跑步時著地位置評價方法及裝置、檢測方法及檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及跑步時著地位置評價方法等。另外，本發(fā)明涉及檢測用戶的著地和離 地的檢測方法等。另外，本發(fā)明涉及用于評價用戶的跑步運(yùn)動的跑步運(yùn)動評價方法等。
【背景技術(shù)】
[0002] 安裝在進(jìn)行跑步等運(yùn)動的用戶的軀體部或臂部來使用的便攜型的電子設(shè)備越來 越普及。這樣的便攜型的電子設(shè)備也開發(fā)出具備如下功能的高人氣類型：內(nèi)置加速度傳感 器或陀螺傳感器之類的各種傳感器，使用內(nèi)置傳感器的檢測值，計(jì)算位置或跑步速度、心跳 數(shù)或步數(shù)、跑步節(jié)奏之類的各種運(yùn)動數(shù)據(jù)（例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 另外，現(xiàn)有技術(shù)中已知有安裝在跑步中用戶身上、周期性地測量用戶的位置信息、 速度信息、移動的距離信息等并顯示的便攜設(shè)備。
[0004] 另外，為了達(dá)到幫助實(shí)現(xiàn)好記錄等的目的，已知有如下的技術(shù)：在用戶頭部安裝的 顯示鏡（スフ°レ4夕7只）的顯示部、顯示假想跑步者的運(yùn)動圖像作為虛擬跑步者的 技術(shù)（例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005] 然而，在以達(dá)到好記錄為目標(biāo)而進(jìn)行跑步的情況下，重要的是不僅僅簡單地意識 到跑步中的速度，還要意識到跑步姿勢等的自身的運(yùn)動狀態(tài)。這是因?yàn)槿绻院米藙菖懿剑?則不僅能期待達(dá)到好記錄，還能降低積累疲勞和受傷等事故的風(fēng)險(xiǎn)，從而能長時間跑步。作 為安裝在跑步中用戶身上并解析跑步姿勢的技術(shù)，例如，已知有專利文獻(xiàn)3的技術(shù)。
[0006] 另外，例如，作為評價運(yùn)動狀態(tài)的指標(biāo)之一，可以例舉接地時間?？梢哉f，如果延長 空中停留時間則步幅會延伸，結(jié)果通過縮短接地時間來實(shí)現(xiàn)跑步速度的提高。而且，縮短 接地時間時，能減輕跑步時腳部接受的負(fù)擔(dān)。因此，作為跑步者，知道接地時間相關(guān)的指標(biāo) (以下稱為"評價指標(biāo)值"），關(guān)系到對自身的運(yùn)動狀態(tài)的意識，這是有意義的。
[0007] 然而，與每天的跑步記錄不同，如果有評價跑步姿勢等跑步本身并報(bào)告給用戶的 一種輔導(dǎo)功能會很便利，讓人期待。例如，作為評價跑步的指標(biāo)之一，有跑步時的著地位置， 優(yōu)選在重心的大致正下方著地（正下方著地）。這是因?yàn)?，在重心的前方著地時耗費(fèi)制動 力，而在重心的大致正下方著地時，因地面的反作用力導(dǎo)致的制動力變小。另外，在正下方 著地時，還具有重心的上下方向的移動變小的優(yōu)點(diǎn)。綜合這些點(diǎn)，可以認(rèn)為正下方著地是高 能效的跑步。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)中，作為評價跑步時的著地位置的方法，有使用運(yùn)動捕捉器或視頻拍攝、 地面反作用力計(jì)的方法。然而，在這樣的現(xiàn)有的方法中，需要設(shè)置大規(guī)模的系統(tǒng)，需要在設(shè) 置了系統(tǒng)的位置跑步。因此，具有如下的一些缺點(diǎn)：實(shí)際能跑步的場所受到限制，對于長距 離且長時間的跑步的連續(xù)評價基本不可能，一般的跑步者不能輕松愉快地使用。
[0009] 另外，為了計(jì)算接地時間，需要檢測腳的著地及離地的時機(jī)。尚未得知利用裝在用 戶身上的傳感器精度良好地檢測著地及離地時機(jī)的具體技術(shù)。
[0010] 另外，作為評價運(yùn)動狀態(tài)的指標(biāo)之一，例如可以列舉出推進(jìn)效率。推進(jìn)效率表示對 于施加的力量前進(jìn)了多少，更詳細(xì)而言，表示是否未浪費(fèi)地利用接地時的地面反作用力而 獲得使身體朝前進(jìn)方向移動的推進(jìn)力的程度。因此，能通過減少朝前進(jìn)方向以外的方向的 身體移動來高效地獲得推進(jìn)力，可以說，離地時的上跳和接地時的下沉導(dǎo)致的上下方向的 移動較少、左右方向的搖晃較少時，推進(jìn)效率得到提高。特別是，作為重力方向的上下方向 的移動對推進(jìn)效率有大的影響。
[0011] 著眼于這一點(diǎn)，例如在專利文獻(xiàn)3中記載了著眼于上下方向的移動來解析跑步姿 勢并診斷身體的動作的內(nèi)容。然而，實(shí)際上，有時難以僅依靠上下方向的移動是否少來判斷 推進(jìn)效率的好壞。
[0012] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2013-140158號公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2014-054303號公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利特開2013-106773號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，依據(jù)本發(fā)明的若干方式，能提供在安裝于用戶 身上來使用的便攜型的電子設(shè)備中可進(jìn)行跑步時的著地位置的評價的技術(shù)。
