(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の基本的な移動を計数すべく、容器および前記容器を前記人の体の一部に堅牢に取り付ける固定手段を含むシステムであって、
−  少なくとも１個の測定軸を有する磁力計と、
−  少なくとも１個の測定軸について、少なくとも１個の、基本的な移動の発生を数え、水泳において、プール内でのスイマーの反転を考慮してマスクのサイズが適合される時間的マスクと前記マスクの期間にわたる前記測定軸に沿った信号の成分とのスカラー積を求めるべく適合された計算手段と
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記基本的な移動の間に前記磁力計が与える測定値に基づいて、各測定軸について前記時間的マスクを決定する手段を更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
各測定軸について、前記時間的マスクが予め決定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記基本的な移動が周期的移動の周回である、請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記基本的な移動がトラックラップである、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
直線コースを折り返して逆向きに再び走行する間における人の反転を検出すべく適合されていて、各測定軸について、前記マスクが、第１の定数値Ｎである第１の期間Ｔ１の第１のフェーズと、これに続く、値が０である第２の期間Ｔ２の遷移の第２のフェーズと、これに続く、第１の定数値Ｎの逆符号に等しい定数値−Ｎである、第１の期間Ｔ１の第３のフェーズと、前記マスクの期間２Ｔ１＋Ｔ２にわたる測定軸に沿った信号の成分とを含んでいる、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の定数値Ｎが１に等しい、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記マスクの前記第２の期間Ｔ２が固定されていて、且つ
【数１】
0005994637.tif 000006
であり、Ｔｍｉｎが前記直線コースを走行するための最小期間以下である閾値時間を表す、請求項６または７に記載のシステム。
【請求項９】
前記マスクの前記第２の期間Ｔ２が０〜Ｔｍｉｎ／２の間にある、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記マスクの前記第２の期間Ｔ２が時間の関数として増大していて、前記計算手段が、考慮対象である各測定軸上の前記スカラー積を成分とするベクトルの第１のノルムを計算すると共に前記第１のノルムが閾値に関して相対位置を変えた場合に反転を検出すべく適合されている、請求項６または７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記計算手段が、前記スカラー積を成分とするベクトルの第２のノルムを計算すると共に前記第２のノルムが閾値を超えた場合に前記人の反転を検出すべく適合されている、請求項６〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記計算手段が、前記第２のノルムが更に第１のスライディングウインドウ上の極大値である場合に前記人の反転を検出すべく適合されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記計算手段が、
−  前記第２のノルムが前記閾値を超えたことが検出されたならば第１のスライディングウインドウを生成し、
−  前記スライディングウインドウにわたる前記第２のノルムの当該極大値の最大値および反転に対応する前記最大極大値に関連付けられた時点を決定し、
−  ある時間幅にわたり前記第１のスライディングウインドウを無効化し、
−  前記期間の後で前記第２のノルムが閾値を下回った場合に前記第１のスライディングウインドウを再有効化すべく
