运动能力评价方法、评价装置、算出方法及算出装置的制造方法_4

文档序号:9556191阅读:来源:国知局
钟跑或15分钟跑等的跑步距离作为实测值而求出,通过将该跑步距离代入到推算公式中而推断该最大摄氧量V02_。
[0168]不限于此,能够通过“折返跑测试”算出用户的最大摄氧量V02_的实测值。
[0169]在折返跑测试中尤其是通常的“20米折返跑”的测量方法以时速8km的速度跑2分钟距离为20m的折返跑(往返持久跑),其后每2分钟逐次时速0.5km将速度节奏逐渐地提高上去。然后,设定跟不上速度节奏的时点的个人的最高跑速为X〔km/h〕。该最高跑速为X〔km/h〕时的最大摄氧量V02max能够由以下的推算公式求出:
[0170]数学式3
[0171]V02MAX= 5.85XX-19.458…(3)
[0172]根据实施方式二的运动能力评价方法,由于用户的跑步是通过渐增负荷逐步地向最大努力接近下去的方式,因此与最大努力跑步12分钟或15分钟等集中的时间的实施方式一相比,发挥最大努力的痛苦时间成为短时间,因此起到成为对用户而言比较安全的工作这样的效果。
[0173](实施方式三)
[0174]在实施方式一的运动能力评价方法中,用户全身耐力的指标使用最大摄氧量V02_,通过将基于12分钟跑或15分钟跑等用户每单位时间的最大努力跑步的跑步距离作为实测值(测量数据)代入到推算公式中而得到了该最大摄氧量vo2_。
[0175]不局限于此,例如,也可以将尽最大努力跑了全程马拉松或半程马拉松等规定距离的从起点到终点的所需时间作为测量数据(实测值)。
[0176]实施方式三的运动能力评价方法能够期待在马拉松赛跑者、持续性地一直进行运动强度比较高的运动的用户或参与同一比赛的用户彼此之间,获得更接近比赛的内容的运动能力评价数据或者提高积极性的效果。
[0177](实施方式四)
[0178]在实施方式一中,在使用最大摄氧量¥02_作为用户全身耐力的指标的运动能力评价方法中,通过佩戴于用户的惯性测量单元(MU) 10的加速度传感器12和角速度传感器14以及GPS单元50等,检测测量数据取得工作(跑步)中的用户位置信息而测量跑步距离,进而推断最大摄氧量并生成运动能力评价数据。将基于用户每单位时间的最大努力跑步的跑步距离作为实测值(测量数据),生成根据与基准数据的比较结果的用户的运动能力评价数据。
[0179]不局限于此,能够使用多个传感器,除测量运动中的用户位置信息以外,还测量运动输出和生物体信息等,由所得到的测量数据而求出最大摄氧量V02_。以下,对该方法的一个实施方式进行说明。
[0180]根据用户佩戴的惯性测量单元(MU) 10的加速度传感器12和角速度传感器14以及GPS单元50等,除能够测量跑步中的用户位置信息以外,还能够测量移动中的用户运动输出(体动数据)。
[0181]另外,在本实施方式中,用户佩戴测量在跑步测试中跑步中的用户的脉搏的脉搏传感器(未图示)。然后,能够根据由通过脉搏传感器获得的跑步测试中的用户的脉搏数据、和通过惯性测量单元10测量的用户的运动输出得到的脉搏和运动输出而算出摄氧量(最大摄氧量vo2max)。
[0182]这里,用户所佩戴的脉搏计例如可以佩戴被封装于图1的显示装置3中的手表型脉搏计,或者将心率传感器用带子绑在胸前跑步,使用该脉搏计或该心率传感器的测量值来算出用户跑步中的心率数作为运动分析信息的一个项目。
[0183]另外,能够由上述的脉搏数据求出安静时心率数(HRrast)和最大心率数(HR_),再由安静时心率数(HR_t)和最大心率数(HR_)通过下述的推算公式推断最大摄氧量(V02nax)的相对值。
[0184]数学式4
[0185]V02MAX= 15.4X (HRnax/HRrest) …(4)
[0186]根据本实施方式的最大摄氧量的推断方法,如果能够求出最大心率数和安静时心率数,则就能够不使用户做勉强的工作(运动)而比较容易地求出最大摄氧量。
[0187]以上,虽然对由发明人作出的本发明的实施方式具体地进行了说明,但本发明并非限定于上述的实施方式,能够在不脱离其宗旨的范围内施加各种变更。
