技術領域

本發明涉及用于掌握人體的運動時的動作狀態(運動狀態)的數據解析裝置、數據解析方法以及數據解析程序。

背景技術：

近年來，以健康意向的提高等為背景，日常進行跑步或步行、騎行等的運動來維持、增進健康狀態的人們不斷增加。另外，通過日常的運動以參加馬拉松運動會等比賽運動會為目標的人也不斷增加。這樣的人們為了掌握自身的健康狀態和運動狀態，對于以數值、數據而測定或記錄種種生物體信息和運動信息，意識和興趣非常高。另外，以參加比賽運動會等為目標的人們由于將在該比賽中獲得好成績作為目標，因此對于有效率且有效果的訓練方法的意識和興趣也非常高。

為了準確掌握自身的健康狀態和運動狀態，基于運動中所測定的數值或數據來生成成為指標的特定的信息，并可視地予以提示，是有效的。例如在定量評價跑步的狀況、形體的情況下，能將與行進速度相關的信息用作重要且基礎性指標。在此，作為測定跑步中或馬拉松中的行進速度的方法，例如利用已知如下手法：基于GPS(全球定位系統，Global Positioning System)的定位數據，根據2點間的距離和其所需時間來算出速度。例如在專利文獻1中記載了如下技術：基于從裝備于人體的GPS接收裝置所接收到的GPS信號中取得的與用戶的帶時間戳位置點相關的數據，來算出用戶的移動距離、移動速度，與顯示于地圖上的路徑建立關聯來提供。

專利文獻1：日本特表2008-524589號公報

在上述那樣的利用了GPS的定位數據的人體的移動距離和移動速度的算出方法中，需要確保定位數據的正確性和精度。但基于GPS的定位由于較大地受到周圍的環境的影響，因此在建筑物之間或室內等那樣難以接收GPS信號的場所，存在不能進行正確的定位、定位數據的誤差變大的情況。另外，當前，在對民用開放的GPS的技術標準中，即使在理想的環境下進行定位的情況下，也有包含數m～10m程度的誤差的情況。特別在跑步或馬拉松等的運動中，雖說相比于車輛等而移動速度更慢，然而為了詳細評價行進中的運動狀態等，也還是有細致掌握速度變化的需求。為此，在僅利用GPS的定位數據的算出方法中，有不能精度良好地算出人體的移動距離和基于其的移動速度的情況，有時不能正確掌握運動狀態而不能充分有助于其判斷和改善。

技術實現要素：

為此，在本發明中，鑒于上述的問題點，目的在于，提供能精度良好地求取運動中的人體的移動距離從而有助于運動狀態的正確的掌握、其判斷以及改善的數據解析裝置以及數據解析方法。

本發明的第1方面，涉及一種數據解析裝置，具有：

至少一個處理器；和

存儲器，其存儲當由所述至少一個處理器運行時控制所述至少一個處理器進行以下操作的指令：

求取基于定位數據的相互不同的兩個時刻之間的表示利用者的位置的變化的第1移動軌跡、和基于動作數據的所述兩個時刻之間的表示所述利用者的位置的相對的變化的第2移動軌跡，所述定位數據和所述動作數據通過傳感器間歇取得并輸出，所述位置數據包含移動動作中的所述利用者的地理上的位置信息，所述動作數據與所述移動動作中的所述利用者的身體的動作狀態相關；

基于在所述兩個時刻之間的某一時刻的所述第1移動軌跡與所述第2移動軌跡的各自的位置的比較，來對所述第2移動軌跡進行旋轉處理、放大處理以及縮小處理的至少任一者，作為變形處理；和

基于對所述第2移動軌跡進行所述變形處理求取的軌跡來求取所述兩個時刻之間的所述利用者的移動距離。

本發明的第2方面，涉及一種非易失性計算機可讀存儲介質，其存儲當由所述至少一個處理器運行時控制所述至少一個處理器進行以下操作的指令：

求取基于定位數據的相互不同的兩個時刻之間的表示利用者的位置的變化的第1移動軌跡、和基于動作數據的所述兩個時刻之間的表示所述利用者的位置的相對的變化的第2移動軌跡，所述定位數據和所述動作數據通過傳感器間歇取得并輸出，所述位置數據包含移動動作中的所述利用者的地理上的位置信息，所述動作數據與所述移動動作中的所述利用者的身體的動作狀態相關；

基于所述兩個時刻之間的特定的時刻下的所述第1移動軌跡和所述第2移動軌跡各自中的位置的比較，對所述第2移動軌跡進行旋轉處理、放大處理以及縮小處理的至少任一者，作為變形處理；以及

基于對所述第2移動軌跡進行所述變形處理求取的軌跡，來求取所述兩個時刻之間的所述利用者的移動距離。

本發明的第3方面，涉及一種數據解析系統，包括：

數據解析裝置，其包括：

至少一個處理器；和

存儲器，其存儲當由所述至少一個處理器運行時控制所述至少一個處理器進行以下操作的指令：

求取基于定位數據的相互不同的兩個時刻之間的表示利用者的位置的變化的第1移動軌跡、和基于動作數據的所述兩個時刻之間的表示所述利用者的位置的相對的變化的第2移動軌跡，所述定位數據和所述動作數據通過傳感器間歇取得并輸出，所述位置數據包含移動動作中的所述利用者的地理上的位置信息，所述動作數據與所述移動動作中的所述利用者的身體的動作狀態相關；

基于在所述兩個時刻之間的某一時刻的所述第1移動軌跡與所述第2移動軌跡的各自的位置的比較，來對所述第2移動軌跡進行旋轉處理、放大處理以及縮小處理的至少任一者，作為變形處理；和