適合されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記計算手段が、前記第２のノルムが前記閾値を超えた瞬間において、前記スカラー積の前記最大成分の符号が先の反転の間における同一成分の符号と異なる場合に前記人の反転を検出すべく適合されている、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記閾値が、前記閾値が関係する前記センサの測定範囲、および／または基本的な移動シーケンスに対する前記センサまたはセンサ群の信号の記録のデータベースに依存し、自動的に決定される、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ノルムが、前記スカラー積成分の絶対値の加重和で代替され、各成分に関連付けられた前記加重係数が当該成分のエネルギーを前記スカラー積の全エネルギーで除算した値に等しく、前記エネルギーが定義される第２のスライディングウインドウが生成される、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第２のスライディングウインドウの期間が、前記直線コースを走行するための最短期間に依存する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１の期間Ｔ１が、前記直線コースを走行するための最短期間に依存する、請求項６〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記計算手段が、前記磁力計が実行した測定よりも低い周波数で前記スカラー積を計算すべく適合されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
更に加速度計を含んでいて、前記計算手段が、前記加速度計の各測定軸について、第３のスライディングウインドウが生成され、第３のスライディングウインドウにわたり前記測定軸について計量された値の標準偏差を計算すべく適合されている、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第３のスライディングウインドウの期間が、基本的な運動の期間と反転の期間の間にある、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記計算手段が、更に、前記標準偏差の少なくとも１個の値が時間的に変化した場合に行動の変化を検出すべく適合されている、請求項２０または２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記計算手段が、考慮対象である各測定軸における前記標準偏差を成分とするベクトルの第３のノルムを計算すべく適合されている、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記計算手段が、前記第３のノルムの変動の絶対値が閾値を超え、且つ前記第３のノルムの変動の絶対値は極大値である場合に行動の変化を検出すべく適合されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記計算手段が、基本的な移動の検出結果を比較することにより、基本的な移動を検出すべく適合されており、これらは複数の前記マスクに基づいて並列に実行される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
プール内でのスイマーの往復移動を計数すべく適合されていて、前記容器が防水性を有し、前記基本的な移動がプールの長さ分の移動、続いて反転、更に続いて逆方向の前記長さ分の移動である、請求項１〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の期間Ｔ１が、２５メートル長のプールの場合は２秒〜１０秒の範囲にあり、５０メートル長のプールの場合は２秒〜２０秒の範囲にある、請求項２５または２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１のマスクの前記第２の期間Ｔ２が０〜５秒の範囲にある、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第２のスライディングウインドウの期間が、２５メートル長のプールの場合２秒〜１０秒の範囲にあって、５０メートル長のプールの場合２秒〜２０秒の範囲にある、請求項２５〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第３のスライディングウインドウの期間が１〜５秒の範囲にある、請求項２４〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記体の前記部分が頭部である、請求項２４〜３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記閾値が、前記閾値が関係する前記センサの測定範囲、および／または水泳シーケンスを測定する前記センサまたはセンサ群の信号を記録するデータベースに依存し、前記水泳シーケンスの間にスイマーのうつ伏せ／仰向けの位置の変化が無ければ自動的に決定される、請求項２４〜３１のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の基本的な移動、例えばプール内のスイマーの往復移動または反転、あるいは所与のコースで競走するサイクリストまたはランナーの往復移動を数えるシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の基本的な移動は、人の方向または目標の変更、あるいはランナーまたはサイクリストによるスタジアム内でのラップ等の反復周期的コースの周回走行、あるいはスイマーによるプール内での往復移動に対応させることができる。検出される信号は基本的な移動を反映していなければならない。
