CN105311806A - 运动解析方法、装置及系统、身体活动辅助方法及装置 - Google Patents
运动解析方法、装置及系统、身体活动辅助方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种运动解析方法、装置及系统、身体活动辅助方法及装置。运动解析方法包括:利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,在运动过程中生成所述用户的多个运动信息;在所述用户的运动过程中,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果;以及在所述用户结束运动后,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种运动解析方法、运动解析装置、运动解析系统、身体活动辅助方法及身体活动辅助装置。
背景技术
专利文献1公开了一种步行导航系统,能够通过利用者通常使用的鞋来诊断长时间走路时的走路方法是否良好,并且步行过程中随时展示不良的走路方法。
另外,专利文献2公开了一种健康监测方法,基于用户的输入,安排训练活动,并且提供有关训练活动的指令。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-237832号公报
专利文献2:日本特开2012-217847号公报
要提高运动成绩,用户在运动过程中最好能够掌握自己的动作是否良好,但是,在用户的运动过程中,只能在有限的环境中利用大型显示器等,因此,用户容易理解的信息也是有限的。因此,当在用户的运动过程中所展示的信息过于复杂时或者过多时,用户无法正确地理解所展示的信息,存在难以将所展示的信息用于提高运动成绩上的问题。
另外,根据专利文献2记载的方法,能够制定目标或计划表,但是,无法制定不同目的的目标或计划表,例如,减肥和能量效率良好的跑步方法等。另外,用户在活动过程中最好能够掌握自己的动作是否良好,但是,活动过程中的用户容易理解的信息是有限的。因此,当用户活动过程中展示的信息过于复杂时或者过多时,用户无法正确理解所展示的信息,存在难以有效利用所展示的信息的问题。
发明内容
本发明示鉴于上述问题而完成的,根据本发明的几个方式,能够提供一种可辅助提高用户的运动成绩的运动解析方法、运动解析装置、运动解析系统以及运动解析程序。
另外,根据本发明的几个方式,能够提供一种可有效地辅助用户的身体活动的身体活动辅助方法、身体活动辅助装置以及身体活动辅助程序。
本发明是为了解决上述问题中的至少一部分而完成的,可通过以下方式或者适用例实现。
[适用例1]
根据本适用例的运动解析方法,其包括:利用惯性传感器的检测结果,在运动过程中解析用户的运动,生成所述用户的多个运动信息;在所述用户的运动过程中,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果;以及在所述用户结束运动后,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
根据本适用例的运动解析方法,在用户的运动过程中,展示多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,在用户结束运动后,展示基于运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动后便于有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩(例如,运动能力、时间等计分(得分)、防受伤程度等)。
[适用例2]
根据本适用例的运动解析方法,其包括:利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,在运动过程中生成所述用户的多个运动信息;在所述用户的运动过程中,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息;以及在所述用户结束运动后,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息,在所述用户的运动过程中展示的运动信息包括与用于提高所述用户的运动成绩的建议相关的信息。
运动成绩可以是例如运动能力、时间等计分(得分)、防受伤程度等。
根据本适用例的运动解析方法,在用户的运动过程中展示基于运动状态的建议,从而能够辅助提高用户的运动成绩。
[适用例3]
在上述适用例的运动解析方法中,可以是,在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括所述多个运动信息中的、在所述用户的运动过程中未展示的运动信息。
根据本适用例的运动解析方法,在结束运动之后展示在用户的运动过程中未展示的信息,从而能够辅助提高用户的运动成绩。
[适用例4]
在上述适用例的运动解析方法中,可以是,在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括所述多个运动信息中的、在所述用户的运动过程中展示的运动信息。
根据本适用例的运动解析方法,在结束运动之后还提供在用户的运动过程中展示的信息,从而用户在运动后能够认识运动过程中未能认识到的运动状态。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
[适用例5]
在上述适用例的运动解析方法中,可以是,在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括与用于提高所述用户的运动成绩的建议相关的信息。
根据本适用例的运动解析方法,在用户结束运动之后展示基于运动结果的建议,从而能够辅助提高用户的运动成绩。
[适用例6]
在上述适用例的运动解析方法中,可以是,在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括在所述用户结束运动之后生成的信息。
根据本适用例的运动解析方法,在用户的运动过程中无需展示的信息在结束运动之后生成即可,因此能够降低运动过程中的处理负荷。
[适用例7]
本适用例的运动解析装置包括:运动信息生成部,利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,在运动过程中生成所述用户的多个运动信息;运动中输出信息生成部,基于所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果,生成运动中输出信息,该运动中输出信息是在所述用户的运动过程中输出的信息;以及运动后输出信息生成部,基于所述多个运动信息中的至少一个运动信息,生成运动后输出信息,该运动后输出信息是在所述用户结束运动之后输出的信息。
根据本适用例的运动解析装置,在用户的运动过程中输出基于多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果生成的信息,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,在用户结束运动之后输出基于在运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动后也便于有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
[适用例8]
本适用例的运动解析系统包括:运动解析装置,利用惯性传感器的检测结果,在运动过程中解析用户的运动,生成所述用户的多个运动信息;第一显示装置,在所述用户的运动过程中输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果;以及第二显示装置,在所述用户结束运动之后输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
第一显示装置和第二显示装置可以是相同的显示装置,也可以是单独的显示装置。
根据本适用例的运动解析系统,在用户的运动过程中,第一显示装置输出由运动解析装置生成的多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,第二显示装置在用户结束运动之后输出基于由运动解析装置在用户的运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动之后也便于有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
[适用例9]
本适用例的运动解析程序使计算机执行以下步骤:利用惯性传感器的检测结果,在运动过程中解析用户的运动,生成所述用户的多个运动信息;在所述用户的运动过程中输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果;以及在所述用户结束运动之后输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
根据本适用例的运动解析程序,在用户的运动过程中,输出多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,在用户结束运动之后输出基于在运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动之后也便于有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
[适用例10]
本适用例的身体活动辅助方法包括:通过传感器检测用户的身体活动,利用所述传感器的检测结果进行有关所述身体活动的运算;从设有判断项目的多个建议模式中选择任意的建议模式;以及判断所述运算的结果是否满足所选择的所述建议模式中设定的所述判断项目。
根据本适用例的身体活动辅助方法,判断是否满足所选择的建议模式中设定判断项目,因此,能够有效地辅助用户的身体活动。
[适用例11]
上述适用例的身体活动辅助方法,还可以包括:当所述运算的结果满足所选择的所述建议模式中设定的所述判断项目时,展示用于通知所述身体活动的状态的建议信息。
根据本适用例的身体活动辅助方法,当满足所选择的建议模式中设定的判断项目时,展示用于通知用户的身体活动的状态的建议信息,因此,能够有效地辅助用户的身体活动。
[适用例12]
在上述适用例的身体活动辅助方法中,可以是,所述多个建议模式包括所述身体活动的目的不同的多个模式。
根据本适用例的身体活动辅助方法,例如能够展示适合用户的身体活动的目的的建议信息。
[适用例13]
在上述适用例的身体活动辅助方法中,可以是,所述多个建议模式至少包括:目的中包含提高所述身体活动的效率的模式;以及目的中包含所述身体活动下消耗能量的模式。
根据本适用例的身体活动辅助方法,例如能够展示适合提高身体活动的效率的建议信息或者适合身体活动中能量消耗的建议信息。
[适用例14]
在上述适用例的身体活动辅助方法中,可以是,所述多个建议模式包括所述身体活动的种类不同的多个模式。
根据本适用例的身体活动辅助方法,例如能够展示适合用户的身体活动种类的建议信息。
[适用例15]
在上述适用例的身体活动辅助方法中,可以是,所述身体活动的种类是行进种类。
根据本适用例的身体活动辅助方法,例如能够展示适合行进种类的建议信息。
[适用例16]
在上述适用例的身体活动辅助方法中,可以是,基于行进目的以及行进距离,选择任意的所述建议模式。
根据本适用例的身体活动辅助方法,例如能够展示适合行进目的以及行进距离的建议信息。
[适用例17]
上述适用例的身体活动辅助方法,可以还包括:利用所述运算的结果,判断所述身体活动的状态或者所述运算的结果是否异常;以及当判断为所述身体活动的状态或者所述运算的结果异常时,展示表示所述身体活动的状态或者所述运算的结果为异常的信息。
根据本适用例的身体活动辅助方法,在用户行进过程中,身体活动的状态或者运算结果变成异常状态时,能够向用户展示异常。
[适用例18]
在上述适用例的身体活动辅助方法中,可以是,所述传感器是惯性传感器。
[适用例19]
本适用例的身体活动辅助装置,包括:运算部,通过传感器检测用户的身体活动,利用所述传感器的检测结果来进行有关所述身体活动的运算;以及判断部,从设有判断项目的多个建议模式中选择任意的建议模式,并判断所述运算的结果是否满足所选择的所述建议模式中设定的所述判断项目。
根据本适用例的身体活动辅助装置,判断是否满足所选择的建议模式中设定的判断项目,因此,能够有效地辅助用户的身体活动。
[适用例20]
本适用例的身体活动辅助程序,使计算机执行以下步骤:通过传感器检测用户的身体活动,利用所述传感器的检测结果进行有关所述身体活动的运算;从设有判断项目的多个建议模式中选择任意的建议模式;以及判断所述运算的结果是否满足所选择的所述建议模式中设定的所述判断项目。
根据本适用例的身体活动辅助程序,判断是否满足所选择的建议模式中设定的判断项目,因此,能够有效地辅助用户的身体活动。
附图说明
图1是第一实施方式的运动解析系统的概要说明图。
图2是示出第一实施方式中的运动解析装置以及显示装置的构成例的功能框图。
图3是示出感应数据表的构成例的图。
图4是示出GPS数据表的构成例的图。
图5是示出地磁气数据表的构成例的图。
图6是示出算出数据表的构成例的图。
图7是示出第一实施方式中的运动解析装置的处理部构成例的功能框图。
图8是示出第一实施方式中的惯性导航运算部构成例的功能框图。
图9是对于用户行进时的姿势的说明图。
图10是对于用户行进时的偏摆角的说明图。
图11是示出用户行进时的三轴加速度例的图。
图12是示出第一实施方式中的运动解析部构成例的功能框图。
图13是落地和离地(蹬地)时机的判断方法说明图。
图14是踩入时机的判断方法的说明图。
图15是示出输入信息和解析信息的关系的图。
图16是示出前进方向加速度、上下方向加速度以及左右方向加速度的例子的图。
图17是示出前进方向速度、上下方向速度以及左右方向速度的例子的图。
图18是示出侧倾方向角速度、俯仰方向角速度以及偏摆方向角速度的例子的图。
图19是示出侧倾角度、俯仰角度以及偏摆角度的例子的图。
图20是示出前进方向距离、上下方向距离以及左右方向距离的例子的图。
图21是冲击时间的计算方法说明图。
图22是落地时的制动量1的计算方法说明图。
图23是落地时的制动量2的计算方法说明图。
图24是正下方落地率1的计算方法说明图。
图25是正下方落地率2的计算方法说明图。
图26是正下方落地率3的计算方法说明图。
图27是推进力1的计算方法说明图。
图28是推进力2的计算方法说明图。
图29是推进效率1的计算方法说明图。
图30是推进效率2的计算方法说明图。
图31是推进效率3的计算方法说明图。
图32是前倾角说明图。
图33是示出腰部的旋转时机与蹬地时机之间的关系例子的图。
图34是示出在用户的行进过程中显示的画面例子的图。
图35是示出整体分析画面的例子的图。
图36是示出整体分析画面的例子的图。
图37是示出详细分析画面的例子的图。
图38是示出详细分析画面的例子的图。
图39是示出详细分析画面的例子的图。
图40是示出比较分析画面的例子的图。
图41是示出第一实施方式中的运动解析处理步骤例子的流程图。
图42是示出第一实施方式中的惯性导航运算处理步骤例子的流程图。
图43是示出行进检测处理步骤例子的流程图。
图44是示出运动解析信息生成处理步骤例子的流程图。
图45是示出行进分析处理步骤例子的流程图。
图46是对于第二实施方式的身体活动辅助系统的概要说明图。
图47是示出第二实施方式中的身体活动辅助装置以及显示装置的构成例的功能框图。
图48是示出解析用数据表的构成例的图。
图49是示出第二实施方式中的身体活动辅助装置的处理部构成例的功能框图。
图50是示出第二实施方式中的惯性导航运算部构成例的功能框图。
图51是示出解析模式、行进的种类、建议模式以及判断项目的对应表的图。
图52是示出第二实施方式中的运动解析部构成例的功能框图。
图53是示出行进辅助处理步骤例子的流程图。
图54是示出第二实施方式中的惯性导航运算处理步骤例子的流程图。
图55是示出行进处理步骤例子的流程图。
图56是示出第二实施方式中的运动解析处理步骤例子的流程图。
图57是减速量的计算方法说明图。
图58是示出在用户的行进过程中显示的画面的另一个例子的图。
图59是示出整体分析画面的另一个例子的图。
图60是示出比较分析的例子的图。
图61是示出比较分析的例子的图。
图62是示出变形例的运动解析系统构成例的图。
附图标记说明
1运动解析系统、1A身体活动辅助系统、2运动解析装置、2A身体活动辅助装置、3显示装置、10惯性计测单元(IMU)、12加速度传感器、14角速度传感器、16信号处理部、20处理部、22惯性导航运算部、24运动解析部、30存储部、40通信部、50GPS单元、60地磁气传感器、120处理部、130存储部、140通信部、150操作部、160计时部、170显示部、180声音输出部、190振动部、210偏压去除部、220积分处理部、230误差估计部、240行进处理部、242行进检测部、244步幅算出部、246步频算出部、250坐标转换部、260特征点检测部、262触地时间·冲击时间算出部、270运动信息生成部、271行进轨迹算出部、272基本信息生成部、273第一解析信息生成部、274第二解析信息生成部、275左右差率算出部、280行进中输出信息生成部、290行进分析部、291整体分析部、292详细分析部、293比较分析部、294输出信息选择部、300运动解析程序、301行进辅助程序、302惯性导航运算程序、304运动解析信息生成程序、305运动解析程序、306行进分析程序、310感应数据表、320GPS数据表、330地磁气数据表、340算出数据表、350运动解析信息、351输入信息、352基本信息、353第一解析信息、354第二解析信息、355左右差率、356行进轨迹信息、360解析用数据表、370判断控制部、380状态判断部、381行进速度判断部、382行进步频判断部、383跨幅判断部、384上下移动判断部、385左右摇晃判断部、386前倾判断部、390运动解析信息生成部、392行进信息生成部、394异常信息生成部、396建议信息生成部。
具体实施方式
本实施方式的运动解析方法包括:利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,生成所述用户的多个运动信息;在所述用户的运动过程中展示所述多个运动信息中的、满足预定条件的运动信息;以及在所述用户结束运动之后展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
根据本实施方式的运动解析方法,在用户的运动过程中,根据运动状态展示基于满足预定条件的运动信息生成的信息,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,在用户结束运动之后展示基于运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动之后也便于有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩(例如,运动能力、时间等计分(得分)、防受伤程度等)。
在本实施方式的运动解析方法中,所述预定条件可以包括所述用户的运动状态比基准好的情况。
根据本实施方式的运动解析方法,用户能够在认识到自己的运动状态为良好的状态下进行运动。
在本实施方式的运动解析方法中,所述预定条件可以包括所述用户的运动状态比基准差的情况。
根据本实施方式的运动解析方法,用户能够在认识到自己的运动状态为不佳的状态下进行运动。
在本实施方式的运动解析方法中,在所述用户的运动过程中展示的运动信息可以包括有关用于提高所述用户的运动成绩的建议的信息。
运动成绩可以是例如运动能力、时间等计分(得分)、防受伤程度等。
根据本实施方式的运动解析方法,在用户的运动过程中展示基于运动状态的建议,从而,能够辅助提高用户的运动成绩。
在本实施方式的运动解析方法中,在所述用户结束运动之后展示的运动信息可以包括所述多个运动信息中的、所述用户的运动过程中未展示的运动信息。
根据本实施方式的运动解析方法,在结束运动之后展示在用户的运动过程中未展示的信息,从而,能够辅助提高用户的运动成绩。
在本实施方式的运动解析方法中,在所述用户结束运动之后展示的运动信息可以包括所述多个运动信息中的、所述用户的运动过程中展示过的运动信息。
根据本实施方式的运动解析方法,在结束运动之后还展示用户的运动过程中展示过的信息,从而,用户能够在运动后认识到运动过程中未能认识到的运动状态。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
在本实施方式的运动解析方法中,在所述用户结束运动之后展示的运动信息可以包括有关提高所述用户的运动成绩的建议的信息。
根据本实施方式的运动解析方法,在用户结束运动之后展示基于运动结果的建议,从而,能够辅助提高用户的运动成绩。
在本实施方式的运动解析方法中,在所述用户结束运动之后展示的运动信息可以包含在所述用户结束运动之后生成的信息。
根据本实施方式的运动解析方法,在结束运动之后生成在用户的运动过程中无需展示的信息即可,因此,能够降低运动过程中的处理负荷。
本实施方式的运动解析装置包括:利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,生成所述用户的多个运动信息的运动信息生成部;基于所述多个运动信息中的、满足预定条件的至少一个运动信息,生成在所述用户的运动过程中输出的信息、即运动过程中输出信息的运动过程中输出信息生成部;基于所述多个运动信息中的至少一个运动信息,生成在所述用户结束运动之后输出的信息、即运动后输出信息的运动后输出信息生成部。
根据本实施方式的运动解析装置,在用户的运动过程中,根据运动状态输出基于满足预定条件的运动信息生成的信息,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,在用户结束运动之后输出基于运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动之后也便于有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
本实施方式的运动解析系统包括:利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,生成所述用户的多个运动信息的运动解析装置;在所述用户的运动过程中输出所述多个运动信息中的、满足预定条件的运动信息的第一显示装置;以及在所述用户结束运动之后输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息的第二显示装置。
第一显示装置和第二显示装置可以是相同的显示装置,也可以是单独的显示装置。
根据本实施方式的运动解析系统,在用户的运动过程中,第一显示装置根据运动状态输出由运动解析装置生成的多个运动信息中的满足预定条件的运动信息,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,第二显示装置在用户结束运动之后输出基于由运动解析装置在用户的运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动之后也便于有效地利用展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
本实施方式的程序使计算机执行以下步骤:利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,生成所述用户的多个运动信息;在所述用户的运动过程中输出所述多个运动信息中的、满足预定条件的运动信息;以及在所述用户结束运动之后输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
根据本实施方式的程序,在用户的运动过程中,根据运动状态输出基于满足预定条件的运动信息生成的信息,因此,用户在运动过程中便于有效地利用所展示的信息。另外,在用户结束运动之后输出基于运动过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户在结束运动之后也便于有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的运动成绩。
本实施方式的身体活动辅助方法包括:利用传感器在用户的身体活动中的检测结果进行运算;判断所述运算结果是否满足对应于多个建议模式中基于所述用户的输入信息所选择的建议模式的、与所述身体活动的状态关联的预定条件;以及当所述运算结果满足所述预定条件时,展示用于通知所述身体活动的状态的建议信息。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,当满足对应于基于用户的输入信息所选择的建议模式的预定条件时,展示用于通知用户的身体活动的状态的建议信息,因此,能够有效地辅助用户的身体活动。
在本实施方式的身体活动辅助方法中,所述多个建议模式可以包括所述身体活动的目的不同的多个模式。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,能够展示适合用户的身体活动的目的的建议信息。
在本实施方式的身体活动辅助方法中,所述多个建议模式可以至少包括其目的包括提高所述身体活动效率的模式、目的包括所述身体活动中消耗能量的模式。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,能够展示适合提高身体活动效率的建议信息、适合身体活动中消耗能量的建议信息。
