运动解析装置、运动解析方法、以及运动解析系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510461422.3

申请日:

20150730

公开号:

CN105311814A

公开日:

20160210

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A63B71/06,A61B5/11

主分类号:

A63B71/06,A61B5/11

申请人:

精工爱普生株式会社

发明人:

水落俊一,松本一实,内田周志,渡辺宪,杉谷大辅,佐藤彰展

地址:

日本东京

优先权:

2014-157201,2014-157208,2015-115213

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司

代理人:

田喜庆;吴孟秋

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内容摘要

本发明提供运动解析装置、运动解析方法、以及运动解析系统。运动解析装置包括:特征点检测部,使用惯性传感器的检测结果,检测用户的跑步中的特征点;以及运动信息生成部,使用所述惯性传感器的检测结果,以所述特征点检测部检测到所述特征点的时机为基准,解析所述用户的跑步,并生成所述用户的运动信息。

权利要求书

1.一种运动解析装置,其特征在于,包括:特征点检测部,使用惯性传感器的检测结果,检测用户的跑步中的特征点;以及运动信息生成部,使用所述惯性传感器的检测结果,以所述特征点检测部检测到所述特征点的时机为基准,解析所述用户的跑步,并生成所述用户的运动信息。 2.根据权利要求1所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息生成部使用所述特征点检测部检测到所述特征点的时机的所述惯性传感器的检测结果,生成所述运动信息。 3.根据权利要求1或2所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息生成部使用从所述特征点检测部检测到所述特征点起到下次检测到所述特征点为止的期间的所述惯性传感器的检测结果,生成所述运动信息。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息生成部使用所述惯性传感器的检测结果,以所述特征点检测部检测到所述特征点的时机为基准,算出表示所述用户的运动状态的多个项目的值,并组合算出的所述多个项目的值生成所述运动信息。 5.根据权利要求4所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息包括有关所述用户的跑步中的能量效率、能量损失或者对身体的负担的信息。 6.根据权利要求4或5所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息包括有关所述用户的跑步中的正下方着地、推进效率、着地时制动量、或者接地时间的信息。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息生成部区分所述用户的身体的左右地生成所述运动信息。 8.根据权利要求1至7中任一项所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息包括有关所述用户的身体左右的平衡的信息。 9.根据权利要求1至8中任一项所述的运动解析装置,其特征在于,还包括:建议信息生成部,使用所述运动信息,生成有关用于提高所述用户的运动成绩的建议的信息。 10.根据权利要求1至9中任一项所述的运动解析装置,其特征在于,所述特征点是着地、中间步态以及离地中的至少一个。 11.一种运动解析方法,其特征在于,包括:使用惯性传感器的检测结果,检测用户的跑步中的特征点;以及使用所述惯性传感器的检测结果,以检测到所述特征点的时机为基准,解析所述用户的跑步,并生成所述用户的运动信息。 12.一种运动解析装置,其特征在于,包括:运算部,使用惯性传感器的检测结果,生成用户的运动信息;以及摆动腿信息生成部,使用所述运动信息,生成所述用户的脚接地期间的摆动腿相关信息。 13.根据权利要求12所述的运动解析装置,其特征在于,所述摆动腿信息生成部生成所述用户的脚接地期间的规定状态时的摆动腿相关信息,所述规定状态时是所述用户的脚着地时、单腿支撑时、中间步态时、或者离地时。 14.根据权利要求12或13所述的运动解析装置,其特征在于,所述运动信息包括所述用户的躯体的姿势角的信息,所述摆动腿信息生成部使用所述姿势角的信息生成所述摆动腿相关信息。 15.根据权利要求13或14所述的运动解析装置,其特征在于,所述摆动腿相关信息包括所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的摆动腿角度的信息。 16.根据权利要求12至15中任一项所述的运动解析装置,其特征在于,所述摆动腿信息生成部计算与所述摆动腿角度相关的指标的值,使用所述指标的值推算所述摆动腿角度。 17.根据权利要求16所述的运动解析装置,其特征在于,还包括:特征点检测部,检测对应于所述规定状态的所述用户的运动中的特征点,所述摆动腿信息生成部使用所述特征点的检测结果,计算所述指标的值。 18.根据权利要求16或17所述的运动解析装置,其特征在于,所述指标是所述用户的躯体的姿势角满足规定条件时的时间与所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的时间之差。 19.根据权利要求16或17所述的运动解析装置,其特征在于,所述指标是所述用户的躯体的姿势角满足规定条件时的该姿势角的值与所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的该姿势角的值之差。 20.根据权利要求18或19所述的运动解析装置,其特征在于,所述姿势角是偏航角,所述姿势角满足所述规定条件时是从所述用户的脚着地起到离地为止的期间中所述偏航角变为最大或者最小时。 21.根据权利要求16或17所述的运动解析装置,其特征在于,所述指标是所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的所述用户的躯体的姿势角。 22.根据权利要求21所述的运动解析装置,其特征在于,所述姿势角是俯仰角。 23.根据权利要求12至22中任一项所述的运动解析装置,其特征在于,所述惯性传感器佩戴于所述用户的躯体。 24.一种运动解析系统,其特征在于,包括:权利要求12至23中任一项所述的运动解析装置;以及报告装置,从该运动解析装置取得所述摆动腿相关信息,并在所述用户的运动过程中报告有关运动状态的信息。 25.一种运动解析系统,其特征在于,包括:权利要求12至23中任一项所述的运动解析装置;以及信息分析装置,取得该运动解析装置生成的所述摆动腿相关信息,并生成所述用户的运动能力的分析信息。 26.一种运动解析方法,其特征在于,包括:使用惯性传感器的检测结果,生成用户的运动信息;以及使用所述运动信息,生成所述用户的脚接地期间的摆动腿相关信息。

说明书

技术领域

本发明涉及运动解析装置、运动解析方法、运动解析程序以及运动解 析系统。

背景技术

专利文献1中公开了一种系统,其基于用户的步行动作的加速度信息 计算表示用户的步行动作特征的步态信息,并基于算出的步态信息生成表 示步行场所与步行状态的关系性的提示信息后提交给提示单元。例如,分 别对x轴、y轴以及z轴方向的加速度计测值进行基于高速傅里叶变换的 频率解析、自相关解析、RMS(RootMeanSquare:均方根)值的计算、 积分值的计算的各处理,从而算出步态信息。

并且,专利文献2中披露了一种装置,其基于加速度数据计算用户的 跨距的生物体力学参数,并加以显示。作为生物体力学参数,例举了相对 于地面的腿着地角度、脚接接地面的期间跑步者的重力中心的前进距离 等。

先行技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-170559号公报

专利文献2:日本特表2011-516210号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是,在专利文献1描述的系统中,表示用户的步行动作特征的步态 信息中不包括与用户每一步的着地、蹬地等特征点的时机有关的信息,因 此,难以提取用户身体移动方式的趋势。因此,专利文献1中描述的系统 虽然可以监视用户的步行状态,但是无法帮助提高用户的运动成绩。

并且,在专利文献2所描述的装置中,不具有检测用户的拖腿的功能。 拖腿是指收回跑步时蹬地的腿的时机慢,即使到了下次着地的时机腿还在 后面的现象。在拖腿跑方式中,多使用膝盖以下的肌肉,因此,容易早疲 劳,将后面的腿带到前面所需的时间长,从而接地的时间也长,速度低。 除了拖腿之外,脚接地时的摆动腿(未接地的腿)的状态是评价跑步的重 要指标,但是,目前还没有提出自动提示这些信息的方法。

本发明鉴于上述问题点,根据本发明的几个方面,能够提供可帮助提 高用户的运动成绩的运动解析装置、运动解析方法以及运动解析程序。

并且,根据本发明的几个方面,能够提供可提示用户的脚接地时的摆 动腿相关信息的运动解析装置、运动解析系统、运动解析方法以及运动解 析程序。

用于解决技术问题的方案

本发明用于解决上述技术问题中的至少一部分而完成,可作为以下的 方面或实施方式而实现。

[应用例1]

根据本应用例的运动解析装置包括:特征点检测部,使用惯性传感器 的检测结果,检测用户的跑步中的特征点;以及运动信息生成部,使用所 述惯性传感器的检测结果,以所述特征点检测部检测到所述特征点的时机 为基准,解析所述用户的跑步,并生成所述用户的运动信息。

根据本应用例的运动解析装置,通过以跑步的特征点为基准而易于提 取用户的身体移动方式的趋势,由此,能够根据使用惯性传感器的检测结 果以特征点为基准生成的运动信息,帮助提高用户的运动成绩(例如,运 动能力、时间等成绩(得分)、受伤难易度等)。

[应用例2]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成 部使用所述特征点检测部检测到所述特征点的时机的所述惯性传感器的 检测结果,生成所述运动信息。

根据本应用例的运动解析装置,能够使用在跑步的特征点的惯性传感 器的检测结果,生成反映了在特征点的用户的身体状态且对提高用户的运 动成绩有效的运动信息。

[应用例3]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成 部使用从所述特征点检测部检测到所述特征点起到下次检测到所述特征 点为止的期间的所述惯性传感器的检测结果,生成所述运动信息。

根据本应用例的运动解析装置,能够使用两个特征点间的惯性传感器 的检测结果,生成反映了两个特征点间的用户身体的移动方式且对提高用 户的运动成绩有效的运动信息。

[应用例4]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成 部使用所述惯性传感器的检测结果,以所述特征点检测部检测到所述特征 点的时机为基准,算出表示所述用户的运动状态的多个项目的值,并组合 算出的所述多个项目的值生成所述运动信息。

根据本应用例的运动解析装置,通过组合反映了用户运动状态的多个 项目的值,从而能够生成对提高用户的运动成绩有效的运动信息。

[应用例5]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括 有关所述用户的跑步中的能量效率、能量损失或者对身体的负担的信息。

根据本应用例的运动解析装置,能够向用户提示通过跑步消耗的能量 是否被高效地用于跑步、或者由于跑步身体内蓄积了多少程度的伤害等信 息。

[应用例6]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括 有关所述用户的跑步中的正下方着地、推进效率、着地时制动量、或者接 地时间的信息。

根据本应用例的运动解析装置,能够向用户提示可用于判断是不是高 效的跑步方式、不易疲劳的跑步方式、或者不易受伤的跑步方式的信息。

[应用例7]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成 部区分所述用户的身体的左右地生成所述运动信息。

根据本应用例的运动解析装置,能够向用户分开提示身体左右的运动 状态。

[应用例8]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括 有关所述用户的身体的左右的平衡的信息。

根据本应用例的运动解析装置,能够向用户提示均衡使用身体左右的 程度。

[应用例9]

根据上述应用例的运动解析装置也可以还包括:建议信息生成部,使 用所述运动信息,生成有关用于提高所述用户的运动成绩的建议的信息。

运动成绩例如可以是运动能力、时间等成绩(得分)、受伤难易度等。

根据本应用例的运动解析装置,通过提示对应于用户的运动状态的建 议,从而能够帮助提高用户的运动成绩。

[应用例10]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述特征点是着地、 中间步态以及离地中的至少一个。

[应用例11]

根据本应用例的运动解析方法,包括:使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的跑步中的特征点;以及使用所述惯性传感器的检测结果,以检 测到所述特征点的时机为基准,解析所述用户的跑步,并生成所述用户的 运动信息。

根据本应用例的运动解析方法,通过以跑步的特征点为基准而易于提 取用户的身体移动方式的趋势,由此,能够根据使用惯性传感器的检测结 果以特征点为基准生成的运动信息,帮助提高用户的运动成绩。

[应用例12]

根据本应用例的运动解析程序,使计算机执行:使用惯性传感器的检 测结果,检测用户的跑步中的特征点;以及使用所述惯性传感器的检测结 果,以检测到所述特征点的时机为基准,解析所述用户的跑步,并生成所 述用户的运动信息。

根据本应用例的运动解析程序,通过以跑步的特征点为基准而易于提 取用户的身体移动方式的趋势,由此,能够根据使用惯性传感器的检测结 果以特征点为基准生成的运动信息,帮助提高用户的运动成绩。

[应用例13]

根据本应用例的运动解析装置,包括:运算部,使用惯性传感器的检 测结果,生成用户的运动信息;以及摆动腿信息生成部,使用所述运动信 息,生成所述用户的脚接地期间的摆动腿相关信息。

运动信息例如可以包括:随用户的运动而变化的加速度、角速度、速 度、位置、姿势角中至少一部分的信息。

摆动腿相关信息例如既可以是摆动腿的规定部位(例如大腿骨)与水 平面或垂直平面所成的角度的信息,也可以是摆动腿的规定部位(例如膝 盖)与水平面的距离(高度)的信息。

摆动腿的角度例如也可以是摆动腿的大腿骨与水平面或垂直平面所 成的角度。

根据本应用例的运动解析装置,惯性传感器能够检测用户的细微的移 动,因此,可使用惯性传感器的检测结果进行运算,生成并提示摆动腿相 关信息。

[应用例14]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述摆动腿信息生 成部生成所述用户的脚接地期间的规定状态时的摆动腿相关信息,所述规 定状态时是所述用户的脚着地时(刚着地后)、单腿支撑时、中间步态时、 或者离地时(即将离地之前)。

根据本应用例的运动解析装置,例如能够提供用户运动中的有关拖腿 的信息。

[应用例15]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括 所述用户的躯体的姿势角的信息,所述摆动腿信息生成部使用所述姿势角 的信息生成所述摆动腿相关信息。

姿势角的信息例如可以包括随用户的运动而变化的侧倾角、俯仰角、 偏航角中至少一个的信息。

根据本应用例的运动解析装置,通过采用考虑与摆动腿状态具有相关 性的姿势角的信息,从而能够以较高精度生成用户的脚接地时的摆动腿相 关信息。

[应用例16]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述摆动腿相关信 息包括所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的摆动腿角度的信息。

根据本应用例的运动解析装置,能够以较高精度生成用户的脚接地时 的摆动腿角度的信息。

[应用例17]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述摆动腿信息生 成部计算与所述摆动腿角度相关的指标的值,使用所述指标的值推算所述 摆动腿角度。

根据本应用例的运动解析装置,能够采用与用户的脚接地时的摆动腿 角度具有相关性的指标的值来较高精度地推算该摆动腿的角度。

[应用例18]

根据上述应用例的运动解析装置,也可以是,还包括:特征点检测部, 检测对应于所述规定状态的所述用户的运动中的特征点,所述摆动腿信息 生成部使用所述特征点的检测结果,计算所述指标的值。

根据本应用例的运动解析装置,能够基于检测到的特征点计算与用户 的脚在规定状态时的摆动腿角度相关的指标的值。

[应用例19]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述指标是所述用 户的躯体的姿势角满足规定条件时的时间与所述用户的脚接地期间的所 述规定状态时的时间之差。

根据本应用例的运动解析装置,该指标的值越大,则从规定状态起到 开始下次动作为止的时间越长,说明存在花费时间来收回腿的倾向,因此, 可利用该指标来高精度地推算摆动腿的角度。

[应用例20]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述指标是所述用 户的躯体的姿势角满足规定条件时的该姿势角的值与所述用户的脚接地 期间的所述规定状态时的该姿势角的值之差。

根据本应用例的运动解析装置,该指标的值越大,则从规定状态起到 开始下次动作为止的姿势角的变化越大,说明存在收回腿的动作大的倾 向,因此,可利用该指标高精度地推算摆动腿的角度。

[应用例21]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述姿势角是偏航 角,所述姿势角满足所述规定条件时是从所述用户的脚着地起到离地为止 的期间内所述偏航角为最大或者最小时。

根据本应用例的运动解析装置,从用户的脚着地起到离地为止的期间 内偏航角变成最大或者最小时对应于开始下次动作时,该指标越大,则从 规定状态起到开始下次动作为止的时间越长,或者,从规定状态起到开始 下次动作为止的偏航角的变化越大,有收回腿的时间、动作变大的倾向, 因此,可利用该指标来高精度地推算摆动腿的角度。

[应用例22]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述指标是所述用 户的脚接地期间的所述规定状态时的所述用户的躯体的姿势角。

根据本应用例的运动解析装置,用户的脚在规定状态时,用户躯体的 姿势角与摆动腿的角度具有相关性,因此,可利用该指标来高精度地推算 摆动腿的角度。

[应用例23]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述姿势角是俯仰 角。

根据本应用例的运动解析装置,用户的脚在规定状态时,用户躯体越 是前倾,摆动腿越位于后方(更高的位置),因此,用户躯体的俯仰角与 摆动腿的角度具有高相关性,因此,可利用该指标来高精度地推算摆动腿 的角度。

[应用例24]

在根据上述应用例的运动解析装置中,也可以是,所述惯性传感器佩 戴于所述用户的躯体。

根据本应用例的运动解析装置,惯性传感器能够捕捉用户躯体的细微 移动,因此,通过使用惯性传感器的检测结果来进行运算,从而能够高精 度地计算(推算)用户的脚接地时的摆动腿角度。

[应用例25]

根据本应用例的运动解析系统包括:上述的任一运动解析装置;以及 报告装置,从该运动解析装置取得所述摆动腿相关信息,并在所述用户的 运动过程中报告有关运动状态的信息。

根据本应用例的运动解析系统,用户能够基于报告的信息边注意摆动 腿的状态的同时,边进行运动。

[应用例26]

根据本应用例的运动解析系统,包括:上述的任一运动解析装置;以 及信息分析装置,取得该运动解析装置生成的所述摆动腿相关信息,并生 成所述用户的运动能力的分析信息。

运动能力例如可以是技术力,还可以是耐力。

根据本应用例的运动解析系统,用户能够基于分析信息,在结束运动 之后取得有关摆动腿状态的详细信息。

[应用例27]

根据本应用例的运动解析方法,包括:使用惯性传感器的检测结果进 行运算,生成用户的运动信息;以及使用所述运动信息,生成所述用户的 脚接地期间的规定状态时的摆动腿相关信息。

根据本应用例的运动解析方法,可使用还能检测用户的细微移动的惯 性传感器的检测结果进行运算,并生成摆动腿相关信息来进行提示。

[应用例28]

根据本应用例的运动解析程序,使计算机执行:使用惯性传感器的检 测结果进行运算,生成用户的运动信息;以及使用所述运动信息,生成所 述用户的脚接地期间的规定状态时的摆动腿相关信息。

根据本应用例的运动解析程序,可使用还能检测用户的细微移动的惯 性传感器的检测结果进行运算,并生成摆动腿相关信息来进行提示。

附图说明

图1是第一实施方式中的运动解析系统的概要说明图。

图2是示出第一实施方式中的运动解析装置及报告装置的构成例的功 能框图。

图3是感测数据表的构成例的示意图。

图4是GPS数据表的构成例的示意图。

图5是地磁数据表的构成例的示意图。

图6是算出数据表的构成例的示意图。

图7是示出第一实施方式中的运动解析装置的处理部的构成例的功能 框图。

图8是示出惯性导航运算部的构成例的功能框图。

图9的(1)~(4)是对用户跑步时的姿势的说明图。

图10是对用户跑步时的偏航角的说明图。

图11是用户跑步时的一例三轴加速度的示意图。

图12是示出第一实施方式中的运动解析部的构成例的功能框图。

图13是说明判断着地及离地(蹬地)时机的方法的图。

图14是说明判断中间步态时机的方法的图。

图15是输入信息与解析信息的关系示意图。

图16是前进方向加速度、上下方向加速度以及左右方向加速度的一 例的示意图。

图17是前进方向速度、上下方向速度以及左右方向速度的一例的示 意图。

图18是侧倾方向角速度、俯仰方向角速度以及偏航方向角速度的一 例的示意图。

图19是侧倾角、俯仰角以及偏航角的一例的示意图。

图20是前进方向距离、上下方向距离以及左右方向距离的一例的示 意图。

图21是冲击时间的计算方法说明图。

图22是着地时制动量1的计算方法说明图。

图23是着地时制动量2的计算方法说明图。

图24是正下方着地率1的计算方法说明图。

图25是正下方着地率2的计算方法说明图。

图26是正下方着地率3的计算方法说明图。

图27是推进力1的计算方法说明图。

图28是推进力2的计算方法说明图。

图29是推进效率1的计算方法说明图。

图30是推进效率2的计算方法说明图。

图31是推进效率3的计算方法说明图。

图32是前倾角说明图。

图33的(A)和(B)是一例腰转动时机与蹬地时机的关系的示意图。

图34的(A)和(B)是用户的跑步过程中显示的一例画面的示意图。

图35是一例整体分析画面的示意图。

图36是一例整体分析画面的示意图。

图37是一例详细分析画面的示意图。

图38是一例详细分析画面的示意图。

图39是一例详细分析画面的示意图。

图40是一例比较分析画面的示意图。

图41是示出第一实施方式中的一例运动解析处理步骤的流程图。

图42是示出一例惯性导航运算处理步骤的流程图。

图43是示出第一实施方式中的一例跑步检测处理步骤的流程图。

图44是示出第一实施方式中的一例运动解析信息生成处理步骤的流 程图。

图45是示出一例跑步分析处理步骤的流程图。

图46是第二实施方式的运动解析系统的构成例示意图。

图47是示出第二实施方式中的运动解析装置的构成例的功能框图。

图48是示出第二实施方式中的运动解析装置的处理部的构成例的功 能框图。

图49是示出第二实施方式中的运动解析部的构成例的功能框图。

图50是与着地时的摆动腿的角度相关的第一指标的说明图。

图51是与着地时的摆动腿的角度相关的第一指标的说明图。

图52是与着地时的摆动腿的角度相关的第二指标的说明图。

图53是与着地时的摆动腿的角度相关的第二指标的说明图。

图54是与着地时的摆动腿的角度相关的第三指标的说明图。

图55是与着地时的摆动腿的角度相关的第三指标的说明图。

图56是示出第二实施方式中的一例运动解析处理步骤的流程图。

图57是示出第二实施方式中的一例跑步检测处理步骤的流程图。

图58是示出第二实施方式中的一例运动解析信息生成处理步骤的流 程图。

图59是示出拖腿的指标值的一例计算步骤的流程图。

图60是示出拖腿的指标值的另一例计算步骤的流程图。

图61是示出拖腿的指标值的另一例计算步骤的流程图。

图62是示出第二实施方式中的报告装置的构成例的功能框图。

图63的(A)和(B)是报告装置的显示部所显示的一例信息的示意 图。

图64是示出一例报告处理步骤的流程图。

图65是示出信息分析装置的构成例的功能框图。

图66是示出一例分析处理步骤的流程图。

图67是信息分析装置的显示部所显示的一例信息的示意图。

图68的(A)和(B)是减速量的计算方法说明图。

图69是在用户的跑步过程中显示的另一例画面的示意图。

图70是整体分析画面的另一例的示意图。

图71是一例比较分析的示意图。

图72是一例比较分析的示意图。

图73是变形例的运动解析系统的构成例的示意图。

[附图标记说明]

1运动解析系统、2运动解析装置、3报告装置、4信息分析装置、5 服务器、10惯性计测单元(IMU)、12加速度传感器、14角速度传感器、 16信号处理部、20处理部、22惯性导航运算部、24运动解析部、30存储 部、40通信部、50GPS单元、60地磁传感器、120处理部、130存储部、 140通信部、150操作部、160计时部、170显示部、180声音输出部、190 振动部、210偏差去除部、220积分处理部、230误差推算部、240跑步处 理部、242跑步检测部、244步幅算出部、246步频算出部、250坐标转换 部、260特征点检测部、262接地时间/冲击时间算出部、270运动信息生 成部、271跑步轨迹算出部、272基本信息生成部、273第一解析信息生成 部、274第二解析信息生成部、275左右差率算出部、276输出信息生成部、 277摆动腿信息生成部、280跑步中输出信息生成部、290跑步分析部、291 整体分析部、292详细分析部、293比较分析部、294输出信息选择部、300 运动解析程序、302惯性导航运算程序、304运动解析信息生成程序、306 跑步分析程序、310感测数据表、320GPS数据表、330地磁数据表、340 算出数据表、350运动解析信息、351输入信息、352基本信息、353第一 解析信息、354第二解析信息、355左右差率、356跑步轨迹信息、520处 理部、522运动解析信息取得部、524分析信息生成部、530存储部、532 分析程序、540通信部、550操作部、560通信部、570显示部、580声音 输出部

具体实施方式

本实施方式的运动解析装置,包括:特征点检测部,使用惯性传感器 的检测结果,检测用户的运动中的特征点;以及运动信息生成部,使用所 述惯性传感器的检测结果,以所述特征点检测部检测到所述特征点的时机 为基准,解析所述用户的运动,并生成所述用户的运动信息。

根据本实施方式的运动解析装置,通过以运动的特征点为基准而易于 提取用户的身体移动方式的趋势,由此,能够根据使用惯性传感器的检测 结果以特征点为基准生成的运动信息,帮助提高用户的运动成绩(例如, 运动能力、时间等成绩(得分)、受伤难易度等)。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成部使 用所述特征点检测部检测到所述特征点的时机的所述惯性传感器的检测 结果,生成所述运动信息。

根据本实施方式的运动解析装置,能够使用在运动的特征点的惯性传 感器的检测结果,生成反映了在特征点的用户的身体状态且对提高用户的 运动成绩有效的运动信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成部使 用从所述特征点检测部检测到所述特征点起到下次检测到所述特征点为 止的期间的所述惯性传感器的检测结果,生成所述运动信息。

根据本实施方式的运动解析装置,能够使用两个特征点间的惯性传感 器的检测结果,生成反映了两个特征点间的用户身体的移动方式且对提高 用户的运动成绩有效的运动信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成部使 用所述惯性传感器的检测结果,以所述特征点检测部检测到所述特征点的 时机为基准,算出表示所述用户的运动状态的多个项目的值,并组合算出 的所述多个项目的值生成所述运动信息。

根据本实施方式的运动解析装置,通过组合反映了用户运动状态的多 个项目的值,从而能够生成对提高用户的运动成绩有效的运动信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括有关 所述用户的运动中的能量效率、能量损失或者对身体的负担的信息。

根据本实施方式的运动解析装置,能够向用户提示通过运动消耗的能 量是否被高效地用于跑步、或者由于运动身体内蓄积了多少程度的伤害等 信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括有关 所述用户的运动中的正下方着地、推进效率、着地时制动量、或者接地时 间的信息。

根据本实施方式的运动解析装置,能够向用户提示可用于判断是不是 高效的运动方式、不易疲劳的运动方式、或者不易受伤的运动方式的信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息生成部区 分所述用户的身体的左右地生成所述运动信息。

根据本实施方式的运动解析装置,能够向用户分开提示身体左右的运 动状态。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括有关 所述用户的身体的左右的平衡的信息。

根据本实施方式的运动解析装置,能够向用户提示均衡使用身体左右 的程度。

根据本实施方式的运动解析装置也可以还包括:建议信息生成部,使 用所述运动信息,生成有关用于提高所述用户的运动成绩的建议的信息。

运动成绩例如可以是运动能力、时间等成绩(得分)、受伤难易度等。

根据本实施方式的运动解析装置,通过提示对应于用户的运动状态的 建议,从而能够帮助提高用户的运动成绩。

本实施方式的运动解析方法,包括:使用惯性传感器的检测结果,检 测用户的运动中的特征点;以及使用所述惯性传感器的检测结果,以检测 到所述特征点的时机为基准,解析所述用户的运动,并生成所述用户的运 动信息。

根据本实施方式的运动解析方法,通过以运动的特征点为基准而易于 提取用户的身体移动方式的趋势,由此,能够根据使用惯性传感器的检测 结果以特征点为基准生成的运动信息,帮助提高用户的运动成绩。

本实施方式的程序,使计算机执行:使用惯性传感器的检测结果,检 测用户的运动中的特征点;以及使用所述惯性传感器的检测结果,以检测 到所述特征点的时机为基准,解析所述用户的运动,并生成所述用户的运 动信息。

根据本实施方式的程序,通过以运动的特征点为基准而易于提取用户 的身体移动方式的趋势,由此,能够根据使用惯性传感器的检测结果以特 征点为基准生成的运动信息,帮助提高用户的运动成绩。

本实施方式的运动解析装置,包括:运算部,使用惯性传感器的检测 结果进行运算,生成用户的运动信息;以及摆动腿信息生成部,使用所述 运动信息,生成所述用户的脚接地期间的规定状态时摆动腿相关信息。

运动信息例如可以包括:随用户的运动而变化的加速度、角速度、速 度、位置、姿势角中至少一部分的信息。

摆动腿相关信息例如既可以是摆动腿的规定部位(例如大腿骨)与水 平面或垂直平面所成的角度的信息,也可以是摆动腿的规定部位(例如膝 盖)与水平面的距离(高度)的信息。

摆动腿的角度例如也可以是摆动腿的大腿骨与水平面或垂直平面所 成的角度。

用户的脚接地期间的规定状态时例如是所述用户的脚着地时(刚着地 后)、单腿支撑时、中间步态时、或者离地时(即将离地之前)。

根据本实施方式的运动解析装置,惯性传感器能够检测用户的细微的 移动,因此,可使用惯性传感器的检测结果进行运算,生成并提示摆动腿 相关信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述运动信息包括所述 用户的躯体的姿势角的信息,所述摆动腿信息生成部使用所述姿势角的信 息生成所述摆动腿相关信息。

姿势角的信息例如可以包括随用户的运动而变化的侧倾角、俯仰角、 偏航角中至少一个的信息。

根据本实施方式的运动解析装置,通过采用考虑与摆动腿状态具有相 关性的姿势角的信息,从而能够以较高精度生成用户的脚接地时的摆动腿 相关信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述摆动腿相关信息包 括所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的摆动腿角度的信息。

根据本实施方式的运动解析装置,能够以较高精度生成用户的脚接地 时的摆动腿角度的信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述摆动腿信息生成部 计算与所述摆动腿角度相关的指标的值,使用所述指标的值推算所述摆动 腿角度。

根据本实施方式的运动解析装置,能够采用与用户的脚接地时的摆动 腿角度具有相关性的指标的值来较高精度地推算该摆动腿的角度。

根据本实施方式的运动解析装置,也可以是,还包括:特征点检测部, 使用所述运算的结果,检测对应于所述规定状态的所述用户的运动中的特 征点,所述摆动腿信息生成部使用所述特征点的检测结果,计算所述指标 的值。

根据本实施方式的运动解析装置,能够基于检测到的特征点计算与用 户的脚在规定状态时的摆动腿角度相关的指标的值。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述指标是所述用户的 躯体的姿势角满足规定条件时的时间与所述用户的脚接地期间的所述规 定状态时的时间之差。

根据本实施方式的运动解析装置,该指标的值越大,则从规定状态起 到开始下次动作为止的时间越长,说明存在花费时间来收回腿的倾向,因 此,可利用该指标来高精度地推算摆动腿的角度。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述指标是所述用户的 躯体的姿势角满足规定条件时的该姿势角的值与所述用户的脚接地期间 的所述规定状态时的该姿势角的值之差。

根据本实施方式的运动解析装置,该指标的值越大,则从规定状态起 到开始下次动作为止的姿势角的变化越大,说明存在收回腿的动作大的倾 向,因此,可利用该指标高精度地推算摆动腿的角度。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述姿势角是偏航角, 所述姿势角满足所述规定条件时是从所述用户的脚着地起到离地为止的 期间内所述偏航角为最大或者最小时。

根据本实施方式的运动解析装置,从用户的脚着地起到离地为止的期 间内偏航角变成最大或者最小时对应于开始下次动作时,该指标越大,则 从规定状态起到开始下次动作为止的时间越长,或者,从规定状态起到开 始下次动作为止的偏航角的变化越大,有收回腿的时间、动作变大的倾向, 因此,可利用该指标来高精度地推算摆动腿的角度。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述指标是所述用户的 脚接地期间的所述规定状态时的所述用户的躯体的姿势角。

