感器設(shè)備100的姿勢(shì)推定處理(步驟 S406)推定的姿勢(shì)矩陣Rp,如下式所示,將加速度數(shù)據(jù)acc的傳感器坐標(biāo)SNC坐標(biāo)變換為世 界坐標(biāo)WDC,求出加速度數(shù)據(jù)acc_w (步驟S442)。
[0294] acc-w = RpXacc
[0295] 接著,坐標(biāo)變換為世界坐標(biāo)WDC后的加速度數(shù)據(jù)acc_w中,由于Y軸方向包含重力 加速度成分,所以控制部240從變換為世界坐標(biāo)WDC的加速度數(shù)據(jù)acc_w除去重力加速度 的成分,如下式所示,求出僅由與行進(jìn)動(dòng)作相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作成分構(gòu)成的加速度數(shù)據(jù)Acc (步驟 S444)〇
[0296] Acc = acc_w-[09. 80]
[0297] 接著,控制部140將僅上述的動(dòng)作成分的加速度數(shù)據(jù)Acc積分2次,變換為位置 Pos (步驟S446),求出各定時(shí)的傳感器設(shè)備100的位置。
[0298] 即,控制部140如下式所示,將僅由動(dòng)作成分構(gòu)成的加速度數(shù)據(jù)Acc積分1次而算 出速度Vel,進(jìn)一步,再一次積分而計(jì)算出位置Pos。本實(shí)施方式中,跑步等的行進(jìn)動(dòng)作利用 具有周期性的性質(zhì)。
[0299] Vel = Σ (Acc-aveAcc) Xdt
[0300] Pos = Σ (Vel-aveVel) Xdt
[0301] 這里,aveAcc是一周期的加速度平均,aveVel是速度平均。
[0302] 接著,在下肢動(dòng)作的推定處理中,如圖15所示,控制部240基于傳感器設(shè)備100的 位置Pos模擬地再現(xiàn)下肢動(dòng)作。
[0303] 行進(jìn)動(dòng)作時(shí)輸出傳感器數(shù)據(jù)的傳感器設(shè)備100由于佩戴在用戶US的腳踝上,因此 基于在上述校準(zhǔn)處理(參照?qǐng)D9)中算出的小腿的長(zhǎng)度leg_len,已經(jīng)判斷出用戶US的從腳 踝到膝的長(zhǎng)度。
[0304] 基于上述傳感器設(shè)備100的位置推定處理(參照?qǐng)D14),已經(jīng)推定出用戶US的腳 踝的位置動(dòng)作。
[0305] 基于上述傳感器設(shè)備100的姿勢(shì)推定處理(參照?qǐng)D13),也已經(jīng)推定出姿勢(shì)矩陣 Rp0
[0306] 根據(jù)這些,判明了用戶US的從腳踝向膝的朝向,推定出膝的位置(步驟S462)。
[0307] 而且,一般來(lái)說(shuō),已知大腿(上腿)的腿根的運(yùn)動(dòng)相比腳踝的運(yùn)動(dòng)非常小,個(gè)人差 異也比較小。
[0308] 因此,本實(shí)施方式中,預(yù)先測(cè)定小腿的長(zhǎng)度與大腿的腿根的位置的關(guān)系,將該對(duì)應(yīng) 關(guān)系以表格形式保存到存儲(chǔ)部250中。
[0309] 具體來(lái)說(shuō),例如,如圖19所示,小腿的長(zhǎng)度與整個(gè)一周期內(nèi)的大腿的腿根的位置 建立了對(duì)應(yīng)的表格作為數(shù)據(jù)庫(kù)保存在存儲(chǔ)部250中。
[0310] 這里,圖19是例如將一周期正規(guī)化為150幀,并將各幀的大腿的腿根的位置用(X, y,z)的3次元坐標(biāo)表示的情況時(shí)的數(shù)值例(單位:_)。
[0311] 控制部240通過(guò)參照該表格,基于小腿的長(zhǎng)度leg_len,取得大腿部的腿根的位置 (步驟S4M)。
[0312] 由此,控制部240對(duì)于左腿的大腿的腿根、膝、腳踝這3點(diǎn),推定整個(gè)一周期內(nèi)的位 置的變化,生成模擬再現(xiàn)左側(cè)的下肢的動(dòng)作狀態(tài)的第1再現(xiàn)圖像。
