CN106256396A - 运动支援装置以及运动支援方法 - Google Patents

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Abstract

一种运动支援装置具有:至少一个处理器;和存储器,其存储当由至少一个处理器运行时控制至少一个处理器进行以下操作的指令:使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时的传感器数据的第1分量,决定在着地定时着地的脚是使用者的左右脚中的哪一方,着地定时由传感器数据决定,传感器数据由传感器检测,检测器检测移动动作中的使用者的身体的动作状态,并输出以使用者的前进方向为Y轴并以Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与动作状态对应的传感数据的一部分,其中指令进一步控制至少一个处理器进行以下操作:至少使用从传感器输出的Y轴的角速度数据作为传感器数据的第1分量,来进行决定。

Description

运动支援装置以及运动支援方法
本申请主张以在2015年6月22日申请的日本专利申请特愿2015-124902为基础的优先权,并将该基础申请的内容全部援引到本申请中。
技术领域
本发明涉及能够掌握人体的运动时的动作状态(运动状态),有助于其判断、改善的运动支援装置以及运动支援方法、运动支援程序。
背景技术
近年来,以健康意识的提高等为背景,日常性地进行跑步、行走、骑车等运动,维持、增进健康状态的人们不断增加。此外,通过日常的运动,以参加马拉松赛事等竞技赛事为目标的人们也不断增加。这样的人们为了掌握自己的健康状态、运动状态,对于测量或者记录各种生物体信息、运动信息具有很高的意识、兴趣。此外,以参加竞技赛事等为目标的人们由于以在该竞技中的好成绩为目标,因此对于高效并且有效的训练方法的意识、兴趣也非常高。
另一方面,这些人们中的大部分针对自己的运动方法、运动姿势(form)等,从专家、教练等接受适当的指导的机会非常少。因此,掌握自己运动(例如跑步)时的身体的用法的平衡,判断是否适当是非常困难的。此外,持续进行欠缺身体的用法的平衡的运动不仅效率差,也可能会导致身体出现问题。
例如,为了调查跑步时的身体的用法上的左右的平衡,作为运动指标对跑步中测量的各种事象是由右脚的着地而引起的、还是由左脚的着地而引起的进行判定是很重要的。关于这样的左右脚的着地判定,例如在专利文献1中记载了如下方法:基于步行时的围绕铅垂轴的角速度,即安装了传感器(测量器)的姿势下的左右方向的旋转量中的成为最大旋转量的方向(正方向或负方向),来判定形成一步的脚的左右。
专利文献1:JP特开2011-251013号公报
已知一般对于跑步时的身体的运动而言,腰部分和胸部分的围绕铅垂轴的旋转会成为反向。但是,在跑步动作中,提高了速度的情况下,胸部分的旋转大于腰部分的旋转,铅垂轴上的旋转的中间点(旋转方向切换的中心点)会移动到接近腰的位置。因此,在将传感器设备安装在腰上与使用者一起移动来测量跑步时的动作的情况下,传感器设备的安装位置会由于跑步时的振动等而上下移动,从而变得难以适当地探测腰部分的旋转,具有左右脚的着地判定不稳定或者不正确这样的问题。
此外,在如上述专利文献1所记载的方法那样,为了判定跑步时的左右脚的着地而使用来自角速度传感器的探测信号(或角速度数据)的方法中,由于角速度传感器的功耗比较大的情况较多,因此还具有存在给传感器设备的驱动时间带来影响(变短)的情况这样的问题。
因此,在本发明中,鉴于上述问题点,目的在于提供一种能够以低功耗正确进行左右脚的着地判定,并能够准确掌握并判断运动时的身体的用法的平衡的运动支援装置以及运动支援方法、运动支援程序。
发明内容
一种运动支援装置,其特征在于,具有:
至少一个处理器;和
存储器,其存储当由所述至少一个处理器运行时控制所述至少一个处理器进行以下操作的指令:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处所取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
一种运动支援方法,包括以下步骤:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述方法进一步包括以下步骤:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
一种非暂时性计算机可读存储介质,其存储当由所述至少一个处理器运行时控制所述至少一个处理器进行以下操作的指令:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
一种运动支援系统,包括:
运动支援装置,所述运动支援装置包括:
至少一个处理器;和
存储器,其存储当由所述至少一个处理器运行时控制所述至少一个处理器进行以下操作的指令:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
附图说明
若结合以下的附图考虑以下详细的记述,则能够获得本申请的更深刻的理解。
图1是表示本发明所涉及的运动支援装置的第1实施方式的示意图。
图2是表示第1本实施方式所涉及的运动支援装置中应用的各构成的功能框图。
图3是表示第1实施方式中应用的加速度传感器以及角速度传感器的3个轴方向的示意图。
图4是表示第1实施方式所涉及的运动支援方法的一例的流程图。
图5是表示第1实施方式所涉及的运动支援方法中应用的步判定处理的一例的流程图。
图6是表示由第1实施方式所涉及的加速度测量部所取得的各轴的加速度波形(平滑化滤波处理后)的一例的波形图。
图7是表示第1实施方式所涉及的运动支援方法中应用的左右着地判定处理的一例的流程图。
图8是表示由第1实施方式所涉及的加速度测量部所取得的Z轴的加速度波形(平滑化滤波处理后)、和由角速度测量部所取得的Y轴的角速度波形的一例的波形图。
图9是表示第1实施方式所涉及的运动支援方法中应用的运动指标的显示例的图。
图10是表示第1实施方式所涉及的运动支援方法的变形例的流程图。
图11是表示第2实施方式所涉及的运动支援方法中应用的左右着地判定处理的一例的流程图。
图12是表示第3实施方式所涉及的运动支援方法的一例的流程图。
图13是表示由第3实施方式所涉及的加速度测量部所取得的加速度数据、和由角速度测量部所取得的角速度数据的一例的实测波形图。
图14是表示第3实施方式所涉及的运动支援方法中应用的左右着地判定处理的最终处理的一例的流程图。
图15是表示本发明所涉及的运动支援装置的第4实施方式的示意图。
图16是表示第4实施方式所涉及的运动支援装置中应用的信息处理终端的构成的功能框图。
图17是表示第4实施方式中应用的信息处理终端中的运动指标的显示例的图。
具体实施方式
以下,示出实施方式来详细说明本发明所涉及的运动支援装置以及运动支援方法、运动支援程序。另外,在以下的实施方式中,针对本发明所涉及的运动支援装置的用户(使用者)进行跑步的情况进行说明,但只要是周期性地交替活动左右脚的运动,也可以是行走、骑车等其他运动。
<第1实施方式>
(运动支援装置)
图1是表示本发明所涉及的运动支援装置的第1实施方式的示意图。图2是表示本实施方式所涉及的运动支援装置中应用的各构成的功能框图。图2(a)是表示传感器设备的构成的功能框图,图2(b)是表示腕设备的构成的功能框图。图3是表示本实施方式中应用的运动传感器的3个轴方向的示意图。
第1实施方式所涉及的运动支援装置例如如图1所示,具有安装于用户(使用者)US的背面侧的腰部的传感器设备100、和安装于用户US的手腕等的腕表型或腕带型的控制设备(以下为了方便起见记为“腕设备”)200,使得传感器装置100在使用者US移动时与使用者US一起移动。
传感器设备100具有如下功能:使用运动传感器(加速度测量部、角速度测量部)对跑步、马拉松等伴随移动的运动中的人体的动作进行测量,基于所收集到的传感器数据,计算包含表示运动时的身体的用法上的左右平衡的运动指标在内的与用户US的运动状态相关的各种数据。另外,在图1中,作为传感器设备100而示出了安装于用户US的腰部的构成,但本发明并不限定于此。传感器设备100只要安装于穿过人体的中心的体轴上或其附近即可,也可以安装于其他位置,例如胸部、颈部、腹部等。此外,关于传感器设备100向人体的安装方法,也并无特别限定,例如可以是在训练服上用夹子夹住的形态、用胶带构件等粘贴的形态、通过带子等缠在身体上的形态等,适当应用各种安装方法。
传感器设备100具体来说例如如图2(a)所示,具备加速度测量部110、角速度测量部120、轴校正部130、存储部140、信号处理部150、控制部160和通信用接口部(以下简记为“通信I/F部”)170。
加速度测量部(传感器部)110测量用户US的运动中的动作速度的变化的比例(加速度)。加速度测量部110具有3轴加速度传感器,检测沿着彼此正交的3个轴的各轴的加速度(加速度信号),作为加速度数据来输出。在本实施方式中,如图3所示,针对跑步中的用户US,将传感器设备100(加速度测量部110)安装于用户US的腰部,使得前进方向为+Y轴方向,右手方向为+X轴方向,与X-Y平面正交的顶部方向为+Z轴方向。由加速度测量部110取得的加速度数据(X、Y、Z各轴的加速度数据AccX、AccY、AccZ)与经过时间的时间数据建立关联,被保存在后述的存储部140中。