在本实施方式的身体活动辅助方法中,所述多个建议模式可以包括所述身体活动的种类不同的多个模式。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,能够展示适合用户的身体活动的种类的建议信息。
在本实施方式的身体活动辅助方法中,所述身体活动的种类可以是行进种类。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,能够展示适合行进种类的建议信息。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,根据所述用户所选择的建议模式,切换判断是否满足所述预定条件的项目。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,根据用户的身体活动的目的切换预定条件的判断项目,从而,能够展示更加有效的建议信息。
本实施方式的身体活动辅助方法还可以包括:利用所述运算结果,判断所述身体活动的状态或者所述运算结果是否异常;以及当所述身体活动的状态或者所述运算结果被判断为异常时,展示表示所述身体活动的状态或者所述运算结果为异常的信息。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,在用户的行进过程中,身体活动的状态或者运算结果变成异常状态时,能够向用户展示异常。
在本实施方式的身体活动辅助方法中,所述预定条件可以包括与所述身体活动的状态比基准状态差的情况对应的条件。
基准状态可以是例如事先规定的状态,不会因不同的用户而发生变化,还可以是根据用户的性别、年龄等规定的状态,还可以是用户设定的状态。
根据本实施方式的身体活动辅助方法,在用户的身体活动的状态比基准状态差时展示建议信息,从而,能够有效地改善用户的身体活动。
相反地,所述预定条件还可以包括与所述身体活动的状态优于基准状态的情况对应的条件。由此,用户能够获得更加良好的身体活动的状态。
在本实施方式的身体活动辅助方法中,所述传感器可以是惯性传感器。
本实施方式的身体活动辅助装置包括:利用传感器在用户的身体活动中的检测结果进行运算的运算部;判断所述运算的结果是否满足对应于多个建议模式中基于所述用户的输入信息所选择的建议模式的、与所述身体活动的状态关联的预定条件的判断部;以及当所述运算的结果满足所述预定条件时,输出用于通知所述身体活动的状态的建议信息的建议信息输出部。
根据本实施方式的身体活动辅助装置,当满足对应于基于用户的输入信息所选择的建议模式的预定条件时,输出用于通知用户的身体活动的状态的建议信息,因此,能够有效地辅助用户的身体活动。
本实施方式的程序使计算机执行以下步骤:利用传感器在用户的身体活动中的检测结果进行运算;判断所述运算的结果是否满足对应于多个建议模式中基于所述用户的输入信息所选择的建议模式的、与所述身体活动的状态关联的预定条件;以及当所述运算的结果满足所述预定条件时,输出用于通知所述身体活动的状态的建议信息的建议信息输出部。
根据本实施方式的程序,当满足对应于基于用户的输入信息所选择的建议模式的预定条件时,输出用于通知用户的身体活动的状态的建议信息,因此,能够有效地辅助用户的身体活动。
下面,参照附图详细说明本发明的优选实施方式。另外,下面说明的实施方式并不是用于不当地限定权利要求书中记载的本发明的内容。另外,并不是下面说明的所有构成均为本发明的必要构成条件。
1.第一实施方式
1-1.运动解析系统的概要
图1是用于说明第一实施方式的运动解析系统1的概要的图。如图1所示,第一实施方式的运动解析系统1由运动解析装置2以及显示装置3构成。运动解析装置2配戴在用户的躯体部分(例如,右腰、左腰、或者腰部的中间部)。运动解析装置2内置有惯性计测单元(IMU:InertialMeasurementUnit)10,捕获用户行进(包括步行)中的动作,计算速度、位置、姿势角度(侧倾角度、俯仰角度、偏摆角度)等,而且,解析用户的运动,生成运动解析信息。在本实施方式中,在用户处于静止的状态下,以使惯性计测单元(IMU)10的一个检测轴(下面作为z轴)与重力加速度方向(铅垂朝下)大致一致的方式,将运动解析装置2配戴于用户。运动解析装置2将生成的运动解析信息的至少一部分发送给显示装置3。
显示装置3是列表型(手表式)的便携式信息设备,配戴在用户的手腕等。但是,显示装置3还可以是头戴式可视设备(HMD:HeadMountDisplay)、智能手机等便携式信息设备。用户可在开始行进前或者行进过程中操作显示装置3,指示开始或者停止运动解析装置2的计测(后面说明的惯性导航运算处理以及运动解析处理)。另外,用户可在结束行进之后操作显示装置3,指示开始或结束运动解析装置2的行进分析处理(后面说明)。显示装置3向运动解析装置2发送指示开始计测或停止计测的指令、指示开始或结束行进分析处理的指令等。
运动解析装置2一旦接收到开始计测的指令,则开始惯性计测单元(IMU)10的计测,并且基于计测结果解析用户的运动,生成运动解析信息。运动解析装置2向显示装置3发送生成的运动解析信息。而且,显示装置3接收运动解析信息,以文字、图形、声音、振动等各种方式向用户展示所接收到的运动解析信息。用户在行进过程中可通过显示装置3认识运动解析信息。
另外,运动解析装置2一旦接收到指示开始行进分析处理的指令,则利用以前的行进过程中生成的运动解析信息,分析该以前的行进,向显示装置3或者未图示的个人计算机或智能手机等信息设备发送分析结果的信息。而且,显示装置3或者该信息设备接收分析结果的信息,将所接收到的运动解析信息以文字、图形、声音、振动等各种方式展示给用户。用户可通过显示装置3或者该信息设备认识以前的行进的分析结果。
此外,运动解析装置2与显示装置3之间的数据通信可以是无线通信,也可以是有线通信。
在本实施方式中,下面以运动解析装置2在用户的行进运动(跑步)中生成运动解析信息的情况为例子进行详细说明,但是,本实施方式的运动解析系统1同样也可以适用于在行进之外的运动中生成运动解析信息的情况。
1-2.坐标系
对在下面的说明中所需要的坐标系加以定义。
·e帧(EarthCenterdEarthFixedFrame):以地球中心为原点,z轴平行于自转轴的右手坐标系的三维直角坐标
·n帧(NavigationFrame):以移动体(用户)为原点,x轴朝北,y轴朝东,z轴为重力方向的三维直角坐标系
·b帧(BodyFrame):以传感器(惯性计测单元(IMU)10)为基准的三维直角坐标系
·m帧(MovingFrame):以移动体(用户)为原点,以移动体(用户)的前进方向为x轴的右手坐标系的三维直角坐标系
1-3.运动解析系统的构成
图2是示出第一实施方式中的运动解析装置2以及显示装置3的构成例的功能框图。如图2所示,运动解析装置2由惯性计测单元(IMU)10、处理部20、存储部30、通信部40、GPS(GlobalPositioningSystem)单元50以及地磁气传感器60构成。但是,本实施方式的运动解析装置2可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者是添加了其他构成要素的构成。
惯性计测单元10(惯性传感器的一个例子)由加速度传感器12、角速度传感器14以及信号处理部16构成。
加速度传感器12检测彼此交叉的(理想的是正交)三轴方向上各自的加速度,并且输出与所检测到的三轴加速度的大小以及朝向相对应的数字信号(加速度数据)。
角速度传感器14检测彼此交叉的(理想的是正交)三轴方向上各自的角速度,并且输出与所计测到的三轴角速度的大小以及朝向相对应的数字信号(角速度数据)。
信号处理部16分别从加速度传感器12和角速度传感器14接收加速度数据和角速度数据,附加时间信息后存储在未图示的存储部中,并且生成使所存储的加速度数据、角速度数据以及时间信息符合预定格式的感应数据,输出至处理部20。
理想的是,加速度传感器12和角速度传感器14安装成三轴分别与以惯性计测单元10为基准的传感器坐标系(b帧)的三轴一致,但是,实际上产生安装角度误差。为此,信号处理部16可以进行利用根据安装角度误差事先算出的校正参数,将加速度数据和角速度数据转换为传感器坐标系(b帧)的数据的处理。此外,还可以由后面说明的处理部20来代替信号处理部16进行该转换处理。
而且,信号处理部16还可以进行加速度传感器12和角速度传感器14的温度校正处理。此外,还可以由后面说明的处理部20来代替信号处理部16进行该温度校正处理,还可以使加速度传感器12以及角速度传感器14具有温度校正功能。
加速度传感器12和角速度传感器14可以是输出模拟信号的传感器,这时,信号处理部16分别对加速度传感器12的输出信号和角速度传感器14的输出信号进行A/D转换,生成感应数据即可。
GPS单元50接收从定位用卫星的一种即GPS卫星发送的GPS卫星信号,利用该GPS卫星信号进行定位计算,算出用户在n帧中的位置及速度(包括尺寸和朝向的矢量),向处理部20输出附加了时间信息、定位精度信息的GPS数据。此外,利用GPS,算出位置、速度的方法和生成时间信息的方法是公知技术,因此省略详细说明。
地磁气传感器60检测彼此交叉的(理想的是正交)三轴方向上各自的地磁气,并且输出与所检测到的三轴地磁气的尺寸及朝向相对应的数字信号(地磁气数据)。但是,地磁气传感器60还可以是输出模拟信号的传感器,这时,处理部20对地磁气传感器60的输出信号进行A/D转换,生成地磁气数据即可。
处理部20例如由CPU(CentralProcessingUnit)、DSP(DigitalSignalProcessor)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)等构成,按照存储在存储部30中的各种程序进行各种运算处理、控制处理。尤其是,处理部20分别从惯性计测单元10、GPS单元50和地磁气传感器60接收感应数据、GPS数据和地磁气数据,利用这些数据,算出用户的速度、位置、姿势角度等。另外,处理部20利用算出的这些信息,进行各种运算处理,从而解析用户的运动,生成后面的各种运动解析信息。而且,处理部20借助通信部40向显示装置3发送所生成的部分运动解析信息的一部分(后面说明的行进中输出信息、行进后输出信息),显示装置3以文本、图像、声音、振动等方式输出接收到的运动解析信息。
存储部30例如由ROM(ReadOnlyMemory)、闪存ROM、RAM(RandomAccessMemory)等各种IC存储器、硬盘、存储卡等记录介质等构成。
存储部30中存储有供处理部20读取并且用于执行运动解析处理(参照图41)的运动解析程序300。运动解析程序300作为子程序包括用于执行惯性导航运算处理(参照图42)的惯性导航运算程序302、用于执行运动解析信息生成处理(参照图44)的运动解析信息生成程序304以及用于执行行进分析处理(参照图45)的行进分析程序306。
另外,存储部30中存储有感应数据表310、GPS数据表320、地磁气数据表330、算出数据表340以及运动解析信息350等。
感应数据表310是按照时序存储了由处理部20从惯性计测单元10接收的感应数据(惯性计测单元10的检测结果)的数据表。图3是示出感应数据表310的构成例的图。如图3所示,感应数据表310中按照时序排列有惯性计测单元10的检测时刻311、加速度传感器12检测到的加速度312、角速度传感器14检测到的角速度313相关联的感应数据。处理部20在开始计测后,每次经过采样周期Δt(例如20ms或者10ms),在感应数据表310中添加新的感应数据。而且,处理部20利用加速度偏压以及角速度偏压,校正加速度以及角速度,改写成校正后的加速度以及角速度,从而更新感应数据表310,其中,加速度偏压以及角速度偏压是基于利用扩展卡尔曼滤波的误差估计(后面说明)所估计的。
GPS数据表320是按照时序存储有处理部20从GPS单元50接收到的GPS数据(GPS单元(GPS传感器)50的检测结果)的数据表。图4是示出GPS数据表320的构成例的图。如图4所示,GPS数据表320中按照时序排列有GPS单元50进行定位计算的时刻321、通过定位计算算出的位置322、通过定位计算算出的速度323、定位精度(DOP(DilutionofPrecision))324、接收的GPS卫星信号的信号强度325等相关联的GPS数据。处理部20在开始计测之后,每次获得GPS数据(例如每1秒,与获得感应数据的时机不同步地),添加新的GPS数据,从而更新GPS数据表320。
地磁气数据表330是按照时序存储有处理部20从地磁气传感器60接收到的地磁气数据(地磁气传感器的检测结果)的数据表。图5是示出地磁气数据表330的构成例的图。如图5所示,地磁气数据表330中按照时序排列有地磁气传感器60的检测时刻331和地磁气传感器60检测到的地磁气332相关联的地磁气数据。处理部20在开始计测之后,每次经过采样周期Δt(例如10ms),在地磁气数据表330中添加新的地磁气数据。
算出数据表340是按照时序存储有处理部20利用感应数据算出的速度、位置以及姿势角度的数据表。图6是示出算出数据表340的构成例的图。如图6所示,算出数据表340中按照时序排列有处理部20计算的时刻341、速度342、位置343、姿势角度344相关联的算出数据。处理部20在开始计测之后,每次获得新的感应数据,即、每次经过采样周期Δt,算出速度、位置以及姿势角度,在算出数据表340中添加新的算出数据。而且,处理部20利用通过扩展卡尔曼滤波的误差估计来估计出的速度误差、位置误差和姿势角度误差,校正速度、位置和姿势角度,改写成校正后的速度、位置和姿势角度,从而更新算出数据表340。
运动解析信息350是关于用户运动的各种信息,包括处理部20生成的输入信息351的各项目、基本信息352的各项目、第一解析信息353的各项目、第二解析信息354的各项目、左右差率355的各项目、行进轨迹信息356等。在后面详细说明这些各种信息。
返回图2。通信部40是与显示装置3的通信部140之间进行数据通信的部件,其进行接收处理部20生成的部分运动解析信息(后面说明的行进中输出信息、行进后输出信息)后发送给显示装置3的处理、接收从显示装置3发送的指令(开始/停止计测的指令、开始/结束行进分析处理的指令等)后发送给处理部20的处理等。
显示装置3由处理部120、存储部130、通信部140、操作部150、计时部160、显示部170、声音输出部180以及振动部190构成。但是,本实施方式的显示装置3可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者添加了其他构成要素的构成。
处理部120按照存储在存储部130中的程序,进行各种运算处理、控制处理。例如,处理部120进行如下处理:对应于从操作部150接收到的操作数据的各种处理(将开始/停止计测的指令、开始/结束行进分析处理的指令发送给通信部140的处理、对应于操作数据的显示处理、声音输出处理等);从通信部140接收行进中输出信息、行进后输出信息,向显示部170发送对应于行进中输出信息、行进后输出信息的文本数据、图像数据的处理;将对应于行进中输出信息、行进后输出信息的声音数据发送到声音输出部180的处理;将对应于行进中输出信息的振动数据发送到振动部190的处理。另外,处理部120进行生成对应于从计时部160接收到的时间信息的时间图像数据后发送到显示部170的处理等。
存储部130由例如存储有用于使处理部120执行各种处理的程序、数据的ROM、成为处理部120的工作区域的RAM等各种IC存储器构成。
通信部140是与运动解析装置2的通信部40进行数据通信的部件,其进行从处理部120接收对应于操作数据的指令(开始/停止计测的指令、开始/结束行进分析处理的指令等)后发送至运动解析装置2的处理;接收从运动解析装置2发送的行进中输出信息、行进后输出信息后发送至处理部120的处理等。
操作部150进行获得来自用户的操作数据(开始/停止计测、显示内容的选择等操作数据)后发送至处理部120的处理。操作部150例如可以是触摸式显示器、按钮、键、话筒等。
计时部160进行生成年、月、日、时、分、秒等时间信息的处理。计时部160例如通过实时时钟(RTC:RealTimeClock)IC等实现。
显示部170将来自处理部120的图像数据、文本数据以文字、图表、表格、动漫、其他图像进行显示。显示部170例如通过LCD(LiquidCrystalDisplay)、有机EL(Electroluminescence)显示器、EPD(ElectrophoreticDisplay)等显示器实现,还可以是触摸式显示器。此外,可以利用一个触摸式显示器来实现操作部150和显示部170的功能。
声音输出部180将来自处理部120的声音数据以声音、蜂鸣声等声音进行输出。声音输出部180通过例如扬声器、蜂鸣器等实现。
振动部190按照来自处理部120的振动数据进行振动。该振动传递到显示装置3,配戴有显示装置3的用户能够感觉到振动。振动部190例如通过振动马达等实现。
1-4.处理部的功能构成
图7是示出第一实施方式中的运动解析装置2的处理部20的构成例的功能框图。在本实施方式中,处理部20执行存储在存储部30中的运动解析程序300,从而,起到惯性导航运算部22以及运动解析部24的功能。
惯性导航运算部22利用感应数据(惯性计测单元10的检测结果)、GPS数据(GPS单元50的检测结果)以及地磁气数据(地磁气传感器60的检测结果)进行惯性导航运算,算出加速度、角速度、速度、位置、姿势角度、距离、跨幅以及行进步频,并输出包括这些算出结果的运算数据。惯性导航运算部22输出的运算数据存储在存储部30中。在后面详细说明惯性导航运算部22。
运动解析部24利用惯性导航运算部22输出的运算数据(存储在存储部30中的运算数据),在行进过程中解析用户的运动,分别生成用于提高用户的行进成绩(运动成绩的一个例子)的多个运动信息(后面说明的输入信息的各项目、基本信息的各项目、第一解析信息的各项目、第二解析信息的各项目、左右差率的各项目、行进轨迹信息等)。行进成绩例如还可以是行进能力、时间等计分(得分)、防受伤程度等。而且,运动解析部24利用这些多个运动信息中的一个以上的项目,生成在用户的行进过程中输出的行进中输出信息。包括该多个运动信息的运动解析信息存储于存储部30,在用户结束行进之后,运动解析部24利用运动解析信息进行行进分析处理,并生成在结束行进之后输出的行进后输出信息。在后面详细说明运动解析部24。
1-5.惯性导航运算部的功能构成
图8是示出第一实施方式中的惯性导航运算部22的构成例的功能框图。在本实施方式中,惯性导航运算部22包括偏压去除部210、积分处理部220、误差估计部230、行进处理部240以及坐标转换部250。但是,本实施方式的惯性导航运算部22还可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者添加了其他构成要素的构成。
偏压去除部210对包含在新获得的感应数据中的加速度(三轴加速度)以及角速度,分别减去由误差估计部230估计的加速度偏压ba以及角速度偏压bω,校正加速度以及角速度。此外,在刚开始计测时的初始状态下是不存在加速度偏压ba以及角速度偏压bω的估计值,因此,偏压去除部210视用户的初始状态为静止状态,利用来自惯性计测单元的感应数据计算初始偏压。
积分处理部220进行根据由偏压去除部210校正的加速度以及角速度算出e帧的速度ve、位置pe以及姿势角度(侧倾角度俯仰角度θbe、偏摆角度ψbe)的处理。具体地,积分处理部220首先视用户的初始状态为静止状态,初始速度为零,或者,根据包含在GPS数据中的速度算出初始速度,而且,根据包含在GPS数据中的位置算出初始位置。另外,积分处理部220根据由偏压去除部210校正的b帧的三轴加速度来确定重力加速度的朝向,并且算出侧倾角度和俯仰角度θbe的初始值,同时,根据包含在GPS数据中的速度算出偏摆角度ψbe的初始值,作为e帧的初始姿势角度。当无法获得GPS数据时,将偏摆角度ψbe的初始值例如设为零。而且,积分处理部220根据算出的初始姿势角度算出数学式(1)表示的从b帧转换到e帧的坐标转换矩阵(旋转矩阵)Cb e的初始值。
【数学式1】
之后,积分处理部220累计(旋转运算)由偏压去除部210校正的三轴角速度,算出坐标转换矩阵Cb e,并按照数学式(2)算出姿势角度。
【数学式2】
另外,积分处理部220利用坐标转换矩阵Cb e,将由偏压去除部210校正的b帧的三轴加速度转换为e帧的三轴加速度,并去除重力加速度成分后进行累计,从而算出e帧的速度ve。另外,积分处理部220累计e帧的速度ve,从而算出e帧的位置pe。
另外,积分处理部220进行利用由误差估计部230估计的速度误差δve、位置误差δpe以及姿势角度误差εe,校正速度ve、位置pe以及姿势角度的处理以及对校正的速度ve进行积分而计算距离的处理。
而且,积分处理部220还算出从b帧转换到m帧的坐标转换矩阵Cb m、从e帧转换到m帧的坐标转换矩阵Ce m以及从e帧转换到n帧的坐标转换矩阵Ce n。这些坐标转换矩阵作为坐标转换信息用于后面说明的坐标转换部250的坐标转换处理中。
误差估计部230利用由积分处理部220算出的速度·位置、姿势角度、由偏压去除部210校正的加速度和角速度、GPS数据、地磁气数据等,估计表示用户状态的指标的误差。在本实施方式中,误差估计部230以速度、姿势角度、加速度、角速度以及位置为表示用户状态的指标,并利用扩展卡尔曼滤波估计这些指标的误差。即、误差估计部230将由积分处理部220算出的速度ve的误差(速度误差)δve、由积分处理部220算出的姿势角度的误差(姿势角度误差)εe、加速度偏压ba、角速度偏压bω以及由积分处理部220算出的位置pe的误差(位置误差)δpe作为扩展卡尔曼滤波的状态变量,将状态矢量X定义为如数学式(3)所示。
【数学式3】
误差估计部230利用扩展卡尔曼滤波的预测公式,预测包含在状态矢量X中的状态变量(表示用户状态的指标的误差)。扩展卡尔曼滤波的预测公式如数学式(4)所示。在数学式(4)中,矩阵Φ是使上次的状态矢量X与这次的状态矢量X相关联的矩阵,其中的部分要素设定为反应姿势角度和位置等,并且时时刻刻发生变化。另外,Q是表示过程噪声的矩阵,其各要素事先被设定为适当的值。另外,P是状态变量的误差协方差矩阵。
【数学式4】
X=ΦX
(4)
P=ΦPΦT+Q
另外,误差估计部230利用扩展卡尔曼滤波的更新公式,更新(校正)所预测的状态变量(表示用户状态的指标的误差)。扩展卡尔曼滤波的更新公式如数学式(5)所示。Z和H分别是观测矢量和观测矩阵,更新公式(5)表示利用实际的观测矢量Z与基于状态矢量X所预测到的矢量HX之差,校正状态矢量X。R是观测误差的协方差矩阵,可以是预先设定的固定值,也可以动态变化的值。K是卡尔曼增益,R越小K越大。根据数学式(5),K越大(R越小),状态矢量X的校正量越增多,相应地,P变小。
【数学式5】
K=PHT(HPHT+R)-1
X=X+K(Z-HX)(5)
P=(I-KH)P
估计误差的方法(估计状态矢量X的方法)例如有以下方法。
基于姿势角度误差进行校正的误差估计方法:
图9是对右腰配戴运动解析装置2的用户进行行进动作(直行)时的用户移动进行俯视的图。另外,图10是示出当用户进行行进动作(直行)时根据惯性计测单元10的检测结果算出的偏摆角度(方位角度)例子的图,横轴是时间,纵轴是偏摆角度(方位角度)。
随着用户进行行进动作,惯性计测单元10相对于用户的姿势随时发生变化。在用户迈出左脚的状态下,如图9中的(1)和(3)所示,惯性计测单元10变成相对于前进方向(m帧的x轴)朝左侧倾斜的姿势。相反,当用户迈出右脚的状态下,如图9中的(2)和(4)所示,惯性计测单元10变成相对于前进方向(m帧的x轴)朝右侧倾斜的姿势。换言之,随着用户进行行进动作,惯性计测单元10的姿势在左右各一步的每两步产生周期性变化。在图10中,例如在迈出右脚的状态下,偏摆角度最大(图10中的o),在迈出左脚的状态下,偏摆角度最小(图10中的●)。所以,上次(两步前)的姿势角度与这次的姿势角度相等,并且,可以将上次的姿势角度视为真正的姿势来估计误差。在该方法中,数学式(5)的观测矢量Z是由积分处理部220算出的上次的姿势角度与这次的姿势角度之差,按照更新公式(5),基于姿势角度误差εe与观测值之差,校正状态矢量X,并估计误差。
基于角速度偏压进行校正的误差估计方法:
虽然上次(两步前)的姿势角度与这次的姿势角度相等,但是,不需要上次的姿势角度是真正的姿势就进行误差估计。在该方法中,数学式(5)的观测矢量Z是根据由积分处理部220算出的上次的姿势角度以及这次的姿势角度算出的角速度偏压,按照更新公式(5),基于角速度偏压bω与观测值的差,校正状态矢量X,并估计误差。
基于方位角度误差进行校正的误差估计方法:
上次(两步前)的偏摆角度(方位角度)与这次的偏摆角度(方位角度)相等,并且,将上次的偏摆角度(方位角度)视为真正的偏摆角度(方位角度)来估计误差。在该方法中,观测矢量Z是由积分处理部220算出的上次的偏摆角度与这次的偏摆角度的差,按照更新公式(5),基于方位角度误差εz e与观测值之差,校正状态矢量X,并估计误差。
基于停止进行校正的误差估计方法:
该方法是将停止时的速度视为零来估计误差。在该方法中,观测矢量Z是由积分处理部220算出的速度ve与零之差,按照更新公式(5),基于速度误差δve校正状态矢量X,并估计误差。
基于静止进行校正的误差估计方法:
该方法是将静止时的速度视为零,并且,将姿势变化视为零来估计误差。在该方法中,观测矢量Z是由积分处理部220算出的速度ve的误差以及由积分处理部220算出的上次的姿势角度与这次的姿势角度之差,按照更新公式(5),基于速度误差δve以及姿势角度误差εe,校正状态矢量X,并估计误差。
基于GPS的观测值进行校正的误差估计方法:
