JP6794259B2 - アスレチック運動属性からのペースとエネルギー消費量の計算 - Google Patents
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-
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- A63B2230/06—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only
-
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2218/00—Aspects of pattern recognition specially adapted for signal processing
- G06F2218/12—Classification; Matching
- G06F2218/14—Classification; Matching by matching peak patterns
Description
本出願は、2013年10月14日に出願され「CALCULATING ENERGY EXPENDITURE FROM ATHLETIC MOVEMENTS」と題する米国仮特許出願第61/890,748号、及び2013年11月5日に出願され「CALCULATING PACE AND ENERGY EXPENDITURE FROM ATHLETIC MOVEMENT ATTRIBUTES」と題する米国仮特許出願第61/900,203号に対する優先権を請求し、これらの出願は、あらゆる非限定的な目的のために参照により全体が本明細書に明示的に組み込まれる。
A.説明的ネットワーク
この開示の態様は、複数のネットワークに亘って利用されることがあるシステム及び方法に関する。この点で、特定の実施形態は、動的ネットワーク環境に適応するように構成され得る。更に他の実施形態は、異なる別個のネットワーク環境で動作可能であってもよい。図1は、例示的な実施形態による個人用トレーニングシステム100の例を示す。例示的なシステム100は、説明的なボディエリアネットワーク(BAN)102、ローカルエリアネットワーク(LAN)104、広域ネットワーク(WAN)106などの1つ以上の相互接続されたネットワークを含み得る。図1に示され(本開示全体にわたって述べられ)たように、1つ以上のネットワーク(例えば、BAN102、LAN104、及び/又はWAN106)が、重複してもよく他の形で互いを含んでもよい。説明的なネットワーク102〜106が、1つ以上の異なる通信プロトコル及び/又はネットワークアーキテクチャをそれぞれ含むことがあり、更に互い又は他のネットワークに対するゲートウェイを有するように構成されることがある論理的ネットワークであることを当業者は理解されよう。例えば、BAN102、LAN104及び/又はWAN106はそれぞれ、セルラネットワークアーキテクチャ108及び/又はWANアーキテクチャ110などの同じ物理ネットワークアーキテクチャに機能的に接続され得る。例えば、BAN102とLAN104両方の構成要素と考えられる携帯電子装置112は、アーキテクチャ108及び/又は110の1つ以上を介して、伝送制御プロトコル(TCP)、インターネットプロトコル(IP)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)などの1つ以上の通信プロトコルにしたがってデータ及び制御信号をネットワークメッセージに変換しその逆に変換するように構成されたネットワークアダプタ又はネットワークインタフェースカード(NIC)を含み得る。これらのプロトコルは、当該技術分野で周知であり、ここではより詳細に検討されない。
LAN104は、例えばコンピュータ装置114などの1つ以上の電子装置を含み得る。コンピュータ装置114又はシステム100の他の構成要素は、電話、音楽プレーヤ、タブレット、ネットブック又は任意の携帯装置などの移動端末を含み得る。他の実施形態では、コンピュータ装置114は、メディア・プレイヤ又はレコーダ、デスクトップコンピュータ、サーバ、ゲームコンソール(例えば、Microsoft(登録商標)Xbox、SONY(登録商標)Playstaion、及び/又はNintendo(登録商標)Wiiゲームコンソールなど)を含み得る。以上が記述のための例示的装置にすぎず、本開示が、任意のコンソール又はコンピューティング装置に限定されないことを当業者は理解されよう。
