(57)【要約】【課題】移動状態測定装置において、ランニングの熟練度に影響されることなく、ランナーの移動状態を高精度且つ安価に測定すること。【解決手段】装置本体をランナーの胸部に装着して走行すると（Ｓ１）、その走行動作に伴い３軸ジャイロセンサから出力される３軸方向の角速度のうち、体幹軸周りの角速度Ｖがサンプリングされ（Ｓ２）、走行動作１周期毎の最大角速度と最小角速度とが検出される（Ｓ３）。そして、検出された各最大角速度と最小角速度との絶対値の平均が算出され（Ｓ４）、この平均最大角速度に予め設定された変換係数ｋを乗算して前記ランナーＨの走行速度が算出され（Ｓ５）、この算出されたランナーＨの走行速度が出力されて表示される（Ｓ６）。【選択図】図９
2014178149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの身体に装着してその体幹軸周りの角速度を検出する角速度検出手段と、
この角速度検出手段により検出される体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定する最大角速度測定手段と、
この最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出する移動速度算出手段と、
この移動速度算出手段により算出された前記ユーザの移動速度を出力する移動速度出力手段と、
を備えたことを特徴とする移動状態測定装置。
【請求項２】
前記角速度検出手段は、
ユーザの身体の胴体に装着して３軸方向の角速度を検出する３軸角速度センサを有し、この３軸角速度センサにより検出される３軸方向の角速度のうち体幹軸周りの角速度を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動状態測定装置。
【請求項３】
前記移動速度算出手段は、前記最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に予め設定された変換係数を乗じて前記ユーザの移動速度を算出する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動状態測定装置。
【請求項４】
前記変換係数を前記ユーザに応じて補正する変換係数補正手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の移動状態測定装置。
【請求項５】
角速度センサを備えた電子機器のコンピュータを制御してユーザの移動状態を測定するための方法であって、
前記ユーザの身体に装着した前記角速度センサにより当該ユーザの体幹軸周りの角速度を検出し、
この検出された体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定し、
この測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出し、
この算出された前記ユーザの移動速度を出力すること、
からなることを特徴とする移動状態測定方法。
【請求項６】
角速度センサを備えた電子機器のコンピュータを制御してユーザの移動状態を測定するためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記ユーザの身体に装着した前記角速度センサにより当該ユーザの体幹軸周りの角速度を検出する角速度検出手段、
この角速度検出手段により検出される体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定する最大角速度測定手段、
この最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出する移動速度算出手段、
この移動速度算出手段により算出された前記ユーザの移動速度を出力する移動速度出力手段、
として機能させることを特徴とするコンピュータ読み込み可能な移動状態測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばランニングにおけるユーザの走行速度を測定するための移動状態測定装置、移動状態測定方法、移動状態測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ランニングは手軽に誰でもできるスポーツとして人気がある。そして、ランナーには、ランニングをする際に、その走行速度、走行距離、心拍数などの走行状態を記録して残したい要求がある。
【０００３】
従来、加速度センサにより検出される加速度に基づき走行速度や走行距離を算出したり、ＧＰＳセンサによる測位データに基づき走行距離や走行速度を算出したりするランニング支援装置が考えられている。
【０００４】
