技術領域

本發明涉及能夠掌握人體的運動時的動作狀態(運動狀態)，有助于其判斷、改善的運動支援裝置以及運動支援方法、運動支援程序。

背景技術：

近年來，以健康意識的提高等為背景，日常性地進行跑步、行走、騎車等運動，維持、增進健康狀態的人們不斷增加。此外，通過日常的運動，以參加馬拉松賽事等競技賽事為目標的人們也不斷增加。這樣的人們為了掌握自己的健康狀態、運動狀態，對于測量或者記錄各種生物體信息、運動信息具有很高的意識、興趣。此外，以參加競技賽事等為目標的人們由于以在該競技中的好成績為目標，因此對于高效并且有效的訓練方法的意識、興趣也非常高。

另一方面，這些人們中的大部分針對自己的運動方法、運動姿勢(form)等，從專家、教練等接受適當的指導的機會非常少。因此，掌握自己運動(例如跑步)時的身體的用法的平衡，判斷是否適當是非常困難的。此外，持續進行欠缺身體的用法的平衡的運動不僅效率差，也可能會導致身體出現問題。

例如，為了調查跑步時的身體的用法上的左右的平衡，作為運動指標對跑步中測量的各種事象是由右腳的著地而引起的、還是由左腳的著地而引起的進行判定是很重要的。關于這樣的左右腳的著地判定，例如在專利文獻1中記載了如下方法：基于步行時的圍繞鉛垂軸的角速度，即安裝了傳感器(測量器)的姿勢下的左右方向的旋轉量中的成為最大旋轉量的方向(正方向或負方向)，來判定形成一步的腳的左右。

專利文獻1：JP特開2011-251013號公報

已知一般對于跑步時的身體的運動而言，腰部分和胸部分的圍繞鉛垂軸的旋轉會成為反向。但是，在跑步動作中，提高了速度的情況下，胸部分的旋轉大于腰部分的旋轉，鉛垂軸上的旋轉的中間點(旋轉方向切換的中心點)會移動到接近腰的位置。因此，在將傳感器設備安裝在腰上與使用者一起移動來測量跑步時的動作的情況下，傳感器設備的安裝位置會由于跑步時的振動等而上下移動，從而變得難以適當地探測腰部分的旋轉，具有左右腳的著地判定不穩定或者不正確這樣的問題。

此外，在如上述專利文獻1所記載的方法那樣，為了判定跑步時的左右腳的著地而使用來自角速度傳感器的探測信號(或角速度數據)的方法中，由于角速度傳感器的功耗比較大的情況較多，因此還具有存在給傳感器設備的驅動時間帶來影響(變短)的情況這樣的問題。

因此，在本發明中，鑒于上述問題點，目的在于提供一種能夠以低功耗正確進行左右腳的著地判定，并能夠準確掌握并判斷運動時的身體的用法的平衡的運動支援裝置以及運動支援方法、運動支援程序。

技術實現要素：

一種運動支援裝置，其特征在于，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：

使用以使用者的左右腳中的一個著地時的著地定時為基準決定的某一定時處所取得的傳感器數據的第1分量，決定在所述著地定時著地的腳是使用者的所述左右腳中的哪一方，所述著地定時由所述傳感器數據決定，所述傳感器數據由傳感器檢測，所述傳感器檢測移動動作中的所述使用者的身體的動作狀態，并輸出以所述使用者的前進方向為Y軸并以所述Y軸為中心的旋轉運動的角速度數據作為與所述動作狀態對應的所述傳感數據的一部分，

其中所述指令進一步控制所述至少一個處理器進行以下操作：

至少使用從所述傳感器輸出的所述Y軸的所述角速度數據作為所述 傳感器數據的所述第1分量，來進行所述決定。

一種運動支援方法，包括以下步驟：

使用以使用者的左右腳中的一個著地時的著地定時為基準決定的某一定時處取得的傳感器數據的第1分量，決定在所述著地定時著地的腳是使用者的所述左右腳中的哪一方，所述著地定時由所述傳感器數據決定，所述傳感器數據由傳感器檢測，所述傳感器檢測移動動作中的所述使用者的身體的動作狀態，并輸出以所述使用者的前進方向為Y軸并以所述Y軸為中心的旋轉運動的角速度數據作為與所述動作狀態對應的所述傳感數據的一部分，

其中所述方法進一步包括以下步驟：

至少使用從所述傳感器輸出的所述Y軸的所述角速度數據作為所述傳感器數據的所述第1分量，來進行所述決定。

一種非暫時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：

使用以使用者的左右腳中的一個著地時的著地定時為基準決定的某一定時處取得的傳感器數據的第1分量，決定在所述著地定時著地的腳是使用者的所述左右腳中的哪一方，所述著地定時由所述傳感器數據決定，所述傳感器數據由傳感器檢測，所述傳感器檢測移動動作中的所述使用者的身體的動作狀態，并輸出以所述使用者的前進方向為Y軸并以所述Y軸為中心的旋轉運動的角速度數據作為與所述動作狀態對應的所述傳感數據的一部分，

其中所述指令進一步控制所述至少一個處理器進行以下操作：

至少使用從所述傳感器輸出的所述Y軸的所述角速度數據作為所述傳感器數據的所述第1分量，來進行所述決定。

一種運動支援系統，包括：

運動支援裝置，所述運動支援裝置包括：

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：

使用以使用者的左右腳中的一個著地時的著地定時為基準決定的某一定時處取得的傳感器數據的第1分量，決定在所述著地定時著地的腳是使用者的所述左右腳中的哪一方，所述著地定時由所述傳感器數據決定，所述傳感器數據由傳感器檢測，所述傳感器檢測移動動作中的所述使用者的身體的動作狀態，并輸出以所述使用者的前進方向為Y軸并以所述Y軸為中心的旋轉運動的角速度數據作為與所述動作狀態對應的所述傳感數據的一部分，

其中所述指令進一步控制所述至少一個處理器進行以下操作：

至少使用從所述傳感器輸出的所述Y軸的所述角速度數據作為所述傳感器數據的所述第1分量，來進行所述決定。

附圖說明

若結合以下的附圖考慮以下詳細的記述，則能夠獲得本申請的更深刻的理解。

圖1是表示本發明所涉及的運動支援裝置的第1實施方式的示意圖。

圖2是表示第1本實施方式所涉及的運動支援裝置中應用的各構成的功能框圖。

圖3是表示第1實施方式中應用的加速度傳感器以及角速度傳感器的3個軸方向的示意圖。

圖4是表示第1實施方式所涉及的運動支援方法的一例的流程圖。

圖5是表示第1實施方式所涉及的運動支援方法中應用的步判定處理的一例的流程圖。

圖6是表示由第1實施方式所涉及的加速度測量部所取得的各軸的加速度波形(平滑化濾波處理后)的一例的波形圖。

圖7是表示第1實施方式所涉及的運動支援方法中應用的左右著地判定處理的一例的流程圖。

圖8是表示由第1實施方式所涉及的加速度測量部所取得的Z軸的加速度波形(平滑化濾波處理后)、和由角速度測量部所取得的Y軸的角速 度波形的一例的波形圖。

圖9是表示第1實施方式所涉及的運動支援方法中應用的運動指標的顯示例的圖。

圖10是表示第1實施方式所涉及的運動支援方法的變形例的流程圖。

圖11是表示第2實施方式所涉及的運動支援方法中應用的左右著地判定處理的一例的流程圖。

圖12是表示第3實施方式所涉及的運動支援方法的一例的流程圖。

圖13是表示由第3實施方式所涉及的加速度測量部所取得的加速度數據、和由角速度測量部所取得的角速度數據的一例的實測波形圖。

圖14是表示第3實施方式所涉及的運動支援方法中應用的左右著地判定處理的最終處理的一例的流程圖。

圖15是表示本發明所涉及的運動支援裝置的第4實施方式的示意圖。

圖16是表示第4實施方式所涉及的運動支援裝置中應用的信息處理終端的構成的功能框圖。

圖17是表示第4實施方式中應用的信息處理終端中的運動指標的顯示例的圖。

具體實施方式

以下，示出實施方式來詳細說明本發明所涉及的運動支援裝置以及運動支援方法、運動支援程序。另外，在以下的實施方式中，針對本發明所涉及的運動支援裝置的用戶(使用者)進行跑步的情況進行說明，但只要是周期性地交替活動左右腳的運動，也可以是行走、騎車等其他運動。

<第1實施方式>

(運動支援裝置)

圖1是表示本發明所涉及的運動支援裝置的第1實施方式的示意圖。圖2是表示本實施方式所涉及的運動支援裝置中應用的各構成的功能框圖。圖2(a)是表示傳感器設備的構成的功能框圖，圖2(b)是表示腕設備的構成的功能框圖。圖3是表示本實施方式中應用的運動傳感器的3個軸方向的示意圖。

第1實施方式所涉及的運動支援裝置例如如圖1所示，具有安裝于用 戶(使用者)US的背面側的腰部的傳感器設備100、和安裝于用戶US的手腕等的腕表型或腕帶型的控制設備(以下為了方便起見記為“腕設備”)200，使得傳感器裝置100在使用者US移動時與使用者US一起移動。

