is strongly pedaled, the acceleration vector 424 representing the upper body motion can be considered to be sufficiently smaller than the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction, so the combined vector 425 approximates the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction. it can. Hereinafter, the first acceleration acquisition unit 201 will be described as acquiring the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction.

図6において、第一の座標軸421の方向と第二の座標軸422の方向とは、互いに異なるために、加速度ベクトル423,426のX軸,Y軸,Z軸成分は異なる。加速度ベクトル423,426は、以下のように定義できる。
第一の座標軸421における加速度ベクトル423(X7,Y7,Z7)
第二の座標軸422における加速度ベクトル426(X8,Y8,Z8)
In FIG. 6, since the direction of the first coordinate axis 421 and the direction of the second coordinate axis 422 are different from each other, the X-axis, Y-axis, and Z-axis components of the acceleration vectors 423 and 426 are different. The acceleration vectors 423 and 426 can be defined as follows.
Acceleration vector 423 (X7, Y7, Z7) on the first coordinate axis 421
Acceleration vector 426 (X8, Y8, Z8) on the second coordinate axis 422

ここで、図6に示すように、加速度ベクトル426のX軸、Y軸、Z軸成分と同じ成分を持つ第一の座標軸421上の加速度ベクトル427を用意する。座標軸調整部204は、加速度ベクトル427から加速度ベクトル423へ変換する。すなわち、座標軸調整部204は、加速度ベクトル427をX軸,Y軸,Z軸で回転させて加速度ベクトル423へと一致させる座標調整パラメータを算出する。   Here, as shown in FIG. 6, an acceleration vector 427 on the first coordinate axis 421 having the same components as the X-axis, Y-axis, and Z-axis components of the acceleration vector 426 is prepared. The coordinate axis adjustment unit 204 converts the acceleration vector 427 to the acceleration vector 423. That is, the coordinate axis adjustment unit 204 calculates a coordinate adjustment parameter for rotating the acceleration vector 427 along the X axis, the Y axis, and the Z axis to match the acceleration vector 423.

座標軸調整部204による座標調整パラメータを用いた変換は、第一の座標軸421から第二の座標軸422へ座標軸の方向を一致させることと等価である。加速度ベクトル427の各成分は、第一の座標軸421における加速度ベクトル426(X8,Y8,Z8)である。従って、座標調整パラメータをRとすると、以下の(式1)を満たすRを算出すればよい。   The conversion using the coordinate adjustment parameter by the coordinate axis adjustment unit 204 is equivalent to matching the direction of the coordinate axis from the first coordinate axis 421 to the second coordinate axis 422. Each component of the acceleration vector 427 is an acceleration vector 426 (X8, Y8, Z8) on the first coordinate axis 421. Therefore, if the coordinate adjustment parameter is R, R that satisfies the following (Equation 1) may be calculated.

Figure 2013208382
Figure 2013208382

なお、(式1)における定数1/√(X7+Y7+Z7)、1/√(X8+Y8+Z8)は、それぞれ加速度ベクトル423,426のノルム(大きさ)である。 Note that the constants 1 / √ (X7 2 + Y7 2 + Z7 2 ) and 1 / √ (X8 2 + Y8 2 + Z8 2 ) in (Equation 1) are norms (sizes) of the acceleration vectors 423 and 426, respectively.

次に、上半身運動量算出部205による上半身の運動量の算出について詳細に説明する。   Next, calculation of the upper body exercise amount by the upper body exercise amount calculation unit 205 will be described in detail.

まず、上半身運動量算出部205は、座標軸調整部204により算出した座標調整パラメータを用いて、第一の加速度ベクトルを、第二加速度取得部202の座標軸(第二の座標軸)における加速度ベクトル(以下、座標調整後の加速度ベクトルという)に変換する。座標調整パラメータとしては、回転変換行列が一例として挙げられる。   First, the upper body exercise amount calculation unit 205 uses the coordinate adjustment parameter calculated by the coordinate axis adjustment unit 204 to convert the first acceleration vector into an acceleration vector (hereinafter referred to as the second coordinate axis) of the second acceleration acquisition unit 202. (Acceleration vector after coordinate adjustment). An example of the coordinate adjustment parameter is a rotation transformation matrix.

続いて、上半身運動量算出部205は、座標調整後の加速度ベクトルから第二加速度取得部202が取得した第二の加速度ベクトルを除去する。この除去により得られる加速度ベクトルには、自転車の動きが除去された上半身運動の加速度情報が含まれる。加速度ベクトルから運動量を算出する方法としては、先に説明した公知の方法を用いればよい。   Subsequently, the upper body exercise amount calculation unit 205 removes the second acceleration vector acquired by the second acceleration acquisition unit 202 from the coordinate vector after the coordinate adjustment. The acceleration vector obtained by the removal includes acceleration information of the upper body movement from which the bicycle movement is removed. As a method for calculating the momentum from the acceleration vector, the known method described above may be used.

次に、運動量算出装置100Bの動作について説明する。
図7は、座標軸調整部204による座標軸調整処理を示すフローチャートである。
Next, the operation of the exercise amount calculation apparatus 100B will be described.
FIG. 7 is a flowchart showing coordinate axis adjustment processing by the coordinate axis adjustment unit 204.

まず、座標軸調整部204は、トルク取得部203からクランク軸に印加されるトルクを取得する(ステップS701)。左右クランクはクランク軸に対して180度対称に構成されている。両足でペダルを乗り手がこぐと、トルク取得部203は、クランク軸が1回転する間に2回のトルクのピーク(ピーク値)が発生するような周期的に変化する波形で示されるトルクを取得することになる。   First, the coordinate axis adjustment unit 204 acquires the torque applied to the crankshaft from the torque acquisition unit 203 (step S701). The left and right cranks are configured 180 degrees symmetrical with respect to the crankshaft. When the rider pedals with both feet, the torque acquisition unit 203 acquires the torque indicated by a waveform that changes periodically so that two torque peaks occur during one revolution of the crankshaft. Will do.

座標軸調整部204は、取得されたトルクがピーク値であるかを確認する(ステップS702)。取得されたトルクがピーク値ではない場合には(ステップS702:NO)、何もせずS701に戻る。   The coordinate axis adjustment unit 204 checks whether or not the acquired torque is a peak value (step S702). When the acquired torque is not the peak value (step S702: NO), nothing is done and the process returns to S701.

一方、取得されたトルクがピーク値である場合には(ステップS702:YES)、座標軸調整部204は、乗り手がペダルを強くこぐ場合であると判断する。この場合、座標軸調整部204は、加速度ベクトル423および加速度ベクトル426を用いて、座標調整パラメータを算出する(ステップS703)。   On the other hand, when the acquired torque is a peak value (step S702: YES), the coordinate axis adjustment unit 204 determines that the rider is pedaling strongly. In this case, the coordinate axis adjustment unit 204 calculates coordinate adjustment parameters using the acceleration vector 423 and the acceleration vector 426 (step S703).

この加速度ベクトル423は、トルクのピーク値が検出された時点の第一加速度取得部201が取得した加速度ベクトルである。また、この加速度ベクトル426は、トルクのピーク値が検出された時点の第二加速度取得部202が取得した加速度ベクトルである。   The acceleration vector 423 is an acceleration vector acquired by the first acceleration acquisition unit 201 when a torque peak value is detected. The acceleration vector 426 is an acceleration vector acquired by the second acceleration acquisition unit 202 at the time when the peak value of torque is detected.

座標軸調整部204は、ステップS701〜S703の処理を随時または定期的に行いながら、座標調整パラメータを更新する。これにより、自転車乗車中に第一加速度取得部201の第一の座標軸の方向が変化した場合でも、随時、第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることができる。従って、運動量の算出精度を向上できる。なお、第一の座標軸の方向と、第二の座標軸の方向とは、必ずしも完全に一致するものではなく、実際には誤差を含むものである。   The coordinate axis adjustment unit 204 updates the coordinate adjustment parameters while performing the processes in steps S701 to S703 as needed or periodically. As a result, even when the direction of the first coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201 changes while riding a bicycle, the direction of the first coordinate axis can be made to coincide with the direction of the second coordinate axis with high accuracy at any time. Accordingly, the calculation accuracy of the momentum can be improved. Note that the direction of the first coordinate axis and the direction of the second coordinate axis do not necessarily coincide completely, and actually include an error.

また、上述の例では、トルクのピーク値が検出された時点で第一加速度取得部201、第二加速度取得部202が取得する自転車前進方向の加速度ベクトル423と426とを用いている。この代わりに、トルクのピーク値が検出された時点で第一加速度取得部201、第二加速度取得部202が取得する、絶対値が所定値以上である自転車前進方向の加速度ベクトル423と426とを用いてもよい。この所定値は、第二の所定値の一例である。   In the above-described example, the acceleration vectors 423 and 426 in the bicycle forward direction acquired by the first acceleration acquisition unit 201 and the second acceleration acquisition unit 202 when the peak value of the torque is detected are used. Instead, the acceleration vectors 423 and 426 in the bicycle forward direction, which are obtained by the first acceleration acquisition unit 201 and the second acceleration acquisition unit 202 when the torque peak value is detected, and whose absolute values are equal to or greater than a predetermined value, are obtained. It may be used. This predetermined value is an example of a second predetermined value.

この所定値としては、例えば、ペダルを強くこぐことによる自転車前進方向の加速度ベクトルの絶対値が、上半身の運動を表す加速度ベクトルの絶対値に対して十分に大きくなるよう定義しておく。   As this predetermined value, for example, it is defined that the absolute value of the acceleration vector in the bicycle forward direction by strongly pedaling is sufficiently larger than the absolute value of the acceleration vector representing the upper body motion.

これにより、上半身の運動を表す加速度ベクトル424は、自転車前進方向の加速度ベクトル423に比較して十分に小さいとみなせる。従って、第一加速度取得部201により取得される合成ベクトル425を自転車前進方向の加速度ベクトル423として扱える。   As a result, the acceleration vector 424 representing the upper body motion can be considered to be sufficiently smaller than the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction. Therefore, the combined vector 425 acquired by the first acceleration acquisition unit 201 can be handled as the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction.

図8は、上半身運動量算出部205による上半身の運動量を算出する処理(上半身の運動量算出処理)を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing processing (upper body exercise amount calculation processing) for calculating the upper body exercise amount by the upper body exercise amount calculation unit 205.

まず、上半身運動量算出部205は、座標軸調整部204により座標調整パラメータが算出されているかどうかを確認する(ステップS801)。座標調整パラメータが算出されていない場合には(ステップS801:NO)、算出されるまでステップS801を繰り返す。   First, the upper body exercise amount calculation unit 205 checks whether the coordinate adjustment parameter is calculated by the coordinate axis adjustment unit 204 (step S801). If the coordinate adjustment parameter has not been calculated (step S801: NO), step S801 is repeated until it is calculated.

一方、座標調整パラメータが算出されている場合には(ステップS801:YES)、上半身運動量算出部205は、座標調整パラメータを用いて、第一の加速度ベクトルを座標調整後の加速度ベクトルに変換する。(ステップS802)。   On the other hand, when the coordinate adjustment parameter is calculated (step S801: YES), the upper body exercise amount calculation unit 205 converts the first acceleration vector into the coordinate vector after coordinate adjustment using the coordinate adjustment parameter. (Step S802).

続いて、上半身運動量算出部205は、座標調整後の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去し、上半身運動の加速度ベクトルを算出する(ステップS803)。   Subsequently, the upper body exercise amount calculation unit 205 removes the second acceleration vector from the coordinate vector after the coordinate adjustment, and calculates an acceleration vector of the upper body exercise (step S803).

続いて、上半身運動量算出部205は、算出された加速度ベクトルから上半身の運動量を算出する(ステップS804)。加速度ベクトルから運動量を算出する方法としては、先に説明した公知の方法を用いればよい。   Subsequently, the upper body exercise amount calculation unit 205 calculates the upper body exercise amount from the calculated acceleration vector (step S804). As a method for calculating the momentum from the acceleration vector, the known method described above may be used.

運動量算出装置100Bによれば、第一の座標軸と第二の座標軸の方向を随時一致させるに際し、乗り手がペダルを強くこいだことをクランク軸に印加されるトルクのピーク値によって把握できる。従って、トルクのピーク時点における自転車前進方向の加速度ベクトルを用いることで、第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることが可能となる。   According to the momentum calculation apparatus 100B, when the directions of the first coordinate axis and the second coordinate axis coincide with each other at any time, it is possible to grasp from the peak value of the torque applied to the crankshaft that the rider has pushed the pedal strongly. Therefore, by using the acceleration vector in the bicycle forward direction at the peak time of the torque, it becomes possible to match the direction of the first coordinate axis with the direction of the second coordinate axis with high accuracy.

従って、座標軸の方向を精度良く一致させた第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去して、上半身運動の加速度ベクトルを算出し、上半身の運動量を算出できる。すなわち、自転車に乗車中の上半身の運動量を算出できる。   Accordingly, the second acceleration vector is removed from the first acceleration vector in which the directions of the coordinate axes are accurately matched, and the acceleration vector of the upper body motion is calculated to calculate the upper body exercise amount. That is, the momentum of the upper body while riding a bicycle can be calculated.

(第3の実施形態)
図9は、本発明の第3の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図である。図9は、第2の実施形態の図2と対応するものである。図9において、図2と同一の構成部には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an exercise amount calculation apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 corresponds to FIG. 2 of the second embodiment. 9, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図9に示す運動量算出装置100Cは、第一加速度取得部201、第二加速度取得部202、制動指示取得部1406、座標軸調整部1404、及び上半身運動量算出部205を備える。   The exercise amount calculation apparatus 100C illustrated in FIG. 9 includes a first acceleration acquisition unit 201, a second acceleration acquisition unit 202, a braking instruction acquisition unit 1406, a coordinate axis adjustment unit 1404, and an upper body exercise amount calculation unit 205.

制動指示取得部1406は、自転車に制動力を発生させるための制動指示を取得する。制動指示を取得する方法としては、例えば、自転車のブレーキのレバーにスイッチまたはポテンシオメーターを取り付けておき、乗り手がブレーキをかけるためにレバーを握ったときに生じる電圧変化で判断する方法が挙げられる。   The braking instruction acquisition unit 1406 acquires a braking instruction for generating a braking force on the bicycle. As a method for obtaining a braking instruction, for example, there is a method in which a switch or a potentiometer is attached to a lever of a bicycle brake and a judgment is made based on a voltage change that occurs when a rider holds the lever to apply a brake. .

座標軸調整部1404は、制動指示取得部1406により取得した制動指示をモニタしておき、第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとを用いて、第一の座標軸の方向と第二の座標軸の方向とを一致させる。   The coordinate axis adjustment unit 1404 monitors the braking instruction acquired by the braking instruction acquisition unit 1406, and uses the first acceleration vector and the second acceleration vector to determine the direction of the first coordinate axis and the second coordinate axis. Match the direction.

