JP2015085030A - トレーニング支援装置およびシステム、フォーム解析装置および方法、ならびにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】フォーム解析を効率的に行い、かつフォーム解析能力の拡張をはかる。
【解決手段】トレーニング支援システム１は、ユーザの腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を備えたトレーニング支援装置（リスト端末１１）と、トレーニング支援装置とは通信網（ＩＰ網１３）経由で接続され、トレーニング支援装置から通信網経由で取得される加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、当該トレーニングフォームの解析結果を通信網経由でトレーニング支援装置へ送信するフォーム解析装置（フォーム解析サーバ１２）と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、歩行または走行フォーム等の解析に用いて好適な、トレーニング支援装置およびシステム、フォーム解析装置および方法、ならびにプログラムに関する。

従来、加速度センサが搭載されたスマートホン等を身体の一部に装着し、歩行または走行中の姿勢等に関するデータを計測することが行われていた。しかしながら、スマートホンを身体に装着する煩わしさや腕振り等の運動の評価に必要なフォーム解析等ができない。したがって、身体への装着の煩わしさから解放し、腕振り等のフォーム解析が可能なトレーニング支援装置の出現が期待されていた。

このため、例えば、特許文献１，２には、ユーザの運動パフォーマンスをモニタする、リストバンドを備えたモジュールに関する技術が開示されている。また、例えば、特許文献３には、加速度センサを実装したリストバンド型の運動計測装置を用い、走行中における腕振り等の走行フォーム等を計測する技術が開示されている。

特表２０１２−５２４６４０号公報 特表２０１１−５１６２１０号公報 特開２０１３−１４３９９６号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示された技術によれば、身体へ装着する煩わしさからは解放されるものの、フォーム解析等の高度な運動能力評価はできない。また、特許文献３に開示された技術によれば、大がかりなモーションキャプチャ等の画像処理技術に代わって腕振り等のフォーム解析はできるが、例えば、腕振りと足の着地とのバランス等の解析は困難であり、その解析能力は制限される。また、フォーム解析は、リストバンド型の運動計測装置内で処理されるため非効率的である。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、フォーム解析を効率的に行なうトレーニング支援装置およびシステム、フォーム解析装置および方法、ならびにプログラムを提供することを第１の目的とする。また、フォーム解析能力の拡張をはかった、トレーニング支援装置およびプログラムを提供することを第２の目的とする。

請求項１に記載の発明は、歩行または走行中のトレーニングフォームを解析するフォーム解析装置とは通信網経由で接続されるトレーニング支援装置であって、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部と、前記フォーム解析装置に対し、前記通信網を経由した通信により前記計測部で計測した前記加速度の情報を送信し、前記フォーム解析装置から通信により取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を計測するトレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置であって、前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される前記加速度成分に基づき、前記腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信する制御部、を備えたことを特徴とするフォーム解析装置と、を備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する、フォーム解析装置とは通信網経由で接続されるトレーニング支援装置のプログラムであって、コンピュータに、前記通信網経由で前記フォーム解析装置と通信を行なう手順と、前記通信により、前記計測した前記加速度の情報を送信し、前記フォーム解析装置から取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する手順と、を実行させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を有するトレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置のプログラムであって、コンピュータに、前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で加速度成分を取得する手順と、前記取得した前記加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行なう手順と、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信する手順と、を実行させることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を備えたトレーニング支援装置と、前記トレーニング支援装置とは通信網経由で接続され、前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信するフォーム解析装置と、を備えたことを特徴とするトレーニング支援システムである。

請求項９に記載の発明は、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を有するトレーニング支援装置と、前記トレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置とを備えたトレーニング支援システムのフォーム解析方法であって、前記トレーニング支援装置が、前記通信網経由で前記計測された加速度成分を前記フォーム解析装置に送信するステップと、前記フォーム解析装置が、受信した前記加速度成分に基づき腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行なうステップと、前記フォーム解析装置が、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信するステップと、を有することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を計測する計測部と、前記計測部から出力される前記加速度成分から足の着地時の衝撃による加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割し、前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形とを比較し、異なる場合に、前記計測部から逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力する制御部と、を有することを特徴とするトレーニング支援装置である。

請求項１７に記載の発明は、腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測するトレーニング支援装置のプログラムであって、コンピュータに、前記装着部位における加速度成分から足の着地時の衝撃による加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割する手順と、前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形とを比較する手順と、前記比較により異なると判定された場合に、逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力する手順と、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、フォーム解析を効率的に行なうトレーニング支援装置およびシステム、フォーム解析装置および方法、ならびにプログラムを提供することができる。また、フォーム解析能力の拡張をはかった、トレーニング支援装置およびプログラムも提供することが出来る。

本発明の実施の形態のトレーニング支援システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態のトレーニング支援装置（リスト端末）の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のフォーム解析装置（フォーム解析サーバ）の内部構成を示すブロック図である。 図１のトレーニング支援装置を装着した走者の走行フォームの軌跡を示した図である。 図１のトレーニング支援装置を装着した走者の走行時における１周期の動きを説明するために引用した図である。 図１のフォーム解析装置の動作を示すフローチャートである。 図１のトレーニング支援装置の着地時におけるＺ軸の加速度成分と着地タイミングとの関係を説明するために引用した図である。 図１のトレーニング支援装置の動きと腕の振りとの関係を説明するために引用した図である。 本発明の実施の形態の変形例のトレーニング支援装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のトレーニング支援装置に表示される画面の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、本実施形態という）について詳細に説明する。なお、本実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

(実施形態の構成：トレーニング支援システム１)
図１に示すように、本実施形態のトレーニング支援システム１は、歩行または走行するユーザの腕の一部に装着された、比較的小型で軽量のトレーニング支援装置１１と、フォーム解析装置１２とがＩＰ（Internet Protocol）網等の通信網１３経由で接続されることによって構築される。以下の説明では、便宜上、トレーニング支援装置をリスト端末１１、フォーム解析装置をフォーム解析サーバ１２とそれぞれ称して説明を行う。なお、リスト端末１１に近距離無線通信機能を内蔵していれば、図示省略したスマートホンがサーバ１２との間の通信を仲介する構成としてもよい。