BAN102は、アスレチックデータを受信し、送信し、又はアスレチックデータの収集を他の方法で容易にするように構成された2つ以上の装置(受動装置を含む)を含み得る。例示的な装置には、入出力装置116〜122が含むがこれに限定されない当該技術分野で知られているか本明細書に開示された1つ以上のデータ収集ユニット、センサ又は装置が挙げられる。BAN102の2つ以上の構成要素は、直接通信してもよく、更に他の実施形態では、通信は、BAN102、LAN104及び/又はWAN106の一部でもよい第3の装置を介して行われてもよい。LAN104又はWAN106の1つ以上の構成要素は、BAN102の一部を構成し得る。特定の実施態様では、携帯装置112などの装置が、BAN102、LAN104及び/又はWAN106の一部であるかどうかは、モバイルセルラーネットワークアーキテクチャ108及び/又はWANアーキテクチャ110との通信を可能にするスポーツ選手のアクセスポイントまでの近さに依存する。また、ユーザの活動及び/又は好みが、1つ以上の構成要素がBAN102の一部として利用されるかどうかに影響を及ぼすことがある。例示的な実施形態は後述される。
特定の実施形態では、入出力装置は、時計、アームバンド、リストバンド、ネックレス、シャツ、靴などを含む、ユーザ124の衣服又はアクセサリ内に構成されるか又は他の方法で関連付けられ得る。これらの装置は、ユーザのアスレチック運動を監視するように構成され得る。これらの装置が、ユーザ124がコンピュータ装置114と対話している間にアスレチック運動を検出しかつ/又はコンピュータ装置114(又は、本明細書で開示された他の装置)と無関係に動作し得ることを理解されたい。例えば、BAN102における1つ以上の装置は、ユーザの接近又はコンピュータ装置114との対話に関係なく活動を測定する終日活動モニタとして機能するように構成され得る。更に、図3に示された知覚システム302と図4に示された装置アセンブリ400が(それぞれ以下の段落で説明される)、単に説明的な例であることを理解されたい。
特定の実施形態では、図1に示された装置126は、本明細書に開示されかつ/又は当該技術分野で知られているものを含むがこれに限定されない1つ以上のセンサを含み得る履物を含んでもよい。図3は、1つ以上のセンサアセンブリ304を提供するセンサシステム302の1つの例示的実施形態を示す。アセンブリ304は、例えば、加速度計、ジャイロスコープ、位置決定構成要素、力センサ、及び/又は本明細書に開示されているか当該技術分野で知られている他のセンサなどの1つ以上のセンサを含み得る。示された実施形態では、アセンブリ304は、複数のセンサを内蔵し、このセンサは、力感応抵抗器(FSR)センサ306を含んでもよいが、他のセンサが利用されてもよい。ポート308は、靴の靴底構造309内に位置決めされてもよいが、一般に1つ以上の電子装置と通信するように構成される。ポート308は、必要に応じて、電子モジュール310と通信するように提供されてよく、靴底構造309は、必要に応じて、モジュール310を収容するハウジング311や他の構造を含んでもよい。また、センサシステム302は、FSRセンサ306をポート308に接続して、ポート308を介したモジュール310及び/又は別の電子装置との通信を可能にする複数のリード線312を含み得る。モジュール310は、靴の靴底構造内の窪み又は空所に収容されてもよく、ハウジング311は、窪み又は空所内に位置決めされ得る。一実施形態では、少なくとも1つのジャイロスコープと少なくとも1つの加速度計は、モジュール310やハウジング311などの単一ハウジング内に提供される。少なくとも更に他の実施形態では、動作するときに、方向情報と角速度データを提供するように構成された1つ以上のセンサが提供される。ポート308とモジュール310は、接続と通信のための相補的インタフェース314,316を含む。
図4に示されたように、装置400(図1に示された知覚装置128と類似してもよく含んでもよい)は、手首、腕、足首、首のまわりなど、ユーザ124によって装着されるように構成され得る。装置400は、装置400の動作中に使用されるように構成された押下式入力ボタン402などの入力機構を含み得る。入力ボタン402は、図1に示されたコンピュータ114に関して述べた要素のうちの1つ以上などのコントローラ404及び/又は他の電子構成要素に機能的に接続され得る。コントローラ404は、ハウジング406に埋め込まれてもよく、あるいはその一部であってもよい。ハウジング406は、エラストマ構成要素を含む1つ以上の材料から構成されてもよく、ディスプレイ408などの1つ以上のディスプレイを含んでもよい。ディスプレイは、装置400の照明部分とみなされ得る。表示装置408は、LEDランプ410などの一連の個別照明要素又はランプ部材を含み得る。ランプは、アレイで構成され、コントローラ404に機能的に接続され得る。装置400は、インジケータシステム412を含んでもよく、インジケータシステム412は、また、ディスプレイ408全体の一部又は構成要素とみなされ得る。インジケータシステム412は、ディスプレイ408(複数の画素要素414を有することがある)と関連して動作し点灯してもよく、ディスプレイ408と完全に別個であってもよい。また、インジケータシステム412は、複数の追加照明要素又はランプ部材を含んでもよいが、例示的実施形態では、LEDランプの形をとってもよい。特定の実施形態では、インジケータシステムは、1つ以上の目標の実現を表すために、インジケータシステム412の照明部材の一部分を照明することなどによって、目標の可視指示を提供できる。装置400は、ディスプレイ408及び/又はインジケータシステム412によって、ユーザの活動に基づいてユーザが獲得した活動ポイント又は通貨によって表されたデータを表示するように構成され得る。