本実施形態では、第一の加速度ベクトルとは、制動指示を取得した時点で第一加速度取得部201から取得した加速度ベクトルである。第二の加速度ベクトルとは、制動指示を取得した時点で第二加速度取得部202から取得した加速度ベクトルである。   In the present embodiment, the first acceleration vector is an acceleration vector acquired from the first acceleration acquisition unit 201 when a braking instruction is acquired. The second acceleration vector is an acceleration vector acquired from the second acceleration acquisition unit 202 when the braking instruction is acquired.

座標軸調整部1404と座標軸調整部204との相違点は、トルクの代わりに制動指示を用いるようにしたことである。例えば、ある速度で自転車が走行しているときに、乗り手が制動指示(すなわちブレーキ)を出したとする。このとき、第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルには、自転車を減速する方向、すなわち自転車後方への大きな加速度ベクトルが発生する。この加速度ベクトルは、第2の実施形態で説明した、乗り手がペダルを強くこいだ場合に生じる自転車前進方向への大きな加速度ベクトルとは、180度方向が逆のベクトルとなっている。従って、第一加速度取得部201の第一の座標軸の方向を第二加速度取得部202の第二の座標軸の方向へ一致させる方法としては、第2の実施形態における座標軸調整部204において説明した方法と同様の方法を用い、トルクの代わりに制動指示に基づいて座標調整パラメータを算出すればよい。   A difference between the coordinate axis adjustment unit 1404 and the coordinate axis adjustment unit 204 is that a braking instruction is used instead of torque. For example, it is assumed that the rider gives a braking instruction (that is, a brake) when a bicycle is traveling at a certain speed. At this time, in the first acceleration vector and the second acceleration vector, a large acceleration vector in the direction of decelerating the bicycle, that is, rearward of the bicycle is generated. This acceleration vector is a vector whose direction is 180 degrees opposite to the large acceleration vector in the bicycle forward direction that occurs when the rider strongly presses the pedal, as described in the second embodiment. Therefore, as a method of matching the direction of the first coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201 with the direction of the second coordinate axis of the second acceleration acquisition unit 202, the method described in the coordinate axis adjustment unit 204 in the second embodiment. The coordinate adjustment parameter may be calculated based on the braking instruction instead of the torque.

なお、座標軸調整部1404は、制動指示を取得した時点で得られる自転車後方に生じる第一の加速度ベクトルの絶対値と第二の加速度ベクトルの絶対値とが、所定値を超えた場合にのみ、第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ一致させるようにしてもよい。この所定値は、第三の所定値の一例である。   It should be noted that the coordinate axis adjustment unit 1404 is only when the absolute value of the first acceleration vector and the absolute value of the second acceleration vector generated at the rear of the bicycle obtained at the time when the braking instruction is acquired exceed a predetermined value. The direction of the first coordinate axis may coincide with the direction of the second coordinate axis. This predetermined value is an example of a third predetermined value.

この所定値は、ブレーキをかけたことによる自転車後方方向の加速度ベクトルの絶対値が、上半身の運動を表す加速度ベクトルの絶対値に対して十分に大きくなるよう定義しておく。   This predetermined value is defined so that the absolute value of the acceleration vector in the rearward direction of the bicycle resulting from the application of the brake is sufficiently larger than the absolute value of the acceleration vector representing the upper body motion.

これにより、上半身の運動を表す加速度ベクトルは自転車後方方向の加速度ベクトルに比較して十分に小さいとみなせる。従って、第一加速度取得部201により取得される合成ベクトルを自転車後方方向の加速度ベクトルとして扱える。   As a result, the acceleration vector representing the upper body motion can be considered sufficiently smaller than the acceleration vector in the rearward direction of the bicycle. Therefore, the combined vector acquired by the first acceleration acquisition unit 201 can be handled as an acceleration vector in the rearward direction of the bicycle.

また、乗り手がペダルを強くこいで加速する場合と、ブレーキをかけて制動する場合のそれぞれで発生する自転車前進方向・後方方向への加速度ベクトルを両方利用してもよい。この場合でも、第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることができる。   Further, both acceleration vectors in the forward and backward directions of the bicycle generated when the rider accelerates with a strong pedal and when the brake is applied may be used. Even in this case, the direction of the first coordinate axis can be matched with the direction of the second coordinate axis with high accuracy.

座標軸調整部1404は、自転車が加速または減速するに際して、随時または定期的に座標調整パラメータを更新する。これにより、自転車乗車中に第一加速度取得部201の第一の座標軸の方向が変化した場合でも、随時第一の座標軸の方向を第二加速度取得部202の第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることができ、運動量の算出精度を向上できる。   The coordinate axis adjustment unit 1404 updates the coordinate adjustment parameters as needed or periodically when the bicycle accelerates or decelerates. As a result, even when the direction of the first coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201 changes while riding a bicycle, the direction of the first coordinate axis is changed to the direction of the second coordinate axis of the second acceleration acquisition unit 202 at any time with high accuracy. They can be matched, and the calculation accuracy of momentum can be improved.

運動量算出装置100Cによれば、第一の座標軸と第二の座標軸との方向を随時一致させるに際し、車両が減速する際に生じる自転車後方への加速度ベクトルを用いる。従って、第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることが可能となる。   According to the momentum calculation device 100C, when the directions of the first coordinate axis and the second coordinate axis coincide with each other at any time, the acceleration vector to the rear of the bicycle generated when the vehicle decelerates is used. Therefore, the direction of the first coordinate axis can be accurately matched with the direction of the second coordinate axis.

従って、座標軸の方向を精度良く一致させた第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去して、上半身運動の加速度ベクトルを算出し、上半身の運動量を算出できる。すなわち、自転車に乗車中の上半身の運動量を精度良く算出できる。   Accordingly, the second acceleration vector is removed from the first acceleration vector in which the directions of the coordinate axes are accurately matched, and the acceleration vector of the upper body motion is calculated to calculate the upper body exercise amount. That is, the momentum of the upper body while riding a bicycle can be calculated with high accuracy.

なお、第3の実施形態では、自転車への適用例として説明したが、自動二輪車等の車両においても適用可能である。   Although the third embodiment has been described as an application example to a bicycle, it can also be applied to a vehicle such as a motorcycle.

(第4の実施形態)
図10は、本発明の第4の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図である。図10は、第2の実施形態の図2と対応するものである。図10において、図2と同一の構成部には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an exercise amount calculation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 10 corresponds to FIG. 2 of the second embodiment. 10, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図10に示す運動量算出装置100Dは、第一加速度取得部201、第二加速度取得部202、座標軸調整部904、および上半身運動量算出部205を備える。   The exercise amount calculation device 100D illustrated in FIG. 10 includes a first acceleration acquisition unit 201, a second acceleration acquisition unit 202, a coordinate axis adjustment unit 904, and an upper body exercise amount calculation unit 205.

座標軸調整部904は、第一加速度取得部201から取得した第一の加速度ベクトルおよび第二加速度取得部202から取得した第二の加速度ベクトルをモニタしておく。座標軸調整部904は、双方の加速度ベクトルの絶対値が同時にピーク値となった時点での第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルを用いて、第一の座標軸と第二の座標軸との方向を一致させる。座標軸の方向を一致させる方法としては、例えば以下の方法がある。   The coordinate axis adjustment unit 904 monitors the first acceleration vector acquired from the first acceleration acquisition unit 201 and the second acceleration vector acquired from the second acceleration acquisition unit 202 in advance. The coordinate axis adjustment unit 904 uses the first acceleration vector and the second acceleration vector at the time when the absolute values of both acceleration vectors simultaneously reach the peak value, and the direction between the first coordinate axis and the second coordinate axis. Match. As a method for matching the directions of the coordinate axes, for example, there are the following methods.

第2の実施形態においても説明したように、乗り手が自転車でペダルを強くこいだ場合には、自転車前進方向に大きな加速度が生じる。同時に、サドルから上の乗り手の上半身にもほぼ同じ大きさで自転車前進方向に大きな加速度が生じる。すなわち、図6のように、ペダルを強くこぐ場合には、同じ方向にほぼ同じ大きさで同時に加速度ベクトル423、426が発生する。   As described in the second embodiment, when the rider strongly pedals the bicycle, a large acceleration is generated in the bicycle forward direction. At the same time, the upper body of the rider above the saddle also has a large acceleration in the forward direction of the bicycle with almost the same size. That is, as shown in FIG. 6, when the pedal is strongly pushed, acceleration vectors 423 and 426 are generated at the same time in the same direction and substantially the same magnitude.

先に説明した通り、両足でペダルをこぐと、クランク軸が1回転する間に2回のトルクのピーク値が発生する周期的な波形で示されるトルクが取得される。そのため、自転車前進方向の加速度ベクトルについても同様に、その絶対値が周期的な波形で示される加速度ベクトルが取得される。   As described above, when the pedal is pedaled with both feet, the torque indicated by the periodic waveform in which the peak value of the torque is generated twice during one rotation of the crankshaft is acquired. Therefore, an acceleration vector whose absolute value is indicated by a periodic waveform is acquired in the same manner for the acceleration vector in the bicycle forward direction.

従って、座標軸調整部904は、第一の加速度ベクトルの絶対値と第二の加速度ベクトルの絶対値とについてピーク値が同時に検出された時点における加速度ベクトルが、自転車前進方向の大きな加速度であると判断できる。座標軸調整部904は、この時点における第一の加速度ベクトル(図6の加速度ベクトル423)と第二の加速度ベクトル(図6の加速度ベクトル426)が大きさ・方向共に同一のベクトルであるとして、第一の座標軸421の方向と第二の座標軸422の方向とを一致させる座標調整パラメータを算出する。   Accordingly, the coordinate axis adjustment unit 904 determines that the acceleration vector at the time when the peak value is detected at the same time for the absolute value of the first acceleration vector and the absolute value of the second acceleration vector is a large acceleration in the bicycle forward direction. it can. The coordinate axis adjustment unit 904 assumes that the first acceleration vector (acceleration vector 423 in FIG. 6) and the second acceleration vector (acceleration vector 426 in FIG. 6) at this time point are the same in both magnitude and direction. A coordinate adjustment parameter that matches the direction of one coordinate axis 421 and the direction of the second coordinate axis 422 is calculated.

なお、座標軸調整部904は、第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値とが同時に所定値を超えたときの第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとを用いて、座標軸の方向を一致させるようにしてもよい。この所定値は、第一の所定値の一例である。   Note that the coordinate axis adjustment unit 904 includes the first acceleration vector and the second acceleration vector when the absolute value peak value of the first acceleration vector and the absolute value peak value of the second acceleration vector simultaneously exceed a predetermined value. The direction of the coordinate axes may be matched using the acceleration vector. This predetermined value is an example of a first predetermined value.

この所定値は、例えば、図6のように、ペダルを強くこぐことによる自転車前進方向の加速度ベクトル423の絶対値が、上半身の運動を表す加速度ベクトル424の絶対値に対して十分に大きくなるよう定義しておく。   For example, as shown in FIG. 6, the predetermined value is set so that the absolute value of the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction by strongly pedaling is sufficiently larger than the absolute value of the acceleration vector 424 representing the upper body motion. Define it.

これにより、上半身の運動を表す加速度ベクトル424を、自転車前進方向の加速度ベクトル423に比較して十分に小さいとみなせる。従って、第一加速度取得部201により取得される合成ベクトル425を自転車前進方向の加速度ベクトル423として扱える。   Thus, the acceleration vector 424 representing the upper body motion can be regarded as sufficiently smaller than the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction. Therefore, the combined vector 425 acquired by the first acceleration acquisition unit 201 can be handled as the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction.

次に、運動量算出装置100Dの動作例について説明する。
図11は、座標軸調整部904による座標調整処理を示すフローチャートである。
Next, an operation example of the exercise amount calculation apparatus 100D will be described.
FIG. 11 is a flowchart showing coordinate adjustment processing by the coordinate axis adjustment unit 904.

まず、座標軸調整部904は、第一加速度取得部201から第一の加速度ベクトルを取得し、第二加速度取得部202から第二の加速度ベクトルを取得する(ステップS1001)。   First, the coordinate axis adjustment unit 904 acquires a first acceleration vector from the first acceleration acquisition unit 201 and acquires a second acceleration vector from the second acceleration acquisition unit 202 (step S1001).

続いて、座標軸調整部904は、取得された第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と、第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と、が同時に検出されたかどうかを確認する(ステップS1002)。なお、ここでいう同時とは、クランクが180度回転する程度の時間(0.5秒程度)を想定している。左右クランクはクランク軸を対称に180度逆に存在し、クランクが180度回転する間にトルクのピークが1回発生するためである。すなわち、第一の加速度ベクトルまたは第二の加速度ベクトルのいずれかの絶対値が先にピーク値を示してから0.5秒以内にもう一方の加速度ベクトルの絶対値がピークを示すこと、である。   Subsequently, the coordinate axis adjustment unit 904 confirms whether or not the peak value of the absolute value of the acquired first acceleration vector and the peak value of the absolute value of the second acceleration vector are detected simultaneously (step S1002). ). The term “simultaneous” here means a time (about 0.5 seconds) that the crank rotates 180 degrees. This is because the left and right cranks are symmetrically rotated 180 degrees with respect to the crankshaft, and a torque peak occurs once while the crank rotates 180 degrees. That is, the absolute value of either the first acceleration vector or the second acceleration vector first shows the peak value, and the absolute value of the other acceleration vector shows the peak within 0.5 seconds. .

ステップS1002において、少なくとも一方がピーク値ではない場合には(ステップS1002:NO)、何もせずステップS1001に戻る。   In step S1002, when at least one is not a peak value (step S1002: NO), nothing is done and the process returns to step S1001.

一方、いずれも同時にピーク値である場合には(ステップS1002:YES)、座標軸調整部904は、第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルが、乗り手がペダルを強くこいだ場合に生じる自転車前進方向の加速度ベクトル423,426であると判断し、座標調整パラメータを算出する(ステップS1003)。   On the other hand, if both are peak values at the same time (step S1002: YES), the coordinate axis adjustment unit 904 causes the bicycle to move forward when the first acceleration vector and the second acceleration vector push the pedal strongly. It is determined that the acceleration vectors 423 and 426 are directions, and a coordinate adjustment parameter is calculated (step S1003).

座標軸調整部904は、ステップS1001〜S1003の処理を随時または定期的に行いながら、座標調整パラメータを更新する。これにより、自転車乗車中に第一加速度取得部201の第一の座標軸の方向が変化した場合でも、随時第一の座標軸の方向を第二加速度取得部202の第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることができ、運動量の算出精度を向上できる。   The coordinate axis adjustment unit 904 updates the coordinate adjustment parameters while performing the processing of steps S1001 to S1003 as necessary or periodically. As a result, even when the direction of the first coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201 changes while riding a bicycle, the direction of the first coordinate axis is changed to the direction of the second coordinate axis of the second acceleration acquisition unit 202 at any time with high accuracy. They can be matched, and the calculation accuracy of momentum can be improved.

