JP6711433B2 - ランニング解析装置、ランニング解析方法及びランニング解析プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、ランニング解析装置、ランニング解析方法及びランニング解析プログラムに関する。
従来、人体に加速度センサを取り付けた状態で歩行したときの、加速度センサの進行方向に対する出力結果と、鉛直方向に対する出力結果とから、例えば歩行時における着地タイミングや離地タイミング、接地時間に関するデータを測定することのできる測定装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、これらの着地タイミングや離地タイミング、接地時間に関するデータは、ランニング解析を行う際にも利用されており、例えば、接地時間を短くすることによりランニング速度を向上させることができるといった考察もなされている。
しかしながら、ストライドを変えずに単に接地時間を短くしたとしてもストライドの構成が変わるだけであり、ランニング速度の向上には直接は寄与し得ない。つまり、単に接地時間を短くするということだけでは、ランニング速度を向上させるための指標としては十分ではない。支持期ストライドを小さくすることなく、ランニングサイクルにおける接地時間率を下げることが出来て初めて速度が上昇するのである。つまり、同一ピッチにおいて滞空期時間を延ばすことが出来れば接地時間率は低下するため、ストライド伸張に有効な新たな評価指標が望まれる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ランニング速度を向上させるための指標を特定することができるランニング解析装置、ランニング解析方法及びランニング解析プログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るランニング解析装置は、
ユーザの腰部に取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析部を備え、
前記解析部は、ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定手段を含み、
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする。
ユーザの腰部に取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析部を備え、
前記解析部は、ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定手段を含み、
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする。
また、本発明に係るランニング解析方法は、
ユーザの腰部に取り付けられた少なくとも垂直方向の加速度信号をセンサデータとして出力する加速度センサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行うランニング解析装置におけるランニング解析方法であって、
ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定ステップを含み、
前記指標特定ステップは、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする。
ユーザの腰部に取り付けられた少なくとも垂直方向の加速度信号をセンサデータとして出力する加速度センサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行うランニング解析装置におけるランニング解析方法であって、
ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定ステップを含み、
前記指標特定ステップは、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする。
また、本発明に係るランニング解析プログラムは、
コンピュータを、
ユーザの腰部に取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析手段として機能させるランニング解析プログラムであって、
前記解析手段は、ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定手段を含み、
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする。
コンピュータを、
ユーザの腰部に取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析手段として機能させるランニング解析プログラムであって、
前記解析手段は、ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定手段を含み、
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする。
本発明によれば、ランニング速度を向上させるための指標を特定することができる。
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
図１は、本実施形態に係るランニング解析装置１００をユーザが装着した状態を示す説明図である。