根据本实施方式的运动解析装置,用户的脚在规定状态时,用户躯体 的姿势角与摆动腿的角度具有相关性,因此,可利用该指标来高精度地推 算摆动腿的角度。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述姿势角是俯仰角。

根据本实施方式的运动解析装置,用户的脚在规定状态时,用户躯体 越是前倾,摆动腿越位于后方(更高的位置),因此,用户躯体的俯仰角 与摆动腿的角度具有高相关性,因此,可利用该指标来高精度地推算摆动 腿的角度。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述用户的脚接地期间 的所述规定状态时是所述用户的脚已着地时。

根据本实施方式的运动解析装置,能够提供用户运动中的拖腿相关的 信息。

在本实施方式的运动解析装置中,也可以是,所述惯性传感器佩戴于 所述用户的躯体。

根据本实施方式的运动解析装置,惯性传感器能够捕捉用户躯体的细 微移动,因此,通过使用惯性传感器的检测结果来进行运算,从而能够高 精度地计算(推算)用户的脚接地时的摆动腿角度。

本实施方式的运动解析系统包括:上述的任一运动解析装置;以及报 告装置,从该运动解析装置取得所述摆动腿相关信息,并在所述用户的运 动过程中报告有关运动状态的信息。

根据本实施方式的运动解析系统,用户能够基于报告的信息边注意摆 动腿的状态的同时,边进行运动。

本实施方式的运动解析系统,包括:上述的任一运动解析装置;以及 信息分析装置,取得该运动解析装置生成的所述摆动腿相关信息,并生成 所述用户的运动能力的分析信息。

运动能力例如可以是技术力,还可以是耐力。

根据本实施方式的运动解析系统,用户能够基于分析信息,在结束运 动之后取得有关摆动腿状态的详细信息。

本实施方式的运动解析方法,包括:使用惯性传感器的检测结果进行 运算,生成用户的运动信息;以及使用所述运动信息,生成所述用户的脚 接地期间的规定状态时的摆动腿相关信息。

根据本实施方式的运动解析方法,可使用还能检测用户的细微移动的 惯性传感器的检测结果进行运算,并生成摆动腿相关信息来进行提示。

本实施方式的程序,使计算机执行:使用惯性传感器的检测结果进行 运算,生成用户的运动信息;以及使用所述运动信息,生成所述用户的脚 接地期间的规定状态时的摆动腿相关信息。

根据本实施方式的程序,可使用还能检测用户的细微移动的惯性传感 器的检测结果进行运算,并生成摆动腿相关信息来进行提示。

下面,使用附图,详细说明本发明的优选实施方式。需要说明的是, 下面说明的实施方式并不是对权利要求书中记载的本发明内容进行不当 限定。并且,以下说明的构成并非全部都是本发明的必须构成成分。

1.第一实施方式

1-1.运动解析系统的概要

图1是用于说明第一实施方式的运动解析系统1的概要的图。如图1 所示,第一实施方式的运动解析系统1构成为包括运动解析装置2及报告 装置3。运动解析装置2佩戴在用户的躯体部分(例如,右腰、左腰、或 腰的中央部)。运动解析装置2内置有惯性计测单元(IMU:Inertial MeasurementUnit)10,以捕捉用户跑步(也包括步行)中的活动,并计 算速度、位置、姿势角(侧倾角、俯仰角、偏航角)等,进而解析用户的 运动,生成运动解析信息。本实施方式中,在用户处于静止的状态下,以 惯性计测单元(IMU)10的一个检测轴(下面设为z轴)与重力加速度方 向(垂直向下)大致一致的方式将运动解析装置2佩戴于用户。运动解析 装置2将生成的运动解析信息的至少一部分发送给报告装置3。

报告装置3是手腕型(手表型)的便携信息设备,佩戴于用户的手腕 等。不过,报告装置3也可以是头戴式显示器(HMD:HeadMountDisplay)、 智能手机等便携信息设备。用户可以在跑步开始前或跑步过程中操作报告 装置3来指示运动解析装置2开始或结束计测(后述的惯性导航运算处理 及运动解析处理)。另外,用户可以在跑步结束后操作报告装置3来指示 运动解析装置2开始或结束跑步分析处理(后述)。报告装置3向运动解 析装置2发送指示开始计测或结束计测的指令、指示开始或结束跑步分析 处理的指令等。报告装置3还可以是显示装置。

运动解析装置2一旦接收到开始计测的指令,则开始惯性计测单元 (IMU)10的计测,并基于计测结果解析用户的跑步,生成运动解析信息。 运动解析装置2向报告装置3发送生成的运动解析信息。然后,报告装置 3接收运动解析信息,并以字符、图形、声音、振动等各种方式向用户提 示所接收到的运动解析信息。用户在跑步过程中,可通过报告装置3而知 道运动解析信息。

并且,运动解析装置2一旦接收到指示开始跑步分析处理的指令,则 使用之前跑步过程中所生成的运动解析信息分析该之前的跑步,并向报告 装置3或者未图示的个人计算机、智能手机等信息设备发送分析结果的信 息。然后,报告装置3或者该信息设备接收分析结果的信息,将所接收到 的运动解析信息以字符、图形、声音、振动等各种方式提示给用户。用户 可借助报告装置3或该信息设备而知道之前跑步的分析结果。

需要说明的是,运动解析装置2与报告装置3之间的数据通信既可以 是无线通信,也可以是有线通信。

在本实施方式中,下面以运动解析装置2生成用户的跑步运动 (running)中的运动解析信息的情况为例进行详细说明,但是,本实施方 式的运动解析系统1同样可以适用于生成跑步以外的运动中的运动解析信 息的情况。

1-2.坐标系

定义在以下的说明中所需的坐标系。

·e坐标系(EarthCenterdEarthFixedFrame:地球中心固定坐标系): 以地球的中心为原点、z轴与自转轴平行的右手三维正交坐标系

·n坐标系(NavigationFrame:航海坐标系):以移动体(用户)为原 点、以x轴为北,以y轴为东,以z轴为重力方向的三维正交坐标系

·b坐标系(BodyFrame:体坐标系):以传感器(惯性计测单元(IMU) 10)为基准的三维正交坐标系

·m坐标系(MovingFrame:运动坐标系):以移动体(用户)为原点、 以移动体(用户)的前进方向为x轴的右手三维正交坐标系

1-3.运动解析系统的构成

图2是示出第一实施方式中的运动解析装置2以及报告装置3的构成 例的功能框图。如图2所示,运动解析装置2构成为包括:惯性计测单元 (IMU)10、处理部20、存储部30、通信部40、GPS(GlobalPositioning System:全球定位系统)单元50、以及地磁传感器60。不过,本实施方 式的运动解析装置2也可以删除或者变更这些构成成分中的部分、或者追 加其它构成成分而构成。

惯性计测单元10(惯性传感器的一个例子)构成为包括:加速度传 感器12、角速度传感器14、以及信号处理部16。

加速度传感器12检测相互交叉(理想的是正交)的三轴方向各自的 加速度,并输出与检测出的三轴加速度的大小及方向相应的数字信号(加 速度数据)。

角速度传感器14检测相互交叉(理想的是正交)的三轴方向各自的 角速度,并输出与计测出的三轴角速度的大小及方向相应的数字信号(角 速度数据)。

信号处理部16从加速度传感器12和角速度传感器14分别取得加速 度数据与角速度数据,并附加时刻信息而存储到未图示的存储部,并且, 生成所存储的加速度数据、角速度数据及时刻信息与规定的格式相符的感 测数据,输出到处理部20。

关于加速度传感器12和角速度传感器14,理想的是将其安装成三轴 分别与以惯性计测单元10为基准的传感器坐标系(b坐标系)的三轴一致, 但在实际中安装角会有误差。因此,信号处理部16进行使用根据安装角 误差而预先算出的校正参数来将加速度数据及角速度数据转换成传感器 坐标系(b坐标系)的数据的处理。需要说明的是,也可以代替信号处理 部16而由后述的处理部20进行该转换处理。

进而,信号处理部16也可以进行加速度传感器12和角速度传感器 14的温度校正处理。需要说明的是,既可以代替信号处理部16而由后述 的处理部20进行该温度校正处理,也可以在加速度传感器12和角速度传 感器14中并入温度校正的功能。

加速度传感器12和角速度传感器14也可以输出模拟信号,在这种情 况下,信号处理部16对加速度传感器12的输出信号和角速度传感器14 的输出信号分别进行A/D转换而生成感测数据即可。

GPS单元50接收从作为一种定位用卫星的GPS卫星发送的GPS卫 星信号,利用该GPS卫星信号进行定位计算,算出n坐标系中的用户的 位置及速度(包括大小和方向的矢量),并将对它们附加时刻信息、定位 精度信息而得到的GPS数据输出到处理部20。需要说明的是,利用GPS 算出位置、速度的方法、生成时刻信息的方法是公知的,所以省略详细的 说明。

地磁传感器60检测相互交叉(理想的是正交)的三轴方向各自的地 磁,并输出与所检测出的三轴地磁的大小及方向相应的数字信号(地磁数 据)。不过,地磁传感器60也可以输出模拟信号,在这种情况下,处理部 20也可以对地磁传感器60的输出信号进行A/D转换而生成地磁数据。

处理部20例如由CPU(CentralProcessingUnit:中央处理单元)、DSP (DigitalSignalProcessor:数字信号处理器)、ASIC(ApplicationSpecific IntegratedCircuit:专用集成电路)等构成,依照存储部30中存储的各种 程序进行各种运算处理、控制处理。特别是,处理部20从惯性计测单元 10、GPS单元50以及地磁传感器60分别取得感测数据、GPS数据以及地 磁数据,并使用这些数据算出用户的速度、位置、姿势角等。另外,处理 部20使用算出的这些信息来进行各种运算处理,以解析用户的运动并生 成后述的各种运动解析信息。另外,处理部20经由通信部40向报告装置 3发送所生成的部分运动解析信息(后述的跑步中输出信息、跑步后输出 信息),报告装置3以文本、图像、声音、振动等方式输出所接收到的运 动解析信息。

存储部30例如由ROM(ReadOnlyMemory:只读存储器)或闪速 ROM、RAM(RandomAccessMemory:随机存取存储器)等各种IC存储 器、硬盘或存储卡等记录介质等构成。

在存储部30中存储有由处理部20读出并用于执行运动解析处理(参 照图41)的运动解析程序300。运动解析程序300包括用于执行惯性导航 运算处理(参照图42)的惯性导航运算程序302、用于执行运动解析信息 生成处理(参照图44)的运动解析信息生成程序304、以及用于执行跑步 分析处理(参照图45)的跑步分析程序306作为子程序。

另外,在存储部30中存储感测数据表310、GPS数据表320、地磁 数据表330、算出数据表340以及运动解析信息350等。

感测数据表310是按时序存储处理部20从惯性计测单元10取得的感 测数据(惯性计测单元10的检测结果)的数据表。图3是示出感测数据 表310的构成例的图。如图3所示,感测数据表310是通过按时序排列使 惯性计测单元10的检出时刻311、通过加速度传感器12检出的加速度312 以及通过角速度传感器14检出的角速度313相互对应的感测数据而构成 的。处理部20在开始了计测时,每经过采样周期Δt(例如,20ms或者 10ms)便在感测数据表310中添加新的感测数据。进而,处理部20使用 通过采用扩展卡尔曼滤波的误差推算(后述)而推算出的加速度偏差和角 速度偏差来校正加速度和角速度,并进行校正后的加速度和角速度的盖写 来更新感测数据表310。

GPS数据表320是按时序存储处理部20从GPS单元50取得的GPS 数据(GPS单元(GPS传感器)50的检测结果)的数据表。图4是示出 GPS数据表320的构成例的图。如图4所示,GPS数据表320是通过按时 序排列使GPS单元50进行定位计算的时刻321、通过定位计算算出的位 置322、通过定位计算算出的速度323、定位精度(DOP(Dilutionof Precision))324、接收到的GPS卫星信号的信号强度325等相互对应的 GPS数据而构成的。处理部20在开始了计测时,每取得GPS数据(例如 每隔1秒,与感测数据的取得时机不同步)便添加新的GPS数据来更新 GPS数据表320。

地磁数据表330是按时序存储处理部20从地磁传感器60取得的地磁 数据(地磁传感器的检测结果)的数据表。图5是示出地磁数据表330的 构成例的图。如图5所示,地磁数据表330通过按时序排列使地磁传感器 60的检出时刻331与通过地磁传感器60检出的地磁332相互对应的地磁 数据而构成。处理部20在开始了计测时,每经过采样周期Δt(例如,10ms) 便对地磁数据表330添加新的地磁数据。

算出数据表340是按时序存储处理部20使用感测数据算出的速度、 位置以及姿势角的数据表。图6是示出算出数据表340的构成例的图。如 图6所示,算出数据表340通过按时序排列使处理部20进行了计算的时 刻341、速度342、位置343及姿势角344相互对应的算出数据而构成。 处理部20在开始了计测时,每新取得感测数据、即每经过采样周期Δt便 算出速度、位置及姿势角、并对算出数据表340添加新的算出数据。进而, 处理部20使用通过采用扩展卡尔曼滤波的误差推算而推算出的速度误差、 位置误差以及姿势角误差来校正速度、位置以及姿势角,并进行校正后的 速度、位置以及姿势角的盖写来更新算出数据表340。

运动解析信息350是与用户的运动相关的各种信息,包括由处理部 20生成的、输入信息351的各项目、基本信息352的各项目、第一解析信 息353的各项目、第二解析信息354的各项目、左右差率355的各项目、 跑步轨迹信息356等。关于这些各种信息的详细情况将在后面叙述。

返回图2。通信部40与报告装置3的通信部140之间进行数据通信, 并进行取得处理部20生成的部分运动解析信息(后述的跑步中输出信息、 跑步后输出信息)而发送给报告装置3的处理、接收从报告装置3发送的 指令(开始/结束计测的指令、开始/结束跑步分析处理的指令等)而发送 给处理部20的处理等。

报告装置3构成为包括处理部120、存储部130、通信部140、操作 部150、计时部160、显示部170、声音输出部180以及振动部190。不过, 本实施方式的报告装置3也可以采用删除或变更这些构成成分中的一部分 的构成、或者追加了其它构成成分的构成。

处理部120例如由CPU、DSP、ASIC等构成,按照存储在存储部130 中的程序而进行各种运算处理、控制处理。例如,处理部120进行:与从 操作部150取得的操作数据相应的各种处理(将开始/结束计测的指令、开 始/结束跑步分析处理的指令发送到通信部140的处理、与操作数据相应的 显示处理、声音输出处理等);从通信部140取得跑步中输出信息、跑步 后输出信息并将与跑步中输出信息、跑步后输出信息相应的文本数据、图 像数据发送到显示部170的处理;将与跑步中输出信息、跑步后输出信息 相应的声音数据发送到声音输出部180的处理;将与跑步中输出信息相应 的振动数据发送到振动部190的处理。另外,处理部120进行生成与从计 时部160取得的时刻信息相应的时刻图像数据并送到显示部170的处理 等。

存储部130例如由存储用于处理部120执行各种处理的程序或数据的 ROM或闪速ROM、硬盘或存储卡等记录介质、成为处理部120的工作区 域的RAM等(例如,各种IC存储器)构成。

通信部140与运动解析装置2的通信部40之间进行数据通信,并进 行:从处理部120取得与操作数据相应的指令(开始/结束计测的指令、开 始/结束跑步分析处理的指令等)并发送到运动解析装置2的通信部40的 处理;接收从运动解析装置2的通信部40发送来的跑步中输出信息、跑 步后输出信息并送到处理部120的处理等。

操作部150进行取得来自用户的操作数据(开始/结束计测、显示内 容的选择等操作数据)并送到处理部120的处理。操作部150例如也可以 是触摸面板型显示器、按钮、键、麦克风等。

计时部160进行生成年、月、日、时、分、秒等时刻信息的处理。计 时部160例如通过实时时钟(RTC:RealTimeClock)IC等实现。

显示部170将从处理部120送来的图像数据、文本数据显示为字符、 图表、表、动画、其它图像。显示部170例如通过LCD(LiquidCrystal Display:液晶显示器)、有机EL(Electroluminescence:电致发光)显示 器、EPD(ElectrophoreticDisplay:电泳显示器)等显示器而实现,其也 可以是触摸面板型显示器。需要说明的是,也可以通过一个触摸面板型显 示器来实现操作部150和显示部170的功能。

声音输出部180将从处理部120送来的声音数据输出为声音、蜂鸣声 等声音。声音输出部180例如通过扬声器、蜂鸣器等实现。

振动部190根据从处理部120送来的振动数据而进行振动。该振动传 递到报告装置3,佩戴有报告装置3的用户能够感觉到振动。振动部190 例如通过振动马达等实现。

1-4.处理部的功能构成

图7是示出第一实施方式中的运动解析装置2的处理部20的构成例 的功能框图。在本实施方式中,处理部20通过执行存储在存储部30中的 运动解析程序300而作为惯性导航运算部22及运动解析部24发挥功能。

惯性导航运算部22使用感测数据(惯性计测单元10的检测结果)、 GPS数据(GPS单元50的检测结果)以及地磁数据(地磁传感器60的检 测结果)进行惯性导航运算,算出加速度、角速度、速度、位置、姿势角、 距离、跨距以及跑步步频,并输出包括这些算出结果的运算数据。惯性导 航运算部22输出的运算数据存储到存储部30。关于惯性导航运算部22 的详细情况将在后面叙述。

运动解析部24使用惯性导航运算部22输出的运算数据(存储在存储 部30中的运算数据)来解析用户的运动,并分别生成用于提高用户的跑 步成绩(运动成绩的一例)的多个运动信息(后述的输入信息的各项目、 基本信息的各项目、第一解析信息的各项目、第二解析信息的各项目、左 右差率的各项目、跑步轨迹信息等)。跑步成绩例如也可以是跑步能力、 时间等计分(得分)、防受伤程度等。进而,运动解析部24使用这多个运 动信息中的一个以上的项目生成在用户的跑步过程中输出的跑步中输出 信息。包括该多个运动信息的运动解析信息存储于存储部30,在用户结束 跑步之后,运动解析部24使用运动解析信息进行跑步分析处理,并生成 在跑步结束之后输出的跑步后输出信息。后面将详细说明运动解析部24。

1-5.惯性导航运算部的功能构成

图8是示出惯性导航运算部22的构成例的功能框图。在本实施方式 中,惯性导航运算部22包括:偏差去除部210、积分处理部220、误差推 算部230、跑步处理部240以及坐标转换部250。但是,本实施方式的惯 性导航运算部22也可以删除或者变更这些构成成分中的一部分而构成、 或者增加其它构成成分而构成。

偏差去除部210进行从新取得的感测数据所包含的三轴加速度以及 三轴角速度中分别减去误差推算部230所推算出的加速度偏差ba以及角速 度偏差bω以校正三轴加速度及三轴角速度的处理。需要说明的是,在刚 开始计测后的初始状态下,不存在加速度偏差ba及角速度偏差bω的推算 值,所以偏差去除部210假设用户的初始状态为静止状态,使用来自惯性 计测单元(IMU)10的感测数据计算初始偏差。

积分处理部220进行根据偏差去除部210校正后的加速度及角速度来 算出e坐标系的速度ve、位置pe以及姿势角(侧倾角(rollangle)φbe、俯 仰角(pitchangle)θbe、偏航角(yawangle)ψbe)的处理。具体地说,积 分处理部220首先假设用户的初始状态为静止状态,将初始速度设为零, 或者,根据GPS数据中包含的速度算出初始速度,进而,根据GPS数据 中包含的位置算出初始位置。另外,积分处理部220根据偏差去除部210 校正后的b坐标系的三轴加速度指定重力加速度的方向,算出侧倾角φbe和 俯仰角θbe的初始值,并根据GPS数据中包含的速度算出偏航角ψbe的初始 值,将其设为e坐标系的初始姿势角。在得不到GPS数据的情况下,将偏 航角ψbe的初始值例如设为零。然后,积分处理部220根据所算出的初始姿 势角算出由式(1)表示的从b坐标系向e坐标系的坐标转换矩阵(旋转 矩阵)Cbe的初始值。

[式1]

然后,积分处理部220对偏差去除部210校正后的三轴角速度进行累 积(積算)(旋转运算),算出坐标转换矩阵Cbe,并从式(2)算出姿势角。

[式2]

另外,积分处理部220使用坐标转换矩阵Cbe,将偏差去除部210校 正后的b坐标系的三轴加速度转换成e坐标系的三轴加速度,并去除重力 加速度分量进行累积(積算),从而算出e坐标系的速度ve。另外,积分 处理部220对e坐标系的速度ve进行累积(積算)而算出e坐标系的位置 pe。

另外,积分处理部220也进行使用误差推算部230所推算出的速度误 差δve、位置误差δpe以及姿势角误差εe来校正速度ve、位置pe以及姿势 角的处理、以及对校正后的速度ve进行积分而计算距离的处理。

进而,积分处理部220还算出从b坐标系向m坐标系的坐标转换矩 阵Cbm、从e坐标系向m坐标系的坐标转换矩阵Cem以及从e坐标系向n 坐标系的坐标转换矩阵Cen。这些坐标转换矩阵作为坐标转换信息,在后 述的坐标转换部250的坐标转换处理中使用。

误差推算部230使用积分处理部220算出的速度/位置、姿势角、偏 差去除部210校正后的加速度、角速度、GPS数据、地磁数据等推算表示 用户的状态的指标的误差。在本实施方式中,误差推算部230将速度、姿 势角、加速度、角速度以及位置作为表示用户的状态的指标,使用扩展卡 尔曼滤波来推算这些指标的误差。即,误差推算部230将积分处理部220 算出的速度ve的误差(速度误差)δve、积分处理部220算出的姿势角的 误差(姿势角误差)εe、加速度偏差ba、角速度偏差bω、以及积分处理部 220算出的位置pe的误差(位置误差)δpe设为扩展卡尔曼滤波的状态变 量,如式(3)那样定义状态矢量X。

[式3]

X = δv e ϵ e b a b ω δp e - - - ( 3 ) ]]>

误差推算部230使用扩展卡尔曼滤波的预测式预测状态矢量X中包 括的状态变量(表示用户状态的指标的误差)。扩展卡尔曼滤波的预测式 如式(4)所表示。在式(4)中,矩阵Φ是将前次的状态矢量X与本次 的状态矢量X关联起来的矩阵,其要素的一部分被设计成反映姿势角、位 置等的同时,时刻变化。另外,Q是表示过程噪声的矩阵,其各要素被预 先设定为适当的值。另外,P是状态变量的误差协方差矩阵。

[式4]

X=ΦX

(4)

P=ΦPΦT+Q

另外,误差推算部230使用扩展卡尔曼滤波的更新式更新(校正)预 测后的状态变量(表示用户状态的指标的误差)。扩展卡尔曼滤波的更新 式如式(5)所表示。Z和H分别是观测矢量和观测矩阵,更新式(5)表 示使用实际的观测矢量Z与根据状态矢量X预测的矢量HX之差来校正状 态矢量X。R是观测误差的协方差矩阵,其既可以是预先确定的固定(一 定)值,也可以动态地变更。K是卡尔曼增益,R越小则K越大。根据式 (5),K越大(R越小),则状态矢量X的校正量越大,相应地P越小。

[式5]

K=PHT(HPHT+R)-1

X=X+K(Z-HX)(5)

P=(I-KH)P

作为误差推算的方法(状态矢量X的推算方法),例如可以列举如下 的方法。

通过基于姿势角误差的校正的误差推算方法:

图9是将运动解析装置2佩戴于右腰的用户进行跑步动作(直线前进) 时俯瞰用户的移动的图。另外,图10是示出用户进行跑步动作(直线前 进)时根据惯性计测单元10的检测结果算出的偏航角(方位角)的一个 例子的图,横轴是时间,纵轴是偏航角(方位角)。

伴随着用户的跑步动作,惯性计测单元10相对于用户的姿势会随时 变化。在用户迈出了左脚的状态下,如图9中的(1)、(3)所示,惯性计 测单元10变为相对于前进方向(m坐标系的x轴)而向左侧倾斜的姿势。 与此相对地,在用户迈出了右脚的状态下,如图9中的(2)、(4)所示, 惯性计测单元10变成相对于前进方向(m坐标系的x轴)而向右侧倾斜 的姿势。即,惯性计测单元10的姿势伴随用户的跑步动作,每左右各一 步的两步地周期性变化。在图10中,例如,在迈出了右脚的状态下,偏 航角变为极大(图10中的○),在迈出了左脚的状态下,偏航角变成极小 (图10中的●)。因此,可设前次(后退两步)的姿势角与本次的姿势角 相等、且前次的姿势角是真的姿势来推算误差。在该方法中,式(5)的 观测矢量Z是积分处理部220算出的前次姿势角与本次姿势角之差,根据 更新式(5),基于姿势角误差εe与观测值之差来校正状态矢量X,推算误 差。

通过基于角速度偏差的校正的误差推算方法:

是视为前次(后退两步)的姿势角与本次的姿势角相等、但前次的姿 势角不必是真的姿势来推算误差的方法。在该方法中,式(5)的观测矢 量Z是根据积分处理部220算出的前次姿势角及本次姿势角算出的角速度 偏差,根据更新式(5),基于角速度偏差bω与观测值之差来校正状态矢 量X,推算误差。

通过基于方位角误差的校正的误差推算方法:

是视为前次(后退两步)的偏航角(方位角)与本次的偏航角(方位 角)相等、且前次的偏航角(方位角)是真的偏航角(方位角)来推算误 差的方法。在该方法中,观测矢量Z是积分处理部220算出的前次偏航角 与本次偏航角之差,根据更新式(5),基于方位角误差εze与观测值之差 来校正状态矢量X,推算误差。

通过基于停止的校正的误差推算方法:

是假设停止时速度为零来推算误差的方法。在该方法中,观测矢量Z 是积分处理部220算出的速度ve与零之差,根据更新式(5),基于速度误 差δve来校正状态矢量X,推算误差。

通过基于静止的校正的误差推算方法:

是假设静止时速度为零、且姿势变化为零来推算误差的方法。在该方 法中,观测矢量Z是积分处理部220算出的速度ve的误差以及积分处理 部220算出的前次姿势角与本次姿势角之差,根据更新式(5),基于速度 误差δve和姿势角误差εe来校正状态矢量X,推算误差。

通过基于GPS的观测值的校正的误差推算方法:

是视为积分处理部220算出的速度ve、位置pe或者偏航角ψbe与根据 GPS数据算出的速度、位置或者方位角(转换成e坐标系后的速度、位置, 方位角)相等来推算误差的方法。在该方法中,观测矢量Z是积分处理部 220算出的速度、位置或者偏航角与根据GPS数据算出的速度、位置或者 方位角之差,根据更新式(5),基于速度误差δve、位置误差δpe或方位角 误差εze与观测值之差来校正状态矢量X,推算误差。

通过基于地磁传感器的观测值的校正的误差推算方法:

是视为积分处理部220算出的偏航角ψbe与由地磁传感器算出的方位 角(转换成e坐标系后的方位角)相等来推算误差的方法。在该方法中, 观测矢量Z是积分处理部220算出的偏航角与根据地磁数据算出的方位角 之差,根据更新式(5),基于方位角误差εze与观测值之差来校正状态矢 量X,推算误差。

回到图8,跑步处理部240包括跑步检测部242、步幅算出部244以 及步频算出部246。跑步检测部242进行使用惯性计测单元10的检测结果 (具体地说,偏差去除部210校正后的感测数据)检测用户的跑步周期(跑 步时机)的处理。如图9及图10中所说明地,用户跑步时,用户的姿势 周期性地(每两步(左右各一步)地)变化,所以惯性计测单元10检测 的加速度也周期性地变化。图11是示出用户跑步时惯性计测单元10所检 测出的三轴加速度的一个例子的图。在图11中,横轴是时间,纵轴是加 速度值。如图11所示可知,三轴加速度周期性地变化,特别是z轴(重 力方向的轴)加速度具有周期性地规则变化。该z轴加速度反映了用户上 下移动的加速度,从z轴加速度变为规定阈值以上的极大值时开始直到下 次变为阈值以上的极大值为止的期间相当于一步的期间。而且,交替重复 迈出右脚的状态的一步和迈出左脚的状态的一步。

因此,在本实施方式中,每当惯性计测单元10检测的z轴加速度(相 当于用户上下移动的加速度)变为规定阈值以上的极大值时,跑步检测部 242便检出跑步周期。即,每当z轴加速度变为规定阈值以上的极大值, 跑步检测部242便输出表示检测到跑步周期的时机信号。实际上,在惯性 计测单元10检测的三轴加速度中包括高频的噪声分量,所以跑步检测部 242使用通过低通滤波器而去除了噪声的z轴加速度来检测跑步周期。

另外,跑步检测部242判断所检出的跑步周期是左右哪个跑步周期, 输出表示是左右哪个跑步周期的左右脚标记(例如,右脚时开启,左脚时 关闭)。例如,如图10所示,在迈出了右脚的状态下,偏航角变成极大(图 10中的○),在迈出了左脚的状态下,偏航角变成极小(图10中的●), 所以跑步检测部242可使用积分处理部220算出的姿势角(特别是偏航角) 来判断是左右哪个跑步周期。另外,如图9所示,从用户的头顶观察,从 用户迈出左脚的状态(图9中的(1)、(3)的状态)到迈出右脚的状态(图 9中的(2)、(4)的状态)的过程中,惯性计测单元10顺时针旋转,相反, 从迈出右脚的状态到迈出左脚的状态的过程中,惯性计测单元10逆时针 旋转。因此,例如,跑步检测部242也能够根据z轴角速度的极性判断是 左右哪个跑步周期。在这种情况下,实际上,在惯性计测单元10检测的 三轴角速度中包括高频的噪声分量,所以跑步检测部242使用通过低通滤 波器而去除了噪声的z轴角速度来判断是左右哪个跑步周期。

需要注意的是,无论用户从右脚和左脚中哪只脚开始跑步,跑步中检 测跑步周期有可能失败,因此,跑步检测部242最好是利用z轴加速度以 外的信息(例如姿势角等)来综合判断是右脚的跑步周期还是左脚的跑步 周期。

步幅算出部244进行使用跑步检测部242输出的跑步周期的时机信号 和左右脚标记、以及积分处理部220算出的速度或位置算出左右的步幅并 输出作为左右的跨距的处理。即,步幅算出部244在从跑步周期开始到下 一跑步周期开始的期间,每隔采样周期Δt便对速度进行积分(或者,计 算跑步周期开始时的位置与下一跑步周期开始时的位置之差)来算出步 幅,并将该步幅输出作为跨距。

步频(ピッチ)算出部246进行使用跑步检测部242输出的跑步周期 的时机信号来算出1分钟的步数并输出作为跑步步频的处理。即,步频算 出部246例如取跑步周期的倒数来计算每1秒的步数,对它乘以60来算 出1分钟的步数(跑步步频)。

坐标转换部250进行使用积分处理部220算出的从b坐标系向m坐 标系的坐标转换信息(坐标转换矩阵Cbm),将偏差去除部210校正后的b 坐标系的三轴加速度和三轴角速度分别转换成m坐标系的三轴加速度和 三轴角速度的坐标转换处理。另外,坐标转换部250进行使用积分处理部 220算出的从e坐标系向m坐标系的坐标转换信息(坐标转换矩阵Cem), 将积分处理部220算出的e坐标系的三轴方向的速度、绕三轴的姿势角以 及三轴方向的距离分别转换成m坐标系的三轴方向的速度、绕三轴的姿势 角以及三轴方向的距离的坐标转换处理。另外,坐标转换部250进行使用 积分处理部220算出的从e坐标系向n坐标系的坐标转换信息(坐标转换 矩阵Cen),将积分处理部220算出的e坐标系的位置转换成n坐标系的位 置的坐标转换处理。