傳感器設備100具有如下功能：使用運動傳感器(加速度測量部、角速度測量部)對跑步、馬拉松等伴隨移動的運動中的人體的動作進行測量，基于所收集到的傳感器數據，計算包含表示運動時的身體的用法上的左右平衡的運動指標在內的與用戶US的運動狀態相關的各種數據。另外，在圖1中，作為傳感器設備100而示出了安裝于用戶US的腰部的構成，但本發明并不限定于此。傳感器設備100只要安裝于穿過人體的中心的體軸上或其附近即可，也可以安裝于其他位置，例如胸部、頸部、腹部等。此外，關于傳感器設備100向人體的安裝方法，也并無特別限定，例如可以是在訓練服上用夾子夾住的形態、用膠帶構件等粘貼的形態、通過帶子等纏在身體上的形態等，適當應用各種安裝方法。

傳感器設備100具體來說例如如圖2(a)所示，具備加速度測量部110、角速度測量部120、軸校正部130、存儲部140、信號處理部150、控制部160和通信用接口部(以下簡記為“通信I/F部”)170。

加速度測量部(傳感器部)110測量用戶US的運動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，檢測沿著彼此正交的3個軸的各軸的加速度(加速度信號)，作為加速度數據來輸出。在本實施方式中，如圖3所示，針對跑步中的用戶US，將傳感器設備100(加速度測量部110)安裝于用戶US的腰部，使得前進方向為+Y軸方向，右手方向為+X軸方向，與X-Y平面正交的頂部方向為+Z軸方向。由加速度測量部110取得的加速度數據(X、Y、Z各軸的加速度數據AccX、AccY、AccZ)與經過時間的時間數據建立關聯，被保存在后述的存儲部140中。

角速度測量部(傳感器部)120測量用戶US的運動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，針對規定上述加速度數據的彼此正交的3個軸，檢測以各軸為中心的旋轉運動的旋轉方向上產生的角速度(角速度信號)，作為角速度數據來輸出。在本實施方式中，如圖3所示，關于彼此正交的X、Y、Z的3個軸，將朝向各軸 的加速度的+方向在順時針方向上產生的角速度規定為+方向。由角速度測量部120取得的角速度數據(X、Y、Z各軸的角速度數據GyrX、GyrY、GyrZ)與經過時間的時間數據建立關聯而被保存在存儲部140中。

軸校正部130針對由加速度測量部110以及角速度測量部120取得的傳感器數據(加速度數據、角速度數據)執行軸校正處理。具體來說，一般人體的背面側的腰部即使在直立狀態下，也相對于表示與地表垂直的重力方向的鉛垂軸而前傾，因而所安裝的傳感器設備100的上下方向的軸(Z軸)也相對于鉛垂軸而前傾。然后，若用戶US開始跑動，則腰部進一步前傾，從而傳感器設備100的Z軸進一步傾斜，因而會對所取得的傳感器數據進一步施加行進動作所引起的角度變動。因此，軸校正部130，首先，針對行進動作的數周期份將各軸的加速度平均化。通過該平均化從而加速度的重力方向的分量殘留(被提取)，因此基于此來確定重力方向。軸校正部130將加速度、角速度信號的各軸進行旋轉，使得由加速度測量部110所取得的加速度數據的頂部(上)方向與上述確定出的重力方向一致，由此來校正加速度數據以及角速度數據。

存儲部140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信號處理部150和/或控制部160運行時控制信號處理部150和/或控制部160的指令。存儲部140將在軸校正部130中被軸校正后的傳感器數據(加速度數據、角速度數據)與經過時間的時間數據建立關聯而保存在給定的存儲區域中。此外，存儲部140將包含通過在后述的信號處理部150、控制部160中執行給定的控制程序、算法程序從而基于該傳感器數據而計算出的運動指標在內的、與運動狀態相關的各種數據等保存在給定的存儲區域中。另外，存儲部140可以具有其一部分或全部作為可移動存儲介質的形態，構成為能夠相對于傳感器設備100進行拆裝。

信號處理部(步判定處理部、左右著地判定部、測量控制部)150是諸如CPU(中央處理單元)或MPU(微處理器)的算法處理裝置，并且根據存儲在存儲部140中的指令運行各種處理。信號處理部150執行如下處理：根據來自后述的控制部160的根據至少一個用戶操作和/或存儲在存儲部140中的指令運行各種處理的指示，基于保存在存儲部140中的軸校正后 的傳感器數據來判定著地的腳是左右腳的哪一方，計算包含表示運動時的身體的用法上的左右平衡的運動指標在內的、與用戶US的運動狀態相關的各種數據。

控制部(測量控制部)160是具備計時功能的CPU或MPU等運算處理裝置，其基于給定的動作時鐘，執行給定的控制程序。在一個實施例中，用作信號處理部150的CPU或MPU也可以用作控制部160。在替代的實施例中，運動支援裝置的傳感器裝置100可以包括用作信號處理部150和控制部160的兩個或更多個CPU或MPU。由此，控制部160控制加速度測量部110、角速度測量部120中的傳感動作、存儲部140中的各種數據等的保存以及讀出動作、后述的通信I/F部170中的與腕設備200的通信動作等。此外，控制部160通過執行給定的算法程序，從而控制軸校正部130中的傳感器數據的軸校正處理、信號處理部150中的著地的腳是左右腳的哪一方的判定、運動指標等的計算等給定的信號處理。另外，關于在信號處理部150以及控制部160中執行的信號處理，在后面詳細敘述。

通信I/F部170至少與后述的腕設備200進行通信，通過接收來自腕設備200的控制信號，從而控制加速度測量部110、角速度測量部120中的傳感動作的開始或結束。此外，通信I/F部170將由加速度測量部110、角速度測量部120所收集到的傳感器數據、基于該傳感器數據由信號處理部150計算出的與運動狀態相關的各種數據等，發送給腕設備200。在此，在通信I/F部170中，作為在傳感器設備100與腕設備200之間收發各種信號、數據的方法，可以應用例如藍牙(Bluetooth(注冊商標))、無線保真(WiFi；wireless fidelity(注冊商標))等各種無線通信方式。

另外，傳感器設備100除了上述加速度測量部110、角速度測量部120之外，還可以具有具備地磁傳感器的測量部、GPS(全球定位系統：Global Positioning System)測量部等其他測量單元。由這些測量部所取得的傳感器數據(地磁數據、定位數據等)與經過時間的時間數據建立關聯而被保存到存儲部140中。這些傳感器數據能夠在與地形、地理條件建立關聯地對在上述信號處理部150中計算出的與運動狀態相關的各種數據進行分析時等使用。

腕設備200被安裝于用戶US容易目識別的位置的人體的部位(例如 手腕)，使用給定的無線通信方式來連接到傳感器設備100。腕設備200具有指示傳感器設備100中的傳感動作的開始或結束的功能、將基于在傳感器設備100中取得的傳感器數據而計算出的與運動狀態相關的各種數據等以能夠目識別的形式顯示給用戶US的功能。在此，在圖1中，示出了作為控制設備而具有安裝于用戶US的手腕的腕表型(或腕帶型)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于口袋中或者安裝于上臂部的智能電話等便攜式信息終端、專用終端。

腕設備200具體來說例如如圖2(b)所示，具備輸入操作部210、顯示部220、存儲部240、控制部260和通信I/F部270。

輸入操作部210是設置于腕設備200的殼體的按鈕開關、設置于后述的顯示部220的前面的觸摸面板等輸入單元。輸入操作部210例如用于指示傳感器設備100中的傳感動作的開始或結束時、在顯示部220顯示所希望的信息等或者進行各種設定時的輸入操作。

顯示部220例如具有液晶方式、發光元件方式等的顯示面板，以給定的形式至少顯示與使用了輸入操作部210的輸入操作相關的信息、從傳感器設備100發送的與用戶US的運動狀態相關的各種數據等。另外，顯示部220除了上述信息之外，還可以顯示與傳感器設備100的動作狀態相關的信息、時刻信息等。

存儲部240至少將經由后述的通信I/F部270從傳感器設備100發送的與用戶US的運動狀態相關的各種數據等保存在給定的存儲區域中。控制部260通過執行給定的控制程序，從而控制顯示部220中的各種數據等的顯示動作、存儲部240中的數據的保存以及讀出動作、通信I/F部270中的與傳感器設備100的通信動作等。

通信I/F部270通過應用給定的無線通信方式與傳感器設備100進行通信，從而將通過操作輸入操作部210而設定的指示傳感器設備100中的傳感動作的開始或結束的控制信號等發送給傳感器設備100。此外，通信I/F部270接收在傳感器設備100中計算出的與用戶US的運動狀態相關的各種數據等。

(運動支援方法)

接著，參照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(運動支援方法)。另外，以下所示的運動支援方法通過在傳感器設備100以及腕設備200的各控制部中執行給定的算法程序來實現。