図1の要素130は、センサ、データ収集ユニット、他の装置などの物理装置と関連付けられることがある例示的な知覚位置を示す。更に他の実施形態では、画像キャプチャ装置(例えば、画像キャプチャ装置118)などによって、本体部分又は領域の特定位置が監視され得る。特定の実施形態では、要素130は、センサを含んでもよく、その結果、要素130a及び130bは、運動服などの衣服に組み込まれたセンサでよい。そのようなセンサは、ユーザ124の身体の任意の所望の位置に配置され得る。センサ130a/bは、BAN102、LAN104及び/又はWAN106の1つ以上の装置(他のセンサを含む)と(例えば、無線で)通信し得る。特定の実施形態では、受動的検出面が、画像キャプチャ装置118及び/又はセンサ120によって放射された赤外線などの波形を反射し得る。一実施形態では、ユーザ124の衣服に配置された受動的センサは、波形を反射可能なガラス又は他の透明若しくは半透明面で作成されたほぼ球状の構造物を含み得る。様々な種類の衣服を利用可能であり、所定の種類の衣服は、適切に装着されたときにユーザ124の身体の特定部分の近くに配置されるように構成された特定のセンサを有する。例えば、ゴルフ用衣服は、第1の構成で衣服上に位置決めされた1つ以上のセンサを含み得るが、サッカー用衣服は、第2の構成で衣服上に位置決めされた1つ以上のセンサを含んでもよい。
この開示の態様は、エネルギー消費量、速度、距離、ペース、体力などを含むがこれに限定されない、スポーツ選手の1つ以上の活動メトリックを計算するために利用され得るシステム及び方法に関する。計算は、ユーザが1つ以上の活動中に実時間フィードバックを得ることができるように実時間で行われ得る。特定の実施形態では、複数のメトリックの計算は全て、同じ組の属性、又は共通グループの属性からのサブセットの属性などを使用して評価される。一実施形態では、エネルギー消費量の計算は、第1組の属性に基づいて、ウォーキング、ランニング、特定のスポーツの競技、又は特定の活動の指導などのスポーツ選手が行っている活動の分類なしに行われ得る。一実施形態では、エネルギー消費量の決定は、活動タイプのテンプレートなしに行われ、その結果、エネルギー消費量が、活動タイプの分類なしに、センサデータ及び/又はその派生物から計算されることがある。例えば、エネルギー消費量は、スポーツ選手が、例えばウォーキング又はサッカーなどの第1の活動又は第2の活動を行っているかどうかにかかわらず、同じ組の属性を使用して特定の実施形態により計算され得る。
本明細書で述べるシステム及び方法の1つ以上は、図6の構成要素の少なくとも1つを実施するエネルギー消費量の推定値を計算することがある。1つの構成では、装置112、126、128、130及び/又は400などの装置は、ユーザが行っている1つ以上の活動と関連付けられたデータを取得してもよく、加速度計、ジャイロスコープ、位置決定装置(例えば、GPS)、光センサ、温度センサ(周囲温度及び/又は体温を含む)、心拍数モニタ、画像キャプチャセンサ、水分センサ及び/又はこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない1つ以上のセンサを含んでもよい。この取得された活動データは、ユーザと関連付けられた1つ以上のエネルギー消費値を計算するために使用され得る。
本明細書で述べた特徴の1つ又は複数を有する活動環境を提供することにより、アスレチック活動と関わりそのフィットネスを改善するようにユーザを激励し動機付ける経験がユーザに提供され得る。ユーザは、更に、ソーシャルコミュニティを介して通信し、互い競争してポイントチャレンジに参加してもよい。
Claims (20)
- ユーザに装着されるように構成された単体装置であって、
プロセッサと、
前記ユーザの動きデータを取得するように構成されたセンサと、
コンピュータが実行可能な命令群を備えた非一時的かつコンピュータが読取り可能な媒体と、
を備えており、
前記命令群が前記プロセッサにより実行されることにより、
前記ユーザへの装着時において、前記ユーザの動きの結果として生成された少なくとも1つのデータポイントを含むデータストリームを前記センサから取得し、
前記少なくとも1つのデータポイントを前記ユーザの動きを表すデータセットに変換し、
前記データセットから少なくとも1つの動き属性を計算し、