该方法是视为由积分处理部220算出的速度ve、位置pe或者偏摆角度ψbe与根据GPS数据算出的速度、位置或者方位角度(转换为e帧之后的速度、位置、方位角度)相等来估计误差。在该方法中,观测矢量Z是由积分处理部220算出的速度、位置或者偏摆角度与根据GPS数据算出的速度、位置或者方位角度之差,按照更新公式(5),基于速度误差δve、位置误差δpe或者方位角度误差εz e与观测值之差,校正状态矢量X,并估计误差。
基于地磁气传感器的观测值进行校正的误差估计方法:
该方法是视为由积分处理部220算出的偏摆角度ψbe与由地磁气传感器算出的方位角(转换为e帧之后的方位角度)相等来估计误差。在该方法中,观测矢量Z是由积分处理部220算出的偏摆角度与根据地磁气数据算出的方位角度之差,按照更新公式(5),基于方位角度误差εz e与观测值之差,校正状态矢量X,并估计误差。
返回图8,行进处理部240包括行进检测部242、步幅算出部244以及步频算出部246。行进检测部242利用惯性计测单元10的检测结果(具体地,由偏压去除部210校正后的感应数据),进行检测用户的行进周期(行进时机)的处理。如图9以及图10中所说明那样,在用户进行行进时,用户的姿势发生周期性(每两步(左右各一步))变化,因此,惯性计测单元10检测的加速度也周期性地发生变化。图11是示出用户行进时惯性计测单元10检测的三轴加速度例子的图。在图11中,横轴是时间,纵轴是加速度值。如图11所示,可知三轴加速度周期性地发生变化,尤其是,z轴(重力方向的轴)加速度是周期性且有规律地发生变化。该z轴加速度反映用户的上下移动的加速度,从z轴加速度变成预定的阈值以上的最大值时起到下次变成阈值以上的最大值时为止的期间相当于一步的期间。而且,交替重复迈出右脚的状态的一步和迈出左脚的状态的一步。
因此,在本实施方式中,每当惯性计测单元10检测的z轴加速度(相当于用户上下移动的加速度)达到预定的阈值以上的最大值时,行进检测部242交替检测右脚的行进周期和左脚的行进周期。即、每当z轴加速度达到预定的阈值以上的最大值时,行进检测部242输出表示检测了行进周期的时机信号和表示是左右哪个的行进周期的左右脚标志(例如右脚时为接通,左脚时为断开)。但是,实际上,惯性计测单元10进行检测的z轴加速度中包含高频的噪声成分,因此,行进检测部242利用使z轴加速度通过低通滤波器来去除噪声之后的z轴加速度,检测行进周期。
此外,由于不知道用户从右脚和左脚中的哪一个开始行进,并且,行进过程中对行进周期的检测有时会失败,因此,行进检测部242最好是还利用z轴加速度之外的信息(例如姿势角度等)来综合判断是右脚的行进周期还是左脚的行进周期。
步幅算出部244利用由行进检测部242输出的行进周期的时机信号以及左右脚标志和由积分处理部220算出的速度或位置,算出左右各自的步幅,并作为左右各自的跨幅进行输出。即、步幅算出部244在从开始行进周期起到下次开始行进周期的期间,在每隔采样周期Δt对速度进行积分(或者,计算行进周期开始时的位置与下次行进周期开始时的位置之差),算出步幅,并作为跨幅输出该步幅。
步频算出部246进行利用由行进检测部242输出的行进周期的时机信号,算出一分钟内的步数,作为行进步频进行输出的处理。即、步频算出部246例如取行进周期的倒数来计算每秒的步数,乘以60,算出一分钟内的步数(行进步频)。
坐标转换部250进行坐标转换处理,利用由积分处理部220算出的从b帧转换到m帧的坐标转换信息(坐标转换矩阵Cb m),将由偏压去除部210校正的b帧的三轴加速度以及三轴角速度分别转换为m帧的三轴加速度以及三轴角速度。另外,坐标转换部250进行利用由积分处理部220算出的从e帧转换到m帧的坐标转换信息(坐标转换矩阵Ce m),将由积分处理部220算出的e帧的三轴方向的速度、绕三轴的姿势角度以及三轴方向的距离分别转换为m帧的三轴方向的速度、绕三轴的姿势角度以及三轴方向的距离的坐标转换处理。另外,坐标转换部250进行利用由积分处理部220算出的从e帧转换到n帧的坐标转换信息(坐标转换矩阵Ce n),将由积分处理部220算出的e帧的位置转换为n帧的位置的坐标转换处理。
而且,惯性导航运算部22输出包括由坐标转换部250进行坐标转换后的加速度、角速度、速度、位置、姿势角度以及距离和由行进处理部240算出的跨幅、行进步频以及左右脚标志的各信息的运算数据(存储在存储部30中)。
1-6.运动解析部的功能构成
图12是示出第一实施方式中的运动解析部24的构成例的功能框图。在本实施方式中,运动解析部24包括特征点检测部260、触地时间及冲击时间算出部262、运动信息生成部270、行进中输出信息生成部280以及行进分析部290。但是,本实施方式的运动解析部24还可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者添加了其他构成要素的构成。
特征点检测部260进行利用运算数据检测用户行进运动中的特征点的处理。用户运动中的特征点是对应于用户的动作(本实施方式中是行进运动)的特征部分的数据部分。例如是落地(脚达到地面的时机)、踩入(向脚部施加最大体重的时机)、离地(还称为蹬地)(脚离开地面的时机)等。具体地,特征点检测部260利用包含在运算数据中的左右脚标志,分别检测右脚的行进周期内的特征点和左脚的行进周期内的特征点。
触地时间及冲击时间算出部262进行利用运算数据,以由特征点检测部260检测到特征点的时机为基准,分别计算触地时间以及冲击时间的各值的处理。具体地,触地时间及冲击时间算出部262根据包含在运算数据中的左右脚标志,判断当前的运算数据是右脚的行进周期的运算数据还是左脚的行进周期的运算数据,以特征点检测部260检测到特征点的时机为基准,分别算出右脚的行进周期和左脚的行进周期的触地时间以及冲击时间的各值。在后面详细说明触地时间以及冲击时间的定义以及计算方法等。
运动信息生成部270包括行进轨迹算出部271、基本信息生成部272、第一解析信息生成部273、第二解析信息生成部274以及左右差率算出部275,并进行利用运算数据的一部分、输入信息,解析用户的运动,生成用于提高用户的行进成绩的多个运动信息的处理。其中,输入信息是输入第一解析信息生成部273的信息,其包括包含于运算数据中的、行进步频、跨幅、m帧的三轴方向的加速度、绕三轴的角速度、三轴方向的速度、三轴方向的距离以及绕三轴的姿势角度、由触地时间及冲击时间算出部262算出的触地时间以及冲击时间、用户体重的各项目。具体地,进行如下处理:运动信息生成部270利用输入信息,以特征点检测部260检测到特征点的时机为基准解析用户的运动,生成基本信息的各项目、第一解析信息的各项目、第二解析信息的各项目、左右差率的信息的各项目、行进轨迹信息等,作为运动信息。
行进轨迹算出部271进行利用运算数据中包含的n帧的位置的时序信息,算出n帧中的用户的行进轨迹,生成运动信息的一种、即行进轨迹信息的处理。
基本信息生成部272进行利用包含在运算数据中的加速度、速度、位置、跨幅、行进步频的信息,生成有关用户运动的基本信息的处理。其中,基本信息包括行进步频、跨幅、行进速度、海拔、行进距离以及行进时间(往返时间)的各项目。基本信息的各项目是一个运动信息。具体地,基本信息生成部272分别输出包含在运算数据中的行进步频以及跨幅,作为基本信息的行进步频以及跨幅。另外,基本信息生成部272利用包含在运算数据中的加速度、速度、位置、行进步频以及跨幅中的一部分或者全部,算出行进速度、海拔、行进距离、行进时间(往返时间)的当前的值、行进中的平均值等运动信息。
第一解析信息生成部273进行利用上述的输入信息,以特征点检测部260检测到特征点的时机为基准,解析用户的运动,并生成第一解析信息的处理。其中,第一解析信息包括落地时制动量(落地时制动量1、落地时制动量2)、正下方落地率(正下方落地率1、正下方落地率2、正下方落地率3)、推进力(推进力1、推进力2)、推进效率(推进效率1、推进效率2、推进效率3、推进效率4)、耗能量、落地冲击、跑步能力、前倾角度以及时机一致度的各项目。第一解析信息的各项目是表示用户行进状态(运动状态的一个例子)的项目,分别是一种运动信息。后面详细说明第一解析信息的各项目的内容以及计算方法。
在本实施方式中,第一解析信息生成部273利用特征点检测部260检测到特征点的时机的输入信息,算出第一解析信息的部分项目的值。另外,第一解析信息生成部273利用从特征点检测部260检测到特征点起到下次检测到特征点为止的期间(可以是两个相同的特征点的期间(例如从落地起到下次落地为止的期间),还可以是两个不同的特征点的期间(例如从落地起到离地为止的期间))的时机的输入信息,算出第一解析信息的至少一部分的项目的值。
另外,第一解析信息生成部273分用户身体的左右两侧算出第一解析信息的各项目的值。具体地,第一解析信息生成部273根据特征点检测部260是检测到了右脚的行进周期内的特征点还是左脚的行进周期内的特征点,分右脚的行进周期和左脚的行进周期,算出包含在第一解析信息中的各项目。另外,对于包含在第一解析信息中的各项目,第一解析信息生成部273还算出左右的平均值或者总计值。
第二解析信息生成部274进行利用第一解析信息生成部273生成的第一解析信息,生成第二解析信息的处理。其中,第二解析信息包括能量损失、能量效率以及对身体的负担的各项目。第二解析信息的各项目是一个运动信息。在后面详细说明第二解析信息的各项目的内容以及计算方法。第二解析信息生成部274分右脚的行进周期和左脚的行进周期来算出第二解析信息的各项目的值。另外,对于包含在第二解析信息中的各项目,第二解析信息生成部274还算出左右的平均值或者总计值。
对于包含在输入信息中的行进步频、跨幅、触地时间以及冲击时间、第一解析信息的所有项目以及第二解析信息的所有项目,左右差率算出部275进行分别利用右脚的行进周期内的值和左脚的行进周期内的值,算出表示用户身体的左右平衡的指标、即左右差率的处理。各项目的左右差率是一个运动信息。在后面详细说明左右差率的内容以及计算方法。
行进中输出信息生成部280(运动中输出信息生成部的一个例子)进行利用多个运动信息,生成在用户行进过程中输出的信息、即行进中输出信息(运动中输出信息的一个例子)的处理,其中,多个运动信息包括行进轨迹信息、基本信息的各项目、输入信息的各项目、第一解析信息的各项目、第二解析信息的各项目、各项目的左右差率等。
在本实施方式中,行进中输出信息生成部280比较多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值,基于比较结果,生成行进中输出信息。具体地,行进中输出信息生成部280基于多个运动信息中的、满足预定条件的至少一个运动信息生成行进中输出信息。该预定条件是关于运动信息是否良好的条件。该预定条件可以是用户的行进状态优于基准,也可以是用户的行进状态劣于基准。例如,作为行进中输出信息,行进中输出信息生成部280可以仅输出最好的项目,相反地,还可以仅输出最差的项目。另外,例如还可以是用户的行进状态的改善(运动信息的改善)的程度超过基准,还可以是行进状态的恶化(运动信息的恶化)的程度超过基准。或者,还可以分等级评价各项目,作为行进中输出信息,仅输出得到最高评价(例如等级1~5中的等级1)的项目,相反地,还可以仅输出得到最差评价(例如等级1~5中的等级5)的项目。另外,作为行进中输出信息,行进中输出信息生成部280还可以包括评价用户行进状态的评价信息(分等级评价等)、有关用于提高用户的行进成绩的建议或者有关改善用户的行进状态的建议的建议信息。
例如,当包含在第一解析信息中的推进效率的值满足预定条件(在基准范围内,或者,在基准范围之外)时,行进中输出信息生成部280还可以生成包括用于通知推进效率的数值、推进效率高于(或者低于)基准值的信息的行进中输出信息。或者,还可以生成包括表示推进效率较高的评价信息、包括用于提高(改善)推进效率的建议信息的行进中输出信息。
另外,行进中输出信息生成部280可以将这些各种信息的一部分或者全部直接作为行进中输出信息,还可以对这些信息的一部分或者全部进行加工后作为行进中输出信息,还可以组合这些各种信息的一部分或者全部作为行进中输出信息。
处理部20向显示装置3发送行进中输出信息,显示装置3接收行进中输出信息后生成对应的图像、声音、振动等数据,通过显示部170、声音输出部180以及振动部190,展示(传达)给用户。
行进分析部290(运动后输出信息生成部的一个例子)包括整体分析部291、详细分析部292、比较分析部293以及输出信息选择部294,基于存储在存储部30中的多个运动信息(行进轨迹信息、基本信息的各项目、输入信息的各项目、第一解析信息的各项目、第二解析信息的各项目、各项目的左右差率等)中的至少一个运动信息,生成在用户结束行进之后输出的信息、即行进后输出信息(运动后输出信息的一个例子)。
整体分析部291进行利用存储在存储部30中的各种运动信息,整体分析(概略分析)用户的过去的行进,生成分析结果的信息、即整体分析信息的处理。具体地,对于用户所选择的日期的行进中的各种运动信息的一部分或者全部,整体分析部291进行平均值的计算处理、结束行进时的最终值的选择处理、这些值是否优于基准值(或者是否恶劣)、改善率是否高于基准值(或者低于基准值)的判断处理等。另外,对于事先确定的预定的项目、用户选择的项目,整体分析部291进行算出(或者选择)进行了行进的每个日期的平均值(或者最终值),从而生成时序数据的处理。另外,整体分析部291进行选择用户选择的日期的行进中的行进轨迹信息的处理等。
详细分析部292进行利用存储在存储部30中的各种运动信息,详细分析用户的过去的行进,生成作为分析结果的信息的详细分析信息的处理。具体地,对于用户选择的日期的行进,详细分析部292进行选择用户选择的时刻各种运动信息的一部分或者全部的项目的值的处理、生成用户选择的项目的时序数据的处理等。另外,详细分析部292进行用户选择的日期的行进中的行进轨迹信息的选择处理、用户选择的时刻的行进位置的算出处理、计算预定的项目或者用户选择的项目的左右差率的时序数据的处理等。另外,详细分析部292进行对用户选择的日期的行进中的行进成绩加以评价,并生成评价结果的信息、与跑步方式的改善方法、时间的缩短方法、训练指导等相关的建议的信息的处理等。
比较分析部293利用存储在存储部30中的各种运动信息,比较并分析用户的过去多次的行进结果,或者,将用户的过去的行进结果与其他用户的行进结果进行比较并分析,生成分析结果的信息、即比较分析信息的处理等。具体地,对于用户选择的多个日期的每个行进,比较分析部293分别生成详细分析信息和相同的比较分析信息,或者,对于用户选择的日期的行进和其他用户的过去的行进,比较分析部293分别生成详细分析信息和相同的比较分析信息。
输出信息选择部294进行根据用户的选择操作,选择整体分析信息、详细分析信息以及比较分析信息中的任意一个,作为行进后输出信息来输出的处理。
行进后输出信息可以包括多个运动信息中的、在用户的行进过程中未输出的运动信息、即未包含在行进中输出信息中的运动信息。或者,行进后输出信息可以包括多个运动信息中的、在用户的行进过程中已输出的运动信息、即包含在行进中输出信息中的运动信息。另外,行进后输出信息还可以包括与用于提高用户的行进成绩的建议或者改善用户的行进状态的建议相关的信息。另外,行进后输出信息还可以包括行进分析部290在用户结束行进之后生成的信息(运动信息生成部270在用户行进过程中生成的运动信息之外的信息)。
处理部20将行进后输出信息发送到显示装置3或者未图示的个人计算机、智能手机等信息设备,显示装置3或者该信息设备接收到行进后输出信息后生成对应的图像、声音、振动等数据,借助显示部、声音输出部、振动部等展示(传达)给用户。
1-7.特征点的检测
用户进行行进时,重复着迈出右脚后落地、踩入、离地(蹬地)、接着,迈出左脚后落地、踩入、离地(蹬地)的动作。因而,作为行进的特征点可捕获落地、踩入、离地(蹬地)。而且,可以基于这些特征点中的输入信息、从特征点起到下一个特征点的输入信息,评价运动的优劣。所以,在本实施方式中,特征点检测部260检测用户的行进过程中的落地、踩入、离地(蹬地)的三个特征点,触地时间及冲击时间算出部262基于落地、离地(蹬地)的时机,算出触地时间、冲击时间。另外,对于第一解析信息的部分项目,第一解析信息生成部273利用特征点中的输入信息、从特征点起到下一个特征点的输入信息进行计算。
使用图13说明判断落地以及离地(蹬地)的时机的方法。图13是地面上设置地面反作用力计测仪,腰部配戴了内设有三轴加速度传感器的装置的被实验者行进时获得的加速度数据的图表。在图13中,横轴是时间,纵轴是加速度。此外,在图13中,还列出显示有地面反作用力计测仪的输出数据。地面反作用力计测仪的检测值只有在脚部处于触地时发生变化,因此,根据图13,比较地面反作用力计测仪的数据和加速度数据可知,可以利用在上下方向加速度(加速度传感器的z轴的检测值)从正值变为负值的点判断落地的时机。另外,可以利用上下方向加速度(加速度传感器的z轴的检测值)从负值变为正值的点判断离地(蹬地)的时机。如图13所示,可根据离地时刻与落地时刻的差来计算触地时间。
使用图14说明判断踩入的时机的方法。在图14中,横轴是时间,纵轴是加速度。如图14所示,落地(上下方向加速度从正值变为负值的点)后,可将上下方向加速度在负方向变成峰值之后前进方向加速度变成峰值的点判断为踩入的时机。
1-8.输入信息以及解析信息的详细说明
1-8-1.输入信息与解析信息的关系
图15是示出输入信息与解析信息(第一解析信息、第二解析信息以及左右差率)的关系的图。
输入信息包括“前进方向加速度”、“前进方向速度”、“前进方向距离”、“上下方向加速度”、“上下方向速度”、“上下方向距离”、“左右方向加速度”、“左右方向速度”、“左右方向距离”、“姿势角度(侧倾角度、俯仰角度、偏摆角度)”、“角速度(侧倾方向、俯仰方向、偏摆方向)”、“行进步频”、“跨幅”、“触地时间”、“冲击时间”以及“体重”的各项目。
第一解析信息包括“落地时制动量1”、“落地时制动量2”、“正下方落地率1”、“正下方落地率2”、“正下方落地率3”、“推进力1”、“推进力2”、“推进效率1”、“推进效率2”、“推进效率3”、“推进效率4”、“耗能量”、“落地冲击”、“跑步能力”、“前倾角”以及“时机一致度”的项目。包含在第一解析信息中的除了“推进效率4”之外的各项目均基于输入信息的至少一个项目计算得到。“推进效率4”是基于耗能量计算得到。在图15中,用箭头示出了利用输入信息中的哪一个项目可算出第一解析信息中的哪一个项目。例如“正下方落地率1”是根据前进方向加速度和上下方向速度算出的。
第二解析信息包括“能量损失”、“能量效率”以及“对身体的负担”的项目。包含在第二解析信息中的各项目是根据第一解析信息中的至少一个项目算出的。在图15中示出了利用第一解析信息中的哪一个项目可算出第二解析信息中的哪一个项目。例如“能量损失”是根据“正下方落地率(正下方落地率1~3)”以及“推进效率(推进效率1~4)”计算得到的。
左右差率是表示用户身体的左右平衡的指标,针对包含在输入信息中的“行进步频”、“跨幅”、“触地时间”以及“冲击时间”、第一解析信息的所有项目以及第二解析信息的所有项目计算左右差率。
1-8-2.输入信息
下面,详细说明输入信息的各项目。
[前进方向加速度、上下方向加速度、左右方向加速度]
“前进方向”是指用户的前进方向(m帧的x轴方向),“上下方向”是指垂直方向(m帧的z轴方向),“左右方向”是指与前进方向和上下方向均正交的方向(m帧的y轴方向)。前进方向加速度、上下方向加速度以及左右方向加速度分别是m帧的x轴方向的加速度、z轴方向的加速度以及y轴方向的加速度,由坐标转换部250计算。图16示出以10ms周期算出的用户行进过程中的前进方向加速度、上下方向加速度以及左右方向加速度的图表例子。
[前进方向速度、上下方向速度、左右方向速度]
前进方向速度、上下方向速度以及左右方向速度分别是m帧的x轴方向的速度、z轴方向的速度以及y轴方向的速度,由坐标转换部250计算。或者,可以分别对前进方向加速度、上下方向加速度以及左右方向加速度进行积分,分别算出前进方向速度、上下方向速度以及左右方向速度。图17示出了以10ms周期算出的用户行进过程中的前进方向速度、上下方向速度以及左右方向速度的图表例子。
[角速度(侧倾方向、俯仰方向、偏摆方向)]
侧倾方向的角速度、俯仰方向的角速度以及偏摆方向的角速度分别是m帧的绕x轴的角速度、绕y轴的角速度以及绕z轴的角速度,由坐标转换部250计算。图18示出了以10ms周期算出的用户行进过程中的侧倾方向的角速度、俯仰方向的角速度以及偏摆方向的角速度的图表例子。
[姿势角度(侧倾角度、俯仰角度、偏摆角度)]
侧倾角度、俯仰角度以及偏摆角度分别是坐标转换部250输出的m帧的绕x轴的姿势角度、绕y轴的姿势角度以及绕z轴的姿势角度,由坐标转换部250计算。或者,可以通过对侧倾方向的角速度、俯仰方向的角速度以及偏摆方向的角速度进行积分(旋转运算),算出侧倾角度、俯仰角度以及偏摆角度。图19示出了以10ms周期算出的用户行进过程中的侧倾角度、俯仰角度以及偏摆角度的图表例子。
[前进方向距离、上下方向距离、左右方向距离]
前进方向距离、上下方向距离以及左右方向距离分别是期望的位置(例如用户开始行进前的位置)起的、m帧的x轴方向的移动距离、z轴方向的移动距离以及y轴方向的移动距离,由坐标转换部250计算。图20示出了以10ms周期算出的用户行进过程中的前进方向距离、上下方向距离以及左右方向距离的图表例子。
[行进步频]
行进步频是每一分钟内的步数,由步频算出部246算出。或者,可以一分钟内的前进方向距离除以跨幅,从而算出行进步频。
[跨幅]
跨幅是一步的步幅,由步幅算出部244算出。或者,可以一分钟内的前进方向距离除以行进步频,从而算出跨幅。
[触地时间]
触地时间是从落地到离地(蹬地)为止的时间(参照图13),由触地时间及冲击时间算出部262计算。离地(蹬地)是指脚尖离开地面的时间。另外,触地时间与行进速度的相关度较高,因此,可用作第一解析信息的跑步能力。
[冲击时间]
冲击时间是由于落地而产生的冲击施加于身体的时间,由触地时间及冲击时间算出部262计算。使用图21说明计算冲击时间的方法。在图21中,横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。如图21所示,可按照冲击时间=(一步中前进方向加速度最小的时刻-落地的时刻)计算。
[体重]
体重是指用户的体重,行进之前由用户操作操作部150,输入其数值。
1-8-3.第一解析信息
下面,详细说明第一解析信息生成部273算出的第一解析信息的各项目。
[落地时制动量1]
落地时制动量1是由于落地而下降的速度量。使用图22说明计算落地时制动量1的方法。在图22中,横轴是时间,纵轴是前进方向速度。如图22所示,可按照落地时制动量1=(落地前的前进方向速度-落地后的前进方向最低速度)计算。前进方向的速度因落地而下降,一步中的落地后的前进方向速度的最低点是前进方向最低速度。
[落地时制动量2]
落地时制动量2是由于落地而产生的前进方向负的最低加速度量。使用图23说明计算落地时制动量2的方法。在图23中,横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。如图23所示,落地时制动量2与一步中的落地后的前进方向最低加速度一致。一步中的落地后的前进方向加速度的最低点是前进方向最低加速度。
[正下方落地率1]
正下方落地率1是表达是否在身体的正下方落地的指标。如果能够在身体的正下方落地,则落地时的制动量较少,能够实现高效率的跑步。通常,制动量随速度增大,因此,仅将制动量作为指标,则不够充分,但是,正下方落地率1是以比率来表示的指标,因此,利用正下方落地率1,即使速度发生变化,也可进行相同的评价。使用图24说明计算正下方落地率1的方法。如图24所示,利用落地时的前进方向加速度(负的加速度)和上下方向加速度,设α=arctan(落地时的前进方向加速度/落地时的上下方向加速度),则可以按照正下方落地率1=cosα×100(%)计算。或者,可以利用行进速度较快的多人的数据,算出理想的角度α′,并按照正下方落地率1={1-|(α′-α)/α′|}×100(%)计算。
[正下方落地率2]
正下方落地率2是以落地时的速度下降程度表达是否在身体的正下方落地的指标。使用图25说明计算正下方落地率2的方法。在图25中,横轴是时间,纵轴是前进方向速度。如图25所示,按照正下方落地率2=(落地后的前进方向最低速度/即将落地前的前进方向速度)×100(%)计算。
[正下方落地率3]
正下方落地率3是以从落地起到脚部来到身体正下方为止的距离或者时间表达是否在身体的正下方落地的指标。使用图26说明计算正下方落地率3的方法。如图26所示,能够按照正下方落地率3=(脚部来到身体正下方时的前进方向距离-落地时的前进方向距离)计算,或者,能够按照正下方落地率3=(脚部来到身体正下方时的时刻-落地时的时刻)计算。其中,如图14所示,落地(上下方向加速度从正值变为负值的点)之后,存在上下方向加速度在负方向成为峰值的时机,可将该时机判断为脚部来到身体正下方的时机(时刻)。
此外,除此之外,如图26所示,还可以定义为正下方落地率3=β=arctan(从落地起到脚部来到身体正下方为止的距离/腰部高度)。或者,可以定义为正下方落地率3=(1-从落地起到脚部来到身体正下方为止的距离/从落地起到蹬地为止移动的距离)×100(%)(从落地起到脚部来到身体正下方为止的距离在脚部触地期间所移动的距离中所占的比率)。或者,可以定义为正下方落地率3=(1-从落地起到脚部来到身体正下方为止的时间/从落地起到蹬地为止所移动的时间)×100(%)(从落地起到脚部来到身体正下方为止的时间在脚部触地期间移动的时间中所占的比率)。
[推进力1]
推进力1是脚蹬地面从而在前进方向增加的速度量。使用图27说明计算推进力1的方法。在图27中,横轴是时间,纵轴是前进方向速度。如图27所示,可按照推进力1=(蹬地后的前进方向最高速度-蹬地前的前进方向最低速度)计算。
