KR20150050396A

KR20150050396A - 워킹 또는 죠깅 등의 트레이닝을 지원하기 위한 장치 및 시스템

Info

Publication number: KR20150050396A
Application number: KR1020140145799A
Authority: KR
Inventors: 노부히로 아오키; 요시하루 호조; 가즈코 하야시; 고지 야마모토
Original assignee: 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2015-05-08
Also published as: CN104586399B; US9576500B2; US20150120022A1; JP5888309B2; JP2015085030A; CN104586399A; KR102275380B1

Abstract

본 발명은, 폼 해석을 효율적으로 행하고, 또한 폼 해석 능력의 확장을 도모한다. 트레이닝 지원 시스템(1)은, 사용자의 팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부를 구비한 트레이닝 지원 장치[리스트 단말기(11)]와, 트레이닝 지원 장치와는 통신망[IP망(13)]을 경유하여 접속되고, 트레이닝 지원 장치로부터 통신망을 경유하여 취득되는 가속도 성분에 기초하여, 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하고, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 통신망을 경유하여 트레이닝 지원 장치에 송신하는 폼 해석 장치[폼 해석 서버(12)]를 가진다.

Description

워킹 또는 죠깅 등의 트레이닝을 지원하기 위한 장치 및 시스템{Training supporting apparatus and system for supporting training of walking and/or running}

본 발명은, 몸에 착용하여 워킹 또는 죠깅 등을 할 때, 보행 또는 주행 폼(exercise form)의 해석을 행할 수 있는 트레이닝 지원 장치에 관한 것이다.

종래, 가속도 센서가 탑재된 스마트 폰을 허리 등 신체의 일부에 장착하고, 보행 또는 주행 중인 자세 등에 관한 데이터를 계측하는 것이 행해지고 있었다.

그러나, 이 경우, 스마트 폰을 신체에 장착하는 번거로움이 있는 동시에, 팔을 흔드는 것 즉 팔의 스윙(arm swing) 등의, 운동의 평가에 필요한 폼 해석을 할 수 없었다.

따라서, 신체에 대한 장착의 번거로움으로부터 해방시키고, 팔의 스윙 등의 폼 해석이 가능한 트레이닝 지원 장치의 출현이 기대되어 왔다.

그러므로, 예를 들면, 일본 특표 제2012―524640호 공보(특허 문헌 1), (특허 문헌 2)에는, 사용자의 운동 퍼포먼스를 모니터링하는, 리스트 밴드(wrist band)를 구비한 모듈에 관한 기술이 개시되어 있다.

또한, 예를 들면, 일본 공개특허 제2013―143996호 공보(특허 문헌 3)에는, 가속도 센서를 실장한 리스트 밴드형의 운동 계측 장치를 사용하여, 주행 중에서의 팔의 스윙 등의 주행 폼 등을 계측하는 기술이 개시되어 있다.

일본 특표 제2012―524640호 공보 일본 특표 제2011―516210호 공보 일본 공개특허 제2013―143996호 공보

그러나, 특허 문헌 1, 2에 개시된 기술에 의하면, 신체에 장착하는 번거로움으로부터는 해방되는 것뿐, 폼 해석 등의 고도의 운동 능력 평가는 행할 수 없었다.

또한, 특허 문헌 3에 개시된 기술에 의하면, 대규모인 모션 캡쳐를 이용하지 않고 팔의 스윙 등의 폼 해석은 가능하지만, 팔의 스윙과 다리 착지(foot landing)와의 밸런스 등의 해석은 곤란하여, 그 해석 능력은 제한된다.

본 발명의 목적은, 팔에 장착하는 것만으로 보행이나 주행 폼의 밸런스 해석을 행하는 것이다.

본 발명의 트레이닝 지원 장치는,

보행 또는 주행 중인 트레이닝 폼(training form)을 해석하는 폼 해석 장치와 통신망을 경유하여 접속되는 트레이닝 지원 장치로서,

팔의 일부에 장착되어, 보행 또는 주행 중에, 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부; 및

상기 계측부에 의해 계측한 상기 가속도의 정보를, 상기 폼 해석 장치에 대하여, 상기 통신망을 경유한 통신에 의해 송신하는 송신부, 상기 폼 해석 장치로부터, 통신에 의해 상기 팔의 스윙(arm swing)과 다리 착지(foot landing)의 밸런스를 포함하는 해석 결과를 수신하여 취득하는 수신부, 및 상기 취득한 해석 결과를 출력하는 출력부를 구비하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 폼 해석 장치는,

팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 성분을 계측하는 트레이닝 지원 장치와는 통신망을 경유하여 접속되는 폼 해석 장치로서,

상기 트레이닝 지원 장치로부터 상기 통신망을 경유하여 취득되는 상기 가속도 성분에 기초하여, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하고, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 트레이닝 지원 방법은,

팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는, 폼 해석 장치와는 통신망을 경유하여 접속되는 트레이닝 지원 장치의 컴퓨터가,

상기 통신망을 경유하여, 상기 폼 해석 장치에 상기 계측한 상기 가속도의 정보를 송신하는 송신 단계;

상기 폼 해석 장치로부터, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 해석 결과를 수신하는 수신 단계; 및

상기 수신한 해석 결과를 출력하는 출력 단계;

를 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 폼 해석 방법은,

팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부를 가지는 트레이닝 지원 장치와 통신망을 경유하여 접속되는 폼 해석 장치가,

상기 트레이닝 지원 장치로부터 상기 통신망을 경유하여 가속도 성분을 취득하는 취득 단계;

상기 취득한 상기 가속도 성분에 기초하여, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하는 해석 단계; 및

상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 송신 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 트레이닝 지원 시스템은,

팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부와, 후기 폼 해석 장치로부터 통신에 의해 취득되는, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 해석 결과를 출력하는 제어부를 포함하는 트레이닝 지원 장치; 및

상기 트레이닝 지원 장치와는 통신망을 경유하여 접속되고, 상기 트레이닝 지원 장치로부터 상기 통신망을 경유하여 취득되는 가속도 성분에 기초하여, 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하고, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 폼 해석 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 폼 해석 방법은,

팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부를 가지는 트레이닝 지원 장치; 및 상기 트레이닝 지원 장치와는 통신망을 경유하여 접속되는 폼 해석 장치;를 포함하는 트레이닝 지원 시스템의 폼 해석 방법으로서,

상기 트레이닝 지원 장치가, 상기 통신망을 경유하여 상기 계측된 가속도 성분을 상기 폼 해석 장치에 송신하는 단계;

상기 폼 해석 장치가, 수신한 상기 가속도 성분에 기초하여 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하는 단계; 및

상기 폼 해석 장치가, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 트레이닝 지원 장치는,

팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 성분을 계측하는 계측부; 및

상기 계측부로부터 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 다리 착지 시의 가속도 성분을 기점(基点)으로 적어도 1보(步)마다 가속도 성분으로 분할하고, 상기 분할한 가속도 성분의 파형(波形)과 미리 등록된 가속도 성분의 파형을 비교하고, 상기 계측부로부터 순차 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 상기 다리 착지 시에서의 상기 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 추출하고, 상기 보행 또는 주행 중에서의 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하여 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 트레이닝 지원 방법은,

팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 트레이닝 지원 장치가,

상기 장착 부위에서의 가속도 성분으로부터 다리 착지 시의 충격에 의한 가속도 성분을 기점으로 적어도 1보마다 가속도 성분으로 분할하는 단계;

상기 분할한 가속도 성분의 파형과 미리 등록된 가속도 성분의 파형을 비교하는 단계; 및

상기 비교에 의해 상이한 것으로 판정된 경우에, 순차 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 상기 다리 착지 시에서의 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 추출하고, 상기 보행 또는 주행 중에서의 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 팔에 장착하는 것만으로 보행이나 주행 폼의 밸런스 해석을 행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 트레이닝 지원 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 트레이닝 지원 장치(리스트 단말기)의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 폼 해석 장치(폼 해석 서버)의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 트레이닝 지원 장치를 장착한 주자의 주행 폼의 궤적을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 트레이닝 지원 장치를 장착한 주자의 주행 시에서의 1주기의 동작을 설명하기 위해 인용한 도면이다.
도 6은 도 1의 폼 해석 장치의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1의 트레이닝 지원 장치의 착지 시에서의 Z축의 가속도 성분과 착지 타이밍과의 관계를 설명하기 위해 인용한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 트레이닝 지원 장치의 동작과 팔의 스윙과의 관계를 설명하기 위해 인용한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시형태의 변형예의 트레이닝 지원 장치의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도 10a, 도 10b, 도 10c는 본 발명의 실시형태의 트레이닝 지원 장치에 표시되는 화면의 일례를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 본 실시형태라고 함)에 대하여 상세하게 설명한다. 그리고, 본 실시형태의 설명의 전체를 통해 같은 구성 요소(要素)에는 같은 번호를 부여하고 있다.

[실시형태의 구성: 트레이닝 지원 시스템(1)]

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 트레이닝 지원 시스템(1)은, 보행 또는 주행하는 사용자의 팔의 일부에 장착된, 비교적 소형이며 경량의 트레이닝 지원 장치(11)와, 폼 해석 장치(12)가 IP(Internet Protocol)망 등의 통신망(13)을 경유하여 접속되는 것에 의해 구축된다. 이하의 설명에서는, 편의 상, 트레이닝 지원 장치를 리스트 단말기(11), 폼 해석 장치를 폼 해석 서버(12)라고 하여 설명을 행한다. 그리고, 리스트 단말기(11)에 근거리 무선 통신 기능을 내장하고 있으면, 도시하지 않은 스마트 폰이 서버(12)와의 사이의 통신을 중개하는 구성으로 해도 된다.

도 1에 나타낸 접속 구성에 의하면, 리스트 단말기(11)는, 보행 또는 주행 중에서의 사용자의 손목 등의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 성분[파형(波形)]을 계측하고, 폼 해석 서버(12)는, 리스트 단말기(11)로부터 통신망(13)을 경유하여 취득되는 가속도 성분에 기초하여, 팔의 스윙과 다리 착지와의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하고, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 통신망(13)을 경유하여 리스트 단말기(11)에 송신한다. 리스트 단말기(11)는, 폼 해석 서버(12)로부터 송신되는 사용자의 트레이닝 폼의 해석 결과를, 예를 들면, 도 10a, 도 10b, 도 10c에 나타낸 화면에 의해 표시한다. 자세한 것은 후술한다. 그리고, 밸런스란, 복수의 데이터(값)의 관계를 의미한다.

리스트 단말기(11)는, 보행 또는 주행 중에서의 사용자의 손목에 장착되는 리스트 밴드(23)를 가지고, 후술하는 표시부를 유리면(21)과 이면(裏面) 커버 즉 백 커버(back cover)로 덮은 시계 형상의 외관을 가지고 있다. 리스트 단말기(11)는, 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 성분을 검출하는 가속도 센서를 내장하고 있다. 여기서, X축이란, 리스트 단말기(11)를 손목에 장착했을 때의 팔의 길이 방향을 말하고, Y축은 그 길이 방향와 직교하는 방향을 말하고, Z축은, 리스트 단말기(11)의 유리면(21)으로부터 백 커버(22)를 향하거나, 또는 그 역방향으로 향하는 연직(沿直) 방향을 말한다. 그리고, 이하의 설명에서는, 편의 상, X축의 손목 측을 향하는 방향을 바로 앞 방향(역은 내측 방향)이라고 하고, Z축의 백 커버(22)를 향하는 방향을 하방향(역은 상방향)이라고 한다.

[리스트 단말기(11)의 구성]

리스트 단말기(11)는, 보행 또는 주행 중인 사용자의 트레이닝 폼을 해석하는 폼 해석 서버(12)와는 IP망(13)을 경유하여 접속된다. 리스트 단말기(11)는, 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(110)와, 기억부(111)와, 계측부(112)와, 통신부(113)와, 조작부(114)와, 표시부(115)와, GPS(Global Positioning System) 수신부(116)와, 명동부(鳴動部)(117)와, 전원부(118)를 포함하여 구성된다.

제어부(110)로서, 예를 들면, 마이크로 프로세서가 실장(實裝)되고, 마이크로 프로세서는, 기억부(111)에 기억된 본 실시형태의 프로그램(단말기 프로그램)을 순차 판독 실행함으로써, 통신부(113), 및 IP망(13)을 경유하여 폼 해석 서버(12)와 통신을 행한다. 제어부(110)는, 계측부(112)에 의해 계측되는, 사용자의 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 데이터를 폼 해석 서버(12)에 송신하여 폼 해석 요구를 발행한다. 그리고, 이것을 받은 폼 해석 서버(12)로부터 취득되는, 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 해석 결과를, 표시부(115), 또는 명동부(117)에, 또는 그 양쪽에 출력한다.

기억부(111)는, 예를 들면, DRAM(Dynamic Random Access Memory)이나 SDRAM(Synchronous DRAM)을 기억 소자로서 가지는 반도체 기억 장치, 또는 HD(Hard Disc) 등의 자기(磁氣) 디스크 장치이며, 본 실시형태의 프로그램이 기억되는 프로그램 영역 외에, 제어부(110)에 의해 프로그램의 실행 중에 생성되는 데이터, 또는 폼 해석 서버(12)로부터 취득되는 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 해석 결과의 데이터 등이 기억된다.

계측부(112)에는 3축 가속도 센서가 내장된다. 3축 가속도 센서는, X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 1디바이스로 측정할 수 있는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 센서의 일종이며, 여기서는, 현재 가장 시장에 유통되고 있는 반도체형을 사용하는 것으로 한다. 그 밖에, 정전(靜電) 용량형, 피에조(piezo) 저항형, 열검지형이 있다.

통신부(113)는, IP망(13)과의 통신 인터페이스를 행하고, 폼 해석 서버(12)와의 사이에서, 예를 들면, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)에 기초한 통신을 행한다. 통신부(113)는, 계측부(112)에 의해 계측되고 제어부(110)에 의해 생성되는 계측 데이터를 폼 해석 서버(12)에 송신하고, 폼 해석 서버(12)에 의해 생성되는 폼 해석 결과의 데이터를 IP망(13)을 경유하여 수신하여 제어부(110)에 전송한다.

