JP5360093B2 - 消費エネルギー測定装置、消費エネルギー測定方法および運動解析システム - Google Patents
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Description
図1および図2に、本発明の実施形態に係る運動解析システムの機能構成を示すブロック図を示す。図1は、運動解析システム全体の構成を示すブロック図であり、図2は、運動解析システムを構成する運動解析装置に備わるデータ処理手段の詳細な構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の実施形態に係る運動解析システムの動作を示すフローチャートである。図3を参照しながら、本発明の実施形態に係る運動解析システムの動作の説明を行う。なお、図2に示した教師データ特徴量蓄積手段233には、運動種別の認識を行うために、複数種類の運動の各々に対応付けて、後述するS101〜S103の処理により得られた特徴量を蓄積しておくものとする。
本実施形態を適用することにより、人体に装着した運動センサのみによって得られるセンサデータを用いて運動時の消費エネルギーを測定することができる。本実施形態によれば、従来技術と比較して、複数のセンサを装着する必要がないため、被験者に対する負担を低下させることができ(被験者による使用感の低下を抑制することができる)、システムに対して与える負荷も軽減することができる。また、本実施形態によれば、運動の種別と運動量を認識することにより、単純に運動センサにより検出されたセンサデータの値の大小を用いた消費エネルギー測定手法を適用した場合よりも精度の高い推定が実現できる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
12 データ送信手段
100 センシング装置
21 データ受信手段
22 データ蓄積手段
23 データ処理手段
200 運動解析装置
231 特徴量抽出手段
232 運動種別認識手段
233 教師データ特徴量蓄積手段
234 周波数変換手段
235 運動量認識手段
236 エネルギー係数算出手段
237 エネルギー係数蓄積手段
238 消費エネルギー算出手段
239 体格データ蓄積手段
24 表示手段
Claims (12)
- 被験者の動きを示す時系列データであるセンサデータに基づいて前記被験者の行っている運動の種別を認識する運動種別認識手段と、
前記センサデータに基づいて前記被験者の運動量を認識する運動量認識手段と、
前記運動種別認識手段によって認識された運動の種別と、前記運動量認識手段によって認識された前記運動量とに基づいて、前記被験者の行っている運動により消費されるエネルギーを算出する消費エネルギー算出手段と、
を備え、
前記運動種別認識手段によって認識された運動の種別と、前記運動量認識手段によって認識された前記運動量とに基づいて、エネルギー係数を算出するエネルギー係数算出手段をさらに備え、
前記消費エネルギー算出手段は、
前記エネルギー係数算出手段により算出された前記エネルギー係数を用いて、前記被験者の行っている運動により消費されるエネルギーを算出し、
前記エネルギー係数算出手段は、
前記運動種別認識手段によって認識された運動の種別に応じたエネルギー係数計算式を選択し、前記運動量認識手段により算出された運動量を説明変数として前記エネルギー係数計算式を用いて前記エネルギー係数を算出する、
ことを特徴とする、消費エネルギー測定装置。 - 前記消費エネルギー測定装置は、
運動の種別ごとにあらかじめ教師データの特徴量の集合を蓄積している教師データ特徴量蓄積手段と、
前記センサデータから特徴量の集合を抽出する特徴量抽出手段と、
をさらに備え、
前記運動種別認識手段は、
前記特徴量抽出手段により抽出された前記特徴量の集合と前記教師データ特徴量蓄積手段により蓄積されている前記教師データの特徴量の集合を用いて機械学習を行い、前記被験者の行っている運動の種別を認識する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の消費エネルギー測定装置。 - 前記消費エネルギー測定装置は、
前記センサデータを周波数領域に変換して各周波数におけるスペクトル強度を算出する周波数変換手段を備え、
前記運動量認識手段は、
前記周波数変換手段により算出された前記スペクトル強度から、前記被験者の行っている運動のペースを前記運動量として認識する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の消費エネルギー測定装置。 - 前記特徴量抽出手段は、
