JP2004065803A - データ送受信システム - Google Patents

Abstract

【課題】トレーニング中における有用なデータを被験者が容易に得ることのできるデータ送受信システムを提供する。
【解決手段】データ送受信システムは、ユーザＵ（被験者）の身体各部に装着可能な第１〜第５無線センサ装置１Ａ〜１Ｅ、この無線センサ装置１Ａ〜１Ｅと通信可能であってユーザＵの腕に装着可能な腕時計端末２とで構成されている。第１無線センサ装置１ＡはユーザＵの腹筋Ａに貼着され、第２無線センサ装置１Ｂは背筋Ｂに貼着され、第３無線センサ装置１Ｃは大腿直筋Ｃに貼着され、第４無線センサ装置１Ｄは大腿二頭筋Ｄに貼着され、第５無線センサ装置１Ｅは大殿筋Ｅに貼着されている。そして、第１〜第５無線センサ装置１Ａ〜１Ｅから、腹筋Ａ、背筋Ｂ、大腿直筋Ｃ、大腿二頭筋Ｄ、大殿筋Ｅの筋電データを腕時計端末２に送信し、フォーム判定等を行う。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、各種スポーツのトレーニング用いることのできるデータ送受信システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
従来、被験者のトレーニングを支援し得る装置として、脈拍計や心拍計など内蔵器官の状態を検出するセンサを有し、このセンサで検出した脈拍や心拍データを表示する機能を備えた腕時計、あるいは、心電センサを胸ベルトに具備して、心拍信号を電磁誘導通信で腕時計に送信し、腕時計の表示部に心拍数を表示するハートレートモニターシステム等が市販されるに至っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら従来の装置やシステムにあっては、運動に伴って変化する脈拍や心拍等の内臓器官の状態を検出して表示するものである。したがって、従来のシステムを利用して特定のスポーツのトレーニングをしている者は、内蔵器官に関するデータを得ることはできても、トレーニング中において最も関心のある自己の身体動きに関するデータを得ることができるものではなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、トレーニング中における有用なデータを被験者が容易に得ることのできるデータ送受信システムを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明にあっては、人体の複数の部位の動きを検出する複数のセンサ、及びこれら複数のセンサで得られた検出データを送信する送信手段を有する検出装置と、前記人体の腕に装着可能であって、前記検出装置から送信される前記検出データを受信する受信手段を有する電子機器とからなる。したがって、検出データが検出装置から人体の腕に装着されている電子機器に送信される。この検出データは、人体の複数部位の動き、つまりは筋肉の動きに関するデータであることから、特定のスポーツのトレーニングを行っている被験者にとって最も有用なデータとなり、この最も有用なデータが腕に装着した電子機器で何時でも容易に得られることとなる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明にあっては、前記電子機器は、前記検出データを連続的に記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された検出データを時系列的に表示する表示手段とを備える。したがって、被験者がこの表示手段に表示された時系列的に表示された検出データを見ることにより、トレーニングに伴う自己の身体の動きの変化、すなわちトレーニングの身体的成果を確認することができる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明にあっては、前記電子機器は、前記検出データを連続的に記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている過去の検出データと前記受信手段により受信される検出データとを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基づき上達度を判定する判定手段とを備える。したがって、あるスポーツのトレーニングを行っている被験者は、腕に装着した電子機器で当該スポーツにおけるトレーニングに伴う自己の上達度を知ることができる。