[0313] 另外,也可以例如根據(jù)人種、性別、年齡等預(yù)先在存儲(chǔ)部250中保存了多種上述的 表格,在參照表格時(shí),用戶US使用輸入操作部220來(lái)指定提取條件。
[0314] 接著,控制部240通過(guò)將上述的左側(cè)的腿的各點(diǎn)的位置沿時(shí)間方向錯(cuò)位半個(gè)周期 (位移),推定整個(gè)一周期內(nèi)的右側(cè)的腿的各點(diǎn)的位置的變化,生成推定并模擬地再現(xiàn)右側(cè) 的下肢的動(dòng)作狀態(tài)的第2再現(xiàn)圖像(步驟S466)。
[0315] 然后,控制部240通過(guò)將第1再現(xiàn)圖像與第2再現(xiàn)圖像合成,以所期望的距離將雙 腿的大腿的腿根之間連接(步驟S468),如圖20所示,生成推定整個(gè)一周期內(nèi)的兩側(cè)的下肢 的動(dòng)作狀態(tài)并模擬地再現(xiàn)的再現(xiàn)圖像。
[0316] 這里,圖20中,為了簡(jiǎn)單進(jìn)行圖示,使用火柴人模型(或者骨架模型),用實(shí)線表示 佩戴了傳感器設(shè)備100的左腿,用點(diǎn)線表示了右腿。與推定出的一周期量的兩側(cè)的下肢的 動(dòng)作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)部250的規(guī)定的存儲(chǔ)區(qū)域中。
[0317] (運(yùn)動(dòng)信息的顯示例)
[0318] 接著,參照附圖對(duì)上述運(yùn)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)的控制方法適用的運(yùn)動(dòng)信息的顯示例進(jìn) 行說(shuō)明。
[0319] 圖21是表示本實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)適用的信息處理設(shè)備中顯示的運(yùn)動(dòng) 信息的一例的概略圖。
[0320] 由上述下肢動(dòng)作再現(xiàn)處理推定的兩側(cè)的下肢的動(dòng)作狀態(tài)在信息處理設(shè)備200的 顯示部210中通過(guò)規(guī)定的顯示方式進(jìn)行顯示。
[0321] 具體來(lái)說(shuō),例如圖21所示,控制部240從存儲(chǔ)部250讀出本次推定出的、與一周期 量的兩側(cè)的下肢的動(dòng)作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù),在第1顯示區(qū)域211以使用了基于火柴人模型的 再現(xiàn)圖像的動(dòng)畫(huà)(以下,記為「火柴人動(dòng)畫(huà)」)的方式進(jìn)行顯示。
[0322] 控制部240讀出作為比較對(duì)象而預(yù)先保存在存儲(chǔ)部250中的與用戶US的過(guò)去的 運(yùn)動(dòng)時(shí)的下肢的動(dòng)作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù),以火柴人動(dòng)畫(huà)的形態(tài)顯示在第2顯示區(qū)域212。
[0323] 另外,在存儲(chǔ)部250中,針對(duì)作為比較對(duì)象的下肢的動(dòng)作狀態(tài),以使運(yùn)動(dòng)時(shí)的切取 位置的姿勢(shì)與本次推定出的下肢的動(dòng)作狀態(tài)一致的方式,保存一周期量的數(shù)據(jù)。
[0324] 然后,控制部240以使能夠比較本次推定出的下肢的動(dòng)作狀態(tài)與作為比較對(duì)象的 下肢的動(dòng)作狀態(tài)的方式,例如圖21所示,將第1顯示區(qū)域211以及第2顯示區(qū)域212在顯 示部210的畫(huà)面上相鄰地沿橫方向(圖面左右)配置并顯示。
[0325] 進(jìn)而,控制部240針對(duì)本次推定出的下肢的動(dòng)作狀態(tài)與成為比較對(duì)象的下肢的動(dòng) 作狀態(tài),使分別讀出的一周期量的數(shù)據(jù)相互同步,并且連續(xù)地反復(fù),由此通過(guò)火柴人動(dòng)畫(huà)顯 示用戶US的下肢的動(dòng)作狀態(tài)以及作為比較對(duì)象的下肢的動(dòng)作狀態(tài)。
