[0167] 图10是将运动解析装置2佩戴于右腰的用户进行跑步动作（直线前进）时俯瞰 用户的移动的图。另外，图11是示出用户进行跑步动作（直线前进）时根据惯性计测单元 10的检测结果算出的偏航角（方位角）的一个例子的图，横轴是时间，纵轴是偏航角（方位 角）。
[0168] 伴随着用户的跑步动作，惯性计测单元10相对于用户的姿势会随时变化。在用户 迈出了左脚的状态下，如图10中的（1)、（3)所示，惯性计测单元10变为相对于行进方向（m 坐标系的X轴）而向左侧倾斜的姿势。与此相对地，在用户迈出了右脚的状态下，如图10 中的（2)、（4)所示，惯性计测单元10变成相对于行进方向（m坐标系的X轴）而向右侧倾 斜的姿势。即，惯性计测单元10的姿势伴随用户的跑步动作，每左右各一步的两步地周期 性地变化。在图11中，例如，在迈出了右脚的状态下，偏航角变得极大（图11中的0)，在迈 出了左脚的状态下，偏航角变得极小（图11中的鲁）。因此，可假设前次（后退两步）的姿 势角与本次的姿势角相等、且前次的姿势角是真的姿势来推算误差。在该方法中，式（5)的 观测矢量Z是积分处理部220算出的前次姿势角与本次姿势角之差，根据更新式（5)，基于 姿势角误差ε6与观测值之差来校正状态矢量X，推算误差。
[0169] 通过基于角速度偏差的校正的误差推算方法：
[0170] 是假设前次（后退两步）的姿势角与本次的姿势角相等、但前次的姿势角不必是 真的姿势来推算误差的方法。在该方法中，式（5)的观测矢量Ζ是根据积分处理部220算 出的前次姿势角及本次姿势角算出的角速度偏差，根据更新式（5)，基于角速度偏差与 观测值之差来校正状态矢量X，推算误差。
[0171] 通过基于方位角误差的校正的误差推算方法：
[0172]是假设前次（后退两步）的偏航角（方位角）与本次的偏航角（方位角）相等、 且前次的偏航角（方位角）是真的偏航角（方位角）来推算误差的方法。在该方法中，观 测矢量Z是积分处理部220算出的前次偏航角与本次偏航角之差，根据更新式（5)，基于方 位角误差ε/与观测值之差来校正状态矢量X，推算误差。
[0173] 通过基于停止的校正的误差推算方法：
[0174] 是假设停止时速度为零来推算误差的方法。在该方法中，观测矢量Z是积分处理 部220算出的速度，与零之差，根据更新式（5)，基于速度误差δ来校正状态矢量X，推 算误差。
[0175] 通过基于静止的校正的误差推算方法：
[0176] 是假设静止时速度为零、且姿势变化为零来推算误差的方法。在该方法中，观测矢 量Z是积分处理部220算出的速度，的误差以及积分处理部220算出的前次姿势角与本 次姿势角之差，根据更新式（5)，基于速度误差δ，和姿势角误差ε6来校正状态矢量X，推 算误差。
[0177] 通过基于GPS的观测值的校正的误差推算方法：
[0178] 是假设积分处理部220算出的速度，、位置pe或者偏航角Φbe与根据GPS数据算 出的速度、位置或者方位角（转换成e坐标系后的速度、位置，方位角）相等来推算误差的 方法。在该方法中，观测矢量Z是积分处理部220算出的速度、位置或者偏航角与根据GPS 数据算出的速度、位置或者方位角之差，根据更新式（5)，基于速度误差δ，、位置误差δρε 或方位角误差ε/与观测值之差来校正状态矢量X，推算误差。
[0179] 通过基于地磁传感器的观测值的校正的误差推算方法：
