JP2003135643A - Sensor board for detecting start operation, and start operation-judging apparatus - Google Patents

Sensor board for detecting start operation, and start operation-judging apparatus

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JP2003135643A
JP2003135643A JP2001341592A JP2001341592A JP2003135643A JP 2003135643 A JP2003135643 A JP 2003135643A JP 2001341592 A JP2001341592 A JP 2001341592A JP 2001341592 A JP2001341592 A JP 2001341592A JP 2003135643 A JP2003135643 A JP 2003135643A
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sensor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make further accurate a start operation-judging apparatus, to provide the start operation-judging apparatus that can be also applied to the race of a car such as a wheelchair, and to provide a sensor board for detecting start operation. SOLUTION: A sensor 1 such as a strain gauge that is provided near a position where the deflection of a board on the surface of a sensor board 2 for detecting start operation is maximized is provided. An input signal obtained by A/D-converting the output signal of the sensor 1 is compared with two comparison signals obtained by smoothing and delaying the input signal and giving a threshold up and down to generate a detection signal. Time at the point of inflection of a comparison signal immediately nearby by going back from the second time that is delayed by specific time from the first time where a signal in detection is generated is specified. Based on it, a player obtains the starting point of the start operation, thus accurately obtaining the operation start point without any errors due to the threshold.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は競技者のスタート動
作を判定するためのスタート動作検出用センサボードお
よびスタート動作判定装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a start action detecting sensor board for determining a start action of a competitor and a start action determining device.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、陸上競技、特に短距離種目のスタ
ート時のフライング判定に用いられるスタート動作判定
装置がある。フライングは、スタータの「よーい」の合
図から適切な時間(ほぼ2秒前後)になっても競技者が
静止しない場合、競技者がスタート音(スタート信号)
から0.100秒未満にスタート動作を起こした場合と
されている。スタート動作判定装置は、競技者のスター
ト動作を検出し、この検出タイミングとスタート信号の
発生タイミングとを比較することによってフライングの
判定を行うためのものであり、例えば、特開平8−22
9179号公報に開示されるものがある。これは、図6
に示すようにスターティングブロック61に、競技者の
スタート動作により、スターティングブロック61のフ
ットプレートに加わる後方への荷重を受けるようにセン
サ62を設け、センサ62の出力をスタート判定装置6
3によって処理してスタート動作を判定するものであ
る。スタート判定装置63は、図7に示すようにローパ
スフィルタ71、A/D変換回路72、平滑回路73、
遅延回路74、加算回路75、比較回路76から構成さ
れている。ローパスフィルタ71により、センサ62の
ノイズ成分を除去し、A/D変換回路72に与える。A
/D変換回路72は、この出力をA/D変換して第1の
デジタル信号を発生する。平滑回路73は所定のサンプ
ル数の第1のデジタル信号の移動平均を取り、平滑化し
て第2のデジタル信号として出力する。加算回路75は
遅延回路74を介した第2のデジタル信号に競技者のス
タート動作以外の僅かな体の揺れ等によるノイズを分離
するためのしきい値としての基準値を加算し、第2のデ
ジタル信号にオフセットを与える。比較回路76は、第
1のデジタル信号と、加算回路75によってオフセット
を与えられた第2のデジタル信号とを比較し、これらの
デジタル信号の一致を検出し、これをスタート動作と判
定する。スタート判定装置63は、スタート動作により
生じるセンサ62の出力電圧の特定周波数成分の増加を
検出するため、スタート動作を高精度の判定を可能とす
る。
2. Description of the Related Art At present, there is a start motion judging device used for judging the flying condition of athletics, especially at the start of a short distance event. Flying starts with a start sound (start signal) when the competitor does not stand still within an appropriate time (approximately 2 seconds) from the starter's "Good" signal.
It is said that the start operation is started in less than 0.100 seconds. The start motion determination device is for detecting a competitor's start motion and making a determination of flying by comparing the detection timing with the generation timing of the start signal. For example, JP-A-8-22
There is one disclosed in Japanese Patent No. 9179. This is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, a sensor 62 is provided on the starting block 61 so as to receive a rearward load applied to the foot plate of the starting block 61 by the start motion of the athlete, and the output of the sensor 62 is used as the start determination device 6
3, the start operation is determined. As shown in FIG. 7, the start determination device 63 includes a low pass filter 71, an A / D conversion circuit 72, a smoothing circuit 73,
The delay circuit 74, the addition circuit 75, and the comparison circuit 76 are included. The low-pass filter 71 removes the noise component of the sensor 62 and supplies it to the A / D conversion circuit 72. A
The / D conversion circuit 72 A / D converts this output to generate a first digital signal. The smoothing circuit 73 takes a moving average of the first digital signal of a predetermined number of samples, smoothes it, and outputs it as a second digital signal. The adder circuit 75 adds a reference value as a threshold value for separating noise due to slight body shake other than the start motion of the athlete to the second digital signal that has passed through the delay circuit 74, and the second digital signal is added. Apply offset to digital signals. The comparator circuit 76 compares the first digital signal with the second digital signal offset by the adder circuit 75, detects a match between these digital signals, and determines this as a start operation. Since the start determination device 63 detects an increase in the specific frequency component of the output voltage of the sensor 62 caused by the start operation, it is possible to determine the start operation with high accuracy.

【0003】競技者によってはスタート位置についた際
にスターティングブロック61のフットプレート64の
上端側につま先を掛ける者もおり、この場合踏込み動作
の際にフットプレート64の上端より後方に位置する踵
に力が加わり、フットプレート64には後方よりもむし
ろ下方に強く力が加わり、センサ62に加わる力が急激
に減少する。詳しくは述べないが、この力の減少の生じ
るスタート動作に対応する試みとして、第2のデジタル
信号に上下2つの基準値を加算してウインドコンパレー
タの上限と下限として第1のデジタル信号と比較する構
成を取ることもある。
Some athletes put their toes on the upper end side of the foot plate 64 of the starting block 61 when they reach the starting position. In this case, the heel located behind the upper end of the foot plate 64 during the stepping motion. Is applied to the foot plate 64, and the foot plate 64 is strongly applied downward rather than backward, and the force applied to the sensor 62 is rapidly reduced. Although not described in detail, as an attempt to cope with the start operation in which the force is reduced, two upper and lower reference values are added to the second digital signal and the upper and lower limits of the window comparator are compared with the first digital signal. It may take a configuration.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図7のスタート判定装
置63では高精度のスタート動作判定を可能としたが、
基準値の大きさによる誤差が生じるという問題があっ
た。例えば、図8にローパスフィルタ71、A/D変換
回路72を介したセンサ62からの入力信号と、これと
比較される加算回路75から3通りの基準値に基づいた
比較信号とを示してあり、同図に示されるように基準値
の違いにより、判定タイミングである動作検出点が異な
ったものとなっていた。
Although the start determination device 63 of FIG. 7 enables highly accurate start operation determination,
There is a problem that an error occurs due to the size of the reference value. For example, FIG. 8 shows an input signal from the sensor 62 via the low-pass filter 71 and the A / D conversion circuit 72, and a comparison signal based on three reference values from the addition circuit 75 to be compared with the input signal. As shown in the same figure, the operation detection point, which is the determination timing, is different due to the difference in the reference value.