然后,惯性导航运算部22输出包括坐标转换部250进行了坐标转换 后的加速度、角速度、速度、位置、姿势角和距离、跑步处理部240算出 的跨距、跑步步频和左右脚标记各信息的运算数据(存储于存储部30)。

1-6.运动解析部的功能构成

图12是示出第一实施方式中的运动解析部24的构成例的功能框图。 在本实施方式中,运动解析部24包括:特征点检测部260、接地时间/冲 击时间算出部262、运动信息生成部270、跑步中输出信息生成部280以 及跑步分析部290。不过,本实施方式的运动解析部24也可以删除或者变 更这些构成成分中的一部分而构成、或者增加其它构成成分而构成。

特征点检测部260进行使用运算数据来检测用户的跑步运动中的特 征点的处理。用户的跑步运动中的特征点是对应于用户的跑步运动的特征 部分的数据部分,例如是着地(可以如下适当设定:脚掌的一部分触到地 面时、脚掌整个触到地面时、脚后跟接地而脚尖离地的期间内的任意时间 点、脚尖接地而脚后跟离地的期间内的任意时间点、脚掌整个接地的期间 等)、中间步态(脚最承受体重的状态)、离地(也说成蹬地(蹴り出し), 可以如下适当设定:脚掌的一部分从地面离开时、脚掌整个从地面离开时、 脚后跟接地而脚尖离地的期间内的任意时间点、脚尖接地起到离地的期间 内的任意时间点等)等。具体地说,特征点检测部260使用运算数据中包 含的左右脚标记,分别检测右脚的跑步周期中的特征点和左脚的跑步周期 中的特征点。例如,特征点检测部260可以在上下方向加速度(加速度传 感器12的z轴的检测值)从正值变化为负值的时机检测为着地,在着地 之后、上下方向加速度在负方向上达到峰值以后前进方向加速度达到峰值 的时间点检测为中间步态,在上下方向加速度从负值变化为正值的时间点 检测为离地(蹬地)。

接地时间/冲击时间算出部262进行使用运算数据并以特征点检测部 260检测到特征点的时机为基准来算出接地时间和冲击时间各值的处理。 具体地说,接地时间/冲击时间算出部262根据运算数据中包含的左右脚标 记,判断当前的运算数据是右脚的跑步周期与左脚的跑步周期中哪一个的 运算数据,并以特征点检测部260检测到特征点的时机为基准,区分右脚 的跑步周期与左脚的跑步周期地算出接地时间和冲击时间的各值。关于接 地时间和冲击时间的定义及算出方法等详情将在后面叙述。

运动信息生成部270包括跑步轨迹算出部271、基本信息生成部272、 第一解析信息生成部273、第二解析信息生成部274以及左右差率算出部 275,其进行使用运算数据的一部分或输入信息解析用户的运动并生成用 于提高用户的跑步成绩的多个运动信息的处理。其中,输入信息是输入第 一解析信息生成部273的信息,其包括在运算数据中包含的、跑步步频、 跨距、m坐标系的三轴方向的加速度、绕三轴的角速度、三轴方向的速度、 三轴方向的距离以及绕三轴的姿势角、由接地时间/冲击时间算出部262 算出的接地时间以及冲击时间、用户体重的各项目。具体地,运动信息生 成部270进行利用输入信息,以特征点检测部260检测到特征点的时机为 基准来解析用户的运动,并生成基本信息的各项目、第一解析信息的各项 目、第二解析信息的各项目、左右差率的信息的各项目、跑步轨迹信息等 作为运动信息的处理。

跑步轨迹算出部271进行使用运算数据中包含的“否”坐标系的位置 的时序信息算出n坐标系中的用户的跑步轨迹、并生成作为一种运动信息 的跑步轨迹信息的处理。

基本信息生成部272进行使用运算数据中包含的加速度、速度、位置、 跨距、跑步步频的信息来生成与用户的运动相关的基本信息的处理。在此, 基本信息包括跑步步频、跨距、跑步速度、海拔、跑步距离和跑步时间(跑 圈(ラップ)时间)的各项目。基本信息的各项目是一种运动信息。具体 地说,基本信息生成部272将运算数据中包含的跑步步频及跨距分别作为 基本信息的跑步步频及跨距加以输出。另外,基本信息生成部272使用运 算数据中包含的加速度、速度、位置、跑步步频和跨距中的一部分或全部 来算出跑步速度、海拔、跑步距离、跑步时间(跑圈时间(laptime))的 当前值、跑步中的平均值等运动信息。

第一解析信息生成部273进行使用上述输入信息,以特征点检测部 260检测到特征点的时机为基准解析用户的运动并生成第一解析信息的处 理。在此,第一解析信息包括着地时制动量(着地时制动量1、着地时制 动量2)、正下方着地率(正下方着地率1、正下方着地率2、正下方着地 率3)、推进力(推进力1、推进力2)、推进效率(推进效率1、推进效率 2、推进效率3、推进效率4)、运动能量、着地冲击、跑步能力、前倾角、 时机一致度各项目。第一解析信息的各项目是表示用户的跑步状态(运动 状态的一个例子)的项目,分别是一种运动信息。关于第一解析信息的各 项目的内容以及计算方法的详情将在后面叙述。

在本实施方式中,第一解析信息生成部273使用特征点检测部260 检测到特征点时机的输入信息,算出第一解析信息的部分项目的值。并且, 第一解析信息生成部273使用从特征点检测部260检测到特征点起到下次 检测到特征点为止的期间(既可以是两个相同特征点之间(例如从着地起 到下次着地的期间),也可以是两个不同特征点之间(例如从着地到离地 的期间))的时机时的输入信息,算出第一解析信息的至少一部分项目的 值。

另外,第一解析信息生成部273区分用户身体的左右地算出第一解析 信息的各项目的值。具体地说,第一解析信息生成部273根据特征点检测 部260是检测出右脚的跑步周期中的特征点、还是检测出左脚的跑步周期 中的特征点来区分右脚的跑步周期和左脚的跑步周期地算出第一解析信 息中包含的各项目。另外,第一解析信息生成部273还针对第一解析信息 中包含的各项目算出左右的平均值或合计值。

第二解析信息生成部274进行使用第一解析信息生成部273生成的第 一解析信息来生成第二解析信息的处理。在此,第二解析信息包括能量损 失、能量效率以及对身体的负担的各项目。第二解析信息的各项目是一种 运动信息。关于第二解析信息的各项目的内容以及计算方法的详情将在后 面叙述。第二解析信息生成部274区分右脚的跑步周期和左脚的跑步周期 地算出第二解析信息的各项目的值。另外,第二解析信息生成部274还针 对第二解析信息中包含的各项目算出左右的平均值或合计值。

左右差率算出部275针对输入信息中包含的跑步步频、跨距、接地时 间和冲击时间、第一解析信息的全部项目以及第二解析信息的全部项目, 进行分别使用右脚的跑步周期中的值与左脚的跑步周期中的值来算出作 为表示用户身体的左右平衡的指标的左右差率的处理。各项目的左右差率 是一种运动信息。关于左右差率的内容以及计算方法的详情将在后面叙 述。

跑步中输出信息生成部280进行使用多个运动信息生成在用户跑步 过程中输出的信息、即跑步中输出信息的处理,其中,多个运动信息包括 跑步轨迹信息、基本信息的各项目、输入信息的各项目、第一解析信息的 各项目、第二解析信息的各项目、各项目的左右差率等。

跑步中输出信息生成部280还可以基于多个运动信息中的、满足规定 条件的至少一个运动信息生成跑步中输出信息。该规定条件既可以是用户 的跑步状态优于基准,也可以是用户的跑步状态劣于基准。例如,跑步中 输出信息生成部280既可以只输出最好的项目,相反地,也可以只输出最 差的项目作为跑步中输出信息。或者,还可以分等级评价各项目,既可以 只输出得到最高评价(例如等级1~5中的等级1)的项目,相反地,也可 以只输出得到最差评价(例如等级1~5中的等级5)的项目作为跑步中输 出信息。并且,跑步中输出信息生成部280生成的跑步中输出信息还可以 包括评价用户跑步状态的评价信息(分等级评价等)、用于提高用户的跑 步成绩的建议或者用于改善用户的跑步状态的建议相关的建议信息。

例如,当包含在第一解析信息中的推进效率的值满足规定条件(在基 准范围内、或在基准范围外)时,跑步中输出信息生成部280也可以生成 包括用于报告推进效率的数值或推进效率高于(或低于)基准值的信息的 跑步中输出信息、或者生成包括表示推进效率高的评价信息、用于提高(改 善)推进效率的建议信息的跑步中输出信息。

并且,跑步中输出信息生成部280既可以将这些各种信息中的一部分 或全部直接或加工后作为跑步中输出信息,也可以将这些各种信息中的一 部分或全部组合而生成跑步中输出信息。

处理部20向报告装置3发送跑步中输出信息,报告装置3接收跑步 中输出信息并生成对应的图像、声音、振动等数据,经由显示部170、声 音输出部180以及振动部190而提示(传达)给用户。

跑步分析部290包括整体分析部291、详细分析部292、比较分析部 293以及输出信息选择部294,其进行基于存储在存储部30中的多个运动 信息(跑步轨迹信息、基本信息的各项目、输入信息的各项目、第一解析 信息的各项目、第二解析信息的各项目、各项目的左右差率等)中的至少 一个运动信息,生成在用户结束跑步之后输出的信息、即跑步后输出信息 的处理。

整体分析部291进行使用存储在存储部30中的各种运动信息对用户 之前的跑步进行整体分析(概略分析)并生成作为分析结果信息的整体分 析信息的处理。具体地,整体分析部291针对用户所选择的日期的跑步中 的各种运动信息的一部分或全部,进行平均值的算出处理、结束跑步时的 最终值的选择处理、这些值是否优于(或者是否劣于)基准值或改善率是 否高于(或者是否低于)基准值的判断处理等。并且,整体分析部291针 对事先确定的规定项目、用户选择的项目,进行算出(或选择)进行了跑 步的每个日期的平均值(或最终值)并生成时序数据的处理等。并且,整 体分析部291进行选择用户所选择的日期的跑步中的跑步轨迹信息的处理 等。

详细分析部292进行使用存储在存储部30中的各种运动信息详细地 分析用户之前的跑步并生成作为分析结果信息的详细分析信息的处理。具 体地,详细分析部292针对用户所选择的日期的跑步,进行选择用户所选 择的时刻时的各种运动信息的一部分或全部项目的值的处理、生成用户所 选择的项目的时序数据的处理等。并且,详细分析部292进行用户所选择 的日期的跑步中的跑步轨迹信息的选择处理、用户所选择的时刻时的跑步 位置的算出处理、针对规定项目或用户所选择的项目算出左右差率的时序 数据的处理等。并且,详细分析部292(建议信息生成部的一例)进行对 用户选择的日期的跑步中的跑步成绩加以评价并生成评价结果信息、跑步 方式的改善方法、时间的缩短方法、训练指导等建议相关信息的处理等。

比较分析部293进行使用存储在存储部30中的各种运动信息比较用 户之前多次的跑步结果并进行分析、或将用户之前的跑步结果与其他用户 的跑步结果进行比较分析而生成作为分析结果信息的比较分析信息的处 理等。具体地,比较分析部293进行针对用户所选择的多个日期各自中的 跑步分别生成与详细分析信息同样的比较分析信息、或针对用户所选择的 日期的跑步和其他用户之前的跑步分别生成与详细分析信息同样的比较 分析信息的处理。

输出信息选择部294响应用户的选择操作,进行选择整体分析信息、 详细分析信息及比较分析信息中任一并作为跑步后输出信息输出的处理。

跑步后输出信息也可以包括多个运动信息中在用户的跑步过程中未 输出的运动信息、即未包括在跑步中输出信息中的运动信息。或者,跑步 后输出信息也可以包括多个运动信息中在用户的跑步过程中已输出的运 动信息、即包括在跑步中输出信息中的运动信息。并且,跑步后输出信息 也可以包括用于提高用户的跑步成绩的建议或者用于改善用户的跑步状 态的建议相关的信息。并且,跑步后输出信息还可以包括跑步分析部290 在用户结束跑步之后生成的信息(运动信息生成部270在用户的跑步过程 中生成的运动信息以外的信息)。

处理部20将跑步后输出信息发送到报告装置3或者未图示的个人计 算机、智能手机等信息设备,报告装置3或者该信息设备接收跑步后输出 信息并生成对应的图像、声音、振动等数据,经由显示部、声音输出部、 振动部等而提示(传达)给用户。

1-7.特征点的检测

用户进行跑步时,重复着迈出右脚而着地、中间步态、离地(蹬地)、 再迈出左脚而着地、中间步态、离地(蹬地)的动作。因此,可将着地、 中间步态、离地(蹬地)捕捉为跑步的特征点。然后,可以基于这些特征 点中的输入信息、从特征点到下一特征点的输入信息来评价运动的优劣。 因此,在本实施方式中,特征点检测部260检测用户跑步时的着地、中间 步态、离地(蹬地)这三个特征点,接地时间/冲击时间算出部262基于着 地或离地(蹬地)的时机,算出接地时间或冲击时间。并且,第一解析信 息生成部273针对第一解析信息的部分项目,使用特征点中的输入信息、 从特征点到下一特征点的输入信息加以算出。

参照图13,说明着地及离地(蹬地)时机的判断方法。图13是在地 面设置地面反作用力计测仪、将内置有三轴加速度传感器的装置佩戴于腰 的受试人跑步时所取得的加速度数据的图表。在图13中,横轴是时间, 纵轴是加速度。需要说明的是,图13中还一并示出了地面反作用力计测 仪的输出数据。地面反作用力计测仪的检测值只在脚接地时发生变化,因 此,由图13可知,若比较地面反作用力计测仪的数据和加速度数据的话, 可通过上下方向加速度(加速度传感器的z轴的检测值)从正值变化为负 值的点判断着地的时机。并且,可通过上下方向加速度(加速度传感器的 z轴的检测值)从负值变化为正值的点判断离地(蹬地)的时机。如图13 所示,可从离地时刻与着地时刻之差计算接地时间。

参照图14,说明中间步态的时机的判断方法。在图14中,横轴是时 间,纵轴是加速度。如图14所示,可将着地(上下方向加速度从正值变 化为负值的点)后、上下方向加速度在负方向上变成峰值之后前进方向加 速度变成峰值的点判断为中间步态(踏込)的时机。

1-8.输入信息以及解析信息的详情

1-8-1.输入信息与解析信息的关系

图15是输入信息与解析信息(第一解析信息、第二解析信息以及左 右差率)的关系示意图。

输入信息包括:“前进方向加速度”、“前进方向速度”、“前进方向距 离”、“上下方向加速度”、“上下方向速度”、“上下方向距离”、“左右方向 加速度”、“左右方向速度”、“左右方向距离”、“姿势角(侧倾角、俯仰角、 偏航角)”、“角速度(侧倾方向、俯仰方向、偏航方向)”、“跑步步频”、 “跨距”、“接地时间”、“冲击时间”以及“体重”各项目。

第一解析信息包括:“着地时制动量1”、“着地时制动量2”、“正下方 着地率1”、“正下方着地率2”、“正下方着地率3”、“推进力1”、“推进力 2”、“推进效率1”、“推进效率2”、“推进效率3”、“推进效率4”、“能量消 耗量”、“着地冲击”、“跑步能力”、“前倾角”以及“时机一致度”项目。包含 在第一解析信息中的除“推进效率4”以外的各项目均根据输入信息中的至 少一个项目而算出。“推进效率4”根据能量消耗量而算出。图15中用箭头 示出了使用输入信息中的哪个(些)项目算出第一解析信息中的哪个(些) 项目。例如,“正下方着地率1”根据前进方向加速度和上下方向速度而算 出。

第二解析信息包括:“能量损失”、“能量效率”、以及“对身体的负担” 项目。包含在第二解析信息中的各项目根据第一解析信息中的至少一个项 目而算出。图15中示出了用第一解析信息中的哪个(些)项目算出第二 解析信息中的哪个(些)项目。例如,“能量损失”是根据“正下方着地率 (正下方着地率1~3)”及“推进效率(推进效率1~4)”而算出的。

左右差率是表示用户身体的左右平衡的指标,针对包含在输入信息中 的“跑步步频”、“跨距”、“接地时间”和“冲击时间”、第一解析信息的所有 项目以及第二解析信息的所有项目而算出左右差率。

1-8-2.输入信息

下面,详细说明输入信息的各项目。

[前进方向加速度、上下方向加速度、左右方向加速度]

“前进方向”是指用户的前进方向(m坐标系的x轴方向),“上下方 向”是指垂直方向(m坐标系的z轴方向),“左右方向”是指与前进方向 和上下方向都正交的方向(m坐标系的“是”轴方向)。前进方向加速度、 上下方向加速度以及左右方向加速度分别是m坐标系的x轴方向的加速 度、z轴方向的加速度以及y轴方向的加速度,由坐标转换部250算出。 图16中示出以10ms周期算出用户跑步过程中的前进方向加速度、上下方 向加速度及左右方向加速度所制成的图表的一例。

[前进方向速度、上下方向速度、左右方向速度]

前进方向速度、上下方向速度以及左右方向速度分别是m坐标系的x 轴方向的速度、z轴方向的速度以及y轴方向的速度,由坐标转换部250 算出。或者,也可以通过分别对前进方向加速度、上下方向加速度及左右 方向加速度进行积分来分别算出前进方向速度、上下方向速度及左右方向 速度。图17中示出以10ms周期算出用户跑步过程中的前进方向速度、上 下方向速度及左右方向速度所制成的图表的一例。

[角速度(侧倾方向、俯仰方向、偏航方向)]

侧倾方向的角速度、俯仰方向的角速度以及偏航方向的角速度分别是 m坐标系的绕x轴的角速度、绕y轴的角速度以及绕z轴的角速度,由坐 标转换部250算出。图18中示出以10ms周期算出用户跑步过程中的侧倾 方向的角速度、俯仰方向的角速度及偏航方向的角速度所制成的图表的一 例。

[姿势角(侧倾角、俯仰角、偏航角)]

侧倾角、俯仰角以及偏航角分别是坐标转换部250输出的m坐标系 的绕x轴的姿势角、绕y轴的姿势角以及绕z轴的姿势角,由坐标转换部 250算出。或者,也可以通过对侧倾方向的角速度、俯仰方向的角速度以 及偏航方向的角速度进行积分(旋转运算)来算出侧倾角、俯仰角以及偏 航角。图19中示出以10ms周期算出用户跑步过程中的侧倾角、俯仰角以 及偏航角所制成的图表的一例。

[前进方向距离、上下方向距离、左右方向距离]

前进方向距离、上下方向距离以及左右方向距离分别是从期望位置 (例如,用户即将开始跑步的位置)起的m坐标系的x轴方向的移动距离、 z轴方向的移动距离以及y轴方向的移动距离,由坐标转换部250算出。 图20中示出以10ms周期算出用户跑步过程中的前进方向距离、上下方向 距离以及左右方向距离所制成的图表的一例。

[跑步步频]

跑步步频是被定义为每分钟的步数的运动指标,由步频算出部246 算出。或者,也可以通过1分钟的前进方向距离除以跨距来算出跑步步频。

[跨距]

跨距是被定义为一步的步幅的运动指标,由步幅算出部244算出。或 者,也可以通过1分钟的前进方向距离除以跑步步频来算出跨距。

[接地时间]

接地时间是被定义为从着地到离地(蹬地)所耗的时间的运动指标(参 照图13),由接地时间/冲击时间算出部262算出。离地(蹬地)是指脚尖 从地面离开时。需要说明的是,接地时间与跑步速度相关性高,所以也可 以用作第一解析信息的跑步能力。

[冲击时间]

冲击时间是被定义为因着地所产生的冲击作用于身体的时间的运动 指标,由接地时间/冲击时间算出部262算出。关于冲击时间的计算方法, 使用图21进行说明。在图21中,横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。 如图21所示,可通过冲击时间=(一步中的前进方向加速度变为最小的时 刻-着地的时刻)来计算。

[体重]

体重是用户的体重,在跑步前用户操作操作部150来输入其数值。

1-8-3.第一解析信息

下面,说明由第一解析信息生成部273算出的第一解析信息的各项目 的详情。

[着地时制动量1]

着地时制动量1是被定义为因着地而下降的速度量的运动指标。关于 着地时制动量1的计算方法,使用图22进行说明。在图22中,横轴是时 间,纵轴是前进方向速度。如图22所示,可通过着地时制动量1=(着地 前的前进方向速度-着地后的前进方向最低速度)来计算。由于着地而前 进方向的速度下降,一步中,着地后的前进方向速度的最低点是前进方向 最低速度。

[着地时制动量2]

着地时制动量2是被定义为因着地而产生的前进方向负的最低加速 度量的运动指标。关于着地时制动量2的计算方法,使用图23进行说明。 在图23中,横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。如图23所示,着地时 制动量2与一步中的着地后的前进方向最低加速度一致。一步中,着地后 的前进方向加速度的最低点是前进方向最低加速度。

[正下方着地率1]

正下方着地率1是表现是否在身体的正下方着地的运动指标。如果能 在身体的正下方着地,则着地时的制动量变少,能够高效地进行跑步。通 常,制动量随速度而变大,所以光是制动量作为指标是不充分的,但由于 正下方着地率1是以比率来表示的指标,所以根据正下方着地率1,即使 速度变化,也能够进行相同评价。关于正下方着地率1的计算方法,使用 图24进行说明。如图24所示,使用着地时的前进方向加速度(负的加速 度)与上下方向加速度,设α=arctan(着地时的前进方向加速度/着地时的 上下方向加速度)时,可通过正下方着地率1=cosα×100(%)来计算。或 者,也可以使用跑步快的多人的数据算出理想的角度α’,按正下方着地率 1={1-|(α’-α)/α’|}×100(%)来计算。

[正下方着地率2]

正下方着地率2是以着地时的速度下降程度来表现是否在身体正下 方着地的运动指标。关于正下方着地率2的计算方法,使用图25进行说 明。在图25中,横轴是时间,纵轴是前进方向速度。如图25所示,按正 下方着地率2=(着地后的前进方向最低速度/即将着地前的前进方向速度) ×100(%)来计算。

[正下方着地率3]

正下方着地率3是以从着地起到脚来到身体正下方的距离或时间来 表现是否在身体正下方着地的运动指标。关于正下方着地率3的计算方法, 使用图26进行说明。如图26所示,可通过正下方着地率3=(脚来到身 体正下方时的前进方向距离-着地时的前进方向距离)、或者、正下方着 地率3=(脚来到身体正下方时的时刻-着地时的时刻)来计算。其中, 如图14所示,着地(上下方向加速度从正值变化为负值的点)后,存在 上下方向加速度在负方向上达到峰值的时机,可将该时机判断为脚来到身 体正下方的时机(时刻)。

需要说明的是,除此之外,如图26所示,还可以定义为正下方着地 率3=arctan(从着地起至脚来到身体正下方的距离/腰的高度)。或者,也 可以定义为正下方着地率3=(1-从着地起至脚来到身体正下方的距离/ 从着地至蹬起所移动了的距离)×100(%)(在脚接地的期间所移动了的 距离中,从着地起至脚来到身体正下方的距离所占的比例)。或者,也可 以定义为正下方着地率3=(1-从着地起至脚来到身体正下方的时间/从着 地至蹬起所移动了的时间)×100(%)(在脚接地的期间所移动了的时间 中,从着地起至脚来到身体正下方的时间所占的比例)。

[推进力1]

推进力1是被定义为由于蹬离地面而向前进方向增加了的速度量的 运动指标。关于推进力1的计算方法,使用图27进行说明。在图27中, 横轴是时间,纵轴是前进方向速度。如图27所示,可通过推进力1=(蹬 地后的前进方向最高速度-蹬地前的前进方向最低速度)来计算。

[推进力2]

推进力2是被定义为由于蹬地而产生的前进方向正的最大加速度的 运动指标。关于推进力2的计算方法,使用图28进行说明。在图28中, 横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。如图28所示,推进力2与一步中 的蹬地后的前进方向最大加速度一致。

[推进效率1]

推进效率1是表示蹬地的力是否已高效变成推进力的运动指标。如果 没有无用的上下移动、无用的左右移动,则能够高效地进行跑步。通常, 上下移动、左右移动随速度而变大,所以光是上下移动、左右移动作为运 动指标是不充分的,但推进效率1是以比率表示的指标,所以根据推进效 率1,即使速度变化,也能够进行相同评价。推进效率1针对上下方向和 左右方向分别进行计算。关于上下方向的推进效率1的计算方法,使用图 29进行说明。如图29所示,使用蹬地时的上下方向加速度与前进方向加 速度,设γ=arctan(蹬地时的上下方向加速度/蹬地时的前进方向加速度) 时,可通过上下方向的推进效率1=cosγ×100(%)来计算。或者,也可以 使用跑步快的多人的数据算出理想的角度γ’,按上下方向的推进效率 1={1-|(γ’-γ)/γ’|}×100(%)来计算。同样地,使用蹬地时的左右方向加速 度与前进方向加速度,设δ=arctan(蹬地时的左右方向加速度/蹬地时的前 进方向加速度)时,可按左右方向的推进效率1=cosδ×100(%)来计算。 或者,也可以使用跑步快的多人的数据算出理想的角度δ’,按左右方向的 推进效率1={1-|(δ’-δ)/δ’|}×100(%)来进行计算。

需要说明的是,除此之外,还可以将γ置换成arctan(蹬地时的上下 方向速度/蹬地时的前进方向速度)算出上下方向的推进效率1。同样地, 还可以将δ置换成arctan(蹬地时的左右方向速度/蹬地时的前进方向速度) 算出左右方向的推进效率1。

[推进效率2]

推进效率2是使用中间步态时的加速度的角度来表示蹬地的力是否 已高效变为推进力的运动指标。关于推进效率2的计算方法,使用图30 进行说明。如图30所示,关于上下方向的推进效率2,使用中间步态时的 上下方向加速度与前进方向加速度,设ξ=arctan(中间步态时的上下方向 加速度/中间步态时的前进方向加速度)时,可按上下方向的推进效率 2=cosξ×100(%)来进行计算。或者,也可以使用跑步快的多人的数据算 出理想的角度ξ’,按上下方向的推进效率2={1-|(ξ’-ξ)/ξ’|}×100(%)来进 行计算。同样地,使用中间步态时的左右方向加速度与前进方向加速度, 设η=arctan(中间步态时的左右方向加速度/中间步态时的前进方向加速 度)时,可通过左右方向的推进效率2=cosη×100(%)来进行计算。或者, 也可以使用跑步快的多人的数据算出理想的角度η’,按左右方向的推进效 率2={1-|(η’-η)/η’|}×100(%)来进行计算。

需要说明的是,除此之外,还可以将ξ置换成arctan(中间步态时的 上下方向速度/中间步态时的前进方向速度)来算出上下方向的推进效率 2。同样地,还可以将η置换成arctan(中间步态时的左右方向速度/中间 步态时的前进方向速度)来算出左右方向的推进效率2。

[推进效率3]

推进效率3是使用跑出的角度来表示蹬地的力是否已高效变为推进 力的运动指标。关于推进效率3的计算方法,使用图31进行说明。在图 31中,横轴是前进方向距离,纵轴是上下方向距离。如图31所示,如果 将一步中的上下方向的最高到达点(上下方向距离的振幅的1/2)设为H、 将从蹬地到着地的前进方向距离设为X,则推进效率3可通过式(6)计 算。

[式6]

[推进效率4]

推进效率4是以用于在前进方向上前进的能量相对于一步中所产生 的全部能量的比率来表示蹬地的力是否已高效变成推进力的运动指标。通 过推进效率4=(为了在前进方向上前进而使用了的能量/一步中使用了的 能量)×100(%)来进行计算。该能量是位置能量与运动能量之和。

[能量消耗量]

能量消耗量是被定义为前进一步所消耗的能量的运动指标,也表示在 跑步期间对前进一步所消耗的能量进行累积(積算)所得的值。通过能量 消耗量=(上下方向的能量消耗量+前进方向的能量消耗量+左右方向的能 量消耗量)来进行计算。在此,按上下方向的能量消耗量=(体重×重力× 上下方向距离)进行计算。另外,按前进方向的能量消耗量=[体重×{(蹬 地后的前进方向最高速度)2-(着地后的前进方向最低速度)2}/2]进行计 算。另外,按左右方向的能量消耗量=[体重×{(蹬地后的左右方向最高速 度)2-(着地后的左右方向最低速度)2}/2]进行计算。

[着地冲击]

着地冲击是表示由于着地而有多大程度的冲击作用于身体的运动指 标。按着地冲击=(上下方向的冲击力+前进方向的冲击力+左右方向的冲 击力)进行计算。在此,按上下方向的冲击力=(体重×着地时的上下方向 速度/冲击时间)进行计算。另外,按前进方向的冲击力={体重×(着地前 的前进方向速度-着地后的前进方向最低速度)/冲击时间}进行计算。另 外,按左右方向的冲击力={体重×(着地前的左右方向速度-着地后的左 右方向最低速度)/冲击时间}进行计算。

[跑步能力]

跑步能力是表示用户的跑步的能力的运动指标。例如,已知在跨距和 接地时间之比与赛跑的记录(时间)之间存在相关关系(“关于百米赛跑 中的接地时间、离地时间(100m走レース中の接地時間、離地時間に ついて)”,JournalofResearchandDevelopmentforFutureAthletics.3(1):1-4, 2004.)。通过跑步能力=(跨距/接地时间)来进行计算。

[前倾角]

前倾角是表示用户的躯体相对于地面多大程度地倾斜的运动指标。如 图32所示,将用户相对于地面垂直站立的状态时的前倾角设为0度(左 端的图),前驱时的前倾角为正值(中间的图),后仰时的前倾角为负值(右 端的图)。前倾角是通过将m坐标系的俯仰角转换成上述那样的方式而得 到的。有可能在将运动解析装置2(惯性计测单元10)佩戴于用户时已经 存在倾斜,所以也可以将静止时假定为左图的0度,以从那开始的变化量 计算前倾角。

[时机一致度]

时机一致度是表示用户的特征点的时机多大程度地接近好的时机的 运动指标。例如,可考虑表示腰转的时机多大程度地接近蹬地的时机的运 动指标。在拖腿的跑步方式中,在单脚接地时,另一只脚仍停留在身体之 后,所以当腰的转动时机在蹬地之后的情况下,可判断为是拖腿的跑步方 式。在图33的(A)中,腰的转动时机与蹬地的时机大致一致,可以说是 好的跑步方式。另一方面,在图33的(B)中,腰的转动时机比蹬地的时 机晚,可以说是拖腿(slowlegturnover)的跑步方式。

1-8-4.第二解析信息

下面,说明由第二解析信息生成部274算出的第二解析信息的各项目 的详情。

[能量损失]

能量损失是表示前进一步所消耗的能量之中无用使用的能量的运动 指标,也表示在跑步期间对前进一步所消耗的能量之中无用使用的能量进 行累积(積算)所得的值。按能量损失={能量消耗量×(100-正下方着地 率)×(100-推进效率)}进行计算。在此,正下方着地率是正下方着地 率1~3中任一,推进效率是推进效率1~4中任一。

[能量效率]

能量效率是表示前进一步所消耗的能量是否被高效用作向前进方向 前进的能量的运动指标,也表示在跑步期间对其进行累积(積算)所得的 值。按能量效率={(能量消耗量-能量损失)/能量消耗量}来进行计算。

[对身体的负担]

对身体的负担是表示累积着地冲击而身体承受了多大程度的冲击的 运动指标。受伤是由冲击的蓄积而引起的,所以通过评价对身体的负担, 从而还能判断受伤的难易度。按对身体的负担=(右脚的负担+左脚的负担) 进行计算。右脚的负担可通过对右脚的着地冲击进行累积来进行计算。左 脚的负担可通过对左脚的着地冲击进行累积来进行计算。在此,关于累积 (積算),进行跑步过程中的累积和从之前起的累积这两者。