圖4是表示本實施方式所涉及的運動支援方法的一例的流程圖。圖5是表示本實施方式所涉及的運動支援方法中應用的步判定處理的一例的流程圖。圖6是表示由本實施方式所涉及的加速度測量部所取得的各軸的加速度波形(平滑化濾波處理后)的一例的波形圖。圖7是表示本實施方式所涉及的運動支援方法中應用的左右著地判定處理的一例的流程圖。圖8是表示由本實施方式所涉及的加速度測量部所取得的Z軸的加速度波形(平滑化濾波處理后)、和由角速度測量部所取得的Y軸的角速度波形的一例的波形圖。圖9是表示本實施方式所涉及的運動支援方法中應用的運動指標的顯示例的圖。

在本實施方式所涉及的運動支援方法中，如圖4的流程圖所示，首先，在用戶US將傳感器設備100安裝于腰部的狀態下，開始跑步時，操作安裝于手腕等的腕設備200來開始傳感器設備100中的傳感動作。具體來說，通過用戶US操作腕設備200，從而從腕設備200經由通信I/F部170向傳感器設備100發送指示傳感器設備100中的傳感動作的開始的控制信號。由此，傳感器設備100的控制部160使加速度測量部110以及角速度測量部120有效化，并且執行將用于判定跑步中的步伐(由左右腳的各一步構成的2步)的步數計數器ctStep的值設定為“0”的初始化動作(步驟S102)。加速度測量部110以及角速度測量部120若被控制部160有效化，則開始基于給定的采樣頻率來取得傳感器數據的采樣動作。在此，加速度測量部110以及角速度測量部120中的采樣動作被同步執行，在相同的定時取得加速度數據以及角速度數據。

控制部160反復執行以下一系列的處理動作(步驟S106～S124)，直到通過用戶US操作腕設備200，從而經由通信I/F部170接收指示傳感器設備100中的傳感動作的結束的控制信號，進行處理的結束判斷為止(步驟S104)。

即，控制部160，首先，判定是否由加速度測量部110以及角速度測量部120通知了傳感器數據的取得(采樣)(步驟S106)。控制部160若從加速度測量部110以及角速度測量部120接收到采樣通知(步驟S106 的“是”)，則將由加速度測量部110取得的加速度數據保存到環形緩沖區中(步驟S108)。另一方面，在未接收到采樣通知的情況下，控制部160返回到步驟S104繼續處理，等待下次的采樣通知。此外，在角速度測量部120被有效化的情況下，控制部160在上述的加速度數據的取得的同時，將角速度數據保存在環形緩沖區中(步驟S110)。在此，保存加速度數據以及角速度數據的環形緩沖區既可以設置于存儲部140，也可以設置于執行后述的步判定處理的信號處理部150。

接下來，控制部160控制信號處理部150，基于所取得的加速度數據，進行對跑步中的左右腳的每一步的步伐進行判定的步判定處理(步驟S112)。在本實施方式所涉及的步判定處理中，使用由加速度測量部110所取得的加速度數據當中的Z軸的加速度數據(第2分量)AccZ，來判定跑步中的每一步的步伐。即，對由加速度測量部110在跑步中取得的加速度數據進行軸校正，并實施了平滑化濾波處理后的波形例如如圖6所示，在X、Y、Z的各軸上分別具有特征的波形。在此，Z軸的加速度數據AccZ中的隨著時間經過而加速度的值發生較大變化的波形的周期，相當于表示每一步的步伐的步周期。因此，基于Z軸的加速度數據AccZ，能夠判定跑步中的每一步的步伐。

在步判定處理中，如圖5的流程圖所示，信號處理部150，首先，使用由加速度測量部110所取得的加速度數據中的最新(最近)的例如4試樣份的Z軸的加速度數據AccZ，來計算移動平均值A0(步驟S202)。

接下來，信號處理部150基于Z軸的加速度數據AccZ的移動平均值A0，來判定步伐(步)是否前進。具體來說，信號處理部150通過判定所計算出的Z軸的加速度數據AccZ的移動平均值A0是否比基于在1個試樣前取得的加速度數據而計算出的Z軸的加速度數據AccZ的移動平均值A1大、并且為預先設定的閾值TH0以上，來檢測步伐(步)的分割線(break)。即，信號處理部150判定移動平均值A1是否小于閾值TH0(步驟S204)，在移動平均值A1小于閾值TH0的情況下(步驟S204的“是”)，判定移動平均值A0是否為閾值TH0以上(步驟S206)。在移動平均值A0為閾值TH0以上的情況下(步驟S206的“是”)，信號處理部150將移動平均值A0設定到移動平均值A1，并且判定為檢測到步伐(步)的 分割線而步伐(步)前進，將標志IS_STEP設定為1。信號處理部150將這些移動平均值A1以及標志IS_STEP保存在存儲部140的給定的存儲區域中(步驟S208)。在此，用于對所計算出的Z軸的加速度數據AccZ的移動平均值A0的大小進行規定的閾值TH0例如可以基于在過去進行的跑步時取得的加速度數據來設定，例如可以設定為12m/s2程度。

另一方面，在移動平均值A1為閾值TH0以上的情況(步驟S204的“否”)下、或在移動平均值A1小于閾值TH0而移動平均值A0小于閾值TH0的情況(步驟S206的“否”)下，信號處理部150將移動平均值A0設定到移動平均值A1，并且判定為未檢測到步伐(步)的分割線而步伐(步)未前進，將標志IS_STEP設定為0。信號處理部150將這些移動平均值A1以及標志IS_STEP保存在存儲部140的給定的存儲區域中(步驟S220)，結束步判定處理而返回到圖4所示的流程圖。另外，在上述的步伐(步)的有無的判定處理(步驟S204、S206)中應用的基于在1個試樣前取得的加速度數據而計算出的移動平均值A1在初始狀態下不確定。因此，信號處理部150針對基于以最初的數個試樣取得的加速度數據而計算出的移動平均值A0，不進行上述的判定處理而判定為步伐(步)未前進，將標志IS_STEP設定為0，結束步判定處理而返回到圖4所示的流程圖。

接下來，在通過上述的步伐(步)的有無的判定處理(步驟S204、S206)，判定為檢測到步伐(步)的分割線而步伐(步)前進，并將標志IS_STEP設定為1的情況(步驟S208)下，信號處理部150將對步伐(步)的分割線的時刻進行規定的參數t0Now設定為當前時刻而保存在存儲部140的給定的存儲區域中(步驟S210)。

接下來，信號處理部150基于上述的步伐(步)的判定處理的結果，來判定步伐(步)是否前進了2步。具體來說，信號處理部150判定用于對步伐(步)的2步進行判定的步數計數器ctStep的值是否為0(步驟S212)。在步數計數器ctStep的值為0的情況(步驟S212的“是”)下，信號處理部150判定為步伐(步)是第一步，將對上次的步伐(步)的分割線的時刻進行規定的參數t1Now與被設定為當前時刻的參數t0Now的差分時間設定到參數STEP0中而保存在存儲部140的給定的存儲區域中(步驟 S214)。

另一方面，在步數計數器ctStep的值不為0的情況(步驟S212的“否”)下，信號處理部150判定為步伐(步)是第2步以后，將從對上次的步伐(步)的分割線的時刻進行規定的參數t1Now中所設定的時刻起的經過時間設定到參數STEP1中而保存在存儲部140的給定的存儲區域中(步驟S216)。在此，參數STEP1中所設定的經過時間相當于參數t1Now與參數t0Now的差分時間。

接下來，信號處理部150將參數t0Now的時刻設定到參數t1Now中而保存在存儲部140的給定的存儲區域中(步驟S218)，并結束步判定處理而返回到圖4所示的流程圖。另外，在上述的步伐(步)的每一步的時間的計算處理(步驟S212～S216)中應用的對上次的步伐(步)的分割線的時刻進行規定的參數t1Now在初始狀態時是不確定的。因此，信號處理部150針對基于以最初的試樣而取得的加速度數據對步伐(步)的分割線的時刻進行規定的參數t0Now，不進行上述的計算處理，僅進行將參數t1Now設定(更新)為當前時刻的處理，并將標志IS_STEP設定為0，結束步判定處理而返回到圖4所示的流程圖。

接下來，控制部160在上述的步判定處理(步驟S112)中，判定步伐(步)是否被判定為前進。具體來說，信號處理部150在步判定處理中，判定對步伐(步)是否前進的判定結果進行表示的標志IS_STEP是否被設定為1而被判定為步伐(步)前進一步(步驟S114)。在被判定為步伐(步)前進一步的情況(步驟S114的“是”)下，信號處理部150使步數計數器ctStep的值遞增更新(ctStep←ctStep+1)(步驟S116)。接下來，信號處理部150判定步伐(步)是否前進2步。具體來說，信號處理部150判定更新后的步數計數器ctStep的值是否為2(步驟S118)。在步數計數器ctStep的值為2的情況(步驟S118的“是”)下，信號處理部150判定為步伐(步)前進2步，進行對左右腳的著地進行判定的左右著地判定處理(步驟S120)。

另一方面，在步判定處理中，標志IS_STEP未被設定為1而未被判定為步伐(步)中的一步的情況(步驟S114的“否”)下、或步數計數器ctStep的值不為2而被判定為步伐(步)未前進2步的情況(步驟S118 的“否”)下，控制部160返回到步驟S104繼續處理，進行待機直到接收到下次的采樣通知為止。