【0005】また、現在、パラリンピック等において車
椅子レースが行われているが、上述のスタート判定装置
はスターティングブロックの使用に特化しており、その
ままでは車椅子レースに適用できない。その理由は次の
通りである。レース用の車椅子は前輪が前方に延びてお
り、スタート動作を行う場合、スタータ(審判員)の
「位置について」の合図で、スタートラインに前輪を合
わせて静止し、スタートの合図(号砲)でスタートす
る。前輪の下にセンサを配置して当該センサへの荷重の
変化で動作判定を行おうとしても、スターティングブロ
ックを用いる場合に比べてスタート動作の際の荷重変化
が小さく、より厳密な基準値の設定が必要となるが、上
述の通り基準値の設定による誤差は否めず、現実的な手
法とはなり得なかった。このため、スタート判定装置を
用いる試みもなかった。
At present, wheelchair races are being conducted in the Paralympics and the like, but the above-mentioned start determination device is specialized in the use of starting blocks and cannot be applied to wheelchair races as it is. The reason is as follows. In the wheelchair for racing, the front wheels extend forward, and when performing the start motion, the starter (referee) gives a "position" signal and the front wheel is aligned with the start line, and the start signal (gun) is used. To start. Even if a sensor is placed under the front wheel and movement judgment is performed based on the change in the load applied to the sensor, the load change during the start operation is small compared to when a starting block is used, and a more strict reference value Although the setting is necessary, the error due to the setting of the reference value cannot be denied as described above, and it cannot be a realistic method. For this reason, there has been no attempt to use a start determination device.

【0006】本発明は、スタート動作判定装置をより高
精度化するとともに、車椅子等の車のレースにも適用可
能なスタート動作判定装置およびスタート動作検出用セ
ンサボードを提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a start motion determining device and a start motion detecting sensor board which can be applied to a race of a car such as a wheelchair while improving the accuracy of the start motion determining device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の動作検出用セン
サボードは、競技者のスタート動作を受けて撓み可能に
支持部材を介して支持され、競技スタート位置に設置さ
れるボードと、上記ボードに設けたストレンゲージ等の
センサとを備えることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A motion detection sensor board of the present invention is a board which is flexibly supported by a competitor through a support member and is installed at a competition start position in response to a competitor's start motion. And a sensor such as a strain gauge provided in the.

【0008】このセンサボードは、スタートの前に上記
ボードの上に上記競技者の乗る車椅子、自転車または自
動車等の車の車輪を載せてスタート動作検出用として用
いられる。
This sensor board is used for detecting a start motion by placing a wheel of a wheelchair, a bicycle or a car on which the athlete rides on the board before starting.

【0009】また、上記ボードはスタートラインに対応
して設置され、上記ボードの表面にはスタートラインの
表示が施されていることが好ましい。
Further, it is preferable that the board is installed corresponding to the start line, and the start line is displayed on the surface of the board.

【0010】また、上記センサは上記支持部材の近傍に
設けてあることも好ましい。
It is also preferable that the sensor is provided near the support member.

【0011】本発明のスタート動作判定装置は、競技者
のスタート動作を受けて発生するセンサの出力信号を第
1のデジタル信号に変換する変換手段と、上記第1のデ
ジタル信号を受け、当該第1のデジタル信号に対して所
望のサンプリング数分の平滑化を行って第2のデジタル
信号を得、当該第2のデジタル信号と上記第1のデジタ
ル信号とを比較して所定値以上の差が生じたときに検出
信号を発生する検出手段と、上記第2のデジタル信号を
時刻と対応付けて格納し、上記検出信号の発生した第1
の時刻から所定時間だけ遅らせた第2の時刻から遡って
直近の上記第2のデジタル信号の変極点の時刻を特定
し、当該特定時刻に基づいて上記競技者がスタート動作
を行ったと判定するスタート動作判定手段とを備えるこ
とを特徴とする。
The start motion judging device of the present invention receives the start motion of the athlete, converts the output signal of the sensor to a first digital signal, and the first digital signal. The first digital signal is smoothed by a desired number of samplings to obtain a second digital signal, and the second digital signal and the first digital signal are compared, and a difference of a predetermined value or more is obtained. A detection means for generating a detection signal when it occurs and the second digital signal are stored in association with time, and the first detection signal is generated.
Start by determining the time of the most recent inflection point of the second digital signal, traced back from the second time delayed by a predetermined time from the time of, and judging that the athlete has performed the start action based on the specified time And a motion determining means.

【0012】ここで、上記センサは、上記競技者のスタ
ート動作を受けて撓み可能に支持部材を介して支持さ
れ、競技スタート位置に設置されるボードに設けたスト
レンゲージ等のセンサであることが好ましい。
Here, the sensor may be a sensor such as a strain gauge provided on a board installed at a competition start position, which is flexibly supported by a support member via a support member in response to the start operation of the competitor. preferable.

【0013】また、上記スタート動作の開始点は、上記
特定時刻から上記第1のデジタル信号に対する上記第2
のデジタル信号の遅延時間だけ遡った時刻として求める
ことが好ましい。
The starting point of the start operation is the second point for the first digital signal from the specific time.
It is preferable that the time is traced back by the delay time of the digital signal.

【0014】上記所定時間は上記第1のデジタル信号に
対する上記第2のデジタル信号の遅延時間であることも
好ましい。
It is also preferable that the predetermined time is a delay time of the second digital signal with respect to the first digital signal.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を実施例に基づき詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will now be described in detail based on examples with reference to the accompanying drawings.

【0016】本発明の実地例のスタート動作検出用セン
サボードおよびスタート動作判定装置について説明す
る。本例は、車椅子レースのためのスタート動作検出の
ための動作検出用センサボードとこれに適用可能なスタ
ート動作判定装置とについて述べる。図1は本例のスタ
ート動作判定装置の構成を示すブロック図である。セン
サ1はスタート時に車椅子の前輪FWが載せられるスタ
ート動作検出用センサボード2に設けられたストレンゲ
ージ等のセンサからなり、車椅子に乗った競技者の動作
に応じた電圧の出力信号を発生する。センサ1及び動作
検出用センサボードとしてのスタート動作検出用センサ
ボード2の詳細については後述する。
A start operation detection sensor board and a start operation determination device according to a practical example of the present invention will be described. This example describes a motion detection sensor board for detecting a start motion for a wheelchair race and a start motion determination device applicable to the motion detection sensor board. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the start operation determination device of this example. The sensor 1 is composed of a sensor such as a strain gauge provided on a start motion detection sensor board 2 on which the front wheel FW of the wheelchair is placed at the time of starting, and generates a voltage output signal according to the motion of the athlete on the wheelchair. Details of the sensor 1 and the start operation detection sensor board 2 as the operation detection sensor board will be described later.

【0017】A/D変換器3は、センサ1からの出力信
号を入力信号としてあり、これを所定のサンプリング周
期、例えば、1msでA/D変換し、量子化する。
The A / D converter 3 receives the output signal from the sensor 1 as an input signal, and A / D-converts and quantizes the output signal at a predetermined sampling period, for example, 1 ms.

【0018】移動平均回路4は、A/D変換器3からの
デジタル信号を受け、所定のサンプリング時間のm個の
データの移動平均演算を行い、入力信号を平滑化する。
ここで、mは適宜定められる所定の整数であり、例え
ば、サンプリング周期を1msとして、特定のタイミン
グの前後25ms分の移動平均を取るとすれば、mは5
1となる。移動平均演算は、例えば、データをm個分遅
延する遅延回路42にデータを与えるとともに、加算器
41により、逐次入力されるA/D変換器3からのデー
タを累積加算しながら、遅延回路42によってm個分遅
延されたデータを減算し、これを除算器43にて所定数
mで除算することにより実現できる。
The moving average circuit 4 receives the digital signal from the A / D converter 3, performs a moving average calculation of m pieces of data having a predetermined sampling time, and smoothes the input signal.
Here, m is a predetermined integer that is appropriately determined. For example, if the sampling period is 1 ms and a moving average of 25 ms before and after a specific timing is taken, m is 5
It becomes 1. In the moving average calculation, for example, the delay circuit 42, which delays the data by m, supplies the data, and the adder 41 cumulatively adds the data sequentially input from the A / D converter 3 while delaying the delay circuit 42. Can be realized by subtracting the data delayed by m and dividing by a predetermined number m in the divider 43.