そして、前記加速度センサやＧＰＳセンサをランニングシューズに内蔵させ、その検出加速度や測位データを無線通信によって外部装置に送信することで、走行速度等の走行状態を測定するためのデータ通信機能を含む履物製品が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５３４０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のランニング支援装置等において、加速度センサにより検出される加速度に基づきランナーの走行状態を測定するものでは、ランナーの走り方、例えば日常走り慣れている競技者と非競技者とでその測定精度が大きく異なるなど、信頼性に欠ける問題があった。
【０００７】
また、ＧＰＳセンサによる測位データに基づきランナーの走行状態を測定するものでは、そのＧＰＳの性質上、人が走る程度の速さの狭い移動範囲でリアルタイムに測定するには測定誤差が大きく、しかも、センサの価格が高い、また、電力消費が著しくバッテリの持ちが悪いなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ランニングの熟練度に影響されることなく、ランナーの移動状態を高精度且つ安価に測定することが可能になる移動状態測定装置、移動状態測定方法、移動状態測定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る移動状態測定装置は、ユーザの身体に装着してその体幹軸周りの角速度を検出する角速度検出手段と、この角速度検出手段により検出される体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定する最大角速度測定手段と、この最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出する移動速度算出手段と、この移動速度算出手段により算出された前記ユーザの移動速度を出力する移動速度出力手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る移動状態測定方法は、角速度センサを備えた電子機器のコンピュータを制御してユーザの移動状態を測定するための方法であって、前記ユーザの身体に装着した前記角速度センサにより当該ユーザの体幹軸周りの角速度を検出し、この検出された体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定し、この測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出し、この算出された前記ユーザの移動速度を出力すること、からなることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る移動状態測定プログラムは、角速度センサを備えた電子機器のコンピュータを制御してユーザの移動状態を測定するためのプログラムであって、前記コンピュータを、前記ユーザの身体に装着した前記角速度センサにより当該ユーザの体幹軸周りの角速度を検出する角速度検出手段、この角速度検出手段により検出される体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定する最大角速度測定手段、この最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出する移動速度算出手段、この移動速度算出手段により算出された前記ユーザの移動速度を出力する移動速度出力手段、として機能させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ランニングの熟練度に影響されることなく、ランナーの移動状態を高精度且つ安価に測定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る走行状態測定装置１０の電子回路の構成を示すブロック図。
【図２】前記走行状態測定装置１０の外観構成を示す正面図。
【図３】３軸ジャイロセンサ１５を被験者（ランナー）Ｈに装着して実験した際の実験環境を説明する図。
【図４】前記被験者（ランナー）Ｈの走行に伴う１ストライド分の側面撮影画像（ＣＳ）および上面撮影画像（ＣＰ）とジャイロセンサ１５により出力された３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬとを対応付けて示す図。
【図５】前記被験者（ランナー）Ｈの４つの走行速度（８ｋｍ，１０ｋｍ，１２ｋｍ，１４ｋｍ）での１ストライド分の走行に伴う３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬの変化を示す図。
