運動支持裝置以及運動支持方法

運動支持裝置以及運動支持方法
【專利摘要】一種運動支持裝置，具有：檢測部，檢測與利用者的運動時的動作狀態(tài)相關聯的動作數據；以及擺動角度取得部，取得利用者的擺動角度和信息通知部，通知用于將擺動角度引導為恰當的角度的運動支持信息。在利用者處于伴隨手臂或腿的部位的擺動動作的特定動作狀態(tài)時，根據動作數據連續(xù)地追蹤特定動作狀態(tài)下的擺動動作的1個周期內的擺動的狀態(tài)，并取得在1個周期內的彼此不同的兩個定時的利用者的部位的角度的差分的最大值，作為擺動角度。
【專利說明】運動支持裝置以及運動支持方法
[0001] 對相關申請的交叉引用
[0002] 對應的日本申請如下：
[0003] 申請?zhí)枺喝毡咎卦?013 - 057667申請日：2013年3月21日

【技術領域】
[0004] 本發(fā)明涉及運動支持裝置、運動支持方法，尤其涉及具有如下功能的運動支持裝 置、運動支持方法，即掌握人體的運動時的動作狀態(tài)(運動動作狀態(tài))，并將該運動動作引導 為適當的狀態(tài)的功能。

【背景技術】
[0005] 近年來，隨著健康意識的提高，進行日常性的跑步和散步等運動以維持增進健康 狀態(tài)的人日益增加。通過日常的運動，并想要參加各種競技大會和比賽等的人也在增加。
[0006] 這些人們以數值或數據形式測定自身的運動動作狀態(tài)并進行記錄，然后活用到鍛 煉中以實現有效且有效的運動內容，人們對此的認識及關注程度非常高。
[0007] 在此，關于用于準確掌握運動動作狀態(tài)的方法，已經公知采用運動的節(jié)拍或間距、 脈搏數、體溫、血壓、呼吸次數、能量消耗量等各種指標比較有效。
[0008] 關于采用這些指標的運動動作狀態(tài)的掌握方法，例如記載于日本特開平10 - 290854號公報中。
[0009] 在上述的各種指標中，在跑步或散步等運動動作中，擺臂的程度被認為是用于判 定運動者是否在有效地進行運動（跑步或步行）的重要指標，該擺臂的程度是指在該運動動 作中擺動手臂的幅度。
[0010] 但是，關于準確掌握擺臂的程度(手臂是否充分擺動)，并將該信息適當傳遞給運 動者的技術，目前尚未確立。


【發(fā)明內容】

[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點在于，提供一種運動支持裝置、運動支持方法及運動支持程序，能夠 準確判定運動動作中的擺臂的程度，適當將運動動作狀態(tài)傳遞給運動者，并引導為恰當的 運動動作狀態(tài)。
[0012] 本發(fā)明的運動支持裝置具有：檢測部，檢測與利用者運動時的動作狀態(tài)相關聯的 動作數據；以及擺動角度取得部，取得所述利用者處于特定動作狀態(tài)時該利用者的手臂或 腿的部位的擺動角度，所述特定動作狀態(tài)是伴隨所述部位的擺動動作的狀態(tài)，信息通知部， 根據所述擺動角度取得部取得的所述擺動角度通知運動支持信息，該運動支持信息是用于 將所述擺動角度引導為適當的角度的信息，所述擺動角度取得部根據由所述檢測部檢測出 的所述動作數據，連續(xù)地追蹤所述特定動作狀態(tài)下的所述擺動動作在1個周期內的擺動的 狀態(tài)，并取得在所述1個周期內的彼此不同的兩個定時的所述利用者的所述部位的角度的 差分的最大值，作為所述擺動角度。
[0013] 本發(fā)明的運動支持方法中，檢測與利用者的運動時的動作狀態(tài)相關聯的動作數 據，在所述利用者處于伴隨手臂或腿的部位的擺動動作的特定動作狀態(tài)時，根據所述動作 數據連續(xù)地追蹤所述特定動作狀態(tài)下的所述擺動動作的1個周期內的擺動的狀態(tài)，并取得 在所述1個周期內的彼此不同的兩個定時的所述利用者的所述部位的角度的差分的最大 值，作為擺動角度，根據取得的所述擺動角度通知運動支持信息，該運動支持信息是用于將 所述擺動角度引導為適當的角度的信息。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1的圖1A、圖1B、圖1C是表示本發(fā)明的運動支持裝置的第1實施方式的概略結 構圖。
[0015] 圖2的圖2A、圖2B是表示第1實施方式的運動支持裝置的一結構例的功能框圖。
[0016] 圖3是表示第1實施方式的運動支持裝置的運動支持方法的一例的流程圖。
[0017] 圖4是表示根據第1實施方式的運動支持方法而執(zhí)行的手臂姿勢檢測處理的一例 的流程圖。
[0018] 圖5的圖5A、圖5B是表示根據第1實施方式的運動支持方法而取得的傳感器數據 的一例的信號波形圖。