[推进力2]
推进力2是由于蹬地而产生的前进方向的正的最大加速度。使用图28说明计算推进力2的方法。在图28中,横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。如图28所示,推进力2与一步中的蹬地后的前进方向最大加速度一致。
[推进效率1]
推进效率1是表示蹬地的力量是否有效地成为推进力的指标。如果没有无用的上下移动、无用的左右移动,则能够实现高效率的跑步。通常,上下移动、左右移动随速度增大,因此,仅将上下移动、左右移动作为指标,则不够充分,但是,推进效率力1是以比率表示的指标,因此,采用推进效率1,即使速度发生变化也可以进行同样的评价。分别计算上下方向和左右方向的推进效率1。使用图29说明计算上下方向的推进效率1的方法。如图29所示,利用蹬地时的上下方向加速度和前进方向加速度,设γ=arctan(蹬地时的上下方向加速度/蹬地时的前进方向加速度),则可以按照上下方向的推进效率1=cosγ×100(%)计算。或者,可以利用行进速度较快的多人的数据,算出比较理想的角度γ′,按照上下方向的推进效率1={1-|(γ′-γ)/γ′|}×100(%)计算。相同地,利用蹬地时的左右方向加速度和前进方向加速度,设δ=arctan(蹬地时的左右方向加速度/蹬地时的前进方向加速度),则可按照左右方向的推进效率1=cosδ×100(%)计算。或者,可以利用行进速度较快的多人的数据,算出理想的角度δ′,按照左右方向的推进效率1={1-|(δ′-δ)/δ′|}×100(%)计算。
此外,除此之外,还可以以arctan(蹬地时的上下方向的速度/蹬地时的前进方向的速度)替换γ来计算上下方向的推进效率1。相同地,以arctan(蹬地时的左右方向的速度/蹬地时的前进方向的速度)替换δ来计算左右方向的推进效率1。
[推进效率2]
推进效率2是利用踩入时的加速度的角度表示蹬地的力量是否有效地成为推进力的指标。使用图30说明计算推进效率2的方法。如图30所示,利用踩入时的上下方向加速度和前进方向加速度,设ξ=arctan(踩入时的上下方向加速度/踩入时的前进方向加速度),则可按照上下方向的推进效率2=cosξ×100(%)计算上下方向的推进效率2。或者,可利用行进速度较快的多人的数据,算出理想的角度ξ′,按照上下方向的推进效率2={1-|(ξ′-ξ)/ξ′|}×100(%)计算。相同地,利用踩入时的左右方向加速度和前进方向加速度,设η=arctan(踩入时的左右方向加速度/踩入时的前进方向加速度),则可按照左右方向的推进效率2=cosη×100(%)计算。或者,可利用行进速度较快的多人的数据,算出理想的角度η′,按照左右方向的推进效率2={1-|(η′-η)/η′|}×100(%)计算。
此外,除此之外,还可以以arctan(踩入时的上下方向的速度/踩入时的前进方向的速度)替换ξ来计算上下方向的推进效率2。相同地,可以以arctan(踩入时的左右方向的速度/踩入时的前进方向的速度)替换η来计算左右方向的推进效率2。
[推进效率3]
推进效率3是利用跳出角度表示蹬地的力量是否有效地成为推进力的指标。使用图31说明计算推进效率3的方法。在图31中,横轴是前进方向距离,纵轴是上下方向距离。如图31所示,一步中的上下方向的最高到达点(上下方向距离的振幅的1/2)设为H,从蹬地到落地为止的前进方向距离设为X,则可按照数学式(6)计算推进效率3。
【数学式6】
[推进效率4]
推进效率4是以用于向前进方向前进的能量相对于一步中产生的所有能量所占比率表示蹬地的力量是否有效地成为推进力的指标。按照推进效率4=(用于向前进方向前进的能量/用于一步的能量)×100(%)计算。该能量是位置能量和运动能量的合。
[耗能量]
耗能量是前进一步所消耗的能量的量,也表示累计了行进期间的每前进一步所消耗的能量的量。按照耗能量=(上下方向的耗能量+前进方向的耗能量+左右方向的耗能量)计算。其中,按照上下方向的耗能量=(体重×重力×上下方向距离)计算。另外,前进方向的耗能量=[体重×{(蹬地后的前进方向最高速度)2-(落地后的前进方向最低速度)2}/2]计算。另外,按照左右方向的耗能量=[体重×{(蹬地后的左右方向最高速度)2-(落地后的左右方向最低速度)2}/2]计算。
[落地冲击]
落地冲击是表示由于落地身体上施加有多少冲击的指标。按照落地冲击=(上下方向的冲击力+前进方向的冲击力+左右方向的冲击力)计算。其中,按照上下方向的冲击力=(体重×落地时的上下方向速度/冲击时间)计算。另外,按照前进方向的冲击力={体重×(落地前的前进方向速度-落地后的前进方向最低速度)/冲击时间}计算。另外,按照左右方向的冲击力={体重×(落地前的左右方向速度-落地后的左右方向最低速度)/冲击时间}计算。
[跑步能力]
跑步能力是表示用户的跑步力量的指标。例如公知有跨幅与触地时间的比率与跑步的记录(时间)之间存在相关关系(“关于100m赛跑中的触地时间、离地时间”,JournalofResearchandDevelopmentforFutureAthletics.3(1):1-4,2004.)。按照跑步能力=(跨幅/触地时间)计算。
[前倾角]
前倾角是表示用户躯体相对于地面倾斜的程度的指标。如图32所示,将用户相对于地面垂直站立的状态下的前倾角度为0度(最左侧的图),前俯时的前倾角度为正值(中间图),后仰时的前倾角度为负值(最右侧的图)。通过将m帧的俯仰角度转换为上述方式,从而获得前倾角度。将运动解析装置2(惯性计测单元10)配戴在用户身上时,有时已经存在一些倾斜,因此,可以将静止时假设为左侧图的0度,根据之后的变化量计算前倾角度。
[时机一致度]
时机一致度是表示用户的特征点的时机靠近优异时机的程度的指标。例如可考虑表示腰部旋转时机靠近蹬地时机的程度的指标。在拖腿的跑步方式中,当一只腿触地时另一只腿还在身体的后方,因此,当在蹬地后到达腰部的旋转时机时,能够判断为拖腿的跑步方式。在图33的(A)中,腰部的旋转时机与蹬地的时机大致一致,所以可以称为良好的跑步方式。另一方面,在图33的(B)中,腰部的旋转时机比蹬地的时机晚,因此可以称为拖腿的跑步方式。
1-8-4.第二解析信息
下面,详细说明第二解析信息生成部274算出的第二解析信息的各项目。
[能量损失]
能量损失是表示前进一步所消耗的能量的量中浪费掉的能量的量的指标,还表示累计了行进期间的前进一步所消耗的能量的量中浪费掉的能量的量的总计。可按照能量损失={耗能量×(100-正下方落地率)×(100-推进效率)}计算。其中,正下方落地率是正下方落地率1~3中的任一个,推进效率是推进效率1~4中的任一个。
[能量效率]
能量效率是表示前进一步所消耗的能量是否有效地用于向前进方向的前进的指标,还表示累计了行进期间的其量的总计。可按照能量效率={(耗能量-能量损失)/耗能量}计算。
[对身体的负担]
对身体的负担是累计落地冲击,表示身体内积存了多少冲击的指标。受伤的原因在于冲击的积累,因此,通过评价对身体的负担,也能够判断易受伤程度。可按照对身体的负担=(右脚的负担+左脚的负担)计算。右脚的负担可通过累计右脚的落地冲击来计算。左脚的负担可通过累计左脚的落地冲击来计算。其中,进行行进过程中的累计和从过去开始的累计的两种累计。
1-8-5.左右差率(左右平衡)
左右差率是表示针对行进步频、跨幅、触地时间、冲击时间、第一解析信息的各项目、第二解析信息的各项目,身体的左右之间存在多少差异的指标,表示左脚相对于右脚存在多小差异。可按照左右差率=(左脚的数值/右脚的数值×100)(%)计算,数值是行进步频、跨幅、触地时间、冲击时间、制动量、推进力、正下方落地率、推进效率、速度、加速度、移动距离、前倾角度、腰部的旋转角度、腰部的旋转角速度、左右倾斜量、冲击时间、跑步能力、耗能量、能量损失、能量效率、落地冲击、对身体的负担的各数值。另外,左右差率还包括各数值的平均值、方差。
1-9.行进过程中的反馈
1-9-1.反馈的信息
行进中输出信息生成部280作为行进中输出信息输出行进步频、跨幅、行进速度、海拔、行进距离、行进时间等基本信息。另外,行进中输出信息生成部280作为行进中输出信息还输出触地时间、落地时制动量、正下方落地率、推进效率、触地时间、前倾角度、时机一致度、跑步能力、能量效率、左右差率等当前的信息的各数值,或者,这些数值的若干步的(例如10步的)的平均值(移动平均值)。另外,行进中输出信息生成部280作为行进中输出信息输出将这些数值按照时序图表化的信息、耗能量、对身体的负担(积累损伤)等时序信息。另外,行进中输出信息生成部280作为行进中输出信息还输出用户行进状态的评价信息、用于改善用户行进状态的建议信息、用于提高用户的行进成绩的建议信息、行进轨迹信息等。在用户的行进过程中向用户展示(反馈)行进中输出信息。
1-9-2.反馈的时机
行进中输出信息生成部280输出利用满足预定条件的项目(运动信息)生成的行进中输出信息。例如,当预定的项目的数值超过设定的阈值(基准值)时,行进中输出信息生成部280可以输出表示已经超过的状态、已经超过的项目、最不好的项目等信息。或者,当预定的项目的数值未超过设定的阈值(基准值)时,行进中输出信息生成部280可以输出表示未超过的状态、未超过的项目、最好的项目等信息。或者,行进中输出信息生成部280还可以在行进过程中不断地输出用户所选择的信息。或者,当用户所选择的信息超过阈值(基准值)时,行进中输出信息生成部280还可以输出表示已经超过的状态及其数值。或者,当用户所选择的信息未超过阈值时,行进中输出信息生成部280还可以输出表示未超过的状态及其数值。
1-9-3.反馈的方法
可以在显示装置3的显示部170对行进中输出信息生成部280输出的行进中输出信息进行画面显示,从而反馈给用户。或者,也可以从显示装置3的声音输出部180以声音方式反馈。或者,也可以从显示装置3的声音输出部180以“嘟嘟”等短音反馈与腰部旋转时机、步频、蹬地时机等时机相关的内容。或者,也可以从显示装置3的声音输出部180、振动部190发出声音、振动,从而指示用户去看显示部170显示的内容。
1-9-4.反馈的具体例子
[行进步频]
判断行进步频是否在预先设定的基准范围内(下限阈值以上、并且,上限阈值以下),当行进步频小于下限阈值时,可从显示部170、声音输出部180输出“步频低”等显示、声音,当行进步频大于上限阈值时,输出“步频大”等显示、声音。或者,还可以改变声音、振动的节奏后输出,例如,当行进步频小于下限阈值时,从声音输出部180、振动部190输出慢节奏的声音、振动,当行进步频大于上限阈值时,输出快节奏的声音、振动等。
或者,如果行进步频在基准范围之外,则可以从显示部170、声音输出部180输出例如“步降低。注意缩短一些步幅,加大步频。”、“步频大。注意扩大一些步幅,降低步频。”等使其进入基准范围内的建议的显示、声音。
当输出行进步频的信息时,例如,可以在显示部170显示当前的行进步频的数值、若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于行进步频的节奏或长度的声音、对应于行进步频的音乐。例如,计算行进步频的倒数(每一步的时间),按照每一步输出一短音。
[跨幅]
判断跨幅是否在预先设定的基准范围内(下限阈值以上、并且,上限阈值以下),当跨幅低于下限阈值时,从显示部170或声音输出部180输出“跨幅短。”等显示或声音,当跨幅大于上限阈值时,输出“跨幅大。”等显示或声音。或者,还可以改变声音或振动的节奏后输出,当跨幅低于下限阈值时,从声音输出部180或振动部190输出慢节奏的声音或振动,当跨幅大于上限阈值时,输出快节奏的声音或振动等。
或者,如果跨幅在基准范围之外,则可以从显示部170或声音输出部180输出例如“跨幅降低。注意扩大一些步幅,加大跨幅。”、“跨幅增大。注意缩短一些步幅,缩短跨幅。”等使其进入基准范围内的建议的显示或声音。
当输出跨幅信息时,例如,可以在显示部170显示当前的跨幅的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于跨幅的节奏或长度的声音、对应于跨幅的音乐。
[触地时间]
在行进过程中,当触地时间的平均值等上升了时,可以从显示部170或声音输出部180输出“跑步能力已上升。保持现状,继续练习。”等建议的显示或声音。
当输出触地时间的信息时,例如,可以在显示部170显示当前的触地时间或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于触地时间的节奏或者长度的声音、对应于触地时间的音乐。但是,即使用户掌握触地时间的数值也难以判断其好坏,因此,例如,可以利用事先规定的阈值,判断触地时间的数值属于例如十个等级中的哪个水平,以1~10的方式反馈用户的触地时间的水平。
[落地时制动量1]
将落地时制动量1与预先设定的阈值进行比较,当高于阈值时,判断为制动量过大,可以从显示部170或声音输出部180输出“制动量较大。”、“有可能是腰部下坠的跑步方法。”等显示或声音。或者,当落地时制动量1高于阈值时,还可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当落地时制动量1高于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“制动量较大。制动量过大会降低效率,甚至会提高受伤的危险性。”、“有可能是腰部下坠的跑步方法。注意骨盆,在身体的正下方落地,注意落地时防止腰部下坠。”等建议的显示或声音。
当输出落地时制动量1的信息时,例如可以在显示部170显示当前的落地时制动量1的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于落地时制动量1的音量的声音。
[落地时制动量2]
与落地时制动量1相同地,当落地时制动量2高于阈值时,反馈制动量过大。或者,当落地时制动量2高于阈值时,反馈与落地时制动量1相同的建议。当输出落地时制动量2的信息时,与落地时制动量1相同地,可以显示落地时制动量2的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于落地时制动量2的音量的声音。
[正下方落地率1]
将正下方落地率1与预先设定的阈值进行比较,当低于阈值时,判断为未能在正下方落地,可从显示部170或声音输出部180输出“正下方落地率在下降。”、“未能在正下方落地。”等显示或声音。或者,当正下方落地率1低于阈值时,可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当正下方落地率1低于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“正下方落地率在下降。如果无法在正下方落地,则增加制动量、增加上下移动,变成低效率的跑步。注意伸直背部肌肉牢牢地用腰力。”等建议的显示或声音。
在输出正下方落地率1的信息时,例如可以在显示部170显示当前的正下方落地率1的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于正下方落地率1的音量的声音。
[正下方落地率2]
与正下方落地率1相同地,当正下方落地率2低于阈值时,反馈未能在正下方落地。或者,当正下方落地率2低于阈值时,反馈与正下方落地率1相同的建议。当输出正下方落地率2的信息时,与正下方落地率1相同地,可以显示正下方落地率2的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于正下方落地率2的音量的声音。
[正下方落地率3]
与正下方落地率1相同地,当正下方落地率3低于阈值时,反馈未能在正下方落地。或者,当正下方落地率3低于阈值时,反馈与正下方落地率1相同的建议。当输出正下方落地率3的信息时,与正下方落地率1相同地,可以显示正下方落地率3的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于正下方落地率3的音量的声音。
[推进力1]
将推进力1与预先设定的阈值进行比较,当低于阈值时,判断为推进力在下降,可以从显示部170或声音输出部180输出“推进力在下降。”、“蹬地力量有可能作用在上方方向。”等显示或声音。或者,当推进力1低于阈值时,可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当推进力1低于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“蹬地力量有可能作用在上方方向。不要蹬地,试试以整个脚掌捕获地面的形式跑步。”等建议的显示或声音。
当输出推进力1的信息时,例如可以在显示部170显示当前的推进力1的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于推进力1的音量的声音。
[推进力2]
与推进力1相同地,当推进力2低于阈值时,反馈推进力在下降。或者,当推进力2低于阈值时,反馈与推进力1相同的建议。当输出推进力2的信息时,与推进力1相同地,可以显示推进力2的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于推进力2的音量的声音。
[推进效率1]
将推进效率1与预先设定的阈值进行比较,当低于阈值时,判断为上下移动或左右移动过大,可以从显示部170或声音输出部180输出“推进效率在下降。”、“上下移动、左右移动较大。”等显示或声音。或者,当推进力1低于阈值时,可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当推进效率1低于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“上下移动、左右移动较大。过于蹬地会变成向上跳跃的姿势,增大小腿等负担,因此,请以整个脚掌捕获地面的形式跑步。”等建议的显示或声音。
当输出推进效率1的信息时,例如可以在显示部170显示当前的推进效率1的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于推进效率1的音量的声音。但是,用户即使掌握推进效率1的数值也难以判断其好坏,因此,例如可以将对应于当前的用户推进效率1的朝向的显示与对应于理想的推进效率1(45度程度)的朝向的显示重叠显示(或者,可以并排显示)。
[推进效率2]
与推进效率1相同地,当推进效率2低于阈值时,反馈上下移动或左右移动过大。或者,当推进效率2低于阈值时,也可以反馈与推进效率1相同的建议。当输出推进效率2的信息时,与推进效率1相同地,可以显示推进效率2的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于推进效率2的音量的声音。
[推进效率3]
与推进效率1相同地,当推进效率3低于阈值时,反馈上下移动或左右移动过大。或者,当推进效率3低于阈值时,反馈与推进效率1相同的建议。当输出推进效率3的信息、与推进效率1相同地,可以显示推进效率3的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于推进效率3的音量的声音。
[推进效率4]
与推进效率1相同地,当推进效率4低于阈值时,反馈上下移动或左右移动过大。或者,当推进效率4低于阈值时,反馈与推进效率1相同的建议。当输出推进效率4的信息时,与推进效率1相同地,可以显示推进效率4的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于推进效率4的音量的声音。
[耗能量]
将耗能量与预先设定的阈值进行比较,当高于阈值时,判断为无用的能量消耗过大,可以从显示部170或声音输出部180输出“一步所需的耗能量在增大。”等显示或声音。或者,当耗能量高于阈值时,还可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当耗能量高于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“一步所需的耗能量在增大。通过实现有效的跑步,抑制无用的能量消耗。”等建议的显示或声音。
当输出耗能量的信息时,例如可以在显示部170显示到当前为止的耗能量的数值,还可以从声音输出部180输出对应于耗能量的音量的声音。
[落地冲击]
将落地冲击与预先设定的阈值进行比较,当高于阈值时,判断为无用的落地冲击过大,可以从显示部170或声音输出部180输出“落地冲击较大。”等显示或声音。或者,当落地冲击高于阈值时,可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当落地冲击高于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“落地冲击较大。累计冲击会有导致受伤的危险。注意抑制上下移动,在身体的正下方落地。”等建议的显示或声音。
当输出落地冲击的信息时,例如可以在显示部170显示当前的落地冲击的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于落地冲击的音量的声音。
[跑步能力]
在行进过程中,当跑步能力的平均值等上升了时,可以从显示部170或声音输出部180输出“跑步能力已上升。保持现状,继续练习。”等建议的显示或声音。
当输出跑步能力的信息时,例如可以在显示部170显示当前的跑步能力或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于跑步能力的音量的声音。但是,用户即使掌握了跑步能力的数值,也难以判断其好坏,因此,例如利用事先规定的阈值,判断跑步能力的数值属于例如十个等级中的哪个水平,以1~10反馈用户的跑步能力的水平。
[前倾角]
判断前倾角是否在预先设定的基准范围内(下限阈值以上,并且,上限阈值以下),当前倾角低于下限阈值时,可从显示部170或声音输出部180输出“变成后倾的跑步方式。”等显示或声音,当前倾角高于上限阈值时,可以输出“过于前倾。”等显示或声音。或者,还可以改变声音量或振动量后输出,当前倾角低于下限阈值时,从声音输出部180或振动部190输出小音量的声音或小振动量的振动,当前倾角高于上限阈值时,输出大音量的声音或大振动量的振动等。
或者,如果前倾角在基准范围之外,则可以从显示部170或声音输出部180输出例如“变成后倾的跑步方式。有可能有点驼背。注意将上身笔直地放在骨盆的上面,重心放在迈出的脚上。”等、使其进入基准范围内的建议的显示或声音。
当输出前倾角的信息时,例如可以在显示部170显示当前的前倾角的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于前倾角的音量的声音。但是,用户即使掌握前倾角的数值也难以判断其好坏,因此,例如可以重叠显示(或者,并排显示)表示当前的用户姿势的图像和表示理想的姿势(前倾5度~10度程的姿势)的图像。
[时机一致度]
判断时机一致度是否在预先设定的基准范围内(下限阈值以上,并且,上限阈值以下),当时机一致度在基准范围之外时,可以输出表示在基准范围之外的显示或声音。或者,当时机一致度在基准范围之外时,改变声音量或振动量后从声音输出部180或振动部190输出。
或者,如果时机一致度在基准范围之外,则可以从显示部170或声音输出部180输出使其进入基准范围内的建议的显示或声音。
作为一个例子,针对腰部旋转的时机和蹬地的时机的时机一致度的话,例如,可以显示当前的腰部旋转的时机与蹬地的时机的差值(正的数值或者负的数值)或若干步的平均值,还可以输出对应于该差值的音量的声音。或者,当腰部旋转的时机与蹬地的时机的差高于上限阈值时,判断为拖腿的跑步方式,可以输出“变成拖腿跑步方式。”等显示或声音。或者,当腰部旋转的时机与蹬地的时机的差高于上限阈值时,例如可以输出“变成拖腿跑步方式。利用膝盖以下的力量来跑步,小腿可能马上会感觉到疲劳。注意蹬地后立刻拉起腿。”等建议的显示或声音。
当输出时机一致度的信息时,例如可以在显示部170显示当前的时机一致度的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于时机一致度的音量的声音。
[能量损失]
将能量损失与预先设定的阈值进行比较,当高于阈值时,判断为无用的能量消耗过大,可以从显示部170或声音输出部180输出“一步所需的耗能量较大。”等显示或声音。或者,当能量损失高于阈值时,可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当能量损失高于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“一步所需的耗能量较大。通过有效的跑步方式,抑制无用的能量消耗。”等建议的显示或声音。
当输出能量损失的信息时,例如可以在显示部170显示当前的能量损失的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于能量损失的音量的声音。
[能量效率]
与能量损失相同地,反馈能量效率的数值,或者,当能量效率高于阈值时,反馈无用的能量消耗过大。或者,当能量损失高于阈值时,还可以反馈与能量损失相同的建议。当输出能量效率的信息时,与能量损失相同地,可以显示能量效率的数值或若干步的平均值,还可以输出对应于能量效率的音量的声音。
[对身体的负担]
将对身体的负担与预先设定的阈值进行比较,当高于阈值时,判断为对身体的负担过大,可以从显示部170或声音输出部180输出“对身体的负担较大。”等显示或声音。或者,当对身体的负担高于阈值时,还可以输出声音之外的响声或振动。
或者,当对身体的负担高于阈值时,可以从显示部170或声音输出部180输出例如“对身体的负担较大。请加以休息。负担过重会存在受伤的危险。跑步时注意抑制上下移动,在身体的正下方落地。”等建议的显示或声音。