[0326] 火柴人動(dòng)畫(huà)中,為了識(shí)別或易于把握下肢的動(dòng)作狀態(tài),顯示大腿部(腿)的腿根 JTb和膝JTc的關(guān)節(jié)等。
[0327] 由此,用戶US能夠一邊對(duì)顯示部210顯示的本次推定出的下肢的動(dòng)作狀態(tài)與成為 比較對(duì)象的下肢的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行比較一邊觀察,正確地掌握運(yùn)動(dòng)時(shí)的下肢的動(dòng)作狀態(tài)(跑 步動(dòng)作)的準(zhǔn)確性和問(wèn)題點(diǎn)等,能夠使它們反映到之后的訓(xùn)練等中。
[0328] 這里,圖21中,將本次推定出的下肢的動(dòng)作狀態(tài)與成為比較對(duì)象的下肢的動(dòng)作狀 態(tài)通過(guò)由相同的線種類構(gòu)成的火柴人動(dòng)畫(huà)顯示出來(lái)。但是,本發(fā)明不限定于此。為了易于 識(shí)別或者掌握下肢的動(dòng)作狀態(tài),也可以適用或者附加各種顯示方式。
[0329] 例如,可以用不同的顏色和線種類等顯示左右的腿的下肢,與下肢(下半身)的動(dòng) 作狀態(tài)建立關(guān)聯(lián)地附加上半身的動(dòng)作來(lái)進(jìn)行顯示。
[0330] 另外,控制部240從存儲(chǔ)部250作為比較對(duì)象而讀出的在第2顯示區(qū)域212中以 火柴人動(dòng)畫(huà)的形態(tài)顯示的數(shù)據(jù)不限定于用戶US的過(guò)去的運(yùn)動(dòng)時(shí)的數(shù)據(jù)。例如,也可以是與 比用戶US的跑步能力更高的選手(精英運(yùn)動(dòng)員)的下肢的動(dòng)作狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。該情況 下,能夠?qū)⒂脩鬠S的運(yùn)動(dòng)時(shí)的下肢的動(dòng)作狀態(tài)與精英運(yùn)動(dòng)員的下肢的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行比較, 從而更正確地掌握動(dòng)作狀態(tài)的準(zhǔn)確性和問(wèn)題點(diǎn)等,能夠良好地反映到之后的訓(xùn)練等中。
[0331] 本實(shí)施方式中,示出了將模擬地再現(xiàn)了本次推定出的下肢的動(dòng)作狀態(tài)的火柴人動(dòng) 畫(huà)、和模擬地再現(xiàn)了成為比較對(duì)象的下肢的動(dòng)作狀態(tài)的火柴人動(dòng)畫(huà)在顯示部210上沿橫方 向配置的情況。但是,不限定于此,也可以是將兩者重合地(重疊)顯示。
[0332] 進(jìn)而,作為顯示在顯示部210上的信息,在本次推定出的下肢的動(dòng)作狀態(tài)與成為 比較對(duì)象的下肢的動(dòng)作狀態(tài)的火柴人動(dòng)畫(huà)的基礎(chǔ)上,基于在測(cè)定模式下取得的傳感器數(shù)據(jù) 的各種運(yùn)動(dòng)信息,例如也可以是腿的最大踢起的高度、步幅(stride)、快慢(pitch,每單位 時(shí)間的步數(shù))等的數(shù)值。
[0333] 在利用云系統(tǒng)執(zhí)行上述下肢動(dòng)作再現(xiàn)處理的情況下,在信息處理設(shè)備200中,使 作為網(wǎng)絡(luò)信息的閱覽用軟件的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器啟動(dòng),在云系統(tǒng)中將作為網(wǎng)絡(luò)顯示數(shù)據(jù)而生成的 運(yùn)動(dòng)信息(下肢動(dòng)作的再現(xiàn)圖像等)顯示到顯示部210的網(wǎng)絡(luò)畫(huà)面上。