図１に示すように、ランニング解析装置１００は、本体部１と、ベルト部２とを有しており、ベルト部２によって、ユーザの腰の位置で本体部１が固定されている。ここで、左右方向をＸ軸とし、前後方向をＹ軸とし、上下方向をＺ軸とする。Ｘ軸においては左手方向を正、右手方向を負とする。Ｙ軸においては進行方向逆向きを正とし、進行方向を負とする。Ｚ軸においては上方向を正、下方向を負とする。
なお、本実施形態において、ランニングとは走る動作全般を意味するものであり、陸上競技における短距離走や長距離走に限らず、所謂ジョギング等も含まれるものとする。
図１に示すように、ランニング解析装置１００は、本体部１と、ベルト部２とを有しており、ベルト部２によって、ユーザの腰の位置で本体部１が固定されている。ここで、左右方向をＸ軸とし、前後方向をＹ軸とし、上下方向をＺ軸とする。Ｘ軸においては左手方向を正、右手方向を負とする。Ｙ軸においては進行方向逆向きを正とし、進行方向を負とする。Ｚ軸においては上方向を正、下方向を負とする。
なお、本実施形態において、ランニングとは走る動作全般を意味するものであり、陸上競技における短距離走や長距離走に限らず、所謂ジョギング等も含まれるものとする。
図２は、本実施形態に係る本体部（解析部）１の主制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本体部１は、指標特定手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、操作部１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、加速度センサ１４と、記憶部１５と、表示部１６と、通信部１７とを備える。本体部１の各部はバス１８を介して接続されている。
図２に示すように、本体部１は、指標特定手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、操作部１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、加速度センサ１４と、記憶部１５と、表示部１６と、通信部１７とを備える。本体部１の各部はバス１８を介して接続されている。
ＣＰＵ１１は、本体部１の各部を制御する。ＣＰＵ１１は、記憶部１５に記憶されているシステムプログラム及びアプリケーションプログラムのうち、指定されたプログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開し、当該プログラムとの協働で、各種処理を実行する。また、ＣＰＵ１１は、加速度センサ１４から出力される各軸の加速度のデータを記憶部１５に記憶する。
操作部１２は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源ボタン（図示省略）、データ取得の開始／停止を指示する開始／停止ボタン（図示省略）、表示内容を切り替える表示切替ボタン（図示省略）等を備えており、この操作部１２からの指示に基づいてＣＰＵ１１は各部を制御するようになっている。
ＲＡＭ１３は、揮発性のメモリであり、各種のデータやプログラムを一時的に格納するワークエリアを形成する。
加速度センサ１４は、互いに直交する３軸方向の加速度をそれぞれ検出する。そして、加速度センサ１４は、検出された各軸の加速度のデータをＣＰＵ１１に出力する。
記憶部１５は、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等により構成され、データ及びプログラムを書き込み及び読み出し可能な記憶部である。特に、記憶部１５は、ランニング解析プログラム１５１を記憶している。
表示部１６は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイ等で構成され、ＣＰＵ１１から指示された表示情報に従い各種表示を行う。
通信部１７は、取得したデータをＣＰＵ１１による制御に基づいて外部の情報端末に出力するものであり、例えば、ＵＳＢ端子などの有線式の通信部や、Bluetooth（登録商標）などの近距離無線通信規格を採用した通信部である。
次に、図３を参照して、ランニング解析装置１００で実行されるランニング解析処理を説明する。
なお、このランニング解析処理では、ユーザが所定距離だけ走った分の各軸の加速度のデータが予め取得され記憶部１５に記憶されている場合を例示して説明する。例えば、開始／停止ボタンが操作されることによってデータ取得が開始されてから、ユーザが所定距離だけ走り終わり、開始／停止ボタンが再度操作されデータ取得が停止されると、ＣＰＵ１１は、記憶部１５から読み出して適宜ＲＡＭ１３に展開したランニング解析プログラム１５１との協働で、ランニング解析処理を実行する。
なお、このランニング解析処理では、ユーザが所定距離だけ走った分の各軸の加速度のデータが予め取得され記憶部１５に記憶されている場合を例示して説明する。例えば、開始／停止ボタンが操作されることによってデータ取得が開始されてから、ユーザが所定距離だけ走り終わり、開始／停止ボタンが再度操作されデータ取得が停止されると、ＣＰＵ１１は、記憶部１５から読み出して適宜ＲＡＭ１３に展開したランニング解析プログラム１５１との協働で、ランニング解析処理を実行する。
図３に示すように、ランニング解析処理が実行されると、ＣＰＵ１１は、各軸の加速度のデータに基づき、着地（接地）及び離地のタイミングをそれぞれ特定する（ステップＳ１）。なお、着地及び離地の各タイミングの特定処理は公知の技術を使用することで実現可能であるため、詳細な説明は省略する。