角速度测量部(传感器部)120测量用户US的运动中的动作方向的变化(角速度)。角速度测量部120具有3轴角速度传感器,针对规定上述加速度数据的彼此正交的3个轴,检测以各轴为中心的旋转运动的旋转方向上产生的角速度(角速度信号),作为角速度数据来输出。在本实施方式中,如图3所示,关于彼此正交的X、Y、Z的3个轴,将朝向各轴的加速度的+方向在顺时针方向上产生的角速度规定为+方向。由角速度测量部120取得的角速度数据(X、Y、Z各轴的角速度数据GyrX、GyrY、GyrZ)与经过时间的时间数据建立关联而被保存在存储部140中。
轴校正部130针对由加速度测量部110以及角速度测量部120取得的传感器数据(加速度数据、角速度数据)执行轴校正处理。具体来说,一般人体的背面侧的腰部即使在直立状态下,也相对于表示与地表垂直的重力方向的铅垂轴而前倾,因而所安装的传感器设备100的上下方向的轴(Z轴)也相对于铅垂轴而前倾。然后,若用户US开始跑动,则腰部进一步前倾,从而传感器设备100的Z轴进一步倾斜,因而会对所取得的传感器数据进一步施加行进动作所引起的角度变动。因此,轴校正部130,首先,针对行进动作的数周期份将各轴的加速度平均化。通过该平均化从而加速度的重力方向的分量残留(被提取),因此基于此来确定重力方向。轴校正部130将加速度、角速度信号的各轴进行旋转,使得由加速度测量部110所取得的加速度数据的顶部(上)方向与上述确定出的重力方向一致,由此来校正加速度数据以及角速度数据。
存储部140具有闪速ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)中的至少一个并且存储当由信号处理部150和/或控制部160运行时控制信号处理部150和/或控制部160的指令。存储部140将在轴校正部130中被轴校正后的传感器数据(加速度数据、角速度数据)与经过时间的时间数据建立关联而保存在给定的存储区域中。此外,存储部140将包含通过在后述的信号处理部150、控制部160中执行给定的控制程序、算法程序从而基于该传感器数据而计算出的运动指标在内的、与运动状态相关的各种数据等保存在给定的存储区域中。另外,存储部140可以具有其一部分或全部作为可移动存储介质的形态,构成为能够相对于传感器设备100进行拆装。
信号处理部(步判定处理部、左右着地判定部、测量控制部)150是诸如CPU(中央处理单元)或MPU(微处理器)的算法处理装置,并且根据存储在存储部140中的指令运行各种处理。信号处理部150执行如下处理:根据来自后述的控制部160的根据至少一个用户操作和/或存储在存储部140中的指令运行各种处理的指示,基于保存在存储部140中的轴校正后的传感器数据来判定着地的脚是左右脚的哪一方,计算包含表示运动时的身体的用法上的左右平衡的运动指标在内的、与用户US的运动状态相关的各种数据。
控制部(测量控制部)160是具备计时功能的CPU或MPU等运算处理装置,其基于给定的动作时钟,执行给定的控制程序。在一个实施例中,用作信号处理部150的CPU或MPU也可以用作控制部160。在替代的实施例中,运动支援装置的传感器装置100可以包括用作信号处理部150和控制部160的两个或更多个CPU或MPU。由此,控制部160控制加速度测量部110、角速度测量部120中的传感动作、存储部140中的各种数据等的保存以及读出动作、后述的通信I/F部170中的与腕设备200的通信动作等。此外,控制部160通过执行给定的算法程序,从而控制轴校正部130中的传感器数据的轴校正处理、信号处理部150中的着地的脚是左右脚的哪一方的判定、运动指标等的计算等给定的信号处理。另外,关于在信号处理部150以及控制部160中执行的信号处理,在后面详细叙述。
通信I/F部170至少与后述的腕设备200进行通信,通过接收来自腕设备200的控制信号,从而控制加速度测量部110、角速度测量部120中的传感动作的开始或结束。此外,通信I/F部170将由加速度测量部110、角速度测量部120所收集到的传感器数据、基于该传感器数据由信号处理部150计算出的与运动状态相关的各种数据等,发送给腕设备200。在此,在通信I/F部170中,作为在传感器设备100与腕设备200之间收发各种信号、数据的方法,可以应用例如蓝牙(Bluetooth(注册商标))、无线保真(WiFi;wireless fidelity(注册商标))等各种无线通信方式。
另外,传感器设备100除了上述加速度测量部110、角速度测量部120之外,还可以具有具备地磁传感器的测量部、GPS(全球定位系统:GlobalPositioning System)测量部等其他测量单元。由这些测量部所取得的传感器数据(地磁数据、定位数据等)与经过时间的时间数据建立关联而被保存到存储部140中。这些传感器数据能够在与地形、地理条件建立关联地对在上述信号处理部150中计算出的与运动状态相关的各种数据进行分析时等使用。
腕设备200被安装于用户US容易目识别的位置的人体的部位(例如手腕),使用给定的无线通信方式来连接到传感器设备100。腕设备200具有指示传感器设备100中的传感动作的开始或结束的功能、将基于在传感器设备100中取得的传感器数据而计算出的与运动状态相关的各种数据等以能够目识别的形式显示给用户US的功能。在此,在图1中,示出了作为控制设备而具有安装于用户US的手腕的腕表型(或腕带型)的形态的情况,但本发明并不限定于此。控制设备例如也可以是收纳于口袋中或者安装于上臂部的智能电话等便携式信息终端、专用终端。
腕设备200具体来说例如如图2(b)所示,具备输入操作部210、显示部220、存储部240、控制部260和通信I/F部270。
输入操作部210是设置于腕设备200的壳体的按钮开关、设置于后述的显示部220的前面的触摸面板等输入单元。输入操作部210例如用于指示传感器设备100中的传感动作的开始或结束时、在显示部220显示所希望的信息等或者进行各种设定时的输入操作。
显示部220例如具有液晶方式、发光元件方式等的显示面板,以给定的形式至少显示与使用了输入操作部210的输入操作相关的信息、从传感器设备100发送的与用户US的运动状态相关的各种数据等。另外,显示部220除了上述信息之外,还可以显示与传感器设备100的动作状态相关的信息、时刻信息等。
存储部240至少将经由后述的通信I/F部270从传感器设备100发送的与用户US的运动状态相关的各种数据等保存在给定的存储区域中。控制部260通过执行给定的控制程序,从而控制显示部220中的各种数据等的显示动作、存储部240中的数据的保存以及读出动作、通信I/F部270中的与传感器设备100的通信动作等。
通信I/F部270通过应用给定的无线通信方式与传感器设备100进行通信,从而将通过操作输入操作部210而设定的指示传感器设备100中的传感动作的开始或结束的控制信号等发送给传感器设备100。此外,通信I/F部270接收在传感器设备100中计算出的与用户US的运动状态相关的各种数据等。
(运动支援方法)
接着,参照附图来说明本实施方式所涉及的运动支援装置中的控制方法(运动支援方法)。另外,以下所示的运动支援方法通过在传感器设备100以及腕设备200的各控制部中执行给定的算法程序来实现。
图4是表示本实施方式所涉及的运动支援方法的一例的流程图。图5是表示本实施方式所涉及的运动支援方法中应用的步判定处理的一例的流程图。图6是表示由本实施方式所涉及的加速度测量部所取得的各轴的加速度波形(平滑化滤波处理后)的一例的波形图。图7是表示本实施方式所涉及的运动支援方法中应用的左右着地判定处理的一例的流程图。图8是表示由本实施方式所涉及的加速度测量部所取得的Z轴的加速度波形(平滑化滤波处理后)、和由角速度测量部所取得的Y轴的角速度波形的一例的波形图。图9是表示本实施方式所涉及的运动支援方法中应用的运动指标的显示例的图。
在本实施方式所涉及的运动支援方法中,如图4的流程图所示,首先,在用户US将传感器设备100安装于腰部的状态下,开始跑步时,操作安装于手腕等的腕设备200来开始传感器设备100中的传感动作。具体来说,通过用户US操作腕设备200,从而从腕设备200经由通信I/F部170向传感器设备100发送指示传感器设备100中的传感动作的开始的控制信号。由此,传感器设备100的控制部160使加速度测量部110以及角速度测量部120有效化,并且执行将用于判定跑步中的步伐(由左右脚的各一步构成的2步)的步数计数器ctStep的值设定为“0”的初始化动作(步骤S102)。加速度测量部110以及角速度测量部120若被控制部160有效化,则开始基于给定的采样频率来取得传感器数据的采样动作。在此,加速度测量部110以及角速度测量部120中的采样动作被同步执行,在相同的定时取得加速度数据以及角速度数据。
控制部160反复执行以下一系列的处理动作(步骤S106~S124),直到通过用户US操作腕设备200,从而经由通信I/F部170接收指示传感器设备100中的传感动作的结束的控制信号,进行处理的结束判断为止(步骤S104)。
即,控制部160,首先,判定是否由加速度测量部110以及角速度测量部120通知了传感器数据的取得(采样)(步骤S106)。控制部160若从加速度测量部110以及角速度测量部120接收到采样通知(步骤S106的“是”),则将由加速度测量部110取得的加速度数据保存到环形缓冲区中(步骤S108)。另一方面,在未接收到采样通知的情况下,控制部160返回到步骤S104继续处理,等待下次的采样通知。此外,在角速度测量部120被有效化的情况下,控制部160在上述的加速度数据的取得的同时,将角速度数据保存在环形缓冲区中(步骤S110)。在此,保存加速度数据以及角速度数据的环形缓冲区既可以设置于存储部140,也可以设置于执行后述的步判定处理的信号处理部150。
