蹬踏测量装置、蹬踏测量系统、蹬踏测量方法以及记录介质与流程

文档序号:12155448阅读:335来源:国知局
蹬踏测量装置、蹬踏测量系统、蹬踏测量方法以及记录介质与流程

本发明涉及一种蹬踏测量装置、蹬踏测量系统、蹬踏测量方法以及记录介质。



背景技术:

在专利文献1中公开了一种蹬踏状态测量装置,其使用设置在自行车的曲轴上的传感器单元而对旋转角度以及旋转角速度进行测量,并将针对每个旋转角度而变化的旋转角速度的变动以及旋转角加速度的变动作为指标而进行显示。在该装置中,对曲轴的各个角度的角速度等进行计算,并显示了将曲轴的角度取为横轴,将曲轴的角速度等取为竖轴的曲线图(参照专利文献1的图7)。

专利文献1的上述曲线图对曲轴的各个旋转角度的旋转角加速度的变动进行横向时序表示。但是,用户难以从该曲线图直观地把握曲轴旋转角加速度与进行着蹬踏的脚的位置以及姿势间的关系。例如,用户难以想象曲轴旋转角加速度异常时的脚的位置以及姿势。

此外,在出发时或停止时等自行车的行驶速度变化时会向曲轴施加加速度。但是,由于专利文献1所述的装置未考虑到该加速度,因此存在只能应用于测力计等的车体不动的自行车、或不能提示高精度指标的问题。

此外,在专利文献1的上述曲线图中,虽然用户能够确认在自己的蹬踏上是否存在有旋转不均匀(曲轴的旋转不均匀),但是难以知道旋转不均匀的原因。

专利文献1:日本特开2014-8789号公报



技术实现要素:

本发明为用于解决上述的课题的至少一部分而完成的发明,能够作为以下的形态或应用例而实现。

应用例1

本应用例所涉及的一种蹬踏测量装置,具有:取得部,其取得蹬踏的旋转运动的测量数据;运算部,其对应于所述旋转运动的旋转角度的信息而计算出基于所述测量数据的指标;显示处理部,其在用以原点为中心的圆的圆周方向上的位置来表示所述旋转角度、并且用离所述原点的距离来表示值的大小的坐标系中对所述指标进行显示。

根据该应用例,由于蹬踏的旋转运动的每个旋转角度的指标被显示为环状,因此能够使用户直观且简单地把握蹬踏运动。此外,能够使用户直观且简单地认识到各旋转角度上的指标的值的大小。

应用例2

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,曲轴的旋转角度的基准位置与所述坐标系的旋转角度的基准位置一致。

根据该应用例,能够使用户直观且简单地想象蹬踏所使用的脚的位置以及姿势。

应用例3

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述指标包括角速度,离所述原点的所述距离表示所述角速度。

根据该应用例,能够使用户直观且简单地认识到各旋转角度上的角速度。

应用例4

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述指标包括角加速度,离所述原点的所述距离表示所述角加速度。

根据该应用例,能够使用户直观且简单地认识到各旋转角度上的角速度。

应用例5

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述运算部按照不同旋转角度而分别对关于多次旋转的所述指标的平均值、中央值以及最频值中的至少一个值进行计算,所述显示处理部在所述坐标系中配置所述指标的平均值、中央值以及最频值中的至少一个值。

根据该应用例,能够使用户直观且简单地认识到各旋转角度上的角速度或角加速度的平均值等。

应用例6

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以具有判断部,所述判断部对每个所述旋转角度的指标中的与预定阈值相比而较大或较小的第一指标进行判断,所述显示处理部对所述坐标系中的所述第一指标的位置进行通知。

根据该应用例,能够使用户简单地认识到指标为异常的旋转角度。

应用例7

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述显示处理部对确定与所述第一指标的位置相对应的旋转角度的图像进行显示。

根据该应用例,能够使用户简单地认识到360度之中的指标为异常的旋转角度。

应用例8

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述显示处理部用与其他的指标不同的形态来对所述第一指标进行显示。

根据该应用例,能够使用户简单地认识到环状显示的指标之中的异常的指标的位置。

应用例9

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述取得部取得比较对象的旋转的指标,所述显示处理部将所述比较对象的指标配置在所述坐标系中。

根据该应用例,例如,能够使用户将用户的蹬踏运动的指标、与他人的蹬踏运动的指标进行比较。

应用例10

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述运算部对于多次旋转计算出所述指标,所述显示处理部将所述多次旋转的所述指标配置在所述坐标系中。

根据该应用例,能够使用户直观且简单地把握多次旋转的蹬踏运动。

应用例11

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述运算部根据所述指标而计算出偏移目标值,并使用所述偏移目标值而使所述指标进行偏移,所述显示处理部使所述原点与所述偏移目标值相对应。

根据该应用例,能够更明确地显示各旋转角度的指标的大小的差异。

应用例12

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即所述运算部针对每个旋转角度而分别计算出关于多次旋转的所述指标的不均匀度,所述显示处理部对应于所述旋转角度而对所述不均匀度进行显示。

根据该应用例,能够使用户客观地认识到指标的不均匀。

应用例13

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以具有:判断部,所述判断部对多个所述不均匀度中的与预定阈值相比而较大或较小的第一不均匀度进行判断,所述显示处理部对与所述第一不均匀度相对应的旋转角度的位置进行通知。

根据该应用例,能够使用户简单地认识到不均匀度异常的旋转角度。

应用例14

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以具有:判断部,所述判断部对所述多个指标中的至少一部分的指标是否满足预定条件进行判断,所述显示处理部在存在满足所述预定条件的指标的情况下输出与所述预定条件相应的建议信息。

根据该应用例,能够根据蹬踏的方式而使用户认识到用户所应该改善的点。

应用例15

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述取得部取得用户或自行车的运动所涉及的第二测量数据,所述运算部根据所述第二测量数据而计算出关于所述用户或所述自行车的运动的第二指标,所述显示处理部对所述第二指标进行显示。

根据该应用例,能够使用户认识到与蹬踏运动相关的用户的身体的部位的运动。

应用例16

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述运算部通过时刻而使关于所述旋转角度的所述指标、与所述第二指标相关联,所述显示处理部根据所述时刻而将所述第二指标的位置与所述第一指标的位置相对应地进行显示。

根据该应用例,能够使用户认识到各旋转角度上的用户的身体的部位的运动。

应用例17

本应用例所涉及的一种蹬踏测量方法,包括:取得蹬踏的旋转运动的测量数据的工序;对应于所述旋转运动的旋转角度的信息而计算出基于所述测量数据的指标的工序;在用以原点为中心的圆的圆周方向上的位置来表示所述旋转角度、并且用离所述原点的距离来表示值的大小的坐标系中对所述指标进行显示的工序。

根据该应用例,由于蹬踏的旋转运动的每个旋转角度的指标被显示为环状,因此能够使用户直观且简单地把握蹬踏运动。此外,能够使用户直观且简单地认识到各旋转角度上的指标的值的大小。

应用例18

本应用例所涉及的一种蹬踏测量系统,具有:传感器单元,其从所述传感器单元取得所述旋转运动的测量数据;测量装置,所述测量装置具有:取得部,其从所述传感器单元取得所述旋转运动的测量数据;运算部,其对应于所述旋转运动的旋转角度的信息而计算出基于所述测量数据的指标;

显示处理部,其在用以原点为中心的圆的圆周方向上的位置来表示所述旋转角度、并且用离所述原点的距离来表示值的大小的坐标系中对所述指标进行显示。

根据该应用例,由于蹬踏的旋转运动的每个旋转角度的指标被显示为环状,因此能够使用户直观且简单地把握蹬踏运动。此外,能够使用户直观且简单地认识到各旋转角度上的指标的值的大小。

应用例19

本应用例所涉及的一种记录介质,其存储有使计算机执行如下步骤的程序,取得蹬踏的旋转运动的测量数据的步骤;对应于所述旋转运动的旋转角度的信息而计算出基于所述测量数据的指标的步骤;在用以原点为中心的圆的圆周方向上的位置来表示所述旋转角度、并且用离所述原点的距离来表示值的大小的坐标系中对所述指标进行显示的步骤。

根据该应用例,由于蹬踏的旋转运动的每个旋转角度的指标被显示为环状,因此能够使用户直观且简单地把握蹬踏运动。此外,能够使用户直观且简单地认识到各旋转角度上的指标的值的大小。

应用例20

本应用例所涉及的一种蹬踏测量装置,包括:取得部,其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算部,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;角度补正部,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述曲轴的角度进行补正。

基于角速度传感器的输出的角度需要累计处理。因此,当角度的计算增加(即累计处理的次数增加)时,存在有角度误差被积累的可能性。一方面,可以认为,虽然加速度传感器的输出在自行车加速时,不表示曲轴的角度,但是在自行车未加速时,可以正确表示曲轴的角度。因此,角度补正部根据自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述的曲轴的角度进行补正。因此,蹬踏测量装置在至少自行车为静止或匀速的时刻,能够降低角度所累积的角度误差。因此,蹬踏测量装置能够高精度地测量伴随着加速的自行车的曲轴的旋转运动、即场内行驶中的自行车的曲轴的旋转运动。

应用例21

本应用例所涉及的一种蹬踏测量装置,包括:取得部,其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算部,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;偏差补正部,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述角速度传感器的输出进行偏差补正。

角速度传感器的输出有可能会包含偏差。因此,当角度的计算增加(即累计处理的次数增加)时,有可能使角度误差被积累。另一方面,可以认为,虽然加速度传感器的输出在自行车加速时,不表示曲轴的角度,但是在自行车未加速时,可以正确表示偏差的程度。因此,偏差补正部根据自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述角速度传感器的输出进行偏差补正。因此,蹬踏测量装置在至少自行车为静止或匀速的时刻,能够降低角速度传感器的输出所产生的偏差。因此,蹬踏测量装置能够高精度地测量伴随着加速的自行车的曲轴的旋转运动、即场内行驶中的自行车的曲轴的旋转运动。

应用例22

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述角度补正部求出根据所述自行车的静止中或均速行驶中的所述加速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度、与根据所述角速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度的平均值或加权平均值、来作为补正后的所述曲轴的角度。

以此方式,只要将根据所述加速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度与根据所述角速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度的平均值或加权平均值作为补正后的角度,就能够减少在所述曲轴的角度的时间变化曲线上产生陡峭的阶梯。

应用例23

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以所述偏差补正部求出根据所述自行车的静止中或均速行驶中的所述加速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度与根据所述角速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度之差的每单位时间的变化量,来作为所述角速度传感器的输出中所包括的偏差值。

以此方式,只要将根据所述自行车的静止中或均速行驶中的所述加速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度、与根据所述角速度传感器的输出而计算出的所述曲轴的角度之差的每单位时间的变化量作为偏差值,就能够高精度地实施偏差补正。

应用例24

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,还包括:判断部,其在根据所述加速度传感器的输出而检测到在所述曲轴上未产生重力加速度以外的加速度的情况下判断为所述自行车处于静止中或匀速行驶中。

因此,能够在自行车是否为静止中或匀速行驶中的判断中利用加速度传感器的输出。

应用例25

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述取得部还取得根据定位用信号而计算出的所述自行车的速度,所述蹬踏测量装置还包括:判断部,所述判断部在所述自行车的速度为预定阈值以下的情况下或检测出所述自行车的加速度为预定阈值以下的情况下判断为所述自行车处于静止中或匀速行驶中。

因此,能够在自行车是否为静止中或匀速行驶中的判断中利用定位用信号。

应用例26

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以采用如下方式,即,所述加速度传感器以及所述角速度传感器的检测轴存在于所述曲轴的旋转轴或所述旋转轴的延长线上。

因此,能够通过简单的计算而求出基于加速度传感器的输出的曲轴的角度、基于角速度传感器的输出的曲轴的角度、或基于加速度传感器的输出的自行车的状态。

应用例27

本应用例所涉及的一种蹬踏测量系统,包括:蹬踏测量装置;所述加速度传感器以及所述角速度传感器。

应用例28

本应用例所涉及的一种蹬踏测量方法,包括:取得步骤,其取得检测自行车的曲轴的运动的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算步骤,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;角度补正步骤,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述曲轴的角度进行补正。

应用例29

本应用例所涉及的一种蹬踏测量方法,包括:取得步骤,其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算步骤,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;偏差补正步骤,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述角速度传感器的输出进行偏差补正。

应用例30

本应用例所涉及的一种蹬踏测量程序,其使计算机执行如下的步骤,即:取得步骤,其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算步骤,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;角度补正步骤,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述曲轴的角度进行补正。

应用例31

本应用例所涉及的一种蹬踏测量程序,其使计算机执行如下的步骤,即:取得步骤,其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算步骤,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;偏差补正步骤,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述角速度传感器的输出进行偏差补正。

应用例32

本应用例所涉及的一种记录介质,其记录了使计算机执行如下步骤的蹬踏测量程序,即:取得步骤,其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算步骤,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;角度补正步骤,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述曲轴的角度进行补正。

应用例33

本应用例所涉及的一种记录介质,其记录了使计算机执行如下步骤的蹬踏测量程序,即:取得步骤,其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器以及角速度传感器的输出;计算步骤,其根据所述角速度传感器的输出而计算出所述曲轴的角度;偏差补正步骤,其根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器的输出而对所述角速度传感器的输出进行偏差补正。

应用例34

本应用例所涉及的一种蹬踏测量装置,包括:取得部,其取得对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器的输出;第一计算部,其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息而计算出踏板的姿势。

可以认为自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关系。因此,第一计算部使用惯性传感器的输出而计算出踏板的姿势。因此,蹬踏测量装置能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。另外,惯性传感器的安装对象(固定目标)例如,为自行车的踏板、用户的脚等。

应用例35

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以还包括:第二计算部,所述第二计算部根据所述踏板的姿势与所述惯性传感器所输出的加速度信息而计算出所述踏板的位置。

因此,蹬踏测量装置不仅能够使踏板的姿势成为已知还能够使踏板的位置成为已知。

应用例36

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以还包括:第三计算部,所述第三计算部根据多个时刻的所述踏板的位置而计算出所述自行车的曲轴的旋转中心。

因此,蹬踏测量装置不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器,就能够使曲轴的旋转中心成为已知。

应用例37

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以还包括:第四计算部,所述第四计算部根据所述旋转中心与所述踏板的位置而计算出所述曲轴的姿势。

因此,蹬踏测量装置不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器,就能够使曲轴的姿势成为已知。

应用例38

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以还包括:第五计算部,所述第五计算部根据所述曲轴的姿势的时间微分而计算出所述曲轴的旋转角速度。

因此,蹬踏测量装置不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器,就能够使曲轴的旋转角速度成为已知。

应用例39

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以还包括:第六计算部,所述第六计算部根据所述踏板的向心加速度和从所述旋转中心到所述惯性传感器的距离而计算出所述曲轴的旋转角速度,所述踏板的向心加速度是根据所述惯性传感器所输出的加速度信息、所述曲轴的姿势以及所述踏板的姿势而求出的。

因此,蹬踏测量装置不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器,就能够使曲轴的旋转角速度成为已知。

应用例40

在上述应用例所涉及的蹬踏测量装置中,也可以还包括:提示部,所述提示部将所述计算部所计算出的信息的至少一部分向用户进行提示。

因此,蹬踏测量装置能够向用户提示踏板的姿势、踏板的位置、曲轴的旋转中心、曲轴的姿势、曲轴的旋转角速度的至少任意一项。

应用例41

本应用例所涉及的一种蹬踏测量系统,包括:蹬踏测量装置和所述惯性传感器。

因此,例如只要用户将惯性传感器向踏板或用户的脚进行安装,则蹬踏测量系就能够取得在蹬踏的分析中有效的指标(踏板的姿势)。

应用例42

本应用例所涉及的一种蹬踏测量方法,包括:取得步骤,其取得对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器的输出;第一计算步骤,其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息而对计算出所述踏板的姿势。

可以认为,自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在第一计算步骤中,使用惯性传感器的输出而对踏板的姿势进行计算。因此,根据蹬踏测量方法,能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。

应用例43

本应用例所涉及的一种蹬踏测量程序,其使计算机执行如下步骤,即:取得步骤,其取得对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器的输出;第一计算步骤,其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息而计算出所述踏板的姿势。

可以认为,自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关系。因此,在第一计算步骤中,使用惯性传感器的输出而计算出踏板的姿势。因此,计算机能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。

应用例44

本应用例所涉及的一种记录介质,其记录了使计算机执行如下步骤的蹬踏测量程序,即:取得步骤,其取得对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器的输出;第一计算步骤,其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息而计算出所述踏板的姿势。

可以认为,自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在第一计算步骤中,使用惯性传感器的输出而计算出踏板的姿势。因此,计算机能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。

应用例45

本应用例所涉及的一种显示装置,包括显示部,所述显示部使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息,来使表示所述自行车的踏板的姿势的信息与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息同时向同一画面内进行显示。

可以认为,自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,显示部使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势同时向同一画面内进行显示。因此,本应用例的显示装置能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

应用例46

本应用例所涉及的一种显示方法,包括显示步骤,在所述显示步骤中,使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息,来使表示所述自行车的踏板的姿势的信息与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息同时向同一画面内进行显示。

可以认为,自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在显示步骤中,使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势同时向同一画面内进行显示。因此,根据本应用例的显示方法,能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

应用例47

本应用例所涉及的一种显示程序,其使计算机执行如下的显示步骤,即,使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息,来使表示所述自行车的踏板的姿势的信息与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息同时向同一画面内进行显示。