当输出对身体的负担的信息时,例如可以在显示部170显示当前为止的对身体的负担(积累损伤)的数值,还可以从声音输出部180输出对应于对身体的负担的音量的声音。
[左右差率]
针对上述的各项目,判断左右差率是否在预先设定的基准范围内(下限阈值(例如70%)以上、并且,上限阈值(例如130%)以下),当左右差率在基准范围之外时,可以从显示部170或声音输出部180输出“左右平衡较差。”等显示或声音。
或者,如果左右差率在基准范围之外,则可以从显示部170或声音输出部180输出例如“左右平衡差会有可能导致受伤。为了抑制左右差异,通过伸缩获得均匀的柔软性,或者锻炼躯干的肌肉和臀中肌。”等建议的显示或声音。
当输出左右差率的信息时,例如可以在显示部170显示当前的左右差率的数值或若干步的平均值,还可以从声音输出部180输出对应于左右差率的音量的声音。
1-9-5.显示例子
图34的(A)以及(B)示出了用户的行进过程中显示在手表式显示装置3的显示部170中的画面例子。在图34的(A)的例子中,显示部170显示了“前倾角度”、“正下方落地率”、“推进效率”的各数值。另外,在图34的(B)的例子中,显示了时序图表,其横轴为从开始行进起的时间,纵轴为“行进速度”、“行进步频”、“落地时制动量”、“跨幅”的各项目的数值。在用户的行进过程中实时更新图34的(A)的各项目的数值和图34的(B)的各项目的图表。根据用户的操作,还可以显示其他项目的数值,可以滚动显示图表。图34的(A)的画面和图34的(B)的画面中显示的项目可以是满足预定条件的项目(例如,基准范围内的项目、或者,基准范围之外的项目),还可以是以声音等通知的项目,还可以是用户事先预定的项目。另外,也可以是可通过用户的输入操作切换如图34的(A)那样显示项目的数值的画面和如图34的(B)那样显示图表的画面。
用户一边看着图34的(A)和(B)的画面,一边行进,从而确认当前的行进状态,例如可以一边考虑各项目的数值变好的跑步方式或改善数值不好的项目的跑步方式或者客观地认识疲劳状态,一边继续行进。
1-10.结束行进后的反馈
1-10-1.反馈的信息
作为行进后输出信息,行进分析部290输出由运动信息生成部270在用户的行进过程中生成的各种运动信息的一部分或者全部。即,在用户结束行进之后反馈多个运动信息中的、在用户行进过程中未输出的运动信息,或者,在用户的行进过程中已输出的运动信息。另外,行进分析部290输出利用多个运动信息在用户结束行进之后生成的信息。例如,在用户结束行进之后反馈关于用于提高用户的行进成绩的建议或者用于改善用户的行进状态的建议的信息。具体地,在本实施方式中,通过用户的选择操作,整体分析信息、详细分析信息以及比较分析信息中的任意一个被选为行进后输出信息。
1-10-2.反馈的时机
行进分析部290在用户结束行进后根据用户的输入操作输出行进后输出信息。具体地,用户从过去的行进履历中选择希望分析的行进,则行进分析部290进入整体分析模式,进行用户选择的行进的整体分析,生成整体分析信息,并作为行进后输出信息输出。另外,用户一旦进行详细分析的选择操作,则行进分析部290进入详细分析模式,进行基于之后的用户的操作的详细分析,生成详细分析信息,并作为行进后输出信息输出。另外,用户进行比较分析的选择操作,则行进分析部290进入比较分析模式,进行基于之后的用户操作的比较分析,生成比较分析信息,并作为行进后输出信息输出。另外,在详细分析模式和比较分析模式下,用户一旦进行整体分析的选择操作,则行进分析部290进入整体分析模式,作为行进后输出信息输出整体分析信息。此外,行进分析部290将过去生成的整体分析信息、详细分析信息以及比较分析信息例如以FIFO(First-InFirst-Out)方式存储在存储部30中,当进行整体分析、详细分析或者比较分析时,其分析结果的信息存储在存储部30中时,可以不再进行各种分析,读取并输出存储在存储部30中的分析信息。
1-10-3.反馈的方法
可以将由行进分析部290输出的行进后输出信息在显示装置3的显示部170中进行画面显示,反馈给用户。或者,可以从显示装置3的声音输出部180以声音反馈对用户行进的评价或建议。
1-10-4.显示例子
[整体分析画面]
图35以及图36示出了显示装置3的显示部170显示的整体分析信息的画面(整体分析画面)的一个例子。例如,图35是第一页的画面,图36是第二页的画面。用户可通过画面的滚动操作等,选择图35的画面或者图36的画面,并显示在显示部170。
在图35的例子中,整体分析画面410(第一页)包括用户事先注册的用户图像411以及用户名412、显示用户所选择的过去的行进的分析结果的概要图像413、显示开始起到终点的行进轨迹的行进轨迹图像414、用户选择的项目的项目名称415及其时序数据416、详细分析按钮417以及比较分析按钮418。
概要图像413包括进行了用户选择的过去的行进的日期、该行进过程中的“行进距离”、“行进时间”、“(开始与终点的)海拔差”、“平均步频(行进步频的平均值)”、“平均跨幅(跨幅的平均值)”、“跑步能力”、“平均正下方落地率(正下方落地率的平均值)”、“平均推进效率(推进效率的平均值)”、“时机一致度”、“平均触地时间(触地时间的平均值)”、“消耗能量”、“平均能量损失(能量损失的平均值)”、“平均能量效率(能量效率的平均值)”、“平均左右平衡(左右差率的平均值)”以及“积累损伤(对身体的负担)”的各数值。此外,在开始行进后分析时,可以显示存储在存储部30中的最新的行进数据的整体分析画面。
另外,在概要图像413,数值优于基准值的项目的旁边标注预定的标记419。在图35的例子中,“跑步能力”、“平均正下方落地率”、“平均能量损失”、“平均左右平衡”标注有标记419。此外,还可以给数值劣于基准值的项目或改善率高于基准值的项目或低于基准值的项目标注预定的标记。
行进轨迹图像414是显示用户选择的过去的行进(对应于概要图像413的行进)中的、从开始地点起到终点地点为止的行进轨迹的图像。
项目名称415表示用户从包含在概要图像413中的项目选择的项目,时序数据416是将项目名称415中表示的项目的数值按照时序进行图表化的。在图35的例子中,选择了“平均能量效率”,显示了横轴为行进日,纵轴为平均能量效率的数值的时序图表。而且,如果用户选择时序数据416的横轴中的任一日期,则概要图像413显示所选择的日期的行进的分析结果。
详细分析按钮417是用于从整体分析模式进入详细分析模式的按钮,如果用户进行详细分析按钮417的选择操作(按下操作),则进入详细分析模式,并显示详细分析画面。
比较分析按钮418是用于从整体分析模式进入比较分析模式的按钮,如果用户进行比较分析按钮418的选择操作(按下操作),则进入比较分析模式,并显示比较分析画面。
在图36的例子中,整体分析画面420(第二页)显示了用户在过去进行的行进的履历。在图36的例子中,作为整体分析画面420显示了日历图像,用粗框表示今天的日期(2014年3月24日),用户进行了行进的日子中标明了行进距离和行进时间。另外,在右端的一栏中还标明有各周的行进距离的总计值和行进时间的总计值。如果用户在整体分析画面420中选择过去的任一行进,则图35所示的整体分析画面410变为显示用户选择的日期的整体分析的结果的画面。
用户查看图35或图36所示的整体分析画面,确认过去进行的行进的成绩,从而,认识到自己的跑步方式的优点及缺点,在下次开始的行进中,能够练习用于提高行进成绩的跑步方式或用于改善行进状态的跑步方式。
[详细分析画面]
图37、图38以及图39示出了显示装置3的显示部170显示的详细分析信息的画面(详细分析画面)的一个例子。优选地,详细分析画面能过展示比整体分析画面更加详细的信息。例如,可以展示比整体分析画面更多的项目的信息。或者,与整体分析画面相比,减少每页显示的项目,显示更加细小的时间間隔、更加细小的数值等。例如,图37是第一页的画面,图38是第二页的画面,图39是第三页的画面。用户可通过画面的滚动操作等,选择图37的画面、图38的画面或者图39的画面,显示在显示部170。
在图37的例子中,详细分析画面430(第一页)中包括用户事先注册的用户图像431以及用户名432、显示用户选择的过去行进中的用户选择的时刻的分析结果的概要图像433、显示从开始起到终点的行进轨迹的行进轨迹图像434、用户选择的项目的项目名称435及其时序数据436、整体分析按钮437以及比较分析按钮438。
概要图像433中包括进行了用户选择的过去的行进的日期、该行进中用户选择的时刻(从开始的时刻)中的、“(从开始起到所选择的时刻的)行进距离”、“(从开始起到所选择的时刻的)行进时间”、“行进速度”、“(开始地点与所选择的时刻的行进位置的)海拔差”、“行进步频”、“跨幅”、“跑步能力”、“正下方落地率”、“推进效率”、“时机一致度”、“落地时制动量”、“触地时间”、“消耗能量”、“能量损失”、“能量效率”、“左右平衡(左右差率)”以及“落地冲击”的各数值。
行进轨迹图像434是显示用户选择的过去的行进(对应于概要图像433的行进)中的、从开始地点起到终点地点的行进轨迹的图像,以预定的标记439b表示用户选择的时刻下的行进位置。
项目名称435表示用户从包含在概要图像433中的项目中选择的项目,时序数据436是将项目名称435所示的项目的数值按照时序图表化的。在图37的例子中,选择了“行进速度”、“落地时制动量”、“行进步频”、“跨幅”,显示了横轴为从开始行进起的时间,纵轴为这些各项目的数值的时序图表。另外,时序数据436显示出能够在左右方向移动的滑杆439a,用户可通过移动滑杆439a来选择从开始行进起的时刻。而且,随着滑杆439a的位置(用户选择的时刻)的移动,概要图像433的各项目的数值或行进轨迹图像434的行进位置的标记439b的位置也发生变化。
整体分析按钮437是用于从详细分析模式进入整体分析模式的按钮,如果用户进行整体分析按钮437的选择操作(按下操作),则进入整体分析模式,显示整体分析画面。
比较分析按钮438是用于从详细分析模式进入比较分析模式的按钮,如果用户进行比较分析按钮438的选择操作(按下操作),则进入比较分析模式,显示比较分析画面。
在图38的例子中,详细分析画面440(第二页)中包括用户选择的行进的动漫图像441、442、消息图像443、用户选择的项目的项目名称444、按照时序示出项目名称444的右脚和左脚的各数值的曲线图445以及柱状图446。
动漫图像441是从侧面观察用户的动漫图像,动漫图像442是从正面观察用户的动漫图像。动漫图像441中还比较显示了用户的推进力和蹬地角度与理想的推进力和蹬地角度。相同地,动漫图像442中还比较显示了用户的倾斜角度与理想的倾斜角度。
消息图像443显示了对于用户的行进结果的评价信息和用于提高行进成绩的消息等。在图38的例子中,显示了“推进效率较低。有可能是上下移动、左右移动较大。过于蹬地会变成向上跳跃的姿势,增大小腿等负担,请以整个脚掌捕获地面的形式跑步。”的评价以及建议的消息。
项目名称444示出从包含在图37所示的概要图像433中的项目中用户选择的项目,曲线图445和柱状图446是将项目名称444所示的项目的右脚和左脚的各数值排列而按照时序图表化的图。在图38的例子中,选择了“落地时制动量”,显示了横轴为从开始行进起的时间,纵轴为落地时制动量的左右脚的数值的曲线图445,以及,横轴为落地时制动量,纵轴为频度,以不同颜色表示左右脚的柱状图446。
在图39的例子中,详细分析画面450(第三页)中包括基于用户选择的行进的分析结果的消息图像451、452、453。
在图39的例子中,消息图像451显示了“由于落地,效率下降了o%。蹬地时在上下移动方向产生了无用的跳跃,效率下降了o%。蹬地力量的左右差是o%。”的评价和建议的消息。另外,消息图像452显示了“由于无用的动作,每一歩大约慢3cm。通过改善,在全程马拉松中大约快了3分钟。”的用于获得缩短时间效果的建议的消息。另外,消息图像453显示了“跑步后半期存在正下方落地率下降的趋势。为了提高耐力,请进行LSD训练。”的指导性消息。
用户观看图37~图39所示的详细分析画面,确认在过去进行的行进的详细内容或建议等,从而认识到自己的跑步方式的优点或缺点,在下次开始的行进中,能够练习用于提高行进成绩的跑步方式或用于改善行进状态的跑步方式。
[比较分析画面]
图40示出了显示装置3的显示部170中显示的比较分析信息的画面(比较分析画面)的一个例子。
在图40的例子中,比较分析画面460中包括用户事先注册的用户图像461以及用户名462、显示用户选择的过去的行进的分析结果的概要图像463、显示他人的过去的行进的分析结果的概要图像464、用户选择的项目的项目名称465及其时序数据466、整体分析按钮467以及详细分析按钮468。
概要图像463中包括进行了用户选择的过去的行进的日期、该行进中的“行进距离”、“行进时间”、“(开始与终点的)海拔差”、“平均步频(行进步频的平均值)”、“平均跨幅(跨幅的平均值)”、“跑步能力”、“平均正下方落地率(正下方落地率的平均值)”、“平均推进效率(推进效率的平均值)”、“时机一致度”、“平均触地时间(触地时间的平均值)”、“消耗能量”、“平均能量损失(能量损失的平均值)”、“平均能量效率(能量效率的平均值)”、“平均左右平衡(左右差率的平均值)”以及“积累损伤(对身体的负担)”的各数值。
另外,在概要图像463中,数值优于基准值的项目的旁边标注了预定的标记469。在图40的例子中,“平均正下方落地率”、“平均能量损失”、“平均左右平衡”中标注了标记469。此外,还可以给数值劣于基准值的项目或改善率高于基准值的项目或低于基准值的项目标注预定的标记。
概要图像464中包括他人的进行了过去的行进的日期以及与包含在概要图像463中的项目相同的项目的各数值。另外,在图40中,在概要图像464附近显示了他人的用户名和用户图像。
项目名称465表示用户从包含在概要图像463中的项目中选择的项目,时序数据466是将项目名称465所示的项目的数值按照时序图表化的。在图40的例子中,选择了“平均能量效率”,显示了横轴为行进日期,纵轴为用户与他人的平均能量效率的各数值的时序图表。而且,如果用户选择时序数据466的横轴中的任一日期,则概要图像463以及概要图像464显示所选择的日期的用户以及他人的行进(如果没有所选择的日期的行进,则例如与其最近的行进)的分析结果。
整体分析按钮467是用于从比较分析模式进入整体分析模式的按钮,如果用户进行整体分析按钮467的选择操作(按下操作),则进入整体分析模式,显示整体分析画面。
详细分析按钮468是用于从比较分析模式进入详细分析模式的按钮,如果用户进行了详细分析按钮468的选择操作(按下操作),则进入详细分析模式,显示详细分析画面。
用户查看图40所示的比较分析画面,确认过去进行的行进成绩与他人的行进成绩的比较结果,从而认识到自己的跑步方式的优点或缺点,在下次开始的行进中,能够练习用于提高行进成绩的跑步方式或用于改善行进状态的跑步方式。
1-11.运动解析系统的用途例子
用户能够将本实施方式的运动解析系统1用于下面示出例的用途中。
[行进过程中的用途例子]
用户从开始行进起按照时序显示行进步频和跨幅,一边确认从开始行进起行进步频和跨幅如何变化,一边进行行进练习。
另外,用户从开始行进起按照时序显示落地时制动量或者正下方落地率,一边确认从开始行进起落地时制动量或者正下方落地率如何变化,一边进行行进练习。
另外,用户从开始行进起按照时序显示推进力或者推进效率,一边确认从开始行进起推进力或者推进效率如何变化,一边进行行进练习。
另外,用户从开始行进起按照时序显示跑步能力,一边确认从开始行进起跑步能力变化程度,一边进行行进练习。
另外,用户从开始行进起按照时序显示前倾角度,一边确认相对于理想值,前倾角度从开始行进起如何变化,一边进行行进练习。
另外,用户从开始行进起按照时序显示腰部旋转的时机一致度,一边确认相对于理想的时机,腰部旋转的时机一致度从开始行进起如何变化,一边进行行进练习。
另外,用户从开始行进起按照时序显示耗能量、能量损失、能量效率、落地冲击或者左右差率,观察一步所需的耗能量、一步所需的能量损失、一步所需的能量效率、落地冲击或者左右差率的变化程度,作为行进的参考。另外,用户显示积累损伤(对身体的负担),观察从开始行进起的积累损伤(对身体的负担),决定休息的时机。
[行进后的用途例子]
用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的平均步频和平均跨幅,确认相对于理想的行进步频和跨幅的变化等经过,作为行进练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时间顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进过程中的行进步频和跨幅,确认行进步频和跨幅在一次的行进过程中如何变化,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的平均落地时制动量以及平均正下方落地率,确认落地时制动量和正下方落地率相对于理想值的如何变化、落地时制动量通过改善正下方落地率是否下降等经过,作为行进练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进过程中的落地时制动量以及正下方落地率,确认一次行进过程中的落地时制动量和正下方落地率的变化程度,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的平均推进力以及平均推进效率,确认推进力和推进效率相对于理想值如何变化、推进力通过改善推进效率是否增加等经过,作为行进练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进中的推进力以及推进效率,确认在一次的行进过程中的推进力和推进效率的变化程度,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的跑步能力,查看从过去开始的跑步能力的经过,享受能力提高的快乐。或者,用户选择比较分析画面,按照时序显示过去的行进中的自己和朋友的跑步能力,进行比较来享受其结果。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进中的跑步能力,确认一次的行进过程中的跑步能力的变化程度,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的平均前倾角度,确认相对于理想的前倾角度如何变化等经过,作为行进练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进中的前倾角度,确认一次的行进过程中的前倾角度如何变化,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的腰部旋转的时机一致度,确认相对于理想的时机如何变化等经过,作为行进练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进中的腰部旋转的时机一致度,确认一次的行进过程中的时机一致度如何变化,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的能量消耗、平均能量损失或者平均能量效率以及平均正下方落地率或者平均推进效率,比较耗能量、能量损失或者能量效率与正下方落地率或者推进效率,确认是否实现了有效的跑步方式。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进中的耗能量、能量损失或者能量效率,确认一次的行进过程中的一步所需的耗能量、一步所需的能量损失或者一步所需的能量效率的变化程度,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的落地冲击以及平均正下方落地率或者平均推进效率,比较落地冲击与正下方落地率或者推进效率,确认是否降低了受伤危险性。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始行进起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进中的落地冲击,确认一次的行进过程中的落地冲击的变化程度,作为行进练习的参考。
另外,用户选择整体分析画面,基于日期顺序并按照时序显示过去的多次行进中的平均左右差率(平均左右平衡),查看左右差率比过去提高了多少等经过,享受其结果。或者,用户选择详细分析画面,基于从开始进行起的时刻顺序并按照时序显示过去的任意一次的行进中的左右差率,确认一次的行进过程中的左右差率如何变化,作为行进练习的参考。
1-12.处理的步骤
图41是示出了在用户的行进过程中第一实施方式中的运动解析装置2的处理部20进行运动解析处理步骤的例子(运动解析方法的一个例子)的流程图。运动解析装置2(计算机的一个例子)的处理部20执行存储在存储部30中的运动解析程序300,从而,按照图41的流程图所示的步骤执行运动解析处理。
如图41所示,处理部20在接收到开始计测的指令之前处于待机状态(S10的N),当接收到开始计测的指令时(S10的Y),首先,假设用户处于静止,利用惯性计测单元10计测的感应数据和GPS数据,计算初始姿势、初始位置、初始偏压(S20)。
其次,处理部20从惯性计测单元10获取感应数据,将获得的感应数据添加于感应数据表310(S30)。
其次,处理部20进行惯性导航运算处理,生成包含各种信息的运算数据(S40)。在后面说明该惯性导航运算处理步骤的例子。
其次,处理部20利用在S40生成的运算数据,进行运动解析信息生成处理,生成运动解析信息以及行进中输出信息,向显示装置3发送行进中输出信息(S50)。在后面说明该运动解析信息生成处理步骤的例子。在用户的行进过程中实时反馈发送到显示装置3的行进中输出信息。此外,本说明书中的“实时”是指在获得处理对象的信息的时机开始处理。因此,也包括从获得信息起到结束处理为止存在一些时间差的情况。
而且,处理部20获得上次感应数据后,每当经过采样周期Δt(S60的Y),重复S30之后的处理,直到接收到停止计测的指令为止(S60的N以及S70的N)。处理部20接收到停止计测的指令(S70的Y),则处于待机状态,直到接收到行进分析开始指令(S80的N),该行进分析开始指令用于指示开始行进分析处理。
处理部20接收到行进分析开始指令(S80的Y),则利用在S50生成的运动解析信息和在过去的行进过程中生成后存储在存储部30中的运动解析信息,进行针对用户的过去的行进的行进分析处理,将分析结果的信息发送至显示装置3或者其他信息设备(S90)。在后面说明该行进分析处理步骤的例子。如果结束行进分析处理,处理部20则结束运动解析处理。
图42是示出了第一实施方式中的惯性导航运算处理(图41的S40的处理)步骤的例子的流程图。处理部20(惯性导航运算部22)执行存储在存储部30中的惯性导航运算程序302,从而按照图42的流程图所示的步骤执行惯性导航运算处理。
如图42所示,首先,处理部20利用在图41的S20算出的初始偏压(在S150中估计加速度偏压ba和角速度偏压bω之后,采用加速度偏压ba和角速度偏压bω),从包含于在图41的S30中获得的感应数据中的加速度和角速度去除偏压而进行校正,通过校正后的加速度和角速度更新感应数据表310(S100)。
其次,处理部20将在S100中校正的感应数据进行积分,计算速度、位置以及姿势角度,并将包含算出的速度、位置以及姿势角度的算出数据添加在算出数据表340(S110)。
其次,处理部20进行行进检测处理(S120)。在后面说明该行进检测处理步骤的例子。
其次,处理部20在通过行进检测处理(S120)检测到行进周期时(S130的Y),计算行进步频以及跨幅(S140)。另外,处理部20在未检测行进周期时(S130的N),不进行S140的处理。
其次,处理部20进行误差估计处理,估计速度误差δve、姿势角度误差εe、加速度偏压ba、角速度偏压bω以及位置误差δpe(S150)。
其次,处理部20利用在S150估计的速度误差δve、姿势角度误差εe以及位置误差δpe,分别校正速度、位置以及姿势角度,通过校正后的速度、位置以及姿势角度,更新算出数据表340(S160)。另外,处理部20对在S160中校正的速度进行积分,从而计算e帧的距离(S170)。
其次,处理部20将存储在感应数据表310中的感应数据(b帧的加速度以及角速度)、存储在算出数据表340中的计算数据(e帧的速度、位置以及姿势角度)以及在S170中算出的e帧的距离分别坐标转换为m帧的加速度、角速度、速度、位置、姿势角度以及距离(S180)。
而且,处理部20生成包含在S180中进行坐标转换后的m帧的加速度、角速度、速度、位置、姿势角度以及距离和、在S140中算出的跨幅以及行进步频的运算数据(S190)。每当在图41的S30中获得感应数据时,处理部20进行该惯性导航运算处理(S100~S190的处理)。
图43是示出了行进检测处理(图42的S120的处理)步骤的例子的流程图。处理部20(行进检测部242)按照图43所示的流程图的步骤执行行进检测处理。
如图43所示,处理部20对包含在图42的S100中校正的加速度中的z轴加速度进行低通滤波处理(S200),去除噪声。
其次,在S200进行低通滤波处理后的z轴加速度在阈值以上并且是最大值时(S210的Y),处理部20在该时机检测行进周期(S220)。
而且,如果左右脚标志为打开状态(S230的Y),则处理部20关闭左右脚标志(S240),如果左右脚标志不是打开状态(S230的N),则处理部20打开左右脚标志(S250),并结束行进检测处理。如果z轴加速度小于阈值或者不是最大值(S210的N),则处理部20不进行S220之后的处理,结束行进检测处理。