【0019】遅延回路5は、移動平均回路4からのデジ
タル信号である平均値信号を遅延するものであり、平均
値信号の各データ、すなわち、平均値データをk個分遅
延するものである。ここでkは適宜定められる所定の整
数であり、例えば、kを25とすれば、遅延回路5の出
力されるデータは上述の平滑化による遅延と併せて50
msの遅延を得る。
The delay circuit 5 delays the average value signal, which is a digital signal from the moving average circuit 4, and delays each data of the average value signal, that is, the average value data by k. Here, k is a predetermined integer that is appropriately determined. For example, when k is 25, the data output from the delay circuit 5 is 50 together with the delay due to the smoothing described above.
Get ms delay.

【0020】ウインドコンパレータ6は、遅延回路5を
介した平均値信号に上下にオフセットを与えて2つの比
較信号としてこれらの間をウインドとし、A/D変換器
3からのデータがウインドからの逸脱することを検出し
て検出信号を発生するものである。例えば、ウインドコ
ンパレータ6は、加算器61、減算器62、比較回路6
3、64からなる。遅延回路5により遅延された平均値
信号の各データ、すなわち、平均値データに一方で加算
器61によって所定のしきい値PS1を加え、他方で減算
器62によって所定のしきい値PS2を減算し、2つの比
較データS1、S2を得る。すなわち、2つの比較信号
を得る。比較回路63は、しきい値PS1に基づいて得ら
れた比較データS1とA/D変換器3からのデータとを
比較し、A/D変換器3からのデータが比較データS1
を越えると検出信号を発生する。比較回路64は、しき
い値PS2に基づいて得られた比較データS2とA/D変
換器3からのデータとを比較し、A/D変換器3からの
データが比較データS2を下回ると検出信号を発生す
る。
The window comparator 6 vertically offsets the average value signal passed through the delay circuit 5 and uses two comparison signals as a window between them, and the data from the A / D converter 3 deviates from the window. This is detected and a detection signal is generated. For example, the window comparator 6 includes an adder 61, a subtractor 62, a comparison circuit 6
It consists of 3, 64. Each data of the average value signal delayed by the delay circuit 5, i.e., the predetermined threshold value P S1 by the adder 61 while the average value data is added, the predetermined threshold P S2 by the subtractor 62 on the other hand Subtraction is performed to obtain two comparison data S1 and S2. That is, two comparison signals are obtained. The comparison circuit 63 compares the comparison data S1 obtained based on the threshold P S1 with the data from the A / D converter 3, and the data from the A / D converter 3 is compared with the comparison data S1.
When it exceeds, a detection signal is generated. The comparison circuit 64 compares the comparison data S2 obtained based on the threshold value P S2 with the data from the A / D converter 3, and when the data from the A / D converter 3 falls below the comparison data S2. Generate a detection signal.

【0021】スタート動作判定手段としての動作開始点
検出回路7は、ウインドコンパレータ6から比較信号と
検出信号とを入力してあり、これらに基づいて後述する
動作開始点検出処理を実行し、競技者がスタート動作を
開始したタイミング、すなわち、動作開始点を検出する
ものである。
The operation start point detection circuit 7 as the start operation determination means receives the comparison signal and the detection signal from the window comparator 6, and executes the operation start point detection process described later based on these signals, and Detects the timing when the start operation is started, that is, the operation start point.

【0022】次に図2を参照しながら、スタート動作検
出用センサボード2の構成について説明する。図2の
(a)にスタート動作検出用センサボード2の概要図を
示し、同図の(b)に同図(a)のA−A線での模式的
な断面図を示する。スタート動作検出用センサボード2
は、2軸ストレンゲージ21、22を備え、これら2軸
ストレンゲージ21、22によってセンサ1が構成され
る。スタート動作検出用センサボード2は図2の(b)
に示すように2枚のボード23、24の両端に位置する
支持部材25、26をボード23、24で挟み、設置面
となるボード24上に支持された使用時に表面となるボ
ード23の一方の支持部材25の近傍にこれに沿って2
軸ストレンゲージ21、22を設けてある。ボード23
の他方の支持部材26の側にはスタートライン27の表
示が設けられている。競技者はレース用車椅子の前輪を
スタートライン27に合わせてスタート動作検出用セン
サボード2に載せることとなる。このときボード23の
支持部材25、26間の部分が撓み、ボード23の歪み
は支持部材25、26の近傍で最大となる。従って、こ
こに設けられた2軸ストレンゲージ21、22は歪みを
効果的に受けることができるようになっている。
Next, with reference to FIG. 2, the structure of the start operation detecting sensor board 2 will be described. 2A shows a schematic diagram of the start operation detecting sensor board 2, and FIG. 2B shows a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2A. Sensor board for start operation detection 2
Is equipped with biaxial strain gauges 21 and 22, and the biaxial strain gauges 21 and 22 constitute the sensor 1. The sensor board 2 for detecting the start operation is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the support members 25 and 26 located at both ends of the two boards 23 and 24 are sandwiched between the boards 23 and 24, and one of the board 23 which is the surface when used is supported on the board 24 which is the installation surface. 2 along the support member 25
Axial strain gauges 21 and 22 are provided. Board 23
A start line 27 is provided on the other support member 26 side. The competitor will put the front wheel of the racing wheelchair on the start motion detection sensor board 2 in line with the start line 27. At this time, the portion between the support members 25 and 26 of the board 23 bends, and the distortion of the board 23 becomes maximum in the vicinity of the support members 25 and 26. Therefore, the biaxial strain gauges 21 and 22 provided here can effectively receive strain.

【0023】2軸ストレンゲージ21、22の接続関係
は、例えば、A-A線の方向をX軸方向とし、これに直行
する2軸ストレンゲージ21、22の並び方向をY軸方
向とすれば、図3のようになる。2軸ストレンゲージ2
1のX軸の抵抗成分RX21と、2軸ストレンゲージ22
のX軸の抵抗成分RX22とが対局し、2軸ストレンゲージ
21のY軸の抵抗成分RY21と、2軸ストレンゲージ2
2のY軸の抵抗成分RY 22とが対局するようにブリッジ
回路を構成してある。抵抗成分RX21と抵抗成分RY22
の接続点を電源端子VDDに接続し、抵抗成分RX22
抵抗成分RY21との接続点を電源端子VSSに接続して
これら接続点間に電源電圧を与え、抵抗成分RX21と抵
抗成分RY21との接続点に接続した出力端子Out1
と、抵抗成分R X22と抵抗成分RY22との接続点に接続し
た出力端子Out2との間に出力電圧を発生する。これ
により、X軸、Y軸両方向の歪みに対して出力電圧を発
生する。この出力電圧として得られるセンサ1の出力信
号は、ボード23に対する垂直方向の荷重変化や、車椅
子の前輪等による加圧位置が前後に移動することによっ
て変化する。
Connection relationship between the two-axis strain gauges 21 and 22
Is, for example, the direction of line AA is the X-axis direction and
Align the direction of the 2-axis strain gauges 21 and 22 in the Y-axis direction.
If it faces, it becomes like FIG. 2-axis strain gauge 2
1 X-axis resistance component RX21And 2 axis strain gauge 22
X axis resistance component RX222 axis strain gauge
21 Y-axis resistance component RY21And 2 axis strain gauge 2
2 Y-axis resistance component RY twenty twoBridge to play with
The circuit is configured. Resistance component RX21And resistance component RY22When
The connection point of is connected to the power supply terminal VDD, and the resistance component RX22When
Resistance component RY21Connect the connection point with and to the power supply terminal VSS
A power supply voltage is applied between these connection points, and the resistance component RX21And
Anti-component RY21Output terminal Out1 connected to the connection point with
And the resistance component R X22And resistance component RY22Connect to the connection point with
An output voltage is generated between the output terminal Out2 and the output terminal Out2. this
Generates output voltage against distortion in both X-axis and Y-axis.
To live. The output signal of the sensor 1 obtained as this output voltage
No. changes in the vertical load on the board 23 and wheelchairs.
By moving the pressure position by the front wheel of the child back and forth,
Change.

