(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の身体の特定位置に発生した第一身体運動に応答して感知信号を生成する感知ユニットであって、前記感知信号が、第一感知信号部分と、前記第一感知信号部分とは異なる第二感知信号部分と、を含み、前記第一身体運動が、第一運動タイプの動作セグメントに属する前記感知ユニットと、
前記感知ユニットに結合され、運動パラメータ信号構造を生成するように前記感知信号を処理し、且つ前記第一運動タイプを認識するための有効参照信号を決定するように前記運動パラメータ信号構造に基づいて前記特定位置を認識する処理ユニットであって、前記運動パラメータ信号構造が、前記第一と第二感知信号部分の融合信号を含む前記処理ユニットと、を含む、運動認識装置であって、
前記特定位置は、前記使用者の身体上の複数の異なる位置から選択され、
前記運動認識装置は、方位と、重力方向と、前記方位を決定するために使用される身体座標系と、を有し、前記特定位置に固定されるようにさらに構成され、
前記感知信号は、前記身体座標系に関連して生成され、
前記方位が前記重力方向に関連して所定方向を向いた状態で、前記処理ユニットは、前記運動パラメータ信号構造に基づいて前記特定位置を表す特定位置コードを生成して前記特定位置を認識し、
前記所定方向は、前記特定位置に基づいて決定され、
前記所定方向と前記重力方向との間に第一角度を有し、
前記融合信号は、前記第一角度に関連する傾斜角の信号であり、
この状態において、前記処理ユニットは、前記処理ユニットがトリガ信号を検出するか否かを判定し、
前記判定が肯定的であるとき、前記処理ユニットは、前記傾斜角に基づいて前記特定位置コードを生成することを特徴とする運動認識装置。
【請求項２】
前記感知ユニットは、
前記処理ユニットに加速度計信号を提供する加速度計であって、前記加速度計信号が前記第一感知信号部分である前記加速度計と、
前記処理ユニットにジャイロスコープ信号を提供するジャイロスコープであって、前記ジャイロスコープ信号が前記第二感知信号部分ある前記ジャイロスコープと、を含み、
前記第一運動タイプは、複数の運動タイプから選択され、
前記複数の運動タイプは、前記特定位置に関連して予め定められ、前記身体座標系に関連する複数の主運動軸方向をそれぞれ有し、前記複数の主運動軸方向が予め検出されて前記複数の主運動軸方向にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットが発生し、
前記処理ユニットは、前記特定位置コードに基づいて認識参照データユニットを取得し、
前記認識参照データユニットは、前記複数の主運動方向データユニットに基づいて予め定められており、候補参照信号符号データユニット及び運動タイプ標識データユニットを含み、
前記候補参照信号符号データユニットは、第一候補参照信号コードを含み、
前記第一候補参照信号コードは、前記運動パラメータ信号構造から導出された第一候補参照信号を表し、
前記運動タイプ標識データユニットは、前記第一候補参照信号コードに対応する運動タイプ標識を含み、
前記運動タイプ標識は、無効な運動タイプ及び有効な運動タイプのうちの一つを示し、前記有効な運動タイプは、前記複数の運動タイプに含まれ、
前記処理ユニットは、前記運動パラメータ信号構造及び前記第一候補参照信号コードに基づいて前記第一候補参照信号を決定することを特徴とする請求項１に記載の運動認識装置。
【請求項３】
前記第一身体運動は、第一運動部分と、前記第一運動部分に隣接する第二運動部分とを含み、
前記第一及び第二運動部分は、それぞれ第一運動サイクル及び前記第一運動サイクルに隣接する第二運動サイクルを形成し、
前記運動パラメータ信号構造は、前記第一及び第二運動部分にそれぞれ対応する第一運動パラメータ信号構造部分及び第二運動パラメータ信号構造部分を含み、
前記第一候補参照信号は、前記第一及び第二運動部分にそれぞれ対応する第一候補参照信号部分及び第二候補参照信号部分を含み、
前記処理ユニットは、前記第一候補参照信号に基づいて前記運動パラメータ信号構造から第一運動特性値データユニットを取得し、
前記第一運動特性値データユニットは、前記第一及び第二運動部分にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分及び第二運動特性値データユニット部分を含み、
前記処理ユニットは、前記第一候補参照信号部分に基づいて、前記第一運動パラメータ信号構造部分から前記第一運動特性値データユニット部分を取得し、
前記処理ユニットは、前記第二候補参照信号部分に基づいて、前記第二運動パラメータ信号構造部分から前記第二運動特性値データユニット部分を取得することを特徴とする請求項２に記載の運動認識装置。
【請求項４】
前記処理ユニットは、前記第一及び第二運動特性値データユニット部分に基づいて差分データユニットを生成し、前記差分データユニットが周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かを判定し、
前記差分データユニットが周期運動開始判定用の前記第一特定条件を満たすことを判定するとき、前記処理ユニットは、前記有効参照信号を前記第一候補参照信号として認識し、前記第一身体運動が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、前記第一候補参照信号コードに基づいて、前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つであるか否かを判定し、
前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つであることを判定するとき、前記処理ユニットは、前記運動タイプ標識に基づいて前記第一運動タイプを前記有効な運動タイプとして認識し、前記第一運動タイプを表す運動タイプコードを取得し、
前記運動パラメータ信号構造は、複数の運動パラメータ信号を含み、
前記認識参照データユニットは、前記複数の運動パラメータ信号に含まれる代表信号を表す代表信号コードを更に含み、
前記処理ユニットは、前記運動パラメータ信号構造及び前記代表信号コードに基づいて前記代表信号を決定し、
前記処理ユニットは、前記第一運動特性値データユニット部分と前記第二運動特性値データユニット部分とを比較することにより、前記第一運動特性値データユニット部分と前記第二運動特性値データユニット部分との間の特性値の差の絶対値のうちの最大値を代表極値差として取得し、
前記第一運動特性値データユニット部分は、前記代表信号に対応する第一運動特性値データユニットサブ部分を含み、前記第一運動特性値データユニットサブ部分は、第一最大値、第一最小値、前記第一最大値と前記第一最小値との第一差を有し、
前記第二運動特性値データユニット部分は、前記代表信号に対応する第二運動特性値データユニットサブ部分を含み、前記第二運動特性値データユニットサブ部分は、第二最大値、第二最小値、前記第二最大値と前記第二最小値との第二差を有し、
前記処理ユニットは、前記第一差と前記第二差のうちの最大値を代表値差として取得し、
前記差分データユニットは、前記代表極値差と前記代表値差とを含み、
前記第一特定条件は、第一サブ条件及び第二サブ条件を含み、
前記第一サブ条件は、前記代表極値差が第一所定値範囲内にあり、
前記第二サブ条件は、前記代表値差が第二所定値範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載の運動認識装置。
【請求項５】
前記第二運動部分は前記第一運動部分よりも後にあり、
前記第一運動特性値データユニットは、複数の特定運動特性値を含み、
前記処理ユニットは、前記第一候補参照信号コード及び第一複数の認識値領域に関連する第一特性関数コードデータユニットを予め提供し、
前記第一特性関数コードデータユニットは、前記第一複数の認識値領域のうちの一つを示すために使用され、前記第一複数の認識値領域は、第一認識値領域、前記第一認識値領域に隣接する第二認識値領域及び前記第一認識値領域と前記第二認識値領域との間の第一信頼値領域を含み、
前記第一認識値領域及び前記第二認識値領域は、前記複数の運動タイプに含まれる第三運動タイプ及び第四運動タイプをそれぞれ示し、
前記運動認識装置は、前記特定位置で発生する複数の身体運動を感知することにより、前記第一特性関数コードデータユニットを設立し、前記複数の身体運動は、前記複数の運動タイプにそれぞれ属する複数の運動グループに分割され、
前記第一特性関数コードデータユニットは、運動タイプカット関数を表し、前記複数の特定運動特性値の間の関係に基づいて表現され、前記運動タイプカット関数は、前記第一複数の認識値領域のうちの一つを示すために用いられ、
前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つではないことを判定するとき、前記処理ユニットは、前記第一特性関数コードデータユニットと前記第一運動特性値データユニットとに基づいて第一認識値を生成する第一演算を行い、前記第一認識値が前記第一及び第二認識値領域のうちのいずれかに属するか否かを判定し、
前記第一認識値が前記第一及び第二認識値領域のうちのいずれかに属することを判定するとき、前記処理ユニットは、前記第一認識値が属する前記第一及び第二認識値領域における有効認識値領域を決定し、前記有効認識値領域が示す前記有効な運動タイプとして認識し、前記有効認識値領域に対応する前記運動タイプコードを取得し、
前記処理ユニットは、前記運動タイプコードに基づいて、前記第一身体運動に関連する運動測定情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の運動認識装置。
【請求項６】
前記処理ユニットは、前記第一候補参照信号コード及び第二複数の認識値領域に関連する第二特性関数コードデータユニットを更に予め提供し、
前記第二特性関数コードデータユニットは、前記第二特性関数コードデータユニットと異なり、前記第二複数の認識値領域のうちの一つを示すために使用され、前記第二複数の認識値領域は、第三認識値領域、前記第三認識値領域に隣接する第四認識値領域及び前記第三認識値領域と前記第四認識値領域との間の第二信頼値領域を含み、
前記第三認識値領域及び前記第四認識値領域は、前記複数の運動タイプに含まれる第五運動タイプ及び第六運動タイプをそれぞれ示し、
第二特定条件において、前記第三及び第四認識値領域のうちの一つが、前記第一及び第二認識値領域のうちの一つと少なくとも部分的に重なり合い、
前記第一認識値が前記第一及び第二認識値領域のうちのいずれかに属しないことを判定するとき、前記処理ユニットは、前記第二特性関数コードデータユニットと前記第一運動特性値データユニットとに基づいて第二認識値を生成する第二演算を行い、前記第二認識値が前記第三及び第四認識値領域のうちのいずれかに属するか否かを判定し、前記第一運動タイプを認識することを特徴とする請求項５に記載の運動認識装置。
【請求項７】