【発明の概要】
【０００３】
例示的なアプリケーションにおいて、多くのランナーは、スタジアムのトラックまたはコースの周回を連続的に反復する１回のレースの間に自分が足で、または自転車で走行した距離を正確に評価できるようになりたいと望んでいる。一般に、走行した周回数は関係者が把握しており、選手にその距離を伝えている。走行した周回数を頭の中で数えながら選手がスポーツ運動を実行するのは必ずしも容易ではない。従って走行した周回数を自動的に数えることで全走行距離を求めることが可能になる。同様に、プールで一連の距離を泳いでいるスイマーにとって基本的な移動は、折り返すまでの距離と逆方向の距離に該当する。
【０００４】
例えば足の運動解析システムに関する文献である米国特許第６５１３３８１Ｂ２号明細書、または物体の反復動作の期間または頻度の測定方法に関する文献である仏国特許出願公開第２９１２８１３Ａ１号明細書に記述されているように、この種の移動距離の評価を可能にするシステムが存在し、移動体に装着または搭載された磁力計の軸への地球磁場の射影の少なくとも１個の可変要素が測定され、測定値に対応する信号の期間または周波数が検出される。
【０００５】
例示的な別のアプリケーションにおいて、多くのスイマーは水泳競技において自分が泳いだ距離を正確に評価できるようになりたいと望んでいる。泳いだ距離または往復移動の回数を数えなければならないのは厄介であり、間違うリスクが削減できず、且つ上級スイマーにとって妨げとなって成績を制限する恐れがある。
【０００６】
例えば米国特許出願公開第２００７／０２９３３７４Ａ１号明細書に記述される、プール内でのスイマーの往路方向または復路方向の関数として変化する信号を与えるコンパスセンサを含み、容器内に収納され固定手段によってスイマーに取り付けられるプール往復移動のカウンタに関係するような、泳いだ距離を自動的に計数可能にするシステムが存在している。スイマーの往復移動の当該カウンタは、容器と、当該容器をスイマーに取り付ける手段と、容器内に収納されていてプール内でのスイマーの往路または復路方向の関数として変化する出力信号を与えるコンパスセンサと、コンパスセンサの出力信号においてスイマーの方向転換を識別してスイマーの往復移動を計数すべくプログラムされたプロセッサとを含んでいる。このカウンタはまた、当該カウンタを使用しているスイマーの泳ぎの動作を計数できる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなカウンタの精度には限界がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、人の基本的な移動、例えばプール内でのスイマーの往復移動を数える、コストが抑制され且つ精度が向上したシステムを提案することである。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、人の基本的な移動を計数すべく、容器および前記容器を前記人の体の一部に堅牢に取り付ける固定手段を含むシステムを提案する。当該システムは、
−  少なくとも１個の測定軸を有する磁力計と、
−  少なくとも１個の測定軸について、少なくとも１個の時間的マスクと前記マスクの期間にわたる測定軸に沿った信号の成分とのスカラー積を求めるべく適合された計算手段と
を含んでいる。
【００１０】
従って、本発明の一態様によるシステムを装備した人の基本的な移動の発生を、向上した精度をもって数えることが可能である。
【００１１】
一実施形態において、本システムは更に、前記基本的な移動の間に前記磁力計が与える測定値に基づいて、各測定軸について前記時間的マスクを決定する手段を含んでいる。
【００１２】
従って、基本的な移動の間に、磁力計により実行された測定の記録に基づいて、時間的マスクをユーザーが判断してもよい。
【００１３】
一実施形態によれば、前記基本的な移動は、例えば競走しているサイクリストまたはランナーのトラックラップ等、周期的移動の周回である。
【００１４】
従って、本システムは、ユーザーに対し、セッションの間に当人が走行したラップの数または実際に走行した距離を自動的に知らせることができる。
【００１５】
一実施形態において、各測定軸について、前記時間的マスクが予め決定されている。
【００１６】
従って、基本的な移動に対応する信号を記録することによりシステムを較正する必要がない。
【００１７】