在本實施方式所涉及的左右著地判定處理(步驟S120)中，如圖7的流程圖所示，控制部160控制信號處理部150，首先，判定角速度測量部120是否被有效化(步驟S302)。在此，所謂角速度測量部120被有效化的狀態，是指驅動電力被提供(電源接通)給角速度測量部120從而有效地進行動作的狀態，所謂被無效化的狀態，是指給角速度測量部120的驅動電力被阻斷(電源斷開)或被抑制從而未有效地進行動作的狀態。在角速度測量部120未被有效化(無效)的情況(步驟S302的“否”)下，信號處理部150判定通過上述步判定處理(步驟S112)而計算出的每一步的時間的變動是否較大(步驟S316)。在此，每一步的時間變動的判定，例如可以在參數STEP0中設定的第一步的步伐所需要的時間與參數STEP1中設定的第2步的步伐所需要的時間的差分大于預先設定的閾值的情況下，視為時間變動較大。或者，保存最近10步份的經過時刻，將其平均值與第一步的步伐所需要的時間(參數STEP0的設定值)或第2步的步伐所需要的時間(參數STEP1的設定值)進行比較，在其差分大于預先設定的閾值的情況下，視為時間變動較大。然后，在每一步的時間的變動較大的情況(步驟S316的“是”)下，信號處理部150使角速度測量部120有效化(步驟S318)，結束左右著地判定處理而返回到圖4所示的流程圖。另一方面，在每一步的時間的變動較小的情況(步驟S316的“否”)下，信號處理部150以該狀態結束左右著地判定處理而返回到圖4所示的流程圖。在此情況下，保持已經設定的變量STEP0_IS_LEFT的值。

在步驟S302中，角速度測量部120被有效化的情況(步驟S302的“是”)下，信號處理部150使用由角速度測量部120所取得的各軸的角速度數據當中的Y軸的角速度數據(第1分量)GyrY，來判定跑步中的左右腳的著地。具體來說，在跑步中由加速度測量部110所取得的加速度數據的平滑化濾波處理后的Z軸的加速度數據AccZ的波形，例如如圖8(a)所示，此外，由角速度測量部120所取得的角速度數據中的Y軸的角速度數據GyrY的波形，例如如圖8(b)所示。在圖8(a)、(b)中，時間軸一致地進行了表示。在此，角速度數據中的Y軸的角速度數據GyrY 對應于左右各步伐而示出大致相反的變化的傾向，在左腳著地的情況下Y軸的角速度數據GyrY示出正(plus)值，在右腳著地的情況下Y軸的角速度數據GyrY示出負(minus)值。該Y軸的角速度數據GyrY的變化傾向有從左右各腳著地的瞬間起稍許延遲后顯著出現的傾向。此外，左右腳的任意一方著地的定時存在于：加速度數據的平滑化濾波處理后的Z軸的加速度數據AccZ的值增加而超過重力加速度(9.8m/s2)的時間位置T101、T102的稍前處。因此，能夠基于加速度數據中的Z軸的加速度數據AccZ超過重力加速度的時間位置T101、T102(即緊隨著地定時之后)處的角速度數據中的Y軸的角速度數據GyrY，來判定左右腳的著地。

即，信號處理部150計算從最近的時間位置T102處的角速度數據中的Y軸的角速度數據GyrY的值GY(T102)中減去前1個時間位置T101處的Y軸的角速度數據GyrY的值GY(T101)而得到的值(差分)，設定到參數D中(步驟S304)。另外，在圖8(a)、(b)所示的波形中，參數D被設定為正值。另一方面，在相反的腳的著地定時，參數D被設定為負值。在此，在本實施方式中，參數D的單位為[rad/s]。

接下來，信號處理部150判定參數D是否為正值(D＞0)(步驟S306)。在參數D為正值的情況(步驟S306的“是”)下，信號處理部150判定為在最近的時間位置T102的近前著地的腳為左腳，在變量STEP0_IS_LEFT中設定1而保存到存儲部140的給定的存儲區域中(步驟S308)。另一方面，在參數D為負值的情況(步驟S306的“否”)下，信號處理部150判定為在最近的時間位置T102的近前著地的腳為右腳，在變量STEP0_IS_LEFT中設定0而保存到存儲部140的給定的存儲區域中(步驟S310)。然后，信號處理部150使角速度測量部120無效化(步驟S312)，結束左右著地判定處理而返回到圖4所示的流程圖。

接下來，控制部160執行將步數計數器ctStep的值設定為“0”的初始化(步驟S122)。然后，控制部160經由通信I/F部170，向腕設備200發送通過上述步判定處理(步驟S112)、左右著地判定處理(步驟S120)而取得的各種數據、判定結果等。由此，在腕設備200的顯示部220中，以數值、文字、圖標等給定的形式大致實時地更新顯示與跑步中的左右步伐關聯的各種數據作為運動指標，來提供給用戶US(步驟S124)。

顯示于腕設備200的顯示部220的運動指標，具體來說，例如如圖9(a)所示，通過數值、文字等來顯示基于通過步判定處理、左右著地判定處理而取得的各種數據、判定結果等來計算出的間距(圖中、上段)、左右各腳的著地定時之間的經過時間(圖中、中段以及下段)等。在此，間距為每1分鐘的步數(單位[bpm])，因此基于在上述的步判定處理中在參數STEP0、STEP1中設定的值，通過下式來計算。另外，在圖9(a)中，作為計算例而表記為“169bpm”。

(間距)＝60/(STEP0+STEP1)

此外，從右腳的著地定時到左腳的著地定時的經過時間，在上述的左右著地判定處理中在變量STEP0_IS_LEFT中設定了1的情況下，將在參數STEP1中設定的值(圖9(a)中例如表記為“180ms”)顯示于顯示部220。此外，從左腳的著地定時到右腳的著地定時的經過時間，在左右著地判定處理中在變量STEP0_IS_LEFT中設定了1的情況下，將在參數STEP0中設定的值(圖9(a)中例如表記為“176ms”)顯示于顯示部220。

另外，在圖9(a)中，示出了在腕設備200的顯示部220中顯示間距、左右各腳的著地定時之間的經過時間作為運動指標的例子，但本發明并不限定于此。即，本發明只要是與左右步伐相關的數據即可，也可以顯示與左右腳的交替的活動關聯的各種數據作為運動指標，還可以顯示與左右各腳的獨立的活動關聯的各種數據作為運動指標。在此，作為后者的例子，可以顯示對加速度數據當中的Z軸的加速度數據AccZ進行積分而得到的表示跑步中的身體的上下運動的值作為運動指標。由此，能夠掌握從右腳的著地定時到左腳的著地定時的身體的上下運動、以及從左腳的著地定時到右腳的著地定時的身體的上下運動的變動量，或者對它們進行比較來掌握。

然后，控制部160返回到步驟S104，反復執行上述一系列的處理動作(步驟S106～S124)，直到進行處理的結束判斷為止。

這樣，在本實施方式中，基于在跑步中取得的相對于地面垂直的加速度(軸校正后的Z軸的加速度數據AccZ)的變化，來檢測跑步中的左右腳的著地定時，基于緊隨最近以及上次的著地定時之后的繞前進方向軸的角速度(Y軸的角速度數據GyrY)的差分(參數D)是正值以及負值中 的哪一方，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方。

由此，本實施方式所涉及的運動支援裝置在用戶在腰部安裝傳感器設備進行跑步的情況下，即使在傳感器設備的安裝位置由于振動等而上下移動從而無法適當地探測腰部分的旋轉的情況下，也能夠基于繞前進方向軸角速度來正確地進行左右腳的著地判定，并作為運動指標而提供給用戶。因此，用戶能夠準確地掌握運動時的身體的用法的平衡，有助于其判斷、改善。

此外，在本實施方式中，即使在傳感器設備的安裝位置由于跑步時的振動等而發生一定程度的移動的情況下也能夠正確地進行左右腳的著地判定，因此作為傳感器設備的安裝結構，能夠應用例如在跑步服上用夾子等來固定傳感器設備那樣的簡單的結構。

此外，在本實施方式所涉及的運動支援方法中，在進行了一次左右腳的著地判定之后，使角速度測量部無效化。此外，判定鉛垂方向的加速度的變化是否為周期性的，在判定為不是周期性的情況下，將角速度測量部有效化并基于繞前進方向軸的角速度(Y軸的角速度數據GyrY)重新開始左右著地判定處理。

即，在本實施方式中，為了左右腳的著地判定，一般使用與加速度測量部相比功耗較大的角速度測量部。因此，在本實施方式中，進行了一次左右腳的著地判定之后，使角速度測量部無效化并在需要進行左右著地判定處理時再次有效化，通過進行這樣的間歇驅動，從而能夠將角速度測量部的功耗限制在所需最小限度，能夠實現傳感器設備的低功耗化。在此，在用戶在跑步中摔倒或者停住，鉛垂方向的加速度的變化并非周期性的情況下，通過將角速度測量部有效化來重新開始左右著地判定處理，從而能夠適當地進行左右腳的著地判定。