[0019] 圖6的圖6A、圖6B是表示根據第1實施方式的運動支持方法而執(zhí)行的手臂姿勢的 跟蹤動作(擺臂狀態(tài)的檢測動作）的示意圖。
[0020] 圖7是表示根據第1實施方式的運動支持方法而執(zhí)行的擺臂狀態(tài)判定/支持處理 的一例的流程圖。
[0021] 圖8的圖8A、圖8B是表示第2實施方式的運動支持裝置的概略結構圖。
[0022] 圖9是表示第2實施方式的運動支持裝置的一結構例的功能框圖。
[0023] 圖10的圖10A、圖10B、圖10C、圖10D是表示根據第2實施方式的運動支持方法而 執(zhí)行的手臂姿勢的跟蹤動作(擺臂狀態(tài)的檢測動作）的示意圖。
[0024] 圖11是表示第3實施方式的運動支持裝置的概略結構圖。
[0025] 圖12的A、B是表示第3實施方式的運動支持裝置的一結構例的功能框圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面，關于本發(fā)明的運動支持裝置、運動支持方法及運動支持程序，參照附圖進行 詳細說明。
[0027] 另夕卜，在下面敘述的各實施方式中，說明用戶進行步行（walking)或跑步 (running)的情況。
[0028] 在以下的實施方式中對取得手臂的擺動角度的情況進行說明。但是，不限于此，也 可以是將手臂改換為腿，來取得腿的擺動角度。
[0029] 〈第1實施方式〉
[0030] (運動支持裝置）
[0031] 圖1的圖1A、圖1B、圖1C是表示本發(fā)明的運動支持裝置的第1實施方式的概略結 構圖。圖1A是表示將本實施方式的運動支持裝置安裝于人體的狀態(tài)的概略圖，圖1B是表 示本實施方式的安裝于大臂部的運動支持裝置的一例的概略結構圖，圖1C是表示本實施 方式的將安裝于小臂部的運動支持裝置安裝在小臂部上的狀態(tài)的一例的概略結構圖。
[0032] 圖2的圖2A、圖2B是表示本實施方式的運動支持裝置的一結構例的功能框圖。圖 2A是表示安裝于大臂部的運動支持裝置的一結構例的概略結構圖，圖2B是表示安裝于小 臂部的運動支持裝置的一結構例的概略結構圖。
[0033] 本實施方式的運動支持裝置例如構成為如圖1的A?C所示具有：終端(第1終 端)1〇〇,被安裝于運動者即用戶US的大臂部；以及終端(第2終端)200,被安裝于小臂部(手 腕)。
[0034] (終端 100)
[0035] 終端100例如圖1B所示具有大臂部安裝型(或者臂帶型）的外觀形狀。
[0036] 終端100大致區(qū)分具有：設備主體101，掌握用戶US的運動動作狀態(tài)，并取得表示 該運動動作狀態(tài)的運動動作信息；以及帶部102,通過被纏繞在用戶US的大臂部，將設備主 體101安裝于大臂部。
[0037] 終端100具體地講例如圖2A所示大致具有加速度傳感器(檢測部）110、角速度傳 感器(檢測部）120、輸入操作部130、顯示部140、運算電路(動作狀態(tài)判別部、擺臂角度取得 部、擺臂狀態(tài)判定部、信息通知部）150、存儲器部(評價信息保存部）160、通信電路部170、和 電源供給部180。
[0038] 加速度傳感器110例如具有三軸加速度傳感器。
[0039] 該三軸加速度傳感器檢測在用戶US的運動動作中施加給終端100的、彼此正交的 三個軸（X軸、y軸、z軸）方向的加速度，將與檢測出的各軸方向的加速度的大小對應的信 號作為加速度數據進行輸出。
[0040] 從該加速度傳感器110輸出的加速度數據具有與上述三個軸方向分別對應的信 號成分，而且對應于運動動作中的身體的前后方向和左右方向、上下方向的加速度。
[0041] 與這三個軸方向對應的加速度數據在后述的運算電路150中被合成，并與時間數 據相關聯地被保存在存儲器部160的規(guī)定的存儲區(qū)域中。
[0042] 角速度傳感器120例如具有三軸角速度傳感器。
[0043] 該三軸角速度傳感器檢測在用戶US的運動動作中施加給終端100的、彼此正交的 三個軸（X軸、y軸、z軸）方向的角速度，將與檢測出的各軸方向的角速度的大小對應的信 號作為角速度數據進行輸出。
[0044] 從該角速度傳感器120輸出的角速度數據具有上述三個軸方向的信號成分，而且 對應于運動動作中的手臂的前后方向和左右方向、上下方向的角速度。
[0045] 這三個軸方向的角速度數據在后述的運算電路150中被合成，并與時間數據相關 聯地被保存在存儲器部160的規(guī)定的存儲區(qū)域中。