接下来,控制部160控制信号处理部150,基于所取得的加速度数据,进行对跑步中的左右脚的每一步的步伐进行判定的步判定处理(步骤S112)。在本实施方式所涉及的步判定处理中,使用由加速度测量部110所取得的加速度数据当中的Z轴的加速度数据(第2分量)AccZ,来判定跑步中的每一步的步伐。即,对由加速度测量部110在跑步中取得的加速度数据进行轴校正,并实施了平滑化滤波处理后的波形例如如图6所示,在X、Y、Z的各轴上分别具有特征的波形。在此,Z轴的加速度数据AccZ中的随着时间经过而加速度的值发生较大变化的波形的周期,相当于表示每一步的步伐的步周期。因此,基于Z轴的加速度数据AccZ,能够判定跑步中的每一步的步伐。
在步判定处理中,如图5的流程图所示,信号处理部150,首先,使用由加速度测量部110所取得的加速度数据中的最新(最近)的例如4试样份的Z轴的加速度数据AccZ,来计算移动平均值A0(步骤S202)。
接下来,信号处理部150基于Z轴的加速度数据AccZ的移动平均值A0,来判定步伐(步)是否前进。具体来说,信号处理部150通过判定所计算出的Z轴的加速度数据AccZ的移动平均值A0是否比基于在1个试样前取得的加速度数据而计算出的Z轴的加速度数据AccZ的移动平均值A1大、并且为预先设定的阈值TH0以上,来检测步伐(步)的分割线(break)。即,信号处理部150判定移动平均值A1是否小于阈值TH0(步骤S204),在移动平均值A1小于阈值TH0的情况下(步骤S204的“是”),判定移动平均值A0是否为阈值TH0以上(步骤S206)。在移动平均值A0为阈值TH0以上的情况下(步骤S206的“是”),信号处理部150将移动平均值A0设定到移动平均值A1,并且判定为检测到步伐(步)的分割线而步伐(步)前进,将标志IS_STEP设定为1。信号处理部150将这些移动平均值A1以及标志IS_STEP保存在存储部140的给定的存储区域中(步骤S208)。在此,用于对所计算出的Z轴的加速度数据AccZ的移动平均值A0的大小进行规定的阈值TH0例如可以基于在过去进行的跑步时取得的加速度数据来设定,例如可以设定为12m/s2程度。
另一方面,在移动平均值A1为阈值TH0以上的情况(步骤S204的“否”)下、或在移动平均值A1小于阈值TH0而移动平均值A0小于阈值TH0的情况(步骤S206的“否”)下,信号处理部150将移动平均值A0设定到移动平均值A1,并且判定为未检测到步伐(步)的分割线而步伐(步)未前进,将标志IS_STEP设定为0。信号处理部150将这些移动平均值A1以及标志IS_STEP保存在存储部140的给定的存储区域中(步骤S220),结束步判定处理而返回到图4所示的流程图。另外,在上述的步伐(步)的有无的判定处理(步骤S204、S206)中应用的基于在1个试样前取得的加速度数据而计算出的移动平均值A1在初始状态下不确定。因此,信号处理部150针对基于以最初的数个试样取得的加速度数据而计算出的移动平均值A0,不进行上述的判定处理而判定为步伐(步)未前进,将标志IS_STEP设定为0,结束步判定处理而返回到图4所示的流程图。
接下来,在通过上述的步伐(步)的有无的判定处理(步骤S204、S206),判定为检测到步伐(步)的分割线而步伐(步)前进,并将标志IS_STEP设定为1的情况(步骤S208)下,信号处理部150将对步伐(步)的分割线的时刻进行规定的参数t0Now设定为当前时刻而保存在存储部140的给定的存储区域中(步骤S210)。
接下来,信号处理部150基于上述的步伐(步)的判定处理的结果,来判定步伐(步)是否前进了2步。具体来说,信号处理部150判定用于对步伐(步)的2步进行判定的步数计数器ctStep的值是否为0(步骤S212)。在步数计数器ctStep的值为0的情况(步骤S212的“是”)下,信号处理部150判定为步伐(步)是第一步,将对上次的步伐(步)的分割线的时刻进行规定的参数t1Now与被设定为当前时刻的参数t0Now的差分时间设定到参数STEP0中而保存在存储部140的给定的存储区域中(步骤S214)。
另一方面,在步数计数器ctStep的值不为0的情况(步骤S212的“否”)下,信号处理部150判定为步伐(步)是第2步以后,将从对上次的步伐(步)的分割线的时刻进行规定的参数t1Now中所设定的时刻起的经过时间设定到参数STEP1中而保存在存储部140的给定的存储区域中(步骤S216)。在此,参数STEP1中所设定的经过时间相当于参数t1Now与参数t0Now的差分时间。
接下来,信号处理部150将参数t0Now的时刻设定到参数t1Now中而保存在存储部140的给定的存储区域中(步骤S218),并结束步判定处理而返回到图4所示的流程图。另外,在上述的步伐(步)的每一步的时间的计算处理(步骤S212~S216)中应用的对上次的步伐(步)的分割线的时刻进行规定的参数t1Now在初始状态时是不确定的。因此,信号处理部150针对基于以最初的试样而取得的加速度数据对步伐(步)的分割线的时刻进行规定的参数t0Now,不进行上述的计算处理,仅进行将参数t1Now设定(更新)为当前时刻的处理,并将标志IS_STEP设定为0,结束步判定处理而返回到图4所示的流程图。
接下来,控制部160在上述的步判定处理(步骤S112)中,判定步伐(步)是否被判定为前进。具体来说,信号处理部150在步判定处理中,判定对步伐(步)是否前进的判定结果进行表示的标志IS_STEP是否被设定为1而被判定为步伐(步)前进一步(步骤S114)。在被判定为步伐(步)前进一步的情况(步骤S114的“是”)下,信号处理部150使步数计数器ctStep的值递增更新(ctStep←ctStep+1)(步骤S116)。接下来,信号处理部150判定步伐(步)是否前进2步。具体来说,信号处理部150判定更新后的步数计数器ctStep的值是否为2(步骤S118)。在步数计数器ctStep的值为2的情况(步骤S118的“是”)下,信号处理部150判定为步伐(步)前进2步,进行对左右脚的着地进行判定的左右着地判定处理(步骤S120)。
另一方面,在步判定处理中,标志IS_STEP未被设定为1而未被判定为步伐(步)中的一步的情况(步骤S114的“否”)下、或步数计数器ctStep的值不为2而被判定为步伐(步)未前进2步的情况(步骤S118的“否”)下,控制部160返回到步骤S104继续处理,进行待机直到接收到下次的采样通知为止。
在本实施方式所涉及的左右着地判定处理(步骤S120)中,如图7的流程图所示,控制部160控制信号处理部150,首先,判定角速度测量部120是否被有效化(步骤S302)。在此,所谓角速度测量部120被有效化的状态,是指驱动电力被提供(电源接通)给角速度测量部120从而有效地进行动作的状态,所谓被无效化的状态,是指给角速度测量部120的驱动电力被阻断(电源断开)或被抑制从而未有效地进行动作的状态。在角速度测量部120未被有效化(无效)的情况(步骤S302的“否”)下,信号处理部150判定通过上述步判定处理(步骤S112)而计算出的每一步的时间的变动是否较大(步骤S316)。在此,每一步的时间变动的判定,例如可以在参数STEP0中设定的第一步的步伐所需要的时间与参数STEP1中设定的第2步的步伐所需要的时间的差分大于预先设定的阈值的情况下,视为时间变动较大。或者,保存最近10步份的经过时刻,将其平均值与第一步的步伐所需要的时间(参数STEP0的设定值)或第2步的步伐所需要的时间(参数STEP1的设定值)进行比较,在其差分大于预先设定的阈值的情况下,视为时间变动较大。然后,在每一步的时间的变动较大的情况(步骤S316的“是”)下,信号处理部150使角速度测量部120有效化(步骤S318),结束左右着地判定处理而返回到图4所示的流程图。另一方面,在每一步的时间的变动较小的情况(步骤S316的“否”)下,信号处理部150以该状态结束左右着地判定处理而返回到图4所示的流程图。在此情况下,保持已经设定的变量STEP0_IS_LEFT的值。
在步骤S302中,角速度测量部120被有效化的情况(步骤S302的“是”)下,信号处理部150使用由角速度测量部120所取得的各轴的角速度数据当中的Y轴的角速度数据(第1分量)GyrY,来判定跑步中的左右脚的着地。具体来说,在跑步中由加速度测量部110所取得的加速度数据的平滑化滤波处理后的Z轴的加速度数据AccZ的波形,例如如图8(a)所示,此外,由角速度测量部120所取得的角速度数据中的Y轴的角速度数据GyrY的波形,例如如图8(b)所示。在图8(a)、(b)中,时间轴一致地进行了表示。在此,角速度数据中的Y轴的角速度数据GyrY对应于左右各步伐而示出大致相反的变化的倾向,在左脚着地的情况下Y轴的角速度数据GyrY示出正(plus)值,在右脚着地的情况下Y轴的角速度数据GyrY示出负(minus)值。该Y轴的角速度数据GyrY的变化倾向有从左右各脚着地的瞬间起稍许延迟后显著出现的倾向。此外,左右脚的任意一方着地的定时存在于:加速度数据的平滑化滤波处理后的Z轴的加速度数据AccZ的值增加而超过重力加速度(9.8m/s2)的时间位置T101、T102的稍前处。因此,能够基于加速度数据中的Z轴的加速度数据AccZ超过重力加速度的时间位置T101、T102(即紧随着地定时之后)处的角速度数据中的Y轴的角速度数据GyrY,来判定左右脚的着地。
即,信号处理部150计算从最近的时间位置T102处的角速度数据中的Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T102)中减去前1个时间位置T101处的Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T101)而得到的值(差分),设定到参数D中(步骤S304)。另外,在图8(a)、(b)所示的波形中,参数D被设定为正值。另一方面,在相反的脚的着地定时,参数D被设定为负值。在此,在本实施方式中,参数D的单位为[rad/s]。