【図６】前記被験者（ランナー）Ｈとして１２名の競技者と１０名の非競技者がそれぞれ「ゆっくり走る」「ふつうに走る」「やや速く走る」「速く走る」の４通りの走り方をイメージして走った場合の各々の平均実測速度とその走行に伴い記録される最大角速度の記録タイミングを示す図。
【図７】前記競技者１２名と非競技者１０名の４通りの走り方での平均実測速度と各速度において記録した３軸の各最大角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬとの相関をグラフにして示す図。
【図８】前記競技者１２名と非競技者１０名が共に１２（ｋｍ／ｈ）の定速で走行したときの３軸の各最大角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬを競技者と非競技者とで比較して示す図。
【図９】前記走行状態測定装置１０による走行状態測定処理を示すフローチャート。
【図１０】前記走行状態測定装置１０による変換係数補正処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面により本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る走行状態測定装置１０の電子回路の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図２は、前記走行状態測定装置１０の外観構成を示す正面図である。
【００１７】
この走行状態測定装置１０は、例えば縦（Ｌ）４ｃｍ、横（Ｗ）８．４ｃｍ、厚さ１ｃｍの筐体を備え、ランナーＨの胴体（胸部）Ｂにベルト等によって装着される（図３（Ａ）参照）。
【００１８】
この走行状態測定装置１０の電子回路には、コンピュータである演算部１１が備えられ、この演算部１１は、記憶部１２に予め記憶された装置制御プログラム、あるいは外部の通信機器（図示せず）からアンテナ１３および無線通信部１４を介してダウンロードされ記憶部１２に記憶された装置制御プログラムに従い回路各部の動作を制御する。
【００１９】
前記記憶部１２に記憶される装置制御プログラムとしては、ランナーＨのランニングに伴い３軸ジャイロセンサ１５により検出される体幹軸周りの角速度Ｖに基づいてその走行速度を測定して出力するための走行状態測定プログラム１２ａ、前記走行速度の測定に伴い前記体幹軸周りの角速度から前記走行速度を算出するための変換係数ｋについて、例えば異なるユーザ毎に補正するための変換係数補正プログラム１２ｂが記憶される。
【００２０】
また、前記記憶部１２には、体幹軸周り角速度記憶領域１２ｃ、変換係数記憶領域１２ｄ、走行速度記憶領域１２ｅが確保される。
【００２１】
前記体幹軸周り角速度記憶領域１２ｃには、前記ジャイロセンサ１５により所定の周期（例えば１００Ｈｚ）でサンプリングされる前記ランナーＨの体幹軸周りの角速度Ｖが記憶される。
【００２２】
前記変換係数記憶領域１２ｄには、前記体幹軸周りの角速度Ｖに基づいて前記ランナーＨの走行速度を算出するための変換係数ｋが記憶される。
【００２３】
前記走行速度記憶領域１２ｅには、前記体幹軸周りの角速度Ｖに基づいて算出された前記ランナーＨの走行速度が記憶される。
【００２４】
また、この走行状態測定装置１０は、外部から入力される各種センサ信号（＋ＩＮ／−ＩＮ）を増幅する増幅器（ＡＭＰ）１６と、当該増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換部１７を備え、例えば心拍センサからのセンサ信号が前記増幅器１６を介して取得され、前記Ａ/Ｄ変換部１７を介しデジタル処理されて前記演算部１１に入力される。
【００２５】
前記無線通信部１４は、例えば近距離無線通信装置であり、前記ランナーＨが携帯している携帯電話やスマートフォンと通信接続し、前記演算部１１により算出された前記ランナーＨの走行速度、走行距離、心拍数等のデータを送信する。
【００２６】
そして、この走行状態測定装置１０の電子回路は、例えばボタン電池を使用した電源部Ｅからの電源電圧により駆動される。
【００２７】
ここで、前記ジャイロセンサ１５によりサンプリングされるランナーＨの体幹軸周りの角速度Ｖに基づいて走行速度を測定することで、当該走行速度を高精度に測定できる根拠について以下に詳細に説明する。
【００２８】
出願人は、３軸ジャイロセンサ１５により検出される３軸方向の角速度ＡＰ（Anterior-Posterior;前後軸周りの角速度）、Ｖ（Vertical;体幹軸周りの角速度）、ＭＬ（Mediolateral;左右軸周りの角速度）のうち、何れの角速度が、走行速度との関係においてランナーＨの熟練度に関わらず高い規則性を示すのかを解析する実験を行った。
【００２９】
実験の概略手順を次の（１）〜（４）に示す。
【００３０】
（１）被験者が、異なる４つの走行速度で走った際の３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬを記録し、走行速度との相関を解析。