次いで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１で特定された着地及び離地の各タイミングに基づいて、左右それぞれの足について支持期と遊脚期を特定する（ステップＳ２）。具体的には、図４に示すように、ＣＰＵ１１は、「０」〜「１１３」ポイントの期間、すなわち左足が接地してから離れるまでの期間を支持期（左足支持期）として特定する。また、ＣＰＵ１１は、「１１３」〜「４００」ポイントの期間、すなわち左足が地面から離れた後、再び接地するまでの期間を遊脚期（左足遊脚期）として特定する。同様に、ＣＰＵ１１は、「１９９」〜「３２１」ポイントの期間、すなわち右足が接地してから離れるまでの期間を支持期（右足支持期）として特定する。また、ＣＰＵ１１は、「０」〜「１９９」ポイント、及び、「３２１」〜「４００」ポイントの期間、すなわち右足が地面から離れた後、再び接地するまでの期間を遊脚期（右足遊脚期）として特定する。なお、図４では、ある時間帯において左足が接地されてから再び左足が接地するまでのデータのみを示しており、実際には、ステップＳ２において、ユーザが所定距離を走った時間全体に亘って支持期と遊脚期を特定することとなる。また、図４では、左足接地から次の左足接地までの２歩の時間（ランニング周期）を正規化した時間（０〜４００ポイント）で表している。
次いで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２で特定された各足の支持期において、ユーザの腰の位置、すなわち加速度センサ１４の位置が最も沈み込んだタイミングを特定する（ステップＳ３）。具体的には、ＣＰＵ１１は、Ｚ軸の加速度信号を二度積分することで、加速度センサ１４の高さ位置を表す高さ位置波形Ｔ（図５参照）を求める。そして、ＣＰＵ１１は、各足の支持期にある高さ位置波形Ｔの極小値を最大沈み込みタイミング（最下点）として特定する。
次いで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３で特定された最大沈み込みタイミング（最下点）を基準として、遊脚期にあると特定された側の足について、振り戻し期間と振り出し期間を特定（分離）する（ステップＳ４）。ここで、振り戻し期間とは、遊脚期にあるユーザの足が後方（ユーザの進行方向とは反対の方向）へ振り戻される期間をいう。振り出し期間とは、遊脚期にあるユーザの足が前方（ユーザの進行方向）へ振り出される期間をいう。
具体的には、図４に示すように、「２３９」ポイントの位置が最大沈み込みタイミング（最下点）として特定されている場合、ＣＰＵ１１は、「１１３」〜「２３９」ポイント、すなわち左足が地面から離れてから当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を左足の振り戻し期間として特定する。また、「２３９」〜「４００」ポイント、すなわち最大沈み込みタイミングに達した後、左足が接地するまでの期間を左足の振り出し期間として特定する。
具体的には、図４に示すように、「２３９」ポイントの位置が最大沈み込みタイミング（最下点）として特定されている場合、ＣＰＵ１１は、「１１３」〜「２３９」ポイント、すなわち左足が地面から離れてから当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を左足の振り戻し期間として特定する。また、「２３９」〜「４００」ポイント、すなわち最大沈み込みタイミングに達した後、左足が接地するまでの期間を左足の振り出し期間として特定する。
なお、振り戻し期間と振り出し期間を特定する場合、上述のように、最大沈み込みタイミング（最下点）を基準として特定することが望ましいが、振り戻し期間と振り出し期間の特定方法は、この方法に限られものではない。例えば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２で特定された各足の支持期において地面を蹴る力が最大となる最大キックタイミングを特定し、当該最大キックタイミングを基準として、振り戻し期間と振り出し期間を特定するようにしてもよい。また、本体部１がジャイロセンサを備えている場合には、当該ジャイロセンサから出力される角速度信号に基づきユーザの腰の回転角度を算出し、当該腰の回転角度が当該ユーザの進行方向に対して所定の値となるタイミングを特定し、当該タイミングを基準として、振り戻し期間と振り出し期間を特定するようにしてもよい。
ここで、最大キックタイミングの特定方法について、図４の中段に示すグラフを用いて説明する。当該グラフは、横軸に時間をとり、各サンプリングポイントの時間を原点に、Ｚ軸の加速度ベクトル（縦方向）とＹ軸の加速度ベクトル（横方向）との合成ベクトルを描いたグラフとなっている。すなわち、経過時間毎の合成ベクトルの変化を示しており、合成ベクトルを示す線分の長さが加速度の大きさを示している。
まず、ＣＰＵ１１は、各足の支持期であり、且つ、Ｙ軸の加速度データの値がマイナスである、すなわち進行方向に加速している区間のサンプリングデータを抜き出し、各サンプリングデータに対してＹ軸の加速度データの値の二乗とＺ軸の加速度データの値の二乗とを足し合わせ、平方根を求めることで、ＹＺ平面上での加速度の大きさを求める。そして、ＣＰＵ１１は、このなかで加速度の大きさが最大となる時間（例えば、図中の加速度が４９．７ｍ／ｓ２と表示されている「３５」ポイントのタイミングや、加速度が３８．７ｍ／ｓ２と表示されている「２３４」ポイントのタイミング）を最大キックタイミングとして特定する。