【0024】次に本例の動作について説明する。センサ
1からの出力信号はA/D変換器3の入力信号として供
給され、A/D変換器3によって所定のサンプリング周
期でA/D変換され、量子化される。量子化されて得ら
れたデジタル信号(以降、説明の便宜上入力信号と言
う。)は移動平均回路4により、m個のデータの移動平
均演算によって平滑化され、ノイズが除去された平均値
信号となる。このデジタル信号を遅延回路5により、k
個のデータのサンプリング時間だけ遅延する。この遅延
回路5を介した平均値信号の遅延時間Δtは、移動平均
回路4における移動平均の個数mと、遅延回路5におけ
る遅延する個数kで表され、(m−1)/2とkとの和
にサンプリング周期を乗じた値となる。
Next, the operation of this example will be described. The output signal from the sensor 1 is supplied as an input signal to the A / D converter 3, and is A / D converted and quantized by the A / D converter 3 at a predetermined sampling period. The quantized digital signal (hereinafter, referred to as an input signal for convenience of description) is smoothed by a moving average calculation of m pieces of data by the moving average circuit 4 to obtain an average value signal from which noise is removed. Become. This digital signal is converted into k by the delay circuit 5.
It is delayed by the sampling time of each piece of data. The delay time Δt of the average value signal through the delay circuit 5 is represented by the number m of moving averages in the moving average circuit 4 and the number k of delays in the delay circuit 5, and is (m−1) / 2 and k. It is a value obtained by multiplying the sum of by the sampling period.

【0025】遅延回路5からの平均値信号はウインドコ
ンパレータ6によって上下にしきい値PS1、PS2による
オフセットを与えられ、A/D変換器3を介した入力信
号と比較される2つの比較信号とされる。ウインドコン
パレータ6はA/D変換器3を介した入力信号が2つの
比較信号の間のウインドから逸脱することを検出して検
出信号を発生する。
The average value signal from the delay circuit 5 is given two upper and lower offsets by the thresholds P S1 and P S2 by the window comparator 6, and two comparison signals are compared with the input signal through the A / D converter 3. It is said that The window comparator 6 detects that the input signal via the A / D converter 3 deviates from the window between the two comparison signals and generates a detection signal.

【0026】これにより、競技者がスタート動作を開始
した時の入力信号の変化量を、A/D変換器3からの入
力信号と遅延回路5からの遅延信号(すなわち、遅延回
路5を介した平均値信号。)とを減算することにより抽
出する。抽出された変化量信号Δy(t)は、入力信号
の立ち上がり部分でおおよそ遅延時間Δtあたりの入力
信号の変化した量とみなせる。競技者のスタート動作の
検出信号は、変化量信号Δy(t)がしきい値PS1を越
えたとき、またはしきい値PS2を下回ったときに発生す
る。ここで、しきい値PS1、PS2は、競技者の静止状態
における体の揺らぎなどによる入力信号の変化に相当す
る値に設定される。
As a result, the amount of change in the input signal when the athlete starts the start operation is calculated by the input signal from the A / D converter 3 and the delay signal from the delay circuit 5 (that is, through the delay circuit 5). The average value signal.) Is subtracted from the average value signal. The extracted change amount signal Δy (t) can be regarded as a change amount of the input signal per delay time Δt at the rising portion of the input signal. The detection signal of the start motion of the athlete is generated when the variation signal Δy (t) exceeds the threshold P S1 or falls below the threshold P S2 . Here, the thresholds P S1 and P S2 are set to values corresponding to changes in the input signal due to fluctuations of the body of the athlete in a stationary state.

【0027】ここで、A/D変換器3、移動平均回路
4、遅延回路5及びウインドコンパレータ6を動作判定
システムとして、動作判定システムの特性について述べ
る。
Now, the characteristics of the operation determination system will be described with the A / D converter 3, the moving average circuit 4, the delay circuit 5 and the window comparator 6 as the operation determination system.

【0028】m個の移動平均の伝達関数は次の式(1)
で示される。
The transfer function of m moving averages is expressed by the following equation (1).
Indicated by.

【数1】 [Equation 1]

【0029】この式(1)から、サンプリング周期をT
として周波数応答を求めると次の式(2)で示されるよ
うになる。
From this equation (1), the sampling period is T
Then, the frequency response is calculated as shown in the following equation (2).

【数2】 [Equation 2]

【0030】式(2)から、遅延する個数kを加えた振
幅特性G(ω)と位相特性φ(ω)とを求めるとそれぞ
れ次の式(3)、式(4)のようになる。
When the amplitude characteristic G (ω) and the phase characteristic φ (ω) to which the number of delays k is added are obtained from the equation (2), the following equations (3) and (4) are respectively obtained.

【数3】 [Equation 3]

【数4】 [Equation 4]

【0031】動作判定システムの入力信号x(t)は、
直流成分VDCと力の変動からあらわれる交流成分VAC
in(ωt)とで示され、次の式(5)のようになる。
The input signal x (t) of the motion judging system is
DC component V DC and AC component V AC s appearing from fluctuation of force
in (ωt), and becomes as in the following Expression (5).

【数5】 [Equation 5]

【0032】動作システムの遅延信号y(t)は、入力
信号x(t)を移動平均演算し、遅延することで得られ
るので、次の式(6)のようになる。
The delay signal y (t) of the operating system is obtained by calculating the moving average of the input signal x (t) and delaying it, so that the following equation (6) is obtained.

【数6】 [Equation 6]

【0033】式(6)に示されるように遅延信号y
(t)は、入力信号x(t)に移動信号の振幅特性G
(ω)と、移動平均と遅延とによる位相特性φ(ω)が
含まれた値となる。
Delay signal y as shown in equation (6)
(T) is the amplitude characteristic G of the moving signal in the input signal x (t).
(Ω) and the phase characteristic φ (ω) due to the moving average and the delay.

【0034】変化量信号Δy(t)は、入力信号x
(t)から遅延信号y(t)を減算することにより得ら
れ、次の式(7)のようになる。
The change amount signal Δy (t) is the input signal x
It is obtained by subtracting the delay signal y (t) from (t), and is given by the following expression (7).

【数7】 [Equation 7]

【0035】式(7)に示されるように変化量信号Δy
(t)の周波数特性は、低い周波数では小さくなり、高
い周波数では大きくなる。検出信号は、変化量信号Δy
(t)がしきい値PS1を越えたときに発生するので、次
の関係式(8)を満たす場合に発生する。
As shown in equation (7), the change amount signal Δy
The frequency characteristic of (t) becomes small at low frequencies and becomes large at high frequencies. The detection signal is the change amount signal Δy
This occurs when (t) exceeds the threshold value P S1, and therefore occurs when the following relational expression (8) is satisfied.

【数8】 [Equation 8]

【0036】また、検出信号は、変化量信号Δy(t)
がしきい値PS2を下回ったときにも発生するので、次の
関係式(9)を満たす場合にも発生する。
The detection signal is the change amount signal Δy (t).
Occurs even when is below the threshold value P S2 , so it also occurs when the following relational expression (9) is satisfied.

【数9】 [Equation 9]

【0037】関係式(8)、(9)に示されるように、
動作判定システムの特性は、低い周波数で検出感度が鈍
く、高い周波数になるに従い検出感度が低くなるという
動作検出によく合った特性となっている。
As shown in the relational expressions (8) and (9),
The characteristics of the motion determination system are characteristics that are well suited for motion detection, such that the detection sensitivity is low at low frequencies and the detection sensitivity decreases at higher frequencies.