[0046] 輸入操作部130例如圖1B所示具有在設備主體101的前面和側面設置的操作開 關、在后述的顯示部140的前面?zhèn)?視野側)設置的觸摸屏、通過有線或無線通信與設備主體 101連接的鍵盤等輸入單元。
[0047] 這種輸入操作部130用于進行如下的各種輸入操作：上述的加速度傳感器110和 角速度傳感器120的傳感動作(測定動作）的ON、OFF控制、后述的擺臂狀態(tài)的評價的輸入、 在顯示部140顯示的各種項目的設定等。
[0048] 在此，關于操作開關和觸摸屏、鍵盤等各種輸入單元，可以是具備其中任意一種輸 入單元，也可以是具備多種輸入單元。
[0049] 另外，在具備多種輸入單元的情況下，通過各輸入單元而實現的功能可以是相同 或者同等的功能，也可以是使各輸入單元具備特有的功能。
[0050] 顯示部140具有例如能夠進行彩色或單色顯示的液晶方式、或有機EL元件等發(fā)光 元件方式的顯示面板。
[0051] 顯示部140顯示根據由上述的加速度傳感器110和角速度傳感器120取得的傳感 器數據而生成的運動動作信息、當前時刻、傳感動作的經過時間等時間信息、用于評價運動 動作狀態(tài)的輸入畫面、運動支持信息的通知方法的設定畫面等。
[0052] 這些信息具有文字信息和圖像信息，也可以在顯示部140同時顯示一種乃至多種 信息。或者，通過操作上述的輸入操作部130,使依次顯示一種乃至多種信息。
[0053] 另外，當構成為在后述的終端200的顯示部231、或者通過有線或無線與終端100 連接的其它電子設備的顯示部顯示有上述的各種信息和輸入畫面、設定畫面等的情況下， 終端100也可以構成為在設備主體101不設置顯示部140。
[0054] 在此，所謂其它的電子設備可以是如終端200那樣的專用設備，或者也可以是個 人計算機或平板終端、智能電話(高功能移動電話）等通用的信息通信裝置。
[0055] 存儲器部160大致區(qū)分具有數據存儲器、程序存儲器和作業(yè)用存儲器。
[0056] 數據存儲器具有閃存等非易失性存儲器，將由上述的加速度傳感器110和角速度 傳感器120取得的傳感器數據與時間數據相關聯地保存在規(guī)定的存儲區(qū)域中。
[0057] 在數據存儲器中，在規(guī)定的存儲區(qū)域中還保存有在后述的運動支持方法中根據傳 感器數據而生成的運動動作信息、表示運動動作狀態(tài)的好壞的評價信息、基于運動動作狀 態(tài)的判定結果的運動支持信息等。
[0058] 程序存儲器具有ROM (讀取專用存儲器)，保存用于在各構成要素中執(zhí)行規(guī)定的動 作的控制程序，如加速度傳感器110和角速度傳感器120的傳感動作、顯示部140對各種信 息的顯示動作等。
[0059] 在程序存儲器中還保存有用于執(zhí)行一系列的運動支持動作(運動支持方法）的算 法程序，使根據由用戶US賦予了評價信息的運動動作信息，判定用戶US的運動動作狀態(tài)的 好壞與否，并引導為恰當的運動動作狀態(tài)。
[0060] 作業(yè)用存儲器具有RAM (隨機存取存儲器)，暫時保存在執(zhí)行上述控制程序和算法 程序時使用的各種數據、和所生成的各種數據。
[0061] 另外，也可以是，存儲器部160的一部分或者全部構成為具有作為例如存儲卡等 可移動存儲介質的形式，并且能夠向終端1〇〇 (或者設備主體101)插拔。
[0062] 運算電路150是具有計時功能的CPU (中央運算處理裝置）或MPU (微處理器）等 運算裝置。
[0063] 運算電路150根據規(guī)定的動作時鐘，執(zhí)行在上述的存儲器部160 (程序存儲器）中 保存的規(guī)定的控制程序。由此，運算電路150控制加速度傳感器110和角速度傳感器120 的傳感動作、顯示部140的信息顯示動作等各種動作。
[0064] 運算電路150根據上述動作時鐘，執(zhí)行在存儲器部160 (程序存儲器）中保存的規(guī) 定的算法程序。由此，運算電路150執(zhí)行一系列的運動支持動作，即掌握并判定用戶US的 運動動作狀態(tài)，并進行引導使接近恰當的運動動作狀態(tài)。
[0065] 另外，在運算電路150中執(zhí)行的控制程序和算法程序也可以預先安裝在運算電路 150的內部。
[0066] 通信電路部170作為將根據由上述的加速度傳感器110和角速度傳感器120取得 的傳感器數據而生成的運動動作信息和運動支持信息等發(fā)送給終端200時的接口發(fā)揮作 用。