まず、ＣＰＵ１１は、各足の支持期であり、且つ、Ｙ軸の加速度データの値がマイナスである、すなわち進行方向に加速している区間のサンプリングデータを抜き出し、各サンプリングデータに対してＹ軸の加速度データの値の二乗とＺ軸の加速度データの値の二乗とを足し合わせ、平方根を求めることで、ＹＺ平面上での加速度の大きさを求める。そして、ＣＰＵ１１は、このなかで加速度の大きさが最大となる時間（例えば、図中の加速度が４９．７ｍ／ｓ２と表示されている「３５」ポイントのタイミングや、加速度が３８．７ｍ／ｓ２と表示されている「２３４」ポイントのタイミング）を最大キックタイミングとして特定する。
次いで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ４で特定された振り戻し期間と振り出し期間のデータを用いてランニング解析を行い（ステップＳ５）、ランニング解析処理を終了する。
図６は、ユーザのランニング解析結果の一例を示すグラフである。
図６に示すように、各足の支持期、振り戻し（遊脚戻り）期間、振り出し（遊脚振出）
期間のそれぞれの期間に費やされた時間の長さを、走行速度ごとに比較できるようになっている。このように、各足の支持期、振り戻し（遊脚戻り）期間、振り出し（遊脚振出）期間のそれぞれの期間に費やされた時間の長さを示しているのは、振り出し期間を十分に確保しつつ、走行速度（ランニング速度）の向上に寄与し得ない振り戻し期間を小さくするようなトレーニングが出来ているか否かを確認することができるようにするためである。振り出し期間が十分に確保できない場合には、足がすぐに接地してしまうため、滞空期間のストライドが伸展せず、さらに足の戻しを行う動作が不十分となることから、踵接地になりやすく、結果的に接地ブレーキが大きくなるのである。一方、振り出し期間が相対的に大きいほど（振り出し時間率が大きいほど）、ストライドの伸展に直接的に寄与するばかりか、足の戻しを行う動作が可能となり、体の重心位置に近いところでの接地が可能となるため相対的に接地ブレーキが小さくなり、結果として走行速度（ランニング速度）の向上をもたらすのである。
図６は、ユーザのランニング解析結果の一例を示すグラフである。
図６に示すように、各足の支持期、振り戻し（遊脚戻り）期間、振り出し（遊脚振出）
期間のそれぞれの期間に費やされた時間の長さを、走行速度ごとに比較できるようになっている。このように、各足の支持期、振り戻し（遊脚戻り）期間、振り出し（遊脚振出）期間のそれぞれの期間に費やされた時間の長さを示しているのは、振り出し期間を十分に確保しつつ、走行速度（ランニング速度）の向上に寄与し得ない振り戻し期間を小さくするようなトレーニングが出来ているか否かを確認することができるようにするためである。振り出し期間が十分に確保できない場合には、足がすぐに接地してしまうため、滞空期間のストライドが伸展せず、さらに足の戻しを行う動作が不十分となることから、踵接地になりやすく、結果的に接地ブレーキが大きくなるのである。一方、振り出し期間が相対的に大きいほど（振り出し時間率が大きいほど）、ストライドの伸展に直接的に寄与するばかりか、足の戻しを行う動作が可能となり、体の重心位置に近いところでの接地が可能となるため相対的に接地ブレーキが小さくなり、結果として走行速度（ランニング速度）の向上をもたらすのである。
図７は、ランニング解析結果のデータを外部の情報端末（例えば、ランニングウォッチ）の表示部に表示させた際の表示例を示す図である。具体的には、図７（ａ）は、走行速度５．６ｍ／ｓで走っていたときの各足の振り戻し期間の長さを示した表示例である。図７（ｂ）は、ピッチ１８０ｂｐｓで走っていたときの各足の振り戻し率を示した表示例である。ここで、振り戻し率とは、ランニング周期において振り戻し期間の長さが占める割合を示す値である。図７（ｃ）は、走行速度５．６ｍ／ｓで走っていたときの各足の振り出し期間の長さを示した表示例である。図７（ｄ）は、ピッチ１８０ｂｐｓで走っていたときの各足の振り出し率を示した表示例である。ここで、振り出し率とは、ランニング周期において振り戻し期間の長さが占める割合を示す値である。
なお、ランニング解析結果のデータは、本体部１の通信部１７を介して外部の情報端末に出力される。
なお、ランニング解析結果のデータは、本体部１の通信部１７を介して外部の情報端末に出力される。
次に、本実施形態のランニング解析装置１００による解析結果を踏まえてトレーニングを行った結果について説明する。
具体的には、選手Ａについて、ランニング解析装置１００を装着した状態でランニングをしてもらい、ランニング解析結果に基づき、振り出し期間を十分に確保しつつ振り戻し期間を小さくするようなトレーニングの指導を行い、実際にトレーニングをしてもらった。
その結果、当初走行ピッチ１９０ｂｐｓにおいて、振り戻し期間の平均長さが２２２ｍｓであり、振り出し期間の平均長さが２６２ｍｓであり、このときの平均ストライドが１９０ｃｍであったのに対し、トレーニング後は、同一ピッチ（走行ピッチ１９０ｂｐｓ）において、振り戻し期間の平均長さが２１５ｍｓとなり、振り出し期間の平均長さが２７１ｍｓとなり、このときの平均ストライドが１９３ｃｍとなった。
つまり、トレーニング前に比べて、振り戻し期間が縮小するとともに、振り出し期間が増大し、結果として同一ピッチにおけるストライドを伸長させることができた。
具体的には、選手Ａについて、ランニング解析装置１００を装着した状態でランニングをしてもらい、ランニング解析結果に基づき、振り出し期間を十分に確保しつつ振り戻し期間を小さくするようなトレーニングの指導を行い、実際にトレーニングをしてもらった。