図１に示す接続構成によれば、リスト端末１１は、歩行または走行中におけるユーザの手首等の装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度成分（波形）を計測し、フォーム解析サーバ１２は、リスト端末１１から通信網１３経由で取得される加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地とのバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、当該トレーニングフォームの解析結果を通信網１３経由でリスト端末１１へ送信する。リスト端末１１は、フォーム解析サーバ１２から送信されるユーザのトレーニングフォームの解析結果を、例えば、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す画面により表示する。詳細は後述する。なおバランスとは、複数のデータ（値）の関係のことを意味する。

リスト端末１１は、歩行または走行中におけるユーザの手首に装着されるリストバンド２３を有し、後述する表示部をガラス面２１と裏蓋２２で覆った時計形状の外観を有している。リスト端末１１は、装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を検出する加速度センサを内蔵している。ここで、Ｘ軸とは、リスト端末１１を手首に装着したときの腕の長手方向をいい、Ｙ軸はその長手方向に直交する方向をいい、Ｚ軸は、リスト端末１１のガラス面２１から裏蓋２２に向かう、あるいはその逆方向に向かう鉛直方向をいう。なお、以下の説明では、便宜上、Ｘ軸の手首側に向かう方向を手前方向（逆は奥方向）といい、Ｚ軸の裏蓋２２へ向かう方向を下方向（逆は上方向）という。

（リスト端末１１の構成）
リスト端末１１は、歩行または走行中のユーザのトレーニングフォームを解析するフォーム解析サーバ１２とはＩＰ網１３経由で接続される。リスト端末１１は、例えば、図２に示すように、制御部１１０と、記憶部１１１と、計測部１１２と、通信部１１３と、操作部１１４と、表示部１１５と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１１６と、鳴動部１１７と、電源部１１８と、を含み構成される。

制御部１１０として、例えば、マイクロプロセッサが実装され、マイクロプロセッサは、記憶部１１１に記憶された本実施形態のプログラム（端末プログラム）を逐次読み出し実行することにより、通信部１１３、およびＩＰ網１３経由でフォーム解析サーバ１２と通信を行なう。制御部１１０は、計測部１１２により計測される、ユーザの歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度データをフォーム解析サーバ１２へ送信してフォーム解析要求を発行する。そして、これを受けたフォーム解析サーバ１２から取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を、表示部１１５、または鳴動部１１７へ、あるいはその両方に出力する。

記憶部１１１は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）を記憶素子として持つ半導体記憶装置、あるいはＨＤ（Hard Disc）等の磁気ディスク装置であり、本実施形態のプログラムが記憶されるプログラム領域の他に、制御部１１０によりプログラムの実行中に生成されるデータ、あるいは、フォーム解析サーバ１２から取得される腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果のデータ等が記憶される。

計測部１１２には３軸加速度センサが内蔵される。３軸加速度センサは、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向の加速度を１デバイスで測定することができるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサの１種であり、ここでは、現在最も市場に流通している半導体型を使用するものとする。他に、静電容量型、ピエゾ抵抗型、熱検知型がある。

通信部１１３は、ＩＰ網１３との通信インタフェースを司り、フォーム解析サーバ１２との間で、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）に基づく通信を行う。通信部１１３は、計測部１１２により計測され制御部１１０により生成される計測データをフォーム解析サーバ１２へ送信し、フォーム解析サーバ１２により生成されるフォーム解析結果のデータをＩＰ網１３経由で受信して制御部１１０へ転送する。

操作部１１４は、例えば、キースイッチ等の入力デバイス、あるいはマウス等のポインティングデバイスである。操作部１１４は、ユーザが操作することによって制御部１１０に対して計測開始指示等のイベントを発行する。表示部１１５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Device）や有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescense）等の表示素子と、これらを駆動する駆動回路とからなる表示モニタである。表示部１１５には、制御部１１０により生成される、例えば、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す画面が表示される。なお、操作部１１４と表示部１１５は、操作部１１４が持つ入力機能と表示部１１５が持つ表示機能とが一体化され構成されるタッチパネルで代替してもよい。

ＧＰＳ受信部１１６は、ＧＰＳ衛星を利用してリスト端末１１を装着したユーザの現在位置を計測する。具体的に、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波を図示省略したアンテナを介して受信することにより、ユーザの現在位置を示す、緯度・経度からなる位置データを取得し、取得した位置データを制御部１１０へ出力する。

鳴動部１１７は、制御部１１０により生成される音声データをスピーカへ出力する。鳴動部１１７は、制御部１１０により生成されるメッセージを、アラームやブザー、あるいは音声等で出力する。電源部１１８は、制御部１１０をはじめ、記憶部１１１、計測部１１２、通信部１１３、操作部１１４、表示部１１５、ＧＰＳ受信部１１６、鳴動部１１７等、リスト端末１１を構成する各ハードウェアブロックに電力を供給するバッテリである。

（フォーム解析サーバ１２の構成）
フォーム解析サーバ１２は、腕の一部に装着され、歩行または走行中におけるユーザの装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を計測するリスト端末１１とはＩＰ網１３経由で接続される。フォーム解析サーバ１２は、例えば、図３に示すように、制御部１２０と、記憶部１２１と、通信部１２２と、操作部１２３と、表示部１２４とが、アドレス、データ、コントロールのための各信号線がそれぞれ複数本で構成されるシステムバス１２５に共通接続され、構成される。

制御部１２０として、例えば、マイクロプロセッサが実装される。マイクロプロセッサは、記憶部１２１に記憶された本実施形態のプログラム（サーバプログラム）を逐次読み出し実行することにより、通信部１２２およびＩＰ網１３経由でリスト端末１１と通信を行なう。制御部１２０は、リスト端末１１からＩＰ網１３経由で取得されるユーザの装着部位にかかる３軸の加速度成分のデータに基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、当該トレーニングフォームの解析結果をＩＰ網１３経由で要求のあったリスト端末１１へ送信する。