例えば、本システムは、直線コースを折り返して逆向きに再び走行する人の反転を検出すべく適合されていて、各測定軸について、当該マスクは、第１の定数値Ｎである第１の期間Ｔ１の第１のフェーズと、これに続く、値が０である第２の期間Ｔ２の遷移の第２のフェーズと、これに続く、第１の定数値Ｎの逆符号に等しい定数値−Ｎである、第１の期間Ｔ１の第３のフェーズと、前記マスクの期間２Ｔ１＋Ｔ２にわたる測定軸に沿った信号の成分とを含んでいる。
【００１８】
前記第１の定数値Ｎは１に等しくてよいため、計算回数が抑制される。
【００１９】
マスクの前記第２の期間Ｔ２は固定されてもよく、且つ
【数１】
0005994637.tif 000002
であり、Ｔｍｉｎは前記直線コースを走行するための最小期間以下である閾値時間を表す。
【００２０】
従って、当該マスクは、時間的スカラー積の計算中および当該スカラー積を正規化する間において、方向が変化する時点にスパイクを出現させる。遷移フェーズＴ２により、方向転換の過渡的なフェーズに対応する信号のマスキングが可能になる。水泳の場合、プール内でのスイマーの反転を考慮してマスクのサイズが適合されている。
【００２１】
例えば、マスクの前記第２の期間Ｔ２は０〜Ｔｍｉｎ／２の範囲にある。
【００２２】
一実施形態において、当該マスクの前記第２の期間Ｔ２は時間の関数として増大していて、前記計算手段は、考慮対象である各測定軸上の前記スカラー積を成分とするベクトルの第１のノルムを計算すると共に前記第１のノルムが閾値に関して相対位置を変えた場合に反転を検出すべく適合されている。
【００２３】
従って、マスクの開始に関連付けられた信号に対応する特定の方向がメモリに保存される。
【００２４】
例えば、水泳に適合されたシステムの場合、スイマーの可能な移動が往路と復路の２種類だけであり、体の面をうつ伏せから仰向けに切り替えない場合に検出がより強化される。
【００２５】
一実施形態によれば、前記計算手段は、Ｔ２が固定されている場合、前記スカラー積を成分とするベクトルの第２のノルムを計算すると共に前記第２のノルムが閾値を超えた場合に人の反転を検出すべく適合されている。
【００２６】
この検出は、第１のスライディングウインドウにわたりベクトルの前記第２のノルムの極大値を検出する条件を追加することにより精度が向上できる。
【００２７】
従って、人の反転を容易に検出することが可能である。
【００２８】
例えば、前記計算手段は、
−  前記第２のノルムが前記閾値を超えたことが検出されたならば前記第１のスライディングウインドウを生成し、
−  前記スライディングウインドウにわたる前記第２のノルムの当該極大値の最大値および反転に対応する前記最大極大値に関連付けられた時点を決定し、
−  ある時間幅にわたり前記第１のスライディングウインドウを無効化し、
−  前記期間の後で前記第２のノルムが閾値を下回った場合に前記スライディングウインドウを再有効化すべく
適合されている。
【００２９】
従って、検出誤差が極めて最小限に抑えられ、検出精度が向上する。
【００３０】
好都合なことに、当該計算手段は、前記第２のノルムが前記閾値を超えた瞬間において、前記スカラー積の前記最大成分の符号が先の反転の間における同一成分の符号と異なる場合に人の反転を検出すべく適合されている。
【００３１】
実際に、この検出は、前記スカラー積の最大成分の符号に対する制約を追加することにより更に精度が向上する。時点ｔにおける最大成分は、この時点での最大振幅の絶対値を示す成分である。人の反転は従って、前記第２のノルムが前記閾値を超えた時点において、前記最大成分の符号が先の反転の間における同一成分の符号と異なる場合に検出される。
【００３２】
このようなノルムを用いることで、少なくとも２個の測定軸が用いられる場合、２また３項目の情報を単に１項目にすることにより処理すべき情報の量を減少させることができる。従って計算負荷が軽減される。
【００３３】
一実施形態によれば、前記閾値は、当該閾値が関係するセンサの測定範囲、および／または基本的な移動シーケンスに対するセンサまたはセンサ群の信号の記録のデータベースに依存し、および／または自動的に。
【００３４】
好適には、前記ノルムは、スカラー積成分の絶対値の加重和で代替される。加重した重みのベクトルは正規化されて、測定軸に沿って前記スカラー積のエネルギーを分布させることができる。これらの各軸について、前記スカラー積のエネルギーは、サイズが基本的な移動が実現するための最短期間より小さい第２のスライディングウインドウにわたり計算される。
【００３５】
更に、前記第２のスライディングウインドウの期間は、前記直線コースを走行するための最短期間に依存する。
【００３６】
一実施形態において、前記方向の変更は、直線コースを折り返して逆向きに再び走行する際の反転であって、前記第１の期間Ｔ１は、前記直線コースを走行するための最短期間に依存する。この最短期間はまた、前記直線の長さに依存する場合がある。