候補参照信号コードデータユニットは、少なくとも一つの第二候補参照信号を表す少なくとも一つの第二候補参照信号コードを更に含み、
前記第二候補参照信号コードは、前記運動パラメータ信号構造から導出された前記第二候補参照信号を表し、
前記第一候補参照信号及び前記少なくとも一つの第二候補参照信号は、候補参照信号の組み合わせを構成し、
前記処理ユニットは、前記運動パラメータ信号構造及び前記少なくとも一つの第二候補参照信号コードに基づいて前記少なくとも一つの第二候補参照信号を決定し、前記少なくとも一つの第二候補参照信号に基づいて、前記運動パラメータ信号構造から前記少なくとも一つの第二候補参照信号に対応する少なくとも一つの第二運動特性値データユニットを取得し、
前記処理ユニットは、前記第一運動特性値データユニットを処理するとき、前記少なくとも一つの第二運動特性値データユニットを処理して、前記候補参照信号の組み合わせが前記有効参照信号を含むか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の運動認識装置。
【請求項８】
使用者の身体の特定位置に発生した身体運動に応答して運動パラメータ信号構造を生成する信号生成ユニットであって、前記運動パラメータ信号構造が融合信号を含み、前記身体運動が第一運動タイプに属する前記信号生成ユニットと、
前記運動パラメータ信号構造に基づいて、前記第一運動タイプを認識するための有効参照信号を決定するために前記特定位置を認識する処理ユニットと、を含む、運動認識装置であって、
前記運動認識装置は、方位と、重力方向と、前記方位を決定するために使用される身体座標系と、を有し、前記特定位置に固定されるようにさらに構成され、
前記特定位置は、前記使用者の身体上の複数の異なる位置から選択され、
前記方位が前記重力方向に関連して所定方向を向いた状態で、前記処理ユニットは、前記運動パラメータ信号構造に基づいて前記特定位置を表す特定位置コードを生成して前記特定位置を認識し、
前記所定方向は、前記特定位置に基づいて決定され、
前記所定方向と前記重力方向との間に第一角度を有し、
前記融合信号は、前記第一角度に関連する傾斜角の信号であり、
この状態において、前記処理ユニットは、前記処理ユニットがトリガ信号を検出するか否かを判定し、
前記判定が肯定的であるとき、前記処理ユニットは、前記傾斜角に基づいて前記特定位置コードを生成することを特徴とする運動認識装置。
【請求項９】
前記信号生成ユニットは、感知ユニットと、前記感知ユニットに結合された変換ユニットとを含み、
前記感知ユニットは、前記身体運動に応答して感知信号を生成し、
前記感知ユニットは、
前記変換ユニットに加速度計信号を提供する加速度計と、
前記変換ユニットにジャイロスコープ信号を提供するジャイロスコープと、を含み、
前記変換ユニットは、前記感知信号に応答して前記運動パラメータ信号構造を生成し、
前記運動パラメータ信号構造は、前記加速度計信号と前記ジャイロスコープ信号との前記融合信号を含み、
前記処理ユニットは、前記信号生成ユニットに結合され、
前記第一運動タイプは、複数の運動タイプから選択され、
前記複数の運動タイプは、前記特定位置に関連して予め定められ、前記身体座標系に関連する複数の主運動軸方向をそれぞれ有し、前記複数の主運動軸方向が予め検出されて前記複数の主運動軸方向にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットが発生し、
前記運動パラメータ信号構造は、前記身体座標系に関連して生成され、
前記処理ユニットは、前記特定位置コードに基づいて認識参照データユニットを取得し、
前記認識参照データユニットは、前記複数の主運動方向データユニットに基づいて予め定められており、候補参照信号コード及び前記候補参照信号コードに対応する運動タイプ標識を含み、
前記候補参照信号コードは、前記運動パラメータ信号構造から導出された候補参照信号を表し、
前記運動タイプ標識は、無効な運動タイプと有効な運動タイプのうちの一つを示し、前記有効な運動タイプは、前記複数の運動タイプに含まれ、
前記処理ユニットは、前記運動パラメータ信号構造及び前記候補参照信号コードに基づいて前記候補参照信号を決定することを特徴とする請求項８に記載の運動認識装置。
【請求項１０】
前記身体運動は、第一運動部分と、前記第一運動部分に隣接する第二運動部分とを含み、
前記第一及び第二運動部分は、それぞれ第一運動サイクル及び前記第一運動サイクルに隣接する第二運動サイクルを形成し、
前記処理ユニットは、第一候補参照信号に基づいて前記運動パラメータ信号構造から第一運動特性値データユニットを取得し、
前記第一運動特性値データユニットは、前記第一及び第二運動部分にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分及び第二運動特性値データユニット部分を含み、
前記処理ユニットは、前記第一及び第二運動特性値データユニット部分に基づいて差分データユニットを生成し、
前記処理ユニットは、前記差分データユニットが周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かを判定し、
前記差分データユニットが周期運動開始判定用の前記第一特定条件を満たすことを判定するとき、前記処理ユニットは、前記有効参照信号を前記候補参照信号として認識し、前記候補参照信号コードに基づいて、前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つであるか否かを判定し、
前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つであることを判定するとき、前記処理ユニットは、前記運動タイプ標識に基づいて前記第一運動タイプを前記有効な運動タイプとして認識し、前記第一運動タイプを表す運動タイプコードを取得することを特徴とする請求項９に記載の運動認識装置。
【請求項１１】
前記第二運動部分は前記第一運動部分よりも後にあり、
前記第一運動特性値データユニットは、複数の特定運動特性値を含み、
前記処理ユニットは、特性関数コードデータユニットを予め提供し、
前記特性関数コードデータユニットは、前記複数の特定運動特性値の間の関係に基づいて表現され、候補参照信号コード、第一認識値領域、及び前記第一認識値領域に隣接する第二認識値領域に関連し、
前記第一認識値領域及び前記第二認識値領域は、前記複数の運動タイプに含まれる第三運動タイプ及び第四運動タイプをそれぞれ示し、
前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つではないことを判定するとき、前記処理ユニットは、前記特性関数コードデータユニットと前記第一運動特性値データユニットとに基づいて認識値を生成する演算を行い、前記認識値が前記第一及び第二認識値領域のうちの有効認識値領域に属するか否かを判定し、前記第一運動タイプを前記有効認識値領域が示す前記有効な運動タイプとして認識し、前記有効認識値領域に対応する前記運動タイプコードを取得することを特徴とする請求項１０に記載の運動認識装置。
【請求項１２】
第一身体運動に応答して運動パラメータ信号構造を生成する工程であって、前記第一身体運動が使用者の身体の特定位置に発生し、第一運動タイプに属する前記工程と、
前記運動パラメータ信号構造に基づいて、前記第一運動タイプを認識するための有効参照信号を決定するために前記特定位置を認識する工程と、
運動認識装置を提供する工程であって、前記運動認識装置は、方位と、重力方向と、前記方位を決定するために使用される身体座標系と、を有し、前記特定位置に固定されるようにさらに構成される前記工程と、を含み、
前記特定位置は、前記使用者の身体上の複数の異なる位置から選択され、
前記第一身体運動に応答して運動パラメータ信号構造を生成する工程は、
前記第一身体運動に応答して前記身体座標系に関連する感知信号を生成する工程であって、前記感知信号が、加速度計信号及びジャイロスコープ信号を含む前記工程と、
前記感知信号を処理して前記運動パラメータ信号構造を生成する工程であって、前記運動パラメータ信号構造が、前記加速度計信号と前記ジャイロスコープ信号との融合信号を含む前記工程と、を更に含み、
所定方向は、前記特定位置に基づいて決定され、
前記所定方向と前記重力方向との間に第一角度を有し、
前記融合信号は、前記第一角度に関連する傾斜角の信号であり、
特定位置コードを生成する工程は、
この状態において、トリガ信号を検出するか否かを判定する工程と、
前記判定が肯定的であるとき、前記傾斜角に基づいて前記特定位置コードを生成する工程と、を更に含むことを特徴とする運動認識方法。
【請求項１３】
前記第一運動タイプは、複数の運動タイプから選択され、
前記複数の運動タイプは、前記特定位置に関連して予め定められ、前記身体座標系に関連する複数の主運動軸方向をそれぞれ有し、前記複数の主運動軸方向が予め検出されて前記複数の主運動軸方向にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットが発生し、
前記運動認識方法は、
前記方位が前記重力方向に関連して所定方向を向いた状態で、前記運動パラメータ信号構造に基づいて前記特定位置を表す前記特定位置コードを生成して前記特定位置を認識する工程と、
前記特定位置コードに基づいて認識参照データユニットを取得する工程であって、
前記認識参照データユニットは、前記複数の主運動方向データユニットに基づいて予め定められており、候補参照信号コード及び前記候補参照信号コードに対応する運動タイプ標識を含み、
候補参照信号コードデータユニットは、第一候補参照信号コードを含み、前記第一候補参照信号コードは、前記運動パラメータ信号構造から導出された第一候補参照信号を表し、
運動タイプ標識データユニットは、前記第一候補参照信号コードに対応する運動タイプ標識を含み、
前記運動タイプ標識は、無効な運動タイプ及び有効な運動タイプのうちの一つを示し、前記有効な運動タイプは、前記複数の運動タイプに含まれる前記工程と、
前記運動パラメータ信号構造及び前記第一候補参照信号コードに基づいて前記第一候補参照信号を決定する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の運動認識方法。
【請求項１４】
前記運動パラメータ信号構造は、複数の運動パラメータ信号を含み、
身体運動は、第一運動部分と、前記第一運動部分に隣接する第二運動部分とを含み、
前記第一及び第二運動部分は、それぞれ第一運動サイクル及び前記第一運動サイクルに隣接する第二運動サイクルを形成し、
前記運動パラメータ信号構造は、前記第一及び第二運動部分にそれぞれ対応する第一運動パラメータ信号構造部分及び第二運動パラメータ信号構造部分を含み、
前記第一候補参照信号は、前記第一及び第二運動部分にそれぞれ対応する第一候補参照信号部分及び第二候補参照信号部分を含み、
前記認識参照データユニットは、前記複数の運動パラメータ信号に含まれる代表信号を表す代表信号コードを更に含み、