接下来,信号处理部150判定参数D是否为正值(D>0)(步骤S306)。在参数D为正值的情况(步骤S306的“是”)下,信号处理部150判定为在最近的时间位置T102的近前着地的脚为左脚,在变量STEP0_IS_LEFT中设定1而保存到存储部140的给定的存储区域中(步骤S308)。另一方面,在参数D为负值的情况(步骤S306的“否”)下,信号处理部150判定为在最近的时间位置T102的近前着地的脚为右脚,在变量STEP0_IS_LEFT中设定0而保存到存储部140的给定的存储区域中(步骤S310)。然后,信号处理部150使角速度测量部120无效化(步骤S312),结束左右着地判定处理而返回到图4所示的流程图。
接下来,控制部160执行将步数计数器ctStep的值设定为“0”的初始化(步骤S122)。然后,控制部160经由通信I/F部170,向腕设备200发送通过上述步判定处理(步骤S112)、左右着地判定处理(步骤S120)而取得的各种数据、判定结果等。由此,在腕设备200的显示部220中,以数值、文字、图标等给定的形式大致实时地更新显示与跑步中的左右步伐关联的各种数据作为运动指标,来提供给用户US(步骤S124)。
显示于腕设备200的显示部220的运动指标,具体来说,例如如图9(a)所示,通过数值、文字等来显示基于通过步判定处理、左右着地判定处理而取得的各种数据、判定结果等来计算出的间距(图中、上段)、左右各脚的着地定时之间的经过时间(图中、中段以及下段)等。在此,间距为每1分钟的步数(单位[bpm]),因此基于在上述的步判定处理中在参数STEP0、STEP1中设定的值,通过下式来计算。另外,在图9(a)中,作为计算例而表记为“169bpm”。
(间距)=60/(STEP0+STEP1)
此外,从右脚的着地定时到左脚的着地定时的经过时间,在上述的左右着地判定处理中在变量STEP0_IS_LEFT中设定了1的情况下,将在参数STEP1中设定的值(图9(a)中例如表记为“180ms”)显示于显示部220。此外,从左脚的着地定时到右脚的着地定时的经过时间,在左右着地判定处理中在变量STEP0_IS_LEFT中设定了1的情况下,将在参数STEP0中设定的值(图9(a)中例如表记为“176ms”)显示于显示部220。
另外,在图9(a)中,示出了在腕设备200的显示部220中显示间距、左右各脚的着地定时之间的经过时间作为运动指标的例子,但本发明并不限定于此。即,本发明只要是与左右步伐相关的数据即可,也可以显示与左右脚的交替的活动关联的各种数据作为运动指标,还可以显示与左右各脚的独立的活动关联的各种数据作为运动指标。在此,作为后者的例子,可以显示对加速度数据当中的Z轴的加速度数据AccZ进行积分而得到的表示跑步中的身体的上下运动的值作为运动指标。由此,能够掌握从右脚的着地定时到左脚的着地定时的身体的上下运动、以及从左脚的着地定时到右脚的着地定时的身体的上下运动的变动量,或者对它们进行比较来掌握。
然后,控制部160返回到步骤S104,反复执行上述一系列的处理动作(步骤S106~S124),直到进行处理的结束判断为止。
这样,在本实施方式中,基于在跑步中取得的相对于地面垂直的加速度(轴校正后的Z轴的加速度数据AccZ)的变化,来检测跑步中的左右脚的着地定时,基于紧随最近以及上次的着地定时之后的绕前进方向轴的角速度(Y轴的角速度数据GyrY)的差分(参数D)是正值以及负值中的哪一方,来判定着地的脚是左右脚中的哪一方。
由此,本实施方式所涉及的运动支援装置在用户在腰部安装传感器设备进行跑步的情况下,即使在传感器设备的安装位置由于振动等而上下移动从而无法适当地探测腰部分的旋转的情况下,也能够基于绕前进方向轴角速度来正确地进行左右脚的着地判定,并作为运动指标而提供给用户。因此,用户能够准确地掌握运动时的身体的用法的平衡,有助于其判断、改善。
此外,在本实施方式中,即使在传感器设备的安装位置由于跑步时的振动等而发生一定程度的移动的情况下也能够正确地进行左右脚的着地判定,因此作为传感器设备的安装结构,能够应用例如在跑步服上用夹子等来固定传感器设备那样的简单的结构。
此外,在本实施方式所涉及的运动支援方法中,在进行了一次左右脚的着地判定之后,使角速度测量部无效化。此外,判定铅垂方向的加速度的变化是否为周期性的,在判定为不是周期性的情况下,将角速度测量部有效化并基于绕前进方向轴的角速度(Y轴的角速度数据GyrY)重新开始左右着地判定处理。
即,在本实施方式中,为了左右脚的着地判定,一般使用与加速度测量部相比功耗较大的角速度测量部。因此,在本实施方式中,进行了一次左右脚的着地判定之后,使角速度测量部无效化并在需要进行左右着地判定处理时再次有效化,通过进行这样的间歇驱动,从而能够将角速度测量部的功耗限制在所需最小限度,能够实现传感器设备的低功耗化。在此,在用户在跑步中摔倒或者停住,铅垂方向的加速度的变化并非周期性的情况下,通过将角速度测量部有效化来重新开始左右着地判定处理,从而能够适当地进行左右脚的着地判定。
另外,在本实施方式中,作为跑步中的检测左右脚的着地定时的方法,示出了使用由加速度测量部所取得的加速度数据当中的Z轴的加速度数据AccZ的方法,但本发明并不限定于此。本发明例如也可以使用加速度数据当中的Y轴的加速度数据AccY来检测上述的着地定时。具体来说,在图6所示的加速度数据的X、Y、Z各轴的加速度数据中,通过在平滑化滤波处理后的Z轴的加速度数据AccZ处于增加倾向的期间中,提取在Y轴的加速度数据AccY中出现的负的峰值的时间位置,从而能够检测左右脚的着地定时。
此外,在本实施方式中,作为判定着地的脚是左右脚中的哪一方的方法,示出了使用与由角速度测量部所取得的角速度数据当中的Y轴的角速度数据GyrY相关的特定的参数的极性(是正负值中的哪一方)的方法,但本发明并不限定于此。本发明例如如后述的第3实施方式所示,也可以使用利用了Y轴的角速度数据GyrY的方法、利用了X轴的加速度数据AccX的方法、利用了Z轴的角速度数据GyrZ的方法来判定左右脚。关于这些方法,在后面详细叙述。
此外,在本实施方式中,示出了进行了一次左右着地判定之后,使角速度测量部无效化来间歇地执行左右着地判定处理的方法,但本发明并不限定于此。本发明例如也可以在特定的期间,使角速度测量部持续性地有效化来连续执行多次左右着地判定处理,对该判定结果进行过滤(进行评价、判别来筛选)而作为运动指标来提供给用户,上述的特定的期间结束后使角速度测量部持续性地无效化。
(变形例)
接着,参照附图来说明上述的本实施方式中的变形例。
图10是表示本实施方式所涉及的运动支援方法的变形例的流程图。在此,针对与上述实施方式相同的处理动作,简化其说明。
在上述的本实施方式中,针对如下情况进行了说明,即基于通过步判定处理、左右着地判定处理而取得的各种数据、判定结果等,在腕设备200的显示部220作为与跑步中的左右步伐关联的运动指标来进行显示的情况。在本实施方式的变形例中,特征在于,基于表示左右脚的着地判定处理的结果的稳定度、正确度的似然度(likelihood),来变更向腕设备200的显示部220的运动指标的显示方法。
即,在本变形例中,与上述的第1实施方式同样地,在左右着地判定处理(步骤S120)中,如图8(a)、(b)所示,在Z轴的加速度数据AccZ超过重力加速度的时间位置T101、T102,计算由角速度测量部120所取得的Y轴的角速度数据GyrY彼此的差分,设定到参数D中(步骤S304)。然后,基于参数D是正负值中的哪一方,来判定最近着地的脚是左右脚中的哪一方(步骤S306~S310)。
然后,在本实施方式的变形例中,如图10的流程图所示,信号处理部150基于参数D的值,设定上述左右脚的着地判定处理的结果的表示统计学上的稳定度、正确度的似然度(合理性)LH(步骤S322)。在此,似然度LH以1~0的范围的值表示左右脚的着地判定的稳定度、正确度,在稳定度、正确度较高的情况下用1表示,在稳定度、正确度较低的情况下用接近0的值表示。即,参数D的值距离正负的边界即0越远,左右脚的着地判定处理的结果的稳定度、正确度越高。由此,信号处理部150在参数D的绝对值例如为2以上(即D≥+2或D≤-2)的情况下,将似然度LH设定为1。另一方面,信号处理部150在参数D的绝对值小于2(即-2<D<+2)的情况下,如下式设定似然度LH。在此,s为调整系数,例如设定为1。此外,Abs(_)是取得绝对值的函数。
LH=exp(-(2-Abs(D))/s)
然后,信号处理部150将上述的似然度LH保存到存储部140的给定的存储区域之后,使角速度测量部120无效化(步骤S312),结束左右着地判定处理,并与上述实施方式同样地,返回到图4所示的流程图。
接下来,控制部160将步数计数器ctStep初始化(步骤S122)之后,在腕设备200的显示部220,以给定的形式大致实时地显示基于通过上述的步判定处理、左右着地判定处理而取得的各种数据、判定结果等的运动指标,来提供给用户US(步骤S124)。
在本变形例中,显示于腕设备200的显示部220的运动指标,例如如图9(b)所示,以与上述的似然度LH相应的给定的形式来显示基于通过步判定处理、左右着地判定处理而取得的各种数据、判定结果等来计算出的间距(图中、上段)、左右各脚的着地定时之间的经过时间(图中、中段以及下段)等。在此,关于显示于显示部220的运动指标,设定显示形式使得对显示部220进行目识别的用户能够直观并且立刻识别似然度LH的大小(即左右脚的着地判定处理的结果的稳定度、正确度)。具体来说,既可以在显示部220将似然度LH本身作为数值信息来进行显示,也可以例如如图9(b)所示,根据似然度LH来变更与左右脚的着地判定关联的运动指标的显示浓度、显示颜色等。在此,所谓似然度LH较低,是指左右脚的着地判定的稳定度、正确度较低,因此在上述的左右着地判定处理中设定的似然度LH较低的情况下,也可以进行向用户催促其改善的显示。具体来说,例如也可以如图9(c)所示,进行催促在跑步中左脚着地的定时触摸显示部220的前面的触摸面板或者操作按钮开关的显示,通过手动操作来设定着地定时,并且进行左右脚的着地判定。