조작부(114)는, 예를 들면, 키스위치 등의 입력 디바이스, 또는 마우스 등의 포인팅 디바이스이다. 조작부(114)는, 사용자가 조작함으로써 제어부(110)에 대하여 계측 개시 지시 등의 이벤트를 발행한다. 표시부(115)는, LCD(Liquid Crystal Device)나 유기 EL(Organic Electro―Luminescense) 등의 표시 소자와, 이들을 구동하는 구동 회로로 이루어지는 표시 모니터이다. 표시부(115)에는, 제어부(110)에 의해 생성되는, 예를 들면, 도 10a, 도 10b, 도 10c에 나타낸 화면이 표시된다. 그리고, 조작부(114)와 표시부(115)는, 조작부(114)가 가지는 입력 기능과 표시부(115)가 가지는 표시 기능이 일체화 되어 구성되는 터치 패널로 대체해도 된다.

GPS 수신부(116)는, GPS 위성을 이용하여 리스트 단말기(11)를 장착한 사용자의 현재 위치를 계측한다. 구체적으로, 복수의 GPS 위성으로부터 보내져 오는 전파를 도시하지 않은 안테나를 통하여 수신함으로써, 사용자의 현재 위치를 나타내는, 위도·경도로 이루어지는 위치 데이터를 취득하고, 취득한 위치 데이터를 제어부(110)에 출력한다.

명동부(117)는, 제어부(110)에 의해 생성되는 음성 데이터를 스피커에 출력한다. 명동부(117)는, 제어부(110)에 의해 생성되는 메시지를, 알람이나 버저(buzzer), 또는 음성 등으로 출력한다. 전원부(118)는, 제어부(110)를 비롯하여, 기억부(111), 계측부(112), 통신부(113), 조작부(114), 표시부(115), GPS 수신부(116), 명동부(117) 등, 리스트 단말기(11)를 구성하는 각 하드웨어 블록에 전력을 공급하는 배터리이다.

[폼 해석 서버(12)의 구성]

폼 해석 서버(12)는, 팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 사용자의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 성분을 계측하는 리스트 단말기(11)와는 IP망(13)을 경유하여 접속된다. 폼 해석 서버(12)는, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제어부(120)와, 기억부(121)와, 통신부(122)와, 조작부(123)와, 표시부(124)가, 어드레스, 데이터, 컨트롤을 위한 각각의 신호선이 각각 복수 개로 구성되는 시스템 버스(125)에 공통 접속되어, 구성된다.

제어부(120)로서, 예를 들면, 마이크로 프로세서가 실장된다. 마이크로 프로세서는, 기억부(121)에 기억된 본 실시형태의 프로그램(서버 프로그램)을 순차 판독 실행함으로써, 통신부(122) 및 IP망(13)을 경유하여 리스트 단말기(11)와 통신을 행한다. 제어부(120)는, 리스트 단말기(11)로부터 IP망(13)을 경유하여 취득되는 사용자의 장착 부위에 관한 3축의 가속도 성분의 데이터에 기초하여, 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하고, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 IP망(13)을 경유하여 요구가 있었던 리스트 단말기(11)에 송신한다.

제어부(120)는, 리스트 단말기(11)로부터 송신되는 사용자의 장착 부위에 관한 3축 가속도 성분의 데이터에 기초하여, 다리 착지 시에서의, X축의 가속도 성분과 Y축의 가속도 성분의 밸런스의 변화를 검출하여 상반신의 팔의 스윙과 다리 착지와의 타이밍 밸런스를 해석해도 된다. 제어부(120)는, 리스트 단말기(11)로부터 IP망(13)을 경유하여 취득되는 사용자의 장착 부위에 관한 3축의 가속도 성분의 데이터를 소정 간격으로 샘플링하고, X축의 가속도 성분이 대략 0이며, 전회 샘플과 비교하여 Y축의 가속도 성분이 증가하고, 다리 착지의 충격에 의해 Y축과 Z축의 가속도 성분이 소정 방향으로 증가한 경우의 샘플을, 밸런스 해석의 대상으로부터 제외해도 된다.

기억부(121)는, 예를 들면, DRAM이나 SDRAM을 기억 소자로서 가지는 반도체 기억 장치, 또는 HD 등의 자기 디스크 장치이며, 본 실시형태의, 예를 들면, 도 6에 그 수순을 나타낸 프로그램(서버 프로그램)이 기억되는 프로그램 영역 외에, 제어부(120)에 의한 프로그램의 실행 중에 생성되는 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 해석 도중의 데이터, 또는 폼 해석에 필요한 정상(正常) 주행 시의 등록 폼, 리스트 단말기(11)로부터 송신되는 계측 데이터 등이 기억된다.

통신부(122)는, IP망(13)과의 사이의 통신 인터페이스를 행하고, 리스트 단말기(11)와의 사이에서, 예를 들면, TCP/IP에 기초한 통신을 행한다. 통신부(122)는, 리스트 단말기(11)로부터 송신되는 사용자의 장착 부위에 관한 계측 데이터를 IP망(13)을 경유하여 수신하여 제어부(120)에 전송하고, 제어부(120)에 의해 생성되는 폼 해석 데이터를 IP망(13)을 경유하여 리스트 단말기(11)에 송신한다.

조작부(123)는, 예를 들면, 키스위치 등의 입력 디바이스, 또는 마우스 등의 포인팅 디바이스이다. 표시부(124)는, LCD나 유기 EL 등의 표시 소자와, 이들을 구동하는 구동 회로를 포함하는 표시 모니터이다.

[실시형태의 동작]

동작 설명에 앞서, 주행 폼과 리스트 단말기(11)의 계측부(112)에 내장된 3축 가속도 센서의 움직임에 대하여, 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 4a는, 주자의 왼손목에 리스트 단말기(11)가 장착된 경우의 손과 다리의 연계 동작을, 도 4b에, 비교예로서, 3축 가속도 센서를 허리에 장착한 경우의 손과 다리의 연계 동작을 나타낸다. 모두, 굵은 점선은 오른손, 가는 점선은 왼손, 굵은 실선은 왼발, 가는 실선은 오른발의 동작을 나타낸다.

도 4a에 의하면, 3축 가속도 센서를 장착한 사용자의 왼발가 앞으로 나오는 데 연계하여 왼손이 후방으로 이동(왼손이 전방으로 이동)하고, 오른발가 앞에 나오는 데 연계하여 왼손이 전방으로 이동하는(오른손이 후방으로 이동하는) 동작을 1주기로 하여, 연속하여 반복 동작하고 있는 모양이 나타나 있다[도면 중, (1)∼(5)로 나타냄]. 그리고, (6)에, 오른발 착지 시에 왼손이 최전방으로 온 경우의 리스트 단말기(11)의 위치가, (7)에, 왼발 착지 시에 왼손이 최후방으로 온 경우의 리스트 단말기(11)의 위치가 나타나 있다.

도 5에, 리스트 단말기(11)와 리스트 단말기(11)를 장착한 사용자의 1주기 분의 동작을 발췌하여 나타내고 있다. 여기서는, 보행 또는 주행에 의한, 「오른발를 내딛고(왼손이 앞) 왼발를 내딛는(오른손이 앞)」다는 동작을 1주기로 하여 정의한다.