可以认为,自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在显示步骤中,使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势同时向同一画面内进行显示。因此,计算机能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

应用例48

本应用例所涉及的一种记录介质,其记录了使计算机执行显示步骤的显示程序,在所述显示步骤中,使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息,来使表示所述自行车的踏板的姿势的信息与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息同时向同一画面内进行显示。

可以认为,自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在显示步骤中,使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势向同一画面进行同时显示。因此,计算机能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

附图说明

图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的蹬踏测量系统的系统结构的一个示例的图。

图2为表示蹬踏测量系统的功能结构的一个示例的框图。

图3为说明曲轴的旋转角度的一个示例的图。

图4为表示通过测量装置所显示的画面的一个示例的图。

图5为表示通过测量装置所显示的画面的另一示例的图。

图6为表示通过测量装置所显示的画面的又一示例的图。

图7为表示通过测量装置所显示的画面的又一示例的图。

图8为表示通过测量装置所显示的画面的又一示例的图。

图9为表示测量装置的运算处理的一个示例的流程图。

图10为表示测量装置的显示处理的一个示例的流程图。

图11为表示本发明的第二实施方式所涉及的蹬踏测量系统的系统结构的一个示例的图。

图12为表示蹬踏测量系统的功能结构的一个示例的框图。

图13为表示通过测量装置所显示的画面的一个示例的图。

图14为表示通过测量装置所显示的画面的另一示例的图。

图15为表示第三实施方式中的蹬踏分析系统S3的概要的图。

图16为表示传感器单元40对于曲轴32的安装位置以及方向的一个示例的图。

图17为表示用户2实施的动作的步骤的图。

图18为表示第三实施方式中的蹬踏分析系统S3的结构例的图。

图19为表示基准角度上的曲轴32的情况的图。

图20为表示曲轴32的角度Θ的一个示例的图。

图21为表示蹬踏分析结果的显示例的图。

图22为表示蹬踏分析结果的步骤的一个示例的流程图。

图23为表示静止或匀速行驶状态的判断处理的步骤的一个示例的流程图。

图24为表示角度的补正处理的步骤的一个示例的流程图。

图25为表示偏差值的计算处理的步骤的一个示例的流程图。

图26为表示第四实施方式中的蹬踏分析系统S4的结构例的图。

图27为表示静止或匀速行驶状态的判断的步骤的一个示例的流程图。

图28为表示第五实施方式中的蹬踏分析系统S5的概要的图。

图29为表示传感器单元40对于踏板33的安装位置以及方向的一个示例的图。

图30为表示用户2实施的动作的步骤的图。

图31为表示第五实施方式中的蹬踏分析系统S5的结构例的图。

图32为说明踏板33的角度θp以及曲轴32的角度θc的图。

图33为说明曲轴32的旋转中心位置xo、从曲轴32的旋转中心位置xo到传感器单元40的距离(旋转半径r)的图。

图34为表示向心加速度的方向、重力加速度的方向、角度θc、θp的关系的图。

图35为表示蹬踏分析数据的显示画面的示例的图。

图36为表示蹬踏分析数据的其他的显示画面的示例的图。

图37为表示蹬踏分析处理的步骤的一个示例的流程图。

图38为表示与曲轴和踏板相关的指标的计算处理的步骤的一个示例的流程图。

图39为表示第六实施方式中的蹬踏分析系统S5的结构例的图。

图40为表示第六实施方式中的与表示曲轴和踏板相关的指标的计算处理的步骤的一个示例的流程图。

图41为表示第七实施方式中的传感器单元40A的安装例的图。

图42为表示在第七实施方式中所能够测量的信息的示例的图。

具体实施方式

以下,使用附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。另外,以下所说明的实施方式并不是对权利要求所记载的本发明的内容进行不当限定的实施方式。此外,以下所说明的结构的并不一定均为本发明的必要结构特征。

1、第一实施方式

图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的蹬踏测量系统的系统结构的一个示例的图。图1表示自行车3和骑乘自行车3的用户(骑行者)2。

蹬踏测量系统S1包括:测量装置1(相当于本发明的蹬踏测量装置)和传感器单元4。测量装置1以及传感器单元4分别被安装在自行车3上。测量装置1可以被安装在用户上,或者也可以被设置在远离自行车3的场所。测量装置1与传感器单元4以能够进行通信的方式连接。

传感器单元4对通过自行车的曲轴的运动而产生的加速度以及角速度进行测量。传感器单元4例如被安装在自行车3的曲轴的轴上。只要能够测量曲轴的运动,则传感器单元4也可以被安装在自行车3的曲轴、踏板等的其他部位。传感器单元4例如,具备未图示的加速度传感器以及角速度传感器。传感器单元4例如,以所设定的采样周期而对加速度以及角速度进行测量,并将包括所测量出的加速度以及角速度的测量数据向测量装置1进行发送。

测量装置1例如,能够通过智能手机或平板终端等便携终端而构成。测量装置1从传感器单元4接收测量数据。测量装置1根据所接收到的测量数据而对曲轴的旋转角度进行计算。测量装置1针对每个旋转角度来计算角速度或角加速度等指标。测量装置1对将计算出的指标以时序配置成环状的图像进行显示。由此,用户能够直观且简单地把握蹬踏运动。

图2为表示蹬踏测量系统的功能结构的一个示例的框体。

测量装置1具有:控制部10、存储部11、通信部12、操作部13、显示部14以及声音输出部15。

存储部11对控制部10使用于处理的数据等进行存储。存储部11例如,通过快闪只读存储器(ROM:Read Only Memory)等非易失性的存储装置而实现。

通信部12从传感器单元4接收测量数据,并将接收到的测量数据向控制部10进行输出。操作部12例如,能够通过对无线通信进行控制的通信接口而实现。

操作部13对骑行者等用户2的操作输入进行受理,并将与操作相对应的操作信号向控制部10进行输出。操作部13例如,能够通过按键、接触式传感器、触摸面板等输入装置而实现。

显示部14将控制部10的处理结果以文字、曲线、表、动画、其他的图像的形式进行显示。显示部14例如,能够通过液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display)、有机EL显示器(OLED:Organic Electro-Luminescence Display)等而实现。

声音输出部15通过语音或蜂鸣声而对控制部10的处理结果进行输出。声音输出部15例如,能够通过扬声器、蜂鸣器等而实现。

控制部10对测量装置1进行整体控制。控制部10具有:取得部100、运算部101、判断部102以及显示处理部103。

控制部10例如,能够通过计算机而实现,计算机具备:作为运算装置的中央处理器(CPU:Central Processing Unit)、作为易失性的存储装置的随机存取存储器(RAM:Random Access Memory)、作为非易失性的存储装置的只读存储器、对控制部10与其他的单元进行连接的接口(I/F)电路、将这些相互连接的总线等。计算机也可以具备图像处理电路等各种专用处理电路。控制部10也可以通过集成电路(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)等而实现。

上述控制部10的功能的至少一部分例如,能够通过CPU将ROM内所存储的预定的程序向RAM进行读取并执行而实现。该预定程序例如为在操作系统(OS:Operation System)上进行工作的应用程序,能够从能够搬运的存储介质进行读取并向测量装置1进行安装,或从网络上的服务器进行下载并向测量装置1进行安装。控制部10的功能的至少一部分例如,也可以通过专用处理电路而实现。控制部10的功能的至少一部分理例如,也可以通过CPU以及专用处理电路这两者而实现。

取得部100经由通信部12而从传感器单元4接收测量数据。取得部100例如,以所设定的采样周期来接收包括加速度以及角速度在内的测量数据,并向存储部11进行存储。另外,测量数据并不限于被存储在存储部11内,例如也可以被存储在上述的RAM等存储装置内。

运算部101根据所接收到的测量数据,而对与曲轴的旋转运动(也称作蹬踏运动)相关的指标进行计算。指标为角速度以及角加速度。

运算部101例如,根据所接收到的加速度而对旋转角度进行计算。旋转角度例如,能够使用重力方向的加速度的大小来确定。旋转角度的计算方法并不限于使用重力的方法。此外,运算部101例如,将所接收到的角速度作为所计算出的旋转角度上的角速度而进行计算。以此方式,能够计算各个采样时刻上的旋转角度以及角速度。

运算部101例如,根据各个采样时刻处的旋转角度以及角速度而对每单位旋转角度(例如,1度)的角速度进行计算。例如,x度的角速度能够通过从x-0.5到x+0.5所包括的各旋转角度的角速度的平均值来计算。每单位旋转角度的角速度的计算方法并不限定于求取平均值的方法。以此方式,能够计算每单位旋转角度的角速度。

运算部101例如,根据连续的两个单位旋转角度的角速度,而计算出每单位旋转角度的角加速度。例如x度的角加速度能够通过x-1度的角速度与x度的角速度的差分而计算出。角加速度的计算方法并不限定于求取差分的方法。以此方式,能够计算出每单位旋转角度的角加速度。

运算部101如上述那样针对多次旋转,而计算出每个旋转角度(采样时刻)的角速度、和每单位旋转角度的角速度以及角加速度。运算部101也可以根据多次旋转的每单元旋转角度的角速度以及角加速度,来按照不同单位旋转角度分别计算出角速度的平均值以及角加速度的平均值。

运算部101也可以针对每单位旋转角度而计算出关于多次旋转的角速度的不均匀度。角速度的不均匀度例如,使用同一角度的多个的角速度的标准偏移即可。不均匀度的计算方法并不限于标准偏移。运算部101也可以针对每单位旋转角度而计算出关于多次旋转的角加速度的不均匀度。

运算部101将上述旋转角度转换为以曲轴的预定位置为基准的旋转角度。例如,如图3(说明曲轴的旋转角度的一个示例的图)所示,可以考虑在自行车3的右侧(用户2的右侧)的曲轴轴B1上安装了传感器单元4的情况。曲轴B2以曲轴轴B1为中心轴而向右进行旋转。在曲轴B2的与曲轴B1相反的一侧处设置有踏板B3。

曲轴B2的基准位置(0度的方向)能够使用踏板B3来到最上方时的位置。该位置也是用户2的右脚来到最上方时的位置(左脚来到最下方的位置)。运算部101例如,对如上述那样计算出的各旋转角度中的、与作为基准的0度相对应的旋转角度进行确定,并对各旋转角度设定以该0度为开始位置的旋转角度。运算部101例如,根据加速度而对重力方向的加速度为最大的角度进行特定,并将该角度特定为0度之时的旋转角度即可。传感器单元4例如,以加速度传感器的一个轴在曲轴B2为0度之时沿着铅垂方向延伸的方式而安装在曲轴轴B1上即可。基准位置的确定方法并不限于使用了重力的方法。以此方式,使角速度或角加速度等指标与以0度为基准的实际的曲轴的旋转角度进行对应。

运算部101对每单位旋转角度的角速度以及角加速度的偏移目标值进行计算。偏移目标值被用于角速度以及角加速度的显示处理。运算部101例如,从最近1分钟等的预定期间内的各个单位旋转角度的角速度之中选择最低值,并将该最低值设定为角速度的偏移目标值。此外,运算部101例如,从最近1分钟等的预定期间内的各个单位旋转角度的角加速度之中选择最低值,并将该最低值设定为角加速度的偏移目标值。偏移目标值并不限于最低值,例如,也可以是预定期间的平均值、所设定的阈值等值。该阈值例如,可以经由操作部13而由用户来设定。角速度的偏移目标值也可以根据各旋转角度(采样时刻)的角速度而进行设定。

判断部102对所计算出的指标是否满足预定条件进行判断。判断部102例如,对某一次旋转的各旋转角度的指标是否与预定阈值相比而较大进行判断。预定阈值例如是作为角速度或角加速度是否异常的标准的值。该阈值通过角速度和角加速度而分别被设定。该阈值例如,也可以经由操作部13而由用户来设定。判断部102在指标与预定阈值相比而较大的情况下,将表示该情况的判断结果与该旋转角度相关联,并存储在存储部11内。判断结果表示出该旋转角度的角速度与阈值相比而较大、以及该旋转角度的角加速度与阈值相比而较大的至少一方。判断部102也可以在多次旋转的每一次中实施判断。判断部102也可以关于平均角速度或平均角加速度来实施同样的判断。

判断部102例如,也可以对各旋转角度的角速度的不均匀度是否与预定阈值相比较大进行判断。判断部102例如,也可以对多次旋转的各旋转角度的角加速度的不均匀度是否与预定阈值相比较大进行判断。

判断部102也可以对与角速度、角加速度、不均匀度等指标是否与阈值相比较小进行判断。预定阈值例如是成为角速度、角加速度、不均匀度等指标是否为异常的标准的值。判断结果表示旋转角度的指标与阈值相比而较小。此外,预定的阈值也可以通过旋转角度的范围而个别设定。

显示处理部103根据以上述的方式而计算出的指标,而对将指标以时序配置成环状的图像进行显示。显示处理部103例如,生成包括指标的图像数据并向显示部14进行输出。显示处理部103例如,也可以将所生成出的图像数据向个人计算机(PC:Personal Computer)、平板PC、智能手机、头戴式显示器(HMD:Head Mount Display)等外部设备进行输出。

图4为表示通过测量装置而显示出的画面的一个示例的图。画面500包括图像510、图像520以及图像530。图像510表示坐标系。图像510为以原点511为中心的圆形的区域。图像510通过圆周方向上的位置而表示旋转角度,通过离原点511的距离而表示值的大小。该坐标系也可以称为极坐标系。上下方向的轴的上端以及下端与曲轴的旋转角度的0度以及180度相对应,左右方向的轴的右端以及左端与曲轴的旋转角度的90度以及270度相对应。在图像510所表示的坐标面上,绘制有表示各旋转角度(采样时刻)上的角速度的图像520和表示各旋转角度上的角速度的平均值的图像530。在图4中,将以0度为基准的旋转角度以每30度为一刻度而显示在图像510的周围。在图4中,虽然显示有与两次旋转相对应的两个图像520,但是也可以显示有一个或三个以上。

显示处理部103针对各旋转而取得所计算出的每个旋转角度的角速度进,并减去偏移目标值。其次,显示处理部103通过将减去了偏移目标值而得到的每个旋转角度的角速度绘制在坐标面上的对应位置上,从而生成各旋转的图像520。此外,显示处理部103取得所计算出的每单位旋转角度的平均角速度,并减去偏移目标值。其次,显示处理部103通过将减去了偏移目标值而得到的每单位旋转角度的平均角速度绘制在坐标面上的对应位置上,从而生成图像530。原点511的值与角速度的偏移目标值相对应。显示处理部103也可以取得所计算出的每单位旋转角度的角速度,并减去偏移目标值,且将减去了偏移目标值而得到的每单位旋转角度的角速度绘制在坐标面上的对应位置上,从而生成各旋转的图像520。

图5为表示通过测量装置而显示的画面的另一示例的图。画面600包括图像610和图像620。图像610以及原点611与图像510以及原点511(参照图4)相同,因此省略说明。在图像610所表示的坐标面上,绘制有表示各单位旋转角度中的角加速度的图像620。在图5中,虽然显示有与一次旋转相对应的一个图像620,但是也可以显示有两个以上。

显示处理部103针对各旋转而取得所计算出的每个单位旋转角度的角加速度,并减去偏移目标值。然后,显示处理部103通过将减去了偏移目标值而得到的每单位旋转角度的角加速度绘制在坐标面上的对应位置上,从而生成各旋转的图像620进行生成。显示处理部103也可以取得所计算出的每单位旋转角度的平均角加速度,并减去偏移目标值。然后,显示处理部103也可以通过将减去了偏移目标值而得到的每单位旋转角度的平均角加速度绘制在坐标面上的对应位置上,从而对图像进行显示。原点611的值与角加速度的偏移目标值相对应。

图6为表示通过测量装置而显示的画面的又一示例的图。图6的画面500包括与图4的画面500相同的图像,而且,还包括图像540和图像550。图像540表示角速度的判断结果(与预定阈值相比较小)。在图6中,图像540被显示在图像510的周围。图像550表示比较对象的旋转的各旋转角度上的角速度。一个以上的比较对象的旋转的指标例如预先存储在存储部11内,且显示处理部103也可以经由操作部13而从用户处接受设定。

显示处理部103针对各旋转而取得每个旋转角度的角速度的判断结果,并且对于与预定阈值相比而较小的角速度,在与该角速度的旋转角度对应的位置上生成图像540。此外,显示处理部103取得所设定的比较对象的旋转的角速度,并绘制在坐标面上的对应位置上,从而生成图像550。显示处理部103也可以通过偏移目标值而对比较对象的旋转的角速度进行调整。显示处理部103也可以将表示与预定阈值相比而较小的角速度的图像绘制在坐标面上的对应位置上。在该情况下,显示处理部103以不同的形态而对与阈值相比而较小的角速度的图像、和与阈值相比而较大的角速度的图像进行显示。在图6的示例中,虽然对与阈值相比而较小的指标的位置进行显示,但是也可以对与阈值相比而较大的指标的位置进行显示。

图7为表示通过测量装置所显示的画面的又一示例的图。图7的画面600包括与图5的画面600相同的图像,还包括图像630。图像630表示角加速度的判断结果(与预定的阈值相比较小)。图像630以与图像620不同的形态而被显示。在图7中,图像630为与图像620相比而较粗的线。