这样,在本变形例中,基于在左右着地判定处理中计算出的绕前进方向轴的角速度的差分(参数D),来设定表示左右脚的着地判定的稳定度、正确度的似然度,以与似然度相应的显示形式向用户提供运动指标。在此,在似然度较低的情况下以容易被用户识别的形式显示似然度。进而,进行催促其改善的显示,通过用户的手动操作来设定着地定时,并且进行左右脚的着地判定,使传感器设备中的左右脚的着地判定处理的结果实质上无效。
由此,在本变形例中,能够实现与上述实施方式同等的作用效果,并且能够以与左右脚的着地判定的稳定度、正确度(似然度)相应的显示形式向用户提供运动指标。在此,在左右脚的着地判定的稳定度、正确度较低的情况下,能够促使用户进行手动操作来进行着地定时的设定、左右脚的着地判定。因此,用户能够更准确地掌握运动时的身体的用法的平衡,有助于其判断、改善。
<第2实施方式>
接着,参照附图来说明本发明所涉及的运动支援装置的第2实施方式。
图11是表示第2实施方式所涉及的运动支援方法中应用的左右着地判定处理的一例的流程图。在此,针对与上述的第1实施方式及其变形例相同的处理动作,简化其说明。
在上述的第1实施方式中,针对如下情况进行了说明:基于最近以及上次的着地定时的绕前进方向轴的角速度(Y轴的角速度数据GyrY)的差分(参数D)是正负值中的哪一方,来判定着地的脚是左右脚中的哪一方。在第2实施方式中,特征在于,根据最近的着地定时的绕前进方向轴的角速度相对于基于在特定的期间取得的传感器数据而预先计算出的绕前进方向轴的角速度(Y轴的角速度数据GyrY)的平均值、或预先设定的给定的阈值的大小关系,来判定着地的脚是左右脚中的哪一方。
即,在第2实施方式中,在上述第1本实施方式所示的运动支援方法(参照图4的流程图)中应用的左右着地判定处理(步骤S120)中,如图11的流程图所示,控制部160控制信号处理部150,首先,判定角速度测量部120是否被有效化(步骤S302)。在角速度测量部120被有效化的情况(步骤S302的“是”)下,信号处理部150读出在存储部140的给定的存储区域中保存的Y轴的角速度数据GyrY的平均值GYav(步骤S332),判定由角速度测量部120所取得的最近的着地定时的Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T)是否大于平均值GYav(步骤S334)。在此,Y轴的角速度数据GyrY的平均值GYav使用在用户最近或者过去进行的跑步中由角速度测量部120在特定的期间取得的传感器数据(例如,数步份~10步份的传感器数据)当中的Y轴的角速度数据GyrY来计算,并预先保存在存储部140的给定的存储区域中。
然后,在Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T)大于平均值GYav的情况(步骤S334的“是”)下,信号处理部150判定为在该定时着地的脚为左脚,在变量STEP0_IS_LEFT中设定1(步骤S308)。另一方面,在Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T)小于平均值GYav的情况(步骤S334的“否”)下,信号处理部150判定为在该定时着地的脚为右脚,在变量STEP0_IS_LEFT中设定0(步骤S310)。然后,信号处理部150使角速度测量部120无效化(步骤S312),结束左右着地判定处理而返回到图4所示的流程图。
这样,在本实施方式中,如上所述,能够基于预先计算出的平均值与最近的着地定时的Y轴的角速度数据GyrY的大小关系,来进行左右脚的着地判定,因此能够仅通过成为判定对象的一步份的传感器数据来正确地进行跑步中的左右脚的着地判定。另外,在上述的第1实施方式中,由于是基于最近与上次的着地定时的Y轴的角速度数据GyrY相互的差分(参数D)来进行左右脚的着地判定的方法,因此需要收集至少2步份以上的传感器数据。由此,在本实施方式中,能够实现与上述第1实施方式同等的作用效果,并且能够通过较少的缓冲数据来进行左右脚的着地判定,能够减轻处理负担而迅速地进行判定处理。
另外,在本实施方式中,关于基于最近的着地定时的Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T)相对于在特定的期间取得的Y轴的角速度数据GyrY的平均值GYav的大小关系,来判定着地的脚是左右脚中的哪一方的方法进行了说明,但本发明并不限定于此。本发明也可以取代Y轴的角速度数据GyrY的平均值GYav,而基于最近的着地定时的Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T)相对于预先设定的给定的阈值的大小关系,来判定着地的脚是左右脚中的哪一方。在此,预先设定的阈值既可以是基于在过去的用户的跑步时所取得的传感器数据(Y轴的角速度数据GyrY)的平均值的阈值,也可以基于平均值的经时性变化的倾向来估算的阈值。
此外,在本实施方式中,也可以与上述第1实施方式的变形例同样地,设定表示左右脚的着地判定处理的结果的稳定度、正确度的似然度,基于该似然度,来变更向腕设备200的显示部220的运动指标的显示方法。在此,在本实施方式中,似然度例如基于以在左右着地判定处理之前设定的Y轴的角速度数据GyrY的平均值GYav或阈值为基准的、最近的着地定时的Y轴的角速度数据GyrY的值GY(T)的比率来设定。
<第3实施方式>
接着,参照附图来说明本发明所涉及的运动支援装置的第3实施方式。
图12是表示第3实施方式所涉及的运动支援方法的一例的流程图。图13是表示由本实施方式所涉及的加速度测量部所取得的加速度数据、和由角速度测量部所取得的角速度数据的一例的实测波形图。图14是表示本实施方式所涉及的运动支援方法中应用的左右着地判定处理的最终处理的一例的流程图。在此,针对与上述第1或第2实施方式及其变形例相同的处理动作,简化其说明。
在上述第1实施方式中,针对如下方法进行了说明:基于紧随着地定时之后取得的Y轴的角速度数据GyrY(严格来说,着地后产生的身体的旋转动作所引起的Y轴的角速度数据的变化),来判定着地的脚是左右脚中的哪一方。在第3实施方式中,特征在于,使用加速度数据或角速度数据,通过不同的多个方法来进行左右着地判定处理,根据这些判定处理的结果的组合,来最终判定着地的脚是左右脚中的哪一方。
在第3实施方式所涉及的运动支援方法中,如图12的流程图所示,首先,基于在跑步中取得的传感器数据,进行对步伐(步)的分割线进行检测的前准备处理(步骤S402)。具体来说,在开始跑步时,通过用户US操作腕设备200,从而向传感器设备100发送指示传感动作的开始的控制信号,加速度测量部110以及角速度测量部120被有效化而开始采样动作。由加速度测量部110以及角速度测量部120所取得的传感器数据(加速度数据以及角速度数据)分别被保存在环形缓冲区中,由信号处理部150来检测跑步中的左右步伐(步)的分割线。
即,在跑步中由加速度测量部110所取得的加速度数据的Z轴的加速度数据AccZ的波形例如如图13(a)所示,X轴的加速度数据AccX以及Y轴的加速度数据AccY的波形例如如图13(c)所示。此外,由角速度测量部120所取得的角速度数据当中的Y轴的角速度数据GyrY、以及Z轴的角速度数据GyrZ的波形例如如图13(c)所示。
信号处理部150如图13所示,在至少取得了一步份以上的加速度数据以及角速度数据的状态下,对图13(a)所示的Z轴的加速度数据AccZ实施移动平均等平滑化滤波处理,如图13(a)所示,计算平滑化加速度数据FAccZ。该平滑化加速度数据FAccZ的波形相当于上述第1实施方式中图6、图8(a)所示的平滑化滤波处理后的Z轴的加速度数据AccZ。
接下来,信号处理部150提取平滑化加速度数据FAccZ成为极大值的时间位置T201、T202、T203···,对各时间位置T201~T202间、T202~T203间、T203~···的加速度数据AccZ进行2次积分,由此如图13(b)所示,计算表示高度变动的数据。
接下来,信号处理部150如图13(b)所示,提取高度变动数据成为最大值的时间位置T211、T212、T213···,设定为左右步伐(步)的分割线的时刻。在此,在图13中,为了方便图示,仅示出了时刻5.2~6.0秒为止的加速度数据以及角速度数据,但在检测上述的步伐(步)的分割线的处理中,当然还会利用其前后时刻(例如时刻6.0秒以后)的数据。
另外,本实施方式中应用的前准备处理并不限定于对上述的Z轴的加速度数据AccZ进行平滑化之后,进行2次积分来计算步伐(步)的分割线的时刻的方法,也可以应用上述第1实施方式所示的步判定处理。
接下来,信号处理部150对跑步中的左右脚的任意一方着地的定时进行检测(步骤S404)。具体来说,信号处理部150例如如图13(c)所示,提取在平滑化加速度数据FAccZ处于增加倾向的期间中Y轴的加速度数据AccY成为负的峰值的时间位置,设定为着地定时T111、T112···。在此,平滑化加速度数据FAccZ处于增加倾向的期间如图13(b)所示,对应于步伐(步)的分割线的时刻即时间位置T211、T212、T213···的各时间位置T211~T212间、T212~T213间、T213~···的前半部分的期间,基于该期间中的Y轴的加速度数据AccY的负的波峰,来设定着地定时T111、T112···。此外,作为用于检测着地定时的其他方法,例如也可以应用上述第1实施方式所示的方法(参照图8),将平滑化滤波处理后的Z轴的加速度数据AccZ超过重力加速度(9.8m/s2)的时间位置的稍前的时间位置设定为着地定时。