その結果、当初走行ピッチ１９０ｂｐｓにおいて、振り戻し期間の平均長さが２２２ｍｓであり、振り出し期間の平均長さが２６２ｍｓであり、このときの平均ストライドが１９０ｃｍであったのに対し、トレーニング後は、同一ピッチ（走行ピッチ１９０ｂｐｓ）において、振り戻し期間の平均長さが２１５ｍｓとなり、振り出し期間の平均長さが２７１ｍｓとなり、このときの平均ストライドが１９３ｃｍとなった。
つまり、トレーニング前に比べて、振り戻し期間が縮小するとともに、振り出し期間が増大し、結果として同一ピッチにおけるストライドを伸長させることができた。
以上のように、本実施形態によれば、ランニング解析装置１００は、ユーザに取り付けられた加速度センサ１４から出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析部（本体部１）を備え、前記解析部は、ランニング周期における遊脚期おいて、指標となる期間を特定する指標特定手段（ＣＰＵ１１）を含み、当該指標特定手段により特定された指標となる期間に基づいて前記ユーザのランニング解析を行うこととなる。
このため、ランニング速度を向上させるための指標の評価を行うことができるようになり、ランニング速度を効率よく向上させることができる。
このため、ランニング速度を向上させるための指標の評価を行うことができるようになり、ランニング速度を効率よく向上させることができる。
また、ランニング解析装置１００は、遊脚期にあるユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、遊脚期にあるユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間とを上記指標となる期間として特定し、当該振り戻し期間と当該振り出し期間に基づいてランニング解析を行うので、走行速度（ランニング速度）の向上に寄与する振り出し期間を十分に確保しつつ、走行速度の向上に寄与し得ない振り戻し期間を小さくするようなトレーニングが出来ているか否かを確認することができる。
また、ランニング解析装置１００は、加速度センサ１４から出力された加速度信号を二度積分することで、加速度センサ１４の高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングをユーザの最大沈み込みタイミングとし、遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を振り出し期間とする。このため、振り戻し期間と振り出し期間を精度良く特定することができるようになるので、当該振り戻し期間と当該振り出し期間に基づいて正確なランニング解析を行うことができるようになる。
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
上記実施形態では、ユーザのランニング解析結果として、図６に示すように、各足の支持期、振り戻し（遊脚戻り）期間、振り出し（遊脚振出）期間のそれぞれの期間に費やされた時間の長さを、走行速度ごとに比較できるグラフを例示したが、当該グラフは一例であり、これに限定されるものではない。例えば、各足の支持期、振り戻し期間、振り出し期間のそれぞれの期間に費やされた時間の長さを、ピッチごとに比較できるグラフとしてもよい。また、ランニング周期（支持期と振り戻し期間と振り出し期間）の構成比を、走行速度又はピッチごとに比較できるグラフとしてもよい。
また、上記実施形態では、ユーザのランニング解析結果を導出する際に、各足の振り出し（遊脚振出）期間に費やされた時間の長さではなく、当該振り出し期間に進んだ距離の長さを算出するようにしてもよい。振り出し期間において上に跳ぶようなかたちで無駄に滞空期間を延ばすことを排除するためである。
また、上記実施形態では、ランニング解析結果のデータを外部の情報端末（例えば、ランニングウォッチ）の表示部に表示させるようにしたが、当該データの表示形態はこれに限定されるものではない。例えば、本体部１が備える表示部１６にランニング解析結果のデータを表示させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、予め記憶部１５に記憶されているユーザが所定距離だけ走った分の各軸の加速度のデータを解析するようにしたが、ユーザがランニング中に加速度センサ１４から出力される各軸の加速度のデータを解析し、解析結果のデータを表示部１６に表示させて、ユーザがランニング中に解析結果を確認できるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、ランニング解析装置１００を、ユーザの腰の位置で固定するようにしたが、腰に限らず、足や頭部に固定するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体として記憶部１５のフラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭを使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も本発明に適用される。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲をその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
ユーザに取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析部を備え、
前記解析部は、ランニング周期における遊脚期おいて、指標となる期間を特定する指標特定手段を含むことを特徴とするランニング解析装置。