[0180] 是假设积分处理部220算出的偏航角^与由地磁传感器60算出的方位角（转 换成e坐标系后的方位角）相等来推算误差的方法。在该方法中，观测矢量Ζ是积分处理 部220算出的偏航角与根据地磁数据算出的方位角之差，根据更新式（5)，基于方位角误差 ε/与观测值之差来校正状态矢量X，推算误差。
[0181] 回到图9,跑步处理部240包括跑步检测部242、步幅算出部244以及步频算出部 246。跑步检测部242进行使用惯性计测单元10的检测结果（具体地说，偏差去除部210 校正后的感测数据）检测用户的跑步周期（跑步时机）的处理。如图10及图11中所说明 地，用户跑步时，用户的姿势周期性地（每两步（左右各一步）地）变化，所以惯性计测单 元10检测的加速度也周期性地变化。图12是示出用户跑步时惯性计测单元10所检测出 的三轴加速度的一个例子的图。在图12中，横轴是时间，纵轴是加速度值。如图12所示可 知，三轴加速度周期性地变化，特别是ζ轴（重力方向的轴）加速度具有周期性地规则变 化。该ζ轴加速度反映了用户上下移动的加速度，从ζ轴加速度变为规定阈值以上的极大 值时开始直到下次变为阈值以上的极大值为止的期间相当于一步的期间。
[0182] 因此，在本实施方式中，每当惯性计测单元10检测的ζ轴加速度（相当于用户上 下移动的加速度）变为规定阈值以上的极大值时，跑步检测部242便检出跑步周期。即，每 当ζ轴加速度变为规定阈值以上的极大值，跑步检测部242便输出表示检测到跑步周期的 时机信号。实际上，在惯性计测单元10检测的三轴加速度中包括高频的噪声分量，所以跑 步检测部242使用通过低通滤波器而去除了噪声的ζ轴加速度来检测跑步周期。
[0183] 另外，跑步检测部242判定所检出的跑步周期是左右哪个跑步周期，输出表示是 左右哪个跑步周期的左右脚标记（例如，右脚时开启，左脚时关闭）。例如，如图11所不，在 迈出了右脚的状态下，偏航角变成极大（图11中的0)，在迈出了左脚的状态下，偏航角变 成极小（图11中的鲁），所以跑步检测部242能够使用积分处理部220算出的姿势角（特 别是偏航角）来判定是左右哪个跑步周期。另外，如图10所示，从用户的头顶观察，从用户 迈出左脚的状态（图10中的（1)、（3)的状态）到迈出右脚的状态（图10中的（2)、（4)的 状态）的过程中，惯性计测单元10顺时针旋转，相反，从迈出右脚的状态到迈出左脚的状态 的过程中，惯性计测单元10逆时针旋转。因此，例如，跑步检测部242也能够根据z轴角速 度的极性判定是左右哪个跑步周期。在这种情况下，实际上，在惯性计测单元10检测的三 轴角速度中包括高频的噪声分量，所以跑步检测部242使用通过低通滤波器而去除了噪声 的z轴角速度来判定是左右哪个跑步周期。
[0184] 步幅算出部244进行使用跑步检测部242输出的跑步周期的时机信号和左右脚标 记、以及积分处理部220算出的速度或位置来计算每个左右的步幅并输出作为每个左右的 跨距的处理。即，步幅算出部244在从跑步周期开始到下一跑步周期开始的期间，每隔采样 周期At便对速度进行积分（或者，计算跑步周期开始时的位置与下一跑步周期开始时的 位置之差）来算出步幅，并将该步幅输出作为跨距。
[0185] 步频（匕°7爹）算出部246进行使用跑步检测部242输出的跑步周期的时机信号 来算出1分钟的步数并输出作为跑步步频的处理。即，步频算出部246例如取跑步周期的 倒数来计算每1秒的步数，对它乘以60来算出1分钟的步数（跑步步频）。