显示处理部103针对各旋转而取得所判断出的每单位旋转角度的角加速度的判断结果,并且对于与预定阈值相比而较小的角加速度,在坐标面上的对应位置上生成图像630。显示处理部103也可以如图6的图像540那样,对于与预定阈值相比而较小的角加速度,在图像610的周围、且与该角加速度的旋转角度相对应的位置上生成图像。显示处理部103也可以取得比较对象的旋转的角加速度,并绘制在坐标面上的对应位置上。显示处理部103也可以通过偏移目标值而对比较对象的旋转的角加速度进行调整。在图7的示例中,虽然对与阈值相比而较小的指标的位置进行显示,但是也可以对与阈值相比而较大的指标的位置进行显示。

图8为表示通过测量装置所显示的画面的又一示例的图。图8的画面500包括与图4的画面500相同的图像,还包括图像560。图像560表示多次旋转的角速度的不均匀度。在图8中,图像560与预定角度(从0度开始每30度)相对应地被显示在图像510的周围。

显示处理部103取得针对多次旋转的预定角度所计算出的不均匀度,并在图像510的周围、且在不均匀度的旋转角度所的对应位置上生成图像560。显示处理部103也可以针对预定角度取得不均匀度的判断结果,并将不均匀度大于预定阈值的角度所对应的图像560,以与不均匀度小于预定阈值的角度所对应的图像560不同的形态而进行显示。显示处理部103也可以在图5的图像610的周围显示出多次旋转的角加速度的不均匀度。显示处理部103也可以在图5中,将不均匀度大于预定阈值的角度所对应的图像以与不均匀度小于预定阈值的角度所对应的图像不同的形态而进行显示。

返回至图2的说明。显示处理部103例如也可以根据判断结果而在任意的旋转具有与阈值相比较大(或较小)的指标的情况下,将通知如下情况的消息生成为声音数据,并向声音输出部15进行输出并使该声音输出部发出声音,所述情况为,存在有指标与阈值相比而较大(或较小)的旋转的情况。也可以将通知有指标与阈值相比而较大(或较小)的旋转角度的消息生成为声音数据。显示处理部103例如,也可以将所生成的声音数据向PC、平板PC、智能手机、HMD等外部设备进行输出。显示处理部103例如,为了将存在有指标与阈值相比较大(或较小)的旋转、或者指标与阈值相比较大(或较小)的旋转角度向用户2进行通知,也可以使设置在测量装置1上的发光部(例如,LED(发光二极管):Light-Emitting Diode等)以预定的发光颜色、预定的发光模式而发光。

图9为表示测量装置的运算处理的一个示例的流程图。图9表示上述控制部10的运算处理的主要流程。

取得部100从传感器单元4接收测量数据(步骤S10)。取得部100例如,以所设定的采样周期来接收包括加速度以及角速度的测量数据。然后,运算部101根据在步骤S10中接收到的加速度,来计算出旋转角度(步骤S20)。此外,运算部101计算出在步骤S10中接收到的角速度来作为在步骤S20中计算出的旋转角度上的角速度(步骤S30)。

步骤S10至步骤S30的处理例如在每个采样时刻执行。通过步骤S10至步骤S30的处理,从而能够计算出各个采样时刻的旋转角度以及角速度。

然后,运算部101根据通过步骤30而计算出的各个采样时刻的旋转角度以及角速度,来计算出每单位旋转角度的角速度(例如,每1度的平均角速度)(步骤S40)。此外,运算部101根据通过步骤40而计算出的每单位旋转角度的角速度,来对每单位旋转角度的角加速度(例如,每1度的角加速度)进行计算(步骤S50)。

然后,运算部101对已计算出指标的旋转角度是否达到一次旋转(360度)进行判断(步骤S60)。在判断为旋转角度未达到一次旋转的情况下(在步骤S60中为否),取得部100再次执行步骤S10的处理。

在判断为旋转角度达到一次旋转的情况下(在步骤S60中为是),执行关于该一次旋转的显示处理(步骤S70)。在步骤S70的处理之后,取得部100再次执行步骤S10的处理。

图10为表示测量装置的显示处理的一个示例的流程图。图10对图9的步骤S70的显示处理的细节进行说明。图10表示上述的控制部10的显示处理的主要流程。

运算部101将显示对象的一次旋转的旋转角度转换为以曲轴的预定位置为基准的旋转角度(步骤S110)。此外,运算部101根据预定期间内的角速度以及角加速度,从而对角速度的偏移目标值以及角加速度的偏移目标值进行计算(步骤S120)。

然后,显示处理部103使用通过步骤S120而计算出的偏移目标值,来对显示对象的一次旋转的角速度以及角加速度进行偏移(步骤S130)。

显示处理部103对显示对象的一次旋转的角速度进行显示(步骤S140)。显示处理部103例如,将通过步骤S130而偏移了的各旋转角度的角速度绘制在预定的坐标系上。以此方式,能够显示将一次旋转的角速度以时序而配置成环状的图像。

显示处理部103以上述的方式,对一次旋转的指标进行显示,并结束图10所示的流程图。

上文,对本发明的第一实施方式进行了说明。第一实施方式的测量装置例如,将与蹬踏的旋转运动相关的指标(每个旋转角度的角速度、角加速度、或其平均值等)以时序的方式呈环状的地显示在预定的坐标面上。该坐标系通过以原点为中心的圆周方向上的位置而表示旋转角度,并通过离原点的距离而表示值的大小。由此,旋转的每个旋转角度的指标被显示成环状,因此用户能够直观且简单地把握蹬踏运动。此外,该坐标系的旋转角度的基准位置(0度的方向)与实际的曲轴的旋转角度的基准位置(0度的方向)一致。由此,用户能够直观且简单地想象脚的位置以及姿势。

第一实施方式的测量装置例如,通过图像或声音而对每个旋转角度的指标的判断结果进行输出。由此,用户例如能够简单地知道指标为异常的旋转角度。此外,用户能够直观且简单地想象指标为异常之时的脚的位置以及姿势。

第一实施方式的测量装置实施每个旋转角度的指标的偏移处理。由此,例如,在实施用于以预定的速度稳定地行驶的蹬踏的情况下,与将原点设定为0的情况相比,能够更明确地表现(强调)各旋转角度的指标的大小的差异。用户易于把握各旋转角度的指标的变化。

2、第二实施方式

第二实施方式不仅使用了来自被安装在自行车3的曲轴上的传感器单元4的测量数据,还使用了来自被安装在用户(骑行者)2上的传感器单元的测量数据。以下,对与第一实施方式相同的结构要素标记相同的符号并省略说明,以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。

图11为表示本发明的第二实施方式所涉及的蹬踏测量系统的系统结构的一个示例的图。蹬踏测量系统S2包括:测量装置1、传感器单元4以及传感器单元5。传感器单元5被安装在用户2上。测量装置1与传感器单元4以能够进行通信的方式连接。

传感器单元5对由于用户2的运动而产生的加速度以及角速度进行测量。传感器单元5例如,被安装在用户2的膝盖上,对用户2的膝盖的运动进行测量。传感器单元5例如,具备加速度传感器以及角速度传感器。传感器单元5例如以所设定的采样周期而对加速度以及角速度进行测量,并将包括了所测量出的加速度以及角速度的测量数据向测量装置1进行发送。

测量装置1从传感器单元5接收测量数据。测量装置1根据接收到的测量数据,对用户2的膝盖的预定方向的运动进行计算。预定方向例如为膝盖的左右方向(图11中的深度方向)。例如,在自行车竞赛中,膝盖的左右方向的运动越大,则力向曲轴的传递就越差。测量装置1对与膝盖的运动相关的指标进行计算。测量装置1将包括与膝盖的运动相关的指标的图像,与曲轴的每个旋转角度的角速度或角加速度的指标一起进行显示。由此,用户能够直观且简单地把握与蹬踏运动相关的用户的身体的部位的运动。

图12为表示蹬踏测量系统的功能结构的一个示例的框图。

测量装置1具有通信部16。通信部16从传感器单元5接收测量数据,并将所接收到的测量数据向控制部10进行输出。通信部16例如能够通过对无线通信进行控制的通信接口而实现。

取得部100经由通信部16而从传感器单元5接收测量数据。运算部101根据从传感器单元5所接收到的测量数据,从而对与用户2的膝盖的运动相关的指标进行计算。指标例如为与膝盖的左右运动方向的运动相对应的加速度。

运算部101例如,对与各个采样时刻处的膝盖的左右方向的运动相对应的加速度进行计算。传感器单元5例如以加速度传感器的一个轴沿着用户2的膝盖的左右方向的方式安装在膝盖上即可。

运算部101也可以在来自传感器单元4的测量数据和来自传感器单元5的测量数据上付加取得时刻。只要以此方式,就能根据取得时刻,而针对各旋转角度使曲轴的角速度等指标与由于膝盖的运动而产生的加速度相关联。

判断部102对所计算出的与膝盖的运动相关的指标是否满足预定条件进行判断。判断部102例如对与膝盖的左右方向的运动相对应的加速度的绝对值的大小是否大于预定阈值进行判断。该阈值例如也可以经由操作部13而通过用户来设定。判断部102在加速度大于预定阈值的情况下,将表示该情况的判断结果存储在存储部11内。判断部102也可以对加速度是否小于预定阈值进行判断。

显示处理部103对包括以上述的方式而计算出的与膝盖的运动相关的指标的图像进行显示。

图13为表示通过测量装置而显示的画面的一个示例的图。图13的画面600包括与图5的画面600相同的图像,还包括图像640。图像640示出膝盖的左右方向的运动所表示的加速度的判断结果(与预定阈值相比较大)。在图13中,图像640被显示在图像610的周围。

显示处理部103对于各旋转,而取得与各旋转角度相关联的由膝盖的运动所产生的加速度的判断结果,并且对于与预定阈值相比而较大的加速度,在坐标面上的对应的旋转角度的位置上生成图像640。在图13的示例中,虽然对与阈值相比而较大的加速度的位置进行了显示,但是也可以对与阈值相比而较小加速度的位置进行显示。

显示处理部103例如,如图14(表示通过测量装置而显示的画面的另一示例的图)所示,也可以与判断结果无关地将与各旋转角度相关联的由膝盖的运动所产生的加速度显示在图像610的坐标面上的对应的旋转角度的位置处(图中的图像650)。显示处理部103也可以将膝盖的运动所产生的加速度显示在图像610的周围。

显示处理部103例如,根据判断结果而在任意的旋转具有大于(或小于)阈值的膝盖的运动的加速度的情况下,将通知如下情况的信息生成为声音数据,并向声音输出部15进行输出从而使该声音输出部发出声音,所述情况为存在有加速度大于(或小于)阈值的旋转的情况。也可以将通知如下的旋转角度的消息生成为声音数据,所述旋转角度为,膝盖的运动的加速度大于(或小于)阈值的旋转角度。显示处理部103例如也可以将所生成的声音数据向PC、平板PC、智能手机、HMD等的外部设备进行输出。显示处理部103例如为了将存在有膝盖的运动的加速度大于(或小于)阈值的旋转的情况、或者膝盖的运动的加速度大于(或小于)阈值的旋转角度向用户进行通知,也可以使设置在测量装置1上的发光部(例如,LED等)以预定的发光颜色、预定的发光模式而发光。

上文,对本发明的第二实施方式进行了说明。第二实施方式的测量装置例如,与旋转角度相关联地对与用户的身体的部位的运动相关的指标进行显示。由此,用户能够知道与蹬踏运动相关的用户的身体的部位的运动。

第二实施方式的测量装置例如通过图像或声音而对与每个旋转角度的用户的身体的部位的运动相关的指标的判断结果进行输出。由此,用户能够简单地知道例如身体的部位的运动为异常的旋转角度。

本发明并不是限于上述的第一、第二实施方式的发明,且能够在不脱离本发明要旨的范围内以各种的形态来实施。例如,也可以在上述的各个实施方式中加入下文的变形。此外,各个实施方式以及各个改变例也可以进行两个以上的适当组合。

上述的各个画面示例示出了在自行车3的右侧(用户2的右侧)的曲轴B1上安装了传感器单元4的情况。在自行车3的左侧处安装了传感器单元4的情况下,例如,只要对将旋转方向表示为左转的画面进行显示即可。无论在自行车3的右侧的情况下、还是在左侧的情况下,用户都可以能够自由设定将旋转方向作为左右的哪一个。

上述的实施方式对使用了一个传感器单元4的情况进行了说明。在上述的第一、第二实施方式中,在自行车3的左右踏板等的曲轴轴B1以外的部位(在左右处进行不同运动的部位)上分别设置传感器单元4,且测量装置1也可以根据该左右的部位的测量数据而对左右的蹬踏运动的指标进行输出。自行车3的右侧的蹬踏运动的画面、与左侧的蹬踏运动的画面可以重叠显示,或者也可以分别显示。

在上述的第一、第二实施方式中,运算部101也可以根据多个旋转的每单位旋转角度的角速度以及角加速度,而针对不同的单位旋转角度分别计算出角速度的中央值以及角加速度的中央值。运算部101可以针对不同的单位旋转角度分别计算出角速度的最频值以及角加速度的最频值。判断部102也可以对所计算出的中央值或最频值是否满足预定条件进行判断。显示处理部103也可以将减去了偏移目标值而得到的每单位旋转角度的中央值或最频值绘制在坐标面上的对应的位置处。

在上述的第一、第二实施方式中,判断部102例如,也可以对一次旋转中的全部或一次旋转中的一部分旋转角度的指标是否与预定变化模式类似或一致进行判断。预定变化模式例如是作为角速度或角加速度的时序变化是否为异常的标准的值。判断部102在指标与预定变化模式类似或一致的情况下,只要使表示该情况的判断结果与该旋转角度相关联,并存储在存储部11内即可。判断部102也可以对多个变化模式实施判断。显示处理部103也可以根据指标类似或一致的变化模式而对与该变化模式相关联的消息(例如,与蹬踏相关的建议信息)进行输出。上述的变形也能够应用于平均角速度或平均角加速度。

在上述的第二实施方式中,传感器单元5被安装在用户2上。传感器单元5也可以被安装在用户2的其他部位上,例如,脚、手臂、手、头等。此外,传感器单元5也可以被安装在自行车3的其他的部位上,例如,车把、车轮、车座等。

为了便于理解蹬踏测量系统S1、S2的结构,在第一、第二实施方式中所说明的蹬踏测量系统S1、S2的结构为根据主要的处理内容而分类的结构。不会因结构要素的分类的方式或名称而使本申请发明受到限制。蹬踏测量系统S1、S2的结构能够根据处理内容而被分类为更多的结构要素。此外,也能够以一个结构要素执行更多的处理的方式而进行分类。此外,各个结构要素的处理可以通过一个硬件来执行,或者也可以通过多个硬件来执行。此外,各个结构要素的处理或功能的分担只要是能够达成本发明的目的以及效果的结构要素,就不限于上述的结构要素。例如,可以将测量装置的一部分的功能搭载于传感器单元上,或者也可以是相反的。

为了便于理解蹬踏测量系统S1、S2的结构,在第一、第二实施方式中所说明了的流程图的处理单位为根据主要的处理内容而进行分割的处理单位。不会因处理单位的分割的方式或名称而使本申请发明受到限制。蹬踏测量系统S1、S2的处理能够根据处理内容而分割为更多的处理单位。此外,也能够以一个处理单位包括更多的处理的方式而进行分割。而且,上述的流程图的处理顺序也并不限于图示的示例的顺序。

在第一、第二实施方式中所说明的画面或数据结构为一个示例,只要能够达成本发明的目的,并不被限定为图示的示例。

本发明并不限于自由移动的自行车,也能够应用于被设置在室内等的自行车测力计。

3、第三实施方式

3-1、蹬踏分析系统的概要

图15为表示第三实施方式所涉及的蹬踏分析系统的外观的一个示例的图。

如图15所示,蹬踏分析系统S3(蹬踏测量系统的一个示例)被构成为包括:传感器单元40和能够与传感器单元40进行通信的蹬踏分析装置20(蹬踏测量装置的一个示例)。

传感器单元40例如,被安装在能够场内行驶的自行车3的曲轴上。传感器单元40具有彼此正交的三个检测轴(x轴、y轴、z轴),并能够测量在x轴、y轴、z轴这三个方向上所产生的加速度和至少绕z轴所产生的角速度。

蹬踏分析装置20以将蹬踏分析装置20的后述显示部朝向用户2的身体一侧的姿势而被安装在自行车3的把手杆等上。在该情况下,用户2能够在自行车3的运动中(行驶中)确认蹬踏分析装置20的显示部上所显示的蹬踏分析结果。

另外,蹬踏分析装置20也可以由智能手机或平板终端等便携终端构成。此外,蹬踏分析装置20的安装对象可以是用户2的身体(手腕等),或者蹬踏分析装置20也可以被设置在远离自行车3的地方。

3-2、传感器单元的安装例

图16为表示传感器单元40对于曲轴32的的安装位置以及方向的一个示例的图。

在此,假设传感器单元40的安装对象为自行车3的右侧(用户2的右侧)的曲轴32的情况。曲轴32绕曲轴32的旋转轴(曲轴轴31)的旋转方向从自行车3的右侧观察时为右转,在曲轴32中的、离开曲轴轴31一侧的端部上设置有踏板33。