前記少なくとも1つの動き属性を、複数のモデルの各モデルにおける前記ユーザを含まない複数の個人からの動きデータと比較することによって、当該各モデルが前記少なくとも1つの動き属性にベストマッチする可能性を特定し、
特定された前記可能性が最も高いのが第1モデルであるという判断に基づいて、前記少なくとも1つの動き属性とベストマッチするものとして、前記複数のモデルから当該第1モデルを選択し、
選択された前記第1モデルを用いて、前記ユーザの前記動きに対応するエネルギー消費を計算し、
前記エネルギー消費の計算に際しては、前記少なくとも1つの動き属性を前記第1モデルに入力するとともに、当該エネルギー消費を含む当該第1モデルからの出力を受け付け、
前記ユーザが活動を行なっていることを前記少なくとも1つの動き属性を用いて判断し、
前記活動が第1の活動種または第2の活動種であるかを判断し、
前記活動が前記第1の活動種であると判断されると、当該第1の活動種に対応付けられた第1の活動モデルへ前記少なくとも1つの動き属性を入力し、
前記活動が前記第2の活動種であると判断されると、当該第2の活動種に対応付けられた第2の活動モデルへ前記少なくとも1つの動き属性を入力し、
前記第1の活動モデルまたは前記第2の活動モデルに入力された前記少なくとも1つの動き属性を用いて、前記エネルギー消費の計算とは別個に前記活動の特性を計算し、
前記第1の活動モデルまたは前記第2の活動モデルから前記特性の出力を受け付ける、
単体装置。 - 前記非一時的かつコンピュータが読取り可能な媒体は、前記プロセッサにより実行されることにより、少なくとも1つのしきい値との比較によって前記少なくとも1つのデータポイントを有効にする命令群を備えている、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記ユーザの動きによって生成された前記少なくとも1つのデータポイントは、前記第1の活動種の実行中に生成されるものであり、
前記複数のモデルの少なくとも1つは、任意の個人による前記第1の活動種の実行中に収集された動きデータを含まない、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記複数のモデルの全ては、任意の個人による前記第1の活動種の実行中に収集された動きデータを含まない、
請求項3に記載の単体装置。 - 前記少なくとも1つの動き属性は、x軸、y軸、およびz軸の各々の値を含むセンサデータから全指向性の属性として計算される、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記少なくとも1つの動き属性は、x軸、y軸、およびz軸のいずれかの値を含むセンサデータから単指向性の属性として計算される、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記少なくとも1つの動き属性は、前記センサから出力された前記少なくとも1つのデータポイント間の変化を表す少なくとも1つのデータポイントから計算される、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記少なくとも1つの動き属性は、前記センサから取得された少なくとも1つのデータポイントと前記ユーザに関する経歴データとの組合せから計算される、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記経歴データは、前記ユーザの性別、体重、および身長に関するデータを含む、
請求項8に記載の単体装置。 - 前記特性は、前記ユーザの移動速度を含んでいる、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記センサは、加速度計を備えている第1センサであり、
前記非一時的かつコンピュータが読取り可能な媒体は、前記プロセッサにより実行されることにより、
前記センサによって検出された前記動きをユーザが行なっている間に当該ユーザから取得された心拍数データを、前記少なくとも1つのデータポイントとして受け付け、
前記ユーザの身体活動が低下してしきい値を少なくとも第1期間下回っていることを示すデータが前記加速度計により提供されると、正確であっても心拍数データの前記少なくとも1つのデータポイントとしての利用を止めることを決定する、
命令群を備えている、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記センサは、x軸、y軸、およびz軸についてのデータポイントを出力する加速度計であり、
計算された前記少なくとも1つの動き属性は、
x軸値、y軸値、およびz軸値の二乗和の平方根として計算される法線ベクトルと、 x軸値の範囲と、
腕振り周波数と、
x軸値のトリム平均と、
z軸値の四分位数間範囲と、
腕振りパワーと、
スキューと、
x軸値の積分と、
時間ドメイン周波数を用いて法線ベクトルから求められたステップ周波数と、