【００３７】
従って、特に水泳動作、加速および磁気かく乱に起因する阻害要因は、重要な事象、すなわち反転を消去することなく最小化される。
【００３８】
一実施形態によれば、前記計算手段は、前記磁力計が実行した測定よりも低い周波数で前記スカラー積を計算すべく適合されている。
【００３９】
従って実行される計算の回数が抑制される。
【００４０】
一実施形態によれば、本システムは更に加速度計を含み、前記計算手段は、前記加速度計の各測定軸について、第３のスライディングウインドウにわたり前記測定軸について計量された値の標準偏差を計算すべく適合されている。
【００４１】
第３のスライディングウインドウの期間は、基本的な運動（陸上レースの場合はストライド、水泳の場合は頭部の動き）に要する時間と反転の期間の間にある。例えば、水泳の場合、この値は１秒〜５秒の範囲にある。
【００４２】
従って、本システムの信頼性は、後者がユーザーの動きの第２のインジケータを含むため、精度が向上する。
【００４３】
例えば、前記計算手段は更に、前記標準偏差の少なくとも１個の値が時間的に変化した場合に行動の変化を検出すべく適合されている。
【００４４】
実際に、特定の数の連続的な評価を行なう間に、計算された標準偏差の少なくとも１個の値が変化したならば、当該人は例えば反転を行なった等、行動を変えている。
【００４５】
従って、本システムは、水泳に適合されたシステムの場合には、泳法の変更または反転等の行動の変化をより良好に検出することができる。
【００４６】
一実施形態において、前記計算手段は、考慮対象である各測定軸における前記標準偏差を成分とするベクトルの第３のノルムを計算すべく適合されている。
【００４７】
従って、処理すべき情報の項目数が抑制されるため計算負荷が軽減される。
【００４８】
例えば、前記計算手段は、前記第３のノルムの変動の絶対値が閾値を超え、且つ前記第３のノルムの変動の絶対値は極大値である場合に行動の変化を検出すべく適合されている。
【００４９】
従って、変形例として、ユーザーの行動の変化、例えば直線から反転への切り替えもまた検出される。
【００５０】
一実施形態によれば、前記計算手段は、基本的な移動の検出結果を比較することにより、基本的な移動を検出すべく適合されており、これらは複数の前記マスクに基づいて並列に実行される。
【００５１】
従って、多様な検出方法を並列化することにより検出効果を向上させ、結果を統合することが可能である。
【００５２】
一実施形態によれば、本システムは、プール内でのスイマーの往復移動を計数すべく適合されていて、前記容器は防水性を有し、前記基本的な移動はプールの長さ分の移動、続いて反転、更に続いて逆方向の前記長さ分の移動である。
【００５３】
本システムは特にそのような使用に適している。移動回数は従って、検出された反転回数に１を加えた値である。
【００５４】
前記第１の期間Ｔ１は、２５メートル長のプールの場合は２秒〜１０秒の範囲にあり、５０メートル長のプールの場合は２秒〜２０秒の範囲にある。
【００５５】
従って、反転を除外せずに、約１秒間にわたる水泳動作が消去される（５０ｍの世界記録は２０秒台である）。
【００５６】
第１のマスクの前記第２の期間Ｔ２は０〜５秒の範囲にあってよい。
【００５７】
従って、プール内での逆方向の移動と移動の間の反転の期間を考慮している。
【００５８】
加重係数が３成分に従うエネルギー分布を表すように、前記第２のスライディングウインドウの期間の選択を前記第１の期間Ｔ１の選択により促すことが可能である。
【００５９】
例えば、前記第２のスライディングウインドウの期間は、２５メートル長のプールの場合２秒〜１０秒の範囲にあって５０メートル長のプールの場合２秒〜２０秒の範囲にある。
【００６０】
前記第３のスライディングウインドウの期間は１〜５秒の範囲にあってよい。
【００６１】
例えば、本システムが配置される前記体部分は頭部である。
【００６２】
従って、センサはスイマーのゴーグルに組み込むことができる。
【００６３】
一実施形態によれば、前記閾値は、当該閾値が関係するセンサの測定範囲、および／または水泳シーケンスを測定するセンサまたはセンサ群の信号を記録するデータベース、および／または当該水泳シーケンスの間にスイマーのうつ伏せ／仰向けの位置の変化が無ければ自動的に依存する。
【００６４】
本発明は、完全に非限定的な例により記述され、且つ添付の図面に示すいくつかの実施形態を調べることにより理解が深まろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一態様によるシステムの実施形態に模式的に示す。
【図２】自転車による建築の第１ラップを記録することにより測定される例示的なマスクを示す。
【図３】例示的な所定のマスクを示す。
【図４】水泳の場合における、本発明の一態様による例示的な実施形態を示す。