1-8-5.左右差率(左右平衡)

左右差率是针对跑步步频、跨距、接地时间、冲击时间、第一解析信 息的各项目以及第二解析信息的各项目,表示在身体左右间能观察到多大 程度的差异的运动指标,设为表示左脚相对于右脚有多大程度的差异。按 左右差率=(左脚的数值/右脚的数值×100)(%)来进行计算,数值是跑步 步频、跨距、接地时间、冲击时间、制动量、推进力、正下方着地率、推 进效率、速度、加速度、移动距离、前倾角、腰的转动角、腰的转动角速 度、向左右的倾斜量、冲击时间、跑步能力、能量消耗量、能量损失、能 量效率、着地冲击、对身体的负担的各数值。另外,左右差率还包括各数 值的平均值、方差。

1-9.跑步过程中的反馈

1-9-1.反馈的信息

跑步中输出信息生成部280输出跑步步频、跨距、跑步速度、海拔、 跑步距离、跑步时间等基本信息作为跑步中输出信息。并且,跑步中输出 信息生成部280还输出接地时间、着地时制动量、正下方着地率、推进效 率、接地时间、前倾角、时机一致度、跑步能力、能量效率、左右差率等 当前信息的各数值、或者这些数值的若干步(例如10步)的平均值(移 动平均值)作为跑步中输出信息。并且,跑步中输出信息生成部280输出 按时序将这些数值图表化的信息、能量消耗量、对身体的负担(积累受伤) 等时序信息作为跑步中输出信息。并且,跑步中输出信息生成部280输出 用户跑步状态的评价信息、用于改善用户跑步状态的建议信息或用于提高 用户跑步成绩的建议信息、跑步轨迹信息等作为跑步中输出信息。在用户 的跑步过程中向用户提示(反馈)跑步中输出信息。

1-9-2.反馈的时机

跑步中输出信息生成部280可以在跑步过程中一直输出跑步中输出 信息。或者,跑步中输出信息生成部280也可以在规定项目的数值超过设 定的阀值(基准值)时,输出表示已超过的状态、已超过的项目、最差项 目等信息。或者,跑步中输出信息生成部280也可以在规定项目的数值未 超过设定的阀值(基准值)时,输出表示未超过的状态、未超过的项目、 最好项目等信息。或者,跑步中输出信息生成部280还可以在跑步过程中 一直输出由用户选择的信息。或者,跑步中输出信息生成部280也可以在 用户所选择的信息超过阀值(基准值)时,输出表示已超过的状态及其数 值。或者,跑步中输出信息生成部280也可以在用户所选择的信息未超过 阀值时,输出表示未超过的状态及其数值。

1-9-3.反馈的方法

可以在报告装置3的显示部170上对跑步中输出信息生成部280输出 的跑步中输出信息进行画面显示,从而反馈给用户。或者,也可以从报告 装置3的声音输出部180以声音方式进行反馈。或者,也可以从报告装置 3的声音输出部180以“嘟嘟”等短音反馈腰转时机、步频、蹬地时机等时 机相关的内容。或者,也可以从报告装置3的声音输出部180、振动部190 发出声音、振动,从而指示用户去看显示部170上显示的内容。

1-9-4.反馈的具体例

[跑步步频]

例如,既可以在显示部170显示当前的跑步步频的数值、若干步的平 均值,也可以从声音输出部180输出对应于跑步步频的节奏或长度的声音、 对应于跑步步频的音乐。例如,也可以算出跑步步频的倒数(每步的时间), 对应每一步地输出短音。

或者,也可以判断跑步步频是否在事先设定的基准范围内(下限阀值 以上、且上限阀值以下),当跑步步频低于下限阀值时,从显示部170、声 音输出部180输出“步频在降低。”等显示、声音,当跑步步频高于上限阀 值时,输出“步频在上升。”等显示、声音。或者,也可以在跑步步频低于 下限阀值时,从声音输出部180、振动部190输出慢节奏的声音、振动, 在跑步步频高于上限阀值时,输出快节奏的声音、振动等改变声音、振动 的节奏来进行输出。

或者,如果跑步步频在基准范围之外,例如也可以从显示部170、声 音输出部180输出“步频在降低。注意稍微缩短步幅、提高步频。”、“步 频在升高。注意稍微扩大步幅、降低步频。”等、用于使跑步步频进入基 准范围内的建议的显示、声音。

[跨距]

例如,既可以在显示部170显示当前的跨距的数值、若干步的平均值, 也可以从声音输出部180输出对应于跨距的节奏或长度的声音、对应于跨 距的音乐。

或者,判断跨距是否在事先设定的基准范围内(下限阀值以上、且上 限阀值以下),当跨距低于下限阀值时,从显示部170、声音输出部180 输出“跨距在缩短。”等显示、声音,当跨距大于上限阀值时,输出“跨距 在增大。”等显示、声音。或者,也可以在跨距低于下限阀值时,从声音 输出部180、振动部190输出慢节奏的声音、振动,当跨距大于上限阀值 时,输出快节奏的声音、振动等改变声音、振动的节奏来进行输出。

或者,如果跨距在基准范围之外,例如也可以从显示部170、声音输 出部180输出“跨距在缩短。注意稍微扩大步幅、延长跨距。”、“跨距在 延长。注意稍微缩小步幅、缩短跨距。”等、用于使跨距进入基准范围内 的建议的显示、声音。

[接地时间]

例如,既可以在显示部170显示当前的接地时间、若干步的平均值, 也可以从声音输出部180输出对应于接地时间的节奏或者长度的声音、对 应于接地时间的音乐。不过,即使用户知道接地时间的数值也难以判断其 好坏,因此,例如也可以使用事先确定的阀值,判断接地时间的数值属于 例如十个等级中的哪级,以1~10的方式反馈用户的接地时间的级别。

或者,跑步过程中,接地时间的平均值等上升时,也可以从显示部 170、声音输出部180输出“跑步能力提高。保持现状,继续练习。”等建 议的显示、声音。

[着地时制动量1]

例如,既可以在显示部170显示当前的着地时制动量1的数值、若干 步的平均值,也可以从声音输出部180输出对应于着地时制动量1的音量 的声音。

或者,也可以将着地时制动量1与事先设定的阀值进行比较,当高于 阀值时,判断为制动量过大,从显示部170、声音输出部180输出“制动量 在增大。”、“有可能成为坐着跑的跑步方式。”等显示、声音。或者,当 着地时制动量1高于阀值时,也可以输出声音之外的响声、振动。

或者,当着地时制动量1高于阀值时,例如也可以从显示部170、声 音输出部180输出“制动量在增大。制动量增大,则效率降低,甚至提高 受伤的危险性。”、“有可能成为坐着跑的跑步方式。注意骨盆、在身体正 下方着地,着地时留意不要坠腰。”等建议的显示、声音。

[着地时制动量2]

与着地时制动量1同样地反馈着地时制动量2的数值、若干步的平均 值,或者,在着地时制动量2高于阀值时,反馈制动量过大。或者,也可 以在着地时制动量2高于阀值时,反馈与着地时制动量1同样的建议。

[正下方着地率1]

例如,既可以在显示部170显示当前的正下方着地率1的数值、若干 步的平均值,也可以从声音输出部180输出对应于正下方着地率1的音量 的声音。

或者,也可以将正下方着地率1与事先设定的阀值进行比较,当低于 阀值时,判断为未在正下方着地,从显示部170、声音输出部180输出“正 下方着地率在下降。”、“未在正下方着地。”等显示、声音。或者,也可 以在正下方着地率1低于阀值时,输出声音之外的响声、振动。

或者,当正下方着地率1低于阀值时,例如也可以从显示部170、声 音输出部180输出“正下方着地率在下降。如果不能正下方着地,则引起 制动量增加、上下移动增加,跑步效率低。注意伸直背部、收牢腰。”等 建议的显示、声音。

[正下方着地率2]

与正下方着地率1同样地反馈正下方着地率2的数值、若干步的平均 值,或者,在正下方着地率2低于阀值时,反馈未在正下方着地。或者, 也可以在正下方着地率2低于阀值时,反馈与正下方着地率1同样的建议。

[正下方着地率3]

与正下方着地率1同样地反馈正下方着地率3的数值、若干步的平均 值,或者,在正下方着地率3低于阀值时,反馈未在正下方着地。或者, 也可以在正下方着地率3低于阀值时,反馈与正下方着地率1同样的建议。

[推进力1]

例如,既可以在显示部170显示当前的推进力1的数值、若干步的平 均值,也可以从声音输出部180输出对应于推进力1的音量的声音。

或者,也可以将推进力1与事先设定的阀值进行比较,当低于阀值时, 判断为推进力下降,从显示部170、声音输出部180输出“推进力在下降。”、 “蹬地的力有可能向上方作用。”等显示、声音。或者,也可以在推进力1 低于阀值时,输出声音以外的响声、振动。

或者,当推进力1低于阀值时,例如也可以从显示部170、声音输出 部180输出“蹬地的力有可能向上方作用。请试着不要向上蹬起而以用整 个脚掌踩住地面这样的形式跑步。”等建议的显示、声音。

[推进力2]

与推进力1同样地反馈推进力2的数值、若干步的平均值,或者,当 推进力2低于阀值时,反馈推进力下降。或者,也可以在推进力2低于阀 值时,反馈与推进力1同样的建议。

[推进效率1]

例如,既可以在显示部170显示当前的推进效率1的数值、若干步的 平均值,也可以从声音输出部180输出对应于推进效率1的音量的声音。 不过,用户即使知道推进效率1的数值也难以判断其好坏,因此,例如可 以将对应于当前用户的推进效率1的方向的显示与对应于理想的推进效率 1(45度程度)的方向的显示重叠地加以显示(或者,也可以并列显示)。

或者,也可以将推进效率1与事先设定的阀值进行比较,当低于阀值 时,判断为上下移动、左右移动过大,从显示部170、声音输出部180输 出“推进效率在下降。”、“上下移动、左右移动大。”等显示、声音。或者, 也可以在推进力1低于阀值时,输出声音以外的响声、振动。

或者,当推进效率1低于阀值时,例如也可以从显示部170、声音输 出部180输出“上下移动、左右移动大。过于向上蹬起将变成向上跳跃这 样的姿势,增加小腿等的负担,因此请以用整个脚掌踩住地面这样的形式 跑步。”等建议的显示、声音。

[推进效率2]

与推进效率1同样地反馈推进效率2的数值、若干步的平均值,或者, 当推进效率2低于阀值时,反馈上下移动、左右移动过大。或者,也可以 在推进效率2低于阀值时,反馈与推进效率1同样的建议。

[推进效率3]

与推进效率1同样地反馈推进效率3的数值、若干步的平均值,或者, 当推进效率3低于阀值时,反馈上下移动、左右移动过大。或者,也可以 在推进效率3低于阀值时,反馈与推进效率1同样的建议。

[推进效率4]

与推进效率1同样地反馈推进效率4的数值、若干步的平均值,或者, 当推进效率4低于阀值时,反馈上下移动、左右移动过大。或者,也可以 在推进效率4低于阀值时,反馈与推进效率1同样的建议。

[能量消耗量]

例如,既可以在显示部170显示到当前为止的能量消耗量的数值,也 可以从声音输出部180输出对应于能量消耗量的音量的声音。

或者,也可以将能量消耗量与事先设定的阀值进行比较,当高于阀值 时,判断为无用的能量消耗过大,从显示部170、声音输出部180输出“一 步所牵涉的能量消耗量在增大。”等显示、声音。或者,也可以在能量消 耗量高于阀值时,输出声音之外的响声、振动。

或者,当能量消耗量高于阀值时,例如也可以从显示部170、声音输 出部180输出“一步所牵涉的能量消耗量在增大。请通过有效率的跑步抑 制无用的能量消耗。”等建议的显示、声音。

[着地冲击]

例如,既可以在显示部170显示当前的着地冲击的数值、若干步的平 均值,也可以从声音输出部180输出对应于着地冲击的音量的声音。

或者,也可以将着地冲击与事先设定的阀值进行比较,当高于阀值时, 判断为无用的着地冲击过大,从显示部170、声音输出部180输出“着地冲 击大。”等显示、声音。或者,也可以在着地冲击高于阀值时,输出声音 之外的响声、振动。

或者,当着地冲击高于阀值时,例如也可以从显示部170、声音输出 部180输出“着地冲击大。累积冲击有导致受伤的危险性。注意跑步要抑 制上下移动、跑步要在身体的正下方着地。”等建议的显示、声音。

[跑步能力]

例如,既可以在显示部170显示当前的跑步能力、若干步的平均值, 也可以从声音输出部180输出对应于跑步能力的音量的声音。不过,用户 即使知道跑步能力的数值,也难以判断其好坏,因此,例如也可以使用事 先确定的阀值,判断跑步能力的数值属于例如十个等级中的哪级,以1~10 的方式反馈用户的跑步能力的级别。

或者,跑步过程中,跑步能力的平均值等上升时,也可以从显示部 170、声音输出部180输出“跑步能力提高。保持现状,继续练习。”等建 议的显示、声音。

[前倾角]

例如,既可以在显示部170显示当前的前倾角的数值、若干步的平均 值,也可以从声音输出部180输出对应于前倾角的音量的声音。不过,用 户即使知道前倾角的数值也难以判断其好坏,因此,例如可以将表示当前 的用户姿势的图像和表示理想姿势(前倾5度~10度左右的姿势)的图像 重叠地加以显示(或者,也可以并列显示)。

或者,也可以判断前倾角是否在事先设定的基准范围内(下限阀值以 上、且上限阀值以下),当前倾角低于下限阀值时,从显示部170、声音输 出部180输出“已变成后倾的跑步方式。”等显示、声音,当前倾角高于上 限阀值时,输出“过于前倾。”等显示、声音。或者,也可以在前倾角低于 下限阀值时,从声音输出部180、振动部190输出小音量的声音、小振动 量的振动,在前倾角高于上限阀值时,输出大音量的声音、大振动量的振 动等、改变音量、振动量来进行输出。

或者,如果前倾角在基准范围之外,例如也可以从显示部170、声音 输出部180输出“已变成后倾的跑步方式。有可能有点驼背。注意直起上 半身于骨盆之上、重心放在迈出的脚上。”等用于使前倾角进入基准范围 内的建议的显示、声音。

[时机一致度]

例如,既可以在显示部170显示当前的时机一致度的数值、若干步的 平均值,也可以从声音输出部180输出对应于时机一致度的音量的声音。

或者,也可以判断时机一致度是否在事先设定的基准范围内(下限阀 值以上、且上限阀值以下),当时机一致度在基准范围之外时,输出表示 在基准范围之外的显示、声音。或者,也可以在时机一致度在基准范围之 外时,改变音量、振动量地从声音输出部180、振动部190进行输出。

或者,如果时机一致度在基准范围之外,也可以从显示部170、声音 输出部180输出用于使时机一致度进入基准范围内的建议的显示、声音。

以腰转的时机与蹬地的时机的时机一致度作为一例,例如,既可以显 示当前的腰转的时机与蹬地的时机的差值(正的数值或者负的数值)、若 干步的平均值,也可以输出对应于该差值的音量的声音。或者,也可以在 腰转的时机与蹬地的时机之差高于上限阀值时,判断为拖腿的跑步方式, 输出“已变成拖腿跑步方式。”等显示、声音。或者,当腰转的时机与蹬地 的时机之差高于上限阀值时,例如也可以输出“已变成拖腿跑步方式。以 膝盖以下的力跑步,小腿可能马上会感觉到疲劳。注意蹬地后尽快收回 腿。”等建议的显示、声音。

[能量损失]

例如,既可以在显示部170显示当前的能量损失的数值、若干步的平 均值,也可以从声音输出部180输出对应于能量损失的音量的声音。

或者,也可以将能量损失与事先设定的阀值进行比较,当高于阀值时, 判断为无用的能量消耗过大,从显示部170、声音输出部180输出“一步所 牵涉的能量消耗量在增大。”等显示、声音。或者,也可以在能量损失高 于阀值时,输出声音之外的响声、振动。

或者,当能量损失高于阀值时,例如也可以从显示部170、声音输出 部180输出“一步所牵涉的能量消耗量在增大。请通过有效率的跑步抑制 无用的能量消耗。”等建议的显示、声音。

[能量效率]

与能量损失同样地反馈能量效率的数值,或者,当能量效率高于阀值 时,反馈无用的能量消耗过大。或者,当能量损失高于阀值时,也可以反 馈与能量损失同样的建议。

[对身体的负担]

例如,既可以在显示部170显示到当前为止的对身体的负担(积累受 伤)的数值,也可以从声音输出部180输出对应于对身体的负担的音量的 声音。

或者,也可以将对身体的负担与事先设定的阀值进行比较,当高于阀 值时,判断为对身体的负担过大,从显示部170、声音输出部180输出“对 身体的负担在增大。”等显示、声音。或者,当对身体的负担高于阀值时, 也可以输出声音之外的响声、振动。

或者,当对身体的负担高于阀值时,例如也可以从显示部170、声音 输出部180输出“对身体的负担在增大。请加以休息。负担重会有受伤的 危险性。注意跑步要抑制上下移动、跑步要在身体的正下方着地。”等建 议的显示、声音。

[左右差率]

例如,针对上述各项目,既可以在显示部170显示当前的左右差率的 数值、若干步的平均值,也可以从声音输出部180输出对应于左右差率的 音量的声音。

或者,也可以判断左右差率是否在事先设定的基准范围内(下限阀值 (例如70%)以上、且上限阀值(例如130%)以下),当左右差率在基准 范围之外时,从显示部170、声音输出部180输出“左右平衡差。”等显示、 声音。

或者,如果左右差率在基准范围之外,例如也可以从显示部170、声 音输出部180输出“左右平衡差会导致受伤。为抑制左右差异,请伸展取 得均匀的柔软性、或锻炼躯干的肌肉和臀中肌。”等建议的显示、声音。

1-9-5.显示例

图34的(A)及图34的(B)示出在用户的跑步过程中显示于手表 式的报告装置3的显示部170的画面的一例。在图34的(A)的例子中, 显示部170上显示了“前倾角”、“正下方着地率”、“推进效率”的各数值。 另外,在图34的(B)的例子中,显示了时间序列图,其横轴为从开始跑 步起的时间、纵轴为“跑步速度”、“跑步步频”、“着地时制动量”、及“跨距” 各项目的数值。在用户的跑步过程中实时更新图34的(A)的各项目的数 值和图34的(B)的各项目的图表。根据用户的操作,既可以显示其它项 目的数值,也可以滚动显示图表。在图34的(A)的画面和图34的(B) 的画面中显示的项目既可以是满足规定条件的项目(例如,基准范围内的 项目、或者基准范围外的项目),也可以是以声音等报告的项目,还可以 是用户预先指定的项目。并且,也可以能够通过用户的输入操作来切换如 图34的(A)那样的显示项目的数值的画面和如图34的(B)那样的显 示图表的画面。

用户通过边看如图34的(A)、图34的(B)那样的画面的同时,边 进行跑步,从而能够确认当前的跑步状态,例如能够在意识到各项目的数 值变好的跑步方式、改善数值差的项目的跑步方式的同时、或在客观地认 识到疲劳状态的同时继续进行跑步。

1-10.跑步后的反馈

1-10-1.反馈的信息

跑步分析部290输出由运动信息生成部270在用户的跑步过程中生成 的各种运动信息的一部分或者全部作为跑步后输出信息。即、在用户结束 跑步之后反馈多个运动信息中的、在用户的跑步过程中未输出的运动信 息、或者在用户的跑步过程中已输出的运动信息。并且,跑步分析部290 输出在用户的跑步结束之后使用多个运动信息所生成的信息。例如,在用 户的跑步之后反馈用于提高用户的跑步成绩的建议或者用于改善用户的 跑步状态的建议相关的信息。具体地,在本实施方式中,根据用户的选择 操作,选择整体分析信息、详细分析信息以及比较分析信息中任一(任意) 信息作为跑步后输出信息。

1-10-2.反馈的时机

跑步分析部290在用户的跑步之后根据用户的输入操作输出跑步后 输出信息。具体地,当用户从之前的跑步履历中选择了希望分析的跑步时, 跑步分析部290进入整体分析模式,进行用户所选择的跑步的整体分析并 生成整体分析信息,将其作为跑步后输出信息输出。并且,当用户进行了 详细分析的选择操作时,跑步分析部290进入详细分析模式,进行根据之 后的用户的操作的详细分析并生成详细分析信息,将其作为跑步后输出信 息输出。并且,当用户进行了比较分析的选择操作时,跑步分析部290进 入比较分析模式,进行根据之后的用户的操作的比较分析并生成比较分析 信息,将其作为跑步后输出信息输出。并且,在详细分析模式、比较分析 模式中,当用户进行了整体分析的选择操作时,跑步分析部290进入整体 分析模式,输出整体分析信息作为跑步后输出信息。需要说明的是,跑步 分析部290使之前生成的整体分析信息、详细分析信息以及比较分析信息 以例如FIFO(First-InFirst-Out:先进先出)方式存储于存储部30,当在 进行整体分析、详细分析或比较分析时,其分析结果的信息已存储在存储 部30中的情况下,不再重新进行各分析,而是读出存储在存储部30中的 分析信息并加以输出。

1-10-3.反馈的方法

可以在报告装置3的显示部170对跑步分析部290输出的跑步后输出 信息进行画面显示来反馈给用户。或者,也可以以声音方式从报告装置3 的声音输出部180反馈对用户跑步的评价、建议。

1-10-4.显示例

[整体分析画面]

图35和图36示出在报告装置3的显示部170上显示的整体分析信息 的画面(整体分析画面)的一例。例如,图35是第一页的画面,图36是 第二页的画面。用户可进行画面的滚动操作等来选择图35的画面或者图 36的画面,使其显示于显示部170。

在图35的例子中,整体分析画面410(第一页)中包括:用户事先 注册的用户图像411和用户名412、显示用户选择的之前的跑步的分析结 果的梗概图像413、显示从起点到终点的跑步轨迹的跑步轨迹图像414、 用户选择的项目的项目名称415及其时序数据416、详细分析按钮417以 及比较分析按钮418。

梗概图像413中包括:进行了用户所选择的之前的跑步的日期、该跑 步中的“跑步距离”、“跑步时间”、“(起点与终点的)海拔差”、“平均步频 (跑步步频的平均值)”、“平均跨距(跨距的平均值)”、“跑步能力”、“平 均正下方着地率(正下方着地率的平均值)”、“平均推进效率(推進效率 的平均值)”、“时机一致度”、“平均接地时间(接地时间的平均值)”、“消 耗能量”、“平均能量损失(能量损失的平均值)”、“平均能量效率(能量 效率的平均值)”、“平均左右平衡(左右差率的平均值)”、以及“积累受 伤(对身体的负担)”的各数值。需要说明的是,在启动跑步后分析时, 也可以显示存储在存储部30中的最新的跑步数据的整体分析画面。

并且,在梗概图像413中,数值优于基准值的项目的旁边标注有规定 的标记419。在图35的例子中,对“跑步能力”、“平均正下方着地率”、“平 均能量损失”、“平均左右平衡”标注有标记419。需要说明的是,也可以对 数值劣于基准值的项目、改善率高于基准值的项目或低于基准值的项目标 注规定的标记。

跑步轨迹图像414是显示用户所选择的之前的跑步(对应于梗概图像 413的跑步)中的、从起点起到终点止的跑步轨迹的图像。

项目名称415表示用户从包含于梗概图像413的项目中选择了的项 目,时序数据416是将项目名称415所表示的项目的数值按照时序进行图 表化后的数据。在图35的例子中,选择的是“平均能量效率”,显示的是 横轴为跑步日、纵轴为平均能量效率的数值的时序图表。而且,如果用户 选择了时序数据416的横轴中任一日期,则在梗概图像413中显示所选择 的日期的跑步的分析结果。

详细分析按钮417是用于从整体分析模式进入详细分析模式的按钮, 如果用户进行了详细分析按钮417的选择操作(按下操作),则进入详细 分析模式,并显示详细分析画面。

比较分析按钮418是用于从整体分析模式进入比较分析模式的按钮, 如果用户进行了比较分析按钮418的选择操作(按下操作),则进入比较 分析模式,并显示比较分析画面。

在图36的例子中,用户之前所进行了的跑步的履历被显示于整体分 析画面420(第二页)。在图36的例子中,日历图像作为整体分析画面420 被显示,用粗框表示今天的日期(2014年3月24日),用户进行了跑步的 日子中标明了跑步距离和跑步时间。并且,在右端的栏中还标明了各周的 跑步距离的合计值和跑步时间的合计值。如果用户在整体分析画面420中 选择了之前的任一跑步,则图35所示的整体分析画面410变为显示用户 所选择的日期的整体分析结果的画面。

用户通过查看图35、图36所示的整体分析画面并确认之前所进行的 跑步的成绩,从而能够认识到自身跑步方式的优缺点,在下次以后的跑步 中,能够练习用于提高跑步成绩的跑步方式、用于改善跑步状态的跑步方 式。

[详细分析画面]

图37、图38及图39中示出显示于报告装置3的显示部170的详细 分析信息的画面(详细分析画面)的一例。优选地,详细分析画面能够提 示比整体分析画面更详细的信息。例如,可以提示比整体分析画面更多的 项目的信息。或者,也可以与整体分析画面相比减少一页所显示的项目, 而显示更小的时间間隔、更细的数值等。例如,图37是第一页的画面, 图38是第二页的画面,图39是第三页的画面。用户可进行画面的滚动操 作等来选择图37的画面、图38的画面或者图39的画面,使其显示于显 示部170。

在图37的例子中,详细分析画面430(第一页)中包括:用户事先 注册的用户图像431和用户名432、显示用户所选择的之前跑步中的用户 所选择的时刻的分析结果的梗概图像433、显示从起点到终点的跑步轨迹 的跑步轨迹图像434、用户所选择的项目的项目名称435及其时序数据 436、整体分析按钮437以及比较分析按钮438。

梗概图像433中包括:进行了用户所选择的之前的跑步的日期、该跑 步中的用户所选择的时刻(从开始起的时刻)时的、“(从开始到所选择 的时刻的)跑步距离”、“(从开始到所选择的时刻的)跑步时间”、“跑步 速度”、“(起点与所选择的时刻时的跑步位置间的)海拔差”、“跑步步频”、 “跨距”、“跑步能力”、“正下方着地率”、“推进效率”、“时机一致度”、“着 地时制动量”、“接地时间”、“消耗能量”、“能量损失”、“能量效率”、“左 右平衡(左右差率)”、以及“着地冲击”的各数值。

跑步轨迹图像434是显示用户所选择的之前的跑步(对应于梗概图像 433的跑步)中的、从起点到终点的跑步轨迹的图像,以规定的标记439b 示出用户所选择的时刻时的跑步位置。

项目名称435表示用户从包含于梗概图像433的项目中选择了的项 目,时序数据436是将项目名称435所表示的项目的数值按照时序进行图 表化后的数据。在图37的例子中,选择的是“跑步速度”、“着地时制动量”、 “跑步步频”、“跨距”,显示的是横轴为从开始跑步起的时间、纵轴为这些 各项目的数值的时序图表。并且,时序数据436中显示有能够向左右方向 移动的滑动条439a,用户可通过移动滑动条439a来选择从开始跑步起的 时刻。而且,与滑动条439a的位置(用户所选择的时刻)联动,梗概图 像433的各项目的数值、跑步轨迹图像434的跑步位置的标记439b的位 置也发生变化。

整体分析按钮437是用于从详细分析模式进入整体分析模式的按钮, 如果用户进行了整体分析按钮437的选择操作(按下操作),则进入整体 分析模式,显示整体分析画面。

比较分析按钮438是用于从详细分析模式进入比较分析模式的按钮, 如果用户进行了比较分析按钮438的选择操作(按下操作),则进入比较 分析模式,显示比较分析画面。

在图38的例子中,详细分析画面440(第二页)中包括:用户所选 择的跑步的动画图像441和442、消息图像443、用户所选择的项目的项 目名称444、按照时序示出项目名称444的右脚和左脚的各数值的折线图 表445及直方图446。

动画图像441是从侧面观察用户的动画图像,动画图像442是从正面 观察用户的动画图像。动画图像441中还包括用户的推进力和蹬地角度与 理想的推进力和蹬地角度的比较显示。同样地,动画图像442中还包括用 户的倾斜角度与理想的倾斜角度的比较显示。

消息图像443中显示对用户的跑步结果的评价信息、用于提高跑步成 绩的消息等。在图38的例子中,显示了“推进效率低。可能是上下移动、 左右移动大。过于向上蹬起将变成向上跳跃这样的姿势,增加小腿等的负 担,因此请以用整个脚掌踩住地面这样的形式跑步。”这样的评价及建议 的消息。

项目名称444示出了用户从包含于图37所示的梗概图像433的项目 中所选择了的项目,折线图表445和直方图446是排列项目名称444所示 的项目的右脚和左脚的各数值并按照时序将其图表化而成的。在图38的 例子中,选择的是“着地时制动量”,显示的是横轴为从开始跑步起的时间、 纵轴为着地时制动量的左右脚的数值的折线图表445、以及横轴为着地时 制动量、纵轴为频率、且左右脚分色显示的直方图446。

在图39的例子中,详细分析画面450(第三页)中包括基于用户所 选择的跑步的分析结果的消息图像451、452和453。

在图39的例子中,消息图像451显示的是“因着地,效率下降了○%。 蹬地时向上下移动方向产生了无用的跳跃,效率下降了○%。蹬地的力有 ○%的左右差。”这样的评价、建议的消息。并且,消息图像452显示的是 “由于无用的动作,一歩大约慢3cm。通过改善,在全程马拉松中大约将 快3分钟。”这样的用于取得缩时效果的建议的消息。并且,消息图像453 显示的是“跑步后半程存在正下方着地率变差的趋势。为提高耐力,请进 行LSD训练。”这样的指导性消息。

用户通过观看图37~图39中所示的详细分析画面,并确认之前进行 的跑步的详情、建议等,从而能够认识到自身跑步方式的优缺点,在下次 以后的跑步中,能够练习用于提高跑步成绩的跑步方式、用于改善跑步状 态的跑步方式。

[比较分析画面]

图40中示出显示于报告装置3的显示部170的比较分析信息的画面 (比较分析画面)的一例。

在图40的例子中,比较分析画面460中包括:用户事先注册的用户 图像461和用户名462、显示用户所选择的之前的跑步的分析结果的梗概 图像463、显示他人之前的跑步的分析结果的梗概图像464、用户所选择 的项目的项目名称465及其时序数据466、整体分析按钮467以及详细分 析按钮468。

梗概图像463中包括:进行了用户所选择的之前的跑步的日期、该跑 步中的“跑步距离”、“跑步时间”、“(起点与终点的)海拔差”、“平均步频 (跑步步频的平均值)”、“平均跨距(跨距的平均值)”、“跑步能力”、“平 均正下方着地率(正下方着地率的平均值)”、“平均推进效率(推進效率 的平均值)”、“时机一致度”、“平均接地时间(接地时间的平均值)”、“消 耗能量”、“平均能量损失(能量损失的平均值)”、“平均能量效率(能量 效率的平均值)”、“平均左右平衡(左右差率的平均值)”、以及“积累受 伤(对身体的负担)”的各数值。

并且,梗概图像463中,数值优于基准值的项目的旁边标注有规定的 标记469。在图40的例子中,对“平均正下方着地率”、“平均能量损失”、 “平均左右平衡”标注有标记469。需要说明的是,也可以对数值劣于基准 值的项目、改善率高于基准值的项目或低于基准值的项目标注规定的标 记。

梗概图像464中包括:他人所进行的之前的跑步的日期、以及与包含 于梗概图像463中的项目相同的项目的各数值。并且,在图40中,于梗 概图像464的附近显示有他人的用户名和用户图像。