【0038】但し、従来の問題点として述べたようにウ
インドコンパレータからの検出信号の発生タイミングは
しきい値によって異なったものとなり、例えば、次の通
りである。図4に入力信号と、異なる3つのしきい値P
S1に対する比較信号と、比較信号のデータ間の変化量を
説明の便宜上20倍したものとをそれぞれに相当するセ
ンサ1に加えられる入力(kgf)と時間(ms)との
関係として示してあり、同図においてしきい値PS1は、
3kgf、5kgf、7kgfの3つの基準値に対応す
るものとしてある。ウインドコンパレータからの検出信
号の発生タイミングは、入力信号と比較信号との交点で
あり、基準値、すなわち、しきい値PS1に応じて異なっ
たものとなる。また、図4は説明の便宜上入力信号が上
昇する場合を示してある。
However, as described as a conventional problem, the generation timing of the detection signal from the window comparator differs depending on the threshold value, and is as follows, for example. FIG. 4 shows the input signal and three different thresholds P
The comparison signal with respect to S1 and the amount of change between the data of the comparison signal multiplied by 20 are shown as the relationship between the input (kgf) and time (ms) applied to the corresponding sensor 1, In the figure, the threshold P S1 is
It corresponds to three reference values of 3 kgf, 5 kgf, and 7 kgf. The generation timing of the detection signal from the window comparator is the intersection of the input signal and the comparison signal, and differs depending on the reference value, that is, the threshold value P S1 . Further, FIG. 4 shows a case where the input signal rises for convenience of explanation.

【0039】そこで、本例では、検出信号の発生タイミ
ングをそのまま競技者がスタート動作を開始したタイミ
ングとせず、動作開始点検出回路7による以下に述べる
処理によって検出信号の発生タイミングである動作検出
点の特定をきっかけとして競技者がスタート動作を開始
したタイミングである動作開始点を検出する。これにつ
いて図5のフローチャートを参照しながら述べる。
Therefore, in this example, the generation timing of the detection signal is not the timing at which the athlete starts the start motion as it is, but the motion detection point which is the generation timing of the detection signal is processed by the process described below by the motion start point detection circuit 7. The start point of the action, which is the timing when the competitor starts the start action, is detected. This will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0040】動作開始点検出回路7は、ウインドコンパ
レータ6から順次出力される比較信号のデータを受け、
各データを図示しない計時部から受けた時刻に対応付け
て図示しない記憶部に格納する(ステップA)。この比
較信号はしきい値PS1に対応したものとするが、しきい
値PS2に対応したものであってもよい。この間ウインド
コンパレータ6から検出信号が発生したか否か判定する
(ステップB)。ここで検出信号が発生すれば、検出信
号の発生した時刻t1を特定する(ステップC)。この
時刻t1を動作検出点t1とする。次に時刻t1から遅
延回路5の遅延処理による遅延時間Δt1後の時刻t2
を特定する(ステップD)。すなわち、比較信号は、入
力信号に対して遅延処理による遅延時間Δt1があるの
で、動作検出点t1から遅延時間Δt1経過した時刻t
2が比較信号における動作検出点t2となる。これを起
点として次の処理によって時間を遡り比較信号の変極点
の時刻を特定する。
The operation start point detection circuit 7 receives the data of the comparison signals sequentially output from the window comparator 6,
Each data is stored in a storage unit (not shown) in association with a time received from a time counting unit (not shown) (step A). Although this comparison signal corresponds to the threshold value P S1 , it may correspond to the threshold value P S2 . During this time, it is determined whether or not a detection signal is generated from the window comparator 6 (step B). If the detection signal is generated here, the time t1 at which the detection signal is generated is specified (step C). This time t1 is set as the motion detection point t1. Next, from time t1 to time t2 after delay time Δt1 by the delay processing of the delay circuit 5.
Is specified (step D). That is, since the comparison signal has the delay time Δt1 due to the delay processing with respect to the input signal, the time t when the delay time Δt1 has elapsed from the operation detection point t1.
2 is the operation detection point t2 in the comparison signal. With this as the starting point, the time of the inflection point of the comparison signal is specified by tracing back the time by the following processing.

【0041】次に時刻t2のデータをその1つ前のデー
タと比較する(ステップE)。ここで、データ間の変化
量が0になったか、またはその正負が反転したか判定す
る(ステップF)。すなわち、比較信号の傾きが0にな
ったか、またはその正負が反転したかによって比較信号
の変極点を判定する。例えば、ウインドコンパレータ6
の比較回路63から検出信号が発生した場合、すなわ
ち、入力信号が上昇する場合では、比較信号のデータが
その1つ前のデータより大きいか否か判定し、大きくな
ければ変化量が正の値から0又は負の値となったと判定
する。また、ウインドコンパレータ6の比較回路64か
ら検出信号が発生した場合、すなわち、入力信号が下降
する場合では、比較信号のデータがその1つ前のデータ
より小さいか否か判定し、小さくなければ変化量が負の
値から0又は正の値となったと判定する。
Next, the data at time t2 is compared with the immediately preceding data (step E). Here, it is determined whether the amount of change between the data has become 0, or whether the positive / negative has been inverted (step F). That is, the inflection point of the comparison signal is determined depending on whether the slope of the comparison signal becomes 0 or whether the positive / negative of the comparison signal is inverted. For example, the window comparator 6
When the detection signal is generated from the comparison circuit 63, that is, when the input signal rises, it is determined whether or not the data of the comparison signal is larger than the previous data, and if not larger, the change amount is a positive value. From 0 to a negative value. Further, when the detection signal is generated from the comparison circuit 64 of the window comparator 6, that is, when the input signal falls, it is determined whether or not the data of the comparison signal is smaller than the data immediately before it, and if it is not small, it changes. It is determined that the amount has changed from a negative value to 0 or a positive value.

【0042】ステップFで、変化量が0になったか、ま
たはその正負が反転していなければ、データを1つ遡
り、遡ったデータをその1つ前のデータと比較する(ス
テップG)。ここで、データ間の変化量が0になった
か、またはその正負が反転したか判定し(ステップ
H)、変化量が0になったか、またはその正負が反転し
ていなければ、ステップGの処理に戻る。ステップG、
Hの処理を繰り返し行い、データを遡って比較信号の変
化量が0になったか、またはその正負が反転した時刻t
3を特定し、これを比較信号における動作開始点t3と
する(ステップI)。
In step F, if the amount of change has become 0 or its sign has not been reversed, the data is traced back by one and the traced data is compared with the preceding data (step G). Here, it is determined whether the amount of change between data has become 0 or whether its positive / negative has been inverted (step H). If the amount of change has become 0 or its positive / negative has not been inverted, the process of step G is performed. Return to. Step G,
The time t at which the amount of change in the comparison signal becomes 0 or its sign is reversed by repeating the processing of H and tracing back the data
3 is specified, and this is set as the operation start point t3 in the comparison signal (step I).

【0043】次に時刻t3から遅延処理による遅延時間
Δt1遡った時刻t4を入力信号の動作開始点t4とす
る(ステップJ)。すなわち、比較信号には遅延処理に
よる遅延時間Δt1が含まれ、入力信号に対してその分
遅れるため、比較信号での動作開始点t3を遅延時間Δ
t1遡った時刻t4が入力信号の動作開始点t4として
求められる。本例では時刻t4を競技者のスタート動作
の動作開始点とする。
Next, the time t4, which is the delay time Δt1 due to the delay processing from the time t3, is set as the operation start point t4 of the input signal (step J). That is, the comparison signal includes the delay time Δt1 due to the delay process and is delayed by that amount with respect to the input signal.
The time t4 traced back by t1 is obtained as the operation start point t4 of the input signal. In this example, the time t4 is set as the operation start point of the competitor's start operation.