[0067] 在此，關于通過通信電路部170在終端100和終端200之間發(fā)送接收運動支持信 息等的方法，例如能夠應用各種無線通信方式、和通過通信線纜的基于有線的通信方式。 [0068] 在使用無線通信方式發(fā)送接收運動支持信息等的情況下，例如能夠應用數字設備 用的近距離無線通信標準即藍牙（Bluetooth (注冊商標)）、在該通信標準中被劃定為低功 耗型的通信標準的藍牙低能（Bluetooth (注冊商標)low energy (LE))、或者與這些方式同 等的通信方式。
[0069] 根據這種無線通信方式，作為后述的電源供給部180,即使是使用例如環(huán)境發(fā)電技 術等生成的小電能，也能夠良好地進行數據傳輸。
[0070] 電源供給部180向終端100的設備主體101內部的各構成要素供給驅動用電力。
[0071] 電源供給部180能夠應用例如市場上銷售的硬幣型電池和鈕扣型電池等一次電 池、鋰離子電池和鎳氫電池等二次電池。
[0072] 除這些一次電池和二次電池外，電源供給部180也能夠應用基于環(huán)境發(fā)電（能量 收集）技術的電源等，如利用振動或光、熱、電磁波等能量進行發(fā)電。
[0073] (終端 200)
[0074] 終端200例如圖1C所示具有小臂部安裝型(或者腕表型）的外觀形狀。
[0075] 終端200大致區(qū)分具有：設備主體201，通知由上述的終端100取得的運動動作信 息和基于該運動動作信息的運動支持信息；以及帶部202,通過被纏繞在用戶US的小臂部 (手腕)，將設備主體201安裝于小臂部。
[0076] 終端200具體地講例如圖2B所示大致具有通信電路部210、輸入操作部220、顯示 部(信息通知部）231、音響部(信息通知部）232、振動部(信息通知部）233、運算電路240、存 儲器部25、和電源供給部260。
[0077] 通信電路部210作為從終端100接收由上述終端100取得的運動動作信息和運動 支持信息等時的接口發(fā)揮作用。
[0078] 在此，關于通過通信電路部210與終端100之間發(fā)送接收運動動作信息和運動支 持信息等的方法，能夠應用上述的各種無線通信方式和有線通信方式。
[0079] 輸入操作部220例如圖1C所示具有在設備主體201的前面和側面設置的操作開 關、在后述的顯示部231的前面?zhèn)?視野側)設置的觸摸屏、通過有線或無線通信與設備主體 201連接的鍵盤等輸入單元。
[0080] 這種輸入操作部220用于進行如下的輸入操作：根據上述終端100的運動動作狀 態(tài)的判定結果而進行的運動支持信息的通知動作的0N、0FF控制、在顯示部140顯示的各種 項目的設定等。
[0081] 在此，關于操作開關和觸摸屏、鍵盤等各種輸入單元，與上述終端100相同地，可 以是具備其中任意一種輸入單元，也可以是具備多種輸入單元。
[0082] 顯示部231具有例如能夠進行彩色或單色顯示的液晶方式、或有機EL元件等發(fā)光 元件方式的顯示面板。
[0083] 顯示部231顯示根據由上述終端100取得的傳感器數據而生成的運動動作信息、 當前時刻和傳感動作的經過時間等時間信息、基于運動動作狀態(tài)的判定結果的運動支持信 息等。
[0084] 這些信息具有文字信息和圖像信息，也可以在顯示部231同時顯示一種乃至多種 信息?；蛘?，也可以依次顯示一種乃至多種信息。
[0085] 音響部232具有蜂鳴器和揚聲器等發(fā)出聲音的音響設備。
[0086] 音響部232通過產生規(guī)定的音色或聲音模式(警報聲音)、聲音消息等聲音信息，在 后述的運動支持方法中，通過聽覺將與用戶US的運動動作狀態(tài)良好與否的判定結果對應 的運動支持信息通知用戶US。
[0087] 振動部233具有振動電機和振子等產生振動的振動設備(振動器)。
[0088] 振動部233通過產生規(guī)定的振動模式及其強弱等振動信息，在后述的運動支持方 法中，通過觸覺將與用戶US的運動動作狀態(tài)良好與否的判定結果對應的運動支持信息通 知用戶US。
[0089] 另外，也可以是，本實施方式的終端200僅具備顯示部231作為將運動支持信息通 知用戶US的信息通知單元。
[0090] 或者，終端200也可以構成為具有顯示部231以及/或者取代顯示部231的音響 部232和振動部233中至少任意一個。
[0091] 存儲器部250與上述終端100相同地，大致區(qū)分具有數據存儲器、程序存儲器和作 業(yè)用存儲器。
[0092] 在數據存儲器中，在規(guī)定的存儲區(qū)域中保存有由上述終端100取得并通過通信電 路部210而接收的運動支持信息等。
[0093] 在程序存儲器中保存有用于執(zhí)行各構成要素中的規(guī)定的動作的控制程序，如通信 電路部210的數據傳輸動作、顯示部231及/或音響部232、振動部233對上述運動支持信 息等的通知動作等。