接下来,信号处理部150使用由加速度测量部110以及角速度测量部120所取得的传感器数据的特定的数据分量,通过不同的多个方法来进行判定左右脚的着地的左右着地判定处理。在本实施方式中,通过使用了Y轴的角速度数据(第1分量)GyrY的方法、使用了X轴的加速度数据(第1分量)AccX的方法和使用了Z轴的角速度数据(第1分量)GyrZ的方法,来进行左右着地判定处理。在此,基于这3个方法的左右着地判定处理既可以是按时间序列执行的处理,也可以是并行执行的处理。此外,关于执行处理的顺序并无特别限定。这些左右着地判定处理的结果被保存到存储部140的给定的存储区域中。以下,具体说明基于各方法的左右着地判定处理。
在基于第1方法的左右着地判定处理中,信号处理部150基于从通过上述的着地定时检测处理(步骤S404)而检测到的着地定时起一定的时间范围内的Y轴的角速度数据GyrY,进行判定左右脚的着地的处理(步骤S406)。具体来说,信号处理部150如图13(d)所示,对从上述的着地定时T111、T112···起一定的时间范围例如70msec的期间内的Y轴的角速度数据GyrY的极值(图中由实线圆圈表记)进行检测,基于该极值是正负值中的哪一方,来判定着地的脚是左右脚中的哪一方。在Y轴的角速度数据GyrY的极值为正值的情况下,信号处理部150判断为在该定时着地的脚为左脚,另一方面,在Y轴的角速度数据GyrY的极值为负值的情况下,判定为在该定时着地的脚为右脚。在此,在从着地定时T111、T112···起一定的时间范围内未检测到Y轴的角速度数据GyrY的极值的情况下,信号处理部150将着地的脚的判定结果设为不定值。
即,在跑步中的人体中,为了缓和脚着地时的冲击,若着地则骨盆会一瞬降低,然后,进行恢复原状那样的动作。例如在以左脚着地的情况下,会产生Y轴的角速度数据GyrY在正方向上发生了较大变动后恢复原状这样的现象。此外,在以右脚着地的情况下,会产生Y轴的角速度数据GyrY在负方向上发生了较大变动后恢复原状这样的现象。因此,能够基于在紧随着地定时之后取得的Y轴的角速度数据GyrY的极值的正负来判定左右脚的着地。
另外,在上述第1实施方式中,也应用了基于与上述同样的技术思想来判定左右脚的着地的处理。在第1实施方式中,基于在紧随最近与上次(前1次)的各着地定时之后取得的Y轴的角速度数据GyrY的差分(参数D)为正负值中的哪一方,来进行了判定左右脚的着地的处理。一般在跑步动作中,有时若跑步方法、行进速度不同,则在紧随着地定时之后取得的Y轴的角速度数据GyrY的变化倾向不同(例如,上述的变动发生延迟)。因此,对于如第1实施方式所示的那样的使用紧随着地定时之后的Y轴的角速度数据GyrY的值的方法而言,在无法得到能够判别左右脚的程度的差异的情况下,可以想到着地判定的精度会稍稍下降。因此,在本实施方式中,如上所述,通过应用使用在紧随着地定时之后取得的Y轴的角速度数据GyrY的极值的正负的方法,从而能够使左右脚的着地判定的精度得到进一步提高。
在基于第2方法的左右着地判定处理中,信号处理部150基于从通过上述的着地定时检测处理(步骤S404)而检测到的着地定时起一定的时间范围内的X轴的加速度数据AccX,来进行判定左右脚的着地的处理(步骤S408)。具体来说,信号处理部150如图13(c)所示,对从上述的着地定时T111、T112···起一定的时间范围例如70msec的期间内的X轴的加速度数据AccX的极值(图中由实线圆圈表记)进行检测。然后,在该时间范围中,检测到多个极值,并且紧随着地定时T111、T112···之后的最初的2个极值为正值、负值的顺序的情况下,信号处理部150判定为在该定时着地的脚为左脚,另一方面,在2个极值为负值、正值的顺序的情况下,信号处理部150判定为在该定时着地的脚为右脚。在此,在从着地定时T111、T112···起一定的时间范围内仅检测到1个X轴的加速度数据AccX的极值的情况下,信号处理部150在该极值为正值的情况下,判定为着地的脚为左脚,另一方面,在该极值为负值的情况下,判定为着地的脚为右脚。
即,在跑步中的人体中,在脚着地时,骨盆向与着地的脚相反的脚的方向活动,然后,进行返回原状那样的动作。例如在以左脚着地的情况下,会产生如下这样的现象:X轴的加速度数据AccX在正方向上发生了较大变动后,向负方向急剧变动,然后,返回原状。此外,在以右脚着地的情况下,会产生如下这样的现象:X轴的加速度数据AccX在负方向上发生了较大变动后,向正方向急剧变动,然后,返回原状。因此,能够基于在紧随着地定时之后取得的X轴的加速度数据AccX的连续的极值的正负来判定左右脚的着地。
在基于第3方法的左右着地判定处理中,信号处理部150基于从通过上述的前准备处理(步骤S402)而检测到的步伐(步)的分割线的时刻起回溯的(靠前的)一定时间范围内的Z轴的角速度数据GyrZ,来进行判定左右脚的着地的处理(步骤S410)。具体来说,信号处理部150如图13(d)所示,对从上述的步伐(步)的分割线的时刻(时间位置T211、T212、T213···)起回溯的一定时间范围内的Z轴的角速度数据GyrZ(图中由点线圆圈表记)进行积分,基于该积分值是正负值中的哪一方,来判定着地的脚是左右脚中的哪一方。在此,从步伐(步)的分割线的时刻起回溯的一定时间范围设定为各时间位置T211~T212间、T212~T213间、T213~···的后半部分的期间(例如,从各时间位置T211、T212、T213···起,经过了时间位置间整体的60~90%的时间的期间)。在Z轴的角速度数据GyrZ的积分值为正值的情况下,信号处理部150判定为在该定时着地的脚为左脚,另一方面,在Z轴的角速度数据GyrZ的积分值为负值的情况下,判定为在该定时着地的脚为右脚。在此,在从步伐(步)的分割线的时刻(时间位置T211、T212、T213···)起回溯的一定时间范围中,Z轴的角速度数据GyrZ的积分值为0(零)的情况下,信号处理部150将着地的脚的判定结果设为不定值。
即,在跑步中的人体中,在使一个脚着地而使另一个脚向前抬起(离地)时,上半身进行相对于下半身而向体轴的反向扭转的动作。例如在以左脚着地的情况下,会产生如下这样的现象:在扭转上半身的定时,Z轴的角速度数据GyrZ在离地前的一定时间范围内向正方向变动,然后,返回原状。此外,在以右脚着地的情况下,会产生如下这样的现象:在扭转上半身的定时,Z轴的角速度数据GyrZ在离地前的一定时间范围内向负方向变动,然后,恢复原状。因此,能够基于在步伐(步)的分割线的时刻(离地的定时)之前的一定时间范围内取得的Z轴的角速度数据GyrZ的积分值的正负来判定左右脚的着地。
接下来,信号处理部150基于利用上述不同的多个方法进行的左右着地判定处理(步骤S406~S410)的结果,来进行最终判定左右脚的着地的最终左右判定处理(步骤S412)。在本实施方式所涉及的最终左右判定处理中,如图14的流程图所示,控制部160控制信号处理部150,首先,根据利用上述3个方法进行的左右着地判定处理的结果,对判定为着地的脚是左脚的数量(左脚判定数)是否大于判定为着地的脚是右脚的数量(右脚判定数)进行判定(步骤S502)。在左脚判定数大于右脚判定数的情况(步骤S502的“是”)下,信号处理部150最终判定为着地的脚为左脚(步骤S512),结束最终左右判定处理而返回到图12所示的流程图。
另一方面,在左脚判定数不大于右脚判定数的情况(步骤S502的“否”)下,信号处理部150对左脚判定数是否小于右脚判定数进行判定(步骤S504)。在左脚判定数小于右脚判定数的情况(步骤S504的“是”)下,信号处理部150最终判定为着地的脚为右脚(步骤S514),结束最终左右判定处理而返回到图12所示的流程图。
另一方面,在左脚判定数不小于右脚判定数的情况(步骤S504的“否”)下,信号处理部150判定为左脚判定数与右脚判定数相同、或者所有判定处理的结果都为不定值(步骤S506)。在该情况下,信号处理部150对上次最终左右判定处理中的左脚或右脚的判定数的值是否存在进行判定(步骤S508)。在上次处理中的判定数存在的情况(步骤S508的“是”)下,信号处理部150最终判定为与上次判定出的脚相反的脚为本次着地的脚(步骤S516),结束最终左右判定处理而返回到图12所示的流程图。
另一方面,在上次处理中的判定数不存在的情况(步骤S508的“否”)下,信号处理部150将判定处理的结果设定为不定值(步骤S510),结束最终左右判定处理而返回到图12所示的流程图。这些最终左右判定处理的结果被保存到存储部140的给定的存储区域中。此外,信号处理部150与上述第1实施方式同样地,在结束最终左右判定处理时,使角速度测量部120无效化。
接下来,控制部160至少将通过上述最终左右判定处理(步骤S412)而取得的判定结果发送给腕设备200。由此,在腕设备200的显示部220中,大致实时地更新显示与跑步中的左右步伐关联的各种数据作为运动指标,来提供给用户US(步骤S414)。
另外,在上述的最终左右判定处理(步骤S412)中,说明了在根据利用3个方法进行的左右着地判定处理的结果,左脚判定数与右脚判定数相同的情况下,基于上次最终左右判定处理中的左脚判定数以及右脚判定数的值,来最终判定本次着地的脚的方法,但本发明并不限定于此。本发明也可以在上述的左脚判定数与右脚判定数相同的情况下,并不基于上次一次的最终左右判定处理中的判定数的值、而是基于过去多次的最终左右判定处理中的判定数的值,来最终判定本次着地的脚。由此,能够提高最终左右判定处理的判定结果的稳定度、正确度。