[0188]例如,在上述实施方式的运动能力评价系统1中,设定为如下的结构:作为测量装置的惯性测量单元(MU) 10内置于运动能力评价装置2中,该运动能力评价装置2被佩戴于用户的躯干部分上。但是,不局限于此,也可以采用如下的结构:将惯性测量单元10作为与运动能力评价装置2分离的单元而配备,通过与运动能力评价装置2分离的佩戴单元而佩戴于用户的躯干部分。由此,作为测量装置的惯性测量单元(IMU) 10能够实现小型化,因此佩戴位置的自由度增大,进而能够获得抑制对用户的运动造成妨碍的效果。
[0189]另外,在上述实施方式中,采用如下的结构:使用最大摄氧量V02_作为用户全身耐力的指标,将基于12分钟跑或15分钟跑等用户每单位时间最大努力跑步的跑步距离作为实测值(测量数据)并由此推断该最大摄氧量vo2_。
[0190]不局限于此,例如,也能够将以最大努力跑了全程马拉松或半程马拉松等规定距离的从起点到终点的所需时间作为测量数据(实测值),从而相对掌握以用户肌肉能力为代表的用户全身耐力,生成运动能力评价数据。
[0191]另外,在上述实施方式中,虽然对通过推算公式推断在将摄氧量作为全身耐力的评价轴的情况下的基准数据的例子进行了说明,但也可以是由呼气气体测量仪测量的实测值,这一点自不必说。
[0192]另外,在上述实施方式中,虽然说明了使用最大摄氧量作为全身耐力指标的例子,但是可以使用与最大摄氧量不同的全身耐力指标而生成运动能力评价数据。
[0193]作为与最大摄氧量不同的全身耐力指标,例如可以将摄氧量(V0)、心肺能力、乳酸值、疲劳度等作为指标而取得关于全身耐力的测量数据,进而生成运动能力评价数据。
[0194]另外,在上述实施方式中,虽然示出了求出作为全身耐力指标之一的最大摄氧量的推算公式(数学式1)?(数学式4),但这些公式中的系数为代表例而并非限定于它们。
[0195](实施方式五)
[0196]首先,按照附图来对实施方式五所涉及的运动能力算出系统的概略结构进行说明。
[0197]〔1.运动能力算出系统〕
[0198]1.系统的概要
[0199]图6是用于对本实施方式的运动能力算出系统1A的概要进行说明的图。如图6所示,本实施方式的运动能力算出系统1A构成为包括运动能力算出装置2A和显示装置3A。
[0200]本实施方式的运动能力算出装置2A佩戴于受试者的躯干部分(例如右腰、左腰或腰的中央部)。运动能力算出装置2A内置具有惯性传感器的惯性测量单元(MU:InertialMeasurement Unit) 10A,通过捕捉受试者的跑步(也包括步行)中的动作而计算速度、位置、姿态角(侧倾角、俯仰角、偏航角)等,进一步分析受试者的运动,测量关于受试者全身耐力的物理量。在本实施方式中,运动能力算出装置2A以在用户静止的状态下惯性测量单元(MU) 10A的一个检测轴(在以下作为z轴)与重力加速度方向(垂直向下)几乎一致的方式被受试者佩戴。
[0201]显示装置3A是手腕型(腕表型)的便携式信息设备,佩戴于受试者的手腕等。但是,显示装置3A也可以是头戴式可视设备(HMD:Head Mount Display)、智能手机等便携式信息设备。受试者能够在跑步开始前或正在跑步中通过操作显示装置3A而指示运动能力算出装置2A测量(后述的惯性导航运算处理以及运动能力算出处理)的开始(测量开始)和停止(测量停止)。另外,受试者能够在跑步结束后通过操作显示装置3A而指示基于运动能力算出装置2A的运动能力评价信息进行的反馈信息显示(后述)、跑步分析处理(后述)的开始和结束。显示装置3A将指示测量开始和测量停止的指令、指示基于运动能力评价信息进行的反馈信息显示以及跑步分析处理的开始和结束的指令等发送至运动能力算出装置2A。
[0202]另外,在本实施方式的显示装置3A上安装有省略了图示的脉搏计70。通过手腕型显示装置3A所具有的脉搏计70在受试者的手腕部测量出的脉搏数的信息经由通信部140A而被发送至运动能力算出装置2A。此外,受试者佩戴的脉搏计例如不局限于手腕型的显示装置3A,也可以将心率传感器用带子绑在胸前跑步,使用该脉搏计或该心率传感器的测量值来算出受试者在跑步中的心率数作为运动分析信息的一个项目。此外,包括本实施方式在内、以下的实施方式及其他说明书的内容中“脉搏数”设定为包括“心率数”。
[0203]运动能力算出装置2A当接收测量开始的指令时,就开始惯性测量单元(MU) 10A的测量。然后,运动能力算出装置2A根据从惯性测量单元10A的惯性传感器的输出中获得的加速度和速度信息、另行输入的受试者体重等基础信息等,算出表示规定时间内的受试者运动量的运动输出,根据算出的运动能力生成受试者的运动能力数据。运动能力算出装置2A将生成的运动能力数据的至少一部分发送至显示装置3A。然后,显示装置3A接收运动能力数据,将接收到的运动能力数据以文字、图形、声音、振动等各种形式向受试者提示。受试者能够在跑步中经由显示装置3A而识别运动能力数据(反馈信息、建议)。
