WO2016068001A1 - 乗物操作解析システム - Google Patents

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浩 真野
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コーデンテクノインフォ株式会社
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    • A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
    • A63B2225/50—Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle operation analysis system.
  • these motion analysis systems are generally those in which only the operator wears the sensor, and in this case, only analysis based on the operator's own motion can be performed. Therefore, for example, the operation of operating the vehicle (operated object) by the operator, such as horse riding and cycling, has a problem in that a sufficiently appropriate analysis cannot be performed.
  • the present invention has been made in view of the above points, and provides a vehicle operation analysis system that enables appropriate motion analysis for vehicle operation by measuring the operation state of an operator and an object to be operated. Objective.
  • a vehicle operation analysis system is configured to be attachable to an animal that is an object to be operated by an operator, measures the acceleration of the object to be operated, and outputs first acceleration data.
  • a first acceleration sensor a first communication device configured to be attached to the object to be operated; the first communication device configured to input and transmit the first acceleration data from the first acceleration sensor; and configured to be attachable to the operator;
  • a second communication device that receives and outputs the first acceleration data from the first communication device; a second acceleration sensor that measures acceleration of the operator and outputs second acceleration data; and the first acceleration data;
  • a calculation processing device for comparing postures of the operator and the object to be operated based on the second acceleration data.
  • the present invention it is possible to provide a vehicle operation analysis system that enables an appropriate motion analysis for a vehicle operation by measuring the operation states of the operator and the object to be operated.
  • vehicle operation analysis system according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the description will mainly be made on the premise of riding exercise, but the vehicle operation analysis system according to the present embodiment is an exercise in which an operator operates an object to be operated, such as cycling, driving a motorcycle / car, surfing, skiing, etc. Note that it can be applied.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overview of a vehicle operation analysis system according to the present embodiment.
  • the vehicle operation analysis system 100 includes an acceleration sensor 11 and a communication device 12 that can be mounted on a horse that is the operation target 10.
  • the acceleration sensor 11 measures acceleration data Da1 associated with the horse motion and outputs it to the communication device 12.
  • the communication device 12 inputs and transmits the acceleration data Da1 output from the acceleration sensor 11.
  • the acceleration sensor 11 and the communication device 12 are packaged, for example, in one small sensor terminal device 13 and mounted on a horse's saddle or the like.
  • the vehicle operation analysis system 100 includes a communication device 21, an acceleration sensor 22, a calculation processing device 23, and a user interface 24 that can be attached to a jockey who is an operator.
  • the communication device 21 receives the acceleration data Da1 transmitted from the communication device 12 through communication with the communication device 12 and outputs the acceleration data Da1 to the calculation processing device 23.
  • various communication standards such as Wi-Fi (registered trademark) and Bluetooth (registered trademark) can be used for communication between the communication devices 12 and 21.
  • the acceleration sensor 22 measures acceleration data Da ⁇ b> 2 accompanying the jockey's movement and outputs it to the calculation processing device 22.
  • the calculation processing device 23 collects horse acceleration data Da1 and jockey acceleration data Da2, and analyzes and compares the vibration and posture of the jockey and horse based on the acceleration data Da1 and Da2.
  • the user interface 24 enables the operation of the vehicle operation analysis system 100 by the user and the browsing of the analysis result by the calculation processing device 23.
  • the vehicle operation analysis system 100 is particularly useful in the case of an exercise in which the operated object operates autonomously, such as a riding exercise.
  • 2 to 6 are diagrams showing application examples of the vehicle operation analysis system according to the present embodiment. 2 to 6, components corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the vehicle operation analysis system 200 shown in FIG. 2 is an example in which the communication device 21, the acceleration sensor 22, the calculation processing device 23, and the user interface 24 that are worn by the operator 20 are mounted on one operation terminal device 22120. is there.
  • the smartphone can be used.
  • the vehicle operation analysis system 200 in the case of a user having a smartphone, only the acceleration sensor 11 and the communication device 12 to be mounted on the horse need only be separately prepared. Can be introduced.