【図５】水泳の場合における、本発明の一態様による例示的な実施形態を示す。
【図６】水泳の場合における、本発明の一態様による例示的な実施形態を示す。
【図７】水泳の場合における、本発明の一態様による例示的な実施形態を示す。
【図８】水泳の場合における、本発明の一態様による例示的な実施形態を示す。
【図９】水泳の場合における、本発明の一態様による例示的な実施形態を示す。
【図１０】水泳の場合における、本発明の一態様による例示的な実施形態を示す。
【００６６】
全ての図面を通じて同一参照符号を有する要素は類似している。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１に示すように、人の基本的な移動を数えるシステムは、少なくとも１個の測定軸を有する磁力計、この場合は３軸磁力計３Ｍを含む容器ＢＴを含んでいる。容器ＢＴは、この場合では弾性固定ストラップＣＥＦにより、前記人の体の一部に固定すべく適合されている。変型例として、他の任意の固定手段も適している。
【００６８】
容器ＢＴは更に、少なくとも１個の測定軸を有する任意の加速度計、この場合３軸加速度計３Ａを含んでいる。３軸磁力計３Ｍの各測定軸について、計算モジュールＣＡＬＣが、少なくとも１個のマスクと前記マスクの期間にわたる測定軸に沿った信号の成分とのスカラー積を求める。
【００６９】
オプションの判定モジュールにより、各測定軸について、基本的な移動の間に磁力計３Ｍが与える測定値に基づいてマスクを決定することが可能になる。特に一組の制御ボタンＥＢＣが、ユーザーがマスクの記録の開始および終了を決定するのを支援する。変型例として、マスクは予め決定されていてよい。
【００７０】
例えば容器に取り付けられた表示手段ＡＦＦにより、結果を表示することが可能になる。変型例として、本システムが水泳に適合されていてスイマーのゴーグルに固定されている場合、表示をイヤホンの音声メッセージで代替することができる。
【００７１】
計算モジュールＣＡＬＣは、０．５Ｈｚ以上のサンプリング周波数でセンサから受信された信号をシャノンの条件に準拠しながらサンプリングすべく適合されている。
【００７２】
図２に、矩形の建物の周囲を自転車でラップする間に、磁力計３Ｍの各測定軸により送信された信号の記録に対応するマスクの記録を示し、これに自転車による建築周囲の３回の連続的なラップに対応する信号が続いている。マスクに対応する第１のラップの側に出現している振動または衝撃（磁力計３Ｍの信号の大きい変動を伴う）により、マスク記録シーケンス（開始および終了）を区切ることが可能になる。この振動はまた、自転車のラップ（シーケンスの開始および終了）を数えるために用いる記録シーケンスを区切るようにその側に出現している。この振動は、小幅なジャンプまたは押しボタンの押下で代替することができる。これに続いてマスクを認識することにより３個の連続的なラップ、すなわち第２のラップ、第３のラップおよび第４のラップが検出される。
【００７３】
図３に、各軸に対するスカラー積の計算に適用された所定のマスクを示し、当該マスクは、時点０からｔ１の間における第１の定数値Ｎの第１の期間Ｔ１の第１のフェーズと、これに続く時点ｔ１からｔ２までの値ゼロの第２の期間Ｔ２の遷移の第２のフェーズと、これに続く第１の時点ｔ２とｔ３の間における第１の定数値Ｎの逆符号に等しい定数値−Ｎの期間Ｔ１の第３のフェーズを含んでいる。Ｎは、例えば１に等しくてよい。
【００７４】
以下の記述において、例えば、本システムはプール内でのスイマーの往復移動を計数すべく適合されていて、防水容器ＢＴを備え、基本的な移動がプール内での反転である。計算モジュールの動作方法を特に記述している。
【００７５】
Ｂｃ（ｔｋ）＝Ｂｃ（ｋＴｅ）（ｃは測定軸を表す添え字）と表記された磁力計３Ｍの信号は、時点ｔｋにおけるサンプリング間隔Ｔｅをもって定期的にサンプリングされる。
【００７６】
図４に、磁力計３Ｍの３測定軸により送信された３個の生信号のシステムの例を、プール内を泳ぐ際に往路から復路への切り替えを示す矩形の基準信号Ｒｅｆと共に示す。
【００７７】
寸法（２Ｔ１＋Ｔ２）／Ｔｅおよび期間２Ｔ１＋Ｔ２を有し、次式で定義されるマスクと呼ぶベクトルＭを考える。
０≦ｉ＜Ｔ１／Ｔｅの場合Ｍ（ｉ）＝Ｎ
Ｔ１／Ｔｅ≦ｉ＜（Ｔ１＋Ｔ２）／Ｔｅの場合Ｍ（ｉ）＝０
（Ｔ１＋Ｔ２）／Ｔｅ／Ｔｅ≦ｉ＜（２Ｔ１＋Ｔ２）／Ｔｅの場合Ｍ（ｉ）＝−Ｎ
【００７８】
ｃ軸上のスカラー積は次式で定義される。
【数２】
0005994637.tif 000003
【００７９】
時間Ｔ１は、特に、本システムがスイマーの頭部に固定されている場合に、水泳の周期的な移動をフィルタリングするように選択されている。従って、２または３回の頭部の運動より大きくなければならない。
【００８０】
例えば、長さ２５ｍのプールの場合はＴ１＝８秒であり、２５ｍプールを泳ぐ世界記録は１０秒である。
【００８１】