这样,在本实施方式中,使用加速度数据或角速度数据,通过不同的多个方法来进行左右着地判定处理,根据这些判定处理的结果的组合(或多数决定),最终判定着地的脚是左右脚中的哪一方。在此,在本实施方式中,作为左右着地判定处理的方法而应用如下方法:基于在紧随跑步中的着地定时之后取得的Y轴的角速度数据GyrY的极值的正负判定的方法;基于在紧随着地定时之后取得的X轴的加速度数据AccX的连续的极值的正负判定的方法;和基于在离地定时前的一定期间内取得的Z轴的角速度数据GyrZ的积分值的正负判定的方法。
由此,本实施方式所涉及的运动支援装置即使在由于进行跑步时的跑步方法或行进速度的差异,从而Y轴的角速度数据GyrY的变化倾向不同,左右着地判定处理的结果受到影响的情况下,通过利用不同的多个方法进行左右着地判定处理,并基于这些处理结果综合地进行左右脚的着地判定,也能够提高着地判定的精度,向用户提供正确的运动指标。
另外,在本实施方式中,在利用上述3个方法进行的左右着地判定处理(步骤S406~S410)中,说明了仅通过成为判定对象的一步份的传感器数据来进行跑步中的左右脚的着地判定的情况,但本发明并不限定于此。本发明例如也可以如第1实施方式所示那样,收集至少2步份以上的传感器数据,使用在连续的2步的着地定时的前后取得的传感器数据彼此的差分来进行左右脚的着地判定。
此外,在本实施方式中,在利用上述3个方法进行的左右着地判定处理(步骤S406~S410)的各处理中,判定着地的脚是左右脚中的哪一方,然后,在最终左右判定处理(步骤S412)中,基于该判定结果(左脚、右脚或者不定值)的多数决定,来最终判定着地的脚,针对这样的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。本发明例如也可以如第1实施方式的变形例所示的那样,在利用3个方法进行的左右着地判定处理的各处理中,计算表示判定结果的稳定度、正确度的似然度,通过比较它们的似然度的值来最终判定着地的脚。
<第4实施方式>
接着,参照附图来说明本发明所涉及的运动支援装置的第4实施方式。
图15是表示本发明所涉及的运动支援装置的第4实施方式的示意图。图16是表示本实施方式所涉及的运动支援装置中应用的信息处理终端的构成的功能框图。图17是表示本实施方式中应用的信息处理终端中的运动指标的显示例的图。在此,针对与上述第1至第3实施方式相同的构成标注相同的符号而简化其说明。
在上述第1至第3实施方式中,针对如下情况进行了说明:由传感器设备100来取得跑步中的传感器数据,基于该传感器数据来进行判定着地的脚的处理,将该判定结果发送给腕设备200而向用户大致实时地提供给定的运动指标。在第4实施方式中,特征在于,由传感器设备100来收集跑步中的传感器数据,在跑步的结束后将该传感器数据发送给外部设备(信息处理终端、服务器设备),在外部设备中进行判定着地的脚的处理,向用户提供给定的运动指标。
第4实施方式所涉及的运动支援装置例如如图15所示,具有传感器设备100、腕设备200和信息处理终端300。在此,传感器设备100在上述各实施方式所示的构成(参照图2(a))中,至少具有:将在跑步中取得的传感器数据与时间数据建立关联而依次保存到存储部140中的功能、和通过通信I/F部170除了腕设备200之外还与作为外部设备的信息处理终端300之间收发各种信号、数据的功能。即,传感器设备100也可以具有作为数据记录器的功能,而不具有上述各实施方式所示的由信号处理部150基于在跑步中取得的传感器数据来进行判定着地的脚的处理、计算运动指标等的处理的功能。
此外,腕设备200在上述各实施方式所示的构成(参照图2(b))中,至少具有通过用户US操作输入操作部210,从而指示传感器设备100中的传感动作的开始或结束的功能。即,腕设备200可以不具有对基于在传感器设备100中所取得的传感器数据而计算出的与运动状态相关的各种数据等进行显示的功能。
信息处理终端300是如下的电子设备:至少在与传感器设备100之间能够通过给定的通信方式来收发各种信号、数据,并且能够对包含基于从传感器设备100接收到的传感器数据而计算出的运动指标在内的与运动状态相关的各种数据等进行显示。信息处理终端300例如可以应用笔记本式或台式的个人计算机、智能电话、平板终端等通用设备、或者专用设备。
具体来说,信息处理终端300例如如图16所示,具备:输入操作部310、显示部320、存储部340、信号处理部350、控制部360和通信I/F部370。
输入操作部310是附设于信息处理终端300的键盘、鼠标、触摸板、触摸面板等输入单元。输入操作部310用于使显示部320显示所希望的信息等或者进行各种处理、设定时的输入操作。显示部320例如具有液晶方式、发光元件方式等的显示面板,以给定的形式至少显示与使用了输入操作部210的输入操作相关的信息、与传感器设备100的通信状态、基于从传感器设备100发送的传感器数据而计算出的与运动状态相关的各种数据等。在此,显示部320优选具有与人体所安装的腕设备200中应用的显示部220相比画面尺寸更大且高精细的显示面板。
存储部340将经由后述的通信I/F部370从传感器设备100发送的在跑步中取得的传感器数据保存在给定的存储区域中。此外,存储部340将包含在后述的信号处理部350、控制部360中通过执行给定的控制程序、算法程序从而基于该传感器数据而计算出的运动指标在内的、与运动状态相关的各种数据等保存在给定的存储区域中。另外,存储部340可以具有其一部分或全部作为可移动存储介质的形态,构成为能够相对于信息处理终端300进行拆装。
信号处理部350执行如下处理:根据来自后述的控制部360的指示,基于从传感器设备100发送的传感器数据对着地的脚进行判定,并计算包含表示运动时的身体的用法上的左右平衡的运动指标在内的与用户US的运动状态相关的各种数据。
控制部360是具备计时功能的运算处理装置,其通过执行给定的控制程序,从而控制显示部220中的各种数据等的显示动作、存储部340中的各种数据等的保存以及读出动作、通信I/F部370与传感器设备100的通信动作等。此外,控制部360通过执行给定的算法程序,从而控制信号处理部350中的着地的脚的判定、运动指标等的计算等给定的信号处理。在此,应用于控制部360的运算处理装置优选应用与人体所安装的传感器设备100、腕设备200中应用的运算处理装置相比运算处理能力更高的运算处理装置。另外,关于在信号处理部350以及控制部360中执行的信号处理,由于与上述各实施方式所示的运动支援方法相同,故省略其具体说明。此外,通信I/F部370至少与传感器设备100进行通信,接收在跑步中取得的传感器数据。
在本实施方式中,在具有这样的构成的运动支援装置中,在跑步中由传感器设备100所收集的传感器数据在跑步后从传感器设备100发送到信息处理终端300。信息处理终端300与上述各实施方式所示的运动支援方法同样地,在信号处理部350以及控制部360中,基于所接收到的传感器数据,执行包含着地的脚的判定、运动指标的计算等给定的信号处理在内的、详细并且多样的分析处理,并在显示部320以给定的形式显示与用户US的运动状态相关的各种数据等。
关于显示于信息处理终端300的显示部320的与运动状态相关的各种数据等,具体来说,例如如图17所示,以曲线图的形式显示跑步中的左右步伐与身体的上下运动的关系的时间变化。在此,例如将不同的用户(例如选手A和选手B)的曲线图在显示部320的画面的上下并排配置,以可比较的状态进行显示。图17的上下所示的曲线图分别表示选手A、选手B沿跑道行进了2圈时的身体的上下运动。根据图17所示的各种数据等的显示形式可以看出,选手A的身体的上下运动本身比较少,左右脚的上下运动的差也几乎没有。相对于此,可以看出选手B不仅身体的上下运动较大,而且左右脚的差也较大。另外,显示于显示部320的各种数据等并不限定于图17所示的显示形式,也可以单独显示与特定的用户的特定的日期的训练相关的各种数据的曲线图、数值,还可以对与不同的日期的训练相关的曲线图、数值并排进行显示。
这样,根据本实施方式,通过基于由传感器设备100所收集的传感器数据,在信息处理终端300中执行包含着地的脚的判定、运动指标的计算等信号处理在内的详细并且多样的分析处理,并在画面尺寸较大且高精细的显示部320以给定的形式进行显示,从而用户能够准确并且多面地掌握运动时的身体的用法的平衡,有助于其判断、改善。
此外,在本实施方式中,传感器设备100只要具有在跑步中收集传感器数据的功能即可,可以不具有进行着地的脚的判定、运动指标的计算等信号处理的功能,因此能够减轻传感器设备中的处理负担而延长电池驱动时间、或者简化传感器设备100的装置结构而实现小型轻量化。
另外,在本实施方式中,将由传感器设备100在跑步中收集到的传感器数据发送给信息处理终端300,在信息处理终端300中执行着地的脚的判定、运动指标的计算等信号处理,针对这样的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。即,例如也可以如图15所示,将由传感器设备100在跑步中收集到的传感器数据经由信息处理终端300或网络中继设备400而传送到服务器设备500,在服务器设备500中,执行着地的脚的判定、运动指标的计算等信号处理。