【００３１】
（２）ランニングの熟練度が異なる競技者１２名と非競技者１０名を被験者とし、各被験者が「ゆっくり走る」「ふつうに走る」「やや速く走る」「速く走る」の４通りの走り方をイメージして走った際の３軸の各最大角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬを記録。
【００３２】
（３）前記４通りの走り方で走った際の競技者と非競技者とのそれぞれにおける４点の平均走行速度と３軸の各最大角速度との相関を解析。
【００３３】
（４）全被験者が同じ走行速度で走った際の３軸の各最大角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬを記録し、競技者と非競技者との間での３軸の各最大角速度の比較による有意差を解析。
【００３４】
図３は、前記３軸ジャイロセンサ１５を被験者（ランナー）Ｈに装着して実験した際の実験環境を説明する図である。
【００３５】
前記３軸ジャイロセンサ１５は、図３（Ａ）に示すように、被験者（ランナー）Ｈの胴体（例えば、胸部）Ｂにベルト等によって装着される。
【００３６】
被験者Ｈは、図３（Ｂ）に示すように、被験者側面撮影カメラＣＳと被験者上面撮影カメラＣＰとを設置したトレッドミルＴＭ上で走行し、８ｋｍ，１０ｋｍ，１２ｋｍ，１４ｋｍの４つの走行速度で１分間ずつ走行した際に、前記ジャイロセンサ１５により出力された３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬを記録した。
【００３７】
図４は、前記被験者（ランナー）Ｈの走行に伴う１ストライド分の側面撮影画像（ＣＳ）および上面撮影画像（ＣＰ）とジャイロセンサ１５により出力された３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬとを対応付けて示す図である。
【００３８】
右足の接地から左足の接地までの間と左足の接地から右足の接地までの間との３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬ（ｄｐｓ）は、それぞれ−（ｄｐｓ）側と＋（ｄｐｓ）側とでほぼ対称的に変化し、そのうち体幹軸周りの角速度Ｖは、肩のラインＸが示す正対時付近でピークとなり、左右軸周りの角速度ＭＬは接地衝撃時にピークとなる。
【００３９】
これによれば、被験者Ｈの走行動作と３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬとの間には一定の規則性があることが判明した。
【００４０】
図５は、前記被験者（ランナー）Ｈの４つの走行速度（８ｋｍ，１０ｋｍ，１２ｋｍ，１４ｋｍ）での１ストライド分の走行に伴う３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬの変化を示す図である。
【００４１】
これによれば、３軸の各角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬは、何れの走行速度でもその１ストライドの範囲で類似の周期的変化を示し、且つ、走行速度が増すごとにその振幅が大きくなって行くことが判明した。
【００４２】
図６は、前記被験者（ランナー）Ｈとして１２名の競技者と１０名の非競技者がそれぞれ「ゆっくり走る」「ふつうに走る」「やや速く走る」「速く走る」の４通りの走り方をイメージして走った場合の各々の平均実測速度とその走行に伴い記録される最大角速度の記録タイミングを示す図である。
【００４３】
競技者１２名と非競技者１０名がそれぞれ「ゆっくり走る」「ふつうに走る」「やや速く走る」「速く走る」の４通りの走り方をイメージして４００ｍトラックを１周走行した際に、各被験者の各速度における直線区間２０歩分の平均速度を測定した。
【００４４】
そして、競技者１２名の４通りの走り方での平均実測速度は、図６（Ａ）に示すように、「ゆっくり」で１０．６（ｋｍ／ｈ）、「ふつう」で１３．３（ｋｍ／ｈ）、「やや速い」で１５．７（ｋｍ／ｈ）、「速い」で１８．９（ｋｍ／ｈ）である。
【００４５】
また、非競技者１０名の４通りの走り方での平均実測速度は、図６（Ａ）に示すように、「ゆっくり」で８．０（ｋｍ／ｈ）、「ふつう」で１０．０（ｋｍ／ｈ）、「やや速い」で１２．０（ｋｍ／ｈ）、「速い」で１３．８（ｋｍ／ｈ）である。
【００４６】
図７は、前記競技者１２名と非競技者１０名の４通りの走り方での平均実測速度と各速度において記録した３軸の各最大角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬとの相関をグラフにして示す図である。
【００４７】