[0018] 另外，依據(jù)本發(fā)明的若干方式，能提供高精度檢測用戶的離地及著地的時機(jī)的技 術(shù)。
[0019] 另外，依據(jù)本發(fā)明的若干方式，能提供反映推進(jìn)效率的新指標(biāo)。
[0020] [應(yīng)用例1]
[0021] 本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法包括：根據(jù)加速度值判定跑步中用戶的 著地期間中的減速期，以及計(jì)算判定的所述減速期期間的移動距離。
[0022] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法，能使用加速度值進(jìn)行用戶跑步時 的著地位置的評價。不需要準(zhǔn)備大規(guī)模的系統(tǒng)。具體而言，根據(jù)加速度值判定跑步中用戶 的著地期間中的減速期，計(jì)算該減速期期間的移動距離并評價跑步時的著地位置。例如，可 使用安裝在用戶身上的加速度傳感器的檢測值判定所述用戶的著地期間中的減速期。加速 度傳感器也可安裝在用戶的軀體部、即接近重心的位置。另外，減速期期間的移動距離相當(dāng) 于著地時機(jī)的著地位置和用戶的重心位置之間的距離。因此，例如，使用安裝在用戶身上的 加速度傳感器的檢測值，能計(jì)算減速期的移動距離。減速期的移動距離越小，則在更接近重 心的正下方的位置著地，因而能評價著地位置。
[0023] [應(yīng)用例2]
[0024] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法中，判定所述減速期可包括判定著 地時機(jī)及站立中期時機(jī)。
[0025] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法，通過判定作為減速期的開始時機(jī) 的著地時機(jī)和作為結(jié)束時機(jī)的站立中期時機(jī)來判定減速期。
[0026] [應(yīng)用例3]
[0027] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步時著評價方法中，判定所述站立中期時機(jī)可包括使用垂 直方向的加速度值判定所述站立中期時機(jī)。
[0028] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法，使用垂直方向的加速度值判定站 立中期時機(jī)。
[0029][應(yīng)用例4]
[0030] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法中，計(jì)算所述移動距離可包括將所 述減速期的長度與所述用戶的移動速度相乘來計(jì)算所述移動距離。
[0031] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法，將減速期的長度與用戶的移動距 離相乘計(jì)算減速期的移動距離。減速期的長度及移動速度能使用加速度值計(jì)算。
[0032] [應(yīng)用例5]
[0033] 上述應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法可包括檢測所述著地時機(jī)及所述站 立中期時機(jī)的位置，并根據(jù)所述著地時機(jī)及所述站立中期時機(jī)的位置計(jì)算所述移動距離。
[0034] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法，檢測著地時機(jī)的位置及站立中期 時機(jī)的位置，并根據(jù)該檢測位置計(jì)算減速期的移動距離。
[0035] [應(yīng)用例6]
[0036] 上述應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法可進(jìn)一步包括進(jìn)行與所述移動距離 相應(yīng)的報(bào)告。
[0037] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法，進(jìn)行與計(jì)算出的減速期的移動距 離相應(yīng)的報(bào)告。由此，用戶能有助于自身的跑步。
[0038] [應(yīng)用例7]
[0039] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法中，進(jìn)行所述報(bào)告可包括識別并顯 示過去計(jì)算出的所述移動距離以及新計(jì)算出的所述移動距離。
[0040] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價方法，識別并顯示過去計(jì)算的移動距離 和新計(jì)算的移動距離。這里所說的移動距離是減速期的移動距離。由此，跑步中能實(shí)時地 顯示更新最新的減速期的移動距離，因此用戶能比較最新的移動距離和過去的移動距離。
[0041] [應(yīng)用例8]
[0042] 本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價裝置具備根據(jù)加速度值判定跑步中用戶的 跑步時的著地期間中的減速期的判定部，以及計(jì)算判定的所述減速期期間的移動距離的計(jì) 算部。