首先,曲轴32上的传感器单元40的安装位置为曲轴轴31之上或曲轴轴31的延长线上。

此外,传感器单元40相对于曲轴32的安装姿势被设定为以下姿态:传感器单元40的z轴被配置在曲轴轴31上,并且传感器单元40的x轴例如朝向曲轴32的长边方向。

在此,将传感器单元40的z轴的正方向设为从自行车3的右侧(用户2的右侧)朝向左侧的方向,并将传感器单元40的x轴的正方向设为从踏板33朝向曲轴轴31的方向。

传感器单元40所输出的z轴角速度数据(以下,简称为“z轴角速度”或“一轴角速度”。)表示曲轴32的绕曲轴轴31的角速度ω,角速度ω的时间积分表示曲轴32的绕曲轴轴31的旋转角度Θ。

此外,由于只要自行车3为静止或匀速行驶状态,在传感器单元40上所施加的加速度就仅为重力加速度,因此传感器单元40所输出的x轴加速度数据(以下,适当称为“x轴加速度”。)或y轴加速度数据(以下,适当称为“y轴加速度”。)也表示曲轴32的绕曲轴轴31的角度Θ(以下,将x轴加速度、y轴加速度、z轴加速度适当称为“三轴加速度”。)。

3-3、用户的动作

图17为表示用户2的动作的步骤的图。以下,对图17的各个步骤进行依次说明。

步骤S11:用户2经由蹬踏分析装置20而实施测量开始操作(用于使传感器单元40开始测量的操作)。其后,蹬踏分析装置20向传感器单元40发送测量开始指令,传感器单元40接收了测量开始指令并开始进行三轴加速度和一轴加速度的测量。传感器单元40以预定周期Δt(例如Δt=1ms)对三轴加速度和一轴加速度进行测量,将所测量出的数据依次向蹬踏分析装置20进行发送。传感器单元40与蹬踏分析装置20之间的通信为无线通信或有线通信。

步骤S12:用户2使自行车3停止,并使曲轴32静止预时刻间(例如1秒)以上。

步骤S13:用户2对是否从蹬踏分析装置20接收到许可蹬踏(行驶)的通知(例如通过声音而产生的通知)进行判断,在接收到通知的情况下(S13的是),向进入步骤S14,在未接收到通知的情况下(S13的否),进入步骤S12。

步骤S14:用户2开始进行自行车3的行驶。蹬踏分析装置20根据传感器单元40的测量数据而对用户2所进行的蹬踏的动作进行分析,并显示分析的结果。

步骤S15:其后,用户2在预期的时刻结束自行车3的骑行。

步骤S16:其后,用户2通过蹬踏分析装置20而实施测量结束操作(用于使传感器单元40结束测量的操作)。其后,蹬踏分析装置20向传感器单元40发送测量结束指令,传感器单元40接收测量结束指令,并结束三轴角速度和一轴角速度的测量。

3-4、蹬踏分析系统的结构

图18为表示第三实施方式中的蹬踏分析系统S3的结构例的图。

在蹬踏分析系统S3中具备有:前文所述的传感器单元40和蹬踏分析装置20。

如图18所示,传感器单元40被构成为包括:加速度传感器42、角速度传感器44、信号处理部46、通信部48等。但是,传感器单元40也可以为,适当地将这些结构要素的一部分删除或变更,或者附加其他的结构要素的结构。

加速度传感器42对在彼此交叉(理想而言为正交)的三轴(x轴、y轴、z轴)方向的每一个方向上所产生的加速度进行测量,并将与所测量出的三轴加速度的大小以及方向相对应的数字信号(加速度数据)进行输出。

角速度传感器44对绕一轴(在此为z轴)所产生的角速度进行测量,并对与所测量出的角速度的大小以及方向相对应的数字信号(角速度数据)进行输出。

信号处理部46从加速度传感器42和角速度传感器44分别接收加速度数据和角速度数据并附加时刻信息而存储于未图示的存储部中,并在所存储的测量数据(加速度数据和角速度数据)中附加时刻信息而生成符合通信用的格式的数据包数据,并向通信部48输出。

在理想的情况下,加速度传感器42和角速度传感器44的三个检测轴分别与对传感器单元40定义的正交坐标系(传感器坐标系)的三轴(x轴、y轴、z轴)一致,但是,实际上会产生安装角的误差。因此,信号处理部46实施如下的处理,即,使用根据安装角误差而预先计算出的补正参数而将加速度数据及角速度数据转换为xyz坐标系的数据的处理。

而且,信号处理部46也可以实施加速度传感器42以及角速度传感器44的温度补偿处理。或者,也可以在加速度传感器42以及角速度传感器44内编入温度补偿的功能。

另外,加速度传感器42以及角速度传感器44可以为输出模拟信号的传感器,在该情况下,信号处理部46只要分别对加速度传感器42的输出信号和角速度传感器44的输出信号进行A/D转换并生成测量数据(加速度数据和角速度数据),并且使用这些数据来生成通信用的数据包数据即可。

通信部48实施以下处理,即,将从信号处理部46收取的数据包数据向蹬踏分析装置20进行发送的处理、或从蹬踏分析装置20接收测量开始指令等各种控制指令并向信号处理部46进行发送的处理等。信号处理部46实施与控制指令相对应的各种处理。

如图18所示,蹬踏分析装置20被构成为包括:处理部21、通信部22、操作部23、存储部24、显示部25、声音输出部26。但是,蹬踏分析装置20也可以为,适当地将这些结构要素的一部分删除或被变更,或者附加其他的结构要素的结构。

通信部22实施如下处理,即,接收从传感器40发送的数据包数据并向处理部21进行发送的处理、将来自处理部21的控制指令(包括测量开始指令、测量结束指令)向传感器单元40进行发送的处理。

操作部23实施取得与用户2的操作相对应的数据、并向处理部21进行发送的处理。操作部23也可以为,例如,触摸面板式显示器、按钮、按键、麦克风等。

存储部24例如由ROM(Read Only Memory:只读存储器)或快闪ROM、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等各种IC存储器或硬盘或存储卡等记录介质等构成。存储部24对用于处理部21实施各种计算处理或控制处理的程序或、用于实现应用功能的各种程序或数据等进行存储。

在本实施方式中,在存储部24内存储有蹬踏分析程序240(蹬踏测量程序的一个示例),该蹬踏分析程序240通过处理部21而被读取,并用于执行蹬踏分析处理。蹬踏分析程序240可以是预先被存储在非易失性的记录介质(能够在计算机内读取的记录介质)内的程序,或者也可以是处理部21经由网络而从未图示的服务器接收并存储在存储部24内的程序。

此外,在存储部24内存储有:蹬踏分析数据242、基于加速度传感器的输出的角度数据244、基于角速度传感器的输出的角度数据246、偏差值数据250。

在此,角度数据244为供基于加速度传感器42的输出的角度Θ’与时刻信息(时刻t)一起存储的存储区域。此外,角度数据246为供基于角速度传感器44的输出的角度Θ与时刻信息(时刻t)一起存储的存储区域。此外,蹬踏分析数据242为供由处理部21产生的蹬踏动作的分析结果(角度Θ、角速度ω、角加速度ω’等指标)与实施蹬踏的日期时间(时刻t)以及用户2的识别信息等一起存储的存储区域。

此外,存储部24作为处理部21的作业区域而被使用,并对操作部23所取得的数据、处理部21按照各种程序而执行的运算结果等进行暂时存储。而且,存储部24也可以对通过处理部21的处理而被生成的数据中的、需要长期保存的数据进行存储。

显示部25为将处理部21的处理结果作为文字、曲线、表、动画、其他的图像进行显示的显示部。显示部25可以为,例如,阴极射线显像管(CRT:Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)、触摸面板式显示器、头戴式显示器(HMD:Head Mounted Display)等。另外,也可以通过一个触摸面板式显示器来实现操作部23和显示部25的功能。

声音输出部26为将处理部21的处理结果作为语音或蜂鸣器音等声音进行输出的输出部。声音输出部26也可以例如为扬声器或蜂鸣器等。

处理部21按照各种程序而实施经由通信部22向传感器单元40发送控制指令的处理、对经由通信部22而从传感器单元40接收的数据的各种计算处理。此外,处理部21实施其他的各种的控制处理。

尤其,在本实施方式中,处理部21在执行蹬踏分析程序240时,适当地作为数据取得部210、蹬踏分析部211、图像数据生成部212、显示处理部214、存储处理部213、声音输出处理部215、角度计算部216、角度补正部217、偏差补正部218、判断部219而发挥功能,并实施对用户2的蹬踏动作进行分析的处理(蹬踏分析处理)。

数据取得部210实施以下处理,即,对通信部22从传感器单元40接收到的数据包数据进行收取,并从收取到的数据包数据中取得时刻信息以及测量数据,并向存储处理部213进行发送。

蹬踏分析部211实施以下处理,即,使用传感器单元40所输出的测量数据(存储部24内所存储的测量数据)或来自操作部23的数据等,对用户2的蹬踏运动进行分析,并生成包括蹬踏被实施的时刻(日期)、用户2的识别信息或蹬踏动作的分析结果的信息在内的蹬踏分析数据242。

图像数据生成部212实施对与显示部25所显示的图像相对应的图像数据进行生成的处理。例如,图像数据生成部212根据蹬踏分析数据而生成图像数据。

显示处理部214实施使各种图像(除了与图像数据生产部212所生成的图像数据相对应的图像之外,还包括文字或记号等)显示在显示部25上的处理。例如,显示处理部214根据图像数据生成部212所生成的图像数据,而在显示部25上显示各种画面等。此外,例如,图像数据生成部212也可以将用于向用户2实施通知的图像或文字等显示在显示部25上。此外,例如,显示处理部214也可以在用户2的蹬踏运动中依次、或蹬踏运动结束后自动地、或者根据用户2的输入操作,而使蹬踏分析数据的图像、文字、记号等文本信息显示在显示部25上。或者,也可以在传感器单元40上设置显示部,显示处理部214经由通信部22向传感器单元40发送图像数据,并在传感器单元40的显示部上显示各种图像或文字等。

存储处理部213实施对于存储部24的各种程序或各种数据的读取/书写处理。例如,存储处理部213实施使从数据取得部210接收到的时刻信息与测量数据相关联地存储在存储部24内的处理或、使蹬踏分析部211所计算出的各种信息或蹬踏分析数据242等存储在存储部24内的处理。

声音输出处理部215实施向声音输出部26输出各种声音(还包括语音或蜂鸣器音等)的处理。例如,声音输出处理部215也可以使用于向用户2进行通知的声音从声音输出部26输出。此外,例如,声音输出处理部215也可以在用户2的蹬踏运动结束后自动地、或者根据用户2的输入操作,从而使表示通过蹬踏分析部211而产生的分析结果的声音或语音从声音输出部26输出。或者,也可以在传感器单元40上设置声音输出部,声音输出处理部215经由通信部22向传感器单元40发送各种声音数据或语音数据,使传感器单元40的声音输出部输出各种声音或语音。

另外,也可以在蹬踏分析装置20或传感器单元40上设置振动机构,通过该振动机构而将各种信息转换为振动信息并向用户2进行通知。

角度计算部216通过将在从测量开始后的初始的时刻t=0到t为止的期间内、角速度传感器14以预定周期Δt输出的z轴角速度ω(0)、ω(Δt)、ω(2Δt)、…、ω(t)代入例如以下的公式(1),从而计算出时刻t的曲轴32绕曲轴轴31的角度Θ(t)。

公式1

Θ(t)=Θ(t-Δt)+ω(t)·Δ(t)…(1)

但是,在初始的时刻t=0的角度Θ(0)使用初始的时刻t=0的角度Θ’(0)的值(后文叙述角度Θ’的说明)。

在此,如图19、图20所示,将在自行车3行进时角度Θ增加的方向设为正方向。

在此,虽然公式(1)无论自行车3是否为静止或匀速行驶状态都是有效的,但是由于包括积分运算(累计处理),因此存在有积分期间越长误差越大的难点。

因此,角度计算部216通过将在自行车3处于静止或匀速行驶状态的时刻t时、加速度传感器42所输出的x轴加速度ax(t)或y轴加速度ay(t)代入例如以下的公式(2),从而计算出时刻t的曲轴32的角度Θ’(t)。

公式2

但是,G为重力加速度。此外,在此如图19、图20所示,将踏板33处于最高位置时的曲轴32的角度Θ’设为零,将自行车3行进时角度Θ’增加的方向设为正方向。

另外,公式(2)为将在自行车3处于静止或匀速行驶状态时传感器单元40的z轴与水平面平行作为前提的公式。顺便说一下,在本实施方式中,也可以取代该公式(2),而使用即使在自行车3处于静止或匀速行驶状态时传感器单元40的z轴不与水平面平行也成立的预定公式。预定公式为通过x轴加速度ax(t)、y轴加速度ay(t)、z轴加速度az(t)的函数而表示角度Θ(t)的公式。

虽然公式(2)或预定公式在自行车3处于静止或匀速行驶状态时是有效的,但在自行车3不处于静止或匀速行驶状态时是无效的。因此,公式(2)所使用的时刻是被限制的。

因此,处理部21基本上使根据公式(1)而计算出的角度Θ(t)向反映到蹬踏分析数据中,在自行车3处于静止或匀速行驶状态时,对角度Θ’(t)进行计算,使用该角度Θ’(t)对角度Θ(t)进行补正,并使补正后的角度Θ(t)反映到蹬踏分析数据中。

角度补正部217通过例如以下的公式(3)而实施角度Θ(t)的补正。

公式3

由该公式(3)表示的平均值为角度Θ(t)与角度Θ’(t)的单纯平均值。但是,角度补正部217也可以将该平均值作为角度Θ(t)与角度Θ’(t)的加权平均值。在作为加权平均值的情况下,角度补正部217可以将角度Θ’(t)的权重与角度Θ(t)的权重的比率设为用户2预先指定的比率,或者也可以根据角度Θ’(t)与角度Θ(t)之差来对该比率进行调节。

偏差补正部218使用在自行车3处于静止或匀速行驶状态时的角度Θ’(t),来实施角速度传感器44的偏差补正。该偏差补正为预测在角速度传感器44以预定周期Δt依次输出的z轴角速度ω(t+Δt)、ω(t+2Δt)、ω(t+3Δt)…中共同存在并重叠的偏差值ωb、并从这些z轴角速度ω(t+Δt)、ω(t+2Δt)、ω(t+3Δt)…的每一个减去偏差值ωb的处理。

此外,偏差补正部218求出在自行车3成为静止或匀速行驶状态的时刻t的角度Θ(t)、Θ’(t)、在自行车3成为静止或匀速行驶状态的上一时刻(t-ΔT)的角度Θ(t-ΔT)、Θ’(t-ΔT)、和这两个时刻的时间间隔ΔT。

而且,偏差补正部218通过将Θ(t)、Θ’(t)、Θ(t-ΔT)、Θ’(t-ΔT)、ΔT代入例如以下的公式(4),从而计算出应该从z轴角速度ω(t)、ω(t+Δt)、ω(t+2Δt)…的每个减去的偏差值ωb

公式4

判断部219对自行车3是否处于静止或匀速行驶状态进行判断。例如,判断部219在加速度传感器42所输出的x轴加速度ax(t)、y轴加速度ay(t)、z轴加速度az(t)的合成值n0(t)与重力加速度G之差的大小为预定阈值以下的情况下,判断为自行车3处于静止或匀速行驶状态,否则,判断为自行车3未处于静止或匀速行驶状态。

另外,预定阈值例如被设定为与在自行车3实际处于静止或匀速行驶状态时可以获得的该差的大小的最大值相等。

此外,判断部219通过例如以下的公式(5)而对x轴加速度ax(t)、y轴加速度ay(t)、z轴加速度az(t)的合成值n0(t)进行计算。

公式5

3-5、蹬踏分析数据的显示画面

图21为表示显示部25上所显示的画面的一个示例的图。

画面500包括图像510、图像520、图像530。图像510表示坐标系。图像510为以原点511为中心的圆状的区域。图像510通过圆周方向上的位置而表示旋转角度,通过离原点511的距离而表示值的大小。该坐标系也可以称为极坐标系。上下方向的轴的上端以及下端与曲轴32的角度Θ的0度以及180度相对应,左右方向的轴的右端以及左端与曲轴的角度Θ的90度以及270度相对应。在图像510所表示的坐标面上绘制有表示角度Θ上的角速度ω(Θ)的图像520、和表示角度Θ上的角速度ω(Θ)的平均值的图像530。在图21中,在图像510的周围以每30度为一刻度而标记有角度Θ的刻度。在图21中,虽然显示有相当于曲轴32的两次旋转相应量的两个图像520,但是也可以显示有一次旋转相应量的图像520或三次旋转以上相应量的图像520。

另外,在图21中,虽然表示对作为指标主要包括了角度Θ的蹬踏分析数据进行显示的示例,但是也可以对包括角速度ω(Θ)、角加速度ω’(Θ)等在内的蹬踏分析数据同样地进行显示。

3-6、蹬踏分析数据的生成处理

蹬踏分析数据211以下文的方式而对包括了角度Θ、角速度ω、角加速度ω’等指标在内的蹬踏分析数据进行生成,并经由图像数据生成部212以及显示处理部214向画面500依次反映。

蹬踏分析部211根据各个时刻t的曲轴32的角速度ω(t)、和各个时刻t的曲轴32的角度Θ(t)而对曲轴32处于各个角度Θ时的曲轴32的角速度ω(Θ)进行计算。此外,蹬踏分析部211通过对各个角度Θ上的角速度ω(Θ)进行角度微分,从而对角加速度ω’(Θ)进行计算。