これによれば、競技者と非競技者を含めた全体の変化を見た場合、前後軸周りの最大角速度ＡＰと左右軸周りの最大角速度ＭＬでは、同じ走行速度に対する最大角速度ＡＰ，ＭＬが競技者と非競技者とで大きく異なっている。一方で、体幹軸周りの最大角速度Ｖでは、競技者と非競技者とで略一致しており、直線的な変化を示した。
【００４８】
さらに、各速度において各被験者間での最大角速度の規則性を示す自己相関係数Ｒ２も、体幹軸周りの最大角速度Ｖでの値が最も高い値を示した。
【００４９】
すなわち、具体的には、大学駅伝部に所属する競技者１２名と非競技者１０名が、３軸ジャイロセンサ１５を剣状突起部に装着し、主観的に「ゆっくり」、「ふつう」、「やや速い」、「速い」の４段階の速度で走行した。そして、２０歩分の最大角速度を対象に、３軸周りそれぞれの時系列データの自己相関係数Ｒ２を算出し、そのピークの大きさを比較検討した。
【００５０】
その結果、体幹軸回りの最大角速度Ｖに高い規則性がみられ、競技者の「やや速い」でＲ２＝０．９８と最も高く、最も低い非競技者の「ゆっくり」においてもＲ２＝０．９５と高い値を示した。
【００５１】
よって、走行時の体幹軸回りの最大角速度Ｖはランナーの熟練度に関わらず高い規則性を示すことが示唆された。
【００５２】
図８は、前記競技者１２名と非競技者１０名が共に１２（ｋｍ／ｈ）の定速で走行したときの３軸の各最大角速度ＡＰ，Ｖ，ＭＬを競技者と非競技者とで比較して示す図である。
【００５３】
これによれば、体幹軸周りの最大角速度Ｖが、他の２軸方向の最大角速度ＡＰ，ＭＬと比較して、競技者と非競技者との間での差が極めて小さく、高い規則性が認められた。
【００５４】
よって、前記ジャイロセンサ１５によりサンプリングされるランナーＨの体幹軸周りの角速度Ｖに基づいて走行速度を測定することで、当該走行速度を高精度に測定できる。
【００５５】
なお、前記図７および図８において、各最大角速度の記録点に付加された大小方向の範囲を示す記号Ｉは、各記録点における複数の被験者間での測定された最大−最小値を示すが、このばらつきは各被験者の身体の動きの差に起因するものであって、体重差には影響されないことが確認されている。
【００５６】
このため、本実施形態の走行状態測定装置１０では、前記体幹軸周りの角速度Ｖに基づいて前記ランナーＨの走行速度を算出するための変換係数ｋを、個人差に応じて補正する機能（図１０参照）を加えた。
【００５７】
次に、前記構成の走行状態測定装置１０の動作について説明する。
【００５８】
図９は、前記走行状態測定装置１０による走行状態測定処理を示すフローチャートである。
【００５９】
走行状態測定装置１０がランナーＨに装着されたことにより、そのジャイロセンサ１５から何らかの角速度を検出した信号が演算部１１に取得されると、走行状態測定プログラム１２ａが起動される（ステップＳ１）。
【００６０】
すると、前記ジャイロセンサ１５から出力される体幹軸周りの角速度Ｖ（ｄｐｓ）がサンプリングされて体幹軸周り角速度記憶領域１２に順次記憶され（ステップＳ２）、ランナーＨの１ストライドに対応した１周期間での最大の体幹軸周りの角速度Ｖmax（ｄｐｓ）と最小の体幹軸周りの角速度Ｖmin（ｄｐｓ）とが検出される（ステップＳ３）。
【００６１】
すると、前記検出された最大の体幹軸周りの角速度Ｖmax（ｄｐｓ）と最小（負の最大値）の体幹軸周りの角速度Ｖmin（ｄｐｓ）との絶対値の平均が算出され（ステップＳ４）、この最大角速度の絶対値に前記変換係数記憶領域１２ｄに記憶された変換係数ｋが乗算され、前記ランナーＨの走行速度が算出される（ステップＳ５）。
【００６２】
ここで具体的に、前記変換係数ｋは、前記図７で示した各走行速度と体幹軸周りの最大角速度Ｖとの相関を示す略直線の傾きに基づき設定されるもので、例えば、変換係数ｋ＝０．０７５として設定されている。
【００６３】
こうして前記ジャイロセンサ１５からサンプリングされたランナーＨの体幹軸周りの最大角速度Ｖに基づき走行速度が算出される。たとえば体幹軸周りの最大角速度の平均値がＶ＝１００（ｄｐｓ）のとき、ｋ＝０．０７５を乗算して走行速度７．５（ｋｍ／ｈ）が算出され、体幹軸周りの最大角速度の平均値がＶ＝３００（ｄｐｓ）のとき、ｋ＝０．０７５を乗算して走行速度走行速度２２．５（ｋｍ／ｈ）が算出される。走行速度は、随時走行速度記憶領域１２ｅに記憶され、無線通信部１４を介して、例えば当該ランナーＨが携帯しているスマートフォンなどの通信表示装置へ随時送信出力されて表示される（ステップＳ６）。
【００６４】
この後、前記ジャイロセンサ１５から何らかの角速度を検出した信号が前記演算部１１に継続的に取得されている間は、前記ランナーＨに対する走行状態測定装置１０の装着状態が継続していると判断され（ステップＳ７（Ｙｅｓ））、前記ステップＳ２からの体幹軸周りの最大角速度の検出に応じた走行速度の算出処理が繰り返される（ステップＳ２〜Ｓ７）。