前記運動認識方法は、
前記第一候補参照信号に基づいて前記運動パラメータ信号構造から第一運動特性値データユニットを取得する工程であって、前記第一運動特性値データユニットは、前記第一及び第二運動部分にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分及び第二運動特性値データユニット部分を含む前記工程と、を更に含み、
前記第一運動特性値データユニットを取得する工程は、
前記第一候補参照信号部分に基づいて、前記第一運動パラメータ信号構造部分から前記第一運動特性値データユニット部分を取得する工程と、
前記第二候補参照信号部分に基づいて、前記第二運動パラメータ信号構造部分から前記第二運動特性値データユニット部分を取得する工程と、
前記第一及び第二運動特性値データユニット部分に基づいて差分データユニットを生成する工程と、
前記差分データユニットが周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かの第一判定を行う工程と、
前記第一判定が肯定的であるとき、前記有効参照信号を前記第一候補参照信号として認識し、前記第一身体運動が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、前記第一候補参照信号コードに基づいて、前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つであるか否かの第二判定を行う工程と、
前記第二判定が肯定的であるとき、前記運動タイプ標識に基づいて前記第一運動タイプを前記有効な運動タイプとして認識し、前記第一運動タイプを表す運動タイプコードを取得する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の運動認識方法。
【請求項１５】
前記差分データユニットを生成する工程は、
前記第一運動特性値データユニット部分と前記第二運動特性値データユニット部分とを比較することにより、前記第一運動特性値データユニット部分と前記第二運動特性値データユニット部分との間の特性値の差の絶対値のうちの最大値を代表極値差として取得する工程と、
前記運動パラメータ信号構造及び前記代表信号コードに基づいて前記代表信号を決定するであって、前記第一運動特性値データユニット部分は、前記代表信号に対応する第一運動特性値データユニットサブ部分を含み、前記第一運動特性値データユニットサブ部分は、第一最大値、第一最小値、前記第一最大値と前記第一最小値との第一差を有し、
前記第二運動特性値データユニット部分は、前記代表信号に対応する第二運動特性値データユニットサブ部分を含み、前記第二運動特性値データユニットサブ部分は、第二最大値、第二最小値、前記第二最大値と前記第二最小値との第二差を有する前記工程と、
前記第一差と前記第二差のうちの最大値を代表値差として取得する工程であって、前記差分データユニットは、前記代表極値差と前記代表値差とを含み、
前記第一特定条件は、第一サブ条件及び第二サブ条件を含み、
前記第一サブ条件は、前記代表極値差が第一所定値範囲内にあり、
前記第二サブ条件は、前記代表値差が第二所定値範囲内にある前記工程と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の運動認識方法。
【請求項１６】
前記運動認識方法は、
前記特定位置で発生する複数の身体運動を感知することにより、第一特性関数コードデータユニットを予め提供する工程であって、
前記第二運動部分は前記第一運動部分よりも後にあり、
前記第一運動特性値データユニットは、複数の特定運動特性値を含み、
前記第一特性関数コードデータユニット及び前記第一候補参照信号コードは、第一複数の認識値領域に関連し、
前記第一特性関数コードデータユニットは、前記第一複数の認識値領域のうちの一つを示すために使用され、
前記第一複数の認識値領域は、第一認識値領域、前記第一認識値領域に隣接する第二認識値領域及び前記第一認識値領域と前記第二認識値領域との間の第一信頼値領域を含み、
前記第一認識値領域及び前記第二認識値領域は、前記複数の運動タイプに含まれる第三運動タイプ及び第四運動タイプをそれぞれ示し、
前記複数の身体運動は、前記複数の運動タイプにそれぞれ属する複数の運動グループに分割され、
前記第一特性関数コードデータユニットは、運動タイプカット関数を表し、前記複数の特定運動特性値の間の関係に基づいて表現され、前記運動タイプカット関数は、前記第一複数の認識値領域のうちの一つを示すために用いられる前記工程と、
前記運動タイプ標識が前記複数の運動タイプから選択された運動タイプの一つではないことを判定するとき、前記第一特性関数コードデータユニットと前記第一運動特性値データユニットとに基づいて第一認識値を生成する第一演算を行い、前記第一認識値が前記第一及び第二認識値領域のうちのいずれかに属するか否かを判定する工程と、
前記第一認識値が前記第一及び第二認識値領域のうちのいずれかに属することを判定するとき、前記第一認識値が属する前記第一及び第二認識値領域における有効認識値領域を決定し、前記有効認識値領域が示す前記有効な運動タイプとして認識し、前記有効認識値領域に対応する前記運動タイプコードを取得する工程と、
前記運動タイプコードに基づいて、前記第一身体運動に関連する運動測定情報を生成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の運動認識方法。
【請求項１７】
前記第一候補参照信号コード及び第二複数の認識値領域に関連する第二特性関数コードデータユニットを更に予め提供する工程であって、
前記第二特性関数コードデータユニットは、前記第二特性関数コードデータユニットと異なり、前記第二複数の認識値領域のうちの一つを示すために使用され、
前記第二複数の認識値領域は、第三認識値領域、前記第三認識値領域に隣接する第四認識値領域及び前記第三認識値領域と前記第四認識値領域との間の第二信頼値領域を含み、
前記第三認識値領域及び前記第四認識値領域は、前記複数の運動タイプに含まれる第五運動タイプ及び第六運動タイプをそれぞれ示し、
第二特定条件において、前記第三及び第四認識値領域のうちの一つが、前記第一及び第二認識値領域のうちの一つと少なくとも部分的に重なり合う前記工程と、
前記第一認識値が前記第一及び第二認識値領域のうちのいずれかに属しないことを判定するとき、前記第二特性関数コードデータユニットと前記第一運動特性値データユニットとに基づいて第二認識値を生成する第二演算を行い、前記第二認識値が前記第三及び第四認識値領域のうちのいずれかに属するか否かを判定し、前記第一運動タイプを認識する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の運動認識方法。
【請求項１８】
前記候補参照信号コードデータユニットは、少なくとも一つの第二候補参照信号を表す少なくとも一つの第二候補参照信号コードを更に含み、
前記第二候補参照信号コードは、前記運動パラメータ信号構造から導出された前記第二候補参照信号を表し、
前記第一候補参照信号及び前記少なくとも一つの第二候補参照信号は、候補参照信号の組み合わせを構成し、
前記運動認識方法は、
前記運動パラメータ信号構造及び前記少なくとも一つの第二候補参照信号コードに基づいて前記少なくとも一つの第二候補参照信号を決定する工程と、
前記少なくとも一つの第二候補参照信号に基づいて、前記運動パラメータ信号構造から前記少なくとも一つの第二候補参照信号に対応する少なくとも一つの第二運動特性値データユニットを取得する工程と、
前記第一運動特性値データユニットを処理するとき、前記少なくとも一つの第二運動特性値データユニットを処理して、前記候補参照信号の組み合わせが前記有効参照信号を含むか否かを判定する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の運動認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、認識装置及び認識方法に関し、特に、運動認識装置及び運動認識方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の運動感知装置の主な機能は、前後運動を感知することによって感知信号を生成し、感知信号を解釈して前後運動の前後する回数をカウントすることである。市販されている代表的な製品は歩数計である。しかし、このタイプの感知装置は、運動タイプまたは運動モードを認識することができず、純粋に前後運動の運動サイクルをカウントするだけである。従来の動作感知装置は上述の操作特性を有するので、様々な運動タイプを認識するために装着型動作感知装置が使用される可能性が制限される。
先行技術文献
【０００３】
米国特許第8,260,384B2号は、ウエアラブル携帯コンピューティングシステムを開示している。米国特許公開第2014/0336947A1は、移動トレーニングデータ取得及び強度トレーニングの分析のための方法及び装置を開示している。米国特許第8,787,006B2号は、手首に装着された電子装置とそのための方法を開示している。米国特許出願公開第2008/0262392 A1号は、活動感知装置の較正技術を開示している。米国特許出願公開第2013/0044215 A1号は、フレキシブルディスプレイを有する双安定スプリングを開示している。米国特許出願公開第2014/0172873A1号は、センサを用いて個人的特徴付けデータを収集するための方法及び装置を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
運動感知装置は、複数の運動特性を明確に認識して、ある運動タイプを他の運動タイプと明確に区別し、その認識結果をボディビルダーに報告することが適切である。このようにして、ボディビルダーは健康効果を達成するために効果的に支援される。例えば、同じ運動タイプグループに属している、ボディビルダーによって実行される三つの運動タイプがある。三つの運動タイプは、相似の運動を持つ。ボディビルダーが三つの運動タイプを異なる運動モードまたは習慣で行う場合、三つの運動タイプによって形成される筋肉形状は明らかに異なる。三つの運動タイプは、股関節内転、側脚リフト及び膝リフトであってもよい。相似の身体運動を効果的に認識するために、運動認識装置は三つの運動タイプを認識するようにしてよく、この運動認識装置を、他の運動タイプを認識するために付加的に適用されてもよい。
【０００５】