另外，在本實施方式中，作為跑步中的檢測左右腳的著地定時的方法，示出了使用由加速度測量部所取得的加速度數據當中的Z軸的加速度數據AccZ的方法，但本發明并不限定于此。本發明例如也可以使用加速度數據當中的Y軸的加速度數據AccY來檢測上述的著地定時。具體來說，在圖6所示的加速度數據的X、Y、Z各軸的加速度數據中，通過在平滑化濾波處理后的Z軸的加速度數據AccZ處于增加傾向的期間中，提取在 Y軸的加速度數據AccY中出現的負的峰值的時間位置，從而能夠檢測左右腳的著地定時。

此外，在本實施方式中，作為判定著地的腳是左右腳中的哪一方的方法，示出了使用與由角速度測量部所取得的角速度數據當中的Y軸的角速度數據GyrY相關的特定的參數的極性(是正負值中的哪一方)的方法，但本發明并不限定于此。本發明例如如后述的第3實施方式所示，也可以使用利用了Y軸的角速度數據GyrY的方法、利用了X軸的加速度數據AccX的方法、利用了Z軸的角速度數據GyrZ的方法來判定左右腳。關于這些方法，在后面詳細敘述。

此外，在本實施方式中，示出了進行了一次左右著地判定之后，使角速度測量部無效化來間歇地執行左右著地判定處理的方法，但本發明并不限定于此。本發明例如也可以在特定的期間，使角速度測量部持續性地有效化來連續執行多次左右著地判定處理，對該判定結果進行過濾(進行評價、判別來篩選)而作為運動指標來提供給用戶，上述的特定的期間結束后使角速度測量部持續性地無效化。

(變形例)

接著，參照附圖來說明上述的本實施方式中的變形例。

圖10是表示本實施方式所涉及的運動支援方法的變形例的流程圖。在此，針對與上述實施方式相同的處理動作，簡化其說明。

在上述的本實施方式中，針對如下情況進行了說明，即基于通過步判定處理、左右著地判定處理而取得的各種數據、判定結果等，在腕設備200的顯示部220作為與跑步中的左右步伐關聯的運動指標來進行顯示的情況。在本實施方式的變形例中，特征在于，基于表示左右腳的著地判定處理的結果的穩定度、正確度的似然度(likelihood)，來變更向腕設備200的顯示部220的運動指標的顯示方法。

即，在本變形例中，與上述的第1實施方式同樣地，在左右著地判定處理(步驟S120)中，如圖8(a)、(b)所示，在Z軸的加速度數據AccZ超過重力加速度的時間位置T101、T102，計算由角速度測量部120所取得的Y軸的角速度數據GyrY彼此的差分，設定到參數D中(步驟S304)。然后，基于參數D是正負值中的哪一方，來判定最近著地的腳是 左右腳中的哪一方(步驟S306～S310)。

然后，在本實施方式的變形例中，如圖10的流程圖所示，信號處理部150基于參數D的值，設定上述左右腳的著地判定處理的結果的表示統計學上的穩定度、正確度的似然度(合理性)LH(步驟S322)。在此，似然度LH以1～0的范圍的值表示左右腳的著地判定的穩定度、正確度，在穩定度、正確度較高的情況下用1表示，在穩定度、正確度較低的情況下用接近0的值表示。即，參數D的值距離正負的邊界即0越遠，左右腳的著地判定處理的結果的穩定度、正確度越高。由此，信號處理部150在參數D的絕對值例如為2以上(即D≥+2或D≤-2)的情況下，將似然度LH設定為1。另一方面，信號處理部150在參數D的絕對值小于2(即-2＜D＜+2)的情況下，如下式設定似然度LH。在此，s為調整系數，例如設定為1。此外，Abs(_)是取得絕對值的函數。

LH＝exp(-(2-Abs(D))/s)

然后，信號處理部150將上述的似然度LH保存到存儲部140的給定的存儲區域之后，使角速度測量部120無效化(步驟S312)，結束左右著地判定處理，并與上述實施方式同樣地，返回到圖4所示的流程圖。

接下來，控制部160將步數計數器ctStep初始化(步驟S122)之后，在腕設備200的顯示部220，以給定的形式大致實時地顯示基于通過上述的步判定處理、左右著地判定處理而取得的各種數據、判定結果等的運動指標，來提供給用戶US(步驟S124)。

在本變形例中，顯示于腕設備200的顯示部220的運動指標，例如如圖9(b)所示，以與上述的似然度LH相應的給定的形式來顯示基于通過步判定處理、左右著地判定處理而取得的各種數據、判定結果等來計算出的間距(圖中、上段)、左右各腳的著地定時之間的經過時間(圖中、中段以及下段)等。在此，關于顯示于顯示部220的運動指標，設定顯示形式使得對顯示部220進行目識別的用戶能夠直觀并且立刻識別似然度LH的大小(即左右腳的著地判定處理的結果的穩定度、正確度)。具體來說，既可以在顯示部220將似然度LH本身作為數值信息來進行顯示，也可以例如如圖9(b)所示，根據似然度LH來變更與左右腳的著地判定關聯的運動指標的顯示濃度、顯示顏色等。在此，所謂似然度LH較低，是指左 右腳的著地判定的穩定度、正確度較低，因此在上述的左右著地判定處理中設定的似然度LH較低的情況下，也可以進行向用戶催促其改善的顯示。具體來說，例如也可以如圖9(c)所示，進行催促在跑步中左腳著地的定時觸摸顯示部220的前面的觸摸面板或者操作按鈕開關的顯示，通過手動操作來設定著地定時，并且進行左右腳的著地判定。

這樣，在本變形例中，基于在左右著地判定處理中計算出的繞前進方向軸的角速度的差分(參數D)，來設定表示左右腳的著地判定的穩定度、正確度的似然度，以與似然度相應的顯示形式向用戶提供運動指標。在此，在似然度較低的情況下以容易被用戶識別的形式顯示似然度。進而，進行催促其改善的顯示，通過用戶的手動操作來設定著地定時，并且進行左右腳的著地判定，使傳感器設備中的左右腳的著地判定處理的結果實質上無效。

由此，在本變形例中，能夠實現與上述實施方式同等的作用效果，并且能夠以與左右腳的著地判定的穩定度、正確度(似然度)相應的顯示形式向用戶提供運動指標。在此，在左右腳的著地判定的穩定度、正確度較低的情況下，能夠促使用戶進行手動操作來進行著地定時的設定、左右腳的著地判定。因此，用戶能夠更準確地掌握運動時的身體的用法的平衡，有助于其判斷、改善。

<第2實施方式>

接著，參照附圖來說明本發明所涉及的運動支援裝置的第2實施方式。

圖11是表示第2實施方式所涉及的運動支援方法中應用的左右著地判定處理的一例的流程圖。在此，針對與上述的第1實施方式及其變形例相同的處理動作，簡化其說明。

在上述的第1實施方式中，針對如下情況進行了說明：基于最近以及上次的著地定時的繞前進方向軸的角速度(Y軸的角速度數據GyrY)的差分(參數D)是正負值中的哪一方，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方。在第2實施方式中，特征在于，根據最近的著地定時的繞前進方向軸的角速度相對于基于在特定的期間取得的傳感器數據而預先計算出的繞前進方向軸的角速度(Y軸的角速度數據GyrY)的平均值、或預先設定的給定的閾值的大小關系，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方。

即，在第2實施方式中，在上述第1本實施方式所示的運動支援方法(參照圖4的流程圖)中應用的左右著地判定處理(步驟S120)中，如圖11的流程圖所示，控制部160控制信號處理部150，首先，判定角速度測量部120是否被有效化(步驟S302)。在角速度測量部120被有效化的情況(步驟S302的“是”)下，信號處理部150讀出在存儲部140的給定的存儲區域中保存的Y軸的角速度數據GyrY的平均值GYav(步驟S332)，判定由角速度測量部120所取得的最近的著地定時的Y軸的角速度數據GyrY的值GY(T)是否大于平均值GYav(步驟S334)。在此，Y軸的角速度數據GyrY的平均值GYav使用在用戶最近或者過去進行的跑步中由角速度測量部120在特定的期間取得的傳感器數據(例如，數步份～10步份的傳感器數據)當中的Y軸的角速度數據GyrY來計算，并預先保存在存儲部140的給定的存儲區域中。

然后，在Y軸的角速度數據GyrY的值GY(T)大于平均值GYav的情況(步驟S334的“是”)下，信號處理部150判定為在該定時著地的腳為左腳，在變量STEP0_IS_LEFT中設定1(步驟S308)。另一方面，在Y軸的角速度數據GyrY的值GY(T)小于平均值GYav的情況(步驟S334的“否”)下，信號處理部150判定為在該定時著地的腳為右腳，在變量STEP0_IS_LEFT中設定0(步驟S310)。然后，信號處理部150使角速度測量部120無效化(步驟S312)，結束左右著地判定處理而返回到圖4所示的流程圖。