  • the vehicle operation analysis system 300 shown in FIG. 3 is an example in which the acceleration sensor 22 attached to the jockey is a terminal different from the calculation processing device 23 and the like.
  • the vehicle operation analysis system 300 includes a communication device 321 that inputs acceleration data Da ⁇ b> 2 output from the acceleration sensor 22 and transmits it to the communication device 21.
  • the communication device 21 receives the acceleration data Da2 transmitted from the communication device 321, and then outputs the acceleration data Da2 together with the acceleration data Da1 to the calculation processing device 23.
  • the acceleration sensor 22 and the communication device 321 may be packaged in one small sensor terminal device 322. For communication between the communication devices 21 and 23, various communication standards such as Wi-Fi and Bluetooth can be used.
  • the terminal including the acceleration sensor 22 can be reduced in size by separating the acceleration sensor 22 from the calculation processing device 23 and the like.
  • the selection range of the mounting location of the acceleration sensor 22 is expanded, so that more accurate acceleration data of the operator 20 can be obtained.
  • the vehicle operation analysis system 400 shown in FIG. 4 is an example in which a plurality of sets of acceleration sensors 11 and communication devices 12 to be mounted on a horse are provided.
  • the plurality of acceleration data Da1 output from the plurality of acceleration sensors 11 are collected in the communication device 21 via the communication device 12 and output to the calculation processing device 23.
  • Each set of the acceleration sensor 11 and the communication device 12 may be packaged in one small sensor terminal device 13.
  • Various communication standards can be used for communication between the communication device 21 and each communication device 12. In particular, when a wireless communication standard such as Wi-Fi or Bluetooth is used, even if the sensor terminal device 13 is increased, it is not necessary to provide an additional wiring between the communication devices 12 and 21. Can be simplified.
  • a plurality of acceleration sensors 11 can be attached to the object to be operated 10, so that the vibration / posture of the object to be operated 20 can be analyzed more accurately than the vehicle operation analysis system 100. be able to.
  • a vehicle operation analysis system 500 illustrated in FIG. 5 is an example in which sensors other than the acceleration sensors 11 and 22 are attached to the operation target 10 and the operator 20.
  • the vehicle operation analysis system 500 includes a biosensor 513 configured to be mounted on an animal such as a horse that is the operation target 10, and a GPS configured to be mounted on the operator 20.
  • a receiver 521 positioning system receiver
  • the biometric sensor 513 measures animal biometric information, for example, heart rate and body temperature, and outputs the biometric data as biometric data Db to the communication device 12.
  • the communication device 12 inputs the biometric data Db output from the biometric sensor 513, and then transmits the biometric data Db to the communication device 21 together with the acceleration data Da1.
  • the communication device 21 receives the acceleration data Da1 and the biological data Db transmitted from the communication device 12 and outputs them to the calculation processing device 23.
  • this biometric data Db can be utilized for the motion analysis of the animal by the calculation processing apparatus 23 with acceleration data Db1.
  • the user can not only grasp the movement of the animal 20 by using the acceleration data Da1, but also can grasp the state of the animal 20 at that time.
  • the GPS receiver 521 measures the position of the operator 20 and outputs the position data Dp to the calculation processing device 23.
  • This position data Dp can be used for motion analysis of the operator 20 by the calculation processing device 23 together with the acceleration data Db2.
  • the user can not only grasp the operation of the operator 20 by using the acceleration data Da2, but can also track the position of the operator 20 at that time.
  • a receiver of another positioning system such as GLONASS or Galileo may be used instead of the GPS receiver 521.
  • the living body sensor 513 is packaged in one small sensor terminal device 514 together with the acceleration sensor 11 and the communication device 12, but like the vehicle operation analysis system 550 shown in FIG.
  • the biosensor 561 and the communication device 562 may be packaged in one small sensor terminal device 563 and separated from the sensor terminal device 13 including the acceleration sensor 11. In this case, regardless of the position of the acceleration sensor 11 (sensor terminal device 13), the biosensor 561 (sensor terminal device 563) can be mounted at an arbitrary position of the operation target 10.
