CN107613867B - 动作显示系统以及记录介质 - Google Patents

Abstract

动作显示系统(1)具备：检测部(20)，检测被计测者的规定的部位的加速度；摄影部(30)，通过拍摄被计测者的动作，从而生成运动图像；标识符部(10)，被安装在被计测者，用于在运动图像内决定部位的位置；重叠部(40)，使根据检测部(20)检测出的加速度而生成的部位的动作轨迹，与运动图像同步地重叠到由摄影部(30)生成的运动图像内的、由标识符部(10)决定的部位的位置上；以及显示部(50)，显示由重叠部(40)重叠了动作轨迹的运动图像。

Description

动作显示系统以及记录介质

技术领域

本发明涉及动作显示系统以及记录介质。

背景技术

以往周知的技术有将加速度传感器安装到被试验者(被计测者)上，根据由加速度传感器检测的加速度数据，分析被试验者的动作的技术(例如，参考专利文献1)。例如，在专利文献1公开了从加速度传感器获得的加速度矢量数据，描绘在平面图。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：国际公开第2007/052631号

然而，在所述现有技术中，根据加速度矢量数据能够知道安装了加速度传感器部位的动作，但不知道进行该动作时的被计测者的姿势。例如，步行时的姿势与安装部位的动作不对应，所以难以知道被计测者实际的动作。

发明内容

于是，本发明的目的在于，提供一种在视觉上容易知道被计测者的动作的动作显示系统等。

为了达到所述目的，本发明的一个方案涉及的动作显示系统，具备：加速度传感器，检测被计测者的规定的部位的加速度；标识符部，被安装在所述被计测者，用于在所述运动图像内决定所述部位的位置；重叠部，使根据所述加速度传感器检测出的加速度而生成的所述部位的动作轨迹，与所述运动图像同步地重叠到由所述摄影部生成的运动图像内的、由所述

标识符部决定的所述部位的位置；以及显示部，显示由所述重叠部重叠了所述动作轨迹的运动图像。

此外，本发明的一个方案，能够作为使计算机作为所述动作显示系统来发挥作用的程序来实现。或者也可以作为存储该程序的计算机可读取的记录介质来实现。

通过本发明涉及的动作显示系统等，能够在视觉上容易知道被计测者的动作。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的动作显示系统的功能构成的方框图。

图2是表示实施方式1涉及的动作显示系统的具体构成的概略图。

图3是表示实施方式1涉及的加速度传感器被安装在被计测者的模样的图。

图4是表示实施方式1涉及的根据加速度传感器检测出的加速度数据而生成的规定的部位的动作轨迹的图。

图5是表示实施方式1涉及的重叠部进行的重叠处理的图。

图6是表示实施方式1涉及的动作显示系统的动作的流程图。

图7是实施方式1的变形例涉及的加速度传感器安装在被计测者的模样的图。

图8是表示实施方式2涉及的动作显示系统的功能构成的方框图。

图9是表示实施方式2涉及的根据加速度传感器检测出的加速度数据而生成的规定的部位的、在三维坐标系中的动作轨迹的图。

图10是表示在实施方式2中安装在被计测者上的多个加速度传感器的水平面内的安装位置的图。

图11是实施方式2涉及的加速度传感器的每个安装位置的动作轨迹，分别投影到水平面、前额面以及矢状面的图。

图12是用于说明实施方式2涉及的校正部的动作轨迹的校正的图。

图13是用于说明实施方式2涉及的动作轨迹的面积的算出方法的图。

具体实施方式

下面，参考附图来具体地说明本发明的实施方式涉及的动作显示系统。另外，下面说明的实施方式都是示出本发明的优选的一个具体例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接形式、步骤、步骤的顺序等，都是本发明的一个例子，主旨不是限制本发明。因而，在以下实施方式的构成要素中，表示本发明的最上位概念的方案所没有记载的构成要素，被说明为任意构成要素。

此外，各个图是模式图，并非是严密的图示。此外，在各个图中，对相同的构成部件附上相同的符号。

(实施方式1)

[动作显示系统]

首先，用图1～图3来说明本实施方式涉及的动作显示系统的概要。

图1是表示本实施方式涉及的动作显示系统1的功能构成的方框图。图2是表示本实施方式涉及的动作显示系统1的具体构成的概略图。图3 是表示本实施方式涉及的加速度传感器120被安装在被计测者200的模样的图。另外，在图1，虚线的箭头记号表示标识符部10通过摄影部30来拍摄，实线的箭头记号表示构成要素之间的信号(信息)的流程。这在后述的图8中也相同。

如图1所示，动作显示系统1具备标识符部10、检测部20、摄影部 30、重叠部40、显示部50。此外，如图2所示，动作显示系统1，为了实现图1表示的各处理部的功能，具备带状物100、摄像机130、计算机140、显示器150，该带状物100具有反射材料110以及加速度传感器120。