なお、本実施形態では、ペダルを強くこいだ場合の自転車の加速時に着眼して説明した。さらに第3の実施形態で説明したような、制動時の自転車後方に生じる加速度ベクトルを利用して座標軸の方向を一致させる方法を、本実施形態にも適用可能である。   In the present embodiment, the description has been given focusing on the acceleration of the bicycle when the pedal is strongly squeezed. Furthermore, the method of matching the directions of the coordinate axes using the acceleration vector generated behind the bicycle during braking as described in the third embodiment can also be applied to this embodiment.

すなわち、乗り手がブレーキを発生させた場合に上半身と自転車両方に同時に生じる自転車後方方向の第一の加速度ベクトルと、第二の加速度ベクトルと、を用いて、座標軸の方向を一致させてもよい。この場合、第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値とは、同時に所定値を超える。   That is, the direction of the coordinate axes may be made coincident with each other by using the first acceleration vector in the rearward direction of the bicycle and the second acceleration vector that are generated simultaneously on both the upper body and the bicycle when the rider generates a brake. In this case, the absolute value peak value of the first acceleration vector and the absolute value peak value of the second acceleration vector simultaneously exceed a predetermined value.

運動量算出装置100Dによれば、第一の加速度センサと第二の加速度センサの座標軸の方向を随時一致させるに際し、乗り手がペダルを強くこいだ時点もしくは制動指示を生じた時点に同時に生じる自転車前進もしくは後方方向の加速度ベクトルを用いる。従って、座標軸の方向を精度良く一致させることが可能となる。   According to the momentum calculation apparatus 100D, when the directions of the coordinate axes of the first acceleration sensor and the second acceleration sensor coincide with each other at any time, the forward movement of the bicycle that occurs simultaneously when the rider strongly pushes the pedal or generates a braking instruction or A backward acceleration vector is used. Therefore, the directions of the coordinate axes can be matched with high accuracy.

従って、座標軸の方向を精度良く一致させた第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去して上半身運動の加速度ベクトルを算出し、上半身の運動量を算出できる。すなわち、自転車に乗車中の上半身の運動量を精度良く算出できる。   Therefore, the acceleration vector of the upper body motion can be calculated by removing the second acceleration vector from the first acceleration vector in which the directions of the coordinate axes are made to coincide with each other with high accuracy, and the momentum of the upper body can be calculated. That is, the momentum of the upper body while riding a bicycle can be calculated with high accuracy.

なお、第4の実施形態では、自転車への適用例として説明したが、自動二輪車等の車両においても適用可能である。   Although the fourth embodiment has been described as an application example to a bicycle, it can also be applied to a vehicle such as a motorcycle.

(第5の実施形態)
図12は、本発明の第5の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図であり、図12は第2の実施形態の図2と対応するものである。図12において、図2と同一の構成部には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of an exercise amount calculation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 corresponds to FIG. 2 of the second embodiment. 12, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図12に示す運動量算出装置100Eは、第一加速度取得部201、第二加速度取得部202、トルク取得部203、加速度ピーク検出部1105、座標軸調整部1104、および上半身運動量算出部205を備える。   An exercise amount calculation apparatus 100E illustrated in FIG. 12 includes a first acceleration acquisition unit 201, a second acceleration acquisition unit 202, a torque acquisition unit 203, an acceleration peak detection unit 1105, a coordinate axis adjustment unit 1104, and an upper body exercise amount calculation unit 205.

加速度ピーク検出部1105は、トルク取得部203から取得したトルクをモニタしておき、トルクのピーク値が検出された時点を乗り手がペダルを強くこいだ時点と判断する。この時点を時刻T0とする(図13(C)参照)。   The acceleration peak detection unit 1105 monitors the torque acquired from the torque acquisition unit 203, and determines that the time when the peak value of the torque is detected is the time when the rider strongly presses the pedal. This time is defined as time T0 (see FIG. 13C).

また、加速度ピーク検出部1105は、時刻T0から所定の時間間隔Δtの間、第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルをモニタする。加速度ピーク検出部1105は、双方の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出された時点と、その時点の加速度ベクトルをそれぞれ記憶する。第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出された時点を時刻T1とする(図13(A)参照)。第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出された時点を時刻T2とする(図13(B)参照)。   Further, the acceleration peak detection unit 1105 monitors the first acceleration vector and the second acceleration vector during a predetermined time interval Δt from the time T0. The acceleration peak detection unit 1105 stores the time point when the peak value of the absolute value of both acceleration vectors is detected and the acceleration vector at that time point. The time point when the peak value of the absolute value of the first acceleration vector is detected is defined as time T1 (see FIG. 13A). A time point when the peak value of the absolute value of the second acceleration vector is detected is defined as time T2 (see FIG. 13B).

座標軸調整部1104は、加速度ピーク検出部1105により記憶した時刻T1における第一の加速度ベクトルと時刻T2における第二の加速度ベクトルとを用いて、第一加速度取得部201の第一の座標軸の方向を第二加速度取得部202の第二の座標軸の方向へ一致させる。   The coordinate axis adjustment unit 1104 uses the first acceleration vector at time T1 and the second acceleration vector at time T2 stored by the acceleration peak detection unit 1105 to determine the direction of the first coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201. The second acceleration acquisition unit 202 is made to coincide with the second coordinate axis.

次に、加速度ピーク検出部1105および座標軸調整部1104の動作原理について、図13を用いて説明する。   Next, the operation principle of the acceleration peak detection unit 1105 and the coordinate axis adjustment unit 1104 will be described with reference to FIG.

図13(A)〜(C)は、第一の加速度ベクトルと、第二の加速度ベクトルと、トルク取得部203から取得するトルクと、の間の関係を表すグラフである。図13(A)は、第一の加速度ベクトルの絶対値の時間変化を示すグラフである。図13(B)は、第二の加速度ベクトルの絶対値の時間変化を示すグラフである。図13(C)は、トルク取得部203が取得したトルクの時間変化を示すグラフである。   FIGS. 13A to 13C are graphs showing the relationship between the first acceleration vector, the second acceleration vector, and the torque acquired from the torque acquisition unit 203. FIG. 13A is a graph showing the time change of the absolute value of the first acceleration vector. FIG. 13B is a graph showing the time change of the absolute value of the second acceleration vector. FIG. 13C is a graph showing the time change of the torque acquired by the torque acquisition unit 203.

乗り手が自転車でペダルを強くこいだ場合、上半身が自転車と一体化していないため、自転車後方への慣性力が働いて上半身のみ自転車後方へ仰け反った体勢をとることがある。すると、乗り手は上半身の姿勢を維持するために腕や腹筋、背筋を用いて前進方向に上半身を引き戻す力を発生させる。この引き戻す力によって上半身にも前進方向への大きな加速度を生じることとなるが、この力は自転車の前進方向への加速度が発生した時点よりも遅れて発生することがある。   When the rider pushes the pedal strongly with a bicycle, the upper body is not integrated with the bicycle, so that the inertial force acting on the rear of the bicycle may act and the upper body may take a posture facing the back of the bicycle. Then, in order to maintain the posture of the upper body, the rider generates a force that pulls back the upper body in the forward direction using the arms, abdominal muscles, and back muscles. This pulling force causes a large acceleration in the forward direction also in the upper body, but this force may be generated later than the point in time when the acceleration in the forward direction of the bicycle is generated.

この様子を図13(A)〜(C)を用いて説明する。図13(A)〜(C)において、乗り手が一定速度を維持するようにペダルをこいでいる状態から、時刻T0に加速のためにペダルを強くこいだとする。このとき、トルク取得部203はトルクのピーク値を検出する。自転車は剛体であるので、トルクが検出された直後に加速度を生じる。そのため、図13(B)のように、第二の加速度ベクトルの絶対値は時刻T2(T2=T0)においてピーク値となる。   This state will be described with reference to FIGS. 13 (A) to 13 (C), it is assumed that the pedal is pushed hard for acceleration at time T0 from the state where the rider pushes the pedal so as to maintain a constant speed. At this time, the torque acquisition unit 203 detects the peak value of the torque. Since the bicycle is a rigid body, acceleration occurs immediately after torque is detected. Therefore, as shown in FIG. 13B, the absolute value of the second acceleration vector has a peak value at time T2 (T2 = T0).

一方、上半身は自転車と一体化していないため、上述したように時刻T0において自転車後方への慣性力が働き、時刻T0よりも遅れた時刻T1(T0<T1)に上半身を前方へ引き戻す力に基づく自転車前進方向の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出される。従って、加速度ピーク検出部1105は、時刻T1の第一の加速度ベクトルと、時刻T2(=T0)の第二の加速度ベクトルと、を記憶する。   On the other hand, since the upper body is not integrated with the bicycle, as described above, inertial force toward the rear of the bicycle acts at time T0, and based on the force to pull the upper body forward at time T1 (T0 <T1) later than time T0. The peak value of the absolute value of the acceleration vector in the bicycle forward direction is detected. Therefore, the acceleration peak detection unit 1105 stores the first acceleration vector at time T1 and the second acceleration vector at time T2 (= T0).

なお、トルクのピーク値が検出されてから、第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出されるまでの時間および第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出するまでの時間に、時間制限(所定時間間隔Δt)を設けてもよい。   The time from when the peak value of the torque is detected until the peak value of the absolute value of the first acceleration vector is detected and the time until the peak value of the absolute value of the second acceleration vector is detected, A time limit (predetermined time interval Δt) may be provided.

所定時間間隔Δtは、図示しない回転数センサにより乗り手の平均的なクランク軸回転周期を計測しておき、その1周期に設定しておけばよい。例えば、一般的な乗り手のクランク軸回転数は1分間に60〜70回転であることから、クランク軸回転周期を0.8〜1.0秒程度に設定すればよい。または、回転数センサによりクランク軸回転周期を実時間で取得して、その都度所定時間間隔Δtを設定してもよい。   The predetermined time interval Δt may be set to one cycle by measuring the average crankshaft rotation cycle of the rider with a rotation speed sensor (not shown). For example, since the crankshaft rotation speed of a general rider is 60 to 70 rotations per minute, the crankshaft rotation cycle may be set to about 0.8 to 1.0 seconds. Alternatively, the crankshaft rotation period may be acquired in real time by a rotation speed sensor, and the predetermined time interval Δt may be set each time.

座標軸調整部1104は、加速度ピーク検出部1105が記憶した第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとを用いて、第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ一致させる。この方法の一例としては、第2の実施形態によるものと同様である。すなわち、座標軸調整部1104は、加速度ピーク検出部1105が記憶した第一の加速度ベクトル(図6の加速度ベクトル423に相当)と、第二の加速度ベクトル(図6の加速度ベクトル426に相当)と、は、大きさ・方向が同一のベクトルであるとする。そして、座標軸調整部1104は、第一の座標軸421の方向を第二の座標軸422の方向へ一致させる座標調整パラメータを算出する。   The coordinate axis adjustment unit 1104 uses the first acceleration vector and the second acceleration vector stored in the acceleration peak detection unit 1105 to match the direction of the first coordinate axis with the direction of the second coordinate axis. An example of this method is the same as that according to the second embodiment. That is, the coordinate axis adjustment unit 1104 has a first acceleration vector (corresponding to the acceleration vector 423 in FIG. 6) stored in the acceleration peak detection unit 1105, a second acceleration vector (corresponding to the acceleration vector 426 in FIG. 6), Are vectors of the same size and direction. Then, the coordinate axis adjustment unit 1104 calculates a coordinate adjustment parameter that matches the direction of the first coordinate axis 421 with the direction of the second coordinate axis 422.

なお、上述の例では、トルク取得部203がトルクのピーク値を検出した場合として説明したが、検出されるトルクのピーク値が所定値Cpを超えた場合としてもよい。所定値Cpとしては、ペダルを強くこぐことによる自転車前進方向の加速度ベクトルの絶対値が、上半身の運動を表す加速度ベクトルの絶対値に対して十分に大きくなるように自転車前進方向の加速度の絶対値(最低限の加速度)を定義した上で、最低限の加速度が得られるようなトルク(トルク値)として定義しておく。その算出方法は以下の通りである。   In the above-described example, the torque acquisition unit 203 has been described as detecting the torque peak value. However, the detected torque peak value may exceed the predetermined value Cp. As the predetermined value Cp, the absolute value of the acceleration vector in the forward direction of the bicycle is such that the absolute value of the acceleration vector in the forward direction of the bicycle by pedaling strongly is sufficiently larger than the absolute value of the acceleration vector representing the upper body movement. After defining (minimum acceleration), the torque (torque value) is defined so that the minimum acceleration can be obtained. The calculation method is as follows.

F=M×αp
αp:自転車前進方向の最低限の加速度
M:自転車重量と乗り手の体重の和
F:最低限の加速度が得られる自転車の推進力
Cp=F×r/G
Cp:所定のトルク値
r:タイヤの半径
G:ギア比
F = M × αp
αp: Minimum acceleration in the forward direction of the bicycle M: Sum of the bicycle weight and the rider's weight F: Bicycle propulsion force that provides the minimum acceleration Cp = F × r / G
Cp: predetermined torque value r: tire radius G: gear ratio

また、座標軸調整部1104は、第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と、第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と、が所定値αpを超えたときの第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとを用いて、座標軸の方向を一致させるようにしてもよい。所定値αpは、第一の所定値の一例である。   The coordinate axis adjustment unit 1104 also determines the first acceleration vector and the first acceleration vector when the absolute value peak value of the first acceleration vector and the absolute value peak value of the second acceleration vector exceed a predetermined value αp. The directions of the coordinate axes may be matched using the second acceleration vector. The predetermined value αp is an example of a first predetermined value.

所定値αpとしては、ペダルを強くこぐことによる自転車前進方向の加速度ベクトルの絶対値が、上述の最低限の加速度となるように定義しておく。これにより、上半身の運動を表す加速度ベクトル424は、自転車前進方向の加速度ベクトル423に比較して十分に小さいとみなせる。従って、第一加速度取得部201により取得される合成ベクトル425を、自転車前進方向の加速度ベクトル423として扱える。   The predetermined value αp is defined such that the absolute value of the acceleration vector in the bicycle forward direction by strongly pedaling is the aforementioned minimum acceleration. As a result, the acceleration vector 424 representing the upper body motion can be considered to be sufficiently smaller than the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction. Therefore, the combined vector 425 acquired by the first acceleration acquisition unit 201 can be handled as the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction.

また、所定時間間隔Δtが設定されており、所定時間間隔Δtの間に第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値とが検出され、少なくとも一方が所定値αpに満たない場合を考える。この場合、加速度ピーク検出部1105は、所定時間間隔Δtが経過する前に、所定のトルクにおける第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値の検出を終了し、次のトルクにおけるピーク値の検出に移行する。   In addition, a predetermined time interval Δt is set, and during the predetermined time interval Δt, the peak value of the absolute value of the first acceleration vector and the peak value of the absolute value of the second acceleration vector are detected, and at least one of them is detected. Consider a case where the predetermined value αp is not reached. In this case, the acceleration peak detection unit 1105 ends the detection of the peak values of the absolute values of the first acceleration vector and the second acceleration vector in the predetermined torque before the predetermined time interval Δt elapses, and the next torque Shift to detection of peak value at.