この値は、より良いフィルタリングを得るためにより長い距離に増やされる。
【００８２】
時間Ｔ２は、当該期間中マスク値がゼロに等しいため、無視フェーズに対応する。この無視により、特に個人個人または泳法を変更する間、一般に運動が再現不可能である反転の間の過渡的期間を無視することが可能になる。
【００８３】
一実施形態において、Ｔ２は可変的であってよく、各時間間隔で１個のサンプルだけ増加する。従って、スイマーが泳ぎ始めたときの信号の開始時点で取られた基準時点での磁場の値と常に比較される。基準が正しく選択されていれば、検出の安定性が向上する。スカラー積は、うつ伏せと仰向けの切り替えが無ければ、２値を有するノッチ形状を有する。計算モジュールＣＡＬＣは次いで、考慮対象である各測定軸上の前記スカラー積を成分とするベクトルの第１のノルムを計算すると共に前記第１のノルムが閾値に関して相対位置を変えた場合に反転を検出すべく適合される。
【００８４】
別の実施形態において、マスクの前記第２の期間Ｔ２は固定されてもよく、
【数３】
0005994637.tif 000004
であり、Ｔｍｉｎは閾値時間を表す。マスクの第２の期間Ｔ２は例えば０〜Ｔｍｉｎ／２の範囲にある。
【００８５】
計算のコストを抑制すべく、磁力計の軸上のスカラー積をＤ個のサンプル毎に計算してもよい。１秒間の時間間隔での計算は水泳の場合、先験的に充分である。例えば、１００Ｈｚのサンプリング周波数の場合、２５ｍのプールに対してＤ＝１００（毎秒１ポイント）とすることが可能である。
【００８６】
この値は、より大きいプール（またはより遅いスイマー）の場合は増やし、小さいプール（またはより速いスイマー）の場合は減らすことができる。これにより、長さに関らず、長さ毎に等しい数のサンプルを得ることが可能になる。
【００８７】
計算モジュールは、Ｔ２が可変であるかまたはＴ２が固定されている場合の各々について、考慮対象である各測定軸上のスカラー積を成分とするベクトルの第１のノルムおよび第２のノルムを計算することができる。
【００８８】
第１のノルムおよび第２のノルムは、例えば、各々次式のうち１個により定義することができる。
【数４】
0005994637.tif 000005
【００８９】
加重係数αｃもまた、３測定軸に沿ったスカラー積のエネルギーの分布の記述を可能にすべく定義することができる。この場合、各成分の加重係数は、スカラー積の全エネルギーにより正規化された当該成分のエネルギーに対応する。これら各種のエネルギーは、期間がＴ１に等しくなるように選ばれた第２のスライディングウインドウにわたり計算される。
【００９０】
図５に、図４の測定信号に対応する３測定軸に関して、Ｔ２変数について、３個の時間的スカラー積の例示的な計算を示す。
【００９１】
Ｔ２が可変的な場合、第１のノルムが閾値に対する相対位置を、より大きくまたは低く変えたときにスイマーの反転を検出することができる。実際に、計算モジュールＣＡＬＣは、第１のノルムが閾値より低い場合にスイマーは第１の方向にプール内を移動し、第１のノルムが閾値より大きい場合にスイマーはプール内を逆方向に移動する両方の場合における閾値のいずれの側でも遷移を判定することができる。
【００９２】
図６に、Ｔ２が可変である図５の場合におけるノルム２の例示的な適用を示す。この例で選択された閾値は約２５０（システムへの入力として単位は用いておらず、アナログ／デジタル変換器によりデジタル化された信号の整数値が利用できるため、センサの較正をせずに済む）。閾値のいずれかの側でのノルム２を表す曲線による遷移は反転検出に対応しており、長さの移動回数は反転回数に１を加えた値に等しい。従って、２回の連続的な反転の間に、各々の長さの移動を実行するのに要した時間を計算することも可能である。
【００９３】
Ｔ２が固定されている場合、第２のノルムが閾値を超えたとき、および更に精度が向上した方法では、スライディングウインドウにわたる極大値であるときに、スイマーの反転を検出することができる。
【００９４】
計算モジュールＣＡＬＣはまた、
−  第２のノルムが第１の閾値を超えたことを検出し、
−  第２のノルムが閾値を超えたことが検出されたならば第１のスライディングウインドウを生成し、
−  反転に対応する、スライディングウインドウにわたる第２のノルムの極大値の最大値、および前記最大極大値に関連付けられた時点を決定し、
−  ある時間幅にわたり第１のスライディングウインドウを無効化し、
−  前記期間の後、第２のノルムが恐らくは他の閾値とは異なるかまたは等しい閾値を下回った場合に第１のスライディングウインドウを再有効化すべく適合させることができる。
【００９５】
誤報の数を減らするため、計算モジュールＣＡＬＣはまた、スカラー積の最大成分の符号に制約を含めるべく適合されていてよい。従って、スイマーの反転が検出されるのは、第２のノルムが第１の閾値を超えた瞬間における最大成分の符号が先の反転の間における同一成分の符号と異なる場合だけである。