さらに、ボディビルダーの指導者（または古参のボディビルダー）は第一身体運動を行い、ボディビルダーの初心者は、第一身体運動と比較される第二身体運動を、それぞれ行う。ボディビルダーの指導者は長い期間にわたってより多くの訓練を受けているので、第一身体運動は通常、所定の標準的な運動である。ボディビルダーの初心者は、より短い期間に亘ってより少ないトレーニングを受けているので、第二身体運動と所定の標準的な運動との間の偏差は比較的大きい。この偏差は、第二身体運動の運動ジェスチャーが所定の標準的な運動の運動ジェスチャーと乖離していること、第二身体運動が不完全であること、或いはボディビルダーの初心者が受けた訓練が不十分であることのためである。よって、第二身体運動は、偶発的、非効率的、又は習慣的な動作を含む。これらの動作は、運動感知装置によって検出され得るので、運動感知装置は、第二身体運動を改善するためにボディビルダーの初心者に思い出させ、ボディビルダーの初心者に所定の標準的な運動を促し、トレーニングの結果を改善する。
【０００６】
運動感知装置は、身体運動期間に身体運動の細かい変化を検出することが適切である。例えば、ボディビルダーは、ベンチを用いてスカルクラッシャーの身体運動を行う。スカルクラッシャーは、下腕を目の上方位置に移動させる動作と、下腕を水平から垂直に回転させる。ボディビルダーが筋肉をより効果的に運動させたい場合、スカルクラッシャーは、身体に対してほぼ垂直である位置に下腕を移動させた後、上腕と整列するように下腕を上げる。運動感知装置は、運動の細かい変化を認識し、認識された運動タイプをボディビルダーに報告し、運動が終了したとき及び/又は関連する筋肉が運動されたときに運動者に知らせることが適切である。
【０００７】
ボディビルダーは、ジムで身体運動をするために体操器具を使用することができる。例えば、ボディビルダーが体操器具であるシーテッドロウマシンを操作し、ボディビルダーの両手が身体運動を行うためにシーテッドロウマシンのクロスバーをつかむときに、ボディビルダーは、クロスバー上の両手の間に距離を取り、運動する筋肉群を変えることを可能にするために、その距離を相対的に狭くしたり又はより広くしたりして、ボディビルダーの身体部分に固定された運動感知装置は、身体運動を認識することができる。例えば、ボディビルダーがジムのリクライニングシート上で腹筋運動を行う場合、ボディビルダーの身体部分に固定された運動感知装置は、リクライニングの外部状態に応じて腹筋運動を認識することができる。例えば、ジムのリクライニングシートは、異なる傾斜角を有し、ボディビルダーの各々は、人によって異なるリクライニングシートの異なる傾斜角を好む場合がある。リクライニングシートの外部条件下では、運動感知装置は、適切な信号を取得して分析し、動作状態を正確に認識し、運動サイクルをカウントし、分析結果を得ることができる。
【０００８】
従来の着用可能な運動感知装置は、長期間にわたって機能制限を有する、そして身体運動の複数の条件に適応したうえで、その身体運動の結果を認識することが求められている。本開示の目的は、様々な身体運動を感知し、それらの運動タイプを認識し、身体運動の運動サイクルをカウントして運動サイクル数を取得し、運動サイクル数をデータベース内に記憶する運動認識装置を提供して、データベース内に記憶された運動データを処理し再利用し、参照できる運動提案を運動認識装置の使用者に提供することができるようにすることである。運動認識装置は、着用可能であり、ジムで身体運動を行うボディビルダーに特に適している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本開示の実施形態は、運動認識装置を提供する。前記運動認識装置は、感知ユニットと処理ユニットを含む。前記感知ユニットは、使用者の身体の特定位置に発生した第一身体運動に応答して感知信号を生成し、前記感知信号が、第一感知信号部分と、前記第一感知信号部分とは異なる第二感知信号部分と、を含み、前記身体運動は、ひとつの運動タイプの一つの動作セグメントに属する。前記処理ユニットは、前記第一と第二感知信号部分の融合信号を含む運動パラメータ信号構造を生成するように前記感知信号を処理し、且つ前記第一運動タイプを認識するための有効参照信号を決定するように前記運動パラメータ信号構造に基づいて前記特定位置を認識する。
【００１０】
本開示の別の実施形態は、運動認識装置を提供する。前記運動認識装置は、信号生成ユニット及び処理ユニットを含む。前記信号生成ユニットは、使用者の身体の特定位置に発生した身体運動に応答して運動パラメータ信号構造を生成し、そのとき前記身体運動は一つの運動タイプに属している。前記処理ユニットは、前記運動パラメータ信号構造に基づいて、前記運動タイプを認識するための有効参照信号を決定するために、前記特定位置を認識する。
【００１１】
本開示のさらに別の実施形態は、運動認識方法を提供する。本運動認識方法は次の工程を含む。一つの運動タイプに属する身体運動に応答して一つの運動パラメータ信号構造を生成する。運動パラメータ信号構造に基づいて、運動タイプを認識するための有効参照信号を決定するために、前記特定位置を認識する。
【００１２】
本開示のさらに別の実施形態は、運動認識装置を提供する。前記運動認識装置は、メモリモジュールと処理モジュールとを含む。前記メモリモジュールは、第一認識値領域と、第一認識値領域に隣接する第二認識値領域とを有する特性関数コードデータユニットを記憶し、第一及び第二認識値領域は、第一運動タイプ及び第二運動タイプをそれぞれ示すものである。前記処理モジュールは、特定運動感知信号から特定運動特性値データユニットを取得し、前記特性関数コードデータユニットと前記特定運動特性値データユニットに基づいて認識値を生成する演算を行い、前記認識値が前記第一及び第二認識値領域のいずれかに属するか否かを判定する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本開示の前述及び他の特徴と利点は、図面を参照して以下の説明を通してより明確に理解されるであろう。
【図１】本開示の様々な実施形態に係る運動認識装置を示す概略図である。
【図２】図１に示す運動認識装置を着用した使用者を示す模式図である。
【図３】本開示の様々な実施形態に係る運動認識装置を示す概略図である。
【図４Ａ】４（Ａ）は、手首に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図４Ｂ】４（Ｂ）は、手首に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図４Ｃ】４（Ｃ）は、手首に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図５】上腕に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図６】上腕に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図７Ａ】図７（Ａ）は、上腕に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図７Ｂ】図７（Ｂ）は、上腕に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図８】上腕に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図９Ａ】図９（Ａ）は、足首に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図９Ｂ】図９（Ｂ）は、足首に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図１０Ａ】図１０（Ａ）は、足首に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図１０Ｂ】図１０（Ｂ）は、足首に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【図１１】本開示の様々な実施形態に係る基準座標系を示す概略図である。
【図１２】図２に示す運動認識装置と使用者の身体との関係を示す模式図である。
【図１３】図１に示す運動認識装置の第一候補参照信号及び代表信号を示す模式図である。
【図１４】本開示の様々な実施形態に係る第一身体運動の運動タイプ認識を示す概略図である。
【図１５】本開示の様々な実施形態に係る第一運動タイプ認識アルゴリズムの流れを示す概略図である。
【図１６】本開示の様々な実施形態に係る第二運動タイプ認識アルゴリズムの流れを示す概略図である。
【図１７Ａ】本開示の様々な実施形態に係る運動認識装置を示す構造図である。
【図１７Ｂ】図１７（Ａ）に示す運動認識装置を示すプロファイル図である。
【図１８】図１７（Ｂ）に示す手首に固定された運動認識装置を示す概略図である。
【図１９】図１７（Ｂ）に示す上腕に固定された運動認識装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を、ここに以下の実施例に基づいて詳述する。これら本発明の好適な実施形態はあくまでも例示の目的のものであって、網羅的である、または開示された形のみに限定する、との意図はないことを理解すべきである。
【００１５】
図１と図２を参照する。図１は、本開示の様々な実施形態に係る運動認識装置２０を示す概略図である。図２は、図１に示す運動認識装置２０を着用した使用者９０を示す模式図である。図１と図２に示すように、運動認識装置２０は、感知ユニット２１と処理ユニット２２を含む。感知ユニット２１は、使用者の身体９１の特定位置ＰＬ１に発生した第一身体運動ＭＬ１に応答して感知信号ＳＥ１を生成し、感知信号ＳＥ１が、第一感知信号部分ＳＥ１Ａと、第一感知信号部分ＳＥ１Ａとは異なる第二感知信号部分ＳＥ１Ｂと、を含み、第一身体運動ＭＬ１が、第一運動タイプＨＭ１の動作セグメントに属する。処理ユニット２２は、前記第一と第二感知信号部分ＳＥ１Ａ、ＳＥ１Ｂの融合信号ＳＰＳ０を含む運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成するように感知信号ＳＥ１を処理し、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて第一運動タイプＨＭ１を認識するために、特定位置ＰＬ１を認識して有効参照信号ＳＲＰを決定する。
【００１６】
運動認識装置２０は、方位ＫＡ１と、重力方向ＱＦ１と、方位ＫＡ１を決定するために使用される身体座標系ＵＡ１と、を有し、特定位置ＰＬ１に固定されるように構成される。いくつかの実施形態において、運動認識装置２０は第一身体運動ＭＬ１を行う使用者９０を有し、使用者９０の身体９１は、複数の異なる位置PL5、PL6、…、PL9を有する。前記の特定位置ＰＬ１は、使用者の身体９１上の複数の異なる位置PL5、PL6、... PL9から任意に選択される。処理ユニット２２は、感知ユニット２１に結合される。第一運動タイプＨＭ１は、複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6から選択されるタイプである。複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6は、特定位置ＰＬ１に関連して予め定められ、身体座標系ＵＡ１に関連する複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6をそれぞれ有し、複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6が予め検出されて複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6が発生する。例えば、第一身体運動ＭＬ１はボディビル運動であり、第一運動タイプＨＭ１はエクササイズタイプであり、主動軸方向QA1は主回転軸方向又は主並進軸方向である。