仮に、第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が最低限の加速度αpに満たない場合、上半身の運動を表す加速度ベクトル424は自転車前進方向の加速度ベクトル423に比較して無視できない大きさとなるので、第一加速度取得部201で取得される合成ベクトル425は自転車前進方向の加速度ベクトル423として近似できない。この結果、座標軸調整部1104は、大きさ、方向の異なる合成ベクトル425と第二加速度取得部202が取得する自転車前進方向の加速度ベクトル426を用いて座標軸を一致させることになり、第一加速度取得部201と第二加速度取得部202の座標軸の方向にずれが生じる。第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値と第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値がいずれも最低限の加速度αp以上であれば、座標軸調整部1104における以下の第一加速度取得部201と第二加速度取得部202の座標軸の方向の一致精度の劣化を抑制できる。   If the peak value of the absolute value of the first acceleration vector is less than the minimum acceleration αp, the acceleration vector 424 representing the upper body motion is not negligible compared to the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction. The combined vector 425 acquired by the first acceleration acquisition unit 201 cannot be approximated as the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction. As a result, the coordinate axis adjustment unit 1104 uses the combined vector 425 having different sizes and directions and the acceleration vector 426 in the bicycle forward direction acquired by the second acceleration acquisition unit 202 to match the coordinate axes, thereby acquiring the first acceleration. Deviation occurs in the direction of the coordinate axes of the unit 201 and the second acceleration acquisition unit 202. If the peak value of the absolute value of the first acceleration vector and the peak value of the absolute value of the second acceleration vector are both greater than or equal to the minimum acceleration αp, the following first acceleration acquisition unit 201 in the coordinate axis adjustment unit 1104 It is possible to suppress the deterioration of the matching accuracy of the direction of the coordinate axis of the second acceleration acquisition unit 202.

次に、運動量算出装置100Eの動作例について説明する。   Next, an operation example of the exercise amount calculation apparatus 100E will be described.

図14は、加速度ピーク検出部1105および座標軸調整部1104による座標軸調整処理を示すフローチャートである。ここでは、図13(C)に示した所定時間間隔Δtを設定したとして説明する。例えば、乗り手の平均的なクランク軸回転周期の1周期を所定時間間隔Δtを設定したものとする。   FIG. 14 is a flowchart showing coordinate axis adjustment processing by the acceleration peak detection unit 1105 and the coordinate axis adjustment unit 1104. Here, description will be made assuming that the predetermined time interval Δt shown in FIG. For example, it is assumed that a predetermined time interval Δt is set for one average crankshaft rotation period of the rider.

まず、加速度ピーク検出部1105は、トルク取得部203からクランク軸に印加されるトルクを取得する(ステップS1301)。加速度ピーク検出部1105は、取得したトルクがピーク値であることを確認する(ステップS1302)。取得したトルクがピーク値ではない場合には(ステップS1302:NO)、何もせずS1301に戻る。   First, the acceleration peak detection unit 1105 acquires the torque applied to the crankshaft from the torque acquisition unit 203 (step S1301). The acceleration peak detection unit 1105 confirms that the acquired torque is a peak value (step S1302). If the acquired torque is not the peak value (step S1302: NO), nothing is done and the process returns to S1301.

一方、取得したトルクがピーク値である場合には(S1302:YES)、加速度ピーク検出部1105は、乗り手がペダルを強くこいだときであると判断する。そして、加速度ピーク検出部1105は、タイマーtを初期化(0に設定)し、第一の加速度ベクトルの記憶フラグF1および第二の加速度ベクトルの記憶フラグF2を、ともに“False”に初期化する(ステップS1303)。タイマーtは、例えば加速度ピーク検出部1105の内部に保持される。   On the other hand, when the acquired torque is the peak value (S1302: YES), the acceleration peak detection unit 1105 determines that the rider has strongly pressed the pedal. The acceleration peak detection unit 1105 initializes the timer t (sets it to 0), and initializes both the first acceleration vector storage flag F1 and the second acceleration vector storage flag F2 to “False”. (Step S1303). The timer t is held in the acceleration peak detection unit 1105, for example.

続いて、加速度ピーク検出部1105は、第一の加速度ベクトルの絶対値がピーク値であるかを確認する(ステップS1304)。第一の加速度ベクトルの絶対値がピーク値ではない場合には(ステップS1304:NO)、ステップS1306へ進む。   Subsequently, the acceleration peak detection unit 1105 confirms whether the absolute value of the first acceleration vector is a peak value (step S1304). If the absolute value of the first acceleration vector is not the peak value (step S1304: NO), the process proceeds to step S1306.

一方、第一の加速度ベクトルの絶対値がピーク値であれば(ステップS1304:YES)、加速度ピーク検出部1105は、第一の加速度ベクトルが強いペダルこぎに応じて発生した自転車前進方向の加速度ベクトルであると判断する。そして、加速度ピーク検出部1105は、この第一の加速度ベクトルを図示しないメモリ等に記憶し、第一の加速度ベクトルの記憶フラグF1を“True”へ変更する(ステップS1305)。   On the other hand, if the absolute value of the first acceleration vector is the peak value (step S1304: YES), the acceleration peak detection unit 1105 generates the acceleration vector in the bicycle forward direction generated in response to a strong pedal. It is judged that. The acceleration peak detection unit 1105 stores the first acceleration vector in a memory or the like (not shown), and changes the storage flag F1 of the first acceleration vector to “True” (step S1305).

続いて、加速度ピーク検出部1105は、第二の加速度ベクトルの絶対値がピーク値であるかを確認する(ステップS1306)。第二の加速度ベクトルの絶対値がピーク値ではない場合には(ステップS1306:NO)、ステップS1308へ進む。   Subsequently, the acceleration peak detection unit 1105 confirms whether the absolute value of the second acceleration vector is a peak value (step S1306). If the absolute value of the second acceleration vector is not the peak value (step S1306: NO), the process proceeds to step S1308.

一方、第二の加速度ベクトルの絶対値がピーク値であれば(ステップS1306:YES)、加速度ピーク検出部1105は、第二の加速度ベクトルが強いペダルこぎに応じて発生した自転車前進方向の加速度ベクトルであると判断する。そして、加速度ピーク検出部1105は、この第二の加速度ベクトルを図示しないメモリ等に記憶し、第二の加速度ベクトルの記憶フラグF2を“True”へ変更する(ステップS1307)。   On the other hand, if the absolute value of the second acceleration vector is a peak value (step S1306: YES), the acceleration peak detection unit 1105 generates an acceleration vector in the bicycle forward direction generated in response to a pedal with a strong second acceleration vector. It is judged that. The acceleration peak detection unit 1105 stores the second acceleration vector in a memory (not shown) or the like, and changes the storage flag F2 of the second acceleration vector to “True” (step S1307).

続いて、加速度ピーク検出部1105は、第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルが記憶されているかどうかを、記憶フラグF1,F2を参照することにより判断する(ステップS1308)。   Subsequently, the acceleration peak detection unit 1105 determines whether or not the first acceleration vector and the second acceleration vector are stored by referring to the storage flags F1 and F2 (step S1308).

第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルが共に記憶されているならば(ステップS1308:YES)、加速度ピーク検出部1105は、記憶された第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとを座標軸調整部1104へ送出する(ステップS1309)。共に記憶されている場合とは、記憶フラグF1,F2がいずれも“True”である場合である。   If both the first acceleration vector and the second acceleration vector are stored (step S1308: YES), the acceleration peak detection unit 1105 uses the stored first acceleration vector and second acceleration vector as coordinate axes. The data is sent to the adjustment unit 1104 (step S1309). The case where both are stored is a case where the storage flags F1 and F2 are both “True”.

続いて、座標軸調整部1104は、加速度ピーク検出部1105が送出した第一の加速度ベクトル(すなわち、自転車前進方向の加速度ベクトル423(図6参照))と、第二の加速度ベクトル(すなわち、自転車前進方向の加速度ベクトル426(図6参照))とを用いて、座標調整パラメータを算出し(ステップS1310)、図14の処理を終了する。   Subsequently, the coordinate axis adjustment unit 1104 transmits the first acceleration vector (that is, the acceleration vector 423 in the bicycle advance direction (see FIG. 6)) sent from the acceleration peak detection unit 1105 and the second acceleration vector (that is, the bicycle advancement). Using the direction acceleration vector 426 (see FIG. 6)), coordinate adjustment parameters are calculated (step S1310), and the processing in FIG. 14 is terminated.

一方、加速度ピーク検出部1105において、第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルの少なくとも一方が記憶されていないならば(ステップS1308:NO)、加速度ピーク検出部1105は、自転車前進方向の加速度ベクトル423,426(図6参照)の少なくとも一方が取得できていないと判断する。少なくとも一方が記憶されていない場合とは、記憶フラグF1,2の少なくとも一方が“False”である場合である。そして、加速度ピーク検出部1105は、タイマーtをカウントアップする(ステップS1311)。   On the other hand, if at least one of the first acceleration vector and the second acceleration vector is not stored in the acceleration peak detection unit 1105 (step S1308: NO), the acceleration peak detection unit 1105 detects the acceleration vector in the bicycle forward direction. It is determined that at least one of 423 and 426 (see FIG. 6) has not been acquired. The case where at least one is not stored is a case where at least one of the storage flags F1, 2 is “False”. Then, the acceleration peak detection unit 1105 counts up the timer t (step S1311).

続いて、加速度ピーク検出部1105は、カウントアップされたタイマーtが、所定時間間隔Δt以下であるかどうかを確認する(ステップS1312)。タイマーtが所定時間間隔Δt以下であれば(ステップS1312:NO)、ステップS1304に戻る。   Subsequently, the acceleration peak detection unit 1105 confirms whether or not the counted timer t is equal to or less than the predetermined time interval Δt (step S1312). If the timer t is less than or equal to the predetermined time interval Δt (step S1312: NO), the process returns to step S1304.

一方、タイマーtが所定時間間隔Δtを超えていれば(S1312:YES)、加速度ピーク検出部1105は、乗り手の強いペダルこぎ運動による第一の加速度ベクトル(すなわち、自転車前進方向の加速度ベクトル423)と第二の加速度ベクトル(すなわち、自転車前進方向の加速度ベクトル426)とが検出されなかったと判断し、図14の処理を終了する。   On the other hand, if the timer t exceeds the predetermined time interval Δt (S1312: YES), the acceleration peak detection unit 1105 detects the first acceleration vector (ie, the acceleration vector 423 in the bicycle forward direction) by the strong pedaling motion of the rider. And the second acceleration vector (that is, the acceleration vector 426 in the bicycle forward direction) are not detected, and the processing of FIG.

ところで、クランク軸回転周期は、自転車の速度や変速ギヤ比に応じて変動する。そのため、所定時間間隔Δtを乗り手の平均的なクランク軸回転周期の1周期として設定すると、自転車が高速または変速ギヤ比が大きい場合には、クランク軸回転周期が所定時間周期Δtよりも小さくなることがある。この場合を説明したのが図15(A)〜(C)である。   Incidentally, the crankshaft rotation period varies according to the speed of the bicycle and the gear ratio. Therefore, if the predetermined time interval Δt is set as one cycle of the average crankshaft rotation period of the rider, the crankshaft rotation period becomes smaller than the predetermined time period Δt when the bicycle is high speed or the transmission gear ratio is large. There is. This case has been described with reference to FIGS.

図15(A)は、第一の加速度ベクトルの絶対値の時間変化を示すグラフである。図15(B)は、第二の加速度ベクトルの絶対値の時間変化を示すグラフである。図15(C)は、トルク取得部203が取得したトルクの時間変化を示すグラフである。   FIG. 15A is a graph showing the time change of the absolute value of the first acceleration vector. FIG. 15B is a graph showing the time change of the absolute value of the second acceleration vector. FIG. 15C is a graph showing the time change of the torque acquired by the torque acquisition unit 203.

図15(A)〜(C)の例では、クランク軸回転周期が所定時間間隔Δtの1/2の場合を示している。左右クランクはクランク軸に対して180度対称に構成されているために、乗り手が両足でペダルをこぐと、クランク軸が1回転する間に2回のトルクのピーク値が発生する。図15(A)〜(C)では、所定時間間隔Δtの間の時刻T0および時刻T3(=T0+Δt/2)において、トルクのピーク値が発生している。   In the example of FIGS. 15A to 15C, the crankshaft rotation cycle is ½ of the predetermined time interval Δt. Since the left and right cranks are configured to be 180 degrees symmetrical with respect to the crankshaft, when the rider steps on the pedal with both feet, the peak value of the torque is generated twice during one revolution of the crankshaft. 15A to 15C, torque peak values occur at time T0 and time T3 (= T0 + Δt / 2) during a predetermined time interval Δt.

このように、トルクのピーク値が複数回発生した場合であっても、加速度ピーク検出部1105は、トルクのピーク値が検出された時刻T0以降に最初に表れる加速度ベクトルの絶対値がピーク値となる第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルを記憶すればよい。   As described above, even when the torque peak value occurs a plurality of times, the acceleration peak detection unit 1105 determines that the absolute value of the acceleration vector that appears first after the time T0 when the torque peak value is detected is the peak value. The first acceleration vector and the second acceleration vector may be stored.

すなわち、加速度ピーク検出部1105は、図15(C)に示すように、時刻T0における強いペダルこぎによって生じたトルクがピーク値であるかを確認する。加速度ピーク検出部1105は、図15(B)に示すように、時刻T2(T2=T0)において、第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出されたかどうかを確認する。また、加速度ピーク検出部1105は、図15(A)に示すように、自転車後方に仰け反った上半身を乗り手が前方に引き戻した時刻T1(T0<T1)において、第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出されたかどうかを確認する。上記それぞれの加速度ベクトルの絶対値のピーク値が検出された場合、加速度ピーク検出部1105は、時刻T1における第一の加速度ベクトルと時刻T2の第二の加速度ベクトルとを記憶する。   That is, as shown in FIG. 15C, the acceleration peak detection unit 1105 confirms whether the torque generated by the strong pedaling at the time T0 is the peak value. As shown in FIG. 15B, the acceleration peak detection unit 1105 checks whether or not the peak value of the absolute value of the second acceleration vector has been detected at time T2 (T2 = T0). Further, as shown in FIG. 15 (A), the acceleration peak detector 1105 detects the absolute value of the first acceleration vector at time T1 (T0 <T1) when the rider pulls back the upper body facing back from the bicycle. Check if peak value is detected. When the peak value of the absolute value of each acceleration vector is detected, the acceleration peak detector 1105 stores the first acceleration vector at time T1 and the second acceleration vector at time T2.

また、図15(A)〜(C)に示すように、所定値Cp,αpが設定され、第一の加速度ベクトルまたは第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が、時刻T1または時刻T2において所定値αpを超えない場合の動作についても説明する。なお、所定値Cpはトルクの所定の値である。所定値αpは第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルの所定の値である。   Further, as shown in FIGS. 15A to 15C, predetermined values Cp and αp are set, and the peak value of the absolute value of the first acceleration vector or the second acceleration vector at time T1 or time T2. An operation when the predetermined value αp is not exceeded will also be described. The predetermined value Cp is a predetermined value of torque. The predetermined value αp is a predetermined value of the first acceleration vector and the second acceleration vector.