项目名称465表示用户从包含于梗概图像463的项目中选择了的项 目,时序数据466是将项目名称465所表示的项目的数值按照时序进行图 表化后的数据。在图40的例子中,选择的是“平均能量效率”,显示的是 横轴为跑步日、纵轴为用户和他人的平均能量效率的各数值的时序图表。 而且,如果用户选择了时序数据466的横轴中任一日期,则在梗概图像463 和梗概图像464中显示所选择的日期的用户和他人的跑步(如果没有所选 择的日期的跑步,则例如是与其最近的跑步)的分析结果。

整体分析按钮467是用于从比较分析模式进入整体分析模式的按钮, 如果用户进行了整体分析按钮467的选择操作(按下操作),则进入整体 分析模式,显示整体分析画面。

详细分析按钮468是用于从比较分析模式进入详细分析模式的按钮, 如果用户进行了详细分析按钮468的选择操作(按下操作),则进入详细 分析模式,显示详细分析画面。

用户通过查看图40所示的比较分析画面,并确认之前进行的跑步成 绩与他人的跑步成绩的比较结果,从而能够认识到自身跑步方式的优缺 点,在下次以后的跑步中,能够练习用于提高跑步成绩的跑步方式、用于 改善跑步状态的跑步方式。

1-11.运动解析系统的用途例

用户可将本实施方式的运动解析系统1用于如以下例示的用途。

[跑步过程中的用途例]

用户从开始跑步起使跑步步频、跨距按照时序显示,边确认从开始跑 步起跑步步频、跨距正发生怎样变化的同时,边进行跑步练习。

并且,用户从开始跑步起使着地时制动量或者正下方着地率按照时序 显示,边确认从开始跑步起着地时制动量或者正下方着地率正发生怎样变 化的同时,边进行跑步练习。

并且,用户从开始跑步起使推进力或者推进效率按照时序显示,边确 认从开始跑步起推进力或者推进效率正发生怎样变化的同时,边进行跑步 练习。

并且,用户从开始跑步起使跑步能力按照时序显示,边查看从开始跑 步起跑步能力发生了多大程度变化的同时,边进行跑步练习。

并且,用户从开始跑步起使前倾角按照时序显示,边确认前倾角从开 始跑步起相对于理想值正发生怎样变化的同时,边进行跑步练习。

并且,用户从开始跑步起使腰转的时机一致度按照时序显示,边确认 腰转的时机从开始跑步起相对于理想的时机正发生怎样变化的同时,边进 行跑步练习。

并且,用户从开始跑步起使能量消耗量、能量损失、能量效率、着地 冲击或者左右差率按照时序显示,观察一步所牵涉的能量消耗量、一步所 牵涉的能量损失、一步所牵涉的能量效率、着地冲击或者左右差率发生了 多大程度变化,并将其作为跑步的参考。并且,用户使积累受伤(对身体 的负担)进行显示,观察从开始跑步起的积累受伤(对身体的负担)来决 定休息的时机。

[跑步后的用途例]

用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的平均步频、平均跨距以 日期顺序按时序地显示,并确认其相对于理想的跑步步频、跨距为怎么样 等经过,将其作为跑步练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,使之 前任一次跑步中的跑步步频、跨距以从跑步开始起的时刻顺序按时序地显 示,并确认跑步步频、跨距在一次跑步过程中发生了怎样变化,将其作为 跑步练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的平均着地时制动 量及平均正下方着地率以日期顺序按时序地显示,并确认着地时制动量、 正下方着地率相对于理想值发生了怎样变化、通过改善正下方着地率而着 地时制动量是否下降等经过,将其作为跑步练习的参考。或者,用户选择 详细分析画面,使之前任一次跑步中的着地时制动量及正下方着地率以从 开始跑步起的时刻顺序按时序地显示,并确认着地时制动量、正下方着地 率在一次跑步过程中发生了多大程度变化,将其作为跑步练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的平均推进力及平 均推进效率以日期顺序按时序地显示,并确认推进力、推进效率相对于理 想值发生了怎样变化、通过改善推进效率而推进力是否增加等经过,将其 作为跑步练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,使之前任一次跑步 中的推进力及推进效率以从开始跑步起的时刻顺序按时序地显示,并确认 推进力、推进效率在一次跑步过程中发生了多大程度变化,将其作为跑步 练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的跑步能力以日期 顺序按时序地显示,通过查看到今为止的跑步能力的经过来享受能力提高 的快乐。或者,用户选择比较分析画面,使之前跑步中的自己和朋友的跑 步能力按照时序显示,进行比较来享受快乐。或者,用户选择详细分析画 面,使之前任一次跑步中的跑步能力以从开始跑步起的时刻顺序按时序地 显示,并确认跑步能力在一次跑步过程中发生了多大程度变化,将其作为 跑步练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的平均前倾角以日 期顺序按时序地显示,并确认其相对于理想的前倾角为怎么样等经过,将 其作为跑步练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,使之前任一次跑 步中的前倾角以从跑步开始起的时刻顺序按时序地显示,并确认前倾角在 一次跑步过程中发生了怎样变化,将其作为跑步练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的腰转的时机一致 度以日期顺序按时序地显示,并确认其相对于理想的时机为怎么样等经 过,将其作为跑步练习的参考。或者,用户选择详细分析画面,使之前任 一次跑步中的腰转的时机一致度以从跑步开始起的时刻顺序按时序地显 示,并确认时机一致度在一次跑步过程中发生了怎样变化,将其作为跑步 练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的能量消耗、平均 能量损失或者平均能量效率、以及平均正下方着地率或者平均推进效率以 日期顺序按时序地显示,边将能量消耗量、能量损失或者能量效率与正下 方着地率或者推进效率比较的同时,边确认是否实现了有效率的跑步方 式。或者,用户选择详细分析画面,使之前任一次跑步中的能量消耗量、 能量损失或者能量效率以从跑步开始起的时刻顺序按时序地显示,并确认 一步所牵涉的能量消耗量、一步所牵涉的能量损失或者一步所牵涉的能量 效率在一次跑步过程中发生了多大程度变化,将其作为跑步练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的着地冲击、以及 平均正下方着地率或平均推进效率以日期顺序按时序地显示,边将着地冲 击与正下方着地率或推进效率进行比较的同时,边确认是否降低了受伤危 险性。或者,用户选择详细分析画面,使之前任一次跑步中的着地冲击以 从跑步开始起的时刻顺序按时序地显示,并确认着地冲击在一次跑步过程 中发生了多大程度变化,将其作为跑步练习的参考。

并且,用户选择整体分析画面,使之前多次跑步中的平均左右差率(平 均左右平衡)以日期顺序按时序地显示,通过查看迄今为止左右差率有多 大程度提高等经过来享受其中的快乐。或者,用户选择详细分析画面,使 之前任一次跑步中的左右差率以从跑步开始起的时刻顺序按时序地显示, 并确认左右差率在一次跑步过程中发生了怎样变化,将其作为跑步练习的 参考。

1-12.处理的步骤

图41是示出第一实施方式中的运动解析装置2的处理部20在用户的 跑步过程中进行的运动解析处理步骤的一例(运动解析方法的一例)的流 程图。运动解析装置2(计算机的一例)的处理部20通过执行存储部30 中所存储的运动解析程序300而按照图41的流程图的步骤执行运动解析 处理。

如图41所示,处理部20待机,直到接收到计测开始的指令(S10的 “否”),在接收到计测开始的指令的情况下(S10的“是”),首先,假设用 户处于静止,使用惯性计测单元10计测到的感测数据、以及GPS数据, 计算初始姿势、初始位置、初始偏差(S20)。

接下来,处理部20从惯性计测单元10取得感测数据,并将取得的感 测数据添加到感测数据表310(S30)。

接下来,处理部20进行惯性导航运算处理,生成包括各种信息的运 算数据(S40)。该惯性导航运算处理的步骤的一例将在后面叙述。

接下来,处理部20使用在S40中生成的运算数据进行运动解析信息 生成处理,生成运动解析信息以及跑步中输出信息,并将跑步中输出信息 发送给报告装置3(S50)。该运动解析信息生成处理的步骤的一例将在后 面叙述。在用户的跑步过程中实时反馈发送给报告装置3的跑步中输出信 息。需要说明的是,本说明书中的“实时”是指,在取得了处理对象的信息 的时机开始处理。因此,也包括从取得信息起到结束处理为止存在某种程 度的时间差的情况。

然后,处理部20从取得前次感测数据起,每经过采样周期Δt(S60 的“是”)便重复进行S30之后的处理,直到接收到计测结束的指令(S60 的“否”以及S70的“否”)。处理部20接收到计测结束的指令(S70的“是”) 时,进行待机,直到接收到指示开始跑步分析处理的跑步分析开始指令 (S80的“否”)。

处理部20在接收到跑步分析开始指令时(S80的“是”),使用在S50 生成的运动解析信息、在之前的跑步过程中生成并存储在存储部30的运 动解析信息,进行针对用户之前跑步的跑步分析处理,并将分析结果的信 息发送至报告装置3或其它信息设备(S90)。在后面说明该跑步分析处理 步骤的一例。如果结束跑步分析处理,则处理部20结束运动解析处理。

图42是示出惯性导航运算处理(图41的S40的处理)步骤的一例 的流程图。处理部20(惯性导航运算部22)通过执行存储部30中存储的 惯性导航运算程序302而按照图42的流程图的步骤执行惯性导航运算处 理。

如图42所示,首先,处理部20使用在图41的S20中算出的初始偏 差(在后述的S150中推算了加速度偏差ba和角速度偏差bω之后,使用加 速度偏差ba和角速度偏差bω),从在图41的S30中取得的感测数据所包 含的加速度与角速度中去除偏差来进行校正,并用校正后的加速度与角速 度更新感测数据表310(S100)。

接下来,处理部20对在S100中校正了的感测数据进行积分而计算 速度、位置以及姿势角,并将包括计算出的速度、位置以及姿势角的算出 数据添加到算出数据表340(S110)。

接下来,处理部20进行跑步检测处理(S120)。该跑步检测处理的 步骤的一个例子将在后面叙述。

接下来,处理部20在通过跑步检测处理(S120)检测到跑步周期的 情况下(S130的“是”),计算跑步步频以及跨距(S140)。另外,处理部 20在未检测到跑步周期的情况下(S130的“否”),不进行S140的处理。

接下来,处理部20进行误差推算处理,推算速度误差δve、姿势角误 差εe、加速度偏差ba、角速度偏差bω以及位置误差δpe(S150)。

接下来,处理部20使用在S150中推算出的速度误差δve、姿势角误 差εe以及位置误差δpe分别校正速度、位置以及姿势角,并用校正过的速 度、位置以及姿势角更新算出数据表340(S160)。另外,处理部20对在 S160中校正过的速度进行积分,计算e坐标系的距离(S170)。

接下来,处理部20分别将感测数据表310中存储的感测数据(b坐 标系的加速度以及角速度)、算出数据表340中存储的算出数据(e坐标系 的速度、位置以及姿势角)以及在S170中算出的e坐标系的距离坐标转 换为m坐标系的加速度、角速度、速度、位置、姿势角以及距离(S180)。

然后,处理部20生成包括在S180中进行了坐标转换之后的m坐标 系的加速度、角速度、速度、位置、姿势角以及距离、在S140中算出的 跨距和跑步步频的运算数据(S190)。每在图14的S30中取得感测数据, 处理部20便进行该惯性导航运算处理(S100~S190的处理)。

图43是示出第一实施方式中的跑步检测处理(图42的S120的处理) 步骤的一例的流程图。处理部20(跑步检测部242)按照图43的流程图 的步骤执行跑步检测处理。

如图43所示,处理部20对在图42的S100中校正过的加速度中包 含的z轴加速度进行低通滤波处理(S200),以去除噪声。

接下来,当在S200中进行了低通滤波处理的z轴加速度为阈值以上 且为极大值的情况下(S210的“是”),处理部20在该时机下检出跑步周期 (S220)。

于是,如果左右脚标记开启(S230的“是”),则处理部20关闭左右 脚标记(S240),如果左右脚标记未开启(S230的“否”),则处理部20开 启左右脚标记(S250),并结束跑步检测处理。如果z轴加速度低于阈值 或者不是极大值(S210的“否”),则处理部20不进行S220之后的处理而 结束跑步检测处理。

图44是示出第一实施方式中的运动解析信息生成处理(图41的S50 的处理)步骤的一例的流程图。处理部20(运动解析部24)通过执行存 储部30中存储的运动解析信息生成程序304而按照图44的流程图的步骤 执行运动解析信息生成处理。

如图44所示,首先,处理部20使用在图41的S40的惯性导航运算 处理中生成的运算数据,算出基本信息的各项目(S300)。并且,处理部 20使用运算数据,算出跑步轨迹,并生成跑步轨迹信息(S310)。

接着,处理部20使用运算数据,进行用户的跑步运动中的特征点(着 地、中间步态、离地等)的检测处理(S320)。

在S320的处理中检测到特征点时(S330的“是”),处理部20基于检 测到特征点的时机,算出接地时间及冲击时间(S340)。并且,处理部20 将运算数据的一部分以及在S340中生成的接地时间和冲击时间作为输入 信息,基于检测到特征点的时机,算出第一解析信息的部分项目(在计算 中特征点的信息为必须的项目)(S350)。在S320的处理中未检测到特征 点时(S330的“否”),处理部20不进行S340以及S350的处理。

接下来,处理部20使用输入信息算出第一解析信息的其它项目(在 计算中不需要特征点的信息的项目)(S360)。

接下来,处理部20使用第一解析信息算出第二解析信息的各项目 (S370)。

接下来,处理部20针对输入信息的各项目、第一解析信息的各项目 以及第二解析信息的各项目算出左右差率(S380)。处理部20在存储部 30中存储输入信息、基本信息、第一解析信息、第二解析信息、左右差率 以及跑步轨迹信息作为运动解析信息350。

接下来,处理部20使用输入信息、基本信息、第一解析信息、第二 解析信息、左右差率以及跑步轨迹信息,生成跑步中输出信息,并将生成 的跑步中输出信息发送至报告装置3(S390),结束运动解析信息生成处 理。

图45是示出跑步分析处理(图41的S90的处理)步骤的一个例子 的流程图。处理部20(跑步分析部290)通过执行存储在存储部30中的 跑步分析程序306,从而按照图45的流程图的步骤执行跑步分析处理。

如图45所示,首先,处理部20选择整体分析模式,使用在图41的 S50的运动解析处理中生成的运动解析信息、在之前跑步中生成的并存储 于存储部30中的运动解析信息,对用户之前的跑步进行整体分析而生成 整体分析信息,并将生成的整体分析信息作为跑步后输出信息发送给报告 装置3或其它信息设备(S400)。

在整体分析模式中,处理部20在接收到指示结束跑步分析处理的跑 步分析结束指令时(S402的“是”),结束跑步分析处理,如果未收到跑步 分析结束指令(S402的“否”)、且也没有进入详细分析模式或比较分析模 式(S404的“否”且S406的“否”),则根据用户的操作,重复整体分析处理 (S400)。

当从整体分析模式进入了详细分析模式时(S404的“是”),处理部20 进行详细分析而生成详细分析信息,并将生成的详细分析信息作为跑步后 输出信息发送至报告装置3或其它信息设备(S410)。例如,当用户进行 了包含在图35所示的整体分析画面410中的详细分析按钮417的选择操 作(按下操作)时,从整体分析模式进入详细分析模式。

在详细分析模式中,处理部20在接收到跑步分析结束指令时(S412 的“是”),结束跑步分析处理,如果未接收到跑步分析结束指令(S412的 “否”)、且也没有进入比较分析模式或整体分析模式(S414的“否”且S416 的“否”),则根据用户的操作,重复详细分析处理(S410)。

当从整体分析模式进入了比较分析模式(S406的“是”),或者,从详 细分析模式进入了比较分析模式(S414的“是”)时,处理部20进行比较 分析而生成比较分析信息,并将生成的比较分析信息作为跑步后输出信息 发送至报告装置3或其它信息设备(S420)。例如,当用户进行了包含在 图35所示的整体分析画面410中的比较分析按钮418的选择操作(按下 操作)时,从整体分析模式进入比较分析模式。并且,例如,当用户进行 了包含在图37所示的详细分析画面430中的比较分析按钮438的选择操 作(按下操作)时,从详细分析模式进入比较分析模式。

在比较分析模式中,处理部20在接收到跑步分析结束指令时(S422 的“是”),结束跑步分析处理,如果未接收到跑步分析结束指令(S422的 “否”)、且也没有进入整体分析模式或详细分析模式(S424的“否”且S426 的“否”),则根据用户的操作,重复比较分析处理(S420)。

如果从详细分析模式进入了整体分析模式(S416的“是”),或者,从 比较分析模式进入了整体分析模式(S424的“是”),则处理部20进行S400 的整体分析处理。例如,当用户进行了包含在图37所示的详细分析画面 430中的整体分析按钮437的选择操作(按下操作)时,从详细分析模式 进入整体分析模式。并且,例如,当用户进行了包含在图40所示的比较 分析画面460中的整体分析按钮467的选择操作(按下操作)时,从比较 分析模式进入整体分析模式。

如果从比较分析模式进入了详细分析模式(S426的“是”),则处理部 20进行S410的详细分析处理。例如,当用户进行了包含在图40所示的 比较分析画面460中的详细分析按钮468的选择操作(按下操作)时,从 比较分析模式进入详细分析模式。

1-13.效果

在第一实施方式中,运动解析装置2使用惯性计测单元10的检测结 果,以用户跑步中的运动的着地、中间步态、离地(蹬地)等特征点为基 准,算出易提取用户跑步过程中的身体移动方式倾向的接地时间、冲击时 间、第一解析信息的一部分项目。进而,在第一实施方式中,运动解析装 置2算出第一解析信息的其它项目、第二解析信息的各项目、各项目的左 右差率而生成各种运动信息,并向用户提示使用这些运动信息而生成的跑 步中输出信息、跑步后输出信息。因此,根据第一实施方式,能够帮助提 高用户的跑步成绩。

尤其是,在第一实施方式中,运动解析装置2使用在用户跑步中的特 征点上的惯性计测单元10的检测结果、两个特征点之间的惯性计测单元 10的检测结果,生成反映了特征点上的用户的身体状态、两个特征点之间 的用户的身体移动方式、且对于提高用户跑步成绩是有效的运动信息并提 示给用户。因此,根据第一实施方式,用户能够确认提示的信息,并能高 效地提高跑步成绩。

并且,在第一实施方式中,运动解析装置2组合第一解析信息的多个 项目而生成反映了用户跑步中的身体移动方式且对于用户来说易于掌握 跑步状态的第二解析信息的各项目(能量效率、能量损失、对身体的负担) 并提示给用户。因此,根据第一实施方式,用户能够在知道是不是有效率 的跑步方式、或者,受伤的风险是否低等的同时,继续跑步,或者,在跑 步后进行确认。

并且,在第一实施方式中,运动解析装置2针对输入信息、第一解析 信息、第二解析信息的各项目算出左右差率,并提示给用户。因此,根据 第一实施方式,用户可以知道受伤的风险性,并探讨用于改善左右平衡的 训练。

并且,在第一实施方式中,运动解析装置2在用户的跑步过程中或者 在结束跑步之后生成对应于用户的跑步状态的各种评价及/或建议相关的 信息,并提示给用户。因此,根据第一实施方式,用户能够迅速且正确地 认识到自身跑步方式的优缺点,能够高效地提高跑步成绩。

在第一实施方式中,运动解析装置2在用户的跑步过程中根据跑步状 态向用户提示基于满足规定条件的运动信息而生成的信息,因此,用户易 于在跑步过程中活用所提示的信息。并且,运动解析装置2在用户结束跑 步之后向用户提示基于在用户的跑步过程中生成的部分运动信息的信息, 由此,用户易于在结束跑步之后活用所提示的信息。因此,根据第一实施 方式,能够帮助提高用户的跑步成绩。

并且,在第一实施方式中,运动解析装置2在用户的跑步过程中向用 户提示跑步状态好的项目或者跑步状态差的项目。因此,根据第一实施方 式,用户能够在边认识到自身跑步方式的优点或缺点的同时,边进行跑步。

并且,根据本实施方式,运动解析装置2在结束跑步之后还提示在用 户的跑步过程中未提示的信息,因此,能够帮助提高用户的跑步成绩。

并且,根据第一实施方式,运动解析装置2在结束跑步之后还提示在 用户的跑步过程中已提示过的信息,因此,用户可以在跑步之后认识到在 跑步过程中没能认识到的跑步状态。因此,能够帮助提高用户的跑步成绩。

2.第二实施方式

在第二实施方式中,对与第一实施方式相同的构成标注相同的符号, 并省略或简化其说明,对与第一实施方式不同的内容进行详细说明。

2-1.运动解析系统的构成

下面,以解析用户跑步(也包括步行)时的运动的运动解析系统为例 进行说明,但第二实施方式的运动解析系统同样地也能够应用于解析跑步 以外的运动的运动解析系统。图46是示出第二实施方式的运动解析系统1 的构成例的图。如图46所示,第二实施方式的运动解析系统1构成为包 括运动解析装置2、报告装置3以及信息分析装置4。运动解析装置2是 解析用户跑步中的运动的装置,报告装置3是向用户报告跑步中的运动状 态、跑步结果的信息的装置。信息分析装置4是在用户的跑步结束后分析 跑步结果并进行提示的装置。在第二实施方式中,也与第一实施方式同样, 如图1所示,运动解析装置2内置有惯性计测单元(IMU:Inertial MeasurementUnit)10,在用户处于静止的状态下以惯性计测单元(IMU) 10的一个检测轴(下面设为z轴)与重力加速度方向(垂直向下)大致一 致的方式佩戴于用户的躯体部分(例如右腰、左腰、或腰的中央部)。另 外,报告装置3是手腕型(手表型)的便携信息设备,佩戴于用户的手腕 等。不过,报告装置3也可以是头戴式显示器(HMD:HeadMountDisplay)、 智能手机等便携信息设备。

用户在跑步开始时操作报告装置3来指示运动解析装置2开始计测 (惯性导航运算处理及运动解析处理),在跑步结束时操作报告装置3来 指示运动解析装置2结束计测。报告装置3根据用户的操作,将指示计测 开始、结束的指令发送到运动解析装置2。

运动解析装置2在接收到计测开始的指令时,开始惯性计测单元 (IMU)10的计测,并使用计测结果计算作为与用户的跑步能力(运动能 力的一例)相关的指标的各种运动指标的值,以生成包括各种运动指标的 值的运动解析信息作为用户的跑步运动的解析结果的信息。运动解析装置 2使用所生成的运动解析信息生成在用户的跑步中输出的信息(跑步中输 出信息),并发送到报告装置3。报告装置3从运动解析装置2接收跑步中 输出信息,并将跑步中输出信息中所包含的各种运动指标的值与事先设好 的各目标值相比较,主要通过声音、振动来向用户报告各运动指标的好坏。 由此,用户能够在认识到各运动指标的好坏的同时进行跑步。

另外,运动解析装置2在接收到计测结束的指令时,结束惯性计测单 元(IMU)10的计测,生成用户的跑步结果的信息(跑步结果信息:跑步 距离、跑步速度),并发送到报告装置3。报告装置3从运动解析装置2 接收跑步结果信息,并将跑步结果的信息作为字符、图像报告给用户。由 此,用户能够在跑步结束后马上知道跑步结果的信息。或者,报告装置3 也可以基于跑步中输出信息生成跑步结果信息,并以字符、图像的方式报 告给用户。

需要说明的是,运动解析装置2与报告装置3之间的数据通信既可以 是无线通信,也可以是有线通信。

另外,如图46所示,在本实施方式中,运动解析系统1构成为包括 与因特网、LAN(LocalAreaNetwork:局域网)等网络连接了的服务器5。 信息分析装置4例如是个人计算机、智能手机等信息设备,其可经由网络 而与服务器5进行数据通信。信息分析装置4从运动解析装置2取得用户 在之前跑步中的运动解析信息,并经由网络发送到服务器5。不过,既可 以是与信息分析装置4不同的装置从运动解析装置2取得运动解析信息而 发送到服务器5,也可以是运动解析装置2将运动解析信息直接发送到服 务器5。服务器5接收该运动解析信息并保存到在存储部(未图示)中构 建的数据库中。

信息分析装置4经由网络而从服务器5的数据库取得用户的运动解析 信息来分析用户的跑步能力,并使显示部(图46中未示出)显示分析结 果的信息。根据信息分析装置4的显示部上所显示的分析信息,可评价用 户的跑步能力。

关于运动解析系统1,可以运动解析装置2、报告装置3和信息分析 装置4独立地设置、或者运动解析装置2与报告装置3一体地设置而信息 分析装置4独立地设置、或者报告装置3与信息分析装置4一体地设置而 运动解析装置2独立地设置、或者运动解析装置2与信息分析装置4一体 地设置而报告装置3独立地设置、或者运动解析装置2、报告装置3与信 息分析装置4一体地设置。运动解析装置2、报告装置3和信息分析装置 4可以是任意的组合。

2-2.坐标系

与第一实施方式的“1-2.坐标系”同样地定义在以下的说明中所需的 坐标系。

2-3.运动解析装置

2-3-1.运动解析装置的构成

图47是示出第二实施方式中的运动解析装置2的构成例的功能框图。 如图47所示,与第一实施方式同样,第二实施方式中的运动解析装置2 构成为包括惯性计测单元(IMU)10、处理部20、存储部30、通信部40、 GPS单元50以及地磁传感器60。不过,本实施方式的运动解析装置2也 可以删除或者变更这些构成成分中的部分、或者追加其它构成成分而构 成。

惯性计测单元(IMU)10的功能及构成与第一实施方式(图2)相同, 故省略其说明。并且,GPS单元50及地磁传感器60的功能也与第一实施 方式相同,故省略其说明。

通信部40与报告装置3的通信部140(参照图62)、信息分析装置4 的通信部540(参照图65)之间进行数据通信,并进行接收从报告装置3 的通信部140发送的指令(计测开始/计测结束的指令等)而将其送到处理 部20的处理、取得处理部20所生成的跑步中输出信息、跑步结果信息而 发送到报告装置3的通信部140的处理、从信息分析装置4的通信部540 接收运动解析信息的发送请求指令而送到处理部20并从处理部20取得该 运动解析信息而发送到信息分析装置4的通信部540的处理等。

处理部20例如由CPU、DSP、ASIC等构成,依照存储部30(记录 介质)中存储的各种程序进行各种运算处理、控制处理。特别是,处理部 20在经由通信部40而从报告装置3收到计测开始的指令时,则从惯性计 测单元10、GPS单元50以及地磁传感器60分别取得感测数据、GPS数 据以及地磁数据,并使用这些数据算出用户的速度、位置、躯体的姿势角 等,直到收到计测结束的指令。另外,处理部20使用算出的这些信息来 进行各种运算处理,以解析用户的运动并生成各种运动解析信息,并将其 存储于存储部30。另外,处理部20进行使用所生成的运动解析信息来生 成跑步中输出信息、跑步结果信息并送到通信部40的处理。

另外,处理部20在经由通信部40而从信息分析装置4收到运动解析 信息的发送请求指令时,则进行从存储部30读出由发送请求指令所指定 的运动解析信息并经由通信部40发送到信息分析装置4的通信部540的 处理。

存储部30例如由ROM或闪速ROM、硬盘或存储卡等存储程序、数 据的记录介质、作为处理部20的工作区域的RAM等构成。在存储部30 (任一记录介质)中存储有由处理部20读出并用于执行运动解析处理(参 照图56)的运动解析程序300。运动解析程序300包括用于执行惯性导航 运算处理(参照图42)的惯性导航运算程序302、用于执行运动解析信息 生成处理(参照图58)的运动解析信息生成程序304作为子程序。

并且,与第一实施方式同样,在存储部30中存储感测数据表310、 GPS数据表320、地磁数据表330、算出数据表340以及运动解析信息350 等。感测数据表310、GPS数据表320、地磁数据表330以及算出数据表 340的构成与第一实施方式(图3~图6)相同,因此,省略其图示及其说 明。

运动解析信息350是有关用户的运动的各种信息,包括:由处理部 20生成的输入信息351的各项目、基本信息352的各项目、第一解析信息 353的各项目、第二解析信息354的各项目、左右差率355的各项目等。

2-3-2.处理部的功能构成

图48是示出第二实施方式中的运动解析装置2的处理部20的构成例 的功能框图。与第一实施方式同样,在第二实施方式中,处理部20通过 执行存储在存储部30中的运动解析程序300而作为惯性导航运算部22及 运动解析部24发挥功能。但是,处理部20也可以经由网络等而接收存储 在任意的存储装置(记录介质)中的运动解析程序300来加以执行。

与第一实施方式同样,惯性导航运算部22(运算部的一例)使用感 测数据(惯性计测单元10的检测结果)、GPS数据(GPS单元50的检测 结果)以及地磁数据(地磁传感器60的检测结果)进行惯性导航运算, 算出加速度、角速度、速度、位置、姿势角、距离、跨距以及跑步步频, 并输出包括这些算出结果的运算数据(用户的运动信息的一例)。惯性导 航运算部22输出的运算数据按照时刻顺序存储在存储部30中。

运动解析部24使用惯性导航运算部22输出的运算数据(存储在存储 部30中的运算数据)来解析用户跑步中的运动,并生成作为解析结果信 息的运动解析信息(输入信息、基本信息、第一解析信息、第二解析信息、 左右差率等)。运动解析部24生成的运动解析信息在用户的跑步过程中按 时刻顺序存储到存储部30。

另外,运动解析部24使用所生成的运动解析信息来生成跑步中输出 信息,跑步中输出信息是在用户的跑步过程中(具体地说,从惯性计测单 元10开始计测起直到结束的期间)输出的信息。运动解析部24生成的跑 步中输出信息经由通信部40发送到报告装置3。

另外,运动解析部24使用在跑步过程中生成的运动解析信息,在用 户的跑步结束时(具体地说,在惯性计测单元10的计测结束时)生成跑 步结果的信息、即跑步结果信息。运动解析部24生成的跑步结果信息经 由通信部40发送到报告装置3。

2-3-3.惯性导航运算部的功能构成

第二实施方式中的惯性导航运算部22的构成例与第一实施方式(图 8)相同,故省略其图示。与第一实施方式同样,在第二实施方式中,惯 性导航运算部22也包括偏压去除部210、积分处理部220、误差推算部230、 跑步处理部240以及坐标转换部250,它们各自的功能与第一实施方式相 同,故省略其说明。

2-3-4.运动解析部的功能构成

图49是示出运动解析部24的构成例的功能框图。在本实施方式中, 运动解析部24包括:特征点检测部260、接地时间/冲击时间算出部262、 基本信息生成部272、第一解析信息生成部273、第二解析信息生成部274、 左右差率算出部275以及输出信息生成部276。不过,本实施方式的运动 解析部24也可以删除或者变更这些构成成分中的一部分而构成、或者增 加其它构成成分而构成。

特征点检测部260、接地时间/冲击时间算出部262以及基本信息生成 部272的各功能与第一实施方式相同,故省略其说明。与第一实施方式同 样,在本实施方式中,由基本信息生成部272生成的基本信息包括跑步步 频、跨距、跑步速度、海拔、跑步距离以及跑步时间(跑圈时间)的各项 目。

第一解析信息生成部273进行使用输入信息并以特征点检测部260 检测到特征点的时机为基准来解析用户的运动并生成第一解析信息的处 理。

其中,与第一实施方式同样,输入信息包括前进方向加速度、前进方 向速度、前进方向距离、上下方向加速度、上下方向速度、上下方向距离、 左右方向加速度、左右方向速度、左右方向距离、姿势角(侧倾角、俯仰 角、偏航角)、角速度(侧倾方向、俯仰方向、偏航方向)、跑步步频、跨 距、接地时间、冲击时间以及体重的各项目。