【００１２】
また、請求項４記載の発明にあっては、前記電子機器は、前記検出データと所定の判定基準データとを比較して、運動のフォームを判定する判定手段と、この判定手段による判定結果を報知する報知手段とを備える。したがって、被験者は報知手段からの報知により、検出された自己の筋肉の動きが、理想的なフォームにおける筋肉の動きと比較して、どの程度異なるかを知ることができる。
【００１３】
また、請求項５記載の発明にあっては、前記判定手段は、時間又は距離に応じて前記判定基準データを変更する。すなわち、トレーニングの最初と、ある程度の距離、あるいはある程度の長時間トレーニングした時点では、トレーニング内容も異なるので、これに応じて基準データも変更する。
【００１４】
また、請求項６記載の発明にあっては、前記報知手段は、前記判定結果を音により報知する。したがって、腕に装着している電子機器を目視せずとも、トレーニングを行いつつ耳で判定結果を知ることができる。
【００１５】
また、請求項７記載の発明にあっては、前記判定手段は、前記判定基準データとして以前の検出データから選択したものを使用する。したがって、過去における自己のフォームと比較して、どの程度進歩したかが判定される
【００１６】
【発明の実施の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図に従って説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るデータ送受信システムは、ユーザＵ（被験者）の身体各部に装着可能な複数（本実施の形態においては５個）の第１〜第５無線センサ装置１Ａ〜１Ｅ、この無線センサ装置１Ａ〜１Ｅと通信可能であってユーザＵの腕に装着可能な腕時計端末２（電子機器）とで構成されている。第１無線センサ装置１ＡはユーザＵの腹筋Ａに貼着され、第２無線センサ装置１Ｂは背筋Ｂに貼着され、第３無線センサ装置１Ｃは大腿直筋Ｃに貼着され、第４無線センサ装置１Ｄは大腿二頭筋Ｄに貼着され、第５無線センサ装置１Ｅは大殿筋Ｅに貼着されている。
【００１８】
無線センサ装置１Ａ〜１Ｅは同一の構成からなる筋電図（ＥＭＣ）センサ機能を有するものであって、図２に示すように、ユーザＵの身体から筋電図（筋肉の電気的刺激に対する電気的反応を記録した図）データを検出する公知の筋電センサ装置１０１、この筋電センサ装置１０１を駆動するセンサ駆動回路１０２、筋電センサ装置１０１からの信号を増幅するセンスＡＭＰ．１０３、この増幅された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１０４、及びこの変換されたデータを記憶するセンサデータメモリ１０５、このデータを圧縮するＦＦＴ等の圧縮符号器１３０が設けられている。また、これらセンサ駆動回路１０２からセンサデータメモリ１０５を制御するセンサ制御部１０６、通信相手となる外部機器（腕時計端末２）のＩＤを記憶する外部機器ＩＤ部１０７が設けられている。
【００１９】
さらに無線センサ装置１Ａ〜１Ｅには、電池１０８からの電源を各部に供給する電源制御部１０９、各部を制御する制御回路１１０が設けられているとともに、時計／タイマー１１１、ＲＯＭ／Ｆｌａｓｈ１１２、ＲＡＭ／Ｆｌａｓｈ１１３が設けられている。制御回路１１０には、操作部１１４が接続されているとともに、入出力Ｉ／Ｆ１１５及び無線リンク部１１６が接続されている。無線リンク部１１６は、変復調／送信部１１７と、符号／復号器１１８と、ベースバンド制御部１１９とで構成され、変復調／送信部１１７にはアンテナ１２０が接続されている。
【００２０】
腕時計端末２には、電池２０１からの電源を各部に供給する電源制御部２０２、及び各部を制御する制御部２０３が設けられているとともに、操作部２０４、表示部２０５、音声や報知音を発生する報知部２０６が設けられている。また、所定周波数のクロックを生成する発振部２０７、この発振部２０７からのクロックに基づく現在時刻を生成する時計部２０８、及び前記無線センサ装置１Ａ〜１Ｅから送信されてきたデータあるいはセンサデータメモリ２０９に記憶されたデータを圧縮、伸長する圧縮伸長／符号復号器２３０が設けられている。なお、センサデータメモリ２０９は、本実施の形態においてセンサデータメモリ２０９から送信されてきたデータを記憶する記憶手段を構成するものである。
【００２１】