制御部１２０は、リスト端末１１から送信されるユーザの装着部位にかかる３軸加速度成分のデータに基づき、足の着地時における、Ｘ軸の加速度成分とＹ軸の加速度成分のバランスの変化を検出して上半身の腕の振りと足の着地とのタイミングバランスを解析してもよい。制御部１２０は、リスト端末１１からＩＰ網１３経由で取得されるユーザの装着部位にかかる３軸の加速度成分のデータを所定の間隔でサンプリングし、Ｘ軸の加速度成分がほぼ０で、前回サンプルと比較してＹ軸の加速度成分が増加し、足の着地の衝撃によりＹ軸とＺ軸の加速度成分が所定の方向に増加した場合のサンプルを、バランスの解析の対象から除外してもよい。

記憶部１２１は、例えば、ＤＲＡＭやＳＤＲＡＭを記憶素子として持つ半導体記憶装置、あるいはＨＤ等の磁気ディスク装置であり、本実施形態の、例えば、図６にその手順が示されるプログラム（サーバプログラム）が記憶されるプログラム領域の他に、制御部１２０によるプログラムの実行中に生成される腕の振りと足の着地のバランスを含む解析途中のデータ、あるいは、フォーム解析に必要な正常走行時の登録フォーム、リスト端末１１から送信される計測データ等が記憶される。

通信部１２２は、ＩＰ網１３との間の通信インタフェースを司り、リスト端末１１との間で、例えば、ＴＣＰ／ＩＰに基づく通信を行う。通信部１２２は、リスト端末１１から送信されるユーザの装着部位にかかる計測データをＩＰ網１３経由で受信して制御部１２０へ転送し、制御部１２０により生成されるフォーム解析データをＩＰ網１３経由でリスト端末１１へ送信する。

操作部１２３は、例えば、キースイッチ等の入力デバイス、あるいはマウス等のポインティングデバイスである。表示部１２４は、ＬＣＤや有機ＥＬ等の表示素子と、これらを駆動する駆動回路とを含む表示モニタである。

（実施形態の動作）
動作説明に先立ち、走行フォームとリスト端末１１の計測部１１２に内蔵された３軸加速度センサの動きについて、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は、走者の左手首にリスト端末１１が装着された場合の手と足の連携動作を、図４（ｂ）に、比較例として、３軸加速度センサを腰に装着した場合の手と足の連携動作を示す。いずれも、太点線は右手、細点線は左手、太実線は左足、細実線は右足の動きを示す。

図４（ａ）によれば、３軸加速度センサを装着したユーザの左足が前に出るのに連携して左手が後方に移動（左手が前方に移動）し、右足が前に出るのに連携して左手が前方に移動する（右手が後方に移動する）動作を１周期として、連続して繰り返し動作している様子が示されている（図中、（１）〜（５）で示す）。なお、（６）に、右足着地時に左手が最前方に来た場合のリスト端末１１の位置が、（７）に、左足着地時に左手が最後方に来た場合のリスト端末１１の位置が示されている。

図５に、リスト端末１１と、リスト端末１１を装着したユーザの１周期分の動きを抜粋して示してある。ここでは、歩行または走行による、「右足を出して（左手が前）左足を出す（右手が前）」という動作を１周期として定義する。

以下、図６のフローチャートを参照しながら本実施形態のトレーニング支援システム１の動作について詳細に説明する。

図６において、フォーム解析サーバ１２（制御部１２０）は、リスト端末１１との通信の有無を常時監視している（ステップＳ１０１）。リスト端末１１との通信が検出されると、制御部１２０は、ＩＰ網１３、および通信部１２２を介して取得される、ユーザの装着部位にかかる３軸加速度成分の取り込みを行う（ステップＳ１０２）。

続いて、制御部１２０は、取り込んだ３軸加速度成分を、ｎ歩（１歩あるいは２歩）毎のデータ成分に分割する（ステップＳ１０３）。制御部１２０は、ｎ歩毎のデータ成分の中でピーク値を検出することにより分割を行うことができる。これは、歩行または走行中、リスト端末１１に伝わる衝撃の中で、足が着地するときの衝撃が最も大きいことに基づく。

図７（ａ）に、走者であるユーザの動作とリスト端末１１の計測部１１２で計測された鉛直方向の加速度の値との関係が示されている。図７（ａ）は、走者の１歩にかかる時間Ａについて示したもので、実験によって得られた結果である。図７（ａ）によれば、鉛直方向の加速度の値は着地地点ｔ５で下向きのピークＰ１を示し、腰の位置が最も低くなった時点ｔ６で上向きのピークＰ２を示している。この結果に基づき、着地周期の解析と着地タイミングの予測が可能である。

図７（ｂ）は、走行中の加速度の値を時間に対してプロットしたグラフである。図７（ｂ）に示した記号Ａ１，Ａ２，Ａ３は、図７（ａ）における記号Ａと同等の時間の長さを示し、走者の１歩にかかる時間に相当する。例えば、図７（ａ）における着地点ｔ５に相当する時点を着地タイミングと特定して周期を求める。そして、求められた周期から、次の１歩における着地タイミングの時間を予測する。その時間の算出は、例えば、直前の連続する１０歩の時間の平均値を用いて行う。

説明を図６のフローチャートに戻す。制御部１２０は、リスト端末１１から通信により取得したユーザの装着部位にかかる３軸加速度データをｎ歩毎の加速度成分に分割した後、ｎ歩毎に、記憶部１２１の所定の領域に予め登録されてある正常歩行あるいは正常走行時の登録フォームと比較する（ステップＳ１０４）。歩行または走行の１周期における足の動きと腕の動きは、仮に、正しい姿勢、正しい腕の振り方で走り続けた場合、リスト端末１１に内蔵された計測部１１２（３軸加速度センサ）から出力されるＸ，Ｙ，Ｚ軸のそれぞれの加速度は、毎周期でほぼ同じ波形になる。したがって、本実施形態のフォーム解析サーバ１２では、これを正常フォームで歩行あるいは走行しているときの加速度であるものと見做すことにした。