  • the vehicle operation analysis system 600 shown in FIG. 7 is an example using a cloud service.
  • the vehicle operation analysis system 600 includes a communication device 621 that inputs the analysis result Dr generated by the calculation processing device 23 and transmits it to the cloud server 630.
  • analysis results generated by the calculation processing device 23 are accumulated in the cloud server 630.
  • various communication standards for mobile phones such as W-CDMA and LTE can be used for communication between the communication device 621 and the cloud server 630.
  • the user can receive various cloud services such as backup of analysis results and more advanced analysis processing that cannot be processed by the calculation processing device 23.

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Abstract

　本発明の実施形態に係る乗物操作解析システムは、操作者に操作される被操作物である動物に装着可能に構成され、前記被操作物の加速度を計測して第１加速度データを出力する第１加速度センサと、前記被操作物に装着可能に構成され、前記第１加速度センサから前記第１加速度データを入力して送信する第１通信装置と、前記操作者に装着可能に構成され、前記第１通信装置から前記第１加速度データを受信して出力する第２通信装置と、前記操作者の加速度を計測して第２加速度データを出力する第２加速度センサと、前記第１加速度データ及び前記第２加速度データに基づいて前記操作者と前記被操作物の姿勢を比較する計算処理装置とを備える。

Description

乗物操作解析システム
　本発明は、乗物操作解析システムに関する。
　従来から、スポーツ等のトレーニングの場面において、その効果を上げるために、センサを動作者に装着させて動作状態を計測して解析する運動解析システムが導入されている。更に、近年では、活動量計とスマートフォンを組み合せた安価なシステムの登場によって、この種のシステムが一般にも広く利用させるようになった。
　しかし、これら運動解析システムは、動作者にのみセンサを装着させるものが一般的であり、この場合、動作者自身の動作のみに基づく解析しかできない。そのため、例えば、乗馬やサイクリング等、操作者が乗物（被操作物）を操作する動作については、十分に適切な解析ができない点が問題となる。
特開２００４－３４４４６８号公報
　本発明は、以上の点を鑑みてなされたもので、操作者及び被操作物の動作状態を計測することで、乗物操作に対する適切な動作解析を可能とする乗物操作解析システムを提供することを目的とする。
　本発明の実施形態に係る乗物操作解析システムは、操作者に操作される被操作物である動物に装着可能に構成され、前記被操作物の加速度を計測して第１加速度データを出力する第１加速度センサと、前記被操作物に装着可能に構成され、前記第１加速度センサから前記第１加速度データを入力して送信する第１通信装置と、前記操作者に装着可能に構成され、前記第１通信装置から前記第１加速度データを受信して出力する第２通信装置と、前記操作者の加速度を計測して第２加速度データを出力する第２加速度センサと、前記第１加速度データ及び前記第２加速度データに基づいて前記操作者と前記被操作物の姿勢を比較する計算処理装置とを備える。
　本発明によれば、操作者及び被操作物の動作状態を計測することで、乗物操作に対する適切な動作解析を可能とする乗物操作解析システムを提供することができる。