【0044】本例では、図4に示すように、例えば、7
Kgを基準値とした比較信号と入力信号との交点を検出
信号の発生した時刻t1とすれば、これからΔt1遅れ
た時刻t2から比較信号のデータからデータを遡りなが
らデータ間の変化量が0か又はその正負が反転したデー
タの時刻t3を特定し、これをさらにΔt1遡った時刻
t4を動作開始点とする。図4に示されるように従来の
ように入力信号と比較信号との交点をそのまま動作検出
点としていたのでは、基準値、すなわち、しきい値に応
じて動作検出点が異なったものとなる。これに対して比
較信号から得られる変化量は基準値によらない。従っ
て、変化量から動作検出点を特定し、これを遅延時間Δ
t1で補正することにより、入力信号の動作検出点t4
とすることにより、基準値による誤差を抑えた高精度の
動作検出点を得ることが可能となる。しかも、比較信
号、すなわち、基本的に平均値信号に基づいて動作検出
点を求めるため、スタート動作とはみなせない競技者の
僅かな体の揺らぎによるノイズの影響をさらに抑えるこ
とが可能となる。また、比較信号における動作検出点t
2を起点として変極点の特定処理を開始するので、比較
信号の変化量は十分大きくなっており、異なるしきい値
でも同じ変極点を特定でき、すなわち、同じ動作開始点
を特定できる。しかも、可能な限り動作開始点に近い時
刻を起点として変極点の特定処理を行うため、処理のた
めのデータ量を抑えることができ、処理時間を抑えるこ
とができる。
In this example, as shown in FIG.
If the intersection of the comparison signal with Kg as the reference value and the input signal is time t1 at which the detection signal occurs, the amount of change between data is 0 while tracing back the data from the data of the comparison signal from time t2 delayed by Δt1. Alternatively, the time t3 of the data whose sign is inverted is specified, and the time t4, which is further back by Δt1, is set as the operation start point. As shown in FIG. 4, if the intersection of the input signal and the comparison signal is used as it is as the operation detection point as in the prior art, the operation detection point differs depending on the reference value, that is, the threshold value. On the other hand, the amount of change obtained from the comparison signal does not depend on the reference value. Therefore, the motion detection point is specified from the change amount, and this is set as the delay time Δ
By correcting at t1, the input signal motion detection point t4
By doing so, it becomes possible to obtain a highly accurate motion detection point in which an error due to the reference value is suppressed. Moreover, since the motion detection point is obtained based on the comparison signal, that is, basically the average value signal, it is possible to further suppress the influence of noise caused by a slight body movement of the athlete that cannot be regarded as the start motion. Also, the motion detection point t in the comparison signal
Since the process of identifying the inflection point is started from 2 as the starting point, the amount of change in the comparison signal is sufficiently large, and the same inflection point can be identified with different threshold values, that is, the same operation start point can be identified. Moreover, since the inflection point identification process is performed starting from a time that is as close to the operation start point as possible, the amount of data for the process can be suppressed and the processing time can be suppressed.

【0045】また、上述の特開平8−229179号公
報に記載されるような不正スタート判定装置8に動作開
始点t4の時刻を与えるとすれば、不正スタート判定装
置8は得られた動作開始点t4の時刻とスタート信号発
生装置9からのスタート信号の発生時刻とを比較して不
正スタート、すなわち、フライングの判定を行うように
構成すれば、従来のものより高精度のフライング判定が
可能となる。
If the time of the operation start point t4 is given to the unauthorized start determination device 8 as described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 8-229179, the unauthorized start determination device 8 will obtain the obtained operation start point. If the time t4 is compared with the time of generation of the start signal from the start signal generator 9 to make an illegal start, that is, a determination of flying is made, a more accurate flying determination can be made than the conventional one. .

【0046】上述したように車椅子レースにおいて競技
者はレース用車椅子の前輪がスタートラインに合うよう
に待機する。本例ではスタート動作検出用センサボード
2をスタートラインに対応させて設置し、スタート動作
検出用センサボード2の表面のボード23上に表示され
たスタートライン27に合うように前輪がボード23上
に載せられる。競技者がスタート動作を行うと、後輪に
重心が移動して前輪の荷重が下がることによってボード
23への荷重が下がったり、スタート動作に入る際の体
の揺れでボード23への荷重が上がったりする。このよ
うな荷重の変化は従来のスターティングブロックに加わ
る荷重に比べて小さく、単純に荷重と所定の基準値とを
比較してスタート動作を検出したり、入力信号と比較信
号との交点から検出したのでは、基準値、すなわち、し
きい値の設定にはより厳密さが求められ、また、しきい
値毎の誤差も生じる。本例では比較信号のデータ間の変
化量から比較信号における動作開始点を求め、遅延処理
による遅延時間によってこれを補正して入力信号の動作
開始点を求めるため、しきい値による誤差のない高精度
のスタート動作判定が可能であるから、車椅子レースの
スタート動作判定にも対応可能なものとなっている。
As described above, in the wheelchair race, the athlete waits so that the front wheels of the racing wheelchair fit the start line. In this example, the start motion detection sensor board 2 is installed corresponding to the start line, and the front wheels are placed on the board 23 so as to match the start line 27 displayed on the board 23 on the surface of the start motion detection sensor board 2. Can be posted. When a competitor performs a start motion, the center of gravity moves to the rear wheels and the load on the front wheels decreases, which reduces the load on the board 23, and the load on the board 23 increases due to body shaking during the start motion. To do. Such a change in load is smaller than the load applied to a conventional starting block, and the start operation is detected by simply comparing the load with a predetermined reference value or from the intersection of the input signal and the comparison signal. Therefore, more strictness is required for setting the reference value, that is, the threshold value, and an error occurs for each threshold value. In this example, the operation start point of the comparison signal is obtained from the amount of change between the data of the comparison signal, and the operation start point of the input signal is obtained by correcting the operation start point of the comparison signal. Since it is possible to accurately determine the start motion, it is possible to determine the start motion of a wheelchair race.

【0047】本例のスタート動作検出用センサボード2
は、ボード23、24の両端に位置する支持部材25、
26をボード23、24で挟み、使用時に表面となるボ
ード23の一方の支持部材25の近傍に2軸ストレンゲ
ージ21、22を設けてある。これにより、スタート動
作検出用センサボード2への荷重変化をボード23の撓
みに変換し、これを撓みによる歪みが最大となる位置に
設けた2軸ストレンゲージ21、22によって検出する
ため、ボード23に対する垂直方向の荷重変化や、車椅
子の前輪等による加圧位置の平面方向の変化を効果的に
電気信号化することができる。本例では、2軸ストレン
ゲージを2つ用いたが、これに限らず1軸ストレンゲー
ジを4つ用い、2つの1軸ストレンゲージによってX
軸、Y軸の2軸を構成し、2軸ストレンゲージとして本
例と同様に接続して用いても良い。また、センサとして
はストレンゲージに限らず、ボード23の撓みによる歪
みを受けて電気信号に変換するものであれば良く、圧電
素子等でも良い。
Sensor board 2 for detecting the start operation of this example
Are support members 25 located at both ends of the boards 23, 24,
26 is sandwiched between boards 23 and 24, and biaxial strain gauges 21 and 22 are provided in the vicinity of one support member 25 of the board 23, which is the surface when used. As a result, the load change on the start operation detecting sensor board 2 is converted into the bending of the board 23, and this is detected by the biaxial strain gauges 21 and 22 provided at the position where the distortion due to the bending is maximized. It is possible to effectively convert the load change in the vertical direction with respect to, and the change in the plane direction of the pressurization position by the front wheel of the wheelchair or the like into an electric signal. In this example, two two-axis strain gauges are used, but not limited to this, four one-axis strain gauges are used and two one-axis strain gauges are used for X-axis strain gauge.
Two axes, an axis and a Y axis, may be configured and connected as a two-axis strain gauge in the same manner as this example. Further, the sensor is not limited to a strain gauge, but may be any sensor as long as it receives a distortion due to the bending of the board 23 and converts it into an electric signal, such as a piezoelectric element.

