运动解析装置、运动解析方法及运动解析系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及运动解析装置、运动解析方法及运动解析系统。
【背景技术】
[0002] 以往，公开了根据施加了负荷的同时进行运动中根据被试者排出的呼吸气体，计 算脂肪燃烧率最大的运动负荷并调整运动负荷的运动负荷控制系统（运动解析装置）（例 如，参照专利文献1)。专利文献1的运动负荷控制系统具备：负荷荷重部，用于对被试者提 供负荷并使被试者运动；气体分析装置，用于在由该负荷荷重部提供的负荷的运动中，检测 被试者排出的呼吸气体；负荷运算部，用于基于由该气体分析装置检测出的呼吸气体的信 息，计算被试者的脂肪燃烧率最大的运动负荷；以及负荷控制部，用于基于由该负荷运算部 计算的运动负荷调整负荷荷重部的负荷。
[0003] 【现有技术文献】
[0004] 【专利文献】
[0005] 专利文献1 :日本特开2012-11133号公报
[0006] 在跑步（行走）等运动中，能效的好坏是重要的。能效（运动能效）高则持久力 高，用相同能量可延长距离。已知如专利文献1所记载的那样，用气体分析装置分析在运动 中排出的呼吸气体，根据该分析结果求出能效。然而，在例如跑步时安装呼吸气体的气体分 析装置，对跑步者来说，使用便利性变差。
【发明内容】
[0007] 本发明是为了解决上述课题的至少一部分而提出，可采用以下的方式或作为适用 例实现。
[0008] [适用例1]本适用例涉及的运动解析装置的特征在于，具备：数据处理部，使用 来自惯性传感器的输出，求出被试者的行走中的做功量及所述被试者的所述行走中已消耗 的消耗能量；以及运算处理部，使用所述做功量及所述消耗能量，求出所述被试者的运动能 效。
[0009] 依据本适用例，能根据来自惯性传感器的输出求出的被试者的行走中的做功量以 及被试者已消耗的消耗能量，求出被试者的运动能效。这样，即使在行走时，也能用不成为 被试者的负荷的简易运动解析装置求出运动能效，且能提高被试者的使用便利性。
[0010][适用例2]在上述适用例中记载的运动解析装置中，优选来自所述惯性传感器的 输出至少包含加速度数据，利用根据所述被试者的体重及行走中的所述加速度数据求出的 力和所述行走中的移动距离之积来求出所述做功量。
[0011] 依据本适用例，能根据至少包括在惯性传感器的输出中的加速度数据等，简便地 求出做功量。
[0012][适用例3]在上述适用例中记载的运动解析装置中，优选基于从所述惯性传感器 的输出计算出的所述被试者的行走速度和行走时间，求出所述消耗能量。
[0013] 依据本适用例，能基于根据惯性传感器的输出计算出的被试者的行走速度和行走 时间，简便地求出消耗能量。
[0014] [适用例4]在上述适用例中记载的运动解析装置中，优选基于根据所述行走速度 和所述行走时间求出的氧摄取量来求出所述消耗能量。
[0015] 依据本适用例，能根据惯性传感器的输出简便地求出消耗能量。即，消耗能量能基 于根据来自惯性传感器的输出计算出的被试者的行走速度和行走时间计算的氧摄取量容 易地求出。
[0016] [适用例5]在上述适用例中记载的运动解析装置中，优选通过从对所述做功量加 上因所述行走而产生的散热量的值中，减去弹性势能来求出所述消耗能量，所述弹性势能 根据将所述力除以从所述惯性传感器的输出计算出的所述被试者的弹簧变形量而求出的 弹性常数、以及所述弹簧变形量来计算。
[0017] 依据本适用例，能从惯性传感器的输出简便地求出消耗能量。即，消耗能量能基 于从惯性传感器的输出计算的被试者的做功量，因行走产生的散热量和弹性势能容易地求 出。
[0018] [适用例6]在上述适用例中记载的运动解析装置中，优选基于所述被试者的脚的 接地时间、接地角度和所述弹性常数而求出所述散热量。
[0019] 依据本适用例，能从惯性传感器的输出简便地求出散热量。即，散热量能基于从惯 性传感器的输出计算的被试者的脚的接地时间、接地角度和弹性常数容易地求出。
[0020] 此外，在本说明书中，将下肢中的脚踝前端部分表达为"足"，包含该足的部分的下 肢表达为"脚"。