蹬踏分析部211对每个角度Θ的角速度ω(Θ)以及角加速度ω’(Θ)的偏移目标值进行计算。

蹬踏分析部211例如,从最近一分钟等的预定期间内的各个角度Θ上的角速度ω(Θ)之中选择最低值,并将其作为角速度ω(Θ)的偏移目标值。

此外,蹬踏分析部211例如,从最近一分钟等的预定期间内的各个角度Θ上的角加速度ω’(Θ)之中选择最低值,并将其作为角加速度ω’(Θ)的偏移目标值。

另外,偏移目标值并不限于最低值,例如,也可以是预定期间的平均值、所设定的阈值等值。该阈值也可以是例如经由操作部23而由用户2指定的值。

并且,蹬踏分析部211针对每一次旋转而取得角速度ω(Θ),并减去偏移目标值。其后,蹬踏分析部211通过将减去了偏移目标值而得到的角速度ω(Θ)绘制在坐标面上的对应的位置上,从而生成各旋转的图像520。

此外,蹬踏接分析部211取得每个角度Θ的平均角速度ωAVE(Θ),并减去偏移目标值。其后,蹬踏分析部211通过将减去了偏移目标值而得到的平均角速度ωAVE(Θ)绘制在坐标面上的对应的位置上,从而生成图像530。原点511的值与角速度的偏移目标值相对应。

3-7、蹬踏分析处理的流程

图22为表示蹬踏分析处理(蹬踏测量方法的一个示例)的步骤的一个示例的流程图。处理部21通过执行存储部24内所存储的蹬踏分析程序240,从而例如,以图22的流程图的步骤执行蹬踏分析处理。以下,对图22的流程图进行说明。

步骤S200:处理部21在用户2所进行的测量开始操作被实施之前进行待机(S200的否),当测量开始操作被实施(S200的是)时,进入步骤S212。

步骤S212:处理部21向传感器单元40发送测量开始指令,并开始从传感器单元40取得测量数据。

步骤S214:处理部21使用从传感器单元40取得的测量数据所包括的三轴加速度来对自行车3是否处于静止状态进行判断,当检测出处于静止状态时(S214的是),向进入步骤S216,在未处于静止状态的情况下,进行待机(S214的否)。另外,自行车3的静止状态的判断能够与自行车3的静止或匀速行驶状态的判断处理(后叙)同样实施。

步骤S216:处理部21将当前的时刻t的值设定为初始值(零),并将偏差值数据250中存储的偏差值ωb的值设定为初始值。作为偏差值ωb的初始值,而直接使用时刻t=0的角速度传感器的输出值。

步骤S218:处理部21根据加速度传感器42所输出的三轴加速度而对初始的时刻t=0的曲轴32的角度Θ’(0)进行计算,并与时刻t=0一起向存储部24的角度数据244中进行存储。

步骤S220:处理部21向用户2通知蹬踏开始的许可。处理部21例如,输出预定声音,或者,在传感器单元40中设置LED并使该LED点亮等,以向用户2通知蹬踏开始的许可,用户2在确认该通知后开始进行蹬踏动作。

步骤S222:处理部21当从步骤S218的执行时刻起仅待机了测量数据的采样周期Δt的相应时间时,使时刻t增加Δt,并向下一个步骤S224前进。另外,到下次被执行本步骤S222为止的时间间隔也被设定为与采样周期Δt相同。因此,从本步骤S222到后文叙述的步骤S224为止的一系列处理以周期Δt而被重复进行。

步骤S224:处理部21通过从角速度传感器44所输出的z轴角速度ω(t)减去偏差值数据250中所存储的偏差补正值ωb的值,从而对z轴角速度ω(t)进行偏差补正。

步骤S225:处理部21根据偏差补正后的z轴角速度ω(t)、和角度Θ(t)的上次值Θ(t-Δt),来计算出时刻t的角度Θ(t),并与当前的时刻t一起向存储部24的角度数据246中进行存储。另外,在首次的本步骤225中,在步骤S218中计算出的角度Θ’(0)的值被用作角度Θ(t)的上次值Θ(t-Δt)。

在此,本步骤的处理部21不仅计算出基于偏差补正后的z轴角速度ω(t)的角度Θ(t)(偏差补正后的角度Θ(t)),也同样地计算出基于偏差补正前的z轴角速度ω(t)的角度Θ(t)(偏差补正前的角度Θ(t)),并与当前的时刻t一起向存储部24的角度数据246中进行存储。

在角度数据246中,将偏差补正后的角度Θ(t)、与偏差补正前的角度Θ(t)进行区别。其中,偏差补正后的角度Θ(t)在后续的角度的补正处理(S228)中被使用,而偏差补正前的角度Θ(t)在后续的偏差值的计算处理(S230)中被使用。

步骤S226:处理部21实施自行车3的静止或运算行驶状态的判断处理(后文叙述),在判断为自行车3处于静止或匀速行驶状态的情况下(S226的是),向步骤S228前进,在未处于静止或匀速行驶状态的情况下(S226的否),向步骤S240前进。

步骤S228:处理部21执行角度Θ(t)的补正处理。对角度Θ(t)的补正处理在后面叙述。

步骤S230:处理部21执行偏差值ωb的计算处理。对偏差值ωb的计算处理在后面叙述。

步骤S240:处理部21根据在步骤S222至S230中所取得的指标(角度补正后的角度Θ(t)、偏差补正后的角速度ω(t)等)而生成蹬踏分析数据,并根据蹬踏分析数据而对显示画面进行显示(更新)。

另外,在图22的流程中,虽然使显示画面的更新的周期与采样周期Δt相同,但是也可以在曲轴32每旋转一次(角度补正后的角度Θ(t)每达到360°)时实施显示画面的更新。

步骤S242:处理部21对通过用户2而实施的测量结束操作是否被实施进行判断,在被实施的情况下(S242的是)结束流程,而在未被实施的情况下(S242的否)进入步骤S222。

另外,在图22的流程图中,可以在可能的范围内适当地改变各个工序的顺序,或者也可以删除或变更一部分的工序,或者也可以追加其他的工序。

3-8、判断处理

图23为表示静止或匀速行驶状态的判断处理的步骤的一个示例的流程图。处理部21通过执行存储部24内所存储的蹬踏分析程序240,从而例如,以图23的流程图的步骤来执行静止或匀速行驶状态的判断处理。以下,对图23的流程图进行说明。

步骤S142:处理部21计算出加速度传感器42所输出的三轴加速度的合成值n0(t)与重力加速度G之差的大小。

步骤S144:处理部21对差的大小是否为预定阈值以下进行判断,在为阈值以下的情况下(S144的是)进入步骤S148,在不为阈值以下的情况下(S144的否)进入步骤S146。

步骤S146:处理部21判断为自行车3不是静止或匀速行驶状态,并结束流程。

步骤S148:处理部21判断为自行车3是静止或匀速行驶状态,并结束流程。

3-9、角度的补正处理

图24为表示角度的补正处理的步骤的一个示例的流程图。处理部21通过执行存储部24内所存储的蹬踏分析程序240,从而例如,以图24的流程图的步骤执行角度的补正处理。以下,对图24的流程图进行说明。

步骤S282:处理部21根据加速度传感器42所输出的y轴加速度或x轴加速度而对角度Θ’(t)进行计算,并与当前的时刻t一起向存储部24的角度数据244中进行存储。

步骤S284:处理部21计算出角度Θ(t)与角度Θ’(t)的平均值(或加权平均值)。另外,用于该计算的角度Θ为偏差补正后的角度Θ(t)。

步骤S286:处理部21通过将角度Θ(t)置换为平均值,从而对角度Θ(t)进行补正(角度补正),并将角度补正后的角度Θ(t)与当前的时刻t一起向存储部24的角度数据246中进行存储。由此,将角度数据246的角度Θ(t)(在此为偏差补正后的角度Θ(t))更新。

3-10、偏差值的计算处理

图25为表示偏差值的计算处理的步骤的一个示例的流程图。处理部21通过执行存储部24内所存储的蹬踏分析程序240,从而例如,以图25的流程图的步骤来执行偏差值的计算处理。以下,对图25的流程图进行说明。

步骤S302:处理部21计算出从上次的补正时刻(t-ΔT)到当前的时刻t为止的经过时间ΔT。

此时,处理部21将与存储部24的角度数据244中所存储的角度Θ’(t)中的、第二位新的角度Θ’相关联的时刻视为上次的补正时刻(t-ΔT)。

但是,在不存在有第二位新的角度Θ’的情况下(即角度数据244内所存储的角度Θ’的个数为一个的情况下),处理部21将初始的时刻t=0作为上次的补正时刻(t-ΔT)。此外,角度数据244内所存储的角度Θ’的个数为零的情况下,处理部21结束图25的流程。

步骤S304:处理部21计算出从上次的补正时刻(t-ΔT)到这次的补正时刻t为止的角度Θ’的变化量ΔΘ’(t)=Θ’(t)-Θ’(t-ΔT)。

步骤S306:处理部21计算出从上次的补正时刻(t-ΔT)到这次的补正时刻t为止的角度Θ的变化量ΔΘ(t)=Θ(t)-Θ(t-ΔT)。另外,用于该计算的角度Θ为偏差补正前的角度Θ(t)。

步骤S308:处理部21根据步骤S302至S306中所计算出的变化量ΔΘ’、ΔΘ、ΔT而计算出偏差值ωb

步骤S310:处理部21将计算出的偏差值ωb向存储部24的偏差值数据250进行存储。由此,将偏差值数据250中的偏差值ωb更新。更新后的偏差值ωb在后续的步骤S224的偏差补正中被使用。

4、第四实施方式

4-1、蹬踏分析系统的概要

图26为表示第四实施方式中的蹬踏分析系统S4的结构例的图。在此,主要说明与第三实施方式的不同点,并对与第三实施方式中的要素相同的要素标记相同符号来进行表示。

如图26所示,本实施方式的蹬踏分析系统S4相当于在第三实施方式的蹬踏分析系统S3中,具备蹬踏分析装置20A来代替蹬踏分析装置20的系统。本实施方式的蹬踏分析装置20A相当于在第三实施方式的蹬踏分析装置20中还具备GPS(全球定位系统)单元27,并具备判断部219’来代替判断部219的装置(GPS:Global Positioning System)。

此外,本实施方式的蹬踏分析装置20A为具备处理部21A的装置,处理部21A为在第三实施方式的处理部21中具备判断部219’来代替判断部219的处理部。

GPS单元27从一个或多个GPS卫星接收GPS信号,并根据该GPS信号而对蹬踏分析装置20A的位置(以下,称为“GPS位置”。)、速度矢量(以下,称为“GPS速度矢量”。)等定位数据进行生成并向数据取得部210供给。数据取得部210将定位数据与测量数据一起向处理部21A进行发送。

处理部21A的判断部219’取代基于加速度传感器42的输出而基于GPS单元27所输出的GPS速度矢量,来执行静止或匀速状态的判断。

由于GPS速度矢量由被固定在地球上的全球坐标来表示,因此从GPS速度矢量求出的蹬踏分析装置20A的速度(GSP速度)表示自行车3是否处于静止状态,且蹬踏分析装置20A的加速度(GPS加速度)表示自行车3是否处于匀速状态。另外,GPS速度例如能够作为GPS速度矢量的大小(即矢量成分的合成值)而计算出。此外,GPS加速度能够作为GPS速度的时间微分而计算出。

例如,判断部219’在GPS速度为预定阈值以下(例如0.1m/s以下)的情况下,判断为自行车3处于静止状态,在不为预定阈值以下的情况下,判断为未处于静止状态。

此外,判断部219’在GPS加速度为预定阈值以下(例如0.1m/s/s以下)的情况下,判断为自行车3处于匀速行驶状态,在不为预定阈值以下的情况下,判断为未处于匀速行驶状态。

4-2、判断处理

图27为表示静止或匀速行驶状态的判断处理的步骤的一个示例的流程图。处理部21A通过执行存储部24内所存储的蹬踏分析程序240,从而例如,以图27的流程图的步骤执行静止或匀速行驶状态的判断处理。以下,对图27的流程图进行说明。

步骤S142’:处理部21A根据从GPS单元27所输出的GPS速度矢量,从而对GPS速度以及GPS加速度进行计算。

步骤S144’:处理部21A对GPS速度是否为预定阈值以下进行判断,在为阈值以下的情况下(S144’的是)向步骤S148前进,在不为阈值以下的情况下(S144’的否)向步骤S145’前进。

步骤S145’:处理部21A对GPS加速度是否为预定阈值以下进行判断,在为阈值以下的情况下(S145’的是)向步骤S148前进,在不为阈值以下的情况下(S145’的否)向步骤S146前进。

步骤S146:处理部21A判断为自行车3不是静止或匀速行驶状态,并结束流程。

步骤S148:处理部21A判断为自行车3是静止或匀速行驶状态,并结束流程。

5、实施方式的补充

另外,上述处理部21、21A也可以在步骤S284中计算出加权平均值来作为角度Θ’(t)以及角度Θ(t)的平均值。此外,处理部21在计算出加权平均值的情况下,可以使角度Θ’(t)的权重与角度Θ(t)的权重的比率成为用户2预先指定的比率,或者也可以根据角度Θ’(t)与角度Θ(t)之差而对该比率进行调节。

顺便说一下,虽然越增大角度Θ’的权重、补正的强度越高,但是补正后的角度Θ的时间变化曲线上产生不自然阶梯的可能性也越高。另一方面,虽然越减小角度Θ’的权重、补正的强度越低,但是能够抑制补正后的角度Θ的时间变化曲线上产生不自然阶梯的可能性。

因此,步骤S284中的处理部21、21A例如,也可以在角度Θ’(t)与角度Θ(t)之差与预定阈值相比而较大的情况下,使角度Θ’的权重变小为,以抑制角度Θ的时间变化曲线上产生阶梯的可能性,并在该差与所述阈值相比而较小的情况下,使角度Θ’的权重变大,以提高补正强度。

此外,在上述的第三实施方式中,虽然使角速度传感器44的检测轴的数量为一,使加速度传感器42的检测轴的数量为三,但是角速度传感器44的检测轴的数量也可以是一以上的多个,或者加速度传感器42的检测轴的数量也可以是二。但是,在使加速度传感器42的检测轴的数量为二的情况下,x轴方向以及y轴方向的检测轴未被省略。

此外,在上述的第四实施方式中,虽然使角速度传感器44的检测轴的数量为一,使加速度传感器42的检测轴的数量为三,但是角速度传感器44的检测轴的数量也可以是一以上的多个,或者加速度传感器42的检测轴的数量也可以是一或二。但是,在使加速度传感器42的检测轴的数量为一或二的情况下,x轴方向或y轴方向的检测轴未被省略。

此外,虽然第三实施方式或第四实施方式的处理部21、21A执行角度的补正处理(图24)和偏差补正处理(图25)这两者的处理,但是也可以省略任意一方。例如,在省略了偏差补正处理的情况下,步骤S224、S230被省略,在省略了角度的补正处理的情况下,步骤S228被省略。

此外,也可以构成搭载了能够执行第三实施方式的判断处理(图23)与第四实施方式的判断处理(图27)这两者的处理部的一个蹬踏分析装置。在该情况下,处理部也可以根据第三实施方式的判断处理的结果与第四实施方式的判断结果这两者,来实施综合性判断,或者也可以根据状况(GPS信号的接收强度、自行车3成为静止或匀速的频率)等,而分别使用第三实施方式的判断处理的结果与第四实施方式的判断处理的结果。

此外,在第四实施方式中,虽然利用了作为全球卫星定位系统的GPS(Global Positioning System),但是也可以利用其他的全球导航卫星系统(GNSS:Global Navigation Satellite System)。例如,也可以利用EGNOS(欧洲同步卫星导航覆盖服务:European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、QZSS(准天顶卫星系统:Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(全球卫星导航系统:GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO(伽利略)、BeiDou(北斗卫星导航系统:BeiDou Navigation Satellite System)等卫星定位系统中的一个或两个以上。此外,也可以在卫星定位系统的至少一个上利用WAAS(广域扩充系统:Wide Area Augmentation System)、EGNOS(欧洲同步卫星导航覆盖服务:European Geostationary-Satellite Overlay Service)等静止卫星型卫星导航增强系统(SBAS:Satellite-based Augmentation System)。

6、实施方式的作用效果

(1)上述的实施方式所涉及的一种蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20、20A)包括:取得部(数据取得部210),其取得检测自行车的曲轴的运动的加速度传感器(加速度传感器42)以及角速度传感器(角速度传感器44)的输出(测量数据);计算部(角度计算部216),其根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω)来计算出所述曲轴的角度(角度Θ);角度补正部(角度补正部217)或偏差补正部(偏差补正部218),所述角度补正部根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度),而对所述曲轴的角度(角度Θ)进行补正,所述偏差补正部根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度),而对所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω)进行偏差补正。

角速度传感器的输出(角速度ω)包括偏差。此外,基于角速度传感器的角度需要累计处理。因此,当角度的计算继续(即累计处理的次数增加)时,角度误差被积累。一方面,可以想到的是,虽然加速度传感器的输出(三轴加速度)在自行车进行加速时未表示曲轴的角度(角度Θ),但是,在自行车未进行加速时,会正确地表示曲轴的角度(角度Θ)或偏差的程度。因此,补正部(角度补正部217或偏差补正部218)根据自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度),从而对所述曲轴的角度(角度Θ)或所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω)进行补正。因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20、20A)能够至少在自行车为静止或匀速的时刻,降低角度(角度Θ)所累积的角度误差或角速度传感器(角速度传感器44)的输出所产生的偏差。因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20、20A)能够高精度地测量伴随着加速的自行车的曲轴的旋转运动、或者场内行驶中的自行车的曲轴的旋转运动。