【0048】また、支持部材25を支持部材26の厚さ
より薄くするか、ボード24の端部で代用することとし
てスタートラインに向かって高くなるようにスタート動
作検出用センサボード2に傾斜を持たせて、スタート動
作検出用センサボード2への車椅子の乗り入れを容易に
するように構成しても良い。
Further, the support member 25 is made thinner than the thickness of the support member 26, or the end portion of the board 24 is used as a substitute so that the start motion detecting sensor board 2 is inclined so as to become higher toward the start line. In addition, the wheelchair may be easily mounted on the start motion detection sensor board 2.

【0049】上述の実施例では車椅子レースを例に本発
明のスタート動作検出用センサボードを説明したが、本
発明のスタート動作検出用センサボードは車椅子レース
に限るものではない。例えば、自転車、自動車等の車を
使用する競技において、スタート直前に車の車輪が載る
ようにスタート動作検出用センサボードを設置してスタ
ート動作判定に使用すれば、上述の実施例と同様の作
用、効果を奏する。また、競泳競技のスタート台に本発
明のスタート動作検出用センサボードを設置すれば、競
泳競技においても高精度のスタート動作判定が可能であ
る。
In the above embodiment, the sensor board for detecting the start motion of the present invention has been described by taking the wheelchair race as an example, but the sensor board for detecting the start motion of the present invention is not limited to the wheelchair race. For example, in a competition using a car such as a bicycle or an automobile, if a start motion detection sensor board is installed so that the wheels of the car are mounted immediately before the start and used for the start motion determination, the same action as that of the above-described embodiment is obtained. , Effective. Further, if the start motion detection sensor board of the present invention is installed on the start table of a swimming race, highly accurate start motion determination is possible even in a swimming race.

【0050】また、上述の実施例では本発明のスタート
動作判定装置を車椅子レースに適用したものについて述
べたが、本発明のスタート動作判定装置はこれに限るも
のではない。例えば、上述の特開平8−229179号
公報に記載されるようなスターティングブロックを用い
た陸上競技用のスタート動作判定装置としても本発明の
スタート動作判定装置は使用できる。例えば、スタート
動作検出用センサボード2に代わり、スターティングブ
ロックに設けたセンサの出力信号を上記実施例の動作判
定システムに入力すれば良い。
In the above embodiment, the start motion determining device of the present invention is applied to a wheelchair race, but the start motion determining device of the present invention is not limited to this. For example, the start motion determining device of the present invention can be used as a start motion determining device for athletics using a starting block as described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-229179. For example, instead of the sensor board 2 for detecting the start operation, the output signal of the sensor provided in the starting block may be input to the operation determination system of the above embodiment.

【0051】また、上述の実施例では比較信号の変極点
の時刻を特定時刻として求め、これから遅延回路5での
遅延時間Δt1分遡った時刻を動作開始点としたが、本
発明はこれに限るものではない。例えば、比較信号は移
動平均回路4からの平均値信号に遅延を与え、さらにオ
フセットを与えたものであるが、このような比較信号に
代わって入力信号に対して遅延回路5による遅延のない
平均値信号を用い、平均値信号の変極点の時刻を特定時
刻として求め、求めた特定時刻をそのまま動作開始点と
しても良い。
Further, in the above-mentioned embodiment, the time of the inflection point of the comparison signal is obtained as the specific time, and the time which is traced back by the delay time Δt1 in the delay circuit 5 is set as the operation starting point, but the present invention is not limited to this. Not a thing. For example, the comparison signal is obtained by delaying and further offsetting the average value signal from the moving average circuit 4, but instead of such a comparison signal, an average without delay by the delay circuit 5 with respect to the input signal. It is also possible to use the value signal to obtain the time of the inflection point of the average value signal as the specific time, and use the obtained specific time as it is as the operation start point.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明のスタート動作検出用センサボー
ドは、競技者のスタート動作を受けて撓み可能に支持部
材を介して支持されるとともに競技スタート位置に設置
されたボードと、当該ボードに設けたストレンゲージ等
のセンサとから構成されるため、競技者のスタート動作
によるボードに対する垂直方向の荷重変化や、加圧位置
の平面方向の変化をボードの撓みによる歪みを検出する
センサによって効果的に電気信号化可能となり、高感度
のスタート動作検出が可能となる。特にセンサをボード
の歪みが最大となる支持部材の近傍に設ければ、より高
感度のスタート動作検出が可能となる。
EFFECT OF THE INVENTION The sensor board for detecting the start motion of the present invention is provided on the board and a board which is supported by a support member so as to be flexible in response to the start motion of a competitor and is installed at the competition start position. Since it is composed of a sensor such as a strain gauge, it is effective to use a sensor that detects the strain due to the bending of the board for the load change in the vertical direction to the board due to the start action of the athlete and the change in the plane direction of the pressing position. It becomes possible to make an electric signal, and it becomes possible to detect the start operation with high sensitivity. In particular, if the sensor is provided in the vicinity of the support member where the distortion of the board is maximum, it is possible to detect the start operation with higher sensitivity.

【0053】また、本発明のスタート動作判定装置は、
センサの出力信号から得た第1のデジタル信号と、これ
を平滑化した第2のデジタル信号とを比較して所定値以
上の差が生じたときに検出信号を発生させ、検出信号の
発生した第1の時刻から所定時間だけ遅らせた第2の時
刻から遡って直近の第2のデジタル信号の変極点の時刻
を特定し、当該特定時刻に基づいて競技者のスタート動
作を判定する。これにより、所定値として与えられる動
作判定用のしきい値の違いによるスタート動作の開始点
の誤差を抑えることが可能となり、高精度のスタート動
作判定装置を提供することができる。
Further, the start operation judging device of the present invention is
The first digital signal obtained from the output signal of the sensor is compared with the second digital signal obtained by smoothing the first digital signal, and a detection signal is generated when a difference of a predetermined value or more occurs, and the detection signal is generated. The latest time point of the inflection point of the second digital signal is specified retroactively from the second time delayed by a predetermined time from the first time, and the start motion of the athlete is determined based on the specified time. As a result, it is possible to suppress an error in the starting point of the start operation due to the difference in the operation determination threshold value given as the predetermined value, and it is possible to provide a highly accurate start operation determination device.

【0054】また、第1のデジタル信号を平滑化した第
2のデジタル信号の変極点に基づきスタート動作の開始
点を求めるため、スタート動作とはみなせない競技者の
僅かな体の揺らぎによるノイズの影響が極力抑えられて
おり、この点からもスタート動作判定装置の高精度化が
進められている。
Further, since the starting point of the starting operation is obtained based on the inflection point of the second digital signal obtained by smoothing the first digital signal, noise caused by slight fluctuations of the body of the competitor who cannot be regarded as the starting operation. The influence is suppressed as much as possible, and from this point also, the accuracy of the start motion determination device is being improved.

【0055】また、上記所定時間を第1のデジタル信号
に対する第2のデジタル信号の遅延時間とすることによ
り、第2のデジタル信号の傾きが十分大きくなった第2
の時刻から遡って変極点を特定することによって異なる
しきい値に対して同じスタート動作の開始点を特定でき
るとともに、当該開始点に可能な限り近い時刻を起点と
して変極点の特定処理を行うため、処理のためのデータ
量を抑えることができ、処理時間を抑えることができ
る。
By setting the above-mentioned predetermined time as the delay time of the second digital signal with respect to the first digital signal, the second digital signal has a sufficiently large inclination.
By specifying the inflection point retroactively from the time of, it is possible to specify the starting point of the same start operation for different thresholds, and to perform the inflection point specifying process starting from the time as close as possible to the starting point. The amount of data for processing can be suppressed, and the processing time can be suppressed.