這樣，在本實施方式中，如上所述，能夠基于預先計算出的平均值與最近的著地定時的Y軸的角速度數據GyrY的大小關系，來進行左右腳的著地判定，因此能夠僅通過成為判定對象的一步份的傳感器數據來正確地進行跑步中的左右腳的著地判定。另外，在上述的第1實施方式中，由于是基于最近與上次的著地定時的Y軸的角速度數據GyrY相互的差分(參數D)來進行左右腳的著地判定的方法，因此需要收集至少2步份以上的傳感器數據。由此，在本實施方式中，能夠實現與上述第1實施方式同等的作用效果，并且能夠通過較少的緩沖數據來進行左右腳的著地判定，能夠減輕處理負擔而迅速地進行判定處理。

另外，在本實施方式中，關于基于最近的著地定時的Y軸的角速度數 據GyrY的值GY(T)相對于在特定的期間取得的Y軸的角速度數據GyrY的平均值GYav的大小關系，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方的方法進行了說明，但本發明并不限定于此。本發明也可以取代Y軸的角速度數據GyrY的平均值GYav，而基于最近的著地定時的Y軸的角速度數據GyrY的值GY(T)相對于預先設定的給定的閾值的大小關系，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方。在此，預先設定的閾值既可以是基于在過去的用戶的跑步時所取得的傳感器數據(Y軸的角速度數據GyrY)的平均值的閾值，也可以基于平均值的經時性變化的傾向來估算的閾值。

此外，在本實施方式中，也可以與上述第1實施方式的變形例同樣地，設定表示左右腳的著地判定處理的結果的穩定度、正確度的似然度，基于該似然度，來變更向腕設備200的顯示部220的運動指標的顯示方法。在此，在本實施方式中，似然度例如基于以在左右著地判定處理之前設定的Y軸的角速度數據GyrY的平均值GYav或閾值為基準的、最近的著地定時的Y軸的角速度數據GyrY的值GY(T)的比率來設定。

<第3實施方式>

接著，參照附圖來說明本發明所涉及的運動支援裝置的第3實施方式。

圖12是表示第3實施方式所涉及的運動支援方法的一例的流程圖。圖13是表示由本實施方式所涉及的加速度測量部所取得的加速度數據、和由角速度測量部所取得的角速度數據的一例的實測波形圖。圖14是表示本實施方式所涉及的運動支援方法中應用的左右著地判定處理的最終處理的一例的流程圖。在此，針對與上述第1或第2實施方式及其變形例相同的處理動作，簡化其說明。

在上述第1實施方式中，針對如下方法進行了說明：基于緊隨著地定時之后取得的Y軸的角速度數據GyrY(嚴格來說，著地后產生的身體的旋轉動作所引起的Y軸的角速度數據的變化)，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方。在第3實施方式中，特征在于，使用加速度數據或角速度數據，通過不同的多個方法來進行左右著地判定處理，根據這些判定處理的結果的組合，來最終判定著地的腳是左右腳中的哪一方。

在第3實施方式所涉及的運動支援方法中，如圖12的流程圖所示，首先，基于在跑步中取得的傳感器數據，進行對步伐(步)的分割線進行 檢測的前準備處理(步驟S402)。具體來說，在開始跑步時，通過用戶US操作腕設備200，從而向傳感器設備100發送指示傳感動作的開始的控制信號，加速度測量部110以及角速度測量部120被有效化而開始采樣動作。由加速度測量部110以及角速度測量部120所取得的傳感器數據(加速度數據以及角速度數據)分別被保存在環形緩沖區中，由信號處理部150來檢測跑步中的左右步伐(步)的分割線。

即，在跑步中由加速度測量部110所取得的加速度數據的Z軸的加速度數據AccZ的波形例如如圖13(a)所示，X軸的加速度數據AccX以及Y軸的加速度數據AccY的波形例如如圖13(c)所示。此外，由角速度測量部120所取得的角速度數據當中的Y軸的角速度數據GyrY、以及Z軸的角速度數據GyrZ的波形例如如圖13(c)所示。

信號處理部150如圖13所示，在至少取得了一步份以上的加速度數據以及角速度數據的狀態下，對圖13(a)所示的Z軸的加速度數據AccZ實施移動平均等平滑化濾波處理，如圖13(a)所示，計算平滑化加速度數據FAccZ。該平滑化加速度數據FAccZ的波形相當于上述第1實施方式中圖6、圖8(a)所示的平滑化濾波處理后的Z軸的加速度數據AccZ。

接下來，信號處理部150提取平滑化加速度數據FAccZ成為極大值的時間位置T201、T202、T203···，對各時間位置T201～T202間、T202～T203間、T203～···的加速度數據AccZ進行2次積分，由此如圖13(b)所示，計算表示高度變動的數據。

接下來，信號處理部150如圖13(b)所示，提取高度變動數據成為最大值的時間位置T211、T212、T213···，設定為左右步伐(步)的分割線的時刻。在此，在圖13中，為了方便圖示，僅示出了時刻5.2～6.0秒為止的加速度數據以及角速度數據，但在檢測上述的步伐(步)的分割線的處理中，當然還會利用其前后時刻(例如時刻6.0秒以后)的數據。

另外，本實施方式中應用的前準備處理并不限定于對上述的Z軸的加速度數據AccZ進行平滑化之后，進行2次積分來計算步伐(步)的分割線的時刻的方法，也可以應用上述第1實施方式所示的步判定處理。

接下來，信號處理部150對跑步中的左右腳的任意一方著地的定時進行檢測(步驟S404)。具體來說，信號處理部150例如如圖13(c)所示， 提取在平滑化加速度數據FAccZ處于增加傾向的期間中Y軸的加速度數據AccY成為負的峰值的時間位置，設定為著地定時T111、T112···。在此，平滑化加速度數據FAccZ處于增加傾向的期間如圖13(b)所示，對應于步伐(步)的分割線的時刻即時間位置T211、T212、T213···的各時間位置T211～T212間、T212～T213間、T213～···的前半部分的期間，基于該期間中的Y軸的加速度數據AccY的負的波峰，來設定著地定時T111、T112···。此外，作為用于檢測著地定時的其他方法，例如也可以應用上述第1實施方式所示的方法(參照圖8)，將平滑化濾波處理后的Z軸的加速度數據AccZ超過重力加速度(9.8m/s2)的時間位置的稍前的時間位置設定為著地定時。

接下來，信號處理部150使用由加速度測量部110以及角速度測量部120所取得的傳感器數據的特定的數據分量，通過不同的多個方法來進行判定左右腳的著地的左右著地判定處理。在本實施方式中，通過使用了Y軸的角速度數據(第1分量)GyrY的方法、使用了X軸的加速度數據(第1分量)AccX的方法和使用了Z軸的角速度數據(第1分量)GyrZ的方法，來進行左右著地判定處理。在此，基于這3個方法的左右著地判定處理既可以是按時間序列執行的處理，也可以是并行執行的處理。此外，關于執行處理的順序并無特別限定。這些左右著地判定處理的結果被保存到存儲部140的給定的存儲區域中。以下，具體說明基于各方法的左右著地判定處理。

在基于第1方法的左右著地判定處理中，信號處理部150基于從通過上述的著地定時檢測處理(步驟S404)而檢測到的著地定時起一定的時間范圍內的Y軸的角速度數據GyrY，進行判定左右腳的著地的處理(步驟S406)。具體來說，信號處理部150如圖13(d)所示，對從上述的著地定時T111、T112···起一定的時間范圍例如70msec的期間內的Y軸的角速度數據GyrY的極值(圖中由實線圓圈表記)進行檢測，基于該極值是正負值中的哪一方，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方。在Y軸的角速度數據GyrY的極值為正值的情況下，信號處理部150判斷為在該定時著地的腳為左腳，另一方面，在Y軸的角速度數據GyrY的極值為負值的情況下，判定為在該定時著地的腳為右腳。在此，在從著地定時T111、 T112···起一定的時間范圍內未檢測到Y軸的角速度數據GyrY的極值的情況下，信號處理部150將著地的腳的判定結果設為不定值。

即，在跑步中的人體中，為了緩和腳著地時的沖擊，若著地則骨盆會一瞬降低，然后，進行恢復原狀那樣的動作。例如在以左腳著地的情況下，會產生Y軸的角速度數據GyrY在正方向上發生了較大變動后恢復原狀這樣的現象。此外，在以右腳著地的情況下，會產生Y軸的角速度數據GyrY在負方向上發生了較大變動后恢復原狀這樣的現象。因此，能夠基于在緊隨著地定時之后取得的Y軸的角速度數據GyrY的極值的正負來判定左右腳的著地。

另外，在上述第1實施方式中，也應用了基于與上述同樣的技術思想來判定左右腳的著地的處理。在第1實施方式中，基于在緊隨最近與上次(前1次)的各著地定時之后取得的Y軸的角速度數據GyrY的差分(參數D)為正負值中的哪一方，來進行了判定左右腳的著地的處理。一般在跑步動作中，有時若跑步方法、行進速度不同，則在緊隨著地定時之后取得的Y軸的角速度數據GyrY的變化傾向不同(例如，上述的變動發生延遲)。因此，對于如第1實施方式所示的那樣的使用緊隨著地定時之后的Y軸的角速度數據GyrY的值的方法而言，在無法得到能夠判別左右腳的程度的差異的情況下，可以想到著地判定的精度會稍稍下降。因此，在本實施方式中，如上所述，通過應用使用在緊隨著地定時之后取得的Y軸的角速度數據GyrY的極值的正負的方法，從而能夠使左右腳的著地判定的精度得到進一步提高。