【００１７】
感知信号ＳＥ１は、身体座標系ＵＡ１に関連して生成され、感知信号ＳＥ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含み、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２は、それぞれ第一感知信号部分ＳＥ１Ａ及び第二感知信号部分ＳＥ１Ｂである。例えば、融合信号ＳＰＳ０は、信号融合運算によって生成される。方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に対して所定方向ＱＨ１を向いた状態であるとして、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成して特定位置ＰＬ１を認識する。所定方向ＱＨ１は、特定位置ＰＬ１に基づいて予め定められる。所定方向ＱＨ１と重力方向ＱＦ１とは第一角度θをなす。融合信号ＳＰＳ０は、第一角度θに関連する推定角度ＳＫ１の信号である。この状態において、処理ユニット２２は、処理ユニット２２がトリガ信号ＳＴ１を検出するか否かを判定し、第一判定を行う。前記第一判定が肯定的であるとき、処理ユニット２２は、推定角度ＳＫ１に基づいて特定位置コードＣＰ１を生成する。例えば、複数の異なる位置PL5、PL6、...、PL9は、手首位置、上腕位置、及び足首位置を含む。例えば、特定位置ＰＬ１は、手首位置、上腕位置又は足首位置である。
【００１８】
処理ユニット２２は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する。認識参照データユニットＤＲは、複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6に基づいて予め定められており、候補参照信号コードデータユニットＣＡ及び運動タイプ標識データユニットＣＨを含む。候補参照信号コードデータユニットＣＡは、第一候補参照信号コードＣＡ２を含む。第一候補参照信号コードＣＡ２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第一候補参照信号ＳＲ２を表す。運動タイプ標識データユニットＣＨは、第一候補参照信号コードＣＡ２に対応する運動タイプ標識ＣＨ２を含む。運動タイプ標識ＣＨ２は、無効な運動タイプ及び第二運動タイプＨＭ２のうちの一つを示し、第二運動タイプＨＭ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる。処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて第一候補参照信号ＳＲ２を決定する。
【００１９】
いくつかの実施形態において、感知ユニット２１は、加速度計２１１及びジャイロスコープ２１２を含む。加速度計２１１及びジャイロスコープ２１２のそれぞれは、処理ユニット２２に結合される。加速度計２１１は、加速度計信号ＳＥ１１を生成する。ジャイロスコープ２１２は、ジャイロスコープ信号ＳＥ１２を生成する。感知信号ＳＥ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含む。処理ユニット２２は、加速度信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を処理して、信号融合運算を実行することによって運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する。前記信号融合運算は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２に基づいて、推定角度ＳＫ１の信号を形成するための第一角度θを計算することを含む。
【００２０】
いくつかの実施形態において、運動認識装置２０は、処理ユニット２２に結合された押しボタン２３をさらに含む。使用者の身体９１は、特定位置ＰＬ１において特定身体部分９１１を有する。運動認識装置２０は、特定身体部分９１１に固定されている。特定身体部分９１１は、第一身体運動ＭＬ１を行い、運動認識装置２０を駆動する。押しボタン２３は、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いている状態で、使用者９０からの使用者の押下に応じて処理ユニット２２にトリガ信号ＳＴ１を受信させる。例えば、方位ＫＡ１は、指向参照軸を有し、使用者の身体９１は、参照位置を有するように配置され、前記参照位置及び人間工学的原理に基づいて、特定位置ＰＬ１に対応する第一所定の限定外側領域を有するようにされ、この状態において、指向参照軸は、第一所定の限定外側領域の第一位置を指す。例えば、使用者の身体９１は、参照位置及び人間工学的原理に基づいて複数の所定の限定外側領域を有するように構成され、それらは前記複数の異なる位置PL5、PL6、...、PL9にそれぞれ対応する。例えば、特定身体部分９１１は、使用者の身体９１の手首、上腕または足首である。
【００２１】
いくつかの実施形態において、第一身体動作ＭＬ１は、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。例えば、第一身体動作ＭＬ１は前後方向運動である。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５及び第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６を含む。第一候補参照信号ＳＲ２は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一候補参照信号部分ＳＲ２１及び第二候補参照信号部分ＳＲ２２を含み、第二候補参照信号部分ＳＲ２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に隣接する。処理ユニット２２は、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得する。例えば、第一及び第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５、ＳＰ６は、それぞれ第一及び第二運動サイクルＷ１、Ｗ２上に生成される。第一及び第二候補参照信号部分ＳＲ２１、ＳＲ２２は、それぞれ第一及び第二運動サイクルＷ１、Ｗ２上に生成される。
【００２２】
例えば、第一運動特性値データユニットＤＡ２は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む。処理ユニット２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に基づいて、第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５から第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１を取得する。処理ユニット２２は、第二候補参照信号部分ＳＲ２２に基づいて、第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６から第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を取得する。
【００２３】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて差分データユニットＤＣ１を生成し、差分データユニットＤＣ１が周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かの第二判定を行う。前記第二判定が肯定的であるとき、処理ユニット２２は、有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２として認識し、第一身体運動ＭＬ１が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて、運動タイプ標識ＣＨ２が複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6から選択された運動タイプの一つを示すか否かの第三判定を行う。前記第三判定が肯定的であるとき、処理ユニット２２は、運動タイプ標識ＣＨ２に基づいて第一運動タイプＨＭ１を第二運動タイプＨＭ２として認識し、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得する。
【００２４】
運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19を含む。認識参照データユニットＤＲは、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19に含まれる代表信号ＳＰＳ１を表す代表信号コードＣＢ１を更に含む。処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び代表信号コードＣＢ１に基づいて代表信号ＳＰＳ１を決定する。処理ユニット２２は、第一と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２とを比較することにより、第一と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２との間の代表極値差ＤＣ１１を取得する。例えば、融合信号ＳＰＳ０は、運動パラメータ信号SP18である。
【００２５】
例えば、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａを含み、第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａは、第一最大値、第一最小値、前記第一最大値と前記第一最小値との第一差を有する。第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａを含み、第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａは、第二最大値、第二最小値、前記第二最大値と前記第二最小値との第二差を有する。処理ユニット２２は、前記第一差と前記第二差から代表値差ＤＣ１２を取得する。差分データユニットＤＣ１は、代表極値差ＤＣ１１と代表値差ＤＣ１２とを含む。前記第一特定条件は、第一サブ条件及び第二サブ条件を含む。前記第一サブ条件は、代表極値差ＤＣ１１が第一所定値範囲内にあることである。前記第二サブ条件は、代表値差ＤＣ１２が第二所定値範囲内にあることである。