[0094] 在作業(yè)用存儲器中，暫時保存有在執(zhí)行上述控制程序時使用的各種數據、和所生 成的各種數據。
[0095] 另外，也可以是，與上述終端100相同地，存儲器部250的一部分或者全部構成為 具有作為可移動存儲介質的形式，并且能夠向終端200 (或者設備主體201)插拔。
[0096] 運算電路240是與上述終端100相同地具有計時功能的CPU或MPU等運算裝置。
[0097] 運算電路240根據規(guī)定的動作時鐘，執(zhí)行在上述的存儲器部250中保存的規(guī)定的 控制程序。由此，運算電路240控制通信電路部210的數據傳輸動作、顯示部231及/或音 響部232、振動部233對運動支持信息等的通知動作等各種動作。
[0098] 另外，在運算電路240中執(zhí)行的控制程序也可以預先安裝在運算電路240的內部。
[0099] 電源供給部260向終端200的設備主體201內部的各構成要素供給驅動用電力。
[0100] 電源供給部260與上述終端100的電源供給部180相同地，除能夠應用一次電池 和二次電池外，也能夠應用基于環(huán)境發(fā)電技術的電源等。
[0101] (運動支持方法）
[0102] 下面，說明本實施方式的運動支持裝置的運動支持方法。
[0103] 在此，說明針對用戶US進行運動動作即跑步時的運動支持方法。
[0104] 圖3是表示本實施方式的運動支持裝置的運動支持方法的一例的流程圖。
[0105] 圖4是表示根據本實施方式的運動支持方法而執(zhí)行的手臂姿勢檢測處理的一例 的流程圖。
[0106] 圖5是表示根據本實施方式的運動支持方法而取得的傳感器數據的信號波形的 一例的波形圖。
[0107] 圖6表示根據本實施方式的運動支持方法而執(zhí)行的手臂姿勢的跟蹤動作(擺臂狀 態(tài)的檢測動作）的示意圖。
[0108] 圖7是表示根據本實施方式的運動支持方法而執(zhí)行的擺臂狀態(tài)判定/支持處理的 一例的流程圖。
[0109] 在本實施方式的運動支持方法中，如圖3所示，大致區(qū)分為依次執(zhí)行手臂姿勢檢 測處理(步驟S100)、擺臂評價處理(步驟S200)、擺臂狀態(tài)判定/支持處理(步驟S300)。
[0110] 其中，在手臂姿勢檢測處理(步驟S100)和擺臂評價處理(步驟S200)至少執(zhí)行一 次后的、從第二次起的跑步動作時，執(zhí)行擺臂狀態(tài)判定/支持處理(步驟S300)。
[0111] 即，擺臂狀態(tài)判定/支持處理是在到前一次為止的跑步動作時的擺臂角度數據和 對該擺臂角度數據賦予的評價信息(等級）被保存在存儲器部160中的狀態(tài)下執(zhí)行的動作。
[0112] (手臂姿勢檢測處理）
[0113] 在手臂姿勢檢測處理(步驟S100)中，首先用戶US操作被安裝于身體上的終端100 和終端200的電源開關，由此起動終端100和終端200。
[0114] 然后，在用戶US開始跑步動作之前或者在開始后，通過操作終端100的輸入操作 部130和終端200的輸入操作部220,終端100的傳感動作開始，并且，終端200的各種信息 通知動作開始。
[0115] 由此，在用戶US安裝在大臂部的終端100中，如圖4的流程圖所示，通過加速度傳 感器110隨時檢測運動動作中的加速度數據，并且，通過角速度傳感器120隨時檢測角速度 數據。
[0116] 運算電路150從加速度傳感器110和角速度傳感器120隨時取得這些傳感器數 據，并分別與時間數據相關聯地隨時保存在存儲器部160 (數據存儲器）的規(guī)定的存儲區(qū)域 中（步驟S101)。
[0117] 在此，通過步驟S101而取得的加速度數據表現出例如圖5A所示的信號波形。在 此，圖5A表示通過運算電路150對與從加速度傳感器110輸出的加速度數據中的三個軸方 向的各個加速度對應的信號成分進行合成處理后的合成加速度的時間性變化。
[0118] 通過步驟S101而取得的角速度數據表示例如圖5B所示的信號波形。在此，圖5B 表示通過運算電路150對與從角速度傳感器120輸出的角速度數據中的三個軸方向的各個 角速度對應的信號成分進行合成處理后的合成角速度的時間性變化。
[0119] 根據圖5A、圖5B所示的信號波形可知，在對跑步時的人體施加的合成加速度和合 成角速度的信號波形中，以大致一定的周期出現極大值和極小值。并且，合成加速度和合成 角速度各自的極大值和極小值的出現定時具有相互密切的對應關系。
[0120] 然后，運算電路150根據所取得的加速度數據，判別用戶US是否在進行跑步(步驟 S102)。