フォームが崩れた場合、すなわち、ｎ歩毎に登録フォームと比較した結果（ステップＳ１０４）、不一致が発生した場合（ステップＳ１０４“≠”）の動作について以下に説明する。フォームが崩れた場合、ユーザがリスト端末１１の表示を見ながら走行していることが考えられる。ユーザがリスト端末１１を見る動作を行なった場合、リスト端末１１が顔の前に位置する状態になるため、明らかに正しいフォームではないが、リスト端末１１を見ている状態にあることから、この状態をリスト端末１１に内蔵された３軸加速度センサ（計測部１１２）が検知した場合は、フォーム解析の対象から除外する必要がある。

図４（ａ）、あるいは図５に示すように、ユーザの左手首にリスト端末１１を装着した場合、リスト端末１１を見る動作をしながら走行した場合（ステップＳ１０５“ＹＥＳ”）、Ｘ軸の加速度成分はほとんどなく、Ｙ軸とＺ軸の加速度成分が増え、更に、足の着地の衝撃により、Ｙ軸は手前方向、Ｚ軸は下方向の成分が増えることになる。したがって、制御部１２０は、この加速度成分の変化を検知したときに走行フォームの解析から除外する（ステップＳ１０６）。リスト端末１１を見ることなく進行方向を見ながら走行していた場合に（ステップＳ１０５“ＮＯ）、走行フォームの解析が開始される（ステップＳ１０７）。

走行フォームの解析にあたり、制御部１２０は、まず、上半身の前傾の有無を判定する（ステップＳ１０８）。上半身が前傾姿勢になると、それに伴いリスト端末１１の位置も変わり、また足の着地の仕方も変化する。したがって、リスト端末１１から送信される３軸加速度センサにかかるＸ，Ｙ，Ｚ軸それぞれの加速度も正常走行時のデータとは変化するため容易に検出が可能である。制御部１２０は、上半身が前傾姿勢になっていないと判定された場合（ステップＳ１０８“ＮＯ”）、次に、腕の振りの変化を検出する（ステップＳ１０９）。

腕の振り方が変化した場合（ステップＳ１０９“ＹＥＳ”）、例えば、真っ直ぐ前後に振っていた腕が振られた場合、リスト端末１１に内蔵された３軸加速度センサ（計測部１１２）に伝わるＸ，Ｙ，Ｚ軸のいずれかが、腕が横に振られることにより波形が変化するため検出が可能である。本実施形態において、ユーザの手首に装着されるリスト端末１１によれば、ガラス面２１と裏蓋２２とを挟む方向がＺ軸であるため、手の甲側の手首にリスト端末１１が装着されていると仮定すれば、真っ直ぐ前後に腕を振っていた場合は、Ｘ軸とＹ軸の加速度成分がほとんどを占め、Ｚ軸の加速度成分がほとんど検出されないが、腕が横に振られた場合は、Ｚ軸の加速度成分が増えることになる。

次に、制御部１２０は、腕の振りの前後の動きをリスト端末１１から出力される３軸加速度センサ（計測部１１２）のＸ，Ｙ，Ｚ軸の加速度成分から抽出することにより、腕振りのサイクル時間（腕の振りのサイクル時間）の算出（ステップＳ１１０）と、腕の曲げ具合（腕の振り速度および腕の曲げ程度算出）を割り出す（ステップＳ１１１）。腕振りは、特に、歩行あるいは走行時のリズムを作るために重要な役割を果たす。腕振りのサイクル時間は、図５に示す例では、Ｘ軸とＹ軸の加速度成分の繰り返しになるため、同じ波形が繰り返されるタイミングを検出して求める。また、腕の曲げ具合は、曲げすぎていると、手首に装着しているリスト端末１１の振れ幅は小さくなり、伸ばしすぎていると手首に装着しているリスト端末の振れ幅は大きくなる。このように、腕振りのサイクル時間と腕振りによる加速度成分を解析することにより、腕の振れ幅の大小がわかり、結果、腕の曲げ具合を割り出すことができる。

図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に、リスト端末１１の動きと腕の振りとの関係を示す。図８（ａ）に示すように、肘を直角に曲げた場合を基準にすると、図８（ｂ）に示すように、鋭角に曲げた場合は、振り子の長さが短くなり、振れ幅も小さくなるため、加速度は小さくなり、直角に曲げた場合と同じサイクルで振った場合は、肘が鋭角に曲がっていることがわかる。また、図８（ｃ）に示すように鈍角に曲げた場合は、振り子の長さが長くなり、触れ幅も大きくなるため加速度は大きくなり、直角に曲げた場合と同じサイクルで振った場合は、肘が鋭角に曲がっていることがわかる。

次に、制御部１２０は、腕振りの成分と、足の着地の衝撃による成分のタイミングから、「腕は振れているが、腕の振りに足がついていってない」等、歩行や走行のバランスを検知する（ステップＳ１１２）。こここで、「足の着地の衝撃による成分」とは、足の着地の衝撃をリスト端末１１が受けるときのリスト端末１１の状態（向き）のことをいう。足が着地したときの手首の位置によって、リスト端末１１から出力される加速度センサ（計測部１１２）に伝わるＸ，Ｙ，Ｚ成分は変化するが、毎回同じ位置にあれば、同じＸ，Ｙ，Ｚ成分が出力されるはずであり（但し、右足と左足で変わる）、足と腕振りのタイミングがずれてくれば足の着地時に検出されるＸ，Ｙ，Ｚの加速度成分が変化する。したがって、この加速度成分を検知することにより上記したバランスの検知が可能である。

例えば、図４（ａ）の、リスト端末１１を左手首に装着した走者の走行フォームの軌跡に示すように、走行中のリスト端末１１の向きは、Ｙ軸が上下に向いている状態がほとんどである。したがって、足が着地したときは、Ｙ成分（リスト端末１１の１２時側）にピークが検出される。そのとき、手を前に出していれば、同時にＸ軸の左側（９時側）の成分、手を後ろに出していれば、Ｘ軸の右側（３時側）の成分が増え、Ｙ軸が真下を向いていれば、Ｘ軸の成分がほぼ０になる。したがって、制御部１２０は、Ｙ成分とＸ成分のバランスが大きく狂ったときに“足と腕のタイミングがずれている”と判定する。逆に、足が着地したときのＹ成分とＸ成分の量が毎回同じであればタイミングが合っていると判定する。