基于對所述第2移動軌跡進行所述變形處理求取的軌跡來求取所述兩個時刻之間的所述利用者的移動距離。

本發明的第4方面，涉及一種數據解析方法，包括以下步驟：

求取基于定位數據的相互不同的兩個時刻之間的表示利用者的位置的變化的第1移動軌跡、和基于動作數據的所述兩個時刻之間的表示所述利用者的位置的相對的變化的第2移動軌跡，所述定位數據和所述動作數據通過傳感器間歇取得并輸出，所述位置數據包含移動動作中的所述利用者的地理上的位置信息，所述動作數據與所述移動動作中的所述利用者的身體的動作狀態相關；

基于在所述兩個時刻之間的某一時刻的所述第1移動軌跡與所述第2移動軌跡的各自的位置的比較，來對所述第2移動軌跡進行旋轉處理、放大處理以及縮小處理的至少任一者，作為變形處理；和

基于對所述第2移動軌跡進行所述變形處理求取的軌跡來求取所述兩個時刻之間的所述利用者的移動距離。

附圖說明

若配合以下的附圖來考慮以下的詳細的記述，則能得到本申請的更深的理解。

圖1是表示運用本發明所涉及的數據解析裝置的運動支援裝置的1個實施方式的概略構成圖。

圖2(a)～(c)是表示運用在1個實施方式所涉及的運動支援裝置中的傳感器設備、手腕設備以及數據解析裝置的各構成的概略框圖。

圖3是表示1個實施方式所涉及的運動支援裝置的控制方法(數據解析方法)中的傳感器數據的轉發次序的一例的顯示例。

圖4是表示1個實施方式所涉及的運動支援裝置的控制方法的一例的流程圖。

圖5是用于說明1個實施方式所涉及的數據解析方法中的一周期的定義的概略圖。

圖6是用于說明1個實施方式所涉及的數據解析方法中的積分值算出處理的概略圖。

圖7是用于說明1個實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器數據的插補處理的概略圖。

圖8是用于說明求取1個實施方式所涉及的數據解析方法中的虛擬速度的方法的概略圖。

圖9(a)、(b)是表示1個實施方式所涉及的數據解析方法中的GPS軌跡和傳感器軌跡的示例的示意圖。

圖10是表示將1個實施方式所涉及的數據解析方法中的GPS軌跡和傳感器軌跡的重心位置合在一起的狀態的示意圖。

圖11是表示1個實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的旋轉處理的一例的流程圖。

圖12是表示1個實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的旋轉處理的示例的示意圖。

圖13是表示1個實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的放大縮小處理的一例的流程圖。

圖14是表示1個實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的放大縮小處理的示例的示意圖。

圖15是表示1個實施方式所涉及的數據解析方法中的推算出的傳感器軌跡的示例的示意圖。

圖16是用于說明1個實施方式所涉及的數據解析方法中的作用效果的概略圖。

圖17是表示1個實施方式所涉及的運動支援裝置的控制方法其他示例(變形例1)的主要部分的流程圖。

圖18是表示1個實施方式所涉及的運動支援裝置的其他示例(變形例2)的概略構成圖。

具體實施方式

以下，關于本發明所涉及的數據解析裝置、數據解析方法以及數據解析程序，示出實施方式來詳細進行說明。另外，在以下的實施方式中，對將本發明所涉及的數據解析裝置運用于運動支援裝置中、基于用戶(利用者)在給定的跑步路線或馬拉松路線等奔跑時收集的各種數據(傳感器數據)來推算行進中的速度并提供給用戶的情況進行說明。

<運動支援裝置>

圖1是表示運用本發明所涉及的數據解析裝置的運動支援裝置的1個實施方式的概略構成圖。圖2是表示運用于本實施方式所涉及的運動支援裝置中的傳感器設備、手腕設備以及數據解析裝置的各構成的概略框圖。圖2(a)是表示傳感器設備的構成的概略框圖，圖2(b)是表示手腕設備的構成的概略框圖，圖2(c)是表示數據解析裝置的構成的概略框圖。

本發明的實施方式所涉及的運動支援裝置例如如圖1所示那樣，具有：裝備于用戶US的后背側的腰部并且當用戶US移動時與用戶US一起移動的傳感器設備(傳感器部)100；裝備于用戶US的手腕等并且當用戶US移動時與用戶US一起移動的控制設備(以下記作「手腕設備」)200；和解析由傳感器設備100輸出的傳感器數據并將與行進中的運動狀態相關的指標以給定的顯示形態提供給用戶US的數據處理部300。

傳感器設備100具有測定與伴隨跑步或馬拉松等的移動的運動(行進)中的人體的動作狀態相關的各種動作數據的行動傳感器，具有用行動傳感器每隔給定的經過時間而間歇測定動作數據并輸出的功能。在此，在圖1中，作為傳感器設備100而示出裝備于用戶US的腰部以使得傳感器設備100在用戶US移動時與用戶US一起移動的構成，但本發明并不限定于此。傳感器設備100只要裝備于穿過人體的中心的體軸上或其近旁，則也可以裝備于其他位置、例如胸部、頸部、腹部等。另外，關于傳感器設備100向人體的裝備方法，也并沒有特別的限定，例如能適宜運用用夾子夾進運動服裝的形態、用膠帶構件等貼附的形態、用綁帶等卷繞在身體的形態等、種種裝備方法。

傳感器設備100具體例如如圖2(a)所示那樣，具備：加速度測量部110、角速度測量部120、GPS測量部130、控制部140、存儲部150、無線通信用接口部(以下記作「無線通信I/F」)160、和有線通信用接口部(以下記作「有線通信I/F」)170。