[0043] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步時著地位置評價裝置，能使用加速度值進(jìn)行用戶的跑步 時的著地位置的評價。不需要準(zhǔn)備大規(guī)模的系統(tǒng)。具體而言，根據(jù)加速度值判定跑步中用戶 的著地期間中的減速期，計(jì)算該減速期期間的移動距離，評價跑步時的著地位置。例如，可 使用安裝在用戶身上的加速度傳感器的檢測值，判定所述用戶的著地期間中的減速期。加 速度傳感器可按照在用戶的軀體部，即接近重心的位置。另外，減速期期間的移動距離相當(dāng) 于著地時機(jī)的著地位置和用戶的重心位置之間的距離。因此，例如，能夠使用安裝在用戶身 上的加速度傳感器的檢測值計(jì)算減速期的移動距離。減速期的移動距離小則在更接近重心 的正下方的位置著地，因而能評價著地位置。
[0044] [應(yīng)用例9]
[0045] 本應(yīng)用例涉及的檢測方法包括取得跑步中用戶的前進(jìn)方向加速度，以及基于所述 前進(jìn)方向加速度檢測著地時機(jī)。
[0046] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，能基于跑步中用戶的前進(jìn)方向加速度檢測著地時 機(jī)。據(jù)此，能高精度地檢測用戶的著地時機(jī)。
[0047] [應(yīng)用例 10]
[0048] 在上述應(yīng)用例涉及的檢測方法中，所述檢測也可包括根據(jù)所述前進(jìn)方向加速度的 變化檢測所述著地時機(jī)。
[0049] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，能根據(jù)前進(jìn)方向加速度的變化檢測著地時機(jī)。
[0050] [應(yīng)用例 11]
[0051] 在上述應(yīng)用例涉及的檢測方法中，檢測所述著地時機(jī)可包括：通過檢測作為所述 前進(jìn)方向加速度的變化的極大值的、緊鄰所述前進(jìn)方向加速度變化的第一個極小值之前的 極大值，從而檢測所述著地時機(jī)。
[0052] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，能檢測緊鄰前進(jìn)方向加速度的變化的第一個極小 值之前而成為極大的時機(jī)作為著地時機(jī)。
[0053] [應(yīng)用例 12]
[0054] 上述應(yīng)用例涉及的檢測方法可包括取得所述跑步中用戶的上下方向加速度，基于 所述前進(jìn)方向加速度及所述上下方向加速度中的至少一個檢測離地時機(jī)。
[0055] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，能基于用戶的前進(jìn)方向加速度及上下方向加速度 檢測著地時機(jī)和離地時機(jī)。據(jù)此，能高精度地檢測用戶的離地及著地的時機(jī)。
[0056] [應(yīng)用例 13]
[0057] 在上述應(yīng)用例涉及的檢測方法中，所述檢測可包括第一離地時機(jī)檢測：通過檢測 作為所述前進(jìn)方向加速度的變化的極小值的、該前進(jìn)方向加速度剛剛變得比所述上下方向 加速度小之后的極小值，來檢測所述離地時機(jī)。
[0058] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，進(jìn)行根據(jù)前進(jìn)方向加速度的變化及上下方向加速 度的變化檢測離地時機(jī)的第一離地時機(jī)檢測，能檢測前進(jìn)方向加速度剛剛變得比上下方向 加速度小之后成為極小的時機(jī)作為離地時機(jī)。
[0059] [應(yīng)用例 14]
[0060] 在上述應(yīng)用例涉及的檢測方法中，所述檢測可包括第二離地時機(jī)檢測：通過檢測 所述上下方向加速度變?yōu)橐?guī)定值以上來檢測所述離地時機(jī)。
[0061] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，能測將上下方向加速度為規(guī)定值以上的時機(jī)作為 離地時機(jī)。
[0062] [應(yīng)用例 15]
[0063] 在上述應(yīng)用例涉及的檢測方法中，檢測所述離地時機(jī)可包括：根據(jù)所述用戶的移 動速度，使用所述第一離地時機(jī)檢測的檢測結(jié)果和所述第二離地時機(jī)檢測的檢測結(jié)果中的 任一個來確定離地時機(jī)。
[0064] 用戶離地時的前進(jìn)方向加速度及上下方向加速度的變化，隨著用戶的移動速度的 不同而其傾向也不同。依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，能根據(jù)用戶的移動速度，使用第一離 地時機(jī)檢測的檢測結(jié)果和第二離地時機(jī)檢測的檢測結(jié)果中的任一個來確定離地時機(jī)。
[0065] [應(yīng)用例 16]
[0066] 上述應(yīng)用例涉及的檢測方法可包括：進(jìn)行將從所述著地時機(jī)開始到所述離地時機(jī) 為止的接地時間、及從所述離地時機(jī)開始到所述著地時機(jī)為止的空中停留時間中的至少任 一方顯示在顯示部的控制。