(2)在上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20、20A)中,所述角度补正部(角度补正部217)求出根据所述自行车的静止或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ)、与根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ’)的平均值或加权平均值,来作为补正后的所述曲轴的角度(角度Θ)。

以此方式,只要使根据所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ)与根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ’)的平均值或加权平均值成为补正后的所述曲轴的角度(角度Θ),就能够减轻所述曲轴的角度(角度Θ)的时间变化曲线上产生陡峭的阶梯的情况。

(3)在上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20、20A)中,所述偏差补正部(偏差补正部218)求出根据所述自行车的静止或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度)而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ’)与根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ)之差的每单位时间的变化量(公式(4)),来作为所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出所包括的偏差值(偏差值ωb)。

以此方式,只要将根据所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度)而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ’)与根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出而计算出的所述曲轴的角度(角度Θ)之差的每单位时间的变化量(公式(4))作为偏差值(偏差值ωb),就能够高精度地实施偏差补正。

(4)在上述的第三实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20)中,还包括判断部(判断部219),其在根据加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度)而检测出在所述曲轴未产生重力加速度以外的加速度的情况下,判断为所述自行车为静止中或匀速行驶中。

因此,能够将加速度传感器的输出用于自行车是否为静止中或匀速行驶中的判断。

(5)在上述的第四实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20A)中,所述取得部(数据取得部210)还取得根据定位用信号(GPS信号)而计算出的所述自行车的速度(GPS速度),所述蹬踏测量装置还包括判断部(判断部219’),该判断部在所述自行车的速度(GPS速度)为预定阈值以下的情况下或检测出所述自行车的加速度(GPS加速度)为预定阈值以下的情况下,判断为所述自行车为静止中或匀速行驶中。

因此,能够将定位用信号(GPS信号)用于自行车是否为静止中或匀速行驶中的判断。

(6)在上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20、20A)中,所述加速度传感器(加速度传感器42)以及所述角速度传感器(角速度传感器44)的检测轴(z轴)存在于所述曲轴的旋转轴(曲轴轴31)或所述旋转轴的延长线上。

因此,能够以简单的计算求出基于加速度传感器的输出的曲轴的角度、基于角速度传感器的输出的曲轴的角度、或者基于加速度传感器的输出的自行车的状态。

(7)上述的实施方式所涉及的一种蹬踏测量系统(蹬踏分析系统S3、S4),包括:蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20、20A)、所述加速度传感器(加速度传感器42)以及所述角速度传感器(角速度传感器44)。

(8)上述的实施方式所涉及的一种蹬踏测量方法(蹬踏分析方法),包括:取得步骤(步骤S212),其取得检测自行车的曲轴的运动的加速度传感器(加速度传感器42)以及角速度传感器(角速度传感器44)的输出(测量数据);计算步骤(步骤S225),其根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω),而计算出所述曲轴的角度(角度Θ);角度补正步骤(步骤S228)或偏差补正步骤(步骤S230、S224),所述角度补正步骤根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度),从而对所述曲轴的角度(角度Θ)进行补正;所述偏差补正步骤根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度),从而对所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω)进行偏差补正。

(9)上述的实施方式所涉及的一种蹬踏测量程序(蹬踏分析程序),使计算机(处理部21、21A)执行如下步骤:取得步骤(步骤S212),其取得对自行车的曲轴的运动进行检测的加速度传感器(加速度传感器42)以及角速度传感器(角速度传感器44)的输出(测量数据);计算步骤(步骤S225),其根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω),从而计算出所述曲轴的角度(角度Θ);角度补正步骤(步骤S228)或偏差补正步骤(步骤S230、S224),所述角度补正步骤根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度)而对所述曲轴的角度(角度Θ)进行补正;所述偏差补正步骤根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度)而对所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω)进行偏差补正。

(10)上述的实施方式所涉及的一种记录介质,对使计算机(处理部21、21A)执行如下步骤的蹬踏测量程序(蹬踏分析程序)进行记录,即:取得步骤(步骤S212),其取得检测自行车的曲轴的运动的加速度传感器(加速度传感器42)以及角速度传感器(角速度传感器44)的输出(测量数据);计算步骤(步骤S225),其根据所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω),从而计算出所述曲轴的角度(角度Θ);角度补正步骤(步骤S228)或偏差补正步骤(步骤S230、S224),所述角度补正步骤根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度)而对所述曲轴的角度(角度Θ)进行补正;所述偏差补正步骤根据所述自行车的静止中或匀速行驶中的所述加速度传感器(加速度传感器42)的输出(三轴加速度)而对所述角速度传感器(角速度传感器44)的输出(角速度ω)进行偏差补正。

7、其他的改变例

本发明并不限定于第三、第四实施方式,能够在本发明的要旨的范围内进行各种的改变实施。

例如,在上述第三、第四实施方式中,虽然加速度传感器42与角速度传感器44被内置于传感器单元40内并被一体化,但是加速度传感器42与角速度传感器44也可以不被一体化。或者,加速度传感器42与角速度传感器44也可以未被内置于传感器单元40内,而被直接安装在自行车3上。

8、第五实施方式

8-1、蹬踏分析系统的概要

图28为表示第五实施方式所涉及的蹬踏分析系统的外观的一个示例的图。

如图28所示,蹬踏分析系统S5(蹬踏测量系统的一个示例)被构成为包括:传感器单元40(惯性传感器的一个示例)、和能够与传感器单元40通信的蹬踏分析装置20B(蹬踏测量装置的一个示例、显示装置的一个示例)。

传感器单元40例如,被安装在设置于室内等的自行车测力计(以下,仅称为“自行车3”)的踏板上。

传感器单元40具有彼此正交的三个检测轴(x轴、y轴、z轴),能够测量至少在x轴、y轴这两个方向上所产生的加速度(以下,适当称为“两轴加速度”)、和至少绕z轴所产生的角速度(以下,适当称为“一轴角速度”或“z轴角速度”)。对x轴、y轴、z轴的说明在后面进行叙述。

蹬踏分析装置20B以使蹬踏分析装置20B的后文叙述的显示部朝向用户2的身体一侧的姿势而被安装在自行车3的把手杆等上。在该情况下,用户2能够在蹬踏中确认在蹬踏分析装置20B的显示部上所显示的蹬踏分析结果。

另外,蹬踏分析装置20B也可以由智能手机或平板终端等便携终端构成。此外,蹬踏分析装置20B的安装对象可以是用户2的身体(手腕等),或者蹬踏分析装置20B也可以被设置在远离自行车3的地方。

8-2、传感器单元的安装例

图29为表示传感器单元40对于曲轴32的安装位置以及方向的一个示例的图。

在此,假设传感器单元40的安装对象为自行车3的右侧(用户2的右侧)的踏板33的情况。曲轴32的绕曲轴32的旋转轴(曲轴轴31)的旋转方向从自行车3的右侧观察时为右转,在曲轴32中的、远离曲轴轴31一侧的端部上设置有踏板33。蹬踏33与曲轴32经由与曲轴轴31平行的旋转轴34而被连结。踏板33能够相对于曲轴32而绕旋转轴34进行转动。以下,将旋转轴34称为“踏板轴34”。

首先,踏板33上的传感器单元40的安装位置为踏板轴34之上或踏板轴34的延长线上。

此外,传感器单元40相对于踏板33的安装姿势为,传感器单元40的z轴被配置在踏板轴34上的姿势,并且被设定为,在曲轴32以及踏板33处于如图29所示的初始姿势时,传感器单元40的x轴朝向曲轴32的长边方向(传感器单元40的y轴为水平)的姿势。

另外,在本实施方式中,如图29所示,将踏板33处于最高位置时的曲轴32的姿势作为曲轴32的初始姿势,并将踏板33中与用户2的脚底抵接的面最接近于水平时的踏板33的姿势作为踏板33的初始姿势。

在此,将传感器单元40的z轴的正方向设为从自行车3的右侧(用户2的右侧)朝向左侧的方向,并将传感器单元40的x轴的正方向设为从踏板33朝向曲轴轴31的方向。

传感器单元40所输出的角速度数据(以下,适当称为“z轴角速度ω”或“一轴角速度ω”。)表示踏板33绕z轴的角速度ωp,z轴角速度ω的时间积分表示以水平面为基准的踏板33的角度θp

在传感器单元40所输出的加速度数据(以下,适当称为“两轴加速度a”。)反映了施加于踏板33的加速度。但是,在该两轴加速度a不但反映出通过踏板33的运动而产生的加速度ap,还反映有重力加速度g。从两轴加速度a中除去了重力加速度g后的、通过踏板33的运动而产生的加速度ap的时间积分(二重积分)表示踏板33的位置xp

8-3、用户的动作

图30为表示用户2的动作的步骤的图。以下,对图30的各个步骤进行依次说明。

步骤S81:用户2通过蹬踏分析装置20B而实施测量开始操作(用于使传感器单元40开始测量的操作)。其后,蹬踏分析装置20B向传感器单元40发送测量开始指令,传感器单元40接收了测量开始指令并开始测量两轴加速度和一轴加速度。传感器单元40以预定周期Δt(例如Δt=1ms)对两轴加速度和一轴加速度进行测量,并将所测量出的数据依次向蹬踏分析装置20B进行发送。传感器单元40与蹬踏分析装置20B之间的通信为无线通信或有线通信。

步骤S82:用户2至少使曲轴32成为初始姿势(图29)预时刻间(例如1秒)以上,并使曲轴32以及踏板33静止。另外,在本实施方式中,在本步骤S82中不需要使踏板33成为初始姿势。

步骤S83:用户2对是否从蹬踏分析装置20B接收到许可蹬踏的通知(例如通过声音来进行的通知)进行判断,在接收到通知的情况下(S83的是),向步骤S84前进,在未接收到通知的情况下(S83的否),进入步骤S82。

步骤S84:用户2开始蹬踏。蹬踏分析装置20B根据传感器单元40的测量数据而对用户2所进行的蹬踏的动作进行分析,并对分析的结果进行显示。

步骤S85:其后,用户2在预期的时刻结束自行车3的蹬踏。

步骤S86:其后,用户2通过蹬踏分析装置20B而实施测量结束操作(用于使传感器单元40结束测量的操作)。其后,蹬踏分析装置20B向传感器单元40发送测量结束指令,传感器单元40接收测量结束指令,并结束两轴角速度和一轴角速度的测量。

8-4、蹬踏分析系统的结构

图31为表示第五实施方式中的蹬踏分析系统S5的结构例的图。

在蹬踏分析系统S5中具备有:前文所述的传感器单元40和蹬踏分析装置20B。

如图31所示,传感器单元40被构成为包括加速度传感器42、角速度传感器44、信号处理部46、通信部48等。但是,传感器单元40也可以为,适当地将这些结构要素的一部分删除或变更,或者附加其他的结构要素的结构。

加速度传感器42对彼此交叉(理想而言为正交)的至少两轴(x轴、y轴)方向的每一个上所产生的加速度进行测量,并将与所测量出的两轴加速度的大小以及方向相对应的数字信号(加速度数据)进行输出。

角速度传感器44对绕至少一轴(在此作为z轴)所产生的角速度进行测量,并对与所测量出的角速度的大小以及方向相对应的数字信号(角速度数据)进行输出。

信号处理部46从加速度传感器42和角速度传感器44分别收取加速度数据和角速度数据,并标记时刻信息而存储在未图示的存储部内,且对所存储的测量数据(加速度数据和角速度数据)标记时刻信息以生成符合通信用的格式的数据包数据。

在理想的情况下,加速度传感器42和角速度传感器44的三个检测轴分别与对传感器单元40定义的正交坐标系(传感器坐标系)的三轴(x轴、y轴、z轴)一致,但是,实际上会产生安装角的误差。因此,信号处理部46实施如下的处理,即,使用根据安装角误差而预先计算出的补正参数而将加速度数据及角速度数据转换为xyz坐标系的数据的处理。

而且,信号处理部46也可以实施加速度传感器42以及角速度传感器44的温度补偿处理。或者,也可以在加速度传感器42以及角速度传感器44内编入温度补偿的功能。

另外,加速度传感器42以及角速度传感器44可以为输出模拟信号的传感器,在该情况下,信号处理部46只要分别对加速度传感器42的输出信号和角速度传感器44的输出信号进行A/D转换并生成测量数据(加速度数据和角速度数据),并且使用这些数据来生成通信用的数据包数据即可。

通信部48实施以下处理,即,将从信号处理部46收取的数据包数据向蹬踏分析装置20B进行发送的处理、或从蹬踏分析装置20B接收测量开始指令等各种控制指令并向信号处理部46进行发送的处理等。信号处理部46实施与控制指令相对应的各种处理。

如图31所示,蹬踏分析装置20B被构成为包括处理部21B(计算机的一个示例)、通信部22、操作部23、存储部24、显示部25(提示部的一个示例、显示部的一个示例)、声音输出部26。但是,蹬踏分析装置20B也可以为,适当地将这些结构要素的一部分删除或变更,或者附加其他的结构要素的结构。

通信部22实施对从传感器40所发送出的数据包数据行进接收,并向处理部21B进行发送的处理,将来自处理部21B的控制指令(包括测量开始指令、测量结束指令)向传感器单元40进行发送的处理。

操作部23实施取得与用户2的操作相对应的数据,并向处理部21B进行发送的处理。操作部23例如,也可以为触摸面板式显示器、按钮、按键、麦克风等。

存储部24例如由ROM(Read Only Memory:只读存储器)或快闪ROM、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等各种IC存储器或硬盘或存储卡等记录介质等构成。存储部24对用于处理部21实施各种计算处理或控制处理的程序或、用于实现应用功能的各种程序或数据等进行存储。

在本实施方式中,在存储部24内存储有蹬踏分析程序240(蹬踏测量程序的一个示例、显示程序的一个示例),该蹬踏分析程序240通过处理部21B而被读取,并用于执行蹬踏分析处理(蹬踏测量方法的一个示例、显示方法的一个示例)。蹬踏分析程序240可以是预先被存储在非易失性的记录介质(能够在计算机内读取的记录介质)内的程序,或者也可以是处理部21B经由网络而从未图示的服务器接收并存储在存储部24内的程序。

此外,在存储部24内存储有蹬踏分析数据242。蹬踏分析数据242为供通过处理部21B而产生的蹬踏动作的分析结果(曲轴32的角度θc、曲轴32的角速度ωo、踏板33的角度θp等指标)与蹬踏被实施的日期(时刻t)以及用户2的识别信息等一起存储的存储区域。

此外,存储部24被用作处理部21B的作业区域,并对操作部23所取得的数据、处理部21B按照各种程序而执行的运算结果等进行暂时存储。而且,存储部24也可以对通过处理部21B的处理而被生成的数据中的、需要长期保存的数据进行存储。

显示部25为将处理部21B的处理结果作为文字、曲线、表、动画、其他的图像进行显示的显示部。显示部25可以为,例如,阴极射线显像管(CRT:Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)、触摸面板式显示器、头戴式显示器(HMD:Head Mounted Display)等。另外,也可以通过一个触摸面板式显示器来实现操作部23和显示部25的功能。

声音输出部26为将处理部21B的处理结果作为语音或蜂鸣器音等声音进行输出的输出部。声音输出部26也可以例如为扬声器或蜂鸣器等。

处理部21B按照各种程序而实施经由通信部22向传感器单元40发送控制指令的处理、或对于经由通信部22从传感器单元40接收的数据的各种计算处理。此外,处理部21B实施其他的各种的控制处理。

尤其,在本实施方式中,处理部21B在执行蹬踏分析程序240时,适当地作为数据取得部210(取得部的一个示例)、蹬踏分析部211、图像数据生成部212、显示处理部214、存储处理部213、声音输出处理部215、第一计算部216、第二计算部217、第三计算部218、第四计算部219、第五计算部220而发挥功能,并实施对用户2的蹬踏动作进行分析的处理(蹬踏分析处理)。

数据取得部210实施以下处理,即,对通信部22从传感器单元40接收到的数据包数据进行收取,并从收取到的数据包数据取得时刻信息以及测量数据,并向存储处理部213进行发送。

蹬踏分析部211实施以下处理,即,使用传感器单元40所输出的测量数据(存储部24内所存储的测量数据)或来自操作部23的数据等,对用户2的蹬踏运动进行分析,并生成包括蹬踏被实施的时刻(日期)、用户2的识别信息或蹬踏动作的分析结果的信息在内的蹬踏分析数据242。

图像数据生成部212实施生成与显示部25所显示的图像相对应的图像数据的处理。例如,图像数据生成部212生成蹬踏分析数据所反映的图像数据。

显示处理部214实施使各种的图像(除了与图像数据生产部212所生成的图像数据相对应的图像之外,还包括文字或记号等)显示在显示部25上的处理。例如,显示处理部214根据图像数据生成部212所生成的图像数据,而在显示部25上显示各种画面等。此外,例如,图像数据生成部212也可以将用于向用户2实施通知的图像或文字等显示在显示部25上。此外,例如,显示处理部214也可以在用户2的蹬踏运动中依次、或蹬踏运动结束后自动地、或者根据用户2的输入操作,而使表示蹬踏分析数据的图像、文字、记号等文本信息显示在显示部25上。或者,也可以在传感器单元40上设置显示部,显示处理部214经由通信部22向传感器单元40发送图像数据,并在传感器单元40的显示部上显示各种的图像或文字等。