加速度測量部(加速度傳感器)110測量用戶US的行進中的動作速度的變化的比例(加速度)。加速度測量部110具有3軸加速度傳感器，檢測沿著相互正交的3軸方向的各方向的加速度分量(加速度信號)，并作為加速度數據而輸出。另外，角速度測量部(角速度傳感器)120測量用戶US的行進中的動作方向的變化(角速度)。角速度測量部120具有3軸角速度傳感器，對規定上述加速度數據的相互正交的3軸，檢測在沿著各軸的旋轉運動的旋轉方向上產生的角速度分量(角速度信號)，并作為角速度數據輸出。GPS測量部(定位傳感器)130通過經由GPS天線(省略圖示)接收來自多個GPS衛星的電波，來每隔給定的經過時間間歇取得包含基于緯度、經度信息的地理上的位置信息的定位數據，并輸出。另外，傳感器設備100也可以除了具備上述的加速度測量部110、角速度測量部120、GPS測量部130以外，還具備測量地磁傳感器等的方位的單元。在此，以下將動作數據和定位數據包含在內記作傳感器數據。

控制部140是具備計時功能的CPU(中央運算處理裝置)、MPU(微處理器)等的運算處理裝置。控制部140通過執行給定的控制程序，來控制加速度測量部110、角速度測量部120、GPS測量部130中的感測動作、向后述的存儲部150的數據的保存、讀出動作、無線通信I/F160、有線通信I/F170中的與外部設備的通信動作等各種動作。

存儲部150將由加速度測量部110、角速度測量部120以及GPS測量部130輸出的傳感器數據(加速度數據、角速度數據、定位數據)與時間數據建立關聯并保存在給定的存儲區域。另外，作為存儲部150，也可以讓其一部分或全部具有作為例如存儲卡等可移動存儲介質的形態，相對于傳感器設備100能拆裝地形成。

無線通信I/F160至少通過與后述的手腕設備200進行通信，來接收指示由加速度測量部110、角速度測量部120、GPS測量部130輸出的傳感器數據的日志(log)開始或日志結束的命令信號。由此，在該日志動作的期間中取得的傳感器數據，按照時間序列保存在存儲部150的給定的存儲區域。在此，在無線通信I/F160，作為在傳感器設備100與手腕設備200之間收發各種信號的手法，例如能運用藍牙(Bluetooth(注冊商標))、無線網(WiFi、wireless fidelity(注冊商標))等各種無線通信方式。

有線通信I/F170至少具有將保存于存儲部150的傳感器數據轉發給后述的數據處理部300的功能。由此，在數據處理部300中執行包括推算用戶US的移動軌跡、移動速度的指標推算處理在內的給定的數據解析處理。在此，在有線通信I/F170中，作為從傳感器設備100向數據處理部300轉發傳感器數據的手法，例如能運用經由USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)標準的通信線(USB線)等的各種有線通信方式。另外，作為從傳感器設備100向數據處理部300轉發傳感器數據的手法，也可以使用利用上述的無線通信I/F160的手法。在該情況下，除了運用上述的藍牙通信、無線網通信以外，還可以運用利用了近距離無線通信(NFC、Near Field Communication)技術的非接觸型的通信方式。另外，作為從傳感器設備100向數據處理部300轉發傳感器數據的再其他手法，也可以運用將存儲卡等可移動存儲介質在傳感器設備100與數據處理部300之間更換的方式。

手腕設備200裝備在處于人體的用戶US易于視覺辨識的位置的部位(例如手腕)，對傳感器設備100使用給定的無線通信方式來連接。手腕設備200具有控制傳感器設備100中的傳感器數據的日志開始或日志結束的功能以及將各種信息以能在用戶US視覺辨識的形態顯示的功能。在此，在圖1中，作為控制設備而示出了具有裝備于用戶US的手腕的手表型(或護腕型)的形態的情況，但本發明并不限定于此。控制設備例如也可以是收納在口袋中、或裝備于上臂部的智能手機等的便攜信息終端或專用終端，也可以不使用與傳感器設備100不同的設備，而是在傳感器設備100主體設置指示日志開始或日志結束的操作開關。

手腕設備200具體例如如圖2(b)所示那樣，具備：輸入操作部210、顯示部220、控制部240、存儲部250、和無線通信I/F260。

輸入操作部210是設于手腕設備200的筐體的按鈕開關、或設于后述的顯示部220的前面的觸控面板等的輸入單元。輸入操作部210例如用在指示傳感器設備100中的傳感器數據的日志開始或日志結束時、和使顯示部220顯示所期望的信息等或進行各種設定時的輸入操作中。顯示部220至少在使用輸入操作部210進行輸入操作時顯示關聯的信息。另外，顯示部220也可以具有顯示(或報知)在傳感器設備100取得的傳感器數據、傳感器設備100的動作狀態、時刻信息等的功能。

控制部240通過執行給定的控制程序來控制顯示部220中的顯示動作、向存儲部250的數據的保存、讀出動作、無線通信I/F260中的通信動作等各種動作。存儲部250至少將用于顯示在顯示部220的信息、經由無線通信I/F260與傳感器設備100進行收發的各種信息或數據保存在給定的存儲區域。

無線通信I/F260通過運用上述的給定的無線通信方式來與傳感器設備100進行通信，將操作輸入操作部210而設定的指示傳感器設備100中的傳感器數據的日志開始或日志結束的命令信號等發送給傳感器設備100。

數據處理部300具有如下功能：在運動結束后被轉發在用戶US的行進中由傳感器設備100測定并積蓄的各種傳感器數據，基于該傳感器數據，推算移動軌跡以及移動速度(行進速度)作為與人體的運動狀態相關的指標(運動指標)，并提供給用戶US。在此，數據處理部300只要具備顯示單元、具備能執行后述的數據解析程序的功能，則既可以是筆記本型或桌上型的個人計算機，也可以是智能手機(高功能便攜電話機)或平板終端這樣的便攜信息終端。另外，數據處理部300在如后述的變形例所示那樣利用網絡上的云系統來執行數據解析程序的情況下，也可以是與該云系統連接的通信終端。