이하, 도 6의 플로우차트를 참조하면서 본 실시형태의 트레이닝 지원 시스템(1)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6에 있어서, 폼 해석 서버(12)[제어부(120)]는, 리스트 단말기(11)와의 통신의 유무를 상시 감시하고 있다(단계 S101). 리스트 단말기(11)와의 통신이 검출되면, 제어부(120)는, IP망(13), 및 통신부(122)를 통하여 취득되는, 사용자의 장착 부위에 관한 3축 가속도 성분의 입수를 행한다(단계 S102).

이어서, 제어부(120)는, 입수된 3축 가속도 성분을, n보(步)(1보 또는 2보)마다 데이터 성분으로 분할한다(단계 S103). 제어부(120)는, n보마다 데이터 성분 중 피크값을 검출함으로써 분할을 행할 수 있다. 이것은, 보행 또는 주행 중, 리스트 단말기(11)에 전해지는 충격 중, 다리가 착지할 때의 충격이 가장 큰 것에 기초한다.

도 7a에, 주자인 사용자의 동작과 리스트 단말기(11)의 계측부(112)에 의해 계측된 연직 방향의 가속도의 값과의 관계가 나타나 있다. 도 7a는, 주자의 1보에 걸리는 시간 A에 대하여 나타낸 것으로, 실험에 의해 얻어진 결과이다. 도 7a에 의하면, 연직 방향의 가속도의 값은 착지 지점(地点)(t5)에서 하방향의 피크(P1)를 나타내고, 허리의 위치가 가장 낮아진 시점(t6)에서 상방향의 피크(P2)를 나타내고 있다. 이 결과에 기초하여, 착지 주기의 해석과 착지 타이밍의 예측이 가능하다.

도 7b는, 주행 중인 가속도의 값을 시간에 대하여 작성한 그래프이다. 도 7b에 나타낸 기호(A1, A2, A3)는, 도 7a에서의 기호(A)와 동등한 시간의 길이를 나타내고, 주자의 1보에 걸리는 시간에 상당한다. 예를 들면, 도 7a에서의 착지점(t5)에 상당하는 시점을 착지 타이밍으로 특정하여 주기를 구한다. 그리고, 구해진 주기부터, 다음의 1보에서의 착지 타이밍의 시간을 예측한다. 그 시간의 산출은, 예를 들면, 직전의 연속되는 10보의 시간의 평균값을 사용하여 행한다.

설명을 도 6의 플로우차트로 되돌린다. 제어부(120)는, 리스트 단말기(11)로부터 통신에 의해 취득한 사용자의 장착 부위에 관한 3축 가속도 데이터를 n보마다 가속도 성분으로 분할한 후, n보마다, 기억부(121)의 소정의 영역에 미리 등록되어 있는 정상 보행 또는 정상 주행 시의 등록 폼과 비교한다(단계 S104). 보행 또는 주행의 1주기에서의 다리의 동작과 팔의 동작은, 만일, 정확한 자세, 정확한 팔의 스윙법으로 계속 달렸을 경우, 리스트 단말기(11)에 내장된 계측부(112)(3축 가속도 센서)로부터 출력되는 X, Y, Z축의 각각의 가속도는, 매주기에서 대략 같은 파형으로 된다. 따라서, 본 실시형태의 폼 해석 서버(12)에서는, 이것을 정상 폼으로 보행 또는 주행하고 있을 때의 가속도인 것으로 간주하기로 했다.

폼이 무너졌을 경우, 즉 n보마다 등록 폼과 비교한 결과 (단계 S104), 불일치가 발생한 경우(단계 S104 "≠")의 동작에 대하여 이하에 설명한다. 폼이 무너졌을 경우, 사용자가 리스트 단말기(11)의 표시를 보면서 주행하고 있는 것을 생각할 수 있다. 사용자가 리스트 단말기(11)를 보는 동작을 행한 경우, 리스트 단말기(11)가 얼굴의 앞에 위치하는 상태로 되므로, 명백하게 정확한 폼은 아니지만, 리스트 단말기(11)를 보고 있는 상태에 있으므로, 이 상태를 리스트 단말기(11)에 내장된 3축 가속도 센서[계측부(112)]가 검지한 경우에는, 폼 해석의 대상으로부터 제외할 필요가 있다.

도 4a, 또는 도 5에 나타낸 바와 같이, 사용자의 왼손목에 리스트 단말기(11)를 장착한 경우, 리스트 단말기(11)를 보는 동작을 하면서 주행한 경우(단계 S105 "YES"), X축의 가속도 성분은 거의 없고, Y축과 Z축의 가속도 성분이 증가하고, 또한 다리 착지의 충격에 의해, Y축은 바로 앞 방향, Z축은 하방향의 성분이 증가하게 된다. 따라서, 제어부(120)는, 이 가속도 성분의 변화를 검지했을 때 주행 폼의 해석으로부터 제외한다(단계 S106). 리스트 단말기(11)를 보는 일 없이 진행 방향을 보면서 주행하고 있었을 경우에(단계 S105 "NO"), 주행 폼의 해석이 개시된다(단계 S107).

주행 폼의 해석에 있어서, 제어부(120)는, 먼저, 상반신의 전방경사의 유무를 판정한다(단계 S108). 상반신이 전방경사 자세로 되면, 그에 따라 리스트 단말기(11)의 위치도 변하고, 또한 다리 착지의 방법도 변화한다. 따라서, 리스트 단말기(11)로부터 송신되는 3축 가속도 센서에 관한 X, Y, Z축 각각의 가속도도 정상 주행 시의 데이터는 변화되므로, 용이하게 검출이 가능하다. 제어부(120)는, 상반신이 전방경사 자세로 되어 있지 않은 것으로 판정된 경우(단계 S108 "NO"), 다음에, 팔의 스윙의 변화를 검출한다(단계 S109).

팔의 스윙법이 변화된 경우(단계 S109 "YES"), 예를 들면, 똑바로 전후로 흔들고 있던 팔이 스윙한 경우, 리스트 단말기(11)에 내장된 3축 가속도 센서(계측부(112)에 전해지는 X, Y, Z축 중 어느 하나가, 팔이 옆으로 스윙되는 것에 의해 파형이 변화되므로, 검출이 가능하다. 본 실시형태에 있어서, 사용자의 손목에 장착되는 리스트 단말기(11)에 의하면, 유리면(21)과 이면(裏面) 커버 즉 백 커버(back cover)(22)를 협지하는 방향이 Z축이므로, 손등 측의 손목에 리스트 단말기(11)가 장착되어 있는 것으로 가정하면, 똑바로 전후로 팔을 흔들고 있었던 경우에는, X축과 Y축의 가속도 성분이 대부분 차지해, Z축의 가속도 성분이 거의 검출되지 않지만, 팔이 옆으로 스윙된 경우에는, Z축의 가속도 성분이 증가하게 된다.