続いて制御部１２０は、上記した一連の処理のｎ回の繰り返しを検出すると（ステップＳ１１３“ＹＥＳ”）、生成された解析結果データを、通信部１２２，ＩＰ網１３経由で要求のあったリスト端末１１へ送信する。上記した一連の処理がｎ回に満たない場合は（ステップＳ１１３“ＮＯ”）、ステップＳ１０４の登録フォームとの比較処理に戻る。なお、ステップＳ１０４の「登録フォームとの比較処理」において、一致が検出された場合（ステップＳ１０４“＝”）、および、ステップＳ１０８の「前傾姿勢判定処理」において、上半身が前傾していると判定された場合（ステップＳ１０８“ＹＥＳ”）も同様、生成された解析結果データを、通信部１２２，ＩＰ網１３経由で要求のあったリスト端末１１送信する。

リスト端末１１では、ＩＰ網１３、および通信部１１３を経由して受信した解析結果データを、制御部１１０による制御の下で、表示部１１５に表示する。そのときの画面構成は、例えば、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されている。画面構成の詳細は後述する。

なお、図６のフローチャートによれば、制御部１２０は、最初に、リスト端末１１を見ながら走行しているか否かを判定し、次に、走行姿勢、腕の振り、走行バランスの順で走行フォームの解析を行ったが、この順序に制限されることはなく、任意である。また、リスト端末１１は、片方の手首に装着するため、左足と右足とではリスト端末１１から出力される３軸加速度成分（波形）が異なり、したがって、２歩で１成分（ｎ＝２）とするのが最適である。

（変形例）
上記した本実施形態のトレーニング支援システム１によれば、フォーム解析をフォーム解析サーバ１２が行うものとして説明したが、以下に説明するように、リスト端末１１に比較的高性能なマイクロプロセッサを実装することにより、リスト端末１１でフォーム解析を行うことも可能である。以下にその具体的な説明を行う。

ここで、リスト端末１１は、図２と同じ構成を使用するものとするが、制御部１１０が実行するプログラムの手順が異なる。制御部１１０は、ユーザの装着部位における加速度成分から足の着地時の衝撃による加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割し、分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形とを比較し、異なると判定された場合に、逐次出力される加速度成分から足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、歩行または走行中における腕の振りと足の着地のタイミングのバランスを解析して出力する一連の手順からなるプログラムを実行する。

このため、制御部１１０は、計測部１１２から出力される加速度成分から足の着地時の衝撃による加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割する。そして、分割した加速度成分の波形と、記憶部１１１の所定の領域に予め登録された加速度成分の波形を比較し、異なる場合に、計測部１１２から逐次出力される加速度成分から足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、歩行または走行中における腕の振りと足の着地のタイミングのバランスを解析して表示部１１５へ表示する。

制御部１１０は、着地時における、Ｘ軸の加速度成分とＹ軸の加速度成分のバランスの変化を検出することにより腕の振りと足の着地のタイミングバランスを解析してもよい。制御部１１０は、計測部１１２から出力される加速度成分を所定の間隔でサンプリングし、Ｘ軸の加速度成分がほぼ０で、前回サンプルと比較してＹ軸の加速度成分が増加し、足の着地の衝撃によりＹ軸とＺ軸の加速度成分が所定の方向に増加した場合のサンプルを、バランスの解析の対象から除外してもよい。制御部１１０は、歩行または走行中における腕の振りと足の着地のタイミングのバランスの解析結果を、歩行または走行している人物を模擬したアイコンに強調表示してもよい。

以下、図９に示すフローチャートを参照しながら、変形例のリスト端末１１の動作について詳細に説明する。

計測部１１２は、歩行あるいは走者による操作部１１４の操作をトリガに、装着部位の加速度センサによるＸ，Ｙ，Ｚ軸の加速度検出を開始し、制御部１１０は、この３軸加速度成分を取り込む（ステップＳ２０１）。続いて制御部１１０は、取り込んだ３軸加速度成分を、ｎ歩（１歩あるいは２歩）毎のデータ成分に分割する（ステップＳ２０２）。制御部１１０は、加速度成分の波形の中でピーク値を検出することにより分割を行う。これは、歩行または走行中、リスト端末１１に伝わる衝撃の中で、足が着地するときの衝撃が最も大きいことに基づく。

制御部１１０は、計測部１１２から出力される３軸加速度成分をｎ歩毎の加速度成分に分割した後（ステップＳ２０２）、ｎ歩毎に記憶部１１１の所定の領域に予め登録されてある正常歩行または走行時の登録フォームと比較する（ステップＳ２０３）。フォームが崩れた場合、すなわち、ｎ歩毎に登録フォームと比較し、不一致が発生した場合（ステップＳ２０３“≠”）の動作について以下に説明する。

フォームが崩れた場合、まず、歩行あるいは走者がリスト端末１１の表示を見ながら走行していることが考えられる。リスト端末１１を見る動作を行なった場合（ステップＳ２０４“ＹＥＳ”）、リスト端末１１が顔の前にある状態になるため、明らかに正しいフォームではないが、リスト端末１１を見ている状態にあることから、この状態を計測部１１２が検知した場合は、フォーム解析の対象から除外する（ステップＳ２０５）。リスト端末１１を見ることなく進行を見ながら走行していた場合に（ステップＳ２０４“ＹＥＳ”）、走行フォームの解析が開始される（ステップＳ２０６）。

走行フォームの解析にあたり、制御部１１０は、まず、上半身の前傾の有無を判定する（ステップＳ２０７）。上半身が前傾姿勢になると、それに伴いリスト端末１１の位置も変わり、また足の着地の仕方も変化する。したがって、計測部１１２に内蔵された３軸加速度センサに伝わるＸ，Ｙ，Ｚ軸それぞれの加速度も正常走行時の波形とは変化するため検出が可能である。制御部１２０は、上半身が前傾姿勢になっていないと判定された場合（ステップＳ２０７“ＮＯ”）、次に、腕の振りの変化を検出する（ステップＳ２０８）。