存储处理部213实施对于存储部24的各种程序或各种数据的读取/写入处理。例如,存储处理部213实施使从数据取得部210收取到的时刻信息与测量数据相关联地存储在存储部24内的处理或、使蹬踏分析部211所计算出的各种信息或蹬踏分析数据242等存储在存储部24内的处理。

声音输出处理部215实施向声音输出部26输出各种声音(还包括语音或蜂鸣器音等)的处理。例如,声音输出处理部215也可以使用于向用户2进行通知的声音从声音输出部26输出。此外,例如,声音输出处理部215也可以在用户2的蹬踏运动结束后自动地、或者根据用户2的输入操作,从而使表示通过蹬踏分析部211而产生的分析结果的声音或语音从声音输出部26输出。或者,也可以在传感器单元40上设置声音输出部,声音输出处理部215经由通信部22而向传感器单元40发送各种声音数据或语音数据,使传感器单元40的声音输出部输出各种的声音或语音。

另外,也可以在蹬踏分析装置20B或传感器单元40上设置振动机构,通过该振动机构而将各种的信息转换为振动信息并向用户2进行通知。

第一计算部216通过对传感器单元40所输出的z轴速度ω(t)(角速度信息的一个示例)跨及从初始的时刻t=0到时刻t为止的期间进行时间积分,从而计算出踏板33相对于水平面在时刻t所成的角度θp(t)(踏板的姿势的一个示例)(参照图32)。另外,在此,虽然表示了根据一轴的角速度传感器44所输出的z轴角速度ω(t)的时间积分而实施姿势(踏板的角度θp)的运算的示例,但是也可以通过从三轴角速度传感器所输出的三轴角速度对方向余弦变换矩阵(Direction Cosine Matrix)或四元数(Quarternion)这一阵列来进行姿势的积分,从而实施姿势(踏板的角度θp)的运算。

第二计算部217根据时刻t的踏板33的角度而对时刻t时的从传感器单元40观察到的重力加速度g(t)的方向进行确定。

第二计算部217通过从在时刻t传感器单元40所输出的两轴加速度a(t)(加速度信息的一个示例)减去时刻t的重力加速度g(t),从而对通过时刻t的踏板33的运动而产生的加速度ap(t)进行计算,并通过跨及从初始的时刻t=0到时刻t为止的期间而对加速度ap(t)进行时间积分,从而计算出时刻t的踏板33的位置xp(t)(参照图33)。

第三计算部218根据第一计算部216所计算出的多个踏板33的位置xp(0)、xp(Δt)、xp(2Δt)、…、xp(t)(多个时刻的踏板的位置的一个示例),从而计算出曲轴32的旋转中心位置xo(旋转中心的一个示例)(参照图33)。旋转中心位置xo相当于曲轴轴31所在的位置。例如,第三计算部218也可以计算出多个位置xp(0)、xp(Δt)、xp(2Δt)、…、xp(t)中的、相距距离最远的两个位置的中点来作为旋转中心位置x0,或者也可以计算出将多个位置xp(0)、xp(Δt)、xp(2Δt)、…、xp(t)进行函数拟合而获得的圆的中心来作为旋转中心位置x0

另外,在从曲轴轴31到传感器单元40为止的距离(旋转半径)r的值被预先存储在存储部24内的情况下,第三计算部218也可以将该旋转半径r的值用于旋转中心位置xo的计算。存储部24内所预先存储的旋转半径r的值是指例如,用户2预先测量并经由操作部23而向蹬踏分析装置20B进行输入的值,并且为处理部21B向存储部24进行存储的值。

第四计算部219根据曲轴32的旋转中心位置xo、与时刻t的踏板33的位置xp(t),从而计算出时刻t的曲轴32绕曲轴轴31的旋转角度θc(t)(曲轴的姿势的一个示例)(参照图34)。例如,第四计算部219计算出连接旋转中心位置xo与位置xp(t)的第一线段、与连接旋转中心位置xo与位置xp(0)的第二线段所形成的角度来作为角度θc(t)。

第五计算部220通过对时刻t的曲轴32的旋转角度θc(t)进行时间微分,从而计算出时刻t的曲轴32绕曲轴31的旋转角速度ωo(t)。例如,第五计算部220通过将时刻t的旋转角度θc(t)、和时刻(t-Δt)的旋转角度θc(t-Δt)的旋转角度代入ωo(t)=(θc(t)-θc(t-Δt))/Δt的公式,从而对旋转角速度ωo(t)进行计算。

8-5、蹬踏分析数据的显示画面

图35为表示显示部25上所显示的画面的一个示例的图。

画面500包括图像510、图像520、图像530、图像550。图像510表示坐标系。图像510为以原点511为中心的圆状的区域。图像510用圆周方向上的位置而表示旋转角度,用离原点511的距离而表示值的大小。该坐标系也可以称为极坐标系。上下方向的轴的上端以及下端与曲轴32的旋转角度θc的0度以及180度相对应,左右方向的轴的右端以及左端与曲轴32的旋转角度θc的90度以及270度相对应。在图像510所表示的坐标面上,绘制有表示角度θc上的角速度ωcc)的图像520和表示角度θc上的角速度ωcc)的平均值的图像530。在图35中,在图像510的周围以每30度为一刻度来标注角度θc的刻度。在图35中,虽然显示有与曲轴32的两次旋转相当的两个图像520,但是也可以显示有一次旋转相应量的图像520或三次旋转以上相应量的图像520。

即,图像520的圆周方向的分布可视地表示由于曲轴32的角度而导致的角速度不均匀(曲轴32的旋转不均匀的一个示例)。此外,图像520的径向的分布可视地表示出曲轴32多次旋转时的曲轴32的每个角度的角速度不均匀(曲轴32的旋转不均匀的一个示例)。此外,图像530可视地表示曲轴32多次旋转时的曲轴32的每个角度的角速度不均匀(曲轴32的旋转不均匀的一个示例)的中心。

另外,在图35中,虽然表示了对作为指标主要包括角度θc的蹬踏分析数据进行显示的示例,但是也可以同样地对包括角速度ωoc)、角加速度ωo’(θc)等在内的蹬踏分析数据进行显示。顺便说明,由于曲轴32的角度所导致的角加速度不均匀也为表示曲轴32的旋转不均匀的指标之一。

在此,图像550为以短条形标记表示曲轴32的角度θc上的踏板33的角度θp的图像。以下,将图像550称为“短条形标记550”。

短条形标记550的长边方向相对于显示画面的下缘(与极坐标系的90度以及280度线平行的缘)的配置角度表示踏板33相对于水平面的角度θp,极坐标系的圆周方向上的短条形标记550的配置位置表示曲轴32的角度θp。即,短条形标记550可视地表示曲轴32的每个角度的踏板33的姿势。

另外,通过短条形标记550而显示的踏板33的角度θp也可以是曲轴32的一次旋转相应量的角度θp的值,或者也可以是曲轴32的两次旋转以上相应量的角度θp的平均值。

顺便说明,在图35中,使短条形标记550成为透明型标记是为了即使在表示角度θc的刻度的数值图像(“0°”、“30°”、“60°”、…等)上重叠有短条形标记550,也能够目视刻度。因此,在数值图像与短条形标记550在空间上分离的情况下,也可以使短条形标记550成为非透明型标记。

此外,在图35中,虽然为了表示踏板33的角度θp,而使用了短条形标记550,但是,也可以使用其他的图像来代替短条形标记550。例如,也可以使用踏板33的剖视图像,或者也可以使用表示踏板33的表面的线形标记,或者使用脚的图像(例如从脚腕到脚尖的图像),或者也可以使用鞋的图像。

图36为表示显示部25上所显示的画面的其他的示例的图。在图36所示的示例中,在如图35所示的示例中,通过进一步在踏板33的角度θpc)的偏移特别大的角度θc的范围内显示部分圆弧状的标记551,从而强调该范围。

在此,角度θpc)的偏移特别大的角度θc的范围是指例如,角度θp相对于角度θc的变化率与阈值相比较大的范围。

此外,在图35、图36中,虽然示出了使踏板33的角度θpc)显示在与其他的指标相同的显示画面上的示例,但是也可以使踏板33的角度θpc)显示在与其他的指标不同的显示画面上,或者也可以使用户2预先指定应该显示在与踏板33的角度θpc)相同的显示画面上的指标。通过用户2而指定的指定内容例如经由操作部23而向蹬踏分析装置20B被输入。

8-6、蹬踏分析数据的生成处理

蹬踏分析数据211以下文的方式而生成包括了曲轴32的角度θc、踏板33的角度θp、曲轴32的角速度ωo、曲轴32的角加速度ωo’等指标在内的蹬踏分析数据,并经由图像数据生成部212以及显示处理部214而向上述画面500依次反映。

蹬踏分析部211根据各个时刻t的曲轴32的角速度ωo(t)、各个时刻t的曲轴32的角度θc(t),从而计算出曲轴32处于各个角度θc时的曲轴32的角速度ωoc)。此外,蹬踏分析部211通过对各个角度θc上的角速度ωoc)进行角度微分,从而计算出角加速度ωo’(θc)。

蹬踏分析部211根据各个时刻t的踏板33的角度θp(t)、与各个时刻t的曲轴32的角度θc(t),从而计算出曲轴32处于各个角度θc时的踏板33的角度θpc)。

蹬踏分析部211计算出每个角度θc的角速度ωoc)、与每个角度θc的角加速度ωo’(θc)的偏移目标值。

蹬踏分析部211例如,从最近一分钟等预定期间内的各个角度θc上的角速度ωoc)之中选择最低值,并将其作为角速度ωoc)的偏移目标值。

此外,蹬踏分析部211例如,从最近一分钟等预定期间内的各个角度θc上的角加速度ωo’(θc)之中选择最低值,并将其作为角加速度ωo’(θc)的偏移目标值。

另外,偏移目标值并不限于最低值,例如,也可以是预定期间的平均值、所设定的阈值等值。该阈值例如,也可以是经由操作部23由用户2所指定的值。

并且,蹬踏分析部211针对每一次旋转而取得角速度ωoc),并减去偏移目标值。其后,蹬踏分析部211通过将减去了偏移目标值的角速度ωoc)绘制在坐标面上的对应的位置上,从而对各旋转的图像520进行生成。

此外,蹬踏接分析部211取得每个角度θc的平均角速度ωAVEc),并减去偏移目标值。其后,蹬踏分析部211通过将减去了偏移目标值的平均角速度ωAVEc)绘制在坐标面上的对应的位置上,从而对图像530进行生成。原点511的值与角速度的偏移目标值相对应。

8-7、蹬踏分析处理的流程

图37为表示蹬踏分析处理(蹬踏测量方法的一个示例)的步骤的一个示例的流程图。处理部21B通过执行存储部24内所存储的蹬踏分析程序240,从而例如,以图37的流程图的步骤执行蹬踏分析处理。以下,对图37的流程图进行说明。

步骤S400:处理部21B在用户2所进行的测量开始操作被实施之前进行待机(S2400的否),当测量开始操作被实施时(S400的是),向步骤S402前进。

步骤S402:处理部21B向传感器单元40发送测量开始指令,并从传感器单元40取得开始测量数据。

步骤S404:处理部21B使用从传感器单元40所取得的测量数据所包括的两轴加速度,而对踏板33以及曲轴32是否处于静止状态进行判断,当检测出处于静止状态时(S404的是),向步骤S406前进,在未检测出处于静止状态的情况下,进行待机(S404的否)。

另外,步骤S404的判断以如下方式被实施。即,处理部21B计算出加速度传感器42所输出的两轴加速度的合成值no(t)与重力加速度G之差的大小。处理部21B对差的大小是否为预定阈值以下进行判断,在为阈值以下的情况下,判断为踏板33以及曲轴32处于静止状态,在不为阈值以下的情况下,判断为踏板33或曲轴32不处于静止状态。

步骤S406:处理部21B设定为时刻t=0,并对踏板33的速度Vp(0)、踏板33的位置xp(0)、踏板33的角度θp(0)、曲轴32的角度θc(0)的值进行初始设定。在此,踏板33的速度Vp(0)、踏板33的位置xp(0)、曲轴32的角度θc(0)分别被设定为零。此外,在本步骤S406中的处理部21B例如,根据在曲轴32以及踏板33静止时传感器单元40所输出的两个轴加速度a(0),从而对从传感器单元40所观察的重力加速度g(0)的方向进行确定,并根据该方向而计算出踏板33相对于水平面的角度θp的值,并将该值作为踏板33的初始的角度θp(0)的值。

步骤S408:处理部21B向用户2通知蹬踏开始的许可。处理部21B例如,对预定声音进行输出,或者,在传感器单元40设置LED并使该LED点亮等,以向用户2通知蹬踏开始的许可,用户2在确认该通知后开始蹬踏动作。

步骤S410:处理部21B在从步骤S406的执行时刻待机了与测量数据的采样周期Δt对应的时间时,使时刻t增加Δt,并进入下一个步骤S412。另外,到本步骤S410下一次被执行为止的时间间隔也被设定为与采样周期Δt相同。因此,从本步骤S410到后文叙述的步骤S416为止的一系列的处理以周期Δt被重复进行。

步骤S412:处理部21B执行与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理。对与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理的流程在后面叙述。

步骤S414:处理部21B根据在步骤S412计算出的曲轴32的角度θc、踏板33的角度θp、曲轴32的角速度ωo,从而生成蹬踏分析数据,并使所生成的蹬踏分析数据反映在显示部25上的显示画面上。

步骤S416:处理部21B对用户2所进行的测量结束操作是否被实施进行判断,被实施的情况下(S416的是)结束流程,在未被实施的情况下(S416的否)进入步骤S410。

另外,在图37的流程图中,可以在可能的范围内适当地改变各个工序的顺序,或者也可以删除或变更一部分的工序,或者也可以追加其他的工序。

8-8、与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理的流程

图38为表示与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理的步骤的一个示例的流程图。处理部21B通过对存储部24内所存储的蹬踏分析程序240进行执行,从而例如,以图38的流程图的步骤执行与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理。以下,对图38的流程图进行说明。

步骤S421(第一计算步骤的一个示例):处理部21B根据z轴角速度ω(t)的时间积分,从而计算出踏板33相对于水平面的角度θp(t)。

步骤S422:处理部21B根据踏板的角度θp(t),从而对从传感器单元40观察的重力加速度g(t)的方向进行确定。

步骤S423:处理部21B从两轴加速度a(t)减去重力加速度g(t),并计算出通过踏板33的运动而产生的加速度ap(t),且根据加速度ap(t)的时间积分来计算出踏板的位置xp(t)。

步骤S424:处理部21B对曲轴32的旋转中心位置xo是否已计算完进行判断,在已计算完的情况下(S424的是)向步骤S427前进,在没计算完的情况下(S424的否)进入步骤S425。

步骤S425:处理部21B对计算完的踏板33的位置xp(t)的个数是否达到足够的个数(预定阈值)进行判断,在达到的情况下(S425的是),进入步骤S426前进,在未达到的情况下(S425的否)结束流程。

步骤S426:处理部21B根据多个踏板33的位置xp(t)从而计算出曲轴32的旋转中心位置xo

步骤S427:处理部21B根据曲轴32的旋转中心位置xo和踏板33的位置xp(t)从而计算出曲轴32的角度θc(t)。

步骤S428:处理部21B通过曲轴32的角度θc(t)的时间微分而计算出曲轴32的旋转的角速度ωo(t),并结束流程。

9、第六实施方式

以下,对第六实施方式进行说明。在此,主要说明与第五实施方式的不同点,并对与第五实施方式中的要素相同的要素标记相同符号来进行表示。

9-1、蹬踏分析系统的结构例

图39为表示第六实施方式的踏板分析系统S6(蹬踏测量系统的一个示例)的结构例的图。如图39所示,本实施方式的蹬踏分析系统S6为在第五实施方式的蹬踏分析系统S5中、具备蹬踏分析装置20C(蹬踏测量装置的一个示例、显示装置的一个示例)以代替蹬踏分析装置20B的系统。此外,本实施方式的蹬踏分析装置20C为在第五实施方式的蹬踏分析装置20B中、具备第六计算部221以代替第五计算部220的装置。

此外,本实施方式的蹬踏分析装置20C为具备处理部C的装置,处理部21C为在第五实施方式的处理部21B中、具备第六计算部221以代替第五计算部220的处理部。

第六计算部221的计算对象与第五计算部220的计算对象相同,为曲轴32的角速度ωo(t)。但是,第六计算部221所进行的角速度ωo(t)的计算步骤与第五计算部220所进行的角速度ωo(t)的计算步骤不同。第六计算部221的动作如下所示。

第六计算部221根据时刻t的曲轴32的角度θc(t)以及踏板33的角度θp(t),从而在时刻t对施加于踏板33上的向心加速度ao(t)的方向进行确定(参照图34),根据时刻t的踏板33的加速度ao(t)以及该方向从而计算出时刻t的向心加速度ao(t)的大小|ao(t)|。

并且,第六计算部221通过将向心加速度ao(t)的大小|ao(t)|与旋转半径r代入ωo(t)=√(|ao(t)|/r)的公式,从而计算出时刻t的曲轴32的旋转角速度ωo(t)。

在此,第六处理部221也可以将第一计算部216(在第五实施方式中已说明)所计算出的多个位置xp(0)、xp(Δt)、xp(2Δt)、…、xp(t)中的、相隔距离最远的两个位置的距离的1/2倍作为旋转半径r的值进行使用。或者,第六计算部221也可以将对多个位置xp(0)、xp(Δt)、xp(2Δt)、…、xp(t)进行函数拟合而获得的圆的半径作为旋转半径r的值来使用。或者,第六计算部221也可以使用存储部24内所预先存储的旋转半径r的值。另外,存储部24内所预先存储的旋转半径r的值是指例如用户2预先测量并存储在存储部24内的值。