【００２６】
いくつかの実施形態において、候補参照信号コードデータユニットＣＡは、少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できる第三候補参照信号ＳＲ３）を表す少なくとも一つの第二候補参照信号コードＣＡ１（及び選択できる第三候補参照信号コードＣＡ３）を更に含む。第二候補参照信号コードＣＡ１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第二候補参照信号ＳＲ１を表す。第一候補参照信号ＳＲ２及び少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）は、候補参照信号の組み合わせＳＲＧを構成する。
【００２７】
処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び少なくとも一つの第二候補参照信号コードＣＡ１（及び選択できるＣＡ３）に基づいて少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）を決定し、少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）に対応する少なくとも一つ第二運動特性値データユニットＤＡ１（及び選択できる第三運動特性値データユニットＤＡ３）を取得する。処理ユニット２２は、第一運動特性値データユニットＤＡ２を処理するとき、少なくとも一つの第二運動特性値データユニットＤＡ１（及び選択できるＤＡ３）を処理して、候補参照信号の組み合わせＳＲＧが有効参照信号ＳＲＰを含むか否かを判定する。
【００２８】
いくつかの実施形態において、前記第二判定が否定的であるとき、第一身体動作ＭＬ１は、第三運動部分と、前記第三運動部分に隣接する第四運動部分とを更に有し、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び候補参照信号コードデータユニットＣＡに基づいて、第四候補参照信号を新たに決定し、前記第四候補参照信号に基づいて運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第四運動特性値データユニットを取得し、これによって有効参照信号ＳＲＰが前記第四候補参照信号として認識されるか否かを決定する。いくつかの実施形態において、有効参照信号ＳＲＰが前記第四候補参照信号として認識されていないとき、第一身体動作ＭＬ１は、第三運動部分と、前記第三運動部分に隣接する第四運動部分とを更に有し、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び候補参照信号コードデータユニットＣＡに基づいて、追加候補参照信号組合せを新たに決定し、前記追加候補参照信号組合せが有効参照信号ＳＲＰを含むか否かを決定する。いくつかの実施形態において、前記第三運動部分は、第二運動サイクルＭＬ１２である。
【００２９】
いくつかの実施形態において、第二運動部分ＭＬ１２は第一運動部分ＭＬ１１よりも後にあり、前記第四運動部分は第三運動部分よりも後にあり、第一運動特性値データユニットＤＡ２は、複数の特定運動特性値を含む。処理ユニット２２は、第一候補参照信号コードＣ２及び第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１に関連する第一特性関数コードデータユニットＦ１を予め提供する。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つをを示すために使用される。第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１は、第一認識値領域ＤＵ１、第一認識値領域ＤＵ１に隣接する第二認識値領域ＤＵ２及び第一認識値領域ＤＵ１と第二認識値領域ＤＵ２との間の第一信頼値領域ＤＶ１を含む。例えば、第一信頼領域ＤＶ１は任意選択的である。第一認識値領域ＤＵ１及び第二認識値領域ＤＵ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる第三運動タイプＨ１及び第四運動タイプＨ２をそれぞれ示す。
【００３０】
運動認識装置２２は、特定位置ＰＬ１で発生する複数の身体運動MC1、MC2、…、MC9を感知することにより、第一特性関数コードデータユニットＦ１を事前に設立し、複数の身体運動MC1、MC2、…、MC9は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6にそれぞれ属する複数の運動グループG1、G2、…、G6に分割される。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、運動タイプカット関数を表し、前記複数の特定運動特性値の間の関係に基づいて表現され、前記運動タイプカット関数は、前記第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つを示すために用いられる。例えば、処理ユニット２２は、第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１を予め提供する。
【００３１】
前記第三判定が否定的であるとき、処理ユニット２２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する第一演算を行い、第一認識値ＤＨ１が第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のうちのいずれかに属するか否かの第四判定を行う。前記第四判定が肯定的であるとき、処理ユニット２２は、第一認識値ＤＨ１が属する第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２における有効認識値領域ＤＵＡを決定し、第一運動タイプＨＭ１を有効認識値領域ＤＵＡが示す有効運動タイプとして認識し、有効認識値領域ＤＵＡに対応する運動タイプコードＣＴ１を取得する。処理ユニット２２は、運動タイプコードＣＴ１に基づいて、第一身体運動ＭＬ１に関連する運動測定情報ＤＭ１を生成する。
【００３２】
いくつかの実施形態において、第一運動特性値データユニットＤＡ２、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２のうちの一つは、前記複数の特定運動特性値を含む。前記第三判定が否定的であるとき、処理ユニット２２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と前記複数の特定運動特性値とに基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する第一演算を行う。
【００３３】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、第一候補参照信号コードＣＡ２及び第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２に関連する第二特性関数コードデータユニットＦ２を予め提供する。第二特性関数コードデータユニットＦ２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と異なり、第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２のうちの一つをを示すために使用される。第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２は、第三認識値領域ＤＵ３、第三認識値領域ＤＵ３に隣接する第四認識値領域ＤＵ４及び第三認識値領域ＤＵ３と第四認識値領域ＤＵ４との間の第二信頼値領域ＤＶ２を含む。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１は任意に選択できる。第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる第五運動タイプＨ３及び第六運動タイプＨ４をそれぞれ示す。例えば、処理ユニット２２は、第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２を予め提供する。
【００３４】
第二特定条件において、第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４のうちの一つが、第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のうちの一つと少なくとも部分的に重なり合う。前記第四判定が否定的であるとき、処理ユニット２２は、第二特性関数コードデータユニットＦ２と第一運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第二認識値ＤＨ２を生成する第二演算を行い、第二認識値ＤＨ２が第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４のうちのいずれかに属するか否かを判定し、第一運動タイプＨＭ１を認識する。
【００３５】
図１、図２の図示に提供される様々な実施形態において、運動認識装置３０は、メモリモジュール２２２と処理モジュール２２１とを含む。メモリモジュール２２２は、第一認識値領域ＤＵ１と第二認識値領域ＤＵ２に関連する特性関数コードデータユニットＦ１を記憶し、第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２は互いに隣接すし、第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２は、第一運動タイプＨ１及び第二運動タイプＨ２をそれぞれ示す。処理モジュール２２１は、特定運動感知信号ＳＥ２から特定運動特性値データユニットＤＡ８を取得し、特性関数コードデータユニットＦ１と特定運動特性値データユニットＤＡ８に基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する第一演算を行い、第一認識値ＤＨ１が第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のいずれかに属するか否かを判定する。
【００３６】