以下，针对动作显示系统1具备的各个构成要素的内容，利用附图详细说明。

[标识符部]

标识符部10被安装在被计测者200上，用于在运动图像内决定被计测者200的规定的部位的位置。换言之，标识符部10作为运动图像内的标记来发挥作用。规定的部位是加速度传感器120被安装的部分(以下记为“安装部位”)。

在本实施方式中，标识符部10是图2表示的反射材料110。或者，标识符部10可以是颜色标记。反射材料110，在摄影部30拍摄被计测者200 时，成为用于决定运动图像内的加速度传感器120的安装部位的记号。反射材料110，对于加速度传感器120的安装部位的相对位置是固定的。具体而言，反射材料110，设置在加速度传感器120的表面上。即反射材料110的位置，相当于加速度传感器120的安装部位的位置。

例如，反射材料110是加速度传感器120的铭牌。或者，在加速度传感器120的铭牌上附上颜色标记，以作为标识符部10。颜色标记是规定的颜色的记号。例如，颜色标记的颜色，是与被计测者200穿的衣服的颜色不同的颜色。

[检测部]

检测部20，检测被计测者200的规定的部位的加速度。检测部20，将检测出的加速度输出给重叠部40。检测部20，按照规定的检测速率(每单位时间的加速度的检测次数)来检测加速度，并向重叠部40输出。因此，重叠部40，被输入表示加速度的时间变化的时间序列数据。

在本实施方式，检测部20是图2表示的加速度传感器120。加速度传感器120例如是三轴加速度传感器，生成三维的加速度矢量数据。

加速度传感器120，在计算机140之间进行通信。加速度传感器120，例如通过无线通信，将生成的加速度矢量数据发送到计算机140。无线通信，例如根据Bluetooth(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)或者ZigBee(注册商标)等规定的无线通信标准来进行。

加速度矢量数据，包含时刻信息(时间戳记)。时刻信息，表示检测出加速度的时刻。另外，时刻信息，也可以表示计算机140从加速度传感器120 接收加速度矢量数据时的时刻。

加速度传感器120的检测速率，例如与摄像机130拍摄的运动图像的帧速率相同。因此，能够容易重叠后述的动作轨迹和运动图像。另外，加速度的检测速率和运动图像的帧速率可以不同。加速度矢量数据和运动图像的每一个均包含时刻信息，所以利用该时刻信息，使动作轨迹和运动图像同步地进行重叠。

[带状物]

在这里，说明用于将反射材料110以及加速度传感器120安装到被计测者200的构成。在本实施方式，如图2所示，带状物100具备反射材料 110以及加速度传感器120。通过将带状物100安装到被计测者200，从而将反射材料110安装到被计测者200上，并且将加速度传感器120安装到被计测者200的规定的部位。

带状物100是用于将反射材料110以及加速度传感器120安装到被计测者200的安装部件的一例。如图2所示，带状物100具备带子102、尼龙搭扣104。

带子102是细长形的带子或者绳子，通过缠绕在被计测者200的腰部、手臂、头部、脚部等而被固定。另外，带子102的材料，没有特别的限定，但是以不同于反射材料110(或者颜色标记)的材料以及颜色来形成。

尼龙搭扣104是用于固定带子102的固定具的一例。尼龙搭扣104具有环状面和钩状面，分别设置在带子102的两端部。通过结合环状面和钩状面，调整带子102的长度，将带状物100固定到被计测者200。

另外，在此，说明了尼龙搭扣104的例子，但是固定带子102的方法，不只限于此。带状物100可以具备带扣，而不是尼龙搭扣104。

图3是表示本实施方式涉及的加速度传感器120安装在被计测者200 的模样的图。

如图3所示的例子，通过带状物100安装在被计测者200的腰上，从而加速度传感器120以及反射材料110安装在被计测者200的腰的背面侧。另外，安装加速度传感器120以及反射材料110的位置即安装部位，不限于腰部，也可以是手臂、头部、脚部等。

另外，在本实施方式，利用带状物100将加速度传感器120安装到被计测者200，但不限于此。例如，加速度传感器120可以具备尼龙搭扣、别针、夹子等安装器具。加速度传感器120可以通过这些安装器具，安装到被计测者200。或者，被计测者200穿的衣服上设有口袋，也可以在该口袋里收纳加速度传感器120。此时，反射材料110等的标识符部10，可以安装在口袋的外表面等。

[摄影部]

摄影部30，通过拍摄被计测者200的动作从而生成运动图像。具体而言，摄影部30拍摄被计测者200，从而拍摄标识符部10(反射材料110)。另外，标识符部10，不需要一直拍摄。在运动图像中包含的规定的帧中没有拍摄标识符部10的情况下，重叠部40利用例如该帧前后的帧，来估计在该帧中的标识符部10的位置。

在本实施方式中，摄影部30是摄像机130。摄像机130，例如按照被计测者200的动作可以进行左右转动(pan)、上下转动(tilt)、变焦(zoom) 等。摄像机130，例如以被计测者200为中心进行拍摄。