在该情况下,信息处理终端300只要除了具有将从传感器设备100发送的传感器数据传送到服务器设备500的功能以外,至少还具有连接到网络并能够阅览通过在服务器设备500中执行的信号处理而生成的与用户的运动状态相关的各种数据等的功能即可,可以不具有进行着地的脚的判定、运动指标的计算等信号处理的功能。此外,网络中继设备400仅具有将从传感器设备100发送的传感器数据传送到服务器设备500的功能。此外,服务器设备500具有与图16所示的信息处理终端300大致相同的构成,至少具有:接收经由信息处理终端300或网络中继设备400而传送的传感器数据的功能、和基于传感器数据执行着地的脚的判定、运动指标的计算等信号处理的功能。由此,用户通过使用运算处理能力比较低的简单的构成的信息处理终端300来访问服务器设备500,便能够阅览与运动状态相关的各种数据等,因此能够低成本并且简单地构成本发明所涉及的运动支援装置。
以上,针对本发明的几个实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述的实施方式,还包含权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

Claims (18)

1.一种运动支援装置,其特征在于,具有:
至少一个处理器;和
存储器,其存储当由所述至少一个处理器运行时控制所述至少一个处理器进行以下操作的指令:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处所取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
2.根据权利要求1所述的运动支援装置,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时,
使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据中的一个作为所述传感器数据的所述第1分量进行所述决定。
3.根据权利要求1所述的运动支援装置,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时,
分别使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,单独地进行所述决定;以及
基于判定为所述着地的脚是所述使用者的右脚的数量与判定为所述着地的脚是所述使用者的左脚的数量的比较,来进一步进行所述决定。
4.根据权利要求1所述的运动支援装置,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时,
分别使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,单独地进行所述决定;以及
基于关于所述着地的脚的多个决定结果的多个似然度进一步进行所述决定。
5.根据权利要求1所述的运动支援装置,其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
间歇地进行所述决定;以及
除了当控制所述至少一个处理器进行所述决定之外,将所述传感器设定为无效状态。
6.根据权利要求1所述的运动支援装置,
其中,所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
以一定形式在显示器上显示基于关于所述着地的脚的至少一个确定结果获得的与所述使用者的身体的动作状态相关的指标。
7.根据权利要求7所述的运动支援装置,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
根据关于所述着地的脚的多个决定结果的多个似然度在显示器上以不同的形式显示所述指标。
8.根据权利要求1所述的运动支援装置,进一步包括:
所述传感器,所述传感器输出与所述动作状态对应的所述传感器数据;和
显示器,所述显示器以一定形式在所述显示器上显示指标,所述指标与基于关于着地的脚的至少一个决定结果获得的所述使用者的身体的动作状态相关。
9.一种运动支援方法,包括以下步骤:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述方法进一步包括以下步骤:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
10.根据权利要求9所述的运动支援方法,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,并且所述方法进一步包括以下步骤:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时,
使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据中的一个作为所述传感器数据的所述第1分量进行所述决定。
11.根据权利要求9所述的运动支援方法,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,并且所述方法进一步包括以下步骤:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时;以及
使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据中的一个作为所述传感器数据的所述第1分量进行所述决定。
12.根据权利要求9所述的运动支援方法,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,并且所述方法进一步包括以下步骤:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时,
分别使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,单独地进行所述决定;以及
基于判定为所述着地的脚是所述使用者的右脚的数量与判定为所述着地的脚是所述使用者的左脚的数量的比较,来进一步进行所述决定。
13.一种非暂时性计算机可读存储介质,其存储当由所述至少一个处理器运行时控制所述至少一个处理器进行以下操作的指令:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读存储介质,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,
所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时;以及
使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据中的一个作为所述传感器数据的所述第1分量进行所述决定。
15.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读存储介质,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,
所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时,
分别使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,单独地进行所述决定;以及
基于判定为所述着地的脚是所述使用者的右脚的数量与判定为所述着地的脚是所述使用者的左脚的数量的比较,来进一步进行所述决定。
16.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读存储介质,其特征在于,
所述传感器进一步输出相对于所述前进方向正交且与地面平行的X轴的加速度数据、所述Y轴的加速度数据、相对于所述前进方向正交且与地面垂直的Z轴的加速度数据、和所述Z轴的角速度数据,作为所述传感器数据的另一部分,
所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
使用所述Z轴或所述Y轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的第2分量,来决定所述着地定时,
分别使用所述Z轴的所述角速度数据和所述X轴的所述加速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,单独地进行所述决定;以及
基于关于所述着地的脚的多个决定结果的多个似然度进一步进行所述决定。
17.一种运动支援系统,包括:
运动支援装置,所述运动支援装置包括:
至少一个处理器;和
存储器,其存储当由所述至少一个处理器运行时控制所述至少一个处理器进行以下操作的指令:
使用以使用者的左右脚中的一个着地时的着地定时为基准决定的某一定时处取得的传感器数据的第1分量,决定在所述着地定时着地的脚是使用者的所述左右脚中的哪一方,所述着地定时由所述传感器数据决定,所述传感器数据由传感器检测,所述传感器检测移动动作中的所述使用者的身体的动作状态,并输出以所述使用者的前进方向为Y轴并以所述Y轴为中心的旋转运动的角速度数据作为与所述动作状态对应的所述传感数据的一部分,
其中所述指令进一步控制所述至少一个处理器进行以下操作:
至少使用从所述传感器输出的所述Y轴的所述角速度数据作为所述传感器数据的所述第1分量,来进行所述决定。
18.根据权利要求17所述的运动支援系统,进一步包括:
所述传感器,所述传感器输出与所述动作状态对应的所述传感器数据;和
显示器,所述显示器以一定形式在所述显示器上显示指标,所述指标与基于关于着地的脚的至少一个决定结果获得的所述使用者的身体的动作状态相关。
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