運動感知装置３０は、感知ユニット２１をさらに含む。感知ユニット２１は、使用者の身体９１上の特定位置ＰＬ１に発生する第一身体運動ＭＬ１に応答して特定運動感知信号ＳＥ２を生成し、第一身体運動ＭＬ１は、第一運動タイプＭＨ１の動作セグメントに属する。例えば、特定運動感知信号ＳＥ２は感知信号ＳＥ１である。メモリモジュール２２２及び処理モジュール２２１は、運動感知装置３０に配置された処理ユニット２２内に配置される。処理モジュール２２１は、メモリモジュール２２２および感知ユニット２１に結合され、特定運動感知信号ＳＥ２を処理して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成し、特定位置ＰＬ１認識して、認識のための有効参照信号ＳＲＰを決定する。特定運動感知信号ＳＥ２は加速度計信号ＳＥ１１とジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含む。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、加速度計信号ＳＥ１１とジャイロスコープ信号ＳＥ１２との融合信号ＳＰＳ０を含む。例えば、融合信号ＳＰＳ０は、信号融合演算を用いて生成される。
【００３７】
運動認識装置３０は、方位ＫＡ１と、重力方向ＱＦ１と、方位ＫＡ１を決定するために使用される身体座標系ＵＡ１と、を有し、特定位置ＰＬ１に固定されるように構成される。いくつかの実施形態において、第一身体運動ＭＬ１を行う使用者９０を有し、使用者９０の身体９１は、複数の異なる位置PL5、PL6、…、PL9を有する。特定位置ＰＬ１は、使用者の身体９１上の複数の異なる位置PL5、PL6、... PL9から任意に選択される。第三運動タイプＨＭ１は、複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6から選択されるタイプである。複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6は、特定位置ＰＬ１に関連して予め定められ、身体座標系ＵＡ１に関連する複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6をそれぞれ有する。複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6が予め検出されて複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6が発生する。例えば、第一身体運動ＭＬ１は身体運動であり、第一運動タイプＨＭ１は練習タイプであり、主動軸方向QA1は主回転軸方向又は主並進軸方向である。
【００３８】
特定運動感知信号ＳＥ２は、身体座標系ＵＡ１に関連して生成される。方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いた状態で、処理モジュール２２１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成して特定位置ＰＬ１を認識する。所定方向ＱＨ１は、特定位置ＰＬ１に基づいて予め定められている。所定方向ＱＨ１と重力方向ＱＦ１との間に第一角度θを有する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、第一角度θに関連する推定角度ＳＫ１の信号を含む。この状態において、処理モジュール２２１は、処理モジュール２２１がトリガ信号ＳＴ１を検出するか否かを判定し、第一判定を行う。前記第一判定が肯定的であるとき、処理モジュール２２１は、推定角度ＳＫ１に基づいて特定位置コードＣＰ１を生成する。例えば、複数の異なる位置PL5、PL6、...、PL9は、手首位置、上腕位置及び足首位置を含む。例えば、特定位置ＰＬ１は、手首位置、上腕位置又は足首位置である。
【００３９】
処理モジュール２２１は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する。認識参照データユニットＤＲは、複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6に基づいて予め定められており、メモリモジュール２２２から取得し、候補参照信号コードデータユニットＣＡ及び運動タイプ標識データユニットＣＨを含む。候補参照信号コードデータユニットＣＡは、第一候補参照信号コードＣＡ２を含む。第一候補参照信号コードＣＡ２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第一候補参照信号ＳＲ２を表す。運動タイプ標識データユニットＣＨは、第一候補参照信号コードＣＡ２に対応する運動タイプ標識ＣＨ２を含む。運動タイプ標識ＣＨ２は、無効な運動タイプ及び第二運動タイプＨＭ２のうちの一つを示し、第二運動タイプＨＭ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる。処理モジュール２２１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて第一候補参照信号ＳＲ２を決定する。
【００４０】
運動認識装置３０は、特定位置ＰＬ１で発生する複数の身体運動MC1、MC2、…、MC9を感知することにより、第一特性関数コードデータユニットＦ１を設立し、複数の身体運動MC1、MC2、…、MC9は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6にそれぞれ属する複数の運動グループG1、G2、…、G6に分割される。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、運動タイプカット関数を表し、第二候補参照信号コードＣＡ１及び第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１に関連する。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、前記第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つを示すために用いられる。第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１は、第一認識値領域ＤＵ１、第一認識値領域ＤＵ１に隣接する第二認識値領域ＤＵ２及び第一認識値領域ＤＵ１と第二認識値領域ＤＵ２との間の第一信頼値領域ＤＶ１を含む。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１は任意に選択できる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、感知ユニット２１は、加速度計２１１及びジャイロスコープ２１２を含む。加速度計２１１及びジャイロスコープ２１２は、処理モジュール２２１に結合される。加速度計２１１は、加速度計信号ＳＥ１１を生成する。ジャイロスコープ２１２は、ジャイロスコープ信号ＳＥ１２を生成する。感知信号ＳＥ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含む。処理モジュール２２１は、加速度信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を処理して、信号融合運算を実行することによって運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する。前記信号融合運算は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２に基づいて、推定角度ＳＫ１の信号を形成するための第一角度θを計算することを含む。
【００４２】
いくつかの実施形態において、運動認識装置３０は、処理モジュール２２１に結合された押しボタン２３をさらに含む。使用者の身体９１は、特定位置ＰＬ１において特定身体部分９１１を有する。運動認識装置３０は、特定身体部分９１１に固定されている。特定身体部分９１１は、第一身体運動ＭＬ１を行い、運動認識装置３０を駆動する。押しボタン２３は、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いている状態で、使用者９０からの使用者の押下に応じて処理ユニット２２にトリガ信号ＳＴ１を受信させる。例えば、方位ＫＡ１は、指向参照軸を有する。使用者の身体９１は、参照位置を有するように配置され、前記参照位置及び人間工学的原理に基づいて、特定位置ＰＬ１に対応する第一所定の限定外側領域を有し、この状態において、指向参照軸は、第一所定の限定外側領域の第一位置を指す。例えば、使用者の身体９１は、参照位置及び人間工学的原理に基づいて複数の所定の限定外側領域を有するように構成され、前記複数の異なる位置PL5、PL6、...、PL9にそれぞれ対応する。例えば、特定身体部分９１１は、使用者の身体９１の手首、上腕または足首である。
【００４３】
いくつかの実施形態において、トリガ信号ＳＴ１を受信した後、第一身体動作ＭＬ１は、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５及び第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６を含む。第一候補参照信号ＳＲ２は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一候補参照信号部分ＳＲ２１及び第二候補参照信号部分ＳＲ２２を含む。第二候補参照信号部分ＳＲ２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に隣接する。処理モジュール２２１は、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得する。
【００４４】
例えば、第一運動特性値データユニットＤＡ２は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む。処理モジュール２２１は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に基づいて、第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５から第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１を取得する。処理モジュール２２１は、第二候補参照信号部分ＳＲ２２に基づいて、第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６から第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を取得する。
【００４５】