數據處理部300具體例如如圖2(c)所示那樣，具備：輸入操作部310、顯示部320、控制部340、存儲部350、和有線通信I/F370。

輸入操作部310是附設在數據處理部300的鍵盤或鼠標、觸摸墊、觸控面板等的輸入單元。在此，輸入操作部310既可以具備各種輸入單元當中的任意1者，也可以具備多個輸入單元。輸入操作部310通過由用戶US選擇顯示于顯示部320的任意的項目或光標，或者通過指示畫面顯示中的任意的位置，來執行與該項目或光標、位置對應的功能。特別在本實施方式中，輸入操作部310，用在將從傳感器設備100轉發的傳感器數據保存在存儲部350的給定的存儲區域時、從保存在存儲部350的傳感器數據中選擇進行解析處理的訓練或試行時的輸入操作等中。

顯示部(運動數據提供部)320例如具有能進行彩色顯示的液晶方式、有機EL元件等發光元件方式的顯示面板，至少在利用輸入操作部310的輸入操作時將關聯的信息、由控制部340推算出的移動軌跡、移動速度等指標以數值或圖表、表格、地圖等給定的形態予以顯示。

控制部(移動軌跡取得部、移動軌跡變形處理部、移動距離取得部)340是CPU或MPU等運算處理裝置。在可選的實施例中，與控制部340相同，數據處理部300可以包括兩種或更多種CPU或MPU功能。通過執行給定的控制程序，來控制顯示部320中的顯示動作、向后述的存儲部350的數據的保存、讀出動作、有線通信I/F370中的通信動作等各種動作。另外，控制部340通過執行給定的算法程序，來進行處理，基于與用戶US所期望的訓練或試行對應的傳感器數據推算移動軌跡和基于其的移動速度等指標，以數值或圖表、表格、地圖等形態予以顯示。在此，在控制部340中執行的控制程序或算法程序既可以預先嵌入到控制部340的內部，也可以保存在存儲部350。另外，關于本實施方式所涉及的數據解析方法，詳細后述。

存儲部350具有閃速ROM(只讀存儲器)和RAM(隨機存取存儲器)中的至少一個并且存儲當由控制部340運行時控制控制部340的指令。存儲部350將經由有線通信I/F370從傳感器設備100轉發的傳感器數據保存在給定的存儲區域。在此，存儲部350中所積蓄的傳感器數據例如與行進方法(訓練菜單等)、路線條件(路線的種類或行進距離、拐角角度等)建立關聯以時間序列保存。另外，存儲部350中所積蓄的傳感器數據既可以是特定的1個用戶的數據，也可以是多個用戶的數據。另外，存儲部350，保存在控制部340中執行給定的算法程序而推算出的移動軌跡或移動速度等指標、在顯示部320以給定的形態顯示這些指標時所使用的數據等。另外，存儲部350也可以讓其一部分或全部具有作為例如存儲卡等可移動存儲介質的形態，對數據處理部300能拆裝地構成。

有線通信I/F370具有如下的功能：通過運用上述的給定的有線通信方式與傳感器設備100進行通信，接收從傳感器設備100發送的傳感器數據，并轉發給存儲部350。

另外，數據處理部300也可以進一步具備或取代有線通信I/F370而具備無線通信I/F，從而能在與傳感器設備100之間進行無線通信方式的通信，由此通過無線通信方式的通信接收來自傳感器設備100的傳感器數據。

<運動支援裝置的控制方法>

接下來參考附圖來說明本實施方式所涉及的運動支援裝置中的控制方法(數據解析方法)。

圖3是表示本實施方式所涉及的運動支援裝置的控制方法(數據解析方法)中的傳感器數據的轉發次序的一例的顯示例。圖4是表示本實施方式所涉及的運動支援裝置的控制方法的一例的流程圖。圖5是用于說明本實施方式所涉及的數據解析方法中的一周期的定義的概略圖。圖6是用于說明本實施方式所涉及的數據解析方法中的積分值取得處理的概略圖。圖7是用于說明本實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器數據的插補處理的概略圖。圖8是用于說明求取本實施方式所涉及的數據解析方法中的虛擬速度的方法的概略圖。圖9是表示本實施方式所涉及的數據解析方法中的GPS軌跡和傳感器軌跡的示例的示意圖。圖10是表示將本實施方式所涉及的數據解析方法中的GPS軌跡和傳感器軌跡的重心位置合在一起的狀態的示意圖。圖11是表示本實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的旋轉處理的一例的流程圖。圖12是表示本實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的旋轉處理的示例的示意圖。圖13是表示本實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的放大縮小處理的一例的流程圖。圖14是表示本實施方式所涉及的數據解析方法中的傳感器軌跡的放大縮小處理的示例的示意圖。圖15是表示本實施方式所涉及的數據解析方法中的推算出的傳感器軌跡的示例的示意圖。圖16是用于說明本實施方式所涉及的數據解析方法中的作用效果的概略圖。

本實施方式所涉及的運動支援裝置中的控制方法(數據解析方法)，大致來說，具有取得與跑步時的運動狀態相關的各種傳感器數據并積蓄的步驟(傳感器數據收集步驟)、和基于積蓄的傳感器數據來推算與運動狀態相關的指標(移動軌跡、移動速度)并予以顯示的步驟(指標推算步驟)。在此，指標推算步驟中的處理動作，通過在數據處理部300的控制部340中執行給定的算法程序而得以實現。

在傳感器數據收集步驟中，首先如圖1所示那樣，用戶US在將傳感器設備100裝備在腰部的狀態下在給定的跑步路線等行進。在此，在開始跑步時，通過由用戶US操作裝備于手腕等的手腕設備200，而從手腕設備200對傳感器設備100發送指示日志開始的命令信號。由此，傳感器設備100的控制部140開始加速度測量部110以及角速度測量部120、GPS測量部130中的傳感器數據(加速度數據、角速度數據、定位數據)的測量，與時間數據建立關聯并依次保存在存儲部150的給定的存儲區域。然后，在結束跑步時，通過由用戶US操作手腕設備200，對傳感器設備100發送指示日志結束的命令信號從而結束加速度測量部110以及角速度測量部120、GPS測量部130中的傳感器數據的測量。由此，表示跑步中的動作狀態的傳感器數據在與時間數據建立關聯的狀態下積蓄在存儲部150的給定的存儲區域。