[0186] 坐标转换部250进行使用积分处理部220算出的从b坐标系向m坐标系的坐标转 换信息（坐标转换矩阵Cbm)而将偏差去除部210校正后的b坐标系的三轴加速度和三轴角 速度分别转换成m坐标系的三轴加速度和三轴角速度的坐标转换处理。另外，坐标转换部 250进行使用积分处理部220算出的从e坐标系向m坐标系的坐标转换信息（坐标转换矩 阵Cem)而将积分处理部220算出的e坐标系的三轴方向的速度、绕三轴的姿势角以及三轴 方向的距离分别转换成m坐标系的三轴方向的速度、绕三轴的姿势角以及三轴方向的距离 的坐标转换处理。另外，坐标转换部250进行使用积分处理部220算出的从e坐标系向η 坐标系的坐标转换信息（坐标转换矩阵Cen)而将积分处理部220算出的e坐标系的位置转 换成η坐标系的位置的坐标转换处理。
[0187] 然后，惯性导航运算部22输出包括坐标转换部250进行了坐标转换之后的加速 度、角速度、速度、位置、姿势角和距离、跑步处理部240算出的跨距、跑步步频和左右脚标 记各信息的运算数据（存储于存储部30)。
[0188] 1-3-4.运动解析部的功能构成
[0189] 图13是示出运动解析部24的构成例的功能框图。在本实施方式中，运动解析部 24包括：特征点检测部260、接地时间/冲击时间算出部262、基本信息生成部272、算出部 291、左右差率算出部278、以及生成部280。不过，本实施方式的运动解析部24也可以删除 或者变更这些构成成分中的一部分而构成、或者增加其它构成成分而构成。
[0190] 特征点检测部260进行使用运算数据来检测用户的跑步运动中的特征点的处理。 用户的跑步运动中的特征点例如是着地（可以如下适当设定：脚掌的一部分触到地面时、 脚掌整个触到地面时、脚后跟触地而脚尖离地的期间内的任意时间点、脚尖触地而脚后跟 离地的期间内的任意时间点、脚掌整个触地的期间等）、中间步态（脚最承受体重的状态）、 离地（也说成蹬地（蹴*9出L)，可以如下适当设定：脚掌的一部分从地面离开时、脚掌整 个从地面离开时、脚后跟触地而脚尖离地的期间内的任意时间点、脚尖触地起到离地的期 间内的任意时间点等）等。具体地说，特征点检测部260使用运算数据中包含的左右脚标 记，分别检测右脚的跑步周期中的特征点和左脚的跑步周期中的特征点。例如，特征点检测 部260可以在上下方向加速度（加速度传感器12的z轴的检测值）从正值变化为负值的 时间点检测为着地，在着地之后、上下方向加速度在负方向上达到峰值以后行进方向加速 度达到峰值的时间点检测为中间步态，在上下方向加速度从负值变化为正值的时间点检测 为离地（蹬地）。
[0191] 接地时间/冲击时间算出部262进行使用运算数据并以特征点检测部260检测到 特征点的时间点为基准来算出接地时间和冲击时间各值的处理。具体地说，接地时间/冲 击时间算出部262根据运算数据中包含的左右脚标记，判定当前的运算数据是右脚的跑步 周期与左脚的跑步周期中哪一个的运算数据，并以特征点检测部260检测到特征点的时间 点为基准，区分右脚的跑步周期与左脚的跑步周期地算出接地时间和冲击时间的各值。关 于接地时间和冲击时间的定义及算出方法等详情，将在后面叙述。
[0192] 基本信息生成部272进行使用运算数据中包含的加速度、速度、位置、跨距、跑步 步频的信息来生成与用户的运动相关的基本信息的处理。在此，基本信息包括跑步步频、跨 距、跑步速度、海拔、跑步距离和跑步时间（跑圈（7 77°)时间）的各项目。具体地说， 基本信息生成部272将运算数据中包含的跑步步频及跨距分别作为基本信息的跑步步频 及跨距输出。另外，基本信息生成部272使用运算数据中包含的加速度、速度、位置、跑步 步频和跨距中的一部分或全部来算出跑步速度、海拔、跑步距离、跑步时间（跑圈时间（lap time))的当前值、跑步中的平均值等。