【0056】本発明のスタート動作検出用センサボード
及びスタート動作判定装置を組み合わせることによっ
て、実用に耐え得る車椅子等の車を用いたレース用のス
タート動作判定装置を構成することが可能となる。例え
ば、車椅子レースのスタートの際に前輪を動作検出用セ
ンサボードに載せるようにすれば、スタート動作によっ
て前輪の荷重が抜けるよな場合や、前輪の加圧位置の平
面方向の変化をも効果的に電気信号化可能である。車椅
子ではスターティングブロックを用いる場合に比べてス
タート動作の際のセンサへの荷重変化が小さく、また、
スタート動作により荷重が小さくなる場合が多く、より
厳密な基準値の設定が望まれるが、本発明のスタート動
作判定装置はしきい値による誤差を抑え、高精度の動作
判定を可能としてあるので、このような要求に十分対応
できる。
By combining the start motion detecting sensor board and the start motion determining device of the present invention, it is possible to construct a start motion determining device for a race using a vehicle such as a wheelchair that can withstand practical use. For example, if the front wheel is placed on the motion detection sensor board at the start of a wheelchair race, it is effective when the load of the front wheel is released by the start operation or when the pressure position of the front wheel changes in the plane direction. It can be converted into an electrical signal. Compared to the case of using a starting block in a wheelchair, the change in the load on the sensor during start operation is small, and
The load is often reduced by the start operation, and it is desirable to set a stricter reference value, but the start operation determination device of the present invention suppresses the error due to the threshold value and enables highly accurate operation determination. It can sufficiently meet such demands.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例のスタート動作判定装置の構成
を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a start operation determination device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例のスタート動作検出用センサボ
ードの構成を示す概要図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a start operation detection sensor board according to the embodiment of the present invention.

【図3】スタート動作検出用センサボードのストレンゲ
ージの接続関係を示す電気回路図。
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing the connection relationship of the strain gauges of the start operation detection sensor board.

【図4】図1のスタート動作判定装置の動作説明のため
の波形図。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the start operation determination device in FIG.

【図5】図1のスタート動作判定装置の動作説明のため
のフローチャート。
5 is a flowchart for explaining the operation of the start operation determination device in FIG.

【図6】従来のスタート動作判定装置の概要説明のため
の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an outline of a conventional start operation determination device.

【図7】従来のスタート動作判定装置の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional start operation determination device.

【図8】従来のスタート動作判定装置の動作説明のため
の波形図。
FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional start operation determination device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサ 2 スタート動作検出用センサボード 21、22 ストレンゲージ 23 ボード 3 変換手段(A/D変換器) 4 検出手段(移動平均回路) 5 検出手段(遅延回路) 6 検出手段(ウインドコンパレータ) 7 スタート動作判定手段(動作開始点検出回路) 1 sensor 2 Start operation detection sensor board 21, 22 Strain gauge 23 boards 3 Conversion means (A / D converter) 4 Detection means (moving average circuit) 5 Detection means (delay circuit) 6 Detection means (window comparator) 7 Start operation determination means (operation start point detection circuit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F085 AA05 CC04 EE01 FF04 FF15 FF20 3E038 AA07 BA01 BA07 CA03 CA07 CC01 EA02 EA05 GA01 HA03 HA05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2F085 AA05 CC04 EE01 FF04 FF15                       FF20                 3E038 AA07 BA01 BA07 CA03 CA07                       CC01 EA02 EA05 GA01 HA03                       HA05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 競技者のスタート動作を受けて撓み可能
に支持部材を介して支持され、競技スタート位置に設置
されるボードと、上記ボードに設けたストレンゲージ等
のセンサとを備えることを特徴とするスタート動作検出
用センサボード。
1. A board, which is flexibly supported by a support member via a support member in response to a start operation of a competitor and is installed at a competition start position, and a sensor such as a strain gauge provided on the board. Sensor board for detecting start motion.
【請求項2】 スタートの前に上記ボードの上に上記競
技者の乗る車椅子、自転車または自動車等の車の車輪を
載せてスタート動作検出用として用いられることを特徴
とする請求項1に記載のスタート動作検出用センサボー
ド。
2. The wheel according to claim 1, wherein a wheel of a wheelchair, a bicycle, an automobile, or the like on which the athlete rides is placed on the board before the start and used for detecting a start motion. Sensor board for start motion detection.
【請求項3】 上記ボードはスタートラインに対応して
設置され、上記ボードの表面にはスタートラインの表示
が施されていることを特徴とする請求項1または2に記
載のスタート動作検出用センサボード。
3. The start motion detecting sensor according to claim 1, wherein the board is installed corresponding to a start line, and the start line is displayed on the surface of the board. board.
【請求項4】 上記センサは上記支持部材の近傍に設け
てあることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載
のスタート動作検出用センサボード。
4. The sensor board for detecting a start motion according to claim 1, wherein the sensor is provided in the vicinity of the support member.
【請求項5】 競技者のスタート動作を受けて発生する
センサの出力信号を第1のデジタル信号に変換する変換
手段と、 上記第1のデジタル信号を受け、当該第1のデジタル信
号に対して所望のサンプリング数分の平滑化を行って第
2のデジタル信号を得、当該第2のデジタル信号と上記
第1のデジタル信号とを比較して所定値以上の差が生じ
たときに検出信号を発生する検出手段と、 上記第2のデジタル信号を時刻と対応付けて格納し、上
記検出信号の発生した第1の時刻から所定時間だけ遅ら
せた第2の時刻から遡って直近の上記第2のデジタル信
号の変極点の時刻を特定し、当該特定時刻に基づいて上
記競技者がスタート動作を行ったと判定するスタート動
作判定手段とを備えることを特徴とするスタート動作判
定装置。
5. A conversion means for converting an output signal of a sensor generated in response to a player's start operation into a first digital signal, and receiving the first digital signal, with respect to the first digital signal. A second digital signal is obtained by performing smoothing for a desired sampling number, the second digital signal is compared with the first digital signal, and when a difference of a predetermined value or more occurs, the detection signal is detected. The detecting means for generating and the second digital signal are stored in correspondence with the time, and the second digital signal immediately after the second time delayed by a predetermined time from the first time when the detection signal is generated is stored. A start motion determination device comprising: a start motion determination means for determining a time of an inflection point of a digital signal and determining that the athlete has performed a start motion based on the specific time.
【請求項6】 上記センサは、上記競技者のスタート動
作を受けて撓み可能に支持部材を介して支持され、競技
スタート位置に設置されるボードに設けてあることを特
徴とする請求項5に記載のスタート動作判定装置。
6. The board according to claim 5, wherein the sensor is supported by a support member so as to be flexible in response to a start operation of the athlete, and is provided on a board installed at a competition start position. The described start motion determination device.
【請求項7】 上記スタート動作の開始点は、上記特定
時刻から上記第1のデジタル信号に対する上記第2のデ
ジタル信号の遅延時間だけ遡った時刻として求めること
を特徴とする請求項5または6に記載のスタート動作判
定装置。
7. The start point of the start operation is obtained as a time point that is traced back from the specific time point by a delay time of the second digital signal with respect to the first digital signal. The described start motion determination device.
【請求項8】 上記所定時間は上記第1のデジタル信号
に対する上記第2のデジタル信号の遅延時間であること
を特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載のスタート
動作判定装置。
8. The start operation determination device according to claim 5, wherein the predetermined time is a delay time of the second digital signal with respect to the first digital signal.
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KR20190029151A (en) * 2017-09-12 2019-03-20 함형석 Saddle Movable Indoor Bicycle Exercise Device

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