[0121] 關于在步驟S102的用戶US是否在進行跑步的判別，具體地講，根據圖5A所示的 合成加速度的信號波形是否具有跑步時特有的波形來進行判別。
[0122] S卩，已經公知在跑步時的合成加速度的信號波形中觀察到具有特定的周期和強度 等的特征性變化。
[0123] 因此，通過觀察合成加速度的信號波形來判別在該信號波形中是否觀察到跑步時 的特征性變化，能夠準確判別用戶US是否在進行跑步。
[0124] 另外，關于用戶US是否在進行跑步的判別處理，不限于上述的方法。例如，也可以 是，預先登記用戶US進行了跑步時的加速度數據，將該登記的跑步時的加速度數據與在步 驟S101取得的加速度數據進行比較，由此判別用戶US是否在進行跑步。
[0125] 然后，當在步驟S102判別為用戶US在進行跑步的情況下(步驟S102 :是)，運算電 路150檢測該跑步動作中的著地定時(步驟S103)。
[0126] 另一方面，當在步驟S102判別為用戶US沒有進行跑步的情況下(步驟S102 :否)， 繼續(xù)觀察合成加速度。
[0127] 關于步驟S103的著地定時的檢測，具體地講，根據圖5A所示的合成加速度的信號 波形來進行檢測。
[0128] 合成加速度的信號波形如圖5A所示周期性地具有極大值(在圖中用圓圈圈起來 進行表示)。該極大值能夠視為是起因于用戶US的腳著地時的沖擊(著地沖擊）的值。因 此，運算電路150追蹤由加速度傳感器110隨時檢測出的加速度數據，并檢測合成加速度的 信號波形表示極大值的定時作為著地定時。
[0129] 在此，被檢測出的著地定時成為在后述的步驟S107執(zhí)行的手臂姿勢的跟蹤動作 中的、1個周期量的動作期間的開始定時和結束定時。
[0130] 另外，運算電路150根據該著地定時的檢測來取得與跑步中的步數和間距 (pitch)相關的信息，將所取得的信息保存在存儲器部160 (數據存儲器）的規(guī)定的存儲區(qū) 域中。
[0131] 在此，通過計數著地沖擊的次數即著地定時來取得步數。通過計數每單位時間的 步數來取得間距。
[0132] 當在步驟S103未檢測出著地定時的情況下(步驟S103 :否)，執(zhí)行從后述的步驟 S107起的處理動作。
[0133] 然后，當在步驟S103檢測出著地定時時（步驟S103 :是)，運算電路150計算并取 得1個周期量的跟蹤動作中的擺臂角度。并且，將所取得的擺臂角度的數據(擺臂角度數據） 保存在存儲器部160 (數據存儲器）的規(guī)定的存儲區(qū)域中并進行記錄(步驟S104)。
[0134] 具體地講，運算電路150在后述的步驟S109,根據在1個周期量的跟蹤動作期間中 記錄的多個手臂姿勢的數據（下面稱為手臂姿勢數據)，計算并取得在彼此不同的兩個定時 的該手臂姿勢數據的差分的最大值，作為該1個周期中的擺臂角度。并且，將所取得的擺臂 角度的數據保存在存儲器部160的規(guī)定的存儲區(qū)域中。
[0135] 根據從肩的關節(jié)（圖6A、B所示的Na)到在安裝于大臂部的終端100設置的角速度 傳感器120的距離L、和根據從在終端100設置的角速度傳感器120輸出的角速度數據而取 得的角速度的值，計算擺臂角度。
[0136] 在此，關于上述的擺臂角度的計算處理，從概念上講能夠表示為下式（1)。
[0137] S卩，在下式（1)中，將在后述的步驟S109記錄的手臂姿勢設為Ak (k=l?η，η為 正整數)，將計算出的擺臂角度設為Output。
[0138] 并且，將在彼此不同的兩個定時的手臂姿勢設為Ap和Aq(p、q=l?n)，計算根據手 臂姿勢Ap和Aq各自的手臂的位置而規(guī)定的兩個手臂的角度的差分即角度angle(Ap，Aq)。
[0139] 并且，執(zhí)行抽取所計算出的角度angle (Ap，Aq)的最大值（max)作為擺臂角度的 處理。
[0140] 另外，式（1)不是表示用于進行擺臂角度的計算處理的具體的函數式，而是用來表 示處理的概念。
[0141] Output=max (angle (Ap，Aq) (p，q=1 ?n)) ...... (1)
[0142] 然后，將在運算電路150中取得的擺臂角度的值、以及在運算電路150中取得的步 數和間距的值，作為運動動作信息顯示在被安裝于小臂部的終端200的顯示部231 (步驟 S105)。
[0143] 具體地講，終端100的運算電路150從存儲器部160抽取在步驟S103取得的步數 和間距、以及在步驟S104取得的擺臂角度，通過通信電路部170發(fā)送給終端200。