[0193] 算出部291根据佩戴于用户的惯性传感器（惯性计测单元10)的输出，算出用户 的运动能量。在图13所示的例子中，算出部291构成为包括第一解析信息生成部274。第 一解析信息生成部274进行使用输入信息并以特征点检测部260检测到特征点的时机为基 准来解析用户的运动并生成第一解析信息的处理。
[0194] 在此，输入信息包括行进方向加速度、行进方向速度、行进方向距离、上下方向加 速度、上下方向速度、上下方向距离、左右方向加速度、左右方向速度、左右方向距离、姿势 角（侧倾角、俯仰角、偏航角）、角速度（侧倾方向（口 一 *方向）、俯仰方向（匕°V^方向）、 偏航方向（3 -方向））、跑步步频、跨距、接地时间、冲击时间以及体重的各项目。体重由用 户输入，接地时间及冲击时间由接地时间/冲击时间算出部262算出，其它项目包含在运算 数据中。
[0195]另外，第一解析信息包括着地时制动量（着地时制动量1、着地时制动量2)、正下 方着地率（正下方着地率1、正下方着地率2、正下方着地率3)、推进力（推进力1、推进力 2)、推进效率（推进效率1、推进效率2、推进效率3、推进效率4)、运动能量、着地冲击、跑步 能力、前倾角、时机一致度以及拖腿（turnover)的各项目。第一解析信息的各项目是表示 用户的跑步状态（运动状态的一个例子）的项目。关于第一解析信息的各项目的定义以及 计算方法的详情，将在后面叙述。
[0196]另外，第一解析信息生成部274区分用户身体的左右地算出第一解析信息的各项 目的值。具体地说，第一解析信息生成部274根据特征点检测部260是检测出右脚的跑步 周期中的特征点、还是检测出左脚的跑步周期中的特征点来区分右脚的跑步周期和左脚的 跑步周期地算出第一解析信息中包含的各项目。另外，第一解析信息生成部274还针对第 一解析信息中包含的各项目算出左右的平均值或合计值。
[0197] 第二解析信息生成部276进行使用第一解析信息生成部274生成的第一解析信息 来生成第二解析信息的处理。在此，第二解析信息包括能量损失、能量效率以及对身体的负 担的各项目。关于第二解析信息的各项目的定义以及计算方法的详情，将在后面叙述。第 二解析信息生成部276区分右脚的跑步周期和左脚的跑步周期地算出第二解析信息的各 项目的值。另外，第二解析信息生成部276还针对第二解析信息中包含的各项目算出左右 的平均值或合计值。
[0198]左右差率算出部278针对输入信息中包含的跑步步频、跨距、接地时间和冲击时 间、第一解析信息的全部项目以及第二解析信息的全部项目，进行分别使用右脚的跑步周 期中的值与左脚的跑步周期中的值来算出作为表示用户身体的左右平衡的指标的左右差 率的处理。关于左右差率的定义以及计算方法的详情，将在后面叙述。
[0199] 生成部280根据第二解析信息的运动能量、以及作为运动结果（跑步结果）的跑 步距离和跑步时间（跑圈时间等），生成作为与用户的运动能力相关的信息的运动能力信 息。在图13所示的例子中，运动解析部24构成为包括取得跑步距离和跑步时间的取得部 282。生成部280根据取得部282所取得的跑步距离和跑步时间，生成运动能力信息。
[0200] 另外，生成部280根据第二解析信息的运动能量、以及作为运动结果（跑步结果） 的跑步距离和跑步时间（跑圈时间等），生成作为与用户的体能相关的信息的体能信息。生 成部280根据取得部282所取得的跑步距离和跑步时间，生成体能信息。