＜請求項２＞
前記指標特定手段は、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を前記指標となる期間として特定することを特徴とする請求項１に記載のランニング解析装置。
＜請求項３＞
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする請求項２に記載のランニング解析装置。
＜請求項４＞
前記センサには、少なくとも前後方向及び垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記ユーザが進行方向に加速している区間における前記センサデータを抽出し、当該区間において前後方向及び垂直方向の各加速度の値の二乗和が最大となるタイミングを最大キックタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大キックタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大キックタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする請求項２に記載のランニング解析装置。
＜請求項５＞
前記センサには、ジャイロセンサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記ジャイロセンサから出力される角速度信号に基づき前記ユーザの腰の回転角度を算出し、当該腰の回転角度が当該ユーザの進行方向に対して所定の値となるタイミングを特定し、前記遊脚期のうち、当該タイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該タイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする請求項２に記載のランニング解析装置。
＜請求項６＞
前記指標特定手段は、ランニング周期における遊脚期おいて特定した前記指標となる期間を分離し、分離された前記指標となる期間に基づいて前記ユーザのランニング解析を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のランニング解析装置。
＜請求項７＞
前記解析部は、前記指標特定手段により特定された前記指標となる期間に基づいて前記ユーザのランニング解析を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のランニング解析装置。
＜請求項８＞
前記解析部により解析された前記ユーザのランニング解析の解析結果を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項７に記載のランニング解析装置。
＜請求項９＞
ユーザに取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う処理を含み、
前記処理では、ランニング周期における遊脚期おいて、指標となる期間を特定することを特徴とするランニング解析方法。
＜請求項１０＞
コンピュータを、
ユーザに取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析手段として機能させ、
前記解析手段は、ランニング周期における遊脚期おいて、指標となる期間を特定する指標特定手段を含むことを特徴とするランニング解析プログラム。
＜請求項１＞
ユーザに取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析部を備え、
前記解析部は、ランニング周期における遊脚期おいて、指標となる期間を特定する指標特定手段を含むことを特徴とするランニング解析装置。
＜請求項２＞
前記指標特定手段は、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を前記指標となる期間として特定することを特徴とする請求項１に記載のランニング解析装置。
＜請求項３＞
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする請求項２に記載のランニング解析装置。
＜請求項４＞
前記センサには、少なくとも前後方向及び垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記ユーザが進行方向に加速している区間における前記センサデータを抽出し、当該区間において前後方向及び垂直方向の各加速度の値の二乗和が最大となるタイミングを最大キックタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大キックタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大キックタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする請求項２に記載のランニング解析装置。
＜請求項５＞
前記センサには、ジャイロセンサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記ジャイロセンサから出力される角速度信号に基づき前記ユーザの腰の回転角度を算出し、当該腰の回転角度が当該ユーザの進行方向に対して所定の値となるタイミングを特定し、前記遊脚期のうち、当該タイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該タイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とする請求項２に記載のランニング解析装置。