接下來，通過將傳感器設備100和數據處理部300用USB線等連接來進行通信，跑步中所積蓄的傳感器數據從傳感器設備100被轉發到數據處理部300，保存在存儲部350。在此，用戶US在從傳感器設備100對數據處理部300轉發傳感器數據時(或將傳感器數據轉發并保存在存儲部350后)，使該傳感器數據顯示于顯示部320來進行參考，并使用輸入操作部310來輸入與取得傳感器數據時的跑步相關的諸信息。具體地，如圖3所示那樣，在顯示于顯示部320的輸入畫面中輸入跑步時的行進方法(訓練菜單等)、路線條件(路線的種類、行進距離、試行次數、注釋等)、用戶名等項目信息。由此，從傳感器設備100轉發的傳感器數據與每個試行建立關聯而保存在存儲部350。

接下來，數據處理部300的控制部340對保存在存儲部350的傳感器數據當中的動作數據中的加速度數據執行軸補正處理。一般，裝備在人體的軀干的傳感器設備100由于受到跑步等行進中的上身的搖晃、傾斜的影響，因此在重力方向的軸、與由傳感器設備100檢測到的人體的上下方向的加速度的軸之間出現差異。為此，需要基于由傳感器設備100取得的角速度數據的值來進行補正，使在每個時刻不同的上述軸方向的差異分量相抵。

在軸補正處理中，控制部340首先基于由傳感器設備100取得的角速度數據來推算各時刻的重力方向。然后，控制部340通過使加速度數據的各軸旋轉，以使推算出的重力方向和加速度數據的上下方向一致，來補正加速度數據的值。然后，控制部340將補正后的加速度數據和角速度數據作為補正后傳感器數據而保存在存儲部350的給定的存儲區域。

接下來，在指標推算步驟中，控制部340執行處理，解析上述的補正后傳感器數據，作為與跑步時的運動狀態相關的指標，求取移動軌跡以及移動速度(行進速度)。在此，在本實施方式中，用戶US不進行特別的輸入操作，自動執行求取一連串的移動軌跡以及移動速度的處理(推算處理)。

具體地，首先通過由用戶US操作數據處理部300的輸入操作部310，指示指標推算處理的開始，控制部340執行給定的算法程序(數據解析程序)，來將保存于存儲部350的多個試行數據以例如圖3所示那樣的列表形式或表格形式顯示在顯示部320。從傳感器設備100轉發的傳感器數據(包含上述的補正后傳感器數據)與顯示在顯示部320的各試行數據建立關聯。

接下來，用戶US操作輸入操作部310來從顯示在顯示部320的多個試行數據中選擇執行指標推算處理的任意的試行數據。由此，如圖4的流程圖所示那樣，從存儲部350讀出與所選擇的試行數據建立關聯的傳感器數據。具體地，控制部340取得與所選擇的試行數據建立關聯的傳感器數據當中的加速度數據的推進方向的加速度分量(以下記作「推進方向加速度」)、角速度數據的繞鉛直軸的角速度分量(以下記作「繞鉛直軸角速度」)、和基于GPS的定位數據(步驟S102)。在此，所謂鉛直軸，是指表示與地表垂直的重力方向的軸。

接下來，控制部340算出所取得的推進方向加速度的每一周期的積分值(相對速度)、和繞鉛直軸角速度的每一周期的積分值(相對角度)(步驟S104)。在此，在本實施方式中，所謂一周期，如圖5所示那樣，在用戶US進行跑步等伴隨移動的運動時，將從重復周期性變化的上下方向的加速度數據檢測到的左右的腳的著地定時當中、單側的腳著地的定時作為起點，到前進兩步后而與起點相同側的腳再度著地的定時為止，規定為2步份的期間。

在圖6示出對給定期間的推進方向加速度執行這樣的積分值算出處理的情況的示例。在此，用虛線示出10秒鐘份的推進方向加速度的值，用實線示出對其在每一周期進行積分的值。如此，通過對每個周期進行積分，不管在推進方向加速度、以及繞鉛直軸角速度的哪一者中，都能消除各周期內的數據的周期性變動，能得到各周期間的相對速度或相對角度。

接下來，控制部340如圖7所示那樣，在與GPS的定位數據的取得時刻(圖中標記為「GPS觀測周期」)一致的定時，基于在每一周期求得的相對速度、相對角度的值和上述時刻來生成插補傳感器數據，來執行線性插補處理(步驟S106)。在此，在圖7中，將相對速度和相對角度匯總，為了方便而標記為傳感器數據、或插補傳感器數據。另外，在本實施方式中，作為線性插補處理的手法，示出配合GPS的定位數據的取得時刻來對傳感器數據進行插補的手法，但也可以配合傳感器數據的取得時刻(圖中標記為「行進周期」)來對GPS的定位數據進行插補。

接下來，控制部340判定是否對針對所選擇的試行數據而取得的全部傳感器數據以指定的時間的數據為對象執行了以下的一系列的處理動作(步驟S110～S130)(步驟S108)。控制部340在未對全部傳感器數據完成處理的情況下(步驟S108“否”)，重復執行以下的一系列的處理動作(步驟S110～S130)，另一方面，在對全部傳感器數據完成了一系列的處理動作的情況下(步驟S108“是”)，結束指標推算處理。