図15(A)〜(C)では、乗り手が強くペダルをこぐことにより、トルクのピーク値が時刻T0に所定値Cpを超え、時刻Tとほぼ同時刻T2に第二の加速度ベクトルの絶対値が所定値αpを超えて取得されている。また、加速度センサの検出誤差等により、時刻T1に表れる第一の加速度ベクトルの絶対値のピーク値が所定値αpを下回っている。図15(A)〜(C)では、このような場合の第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルの絶対値とトルクとの関係を示している。   In FIGS. 15A to 15C, the peak value of the torque exceeds a predetermined value Cp at time T0 when the rider strongly pedals, and the absolute value of the second acceleration vector is substantially the same as time T at time T2. Is acquired exceeding a predetermined value αp. In addition, the peak value of the absolute value of the first acceleration vector appearing at time T1 is less than the predetermined value αp due to the detection error of the acceleration sensor. FIGS. 15A to 15C show the relationship between the absolute values of the first acceleration vector and the second acceleration vector and the torque in such a case.

図15(A)〜(C)の例では、加速度ピーク検出部1105は、時刻T0以降に最初に表れる時刻T1における第一の加速度ベクトルを記憶しない。また、加速度ピーク検出部1105は、所定時間間隔Δtが経過していなくても、第一の加速度ベクトルおよび第二の加速度ベクトルの絶対値のピーク値の検出を終了する。   In the example of FIGS. 15A to 15C, the acceleration peak detector 1105 does not store the first acceleration vector at time T1 that first appears after time T0. Further, the acceleration peak detection unit 1105 ends the detection of the peak values of the absolute values of the first acceleration vector and the second acceleration vector even if the predetermined time interval Δt has not elapsed.

続いて、時刻T3において所定値Cpを超えるトルクのピーク値が検出されると、図15(C)に示すように、加速度ピーク検出部1105は、改めて所定時間間隔Δtを設定する。   Subsequently, when a torque peak value exceeding the predetermined value Cp is detected at time T3, the acceleration peak detecting unit 1105 sets the predetermined time interval Δt again as shown in FIG.

図15(B)に示すように、加速度ピーク検出部1105は、時刻T3以降の時刻T5(T5=T3)において、第二の加速度ベクトルの絶対値が所定値αpを超えたピーク値として検出したとする。また、図15(A)に示すように、加速度ピーク検出部1105は、時刻T4(T5<T4<T3+Δt)において、第一の加速度ベクトルが所定値αpを超えたピーク値として検出したとする。   As shown in FIG. 15B, the acceleration peak detector 1105 detects the peak value at which the absolute value of the second acceleration vector exceeds the predetermined value αp at time T5 (T5 = T3) after time T3. And Further, as shown in FIG. 15A, it is assumed that the acceleration peak detection unit 1105 detects the first acceleration vector as a peak value exceeding a predetermined value αp at time T4 (T5 <T4 <T3 + Δt).

この場合、加速度ピーク検出部1105は、時刻T4における第一の加速度ベクトルと、時刻T5(T5=T3=T0+Δt/2)における第二の加速度ベクトルと、を記憶する。   In this case, the acceleration peak detection unit 1105 stores the first acceleration vector at time T4 and the second acceleration vector at time T5 (T5 = T3 = T0 + Δt / 2).

加速度ピーク検出部1105および座標軸調整部1104は、ステップS1301〜S1312の処理を随時または定期的に行いながら、座標調整パラメータを更新する。これにより、自転車乗車中に第一加速度取得部201の第一の座標軸の方向が変化した場合でも、随時第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることができ、運動量の算出精度を向上できる。   The acceleration peak detection unit 1105 and the coordinate axis adjustment unit 1104 update the coordinate adjustment parameters while performing the processing of steps S1301 to S1312 as needed or periodically. As a result, even when the direction of the first coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201 changes during riding on the bicycle, the direction of the first coordinate axis can be made to coincide with the direction of the second coordinate axis with high accuracy at any time. The calculation accuracy of can be improved.

なお、第5の実施形態では、クランク軸に印加されるトルクを用いて、ペダルを強くこいだ場合の自転車の加速に着眼して説明した。さらに、第3の実施形態で説明したブレーキレバーを引いた場合の制動指示を用いて、自転車が減速する場合にも同様の方法で実現可能である。   In the fifth embodiment, the description has been made focusing on the acceleration of the bicycle when the pedal is strongly pushed using the torque applied to the crankshaft. Furthermore, the same method can be used when the bicycle decelerates using the braking instruction when the brake lever described in the third embodiment is pulled.

この場合、運動量算出装置100Eは、図12の構成にさらに、制動指示取得部と、下記の加速度ピーク検出部を具備すればよい。この加速度ピーク検出部は、制動指示を取得した時点から所定時間間隔Δtの間に取得される絶対値がピーク値となる第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルとを記憶する。   In this case, the momentum calculation device 100E may further include a braking instruction acquisition unit and the following acceleration peak detection unit in the configuration of FIG. The acceleration peak detection unit stores a first acceleration vector and a second acceleration vector whose absolute values acquired during a predetermined time interval Δt from when the braking instruction is acquired are peak values.

運動量算出装置100Eによれば、第一の座標軸と第二の座標軸との方向を随時一致させるに際し、乗り手がペダルを強くこいだ時点から一定時間において、自転車前進方向の加速度ベクトルを検出して用いることができる。従って、上半身に生じる自転車前進方向の加速度ベクトルが遅れて発生したとしても、第一の座標軸と第二の座標軸との方向を精度良く一致させることができる。   According to the momentum calculation apparatus 100E, when the directions of the first coordinate axis and the second coordinate axis coincide with each other at any time, the acceleration vector in the bicycle forward direction is detected and used at a certain time from when the rider strongly pushes the pedal. be able to. Therefore, even if the acceleration vector in the bicycle forward direction generated in the upper body is generated with a delay, the directions of the first coordinate axis and the second coordinate axis can be made to coincide with each other with high accuracy.

従って、座標軸の方向を精度良く一致させた第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去して、上半身運動の加速度ベクトルを算出し、上半身の運動量を算出できる。すなわち、自転車に乗車中の上半身の運動量を精度良く算出できる。   Accordingly, the second acceleration vector is removed from the first acceleration vector in which the directions of the coordinate axes are accurately matched, and the acceleration vector of the upper body motion is calculated to calculate the upper body exercise amount. That is, the momentum of the upper body while riding a bicycle can be calculated with high accuracy.

(第6の実施形態)
図16は、本発明の第6の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図である。図16は、第2の実施形態の図2と対応するものである。図16において、図2と同一の構成部には同一符号を付し、説明を省略する。
(Sixth embodiment)
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration example of an exercise amount calculation apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 16 corresponds to FIG. 2 of the second embodiment. In FIG. 16, the same components as those in FIG.

図16に示す運動量算出装置100Fは、第一加速度取得部201、第二加速度取得部202、トルク取得部203、速度取得部1506、座標軸調整部1504、および上半身運動量算出部205を備える。   The exercise amount calculation device 100F illustrated in FIG. 16 includes a first acceleration acquisition unit 201, a second acceleration acquisition unit 202, a torque acquisition unit 203, a speed acquisition unit 1506, a coordinate axis adjustment unit 1504, and an upper body exercise amount calculation unit 205.

速度取得部1506は、乗り手が乗車中の自転車の速度を取得する。速度を取得する方法としては、例えば、車輪に磁気マーカーを設置する。そして、磁気マーカーが、車体に設置した磁気センサを通過する際の磁界変化を電気的パルス信号として取得し、取得された電気的パルス信号の発生周期から速度を算出することが挙げられる。   The speed acquisition unit 1506 acquires the speed of the bicycle on which the rider is riding. As a method of acquiring the speed, for example, a magnetic marker is installed on the wheel. And it is mentioned that a magnetic marker acquires the magnetic field change at the time of passing the magnetic sensor installed in the vehicle body as an electric pulse signal, and calculates speed from the generation cycle of the acquired electric pulse signal.

座標軸調整部1504は、速度取得部1506から取得した自転車の速度とトルク取得部203から取得したトルクの値とをモニタしておく。座標軸調整部1504は、取得した自転車の速度が所定値以下、かつ、取得したトルクがピーク値であることを検出した場合に、その時点での第一の加速度ベクトルと第二の加速度ベクトルを用いて、第一の座標軸と第二の座標軸との方向を一致させる。座標軸の方向を一致させる方法としては、第2の実施形態における座標軸調整部204において説明した方法と同様のものが、一例として挙げられる。   The coordinate axis adjustment unit 1504 monitors the bicycle speed acquired from the speed acquisition unit 1506 and the torque value acquired from the torque acquisition unit 203 in advance. The coordinate axis adjustment unit 1504 uses the first acceleration vector and the second acceleration vector at that time when detecting that the acquired bicycle speed is equal to or less than a predetermined value and the acquired torque is a peak value. Thus, the directions of the first coordinate axis and the second coordinate axis are matched. An example of a method for matching the directions of the coordinate axes is the same as the method described in the coordinate axis adjustment unit 204 in the second embodiment.

運動量算出装置100Fの座標軸調整部1504と第2の実施形態における運動量算出装置100Bの座標軸調整部204との相違点は、自転車の速度情報を新たに用いることである。自転車の速度が所定値以下であれば、路面の凹凸に伴う自転車への上下方向への加速度が相対的に小さくなるので、乗り手の強いペダルこぎに基づく加速度ベクトルを検出しやすくなる。   The difference between the coordinate axis adjustment unit 1504 of the exercise amount calculation device 100F and the coordinate axis adjustment unit 204 of the exercise amount calculation device 100B in the second embodiment is that the bicycle speed information is newly used. If the speed of the bicycle is less than or equal to a predetermined value, the acceleration in the vertical direction on the bicycle due to the unevenness of the road surface is relatively small, so that it is easy to detect an acceleration vector based on the strong pedaling of the rider.

次に、運動量算出装置100Fの動作例について説明する。
図17は、座標軸調整部1504による座標軸調整処理を示すフローチャートである。
Next, an operation example of the exercise amount calculation apparatus 100F will be described.
FIG. 17 is a flowchart showing the coordinate axis adjustment processing by the coordinate axis adjustment unit 1504.

まず、座標軸調整部1504は、速度取得部1506から自転車の速度情報を取得し、トルク取得部203からトルクの情報を取得する(ステップS1601)。   First, the coordinate axis adjustment unit 1504 acquires bicycle speed information from the speed acquisition unit 1506, and acquires torque information from the torque acquisition unit 203 (step S1601).

座標軸調整部1504は、取得した速度情報を確認する(ステップS1602)。取得した速度情報が所定の閾値を超えていれば(ステップS1602:NO)、ステップS1601へ戻る。   The coordinate axis adjustment unit 1504 confirms the acquired speed information (step S1602). If the acquired speed information exceeds a predetermined threshold value (step S1602: NO), the process returns to step S1601.

一方、座標軸調整部1504は、取得した速度情報が所定の閾値以下であれば(ステップS1602:YES)、路面の凹凸に伴う自転車への上下方向への加速度が相対的に小さくなることにより自転車前後方向の加速度ベクトルが検出されやすくなると判断し、トルクがピーク値であるかを確認する(ステップS1603)。ピーク値であるかどうかは、例えば、ピーク値としての閾値以上であるかどうかによって判断される。   On the other hand, if the acquired speed information is equal to or less than a predetermined threshold value (step S1602: YES), the coordinate axis adjustment unit 1504 reduces the acceleration in the vertical direction with respect to the bicycle due to the unevenness of the road surface, thereby reducing the bicycle front and rear. It is determined that the direction acceleration vector is likely to be detected, and it is confirmed whether the torque has a peak value (step S1603). Whether it is a peak value or not is determined, for example, by whether or not it is equal to or more than a threshold value as a peak value.

トルクがピーク値でない場合(ステップS1603:NO)には、何もせずにS1601へ戻る。一方、座標軸調整部1504は、トルクがピーク値である場合には(ステップS1603:YES)、乗り手が強くペダルをこいだ時点であると判断する。座標軸調整部1504は、このトルクがピーク値である時刻の加速度ベクトル423および加速度ベクトル426を用いて、座標調整パラメータを算出する(ステップS1604)。   If the torque is not the peak value (step S1603: NO), the process returns to S1601 without doing anything. On the other hand, when the torque has a peak value (step S1603: YES), the coordinate axis adjustment unit 1504 determines that it is a time when the rider strongly pedals the pedal. The coordinate axis adjustment unit 1504 calculates a coordinate adjustment parameter using the acceleration vector 423 and the acceleration vector 426 at the time when the torque is a peak value (step S1604).

座標軸調整部1504は、ステップS1601〜S1604の処理を随時または定期的に行いながら、座標調整パラメータを更新する。これにより、自転車乗車中に第一加速度取得部201の第一の座標軸の方向が変化した場合でも、随時第一の座標軸の方向を第二の座標軸の方向へ精度良く一致させることができ、運動量の算出精度を向上できる。   The coordinate axis adjustment unit 1504 updates the coordinate adjustment parameters while performing the processes of steps S1601 to S1604 as needed or periodically. As a result, even when the direction of the first coordinate axis of the first acceleration acquisition unit 201 changes during riding on the bicycle, the direction of the first coordinate axis can be made to coincide with the direction of the second coordinate axis with high accuracy at any time. The calculation accuracy of can be improved.

なお、自転車の速度を用いて座標軸の方向を一致させる方法は、第2の実施形態〜第5の実施形態においても適用可能である。この場合、各実施形態の運動量算出装置が、速度取得部と、取得した速度情報が所定の閾値以下である場合に、座標軸の方向を一致させる座標軸調整部と、を備えればよい。   Note that the method of matching the directions of the coordinate axes using the speed of the bicycle can also be applied to the second to fifth embodiments. In this case, the momentum calculation device of each embodiment may include a speed acquisition unit and a coordinate axis adjustment unit that matches the directions of the coordinate axes when the acquired speed information is equal to or less than a predetermined threshold.

運動量算出装置100Fによれば、第一の座標軸と第二の座標軸との方向を随時一致させるに際し、自転車の速度が低い場合には路面の凹凸に伴う上下方向等の加速度ベクトルの影響を抑えた自転車前後方向の加速度ベクトルを用いることができる。従って、座標軸の方向をより精度良く一致させることができる。   According to the momentum calculation apparatus 100F, when the directions of the first coordinate axis and the second coordinate axis coincide with each other at any time, the influence of acceleration vectors such as the vertical direction due to road surface unevenness is suppressed when the speed of the bicycle is low. Bicycle longitudinal acceleration vectors can be used. Therefore, the directions of the coordinate axes can be matched more accurately.

従って、座標軸の方向を精度良く一致させた第一の加速度ベクトルから第二の加速度ベクトルを除去して上半身運動の加速度ベクトルを算出し、上半身の運動量を算出できる。すなわち、自転車に乗車中の上半身の運動量を精度良く算出できる。   Therefore, the acceleration vector of the upper body motion can be calculated by removing the second acceleration vector from the first acceleration vector in which the directions of the coordinate axes are made to coincide with each other with high accuracy, and the momentum of the upper body can be calculated. That is, the momentum of the upper body while riding a bicycle can be calculated with high accuracy.