本発明の実施形態に係る乗物操作解析システムの概要を示す図である。 本実施形態に係る乗物操作解析システムの応用例を示す図である。 本実施形態に係る乗物操作解析システムの応用例を示す図である。 本実施形態に係る乗物操作解析システムの応用例を示す図である。 本実施形態に係る乗物操作解析システムの応用例を示す図である。 本実施形態に係る乗物操作解析システムの応用例を示す図である。 本実施形態に係る乗物操作解析システムの応用例を示す図である。
　先ず、本発明の実施形態に係る乗物操作解析システムの概要を説明する。なお、以下では主に乗馬運動を前提として説明するが、本実施形態に係る乗物操作解析システムは、例えばサイクリング、バイク・自動車の運転、サーフィン、スキー等、操作者が被操作物を操作する運動であれば適用することができる点に留意されたい。
　図１は、本実施形態に係る乗物操作解析システムの概要を示す図である。
　乗物操作解析システム１００は、被操作物１０である馬に装着可能な加速度センサ１１及び通信装置１２を備える。加速度センサ１１は、馬の動作に伴う加速度データＤａ１を計測して通信装置１２に出力する。通信装置１２は、加速度センサ１１から出力された加速度データＤａ１を入力して送信する。加速度センサ１１と通信装置１２は、例えば、１つの小型のセンサ端末装置１３にパッケージ化されており馬の鞍などに装着される。
　また、乗物操作解析システム１００は、操作者である騎手に装着可能な通信装置２１、加速度センサ２２、計算処理装置２３、及びユーザインタフェース２４を備える。通信装置２１は、通信装置１２との通信によって、通信装置１２から送信された加速度データＤａ１を受信して計算処理装置２３に出力する。ここで、通信装置１２及び２１間の通信には、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等、種々の通信規格を用いることができる。加速度センサ２２は、騎手の動作に伴う加速度データＤａ２を計測して計算処理装置２２に出力する。計算処理装置２３は、馬の加速度データＤａ１と騎手の加速度データＤａ２を収集して、これら加速度データＤａ１及びＤａ２に基づいて騎手と馬の振動・姿勢を解析して比較評価する。ユーザインタフェース２４は、ユーザによる乗物操作解析システム１００の操作と、計算処理装置２３による解析結果の閲覧を可能とする。
　例えば、操作者にのみ加速度センサを装着する乗物操作解析システムの場合、操作者の加速度データのみを用いて動作を解析する。この場合、解析結果に操作者が被操作物から受ける影響が十分に反映されないため、操作者が被操作物の動作に合った適切な動作をしているかの判断は難しい。その点、本実施形態に係る乗物操作解析システム１００によれば、操作者のみならず被操作物に対しても加速度センサを装着して両者の振動・姿勢を解析して比較評価する。そのため、ユーザは、操作者の動作が被操作物の動作に合っているかの把握をより正確且つ容易に行うことができる。この点において、本実施形態に係る乗物操作解析システム１００は、乗馬運動のように被操作物が自律的に動作する運動の場合に特に有用である。
　ここから、前述の乗物操作解析システム１００の応用例を列挙して説明する。
　図２～６は、本実施形態に係る乗物操作解析システムの応用例を示す図である。なお、図２～６において、図１に示す構成に対応する構成には同じ符号を付している。
　図２に示す乗物操作解析システム２００は、操作者２０に装着される通信装置２１、加速度センサ２２、計算処理装置２３、及びユーザインタフェース２４が、１つの操作端末装置２２１２０に実装されている例である。例えば、ユーザが、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信機能、加速度センサ、計算処理機能、及びタッチパネル等を用いたユーザインタフェースを持つスマートフォンを所有していれば、このスマートフォンを流用することも可能である。
　つまり、乗物操作解析システム２００によれば、スマートフォンを持つユーザの場合、馬に装着する加速度センサ１１及び通信装置１２のみを別途用意するだけで良いため、乗物操作解析システム２００を低コストで且つ容易に導入することができる。
　図３に示す乗物操作解析システム３００は、騎手に装着する加速度センサ２２を、計算処理装置２３等とは別の端末にした例である。乗物操作解析システム３００は、乗物操作解析システム１００の構成に加え、加速度センサ２２から出力された加速度データＤａ２を入力して通信装置２１に送信する通信装置３２１を備える。この場合、通信装置２１は、通信装置３２１から送信された加速度データＤａ２を受信した後、この加速度データＤａ２を加速度データＤａ１と共に計算処理装置２３に出力する。なお、加速度センサ２２及び通信装置３２１は、１つの小型のセンサ端末装置３２２にパッケージ化されていても良い。また、通信装置２１及び２３間の通信には、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等、種々の通信規格を用いることができる。