具體地，控制部340首先取得以從前次的處理開始時刻起前移給定時間的時刻為起點的給定時間寬度的傳感器數據(步驟S110)。在此，給定時間依賴于GPS中的定位(觀測)的精度而設定，例如在能接收GPS信號的GPS衛星的數量少的情況、其信號強度若的情況等下，由于觀測精度易于變差，因此優選將其時間寬度設定得較長。在本實施方式中，例如設定為能取得10個到30個程度的地點的定位數據的時間寬度。另外，用于從前次的處理開始時刻起使時刻前移的給定時間、和取得傳感器數據的給定時間寬度可以被設定為不同的時間。

接下來，控制部340將GPS的定位數據的各地點的緯度、經度(絕對位置)變換成米空間(meter space)的平面直角坐標，來求取表示基于GPS的用戶US的絕對位置隨時間經過的變化的移動軌跡(以下記作「GPS軌跡」；第1移動軌跡)(步驟S112)。在此，作為從緯度、經度向平面直角坐標的變換方法，例如能運用日本國國土地理院提供的向平面直角坐標的換算方法。另外，作為其他方法，若在坐標變換后的移動軌跡中能容許某種程度的誤差，則將地球視作球體，根據兩點間的緯度(或經度)之差的正切(tangent)與赤道半徑之積，來求取Y方向(或X方向)的位置。

接下來，控制部340判定在前次的一系列的處理動作(步驟S110～S130)中是否有推算出的移動速度(步驟S114)。在有前次推算出的移動速度的情況下(步驟S114“是”)，控制部340取得該移動速度的平均值(平均速度)(步驟S116)。另一方面，在沒有前次推算出的移動速度的情況下(步驟S114“否”)，控制部340根據上述的求得的GPS軌跡中的各地點間的距離和其所需時間來求取平均速度(步驟S118)。

接下來，控制部340如圖8所示那樣，將上述取得的平均速度作為基本速度，對該基本速度加上在每一周期求得的相對速度，來求取虛擬速度(步驟S120)。在此，假設在基本速度(平均速度)與本次的指標推算處理(移動速度的推算處理)的對象數據的平均速度相同的情況下，將求得的虛擬速度決定為本次的一系列的處理動作(步驟S110～S130)中的推算速度。但并不限于基本速度與對象數據的平均速度相同。為此，基本速度雖然與本次的一系列的處理動作中推算出的移動速度(推算速度)不同，但推算為是比較的近似的值，標記為虛擬速度。

接下來，控制部340根據在每一周期求得的相對角度和上述的虛擬速度來求取表示用戶US的位置隨時間經過的相對的變化的移動軌跡(以下記作「傳感器軌跡」；第2移動軌跡)(步驟S122)。具體地，控制部340基于兩點間的相對角度，來決定從某地點向下一地點前進的方向，另外，通過根據上述的虛擬速度和所需時間來求取其距離，來求取傳感器軌跡。在圖9示出用上述那樣的方法求得的GPS軌跡和傳感器軌跡的示例(示意圖)。在此，圖9(a)表示GPS軌跡的示例，圖9(b)表示傳感器軌跡的示例。在這些軌跡中，地點Gst和地點Sst、地點G1和地點S1、地點G2和地點S2、…地點G6和地點S6分別是相同時刻的地點。

接下來，控制部340如圖10所示那樣，在同一平面直角坐標上使求得的GPS軌跡和傳感器軌跡的重心位置重合(步驟S124)。在此，作為表示GPS軌跡與傳感器軌跡的近似性的參數，導入「成本(距離成本)」這樣的概念，在以下所示的使傳感器軌跡近似于GPS軌跡的處理動作(步驟S124～S128)中，計算該成本來驗證GPS軌跡與傳感器軌跡的近似性。該成本(距離成本)具體以GPS軌跡與傳感器軌跡的同時刻的地點間(地點Gst-Sst間、地點G1-S1間、地點G2-S2間、…地點G6-S6間)的距離的總和表征。在圖10中，相當于將同時刻的地點間連結的虛線的長度的總和。

接下來，控制部340為了使傳感器軌跡近似于GPS軌跡，進行使傳感器軌跡以重心位置為中心而旋轉的旋轉處理(步驟S126)。在旋轉處理中，如圖11的流程圖所示那樣，控制部340首先判定是否在預先設定的范圍內的全部旋轉角度進行了使傳感器軌跡旋轉的處理(步驟S202)。在此，關于旋轉處理中所使用的旋轉角度的范圍，也可以在得到前次執行的旋轉處理的結果(成為最小的成本的傳感器軌跡的旋轉角度)的情況下，僅將其近旁(例如前次的旋轉角度±10°的范圍)設定為旋轉范圍，在未得到前次的旋轉處理的結果的情況下，例如將全周(0°～360°)設定為旋轉范圍。另外，也可以在傳感器設備100具備地磁傳感器、能得到地磁的值來判明大體的方位的情況下，將該方位作為基準，僅將特定的方位的近旁設定為旋轉范圍。

在未在設定的范圍內的全部旋轉角度完成旋轉處理的情況下(步驟S202“否”)，控制部340例如如圖12中虛線箭頭所示那樣，使傳感器軌跡旋轉給定的角度(步驟S204)。在此，使傳感器軌跡旋轉的給定的角度，還與基于進行旋轉處理的情況下得到的成本的近似性的精度、控制部340中的計算處理的負荷的程度等相關，例如優選使旋轉角度每1°～5°程度地變化。

然后，控制部340計算GPS軌跡和旋轉過的傳感器軌跡中的成本(步驟S206)，將該計算出的成本和旋轉過的傳感器軌跡建立關聯而保存在存儲部350的給定的存儲區域(步驟S208)。之后返回步驟S202，控制部340直到在設定的范圍內的全部旋轉角度完成旋轉處理為止，重復執行上述的一系列的處理動作(步驟S204～S208)。然后，在全部旋轉角度完成旋轉處理的情況下(步驟S202“是”)，控制部340提取對傳感器軌跡的每個旋轉角度計算出并且保存在存儲部350的成本當中的最小的成本，例如如圖12所示那樣，將與該成本建立對應而保存的傳感器軌跡作為旋轉處理的結果輸出(步驟S210)。