なお、第5の実施形態では、自転車への適用例として説明したが、自動二輪車等の車両においても適用可能である。さらに、第3〜第5の実施形態の内容を組み合わせてもよい。   Although the fifth embodiment has been described as an application example to a bicycle, it can also be applied to a vehicle such as a motorcycle. Furthermore, you may combine the content of 3rd-5th embodiment.

(第7の実施形態)
図18は、本発明の第7の実施形態における運動量算出装置の構成例を示すブロック図である。図18は、第2の実施形態の図2と対応するものである。図18において、図2と同一の構成部には同一符号を付し、説明を省略する。
(Seventh embodiment)
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of an exercise amount calculation apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 18 corresponds to FIG. 2 of the second embodiment. 18, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図18に示す運動量算出装置100Gは、第一加速度取得部201、第二加速度取得部202、トルク取得部203、座標軸調整部204、上半身運動量算出部205、クランク軸回転数取得部1707、下半身運動量算出部1708、および出力部1709を備える。   The exercise amount calculation device 100G illustrated in FIG. 18 includes a first acceleration acquisition unit 201, a second acceleration acquisition unit 202, a torque acquisition unit 203, a coordinate axis adjustment unit 204, an upper body exercise amount calculation unit 205, a crankshaft rotation number acquisition unit 1707, and a lower body exercise amount. A calculation unit 1708 and an output unit 1709 are provided.

クランク軸回転数取得部1707は、クランク軸の単位時間あたりの回転数を取得する。クランク軸回転数の取得方法としては、例えば、クランク軸に印加されるトルクがペダルの回転角度によって大きさが周期的に変化することを利用する。例えば、クランク軸回転数取得部は、トルクのピーク値の発生周期を検出して、この発生周期を2倍した値の逆数をクランク軸回転数として求める。ペダルは、クランク軸に対して180度対称に2つ存在するためである。   The crankshaft rotation speed acquisition unit 1707 acquires the rotation speed of the crankshaft per unit time. As a method of acquiring the crankshaft rotation speed, for example, the fact that the magnitude of the torque applied to the crankshaft periodically changes depending on the rotation angle of the pedal is used. For example, the crankshaft rotation speed acquisition unit detects the generation period of the torque peak value, and obtains the reciprocal of the value obtained by doubling the generation period as the crankshaft rotation speed. This is because there are two pedals 180 degrees symmetrical with respect to the crankshaft.

または、クランク軸に磁気マーカーを設置し、クランク軸の回転稼動域に設置した磁気センサを通過する際の磁界変化を電気的パルス信号として取得し、取得された電気的パルス信号の発生周期の逆数をとることで、クランク軸の回転数を算出してもよい。   Alternatively, a magnetic marker is installed on the crankshaft, the magnetic field change when passing through a magnetic sensor installed in the rotation operating area of the crankshaft is acquired as an electrical pulse signal, and the reciprocal of the generation cycle of the acquired electrical pulse signal By taking the above, the rotational speed of the crankshaft may be calculated.

下半身運動量算出部1708は、トルク取得部203により取得したトルクと、クランク軸回転数取得部1707により取得したクランク軸回転数と、を用いて、乗り手の下半身の運動の仕事率を算出する。乗り手の下半身の運動の仕事率は、以下の式を用いて算出される。   The lower body exercise amount calculation unit 1708 calculates the exercise rate of the lower body exercise of the rider using the torque acquired by the torque acquisition unit 203 and the crankshaft rotation number acquired by the crankshaft rotation number acquisition unit 1707. The work rate of the rider's lower body exercise is calculated using the following formula.

仕事率[W]=トルク[Nm]×クランク軸回転数[rad/sec]   Power [W] = torque [Nm] × crankshaft rotation speed [rad / sec]

下半身運動量算出部1708は、この仕事率[W]を単位時間当たりで積算することにより、乗り手の下半身の運動量(消費カロリー)を算出する。または、この仕事率[W]と呼気ガス分析による酸素摂取量から求められる運動量と、の間の回帰式を用いるなどの公知の方法を用いて算出することもできる。   The lower body exercise amount calculation unit 1708 calculates the exercise amount (calorie consumption) of the lower body of the rider by accumulating the work rate [W] per unit time. Alternatively, it can also be calculated by using a known method such as using a regression equation between the work rate [W] and the amount of exercise determined from the oxygen intake by breath gas analysis.

出力部1709は、上半身運動量算出部205により算出した乗り手の上半身の運動量、下半身運動量算出部1708により算出した乗り手の下半身の運動量、のうち少なくとも一方を出力する。つまり、出力部1709は、上半身の運動量と下半身の運動量とに基づいて、自転車に乗車中の運動量を出力する。上半身の運動量とは、例えば上半身姿勢維持のための運動量である。また、出力部1709は、上半身の運動量と下半身の運動量との和により示される自転車運動の全身の運動量を出力してもよい。   The output unit 1709 outputs at least one of the exercise amount of the upper body of the rider calculated by the upper body exercise amount calculation unit 205 and the exercise amount of the lower body of the rider calculated by the lower body exercise amount calculation unit 1708. That is, the output unit 1709 outputs the amount of exercise while riding the bicycle based on the amount of exercise of the upper body and the amount of exercise of the lower body. The exercise amount of the upper body is, for example, an exercise amount for maintaining the upper body posture. Further, the output unit 1709 may output the whole-body exercise amount of the bicycle exercise indicated by the sum of the upper-body exercise amount and the lower-body exercise amount.

出力先としては、例えば、図示しない液晶画面を備えたディスプレイ、小型携帯端末(例えば、有線接続手段又は無線接続手段を介した活動量計)が挙げられる。   Examples of the output destination include a display having a liquid crystal screen (not shown) and a small portable terminal (for example, an activity meter via a wired connection means or a wireless connection means).

なお、下半身の運動量を算出して出力する方法は、第2の実施形態〜第6の実施形態における運動量算出装置においても適用可能である。この場合、クランク軸回転数取得部1707と、下半身運動量算出部1708と、出力部1709と、を備えればよい。   Note that the method of calculating and outputting the amount of exercise of the lower body can also be applied to the amount of exercise calculation device in the second to sixth embodiments. In this case, a crankshaft rotation speed acquisition unit 1707, a lower body exercise amount calculation unit 1708, and an output unit 1709 may be provided.

運動量算出装置100Gによれば、第一の加速度から第二の加速度を除去することにより、上半身のみの運動を示す加速度を取得でき、上半身の運動量を算出できる。さらに、下半身の運動量を算出し、上半身の運動量と下半身の運動量の和とを算出することで、自転車に乗車中の正確な全身の運動量を算出できる。   According to the exercise amount calculation device 100G, by removing the second acceleration from the first acceleration, it is possible to acquire acceleration indicating the exercise of only the upper body, and to calculate the exercise amount of the upper body. Furthermore, by calculating the amount of exercise of the lower body and calculating the sum of the amount of exercise of the upper body and the amount of exercise of the lower body, it is possible to calculate the exact amount of exercise of the whole body while riding the bicycle.

(第8の実施形態)
図19は、本発明の第8の実施形態における運動量算出システムの構成例を示すブロック図である。図19において、図18と同一の構成部には同一符号を付し、説明を省略する。
(Eighth embodiment)
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of an exercise amount calculation system according to the eighth embodiment of the present invention. In FIG. 19, the same components as those of FIG.

現在市場に出回っているいわゆる活動量計は、内蔵される加速度センサにより活動量計を装着した利用者の動きを加速度として検出し、加速度が運動量と比例することを用いて運動量を算出する。また、活動量計は、加速度センサを用いて利用者の歩行運動量、走行運動量や日常生活における運動量を算出し、その運動量を表示又は記録する。   The so-called activity meter currently on the market detects the motion of a user wearing the activity meter as an acceleration by a built-in acceleration sensor, and calculates the amount of exercise using the fact that the acceleration is proportional to the amount of exercise. The activity meter calculates the user's walking exercise amount, running exercise amount and exercise amount in daily life using an acceleration sensor, and displays or records the exercise amount.

図19に示す運動量算出システム1は、携帯型端末1801および運動量算出装置100Gを備える。携帯型端末1801と運動量算出装置100Gとは、有線通信手段又は無線通信手段を介して接続される。   The exercise amount calculation system 1 illustrated in FIG. 19 includes a portable terminal 1801 and an exercise amount calculation apparatus 100G. The portable terminal 1801 and the exercise amount calculation device 100G are connected via wired communication means or wireless communication means.

運動量算出システム1によれば、歩行運動量、走行運動量や日常生活における運動量と、自転車に乗車中の運動量と、を合わせた一日の総運動量を精度良く算出できる。   According to the exercise amount calculation system 1, it is possible to accurately calculate the total exercise amount of one day that combines the walking exercise amount, the running exercise amount, the exercise amount in daily life, and the exercise amount while riding the bicycle.

運動量算出装置100Gは、第7の実施形態において説明した運動量算出装置100Gに相当する。運動量算出装置100Gは、自転車に乗車中の上半身の運動量、下半身の運動量、または上記の上半身の運動量と下半身の運動量の和(自転車に乗車中の全身の運動量)、の少なくとも一つを、出力部1709により出力する。   The exercise amount calculation device 100G corresponds to the exercise amount calculation device 100G described in the seventh embodiment. The exercise amount calculation device 100G outputs at least one of the exercise amount of the upper body while riding the bicycle, the exercise amount of the lower body, or the sum of the exercise amount of the upper body and the lower body (the exercise amount of the whole body while riding the bicycle) as an output unit. 1709.

携帯型端末1801は、例えば利用者の上半身に装着される小型軽量の装置であり、例えば活動量計である。携帯型端末1801は、内蔵される加速度センサで取得される加速度に基づいて、歩行運動量、走行運動量や日常生活における運動量または消費カロリーを算出する。   The portable terminal 1801 is a small and light device that is worn on the upper body of a user, for example, and is an activity meter, for example. The portable terminal 1801 calculates a walking exercise amount, a running exercise amount, an exercise amount in daily life, or a calorie consumption based on the acceleration acquired by the built-in acceleration sensor.

携帯型端末1801は、第一加速度検出部1811、第一加速度送信部1812、受信部1813、活動量算出部1814、および出力部1815を備える。   The portable terminal 1801 includes a first acceleration detector 1811, a first acceleration transmitter 1812, a receiver 1813, an activity amount calculator 1814, and an output unit 1815.

第一加速度検出部1811は、例えば利用者が自転車に乗車中の場合には、上半身の運動及び自転車の動きによる加速度ベクトルを取得する。利用者が自転車に乗車していない場合には、利用者の歩行運動、走行運動や日常生活における運動を加速度ベクトルとして取得する。加速度ベクトルの取得には、一般的には加速度センサが用いられる。携帯型端末1801は上半身に装着されることから、利用者が自転車に乗車中の場合には、第一加速度検出部1811が取得する加速度ベクトルは、前述の実施形態において説明した第一加速度取得部201が取得する第一の加速度ベクトルと同じである。   For example, when the user is on a bicycle, the first acceleration detection unit 1811 obtains an acceleration vector due to upper body motion and bicycle motion. When the user is not riding a bicycle, the user's walking exercise, running exercise and exercise in daily life are acquired as an acceleration vector. In general, an acceleration sensor is used to acquire the acceleration vector. Since the portable terminal 1801 is worn on the upper body, the acceleration vector acquired by the first acceleration detection unit 1811 when the user is on a bicycle is the first acceleration acquisition unit described in the above embodiment. 201 is the same as the first acceleration vector acquired.

第一加速度送信部1812は、利用者が自転車に乗車中の期間において第一加速度検出部1811が検出した上半身の運動及び自転車の動きによる加速度ベクトルを運動量算出装置100Gの第一加速度取得部201へ、有線通信手段または無線通信手段を利用して送信する。なお、上記上半身の運動及び自転車の動きによる加速度ベクトルの送信は、自転車乗車中にリアルタイムで行ってもよいし、乗車中定期的に行っても、自転車から降りた後にまとめて行ってもよい。   The first acceleration transmission unit 1812 transmits the upper body motion detected by the first acceleration detection unit 1811 and the acceleration vector due to the bicycle motion during the period when the user is on the bicycle to the first acceleration acquisition unit 201 of the momentum calculation device 100G. Then, transmission is performed using wired communication means or wireless communication means. It should be noted that the transmission of the acceleration vector by the upper body exercise and the bicycle movement may be performed in real time while riding the bicycle, or may be performed periodically while riding, or may be performed collectively after getting off the bicycle.

受信部1813は、運動量算出装置100Gにより算出され出力部1709により出力された、利用者が自転車に乗車中の上半身の運動量、下半身の運動量、または自転車に乗車中の全身の運動量のうち少なくとも1つを、有線通信手段または無線通信手段を利用して受信する。   The receiving unit 1813 is calculated by the exercise amount calculation device 100G and output by the output unit 1709, and the user is at least one of the upper body exercise amount, the lower body exercise amount, and the whole body exercise amount while riding the bicycle. Is received using wired communication means or wireless communication means.

活動量算出部1814は、利用者の基礎代謝量を算出する。   The activity amount calculation unit 1814 calculates the basal metabolic rate of the user.

また、活動量算出部1814は、受信部1813により取得される自転車に乗車中の上半身の運動量、下半身の運動量、または自転車に乗車中の全身の運動量のそれぞれと、活動量算出部1814が算出した利用者が自転車に乗車中の期間における基礎代謝量との和を算出する。活動量算出部1814は、これらの和と、受信部1813により取得される自転車に乗車中の上半身の運動量、下半身の運動量、全身の運動量、および基礎代謝量を適宜組み合わせた情報(以下、自転車に乗車中の期間の活動量)を出力部1815へ出力する。つまり、活動量算出部1814は、自転車に乗車中の各運動量と基礎代謝量とに基づく情報を出力する。   In addition, the activity amount calculation unit 1814 calculates the upper body exercise amount, the lower body exercise amount while riding the bicycle acquired by the reception unit 1813, or the whole body exercise amount while riding the bicycle, and the activity amount calculation unit 1814 calculates. The sum with the basal metabolism during the period when the user is riding the bicycle is calculated. The activity amount calculating unit 1814 appropriately combines the sum of these, the amount of exercise of the upper body, the amount of exercise of the lower body, the amount of exercise of the whole body, and the amount of basal metabolism in the bicycle acquired by the receiver 1813 (hereinafter referred to as a bicycle). The amount of activity during the boarding period) is output to the output unit 1815. That is, the activity amount calculation unit 1814 outputs information based on each exercise amount and the basal metabolism amount while riding a bicycle.

なお、基礎代謝量については、例えば、国立健康・栄養研究所が提示している、年齢、性別、身長、体重といった情報を用いた公知の推定式等を利用することで算出できる。従って、活動量算出部1814は、利用者の前記情報に基づいて、基礎代謝量を算出する。   The basal metabolic rate can be calculated by using, for example, a known estimation formula using information such as age, sex, height, and weight presented by the National Institute of Health and Nutrition. Therefore, the activity amount calculation unit 1814 calculates a basal metabolic rate based on the information of the user.

