CN116127680A - 骑乘姿势优化设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种骑乘姿势优化设定方法，其步骤包含有：a)获得一骑乘者于骑乘一自行车时的一骑乘动作影像；b)获得骑乘者的一组肢体长度以及一组骑乘姿态关节角度；c)建立一优化算法；d)依据自行车所能调整的座垫与握把的水平位置与高度，于骑乘动作影像调整骑乘者的关节位置并对应地获得调整后的另一组骑乘姿态关节角度，将调整后地骑乘姿态关节角度代入优化算法；e)重复执行步骤d)，选取优化算法F的演算结果中的最小值，并获得对应上述最小值的座垫与握把的水平位置及高度。借此，能够获得优化骑乘姿势的建议。

Description

骑乘姿势优化设定方法

技术领域

本发明涉及一种自行车的骑乘姿势适配，特别是指一种自行车骑乘姿势优 化设定方法。

背景技术

在骑乘自行车时，例如在户外骑乘公路车或者是在室内骑乘健身车，通常 自行车骑乘者会做骑乘姿势适配(fitting)，借以确保自行车的各项零部件能够确 实地调整至适合自行车骑乘者的骑乘姿势，让自行车骑乘者在骑乘时能具有较 佳的骑乘表现与较佳的舒适性，更能有效减少运动伤害或酸痛。

已知现有技术中，已经有人利用手机的镜头来拍摄自行车的骑乘者的骑乘 姿势，并利用手机的应用程序(app)来分析与判断自行车骑士的骑乘姿势是否处 于最佳的状态，并给予建议应如何调整骑乘姿势。然而众所周知，骑乘姿势涉 及骑乘者的肢体尺寸以及各关节之间连线所形成的夹角等不同因素的影响，上 述各项夹角彼此之间的关系也是呈连动的状态，调整其中一项(例如调整膝关节 的最大外角)也很可能会连带地影响另一项(例如上半身与水平的夹角)，可能造 成骑乘者不知如何调整自行车的座垫与把手。

其次，各家自行车与健身车的产品(例如座垫、车把手)都不是标准品，各 家厂牌均有其不同的产品规格与其调整方式，相同一套的骑乘姿势的适配的应 用程序是难以一体适用于不同厂牌与型号的自行车，可见现有自行车的骑乘姿 势适配方法未臻完善而尚有可改进之空间。

发明内容

本发明的其中一个目的乃在于针对现有技术的缺失进行改良，进而提出一 种崭新的骑乘姿势优化设定方法，能够让骑乘者得知该如何调整自行车的座垫 与握把，借以调整出较佳的骑乘姿势。

缘是，依据本发明所提供的一种骑乘姿势优化设定方法，其步骤包含有：a)获得一骑乘者于骑乘一自行车时的一骑乘动作影像；b)从该骑乘动作影像 辨识该骑乘者的关节的位置并依据该骑乘者的关节的位置而获得该骑乘者的一 组肢体长度以及一组骑乘姿态关节角度(Pi)；c)建立一优化算法： F＝∑_i(W_i)*(P_i-M_i)，其中该算法F中的Wi为对应该组骑乘姿态关节角度 的一组权重，Mi为对应该组骑乘姿态关节角度的一组建议值；d)依据该自行 车的一座垫所能调整的一座垫水平位置与一座垫高度以及一握把所能调整的一 握把水平位置与一握把高度，于该骑乘动作影像调整该骑乘者的关节的位置并 对应地获得调整后的另一组骑乘姿态关节角度(Pi)，将调整后的该组骑乘姿态关 节角度(Pi)代入该优化算法F；e)重复执行步骤d)，选取优化算法F的计算结 果中的最小值，并获得对应上述最小值的座垫水平位置、座垫高度、握把水平 位置以及握把高度。

借此，骑乘者便能依据步骤e)中所获得的对应该最小值的座垫水平位置、 座垫高度、握把水平位置以及握把高度来直接调整自行车的握把与座垫的水平 位置以及高度，骑乘者便能依据上述信息调整自行车的座垫与握把，调整出较 佳的骑乘姿势。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。