摄像机130，在计算机140(或者显示器150)之间进行通信。摄像机130，例如通过无线通信，将生成的运动图像数据发送到计算机140。无线通信，例如根据Bluetooth、Wi-Fi或者ZigBee等规定的无线通信标准进行。另外，摄像机130，可以用LAN(Local Area Network)电缆等有线的方式，与计算机140进行通信。

[重叠部]

重叠部40，将根据由加速度传感器120检测出的加速度而生成的安装部位的动作轨迹，与运动图像同步地重叠到由摄影部30生成的运动图像内的、由标识符部10决定的安装部位的位置上。

在本实施方式，重叠部40，根据从加速度传感器120发送来的加速度数据，生成动作轨迹。具体而言，重叠部40利用被检测的加速度，决定从规定的部位的基准位置开始的位移量以及移动方向。基准位置，例如是被计测者200静止着时的加速度传感器120的安装部位。重叠部40，将决定的位移量以及移动方向，在三维坐标系或者二维坐标系上以时间序列连续描绘，从而生成动作轨迹。

图4是表示本实施方式涉及的根据加速度传感器120检测的加速度数据而生成的规定部位的动作轨迹220的图。在图4中，将动作轨迹220表示在二维的坐标系上。

二维的坐标系具体而言是相对于被计测者200的前额面(xy平面)、矢状面(yz平面)、水平面(xz平面)等。在本实施方式，动作轨迹220表示在矢状面上。即，在图4中x轴表示被计测者200的左右方向，y轴表示被计测者200的上下方向(也就是铅直方向)，z轴表示被计测者200的前后方向。

在本实施方式，重叠部40，为了将动作轨迹重叠到运动图像，所以用二维坐标系生成动作轨迹。或者，重叠部40可以将用三维坐标系生成的动作轨迹，坐标转换为二维坐标系。

如图1所示，重叠部40具备坐标转换部41。

坐标转换部41将动作轨迹220进行坐标变换，以使动作轨迹220的特定的点成为运动图像内的被计测者200的固定点。例如特定的点是动作轨迹220的坐标系中的原点210，固定点是运动图像内的加速度传感器120 的安装部位的位置。

在本实施方式，坐标转换部41，根据运动图像内的反射材料110的位置决定运动图像内的固定点，以特定的点成为被决定的固定点的方式，对动作轨迹220进行坐标转换。例如，反射材料110，能够使光反射，所以相当于反射材料110的部分，比其他亮度值高。因此，坐标转换部41，通过比较运动图像内的像素值与规定的阈值，从而将运动图像内的亮度值比该阈值高的部分，决定为反射材料110的位置。

另外，代替反射材料110，使用颜色标记的情况下，坐标转换部41，从运动图像内检测颜色标记的颜色，从而能够决定颜色标记的位置。

坐标转换部41，根据被决定的反射材料110的位置，将加速度传感器 120的安装部位的位置作为固定点来决定。在本实施方式，反射材料110 的位置就是加速度传感器120的安装部位的位置，所以坐标转换部41，将反射材料110的位置被决定为固定点。

在反射材料110的位置和加速度传感器120的安装部位的位置不同的情况下，坐标转换部41，根据加速度传感器120和反射材料110的位置关系，从反射材料110的位置决定加速度传感器120的安装部位的位置。具体而言，坐标转换部41，根据用户输入或者被计测者200的静止时的图像等获得从反射材料110到加速度传感器120为止的方向以及距离。坐标转换部41，针对反射材料110的位置，将获得的方向以及距离相加，从而算出加速度传感器120的位置。

坐标转换部41，在如上所述决定的运动图像内的固定点(加速度传感器 120的安装部位)，与动作轨迹220的坐标系的原点210一致的方式，对动作轨迹220进行坐标转换。加速度传感器120的安装部位，由于被计测者 200的动作或者摄像机130的动作，在运动图像内移动。因此，坐标转换部41，例如按照运动图像的每个帧，进行动作轨迹220的坐标转换。

重叠部40，将进行了坐标转换的动作轨迹220重叠到运动图像。此时，重叠部40，将动作轨迹220进行扩大，重叠到运动图像。即，运动图像中被拍摄的被计测者200的比例尺与动作轨迹220的比例尺是不同的。在本实施方式，加速度传感器120安装到被计测者200的腰上，所以比运动图像中的被拍摄的腰的动作，腰的动作通过动作轨迹220显示为很大。

图5是表示本实施方式涉及的重叠部40进行的重叠处理的图。具体而言，图5的(a)表示动作轨迹220，该动作轨迹220根据由加速度传感器120 检测出的加速度而生成。图5的(b)表示由摄像机130拍摄的运动图像。图 5的(c)表示重叠了动作轨迹220的运动图像。