[0144] 終端200的運算電路240將通過通信電路部210接收到的包括這些數據的運動動 作信息，以規(guī)定的顯示形式顯示于顯示部231。
[0145] 在此，在步驟S105,作為運動動作信息被顯示于終端200的顯示部231的擺臂角度 的值，不是在該顯示動作之前剛剛取得的值，而是被設定成在后述的步驟S107執(zhí)行的手臂 姿勢的跟蹤動作中、從當前時刻起1個以上的周期以前所取得的值。這是為了在用戶US視 覺識別終端200的顯示部231時不會顯示與通常不同的狀態(tài)的擺臂的值。
[0146] S卩，在用戶US視覺識別被安裝于小臂部的終端200的顯示部231時，通常為了讀 取顯示部231的顯示內容而暫時停止擺臂動作或減小擺臂程度，擺臂的狀態(tài)處于與通常不 同的狀態(tài)。因此，在顯示動作之前剛剛取得的擺臂角度的值成為與通常不同的狀態(tài)的擺臂 的值。為此，將在顯示部231顯示的擺臂角度的值設定為從當前時刻起1個以上的周期以 前所取得的、擺臂的狀態(tài)處于通常的狀態(tài)時的值。
[0147] 然后，運算電路150將在后述的步驟S107執(zhí)行的手臂姿勢的跟蹤動作中的跟蹤數 據初始化(步驟S106)。
[0148] 具體地講，運算電路150通過在步驟S103檢測著地定時，將根據前一個周期的跟 蹤動作而取得的手臂姿勢數據刪除（clear)。并且，對應上述著地定時來設定用于開始下一 個周期的跟蹤動作的定時。
[0149] 在此，下一個周期的跟蹤動作的開始定時相當于前一個周期（即當前執(zhí)行）的跟蹤 動作的結束定時。
[0150] 然后，當在步驟S103未檢測出著地定時時(步驟S103 :否)，運算電路150開始跟 蹤(連續(xù)追蹤）手臂姿勢的變化的動作(步驟S107)。
[0151] 在此，運算電路150將上述的開始定時作為基點，相對于時間依次對由角速度傳 感器120檢測出的角速度數據進行積分，由此跟蹤手臂姿勢的變化。
[0152] 在步驟S103,將從一個著地定時起到檢測出下一個著地定時的期間、即跑步動作 的1步量的期間作為1個周期，執(zhí)行該跟蹤動作。
[0153] 并且，在前一個周期取得的跟蹤數據(手臂姿勢數據)，通過上述的步驟S106按照 每個周期被初始化。
[0154] 在步驟S107,具體地講，根據圖5B所示的合成角速度的信號波形，取得與跑步動 作中的手臂的位置和擺臂的方向等擺臂相關的信息。
[0155] S卩，通過觀察三個軸方向的角速度數據和合成角速度的信號波形，能夠準確掌握 用戶US的運動動作中的擺臂的狀態(tài)。
[0156] 因此，運算電路150根據由角速度傳感器120隨時檢測出的三個軸方向的角速度 數據相對于時間的積分值，如圖6A、圖6B所示監(jiān)視以肩的關節(jié)Na為支點時的大臂AMa的位 置和擺臂的方向。
[0157] 在此，在將角速度數據的相互正交的x、y、z這三個軸方向的角速度成分分別設為

【權利要求】
1. 一種運動支持裝置，具有： 檢測部，檢測與利用者運動時的動作狀態(tài)相關聯的動作數據；以及 擺動角度取得部，取得所述利用者處于特定動作狀態(tài)時該利用者的手臂或腿的部位的 擺動角度，所述特定動作狀態(tài)是伴隨所述部位的擺動動作的狀態(tài)， 信息通知部，根據所述擺動角度取得部取得的所述擺動角度通知運動支持信息，該運 動支持信息是用于將所述擺動角度引導為適當的角度的信息， 所述擺動角度取得部根據由所述檢測部檢測出的所述動作數據，連續(xù)地追蹤所述特定 動作狀態(tài)下的所述擺動動作在1個周期內的擺動的狀態(tài)，并取得在所述1個周期內的彼此 不同的兩個定時的所述利用者的所述部位的角度的差分的最大值，作為所述擺動角度。
2. 根據權利要求1所述的運動支持裝置，所述運動支持裝置還具有動作狀態(tài)判別部， 根據由所述檢測部檢測出的所述動作數據，判別是否處于所述特定動作狀態(tài)， 在所述動作狀態(tài)判別部判別為所述利用者處于所述特定動作狀態(tài)時，所述角度取得部 執(zhí)行所述擺動角度的取得。
3. 根據權利要求2所述的運動支持裝置，所述檢測部具有加速度傳感器，該加速度傳 感器檢測伴隨所述利用者的動作而產生的加速度， 所述動作狀態(tài)判別部根據由所述加速度傳感器檢測出的所述加速度的值，判別所述利 用者是否處于所述特定動作狀態(tài)。