9-2、与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理的流程

图40为表示与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理的步骤的一个示例的流程图。处理部21C通过对存储部24内所存储的蹬踏分析程序240进行执行,从而例如,以图40的流程图的步骤执行与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理。

如图40所示,在本实施方式中的与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理为在第五实施方式中的与曲轴以及踏板相关的指标的计算处理(图38)中、执行步骤S428’来代替步骤S428的处理。

步骤S428’:处理部21C根据从曲轴32的角度θc(t)、踏板33的角度θp(t)以及两轴加速度a(t)求出的向心加速度ao(t)的大小|ao(t)|、与旋转半径r,从而计算出曲轴32的角速度ωo(t),并结束流程。另外,步骤S428’中的处理部21C的动作为作为第六计算部221的处理部21C的动作。

10、第七实施方式

以下,对第七实施方式进行说明。第七实施方式为第五实施方式或第六实施方式的改变例。由于相对于第五实施方式的改变点与相对于第六实施方式的改变点相同,因此在此,对作为第五实施方式的改变例的第七实施方式进行说明。省略作为第六实施方式的改变例的第七实施方式的说明。此外,在此,对与第五实施方式中的要素相同的要素标记相同符号来进行表示。

10-1、传感器单元40的安装例

图41为表示第七实施方式中的传感器单元40A(惯性传感器的一个示例)的安装例的图。

如图41所示,在本实施方式中,使传感器单元40A的安装对象不是自行车3的踏板,而是作为用户2的脚背(鞋的鞋帮)。

首先,用户2的脚上的传感器单元40A的安装位置例如,为使曲轴32在长边方向上延伸的位置的附近。

此外,传感器单元40A相对于用户2的脚的安装姿势例如为传感器单元40A的z轴与踏板轴34平行的姿势,并且被设定为在曲轴32以及踏板33处于如图29所示的初始姿势时传感器单元40A的x轴朝向曲轴32的长边方向(传感器单元40A的y轴为水平)的姿势。

此外,本实施方式中,为了分别对用户2的脚腕的滚动方向的角度θR、用户2的脚腕的摇动方向的角度θY、用户2的脚腕的颠簸方向θP进行测量,传感器单元40A的角速度的检测轴(即角速度传感器44的检测轴)不仅被设置在z方向上,也被设置在y方向以及x方向上。即,本实施方式的传感器单元40A为在第五实施方式的传感器单元40中、具备有三轴角速度传感器(未图示)来代替一轴的角速度传感器44的传感器单元。在此,将角速度传感器44的三个检测轴设为在第五实施方式中所说明的x轴、y轴、z轴这三轴。

因此,传感器单元40A所输出的x轴角速度表示用户2的脚腕的摇动方向的角速度ωY,传感器单元40A所输出的y轴角速度表示用户2的脚腕的滚动方向的角速度ωR,传感器单元40A所输出的z轴角速度表示用户2的脚腕的颠簸方向的角速度ωP(参照图42)。

此外,x轴角速度的时间积分表示以水平面为基准的用户2的脚腕的摇动方向的角度θY,y轴角速度的时间积分表示以水平面为基准的用户2的脚腕的滚动方向的角度θR,z轴角速度的时间积分表示以水平面为基准的用户2的脚腕的颠簸方向的角度θP(另外,本实施方式中的脚腕的颠簸方向的角度θP相当于第五实施方式中的踏板33的角度θp)。

此外,传感器单元40A所输出的两轴加速度与第五实施方式相同,反映了施加于踏板33的加速度。在该两轴加速度上不仅反映了通过踏板33的运动而产生的加速度ap,还反映了重力加速度g。从两轴加速度将重力加速度g除外所剩余的加速度ap的时间积分表示传感器单元40A的位置。此外,传感器单元40A的位置间接表示踏板33的位置xp

另外,在本实施方式的蹬踏分析系统中,假设为用户2预先对从踏板33到传感器单元40A为止的距离r’进行测量,并经由操作部23而向蹬踏分析装置20B进行输入。此外,假设为蹬踏分析装置20B的处理部21B将所输入的距离r’向存储部24进行存储。在该情况下,本实施方式的处理部21B通过使用存储部24内所存储的距离r’,从而能够适当补偿(补正)传感器单元40A的位置与踏板33的位置xp的偏移,或者能够将传感器单元40A的位置转换为踏板33的位置xp

10-2、系统的结构以及动作

本实施方式中的蹬踏分析系统的结构以及动作与第五实施方式中的系统S5的结构以及动作基本相同。即,本实施方式的蹬踏分析装置20B以与第五实施方式的蹬踏分析装置20B相同的步骤对曲轴32的角度θc、曲轴32的角速度ωc、以水平面为基准的踏板33的角度θp等指标进行计算并显示。

但是,在本实施方式的蹬踏分析系统中,由于将传感器单元40A的安置对象作为用户2的脚背,并且,增设了角速度传感器44的检测轴,因此本实施方式中的蹬踏分析装置20B的处理部21B在步骤S421(参照图38)中,分别对用户2的脚腕的滚动方向的角度θR(t)、摇动方向的角度θY(t)、颠簸方向的角度θP(t)进行计算。

其中,关于时刻t的颠簸方向的角度θP(t),在第五实施方式中,与从传感器单元40所输出的z轴角速度ω(t)等计算出踏板33的角度θP(t)相同,能够根据传感器单元40A所输出的z轴角速度ω(t)而计算。

另一方面,关于时刻t的滚动方向的角度θR(t),例如,能够通过跨及从初始的时刻t=0到时刻t的期间而对传感器单元40A所输出的y轴角速度进行时间积分来计算(初始的时刻t=0的滚动方向的角度θR(0)被设定为例如零。)。

此外,关于时刻t的摇动方向的角度θY(t),例如,能够通过跨及从初始的时刻t=0到时刻t的期间而对传感器单元40A所输出的x轴角速度进行时间积分来计算(初始的时刻t=0的摇动方向的角度θY(0)被设定为例如零。)。

并且,与第五实施方式的蹬踏分析装置20B的处理部21B显示踏板33的角度θp相同,本实施方式中的蹬踏分析装置20B的处理部21B例如使用短条形标记550、来将滚动方向的角度θR、摇动方向的角度θY、颠簸方向的角度θP向显示部25上显示(参照图35、图36)。

但是,由于滚动方向的角度θR、摇动方向的角度θY、颠簸方向的角度θP为分别从不同的方向观察到的脚的角度,因此本实施方式的处理部21B也可以例如,以不同的时刻而将滚动方向的角度θR、摇动方向的角度θY、颠簸方向的角度θP向显示部25上显示。

在该情况下,例如,本实施方式的处理部21B也可以根据用户2所形成的视点切换的指示,而在滚动方向的角度θR、摇动方向的角度θY、颠簸方向的角度θP之间切换作为显示对象的指标。另外,用户2所形成的视点切换的指示经由操作部23而从用户2向蹬踏分析装置20B输入。

11、实施方式的补充

另外,在上述的第五实施方式或第六实施方式中,传感器单元40对于踏板33的安装姿势并未被限定于上述的姿势。只要该安装姿势为预先已知,蹬踏分析装置20B或20C就能够从传感器单元40的输出计算出前文所述的各个指标。

同样地,在上述的第七实施方式中,传感器单元40A对于用户2的脚的安装姿势并未被限定于上述的姿势。只要该安装姿势为预先已知,蹬踏分析装置20A就能够从传感器单元40的输出计算出前文所述的各个指标。

此外,在上述的第五实施方式或第六实施方式中,虽然使角速度传感器44的检测轴的数量为一个,使加速度传感器42的检测轴的数量为两个,但是角速度传感器44的检测轴数量也可以被增设为两个以上,或者加速度传感器42的检测轴的数量也可以被增设为三个。

此外,在上述的第七实施方式中,虽然将加速度传感器42的检测轴的数量设为两个,但是,加速度传感器42的检测轴的数量也可以增加到三个。在该情况下,例如,处理部21能根据加速度传感器42的输出来测量初始时刻t=0的滚动方向的角度θR(0)。

此外,在上述的第五至第七实施方式中,虽然将传感器单元40、40A的安装对象设为右脚侧,但是也可以为右脚侧和左脚侧的双方。在该情况下,处理部21(处理部21B、21C)也可以对左脚与右脚之间的蹬踏的不均匀(每个指标的不均匀)进行测量并向显示部25上显示。

此外,在使传感器单元40、40A的安装对象为右脚侧与左脚侧的双方的情况下,至少曲轴32的角度θc、曲轴32的角速度ωc、曲轴32的角加速度ω’c在左脚侧与右脚侧之间应该为共同。于是,处理部21(处理部21B、21C)也可以省略右脚侧与左脚侧的一方上的指标的一部分的测量,或者也可以通过对单独测量的右脚侧的指标(θc、ωc、ω’c的至少任意一个)与左脚侧的指标(θc、ωc、ω’c的至少任意一个)进行平均化,从而抑制指标内所包括的测量误差。

12、实施方式的作用效果

(1)上述的第五至第七实施方式所涉及的一种蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)包括:取得部(数据取得部210),其取得检测自行车的踏板的运动的惯性传感器的输出;第一计算部,其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t))而计算出所述踏板的姿势(角度θp(t))。

可以认为自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。于是,第一计算部使用惯性传感器的输出而计算出踏板的姿势(角度θp(t))。因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。另外,惯性传感器的安装对象(固定对象)例如,为自行车的踏板、用户的脚等。

(2)上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C),还包括:第二计算部,其根据所述踏板的姿势(角度θp(t))和所述惯性传感器所输出的加速度信息(两轴加速度a(t))而计算出踏板的位置(位置xp(t))。

因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)不仅能够使踏板的姿势成为已知还能够使踏板的位置成为已知。

(3)上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C),还包括:第三计算部,其根据多个时刻的所述踏板的位置(位置xp(Δt)、xp(2Δt)、…、xp(2t))而计算出所述自行车的曲轴的旋转中心(旋转中心位置xo)。

因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器就能够使曲轴的旋转中心成为已知。

(4)上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C),还包括:第四计算部,其根据所述旋转中心(旋转中心位置xo)和所述踏板的位置(位置xp(t))而对所述曲轴的姿势(角度θp(t))进行计算。

因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器就能够使曲轴的姿势成为已知。

(5)上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C),还包括:第五计算部,其根据所述曲轴的姿势(角度θc(t))的时间微分而计算出所述曲轴的旋转角速度(角速度ωc(t))。

因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器就能够使曲轴的旋转角速度成为已知。

(6)上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20C),还包括:第六计算部,其根据所述踏板的向心加速度(向心加速度a0(t))、与从所述旋转中心到所述惯性传感器的距离(旋转半径r)而计算出所述曲轴的旋转角速度(角速度ωc(t)),所述踏板的向心加速度根据所述惯性传感器所输出的加速度信息(两轴加速度a(t))、所述曲轴的姿势(角度θc(t))以及所述踏板的姿势(角度θp(t))求出。

因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20C)不使用对曲轴的运动进行直接检测的惯性传感器就能够使曲轴的旋转角速度成为已知。

(7)上述的实施方式所涉及的蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C),还包括:提示部(显示部25),其将所述计算部所计算出的信息的至少一部分向用户进行提示。

因此,蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)能够向用户提示踏板的姿势、踏板的位置、曲轴的旋转中心、曲轴的姿势、曲轴的旋转角速度的至少任意一项。

(8)上述的实施方式所涉及的一种蹬踏测量系统(蹬踏分析系统S5),包括:蹬踏测量装置(蹬踏分析装置20B、20C)和所述惯性传感器(传感器单元40、40A)。

因此,例如只要用户将惯性传感器向踏板或用户的脚进行安装,则蹬踏测量系统(蹬踏分析系统S5)就能够取得在蹬踏的分析中有效的指标(踏板的姿势)。

(9)上述的实施方式所涉及的一种蹬踏测量方法(蹬踏分析处理),包括:取得步骤(S402),其取得检测自行车的踏板的运动的惯性传感器的输出;第一计算步骤(S421),其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t))而计算出所述踏板的姿势(角度θp(t))。

可以认为在自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在第一计算步骤中,使用惯性传感器的输出而计算出踏板的姿势(角度θp(t))。因此,根据蹬踏测量方法(蹬踏分析装置20B、20C),能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。

(10)上述的实施方式所涉及的一种蹬踏测量程序(蹬踏分析程序),其使计算机执行如下步骤,取得步骤(S402),其取得检测自行车的踏板的运动的惯性传感器的输出;第一计算步骤(S421),其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t))而计算出所述踏板的姿势(角度θp(t))。

可以认为在自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在第一计算步骤中,使用惯性传感器的输出而计算出踏板的姿势(角度θp(t))。因此,计算机(处理部21B、21C)能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。

(11)上述的实施方式所涉及的一种记录介质,其记录了使计算机执行如下步骤的蹬踏测量程序,取得步骤(S402),其取得检测自行车的踏板的运动的惯性传感器的输出;第一计算步骤(S421),其使用所述惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t))而计算出所述踏板的姿势(角度θp(t))。

可以认为在自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在第一计算步骤中,使用惯性传感器的输出而计算出踏板的姿势(角度θp(t))。因此,计算机(处理部21B、21C)能够取得在蹬踏的分析中有效的指标。

(12)上述的实施方式所涉及的一种显示装置(蹬踏分析装置20B、20C),包括:显示部(显示部25),其使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t)),并使表示所述自行车的踏板的姿势(角度θp(t))的信息(短条形标记550)、与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息(图像520、530)向同一画面进行同时显示。

可以认为自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,显示部使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势向同一画面进行同时显示。因此,本实施方式的显示装置能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

(13)上述的实施方式所涉及的一种显示方法(蹬踏分析处理),包括:显示步骤(S414),其使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t)),并使表示所述自行车的踏板的姿势(角度θp(t))的信息(短条形标记550)、与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息(图像520、530)向同一画面内进行同时显示。

可以认为在自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在显示步骤(S414)中,使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势向同一画面进行同时显示。因此,根据本应用例的显示方法,能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

(14)上述的实施方式所涉及的一种显示程序(蹬踏分析程序),其使计算机(处理部21B、21C)执行如下显示步骤,该显示步骤(S414)使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t)),并使表示所述自行车的踏板的姿势(角度θp(t))的信息(短条形标记550)、与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息(图像520、530)向同一画面内进行同时显示。

可以认为在自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在显示步骤(S414)中,使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势向同一画面进行同时显示。因此,计算机(处理部21B、21C)能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

(15)上述的实施方式所涉及的一种记录介质,其记录了使计算机(处理部21B、21C)执行如下步骤的显示程序,该显示步骤(S414)使用对自行车的踏板的运动进行检测的惯性传感器所输出的角速度信息(z轴角速度ω(t)),并使表示所述自行车的踏板的姿势(角度θp(t))的信息(短条形标记550)、与表示所述自行车的曲轴的旋转不均匀的信息(图像520、530)同时显示在同一画面内。

可以认为在自行车的蹬踏中所产生的曲轴的旋转不均匀与蹬踏中所产生的脚腕的姿势偏移相关。此外,脚腕的姿势与踏板的姿势之间存在有较强的关联。因此,在显示步骤(S414)中,使用惯性传感器的输出从而将曲轴的旋转不均匀与踏板的姿势向同一画面进行同时显示。因此,计算机(处理部21B、21C)能够提示在蹬踏的分析中有效的指标。

13、其他的改变例

本发明并不限定于上述的实施方式,能够在本发明的要旨的范围内进行各种的改变实施。

例如,在上述的实施方式中,虽然加速度传感器与角速度传感器被内置于传感器单元内并被一体化,但是加速度传感器与角速度传感器也可以不被一体化。或者,加速度传感器与角速度传感器也可以并不被内置于传感器单元内,而被直接安装在踏板或用户的脚上。

此外,在上述的实施方式中,虽然传感器单元与分析装置为分体,但是也可以使它们一体化并能够安装在用户的脚上。此外,传感器单元也可以与惯性传感器(例如,加速度传感器或角速度传感器)一起具备蹬踏分析装置的一部分的结构要素。

即,蹬踏分析装置的一部分或全部也可以被搭载于传感器单元的一侧,或者传感器单元的功能的一部分也可以被搭载于蹬踏分析装置的一侧。

上述的实施方式以及改变例为一个示例,并不限定于此。例如,能够适当组合各个实施方式以及各个改变例。

本发明包括与在实施方式中说明的结构实质相同的结构(例如,功能、方法及结果相同的结构或者目的及效果相同的结构)。此外,本发明包括将在实施方式中说明的结构的不是本质的部分进行替换的结构。另外,本发明包括起到与实施方式中说明的结构相同作用效果的结构或能实现相同目的的结构。此外,本发明包括在实施方式中说明的结构添加公知技术的结构。

符号说明

1:测量装置;2:传感器单元;3:传感器单元;10:控制部;11:存储部;12:通信部;13:操作部;14:显示部;15:声音输出部;16:通信部;100:取得部;101:运算部;102:判断部;103:显示处理部;500:画面;510:图像;511:原点;520:图像;530:图像;540:图像;550:图像;560:图像;600:画面;610:图像;611:原点;620:图像;630:图像;640:图像;650:图像;A:骑行者;B:自行车;B1:曲轴轴;B2:曲轴;B3:踏板。

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