腕の振り方が変化した場合（ステップＳ２０８“ＹＥＳ”）、例えば、真っ直ぐ前後に振っていた腕が振られた場合、３軸加速度センサ（計測部１１２）に伝わるＸ，Ｙ，Ｚ軸のいずれかが、腕が横に振られることにより波形が変化するため、検出が可能である。本実施形態のトレーニング支援システム１において、走者の手首に装着されるリスト端末１１によれば、ガラス面２１と裏蓋２２を挟む方向がＺ軸であるため、手の甲側の手首にリスト端末１１が装着されていると仮定すれば、真っ直ぐ前後に腕を振っていた場合は、Ｘ軸とＹ軸の加速度成分がほとんどを占め、Ｚ軸の加速度成分がほとんど検出されないが、腕が横に振られた場合は、Ｚ軸の加速度成分が増えることになる。これを制御部１１０が検知する。

次に、制御部１１０は、腕の振りの前後の動きを３軸加速度センサ（計測部１１２）のＸ，Ｙ，Ｚ軸の加速度成分から抽出することにより、腕振りのサイクル時間（腕の振りのサイクル時間）の算出（ステップＳ２０９）と、腕の曲げ具合（腕の振り速度および腕の曲げ程度算出）を割り出す（ステップＳ２１０）。腕振りは、特に、歩行あるいは走行時のリズムを作るために重要な役割を果たす。制御部１１０は、腕振りのサイクル時間がＸ軸とＹ軸の加速度成分の繰り返しになるため、同じ波形が繰り返されるタイミングを検出することにより求める。また、腕の曲げ具合は、曲げすぎていると、手首に装着しているリスト端末１１の振れ幅は小さくなり、伸ばしすぎていると手首に装着しているリスト端末の振れ幅は大きくなる。したがって、腕振りのサイクル時間と腕振りによる加速度成分を解析することにより、腕の振れ幅の大小がわかり、結果、腕の曲げ具合を割り出すことができる。

次に、制御部１１０は、腕振りの成分と、足の着地の衝撃による成分のタイミングから、足と腕のタイミングバランスを検知する（ステップＳ２１１）。足が着地したときは、Ｙ成分（リスト端末１１の１２時側）にピークが検出され、そのとき、手を前に出していれば、同時にＸ軸の左側（９時側）の成分、手を後ろに出していれば、Ｘ軸の右側（３時側）の成分が増え、Ｙ軸が真下を向いていれば、Ｘ軸の成分がほぼ０になる。したがって、制御部１１０は、Ｙ成分とＸ成分のバランスが大きく狂ったときに“足と腕のタイミングがずれている”と判定する。逆に、足が着地したときのＹ成分とＸ成分の量が毎回同じであればタイミングが合っていると判定する。

続いて制御部１１０は、上記した一連の処理のｎ回の繰り返しを検出し（ステップＳ２１２“ＹＥＳ”）、生成された解析結果データを表示部１１５へ出力する。上記した一連の処理がｎ回に満たない場合は（ステップＳ２１２“ＮＯ”）、ステップＳ２０３の登録フォームとの比較処理に戻る。なお、ステップＳ２０３の「登録フォームとの比較処理」において、一致が検出された場合（ステップＳ２０３“＝”）、および、ステップＳ２０７の「上半身の前傾判定処理」において、上半身が前傾していると判定された場合（ステップＳ２０７“ＹＥＳ”）も同様、生成された解析結果データを表示部１１５へ出力する。

表示部１１５は、制御部１１０による制御の下で、例えば、図１０に示す画面を表示する。図１０（ａ）は、登録フォームと合致した正常走行状態（ＯＫ状態）を示し、図１０（ｂ）は、登録フォームとフォームが異なる状態（ＮＧ状態）を示し、図１０（ｃ）は、リスト端末１１を見ながら走行している状態を示す。

図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に例示した画面は、表示部１１５に、いずれも記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す領域に領域分割され表示される。記号Ａで示す領域には、走者の状態をアイコンで模した走行インジケータが表示される。記号Ｂで示す領域には、縦軸に加速度、横軸に時間を目盛った加速度波形がＸ，Ｙ，Ｚ軸毎に表示される。記号Ｃで示す領域には、ＧＰＳにより位置測位された結果、演算により生成される距離、速度データ、およびＧＰＳ受信インジケータが表示される。記号Ｄで示す領域には、上段にラップタイム、下段にスプリットタイム等の計測タイムが表示される。

なお、図１０（ｂ）において、領域Ａに表示される走行インジケータにはＮＧと判定された箇所が強調表示される。ここでは、手の振りが悪いことから腕の部位が点滅表示されている。走者は画面表示された内容を確認することにより、自身の走行フォームを含む走行状態を把握することができる。すなわち、図１０に示す画面はユーザに対するガイダンス表示となっており、ユーザはアドバイス表示として利用することができる。なお、走行中、可能な範囲で画面を注視することを回避するため、表示部１１５への画面表示に代え、鳴動部１１７によるアラームや音声出力によるメッセージを出力してもよい。

（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態のトレーニング支援システム１によれば、小型、軽量のリスト端末１１を、例えば、手首に装着して歩行または走行することにより、スマートホン等を腰に装着した歩行または走行から解放され、歩行あるいは走行時における装着の煩わしさや違和感から解放される。また、ランニングにおいて特に重要な腕の振り等に関する走行フォームをフォーム解析サーバ１２で解析し、リスト端末１１が通信により取得することで、リスト端末１１の演算負荷が減少するとともに、歩行あるいは走行時における上半身の腕の振りと足の着地等のバランスの解析等、高度なフォーム解析を行うことが出来る。

なお、フォーム解析はフォーム解析サーバ１２によらず、少なくとも一部をリスト端末１１で行うことも可能である。その場合、モーションキャプチャ等の画像処理技術を使用することなく、フォーム解析を含む走行時における腕振りの軌跡等の身体運動データをリスト端末１１のみで容易に計測することが出来る。また、歩行あるいは走行時における上半身の腕の振りと足の着地等のバランスの解析等、高度なフォーム解析を行うことが出来る。したがって、フォーム解析を効率的に行い、かつフォーム解析能力の拡張をはかった、トレーニング支援装置（リスト端末１１）およびシステム（トレーニング支援システム１）、フォーム解析装置（フォーム解析サーバ１２）および方法、ならびにプログラム（サーバプログラムおよび端末プログラム）を提供することができる。