【００６５】
図１０は、前記走行状態測定装置１０による変換係数補正処理を示すフローチャートである。
【００６６】
この変換係数補正処理は、前記変換係数記憶領域１２ｄに記憶された変換係数ｋを、実測されるランナーＨの走行速度とそのとき記録される体幹軸周りの最大角速度Ｖとに基づき補正するものである。
【００６７】
すなわち、この変換係数補正処理を開始させてランナーＨが走行を開始すると、その走行開始からの時間データとＧＰＳセンサ等により取得される走行距離データが、無線通信部１４を介して外部機器（ＧＰＳセンサ付きスマートフォン等）から受信されるか否か判断される（ステップＡ１）。
【００６８】
ここで、前記走行開始からの走行時間データと走行距離データとが受信されたと判断されると（ステップＡ１（Ｙｅｓ））、当該受信された実測の走行距離データから走行時間データが除算されて走行速度が算出される（ステップＡ２）。
【００６９】
すると、前記算出された走行速度から前記ジャイロセンサ１５により検出された体幹軸周りの最大角速度Ｖが除算され、前記ランナーＨの個人差に応じた変換係数ｋが算出される（ステップＡ３）。
【００７０】
そして、前記算出された変換係数ｋは補正後の値として、前記変換係数記憶領域１２ｄに記憶されているこれまでの変換係数ｋと書き換えられて更新される（ステップＡ４）。
【００７１】
一方、前記ステップＡ１において、走行開始からの時間データとＧＰＳセンサ等により取得される走行距離データが受信されないと判断された場合は（ステップＡ１（Ｎｏ））、例えば外部機器からのユーザ操作に応じた変換係数ｋの補正値が入力され（ステップＡ５）、前記変換係数記憶領域１２ｄに記憶されているこれまでの変換係数ｋと書き換えられて更新される（ステップＡ４）。
【００７２】
したがって、前記構成の走行状態測定装置１０によれば、装置本体をランナーＨの胸部に装着して走行すると、その走行動作に伴い３軸ジャイロセンサ１５から出力される３軸方向の角速度のうち、体幹軸周りの角速度Ｖがサンプリングされ、走行動作１周期毎の最大角速度と最小角速度とが検出される。そして、検出された各最大角速度と最小角速度との絶対値の平均が算出され、この平均された最大角速度に予め設定された変換係数ｋを乗算して前記ランナーＨの走行速度が算出され、この算出されたランナーＨの走行速度が出力されて表示される。
【００７３】
このように、３軸ジャイロセンサ１５により取得される体幹軸周りの角速度に基づいてランナーＨの走行速度を測定して出力することで、ランニングの熟練度に影響されることなく、また高価で且つ電力消費の高いＧＰＳセンサを備える必要もなく、ランナーＨの走行状態を、高精度且つ安価に安定して測定して確認することが可能になる。
【００７４】
また、前記構成の走行状態測定装置１０によれば、前記ランナーＨの走行に伴い外部入力される走行時間データと走行距離データとに基づいて走行速度が実測されると、当該実測された走行速度が前記ランナーＨの走行に伴いジャイロセンサ１５により取得された体幹軸周りの最大角速度Ｖにより除算され、前記変換係数ｋが補正されて更新される。
【００７５】
これにより、ランナー各個人の身体の動きの差に伴い、同じ走行速度であっても前記ジャイロセンサ１５により取得される体幹軸周りの角速度Ｖに若干の差が生じることで、当該体幹軸周りの角速度Ｖに基づき算出される走行速度にばらつきが生じるのを、高精度に補正することができる。
【００７６】
なお、前記実施形態の走行状態測定装置１０では、ランナーＨの体幹軸周りの最大角速度Ｖに基づき算出された走行速度を送信出力して、例えばスマートフォン等の外部表示装置に表示させる具体例について説明したが、これに限らず、走行時間を測定可能または入力可能にすることで、前記走行速度に当該走行時間を乗算して走行距離も算出し、前記走行速度と併せ送信出力して前記外部表示装置に表示させる構成としてもよいのは勿論である。
【００７７】
前記実施形態において記載した走行状態測定装置１０による各処理の手法、すなわち、図９のフローチャートに示す走行状態測定処理、図１０のフローチャートに示す変換係数補正処理などの各手法は、何れもコンピュータに実行させることができるプログラムとして、メモリ・カード（ＲＯＭカード、ＲＡＭカード等）、磁気ディスク（フロッピディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の外部記録媒体（図示せず）に格納して配布することができる。そして、ジャイロセンサ（１５）およびデータ出力部（１４）を備えた携帯型電子機器のコンピュータは、この外部記録媒体に記録されたプログラムを記憶装置（１２）に読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、前記実施形態において説明した高精度且つ安価なランニング走行速度の測定機能を実現し、前述した手法による同様の処理を実行することができる。