＜請求項６＞
前記指標特定手段は、ランニング周期における遊脚期おいて特定した前記指標となる期間を分離し、分離された前記指標となる期間に基づいて前記ユーザのランニング解析を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のランニング解析装置。
＜請求項７＞
前記解析部は、前記指標特定手段により特定された前記指標となる期間に基づいて前記ユーザのランニング解析を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のランニング解析装置。
＜請求項８＞
前記解析部により解析された前記ユーザのランニング解析の解析結果を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項７に記載のランニング解析装置。
＜請求項９＞
ユーザに取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う処理を含み、
前記処理では、ランニング周期における遊脚期おいて、指標となる期間を特定することを特徴とするランニング解析方法。
＜請求項１０＞
コンピュータを、
ユーザに取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析手段として機能させ、
前記解析手段は、ランニング周期における遊脚期おいて、指標となる期間を特定する指標特定手段を含むことを特徴とするランニング解析プログラム。
１００ ランニング解析装置
１ 本体部
１１ ＣＰＵ
１２ 操作部
１３ ＲＡＭ
１４ 加速度センサ
１５ 記憶部
１５１ ランニング解析プログラム
１６ 表示部
１７ 通信部
２ ベルト部
１ 本体部
１１ ＣＰＵ
１２ 操作部
１３ ＲＡＭ
１４ 加速度センサ
１５ 記憶部
１５１ ランニング解析プログラム
１６ 表示部
１７ 通信部
２ ベルト部
Claims (6)
- ユーザの腰部に取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析部を備え、
前記解析部は、ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定手段を含み、
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とするランニング解析装置。 - 前記指標特定手段は、ランニング周期における遊脚期において特定した前記指標となる期間を分離し、分離された前記指標となる期間に基づいて前記ユーザのランニング解析を行うことを特徴とする請求項１に記載のランニング解析装置。
- 前記解析部は、前記指標特定手段により特定された前記指標となる期間に基づいて前記ユーザのランニング解析を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のランニング解析装置。
- 前記解析部により解析された前記ユーザのランニング解析の解析結果を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のランニング解析装置。
- ユーザの腰部に取り付けられた少なくとも垂直方向の加速度信号をセンサデータとして出力する加速度センサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行うランニング解析装置におけるランニング解析方法であって、
ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定ステップを含み、
前記指標特定ステップは、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とするランニング解析方法。 - コンピュータを、
ユーザの腰部に取り付けられたセンサから出力されるセンサデータを用いて、当該ユーザのランニング解析を行う解析手段として機能させるランニング解析プログラムであって、
前記解析手段は、ランニング周期における遊脚期において、前記遊脚期にある前記ユーザの足が後方へ振り戻される振り戻し期間と、前記遊脚期にある前記ユーザの足が前方へ振り出される振り出し期間と、のうちの少なくとも何れか一方の期間を、指標となる期間として特定する指標特定手段を含み、
前記センサには、少なくとも垂直方向の加速度信号を前記センサデータとして出力する加速度センサが含まれ、
前記指標特定手段は、前記加速度信号に基づいて、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、当該高さ位置の波形が極小値を示すタイミングを前記ユーザの最大沈み込みタイミングとし、前記遊脚期のうち、当該最大沈み込みタイミングに到達するまでの期間を前記振り戻し期間とするとともに、当該最大沈み込みタイミングに到達した後の期間を前記振り出し期間とすることを特徴とするランニング解析プログラム。
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| JP2019052194A JP6711433B2 (ja) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | ランニング解析装置、ランニング解析方法及びランニング解析プログラム |
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