　この乗物操作解析システム３００によれば、加速度センサ２２を計算処理装置２３等から分離させることで、加速度センサ２２を含む端末を小型化することができる。この場合、乗物操作解析システム２００と比べると、加速度センサ２２の装着箇所の選択範囲が広がるため、操作者２０のより正確な加速度データを得ることが可能となる。
　図４に示す乗物操作解析システム４００は、馬に装着する加速度センサ１１及び通信装置１２を複数組備えた例である。複数の加速度センサ１１から出力される複数の加速度データＤａ１は、通信装置１２を介して通信装置２１に集約され計算処理装置２３に出力される。なお、加速度センサ１１及び通信装置１２の各組は、１つの小型のセンサ端末装置１３にパッケージ化されていても良い。また、通信装置２１及び各通信装置１２間の通信には、種々の通信規格を用いることができる。特に、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線通信規格を用いた場合、センサ端末装置１３が増加しても通信装置１２及び２１間の配線の増加を設ける必要がないため、乗物操作解析システム４００を物理的に簡素にすることができる。
　この乗物操作解析システム４００によれば、被操作物１０に対して複数の加速度センサ１１を装着できるため、乗物操作解析システム１００に比べると、より正確に被操作物２０の振動・姿勢を解析することができる。
　図５に示す乗物操作解析システム５００は、被操作物１０及び操作者２０に対して加速度センサ１１、２２以外のセンサを装着させた例である。乗物操作解析システム５００は、乗物操作解析システム１００の構成に加え、被操作物１０である馬等の動物に装着可能に構成された生体センサ５１３と、操作者２０に装着可能に構成されたＧＰＳ受信機５２１（測位システム受信機）を備える。生体センサ５１３は、動物の生体情報、例えば、心拍数や体温などを計測して生体データＤｂとして通信装置１２に出力する。この場合、通信装置１２は、生体センサ５１３から出力された生体データＤｂを入力した後、この生体データＤｂを加速度データＤａ１と共に通信装置２１に送信する。通信装置２１は、通信装置１２から送信された加速度データＤａ１及び生体データＤｂを受信して計算処理装置２３に出力する。そして、この生体データＤｂは、加速度データＤｂ１と共に計算処理装置２３による動物の動作解析に利用できる。これによって、ユーザは、加速度データＤａ１の利用による動物２０の動作把握が可能になるだけでなく、その時の動物２０の状態も把握することが可能になる。
　なお、ＧＰＳ受信機５２１は、操作者２０の位置を計測して位置データＤｐを計算処理装置２３に出力する。この位置データＤｐは、加速度データＤｂ２と共に計算処理装置２３による操作者２０の動作解析に利用できる。これによって、ユーザは、加速度データＤａ２の利用による操作者２０の動作把握が可能になるだけでなく、その時の操作者２０の位置を追跡することが可能となる。なお、ＧＰＳ受信機５２１に替えて、ＧＬＯＮＡＳＳやＧａｌｉｌｅｏ等、他の測位システムの受信機を用いても良い。
　この乗物装置解析システム５００のように、加速度センサ１１、２２以外のセンサを用いることによって、被操作物１０及び操作者２０の運動時の情況等が動作に与える影響についても解析することができる。
　なお、乗物操作解析システム５００は、生体センサ５１３が加速度センサ１１及び通信装置１２と共に１つの小型のセンサ端末装置５１４にパッケージ化されているが、図６に示す乗物操作解析システム５５０のように、生体センサ５６１及び通信装置５６２を１つの小型のセンサ端末装置５６３にパッケージ化し、加速度センサ１１を含むセンサ端末装置１３と別体にしても良い。この場合、加速度センサ１１（センサ端末装置１３）の位置に係わらず、生体センサ５６１（センサ端末装置５６３）を被操作物１０の任意の位置に装着することができる。
　図７に示す乗物操作解析システム６００は、クラウドサービスを利用する例である。乗物操作解析システム６００は、乗物操作解析システム１００の構成に加え、計算処理装置２３で生成された解析結果Ｄｒを入力してクラウドサーバ６３０に送信する通信装置６２１を備える。この乗物操作解析システム６００の場合、計算処理装置２３で生成された解析結果がクラウドサーバ６３０に蓄積される。なお、携帯電話の通信装置６２１を使用する場合、通信装置６２１及びクラウドサーバ６３０間の通信には、Ｗ－ＣＤＭＡ、ＬＴＥ等の携帯電話の種々の通信規格を用いることができる。