一方、活動量算出部1814は、上記利用者が自転車に乗車中の期間外において、利用者の基礎代謝量に加えてさらに、第一加速度検出部1811より検出された利用者の加速度ベクトルから、歩行運動量、走行運動量や日常生活における運動量を算出する。活動量算出部1814は、歩行運動量、走行運動量、日常生活における運動量のそれぞれと、活動量算出部1814が算出した基礎代謝量との和を算出する。これらの和と、歩行運動量、走行運動量、日常生活における運動量、および基礎代謝量を適宜組み合わせた情報(以下、自転車に乗車していない期間の活動量)を出力部1815に出力する。   On the other hand, the activity amount calculation unit 1814, in addition to the basal metabolic rate of the user outside the period during which the user is riding on a bicycle, further from the acceleration vector of the user detected by the first acceleration detection unit 1811, It calculates walking momentum, running momentum, and momentum in daily life. The activity amount calculation unit 1814 calculates the sum of each of the walking exercise amount, the running exercise amount, and the exercise amount in daily life, and the basal metabolism calculated by the activity amount calculation unit 1814. Information (hereinafter, the amount of activity during a period when the bicycle is not ridden) is appropriately output to the output unit 1815 by combining these sums with walking exercise amount, running exercise amount, exercise amount in daily life, and basal metabolic rate.

活動量算出部1814によれば、従来の活動量計では精度良く算出できなかった自転車に乗車中の全身の運動量を精度良く算出できる。さらに、この自転車に乗車中の全身の運動量と自転車に乗車中の期間外の歩行運動量、走行運動量、日常生活における運動量と、基礎代謝量との和を算出することで、一日の正確な総運動量を取得できる。   According to the activity amount calculation unit 1814, it is possible to accurately calculate the amount of exercise of the whole body while riding a bicycle, which cannot be calculated with high accuracy by a conventional activity meter. In addition, by calculating the sum of the whole-body exercise amount while riding this bicycle and the walking exercise amount, running exercise amount, exercise amount in daily life, and basal metabolism amount outside the period while riding the bicycle, an accurate total of the day is calculated. You can get momentum.

出力部1815は、表示装置(例えば、液晶ディスプレイ)や記憶媒体(例えば、不揮発性メモリ)である。出力部1815は、活動量算出部1814が算出した自転車に乗車中の期間の活動量と、自転車に乗車していない期間の活動量と、これら全ての和としての一日の総運動量のうち、少なくとも1つを活動量算出部1814から入力する。なお、出力部1815が記憶媒体である場合には、後に読み出して例えば液晶ディスプレイで表示し、利用者が運動量の履歴を確認できる。   The output unit 1815 is a display device (for example, a liquid crystal display) or a storage medium (for example, a non-volatile memory). The output unit 1815 includes the amount of activity during the period of riding the bicycle calculated by the amount of activity calculating unit 1814, the amount of activity during the period of not riding the bicycle, and the total amount of exercise per day as the sum of all of these. At least one is input from the activity amount calculation unit 1814. When the output unit 1815 is a storage medium, it is read later and displayed on a liquid crystal display, for example, so that the user can check the history of the amount of exercise.

次に、運動量算出システム1の動作例について説明する。図20は、携帯型端末1801の動作例を示すフローチャートである。なお、運動量算出装置100Gの動作については、第7の実施形態における運動量算出装置100Gの動作と同様であるので、説明を省略する。   Next, an operation example of the exercise amount calculation system 1 will be described. FIG. 20 is a flowchart illustrating an operation example of the portable terminal 1801. The operation of the exercise amount calculation device 100G is the same as the operation of the exercise amount calculation device 100G in the seventh embodiment, and thus the description thereof is omitted.

まず、活動量算出部1814は、上記の利用者が自転車に乗車中の期間であるかどうかを確認する(ステップS1901)。具体的には、活動量算出部1814は、第一加速度送信部1812と運動量算出装置100Gの第一加速度取得部201との間でデータをリアルタイムで送受信しているかを確認する。または、活動量算出部1814は、受信部1813と運動量算出装置100Gの出力部1709との間でデータをリアルタイムで送受信しているか、を確認する。または、携帯型端末1801あるいは運動量算出装置100Gに用意された不図示のボタン等を押下することで自転車乗車開始時と終了時が特定された期間であるか、を確認する。   First, the activity amount calculation unit 1814 checks whether or not it is a period during which the user is riding a bicycle (step S1901). Specifically, the activity amount calculation unit 1814 checks whether data is transmitted and received in real time between the first acceleration transmission unit 1812 and the first acceleration acquisition unit 201 of the exercise amount calculation apparatus 100G. Alternatively, the activity amount calculation unit 1814 checks whether data is transmitted and received in real time between the reception unit 1813 and the output unit 1709 of the exercise amount calculation apparatus 100G. Alternatively, by pressing a button (not shown) or the like prepared in the portable terminal 1801 or the exercise amount calculation device 100G, it is confirmed whether the start and end of riding are within a specified period.

上記の利用者が自転車に乗車中の期間である場合(ステップS1901:YES)、受信部1813は、運動量算出装置100Gにより算出された自転車に乗車中の上半身の運動量、下半身の運動量、または自転車に乗車中の全身の運動量のうち少なくとも一つを取得する(ステップS1902)。   When the above-mentioned period is a period during which the user is on the bicycle (step S1901: YES), the receiving unit 1813 calculates the amount of exercise for the upper body, the amount of exercise for the lower body, or the amount of exercise for the bicycle calculated by the exercise amount calculation device 100G. At least one of the exercise amounts of the whole body while riding is acquired (step S1902).

続いて、活動量算出部1814は、利用者が自転車に乗車中の期間における基礎代謝量を算出する(ステップS1903)。続いて、活動量算出部1814は、自転車に乗車中の期間における上半身の運動量、下半身の運動量、または自転車に乗車中の全身の運動量のそれぞれと、自転車に乗車中の期間における基礎代謝量と、の和を算出する(ステップS1904)。活動量算出部1814は、これらの和と、自転車に乗車中の上半身の運動量、下半身の運動量、自転車に乗車中の全身の運動量、活動量算出部1814が算出した利用者が自転車に乗車中の期間における基礎代謝量と、のうち少なくとも1つ(以下、自転車に乗車中の期間の活動量)を出力部1815へ出力する。出力部1815により、液晶ディスプレイなどの表示装置や不揮発性メモリ等の記憶媒体へ、自転車に乗車中の期間の活動量が出力される(ステップS1905)。   Subsequently, the activity amount calculating unit 1814 calculates a basal metabolic rate during a period in which the user is on the bicycle (step S1903). Subsequently, the activity amount calculation unit 1814 includes an upper body exercise amount, a lower body exercise amount, or a whole body exercise amount while riding the bicycle, a basal metabolic rate during the bicycle ride, Is calculated (step S1904). The activity amount calculation unit 1814 calculates the sum of these values, the amount of exercise of the upper body while riding the bicycle, the amount of exercise of the lower body, the amount of exercise of the whole body while riding the bicycle, and the user calculated by the activity amount calculation unit 1814 is riding the bicycle. At least one of the basal metabolic rate during the period (hereinafter, the amount of activity during the period of riding the bicycle) is output to the output unit 1815. The output unit 1815 outputs the amount of activity during the period of riding the bicycle to a display device such as a liquid crystal display or a storage medium such as a nonvolatile memory (step S1905).

一方、利用者が自転車に乗車中の期間外である場合(ステップS1901:NO)、活動量算出部1814は、第一加速度検出部1811により検出された利用者の加速度ベクトルから、歩行運動量、走行運動量、および日常生活における運動量を算出する(ステップS1906)。次に、活動量算出部1814は、利用者が自転車に乗車中の期間外における基礎代謝量を算出する(ステップS1907)。活動量算出部1814は、歩行運動量、走行運動量、および日常生活における運動量のそれぞれと、活動量算出部1814が算出した基礎代謝量との和を算出する(ステップS1908)。活動量算出部1814は、これらの和と、歩行運動量、走行運動量、日常生活における運動量、基礎代謝量のうち少なくとも1つ(以下、自転車に乗車していない期間の活動量)を出力部1815へ出力する。出力部1815により、液晶ディスプレイ等の表示装置や不揮発性メモリ等の記憶媒体へ、自転車に乗車していない期間の活動量が出力される(ステップS1905)。   On the other hand, when the user is out of the period of riding the bicycle (step S1901: NO), the activity amount calculation unit 1814 calculates the walking momentum and the running from the acceleration vector of the user detected by the first acceleration detection unit 1811. The amount of exercise and the amount of exercise in daily life are calculated (step S1906). Next, the activity amount calculation unit 1814 calculates a basal metabolic rate outside the period during which the user is on the bicycle (step S1907). The activity amount calculation unit 1814 calculates the sum of each of the walking exercise amount, the running exercise amount, and the exercise amount in daily life, and the basal metabolism calculated by the activity amount calculation unit 1814 (step S1908). The activity amount calculation unit 1814 outputs at least one of these sums, walking exercise amount, running exercise amount, exercise amount in daily life, and basal metabolism amount (hereinafter referred to as an activity amount during a period of not riding a bicycle) to the output unit 1815. Output. The output unit 1815 outputs the amount of activity during a period when the bicycle is not ridden to a display device such as a liquid crystal display or a storage medium such as a nonvolatile memory (step S1905).

なお、本実施形態では、利用者が自転車に乗車中の期間において、運動量算出装置100Gが算出した利用者の上半身の運動量、下半身の運動量、または全身の運動量には、利用者の基礎代謝量が含まれないとして説明したが、第1から第7の実施形態のように、基礎代謝量が含まれる場合にも適用できる。この場合、活動量算出部1814は利用者の基礎代謝量を算出しない。なお、基礎代謝量を含む上半身の運動量は、上半身の運動を実験的に行い、上半身運動の加速度ベクトルの絶対値についての一定時間の平均値と、呼気ガス分析による酸素摂取量から求められる上半身の運動量との間の回帰式によって算出することができる。基礎代謝量を含む下半身の運動量は、下半身の運動の仕事率と、呼気ガス分析による酸素摂取量から求められる運動量との間の回帰式によって算出することができる。   In the present embodiment, during the period when the user is riding a bicycle, the user's basal metabolic rate is included in the user's upper body exercise amount, lower body exercise amount, or whole body exercise amount calculated by the exercise amount calculation device 100G. Although described as not included, it can also be applied to cases where a basal metabolic rate is included as in the first to seventh embodiments. In this case, the activity amount calculation unit 1814 does not calculate the basal metabolic rate of the user. The upper body exercise amount including the basal metabolic rate is determined by experimentally exercising the upper body, and by calculating the average value of the acceleration vector of the upper body movement over a certain period of time and the oxygen intake obtained from the breath gas analysis. It can be calculated by a regression equation between the momentum. The amount of exercise of the lower body including the basal metabolic rate can be calculated by a regression equation between the work rate of the exercise of the lower body and the amount of exercise obtained from the oxygen intake amount by breath gas analysis.

同様に、本実施形態では、利用者が自転車に乗車中の期間外において、活動量算出部1814が算出した歩行運動量、走行運動量および日常生活における運動量には、利用者の基礎代謝量が含まれないとして説明したが、基礎代謝量が含まれる場合にも適用できる。この場合、活動量算出部1814は利用者が自転車に乗車中の期間外における基礎代謝量を算出しない。基礎代謝量を含む歩行運動量、走行運動量、日常生活における運動量は、これら各運動における加速度ベクトルの絶対値についての一定時間の平均値と、呼気ガス分析による酸素摂取量から求められる各運動量と、の間の回帰式によって算出することができる。   Similarly, in the present embodiment, the basal metabolic rate of the user is included in the walking exercise amount, the running exercise amount, and the exercise amount in daily life calculated by the activity amount calculating unit 1814 outside the period when the user is on the bicycle. Although it has been described that there is no basal metabolic rate, it can also be applied. In this case, the activity amount calculation unit 1814 does not calculate the basal metabolic rate outside the period when the user is on the bicycle. The amount of gait, running, and exercise in daily life, including basal metabolism, is the average of the acceleration vector absolute values for each of these exercises and the amount of exercise determined from the oxygen uptake by breath gas analysis. It can be calculated by the regression equation between.

運動量算出システム1によれば、活動量計と第7の実施形態のおける運動量算出装置100Gとの間を有線通信手段または無線通信手段により接続する。従って、自転車に乗車中の正確な全身の運動量、基礎代謝量を含む一日の総運動量を精度良く算出できる。   According to the exercise amount calculation system 1, the activity meter and the exercise amount calculation apparatus 100G in the seventh embodiment are connected by wired communication means or wireless communication means. Therefore, it is possible to accurately calculate the total daily exercise amount including the exact whole body exercise amount and the basal metabolic rate while riding the bicycle.

また、活動量計は、車両(例えば、自転車、自動二輪車)に乗車している間は、車両の加速度を利用者の運動とみなして運動量を算出するため、利用者が行った正確な運動量を算出できないことがあった。運動量算出システム1によれば、この点が改善され、車両に乗車中でも活動量計を用いて利用者が行った正確な運動量を算出できる。   In addition, while the activity meter is in a vehicle (for example, a bicycle or a motorcycle), it calculates the amount of exercise by regarding the acceleration of the vehicle as the user's motion. In some cases, calculation was not possible. According to the exercise amount calculation system 1, this point is improved, and an accurate exercise amount performed by the user using the activity meter can be calculated even when the vehicle is in the vehicle.

このように、上記実施形態の運動量算出装置によれば、自転車の乗り手の上半身の運動量を精度良く算出できる。また、上半身の運動量と下半身の運動量との和を算出することにより、自転車に乗車中の全身の運動量を精度良く知ることができる。例えば、自転車の速度、走行距離、クランク軸トルクを表示するサイクルメータや、自転車向けのポータブルなナビゲーションシステムの一機能として応用できる。   Thus, according to the exercise amount calculation device of the above-described embodiment, the exercise amount of the upper half of the bicycle rider can be calculated with high accuracy. Further, by calculating the sum of the amount of movement of the upper body and the amount of movement of the lower body, it is possible to accurately know the amount of movement of the whole body while riding the bicycle. For example, it can be applied as a function of a cycle meter that displays the speed, travel distance, and crankshaft torque of a bicycle, and a portable navigation system for bicycles.

また、第8の実施形態で説明した加速度センサを内蔵した活動量計に対して、自転車に乗車中の全身の運動量を出力することで、歩行運動量、走行運動量、日常生活における運動量、基礎代謝量との和を算出して一日の総運動量を管理できる。   In addition, by outputting the exercise amount of the whole body while riding the bicycle to the activity meter incorporating the acceleration sensor described in the eighth embodiment, walking exercise amount, running exercise amount, exercise amount in daily life, basal metabolism amount The total amount of exercise per day can be managed.

なお、第8の実施形態では、自転車への適用例として説明したが、自動二輪車等の車両においても適用可能である。   Although the eighth embodiment has been described as an application example to a bicycle, it can also be applied to a vehicle such as a motorcycle.