如图5所示，被生成的运动图像中，动作轨迹220的原点210位于加速度传感器120的安装部位的位置上。即，按照加速度传感器120的安装部位的位置移动，动作轨迹220的原点210也移动。

另外，动作轨迹220，可以按照规定的期间或者定时来更新。更新是指删除紧之前为止的轨迹，描绘新的轨迹。例如，动作轨迹220，按照被计测者200的步行动作来更新。具体而言，按照被计测者200的步行的每一步来更新。因此，能够容易知道每一步的动作轨迹。

另一方面，动作轨迹220可以不更新。因此，在运动图像内连续显示动作轨迹，所以能够容易连续知道被计测者200步行的模样。

在本实施方式，重叠部40是计算机140。计算机140具有存放程序的非易失性存储器、用于执行程序的一时的存储区域即易失性存储器、输入输出端口、以及执行程序处理器等。

[显示部]

显示部50显示由重叠部40重叠了动作轨迹220的运动图像。在本实施方式中，显示部50是显示器150。显示器150，例如是液晶显示器(Liquid Crystal Display)等。

[动作]

图6是表示本实施方式涉及的动作显示系统1的动作的流程图。

首先，开始摄像机130的拍摄以及开始加速度传感器120的加速度检测(S10)。因此，通过摄像机130拍摄的运动图像(各帧的图像数据)、以及由加速度传感器120生成的加速度数据依次输入到计算机140。

接着，重叠部40(计算机140)，根据加速度数据生成动作轨迹(S20)。具体而言，重叠部40根据加速度，算出从基准位置的位移量以及其方向。重叠部40，例如生成如图4或者图5的(a)所示的动作轨迹220。

接着，重叠部40，将动作轨迹220重叠到运动图像(S30)。具体而言，以动作轨迹220的坐标系中的原点210与运动图像内的加速度传感器120 的安装部位的位置一致的方式，坐标转换部41对动作轨迹220进行坐标转换。

接着，显示部50显示被重叠了动作轨迹220的运动图像(S40)。

所述处理，例如按照运动图像的每个帧来进行。具体而言，重叠部40，将与运动图像的帧的时刻对应的动作轨迹220重叠到该帧。运动图像的帧没有输入的情况下，停止重叠处理。

因此，能够按照被计测者200的动作实时地将重叠了动作轨迹220的运动图像显示在显示器150。在拍摄了被计测者200的动作的运动图像上重叠了动作轨迹220，所以能够在视觉上容易知道被计测者200的动作。

另外，也可以不实时地重叠，可以先分别存储从加速度传感器120获得的加速度的时间序列数据、和由摄像机130拍摄的运动图像，并在运动图像的再现时，将动作轨迹220重叠到运动图像。在这个情况下，加速度传感器120，可以不具有无线通信功能。例如，加速度传感器120可以具有，用于存储加速度的时间序列数据的计算机140可读取的存储器。

[效果等]

如上所述，本实施方式涉及的动作显示系统1具备：加速度传感器120，检测被计测者200的规定的部位的加速度；摄影部30，通过拍摄被计测者 200的动作，从而生成运动图像；标识符部10，被安装在被计测者200，用于在运动图像内决定部位的位置；重叠部40，使根据加速度传感器120 检测出的加速度而生成的部位的动作轨迹220，与运动图像同步地重叠到由摄影部30生成的运动图像内的由标识符部10决定的部位的位置上；以及显示部50，显示由重叠部40重叠了动作轨迹220的运动图像。

这样，通过动作显示系统1，不仅由加速度传感器120检测部位的加速度，还通过拍摄被计测者200的动作，从而生成运动图像。因此，使加速度的时间序列数据与运动图像的时刻信息建立对应，从而能够使运动图像的各帧与加速度数据建立对应。此外，根据加速度数据能够算出部位的位移，所以能够使部位的动作轨迹220与运动图像建立对应。

因此，在运动图像重叠动作轨迹220，从而能够同时观察被计测者200 的动作以及姿势和部位的动作轨迹220。以往是分别显示了运动图像和动作轨迹，所以在观察动作时，观看者的视线需要移动，分别看运动图像和动作轨迹。对于此，通过本实施方式，在运动图像重叠了动作轨迹220，所以观看者不用移动视线，能够在视觉上容易知道被计测者200的动作。

此时，动作显示系统1具备标识符部10，所以能够容易检测运动图像内的标识符部10的位置。因此，能够容易决定运动图像内的加速度传感器 120的安装部位的位置，所以能够按照该安装部位的位置重叠动作轨迹220。

另外，作为生成动作轨迹220的方法，可以利用对由摄像机130生成的运动图像进行图像处理。然而，在利用运动图像生成动作轨迹220的情况下，摄像机130与被计测者200之间的距离越长，通过图像处理检测部位的变动就越难。换言之，根据运动图像生成动作轨迹时，测量的自由度低。