另外，在本實施方式中，作為使用旋轉處理來使傳感器軌跡近似于GPS軌跡的手法，示出在預先設定的范圍內的全部旋轉角度執行旋轉處理來搜索成為最小的成本的旋轉角度的傳感器軌跡的手法，但本發明并不限定于此。例如也可以運用基于特定的函數(在此為表示成本的變化的函數)的傾斜(一階微分)來求取最小值的周知的最陡下降法等最佳化手法，來搜索成為最小的成本的旋轉角度。

接下來，控制部340為了使傳感器軌跡進一步近似于GPS軌跡，進行使傳感器軌跡放大、或縮小的放大縮小處理(步驟S128)。在放大縮小處理中，如圖13的流程圖所示那樣，控制部340首先判定是否以預先設定的范圍內的全部倍率進行了使傳感器軌跡放大或縮小的處理(步驟S222)。在此，關于放大縮小處理中所使用的放大、縮小倍率的范圍，在得到前次執行的放大縮小處理的結果(成為最小的成本的傳感器軌跡的放大、縮小倍率)的情況下，僅將其近旁(例如前次的放大、縮小倍率±0.5倍的范圍)設定為倍率范圍，在未得到前次的放大縮小處理的結果的情況下，若是以跑步或馬拉松那樣速度變化小的運動為對象的情況，則例如優選將0.5倍(縮小)～2倍(放大)程度設定為倍率范圍。另外，在以速度變化大的運動為對象的情況下，也可以設定超出上述的范圍的倍率范圍。

在未以所設定的范圍內的全部倍率完成放大縮小處理的情況下(步驟S222“否”)，控制部340例如如圖14中虛線箭頭所示那樣，使傳感器軌跡以給定的倍率放大或縮小(步驟S224)。在此，使傳感器軌跡放大或縮小的給定的倍率，還與基于進行放大縮小處理的情況下得到的成本的近似性的精度、控制部340中的計算處理的負荷的程度等相關，例如優選使倍率以每0.1倍程度變化。

然后，控制部340計算GPS軌跡和放大或縮小過的傳感器軌跡中的成本(步驟S226)，使該計算出的成本和放大或縮小過的傳感器軌跡建立關聯而保存在存儲部350的給定的存儲區域(步驟S228)。之后返回步驟S222，控制部340直到以所設定的范圍內的全部倍率完成放大縮小處理為止，重復執行上述的一系列的處理動作(步驟S224～S228)。然后，在以全部倍率完成了放大縮小處理的情況下(步驟S222“是”)，控制部340提取對傳感器軌跡的每個放大、縮小倍率計算出并且保存在存儲部350的成本當中的最小的成本，例如如圖14所示那樣，將與該成本建立對應而保存的傳感器軌跡作為放大縮小處理的結果輸出(步驟S230)。

另外，在本實施方式中，作為使用放大縮小處理來使傳感器軌跡近似于GPS軌跡的手法，示出以預先設定的范圍內的全部倍率執行放大縮小處理來搜索成為最小的成本的倍率的傳感器軌跡的手法，但本發明并不限定于此。例如也可以與上述的旋轉處理同樣地運用周知的最陡下降法等最佳化手法來搜索成為最小的成本的放大、縮小倍率。

接下來，控制部340對作為上述的旋轉處理以及放大縮小處理的結果而輸出的傳感器軌跡，根據各2地點間的距離和在該各2地點間移動所需要的所需時間，來求取各2地點間的移動速度(步驟S130)。具體地，對于通過旋轉處理以及放大縮小處理而被推算得近似于GPS軌跡的傳感器軌跡，例如如圖15所示那樣，根據相鄰的各2地點間(地點Sst-S1間、地點S1-S2間、…地點S5-S6間)的距離和該移動所需要的時間來求取各2地點間的移動速度(速度A、B、…F)。然后，求得的移動速度與推算出的移動軌跡建立關聯而保存在存儲部350的給定的存儲區域。

在此，關于用戶實際在半程馬拉松的路線奔跑時得到的GPS軌跡、和使用上述的指標推算處理而推算的傳感器軌跡中的精度的良好與否，使用實測數據來進行驗證。在半程馬拉松中，用戶實際行進的全移動距離(即，正確的距離)是21.0975km。與此相對，如圖16所示那樣，在基于在路線的行進中取得的GPS的定位數據的GPS軌跡(圖中示出特定的2點間的移動軌跡的示例)中，將各2點間的距離累積而計算出的全移動距離是21.5541km，與實際的全移動距離(正確)的差值是456.6m。另一方面，在使用上述的指標推算處理基于由傳感器設備100取得的傳感器數據(加速度數據以及角速度數據)而推算出的傳感器軌跡中，將各2點間的距離累積而計算出的全移動距離是21.0258km，與實際的全移動距離(正確)的差值為71.7m。即，可以判明的是，在使用本實施方式所涉及的指標推算處理，基于在用戶的行進中取得的傳感器數據而推算出的傳感器軌跡中，能得到相比較GPS軌跡更近似于實際的移動距離的結果。

接下來，控制部340將用于掌握運動狀態的指標以數值、圖表、表格等任意的形態顯示在顯示部320，這些指標是基于使用上述的指標推算處理推算出的傳感器軌跡而求得的移動速度，或例如基于推算出的傳感器軌跡的2點間的距離、和根據加速度的變化而得到的著地定時來求得的間距和步幅等。另外，也可以將這些指標與例如顯示于地圖上的傳感器軌跡建立關聯來進行顯示。