在基于第2方法的左右著地判定處理中，信號處理部150基于從通過上述的著地定時檢測處理(步驟S404)而檢測到的著地定時起一定的時間范圍內的X軸的加速度數據AccX，來進行判定左右腳的著地的處理(步驟S408)。具體來說，信號處理部150如圖13(c)所示，對從上述的著地定時T111、T112···起一定的時間范圍例如70msec的期間內的X軸的加速度數據AccX的極值(圖中由實線圓圈表記)進行檢測。然后，在該時間范圍中，檢測到多個極值，并且緊隨著地定時T111、T112···之后的最初的2個極值為正值、負值的順序的情況下，信號處理部150判定為在該定時著地的腳為左腳，另一方面，在2個極值為負值、正值的順 序的情況下，信號處理部150判定為在該定時著地的腳為右腳。在此，在從著地定時T111、T112···起一定的時間范圍內僅檢測到1個X軸的加速度數據AccX的極值的情況下，信號處理部150在該極值為正值的情況下，判定為著地的腳為左腳，另一方面，在該極值為負值的情況下，判定為著地的腳為右腳。

即，在跑步中的人體中，在腳著地時，骨盆向與著地的腳相反的腳的方向活動，然后，進行返回原狀那樣的動作。例如在以左腳著地的情況下，會產生如下這樣的現象：X軸的加速度數據AccX在正方向上發生了較大變動后，向負方向急劇變動，然后，返回原狀。此外，在以右腳著地的情況下，會產生如下這樣的現象：X軸的加速度數據AccX在負方向上發生了較大變動后，向正方向急劇變動，然后，返回原狀。因此，能夠基于在緊隨著地定時之后取得的X軸的加速度數據AccX的連續的極值的正負來判定左右腳的著地。

在基于第3方法的左右著地判定處理中，信號處理部150基于從通過上述的前準備處理(步驟S402)而檢測到的步伐(步)的分割線的時刻起回溯的(靠前的)一定時間范圍內的Z軸的角速度數據GyrZ，來進行判定左右腳的著地的處理(步驟S410)。具體來說，信號處理部150如圖13(d)所示，對從上述的步伐(步)的分割線的時刻(時間位置T211、T212、T213···)起回溯的一定時間范圍內的Z軸的角速度數據GyrZ(圖中由點線圓圈表記)進行積分，基于該積分值是正負值中的哪一方，來判定著地的腳是左右腳中的哪一方。在此，從步伐(步)的分割線的時刻起回溯的一定時間范圍設定為各時間位置T211～T212間、T212～T213間、T213～···的后半部分的期間(例如，從各時間位置T211、T212、T213···起，經過了時間位置間整體的60～90％的時間的期間)。在Z軸的角速度數據GyrZ的積分值為正值的情況下，信號處理部150判定為在該定時著地的腳為左腳，另一方面，在Z軸的角速度數據GyrZ的積分值為負值的情況下，判定為在該定時著地的腳為右腳。在此，在從步伐(步)的分割線的時刻(時間位置T211、T212、T213···)起回溯的一定時間范圍中，Z軸的角速度數據GyrZ的積分值為0(零)的情況下，信號處理部150將著地的腳的判定結果設為不定值。

即，在跑步中的人體中，在使一個腳著地而使另一個腳向前抬起(離地)時，上半身進行相對于下半身而向體軸的反向扭轉的動作。例如在以左腳著地的情況下，會產生如下這樣的現象：在扭轉上半身的定時，Z軸的角速度數據GyrZ在離地前的一定時間范圍內向正方向變動，然后，返回原狀。此外，在以右腳著地的情況下，會產生如下這樣的現象：在扭轉上半身的定時，Z軸的角速度數據GyrZ在離地前的一定時間范圍內向負方向變動，然后，恢復原狀。因此，能夠基于在步伐(步)的分割線的時刻(離地的定時)之前的一定時間范圍內取得的Z軸的角速度數據GyrZ的積分值的正負來判定左右腳的著地。

接下來，信號處理部150基于利用上述不同的多個方法進行的左右著地判定處理(步驟S406～S410)的結果，來進行最終判定左右腳的著地的最終左右判定處理(步驟S412)。在本實施方式所涉及的最終左右判定處理中，如圖14的流程圖所示，控制部160控制信號處理部150，首先，根據利用上述3個方法進行的左右著地判定處理的結果，對判定為著地的腳是左腳的數量(左腳判定數)是否大于判定為著地的腳是右腳的數量(右腳判定數)進行判定(步驟S502)。在左腳判定數大于右腳判定數的情況(步驟S502的“是”)下，信號處理部150最終判定為著地的腳為左腳(步驟S512)，結束最終左右判定處理而返回到圖12所示的流程圖。

另一方面，在左腳判定數不大于右腳判定數的情況(步驟S502的“否”)下，信號處理部150對左腳判定數是否小于右腳判定數進行判定(步驟S504)。在左腳判定數小于右腳判定數的情況(步驟S504的“是”)下，信號處理部150最終判定為著地的腳為右腳(步驟S514)，結束最終左右判定處理而返回到圖12所示的流程圖。

另一方面，在左腳判定數不小于右腳判定數的情況(步驟S504的“否”)下，信號處理部150判定為左腳判定數與右腳判定數相同、或者所有判定處理的結果都為不定值(步驟S506)。在該情況下，信號處理部150對上次最終左右判定處理中的左腳或右腳的判定數的值是否存在進行判定(步驟S508)。在上次處理中的判定數存在的情況(步驟S508的“是”)下，信號處理部150最終判定為與上次判定出的腳相反的腳為本次著地的腳(步驟S516)，結束最終左右判定處理而返回到圖12所示的流程圖。

另一方面，在上次處理中的判定數不存在的情況(步驟S508的“否”)下，信號處理部150將判定處理的結果設定為不定值(步驟S510)，結束最終左右判定處理而返回到圖12所示的流程圖。這些最終左右判定處理的結果被保存到存儲部140的給定的存儲區域中。此外，信號處理部150與上述第1實施方式同樣地，在結束最終左右判定處理時，使角速度測量部120無效化。

接下來，控制部160至少將通過上述最終左右判定處理(步驟S412)而取得的判定結果發送給腕設備200。由此，在腕設備200的顯示部220中，大致實時地更新顯示與跑步中的左右步伐關聯的各種數據作為運動指標，來提供給用戶US(步驟S414)。

另外，在上述的最終左右判定處理(步驟S412)中，說明了在根據利用3個方法進行的左右著地判定處理的結果，左腳判定數與右腳判定數相同的情況下，基于上次最終左右判定處理中的左腳判定數以及右腳判定數的值，來最終判定本次著地的腳的方法，但本發明并不限定于此。本發明也可以在上述的左腳判定數與右腳判定數相同的情況下，并不基于上次一次的最終左右判定處理中的判定數的值、而是基于過去多次的最終左右判定處理中的判定數的值，來最終判定本次著地的腳。由此，能夠提高最終左右判定處理的判定結果的穩定度、正確度。

這樣，在本實施方式中，使用加速度數據或角速度數據，通過不同的多個方法來進行左右著地判定處理，根據這些判定處理的結果的組合(或多數決定)，最終判定著地的腳是左右腳中的哪一方。在此，在本實施方式中，作為左右著地判定處理的方法而應用如下方法：基于在緊隨跑步中的著地定時之后取得的Y軸的角速度數據GyrY的極值的正負判定的方法；基于在緊隨著地定時之后取得的X軸的加速度數據AccX的連續的極值的正負判定的方法；和基于在離地定時前的一定期間內取得的Z軸的角速度數據GyrZ的積分值的正負判定的方法。

由此，本實施方式所涉及的運動支援裝置即使在由于進行跑步時的跑步方法或行進速度的差異，從而Y軸的角速度數據GyrY的變化傾向不同，左右著地判定處理的結果受到影響的情況下，通過利用不同的多個方法進行左右著地判定處理，并基于這些處理結果綜合地進行左右腳的著地判 定，也能夠提高著地判定的精度，向用戶提供正確的運動指標。

另外，在本實施方式中，在利用上述3個方法進行的左右著地判定處理(步驟S406～S410)中，說明了僅通過成為判定對象的一步份的傳感器數據來進行跑步中的左右腳的著地判定的情況，但本發明并不限定于此。本發明例如也可以如第1實施方式所示那樣，收集至少2步份以上的傳感器數據，使用在連續的2步的著地定時的前后取得的傳感器數據彼此的差分來進行左右腳的著地判定。

此外，在本實施方式中，在利用上述3個方法進行的左右著地判定處理(步驟S406～S410)的各處理中，判定著地的腳是左右腳中的哪一方，然后，在最終左右判定處理(步驟S412)中，基于該判定結果(左腳、右腳或者不定值)的多數決定，來最終判定著地的腳，針對這樣的情況進行了說明，但本發明并不限定于此。本發明例如也可以如第1實施方式的變形例所示的那樣，在利用3個方法進行的左右著地判定處理的各處理中，計算表示判定結果的穩定度、正確度的似然度，通過比較它們的似然度的值來最終判定著地的腳。