[0067] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測方法，能基于檢測出的著地時機(jī)和離地時機(jī)，計(jì)算從著 地時機(jī)開始到離地時機(jī)為止的接地時間，及從離地時機(jī)開始到著地時機(jī)為止的空中停留時 間中的至少任一方，并顯示在顯示部。
[0068] [應(yīng)用例 17]
[0069] 本應(yīng)用例涉及的檢測裝置具備：取得跑步中用戶的前進(jìn)方向加速度的取得部，以 及基于所述前進(jìn)方向加速度檢測著地時機(jī)的檢測部。
[0070] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的檢測裝置，能基于跑步中用戶的前進(jìn)方向加速度檢測著地時 機(jī)。據(jù)此，能高精度地檢測用戶的著地的時機(jī)。
[0071] [應(yīng)用例 18]
[0072] 本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法包括：求出運(yùn)動過程信息，所述運(yùn)動過程信息 表示從側(cè)面看跑步運(yùn)動的用戶的情況下相對于所述用戶的前進(jìn)方向的上下方向的位置；檢 測作為所述用戶的前進(jìn)方向的加速度的前進(jìn)方向加速度；以及使用所述運(yùn)動過程信息及所 述前進(jìn)方向加速度，計(jì)算表示推進(jìn)力相對于所述前進(jìn)方向的方向的推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0073] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法，使用表示從側(cè)面看跑步運(yùn)動的用戶的情 況下相對于該用戶前進(jìn)方向的上下方向的位置的運(yùn)動過程信息及該用戶的前進(jìn)方向的加 速度，能計(jì)算表示推進(jìn)力相對于前進(jìn)方向的方向的推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0074] [應(yīng)用例 19]
[0075] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法中，所述計(jì)算可包括：使用所述運(yùn)動過程 信息判定著地時機(jī)，使用所述運(yùn)動過程信息計(jì)算前后的著地之間的前進(jìn)方向的移動距離及 上下方向的振幅，以及使用所述移動距離及所述振幅計(jì)算所述推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0076] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法，能判定著地時機(jī)并使用前后的著地之間 的前進(jìn)方向的移動距離及上下方向的振幅計(jì)算推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0077] [應(yīng)用例 20]
[0078] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法中，所述計(jì)算可包括：使用所述運(yùn)動過程 信息判定著地時機(jī)和緊鄰該著地時機(jī)之前的最高地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)；使用所述運(yùn)動過程信息計(jì) 算所述著地時機(jī)和所述最高地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)間的前進(jìn)方向的移動距離及上下方向的移動距 離；以及使用所述前進(jìn)方向的移動距離及所述上下方向的移動距離計(jì)算所述推進(jìn)效率指標(biāo) 值。
[0079] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法，能判定著地時機(jī)和緊鄰著之前的最高地 點(diǎn)到達(dá)時機(jī)，使用這之間的前進(jìn)方向的移動距離及上下方向的移動距離計(jì)算推進(jìn)效率指標(biāo) 值。
[0080] [應(yīng)用例 21]
[0081] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法中，所述計(jì)算可包括：使用所述運(yùn)動過程 信息，判定最低地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)和緊鄰該最低地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)之后的最高地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)；使用 所述運(yùn)動過程信息計(jì)算所述最低地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)和所述最高地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)間的前進(jìn)方向的 移動距離及上下方向的移動距離；以及使用所述前進(jìn)方向的移動距離及所述上下方向的移 動距離計(jì)算所述推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0082] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法，能夠判定最低地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)和緊鄰著之 后的最高地點(diǎn)到達(dá)時機(jī)，使用這之間的前進(jìn)方向的移動距離及上下方向的移動距離計(jì)算推 進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0083] [應(yīng)用例 22]