[0201] 另外，生成部280进行使用基本信息、输入信息、第一解析信息、第二解析信息、左 右差率等来生成在用户的跑步中输出的信息、即跑步中输出信息的处理。输入信息中包含 的"跑步步频"、"跨距"、"接地时间"和"冲击时间"、第一解析信息的全部项目、第二解析信 息的全部项目、以及左右差率是在用户的跑步技术评价中所使用的运动指标，跑步中输出 信息包括这些运动指标中的一部分或全部的值的信息。跑步中输出信息所包含的运动指标 既可以预先确定，也可以允许用户操作通知装置3来进行选择。另外，跑步中输出信息也可 以包括基本信息中所包含的跑步速度、海拔、跑步距离和跑步时间（跑圈时间）中的一部分 或全部。
[0202] 另外，生成部280使用基本信息、输入信息、第一解析信息、第二解析信息、左右差 率等生成用户的跑步结果的信息、即跑步结果信息。例如，生成部280也可以生成包括用户 跑步中（惯性计测单元10的计测中）的各运动指标的平均值的信息等的跑步结果信息。另 外，跑步结果信息也可以包括跑步速度、海拔、跑步距离和跑步时间（跑圈时间）中的一部 分或全部。另外，生成部280经由通信部40,在用户的跑步中，将跑步中输出信息发送到通 知装置3,在用户的跑步结束时，将跑步结果信息发送到通知装置3。
[0203] 1-3-5.输入信息
[0204] 下面，说明输入信息的各项目的详细情况。
[0205][行进方向加速度、上下方向加速度、左右方向加速度]
[0206] "行进方向"是指用户的行进方向（m坐标系的X轴方向），"上下方向"是指垂直方 向（m坐标系的z轴方向），"左右方向"是指与行进方向和上下方向都正交的方向（m坐标 系的y轴方向）。行进方向加速度、上下方向加速度以及左右方向加速度分别是m坐标系的 X轴方向的加速度、z轴方向的加速度以及y轴方向的加速度，由坐标转换部250算出。
[0207][行进方向速度、上下方向速度、左右方向速度]
[0208]行进方向速度、上下方向速度以及左右方向速度分别是m坐标系的X轴方向的速 度、Z轴方向的速度以及y轴方向的速度，由坐标转换部250算出。或者，也可以通过分别 对行进方向加速度、上下方向加速度以及左右方向加速度进行积分来分别算出行进方向速 度、上下方向速度以及左右方向速度。
[0209] [角速度（侧倾方向、俯仰方向、偏航方向）]
[0210] 侧倾方向的角速度、俯仰方向的角速度以及偏航方向的角速度分别是m坐标系的 绕X轴的角速度、绕y轴的角速度以及绕z轴的角速度，由坐标转换部250算出。
[0211] [姿势角（侧倾角、俯仰角、偏航角）]
[0212] 侧倾角、俯仰角以及偏航角分别是坐标转换部250输出的m坐标系的绕X轴的姿 势角、绕y轴的姿势角以及绕z轴的姿势角，由坐标转换部250算出。或者，也可以通过对 侧倾方向的角速度、俯仰方向的角速度以及偏航方向的角速度进行积分（旋转运算）来算 出侧倾角、俯仰角以及偏航角。
[0213] [行进方向距离、上下方向距离、左右方向距离]
[0214] 行进方向距离、上下方向距离以及左右方向距离分别是从期望位置（例如，用户 即将开始跑步的位置）起的m坐标系的X轴方向的移动距离、z轴方向的移动距离以及y轴 方向的移动距离，由坐标转换部250算出。
[0215] [跑步步频]
[0216] 跑步步频是被定义为每1分钟的步数的运动指标，由步频算出部246算出。或者， 也可以通过将1分钟的行进方向距离除以跨距来算出跑步步频