[0021] [适用例7]在上述适用例中记载的运动解析装置中，优选所述运动解析装置还具 备通知处理部，该通知处理部生成将所述运动能效通知给所述被试者的通知信号。
[0022] 依据本适用例，被试者能基于由通知处理部生成的通知信号通知求出的运动能 效。由此，即使被试者在行走中，也能试行用于提高行走时的运动能效的要素等，能高效地 提尚运动能效。
[0023] [适用例8]在上述适用例中记载的运动解析装置中，优选所述通知处理部进行所 述运动能效和设定的目标值的比较，并基于比较结果生成所述通知信号。
[0024] 依据本适用例，被试者能随时知晓运动能效是接近还是远离设定的目标值等。由 此，被试者在行走中能尝试适当改变影响运动能效的高低的例如运动姿势、步幅（Stride) 等，并马上知晓其结果。换言之，被试者能马上知晓因运动状态的变化带来的运动能效的变 化，且能尚效地提尚运动能效。
[0025][适用例9]本适用例涉及运动解析方法的特征在于，包括：使用来自惯性传感器 的输出求出被试者的行走中的做功量的步骤；求出在所述行走中所述被试者已消耗的消耗 能量的步骤；以及使用所述做功量及所述消耗能量，求出所述被试者的运动能效的步骤。
[0026] 依据本适用例，能根据从惯性传感器的输出求出的被试者的行走中的做功量及被 试者消耗的消耗能量，求出被试者的运动能效。这样，即使在行走时，也能以不成为被试者 的负荷的简易方法求出运动能效，能提高被试者的使用便利性。
[0027] [适用例10]本适用例涉及的运动解析系统的特征在于，具备：惯性传感器，安装 于被试者并获取所述被试者的行走中的惯性数据；数据处理部，使用来自所述惯性传感器 的输出，求出在所述被试者的行走中的做功量及在所述行走中已消耗的消耗能量；以及运 算处理部，使用所述做功量及所述消耗能量，求出所述被试者的运动能效。
[0028] 依据本适用例，能根据从安装在被试者的例如腰部的惯性传感器的输出求出的被 试者的行走中的做功量及被试者消耗的消耗能量，求出被试者的运动能效。这样，即使在行 走时也能以不成为被试者的负荷的简易运动解析系统求出运动能效，能提高被试者的使用 便利性。
[0029] [适用例11]在上述适用例所记载的运动解析系统中，优选所述运动解析系统具 备通知部，所述通知部将所述运动能效通知给所述被试者。
[0030] 依据本适用例，被试者能利用通知部通知求出的运动能效。由此，即使被试者在行 走中，也能试彳丁提尚彳丁走时的运动能效的要素等，能尚效地提尚运动能效。
【附图说明】
[0031] 图1是示出具备运动解析装置的运动解析系统的整体结构例的示意图。
[0032] 图2是示出运动解析装置的功能结构例的框图。
[0033] 图3是示出离着地数据的数据结构例的图。
[0034] 图4是示出行走中的运动信息的计算处理的处理步骤的流程图。
[0035] 图5是示出跑步者（用户）的足的移步周期的时序图。
[0036]图6是示出求出行走时的脚的弹性常数的弹簧模型。
[0037] 图7是示出足的移步中的正做功量（MW+)的概念图。
[0038] 图8是示出足的移步中的负做功量（MW-)的概念图。
[0039] 图9是示出求出脚的接地角度La(LandingAngle)的一种方法的图。
[0040] 图10是根据頂U(惯性测量单元）的输出计算运动能效（EE)的计算所必需的要 素的公式。
[0041] 符号说明
[0042] 1用户（被试者、跑步者） 3运动解析装置
[0043] 5作为通知部的通知装置
[0044] 33 作为惯性测量单元的IMU(InertialMeasurementUnit)
[0045]53作为通知部的第二显示部 55作为通知部的第二振动部
[0046] 100运动解析系统 310操作部
[0047] 320作为通知部的第一显示部 325作为通知部的第一振动部
[0048] 331作为惯性传感器的加速度传感器
[0049] 333作为惯性传感器的陀螺传感器340GPS模块
[0050] 350通信部 360处理部
[0051] 361坐标转换部 362着地定时检测部
[0052] 363离地定时检测部
[0053] 364作为数据处理部的行走数据计算部
[0054] 365运算处理部 366通知处理部