分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹的量测系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明系关于一种分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹的量测系统及其方法，特别是指一种能够搭配可踩踏装置，并于骑乘者进行循环踩踏时，则能够形成发光光点轨迹线，并藉由发光光点轨迹曲线进行分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹特征，以依据膝关节运动轨迹特征搭配出适合骑乘者的鞋垫款式。
【背景技术】
[0002]一般Bike Fitting为了协助骑乘者去选择车架大小及设定单车配件，使骑乘者用最精准或舒适的骑姿进行骑行活动，都会使进行Bike Fitting程序调整，藉由BikeFitting将自行车的可变模组来配合选手的身材及动作来调整至最适合的骑乘姿势。
[0003]而一般Bike Fitting就是将骑乘者踩车时的位置和姿势，调校至骑乘者能舒适地踩到最快的速度，例如关节角度分析(伸展与屈曲角度量化)、稳定性分析(晃动距离量化)、强度分析(输出功率量化)、肌力分析(姿势角度量化)等等，皆是为了要做更精确的装备选择、更好的装备调整与正确部位的阻力训练(重量训练)建议，当然除了上述的量化资料量测之外，像是单车座位的高低调整等等，皆是为了可以使骑乘者能够以最精准或舒适的骑姿进行骑乘。
[0004]如上所述，由于市面上的Bike fitting都是依侧视图量测2D的尺寸，如手肘、躯干、大腿、下肢的屈曲角度，但2D的量测有其不足之处，尤其是当要了解自行车手的膝关节活动稳定度和足膝关系时，使用市面上的Bike fitting量测则没有办法，因此，若能够提供一分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹的量测系统及其方法，藉由量测膝关节的运动轨迹，加上前视图的资料，以形成一 3D的量测模式，此量测可藉由骑乘者骑乘自行车的膝关节运动轨迹，来了解骑乘者的膝关节活动稳定度和足膝关系，除此之外，更能够依据分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹来搭配适合的鞋垫，以及应用楔型斜度垫片以进行微调整骑乘者的足膝运动稳定性，如此应为一最佳解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹的量测系统及其方法，能够简易且快速的分析出骑乘自行车的膝关节运动轨迹，更能够依据骑乘自行车的膝关节运动轨迹特征搭配适合的鞋垫，以进行微调整骑乘者的足膝运动稳定性。
[0006]为实现上述目的，本发明公开了一种分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹的量测系统，用于量测并分析骑乘者骑乘自行车的膝关节运动轨迹，其特征在于该量测系统包含:
[0007]一可踩踏装置，该可踩踏装置为一车架，该车架上具有一车架龙头及一对脚踏板，用以让骑乘者能够将双脚分别皆置于该脚踏板上进行循环踩踏；
[0008]一发光灯体，固定于骑乘者下肢的胫骨粗隆处，用于骑乘者于该可踩踏装置上进行循环踩踏时，能够进行发光；
[0009]一影像撷取装置，设置于该可踩踏装置的前方，骑乘者于该可踩踏装置上进行循环踩踏时，该影像撷取装置能够撷取具有骑乘者下肢中心位置的影像与骑乘者进行循环踩踏时该发光灯体的发光光点轨迹线影像；