なお、本実施形態のトレーニング支援システム１によれば、特に、ランニングへの適用例についてのみ例示したが、ランニングに限らず、ウォーキングは勿論のこと、サイクリング、トライアスロン等、運動トレーング全般への適用が可能である。

以下に、本願出願時の特許請求の範囲を付記する。
［請求項１］
歩行または走行中のトレーニングフォームを解析するフォーム解析装置とは通信網経由で接続されるトレーニング支援装置であって、
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部と、
前記フォーム解析装置に対し、前記通信網を経由した通信により前記計測部で計測した前記加速度の情報を送信し、前記フォーム解析装置から通信により取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する制御部と、
を備えたことを特徴とするトレーニング支援装置。
［請求項２］
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を計測するトレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置であって、
前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される前記加速度成分に基づき、前記腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信する制御部、を備えたことを特徴とするフォーム解析装置。
［請求項３］
前記制御部は、
足の着地時における、前記Ｘ軸の加速度成分と前記軸の加速度成分のバランスの変化を検出することにより前記腕の振りと足の着地のタイミングバランスを解析することを特徴とする請求項２記載のフォーム解析装置。
［請求項４］
前記制御部は、
前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される前記加速度成分を所定の間隔でサンプリングし、前記Ｘ軸の加速度成分がほぼ０で、前回サンプルと比較して前記Ｙ軸の加速度成分が増加し、前記足の着地の衝撃により前記Ｙ軸と前記Ｚ軸の加速度成分が所定の方向に増加した場合のサンプルを、前記バランスの解析の対象から除外することを特徴とする請求項２または３記載のフォーム解析装置。
［請求項５］
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する、フォーム解析装置とは通信網経由で接続されるトレーニング支援装置のプログラムであって、
コンピュータに、
前記通信網経由で前記フォーム解析装置と通信を行なう手順と、
前記通信により、前記計測した前記加速度の情報を送信し、前記フォーム解析装置から取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する手順と、を実行させるプログラム。
［請求項６］
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を有するトレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置のプログラムであって、
コンピュータに、
前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で加速度成分を取得する手順と、
前記取得した前記加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行なう手順と、
前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信する手順と、を実行させるプログラム。
［請求項７］
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部と、後記フォーム解析装置から通信により取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する制御部とを備えたトレーニング支援装置と、
前記トレーニング支援装置とは通信網経由で接続され、前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信するフォーム解析装置と、を備えたことを特徴とするトレーニング支援システム。
［請求項８］
前記トレーニング支援装置は表示部を更に備え、
前記制御部は、前記フォーム解析装置から受信した前記トレーニングフォームの解析結果に応じて前記表示部にガイダンス表示をさせることを特徴とする請求項７記載のトレーニング支援システム。
［請求項９］
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を有するトレーニング支援装置と、前記トレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置とを備えたトレーニング支援システムのフォーム解析方法であって、
前記トレーニング支援装置が、前記通信網経由で前記計測された加速度成分を前記フォーム解析装置に送信するステップと、
前記フォーム解析装置が、受信した前記加速度成分に基づき腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行なうステップと、
前記フォーム解析装置が、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信するステップと、を有することを特徴とするフォーム解析方法。
［請求項１０］
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を計測する計測部と、
前記計測部から出力される前記加速度成分から足の着地時の加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割し、前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形を比較し、前記計測部から逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力する制御部と、を有することを特徴とするトレーニング支援装置。
［請求項１１］
前記制御部は、
前記計測部から出力される前記加速度成分から足の着地時の加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割することを特徴とする請求項１０記載のトレーニング支援装置。
［請求項１２］
前記制御部は、
前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形を比較し、前記計測部から逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力することを特徴とする請求項１０または１１記載のトレーニング支援装置。
［請求項１３］
前記制御部は、
前記着地時における、前記Ｘ軸の加速度成分と前記Ｙ軸の加速度成分のバランスの変化を検出することにより前記腕の振りと足の着地のタイミングのバランスを解析することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
［請求項１４］
前記制御部は、
前記計測部から出力される加速度成分を所定の間隔でサンプリングし、前記Ｘ軸の加速度成分がほぼ０で、前回サンプルと比較して前記Ｙ軸の加速度成分が増加し、前記足の着地の衝撃により前記Ｙ軸と前記Ｚ軸の加速度成分が所定の方向に増加した場合のサンプルを、前記バランスの解析の対象から除外することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
［請求項１５］
表示部を更に備え、
前記制御部は、前記前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスの解析結果に応じて前記表示部にガイダンス表示をさせることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
［請求項１６］
表示部を更に備え、
前記制御部は、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスの解析結果を、歩行または走行している人物を模擬したアイコンに強調表示することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
［請求項１７］
腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測するトレーニング支援装置のプログラムであって、
コンピュータに、
前記装着部位における加速度成分から足の着地時の衝撃による加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割する手順と、
前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形とを比較する手順と、
前記比較により異なると判定された場合に、逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力する手順と、を実行させるプログラム。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…トレーニング支援システム、１１…リスト端末（トレーニング支援装置）、１２…フォーム解析サーバ（フォーム解析装置）、１３…ＩＰ網（通信網）、２１…ガラス面、２２…裏蓋、２３…リストバンド、１１０…制御部、１１１…記憶部、１１２…計測部、１１３…通信部、１１４…操作部、１１５…表示部、１１６…ＧＰＳ受信部、１１７…鳴動部、１１８…電源部、１２０…制御部、１２１…記憶部、１２２…通信部、１２３…操作部、１２４…表示部、１２５…システムバス

（実施形態の動作）
動作説明に先立ち、走行フォームとリスト端末１１の計測部１１２に内蔵された３軸加速度センサの動きについて、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は、走者の左手首にリスト端末１１が装着された場合の手と足の連携動作を、図４（ｂ）に、比較例として、３軸加速度センサを腰に装着した場合の手と足の連携動作を示す。いずれも、細点線は右手、太点線は左手、太実線は左足、細実線は右足の動きを示す。