附图说明

有关骑乘姿势优化设定方法的详细步骤与特点将于以下的实施例予以说 明，然而，应能理解的是，以下将说明的实施例以及图式仅只作为示例性地说 明，其不应用来限制本发明的申请专利范围，其中：

图1为实施例的步骤流程图；

图2为实施例的骑乘动作影像的拍摄示意图；

图3至图5为实施例的骑乘动作影像的示意图；

图6为实施例的骑乘姿态关节角度与建议值的对应图；

图7为实施例的骑乘姿态关节角度与权重的对应图；以及

图8为实施例的权重的决定方法的流程图。

其中，附图标记：

20：手机

30:自行车

31:座垫

32:握把

a:膝关节最大外角

b:膝关节最小外角

c:上半身与水平角度

d:髋关节最小角度

S1-S7:步骤

S4.1-S4.3:步骤

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术特点所在，兹举以下的实施例并配合图式说明 如后，其中：

如图1与图2所示，本发明实施例提供了一种骑乘姿势优化设定方法。本 实施例是以一智能型手机20来执行一应用程序(Application)，应用程序能被手 机加载以执行上述骑乘姿势优化设定方法，让骑乘者能够轻易地将自行车的座 垫水平位置、座垫高度、握把水平位置与握把高度调整到位，实现骑乘时的最 佳骑乘姿势。在通常状况下，也可以通过一普通计算机来执行一应用程序，让 普通计算机能加载应用程序以执行本实施例的骑乘姿势优化设定方法。本实施 例的骑乘姿势优化设定方法包含有以下步骤：

步骤S1：加载并执行手机20的应用程序，于手机20的用户界面上设定骑 乘者的等级、自行车30的种类以及骑乘者骑乘时所使用的握把32的把位。骑 乘者的等级包含但不限于休闲等级、进阶等级与专业等级，自行车30的种类包 含但不限于公路车、登山车、计时车与三铁车，把位包含但不限于上把、平把 与空气力学把。上述骑乘者的等级、自行车30的种类以及骑乘者骑乘时所使用 的握把32的把位的设定都会影响到后续步骤中的算法的建议值的数值，此一部 分将于后续段落做说明。

步骤S2：获得骑乘者于骑乘自行车30时的一骑乘动作影像。具体而言， 如图2所示，在架设好自行车30后，骑乘者开始骑乘自行车30。另一操作者 开始操作手机20的应用程序，应用程序开启手机20的相机以拍摄骑乘者于骑 乘自行车30时的骑乘动作影像。值得说明的是，为了得到良好的骑乘动作影像 并为了进行后续骑乘动作影像的分析，在实际进行骑乘动作影像的拍摄之前， 还可能会进行骑乘者的镜头姿态调整以及长度校正等步骤。

步骤S3：手机20从步骤S2中所拍摄的骑乘动作影像辨识骑乘者的关节的 位置(如图3所示)，上述关节的位置包含但不限于骑乘者的腕关节、肘关节、 肩关节、髋关节与膝关节。之后手机20依据上述辨识出的骑乘者的关节的位置 而获得骑乘者的一组肢体长度以及一组骑乘姿态关节角度(Pi)，肢体长度包含但 不限于骑乘者的前臂长度、上臂长度、上半身长度、大腿长度与小腿长度。骑 乘姿态关节角度包含但不限于膝关节最大外角a、膝关节最小外角b、上半身与 水平夹角c与髋关节最小角度d(见图3、图4与图6)。

步骤S4：建立一优化算法：F＝∑_i(W_i)*(P_i-M_i)。其中算法F中的i为 各项骑乘姿势角度，Wi为对应上述骑乘姿态关节角度的一组权重，Mi为对应 上述骑乘姿态关节角度的一组建议值，建议值如图6所示，其对应于步骤中骑 乘者所选取的自行车30种类、把位以及骑乘者等级。以自行车30种类为公路 车，把位为上把并且骑乘者等级为休闲为例，建议值的数值为(a2-a1)/2。