对于此，动作显示系统1，为了生成动作轨迹220，利用由加速度传感器检测出的加速度数据，而不是利用运动图像。因此，例如具备重叠部40 的计算机140能够与加速度传感器120进行无线通信的范围，则根据加速度数据，高精度地生成部位的动作轨迹220。因而，通过本实施方式，能够实现测量自由度高的动作显示系统1。

此外，例如重叠部40具备坐标转换部41，该坐标转换部41以动作轨迹220的特定的点成为运动图像内的被计测者200的固定点的方式，对动作轨迹220进行坐标转换，并且重叠部40将进行了坐标转换的动作轨迹 220重叠到运动图像。

因此，以动作轨迹220的特定的点成为运动图像内的固定点的方式，进行坐标转换，所以例如能够将成为动作轨迹220的基准的点，调整到运动图像内的加速度传感器120的安装部位。因此，能够在视觉上更容易知道动作轨迹220与运动图像内的被计测者200的动作之间建立的对应。

此外，例如特定点是动作轨迹220的坐标系的原点210，固定点是运动图像内的部位的位置。

因此，能够将动作轨迹220的坐标系的原点210，调整到在运动图像内的加速度传感器120的安装部位，所以能够在视觉上更容易知道动作轨迹220与运动图像内的被计测者200的动作之间建立的对应。

此外，例如，标识符部10的相对于部位的相对位置是固定的，坐标转换部41，根据运动图像内标识符部10的位置决定运动图像内的固定点，以特定点成为决定固定点的方式，对动作轨迹220进行坐标转换。

因此，根据标识符部10和加速度传感器120的安装部位的位置关系，决定运动图像内的加速度传感器120的安装部位，所以标识符部10和加速度传感器120可以安装在不同的部位。因此，例如即使由于被计测者200 的动作，加速度传感器120没有拍摄的情况下，也根据标识符部10的位置，决定加速度传感器120的安装部位。因此，能够提高加速度传感器120的安装部位的自由度，也能够提高测量的自由度。

此外，例如标识符部10是颜色标记或者反射材料。

因此，能够高精度地提取运动图像内的标识符部10的位置，从而能够高精度地决定加速度传感器120的位置。

另外，本实施方式涉及的技术，不仅作为动作显示系统1来实现，也可以作为程序来实现，该程序用于使计算机作为上述的动作显示系统1来发挥作用。或者，也可以作为记录了该程序的计算机能够读取的 DVD(Digital Versatile Disc)等记录介质来实现。

即上述全体或具体的实施方式，可以用系统、装置、集成电路、计算机程序或计算机能够读取的记录介质来实现，也可以任意组合系统、装置、集成电路、计算机程序以及记录介质来实现。

(变形例)

在所述实施方式中表示了只设置1个标识符部10(反射材料110)的情况，但不限于此。动作显示系统，可以具备多个标识符部。多个标识符部，被安装在被计测者200的相互不同的部位。在本变形例中，多个标识符部，被安装在将被计测者夹在中间彼此相对的位置。

图7是表示本变形例涉及的加速度传感器120安装在被计测者200的模样的图。具体而言，图7的(a)表示被计测者200的背面侧，(b)表示被计测者200的正面侧。

如图7所示，两个反射材料110以及111，被设置在被计测者200的背面和前面。

两个反射材料110以及111的各自与加速度传感器120的安装部位的相对的位置关系是固定的。例如反射材料110，设置在加速度传感器120 的外表面。也就是反射材料110位于加速度传感器120的安装部位。

反射材料111，将被计测者200夹在中间设置在反射材料110的相反侧。例如，两个反射材料110以及111之间的距离以及方向是预先规定的。坐标转换部41，根据用户输入或者被计测者200的静止时的图像等来获得从反射材料110到反射材料111为止的方向以及距离。

在本变形例中，重叠部40，在运动图像内决定两个反射材料110以及 111的至少一方的位置。因此，重叠部40能够根据决定的位置，决定加速度传感器120的安装部位的位置。

例如，用摄像机追拍被计测者200的动作的情况下，不限于能够经常拍摄反射材料110(标识符部10)。由于被计测者200的别的部位(例如，手臂)等遮住反射材料110，可能会发生不能拍摄的情况。

此时，例如，根据前后的帧中的被拍摄的反射材料110的位置，通过插补处理等来估计在对象帧中被拍摄的反射材料110的位置。在没有拍摄反射材料110的期间是一瞬间等短的期间时，能够进行高精度估计。

然而，例如，没有拍摄反射材料110的时间较长的情况下，不能够估计反射材料110的正确的位置，所以难以决定重叠动作轨迹220时的成为基准的位置。

对于此，本变形例涉及的动作显示系统具备多个标识符部10，多个标识符部10，以夹着被计测者200的方式相对设置。

因此，动作显示系统具备多个标识符部10，所以多个标识符部10中的任意一个被拍摄到运动图像中，则就能决定加速度传感器120的安装部位。例如，即使没有拍摄反射材料110的情况下，根据反射材料111的位置，能够决定加速度传感器120的安装部位。因此，能够高精度地进行动作轨迹220的重叠。