[0010]一膝关节运动轨迹分析装置，与该影像撷取装置相连接，该影像撷取装置能够将具有骑乘者下肢中心位置的影像与骑乘者进行循环踩踏时该发光灯体的发光光点轨迹线影像输入该膝关节运动轨迹分析装置，而该膝关节运动轨迹分析装置包含:
[0011]一轨迹长轴分析模组，于发光灯体的发光光点轨迹线影像中取出上下两端能够形成长度最长的两点，两点分别为上极限点与下极限点，因此将两点连成一线，则能取得轨迹长轴线的长度；
[0012]一轨迹横向线分析模组，于发光灯体的发光光点轨迹线影像中取出左右两端能够形成长度最长的两点，并将两点连成一线，以取得最大轨迹横向线的长度；
[0013]—轨迹偏移角度分析模组,与该轨迹长轴分析模组相连接，该轨迹偏移角度分析模组能够定义一与地面绝对垂直的参考线，并将参考线与轨迹长轴线进行夹角分析，以取得轨迹偏移角度量；
[0014]一身体中心线定义模组，能够依据具有骑乘者下肢中心位置的影像，定义出骑乘者的身体中心线；
[0015]—运动轨迹分析模组,与该轨迹长轴分析模组、该轨迹横向线分析模组、该轨迹偏移角度分析模组及该身体中心线定义模组相连接，能够藉由轨迹长轴线、最大轨迹横向线及轨迹偏移角度量，以取得一椭圆运动轨迹图，并以骑乘者的身体中心线为基准，与椭圆运动轨迹图的轨迹长轴线进行比对分析后，则能够得到骑乘自行车的膝关节运动轨迹的偏移数据与足底受力分布；以及
[0016]一鞋垫选取判断模组，与该运动轨迹分析模组相连接，用以藉由该运动轨迹分析模组分析的膝关节运动轨迹的偏移数据与足底受力分布进行判断适合骑乘者的足弓垫鞋垫。
[0017]其中，该膝关节运动轨迹分析装置更包含有一与该运动轨迹分析模组相连接的骑乘者足部位置定义模组，依据具有骑乘者下肢中心位置的影像将骑乘者的足部区分为左脚部及右脚部，而左脚部及右脚部分别能够再定义出足底，而足底能够再定义出足底外侧与足底内侧。
[0018]其中，该运动轨迹分析模组能够以骑乘者的身体中心线为基准，由上极限点往下极限点的方向来看，若该轨迹长轴线的水平方向投影线是接近身体中心线，该运动轨迹分析模组则能够判断出足底受力分布则是偏向足底外侧。
[0019]其中，该足底受力分布是偏向足底外侧，因此鞋垫选取判断模组判断应选择足弓垫的刚性较低的足弓垫鞋垫，能够使足部受力分布向中央回调，以平衡并调整足部受力分布偏外侧的情况。
[0020]其中，该运动轨迹分析模组能够以骑乘者的身体中心线为基准，由上极限点往下极限点的方向来看，若该轨迹长轴线的水平方向投影线是远离身体中心线，该运动轨迹分析模组则能够判断出足底受力分布则是偏向足底内侧。
[0021]其中，该足底受力分布是偏向足底内侧，因此鞋垫选取判断模组判断应选择足弓垫的刚性最大的足弓垫鞋垫，能够使足部受力分布向中央回调，以平衡并调整足部受力分布偏内侧的情况。
[0022]其中，该运动轨迹分析模组能够以骑乘者的身体中心线为基准，若椭圆运动轨迹图的轨迹长轴线与身体中心线平行，该运动轨迹分析模组则能够判断出足底受力分布则是比较平均且足底内外受力对称。
[0023]其中，该足底受力分布是比较平均且足底内外受力对称，因此鞋垫选取判断模组判断应选择足弓垫的刚性适中的足弓垫鞋垫。
[0024]其中，该发光灯体为可见光灯体或不可见光灯体。
[0025]其中，该可见光灯体系为发光二极体。
[0026]还公开了一种分析骑乘自行车的膝关节运动轨迹的量测方法，其特征在所述量测方法为:
[0027]首先，于骑乘者下肢的胫骨粗隆处固定有一发光灯体；
[0028]之后，骑乘者于一前方具有影像撷取装置的可踩踏装置上，进行循环踩踏，并由影像撷取装置撷取具有骑乘者下肢中心位置的影像与发光灯体的发光光点轨迹线影像；
[0029]于发光光点轨迹线影像中，分析出轨迹长轴线的长度、最大轨迹横向线的长度及轨迹偏移角度量，并再依据轨迹长轴线、最大轨迹横向线及轨迹偏移角度量，取得一椭圆运动轨迹图；
[0030]再依据具