[0204]另外,运动能力算出装置2A当接收指示跑步分析处理开始的指令时,使用在过去的跑步中生成的运动分析信息分析该过去的跑步,并将分析结果的信息发送至显示装置3A或未图示的个人计算机、智能手机等信息设备。然后,显示装置3A或该信息设备接收分析结果的信息,并将接收到的运动分析信息以文字、图形、声音、振动等各种形式向受试者提示。受试者能够经由显示装置3A或该信息设备而识别过去跑步的分析结果。
[0205]此外,运动能力算出装置2A与显示装置3A之间的数据通信既可以是无线通信,也可以是有线通信。
[0206]在本实施方式中,虽然在以下列举运动能力算出装置2A根据受试者的跑步运动时的运动输出生成运动能力数据的情况为例详细地进行说明,但本实施方式的运动能力算出系统1A同样也能够适用于根据跑步以外的运动中的运动输出而生成运动能力数据的情况。
[0207]2.坐标系
[0208]在以下的说明中定义需要的坐标系。
[0209].θ坐标系(Earth Centered Earth Fixed Frame,地心地固连坐标系):将地球的中心作为原点的、取z轴平行于自转轴的右手系三维正交坐标系
[0210].η坐标系(Navigat1n Frame,导航坐标系):将移动体(受试者)作为原点并将X轴设定为北、将1轴设定为东、将z轴设定为重力方向的三维正交坐标系
[0211]*b坐标系(Body Frame,体坐标系):将传感器(惯性测量单元(IMU) 10A)作为基准的三维正交坐标系
[0212].m坐标系(Moving Frame,移动坐标系):将移动体(受试者)作为原点的、将移动体(受试者)的行进方向作为X轴的右手系三维正交坐标系。
[0213]3.系统的结构
[0214]图7是示出运动能力算出装置2A和显示装置3A的结构例的功能框图。如图7所示,运动能力算出装置2A构成为包括惯性测量单元aMU) 10A、处理部20A、存储部30A、通信部40A、GPS (Global Posit1ning System,全球定位系统)单元50A以及地磁传感器60A。
[0215]处理部20A包括测量数据取得部21A和运动能力数据生成部260。但是,本实施方式的运动能力算出装置2A也可以是删除或变更这些构成要素的一部分或者追加了其他构成要素的结构。
[0216]惯性测量单元10A (惯性传感器的一例)构成为包括加速度传感器12A、角速度传感器14A以及信号处理部16A。
[0217]加速度传感器12A检测彼此交叉(理想情况下正交)的三轴方向的各自的加速度,并输出对应于检测到的三轴加速度的大小和方向的数字信号(加速度数据)。
[0218]角速度传感器14A检测彼此交叉(理想情况下正交)的三轴方向的各自的角速度,并输出对应于测量到的三轴角速度的大小和方向的数字信号(角速度数据)。
[0219]信号处理部16A分别从加速度传感器12A和角速度传感器14A接收加速度数据和角速度数据且赋予时刻信息后存储于未图示的存储部中。然后,信号处理部16A生成将存储的、附有时刻信息的加速度数据和角速度数据与规定的格式匹配的遥感数据,并输出至处理部20A。
[0220]加速度传感器12A和角速度传感器14A分别以三轴与将惯性测量单元10A作为基准的传感器坐标系(b坐标系)的三轴一致的方式进行佩戴。在加速度传感器12A和角速度传感器14A的佩戴中,在产生了三轴与传感器坐标系(b坐标系)的三轴的佩戴角的误差的情况下,可以通过信号处理部16A进行转换处理。具体而言,信号处理部16A使用根据佩戴角误差预先算出的校正参数,执行将加速度数据和角速度数据转换为传感器坐标系(b坐标系)的数据的处理。此外,后述的处理部20A也可以代替信号处理部16A而执行该转换处理。
[0221]并且,信号处理部16A可以进行加速度传感器12A和角速度传感器14A的温度校正处理。此外,也可以由后述的处理部20A代替信号处理部16A执行该温度校正处理,也可以将温度校正功能装入加速
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