此外，不需要总是拍摄一个标识符部10，能够提高摄像机130的摄影自由度。因此，能够提高测定的自由度。

(实施方式2)

下面说明实施方式2涉及的动作显示系统。

在实施方式1涉及的动作显示系统1中，将动作轨迹用二维坐标系来表示，但是本实施方式涉及的动作显示系统中，将动作轨迹用三维坐标系来表示，这一点不同。此外，在本实施方式涉及的动作显示系统中，与加速度传感器120的安装位置对应地进行校正。此外，下面以与实施方式1 不同的部分为中心进行说明，对于相同的部分有时会省略或者简化说明。

图8是表示本实施方式涉及的动作显示系统301的功能构成的方框图。如图8所示，动作显示系统301，与实施方式1涉及的图1表示的动作显示系统1比较时不同之处是具备重叠部340，而不是重叠部40，以及新具备校正部360以及估计部370。

重叠部340，将用三维坐标系表示的部位的动作轨迹，重叠到运动图像内的部位的位置。在本实施方式中，重叠部340，重叠由校正部360校正的三维坐标系的动作轨迹。具体的处理，除了利用由校正部360校正的三维坐标系的动作轨迹，而不是利用二维坐标系的动作轨迹这一点之外，与实施方式1涉及的重叠部40同样。

图9是表示本实施方式涉及的根据由加速度传感器120检测的加速度数据生成的规定的部位的、在三维坐标系中的动作轨迹420的图。在图9 中，粗的虚线表示动作轨迹420、细的实线表示三维坐标系的各轴(x轴，y 轴以及z轴)。另外，图9表示的三维坐标系的动作轨迹420投影到水平面 (xz平面)、前额面(xy平面)、矢状面(yz平面)的任一个，从而能够得到实施方式1说明的二维坐标系的动作轨迹。

校正部360，根据由加速度传感器120检测出的三维的加速度数据，生成三维坐标系的动作轨迹420。在本实施方式，校正部360校正加速度传感器120没有正确安装的情况下的动作轨迹(图11表示的动作轨迹421 以及422)的偏差。具体而言，校正部360校正动作轨迹相对于基准方向的倾斜。

估计部370，估计被计测者的步行的左右的动作。具体而言，估计部 370，根据由校正部360校正的动作轨迹，估计被计测者的步行的代表性动作。代表性动作是脚跟着地、脚底着地、站立中期、脚跟离地、脚指离地以及摆荡中期等。

估计部370，将构成动作轨迹420的多个微小三角形的每一个面积进行累计，从而估计被计测者步行的左右的动作。后边说明估计处理的详细。

校正部360以及估计部370由存放程序的非易失性存储器、用于执行程序的一时的存储区域即易失存储器、输入输出端口、执行程序的处理器等构成。

[倾斜的校正]

在这里说明没有正确安装加速度传感器120的情况下的动作轨迹的偏差。

图10是表示在本实施方式中安装在被计测者200上的多个加速度传感器的水平面内的安装位置的图。另外，图10表示安装在被计测者200的腰上的带状物500的沿着水平面的截面图。

本实施方式涉及的加速度传感器120，固定在带状物500的带子102 上。通过带状物500安装在被计测者200的腰等，从而加速度传感器120 生成安装部位(装配部位)的三维的加速度矢量数据。

如图10所示，在带状物500的带子上，安装了加速度传感器521以及522。加速度传感器521以及522的功能分别与加速度传感器120相同，只有安装位置是不同的。具体而言，加速度传感器521被安装在加速度传感器120的向左偏离6cm的位置上。加速度传感器522，被安装在加速度传感器120的向右偏离6cm的位置上。另外，加速度传感器521以及522 是，在加速度传感器120没有安装在正确的位置的情况下为了收集数据而安装的检验用的加速度传感器。

在本实施方式中，加速度传感器120的正确的安装位置是被计测者200 的腰的背部侧的中央。带状物500安装在被计测者200的腰部周围，所以偏离了正确的位置的加速度传感器521以及522，如图10所示相对于基准方向D倾斜。在此加速度传感器521以及522的倾斜角分别设为α以及β。

基准方向D按照安装在正确位置上的加速度传感器120的姿势而被规定。例如，基准方向D是与加速度传感器120和被计测者200的接触部分正交的方向。在此加速度传感器120安装在被计测者200的腰的背部侧的中央，所以基准方向D成为被计测者200的前后方向(z轴方向)。

图11是本实施方式涉及的加速度传感器120、521以及522的每个安装位置的动作轨迹420、421以及422，分别投影到水平面、前额面以及矢状面的图。动作轨迹420，421以及422与实施方式1同样用二维坐标系来表示。