[0334] 這樣,本實(shí)施方式中,通過(guò)在用戶US的腳踝上佩戴了至少具有加速度傳感器以及 角速度傳感器的一個(gè)傳感器設(shè)備的簡(jiǎn)單且低成本的結(jié)構(gòu),可靠地掌握運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)作狀態(tài), 且能夠正確地再現(xiàn),用戶基于該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的再現(xiàn)圖像,能夠反映到訓(xùn)練的改善等中。
[0335] 尤其是,本實(shí)施方式中,即使在佩戴在用戶的腳踝上的傳感器設(shè)備從正規(guī)的佩戴 方向偏移了的情況下,不改正佩戴方向,而是使用在校準(zhǔn)處理中推定的傳感器設(shè)備的佩戴 方向的校正矩陣,來(lái)校正運(yùn)動(dòng)時(shí)取得的傳感器數(shù)據(jù),由此省去了改正傳感器設(shè)備的佩戴方 向的工夫,精度良好地推定傳感器設(shè)備的位置軌跡,正確地再現(xiàn)用戶的下肢的運(yùn)動(dòng)。
[0336] 本實(shí)施方式中,即使在小腿的長(zhǎng)度因人而不同,通過(guò)在校準(zhǔn)處理中通過(guò)推定用戶 的小腿的長(zhǎng)度,利用火柴人動(dòng)畫(huà)來(lái)精度良好地基于傳感器設(shè)備的位置軌跡來(lái)再現(xiàn)用戶的下 肢的運(yùn)動(dòng)。
[0337] 本實(shí)施方式中,在校準(zhǔn)處理中設(shè)定用戶的運(yùn)動(dòng)時(shí)的一系列的動(dòng)作的基準(zhǔn)姿勢(shì),并 且進(jìn)行除去運(yùn)動(dòng)時(shí)取得的傳感器數(shù)據(jù)中包含的重力加速度的成分的校正,由此精度良好地 推定出傳感器設(shè)備的位置軌跡,能夠正確地再現(xiàn)用戶的下肢的運(yùn)動(dòng)。
[0338] 〈運(yùn)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)的變形例〉
[0339] 接著,對(duì)上述實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)的變形例進(jìn)行說(shuō)明。
[0340] 上述實(shí)施方式中,針對(duì)通過(guò)用戶US操作佩戴在腳踝上的傳感器設(shè)備100的輸入操 作部120 (操作按鈕122、124),將傳感器設(shè)備100設(shè)定為規(guī)定的動(dòng)作模式的情況進(jìn)行了說(shuō) 明。
[0341] 本實(shí)施方式的變形例中,其特征是,除了傳感器設(shè)備100,還具有佩戴在身體的其 他部位、或者便攜的操作設(shè)備,經(jīng)由該操作設(shè)備,進(jìn)行傳感器設(shè)備100的動(dòng)作模式的設(shè)定操 作和動(dòng)作狀態(tài)的確定。
[0342] 圖22A、圖22B、圖22C是表示本實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)的變形例的概略結(jié) 構(gòu)圖,圖22A是表示本變形例適用的相關(guān)傳感器設(shè)備以及操作設(shè)備向人體的佩戴例的概略 圖,圖22B是表示操作設(shè)備的外觀的概略圖,圖22C是表示操作設(shè)備的一結(jié)構(gòu)例的概略框 圖。
[0343] 這里,針對(duì)與上述實(shí)施方式(參照?qǐng)D1A、圖1B、圖1C、圖2A、圖2B)同等的結(jié)構(gòu),標(biāo) 注相同或者同等的符號(hào)并省略其說(shuō)明。
[0344] 本變形例的運(yùn)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)例如圖22A、圖22B所示,具有用戶US佩戴于腳踝的 傳感器設(shè)備1〇〇、用戶US佩戴于身體的其他部位或者便攜并用于操作傳感器設(shè)備100的操 作設(shè)備300。