前記センサデータの自己相関係数をラグの系列として算出し、当該ラグの系列の要約統計量を前記特徴量として算出する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の消費エネルギー測定装置。 - 前記特徴量抽出手段は、
前記センサデータの複数軸における相互相関係数をラグの系列として算出し、当該ラグの系列の要約統計量を前記特徴量として算出する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の消費エネルギー測定装置。 - 前記消費エネルギー測定装置は、
運動量とエネルギー係数との対応を蓄積するエネルギー係数蓄積手段をさらに備え、
前記エネルギー係数算出手段は、
前記エネルギー係数蓄積手段により蓄積されている運動の種別ごとの運動量とエネルギー係数との対応を用いて回帰することにより、前記運動量認識手段により認識された運動量からエネルギー係数を算出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の消費エネルギー測定装置。 - 前記運動量認識手段は、
前記センサデータに基づいて前記被験者の行っている運動による筋肉負荷量を前記運動量として認識し、
前記エネルギー係数算出手段は、
前記運動種別認識手段によって認識された運動の種別と、前記運動量認識手段によって前記運動量として認識された前記筋肉負荷量とに基づいて、前記エネルギー係数を算出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の消費エネルギー測定装置。 - 前記消費エネルギー測定装置は、
前記運動種別認識手段により認識された運動の種別での運動が継続した時間を運動時間として検出する運動時間検出手段を備え、
前記消費エネルギー算出手段は、
前記運動時間検出手段により検出された前記運動時間と前記エネルギー係数算出手段により算出された前記エネルギー係数とを用いて、前記被験者の行っている運動により消費されるエネルギーを算出する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の消費エネルギー測定装置。 - 前記センサデータは、
1台の運動センサにより検出されたものである、
ことを特徴とする、請求項1に記載の消費エネルギー測定装置。 - 被験者の動きを示す時系列データであるセンサデータに基づいて前記被験者の行っている運動の種別を認識するステップと、
前記センサデータに基づいて前記被験者の運動量を認識するステップと、
前記運動の種別と前記運動量とに基づいて、前記被験者の行っている運動により消費されるエネルギーを算出するステップと、
を含み、
前記運動の種別と、前記運動量とに基づいて、エネルギー係数を算出するステップをさらに含み、
前記エネルギーを算出するステップにおいては、前記エネルギー係数を用いて、前記被験者の行っている運動により消費されるエネルギーを算出し、
前記エネルギー係数を算出するステップにおいては、前記運動の種別に応じたエネルギー係数計算式を選択し、前記運動量を説明変数として前記エネルギー係数計算式を用いて前記エネルギー係数を算出する、
ことを特徴とする、消費エネルギー測定方法。 - 被験者の動きを示す時系列データであるセンサデータを検出するセンシング手段を備える、センシング装置と、
前記センサデータに基づいて前記被験者の行っている運動の種別を認識する運動種別認識手段と、
前記センサデータに基づいて前記被験者の運動量を認識する運動量認識手段と、
前記運動種別認識手段によって認識された運動の種別と、前記運動量認識手段によって認識された前記運動量とに基づいて、前記被験者の行っている運動により消費されるエネルギーを算出する消費エネルギー算出手段と、
を備え、
前記運動種別認識手段によって認識された運動の種別と、前記運動量認識手段によって認識された前記運動量とに基づいて、エネルギー係数を算出するエネルギー係数算出手段をさらに備え、
前記消費エネルギー算出手段は、
前記エネルギー係数算出手段により算出された前記エネルギー係数を用いて、前記被験者の行っている運動により消費されるエネルギーを算出し、
前記エネルギー係数算出手段は、
前記運動種別認識手段によって認識された運動の種別に応じたエネルギー係数計算式を選択し、前記運動量認識手段により算出された運動量を説明変数として前記エネルギー係数計算式を用いて前記エネルギー係数を算出する、
運動解析装置と、
を有することを特徴とする、運動解析システム。 - 前記センシング装置と前記運動解析装置とは、通信網を介して接続していることを特徴とする、請求項11に記載の運動解析システム。
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