如图11所示，向左偏离6cm的位置上安装的加速度传感器521的动作轨迹421，相当于在正确位置上安装的加速度传感器120的动作轨迹420，以倾斜角α向左倾斜。同样，向右偏离6cm的位置上安装的加速度传感器 522的动作轨迹422，相当于在正确位置上安装的加速度传感器120的动作轨迹420，以倾斜角β向右倾斜。

如图11所示，根据加速度传感器521或者522生成的二维坐标系的动作轨迹421或者422，与根据加速度传感器120生成的二维坐标系的动作轨迹420比较时，其形状变形。因此，有可能产生估计部370的左右的动作的估计结果出现错误。

于是，在本实施方式中，校正部360，对动作轨迹421或者422相对于基准方向D的倾斜进行校正。具体而言，校正部360利用三维的旋转矩阵，使动作轨迹421或者422旋转。另外，例如设前额面为xy平面,水平面为xz平面，矢状面为yz平面。

具体而言，校正后的坐标系(X,Y,Z)的坐标值，能够用校正前的坐标系 (x,y,z)的坐标值来表示。具体而言，使校正前的坐标系(x,y,z)以x轴为中心旋转角度θ，成为(x，Y’,Z’)、进一步以Y’轴为中心旋转角度ψ，成为 (X’,Y’,Z)。进而，以Z轴为中心旋转角度φ，从而与(X,Y,Z)一致。因此，校正后的坐标系(X,Y,Z)，用以下(式1)来表示。

[数1]

(式1)

例如，如图10表示的加速度传感器521，在水平面的倾斜为α，前额面以及矢状面没有倾斜的情况下，如所述(式1)，通过代入θ＝0，ψ＝0，φ＝α，能够校正动作轨迹421。

图12是用于说明本实施方式涉及的校正部360的动作轨迹的校正的图。在图12表示从前额面看旋转前(即校正前)的动作轨迹420、421以及422 时的图。

如图12所示，将从加速度传感器521获得的动作轨迹421旋转倾角α。因此，能够使旋转后(即校正后)的动作轨迹421a，接近于根据加速度传感器120获得的动作轨迹420。同样，将从加速度传感器522获得的动作轨迹422旋转倾斜角β。因此，能够使旋转后的动作轨迹422a，接近于根据加速度传感器120获得的动作轨迹420。

因此，即使加速度传感器120没有安装在正确的位置的情况下，根据相对于正确安装的位置的偏差，校正动作的轨迹，从而能够生成与安装在正确位置上的情况相同的动作轨迹。

[估计处理]

在此，说明估计部370进行的被计测者200的步行的动作的估计处理。

例如，如图12所示，将根据加速度传感器120检测出的三维的加速度数据而生成的动作轨迹420，投影到前额面的情况下，画出与利萨茹曲线相似的曲线。根据该利萨茹曲线的左侧面积与右侧面积的比，估计部370 对被计测者200的步行的左右的平衡进行估计。例如，左侧面积和右侧面积相等时，能够估计被计测者200左右平衡地良好地步行。

以下，对于利萨茹曲线的面积算出方法，利用图13来说明。图13是用于说明本实施方式涉及的动作轨迹420的面积的算出方法的图。根据计测点的数量N是偶数(2n)还是奇数(2n+1)，从而面积的算出方法不同。

另外，在图13，白色圆表示计测点，各个白色圆的附近记载的数值表示计测点的编号。将计测点按照编号顺序连接的粗实线相当于动作轨迹 420。此外，连接3个计测点的细线的三角形的当中记载的数值，表示三角形的编号。表示三角形的编号的数值，为了区别计测点的编号，用四边形画框来表示。

<计测点的数量N为偶数(2n)的情况下>

如图13的(a)所示，估计部370，针对计测点1到计测点n-1，求出三角形2i-1以及2i(i＝n-1)的面积。三角形的面积，能够利用各个边的长度，能够根据海伦公式算出。三角形的各边的长度，能够根据各个顶点的坐标来算出。在此，如图13的(c)所示，三角形2i-1以及2i中一个边是共同的。三角形2i-1的面积S1以及三角形2i的面积S2分别用以下的(式2)来表示。

[数2]

(式2)

从三角形1到三角形2n-2为止的面积的总和成为利萨茹曲线的左侧 (或者右侧)的面积。

<计测点的数量N为奇数(2n+1)的情况下>

如图13的(b)所示，估计部370，针对计测点1到计测点n-1，求出三角形2i-1以及2i(i＝n-1)的面积。具体而言，与数量N为偶数(2n)的情况相同，根据海伦公式算出。进而，估计部370针对计测点n，求出三角形2n-1 的面积。从三角形1到三角形2n-1为止的面积的总和成为利萨茹曲线的左侧(或者右侧)的面积。

[效果等]