图44是示出了运动解析信息生成处理(图41的S50的处理)步骤的例子的流程图。处理部20(运动解析部24)执行存储在存储部30中的运动解析信息生成程序304,从而按照图44所示的流程图的步骤,执行运动解析信息生成处理。
如图44所示,首先,处理部20利用在图41的S40的惯性导航运算处理中生成的运算数据,算出基本信息的各项目(S300)。另外,处理部20利用运算数据,算出行进轨迹,并生成行进轨迹信息(S310)。
其次,处理部20利用运算数据,对用户的行进运动中的特征点(落地、踩入、离地等)进行检测处理(S320)。
在S320的处理中检测到特征点时(S330的Y),处理部20基于检测到特征点的时机,计算触地时间以及冲击时间(S340)。另外,处理部20将运算数据的一部分以及在S340生成的触地时间以及冲击时间作为输入信息,基于检测到特征点的时机,算出第一解析信息的一部分的项目(计算中需要特征点信息的项目)(S350)。在S320的处理中未检测到特征点时(S330的N),处理部20不进行S340以及S350的处理。
其次,处理部20利用输入信息算出第一解析信息的其他项目(计算中不需要特征点的信息的项目)(S360)。
其次,处理部20利用第一解析信息算出第二解析信息的各项目(S370)。
其次,处理部20算出输入信息的各项目、第一解析信息的各项目以及第二解析信息的各项目的左右差率(S380)。处理部20在存储部30中存储输入信息、基本信息、第一解析信息、第二解析信息、左右差率以及行进轨迹信息,作为运动解析信息350。
其次,处理部20利用输入信息的各项目、基本信息的各项目、第一解析信息的各项目、第二解析信息的各项目、各项目的左右差率以及行进轨迹信息等各种运动信息中的、满足指定条件的运动信息,生成行进中输出信息,并将生成的行进中输出信息发送至显示装置3(S390),由此结束运动解析信息生成处理。
图45是示出了行进分析处理(图41的S90的处理)步骤的一个例子的流程图。处理部20(行进分析部290)执行存储在存储部30中的行进分析程序306,从而按照图45所示的流程图的步骤执行行进分析处理。
如图45所示,首先,处理部20选择整体分析模式,利用在图41的S50的运动解析处理中生成的运动解析信息和在过去的行进中生成并存储于存储部30中的运动解析信息,对用户的过去的行进进行整体分析,并生成整体分析信息,将生成的整体分析信息作为行进后输出信息发送至显示装置3或者其他信息设备(S400)。
在整体分析模式下,当处理部20接收到用于指示结束行进分析处理的行进分析结束指令时(S402的Y),结束行进分析处理,另外,未收到行进分析结束指令(S402的N),也没有进入详细分析模式或者比较分析模式(S404的N且S406的N),则根据用户的操作,重复整体分析处理(S400)。
如果从整体分析模式进入详细分析模式(S404的Y),则处理部20进行详细分析并生成详细分析信息,将生成的详细分析信息作为行进后输出信息发送至显示装置3或者其他信息设备(S410)。例如,当用户进行了包含在图35所示的整体分析画面410中的详细分析按钮417的选择操作(按下操作)时,从整体分析模式进入详细分析模式。
在详细分析模式下,当处理部20接收到行进分析结束指令时(S412的Y),结束行进分析处理,在未接收到行进分析结束指令(S412的N)的情况下没有进入比较分析模式也没有进入整体分析模式(S414的N且S416的N),则根据用户的操作,重复详细分析处理(S410)。
如果从整体分析模式进入比较分析模式(S406的Y),或者,从详细分析模式进入比较分析模式(S414的Y),则处理部20进行比较分析,并生成比较分析信息,将生成的比较分析信息作为行进后输出信息发送至显示装置3或者其他信息设备(S420)。例如,当用户进行了包含在图35所示的整体分析画面410中的比较分析按钮418的选择操作(按下操作)时,从整体分析模式进入比较分析模式。另外,例如,当用户进行了包含在图37所示的详细分析画面430中的比较分析按钮438的选择操作(按下操作)时,从详细分析模式进入比较分析模式。
在比较分析模式下,处理部20当接收到行进分析结束指令时(S422的Y),结束行进分析处理,在未接收到行进分析结束指令(S422的N)的情况下没有进入整体分析模式也没有进入详细分析模式(S424的N且S426的N),则根据用户的操作,重复比较分析处理(S420)。
如果从详细分析模式进入整体分析模式(S416的Y),或者,从比较分析模式进入整体分析模式(S424的Y),则处理部20进行S400的整体分析处理。例如,当用户进行了包含在图37所示的详细分析画面430中的整体分析按钮437的选择操作(按下操作)时,从详细分析模式进入整体分析模式。另外,例如,当用户进行了包含在图40所示的比较分析画面460中的整体分析按钮467的选择操作(按下操作)时,从比较分析模式进入整体分析模式。
如果从比较分析模式进入详细分析模式(S426的Y),则处理部20进行S410的详细分析处理。例如,当用户进行了包含在图40所示的比较分析画面460中的详细分析按钮468的选择操作(按下操作)时,从比较分析模式进入详细分析模式。
1-13.效果
在第一实施方式中,运动解析装置2在用户的行进过程中向用户展示多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果(具体地,根据行进状态,向用户展示基于满足预定条件的运动信息生成的信息),因此,用户能够在行进过程中有效地利用所展示的信息。另外,运动解析装置2在用户结束行进之后向用户展示基于在用户的行进过程中生成的部分运动信息的信息,因此,用户能够在结束行进之后也有效地利用所展示的信息。因此,根据第一实施方式,能够辅助提高用户的行进成绩。
另外,在第一实施方式中,运动解析装置2在用户的行进过程中向用户展示行进状态好的项目或者行进状态不好的项目。因此,根据第一实施方式,用户在行进的同时可认识到自己的跑步方式的优点或缺点。
另外,在第一实施方式中,运动解析装置2在用户的行进过程中或者结束行进之后,生成对应于用户的行进状态的各种评价或关于建议的信息,并展示给用户。因此,根据第一实施方式,用户能够迅速且正确地认识到自己的跑步方式的优点或缺点,能够有效地提高行进成绩。
另外,根据第一实施方式,运动解析装置2在结束行进之后还展示在用户的行进过程中未展示的信息,因此,能够辅助提高用户的行进成绩。
另外,根据第一实施方式,运动解析装置2在结束行进之后还展示在用户的行进过程中展示过的信息,因此,用户在结束行进后能够认识到行进过程中未能认识到的行进状态。因此,能够辅助提高用户的行进成绩。
另外,在第一实施方式中,运动解析装置2利用惯性计测单元10的检测结果,以用户的行进过程中的运动的落地、踩入、离地(蹬地)等特征点为基准,计算容易提取用户行进过程中的身体移动方式倾向的触地时间、冲击时间、第一解析信息的一部分的项目。而且,在第一实施方式中,运动解析装置2计算第一解析信息的其他项目、第二解析信息的各项目、各项目的左右差率,并生成各种运动信息,向用户展示利用这些运动信息生成的行进中输出信息和行进后输出信息。因此,根据第一实施方式,能够辅助提高用户的行进成绩。
尤其是,在第一实施方式中,运动解析装置2利用用户的行进过程中的特征点上的惯性计测单元10的检测结果或者两个特征点之间的惯性计测单元10的检测结果,生成反映特征点上的用户的身体状态或者两个特征点之间的用户的身体移动方式且有利于提高用户的行进成绩的运动信息,并展示给用户。因此,根据第一实施方式,用户确认所展示的信息,能够有效地提高行进成绩。
另外,在第一实施方式中,运动解析装置2组合第一解析信息的多个项目,生成反映用户的行进过程中的身体移动方式并且用户容易掌握行进状态的第二解析信息的各项目(能量效率、能量损失、对身体的负担),并展示给用户。因此,根据第一实施方式,用户可在认识到是否实现了有效的跑步方式或者受伤的可能性是不是较低等状态下继续行进,或者在结束行进后进行确认。
另外,在第一实施方式中,运动解析装置2算出输入信息、第一解析信息、第二解析信息的各项目的左右差率,并展示给用户。因此,根据第一实施方式,用户可在认识到受伤危险性的状态下,研究用于改善左右平衡的训练。
2.第二实施方式
在第二实施方式,对于与第一实施方式相同的构成标注相同的附图标记,并省略或简化其说明,对于与第一实施方式不同的内容进行详细的说明。
2-1.身体活动辅助系统的概要
图46是用于说明第二实施方式的身体活动辅助系统1A的概要的图。如图46所示,第二实施方式的身体活动辅助系统1A包括身体活动辅助装置2A以及显示装置3来构成,由身体活动辅助装置2A解析用户的身体活动(运动),通过显示装置3向用户提供用于辅助身体活动的信息。即,身体活动辅助装置2A起到运动解析装置的功能,身体活动辅助系统1A起到运动解析系统的功能。尤其是,在第二实施方式中,身体活动辅助系统1A向用户提供用于辅助用户的行进(包括步行)(身体活动的一个例子)的信息。
身体活动辅助装置2A配戴在用户的躯体部分(例如,右腰、左腰、或者腰部的中间部)。身体活动辅助装置2A内置有惯性计测单元(IMU)10,捕获用户的行进过程中的动作,计算速度、位置、姿势角度(侧倾角度、俯仰角度、偏摆角度)等,并且基于这些信息解析用户的运动,并生成辅助用户的行进的运动解析信息(有关行进的建议等)。在本实施方式中,身体活动辅助装置2A以在用户静止的状态下,惯性计测单元(IMU)10的一个检测轴(下面称为z轴)与重力加速度方向(铅垂朝下)大致一致的方式配戴于用户。身体活动辅助装置2A将生成的运动解析信息中的至少一部分发送给显示装置3。
显示装置3是列表型(手表式)的便携式信息设备,配戴于用户的手腕等。但是,显示装置3还可以是头戴式可视设备(HMD)或者智能手机等便携式信息设备。用户在开始行进之前操作显示装置3而输入解析模式、行进距离以及目标时间等输入信息。之后,用户操作显示装置3,指示身体活动辅助装置2A开始或停止计测(后面说明的惯性导航运算处理以及运动解析处理)。显示装置3将该输入信息以及指示开始计测或停止计测的指令等发送至身体活动辅助装置2A。此外,用户可以在行进过程中变更解析模式、行进距离、目标时间等输入信息,输入信息一旦被变更,显示装置3将变更后的输入信息发送至身体活动辅助装置2A。
身体活动辅助装置2A如果接收到输入信息,则从多个建议模式选择对应于输入信息的建议模式,如果接收到开始计测的指令,则开始惯性计测单元(IMU)10的计测,基于惯性计测单元(IMU)10的计测结果解析用户的运动,并生成包括对应于所选择的建议模式的建议信息的运动解析信息。身体活动辅助装置2A向显示装置3发送所生成的运动解析信息。而且,显示装置3接收运动解析信息,将接收到的运动解析信息以文字、图形、声音、振动等各种方式展示给用户。用户可在行进过程中通过显示装置3认识运动解析信息,同时实现符合目的的跑步方式。
此外,身体活动辅助装置2A与显示装置3之间的数据通信可以是无线通信,也可以是有线通信。
在本实施方式中,下面以身体活动辅助装置2A提供用于辅助用户的行进(跑步)的信息的情况为例子进行详细说明,本实施方式的身体活动辅助系统1A还适用于提供辅助行进之外的身体活动的信息的情况。
2-2.坐标系
与第一实施方式的“1-2.坐标系”相同地定义下面的说明中需要的坐标系。
2-3.身体活动辅助系统的构成
图47是示出第二实施方式中的身体活动辅助装置2A以及显示装置3的构成例的功能框图。如图47所示,与第一实施方式中的运动解析装置2相同地,身体活动辅助装置2A由惯性计测单元(IMU)10、处理部20、存储部30、通信部40以及GPS(GlobalPositioningSystem)单元50(传感器的一个例子)构成。但是,本实施方式的身体活动辅助装置2A可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者添加了其他构成要素的构成。GPS单元50的功能与第一实施方式相同,因此省略其说明。
与第一实施方式(图2)相同地,惯性计测单元10由加速度传感器12(传感器的一个例子)、角速度传感器14(传感器的一个例子)以及信号处理部16构成。加速度传感器12、角速度传感器14以及信号处理部16的各功能与第一实施方式相同,因此省略其说明。
处理部20例如由CPU、DSP、ASIC等构成,按照存储在存储部30中的各种程序执行各种运算处理或控制处理。尤其是,处理部20从惯性计测单元10以及GPS单元50分别接收感应数据以及GPS数据,利用这些数据计算用户的速度、位置、姿势角度等。另外,处理部20利用算出的这些信息进行各种运算处理,解析用户的运动,并生成运动解析信息。而且,处理部20将所生成的运动解析信息通过通信部40发送至显示装置3,显示装置3以文本、图像、声音、振动等方式输出所接收到的运动解析信息。
存储部30例如由ROM或闪存ROM、RAM等各种IC存储器或者硬盘或存储卡等记录介质等构成。
存储部30存储有被处理部20读取后用于执行行进辅助处理(参照图53)的行进辅助程序301(身体活动辅助程序的一个例子)。行进辅助程序301作为子程序包括用于执行惯性导航运算处理(参照图54)的惯性导航运算程序302以及用于执行运动解析处理(参照图56)的运动解析程序305。
另外,存储部30中存储有感应数据表310、GPS数据表320、算出数据表340、解析用数据表360以及运动解析信息350等。感应数据表310、GPS数据表320以及算出数据表340的构成与第一实施方式(图3、图4、图6)相同,因此省略其图及其说明。
解析用数据表360是按照时序存储了处理部20利用感应数据计算且运动解析中需要的数据的数据表。图48是示出解析用数据表360的构成例的图。如图48所示,解析用数据表360中按照时序排列有解析用数据,其中,解析用数据中由处理部20算出的时刻361、速度362、位置363、姿势角度364、行进步频365以及跨幅366彼此相关联。处理部20在每次经过采样周期Δt时,将算出的速度、位置以及姿势角度坐标转换成运动解析用的速度、位置以及姿势角度,并且,利用感应数据,计算右脚和左脚各自的行进步频(每一分钟内的步数)以及右脚和左脚各自的跨幅(一步的步幅),在解析用数据表360添加新的解析用数据。
运动解析信息350是有关用户的运动的各种信息,包括处理部20生成的行进速度、行进时间以及行进距离的信息、有关用户的行进状态的评价或建议的信息等。在后面详细说明有关用户的行进状态的评价或建议的信息。
返回图47。通信部40是与显示装置3的通信部140之间进行数据通信的部件,进行接收处理部20生成的运动解析信息后发送给显示装置3的处理、接收从显示装置3发送的输入信息或指令(开始/停止计测的指令等)后发送给处理部20的处理等。
与第一实施方式(图2)相同地,显示装置3由处理部120、存储部130、通信部140、操作部150、计时部160、显示部170、声音输出部180以及振动部190构成。但是,本实施方式的显示装置3可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者添加了其他构成要素的构成。
存储部130、操作部150、计时部160、显示部170、声音输出部180以及振动部190的各功能与第一实施方式相同,因此省略其说明。
处理部120按照存储在存储部130中的程序执行各种运算处理或控制处理。例如,处理部120进行如下处理:基于从操作部150接收的操作数据的各种处理(向通信部140发送输入信息或开始/停止计测的指令的处理、基于操作数据的显示处理或声音输出处理等)、从通信部140接收运动解析信息,向显示部170发送对应于运动解析信息的文本数据或图像数据的处理、向声音输出部180发送对应于运动解析信息的声音数据的处理、向振动部190发送对应于运动解析信息的振动数据的处理。另外,处理部120进行生成对应于从计时部160接收的时间信息的时间图像数据,并发送给显示部170的处理等。
通信部140与身体活动辅助装置2A的通信部40之间进行数据通信,其进行从处理部120接收对应于操作数据的输入信息或指令(开始/停止计测的指令等)后发送给身体活动辅助装置2A的处理、接收从身体活动辅助装置2A发送的运动解析信息后发送给处理部120的处理等。
2-4.处理部的功能构成
图49是示出第二实施方式中的身体活动辅助装置2A的处理部20的构成例的功能框图。在第二实施方式中,处理部20执行存储在存储部30中的行进辅助程序301,从而起到惯性导航运算部22以及运动解析部24的功能。
惯性导航运算部22(运算部的一个例子)利用用户的行进过程中的感应数据(惯性计测单元10的检测结果)以及GPS数据(GPS单元50的检测结果),进行惯性导航运算(运算的一个例子),算出速度、位置、姿势角度、跨幅以及行进步频,并输出包括这些计算结果的解析用数据。惯性导航运算部22输出的解析用数据存储在存储部30的解析用数据表360中。在后面详细说明惯性导航运算部22。
运动解析部24利用由惯性导航运算部22输出的解析用数据(存储在解析用数据表360中的解析用数据),解析用户的行进运动,并生成运动解析信息。尤其是,在本实施方式中,运动解析部24从设有判断项目的多个建议模式中选择任意的建议模式。例如,运动解析部24可以基于用户输入的输入信息从多个建议模式中选择建议模式。另外,运动解析部24判断解析用数据(惯性导航运算部22的运算结果)是否满足所选择的建议模式中设定的判断项目。而且,运动解析部24还可以在解析用数据(惯性导航运算部22的运算结果)满足所选择的建议模式中设定的判断项目时生成用于通知行进状态的建议信息。具体地,运动解析部24判断解析用数据(惯性导航运算部22的运算结果)是否满足对应于所选择的建议模式且与行进状态(身体活动的状态的一个例子)相关联的预定条件,当满足该预定条件时,生成用于通知行进状态的建议信息。另外,运动解析部24利用解析用数据生成行进速度、行进距离、行进时间等行进信息和表示行进状态或者解析用数据异常的异常信息。而且,运动解析部24输出包含该建议信息、行进信息以及异常信息的运动解析信息。该运动解析信息被发送至显示装置3,作为用于辅助行进的信息,在用户的行进过程中借助显示装置3展示给用户。
2-5.惯性导航运算部的功能构成
图50是示出第二实施方式中的惯性导航运算部22的构成例的功能框图。在第二实施方式中,与第一实施方式相同地,惯性导航运算部22包括偏压去除部210、积分处理部220、误差估计部230、行进处理部240以及坐标转换部250。但是,本实施方式的惯性导航运算部22可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者添加了其他构成要素的构成。偏压去除部210、积分处理部220以及坐标转换部250的各功能与第一实施方式相同,因此省略其说明。
行进处理部240进行利用惯性计测单元10的检测结果(具体地,由偏压去除部210校正后的感应数据),计算用户的行进速度、跨幅以及行进步频的处理。如在图9以及图10中所说明那样,用户的行进过程中用户的姿势发生周期性(每两步(左右各一步))变化,因此,惯性计测单元10检测的加速度也周期性地发生变化。如图11所示,三轴加速度周期性地发生变化,尤其是,z轴(重力方向的轴)加速度是周期性且有规律地变化。该z轴加速度反映用户的上下移动的加速度,从z轴加速度成为预定的阈值以上的最大值的时刻起到成为下次阈值以上的最大值的时刻为止的期间相当于一步的期间。
与第一实施方式相同地,在本实施方式中,每当由惯性计测单元10检测的z轴加速度(相当于用户的上下移动的加速度)成为预定的阈值以上的最大值时,行进处理部240交替检测右脚的行进周期和左脚的行进周期。即,每当z轴加速度成为预定的阈值以上的最大值时,行进处理部240生成表示已经检测了行进周期的时机信号和表示左右哪一个的行进周期的左右脚标志(例如,右脚的时为打开,左脚的时为关闭)。
另外,在本实施方式中,行进处理部240进行利用由惯性计测单元10检测的加速度和行进周期的时机信号计算行进速度(前进方向的速度)的处理。例如,行进处理部240可以计算从开始行进周期起到开始下次行进周期为止的期间中的z轴加速度的振幅(最大值与最小值的差)(参照图11),并且利用事先通过统计等求出的z轴加速度的振幅和行进速度的相关式,计算行进速度。
另外,行进处理部240进行利用行进速度、行进周期的时机信号以及左右脚标志与第一实施方式相同地,计算左右各自的跨幅(一步的步幅)的处理。
另外,行进处理部240进行利用行进周期的时机信号以及左右脚标志,与第一实施方式相同地,计算左右各自的行进步频的处理。
误差估计部230利用由积分处理部220算出的速度·位置、姿势角度、由偏压去除部210校正后的加速度或角速度、GPS数据等,估计表示用户状态的指标的误差。在本实施方式中,与第一实施方式相同地,误差估计部230将速度、姿势角度、加速度、角速度以及位置作为表示用户状态的指标,利用扩展卡尔曼滤波估计这些指标的误差。
而且,在本实施方式中,当可以使用GPS数据时(例如,从刚刚更新GPS数据起到经过预定时间为止),误差估计部230视为由积分处理部220算出的速度ve、位置pe或者偏摆角度ψbe与根据GPS数据算出的速度、位置或者方位角度(转换为e帧后的速度、位置、方位角度)相等来估计误差。即,观测矢量Z是这些两个速度、位置或者方位角度的差,误差估计部230按照上述的更新公式(5)校正状态矢量X,并估计误差。
另外,当无法使用GPS数据时,误差估计部230视为由积分处理部220算出的速度ve与行进处理部240算出的行进速度(转换为e帧后的速度)相等来估计误差。即,观测矢量Z是这些两个速度的差,误差估计部230按照更新公式(5)校正状态矢量X,并估计误差。
而且,惯性导航运算部22输出包含由坐标转换部250进行坐标转换后的速度、位置以及姿势角度、由行进处理部240算出的左右的跨幅以及左右的行进步频的各信息的解析用数据(存储于存储部30)。
2-6.建议模式
在本实施方式中,用户在开始行进之前输入解析模式、行进距离以及目标时间等。
作为用户输入(选择)的解析模式,定义行进目的(身体活动的目的的一个例子)不同的多个模式,具体地,以快跑为目的的模式、以高效率跑步为目的的模式(目的中包含有效提高身体活动的模式的一个例子)、以不疲劳长跑为目的的模式、以减肥为目的的模式(目的中包含身体活动中消耗能量的模式的一个例子)、不需要提供建议的模式的五种类的模式。下面,以快跑为目的的模式称为“快跑模式”,以高效率跑步为目的的模式称为“有效跑步模式”,以不疲劳长跑为目的的模式称为“不疲劳长跑模式”,以减肥为目的的模式称为“减肥模式”,不需要建议的模式称为“无建议模式”。
另外,用户输入(选择)的行进距离例如是50m、100m、200m、400m、800m、1500m、3000m、5km、10km、20km中的任一个,与用户输入(选择)的行进距离相关联地,定义“短距离”、“中距离”、“长距离”的行进的种类。例如,用户输入(选择)的行进距离是50m、100m、200m、400m中的任一时(或者400m以下时)称为“短距离”,如果是800m、1500m、3000m中的任一时(或者长于400m且在3000m以下时)称为“中距离”,如果是5km、10km、20km中的任一时(或者长于3km时)称为“长距离”。
或者,作为行进距离,用户可输入任意的距离。这时,例如可以将用户输入的行进距离在400m以下时称为“短距离”,在长于400m且3000m以下时称为“中距离”,在长于3km时称为“长距离”。或者,还可以由用户直接输入(选择)“短距离”、“中距离”、“长距离”中的任一种。
在本实施方式中,定义对应于上述的解析模式和行进的种类的组合的多个建议模式。而且,运动解析部24切换行进速度、行进步频、跨幅、上下移动、左右摇晃、前倾的6种项目中的根据建议模式进行判断的项目,并基于判断结果生成建议信息。
图51是示出本实施方式中的解析模式、行进的种类、建议模式以及判断项目的对应关系的表。但是,解析模式、行进的种类、建议模式以及判断项目的对应关系还可以是其他。
在图51的例子中,当选择了“有效跑步模式”、“不疲劳长跑模式”或者“减肥模式”时,无法选择“短距离”。
当选择了“快跑模式”,并且,选择了“短距离”时,建议模式是模式1,在模式1下,判断行进速度是否过慢(低于下限阈值)。基于根据用户输入(选择)的距离和目标时间算出的行进速度来决定行进速度的下限阈值。
当选择了“快跑模式”,并且,选择了“中距离”或者“长距离”时,建议模式是模式2,在模式2下,判断行进速度是否过慢(低于下限阈值)。基于根据用户输入(选择)的距离和目标时间算出的行进速度来决定行进速度的下限阈值。此外,模式1和模式2之间是建议信息的展示方法不同,在后面详细说明。
当选择了“有效跑步模式”,并且,选择了“中距离”或者“长距离”时,建议模式是模式3,在模式3下,进行左右的行进步频的差是否过大(是否超过上限阈值)的判断、左右的跨幅的差是否过大(是否超过上限阈值)的判断、上下移动是否过大(是否超过上限阈值)的判断、左右摇晃是否过大(是否超过上限阈值)的判断、以及前倾或者后倾是否过度(是否超过上限阈值或者低于下限阈值)的判断。这些各阈值设定为事先规定的适当的基准值,在中距离和长距离中可以变更各阈值。
当选择了“不疲劳长跑模式”,并且,选择了“中距离”或者“长距离”时,建议模式是模式4,在模式4下进行与模式3相同的判断(变更各阈值),而且,进行行进速度是否过快(是否超过上限阈值)的判断、行进步频是否过高(是否超过上限阈值)的判断、以及跨幅是否过大(是否超过上限阈值)的判断。这些各阈值设定为事先规定的适当的基准值,在中距离和长距离中可以变更各阈值。
当选择了“减肥模式”,并且,选择了“中距离”或者“长距离”时,建议模式是模式5,在模式5下,进行行进速度是否过快(是否超过上限阈值)的判断、行进步频是否过高(是否超过上限阈值)的判断、跨幅是否过大(是否超过上限阈值)的判断、以及上下移动是否过大(是否超过上限阈值)的判断。这些各阈值设定为事先规定的适当的基准值,中距离和长距离中可变更各阈值。