【００９６】
図７に、Ｔ２が固定されている場合に、図４による信号に対して、磁力計３Ｍの３測定軸に関する３個の時間的スカラー積の計算を示す。
【００９７】
図８において、Ｔ２が固定されている場合における、図７の時間的スカラー積に対するノルム１の適用を示し、スパイクはプール内での移動の方向転換を表す。この場合に選択された閾値は約３０に等しい。
【００９８】
そのような閾値の選択は、反転の検出を可能にするように行なわなければならない。
【００９９】
これらは、以下の各種方法で決定することができる。
−  先験的に、センサの測定範囲の関数として。
−  アプリケーションの変動要素、すなわちプールの向き、スイマーの頭部に装着されたセンサの向き、泳法、スイマー、地理位置情報などの変動性を考慮に入れた各種の水泳シーケンスの間におけるセンサ信号のデータベースに関して最適化された方法で。これらのシーケンスの場合、反転は手動で注記される。この最適化は、他のステップと合わせて行なわれる。検出の確率と誤報の確率の間の最適な妥協点を許す閾値が選択される。
−  シーケンスの間にうつ伏せと仰向けの変化が無ければ各水泳シーケンスに対して自動的に。実際に、この場合、ノッチ（Ｔ２が可変な場合）およびスパイク（Ｔ２が固定されている場合）の値は、当該値が基本的にプールおよびセンサの向きに依存するためシーケンス全体を通じて定数に近い。従って、例えば最初の１００秒にわたり、第１のノルムの最大値を３で除算したものを選択することが可能である。Ｔ２が可変の場合、最初の１００秒にわたる平均値を取ることも可能である。
【０１００】
Ｔ２が可変の場合、閾値の逆側の点の数が所定の数、例えば１０毎に間引いて数える点の数を超えない限り、計算モジュールＣＡＬＣはスイマーが依然としてプール内で同じ方向に移動していて、未だ反転を実行していないと見なす。例えば、Ｄ＝１００且つサンプリング周波数がＦｅ＝１００Ｈｚならば、この点の数は１０に等しい。
【０１０１】
本システムが加速度計３Ａのような加速度計を含んでいる場合、計算モジュールＣＡＬＣは、前記加速度計の各測定軸について、期間Ｔのスライディングウインドウにわたり前記測定軸上で測定された値の標準偏差を計算することができる。従って、計算モジュールＣＡＬＣは、前記標準偏差のうち１個の値が時間的に変化したならば、基本的な移動、この場合はスイマーの反転を検出することができる。
【０１０２】
図９に、図４の３軸磁力計３Ｍにより送信された信号と同一の移動について３軸加速度計３Ａが送信した３軸測定値の例を示し、図１０に計算された標準偏差を示す。
【０１０３】
計算モジュールＣＡＬＣは、考慮に入れた各測定軸上の標準偏差を成分とするベクトルの第３のノルムを計算することができる。
【０１０４】
第３のノルムは、例えば、先に第１および第２のノルムを定義可能であったものと同一の式の１個により定義することができる。
【０１０５】
図１１に、各測定軸上の標準偏差を成分とするベクトルの第３のノルムの計算を示す。
【０１０６】
従って、計算モジュールＣＡＬＣは、第３のノルムの変動の絶対値が閾値を超え、且つ第３のノルムの変動の絶対値が極大値である場合に行動の変化を検出することができる。
【０１０７】
計算モジュールはまた、いくつかのマスクに基づいて並列に実行される基本的な移動の検出を比較することにより、基本的な移動を検出すべく適合することができる。
【０１０８】
この融合原理は、時間的近傍とも呼ばれるスライディングウインドウを選択することであり、全てのスキームにより検出された反転をカタログ化することが可能である。その後で、情報のこれらの項目を融合して、数値を有する単一の時点が得られる。選択戦略は、以下の通りであってよい。
−  最大値を有する反転の時点
−  時点の平均
−  時点の中央値
−  重みとしての数値を有する時点の重心。
【０１０９】
融合後に反転の時点を選択した後で、必要に応じてその値は、例えば融和された反転の値の和として決定される。別の可能な選択は、最大値を保持することである。この値は、融合の後で起こり得る反転の閾値設定を再び行なうことが可能なため、有用である。融合後の閾値設定により、全体的な検出の堅牢性を向上させることが可能になる。この閾値設定により、たいていは誤検出である低い値の反転を除外することが可能になる。各経路で誤報に余り煩わされないために、高過ぎない閾値を各測定経路に配置し、且つその後で融合後に別の閾値設定を最適化のために実行することも推奨される。
【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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【図１１】
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