权重的决定方式说明如下。请配合参考图7与图8，其包含有以下步骤：

步骤S4.1：从上述骑乘姿态关节角度中选取二种关节角度。举例来说，如 图7所示，先考虑座垫高度对骑乘姿态关节角度的影响，并选取膝关节最大外 角a与膝关节最小外角b。

步骤S4.2：评估上述二种关节角度的重要性，判断并选取膝关节最大外角 a与膝关节最小外角b哪一个具有较高的重要性，例如在图7中，是选择膝关 节最小外角b具有较高的重要性。

步骤S4.3：依据不同的排列组合，重新在骑乘姿态关节角度中选取另外二 种关节角度，例如在图7中，选取选取膝关节最大外角a与上半身与水平角度 c，并重新执行步骤S4.2，于本实施例中，是选取膝关节最大外角a具有较高的 重要性。之后再选取另外二种关节角度，直到全部的排列组合的关节角度选取 作完为止，因而做出图7的表。接着，计算该组骑乘姿态关节角度中的每一种 关节角度被选取为较重要者的次数，并计算该次数的占比，由该组骑乘姿态关 节角度中的每一种关节角度的次数的占比来决定该组权重。以本实施例说，会 针对做垫高度做完步骤S4.1到步骤S4.3一次，之后再针对座垫水平位置、握 把高度与握把水平位置做出类似于图7的表，最后计算每一种关节角度的次数 的占比来决定该种关节角度的权重。举例来说，假设选取膝关节最大外角a的 次数为9次，选取膝关节最小外角b的次数为7，选取上半身与水平角度c的 次数为5次，选取髋关节最小角度d的次数为3次，因此膝关节最大外角a、 膝关节最小外角b、上半身与水平角度c以及髋关节最小角度d的权重计算结 果将分别为

步骤S5：手机20的应用程序依据自行车30的座垫31所能调整的座垫水 平位置与座垫高度以及握把32所能调整的握把水平位置与握把高度，于骑乘动 作影像调整骑乘者的关节位置并对应地获得调整后的另一组骑乘姿态关节角 度。以图5说明之，座垫31的高度被调高了，因此对应地调整髋关节的位置， 并对应地调整其他的关节的位置，并重新计算各项骑乘姿势关节角度。之后， 将调整后的该组骑乘姿态关节角度(Pi)代入步骤S4的优化算法F以得到另一个 演算结果。须说明的是，于步骤S5中，是依据自行车30实际所能调整的座垫 水平位置、座垫高度、握把水平位置与握把高度进行调整，例如座垫水平位置 只能调整前、后移动10公分，因此座垫水平位置所能调整的最大值与最小值为 ±10公分。

步骤S6：重复执行步骤S5，应用程序选取优化算法F的演算结果中的最 小值，并选取对应于上述最小值的座垫水平位置、座垫高度、握把水平位置以 及握把高度。例如，当算法F的演算结果出现最小值时，最小值所对应的座垫 水平位置为0公分，座垫高度为3公分，握把水平位置为-1公分(即向后1公分) 以及握把高度为1公分(即座垫水平位置、座垫高度、握把水平位置与握把高度 的建议数值)，因此骑乘者便能依据上述建议数值来调整座垫31与握把32的水 平位置与高度，即可调整出骑乘者骑乘此自行车30的最佳骑乘姿势。