　この乗物装置解析システム６００によれば、ユーザは、解析結果のバックアップや計算処理装置２３で処理できないより高度な解析処理など様々なクラウドサービスの提供を受けることが可能になる
　［その他］
　なお、ここまで、発明の実施形態の一例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。
　１０・・・被操作物、１１、２２・・・加速度センサ、１２、２１、３２１、５６２、６２１・・・通信装置、１３、３２２、５１４、５６３・・・センサ端末装置、２０・・・操作者、２３・・・計算処理装置、２４・・・ユーザインタフェース、１００、２００、３００、４００、５５０、５００、６００・・・乗物操作解析システム、２２１、３２３・・・操作端末装置、５１３、５６１・・・生体センサ、５２１・・・ＧＰＳ受信機、６３０・・・クラウドサーバ。
 

Claims (8)

  1. 　操作者に操作される被操作物である動物に装着可能に構成され、前記被操作物の加速度を計測して第１加速度データを出力する第１加速度センサと、
    　前記被操作物に装着可能に構成され、前記被操作物の生体情報を計測して生体データを出力する生体センサと、
    　前記操作者に装着可能に構成され、前記操作者の加速度を計測して第２加速度データを出力する第２加速度センサと、
    　前記被操作物に装着可能に構成され、前記第１加速度センサから前記第１加速度データを入力して送信する第１通信装置と、
    　前記被操作物に装着可能に構成され、前記生体センサから前記生体データを入力して送信する第２通信装置と、
    　前記操作者に装着可能に構成され、前記第１通信装置及び前記第２通信装置から前記第１加速度データ及び前記生体データを受信して出力する第３通信装置と、
    　前記第１加速度データ及び前記第２加速度データに基づいて前記操作者と前記被操作物の姿勢を比較し、前記生体データに基づいて前記被操作物の状態を解析する計算処理装置と
    　を備えることを特徴とする乗物操作解析システム。
  2. 　前記第２通信装置は、前記第１通信装置と同一であり、
    　前記第１加速度センサ、前記生体センサ、及び第１通信装置は、前記被操作物に装着可能に構成された同一の第１操作端末に実装されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の乗物操作解析システム。
  3. 　前記第１加速度センサ及び第１通信装置は、前記被操作物に装着可能に構成された同一の第２操作端末に実装されており、
    　前記生体センサ及び第２通信装置は、前記被操作物に装着可能に構成された同一の第３操作端末に実装され、前記第３操作端末は前記第２操作端末とは異なる
    　ことを特徴とする請求項１記載の乗物操作解析システム。
  4. 　前記第２加速度センサ、前記第３通信装置、及び前記計算処理装置は、前記操作者に装着可能に構成された同一の第４操作端末に実装されている
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の乗物操作解析システム。
  5. 　前記操作者に装着可能に構成され、前記第２加速度センサから前記第２加速度データを入力して送信する第４通信装置を更に備え、
    　前記第３通信装置は、前記第４通信装置から前記第２加速度データを受信して前記計算処理装置に出力する
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載の乗物操作解析システム。
  6. 　前記第１加速度センサ及び前記第１通信装置を複数組備える
    　ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項記載の乗物操作解析システム。
  7. 　前記操作者に装着可能に構成され、前記操作者の位置を計測して位置データを出力する衛星測位システム受信機を更に備え、
    　前記計算処理装置は、前記位置データに基づいて前記操作者の位置を追跡する
    　ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項記載の乗物操作解析システム。
  8. 　前記操作者に装着可能に構成され、前記計算処理装置が生成した解析結果を入力してクラウドサービスのサーバに送信する第５通信装置を更に備える
    　ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項記載の乗物操作解析システム。
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