4. 根據權利要求1所述的運動支持裝置，具有： 評價信息保存部，將針對所述利用者的所述擺動角度的評價信息與該擺動角度和所述 利用者的動作狀態(tài)的狀況的信息相對應地進行保存；以及 擺動狀態(tài)判定部，根據由所述擺動角度取得部取得的特定狀況下的所述利用者的所述 擺動角度、和與在所述評價信息保存部中保存的所述特定狀況下的所述利用者的所述評價 信息對應的所述擺動角度的比較，判定由所述擺動角度取得部取得的所述擺動角度是否良 好， 所述信息通知部根據基于所述擺動狀態(tài)判定部的所述判定的結果，通知所述運動支持 信息。
5. 根據權利要求4所述的運動支持裝置，所述信息通知部具有顯示與所述運動支持信 息對應的可視信息的顯示部、產生與所述運動支持信息對應的聲音信息的音響部、以及產 生與所述運動支持信息對應的振動信息的振動部中至少任意一方。
6. 根據權利要求4所述的運動支持裝置， 所述檢測部設于第1終端， 所述信息通知部設于與所述第1終端不同的第2終端， 所述第1終端和所述第2終端能夠安裝在所述利用者的彼此不同的部位。
7. 根據權利要求4所述的運動支持裝置，所述檢測部和所述信息通知部被設置在一個 終端中。
8. 根據權利要求4所述的運動支持裝置，所述評價信息保存部通過網絡與所述檢測部 及所述信息通知部連接。
9. 根據權利要求1所述的運動支持裝置，所述部位是所述利用者的手臂， 所述檢測部具有角速度傳感器，該角速度傳感器檢測與所述擺動動作中的所述手臂的 運動對應的角速度， 所述擺動角度取得部， 根據將由所述角速度傳感器檢測出的角速度數據相對于時間進行積分得到的值，計算 所述擺動動作中的所述手臂的角度， 取得在所述1個周期內的所述角速度數據表示極小值的多個定時的所述手臂的角度， 并取得在該多個定時中彼此不同的兩個定時的所述手臂的角度的差分的最大值作為 所述擺動角度。
10. 根據權利要求9所述的運動支持裝置，所述檢測部還具有加速度傳感器，該加速度 傳感器檢測伴隨所述利用者的動作而產生的加速度， 所述擺動角度取得部根據由所述加速度傳感器檢測出的所述加速度的值的變化，檢測 所述利用者的腳的著地定時，將所述著地定時作為計算所述擺動角度時的所述1個周期的 開始定時和結束定時。
11. 根據權利要求9所述的運動支持裝置，所述檢測部的所述角速度傳感器能夠安裝 在所述利用者的手臂上。
12. 根據權利要求11所述的運動支持裝置，在所述角速度傳感器被安裝在所述利用者 的手臂上時， 所述擺動角度取得部根據由所述角速度傳感器檢測出的所述角速度數據的值、和從作 為安裝了所述角速度傳感器的所述手臂的支點的肩到所述角速度傳感器的安裝位置為止 的距離，計算所述擺動角度。
13. -種運動支持方法， 檢測與利用者的運動時的動作狀態(tài)相關聯的動作數據， 在所述利用者處于伴隨手臂或腿的部位的擺動動作的特定動作狀態(tài)時，根據所述動作 數據連續(xù)地追蹤所述特定動作狀態(tài)下的所述擺動動作的1個周期內的擺動的狀態(tài)，并取得 在所述1個周期內的彼此不同的兩個定時的所述利用者的所述部位的角度的差分的最大 值，作為擺動角度， 根據取得的所述擺動角度通知運動支持信息，該運動支持信息是用于將所述擺動角度 引導為適當的角度的信息。
14. 根據權利要求13所述的運動支持方法，包括如下動作：根據所述動作數據判別所 述利用者是否處于所述特定動作狀態(tài)， 根據所述利用者是否處于所述特定動作狀態(tài)的判別，在所述利用者處于所述特定動作 狀態(tài)時，執(zhí)行所述擺動角度的取得。
15. 根據權利要求13所述的運動支持方法，包括如下動作： 將針對所述取得的所述利用者的所述擺動角度的評價信息與所述擺動角度和所述利 用者的動作狀態(tài)的狀況的信息相對應地保存在評價信息保存部中， 根據所述取得的特定狀況下的所述利用者的所述擺動角度、和與在所述評價信息保存 部中保存的所述特定狀況下的所述利用者的所述評價信息對應的所述擺動角度的比較，判 定所述取得的所述擺動角度是否良好， 根據所述判定的結果，通知所述運動支持信息。
16. 根據權利要求13所述的運動支持方法，所述部位是所述利用者的手臂， 取得所述擺動角度的動作包括如下動作： 根據將由檢測部具有的角速度傳感器檢測出的角速度數據相對于時間進行積分得到 的值，計算所述擺動動作中的所述手臂的角度，所述角速度傳感器檢測與所述擺動動作中 的所述手臂的運動對應的角速度， 取得在所述1個周期內的所述角速度數據表示極小值的多個定時的所述手臂的角度， 并取得在該多個定時中彼此不同的兩個定時的所述手臂的角度的差分的最大值作為 所述擺動角度。
【文檔編號】A63B71/06GK104056443SQ201410108201
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2013年3月21日
【發(fā)明者】渡邊浩平 申請人:卡西歐計算機株式會社