如上所述，在本实施方式涉及的动作显示系统301中，加速度传感器 120是三轴加速度传感器，重叠部340，重叠三维坐标系表示的部位的动作轨迹420。

因此，重叠由三维坐标系表示的动作轨迹，所以能够立体地同时观察被计测者200的动作以及姿势和部位的动作轨迹。因此，能够在视觉上容易知道被计测者200的动作。

此外，例如，动作显示系统301还具备校正部360，校正相对于基准方向D的动作轨迹的倾斜，重叠部340，重叠由校正部360校正的动作轨迹。

因此，即使加速度传感器120没有安装在正确的位置的情况下，也能够获得与安装在正确的位置的情况相同的动作轨迹。因此，能够正确地掌握被计测者200的部位的动作。

此外，例如，动作显示系统301，还具备估计部370，通过对构成动作轨迹420的多个微小三角形的每一个的面积进行累计，从而估计被计测者200的步行的左右的动作。

因此，能够高精度地算出动作轨迹420的面积，所以能够高精度地估计被计测者200的步行的左右的动作。

(其他)

以上基于上述各个实施方式及其变形例对本发明所涉及的动作显示系统进行了说明，不过本发明并非受上述的实施方式所限。

例如，在所述实施方式1中，动作轨迹220的特定的点是动作轨迹220 的坐标系的原点210的例子，但不限于此。例如特定的点可以是动作轨迹 220与x轴、y轴以及z轴的任一个交叉的点、或者动作轨迹220与xy平面、yz平面以及xz平面的任一个交叉的点。或者特定的点可以是动作轨迹220的重心、或者初始位置。

此外，例如在所述实施方式1，作为实现摄影部30、重叠部40以及显示部50的构成，示出了摄像机130、计算机140以及显示器150，但不限于此。例如，摄像机130具备的显示器，可以显示重叠了动作轨迹220的运动图像。即，摄像机130，不仅具有摄影部30的功能，也可以具有重叠部40以及显示部50的功能。

另外，针对上述实施方式实施本领域技术人员所能够想到的各种变形而得到的实施方式，以及在不脱离本发明的主旨的范围内对上述实施方式的构成要素以及功能进行任意组合而实现的实施方式均包含在本发明内。

符号说明

1，301 动作显示系统

10 标识符部

20 检测部

30 摄影部

40，340 重叠部

41 坐标转换部

50 显示部

110，111 反射材料

120 加速度传感器

130 摄像机

140 计算机

150 显示器

200 被计测者

210 原点

220，420 动作轨迹

360 校正部

370 估计部

Claims (9)

1.一种动作显示系统，具备：

加速度传感器，检测被计测者的规定的部位的加速度；

摄影部，通过拍摄所述被计测者的动作，从而生成运动图像；

标识符部，被安装在所述被计测者，用于在所述运动图像内决定所述部位的位置；

重叠部，使根据所述加速度传感器检测出的加速度而生成的所述部位的动作轨迹，与所述运动图像同步地重叠到由所述摄影部生成的运动图像内的、由所述标识符部决定的所述部位的位置；以及

显示部，显示由所述重叠部重叠了所述动作轨迹的运动图像，

其中，所述重叠部具备坐标转换部，所述坐标转换部以所述动作轨迹中的特定的点成为所述运动图像内的所述被计测者的固定点的方式，对所述动作轨迹进行坐标转换，所述重叠部使进行了坐标转换的动作轨迹重叠到所述运动图像，

所述特定的点是所述动作轨迹的坐标系中的原点，

所述动作轨迹的所述原点与所述运动图像内的所述被计测者的所述固定点一致，且所述动作轨迹的所述原点根据所述运动图像内的所述固定点的移动而移动。

2.如权利要求1所述的动作显示系统，

所述固定点是所述运动图像内的所述部位的位置。

3.如权利要求2所述的动作显示系统，

所述标识符部的相对于所述部位的相对位置是固定的，

所述坐标转换部，根据所述运动图像内的所述标识符部的位置决定所述运动图像内的所述固定点，以所述特定的点成为决定的固定点的方式，对所述动作轨迹进行坐标转换。

4.如权利要求1所述的动作显示系统，

所述动作显示系统，具备多个所述标识符部，

多个所述标识符部，以夹着所述被计测者的方式相对设置。

5.如权利要求1所述的动作显示系统，

所述标识符部是颜色标记或者反射材料。

6.如权利要求1至5的任一项所述的动作显示系统，

所述加速度传感器是三轴加速度传感器，

所述重叠部，重叠以三维坐标系表示的所述部位的动作轨迹。

7.如权利要求6所述的动作显示系统，

所述动作显示系统还具备校正部，所述校正部校正相对于基准方向的所述动作轨迹的倾斜，

所述重叠部，重叠由所述校正部校正的动作轨迹。

8.如权利要求6所述的动作显示系统，

所述动作显示系统还具备估计部，所述估计部将构成所述动作轨迹的多个微小三角形的每一个面积进行累计，从而估计所述被计测者的步行的左右的动作。

9.一种记录介质，用于使计算机作为权利要求1至8的任一项所述的动作显示系统来发挥功能。

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