当选择了“无建议模式”时,即使选择了“短距离”、“中距离”、“长距离”中的任意一个,也不会进入建议模式,对行进速度、行进步频、跨幅、上下移动、左右摇晃以及前倾均不进行判断。这时,行进过程中不会向用户展示建议。
用户基于解析模式(行进的目的)以及行进的种类(行进的距离),可以从设有判断项目的多个建议模式中选择任意的建议模式。
2-7.运动解析部的功能构成
图52是示出第二实施方式中的运动解析部24的构成例的功能框图。在本实施方式中,运动解析部24包括判断控制部370、状态判断部380以及运动解析信息生成部390。但是,本实施方式的运动解析部24可以是删除或者变更这些构成要素中的一部分的构成,或者添加了其他构成要素的构成。
判断控制部370根据包含在用户输入的输入信息中的行进距离的值判断行进的种类是“短距离”、“中距离”、“长距离”中的哪一个,根据行进的种类以及包含在输入信息中的解析模式的信息,按照图51的表选择建议模式。而且,判断控制部370按照图51的表,根据所选择的建议模式,生成控制状态判断部380的各判断的打开/关闭(是否进行各判断)的各控制信号(图51中的o为打开,×为关闭),其中,状态判断部380进行行进速度判断、行进步频判断、跨幅判断、上下移动判断、左右摇晃判断以及前倾判断。
另外,当建议模式是模式3、模式4、模式5中的任一个时,判断控制部370为每种建议模式将右脚的行进步频和左脚的行进步频各自的上限阈值、右脚的行进步频与左脚的行进步频的差的上限阈值、右脚的跨幅和左脚的跨幅各自的上限阈值、右脚的跨幅与左脚的跨幅的差的上限阈值、上下移动的上限阈值设定为事先规定的适当的基准值。但是,当建议模式是模式3时,判断控制部370将右脚的行进步频和左脚的行进步频各自的上限阈值以及右脚的跨幅和左脚的跨幅各自的上限阈值设为非常大的值(从而,不进行左右行进步频各自的上限判断和左右跨幅各自的上限判断)。另外,当建议模式是模式5时,判断控制部370将右脚的行进步频与左脚的行进步频的差的上限阈值以及右脚的跨幅与左脚的跨幅的差的上限阈值设为非常大的值(从而,不进行行进步频的左右差的判断和跨幅的左右差的判断)。而且,当建议模式是模式3或者模式4时,判断控制部370为每种建议模式将左右摇晃的上限阈值以及前倾的上限阈值以及下限阈值设为事先规定的适当的基准值。
另外,当建议模式是模式1、模式2、模式4、模式5中的任一种时,判断控制部370计算包含在输入信息中的行进距离的值除以目标时间的值的平均行进速度。而且,在模式1或者模式2下,判断控制部370根据平均行进速度计算并设定行进速度的下限阈值,上限阈值例如设为非常大的值(从而,不进行上限判断)。另外,在模式4或者模式5下,判断控制部370根据平均行进速度计算并设定行进速度的上限阈值,下限阈值例如设为0或者负值(从而,不进行下限判断)。
状态判断部380(判断部的一个例子)包括行进速度判断部381、行进步频判断部382、跨幅判断部383、上下移动判断部384、左右摇晃判断部385以及前倾判断部386,判断是否满足对应于所选择的建议模式且与行进状态相关联的预定条件,尤其是,对应于行进状态劣于基准状态的条件。但是,状态判断部380还可以判断是否满足对应于所选择的建议模式且对应于行进状态优于基准状态的条件。
在建议模式为模式1、模式2、模式4、模式5中的任一种时,启动行进速度判断部381,进行包含在解析用数据中的m帧的x轴方向(前进方向)的速度、即行进速度是否超过上限阈值以及行进速度是否低于下限阈值的判断。此外,在模式1或者模式2下,行进速度的上限阈值设为非常大的值,因此,行进速度判断部381实质上不进行行进速度的上限判断。另外,在模式4或者模式5下,行进速度的下限阈值设为0或者负值,因此,行进速度判断部381实质上不进行行进速度的下限判断。
在建议模式为模式3、模式4、模式5中的任一种时,启动行进步频判断部382,进行包含在解析用数据中的右脚的行进步频和左脚的行进步频各自是否超过上限阈值的判断以及右脚的行进步频和左脚的行进步频的差是否超过了上限阈值的判断。此外,在模式3下,右脚的行进步频和左脚的行进步频各自的上限阈值设为非常大的值,因此,行进步频判断部382实质上不进行左右的行进步频各自的上限判断。另外,在模式5下,右脚的行进步频与左脚的行进步频的差的上限阈值设为非常大的值,因此,行进步频判断部382实质上不进行行进步频的左右差的判断。
在建议模式是模式3、模式4、模式5中的任一种时,启动跨幅判断部383,进行包含在解析用数据中的右脚的跨幅和左脚的跨幅各自是否超过了上限阈值的判断以及右脚的跨幅与左脚的跨幅的差是否超过了上限阈值的判断。此外,在模式3下,右脚的跨幅和左脚的跨幅各自的上限阈值设为非常大的值,因此,跨幅判断部383实质上不进行左右的跨幅各自的上限判断。另外,在模式5下,右脚的跨幅与左脚的跨幅的差的上限阈值设为非常大的值,因此,跨幅判断部383实质上不进行跨幅的左右差的判断。
当建议模式是模式3、模式4、模式5中的任一种时,启动上下移动判断部384,进行包含在解析用数据中的m帧的z轴方向的位置的最大值与最小值的差是否超过上限阈值的判断。
当建议模式是模式3或者模式4时,启动左右摇晃判断部385,进行包含在解析用数据中的m帧的偏摆角度的最大值与最小值的差是否超过上限阈值的判断。
当建议模式是模式3或者模式4时,启动前倾判断部386,进行包含在解析用数据中的m帧的俯仰角度的平均值是否超过上限阈值的判断以及该俯仰角度的平均值是否低于下限阈值的判断。
运动解析信息生成部390包括行进信息生成部392、异常信息生成部394以及建议信息生成部396,生成包括行进信息、异常信息以及建议信息的运动解析信息。
行进信息生成部392利用解析用数据生成包括行进速度、行进距离、行进时间等信息的行进信息。另外,行进信息生成部392还可以计算行进速度的平均值,并生成包括算出的平均行进速度的行进信息。该行进信息被发送到显示装置3,例如,在显示部170显示行进速度、行进距离、行进时间的各数值,或者,从声音输出部180输出对应于行进速度的节奏、长度或者音量的声音,或者对应于行进速度的音乐。尤其是,在短距离跑步时,用户难以在一边确认显示部170中显示的行进信息一边进行行进,因此,通过声音展示行进信息的方法比较有效。
异常信息生成部394利用解析用数据判断行进状态或者解析用数据是否异常,当行进状态或者解析用数据被判断为异常时,生成并输出表示行进状态或者解析用数据异常的异常信息。例如,异常信息生成部394可以基于包含在解析用数据中的m帧的速度、位置或者姿势角度(侧倾角度、俯仰角度、偏摆角度)的时间变化的信息来判断用户是否异常摇晃,也可以基于行进步频或跨幅的时间变化的信息来判断用户是否很勉强地继续行进。另外,例如,当解析用数据表示通常无法想象的的数值时,异常信息生成部394可以判断为解析用数据异常。通过比较预先设为解析用数据的各项目的正常值的数值范围和算出的解析用数据的值,从而进行这些判断。另外,例如,异常信息生成部394将感应数据(惯性计测单元10的检测结果)与规定的正常范围的上限值以及下限值进行比较,当脱离正常范围时,判断为惯性计测单元10发生故障,还可以判断为解析用数据异常。异常信息发送至显示装置3,例如,从声音输出部180输出“异常摇晃。请停止行进。”、“计测装置发生故障。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“异常摇晃。请停止行进。”、“计测装置发生故障。”等消息。
建议信息生成部396(建议信息输出部的一个例子)基于状态判断部380的判断结果生成并输出用于通知行进状态的建议信息。
具体地,当行进速度判断部381判断为行进速度低于下限限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示行进速度慢的信息的建议信息。当建议模式是模式1或者模式2时生成该建议信息,并发送至显示装置3。而且,当模式1时,例如,从声音输出部180输出预定的声音或者“速度慢。”等声音。另外,当模式2时,例如,从声音输出部180输出“速度慢。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!速度小”等消息。
另外,当行进速度判断部381判断为行进速度超过上限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示行进速度过快的信息的建议信息。在建议模式是模式4或者模式5时生成该建议信息,并发送到显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“速度快。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!速度大”等消息。
另外,当行进步频判断部382判断为右脚的行进步频或者左脚的行进步频超过上限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示行进步频过高的信息的建议信息。在建议模式是模式4或者模式5时生成该建议信息,并发送至显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“步频快。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!步频快”等消息。
另外,当行进步频判断部382判断为右脚的行进步频与左脚的行进步频的差超过上限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示左右的行进步频的差较大的信息的建议信息。在建议模式是模式3或者模式4时生成该建议信息,并放至显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“右脚与左脚之间的步频差较大。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!左右步频差大”等消息。
另外,当跨幅判断部383判断为右脚的跨幅或者左脚的跨幅超过上限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示跨幅过大的信息的建议信息。在建议模式是模式4或者模式5时生成该建议信息,并发送至显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“跨幅较大。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!跨幅大”等消息。
另外,当跨幅判断部383判断为右脚的跨幅与左脚的跨幅的差超过上限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示左右的跨幅的差较大的信息的建议信息。在建议模式是模式3或者模式4时,生成该建议信息,并发送至显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“右脚和左脚的跨幅差较大。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!左右跨幅差大”等消息。
另外,当上下移动判断部384判断为z轴方向的位置的最大值与最小值的差超过上限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示上下移动较大的信息的建议信息。当建议模式是模式3、模式4或者模式5时生成该建议信息,并发送至显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“上下的动作较大。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!上下移动大”等消息。
另外,当左右摇晃判断部385判断为偏摆角度的最大值与最小值的差超过上限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示左右摇晃较大的信息的建议信息。在建议模式是模式3或者模式4时生成该建议信息,并发送至显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“左右摇晃较大。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!左右摇晃大”等消息。
另外,当前倾判断部386判断为俯仰角度的平均值超过上限阈值时或者判断为低于下限阈值时,建议信息生成部396生成包含表示过于前倾或者过于后倾的信息的建议信息。在建议模式是模式3或者模式4时生成该建议信息,并发送至显示装置3。而且,例如,从声音输出部180输出“过于前倾。”或者“过于后倾。”等声音,或者,从声音输出部180输出警告声音(或者振动部190振动),并且,显示部170显示“!前倾姿势”或者“!后倾姿势”等消息。
此外,当用户选择了“无建议模式”时,状态判断部380不进行动作,因此,建议信息生成部396不生成消息信息。这时,从显示装置3的声音输出部180不输出建议声音,显示部170显示行进信息,但不显示消息信息。
另外,行进信息、异常信息以及建议信息可以同时显示在显示装置3的显示部170,例如,可以优先显示异常信息或建议信息,当没有异常信息或建议信息时显示行进信息。
2-8.处理的步骤
图53是示出在用户的行进过程中身体活动辅助装置2A的处理部20进行的行进辅助处理步骤的一个例子(身体活动辅助方法的一个例子)的流程图。身体活动辅助装置2A(计算机的一个例子)的处理部20执行存储在存储部30中的行进辅助程序301,从而按照图53的流程图步骤执行行进辅助处理。
如图53所示,处理部20处于待机状态,直到接收到用户操作显示装置3而输入输入信息(解析模式、行进距离、目标时间)(S10的N)。处理部20收到输入信息时(S10的Y),在接收到开始计测的指令之前处于待机状态(S20的N)。
处理部20接收到开始计测的指令时(S20的Y),首先,视为用户处于静止状态,利用惯性计测单元10计测的感应数据和GPS数据,计算初始姿势、初始位置、初始偏压(S30)。
其次,处理部20从惯性计测单元10获得感应数据,将获得的感应数据添加在感应数据表310中(S40)。
其次,处理部20进行惯性导航运算处理,生成包含各种信息的解析用数据(S50)。在后面说明该惯性导航运算处理步骤的一个例子。
其次,处理部20利用S50中生成的解析用数据,进行运动解析处理,生成运动解析信息(行进信息、建议信息、警告信息等),并将运动解析信息发送至显示装置3(S60)。在后面详细说明该运动解析处理步骤的一个例子。在用户的行进过程中实时反馈发送至显示装置3的运动解析信息。
而且,处理部20在接收到停止计测的指令之前(S70的N以及S80的N),获得上次感应数据后,每次经过采样周期Δt时(S70的Y),重复S40之后的处理。处理部20接收到停止计测的指令(S80的Y),则结束行进辅助处理。
图54是示出第二实施方式中的惯性导航运算处理(图53的S50的处理)步骤的一个例子的流程图。处理部20(惯性导航运算部22)执行存储在存储部30中的惯性导航运算程序302,从而按照图54的流程图步骤执行惯性导航运算处理。
如图54所示,首先,处理部20利用在图53的S30中算出的初始偏压(在S130估计加速度偏压ba以及角速度偏压bω之后是利用加速度偏压ba以及角速度偏压bω),从包含在图53的S40中获得的感应数据中的加速度和角速度去除偏压,进行校正,并根据校正后的加速度和角速度更新感应数据表310(S100)。
其次,处理部20对S100中校正后的感应数据进行积分,算出速度、位置以及姿势角度,将包括算出的速度、位置以及姿势角度的计算数据添加在算出数据表340中(S110)。
其次,处理部20进行行进处理(S120),计算行进速度、左右的跨幅以及左右的行进步频。在后面说明该行进处理步骤的一个例子。
其次,处理部20利用GPS数据或者通过行进处理(S120)算出的行进速度,进行误差估计处理,估计速度误差δve、姿势角度误差εe、加速度偏压ba、角速度偏压bω以及位置误差δpe(S130)。
其次,处理部20利用在S130中估计的速度误差δve、姿势角度误差εe以及位置误差δpe,分别校正速度、位置以及姿势角度,基于校正后的速度、位置以及姿势角度更新算出数据表340(S140)。
其次,处理部20将存储在算出数据表340中的计算数据(e帧的速度、位置以及姿势角度)分别坐标转换为m帧的速度、位置以及姿势角度(S150)。
而且,处理部20生成包含在S150中进行坐标转换后的m帧的速度、位置、姿势角度以及在S120中算出的左右的跨幅以及左右的行进步频的信息的解析用数据(S160)。处理部20每当在图53的S40中获得感应数据时进行该惯性导航运算处理(S100~S160的处理)。
图55是示出行进处理(图54的S120的处理)步骤的一个例子的流程图。处理部20(行进处理部240)按照图55的流程图的步骤执行行进处理。
如图55所示,处理部20对包含在图54的S100中校正后的加速度中的z轴加速度进行低通滤波处理(S200),去除噪声。
其次,当在S200中进行低通滤波处理后的z轴加速度在阈值以上并且是最大值时(S210的Y),处理部20在该时机检测行进周期(S220),计算行进速度(S230)。
而且,如果左右脚标志为打开状态(S240的Y),则处理部20计算右脚的跨幅以及右脚的行进步频(S250),关闭左右脚标志(S260),结束行进处理。另外,如果左右脚标志不是打开状态(S240的N),处理部20计算左脚的跨幅以及左脚的行进步频(S270),打开左右脚标志(S280),结束行进处理。如果z轴加速度低于阈值或者不是最大值(S210的N),则处理部20不进行S220之后的处理,结束行进处理。
图56是示出第二实施方式中的运动解析处理(图53的S60的处理)步骤的一个例子的流程图。处理部20(运动解析部24)执行存储在存储部30中的运动解析程序305,从而按照图56的流程图的步骤执行运动解析处理。
如图56所示,首先,处理部20利用在图53的S50的惯性导航运算处理中生成的解析用数据,生成行进信息(行进速度、行进距离、行进时间等)(S300)。
其次,处理部20利用包含在输入信息中的解析模式以及行进距离的信息来选择建议模式(S310)。
其次,处理部20选择对应于在S310中选择的建议模式的判断项目,判断所选择的各判断项目是否满足预定条件(各判断项目的值是否超过上限阈值,或者低于下限阈值)(S320)。
当至少一个判断项目满足预定条件时(S330的Y),处理部20生成有关满足预定条件的各判断项目的建议信息(S340)。当所有的判断项目均不满足预定条件时(S330的N),处理部20不进行建议信息的生成处理(S340)。
其次,处理部20利用解析用数据,判断用户的行进状态或者解析用数据是否异常(S350)。处理部20在判断为用户的行进状态或者解析用数据异常时(S360的Y),生成异常信息(S370),判断为非异常时(S360的N),不生成异常信息。
其次,处理部20将包含S300中生成的行进信息、S340中生成的建议信息以及S370中生成的异常信息的运动解析信息中的至少一部分发送至显示装置3(S380)。例如,在生成了异常信息时(S360中Y时),处理部20向显示装置3发送异常信息,而不是发送行进信息以及建议信息,当未生成异常信息时(S360中N时),向显示装置3可以发送行进信息以及建议信息。另外,例如,还可以是不管是不是生成了异常信息,处理部20向显示装置3均发送行进信息以及建议信息,当生成了异常信息时,向显示装置3还可以发送异常信息。每当在图53的S40中获得感应数据时,处理部20进行该运动解析处理(S300~S380的处理)。
2-9.效果
在第二实施方式中,身体活动辅助装置2A在用户的行进过程中进行行进速度、行进步频、跨幅、上下移动、左右摇晃以及前倾中的、有关对应于基于用户输入的输入信息选择的建议模式的项目的判断。而且,身体活动辅助装置2A生成有关判断项目中的满足预定条件的项目(低于基准的项目)的建议信息,借助显示装置3,展示给行进过程中的用户。因此,行进过程中的用户有效地利用所展示的信息,便于了解哪些项目应该如何改善,能够有效地辅助用户行进。
尤其是,在第二实施方式中,用户能够输入(选择)“短距离”、“中距离”、“长距离”中的任意一个和、“快跑模式”、“有效跑步模式”、“不疲劳长跑模式”、“减肥模式”、“无建议模式”中的任意一个。而且,身体活动辅助装置2A选择对应于用户的输入(选择)的建议模式,可展示符合用户的行进种类和目的的有效的建议信息。
另外,在第二实施方式中,身体活动辅助装置2A在用户的行进过程中用户的行进状态或者解析用数据发生异常时,生成表示用户的行进状态或者解析用数据异常的异常信息,借助显示装置3展示给行进过程中的用户。因此,例如,用户可以在适当的时机休息,停止行进,或者不受错误信息的影响,进行行进。
3.变形例
本发明并不限于上述的各实施方式,在不脱离本发明的宗旨的范围内可以实施各种变形。下面,对变形例进行说明。此外,对于与上述各实施方式相同的构成标注相同的附图标记,并省略重复的说明。
3-1.传感器
在上述的各实施方式中,加速度传感器12和角速度传感器14作为惯性计测单元10实现一体化后内置于运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A,但是,加速度传感器12和角速度传感器14可以不形成为一体。或者,还可以是加速度传感器12和角速度传感器14没有内置于运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A,而是直接配戴在用户身上。不管是任何时候,例如,将任意一个的传感器坐标系作为上述的实施方式的b帧,将另一个的传感器坐标系转换为该b帧后适用上述的实施方式即可。
另外,在上述的实施方式中,将传感器(运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A(IMU10))配戴在用户的腰部为例子进行了说明,但是,还可以配戴在除了腰部之外的位置。优选的配戴位置是用户的身体躯干(除了四肢之外的位置)。但是,并不限定于身体躯干,还可以配戴在手腕之外的例如用户的头部或脚部。另外,传感器并不限定于一个,还可以将追加的传感器配戴在身体的其他位置。例如,可以在腰部和脚部、腰部和手腕上配戴传感器。
另外,在上述的第二实施方式,身体活动辅助装置2A作为用于生成辅助用户的行进的信息的传感器,具有加速度传感器12、角速度传感器14以及GPS单元50,但是,还可以具有除此之外的、例如地磁气传感器、压力传感器、心跳传感器等传感器。
3-2.惯性导航运算
在上述的各实施方式中,由积分处理部220算出e帧的速度、位置以及姿势角度,由坐标转换部250将这些坐标转换为m帧的速度、位置以及姿势角度,但是还可以由积分处理部220算出m帧的速度、位置以及姿势角度。这时,运动解析部24利用由积分处理部220算出的m帧的速度、位置以及姿势角度进行运动解析处理即可。因此,无需由坐标转换部250进行速度、位置以及姿势角度的坐标转换。另外,也可以误差估计部230利用m帧的速度、位置以及姿势角度并通过扩展卡尔曼滤波进行误差估计。
另外,在上述的各实施方式中,惯性导航运算部22利用来自GPS卫星的信号进行了部分惯性导航运算(例如误差估计处理),但是,还可以利用来自GPS之外的全球导航卫星系统(GNSS:GlobalNavigationSatelliteSystem)的定位用卫星或GNSS之外的定位用卫星的信号。例如,可以利用WAAS(WideAreaAugmentationSystem)、QZSS(QuasiZenithSatelliteSystem)、GLONASS(GLObalNavigationSatelliteSystem)、GALILEO、BeiDou(BeiDouNavigationSatelliteSystem)等卫星定位系统中的一个或者两个以上。另外,还可以利用室内定位系统(IMES:IndoorMessagingSystem)等。
另外,在上述的各实施方式中,行进处理部240(在第一实施方式中尤其是行进检测部242)在用户的上下移动的加速度(z轴加速度)在阈值以上且为最大值的时机检测行进周期,但是,并不限定于此,例如,还可以在上下移动的加速度(z轴加速度)从正变负的时机(或者从负变正的时机)检测行进周期。或者,行进处理部240还可以对上下移动的加速度(z轴加速度)进行积分后算出上下移动的速度(z轴速度),并利用算出的上下移动的速度(z轴速度)检测行进周期。这时,行进处理部240可以在例如该速度因值的增加或者减少交叉于最大值与最小值的中间值附近的阈值的时机,检测行进周期。另外,还可以例如行进处理部240算出x轴、y轴、z轴的合成加速度,利用算出的合成加速度检测行进周期。这时,行进处理部240可以在例如该合成加速度因值增加或者减少交叉于最大值与最小值的中间值附近的阈值的时机,检测行进周期。
另外,在上述的各实施方式中,误差估计部230将速度、姿势角度、加速度、角速度以及位置作为表示用户状态的指标,利用扩展卡尔曼滤波估计这些指标的误差,但是,还可以将速度、姿势角度、加速度、角速度以及位置中的一部分作为表示用户状态的指标,估计其误差。或者,误差估计部230还可以将除了速度、姿势角度、加速度、角速度以及位置之外的其他(例如,移动距离)作为表示用户状态的指标,估计其误差。
另外,在上述的各实施方式中,误差估计部230利用扩展卡尔曼滤波来进行了误差的估计,但是,还可以采用粒子滤波或H∞(H鲁棒)过滤等其他估计手段。
3-3.运动解析