図４（ａ）によれば、３軸加速度センサを装着したユーザの左足が前に出るのに連携して左手が後方に移動（右手が前方に移動）し、右足が前に出るのに連携して左手が前方に移動する（右手が後方に移動する）動作を１周期として、連続して繰り返し動作している様子が示されている（図中、（１）〜（５）で示す）。なお、（６）に、右足着地時に左手が最前方に来た場合のリスト端末１１の位置が、（７）に、左足着地時に左手が最後方に来た場合のリスト端末１１の位置が示されている。

Claims (17)

1. 歩行または走行中のトレーニングフォームを解析するフォーム解析装置とは通信網経由で接続されるトレーニング支援装置であって、
   腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部と、
   前記フォーム解析装置に対し、前記通信網を経由した通信により前記計測部で計測した前記加速度の情報を送信し、前記フォーム解析装置から通信により取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する制御部と、
   を備えたことを特徴とするトレーニング支援装置。
2. 腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を計測するトレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置であって、
   前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される前記加速度成分に基づき、前記腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信する制御部、を備えたことを特徴とするフォーム解析装置。
3. 前記制御部は、
   足の着地時における、前記Ｘ軸の加速度成分と前記軸の加速度成分のバランスの変化を検出することにより前記腕の振りと足の着地のタイミングバランスを解析することを特徴とする請求項２記載のフォーム解析装置。
4. 前記制御部は、
   前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される前記加速度成分を所定の間隔でサンプリングし、前記Ｘ軸の加速度成分がほぼ０で、前回サンプルと比較して前記Ｙ軸の加速度成分が増加し、前記足の着地の衝撃により前記Ｙ軸と前記Ｚ軸の加速度成分が所定の方向に増加した場合のサンプルを、前記バランスの解析の対象から除外することを特徴とする請求項２または３記載のフォーム解析装置。
5. 腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する、フォーム解析装置とは通信網経由で接続されるトレーニング支援装置のプログラムであって、
   コンピュータに、
   前記通信網経由で前記フォーム解析装置と通信を行なう手順と、
   前記通信により、前記計測した前記加速度の情報を送信し、前記フォーム解析装置から取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する手順と、を実行させるプログラム。
6. 腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を有するトレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置のプログラムであって、
   コンピュータに、
   前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で加速度成分を取得する手順と、
   前記取得した前記加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行なう手順と、
   前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信する手順と、を実行させるプログラム。
7. 腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部と、後記フォーム解析装置から通信により取得される、腕の振りと足の着地のバランスを含む解析結果を出力する制御部とを備えたトレーニング支援装置と、
   前記トレーニング支援装置とは通信網経由で接続され、前記トレーニング支援装置から前記通信網経由で取得される加速度成分に基づき、腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行い、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信するフォーム解析装置と、を備えたことを特徴とするトレーニング支援システム。
8. 前記トレーニング支援装置は表示部を更に備え、
   前記制御部は、前記フォーム解析装置から受信した前記トレーニングフォームの解析結果に応じて前記表示部にガイダンス表示をさせることを特徴とする請求項７記載のトレーニング支援システム。
9. 腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測する計測部を有するトレーニング支援装置と、前記トレーニング支援装置とは通信網経由で接続されるフォーム解析装置とを備えたトレーニング支援システムのフォーム解析方法であって、
   前記トレーニング支援装置が、前記通信網経由で前記計測された加速度成分を前記フォーム解析装置に送信するステップと、
   前記フォーム解析装置が、受信した前記加速度成分に基づき腕の振りと足の着地のバランスを含むトレーニングフォームの解析を行なうステップと、
   前記フォーム解析装置が、前記トレーニングフォームの解析結果を前記通信網経由で前記トレーニング支援装置へ送信するステップと、を有することを特徴とするフォーム解析方法。
10. 腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向の加速度成分を計測する計測部と、
    前記計測部から出力される前記加速度成分から足の着地時の加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割し、前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形を比較し、前記計測部から逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力する制御部と、を有することを特徴とするトレーニング支援装置。
11. 前記制御部は、
    前記計測部から出力される前記加速度成分から足の着地時の加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割することを特徴とする請求項１０記載のトレーニング支援装置。
12. 前記制御部は、
    前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形を比較し、前記計測部から逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力することを特徴とする請求項１０または１１記載のトレーニング支援装置。
13. 前記制御部は、
    前記着地時における、前記Ｘ軸の加速度成分と前記Ｙ軸の加速度成分のバランスの変化を検出することにより前記腕の振りと足の着地のタイミングのバランスを解析することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
14. 前記制御部は、
    前記計測部から出力される加速度成分を所定の間隔でサンプリングし、前記Ｘ軸の加速度成分がほぼ０で、前回サンプルと比較して前記Ｙ軸の加速度成分が増加し、前記足の着地の衝撃により前記Ｙ軸と前記Ｚ軸の加速度成分が所定の方向に増加した場合のサンプルを、前記バランスの解析の対象から除外することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
15. 表示部を更に備え、
    前記制御部は、前記前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスの解析結果に応じて前記表示部にガイダンス表示をさせることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
16. 表示部を更に備え、
    前記制御部は、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスの解析結果を、歩行または走行している人物を模擬したアイコンに強調表示することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項記載のトレーニング支援装置。
17. 腕の一部に装着され、歩行または走行中における装着部位の少なくともＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を計測するトレーニング支援装置のプログラムであって、
    コンピュータに、
    前記装着部位における加速度成分から足の着地時の衝撃による加速度成分を基点に少なくとも１歩毎の加速度成分に分割する手順と、
    前記分割した加速度成分の波形と、予め登録された加速度成分の波形とを比較する手順と、
    前記比較により異なると判定された場合に、逐次出力される前記加速度成分から前記足の着地時における腕の振りによる加速度成分を抽出し、前記歩行または走行中における前記腕の振りと前記足の着地のタイミングのバランスを解析して出力する手順と、を実行させるプログラム。

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