步骤S7：于手机20的屏幕上显示对应于上述最小值的座垫水平位置、座 垫高度、握把水平位置以及握把高度的信息，以利骑乘者调整座垫31与握把 32。

通过本实施例骑乘姿势优化设定方法，由于骑乘者已经能在步骤S6获得 对应算法所计算出来的最小值所对应的座垫水平位置、座垫高度、握把水平位 置以及握把高度的建议数值，因此骑乘者便能依据上述建议数值来调整座垫31 与握把32，如此便能调整出符合骑乘者最佳的骑乘姿势，让骑乘者更佳地骑乘 自行车30。另一方面，本实施例于步骤S4的算法中增加了权重，由于调整座 垫31与握把32的位置与高度，对于各种骑乘姿态关节角度的影响不一，而且 同一个座垫31与握把32的调整方式，也可能同时对多种骑乘姿态关节角度不 同程度的影响，因此在加入权重的情况下，手机20便能依据算法F所计算出 的结果建议出更适合骑乘者的骑乘姿势。另一方面，由于本实施例是在步骤S5 中，依据自行车30的座垫31与握把32实际所能调整的水平位置与高度来获得 演算结果的最小值，因此本实施例的骑乘姿势优化设定方法所给出的调整座垫 31与握把32的建议更能符合自行车30的厂牌与型号实际所能调整的范围，更 能给出更具体的调整建议，借以调整出较佳的骑乘姿势，以上皆为本实施例的 重点所在。

最后，必须再次说明的是，本发明于前述实施例中所揭露方法仅为举例说 明，并非用来限制本发明的专利范围，举凡未超脱本发明精神所作的简易步骤 的变化，仍应属于本发明申请专利范围涵盖的范畴。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这 些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种骑乘姿势优化设定方法，其特征在于，其步骤包含有：

a)获得一骑乘者于骑乘一自行车时的一骑乘动作影像；

b)从该骑乘动作影像辨识该骑乘者的关节的位置并依据该骑乘者的关节的位置而获得该骑乘者的一组肢体长度以及一组骑乘姿态关节角度(Pi)；

c)建立一优化算法：F＝∑_i(W_i)*(P_i-M_i)，其中该算法F中的Wi为对应该组骑乘姿态关节角度的一组权重，Mi为对应该组骑乘姿态关节角度的一组建议值；

d)依据该自行车的一座垫所能调整的一座垫水平位置与一座垫高度以及一握把所能调整的一握把水平位置与一握把高度，于该骑乘动作影像调整该骑乘者的关节位置并对应地获得调整后的另一组骑乘姿态关节角度(Pi)，将调整后的该组骑乘姿态关节角度(Pi)代入该优化算法F；

e)重复执行步骤d)，选取该优化算法F的计算结果中的最小值，并获得对应该最小值的该座垫水平位置、该座垫高度、该握把水平位置以及该握把高度。

2.根据权利要求1所述的骑乘姿势优化设定方法，其特征在于，该骑乘姿态关节角度包含有该骑乘者的膝关节最大外角、该骑乘者的膝关节最小外角、该骑乘者的上半身与水平夹角、该骑乘者的髋关节最小角度。

3.根据权利要求1所述的骑乘姿势优化设定方法，其特征在于，更包含有步骤f)显示对应该最小值的该座垫水平位置、该座垫高度、该握把水平位置以及该握把高度。

4.根据权利要求1所述的骑乘姿势优化设定方法，其特征在于，在步骤a)之前，还设定该骑乘者的等级，并依据该骑乘者的等级、该自行车的车种与该骑乘者骑乘该自行车时的握把把位而决定该组建议值。

5.根据权利要求1所述的骑乘姿势优化设定方法，其特征在于，在步骤c)中，该优化算法的该组权重是由以下方法决定：

g1)从该组骑乘姿态关节角度中选取二种关节角度；

g2)评估上述二种关节角度的重要性，并选取步骤g1)中所选取的二种关节角度中较重要者；

g3)依据不同的排列组合，重新于该组骑乘姿态关节角度中选取另外二种关节角度，并重新执行步骤g2)，直到全部的排列组合的关节角度选取作完为止，计算该组骑乘姿态关节角度中的每一种关节角度被选取为较重要者的次数，并计算该次数的占比，由该组骑乘姿态关节角度中的每一种关节角度的次数的占比来决定对应的该种关节角度权重。

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