さらに腕時計端末２には、プログラムメモリ２１０及びデータメモリ２１１が設けられている。プログラムメモリ２１０には、後述する図７のフローチャートに示す処理を実行するための身体運動データ解析プログラム、無線センサ装置１Ａ〜１Ｅと無線通信を行うための無線用プログラムが予め記憶されているとともに、その他のダウンロードプログラムが記憶される。データメモリ２１１には、後述する判定基準データが予め記憶されている。
【００２２】
また、制御部２０３には、入出力制御部２１２を介して無線リンク部２１３が接続されている。無線リンク部２１３は、ベースバンド制御部２１４と、符号／復号器２１５、及びアンテナ２１７が接続された変復調／送受信部２１６とで構成されいる。そして、この無線リンク部２１３により腕時計端末２は、前記無線センサ装置１Ａ〜１Ｅと近距離無線リンク接続可能に構成されているとともに、ユーザＵが所有するＰＣ３とも無線リンク部３０１を介して近距離無線リンク接続可能に構成されている。
【００２３】
前記無線センサ装置１Ａ〜１Ｅは、図３に示すように、装置本体１５０とこの装置本体１５０の内部に収容配置された電池及び図２に示した構成よりなる回路部１５１とを備えている。装置本体１５０の一面側には、一対の電極１５２、１５３が突設されているとともに、粘着層１５４、及び剥離シール層１５５が設けられている。そして、無線センサ装置１Ａ〜１Ｅは、剥離シール層１５５を除去した後、粘着層１５４にて前述したユーザＵの身体各部に貼着し、電極１５２、１５３を各部の肌に接触させて装着されている。
【００２４】
前記データメモリ２１１には、図４に示した第１基準データＤ１、図５に示した第２基準データＤ２、及び図６に示した第３基準データＤ３が予め記憶されている。第１基準データＤ１は、その上部に模式的に示したように、正しいフォームでウォーキング（歩行）を行った場合の腹筋Ａ、背筋Ｂ、大腿直筋Ｃ、大腿二頭筋Ｄ、大殿筋Ｅ（図１参照）の筋電図データである。第２基準データＤ２は、その上部に模式的に示したように、正しいフォームでエクササイズウォーキング（大股速足の歩行）を行った場合の腹筋Ａ、背筋Ｂ、大腿直筋Ｃ、大腿二頭筋Ｄ、大殿筋Ｅの筋電図データである。第３基準データＤ３は、その上部に模式的に示したように、正しいフォームでジョギング（走行）を行った場合の腹筋Ａ、背筋Ｂ、大腿直筋Ｃ、大腿二頭筋Ｄ、大殿筋Ｅの筋電図データである。
【００２５】
また、前記データメモリ２１１には、前記第１〜第３基準データＤ１〜Ｄ３と、ユーザＵの腹筋Ａ、背筋Ｂ、大腿直筋Ｃ、大腿二頭筋Ｄ、大殿筋Ｅから検出した筋電図データとの比較結果に応じたアドバイス、例えば「膝をもっと上げろ」「腕をもっと振れ」等のアドバイスを表示するためのアドバイスデータが予め記憶されている。さらに、データメモリ２１１には、操作部２０４での操作でユーザＵにより予め入力された当該ユーザＵの歩幅の値も記憶されている。
【００２６】
次に、以上の構成に係る本実施の動作について説明する。なお、本実施の形態におけるトレーニングは、４Ｋｍまではウォーキング、４〜７Ｋｍはエクササイズウォーキング、７〜１０Ｋｍはジョギングを行うものである。かかるトレーニングを行うに際して、ユーザＵは図１に示したように、腕時計端末２を腕に装着するとともに、第１無線センサ装置１Ａは腹筋Ａに、第２無線センサ装置１Ｂは背筋Ｂに、第３無線センサ装置１Ｃは大腿直筋Ｃに、第４無線センサ装置１Ｄは大腿二頭筋Ｄに、第５無線センサ装置１Ｅは大殿筋Ｅに、各々前記粘着層１５４により貼着する。
【００２７】
しかる後、ユーザＵは先ずウォーキングを開始する。すると、ウォーキングに伴う腹筋Ａ、背筋Ｂ、大腿直筋Ｃ、大腿二頭筋Ｄ、大殿筋Ｅの変化を示す検出データ（筋電図データ）が対応する無線センサ装置１Ａ〜１Ｅの筋電センサ装置１０１により検出されて、無線センサ装置１Ａ〜１Ｅから送信される。
【００２８】
一方、腕時計端末２は、プログラムメモリ２１０に記憶されているプログラムに基づき制御部２０３が処理を実行することにより、図７のフローチャートに示すように動作する。すなわち、無線センサ装置１Ａ〜１Ｅから送信されてくるユーザＵの身体各部の検出データを受信する（ステップＳ１）。そして、この検出データを連続的にセンサデータメモリ２０９に記憶させるとともに（ステップＳ２）、このセンサデータメモリ２０９に記憶された検出データを時系列的に表示部２０５にグラフ（波形）表示する（ステップＳ３）。
【００２９】