<第4實施方式>

接著，參照附圖來說明本發明所涉及的運動支援裝置的第4實施方式。

圖15是表示本發明所涉及的運動支援裝置的第4實施方式的示意圖。圖16是表示本實施方式所涉及的運動支援裝置中應用的信息處理終端的構成的功能框圖。圖17是表示本實施方式中應用的信息處理終端中的運動指標的顯示例的圖。在此，針對與上述第1至第3實施方式相同的構成標注相同的符號而簡化其說明。

在上述第1至第3實施方式中，針對如下情況進行了說明：由傳感器設備100來取得跑步中的傳感器數據，基于該傳感器數據來進行判定著地的腳的處理，將該判定結果發送給腕設備200而向用戶大致實時地提供給定的運動指標。在第4實施方式中，特征在于，由傳感器設備100來收集跑步中的傳感器數據，在跑步的結束后將該傳感器數據發送給外部設備(信息處理終端、服務器設備)，在外部設備中進行判定著地的腳的處理，向用戶提供給定的運動指標。

第4實施方式所涉及的運動支援裝置例如如圖15所示，具有傳感器 設備100、腕設備200和信息處理終端300。在此，傳感器設備100在上述各實施方式所示的構成(參照圖2(a))中，至少具有：將在跑步中取得的傳感器數據與時間數據建立關聯而依次保存到存儲部140中的功能、和通過通信I/F部170除了腕設備200之外還與作為外部設備的信息處理終端300之間收發各種信號、數據的功能。即，傳感器設備100也可以具有作為數據記錄器的功能，而不具有上述各實施方式所示的由信號處理部150基于在跑步中取得的傳感器數據來進行判定著地的腳的處理、計算運動指標等的處理的功能。

此外，腕設備200在上述各實施方式所示的構成(參照圖2(b))中，至少具有通過用戶US操作輸入操作部210，從而指示傳感器設備100中的傳感動作的開始或結束的功能。即，腕設備200可以不具有對基于在傳感器設備100中所取得的傳感器數據而計算出的與運動狀態相關的各種數據等進行顯示的功能。

信息處理終端300是如下的電子設備：至少在與傳感器設備100之間能夠通過給定的通信方式來收發各種信號、數據，并且能夠對包含基于從傳感器設備100接收到的傳感器數據而計算出的運動指標在內的與運動狀態相關的各種數據等進行顯示。信息處理終端300例如可以應用筆記本式或臺式的個人計算機、智能電話、平板終端等通用設備、或者專用設備。

具體來說，信息處理終端300例如如圖16所示，具備：輸入操作部310、顯示部320、存儲部340、信號處理部350、控制部360和通信I/F部370。

輸入操作部310是附設于信息處理終端300的鍵盤、鼠標、觸摸板、觸摸面板等輸入單元。輸入操作部310用于使顯示部320顯示所希望的信息等或者進行各種處理、設定時的輸入操作。顯示部320例如具有液晶方式、發光元件方式等的顯示面板，以給定的形式至少顯示與使用了輸入操作部210的輸入操作相關的信息、與傳感器設備100的通信狀態、基于從傳感器設備100發送的傳感器數據而計算出的與運動狀態相關的各種數據等。在此，顯示部320優選具有與人體所安裝的腕設備200中應用的顯示部220相比畫面尺寸更大且高精細的顯示面板。

存儲部340將經由后述的通信I/F部370從傳感器設備100發送的 在跑步中取得的傳感器數據保存在給定的存儲區域中。此外，存儲部340將包含在后述的信號處理部350、控制部360中通過執行給定的控制程序、算法程序從而基于該傳感器數據而計算出的運動指標在內的、與運動狀態相關的各種數據等保存在給定的存儲區域中。另外，存儲部340可以具有其一部分或全部作為可移動存儲介質的形態，構成為能夠相對于信息處理終端300進行拆裝。

信號處理部350執行如下處理：根據來自后述的控制部360的指示，基于從傳感器設備100發送的傳感器數據對著地的腳進行判定，并計算包含表示運動時的身體的用法上的左右平衡的運動指標在內的與用戶US的運動狀態相關的各種數據。

控制部360是具備計時功能的運算處理裝置，其通過執行給定的控制程序，從而控制顯示部220中的各種數據等的顯示動作、存儲部340中的各種數據等的保存以及讀出動作、通信I/F部370與傳感器設備100的通信動作等。此外，控制部360通過執行給定的算法程序，從而控制信號處理部350中的著地的腳的判定、運動指標等的計算等給定的信號處理。在此，應用于控制部360的運算處理裝置優選應用與人體所安裝的傳感器設備100、腕設備200中應用的運算處理裝置相比運算處理能力更高的運算處理裝置。另外，關于在信號處理部350以及控制部360中執行的信號處理，由于與上述各實施方式所示的運動支援方法相同，故省略其具體說明。此外，通信I/F部370至少與傳感器設備100進行通信，接收在跑步中取得的傳感器數據。

在本實施方式中，在具有這樣的構成的運動支援裝置中，在跑步中由傳感器設備100所收集的傳感器數據在跑步后從傳感器設備100發送到信息處理終端300。信息處理終端300與上述各實施方式所示的運動支援方法同樣地，在信號處理部350以及控制部360中，基于所接收到的傳感器數據，執行包含著地的腳的判定、運動指標的計算等給定的信號處理在內的、詳細并且多樣的分析處理，并在顯示部320以給定的形式顯示與用戶US的運動狀態相關的各種數據等。

關于顯示于信息處理終端300的顯示部320的與運動狀態相關的各種數據等，具體來說，例如如圖17所示，以曲線圖的形式顯示跑步中的左 右步伐與身體的上下運動的關系的時間變化。在此，例如將不同的用戶(例如選手A和選手B)的曲線圖在顯示部320的畫面的上下并排配置，以可比較的狀態進行顯示。圖17的上下所示的曲線圖分別表示選手A、選手B沿跑道行進了2圈時的身體的上下運動。根據圖17所示的各種數據等的顯示形式可以看出，選手A的身體的上下運動本身比較少，左右腳的上下運動的差也幾乎沒有。相對于此，可以看出選手B不僅身體的上下運動較大，而且左右腳的差也較大。另外，顯示于顯示部320的各種數據等并不限定于圖17所示的顯示形式，也可以單獨顯示與特定的用戶的特定的日期的訓練相關的各種數據的曲線圖、數值，還可以對與不同的日期的訓練相關的曲線圖、數值并排進行顯示。

這樣，根據本實施方式，通過基于由傳感器設備100所收集的傳感器數據，在信息處理終端300中執行包含著地的腳的判定、運動指標的計算等信號處理在內的詳細并且多樣的分析處理，并在畫面尺寸較大且高精細的顯示部320以給定的形式進行顯示，從而用戶能夠準確并且多面地掌握運動時的身體的用法的平衡，有助于其判斷、改善。

此外，在本實施方式中，傳感器設備100只要具有在跑步中收集傳感器數據的功能即可，可以不具有進行著地的腳的判定、運動指標的計算等信號處理的功能，因此能夠減輕傳感器設備中的處理負擔而延長電池驅動時間、或者簡化傳感器設備100的裝置結構而實現小型輕量化。

另外，在本實施方式中，將由傳感器設備100在跑步中收集到的傳感器數據發送給信息處理終端300，在信息處理終端300中執行著地的腳的判定、運動指標的計算等信號處理，針對這樣的情況進行了說明，但本發明并不限定于此。即，例如也可以如圖15所示，將由傳感器設備100在跑步中收集到的傳感器數據經由信息處理終端300或網絡中繼設備400而傳送到服務器設備500，在服務器設備500中，執行著地的腳的判定、運動指標的計算等信號處理。

在該情況下，信息處理終端300只要除了具有將從傳感器設備100發送的傳感器數據傳送到服務器設備500的功能以外，至少還具有連接到網絡并能夠閱覽通過在服務器設備500中執行的信號處理而生成的與用戶的運動狀態相關的各種數據等的功能即可，可以不具有進行著地的腳的判 定、運動指標的計算等信號處理的功能。此外，網絡中繼設備400僅具有將從傳感器設備100發送的傳感器數據傳送到服務器設備500的功能。此外，服務器設備500具有與圖16所示的信息處理終端300大致相同的構成，至少具有：接收經由信息處理終端300或網絡中繼設備400而傳送的傳感器數據的功能、和基于傳感器數據執行著地的腳的判定、運動指標的計算等信號處理的功能。由此，用戶通過使用運算處理能力比較低的簡單的構成的信息處理終端300來訪問服務器設備500，便能夠閱覽與運動狀態相關的各種數據等，因此能夠低成本并且簡單地構成本發明所涉及的運動支援裝置。

以上，針對本發明的幾個實施方式進行了說明，但本發明并不限定于上述的實施方式，還包含權利要求書所記載的發明及其等同的范圍。