由运动解析部24生成的运动解析信息还可以包括除了上述第一实施方式中示出的项目之外的项目。例如,运动解析信息可以包括“滞空时间”、“触地距离”、“滞空距离”等各项目。滞空时间是通过一步的时间-触地时间计算。触地距离是通过触地时间×平均速度、离地位置-触地位置、或者、跨幅-滞空距离计算。滞空距离是通过滞空时间×平均速度、触地位置-离地位置、或者、跨幅-触地距离计算。另外,例如,运动解析信息还可以包括“滞空时间/触地时间”、“触地时间/一步的时间”、“滞空时间/一步的时间”等。
另外,例如,运动解析信息还可以包括“身长比跨幅”、“上下移动”、“腰部移动距离”、“腰部的位置”、“身体的抖动”的各项目。身长比跨幅是通过跨幅/身长计算。上下移动是作为腰部的位置(重力方向)的振幅来计算。腰部移动距离是作为从触地到离地之间的移动距离来计算。腰部的位置是作为以直立时为基准的腰部位置的变化来计算。身体的抖动是作为姿势的变化量的总计来计算,姿势的变化量是预定期间内的三轴的绝对值,或者,预定期间内的各轴中的任一的绝对值。预定期间是例如一步期间、开始行进起到结束为止的期间、1分钟等预定时间。
另外,例如,运动解析信息可以包括“减速量”项目。使用图37的(A)来说明利用前进方向速度计算减速量的计算方法的一例。在图57的(A)中,横轴是时间,纵轴是前进方向速度。如图57的(A)所示,设减速期间的开始时刻(落地时刻)为t1,设减速期间的结束时刻为t2,设前进方向速度为v,设采样周期为Δt,则可按照数学式(7)近似计算减速量。
【数学式7】
或者,设减速期间的开始时刻(落地时刻)为t1,设减速期间的结束时刻为t2,设落地后的前进方向速度最小的时刻为tvmin,设落地时的前进方向速度为vt1,设减速期间的结束时的前进方向速度为vt2,设落地后的前进方向最低速度为vtvmin,则可以按照数学式(8)近似计算减速量。
【数学式8】
而且,在数学式(8)中,假设右边第一项与右边第二项相等,可以按照数学式(9)近似计算减速量。
【数学式9】
或者,设减速期间的开始时刻(落地时刻)为t1,设减速期间的结束时刻为t2,设时刻t1~t2的前进方向速度v的数据数量为N,设采样周期为Δt,则可以按照数学式(10)计算减速量。
【数学式10】
另外,使用图57的(B)说明利用前进方向加速度来计算减速量的计算方法的一例。在图57的(B)中,横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。如图57的(B)所示,设减速期间的开始时刻(落地时刻)为t1,设减速期间的结束时刻为t2,设落地后的前进方向加速度最小的时刻为tamin,设前进方向加速度为a,设落地后的前进方向最低加速度为atamin,则可以将数学式(9)变形为数学式(11)后,利用前进方向加速度近似计算减速量。
【数学式11】
此外,在数学式(7)~数学式(11)中,均利用距离(m)计算减速量,但是还可以利用速度(m/S)(例如,减速期间的最低速度的平均值或仅减速期间的平均速度等)计算减速量。例如,同时展示用户的整体平均速度为10km/h,减速期间的平均速度为2km/h的信息,从而,用户可以直观地掌握落地时的减速程度。
另外,在上述各实施方式中,例如,用户配戴手表式的脉搏仪,或者,可以利用带子将心率传感器卷在胸部后行进,由运动解析部24利用该脉搏仪或者该心率传感器的计测值,计算用户的行进过程中的心跳数,作为运动解析信息的一项目。
另外,在上述的第二实施方式中,运动解析部24(异常信息生成部394)利用通过惯性导航运算得到的解析用数据,判断用户的行进状态是否异常,但是,还可以例如用户配戴手表式的脉搏仪,或者,利用带子将心率传感器卷在胸部后行进,运动解析部24利用该脉搏仪或者该心率传感器的计测值,判断用户的行进状态是否异常。
另外,在上述的各实施方式中,以人的行进过程中的运动解析为对象进行了说明,但是,并不限定于此,还可以适用于动物或步行机器人等移动体的步行或行进过程中的运动解析中。另外,并不限定于行进,还可以适用于登山、越野跑、滑雪(包括越野滑雪或跳台滑雪)、滑板、游泳、自行车行进、滑冰、高尔夫、网球、棒球、康复训练等多种多样的运动(身体活动)。作为一个例子,当将第一实施方式适用于滑雪时,例如,可以根据对滑雪板加压时的上下方向加速度的波动来判断是完成了漂亮的转弯还是滑雪板错位,也可以根据对滑雪板加压时以及释放压力时的上下方向加速度的变化的轨迹来判断右脚与左脚的差和滑行的能力。或者,可以分析偏转方向的角速度的变化轨迹有多接近正弦波,判断用户是否在滑雪板上,也可以分析侧倾方向的角速度的变化轨迹有多接近正弦波,判断是否在流畅的滑雪。
另外,在上述第一实施方式中,分左右进行了运动解析,但是,在进行运动解析时可以不分左右。这时,可以省略左右脚的判断或者比较左右的解析。
另外,在上述的第二实施方式中,建议信息是声音或文字、记号等消息,但是并不限定于此,例如,可以是为了在目标时间内完成用户输入的行进距离,以理想的速度或跑步方式进行行进的虚拟教练员的图像。
另外,在上述的第二实施方式,运动解析部24可以判断在目标时间内是否可以完成包含在输入信息中的行进距离,判断为不可能时,生成表示不可能的建议信息(例如“无法实现。”、“行进速度达到40km/h。”等消息)。
另外,在上述的第二实施方式中,运动解析部24还可以根据包含在输入信息中的行进距离和目标时间来计算目标行进步频,借助显示装置3的声音输出部180,按照符合目标行进步频的周期输出声音。或者,在“快跑模式”下,为了促使用户进行更高速的行进,运动解析部24可借助显示装置3的声音输出部180以比目标行进步频短的周期输出声音。
另外,在上述的第二实施方式,运动解析部24在用户的行进状态低于基准时生成建议信息,但是,也可以在用户的行进状态高于基准时生成建议信息。用户通过有效地利用这些建议信息,能够练习更加优良的跑步方式。
另外,在上述的第二实施方式中,运动解析部24在用户的行进过程中进行运动解析处理,但是,还可以利用在行进过程中按照时序存储在存储部30中的解析用数据,在结束行进之后进行更加详细的行进分析,向用户展示分析结果的信息。例如,在短距离跑步时,用户在行进过程中是无法正确地认识很多信息,因此,在结束行进之后提供详细的分析信息的方法更加有效。可以不是由身体活动辅助装置2A执行该结束行进之后的行进分析。例如,可以在用户结束行进之后,将身体活动辅助装置2A在行进过程中运算后存储在存储部30中的解析用数据发送到个人计算机或智能手机等信息设备,由该信息设备利用接收到的解析用数据进行分析,向其显示部等输出分析结果的信息。或者,可以在用户结束行进之后,将身体活动辅助装置2A在行进过程中运算并存储的解析用数据发送到个人计算机或智能手机等信息设备,由该信息设备将接收到的解析用数据借助因特网等通信网络发送给网络服务器。而且,由该网络服务器利用接收到的解析等数据进行分析,并向该信息设备发送分析结果的信息,该信息设备接收到分析结果的信息之后输出至其显示部等。或者,可以身体活动辅助装置2A将在行进过程中运算的解析用数据存储在存储卡等记录介质中,个人计算机或智能手机等信息设备从该存储卡读出解析用数据后进行分析,或者,发送至网络服务器。
3-4.报告处理
另外,在上述的各实施方式中,处理部20向手表式的显示装置3发送了行进中输出信息或者运动解析信息,但是并不限定于此,还可以向用户配戴的手表式之外的便携式设备(头戴式可视设备(HMD)或配戴在用户腰部的设备(可以是运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A)等)或非配戴式便携设备(智能手机等)发送行进中输出信息或者运动解析信息,从而展示(反馈)给用户。或者,处理部20可以将行进中输出信息或者运动解析信息发送至个人计算机或智能手机等,展示(反馈)给行进过程中的用户之外的人(教练等)。
在头戴式可视设备(HMD)、智能手机、个人计算机等显示行进中输出信息时,这些设备的显示部比手表式的显示装置3的显示部充分大,因此,可以在一个画面显示图34的(A)以及图34的(B)示出的信息或其他信息。图58示出了在用户的行进过程中,头戴式可视设备(HMD)、智能手机、个人计算机等显示部显示的画面例子。在图58的例子中,显示部显示画面400。画面400中包含用户事先注册的用户图像401以及用户名402、表示用户的行进状态的概要图像403、表示从开始起到现在的行进轨迹的行进轨迹图像404、用户选择的项目的项目名称405及其时序数据406。
概要图像403中包含基本信息、第一解析信息以及第二解析信息的各项目、即“行进速度”、“行进步频”、“跨幅”、“跑步能力”、“前倾角”、“正下方落地率”、“推进效率”、“时机一致度”、“推进力”、“落地时制动量”、“触地时间”、“落地冲击”、“消耗能量”、“能量损失”、“能量效率”、“左右平衡(左右差率)”以及“积累损伤(对身体的负担)”的各数值。这些数值在用户的行进过程中实时被更新。
概要图像403中可以包含基本信息、第一解析信息以及第二解析信息的所有项目的数值,还可以仅包含用户选择的一部分项目,或者仅包含满足预定的条件的项目(例如,基准范围内的项目、或者,基准范围之外的项目)。
行进轨迹图像404是表示用户从开始行进起至当前为止的行进轨迹的图像,当前位置用预定的标记407示出。
项目名称405表示用户从包含在概要图像403中的项目中选择的项目,时序数据406是按照时序将项目名称405所示的项目的数值图表化的。在图58的例子中,选择了“行进速度”、“行进步频”、“落地时制动量”以及“跨幅”,横轴为开始行进起的时间,纵轴为这些各项目的数值的时序图表。
例如,配戴头戴式可视设备(HMD)的用户一边观看图58所示的画面一边行进,从而确认当前的行进状态,例如,可以意识各项目的数值变好的跑步方式或改善数值不好的项目的跑步方式,或者,客观地认识疲劳状态的情况下继续行进。
作为通过头戴式可视设备(HMD)反馈的信息,除了上述第一实施方式中示出的各种信息之外,例如还可以显示当前位置,还可以显示基于时间制作的虚拟选手行进的影像。时间可以是例如用户设定的时间、自己的记录、名人的记录、世界记录等。
借助头戴式可视设备(HMD)反馈的时机可以与上述实施方式示出的反馈时机相同。另外,借助头戴式可视设备(HMD)反馈的方法可以是画面显示,例如通过静止画面显示以便容易掌握、显示动漫、显示文字、显示在地图上等,还可以是声音。或者,以“嘟嘟”等短声或图像反馈腰部旋转时机或行进步频、蹬地时机等、有关时机的信息。
借助配戴在用户的腰部的设备来反馈的信息或反馈的时机可以与上述第一实施方式相同。借助配戴在用户的腰部的设备来反馈的方法可以是以声音反馈想传递的信息的方法,还可以是在所有项目均优秀时发出声音的方法,还可以是在出现不好项目时发出声音的方法。另外,可以反馈优秀项目的信息,还可以反馈不好的项目的信息。或者,还可以根据跑步能力等水平改变音阶进行反馈,例如,可以改变预定时间的“嘟嘟”等声音的数量来进行反馈。或者,还可以以“嘟嘟”等短音反馈腰部旋转时机或行进步频、蹬地时机等、有关时机的信息。
借助非配戴式便携设备反馈的信息、时机以及方法可以与上述的第一实施方式相同。
3-5.行进分析
在上述的第一实施方式中,行进分析程序306作为运动解析程序300的子程序由运动解析装置2执行,但是,可以是与运动解析程序300不同的其他程序,也可以不是由运动解析装置2执行。例如,可以在用户结束行进之后,将由运动解析装置2在行进过程中解析并生成的运动解析信息发送至个人计算机或智能手机等信息设备,该信息设备利用接收到的运动解析信息来执行行进分析程序306,并向其显示部等输出分析结果的信息。或者,可以在用户结束行进之后,将由运动解析装置2在行进过程中解析并生成的运动解析信息发送至个人计算机或智能手机等信息设备,由该信息设备将接收到的运动解析信息借助因特网等通信网络发送至网络服务器。而且,该网络服务器利用接收到的运动解析信息,执行行进分析程序306,将分析结果的信息发送至该信息设备,由该信息设备接收分析结果的信息后输出至其显示部等。或者,可以将运动解析装置2在行进过程中解析并生成的运动解析信息存储在存储卡等记录介质中,由个人计算机或智能手机等信息设备从该存储卡读取运动解析信息,执行行进分析程序306,或者,发送到执行行进分析程序306的网络服务器。
另外,在上述的第一实施方式中,行进分析程序306是从行进的用户立场进行整体分析或详细分析,或者与他人比较分析的程序、即用于管理个人行进履历的程序,但是,还可以是例如从团队领队的立场进行多个队员的行进的整体分析或详细分析的程序、即用于集体管理多个队员的行进履历的程序。
图59示出用于集体管理多个队员的行进履历的程序的整体分析画面例子。在图59的例子,整体分析画面470(第一页)包括用户(领队)事先注册的用户图像471以及用户名472、分别显示用户选择的过去日期中的各队员的行进分析结果的多个概要图像473、用户选择的项目的项目名称474以及按照时序显示用户选择的队员的、该所选择的项目的时序图表475、详细分析按钮476。
各概要图像473的内容可以与图35所示的概要图像413相同。另外,在图59的例子中,项目名称474是“平均能量效率”,时序图表475的横轴为行进日,纵轴为平均能量效率的数值,按照时序示出了队员1、队员2、队员3的平均能量效率。而且,用户如果选择时序图表475的横轴中的任意日期,则各概要图像473中显示所选择的日期的行进的分析结果。
详细分析按钮476是用于从整体分析模式进入详细分析模式的按钮,如果用户选择日期和队员后进行详细分析按钮476的选择操作(按下操作),则进入详细分析模式,显示对所选择的队员的所选择的日期中的行进的详细分析画面。该详细分析画面可以与例如图37~图39所示的详细分析画面相同。另外,整体分析画面的第二页可以显示与图36相同的日历图像。
另外,除了上述第一实施方式或上述变形例中的比较分析之外,还可以有其他各种比较分析。例如,图60是绘制多个选手的行进步频与跨幅的关系的图表,横轴是行进步频[步/S],纵轴是跨幅[m]。在图60中,还显示出属于跨幅跑法的范围(跨幅跑法区域)和属于步频跑法的范围(步频跑法区域)。而且,在图60中,行进速度相当于3分钟/km、4分钟/km、5分钟/km、6分钟/km的曲线用虚线显示。表示用户的行进步频以及跨幅的点(显示为“您的跑法”)在步频跑法区域,行进速度是4分钟/km和5分钟/km之间。跨幅跑法区域中包括比用户慢的“A先生”或比用户快的“oo××选手”,步频跑法区域中包括比用户慢的“B先生”或比用户快的“□□△△选手”。用户通过观看这种跑法分布的图表,能够了解自己应作为目标的跑法。例如,如图60中箭头表示,用户在没有改变步频跑法的情况下,采用扩大行进步频和跨幅的跑步方式,目标设为行进速度在4分钟/km以下。
另外,例如,图61是绘制多个选手的一次行进过程中的行进速度和心跳数的关系的图表,横轴是行进速度,纵轴是心跳数。在图61中,与一次的行进过程中的行进速度和心跳数近似的、用户的曲线(显示为“您的o月×日”)、在三个半小时之内跑完马拉松的选手的曲线(显示为[候补3.5的选手])、在三个小时之内跑完马拉松的选手的曲线(显示为[候补3的选手])、在两个半小时之内跑完马拉松的选手的曲线(显示为[候补2.5的选手])也用虚线表示。例如,如果每当重复行进时该曲线朝右下方向位移,则用户可以认识到即使行进速度较快,心跳也不会上升,运动能力在提高,能够确认接近目标时间的选手的程度。
3-6.其他
例如,可以根据输入信息或者解析信息计算用户的得分,在行进过程中或者结束行进后通知。例如,可以将各项目的数值分为多个等级(例如,五个等级或者十个等级),规定各等级的得分。与任意的分析画面的对应项目相对应地显示用户符合的等级的得分即可。另外,例如,可以根据成绩出色的项目的种类或数量给予得分,或者计算总分后显示。
另外,在上述的第一实施方式中,以显示动漫图像441为例子进行了说明,但是,显示动漫或图像的方式并不限定于上述第一实施方式。例如,可以显示强调用户倾向的动漫。例如,身体比理想状态更加前倾时,显示倾斜了比实际的前倾角更大角度的图像。用户能够容易了解自己的运动倾向。另外,动漫图像441还可以显示除了手臂之外的信息。有时根据配戴在腰部的传感器(运动解析装置2)的信息难以估计手臂的动作。通过仅展示根据传感器的信息可估计的身体的部位的信息,从而,用户能够更加正确地理解自身的动作。另外,还可以例如显示3D图像,通过用户的操作,从期望的角度确认图像。
另外,在上述的各实施方式中,GPS单元50设在运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A中,但是,还可以设在显示装置3。这时,显示装置3的处理部120从GPS单元50接收GPS数据后借助通信部140发送至运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A,运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A的处理部20借助通信部40接收GPS数据,并将接收到的GPS数据添加在GPS数据表320中。
另外,在上述的各实施方式中,运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A相对于显示装置3单独形成,但是,可以是运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A与显示装置3一体化的运动解析装置或者身体活动辅助装置。
另外,在上述的各实施方式中,运动解析装置2或者身体活动辅助装置2A配戴在用户身上,但是并不限定于此,可以将惯性计测单元(惯性传感器)或GPS单元配戴在用户的躯体等,惯性计测单元(惯性传感器)或GPS单元分别将检测结果发送至智能手机等便携信息设备或个人计算机等设置型信息设备,由这些设备利用接收到的检测结果来解析用户的运动。或者,还可以是配戴在用户的躯体等的惯性计测单元(惯性传感器)或GPS单元将检测结果存储在存储卡等记录介质中,由智能手机或个人计算机等信息设备从该记录介质读取检测结果,从而进行运动解析处理。
另外,在上述的第一实施方式中,显示装置3接收行进中输出信息以及行进后输出信息后生成对应的图像、声音、振动等数据,并借助显示部170、声音输出部180以及振动部190展示(传递)给用户。即,显示装置3起到在用户的行进过程中输出由运动解析装置2生成的用户的多个运动信息中的、满足预定条件的运动信息、即行进中输出信息的第一显示装置的功能,并且,还起到在用户结束行进之后输出由运动解析装置2生成的用户的多个运动信息中的至少一个运动信息、即行进后输出信息的第二显示装置的功能,例如图62所示,第一显示装置和第二显示装置可分别单独形成。在图62中,运动解析系统1由运动解析装置2、第一显示装置3-1以及第二显示装置3-2构成。运动解析装置2的构成可以与图2所示的运动解析装置2的构成相同,第一显示装置3-1以及第二显示装置3-2的各构成可以与图2所示的显示装置3的构成相同。第一显示装置3-1例如可以是手表式等列表设备、头戴式可视设备(HMD)、智能手机等便携设备。另外,第二显示装置3-2例如可以是智能手机或个人计算机等信息设备。
根据图62所示的运动解析系统1,在用户的行进过程中,由第一显示装置3-1输出由运动解析装置2生成的多个运动信息中的、根据行进状态满足预定条件的行进中输出信息,因此,用户能够在行进过程中有效利用所展示的信息。另外,由第二显示装置3-2在用户结束行进之后输出基于运动解析装置2在用户的行进过程中生成的部分运动信息的行进后输出信息,因此,用户在结束行进之后也能够有效地利用所展示的信息。因此,能够辅助提高用户的行进成绩。
上述的各实施方式以及各变形例只是一个例子,并不限定于这些。例如,可以适当地组合各实施方式以及各变形例。
本发明包括与实施方式中说明的构成实质上相同的构成(例如,功能、方法以及结果相同的构成,或者目的以及效果相同的构成)。另外,本发明还包括替换了实施方式中说明的构成中的非本质性部分的构成。另外,本发明包括能够实现与实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或者能够达到相同目的的构成。另外,本发明包含在实施方式中说明的构成上添加了公知技术的构成。
Claims (18)
1.一种运动解析方法,包括:
利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,在运动过程中生成所述用户的多个运动信息;
在所述用户的运动过程中,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果;以及
在所述用户结束运动后,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
2.一种运动解析方法,包括:
利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,在运动过程中生成所述用户的多个运动信息;
在所述用户的运动过程中,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息;以及
在所述用户结束运动后,展示所述多个运动信息中的至少一个运动信息,
在所述用户的运动过程中展示的运动信息包括与用于提高所述用户的运动成绩的建议相关的信息。
3.根据权利要求1或2所述的运动解析方法,其中,
在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括所述多个运动信息中的、在所述用户的运动过程中未展示的运动信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的运动解析方法,其中,
在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括所述多个运动信息中的、在所述用户的运动过程中展示的运动信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的运动解析方法,其中,
在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括与用于提高所述用户的运动成绩的建议相关的信息。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的运动解析方法,其中,
在所述用户结束运动之后展示的运动信息包括在所述用户结束运动之后生成的信息。
7.一种运动解析装置,包括:
运动信息生成部,利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,在运动过程中生成所述用户的多个运动信息;
运动中输出信息生成部,基于所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果,生成运动中输出信息,该运动中输出信息是在所述用户的运动过程中输出的信息;以及
运动后输出信息生成部,基于所述多个运动信息中的至少一个运动信息,生成运动后输出信息,该运动后输出信息是在所述用户结束运动之后输出的信息。
8.一种运动解析系统,包括:
运动解析装置,利用惯性传感器的检测结果,解析用户的运动,在运动过程中生成所述用户的多个运动信息;
第一显示装置,在所述用户的运动过程中输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息与预先设定的基准值的比较结果;以及
第二显示装置,在所述用户结束运动之后输出所述多个运动信息中的至少一个运动信息。
9.一种身体活动辅助方法,包括:
通过传感器检测用户的身体活动,利用所述传感器的检测结果进行有关所述身体活动的运算;
从设有判断项目的多个建议模式中选择任意的建议模式;以及
判断所述运算的结果是否满足所选择的所述建议模式中设定的所述判断项目。
10.根据权利要求9所述的身体活动辅助方法,还包括:
当所述运算的结果满足所选择的所述建议模式中设定的所述判断项目时,展示用于通知所述身体活动的状态的建议信息。
11.根据权利要求9或10所述的身体活动辅助方法,其中,
所述多个建议模式包括所述身体活动的目的不同的多个模式。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的身体活动辅助方法,其中,
所述多个建议模式至少包括:目的中包含提高所述身体活动的效率的模式;以及目的中包含所述身体活动下消耗能量的模式。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的身体活动辅助方法,其中,
所述多个建议模式包括所述身体活动的种类不同的多个模式。
14.根据权利要求13所述的身体活动辅助方法,其中,
所述身体活动的种类是行进种类。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的身体活动辅助方法,其中,
基于行进目的以及行进距离,选择任意的所述建议模式。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的身体活动辅助方法,还包括:
利用所述运算的结果,判断所述身体活动的状态或者所述运算的结果是否异常;以及
当判断为所述身体活动的状态或者所述运算的结果异常时,展示表示所述身体活动的状态或者所述运算的结果为异常的信息。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的身体活动辅助方法,其中,
所述传感器是惯性传感器。
18.一种身体活动辅助装置,包括:
运算部,通过传感器检测用户的身体活动,利用所述传感器的检测结果来进行有关所述身体活动的运算;以及
判断部,从设有判断项目的多个建议模式中选择任意的建议模式,并判断所述运算的结果是否满足所选择的所述建议模式中设定的所述判断项目。
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