次に、前記ステップＳ１で受信した検出データ及びセンサデータメモリ２０９に記憶された検出データの波形に基づき、ユーザＵが一歩前進したか否かを検出する。ユーザＵが一歩前進したならば、前述のデータメモリ２１１予め入力された当該ユーザＵの歩幅の値を用いて、現時点までの距離を積算する（ステップＳ５）。引き続き、この積算した距離が所定の区切り距離であるか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、本実施の形態における区切り距離は、４、７、１０Ｋｍであり、積算した距離がこの区切り距離のいずれかに到達した場合には、報知部２０６を動作させて放音を行う（ステップＳ７）。
【００３０】
したがって、ユーザＵは報知部２０６からの放音がない間はウォーキングを行い、１回目の放音があったらウォーキングをやめてエクササイズウォーキングを開始し、２回目の放音があったらエクササイズウォーキングをやめてジョギングを開始し、３回目の放音があったらトレーニングを終了するというように、予定のトレーニングを適正に行うことができる。
【００３１】
次に、前記積算した距離が０〜４Ｋｍ、４〜７Ｋｍ、７〜１０Ｋｍのいずれであるかを判断する（ステップＳ８）。そして、積算した距離が０〜４Ｋｍであった場合には、このときユーザＵはウォーキングを行っているので、図４に示した第１基準データＤ１と、センサデータメモリ２０９に記憶されている最新の波形と比較し（ステップＳ９）。この比較結果に基づき、「良い」「悪い」の判定を行い（ステップＳ１０）、この判定結果を表示部２０５に表示する（ステップＳ１１）。
【００３２】
さらに、前記判定結果が「ＢＡＤ（悪い）」であったか否かを判断し（ステップＳ１２）、「ＢＡＤ（悪い）」であった場合には、データメモリ２１１に記憶されているアドバイスデータを読み出して、表示部２０５に表示する（ステップＳ１３）。これにより、表示部２０５には、「膝をもっと上げろ」「腕をもっと振れ」等のアドバイスが表示される。しかる後に、前記判定結果「良い」「悪い」を報知部２０６から音声により報知して（ステップＳ２４）、ステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００３３】
また、ステップＳ８での判断の結果、積算した距離が４〜７Ｋｍであった場合には、このときユーザＵはエクササイズウォーキングを行っているので、図５に示した第２基準データＤ２と、センサデータメモリ２０９に記憶されている最新の波形と比較する（ステップＳ９）。そして、ステップＳ１５〜Ｓ１８で前述したステップＳ１０〜Ｓ１３の同様の処理を実行し、さらにステップＳ２４の処理を実行してステップＳ１に戻る。
【００３４】
また、ステップＳ８での判断の結果、積算した距離が７〜１０Ｋｍであった場合には、このときユーザＵはジョギングを行っているので、図６に示した第３基準データＤ３と、センサデータメモリ２０９に記憶されている最新の波形と比較する（ステップＳ９）。そして、ステップＳ２０〜Ｓ２３で前述したステップＳ１０〜Ｓ１３の同様の処理を実行し、さらにステップＳ２４の処理を実行してステップＳ１に戻る。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、正しいフォームでウォーキングを行った場合の第１基準データＤ１、正しいフォームでエクササイズウォーキングを行った場合の第２基準データＤ２、正しいフォームでジョギングを行った場合の第３基準データＤ３を予めデータメモリ２１１に記憶させておくようにした。しかし、予め記憶させておくことなく、センサデータメモリ１０５に記憶された当該ユーザＵの過去の筋電図データと、新たに受信した当該ユーザＵの筋電図データとをステップＳ９、Ｓ１４、Ｓ１５で比較し、ステップＳ１０、Ｓ１５、Ｓ２０で度上達度を判定するようにすることもできる。これにより、ユーザＵはトレーニングに伴う自己の上達度を知ることができる。
【００３６】
この場合、センサデータメモリ１０５に記憶された当該ユーザＵの過去の筋電図データのどの部分を規準データとするかを、操作部２０４での操作によりユーザＵが選択可能とすることことより、選択した筋電図データに対応する時点との上達度を知ることができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、ステップＳ８で距離を判断し、距離に応じてステップＳ９、Ｓ１４、Ｓ１９で基準データを変更するようにしたが、ステップＳ８で時間を判断し、時間に応じてステップＳ９、Ｓ１４、Ｓ１９で基準データを変更するようにしてもよい。