[0345] 另外,省略了圖示,但運(yùn)動(dòng)信息顯示系統(tǒng)與上述實(shí)施方式(參照?qǐng)D1A、圖1B、圖1C) 同樣,具有基于從傳感器設(shè)備100取得的傳感器數(shù)據(jù)等,模擬地再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并提供給用 戶的信息處理設(shè)備200。
[0346] 操作設(shè)備300如圖22A、圖22B所示,是具有佩戴于例如用戶US的手腕等的手表型 或腕帶型的外觀形狀的電子設(shè)備。
[0347] 另外,本變形例中,作為操作設(shè)備300的一例,示出了手表型或腕帶型的電子設(shè) 備。但是,本發(fā)明不限定于此,操作設(shè)備300例如也可以適用具有佩戴在頸部的項(xiàng)鏈型或眼 鏡形狀的運(yùn)動(dòng)眼鏡型、佩戴在耳部上的耳機(jī)型等的佩戴于身體各部位的其他形式的電子設(shè) 備,也可以適用智能電話等便攜設(shè)備。
[0348] 操作設(shè)備300具體來(lái)說(shuō),例如圖22C所示,大致具有顯示部310、輸入操作部320、 通知部330、控制部340、存儲(chǔ)部350、通信I/F部360和電源供給部370。
[0349] 這里,操作設(shè)備300具有上述實(shí)施方式(參照?qǐng)D2)所示的傳感器設(shè)備100具備的 功能之中的、至少與輸入操作部120以及通知部130相關(guān)聯(lián)的功能。
[0350] 因此,本變形例適用的傳感器設(shè)備100中,也可以是不具有輸入操作部120以及通 知部130的結(jié)構(gòu)。
[0351] 即,顯示部310具有顯示面板,通知部330具有音響部、振動(dòng)部、發(fā)光部等。
[0352] 顯示部310以及通知部330通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等將至少與上述校準(zhǔn)處理中的步 驟相關(guān)的信息、與傳感器設(shè)備100的動(dòng)作異常相關(guān)的信息等提供或者通知給用戶。顯示部 310以及通知部330也可以通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等將與通過(guò)操作輸入操作部320來(lái)設(shè)定動(dòng) 作模式的傳感器設(shè)備100的各種動(dòng)作(規(guī)定的參數(shù)的校準(zhǔn)處理、傳感器部110中的感測(cè)動(dòng) 作、計(jì)測(cè)出的傳感器數(shù)據(jù)的向信息處理設(shè)備200的發(fā)送動(dòng)作等)相關(guān)的信息等提供或通知 給用戶。這里,由通知部330提供或者通知的信息可以與顯示部310的顯示聯(lián)動(dòng)。
[0353] 輸入操作部320例如圖22B所示,具有設(shè)置在操作設(shè)備300的筐體的側(cè)面、正面等 的按壓按鈕、滑動(dòng)按鈕、設(shè)置在顯示部310前面?zhèn)龋ㄒ曇皞?cè))的觸摸面板型的開(kāi)關(guān)等。
[0354] 輸入操作部320至少用在用于設(shè)定傳感器設(shè)備100的動(dòng)作模式的操作。
[0355] 輸入操作部320也用在用于設(shè)定顯示部310所顯示的項(xiàng)目的操作等。
[0356] 控制部140根據(jù)輸入操作部320的操作,經(jīng)由后述的通信I/F部360將控制信號(hào) 發(fā)送給傳感器設(shè)備100,進(jìn)行設(shè)定傳感器設(shè)備100的動(dòng)作模式的控制。
[0357] 進(jìn)行如下控制,將與在傳感器設(shè)備100中執(zhí)行的規(guī)定的參數(shù)的校準(zhǔn)處理、傳感器 設(shè)備100中的感測(cè)動(dòng)作、向信息處理設(shè)備200的傳感器數(shù)據(jù)等的發(fā)送動(dòng)作等各種動(dòng)作相關(guān) 的信息通過(guò)顯示部310以及通知部330提供或者通知給用戶。
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