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲によって示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。   The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and any configuration can be used as long as the functions indicated by the claims or the functions of the configuration of the present embodiment can be achieved. Is also applicable.

上記実施形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。   Although cases have been described with the above embodiment as examples where the present invention is configured by hardware, the present invention can also be realized by software in cooperation with hardware.

また、上記実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。   Each functional block used in the description of the above embodiment is typically realized as an LSI that is an integrated circuit. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include a part or all of them. The name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。例えば、LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、LSI内部の回路セルの接続、又は、設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。   Further, the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. For example, a Field Programmable Gate Array (FPGA) that can be programmed after manufacturing the LSI, connection of circuit cells in the LSI, or a reconfigurable processor whose settings can be reconfigured may be used.

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。   Further, if integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology or a derivative other technology, it is naturally also possible to carry out function block integration using this technology. Biotechnology can be applied.

本発明は、車両に乗車中の運動量を精度良く算出可能な運動量算出装置、運動量算出システム、および運動量算出方法等に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an exercise amount calculation device, an exercise amount calculation system, an exercise amount calculation method, and the like that can accurately calculate the amount of exercise while riding in a vehicle.

100,100B〜100G 運動量算出装置
101,201 第一加速度取得部
102,202 第二加速度取得部
103,205 上半身運動量算出部
203 トルク取得部
204,904,1104,1404,1504 座標軸調整部
501 第一の加速度センサ
502 第二の加速度センサ
1105 加速度ピーク検出部
1406 制動指示取得部
1506 速度取得部
1707 クランク軸回転数取得部
1708 下半身運動量算出部
1709 出力部
1801 携帯型端末
1811 第一加速度検出部
1812 第一加速度送信部
1813 受信部
1814 活動量算出部
1815 出力部
1 運動量算出システム
100, 100B to 100G Exercise amount calculation device 101, 201 First acceleration acquisition unit 102, 202 Second acceleration acquisition unit 103, 205 Upper body exercise amount calculation unit 203 Torque acquisition unit 204, 904, 1104, 1404, 1504 Coordinate axis adjustment unit 501 First Acceleration sensor 502 Second acceleration sensor 1105 Acceleration peak detection unit 1406 Braking instruction acquisition unit 1506 Speed acquisition unit 1707 Crankshaft rotation number acquisition unit 1708 Lower body exercise amount calculation unit 1709 Output unit 1801 Portable terminal 1811 First acceleration detection unit 1812 First One acceleration transmission unit 1813 Reception unit 1814 Activity amount calculation unit 1815 Output unit 1 Exercise amount calculation system

Claims (11)

車両の乗り手の上半身の加速度を取得する第一の加速度取得部と、
前記車両の加速度を取得する第二の加速度取得部と、
前記車両の乗り手の上半身の加速度から前記車両の加速度を除去した加速度を用いて、車両の乗り手の上半身の運動量を算出する上半身運動量算出部と、
を備える運動量算出装置。
A first acceleration acquisition unit for acquiring acceleration of an upper body of a vehicle rider;
A second acceleration acquisition unit for acquiring acceleration of the vehicle;
An upper body momentum calculation unit for calculating an amount of momentum of the upper body of the rider of the vehicle using an acceleration obtained by removing the acceleration of the vehicle from the acceleration of the upper body of the vehicle rider;
A momentum calculation device comprising:
車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルを取得する第一の加速度取得部と、
前記車両の加速度ベクトルを取得する第二の加速度取得部と、
前記車両が加速または減速する所定の条件のときに、前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルと前記車両の加速度ベクトルとの座標軸を一致させる座標軸調整部と、
前記座標軸を一致させた前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルから前記車両の加速度ベクトルを除去した加速度ベクトルを用いて、車両の乗り手の上半身の運動量を算出する上半身運動量算出部と、
を備えた運動量算出装置。
A first acceleration acquisition unit for acquiring an acceleration vector of an upper body of a vehicle rider;
A second acceleration acquisition unit for acquiring an acceleration vector of the vehicle;
A coordinate axis adjusting unit that matches the coordinate axes of the acceleration vector of the upper body of the rider of the vehicle and the acceleration vector of the vehicle when the vehicle is accelerated or decelerated under a predetermined condition;
An upper body momentum calculating unit that calculates an momentum of the upper body of the vehicle rider using an acceleration vector obtained by removing the acceleration vector of the vehicle from the acceleration vector of the upper body of the vehicle rider having the coordinate axes matched;
A momentum calculation device comprising:
請求項2に記載の運動量算出装置であって、
前記所定の条件とは、前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルおよび前記車両の加速度ベクトルが同時に第一の所定値を超えることである運動量算出装置。
The exercise amount calculation apparatus according to claim 2,
The predetermined condition is a momentum calculation device in which an acceleration vector of an upper body of the rider of the vehicle and an acceleration vector of the vehicle simultaneously exceed a first predetermined value.
請求項2に記載の運動量算出装置であって、更に、
前記車両のクランク軸に印加されるトルクを取得するトルク取得部を備え、
前記所定の条件とは、前記トルクが第二の所定値を超えることである運動量算出装置。
The exercise amount calculation apparatus according to claim 2, further comprising:
A torque acquisition unit for acquiring torque applied to the crankshaft of the vehicle;
The predetermined amount condition is a momentum calculation device in which the torque exceeds a second predetermined value.
請求項2または4に記載の運動量算出装置であって、更に、
前記車両に対する制動指示を取得する制動指示取得部を備え、
前記所定の条件とは、前記制動指示が第三の所定値を超えることである運動量算出装置。
The momentum calculation device according to claim 2, further comprising:
A braking instruction acquisition unit for acquiring a braking instruction for the vehicle;
The predetermined condition is the momentum calculation device in which the braking instruction exceeds a third predetermined value.
請求項4または5に記載の運動量算出装置であって、更に、
前記トルクが前記第二の所定値を超えた時点または前記制動指示が前記第三の所定値を超えた時点から所定時間以内に、前記第一の所定値を超えた前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルおよび前記車両の加速度ベクトルを検出する加速度ピーク検出部を備え、
前記座標軸調整部は、前記加速度ピーク検出部により検出された前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルおよび前記車両の加速度ベクトルを用いて、前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルと前記車両の加速度ベクトルとの座標軸を一致させる運動量算出装置。
The momentum calculation device according to claim 4 or 5, further comprising:
When the torque exceeds the second predetermined value or within a predetermined time from the time when the braking instruction exceeds the third predetermined value, the upper body of the rider of the vehicle exceeding the first predetermined value An acceleration peak detector for detecting an acceleration vector and an acceleration vector of the vehicle;
The coordinate axis adjustment unit uses the acceleration vector of the upper body of the rider of the vehicle and the acceleration vector of the vehicle detected by the acceleration peak detection unit, and the acceleration vector of the upper body of the rider of the vehicle and the acceleration vector of the vehicle Momentum calculation device for matching the coordinate axes of
請求項2ないし6のいずれか1項に記載の運動量算出装置であって、更に、
前記車両の速度を取得する速度取得部を備え、
前記所定の条件は、前記車両の速度が所定値以下であることを含む運動量算出装置。
The momentum calculation device according to any one of claims 2 to 6, further comprising:
A speed acquisition unit for acquiring the speed of the vehicle;
The predetermined amount condition is a momentum calculation device including that the speed of the vehicle is equal to or lower than a predetermined value.
請求項4に記載の運動量算出装置であって、更に、
車両の乗り手の下半身の運動量を算出する下半身運動量算出部と、
前記車両の乗り手の上半身の運動量と前記車両の乗り手の下半身の運動量とに基づいて、前記車両に乗車中の車両の乗り手の運動量を出力する出力部と、
を備える運動量算出装置。
The exercise amount calculation device according to claim 4, further comprising:
A lower-body exercise amount calculation unit for calculating the lower-body exercise amount of the vehicle rider,
Based on the momentum of the upper body of the rider of the vehicle and the momentum of the lower body of the rider of the vehicle, an output unit that outputs the momentum of the rider of the vehicle riding on the vehicle;
A momentum calculation device comprising:
請求項8に記載の運動量算出装置であって、更に、
単位時間あたりの前記クランク軸の回転数を取得するクランク軸回転数取得部を備え、
前記下半身運動量算出部は、前記トルク取得部により取得されたトルクと前記クランク軸回転数取得部により取得されたクランク軸回転数とを用いて、前記車両の乗り手の下半身の運動量を算出する運動量算出装置。
The momentum calculation apparatus according to claim 8, further comprising:
A crankshaft rotation speed acquisition unit for acquiring the rotation speed of the crankshaft per unit time;
The lower body exercise amount calculation unit calculates the exercise amount of the lower body of the rider of the vehicle using the torque acquired by the torque acquisition unit and the crankshaft rotation number acquired by the crankshaft rotation number acquisition unit. apparatus.
運動量算出装置と携帯型端末との間において通信する運動量算出システムであって、
前記運動量算出装置は、
車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルを取得する第一の加速度取得部と、
車両の加速度ベクトルを取得する第二の加速度取得部と、
前記座標軸を一致させた前記車両の乗り手の上半身の加速度ベクトルから前記車両の加速度ベクトルを除去した加速度ベクトルを用いて、前記車両の乗り手の上半身の運動量を算出する上半身運動量算出部と、
車両の乗り手の下半身の運動量を算出する下半身運動量算出部と、
前記車両の乗り手の上半身の運動量と前記車両の乗り手の下半身の運動量に基づいて、前記車両の乗り手の運動量を出力する第一出力部と、
を備え、
前記携帯型端末は、
前記運動量算出装置から出力される前記車両の乗り手の運動量を取得する運動量取得部と、
前記車両の乗り手の情報に基づいて、基礎代謝量を算出する活動量算出部と、
前記車両の乗り手の運動量および前記基礎代謝量に基づく情報を出力する第二出力部と、
を備える運動量算出システム。
An exercise amount calculation system that communicates between an exercise amount calculation device and a portable terminal,
The momentum calculation device comprises:
A first acceleration acquisition unit for acquiring an acceleration vector of an upper body of a vehicle rider;
A second acceleration acquisition unit for acquiring an acceleration vector of the vehicle;
An upper body momentum calculation unit for calculating the momentum of the upper body of the rider of the vehicle using an acceleration vector obtained by removing the acceleration vector of the vehicle from the acceleration vector of the upper body of the rider of the vehicle with the coordinate axes matched;
A lower-body exercise amount calculation unit for calculating the lower-body exercise amount of the vehicle rider,
A first output unit that outputs the momentum of the rider of the vehicle based on the momentum of the upper body of the rider of the vehicle and the momentum of the lower body of the rider of the vehicle;
With
The portable terminal is
A momentum acquisition unit for acquiring a momentum of a rider of the vehicle output from the momentum calculation device;
Based on the information on the rider of the vehicle, an activity amount calculating unit for calculating a basal metabolic rate,
A second output unit for outputting information based on the amount of exercise of the vehicle rider and the basal metabolic rate;
A momentum calculation system comprising:
運動量算出装置における運動量算出方法であって、
車両の乗り手の上半身の加速度を取得するステップと、
車両の加速度を取得するステップと、
前記車両の乗り手の上半身の加速度から前記車両の加速度を除去した加速度を用いて、車両の乗り手の上半身の運動量を算出するステップと、
を有する運動量算出方法。
A method for calculating momentum in an apparatus for calculating momentum, comprising:
Obtaining acceleration of the upper body of the vehicle rider;
Obtaining acceleration of the vehicle;
Using the acceleration obtained by removing the acceleration of the vehicle from the acceleration of the upper body of the vehicle rider to calculate the momentum of the upper body of the vehicle rider;
A method of calculating momentum.
JP2012082185A 2012-03-30 2012-03-30 Device, system and method for calculation of momentum Pending JP2013208382A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012082185A JP2013208382A (en) 2012-03-30 2012-03-30 Device, system and method for calculation of momentum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012082185A JP2013208382A (en) 2012-03-30 2012-03-30 Device, system and method for calculation of momentum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013208382A true JP2013208382A (en) 2013-10-10

Family

ID=49526870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012082185A Pending JP2013208382A (en) 2012-03-30 2012-03-30 Device, system and method for calculation of momentum

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013208382A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016179718A (en) * 2015-03-23 2016-10-13 カシオ計算機株式会社 Kinetic motion measuring apparatus, kinetic motion measuring method and program
CN106139559A (en) * 2015-03-23 2016-11-23 小米科技有限责任公司 Exercise data acquisition method, measurement apparatus and telecontrol equipment
JP2017517715A (en) * 2014-02-26 2017-06-29 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Device for measuring cycling cadence

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017517715A (en) * 2014-02-26 2017-06-29 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Device for measuring cycling cadence
JP2016179718A (en) * 2015-03-23 2016-10-13 カシオ計算機株式会社 Kinetic motion measuring apparatus, kinetic motion measuring method and program
CN106139559A (en) * 2015-03-23 2016-11-23 小米科技有限责任公司 Exercise data acquisition method, measurement apparatus and telecontrol equipment
CN106139559B (en) * 2015-03-23 2019-01-15 小米科技有限责任公司 Exercise data acquisition method, measuring device and telecontrol equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10932517B2 (en) Pressure sensor to quantify work
EP2631621B1 (en) Pedalling data transfer
US11718359B2 (en) Output device, method for generating a machine learning model, and computer program
US20120042725A1 (en) Method and Apparatus for Measuring Pedaling Dynamics of a Cyclist
JP6446941B2 (en) Kinematic analysis apparatus, method, and program
EP2860096A1 (en) Apparatus and method for controlling motor of electrical powered cycle
JP2013095306A (en) Electronic system for bicycle, and program
CN106663343B (en) Pedal, equipment of riding and data creation method
WO2018186488A1 (en) Steering input information acquisition device
EP3812260B1 (en) Power assisted electric bicycle, transmission device and control method
CN109720497A (en) Human-powered vehicle control device
JP2013208382A (en) Device, system and method for calculation of momentum
KR101374064B1 (en) Driving system for bicycle providing exercise information
US10285649B1 (en) Wheelchair movement measurement and analysis
Silva et al. An experimental study on smart electric bicycle with weight minimized power pack
Gupta et al. Campus safety and the internet of wearable things: Assessing student safety conditions on campus while riding a smart scooter
WO2016096454A1 (en) Method for determining activity characteristics
JP2009089740A (en) Behavior identification system
CN104720818B (en) The telecontrol equipment of symmetry index can be analyzed
US11644374B2 (en) Left and right feet pedaling analysis system
JP2018038656A (en) Joint torque computing system, cycle computer, and joint torque measuring method
Fudickar et al. Cycling-monitoring system: sensing cycling performance via a pedal-integrated inertial measurement unit
JP2020138700A (en) Estimation device, control system, learning model, learning model creating method, computer program, and storage medium
US20240166299A1 (en) Method for calculating energy index, program related to calculation device for human-powered vehicle, and calculation device for human-powered vehicle
Dhinesh et al. Ride Profiling for a Single Speed Bicycle Using an Inertial Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131225