다음에, 제어부(120)는, 팔의 스윙의 전후의 동작을 리스트 단말기(11)로부터 출력되는 3축 가속도 센서[계측부(112)]의 X, Y, Z축의 가속도 성분으로부터 추출함으로써, 팔의 스윙의 사이클 시간(팔의 스윙의 사이클 시간)의 산출(단계 S110)과, 팔을 굽힌 상태(팔의 스윙 속도 및 팔의 휨 정도를 산출)를 산출한다(단계 S111). 팔의 스윙은, 특히, 보행 또는 주행 시의 리듬을 만들므로, 중요한 역할을 행한다. 팔의 스윙의 사이클 시간은, 도 5에 나타낸 예에서는, X축과 Y축의 가속도 성분이 반복되기 때문에, 같은 파형이 반복되는 타이밍을 검출하여 구한다. 또한, 팔의 굽힘 상태는, 너무 굽혀져 있으면, 손목에 장착하고 있는 리스트 단말기(11)의 스윙폭은 작아지고, 너무 벌려져 있으면, 손목에 장착하고 있는 리스트 단말기의 스윙폭은 커진다. 이와 같이, 팔의 스윙의 사이클 시간과 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 해석함으로써, 팔의 스윙폭의 대소(大小)를 알 수 있어, 그 결과, 팔의 굽힘 상태를 산출할 수 있다.

도 8a, 도 8b, 도 8c에, 리스트 단말기(11)의 동작과 팔의 스윙과의 관계를 나타낸다. 도 8a에 나타낸 바와 같이, 팔꿈치를 직각으로 굽힌 경우를 기준으로 하면, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 예각(銳角)으로 굽힌 경우에는, 서스펜딩 길이(suspending distance)가 짧아져, 스윙폭도 작아지므로, 가속도는 작아지고, 직각으로 굽힌 경우와 같은 사이클로 스윙한 경우에는, 팔꿈치가 예각으로 굽혀져 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 8c에 나타낸 바와 같이 둔각(鈍角)으로 굽힌 경우에는, 진자의 길이가 길어져, 스윙폭도 커지므로, 가속도는 커지고, 직각으로 굽힌 경우와 같은 사이클로 스윙한 경우에는, 팔꿈치가 예각으로 굽혀져 있는 것을 알 수 있다.

다음에, 제어부(120)는, 팔의 스윙의 성분과, 다리 착지의 충격에 의한 성분의 타이밍으로부터, 「팔은 스윙하고 있지만, 팔의 스윙에 다리가 따르고(follow) 있지 않다」등, 보행이나 주행의 밸런스를 검지한다(단계 S112). 여기서, 「다리 착지의 충격에 의한 성분」이란, 다리 착지의 충격을 리스트 단말기(11)가 받았을 때의 리스트 단말기(11)의 상태(방향)를 말한다. 다리가 착지했을 때의 손목의 위치에 따라서, 리스트 단말기(11)로부터 출력되는 가속도 센서[계측부(112)]에 전해지는 X, Y, Z 성분은 변화하지만, 매회 같은 위치에 있으면, 같은 X, Y, Z 성분이 출력될 예정이며(단, 오른발과 왼발에 의해 변경됨), 다리와 팔의 스윙의 타이밍이 어긋나게 되면 다리 착지 시에 검출되는 X, Y, Z의 가속도 성분이 변화한다. 따라서, 이 가속도 성분을 검지함으로써 상기한 밸런스의 검지가 가능하다.

예를 들면, 도 4a의, 리스트 단말기(11)를 왼손목에 장착한 주자의 주행 폼의 궤적에 나타낸 바와 같이, 주행 중인 리스트 단말기(11)의 방향은, Y축이 상하로 향하고 있는 상태가 대부분이다. 따라서, 다리가 착지했을 때는, Y성분[리스트 단말기(11)의 12시측]에 피크가 검출된다. 이 때, 손을 앞으로 내밀고 있으면, 동시에 X축의 좌측(9시측)의 성분, 손을 뒤에 내밀고 있으면, X축의 우측(3시측)의 성분이 증가하고, Y축이 바로 밑을 향하고 있으면, X축의 성분이 대략 0으로 된다. 따라서, 제어부(120)는, Y성분과 X성분의 밸런스가 크게 어긋났을(distub) 때 "다리와 팔의 타이밍이 어긋나 있는"것으로 판정한다. 반대로, 다리가 착지했을 때의 Y성분과 X성분의 양이 매회 같으면 타이밍이 맞는 것으로 판정한다.

이어서, 제어부(120)는, 상기한 일련의 처리의 n회의 반복을 검출하면(단계 S113 "YES"), 생성된 해석 결과 데이터를, 통신부(122), IP망(13)을 경유하여 요구가 있었던 리스트 단말기(11)에 송신한다. 상기한 일련의 처리가 n회에 미치지 않는 경우에는(단계 S113 "NO"), 단계 S104의 등록 폼이라는 비교 처리로 돌아온다. 그리고, 단계 S104의 「등록 폼이라는 비교 처리」에 있어서, 일치가 검출된 경우(단계 S104 "="), 및 단계 S108의 「전방경사 자세 판정 처리」에 있어서, 상반신이 전방으로 경사져 있는 것으로 판정된 경우(단계 S108 "YES")도 마찬가지로, 생성된 해석 결과 데이터를, 통신부(122), IP망(13)을 경유하여 요구가 있었던 리스트 단말기(11)에 송신한다.

리스트 단말기(11)에서는, IP망(13), 및 통신부(113)를 경유하여 수신한 해석 결과 데이터를, 제어부(110)에 의한 제어 하에, 표시부(115)에 표시한다. 이 때의 화면 구성은, 예를 들면, 도 10a, 도 10b, 도 10c에 나타나 있다. 화면 구성의 자세한 것은 후술한다.

그리고, 도 6의 플로우차트에 의하면, 제어부(120)는, 최초에, 리스트 단말기(11)를 보면서 주행하고 있는지의 여부를 판정하고, 다음에, 주행 자세, 팔의 스윙, 주행 밸런스의 순서로 주행 폼의 해석을 행하였으나, 이 순서에 한정되지 않고, 임의이다. 또한, 리스트 단말기(11)는, 다른 한쪽의 손목에 장착하므로, 왼발과 오른발은 리스트 단말기(11)로부터 출력되는 3축 가속도 성분(파형)이 상이하는 것에 의해, 2보에서 1성분(n=2)으로 하는 것이 최적이다.

[변형예]

상기한 본 실시형태의 트레이닝 지원 시스템(1)에 의하면, 폼 해석을 폼 해석 서버(12)가 행하는 것으로 하여 설명하였으나, 이하에 설명하는 바와 같이, 리스트 단말기(11)에 비교적 고성능의 마이크로 프로세서를 실장함으로써, 리스트 단말기(11)로 폼 해석을 행하는 것도 가능하다. 이하에 그 구체적인 설명을 행한다.

여기서, 리스트 단말기(11)는, 도 2와 같은 구성을 사용하는 것으로 하지만, 제어부(110)가 실행하는 프로그램의 수순이 상이하다. 제어부(110)는, 사용자의 장착 부위에서의 가속도 성분으로부터 다리 착지 시의 충격에 의한 가속도 성분을 기점(基点)에 적어도 1보마다 가속도 성분으로 분할하고, 분할한 가속도 성분의 파형과 미리 등록된 가속도 성분의 파형을 비교하고, 상이한 것으로 판정된 경우에, 순차 출력되는 가속도 성분으로부터 다리 착지 시에서의 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 추출하고, 보행 또는 주행 중에서의 팔의 스윙과 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하여 출력하는 일련의 수순으로 이루어지는 프로그램을 실행한다.