四分割ウインドウの最大値の和と、
微分の標準偏差と、
x軸値、y軸値、およびz軸値の標準偏差の和と、
法線ベクトルの積分と、
ステップ周波数パワーと、
四分割ウインドウの標準偏差値の平均と、
法線ベクトルの最大値と、
法線ベクトルの微分の中央値絶対偏差と、
x軸値の四分位数間範囲と、
法線ベクトルのトリム平均と、
x軸データの中央値データポイントの絶対値と、
x軸に係るデータの中央値絶対偏差と、
x軸データの標準偏差と、
y軸値の積分と、
z軸データの積分と、
z軸値の範囲と、
z軸データの最小値と、
x軸、y軸、およびz軸からのデータの四分位数間範囲と、
x軸、y軸、およびz軸からのデータの中央値絶対偏差の和と、
x軸、y軸、およびz軸からのデータの中央値の和と、
法線ベクトルの最大微分と、
法線ベクトルの最小微分と、
法線ベクトルの微分の絶対トリム平均と、
法線ベクトルの標準偏差と、
法線ベクトルデータの少なくとも1つのゼロ交差と、
法線ベクトルデータのスキューと、
法線ベクトルデータの四分位数間範囲と、
x軸値の標準偏差と、
からなるグループから選択される、
請求項1に記載の単体装置。 - 前記センサによるデータ取得は、前記ユーザの外肢に装着されている間に行なわれる、請求項1に記載の単体装置。
- ユーザの動きの結果として生成された少なくとも1つのデータポイントを含むデータストリームをセンサから取得し、
前記少なくとも1つのデータポイントを、前記ユーザの動きを表すデータセットに変換し、
前記データセットから少なくとも1つの動き属性を計算し、
前記少なくとも1つの動き属性を、複数のモデルの各モデルにおける前記ユーザを含まない複数の個人からの動きデータと比較することによって、当該各モデルが前記少なくとも1つの動き属性にベストマッチする可能性を特定し、
特定された前記可能性が最も高いのが第1モデルであるという判断に基づいて、前記少なくとも1つの動き属性とベストマッチするものとして、前記複数のモデルから当該第1モデルを選択し、
選択された前記第1モデルを用いて、前記ユーザの前記動きに対応するエネルギー消費を計算し、
前記エネルギー消費の計算に際しては、前記少なくとも1つの動き属性を前記第1モデルに入力するとともに、当該エネルギー消費を含む当該第1モデルからの出力を受け付け、
前記ユーザが活動を行なっていることを前記少なくとも1つの動き属性を用いて判断し、
前記活動が第1の活動種または第2の活動種であるかを判断し、
前記活動が前記第1の活動種であると判断されると、当該第1の活動種に対応付けられた第1の活動モデルへ前記少なくとも1つの動き属性を入力し、
前記活動が前記第2の活動種であると判断されると、当該第2の活動種に対応付けられた第2の活動モデルへ前記少なくとも1つの動き属性を入力し、
前記第1の活動モデルまたは前記第2の活動モデルに入力された前記少なくとも1つの動き属性を用いて、前記エネルギー消費の計算とは別個に前記活動の特性を計算し、
前記第1の活動モデルまたは前記第2の活動モデルから前記特性の出力を受け付ける、
コンピュータによって実行される方法。 - 全てが単一の装置上で実行される、
請求項14に記載の方法。 - 前記ユーザの動きによって生成された前記少なくとも1つのデータポイントは、前記第1の活動種の実行中に生成されるものであり、
前記複数のモデルの少なくとも1つは、任意の個人による前記第1の活動種の実行中に収集された動きデータを含まない、
請求項14に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの動き属性は、(a)x軸、y軸、およびz軸の各々の値を含むセンサデータから全指向性の属性として計算されるか、(b)x軸、y軸、およびz軸のいずれかの値を含むセンサデータから単指向性の属性として計算される、
請求項14に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの動き属性は、前記センサから出力された前記少なくとも1つのデータポイント間の変化を表す少なくとも1つのデータポイントから計算される、
請求項14に記載の方法。 - 前記センサは、加速度計を備えている第1センサであり、
前記センサによって検出された前記動きをユーザが行なっている間に当該ユーザから取得された心拍数データを、前記少なくとも1つのデータポイントとして受け付け、
前記ユーザの身体活動が低下してしきい値を少なくとも第1期間下回っていることを示すデータが前記加速度計により提供されると、正確であっても心拍数データの前記少なくとも1つのデータポイントとしての利用を止めることを決定する、
請求項14に記載の方法。 - 前記センサによるデータ取得は、前記ユーザの外肢に装着されている間に行なわれる、請求項14に記載の方法。
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