[0084] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法中，所述計(jì)算可包括：基于從側(cè)面看所述 用戶的情況下的位置信息，判定最低地點(diǎn)和最高地點(diǎn)間的軌跡的拐點(diǎn)；計(jì)算所述拐點(diǎn)的所 述軌跡的切線方向；以及使用所述切線方向計(jì)算所述推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0085] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法，能根據(jù)最低地點(diǎn)和最高地點(diǎn)之間的軌跡 判定拐點(diǎn)，使用該拐點(diǎn)的切線方向計(jì)算推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0086] [應(yīng)用例 23]
[0087] 在上述應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法中，所述計(jì)算可包括：使用所述運(yùn)動過程 信息判定離地時機(jī)；以及將所述離地時機(jī)的推進(jìn)力相對于所述前進(jìn)方向的方向計(jì)算為所述 推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0088] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價方法，能將離地時機(jī)的推進(jìn)力相對于前進(jìn)方向 的相對方向計(jì)算為推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0089] [應(yīng)用例 24]
[0090] 本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價裝置具備：檢測部，求出表示從側(cè)面看跑步運(yùn)動的 用戶的情況下相對于所述用戶的前進(jìn)方向的上下方向的位置的運(yùn)動過程信息，和作為所述 用戶的前進(jìn)方向的加速度的前進(jìn)方向加速度；以及計(jì)算部，使用所述運(yùn)動過程信息及所述 前進(jìn)方向加速度，計(jì)算表示推進(jìn)力相對于所述前進(jìn)方向的方向的推進(jìn)效率指標(biāo)值。
[0091] 依據(jù)本應(yīng)用例涉及的跑步運(yùn)動評價裝置，能使用表示從側(cè)面看跑步運(yùn)動的用戶的 情況下相對于該用戶的前進(jìn)方向的上下方向的位置的運(yùn)動過程信息及該用戶的前進(jìn)方向 的加速度，計(jì)算表示推進(jìn)力相對于前進(jìn)方向的方向的推進(jìn)效率指標(biāo)值。
【附圖說明】
[0092] 圖1是第一實(shí)施方式的便攜型電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)例。
[0093] 圖2是跑步周期的說明圖。
[0094] 圖3是著地時機(jī)的判定的說明圖。
[0095] 圖4是站立中期時機(jī)的判定的說明圖。
[0096] 圖5的⑴和⑵是評價結(jié)果的顯示例。
[0097] 圖6是便攜型電子設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)圖。
[0098] 圖7是著地位置評價數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例。
[0099] 圖8是著地位置評價處理的流程圖。
[0100]圖9是表示第二實(shí)施方式的第一實(shí)施例中的跑步信息計(jì)算系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例的 示意圖。
[0101]圖10是表示第二實(shí)施方式的第一實(shí)施例中的跑步信息計(jì)算裝置的功能結(jié)構(gòu)例的 框圖。
[0102] 圖11是表示第二實(shí)施方式的第一實(shí)施例中的離著地?cái)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例的圖。
[0103] 圖12是表示第二實(shí)施方式的第一實(shí)施例中的跑步信息計(jì)算處理的處理順序的流 程圖。
[0104] 圖13是表示用戶的跑步速度為高速的情況的著地時機(jī)及離地時機(jī)的檢測結(jié)果的 圖。
[0105] 圖14是表示用