并且,与第一实施方式同样,第一解析信息包括着地时制动量(着地 时制动量1、着地时制动量2)、正下方着地率(正下方着地率1、正下方 着地率2、正下方着地率3)、推进力(推进力1、推进力2)、推进效率(推 进效率1、推进效率2、推进效率3、推进效率4)、能量消耗量、着地冲 击、跑步能力、前倾角以及时机一致度的各项目,还包括拖腿的项目。

并且,第一解析信息生成部273分用户身体的左右地算出第一解析信 息的各项目的值。具体地说,第一解析信息生成部273根据特征点检测部 260是检测出右脚的跑步周期中的特征点、还是检测出左脚的跑步周期中 的特征点来区分右脚的跑步周期和左脚的跑步周期地算出第一解析信息 中包含的各项目。另外,第一解析信息生成部273还针对第一解析信息中 包含的各项目算出左右的平均值或合计值。

尤其是,在本实施方式中,第一解析信息生成部273包括摆动腿信息 生成部277。摆动腿信息生成部277进行使用运算数据生成用户的脚接地 的期间的摆动腿相关信息的处理。摆动腿相关信息例如既可以是摆动腿的 规定部位(例如大腿骨)与水平面或垂直平面所成的角度的信息,也可以 是摆动腿的规定部位(例如膝盖)与水平面之间的距离(高度)的信息。 摆动腿信息生成部277也可以使用由特征点检测部260检测的、对应于用 户的脚接地期间的规定状态的特征点的检测结果,计算用户的脚在该规定 状态时的摆动腿的角度(大腿骨的角度)。

下面,在本实施方式中,以用户的脚接地期间的规定状态时是指用户 的脚着地时(刚着地后)、摆动腿相关信息是指摆动腿的大腿骨与水平面 或垂直平面所成的角度(下面简称为“大腿骨的角度”)为例进行说明。即、 摆动腿信息生成部277进行计算用户的脚已着地时(着地时)的摆动腿的 角度(大腿骨的角度)的处理。而且,第一解析信息生成部273将由摆动 腿信息生成部277算出的着地时的摆动腿的角度的值作为包含在第一解析 信息中的“拖腿”的值。

例如,摆动腿信息生成部277也可以利用包含在运算数据中的m坐 标系的姿势角(侧倾角、俯仰角、偏航角)的信息计算着地时的摆动腿的 角度。具体地,摆动腿信息生成部277计算与着地时的摆动腿的角度相关 (有相关性)的指标的值,使用该指标的值推算着地时的摆动腿的角度。

例如,与着地时的摆动腿的角度相关的指标可以是用户躯体的姿势角 满足规定条件时的时间与着地时的时间之差。例如,也可以是姿势角为偏 航角,而姿势角满足规定条件时是指,在从用户的右脚着地起至离地为止 的期间偏航角变为最大时、或者在从用户的左脚着地起至离地为止的期间 偏航角变为最小时。即、与着地时的摆动腿的角度相关的指标也可以是在 从用户的右脚或者左脚着地起至离地为止的期间用户躯体的偏航角变成 最大或最小时的时间与右脚或者左脚的着地时的时间之差(下面,将该指 标称为第一指标)。换言之,第一指标是用户的腰朝偏航方向最大限度旋 转时(开始下一步动作时)的时间与着地时的时间之差,当第一指标的值 大时,从着地起至开始下一步的动作为止的时间长,说明收回腿需要花费 时间,发生了拖腿的现象。

图50是示出用户腰的偏航角随时间变化的情况的一例图表,横轴是 时间,纵轴是偏航角。图50中,在从左脚的着地时刻t0起至离地时刻t2为止的期间偏航角变为最小值的时刻t1与左脚的着地时刻t0之差的时间T 相当于第一指标。在本实施方式中,惯性计测单元(IMU)10佩戴于用户 的躯体部分(例如,右腰、左腰、或者腰的中央部),因此,在步行周期 中用户腰的偏航角变成最大或者最小的时机与m坐标系的偏航角变成最 大或者最小的时机大致一致。因此,摆动腿信息生成部277取得由特征点 检测部260检测的右脚(或者左脚)的着地时的计测时刻、和在从右脚(或 者左脚)着地起到离地为止的期间m坐标系的偏航角变为最大值(或最小 值)时的计测时刻,计算该两个计测时刻之差,将其作为第一指标的值。

图51是绘制了第一指标的值与着地时的摆动腿的大腿骨的角度(大 腿骨与垂直平面所成的角度)的多个关系的图,横轴是第一指标(单位: 秒),纵轴是大腿骨的角度(单位:度)。如图51所示,着地时的摆动腿 的大腿骨的角度与第一指标值具有高的相关性。因此,摆动腿信息生成部 277通过将第一指标的值代入由对这些标示(プロット)进行最小平方近 似(最小二乗近似)所得的图中的直线表示的相关式中,从而可以推算(计 算)着地时的摆动腿的大腿骨的角度。

并且,例如,与着地时的摆动腿的角度相关的指标可以是用户躯体的 姿势角满足规定条件时的该姿势角的值与着地时的该姿势角的值之差。例 如,也可以是姿势角为偏航角,而姿势角满足规定条件时是指,在从用户 的右脚着地起至离地为止的期间偏航角变为最大时、或者在从用户的左脚 着地起至离地为止的期间偏航角变为最小时。即、与着地时的摆动腿的角 度相关的指标也可以是在从用户的右脚或者左脚着地起至离地为止的期 间用户躯体的偏航角变成最大或者最小时的该偏航角的值与右脚或者左 脚的着地时的该偏航角的值之差(下面,将该指标称为第二指标)。换言 之,第二指标是用户的腰朝偏航方向最大限度旋转时(开始下一步动作时) 的偏航角的值与着地时的偏航角的值之差,当第二指标的值大时,偏航角 从着地起至开始下一步的动作为止变化大,说明着地后收回腿的动作大, 发生了拖腿的现象。

图52是示出用户腰的偏航角随时间变化的情况的一例图表,横轴是 时间,纵轴是偏航角。图52中,在从左脚的着地时刻t0起至离地时刻t2为止的期间偏航角变为极小值(最小值)的时刻t1时的偏航角与左脚的着 地时刻t0时的偏航角之差的角度α相当于第二指标。因此,摆动腿信息生 成部277可以取得由特征点检测部260检测的右脚(或者左脚)的着地时 的m坐标系的偏航角、和在从右脚(或者左脚)着地起至离地为止的期间 的m坐标系的偏航角的最大值(或最小值)来计算该两个偏航角之差作为 第二指标的值。

图53是绘制了第二指标的值与着地时的摆动腿的大腿骨的角度(大 腿骨与垂直平面所成的角度)的多个关系的图,横轴是第二指标(单位: 度),纵轴是大腿骨的角度(单位:度)。如图53所示,着地时的摆动腿 的大腿骨的角度与第二指标值具有高的相关性。因此,摆动腿信息生成部 277通过将第二指标的值代入由对这些标示(プロット)进行最小平方近 似所得的图中的直线表示的相关式中,从而可以推算(计算)着地时的摆 动腿的大腿骨的角度。

并且,例如,与着地时的摆动腿的角度相关的指标可以是着地时的用 户躯体的姿势角。例如,与着地时的摆动腿的角度相关的指标也可以是用 户的右脚或者左脚已着地时的用户躯体的俯仰角(下面,将该指标称为第 三指标)。如图54所示,用户躯体的俯仰角(第三指标)例如是用户躯体 与垂直平面所成的角度,当用户是前倾姿势时为正的值,是直立姿势时为 零,是后倾姿势时为负的值。当腿在后方的较高位置时,身体会前倾,因 此,俯仰角变大。因此,当第三指标的值大时,发生了拖腿现象。因此, 摆动腿信息生成部277可以取得特征点检测部260检测的、右脚(或者左 脚)的着地时的m坐标系的俯仰角,并转换成如图54那样的方式,将其 作为第三指标的值。

图55是绘制了第三指标的值与着地时的摆动腿的大腿骨的角度(大 腿骨与垂直平面所成的角度)的多个关系的图,横轴是第三指标(单位: 度),纵轴是大腿骨的角度(单位:度)。如图55所示,着地时的摆动腿 的大腿骨的角度与第三指标值具有高的相关性。因此,摆动腿信息生成部 277通过将第三指标的值代入由对这些标示(プロット)进行最小平方近 似所得的图中的直线表示的相关式中,从而可以推算(计算)着地时的摆 动腿的大腿骨的角度。

返回图49,第二解析信息生成部274进行使用第一解析信息生成部 273所生成的第一解析信息来生成第二解析信息的处理。其中,与第一实 施方式同样,第二解析信息包括能量损失、能量效率以及对身体的负担各 项目。第二解析信息生成部274分右脚的跑步周期和左脚的跑步周期地算 出第二解析信息的各项目的值。并且,第二解析信息生成部274还针对第 二解析信息中包含的各项目算出左右的平均值或合计值。

左右差率算出部275针对输入信息中包含的跑步步频、跨距、接地时 间和冲击时间、第一解析信息的全部项目以及第二解析信息的全部项目, 进行分别使用右脚的跑步周期中的值与左脚的跑步周期中的值来算出作 为表示用户身体的左右平衡的指标的左右差率的处理。

输出信息生成部276进行使用基本信息、输入信息、第一解析信息、 第二解析信息、左右差率等来生成在用户的跑步过程中输出的信息、即跑 步中输出信息的处理。输入信息中包含的“跑步步频”、“跨距”、“接地时 间”和“冲击时间”、第一解析信息的全部项目、第二解析信息的全部项 目、以及左右差率是在用户的跑步技术评价中所使用的运动指标,跑步中 输出信息包括这些运动指标中的一部分或全部的值的信息。跑步中输出信 息所包含的运动指标既可以预先确定,也可以允许用户操作报告装置3来 进行选择。另外,跑步中输出信息也可以包括基本信息中所包含的跑步速 度、海拔、跑步距离和跑步时间(跑圈时间)中的一部分或全部。

并且,输出信息生成部276使用基本信息、输入信息、第一解析信息、 第二解析信息、左右差率等生成用户的跑步结果的信息、即跑步结果信息。 例如,输出信息生成部276也可以生成包括用户跑步过程中(惯性计测单 元10的计测中)的各运动指标的平均值的信息等的跑步结果信息。另外, 跑步结果信息也可以包括跑步速度、海拔、跑步距离和跑步时间(跑圈时 间)中的一部分或全部。

输出信息生成部276经由通信部40,在用户的跑步过程中,将跑步 中输出信息发送给报告装置3,在用户的跑步结束时,将跑步结果信息发 送给报告装置3。

2-3-5.输入信息

关于输入信息的各项目的详细内容,在第一实施方式中已进行过说 明,因此,在此省略说明。

2-3-6.第一解析信息

关于由第一解析信息生成部273算出的第一解析信息的各项目中的 除“拖腿”以外的其它各项目的详细内容,在第一实施方式中已进行过说 明,因此,在此省略说明。

[拖腿]

拖腿是表示蹬地的腿在下次着地的时间点该腿(摆动腿)处于后方的 程度的运动指标。如上所述,拖腿作为用户已着地时的摆动腿的角度(大 腿骨的角度)而被计算。例如,可计算与拖腿(摆动腿的角度)相关的指 标,根据该指标,使用预先求出的相关式来推算用户的腿接地时的摆动腿 的角度(大腿骨的角度)。

2-3-7.第二解析信息

关于由第二解析信息生成部274算出的第二解析信息的各项目的详 细内容,因在第一实施方式中已进行过说明,故在此省略说明。

2-3-8.左右差率(左右平衡)

左右差率是针对跑步步频、跨距、接地时间、冲击时间、第一解析信 息的各项目以及第二解析信息的各项目,表示在身体左右间能观察到多大 程度的差异的运动指标,设为表示左脚相对于右脚有多大程度的差异。按 左右差率=(左脚的数值/右脚的数值×100)(%)来进行计算,数值是跑步 步频、跨距、接地时间、冲击时间、制动量、推进力、正下方着地率、推 进效率、速度、加速度、移动距离、前倾角、腰的转动角、腰的转动角速 度、向左右的倾斜量、冲击时间、跑步能力、能量消耗量、能量损失、能 量效率、着地冲击、对身体的负担的各数值。另外,左右差率还包括各数 值的平均值、方差。

2-3-9.处理的步骤

图56是示出由第二实施方式中的运动解析装置2的处理部20进行的 运动解析处理步骤的一例的流程图。动解析装置2(计算机的一例)的处 理部20通过执行存储部30中所存储的运动解析程序300而例如按照图56 的流程图的步骤执行运动解析处理。

如图56所示,处理部20待机,直到接收到计测开始的指令(S10的 “否”),在接收到计测开始的指令的情况下(S10的“是”),首先,假设用 户处于静止,使用惯性计测单元10计测到的感测数据、以及GPS数据, 计算初始姿势、初始位置、初始偏差(S20)。

接下来,处理部20从惯性计测单元10取得感测数据,并将取得的感 测数据添加到感测数据表310(S30)。

接下来,处理部20进行惯性导航运算处理,生成包括各种信息的运 算数据(S40)。该惯性导航运算处理步骤的详细内容与第一实施方式(图 42)相同,故省略图示及其说明。

接下来,处理部20使用在S40中生成的运算数据进行运动解析信息 生成处理,生成运动解析信息(S50)。该运动解析信息生成处理的步骤的 一个例子将在后面叙述。

接下来,处理部20使用在S50中生成的运动解析信息生成跑步中输 出信息,并发送到报告装置3(S60)。

然后,处理部20从取得前次感测数据起,每经过采样周期Δt(S70 的“是”)便重复进行S30之后的处理,直到接收到计测结束的指令(S70 的“否”以及S80的“否”)。

处理部20在接收到计测结束的指令时(S80的“是”),使用在S50中 生成的运动解析信息生成跑步结果信息,并发送到报告装置3(S90),结 束运动解析处理。

图57是示出第二实施方式中的跑步检测处理(图42的S120的处理) 步骤的一例的流程图。处理部20(跑步检测部242)例如按照图57的流 程图的步骤执行跑步检测处理。

如图57所示,处理部20对在图42的S100中校正过的加速度中包 含的z轴加速度进行低通滤波处理(S200),以去除噪声。

接下来,当在S200中进行了低通滤波处理的z轴加速度为阈值以上 且为极大值的情况下(S210的“是”),处理部20在该时机下检出跑步周期 (S220)。

接下来,处理部20判断在S220中检出的跑步周期是左右哪一个的 跑步周期,并设定左右脚标记(S230),结束跑步检测处理。如果z轴加 速度低于阈值或者不是极大值(S210的“否”),则处理部20不进行S220 之后的处理而结束跑步检测处理。

图58是示出第二实施方式中的运动解析信息生成处理(图56的S50 的处理)步骤的一例的流程图。处理部20(运动解析部24)通过执行存 储部30中存储的运动解析信息生成程序304而例如按照图58的流程图的 步骤执行运动解析信息生成处理。

如图58所示,首先,处理部20使用通过图56的S40的惯性导航运 算处理所生成的运算数据,算出基本信息的各项目(S300)。

接下来,处理部20使用运算数据,进行用户的跑步运动中的特征点 (着地、中间步态、离地等)的检测处理(S310)。

接下来,处理部20基于在S310的处理中检测到特征点的时机,算 出接地时间以及冲击时间(S320)。

接下来,处理部20进行拖腿的计算处理(摆动腿的大腿骨的角度的 计算处理)(S330)。在后面说明该拖腿的计算处理步骤的一例。

接下来,处理部20将运算数据的一部分以及在S320中生成的接地 时间以及冲击时间作为输入信息,算出第一解析信息的其它项目(S340)。

接下来,处理部20使用第一解析信息,算出第二解析信息的各项目 (S350)。

接下来,处理部20针对输入信息的各项目、第一解析信息的各项目 以及第二解析信息的各项目算出左右差率(S360)。

处理部20对在S300~S360中算出的各信息附加当前的计测时刻并 存储于存储部30(S370),结束运动解析信息生成处理。

图59是示出拖腿的指标值的计算处理(摆动腿的大腿骨的角度的计 算处理)(图58的S330的处理)步骤的一例的流程图。图59是采用上述 第一指标作为与着地时的摆动腿的角度相关的指标时的流程图。

如图59所示,当在图58的S310处理中检测到右脚的着地时(S400 的“是”),处理部20取得右脚着地时的计测时刻(S402),并开启右脚接 地标记(S404)。当没有检测到右脚的着地时(S400的“否”),处理部20 不进行S402以及S404的处理。

接下来,当右脚接地标记为开启时(S406的“是”),处理部20判断 右脚接地标记开启之后偏航角是否为最大(S408),当偏航角为最大时 (S408的“是”),取得偏航角最大时的计测时刻(S410)。当偏航角不是最 大时(S408的“否”),处理部20不进行S410的处理。

接下来,当在图58的S310的处理中检测到右脚离地时(S412的 “是”),处理部20计算在S410新近取得的偏航角为最大时的计测时刻与 在S402新近取得的右脚着地时的计测时刻之差(S414),并将S414的计 算值代入相关式,算出右脚着地时的左腿(摆动腿)的大腿骨的角度 (S416)。然后,处理部20关闭右脚接地标记(S418),结束计算处理。

当没有检测到右脚的离地时(S412的“否”),处理部20不进行 S414~S418的处理而结束计算处理。

并且,当右脚接地标记为关闭时(S406的“否”),处理部20在图58 的S310的处理中检测到左脚着地时(S420的“是”),取得左脚着地时的计 测时刻(S422),并开启左脚接地标记(S424)。当没有检测到左脚着地时 (S420的“否”),处理部20不进行S422以及S424的处理。

接下来,当左脚接地标记为开启时(S426的“是”),处理部20判断 左脚接地标记开启之后偏航角是否为最小(S428),在偏航角为最小时 (S428的“是”),取得偏航角最小时的计测时刻(S430)。当偏航角不是最 小时(S428的“否”),处理部20不进行S430的处理。

接下来,当在图58的S310的处理中检测到左脚离地时(S432的 “是”),处理部20计算在S430中新近取得的偏航角为最小时的计测时刻 与在S422中新近取得的左脚着地时的计测时刻之差(S434),并将S434 的计算值代入相关式,算出左脚着地时的右腿(摆动腿)的大腿骨的角度 (S436)。然后,处理部20关闭左脚接地标记(S438),结束计算处理。

当没有检测到左脚的离地时(S432的“否”),处理部20不进行 S434~S438的处理而结束计算处理。

图60是示出拖腿的指标值的计算处理(摆动腿的大腿骨的角度的计 算处理)(图58的S330的处理)步骤的另一例的流程图。图60是采用上 述第二指标作为与着地时的摆动腿的角度相关的指标时的流程图。

如图60所示,当在图58的S310处理中检测到右脚着地时(S440的 “是”),处理部20取得右脚着地时的偏航角的值(S442),并开启右脚接 地标记(S444)。当没有检测到右脚的着地时(S440的“否”),处理部20 不进行S442以及S444的处理。

接下来,当右脚接地标记为开启时(S446的“是”),处理部20判断 右脚接地标记开启之后偏航角是否最大(S448),当偏航角为最大时(S448 的“是”),取得偏航角的最大值(S450)。处理部20在偏航角不是最大时 (S448的“否”),不进行S450的处理。

接下来,在图58的S310的处理中检测到右脚的离地时(S452的 “是”),处理部20计算在S450中新近取得的偏航角的最大值与在S442中 新近取得的右脚着地时的偏航角的值之差(S454),并将S454的计算值代 入相关式,算出右脚着地时的左腿(摆动腿)的大腿骨的角度(S456)。 然后,处理部20关闭右脚接地标记(S458),结束计算处理。

处理部20在没有检测到右脚离地时(S452的“否”),不进行 S454~S458的处理而结束计算处理。

并且,当右脚接地标记为关闭时(S446的“否”),若在图58的S310 的处理中检测到左脚着地(S460的“是”),处理部20取得左脚着地时的偏 航角的值(S462),并开启左脚接地标记(S464)。处理部20在没有检测 到左脚的着地时(S460的“否”),不进行S462以及S464的处理。

接下来,在左脚接地标记为开启时(S466的“是”),处理部20判断 左脚接地标记开启之后偏航角是否为最小(S468),当偏航角为最小时 (S468的“是”),取得偏航角的最小值(S470)。处理部20在偏航角不是 最小时(S468的“否”),不进行S470的处理。

接下来,在图58的S310处理中检测到左脚离地时(S472的“是”), 处理部20计算在S470中新近取得的偏航角的最小值与在S462中新近取 得的左脚着地时的偏航角的值之差(S474),并将S474的计算值代入相关 式,算出左脚着地时的右腿(摆动腿)的大腿骨的角度(S476)。然后, 处理部20关闭左脚接地标记(S478),结束计算处理。

处理部20在没有检测到左脚的离地时(S472的“否”),不进行 S474~S478的处理而结束计算处理。

图61是示出拖腿的指标值的计算处理(摆动腿的大腿骨的角度的计 算处理)(图58的S330的处理)步骤的另一例的流程图。图61是采用上 述第三指标作为与着地时的摆动腿的角度相关的指标时的流程图。

如图61所示,处理部20在图58的S310的处理中检测到右脚的着 地时(S480的“是”),取得右脚着地时的俯仰角的值(S482)。然后,处理 部20将在S482中取得的右脚着地时的俯仰角的值代入相关式,算出右脚 着地时的左腿(摆动腿)的大腿骨的角度(S484),结束计算处理。

在没有检测到右脚的着地时(S480的“否”),若在图58的S310的处 理中检测到左脚的着地(S486的“是”),处理部20取得左脚着地时的俯仰 角的值(S488)。然后,处理部20将在S488中取得的左脚着地时的俯仰 角的值代入相关式,算出左脚着地时的右腿(摆动腿)的大腿骨的角度 (S490),结束计算处理。

处理部20在没有检测到左脚着地时(S486的“否”),不进行S488以 及S490的处理而结束计算处理。

2-4.报告装置

2-4-1.报告装置的构成

图62是示出第二实施方式中的报告装置3的构成例的功能框图。如 图62所示,与第一实施方式(图2)同样,第二实施方式中的报告装置3 构成为包括处理部120、存储部130、通信部140、操作部150、计时部160、 显示部170、声音输出部180、以及振动部190。不过,本实施方式的报告 装置3也可以采用删除或变更这些构成成分中的一部分的构成、或者追加 其它构成成分的构成。

存储部130、操作部150、计时部160、显示部170、声音输出部180 以及振动部190的各功能与第一实施方式相同,因此,省略其说明。

通信部140与运动解析装置2的通信部40(参照图47)之间进行数 据通信,并进行:从处理部120取得与操作数据相应的指令(计测开始/ 计测结束的指令等)并发送到运动解析装置2的通信部40的处理;以及 接收从运动解析装置2的通信部40发送来的跑步中输出信息、跑步结果 信息并送到处理部120的处理等。

处理部120例如由CPU、DSP、ASIC等构成,通过执行存储在存储 部130(记录介质)中的程序而进行各种运算处理、控制处理。例如,处 理部120进行:与从操作部150取得的操作数据相应的各种处理(将计测 开始/计测结束的指令发送到通信部140的处理、与操作数据相应的显示处 理、声音输出处理等);从通信部140取得跑步中输出信息并生成与运动 解析信息相应的文本数据、图像数据而送到显示部170的处理;生成与运 动解析信息相应的声音数据并送到声音输出部180的处理;以及生成与运 动解析信息相应的振动数据并送到振动部190的处理。另外,处理部120 还进行生成与从计时部160取得的时刻信息相应的时刻图像数据并送到显 示部170的处理等。

并且,在本实施方式中,处理部120例如在用户跑步之前(发送计测 开始指令之前),基于从操作部150接收到的操作数据,设定各运动指标 的目标值。并且,处理部120将包含在跑步中输出信息中的各运动指标的 值与各目标值进行比较,根据比较结果,生成用户跑步中的运动状态相关 信息,并通过声音输出部180、振动部190报告给用户。

例如,用户既可以操作操作部150,以自己之前跑步中的各运动指标 的值为基准设定目标值,也可以以同一跑步组中其他成员的各运动指标的 平均值等为基准设定目标值,也可以将崇拜的跑步者、当作目标的跑步者 的各运动指标的值设为目标值,还可以将通过目标时间的其他用户的各运 动指标的值设为目标值。

与目标值进行比较的运动指标既可以是跑步中输出信息所包含的全 部的运动指标,也可以只是预定的特定的运动指标,还可以允许用户操作 操作部150等来进行选择。

例如,如果有比目标值差的运动指标,则处理部120通过声音、振动 进行报告,并使显示部170显示比目标值差的运动指标的值。处理部120 既可以根据比目标值差的运动指标的种类而产生不同种类的声音、振动, 也可以对应每个运动指标,根据比目标值差的程度而改变声音、振动的种 类。在存在多个比目标值差的运动指标的情况下,处理部120也可以产生 与最差的运动指标相应的种类的声音、振动,并例如如图63的(A)所示, 使显示部170显示比目标值差的全部的运动指标的值与目标值的信息。

用户即使不看显示于显示部170的信息,也可以根据声音、振动的种 类掌握哪个运动指标最差、差到什么程度的同时,继续进行跑步。进而, 用户如果看到显示于显示部170的信息,则还能准确地知道比目标值差的 全部的运动指标的值与其目标值之差。

并且,也可以允许用户操作操作部150等而从要与目标值比较的运动 指标中选择作为产生声音、振动的对象的运动指标。在这种情况下,例如 也可以使显示部170显示比目标值差的全部运动指标的值与目标值的信 息。作为一个例子,当用户想在跑步时注意“拖腿”时,如果在跑步之前 只选择“拖腿”作为产生声音、振动的对象的运动指标,则可以根据有无 产生声音、振动来始终知道是否拖腿。

并且,也可以用户经由操作部150进行报告周期的设定(例如,设定 每隔1分钟产生5秒的声音、振动等),处理部120根据所设定的报告周 期向用户进行报告。

并且,在本实施方式中,处理部120经由通信部140取得从运动解析 装置2发送来的跑步结果信息,并将跑步结果信息显示于显示部170。例 如,如图63的(B)所示,处理部120将跑步结果信息中包含的、在用户 跑步中的各运动指标的平均值显示于显示部170。用户在跑步结束后(进 行了计测结束操作之后)看到显示部170则能够马上知道各运动指标的好 坏。例如,用户在跑步时注意了“拖腿”时,通过在刚结束跑步之后查看 显示部170上显示的跑步结果信息,从而能够立刻确认是否实现了改善拖 腿的跑步方式。

2-4-2.处理的步骤

图64是示出由处理部120进行的报告处理步骤的一例的流程图。处 理部120通过执行存储部130中存储的程序而例如按图64的流程图的步 骤执行报告处理。

如图64所示,处理部120首先基于来自操作部150的操作数据,取 得各运动指标的目标值(S500)。

接下来,处理部120进行待机,直到从操作部150取得计测开始的操 作数据(S510的“否”),在取得了计测开始的操作数据的情况下(S510的 “是”),经由通信部140,将计测开始的指令发送到运动解析装置2(S520)。

接下来,每当经由通信部140从运动解析装置2取得跑步中输出信息 (S530的“是”),处理部120便将所取得的跑步中输出信息中所包含的各 运动指标的值与在S500中取得的各目标值进行比较(S540),直到从操作 部150取得计测结束的操作数据(S570的“否”)。

在存在比目标值差的运动指标的情况下(S550的“是”),处理部120 生成比目标值差的运动指标的信息,并经由声音输出部180、振动部190 以及显示部170,以声音、振动、字符等方式报告用户(S560)。

另一方面,在不存在比目标值差的运动指标的情况下(S550的“否”), 处理部120不进行S560的处理。

然后,如果从操作部150取得计测结束的操作数据(S570的“是”), 则处理部120经由通信部140,从运动解析装置2取得跑步结果信息并使 其显示于显示部170(S580),并结束报告处理。

这样,用户能够根据在S550中报告的信息知道跑步状态的同时进行 跑步。另外,用户根据在S580中显示的信息,能够在跑步结束后立即知 道跑步结果。

2-5.信息分析装置

2-5-1.信息分析装置的构成

图65是示出信息分析装置4的构成例的功能框图。如图65所示,信 息分析装置4构成为包括处理部520、存储部530、通信部540、操作部 550、通信部560、显示部570以及声音输出部580。不过,本实施方式的 信息分析装置4也可以采用删除或变更这些构成成分中的一部分的构成、 或者追加其它构成成分的构成。

通信部540与运动解析装置2的通信部40(参照图47)之间进行数 据通信,进行从处理部520取得请求发送根据操作数据指定的运动解析信 息(作为注册对象的跑步数据中包含的运动解析信息)的发送请求指令并 将其发送给运动解析装置2的通信部40,然后从运动解析装置2的通信部 40接收该运动解析信息并送到处理部520的处理等。

通信部560与服务器5之间进行数据通信,进行:从处理部520取得 作为注册对象的跑步数据并将其发送给服务器5的处理(跑步数据的注册 处理);以及从处理部520取得与用户的注册、编辑、删除、跑步数据的 编辑、删除、替换等操作数据相应的管理信息并将其发送给服务器5的处 理等。

操作部550进行取得来自用户的操作数据(用户的注册、编辑、删除、 跑步数据的注册、编辑、删除、替换等操作数据、选择作为分析对象的用 户的操作数据等)并将其送到处理部520的处理。操作部550例如可以是 触摸面板型显示器、按钮、键、麦克风等。

显示部570将从处理部520送来的图像数据、文本数据显示为字符、 图表、表、动画、其它图像。显示部570例如通过LCD、有机EL显示器、 EPD等显示器实现,其也可以是触摸面板型显示器。需要说明的是,也可 以通过一个触摸面板型显示器实现操作部550和显示部570的功能。

声音输出部580将从处理部520送来的声音数据作为声音、蜂鸣声等 声音输出。声音输出部580例如通过扬声器、蜂鸣器等实现。

存储部530例如由ROM或闪速ROM、硬盘或存储卡等存储程序、 数据的记录介质、作为处理部520的工作区的RAM等构成。在存储部530 (任一记录介质)中存储有由处理部520读出并用于执行分析处理(参照 图66)的分析程序532。

处理部520例如由CPU、DSP、ASIC等构成,通过执行存储部530 (记录介质)中存储的各种程序而进行各种运算处理、控制处理。例如, 处理部520进行:将请求发送根据从操作部550取得的操作数据而指定的 运动解析信息的发送请求指令经由通信部540发送给运动解析装置2并经 由通信部540从运动解析装置2接收该运动解析信息的处理;以及根据从 操作部550取得的操作数据,生成包括从运动解析装置2接收到的运动解 析信息的跑步数据(作为注册对象的跑步数据),并经由通信部560将其 发送给服务器5的处理。另外,处理部520进行将与从操作部550取得的 操作数据相应的管理信息经由通信部560发送给服务器5的处理。另外, 处理部520进行将根据从操作部550取得的操作数据而选择的作为分析对 象的跑步数据的发送请求经由通信部560发送给服务器5并经由通信部 560从服务器5接收该作为分析对象的跑步数据的处理。另外,处理部520 进行对根据从操作部550取得的操作数据而选择的作为分析对象的用户的 跑步数据进行分析并生成作为分析结果信息的分析信息,并将其作为文本 数据、图像数据、声音数据等发送给显示部570、声音输出部580的处理。

特别是,在本实施方式中,处理部520通过执行存储部530中存储的 分析程序532而作为运动解析信息取得部522及分析信息生成部524发挥 功能。不过,处理部520也可以经由网络等接收存储在任意的存储装置(记 录介质)中的分析程序532来加以执行。