【００７８】
また、前記各手法を実現するためのプログラムのデータは、プログラムコードの形態としてネットワーク上を伝送させることができ、このプログラムデータを、ジャイロセンサ（１５）およびデータ出力部（１４）を備えた携帯型電子機器のコンピュータに通信によって取り込むことで、前述した高精度且つ安価なランニング走行速度の測定機能を実現することもできる。
【００７９】
なお、本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が異なる形態にして組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【００８０】
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００８１】
［１］
ユーザの身体に装着してその体幹軸周りの角速度を検出する角速度検出手段と、
この角速度検出手段により検出される体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定する最大角速度測定手段と、
この最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出する移動速度算出手段と、
この移動速度算出手段により算出された前記ユーザの移動速度を出力する移動速度出力手段と、
を備えたことを特徴とする移動状態測定装置。
【００８２】
［２］
前記角速度検出手段は、
ユーザの身体の胴体に装着して３軸方向の角速度を検出する３軸角速度センサを有し、この３軸角速度センサにより検出される３軸方向の角速度のうち体幹軸周りの角速度を検出する、
ことを特徴とする［１］に記載の移動状態測定装置。
【００８３】
［３］
前記移動速度算出手段は、前記最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に予め設定された変換係数を乗じて前記ユーザの移動速度を算出する、
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の移動状態測定装置。
【００８４】
［４］
前記変換係数を前記ユーザに応じて補正する変換係数補正手段を備えたことを特徴とする［３］に記載の移動状態測定装置。
【００８５】
［５］
角速度センサを備えた電子機器のコンピュータを制御してユーザの移動状態を測定するための方法であって、
前記ユーザの身体に装着した前記角速度センサにより当該ユーザの体幹軸周りの角速度を検出し、
この検出された体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定し、
この測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出し、
この算出された前記ユーザの移動速度を出力すること、
からなることを特徴とする移動状態測定方法。
【００８６】
［６］
角速度センサを備えた電子機器のコンピュータを制御してユーザの移動状態を測定するためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記ユーザの身体に装着した前記角速度センサにより当該ユーザの体幹軸周りの角速度を検出する角速度検出手段、
この角速度検出手段により検出される体幹軸周りの角速度に基づいてその最大角速度を測定する最大角速度測定手段、
この最大角速度測定手段により測定された体幹軸周りの最大角速度に基づいて前記ユーザの移動速度を算出する移動速度算出手段、
この移動速度算出手段により算出された前記ユーザの移動速度を出力する移動速度出力手段、
として機能させることを特徴とするコンピュータ読み込み可能な移動状態測定プログラム。
【符号の説明】
【００８７】
１０  …走行状態測定装置
１１  …演算部
１２  …記憶部
１２ａ…走行状態測定プログラム
１２ｂ…変換係数補正プログラム
１２ｃ…体幹軸周り角速度記憶領域
１２ｄ…変換係数記憶領域
１２ｅ…走行速度記憶領域
１３  …アンテナ
１４  …無線通信部
１５  …３軸ジャイロセンサ
ＡＰ  …前後軸周りの角速度
Ｖ    …体幹軸周りの角速度
ＭＬ  …左右軸周りの角速度
１６  …増幅器（ＡＭＰ）
１７  …Ａ/Ｄ変換部（Ａ／Ｄ）
Ｅ    …電源部
Ｈ    …ランナー（被験者）
Ｂ    …胴体（胸部）
ＴＭ  …トレッドミル
ＣＳ  …被験者側面撮影カメラ
ＣＰ  …被験者上面撮影カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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