如以上那樣，在本實施方式中，通過用戶US所裝備的傳感器設備100來進行使基于行進中取得的加速度數據以及角速度數據的傳感器軌跡近似于基于GPS的定位數據的GPS軌跡的處理，基于其處理結果來求取行進中的2點間的距離和速度。在此，作為使傳感器軌跡近似于GPS軌跡的手法，例如運用通過對傳感器軌跡進行旋轉或放大縮小來使GPS軌跡與傳感器軌跡的各自的同時刻的地點間的距離的總和(成本)成為最小的方法。通過如此使用以近似于GPS軌跡的方式推算得到的傳感器軌跡，相比較僅使用GPS的定位數據的情況，能精度良好地求取行進中的2點間的距離和速度。因此，用戶通過觀察經由顯示部320以給定的顯示形態提供的上述的移動軌跡、移動速度等指標，能準確地掌握行進中的運動狀態，能有助于其判斷和改善。

<變形例1>

接下來說明上述的實施方式中的變形例。

圖17是表示本實施方式所涉及的運動支援裝置的控制方法的其他示例(變形例1)的主要部分的流程圖。在此，對于與上述的實施方式(圖4參考)同等的處理動作，省略其說明。

在上述的實施方式中，說明了在指標推算處理的一系列的處理動作中，執行旋轉處理(步驟S126)和放大縮小處理(步驟S128)各1次的示例(參考圖4)，但本發明并不限定于此。即，只要能某種程度地確保GPS軌跡與傳感器軌跡的近似性，則也可以僅執行上述的旋轉處理和放大縮小處理的任意一方。另外，如上述的實施方式所示那樣，在將旋轉處理和放大縮小處理各執行1次的情況下，能精度良好地推算用戶的移動軌跡和移動速度，并能極力抑制控制部340中的處理負擔從而迅速執行處理。在此，在GPS軌跡與傳感器軌跡的近似性低、用戶的移動軌跡和移動速度的推算精度不充分的情況下，或進一步精度良好地推算移動軌跡和移動速度的情況下，能如以下所示那樣運用重復多次執行旋轉處理和放大縮小處理的控制方法。

具體地，控制部340與上述的實施方式(圖4參考)同樣地，求取基于GPS的定位數據的GPS軌跡、和基于加速度數據以及角速度數據的傳感器軌跡，在使這些軌跡的重心位置重合(步驟S124)后，例如如圖17的流程圖所示那樣，執行旋轉處理(步驟S126)以及放大縮小處理(步驟S128)。然后，控制部340判定相對于前次的旋轉處理以及放大縮小處理的結果而在本次的旋轉處理以及放大縮小處理的結果中是否有變化(步驟S129)。在此，關于旋轉處理以及放大縮小處理的結果中是否有變化的判斷，例如對于成本最小的時的傳感器軌跡、或這時的旋轉角度以及放大、縮小倍率，基于在前次與本次之間是否有差異、或者其差值是否為預先設定的閾值以下(是否收斂)來進行判斷。在判斷為處理結果中有變化的情況下(步驟S129“是”)、或未得到前次的旋轉處理以及放大縮小處理的結果的情況下，控制部340返回步驟S126，重復執行傳感器軌跡的旋轉處理以及放大縮小處理。然后，在判斷為該處理結果中沒有變化、或處理結果收斂的情況下(步驟S129“否”)，控制部340對作為之前最近的旋轉處理以及放大縮小處理的結果而輸出的傳感器軌跡，根據相鄰的各2地點間的距離和在該各2地點間的移動所需要的所需時間，來求取各2地點間的移動速度(步驟S130)。

<變形例2>

圖18是表示本實施方式所涉及的運動支援裝置的其他示例(變形例2)的概略構成圖。在此，關于與上述的實施方式(參考圖1)同等的構成，省略其說明。

在上述的實施方式中，說明了由傳感器設備100測定并積蓄行進中的傳感器數據，在運動結束后在數據處理部300中推算移動軌跡和移動速度等的指標，以給定的顯示形態提供給用戶的示例，但本發明并不限定于此。即，也可以例如如圖18所示那樣，運動支援裝置具備與網絡連接的服務器設備500或云系統。

具體地，將行進中由傳感器設備100取得的傳感器數據經由數據處理部300或網絡中繼設備400轉發給服務器設備500，并在服務器設備500中執行上述的指標推算處理。然后，用戶US操作數據處理部300來連接到網絡或服務器設備500，使基于指標推算處理的結果的信息在顯示部320以給定的形態顯示，由此能準確地掌握行進中的運動狀態。在該情況下，數據處理部300能運用連接到網絡或服務器設備500從而具有能顯示基于指標推算處理的結果的信息的功能的簡易構成的通信終端。即，在本變形例中，通過構成為包含數據處理部300以及網絡、服務器設備500，實現了與上述的第1實施方式所示的數據處理部同等的功能。

另外，在上述的實施方式和變形例中，作為使傳感器軌跡近似于GPS軌跡的手法，說明了執行旋轉處理和放大縮小處理的情況，但本發明并不限定于此。例如也可以運用利用了動態規劃法的DP(Dynamic Programming)匹配等其他手法，動態規劃法將曾經計算出的結果再利用來有效率地進行計算，一邊進行2個圖案的要素間的建立對應一邊計算相似性。

另外，在上述的實施方式和變形例中，在用戶US的運動后，將行進中由傳感器設備100取得的傳感器數據轉發給數據處理部300，來求取(推算)移動軌跡以及移動速度，示出了設想離線處理的控制方法，但本發明并不限定于此。例如，也可以在傳感器設備100中取得了給定時間份的傳感器數據的階段，利用無線通信將該傳感器數據從傳感器設備100轉發到數據處理部300，作為求取移動軌跡以及移動速度的在線處理來執行。在該情況下，能將求得的移動軌跡以及移動速度等指標在用戶US的行進中大致實時地顯示在數據處理部300的顯示部320或手腕設備200的顯示部220來進行提供。

以上說明了本發明的幾個實施方式，但本發明并不限定于上述的實施方式，還包含與權利要求的范圍中所記載的發明和其等同的范圍。