그러므로, 제어부(110)는, 계측부(112)로부터 출력되는 가속도 성분으로부터 다리 착지 시의 충격에 의한 가속도 성분을 기점으로 적어도 1보마다 가속도 성분으로 분할한다. 그리고, 분할한 가속도 성분의 파형과, 기억부(111)의 소정의 영역에 미리 등록된 가속도 성분의 파형을 비교하고, 상이한 경우에, 계측부(112)로부터 순차 출력되는 가속도 성분으로부터 다리 착지 시에서의 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 추출하고, 보행 또는 주행 중에서의 팔의 스윙과 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하여 표시부(115)에 표시한다.

제어부(110)는, 착지 시에서의, X축의 가속도 성분과 Y축의 가속도 성분의 밸런스의 변화를 검출함으로써 팔의 스윙과 다리 착지의 타이밍 밸런스를 해석해도 된다. 제어부(110)는, 계측부(112)로부터 출력되는 가속도 성분을 소정 간격으로 샘플링하고, X축의 가속도 성분이 대략 0이며, 전회의 샘플과 비교하여 Y축의 가속도 성분이 증가하고, 다리 착지의 충격에 의해 Y축과 Z축의 가속도 성분이 소정 방향으로 증가한 경우의 샘플을, 밸런스 해석의 대상으로부터 제외해도 된다. 제어부(110)는, 보행 또는 주행 중에서의 팔의 스윙과 다리 착지의 타이밍의 밸런스의 해석 결과를, 보행 또는 주행하고 있는 인물을 모의(模擬)한 아이콘으로 강조 표시해도 된다.

이하, 도 9에 나타낸 플로우차트를 참조하면서, 변형예의 리스트 단말기(11)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

계측부(112)는, 보행 또는 주자에 의한 조작부(114)의 조작을 트리거로, 장착 부위의 가속도 센서에 의한 X, Y, Z축의 가속도 검출을 개시하고, 제어부(110)는, 이 3축 가속도 성분을 입수한다(단계 S201). 이어서, 제어부(110)는, 입수된 3축 가속도 성분을, n보(1보 또는 2보)마다 데이터 성분으로 분할한다(단계 S202). 제어부(110)는, 가속도 성분의 파형 중 피크값을 검출함으로써 분할을 행한다. 이것은, 보행 또는 주행 중, 리스트 단말기(11)에 전해지는 충격 중, 다리가 착지할 때의 충격이 가장 큰 것에 기초한다.

제어부(110)는, 계측부(112)로부터 출력되는 3축 가속도 성분을 n보마다 가속도 성분으로 분할한 후(단계 S202), n보마다 기억부(111)의 소정의 영역에 미리 등록되어 있는 정상 보행 또는 주행 시의 등록 폼과 비교한다(단계 S203). 폼이 무너졌을 경우, 즉 n보마다 등록 폼과 비교하여, 불일치가 발생한 경우(단계 S203 "≠")의 동작에 대하여 이하에 설명한다.

폼이 무너졌을 경우, 먼저, 보행 또는 주자가 리스트 단말기(11)의 표시를 보면서 주행하고 있는 것을 생각할 수 있다. 리스트 단말기(11)를 보는 동작을 행한 경우(단계 S204 "YES"), 리스트 단말기(11)가 얼굴의 앞에 있는 상태로 되므로, 명백하게 정확한 폼은 아니지만, 리스트 단말기(11)를 보고 있는 상태에 있으므로, 이 상태를 계측부(112)가 검지한 경우에는, 폼 해석의 대상으로부터 제외한다(단계 S205). 리스트 단말기(11)를 보는 일 없이 진행을 보면서 주행하고 있었을 경우에(단계 S204 "YES"), 주행 폼의 해석이 개시된다(단계 S206).

주행 폼의 해석에 있어서, 제어부(110)는, 먼저, 상반신의 전방경사의 유무를 판정한다(단계 S207). 상반신이 전방경사 자세로 되면, 그에 따라 리스트 단말기(11)의 위치도 변하고, 또한 다리 착지의 방법도 변화한다. 따라서, 계측부(112)에 내장된 3축 가속도 센서에 전해지는 X, Y, Z축 각각의 가속도도 정상 주행 시의 파형으로는 변화되므로, 검출이 가능하다. 제어부(120)는, 상반신이 전방경사 자세로 되어 있지 않은 것으로 판정된 경우(단계 S207 "NO"), 다음에, 팔의 스윙의 변화를 검출한다(단계 S208).

팔의 스윙법이 변화된 경우(단계 S208 "YES"), 예를 들면, 똑바로 전후로 스윙하고 있던 팔이 스윙한 경우, 3축 가속도 센서[계측부(112)에 전해지는 X, Y, Z축 중 어느 하나가, 팔이 옆으로 스윙되는 것에 의해 파형이 변화되므로, 검출이 가능하다. 본 실시형태의 트레이닝 지원 시스템(1)에 있어서, 주자의 손목에 장착되는 리스트 단말기(11)에 의하면, 유리면(21)과 백 커버(22)를 협지하는 방향이 Z축이므로, 손등 측의 손목에 리스트 단말기(11)가 장착되어 있는 것으로 가정하면, 똑바로 전후로 스윙하고 있었던 경우에는, X축과 Y축의 가속도 성분이 대부분을 차지하므로 Z축의 가속도 성분이 거의 검출되지 않지만, 팔이 옆으로 스윙된 경우에는, Z축의 가속도 성분이 증가하게 된다. 이것을 제어부(110)가 검지한다.

다음에, 제어부(110)는, 팔의 스윙의 전후의 동작을 3축 가속도 센서(계측부(112)의 X, Y, Z축의 가속도 성분으로부터 추출함으로써, 팔의 스윙의 사이클 시간(팔의 스윙의 사이클 시간)의 산출(단계 S209)과, 팔의 굽힘 상태(팔의 스윙 속도 및 팔의 휨 정도 산출)를 산출한다(단계 S210). 팔의 스윙은, 특히, 보행 또는 주행 시의 리듬을 만들므로, 중요한 역할을 행한다. 제어부(110)는, 팔의 스윙의 사이클 시간이 X축과 Y축의 가속도 성분의 반복으로 되기 때문에, 같은 파형이 반복되는 타이밍을 검출함으로써 구한다. 또한, 팔의 굽힘 상태는, 너무 굽혀져 있으면, 손목에 장착하고 있는 리스트 단말기(11)의 스윙폭은 작아지고, 너무 벌려져 있으면, 손목에 장착하고 있는 리스트 단말기의 스윙폭은 커진다. 따라서, 팔의 스윙의 사이클 시간과 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 해석함으로써, 팔의 스윙폭의 대소측을 알 수 있고, 그 결과, 팔의 굽힘 상태를 산출할 수 있다.