さらに、本実施の形態においては、ウォーキング、エクササイズウォーキング、ジョギングを順次行うトレーニングに本発明を適用した場合を示したが、これに限ることなく、例えばゴルフのスイングトレーニングや、野球の投球、バットスイングトレーニング等にも適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように本発明によれば、人体の複数の部位の動きを複数のセンサで検出した検出データを送信し、これを腕に装着可能な電子機器で受信するようにした。よって、人体の複数部位の動き、つまりは特定のスポーツのトレーニングを行っている被験者にとって最も有用な筋肉の動きに関するデータを腕に装着した電子機器で何時でも容易に得ることができる。
【００４０】
また、電子機器にて検出データを連続的に記憶して時系列的に表示することから、トレーニングに伴う自己の身体の動きの変化、すなわちトレーニングの身体的成果を確認することができる。また、記憶されている過去の検出データと受信した検出データとの比較結果に基づき上達度を判定するようにしたことから、当該スポーツにおけるトレーニングに伴う自己の上達度を知ることができる。また、検出データと所定の判定基準データとを比較して、運動のフォームを判定するようにしたことから、検出された自己の筋肉の動きが、理想的な筋肉の動きと比較して、どの程度異なるかを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の装着状体を示図である。
【図２】無線センサ装置、腕時計端末の回路構成示すブロック図である。
【図３】無線センサ装置の構造を示す断面図である。
【図４】第１基準データを示す波形図である。
【図５】第２基準データを示す波形図である。
【図６】第３基準データを示す波形図である。
【図７】腕時計端末の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１Ａ　　　第１無線センサ装置
１Ｂ　　　第２無線センサ装置
１Ｃ　　　第３無線センサ装置
１Ｄ　　　第４無線センサ装置
１Ｅ　　　第５無線センサ装置
２　　　　腕時計端末
１０１　　筋電センサ装置
１０２　　センサ駆動回路
１０６　　センサ制御部
１１４　　操作部
２０３　　制御部
２０５　　表示部
２０６　　報知部
２０９　　センサデータメモリ
２１０　　プログラムメモリ
２１１　　データメモリ
２１３　　無線リンク部
Ａ　　　　腹筋
Ｂ　　　　背筋
Ｃ　　　　大腿直筋
Ｄ　　　　大腿二頭筋
Ｅ　　　　大殿筋
Ｕ　　　　ユーザ

Claims (7)

1. 人体の複数の部位の動きを検出する複数のセンサ、及びこれら複数のセンサで得られた検出データを送信する送信手段を有する検出装置と、
   前記人体の腕に装着可能であって、前記検出装置から送信される前記検出データを受信する受信手段を有する電子機器と
   からなることを特徴とするデータ送受信システム。
2. 前記電子機器は、
   前記検出データを連続的に記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶された検出データを時系列的に表示する表示手段と
   を備えることを特徴とする請求項１記載のデータ送受信システム。
3. 前記電子機器は、
   前記検出データを連続的に記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶されている過去の検出データと前記受信手段により受信される検出データとを比較する比較手段と、
   この比較手段の比較結果に基づき上達度を判定する判定手段と
   を備えることを特徴とする請求項１記載のデータ送受信システム。
4. 前記電子機器は、前記検出データと所定の判定基準データとを比較して、運動のフォームを判定する判定手段と、
   この判定手段による判定結果を報知する報知手段と
   を備えることを特徴とする請求項１記載のデータ送受信システム。
5. 前記判定手段は、時間又は距離に応じて前記判定基準データを変更することを特徴とする請求項４記載のデータ送受信システム。
6. 前記報知手段は、前記判定結果を音により報知することを特徴とする請求項４記載のデータ送受信システム。
7. 前記判定手段は、前記判定基準データとして以前の検出データから選択したものを使用することを特徴とする請求項４記載のデータ送受信システム。

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