运动解析信息取得部522进行从服务器5的数据库(或者从运动解析 装置2)取得作为分析对象的用户的运动的解析结果的信息、即运动解析 信息(运动解析装置2生成的运动解析信息)的处理。运动解析信息取得 部522所取得的运动解析信息被存储在存储部530中。在本实施方式中, 由运动解析信息取得部522取得的运动解析信息包括各种运动指标(包括 上述的“拖腿”的各种运动指标)的值。

分析信息生成部524进行使用运动解析信息取得部522所取得的运动 解析信息来生成作为分析对象的用户的跑步能力相关的分析信息的处理。 分析信息生成部524例如也可以使用在从操作部550取得的操作数据中选 择了的期间内的作为分析对象的用户的运动解析信息来生成分析信息。

分析信息生成部524也可以生成能够比较作为分析对象的用户进行 了跑步的每个日期的跑步能力的分析信息。例如,当用户在7月1日、7 月8日、7月15日进行了三次跑步时,可以生成能够在7月1日、7月8 日、7月15日各自间比较用户的跑步能力的分析信息。

并且,分析信息生成部524也可以使用注册在服务器5的数据库中的、 包括作为分析对象的用户在内的多个用户的跑步数据(运动解析信息)中 各自包含的运动指标的值来生成能够相对地评价作为分析对象的用户的 跑步能力的分析信息。例如,该多个用户也可以是从操作部550取得的操 作数据中选择了的用户。例如,既可以将该多个用户的运动指标值中的最 高的指标值设为10、最低的指标值设为0,分析信息生成部524将作为分 析对象的用户的运动指标值转换为0~10的值来生成包括转换后的运动指 标值的信息的分析信息,也可以使用该多个用户的运动指标值来计算作为 分析对象的用户的运动指标值的偏差值,从而生成包括该偏差值的信息的 分析信息。

处理部520使用由分析信息生成部524生成的分析信息,生成文本、 图像等显示数据、声音等声音数据,并输出至显示部570、声音输出部580。 由此,从显示部570、声音输出部580提示作为分析对象的多个用户的分 析结果。

2-5-2.处理步骤

图66是示出由处理部520进行的分析处理步骤的一例的流程图。处 理部520通过执行存储部530中存储的分析程序532而例如按照图66的 流程图的步骤执行分析处理。

首先,处理部520在取得指定分析对象的操作数据之前进行待机 (S600的“否”),在取得了指定分析对象的操作数据时(S600的“是”), 通过通信部560从服务器5的数据库取得在该操作数据中指定的用户(作 为分析对象的用户)的指定期间(作为分析对象的期间)内的运动解析信 息(具体地,跑步数据),并存储在存储部530中(S610)。

接下来,处理部520使用在S610中取得的运动解析信息(跑步数据), 生成指定的用户(作为分析对象的用户)的指定期间(作为分析对象的期 间)内的跑步能力的分析信息,并显示在显示部570(S620)。

接下来,处理部520如果未取得变更分析对象的操作数据或者结束分 析的操作数据(S630的“否”且S640的“否”),则进行S620的处理。

处理部520在取得了变更分析对象的操作数据时(S630的“是”),再 次进行S610以及S620的处理,当取得了结束分析的操作数据时(S640 的“是”),结束分析处理。

图67是示出显示部570上显示的一例分析信息的示意图。在图67 的例子中,显示部570上显示的分析信息包括:将作为分析对象的用户的 作为分析对象的期间的跑步中的五个运动指标(正下方着地、推进效率、 拖腿、着地时制动量、着地冲击)的平均值与所选择的多个用户的平均值 进行比较来相对地评价的雷达图。例如,当用户通过操作部550设自己为 作为分析对象的用户并选择了多个用户,并且,选择了作为分析对象的期 间时,处理部520从服务器5的数据库取得被选择的多个用户在所选择的 期间进行了的所有跑步中的运动解析信息(各运动指标的值)。而且,处 理部520计算各用户的各运动指标的平均值,对于各运动指标,将该多个 用户中的最高值设为10、最低值设为0,将作为分析对象的用户的值转换 为相对评价的值,生成图67所示的雷达图。用户根据图67所示的分析信 息,能够相对评价所选择的多个用户(例如,跑步组成员)中自身的跑步 能力。例如,在图67的例子中,可以得知“拖腿”和“正下方着地”较 差(是弱点),因此,在下次的跑步中,通过注意改善这些运动指标,从 而能够期待跑步结果的提高。

2-6.効果

根据第二实施方式,惯性计测单元10可通过三轴的加速度传感器12 和三轴的角速度传感器14检测用户躯体的细微移动,从而运动解析装置2 能够在用户的跑步过程中使用惯性计测单元10的检测结果进行惯性导航 运算,并使用该惯性导航运算的结果高精度地计算拖腿的指标值(着地时 的摆动腿的角度)。

尤其是,根据第二实施方式,运动解析装置2计算利用用户腰的偏航 角、躯体的俯仰角的与拖腿的指标值(着地时的摆动腿的角度)具有高相 关性的指标值,通过将该有相关性的指标值代入事先确定的相关式,从而, 可以使用佩戴于用户躯体的运动解析装置2(一个惯性计测单元10)来高 精度地计算(推算)拖腿的指标值(着地时的摆动腿的角度)。

并且,根据第二实施方式,报告装置3比较用户跑步过程中的各运动 指标的值与目标值并将比较结果以声音、振动的方式报告给用户,因此, 用户能够在不妨碍跑步的情况下实时地知道拖腿的指标值的好坏。因此, 用户能够在跑步时反复测试来实现不拖腿的跑步方式,或者,在疲倦时也 可以边注意不拖腿的跑步方式边进行跑步。

并且,根据第二实施方式,信息分析装置4在用户结束跑步之后生成 该用户的跑步能力的分析信息,因此,该用户能够在结束跑步之后取得有 关拖腿的详细信息。

3.变形例

本发明不限于上述各实施方式,可在本发明的主旨的范围内实施各种 变形。下面,说明变形例。需要说明的是,对与上述各实施方式相同的构 成标注相同的符号并省略其重复的说明。

3-1.传感器

在上述各实施方式中,加速度传感器12和角速度传感器14被一体化 为惯性计测单元10而被内置于运动解析装置2中,但加速度传感器12与 角速度传感器14也可以不被一体化。或者,加速度传感器12和角速度传 感器14也可以不内置在运动解析装置2中,而是直接佩戴于用户。不管 在哪种情况下,例如,将某一方的传感器坐标系设为上述实施方式的b坐 标系,将另一方的传感器坐标系转换成该b坐标系来应用上述实施方式即 可。

另外,在上述各实施方式中,将传感器(运动解析装置2(IMU10)) 佩戴到用户的佩戴部位设为腰来进行了说明,但也可以佩戴于腰以外的部 位。适合的佩戴部位是用户的躯干(四肢以外的部位)。然而,不限于躯 干,也可以佩戴于手臂以外的例如用户的头、脚。另外,传感器不限于一 个,也可以将追加的传感器佩戴于身体的其它部位。例如,也可以将传感 器佩戴于腰和脚、腰和手臂。

3-2.惯性导航运算

在上述各实施方式中,积分处理部220算出e坐标系的速度、位置、 姿势角以及距离,坐标转换部250将其坐标转换为m坐标系的速度、位置、 姿势角以及距离,但积分处理部220也可以算出m坐标系的速度、位置、 姿势角以及距离。在这种情况下,运动解析部24使用积分处理部220算 出的m坐标系的速度、位置、姿势角以及距离来进行运动解析处理即可, 所以不需要由坐标转换部250进行速度、位置、姿势角以及距离的坐标转 换。另外,误差推算部230也可以使用m坐标系的速度、位置以及姿势角 来进行基于扩展卡尔曼滤波的误差推算。

另外,在上述各实施方式中,惯性导航运算部22使用来自GPS卫星 的信号进行惯性导航运算的一部分,但也可以使用来自GPS以外的全球 导航卫星系统(GNSS:GlobalNavigationSatelliteSystem)的定位用卫星、 GNSS以外的定位用卫星的信号。例如,也可以利用WAAS(WideArea AugmentationSystem:广域增强系统)、QZSS(QuasiZenithSatelliteSystem: 准天顶卫星系统)、GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem:全球导 航卫星系统)、GALILEO(伽利略定位系统)、BeiDou(BeiDouNavigation SatelliteSystem:北斗卫星导航系统)等卫星定位系统中的一个、或两个 以上。另外,也可以利用室内定位系统(IMES:IndoorMessagingSystem) 等。

另外,在上述各实施方式中,跑步检测部242在用户的上下移动的加 速度(z轴加速度)变为阈值以上且为极大值的时机检出跑步周期,但不 限于此,例如,也可以在上下移动的加速度(z轴加速度)从正变化为负 的时机(或者从负变化为正的时机)检出跑步周期。或者,跑步检测部242 也可以对上下移动的加速度(z轴加速度)进行积分而算出上下移动的速 度(z轴速度),并使用所算出的上下移动的速度(z轴速度)检出跑步周 期。在这种情况下,跑步检测部242例如也可以在该速度由于值的增加或 者值的减少而与极大值和极小值的中值附近的阈值交叉的时机检出跑步 周期。另外,例如,跑步检测部242也可以算出x轴、y轴、z轴的合成 加速度,使用算出的合成加速度来检出跑步周期。在这种情况下,跑步检 测部242例如也可以在该合成加速度由于值的增加或者值的减少而与极大 值和极小值的中值附近的阈值交叉的时机检出跑步周期。

另外,在上述各实施方式中,误差推算部230将速度、姿势角、加速 度、角速度以及位置设为表示用户状态的指标或者状态变量,使用扩展卡 尔曼滤波来推算这些指标或者状态变量的误差,但也可以将速度、姿势角、 加速度、角速度以及位置的一部分作为表示用户状态的指标或者状态变量 来推算其误差。或者,误差推算部230也可以将速度、姿势角、加速度、 角速度以及位置以外的量(例如,移动距离)作为表示用户状态的指标或 者状态变量来推算其误差。

另外,在上述各实施方式中,在误差推算部230的误差推算中使用了 扩展卡尔曼滤波(拡張カルマンフィルター),但也可以更换为粒子滤波 器、H∞(H无穷)滤波器等其它推算单元。

3-3.运动解析

由运动解析部24生成的运动解析信息也可以包括除上述各实施方式 中示出的项目以外的项目。例如,运动解析信息也可以包括“滞空时间”、 “接地距离”、“滞空距离”各项目。滞空时间是通过一步的时间-接地时 间来进行计算。接地距离是通过接地时间×平均速度、离地位置-接地位 置、或者跨距-滞空距离来进行计算。滞空距离是通过滞空时间×平均速 度、接地位置-离地位置、或者跨距-接地距离来进行计算。并且,例如, 运动解析信息也可以包括“滞空时间/接地时间”、“接地时间/一步的时 间”、“滞空时间/一步的时间”等。

并且,例如,运动解析信息也可以包括“身高比跨距(身長比ストラ イド)”、“上下移动”、“腰移动距离”、“腰的位置”、“身体的移动(ブレ)” 各项目。身高比跨距是通过跨距/身高来进行计算。上下移动是作为腰的 位置(重力方向)的振幅来进行计算。腰移动距离是作为从接地起到离地 的期间的移动距离来进行计算。腰的位置是作为以直立时为基准的腰位置 的位移来进行计算。身体的移动是作为姿势的变化量的总计来进行计算, 姿势的变化量是规定期间内的三轴的绝对值、或者规定期间内的各轴中任 一的绝对值。规定期间例如是一步的期间、开始跑步起到结束为止的期间、 1分钟等规定时间。

并且,例如,运动解析信息也可以包括“减速量”项目。参照图68 的(A),说明使用了前进方向速度的减速量的计算方法。在图68的(A) 中,横轴是时间,纵轴是前进方向速度。如图68的(A)所示,当设减速 期间的开始时刻(着地时刻)为t1、减速期间的结束时刻为t2、前进方向 速度为v,采样周期为Δt时,可通过式(7)近似计算减速量。

[式7]

或者,当设减速期间的开始时刻(着地时刻)为t1、减速期间的结束 时刻为t2、着地后的前进方向速度最小的时刻为tvmin、着地时的前进方向 速度为vt1、减速期间结束时的前进方向速度为vt2、着地后的前进方向最 低速度为vtvmin时,还可通过式(8)近似计算减速量。

[式8]

进而,在式(8)中,假设右边第一项与右边第二项相等,也可通过 式(9)近似计算减速量。

[式9]

减速量≈(vtvmin-vt1)(tvmin-t1)(9)

或者,当设减速期间的开始时刻(着地时刻)为t1、减速期间的结束 时刻为t2、时刻t1~t2的前进方向速度v的数据数为N、采样周期为Δt时, 还可通过式(10)计算减速量。

[式10]

另外,参照图68的(B),说明使用了前进方向加速度的减速量计算 方法的一例。在图68的(B)中,横轴是时间,纵轴是前进方向加速度。 如图68的(B)所示,当设减速期间的开始时刻(着地时刻)为t1、减速 期间的结束时刻为t2、着地后的前进方向加速度最小的时刻为tamin、前进 方向加速度为a、着地后的前进方向最低加速度为atamin时,可将式(9) 变形为式(11)这样,使用前进方向加速度近似计算减速量。

[式11]

需要说明的是,在式(7)~式(11)中,均用距离(m)计算减速量, 但也可以用速度(m/s)(例如,减速期间的最低速度的平均值、只减速期 间的平均速度等)计算减速量。例如,通过一起提示用户的整体平均速度 为10km/h、只减速期间的平均速度为2km/h等信息,从而用户易于直观 地掌握着地时的减速程度。

并且,例如,运动解析装置2(运动解析部24)也可以采用用户的生 物体信息生成运动解析信息(运动指标)。作为生物体信息,例如可考虑 皮肤温度、中心部温度、耗氧量、搏动间变异、心率、脉搏次数、呼吸频 率、热流、皮电反应、肌电图(EMG)、脑电图(EEG)、眼电图(EOG)、 血压、活动等。既可以是运动解析装置2具备测定生物体信息的装置,也 可以是运动解析装置2接收测定装置所测得的生物体信息。例如,也可以 是用户佩戴手表型的脉搏计,或者,用带将心率传感器缠到胸部来进行跑 步,运动解析装置2(运动解析部24)也可以使用该脉搏计或者该心率传 感器的计测值算出用户跑步中的心率作为运动解析信息的一项目。

并且,在上述各实施方式中,包含在运动解析信息中的各运动指标是 关于用户的技术能力的指标,但是运动解析信息也可以包括与耐力有关的 运动指标。例如,运动解析信息也可以包括按照(心率-安静时心率)÷ (最大心率-安静时心率)×100计算的心率储备(HRR:HeartRate Reserved)作为与耐力有关的运动指标。例如,也可以各个跑步者每进行 跑步便操作报告装置3,以输入心率、最大心率、安静时心率,或者佩戴 心率监视器跑步,运动解析装置2从报告装置3或者心率监视器取得心率、 最大心率、安静时心率的值来计算心率储备(HRR)的值。

并且,在上述各实施方式中,将人的跑步中的运动解析设为对象,但 不限于此,也可以同样地应用于动物、步行机器人等移动体的步行、跑步 中的运动解析。另外,不限于跑步,可应用于登山、越野跑、滑雪(还包 括越野滑雪、跳台滑雪)、滑板滑雪、游泳、自行车的行驶、滑冰、高尔 夫球、网球、棒球、机能恢复训练等各种各样的运动。作为一个例子,在 应用于滑雪的情况下,例如,既可以根据对滑雪板施压时的上下方向加速 度的波动来判断是漂亮地进行了刻滑(Carving)还是滑雪板出现了偏移, 也可以根据对滑雪板施压时以及卸压时的上下方向加速度的变化的轨迹 来判断右脚与左脚的差异、滑动的能力。或者,既可以解析偏航方向的角 速度的变化的轨迹多大程度地接近于正弦波来判断用户是否踩在滑雪板 上,也可以解析侧倾方向的角速度的变化的轨迹多大程度地接近于正弦波 来判断是否流畅地滑动。

并且,在上述各实施方式中,分左右地进行了运动解析,但是,也可 以不分左右地进行运动解析。这时,可以省略左右脚的判断、比较左右的 解析。

并且,在上述第二实施方式中,由运动解析装置2进行生成运动解析 信息(运动指标)的处理,但是,还可以是运动解析装置2将惯性计测单 元10的计测数据或者惯性导航运算的运算结果(运算数据)发送至服务 器5,由服务器5使用该计测数据或者该运算数据来进行运动解析信息(运 动指标)的生成处理(起到运动解析装置的功能),并存储在数据库中。

并且,在上述第二实施方式中,摆动腿信息生成部277将用户的脚接 地的期间的规定状态时视为是用户的脚已着地时(刚着地后)来计算与用 户着地时的摆动腿的角度相关的指标,使用该指标的值推算用户着地时的 摆动腿的角度,但是,并不限定于此。用户的脚接地的期间的规定状态时 例如还可以是用户的脚为中间步态的状态时、用户的脚离地时(即将离地 时)。即、摆动腿信息生成部277计算与用户的中间步态时、离地时的摆 动腿的角度相关的指标,使用该指标的值来推算用户的中间步态时或者离 地时的摆动腿的角度。

3-4.报告处理

在上述各实施方式中,处理部20发送跑步中输出信息的报告装置3 是手表型设备,但是,并不限定于此,也可以是佩戴于用户的手表型以外 的便携设备(头戴式显示器(HMD)、佩戴于用户的腰的设备(也可以是 运动解析装置2)等)、非佩戴型的便携设备(智能手机等)。在报告装置 3是头戴式显示器(HMD)的情况下,其显示部与手表型的报告装置3的 显示部相比,足够大且视觉辨认性更好,所以用户看它也不易妨碍到跑步, 从而例如既可以显示用户的当前位置、到现在为止的跑步演变的信息,也 可以显示根据时间(用户设定的时间、个人记录、名人记录、世界记录等) 创建的虚拟跑步者跑步的视频。或者,处理部20也可以将跑步中输出信 息发送至个人计算机、智能手机等,将其反馈给跑步中的用户之外的人。

在头戴式显示器(HMD)、智能手机、个人计算机等显示跑步中输出 信息时,这些设备的显示部比手表型的报告装置3的显示部大得多,因此, 可以通过一个画面显示图34的(A)及图34的(B)所示的信息、其它 信息。图69中示出了在用户的跑步过程中显示于头戴式显示器(HMD)、 智能手机、个人计算机等的显示部上的一例画面。在图69的例子中,显 示部显示画面400。画面400中包括用户事先注册的用户图像401和用户 名402、显示用户的跑步状态的梗概图像403、显示从开始起到当前的跑 步轨迹的跑步轨迹图像404、用户选择的项目的项目名称405及其时序数 据406。

梗概图像403中包括作为基本信息、第一解析信息以及第二解析信息 的各项目的“跑步速度”、“跑步步频”、“跨距”、“跑步能力”、“前倾角”、 “正下方着地率”、“推进效率”、“时机一致度”、“推进力”、“着地时制动 量”、“接地时间”、“着地冲击”、“消耗能量”、“能量损失”、“能量效率”、 “左右平衡(左右差率)”以及“积累受伤(对身体的负担)”的各数值。 这些数值在用户的跑步过程中实时更新。

梗概图像403中既可以包括基本信息、第一解析信息以及第二解析信 息的所有项目的数值,也可以仅包括用户选择的一部分项目,还可以仅包 括满足规定条件的项目(例如,仅基准范围内的项目、或者仅基准范围外 的项目)。

跑步轨迹图像404是显示用户从开始跑步起至当前为止的跑步轨迹 的图像,当前位置用规定的标记407示出。

项目名称405表示用户从包含于梗概图像403的项目中选择了的项 目,时序数据406是将项目名称405所表示的项目的数值按照时序进行图 表化后的数据。在图69的例子中,选择的是“跑步速度”、“跑步步频”、 “着地时制动量”以及“跨距”,显示的是横轴为开始跑步起的时间、纵 轴为这些各项目的数值的时序图表。

例如,戴有头戴式显示器(HMD)的用户通过边看如图69那样的画 面的同时,边进行跑步,从而能够确认当前的跑步状态,例如能够在意识 到各项目的数值变好的跑步方式、改善数值差的项目的跑步方式的同时、 或在客观地认识到疲劳状态的同时继续进行跑步。

通过头戴式显示器(HMD)反馈的时机可以与上述第一实施方式中 示出的反馈时机相同。并且,通过头戴式显示器(HMD)反馈的方法例 如也可以是以静止画面的易于理解的显示、显示动画、显示字符、显示在 地图上等画面显示,还可以是声音。或者,以“嘟嘟”等短音、图像反馈 腰转时机、跑步步频、蹬地时机等时机相关的信息。

通过佩戴于用户腰的设备反馈的信息、反馈的时机可以与上述第一实 施方式相同。通过配戴于用户腰的设备反馈的方法既可以是以声音反馈想 要传达的信息的方法,也可以是在所有项目均好时发出声音的方法,还可 以是在出现差的项目时发出声音的方法。并且,既可以反馈好的项目的信 息,也可以反馈差的项目的信息。或者,也可以根据跑步能力等水平改变 音阶进行反馈,例如,也可以改变规定时间的“嘟嘟”等声音的数量来进 行反馈。或者,还可以以“嘟嘟”等短音反馈腰转时机、跑步步频、蹬地 时机等时机相关的信息。

通过非佩戴式便携设备反馈的信息、时机以及方法可以与上述第一实 施方式相同。

并且,在上述第二实施方式中,当存在比目标值差的运动指标时,报 告装置3以声音、振动的方式报告给用户,但是,还可以是在存在比目标 值好的运动指标时,以声音、振动的方式报告给用户。

并且,在上述第二实施方式中,报告装置3进行了各运动指标的值与 目标值的比较处理,但也可以由运动解析装置2进行该比较处理,并根据 比较结果控制报告装置3的声音和/或振动的输出、表示。

3-5.分析处理

在上述第一实施方式中,跑步分析程序306作为运动解析程序300 的子程序由运动解析装置2执行,但是,也可以是与运动解析程序300分 开的程序,也可以不由运动解析装置2执行。例如,也可以是运动解析装 置2在用户的跑步之后将在跑步过程中解析并生成的运动解析信息发送给 个人计算机、智能手机等信息设备,该信息设备使用接收到的运动解析信 息执行跑步分析程序306,并向其显示部等输出分析结果的信息。或者, 也可以是运动解析装置2在用户的跑步之后将在跑步过程中解析并生成的 运动解析信息发送给个人计算机、智能手机等信息设备,由该信息设备将 接收到的运动解析信息通过因特网等通信网络发送至网络服务器。于是, 该网络服务器也可以使用接收到的运动解析信息执行跑步分析程序306, 并将分析结果的信息发送至该信息设备,由该信息设备接收分析结果的信 息并输出给其显示部等。或者,也可以是运动解析装置2将在跑步过程中 解析并生成的运动解析信息存储在存储卡等记录介质中,由个人计算机、 智能手机等信息设备从该存储卡读出运动解析信息,执行跑步分析程序 306,或者,发送给执行跑步分析程序306的网络服务器。

并且,在上述第一实施方式中,跑步分析程序306是从跑步的用户的 立场进行整体分析和/或详细分析、或者与他人的比较分析的程序,即、是 用于管理个人跑步履历的程序,但是,例如也可以是从团队领队的立场进 行多个队员的跑步的整体分析和/或详细分析的程序,即、是用于集体管理 多个队员的跑步履历的程序。

图70示出了用于集体管理多个队员的跑步履历的程序下的一例整体 分析画面。在图70的例子中,整体分析画面470(第一页)中包括:用户 (领队)事先注册的用户图像471及用户名472、分别显示用户选择的之 前日期中的各队员的跑步分析结果的多个梗概图像473、用户选择的项目 的项目名称474及按照时序显示关于用户选择的队员的该所选择的项目的 时序图表475、详细分析按钮476。

各梗概图像473的内容可以与图35所示的梗概图像413相同。并且, 在图70的例子中,项目名称474是“平均能量效率”,时序图表475的横 轴为跑步日,纵轴为平均能量效率的数值,按照时序显示了队员1、队员 2、队员3的平均能量效率。于是,当用户选择了时序图表475的横轴中 的任一日期时,在各梗概图像473中显示所选择的日期的跑步的分析结果。

详细分析按钮476是用于从整体分析模式进入详细分析模式的按钮, 如果用户选择了日期和队员并进行了详细分析按钮476的选择操作(按下 操作),则进入详细分析模式,显示对所选择的队员在所选择的日期的跑 步的详细分析画面。该详细分析画面例如也可以与图37~图39所示的详细 分析画面相同。并且,也可以在整体分析画面的第二页显示与图36同样 的日历图像。

并且,除了上述第一实施方式、上述变形例中的比较分析之外,还可 以考虑其它各种比较分析。例如,图71是绘制了多个跑步者的跑步步频 与跨距的关系的图表,横轴是跑步步频[步/s],纵轴是跨距[m]。在图 71中,还显示有属于跨距跑法的范围(跨距跑法区域)和属于步频跑法的 范围(步频跑法区域)。进而,在图71中,也用虚线显示了跑步速度相当 于3分钟/km、4分钟/km、5分钟/km、6分钟/km的曲线。表示用户的跑 步步频及跨距的点(显示为“你的跑法”)位于步频跑法区域,跑步速度 在4分钟/km与5分钟/km之间。跨距跑法区域中包括比用户慢的“A先 生”、比用户快的“○○××选手”,步频跑法区域中包括比用户慢的“B 先生”、比用户快的“□□△△选手”。用户通过查看这样的跑法分布的图 表,能够知道自己应设为目标的跑法。例如,如图71中箭头所示,用户 可采用在不改变步频跑法的情况下提高跑步步频和跨距的跑步方式,将目 标设为跑步速度在4分钟/km以下。

并且,例如,图72是绘制了多个跑步者的一次跑步中的跑步速度与 心率的关系的图表,横轴是跑步速度,纵轴是心率。在图72中,也用虚 线示出了对一次跑步中的跑步速度与心率进行了近似后的、用户的曲线 (显示为“你的○月×日”)、在三个半小时之内跑完马拉松的选手的曲线 (显示为[候补(サブ)3.5的选手])、在三个小时之内跑完马拉松的选 手的曲线(显示为[候补3的选手])、在两个半小时之内跑完马拉松的选 手的曲线(显示为[候补2.5的选手])。例如,如果每重复跑步该曲线都 朝右下方向偏移,则用户不但可以知道即便跑步速度快,心跳也不会上升, 运动能力在提高,而且还能确认多大程度接近目标时间的选手。

并且,在上述第二实施方式中,信息分析装置4进行分析处理,但是 也可以由服务器5进行分析处理(作为信息分析装置发挥功能),服务器5 也可以通过网络向报告装置3发送分析信息。

并且,在上述第二实施方式中,用户的跑步数据(运动解析信息)被 存储于服务器5的数据库,但也可以存储于在信息分析装置4的存储部530 中构建的数据库。即,也可以没有服务器5。

3-6.其它

例如,运动解析装置2或报告装置3也可以根据输入信息或解析信息 计算用户的得分,并在跑步中或者跑步后进行通知。例如,将各项目(各 运动指标)的数值划分为多个等级(例如5级或者10级),对各等级确定 得分。最好与任一分析画面的该项目对应地显示用户符合的等级的得分。 另外,例如,运动解析装置2或报告装置3也可以根据成绩好的运动指标 的种类、数量来给分、或计算综合得分并加以显示。

并且,在上述第一实施方式中,以显示动画图像441为例进行了说明, 但是,动画、图像的显示并不限于上述实施方式的方式。例如,也可以显 示强调用户的倾向的动画。例如,当身体比理想状态更加前倾时,显示以 比实际的前倾角更大的角度前倾的图像。用户能够容易地了解自身运动的 倾向。并且,动画图像441中还可以显示除手臂之外的信息。有时根据佩 戴于腰的传感器(运动解析装置2)的信息难以推算手臂的动作。通过限 定在能根据传感器的信息推算的身体部位来进行信息提示,从而用户能够 更准确地理解自身动作。并且,例如还可以显示3D图像,能够通过用户 的操作从期望的角度确认图像。

并且,在上述各实施方式中,GPS单元50设置于运动解析装置2, 但也可以设置于报告装置3。在这种情况下,报告装置3的处理部120从 GPS单元50取得GPS数据并经由通信部140发送到运动解析装置2,运 动解析装置2的处理部20经由通信部40接收GPS数据,并将接收到的 GPS数据添加到GPS数据表320即可。

另外,在上述各实施方式中,运动解析装置2与报告装置3分体,但 也可以是将运动解析装置2和报告装置3一体化的运动解析装置。

另外,在上述各实施方式中,运动解析装置2被佩戴于用户,但不限 于此,也可以将惯性计测单元(惯性传感器)、GPS单元佩戴于用户的躯 体等,惯性计测单元(惯性传感器)、GPS单元分别将检测结果发送给智 能手机等便携信息设备、个人计算机等设置型的信息设备、或者经由网络 发送给服务器,这些设备使用所接收到的检测结果对用户的运动进行解 析。或者,也可以是佩戴于用户的躯体等的惯性计测单元(惯性传感器)、 GPS单元将检测结果记录到存储卡等记录介质中,智能手机、个人计算机 等信息设备从该记录介质读出检测结果来进行运动解析处理。

并且,在上述第一实施方式中,报告装置3接收跑步中输出信息以及 跑步后输出信息并生成对应的图像、声音、振动等数据,并通过显示部170、 声音输出部180以及振动部190提示(传达)给用户。即、报告装置3作 为在用户的跑步过程中输出由运动解析装置2生成的用户的多个运动信息 中满足规定条件的运动信息、即跑步中输出信息的第一报告装置(例如, 第一显示装置)发挥功能、且作为在用户的跑步结束之后输出由运动解析 装置2生成的用户的多个运动信息中的至少一个运动信息、即跑步后输出 信息的第二报告装置(例如,第二显示装置)发挥功能,例如,如图73 所示,第一报告装置和第二报告装置也可以分体。在图73中,运动解析 系统1构成为包括运动解析装置2、第一报告装置3-1以及第二报告装置 3-2。运动解析装置2的构成可以与图2所示的运动解析装置2的构成相 同,第一报告装置3-1以及第二报告装置3-2的各构成可以与图2所示的 报告装置3的构成相同。第一报告装置3-1例如也可以是手表型等的手腕 式设备、头戴式显示器(HMD)、智能手机等便携设备。并且,第二报告 装置3-2例如也可以是智能手机、个人计算机等信息设备。

根据图73所示的运动解析系统1,在用户的跑步过程中,由第一报 告装置3-1输出运动解析装置2所生成的多个运动信息中的、根据跑步状 态满足规定条件的跑步中输出信息,因此,用户易于在跑步过程中活用所 提示的信息。并且,由第二报告装置3-2在用户的跑步结束之后输出基于 运动解析装置2在用户的跑步过程中生成的部分运动信息的跑步后输出信 息,因此,用户易于在跑步结束之后活用所提示的信息。因此,能够帮助 提高用户的跑步成绩。

上述的各实施方式及各变形例只是一个例子,并不局限于此。例如, 也可以适当组合各实施方式及各变形例。

本发明包括与实施方式中说明过的构成实质上相同的构成(例如,功 能、方法及结果相同的构成、或者目的及效果相同的构成)。另外,本发 明包括对实施方式中说明过的构成的非本质部分进行置换而得到的构成。 另外,本发明包括能与实施方式中说明过的构成起到相同作用效果的构成 或者能达到相同目的的构成。另外,本发明包括对实施方式中说明过的构 成补充公知技术而得的构成。

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510461422.3 (22)申请日 2015.07.30 2014-157201 2014.07.31 JP 2014-157208 2014.07.31 JP 2015-115213 2015.06.05 JP A63B 71/06(2006.01) A61B 5/11(2006.01) (71)申请人 精工爱普生株式会社 地址 日本东京 (72)发明人 水落俊一 松本一实 内田周志 渡辺宪 杉谷大辅 佐藤彰展 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 田喜庆 吴孟秋 (54) 发明名称 运。