다음에, 제어부(110)는, 팔의 스윙의 성분과, 다리 착지의 충격에 의한 성분의 타이밍으로부터, 다리와 팔의 타이밍 밸런스를 검지한다(단계 S211). 다리가 착지했을 때는, Y성분[리스트 단말기(11)의 12시측]에 피크가 검출되고, 이 때, 손을 앞으로 내밀고 있으면, X축의 좌측(9시측)의 성분, 손을 뒤로 내밀고 있으면, X축의 우측(3시측)의 성분이 증가하고, Y축이 바로 밑을 향하고 있으면, X축의 성분이 대략 0으로 된다. 따라서, 제어부(110)는, Y성분과 X성분의 밸런스가 크게 달라졌을 때 "다리와 팔의 타이밍이 어긋나 있는" 것으로 판정한다. 반대로, 다리가 착지했을 때의 Y성분과 X성분의 양이 매회 같으면 타이밍이 맞는 것으로 판정한다.

이어서, 제어부(110)는, 상기한 일련의 처리의 n회의 반복을 검출하고(단계 S212 "YES"), 생성된 해석 결과 데이터를 표시부(115)에 출력한다. 상기한 일련의 처리가 n회에 미치지 않는 경우에는(단계 S212 "NO"), 단계 S203의 등록 폼이라는 비교 처리로 돌아온다. 그리고, 단계 S203의 「등록 폼이라는 비교 처리」에 있어서, 일치가 검출된 경우(단계 S203 "="), 및 단계 S207의 「상반신의 전방경사 판정 처리」에 있어서, 상반신이 전방으로 경사져 있는 것으로 판정된 경우(단계 S207 "YES")도 마찬가지로, 생성된 해석 결과 데이터를 표시부(115)에 출력한다.

표시부(115)는, 제어부(110)에 의한 제어 하에, 예를 들면, 도 10에 나타낸 화면을 표시한다. 도 10a는, 등록 폼과 합치한 정상 주행 상태(OK 상태)를 나타내고, 도 10b는, 등록 폼과 폼이 상이한 상태(NG 상태)를 나타내고, 도 10c는, 리스트 단말기(11)를 보면서 주행하고 있는 상태를 나타낸다.

도 10a, 도 10b, 도 10c에 예시한 화면은, 표시부(115)에, 모두 기호 A, B, C, D로 나타내는 영역으로 영역 분할되어 표시된다. 기호 A로 나타내는 영역에는, 주자 상태를 아이콘으로 모방한 주행 인디케이터(indicator)가 표시된다. 기호 B로 나타내는 영역에는, 세로축에 가속도, 가로축에 시간을 눈금인 가속도 파형이 X, Y, Z축마다 표시된다. 기호 C로 나타내는 영역에는, GPS에 의해 위치 측위된 결과, 연산에 의해 생성되는 거리, 속도 데이터, 및 GPS 수신 인디케이터가 표시된다. 기호 D로 나타내는 영역에는, 상단에 랩 타임(lap time), 하단에 스프릿 타임(split time) 등의 계측 타임이 표시된다.

그리고, 도 10b에 있어서, 영역(A)에 표시되는 주행 인디케이터에는 NG로 판정된 개소(箇所)가 강조 표시된다. 여기서는, 손의 스윙이 나쁜 것으로부터 팔의 부위가 점멸 표시되어 있다. 주자는 화면 표시된 내용을 확인함으로써, 자체의 주행 폼을 포함하는 주행 상태를 파악할 수 있다. 즉, 도 10에 나타낸 화면은 사용자에 대한 가이던스 표시로 되어 있고, 사용자는 어드바이스 표시로서 이용할 수 있다. 그리고, 주행 중, 가능한 범위에서 화면을 주시하는 것을 회피하기 위해, 표시부(115)에 대한 화면 표시에 대신하여 명동부(117)에 의한 알람이나 음성 출력에 의한 메시지를 출력해도 된다.

(실시형태의 효과)

본 실시형태에 의하면, 폼 해석을 효율적으로 행하는 트레이닝 지원 장치 및 시스템, 폼 해석 장치 및 방법, 및 프로그램을 제공할 수 있다.

또한, 폼 해석 능력의 확장을 도모한, 트레이닝 지원 장치 및 프로그램도 제공할 수 있다.

본 실시형태의 트레이닝 지원 시스템(1)에 의하면, 소형, 경량의 리스트 단말기(11)를, 예를 들면, 손목에 장착하여 보행 또는 주행함으로써, 스마트 폰 등을 허리에 장착한 보행 또는 주행으로부터 해방되어, 보행 또는 주행 시에서의 장착의 번거로움이나 위화감으로부터 해방된다.

또한, 런닝에 있어서 특히 중요한 팔의 스윙 등에 관한 주행 폼을 폼 해석 서버(12)에 의해 해석하고, 리스트 단말기(11)가 통신에 의해 취득함으로써, 리스트 단말기(11)의 연산 부하가 감소하는 동시에, 보행 또는 주행 시에서의 상반신의 팔의 스윙과 다리 착지 등의 밸런스의 해석 등, 고도의 폼 해석을 행할 수 있다.

그리고, 폼 해석은 폼 해석 서버(12)에 의하지 않고, 적어도 일부를 리스트 단말기(11)에 의해 행하는 것도 가능하다. 이 경우, 모션 캡쳐 등의 화상 처리 기술을 이용하지 않고, 폼 해석을 포함하는 주행 시에서의 팔의 스윙의 궤적 등의 신체 운동 데이터를 리스트 단말기(11)만으로 용이하게 계측할 수 있다. 또한, 보행 또는 주행 시에서의 상반신의 팔의 스윙과 다리 착지 등의 밸런스의 해석 등, 고도의 폼 해석을 행할 수 있다. 따라서, 폼 해석을 효율적으로 행하고, 또한 폼 해석 능력의 확장을 도모한, 트레이닝 지원 장치[리스트 단말기(11)] 및 시스템[트레이닝 지원 시스템(1)], 폼 해석 장치[폼 해석 서버(12)] 및 방법, 및 프로그램(서버 프로그램 및 단말기 프로그램)을 제공할 수 있다.

그리고, 본 실시형태의 트레이닝 지원 시스템(1)에 의하면, 특히, 런닝에 대한 적용예에 대하여만 예시했지만, 런닝에 한정되지 않고, 워킹은 물론, 사이클링, 철인 3종 경기 등, 운동 트레잉 전반에 대한 적용이 가능하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태에 기재된 범위에는 한정되지 않는 것은 물론이다. 상기 실시형태에, 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있는 것이 당업자에게 명백하다. 또한 그 같은 변경 또는 개량을 부가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 특허 청구의 범위의 기재로부터 명백하다.