2、动解析装置、 运动解析方法、 以及运动解析 系统 (57) 摘要 本发明提供运动解析装置、 运动解析方法、 以 及运动解析系统。运动解析装置包括 : 特征点检 测部, 使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的跑 步中的特征点 ; 以及运动信息生成部, 使用所述 惯性传感器的检测结果, 以所述特征点检测部检 测到所述特征点的时机为基准, 解析所述用户的 跑步, 并生成所述用户的运动信息。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书69页 附图60页 CN 105311814 A 2016.02.10 CN 1053。

3、11814 A 1/3 页 2 1.一种运动解析装置, 其特征在于, 包括 : 特征点检测部, 使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的跑步中的特征点 ; 以及 运动信息生成部, 使用所述惯性传感器的检测结果, 以所述特征点检测部检测到所述 特征点的时机为基准, 解析所述用户的跑步, 并生成所述用户的运动信息。 2.根据权利要求 1 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息生成部使用所述特征点检测部检测到所述特征点的时机的所述惯性传 感器的检测结果, 生成所述运动信息。 3.根据权利要求 1 或 2 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息生成部使用从所述特征点检测部检测到所述特。

4、征点起到下次检测到所 述特征点为止的期间的所述惯性传感器的检测结果, 生成所述运动信息。 4.根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息生成部使用所述惯性传感器的检测结果, 以所述特征点检测部检测到所 述特征点的时机为基准, 算出表示所述用户的运动状态的多个项目的值, 并组合算出的所 述多个项目的值生成所述运动信息。 5.根据权利要求 4 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息包括有关所述用户的跑步中的能量效率、 能量损失或者对身体的负担的 信息。 6.根据权利要求 4 或 5 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息包括有关所述用户的。

5、跑步中的正下方着地、 推进效率、 着地时制动量、 或 者接地时间的信息。 7.根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息生成部区分所述用户的身体的左右地生成所述运动信息。 8.根据权利要求 1 至 7 中任一项所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息包括有关所述用户的身体左右的平衡的信息。 9.根据权利要求 1 至 8 中任一项所述的运动解析装置, 其特征在于, 还包括 : 建议信息生成部, 使用所述运动信息, 生成有关用于提高所述用户的运动成绩的建议 的信息。 10.根据权利要求 1 至 9 中任一项所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述特征。

6、点是着地、 中间步态以及离地中的至少一个。 11.一种运动解析方法, 其特征在于, 包括 : 使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的跑步中的特征点 ; 以及 使用所述惯性传感器的检测结果, 以检测到所述特征点的时机为基准, 解析所述用户 的跑步, 并生成所述用户的运动信息。 12.一种运动解析装置, 其特征在于, 包括 : 运算部, 使用惯性传感器的检测结果, 生成用户的运动信息 ; 以及 摆动腿信息生成部, 使用所述运动信息, 生成所述用户的脚接地期间的摆动腿相关信 息。 13.根据权利要求 12 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述摆动腿信息生成部生成所述用户的脚接地期间的规定状态时的。

7、摆动腿相关信息, 权 利 要 求 书 CN 105311814 A 2 2/3 页 3 所述规定状态时是所述用户的脚着地时、 单腿支撑时、 中间步态时、 或者离地时。 14.根据权利要求 12 或 13 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述运动信息包括所述用户的躯体的姿势角的信息, 所述摆动腿信息生成部使用所述姿势角的信息生成所述摆动腿相关信息。 15.根据权利要求 13 或 14 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述摆动腿相关信息包括所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的摆动腿角度的 信息。 16.根据权利要求 12 至 15 中任一项所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述摆动腿信。

8、息生成部计算与所述摆动腿角度相关的指标的值, 使用所述指标的值推 算所述摆动腿角度。 17.根据权利要求 16 所述的运动解析装置, 其特征在于, 还包括 : 特征点检测部, 检测对应于所述规定状态的所述用户的运动中的特征点, 所述摆动腿信息生成部使用所述特征点的检测结果, 计算所述指标的值。 18.根据权利要求 16 或 17 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述指标是所述用户的躯体的姿势角满足规定条件时的时间与所述用户的脚接地期 间的所述规定状态时的时间之差。 19.根据权利要求 16 或 17 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述指标是所述用户的躯体的姿势角满足规定条件时的该姿势。

9、角的值与所述用户的 脚接地期间的所述规定状态时的该姿势角的值之差。 20.根据权利要求 18 或 19 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述姿势角是偏航角, 所述姿势角满足所述规定条件时是从所述用户的脚着地起到离地为止的期间中所述 偏航角变为最大或者最小时。 21.根据权利要求 16 或 17 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述指标是所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的所述用户的躯体的姿势角。 22.根据权利要求 21 所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述姿势角是俯仰角。 23.根据权利要求 12 至 22 中任一项所述的运动解析装置, 其特征在于, 所述惯性传感器佩戴于所述用。

10、户的躯体。 24.一种运动解析系统, 其特征在于, 包括 : 权利要求 12 至 23 中任一项所述的运动解析装置 ; 以及 报告装置, 从该运动解析装置取得所述摆动腿相关信息, 并在所述用户的运动过程中 报告有关运动状态的信息。 25.一种运动解析系统, 其特征在于, 包括 : 权利要求 12 至 23 中任一项所述的运动解析装置 ; 以及 信息分析装置, 取得该运动解析装置生成的所述摆动腿相关信息, 并生成所述用户的 运动能力的分析信息。 26.一种运动解析方法, 其特征在于, 包括 : 使用惯性传感器的检测结果, 生成用户的运动信息 ; 以及 权 利 要 求 书 CN 105311814。

11、 A 3 3/3 页 4 使用所述运动信息, 生成所述用户的脚接地期间的摆动腿相关信息。 权 利 要 求 书 CN 105311814 A 4 1/69 页 5 运动解析装置、 运动解析方法、 以及运动解析系统 技术领域 0001 本发明涉及运动解析装置、 运动解析方法、 运动解析程序以及运动解析系统。 背景技术 0002 专利文献 1 中公开了一种系统, 其基于用户的步行动作的加速度信息计算表示用 户的步行动作特征的步态信息, 并基于算出的步态信息生成表示步行场所与步行状态的关 系性的提示信息后提交给提示单元。例如, 分别对 x 轴、 y 轴以及 z 轴方向的加速度计测值 进行基于高速傅里叶。

12、变换的频率解析、 自相关解析、 RMS(Root Mean Square : 均方根 ) 值的 计算、 积分值的计算的各处理, 从而算出步态信息。 0003 并且, 专利文献 2 中披露了一种装置, 其基于加速度数据计算用户的跨距的生物 体力学参数, 并加以显示。作为生物体力学参数, 例举了相对于地面的腿着地角度、 脚接接 地面的期间跑步者的重力中心的前进距离等。 0004 先行技术文献 0005 专利文献 0006 专利文献 1 : 日本特开 2011-170559 号公报 0007 专利文献 2 : 日本特表 2011-516210 号公报 发明内容 0008 发明要解决的技术问题 000。

13、9 但是, 在专利文献 1 描述的系统中, 表示用户的步行动作特征的步态信息中不包 括与用户每一步的着地、 蹬地等特征点的时机有关的信息, 因此, 难以提取用户身体移动方 式的趋势。因此, 专利文献 1 中描述的系统虽然可以监视用户的步行状态, 但是无法帮助提 高用户的运动成绩。 0010 并且, 在专利文献 2 所描述的装置中, 不具有检测用户的拖腿的功能。拖腿是指收 回跑步时蹬地的腿的时机慢, 即使到了下次着地的时机腿还在后面的现象。在拖腿跑方式 中, 多使用膝盖以下的肌肉, 因此, 容易早疲劳, 将后面的腿带到前面所需的时间长, 从而接 地的时间也长, 速度低。除了拖腿之外, 脚接地时的。

14、摆动腿 ( 未接地的腿 ) 的状态是评价跑 步的重要指标, 但是, 目前还没有提出自动提示这些信息的方法。 0011 本发明鉴于上述问题点, 根据本发明的几个方面, 能够提供可帮助提高用户的运 动成绩的运动解析装置、 运动解析方法以及运动解析程序。 0012 并且, 根据本发明的几个方面, 能够提供可提示用户的脚接地时的摆动腿相关信 息的运动解析装置、 运动解析系统、 运动解析方法以及运动解析程序。 0013 用于解决技术问题的方案 0014 本发明用于解决上述技术问题中的至少一部分而完成, 可作为以下的方面或实施 方式而实现。 0015 应用例 1 说 明 书 CN 105311814 A 。

15、5 2/69 页 6 0016 根据本应用例的运动解析装置包括 : 特征点检测部, 使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的跑步中的特征点 ; 以及运动信息生成部, 使用所述惯性传感器的检测结果, 以所 述特征点检测部检测到所述特征点的时机为基准, 解析所述用户的跑步, 并生成所述用户 的运动信息。 0017 根据本应用例的运动解析装置, 通过以跑步的特征点为基准而易于提取用户的身 体移动方式的趋势, 由此, 能够根据使用惯性传感器的检测结果以特征点为基准生成的运 动信息, 帮助提高用户的运动成绩 ( 例如, 运动能力、 时间等成绩 ( 得分 )、 受伤难易度等 )。 0018 应用例 2 00。

16、19 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部使用所述 特征点检测部检测到所述特征点的时机的所述惯性传感器的检测结果, 生成所述运动信 息。 0020 根据本应用例的运动解析装置, 能够使用在跑步的特征点的惯性传感器的检测结 果, 生成反映了在特征点的用户的身体状态且对提高用户的运动成绩有效的运动信息。 0021 应用例 3 0022 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部使用从所 述特征点检测部检测到所述特征点起到下次检测到所述特征点为止的期间的所述惯性传 感器的检测结果, 生成所述运动信息。 0023 根据本应用例的运动解析装置, 能够。

17、使用两个特征点间的惯性传感器的检测结 果, 生成反映了两个特征点间的用户身体的移动方式且对提高用户的运动成绩有效的运动 信息。 0024 应用例 4 0025 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部使用所述 惯性传感器的检测结果, 以所述特征点检测部检测到所述特征点的时机为基准, 算出表示 所述用户的运动状态的多个项目的值, 并组合算出的所述多个项目的值生成所述运动信 息。 0026 根据本应用例的运动解析装置, 通过组合反映了用户运动状态的多个项目的值, 从而能够生成对提高用户的运动成绩有效的运动信息。 0027 应用例 5 0028 在根据上述应用例的运动解析装。

18、置中, 也可以是, 所述运动信息包括有关所述用 户的跑步中的能量效率、 能量损失或者对身体的负担的信息。 0029 根据本应用例的运动解析装置, 能够向用户提示通过跑步消耗的能量是否被高效 地用于跑步、 或者由于跑步身体内蓄积了多少程度的伤害等信息。 0030 应用例 6 0031 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息包括有关所述用 户的跑步中的正下方着地、 推进效率、 着地时制动量、 或者接地时间的信息。 0032 根据本应用例的运动解析装置, 能够向用户提示可用于判断是不是高效的跑步方 式、 不易疲劳的跑步方式、 或者不易受伤的跑步方式的信息。 0033 应用例 7。

19、 0034 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部区分所述 说 明 书 CN 105311814 A 6 3/69 页 7 用户的身体的左右地生成所述运动信息。 0035 根据本应用例的运动解析装置, 能够向用户分开提示身体左右的运动状态。 0036 应用例 8 0037 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息包括有关所述用 户的身体的左右的平衡的信息。 0038 根据本应用例的运动解析装置, 能够向用户提示均衡使用身体左右的程度。 0039 应用例 9 0040 根据上述应用例的运动解析装置也可以还包括 : 建议信息生成部, 使用所述运动 信。

20、息, 生成有关用于提高所述用户的运动成绩的建议的信息。 0041 运动成绩例如可以是运动能力、 时间等成绩 ( 得分 )、 受伤难易度等。 0042 根据本应用例的运动解析装置, 通过提示对应于用户的运动状态的建议, 从而能 够帮助提高用户的运动成绩。 0043 应用例 10 0044 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述特征点是着地、 中间步态以 及离地中的至少一个。 0045 应用例 11 0046 根据本应用例的运动解析方法, 包括 : 使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的跑 步中的特征点 ; 以及使用所述惯性传感器的检测结果, 以检测到所述特征点的时机为基准, 解析所。

21、述用户的跑步, 并生成所述用户的运动信息。 0047 根据本应用例的运动解析方法, 通过以跑步的特征点为基准而易于提取用户的身 体移动方式的趋势, 由此, 能够根据使用惯性传感器的检测结果以特征点为基准生成的运 动信息, 帮助提高用户的运动成绩。 0048 应用例 12 0049 根据本应用例的运动解析程序, 使计算机执行 : 使用惯性传感器的检测结果, 检测 用户的跑步中的特征点 ; 以及使用所述惯性传感器的检测结果, 以检测到所述特征点的时 机为基准, 解析所述用户的跑步, 并生成所述用户的运动信息。 0050 根据本应用例的运动解析程序, 通过以跑步的特征点为基准而易于提取用户的身 体移。

22、动方式的趋势, 由此, 能够根据使用惯性传感器的检测结果以特征点为基准生成的运 动信息, 帮助提高用户的运动成绩。 0051 应用例 13 0052 根据本应用例的运动解析装置, 包括 : 运算部, 使用惯性传感器的检测结果, 生成 用户的运动信息 ; 以及摆动腿信息生成部, 使用所述运动信息, 生成所述用户的脚接地期间 的摆动腿相关信息。 0053 运动信息例如可以包括 : 随用户的运动而变化的加速度、 角速度、 速度、 位置、 姿势 角中至少一部分的信息。 0054 摆动腿相关信息例如既可以是摆动腿的规定部位(例如大腿骨)与水平面或垂直 平面所成的角度的信息, 也可以是摆动腿的规定部位(例。

23、如膝盖)与水平面的距离(高度) 的信息。 0055 摆动腿的角度例如也可以是摆动腿的大腿骨与水平面或垂直平面所成的角度。 说 明 书 CN 105311814 A 7 4/69 页 8 0056 根据本应用例的运动解析装置, 惯性传感器能够检测用户的细微的移动, 因此, 可 使用惯性传感器的检测结果进行运算, 生成并提示摆动腿相关信息。 0057 应用例 14 0058 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述摆动腿信息生成部生成所 述用户的脚接地期间的规定状态时的摆动腿相关信息, 所述规定状态时是所述用户的脚着 地时 ( 刚着地后 )、 单腿支撑时、 中间步态时、 或者离地时 (。

24、 即将离地之前 )。 0059 根据本应用例的运动解析装置, 例如能够提供用户运动中的有关拖腿的信息。 0060 应用例 15 0061 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息包括所述用户的 躯体的姿势角的信息, 所述摆动腿信息生成部使用所述姿势角的信息生成所述摆动腿相关 信息。 0062 姿势角的信息例如可以包括随用户的运动而变化的侧倾角、 俯仰角、 偏航角中至 少一个的信息。 0063 根据本应用例的运动解析装置, 通过采用考虑与摆动腿状态具有相关性的姿势角 的信息, 从而能够以较高精度生成用户的脚接地时的摆动腿相关信息。 0064 应用例 16 0065 在根据上述。

25、应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述摆动腿相关信息包括所述 用户的脚接地期间的所述规定状态时的摆动腿角度的信息。 0066 根据本应用例的运动解析装置, 能够以较高精度生成用户的脚接地时的摆动腿角 度的信息。 0067 应用例 17 0068 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述摆动腿信息生成部计算与 所述摆动腿角度相关的指标的值, 使用所述指标的值推算所述摆动腿角度。 0069 根据本应用例的运动解析装置, 能够采用与用户的脚接地时的摆动腿角度具有相 关性的指标的值来较高精度地推算该摆动腿的角度。 0070 应用例 18 0071 根据上述应用例的运动解析装置, 也可以。

26、是, 还包括 : 特征点检测部, 检测对应于 所述规定状态的所述用户的运动中的特征点, 所述摆动腿信息生成部使用所述特征点的检 测结果, 计算所述指标的值。 0072 根据本应用例的运动解析装置, 能够基于检测到的特征点计算与用户的脚在规定 状态时的摆动腿角度相关的指标的值。 0073 应用例 19 0074 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述指标是所述用户的躯体的 姿势角满足规定条件时的时间与所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的时间之差。 0075 根据本应用例的运动解析装置, 该指标的值越大, 则从规定状态起到开始下次动 作为止的时间越长, 说明存在花费时间来收回腿的倾。

27、向, 因此, 可利用该指标来高精度地推 算摆动腿的角度。 0076 应用例 20 0077 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述指标是所述用户的躯体的 说 明 书 CN 105311814 A 8 5/69 页 9 姿势角满足规定条件时的该姿势角的值与所述用户的脚接地期间的所述规定状态时的该 姿势角的值之差。 0078 根据本应用例的运动解析装置, 该指标的值越大, 则从规定状态起到开始下次动 作为止的姿势角的变化越大, 说明存在收回腿的动作大的倾向, 因此, 可利用该指标高精度 地推算摆动腿的角度。 0079 应用例 21 0080 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以。

28、是, 所述姿势角是偏航角, 所述姿势 角满足所述规定条件时是从所述用户的脚着地起到离地为止的期间内所述偏航角为最大 或者最小时。 0081 根据本应用例的运动解析装置, 从用户的脚着地起到离地为止的期间内偏航角变 成最大或者最小时对应于开始下次动作时, 该指标越大, 则从规定状态起到开始下次动作 为止的时间越长, 或者, 从规定状态起到开始下次动作为止的偏航角的变化越大, 有收回腿 的时间、 动作变大的倾向, 因此, 可利用该指标来高精度地推算摆动腿的角度。 0082 应用例 22 0083 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述指标是所述用户的脚接地 期间的所述规定状态时的所述。

29、用户的躯体的姿势角。 0084 根据本应用例的运动解析装置, 用户的脚在规定状态时, 用户躯体的姿势角与摆 动腿的角度具有相关性, 因此, 可利用该指标来高精度地推算摆动腿的角度。 0085 应用例 23 0086 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 所述姿势角是俯仰角。 0087 根据本应用例的运动解析装置, 用户的脚在规定状态时, 用户躯体越是前倾, 摆动 腿越位于后方 ( 更高的位置 ), 因此, 用户躯体的俯仰角与摆动腿的角度具有高相关性, 因 此, 可利用该指标来高精度地推算摆动腿的角度。 0088 应用例 24 0089 在根据上述应用例的运动解析装置中, 也可以是, 。

30、所述惯性传感器佩戴于所述用 户的躯体。 0090 根据本应用例的运动解析装置, 惯性传感器能够捕捉用户躯体的细微移动, 因此, 通过使用惯性传感器的检测结果来进行运算, 从而能够高精度地计算 ( 推算 ) 用户的脚接 地时的摆动腿角度。 0091 应用例 25 0092 根据本应用例的运动解析系统包括 : 上述的任一运动解析装置 ; 以及报告装置, 从该运动解析装置取得所述摆动腿相关信息, 并在所述用户的运动过程中报告有关运动状 态的信息。 0093 根据本应用例的运动解析系统, 用户能够基于报告的信息边注意摆动腿的状态的 同时, 边进行运动。 0094 应用例 26 0095 根据本应用例的。

31、运动解析系统, 包括 : 上述的任一运动解析装置 ; 以及信息分析 装置, 取得该运动解析装置生成的所述摆动腿相关信息, 并生成所述用户的运动能力的分 析信息。 说 明 书 CN 105311814 A 9 6/69 页 10 0096 运动能力例如可以是技术力, 还可以是耐力。 0097 根据本应用例的运动解析系统, 用户能够基于分析信息, 在结束运动之后取得有 关摆动腿状态的详细信息。 0098 应用例 27 0099 根据本应用例的运动解析方法, 包括 : 使用惯性传感器的检测结果进行运算, 生成 用户的运动信息 ; 以及使用所述运动信息, 生成所述用户的脚接地期间的规定状态时的摆 动腿。

32、相关信息。 0100 根据本应用例的运动解析方法, 可使用还能检测用户的细微移动的惯性传感器的 检测结果进行运算, 并生成摆动腿相关信息来进行提示。 0101 应用例 28 0102 根据本应用例的运动解析程序, 使计算机执行 : 使用惯性传感器的检测结果进行 运算, 生成用户的运动信息 ; 以及使用所述运动信息, 生成所述用户的脚接地期间的规定状 态时的摆动腿相关信息。 0103 根据本应用例的运动解析程序, 可使用还能检测用户的细微移动的惯性传感器的 检测结果进行运算, 并生成摆动腿相关信息来进行提示。 附图说明 0104 图 1 是第一实施方式中的运动解析系统的概要说明图。 0105 图。

33、 2 是示出第一实施方式中的运动解析装置及报告装置的构成例的功能框图。 0106 图 3 是感测数据表的构成例的示意图。 0107 图 4 是 GPS 数据表的构成例的示意图。 0108 图 5 是地磁数据表的构成例的示意图。 0109 图 6 是算出数据表的构成例的示意图。 0110 图 7 是示出第一实施方式中的运动解析装置的处理部的构成例的功能框图。 0111 图 8 是示出惯性导航运算部的构成例的功能框图。 0112 图 9 的 (1) (4) 是对用户跑步时的姿势的说明图。 0113 图 10 是对用户跑步时的偏航角的说明图。 0114 图 11 是用户跑步时的一例三轴加速度的示意图。

34、。 0115 图 12 是示出第一实施方式中的运动解析部的构成例的功能框图。 0116 图 13 是说明判断着地及离地 ( 蹬地 ) 时机的方法的图。 0117 图 14 是说明判断中间步态时机的方法的图。 0118 图 15 是输入信息与解析信息的关系示意图。 0119 图 16 是前进方向加速度、 上下方向加速度以及左右方向加速度的一例的示意图。 0120 图 17 是前进方向速度、 上下方向速度以及左右方向速度的一例的示意图。 0121 图 18 是侧倾方向角速度、 俯仰方向角速度以及偏航方向角速度的一例的示意图。 0122 图 19 是侧倾角、 俯仰角以及偏航角的一例的示意图。 012。

35、3 图 20 是前进方向距离、 上下方向距离以及左右方向距离的一例的示意图。 0124 图 21 是冲击时间的计算方法说明图。 0125 图 22 是着地时制动量 1 的计算方法说明图。 说 明 书 CN 105311814 A 10 7/69 页 11 0126 图 23 是着地时制动量 2 的计算方法说明图。 0127 图 24 是正下方着地率 1 的计算方法说明图。 0128 图 25 是正下方着地率 2 的计算方法说明图。 0129 图 26 是正下方着地率 3 的计算方法说明图。 0130 图 27 是推进力 1 的计算方法说明图。 0131 图 28 是推进力 2 的计算方法说明图。

36、。 0132 图 29 是推进效率 1 的计算方法说明图。 0133 图 30 是推进效率 2 的计算方法说明图。 0134 图 31 是推进效率 3 的计算方法说明图。 0135 图 32 是前倾角说明图。 0136 图 33 的 (A) 和 (B) 是一例腰转动时机与蹬地时机的关系的示意图。 0137 图 34 的 (A) 和 (B) 是用户的跑步过程中显示的一例画面的示意图。 0138 图 35 是一例整体分析画面的示意图。 0139 图 36 是一例整体分析画面的示意图。 0140 图 37 是一例详细分析画面的示意图。 0141 图 38 是一例详细分析画面的示意图。 0142 图 。

37、39 是一例详细分析画面的示意图。 0143 图 40 是一例比较分析画面的示意图。 0144 图 41 是示出第一实施方式中的一例运动解析处理步骤的流程图。 0145 图 42 是示出一例惯性导航运算处理步骤的流程图。 0146 图 43 是示出第一实施方式中的一例跑步检测处理步骤的流程图。 0147 图 44 是示出第一实施方式中的一例运动解析信息生成处理步骤的流程图。 0148 图 45 是示出一例跑步分析处理步骤的流程图。 0149 图 46 是第二实施方式的运动解析系统的构成例示意图。 0150 图 47 是示出第二实施方式中的运动解析装置的构成例的功能框图。 0151 图 48 是。

38、示出第二实施方式中的运动解析装置的处理部的构成例的功能框图。 0152 图 49 是示出第二实施方式中的运动解析部的构成例的功能框图。 0153 图 50 是与着地时的摆动腿的角度相关的第一指标的说明图。 0154 图 51 是与着地时的摆动腿的角度相关的第一指标的说明图。 0155 图 52 是与着地时的摆动腿的角度相关的第二指标的说明图。 0156 图 53 是与着地时的摆动腿的角度相关的第二指标的说明图。 0157 图 54 是与着地时的摆动腿的角度相关的第三指标的说明图。 0158 图 55 是与着地时的摆动腿的角度相关的第三指标的说明图。 0159 图 56 是示出第二实施方式中的一。

39、例运动解析处理步骤的流程图。 0160 图 57 是示出第二实施方式中的一例跑步检测处理步骤的流程图。 0161 图 58 是示出第二实施方式中的一例运动解析信息生成处理步骤的流程图。 0162 图 59 是示出拖腿的指标值的一例计算步骤的流程图。 0163 图 60 是示出拖腿的指标值的另一例计算步骤的流程图。 0164 图 61 是示出拖腿的指标值的另一例计算步骤的流程图。 说 明 书 CN 105311814 A 11 8/69 页 12 0165 图 62 是示出第二实施方式中的报告装置的构成例的功能框图。 0166 图 63 的 (A) 和 (B) 是报告装置的显示部所显示的一例信息。

40、的示意图。 0167 图 64 是示出一例报告处理步骤的流程图。 0168 图 65 是示出信息分析装置的构成例的功能框图。 0169 图 66 是示出一例分析处理步骤的流程图。 0170 图 67 是信息分析装置的显示部所显示的一例信息的示意图。 0171 图 68 的 (A) 和 (B) 是减速量的计算方法说明图。 0172 图 69 是在用户的跑步过程中显示的另一例画面的示意图。 0173 图 70 是整体分析画面的另一例的示意图。 0174 图 71 是一例比较分析的示意图。 0175 图 72 是一例比较分析的示意图。 0176 图 73 是变形例的运动解析系统的构成例的示意图。 0。

41、177 附图标记说明 0178 1 运动解析系统、 2 运动解析装置、 3 报告装置、 4 信息分析装置、 5 服务器、 10 惯性 计测单元 (IMU)、 12 加速度传感器、 14 角速度传感器、 16 信号处理部、 20 处理部、 22 惯性导 航运算部、 24 运动解析部、 30 存储部、 40 通信部、 50 GPS 单元、 60 地磁传感器、 120 处理部、 130 存储部、 140 通信部、 150 操作部、 160 计时部、 170 显示部、 180 声音输出部、 190 振动部、 210 偏差去除部、 220 积分处理部、 230 误差推算部、 240 跑步处理部、 242。

42、 跑步检测部、 244 步 幅算出部、 246 步频算出部、 250 坐标转换部、 260 特征点检测部、 262 接地时间 / 冲击时间算 出部、 270运动信息生成部、 271跑步轨迹算出部、 272基本信息生成部、 273第一解析信息生 成部、 274第二解析信息生成部、 275左右差率算出部、 276输出信息生成部、 277摆动腿信息 生成部、 280跑步中输出信息生成部、 290跑步分析部、 291整体分析部、 292详细分析部、 293 比较分析部、 294输出信息选择部、 300运动解析程序、 302惯性导航运算程序、 304运动解析 信息生成程序、 306跑步分析程序、 310。

43、感测数据表、 320 GPS数据表、 330地磁数据表、 340算 出数据表、 350运动解析信息、 351输入信息、 352基本信息、 353第一解析信息、 354第二解析 信息、 355左右差率、 356跑步轨迹信息、 520处理部、 522运动解析信息取得部、 524分析信息 生成部、 530 存储部、 532 分析程序、 540 通信部、 550 操作部、 560 通信部、 570 显示部、 580 声 音输出部 具体实施方式 0179 本实施方式的运动解析装置, 包括 : 特征点检测部, 使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的运动中的特征点 ; 以及运动信息生成部, 使用所述惯性传感。

44、器的检测结果, 以所 述特征点检测部检测到所述特征点的时机为基准, 解析所述用户的运动, 并生成所述用户 的运动信息。 0180 根据本实施方式的运动解析装置, 通过以运动的特征点为基准而易于提取用户的 身体移动方式的趋势, 由此, 能够根据使用惯性传感器的检测结果以特征点为基准生成的 运动信息, 帮助提高用户的运动成绩 ( 例如, 运动能力、 时间等成绩 ( 得分 )、 受伤难易度 等 )。 0181 在本实施方式的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部使用所述特征 说 明 书 CN 105311814 A 12 9/69 页 13 点检测部检测到所述特征点的时机的所述惯性传感器的。

45、检测结果, 生成所述运动信息。 0182 根据本实施方式的运动解析装置, 能够使用在运动的特征点的惯性传感器的检测 结果, 生成反映了在特征点的用户的身体状态且对提高用户的运动成绩有效的运动信息。 0183 在本实施方式的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部使用从所述特 征点检测部检测到所述特征点起到下次检测到所述特征点为止的期间的所述惯性传感器 的检测结果, 生成所述运动信息。 0184 根据本实施方式的运动解析装置, 能够使用两个特征点间的惯性传感器的检测结 果, 生成反映了两个特征点间的用户身体的移动方式且对提高用户的运动成绩有效的运动 信息。 0185 在本实施方式的运动解。

46、析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部使用所述惯性 传感器的检测结果, 以所述特征点检测部检测到所述特征点的时机为基准, 算出表示所述 用户的运动状态的多个项目的值, 并组合算出的所述多个项目的值生成所述运动信息。 0186 根据本实施方式的运动解析装置, 通过组合反映了用户运动状态的多个项目的 值, 从而能够生成对提高用户的运动成绩有效的运动信息。 0187 在本实施方式的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息包括有关所述用户的 运动中的能量效率、 能量损失或者对身体的负担的信息。 0188 根据本实施方式的运动解析装置, 能够向用户提示通过运动消耗的能量是否被高 效地用于跑步、 或。

47、者由于运动身体内蓄积了多少程度的伤害等信息。 0189 在本实施方式的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息包括有关所述用户的 运动中的正下方着地、 推进效率、 着地时制动量、 或者接地时间的信息。 0190 根据本实施方式的运动解析装置, 能够向用户提示可用于判断是不是高效的运动 方式、 不易疲劳的运动方式、 或者不易受伤的运动方式的信息。 0191 在本实施方式的运动解析装置中, 也可以是, 所述运动信息生成部区分所述用户 的身体的左右地生成所述运动信息。 0192 根据本实施方式的运动解析装置, 能够向用户分开提示身体左右的运动状态。 0193 在本实施方式的运动解析装置中, 也可以。

48、是, 所述运动信息包括有关所述用户的 身体的左右的平衡的信息。 0194 根据本实施方式的运动解析装置, 能够向用户提示均衡使用身体左右的程度。 0195 根据本实施方式的运动解析装置也可以还包括 : 建议信息生成部, 使用所述运动 信息, 生成有关用于提高所述用户的运动成绩的建议的信息。 0196 运动成绩例如可以是运动能力、 时间等成绩 ( 得分 )、 受伤难易度等。 0197 根据本实施方式的运动解析装置, 通过提示对应于用户的运动状态的建议, 从而 能够帮助提高用户的运动成绩。 0198 本实施方式的运动解析方法, 包括 : 使用惯性传感器的检测结果, 检测用户的运动 中的特征点 ; 以及使用所述惯性传感器的检测结果, 以检测到所述特征点的时机为基准, 解 析所述用户的运动, 并生成所述用户的运动信息。 0199 根据本实施方式的运动解析方法, 通过以运动的特征点为基准而易于提取用户的 身体。

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