1…트레이닝 지원 시스템, 11…리스트 단말기(트레이닝 지원 장치), 12…
폼 해석 서버(폼 해석 장치), 13…IP망(통신망), 21…유리면,
22…백 커버, 23…리스트 밴드, 110…제어부, 111…기억부, 112…계측부,
113…통신부, 114…조작부, 115…표시부, 116…GPS 수신부, 117…명
동부, 118…전원부, 120…제어부, 121…기억부, 122…통신부, 123…조
작부, 124…표시부, 125…시스템 버스

Claims

보행 또는 주행 중인 트레이닝 폼(training form)을 해석하는 폼 해석 장치와 통신망을 경유하여 접속되는 트레이닝 지원 장치로서,
팔의 일부에 장착되어, 보행 또는 주행 중에, 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부; 및
상기 계측부에 의해 계측한 상기 가속도의 정보를, 상기 폼 해석 장치에 대하여, 상기 통신망을 경유한 통신에 의해 송신하는 송신부, 상기 폼 해석 장치로부터, 통신에 의해 상기 팔의 스윙(arm swing)과 다리 착지(foot landing)의 밸런스를 포함하는 해석 결과를 수신하여 취득하는 수신부, 및 상기 취득한 해석 결과를 출력하는 출력부를 구비하는 제어부;
를 포함하는, 트레이닝 지원 장치.
팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 성분을 계측하는 트레이닝 지원 장치와는 통신망을 경유하여 접속되는 폼 해석 장치로서,
상기 트레이닝 지원 장치로부터 상기 통신망을 경유하여 취득되는 상기 가속도 성분에 기초하여, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하고, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 제어부를 포함하는, 폼 해석 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 다리 착지 시에서의, 상기 X축의 가속도 성분과 상기 축의 가속도 성분의 밸런스의 변화를 검출함으로써 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍 밸런스를 해석하는, 폼 해석 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 트레이닝 지원 장치로부터 상기 통신망을 경유하여 취득되는 상기 가속도 성분을 소정 간격으로 샘플링하고, 상기 X축의 가속도 성분이 대략 0이며, 전회 샘플과 비교하여 상기 Y축의 가속도 성분이 증가하고, 상기 다리 착지의 충격에 의해 상기 Y축과 상기 Z축의 가속도 성분이 소정 방향으로 증가한 경우의 샘플을, 상기 밸런스 해석의 대상으로부터 제외하는, 폼 해석 장치.
팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는, 폼 해석 장치와는 통신망을 경유하여 접속되는 트레이닝 지원 장치의 컴퓨터가,
상기 통신망을 경유하여, 상기 폼 해석 장치에 상기 계측한 상기 가속도의 정보를 송신하는 송신 단계;
상기 폼 해석 장치로부터, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 해석 결과를 수신하는 수신 단계; 및
상기 수신한 해석 결과를 출력하는 출력 단계;
를 실행하는, 트레이닝 지원 방법.
팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부를 가지는 트레이닝 지원 장치와 통신망을 경유하여 접속되는 폼 해석 장치가,
상기 트레이닝 지원 장치로부터 상기 통신망을 경유하여 가속도 성분을 취득하는 취득 단계;
상기 취득한 상기 가속도 성분에 기초하여, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하는 해석 단계; 및
상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 송신 단계;
를 포함하는, 폼 해석 방법.
팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부와, 후기 폼 해석 장치로부터 통신에 의해 취득되는, 상기 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 해석 결과를 출력하는 제어부를 포함하는 트레이닝 지원 장치; 및
상기 트레이닝 지원 장치와는 통신망을 경유하여 접속되고, 상기 트레이닝 지원 장치로부터 상기 통신망을 경유하여 취득되는 가속도 성분에 기초하여, 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하고, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 폼 해석 장치;
를 포함하는 트레이닝 지원 시스템.
제7항에 있어서,
상기 트레이닝 지원 장치는 표시부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 폼 해석 장치로부터 수신한 상기 트레이닝 폼의 해석 결과에 따라 상기 표시부에 가이던스(guidance)를 표시하게 하는, 트레이닝 지원 시스템.
팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 계측부를 가지는 트레이닝 지원 장치; 및 상기 트레이닝 지원 장치와는 통신망을 경유하여 접속되는 폼 해석 장치;를 포함하는 트레이닝 지원 시스템의 폼 해석 방법으로서,
상기 트레이닝 지원 장치가, 상기 통신망을 경유하여 상기 계측된 가속도 성분을 상기 폼 해석 장치에 송신하는 단계;
상기 폼 해석 장치가, 수신한 상기 가속도 성분에 기초하여 팔의 스윙과 다리 착지의 밸런스를 포함하는 트레이닝 폼의 해석을 행하는 단계; 및
상기 폼 해석 장치가, 상기 트레이닝 폼의 해석 결과를 상기 통신망을 경유하여 상기 트레이닝 지원 장치에 송신하는 단계;
를 포함하는, 폼 해석 방법.
팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도 성분을 계측하는 계측부; 및
상기 계측부로부터 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 다리 착지 시의 가속도 성분을 기점(基点)으로 적어도 1보(步)마다 가속도 성분으로 분할하고, 상기 분할한 가속도 성분의 파형(波形)과 미리 등록된 가속도 성분의 파형을 비교하고, 상기 계측부로부터 순차 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 상기 다리 착지 시에서의 상기 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 추출하고, 상기 보행 또는 주행 중에서의 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하여 출력하는 제어부;
를 포함하는 트레이닝 지원 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 계측부로부터 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 상기 다리 착지 시의 가속도 성분을 기점으로 적어도 1보마다 가속도 성분으로 분할하는, 트레이닝 지원 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 분할한 가속도 성분의 파형과 미리 등록된 가속도 성분의 파형을 비교하고, 상기 계측부로부터 순차 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 상기 다리 착지 시에서의 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 추출하고, 상기 보행 또는 주행 중에서의 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하여 출력하는, 트레이닝 지원 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 착지 시에서의, 상기 X축의 가속도 성분과 상기 Y축의 가속도 성분의 밸런스의 변화를 검출함으로써 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하는, 트레이닝 지원 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 계측부로부터 출력되는 가속도 성분을 소정 간격으로 샘플링하고, 상기 X축의 가속도 성분이 대략 0이며, 전회 샘플과 비교하여 상기 Y축의 가속도 성분이 증가하고, 상기 다리 착지의 충격에 의해 상기 Y축과 상기 Z축의 가속도 성분이 소정 방향으로 증가한 경우의 샘플을, 상기 밸런스 해석의 대상으로부터 제외하는, 트레이닝 지원 장치.
제10항에 있어서,
상기 트레이닝 지원 장치는 표시부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 상기 보행 또는 주행 중에서의 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스의 해석 결과에 따라 상기 표시부에 가이던스를 표시하게 하는, 트레이닝 지원 장치.
제10항에 있어서,
상기 트레이닝 지원 장치는 표시부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 보행 또는 주행 중에서의 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스의 해석 결과를, 보행 또는 주행하고 있는 인물을 모의(模擬)한 아이콘으로 강조하여 표시하는, 트레이닝 지원 장치.
팔의 일부에 장착되고, 보행 또는 주행 중에서의 장착 부위 중 적어도 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 가속도를 계측하는 트레이닝 지원 장치가,
상기 장착 부위에서의 가속도 성분으로부터 다리 착지 시의 충격에 의한 가속도 성분을 기점으로 적어도 1보마다 가속도 성분으로 분할하는 단계;
상기 분할한 가속도 성분의 파형과 미리 등록된 가속도 성분의 파형을 비교하는 단계; 및
상기 비교에 의해 상이한 것으로 판정된 경우에, 순차 출력되는 상기 가속도 성분으로부터 상기 다리 착지 시에서의 팔의 스윙에 의한 가속도 성분을 추출하고, 상기 보행 또는 주행 중에서의 상기 팔의 스윙과 상기 다리 착지의 타이밍의 밸런스를 해석하여 출력하는 단계;
를 포함하는, 트레이닝 지원 방법.