いくつかの実施形態において、処理モジュール２２１は、第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて差分データユニットＤＣ１を生成し、差分データユニットＤＣ１が周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かの第二判定を行う。前記第二判定が肯定的であるとき、処理モジュール２２１は、有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２として認識し、第一身体運動ＭＬ１が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて、運動タイプ標識ＣＨ２が複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6から選択された運動タイプの一つを示すか否かの第三判定を行う。前記第三判定が肯定的であるとき、処理モジュール２２１は、運動タイプ標識ＣＨ２に基づいて第一運動タイプＨＭ１を第二運動タイプＨＭ２として認識し、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得する。
【００４６】
運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19を含む。認識参照データユニットＤＲは、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19に含まれる代表信号ＳＰＳ１を表す代表信号コードＣＢ１を更に含む。処理ユニット２２１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び代表信号コードＣＢ１に基づいて代表信号ＳＰＳ１を決定する。処理ユニット２２１は、第一と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２とを比較することにより、第一と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２との間の代表極値差ＤＣ１１を取得する。例えば、融合信号ＳＰＳ０は、運動パラメータ信号SP18である。
【００４７】
例えば、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａを含み、第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａは、第一最大値、第一最小値、前記第一最大値と前記第一最小値との第一差を有する。第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａを含み、第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａは、第二最大値、第二最小値、前記第二最大値と前記第二最小値との第二差を有する。処理ユニット２２は、前記第一差と前記第二差から代表値差ＤＣ１２を取得する。差分データユニットＤＣ１は、代表極値差ＤＣ１１と代表値差ＤＣ１２とを含む。前記第一特定条件は、第一サブ条件及び第二サブ条件を含む。前記第一サブ条件は、代表極値差ＤＣ１１が第一所定値範囲内にある。前記第二サブ条件は、代表値差ＤＣ１２が第二所定値範囲内にある。
【００４８】
いくつかの実施形態において、候補参照信号コードデータユニットＣＡは、少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できる第三候補参照信号ＳＲ３）を表す少なくとも一つの第二候補参照信号コードＣＡ１（及び選択できる第三候補参照信号コードＣＡ３）を更に含む。第二候補参照信号コードＣＡ１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第二候補参照信号ＳＲ１を表す。第一候補参照信号ＳＲ２及び少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）は、候補参照信号の組み合わせＳＲＧを構成する。
【００４９】
処理モジュール２２１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び少なくとも一つの第二候補参照信号コードＣＡ１（及び選択できるＣＡ３）に基づいて少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）を決定し、少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）に対応する少なくとも一つ第二運動特性値データユニットＤＡ１（及び選択できる第三運動特性値データユニットＤＡ３）を取得する。処理モジュール２２１は、第一運動特性値データユニットＤＡ２を処理するとき、処理モジュール２２１は、少なくとも一つの第二運動特性値データユニットＤＡ１（及び選択できるＤＡ３）を処理して、候補参照信号の組み合わせＳＲＧが有効参照信号ＳＲＰを含むか否かを判定する。
【００５０】
いくつかの実施形態において、第二運動部分ＭＬ１２は第一運動部分ＭＬ１１よりも後にある。第一運動特性値データユニットＤＡ２は、複数の特定運動特性値を含む。例えば、特定運動特性値データユニットＤＡ８は、第一運動特性値データユニットＤＡ２である。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２およびＤＶ１のうちのひとつを示すための運動タイプカット関数を表し、運動タイプカット関数は特定の運動特性値の間の関係によってあらわされる。前記第三判定が否定的であるとき、処理モジュール２２１は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と前記複数の特定運動特性値をとに基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する第一演算を行い、第一認識値ＤＨ１が第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のうちのいずれかに属するか否かの第四判定を行う。いくつかの実施形態において、第一運動特性値データユニットＤＡ２、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２のうちの一つは、前記複数の特定運動特性値を含む。
【００５１】
前記第四判定が肯定的であるとき、処理モジュール２２１は、第一認識値ＤＨ１が属する第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２における有効認識値領域ＤＵＡを決定し、有効認識値領域ＤＵＡが示す有効運動タイプとして認識し、有効認識値領域ＤＵＡに対応する運動タイプコードＣＴ１を取得する。処理モジュール２２１は、運動タイプコードＣＴ１に基づいて、第一身体運動ＭＬ１に関連する運動測定情報ＤＭ１を生成する。
【００５２】
いくつかの実施形態において、メモリモジュール２２２は、第一候補参照信号コードＣＡ２及び第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２に関連する第二特性関数コードデータユニットＦ２を更に予め記憶する。第二特性関数コードデータユニットＦ２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と異なり、第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２のうちの一つをを示すために使用される。第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２は、第三認識値領域ＤＵ３、第三認識値領域ＤＵ３に隣接する第四認識値領域ＤＵ４及び第三認識値領域ＤＵ３と第四認識値領域ＤＵ４との間の第二信頼値領域ＤＶ２を含む。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１は任意に選択できる。第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる第五運動タイプＨ３及び第六運動タイプＨ４をそれぞれ示す。例えば、メモリモジュール２２２は、一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１及び第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２を予め提供する。
【００５３】
第二特定条件において、第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４のうちの一つが、第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のうちの一つと少なくとも部分的に重なり合う。前記第四判定が否定的であるとき、処理モジュール２２１は、第二特性関数コードデータユニットＦ２と第一運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第二認識値ＤＨ２を生成する第二演算を行い、第二認識値ＤＨ２が第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４のうちのいずれかに属するか否かを判定し、第一運動タイプＨＭ１を認識する。
【００５４】
図３は、本開示の様々な実施形態に係る運動認識装置４０を示す概略図である。図２と３に示すように、運動認識装置４０は、信号生成ユニット４１及び処理ユニット４２を含む。信号生成ユニット４１は、使用者の身体９１の特定位置ＰＬ１に発生した第一身体運動ＭＬ１に応答して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成し、第一身体運動ＭＬ１が第一運動タイプＭＨ１に属する。処理ユニット４２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて、第一運動タイプＭＨ１を認識するための有効参照信号ＳＲＰを決定するために特定位置ＰＬ１を認識する。
【００５５】
運動認識装置４０は、方位ＫＡ１と、重力方向ＱＦ１と、方位ＫＡ１を決定するために使用される身体座標系ＵＡ１と、を有し、特定位置ＰＬ１に固定されるように構成される。特定位置ＰＬ１は、使用者の身体９１上の複数の異なる位置PL5、PL6、... PL9から任意に選択される。いくつかの実施形態において、信号生成ユニット４１は、処理ユニット４２に結合され、信号生成ユニット４１は、感知ユニット２１と、感知ユニット２１に結合された変換ユニット４１１とを含む。感知ユニット２１は、第一身体運動ＭＬ１に応答して感知信号ＳＥ１を生成し、第一身体運動ＭＬ１は、第一運動タイプＨＭ１の動作セグメントに属する。変換ユニット４１１は、処理ユニット４２に結合され、感知信号ＳＥ１に応答して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する。
【００５６】
いくつかの実施形態において、感知ユニット２１は、加速度計２１１及びジャイロスコープ２１２を含む。加速度計２１１及びジャイロスコープ２１２は、変換ユニット４１１に結合される。加速度計２１１は、加速度計信号ＳＥ１１を生成する。ジャイロスコープ２１２は、ジャイロスコープ信号ＳＥ１２を生成する。感知信号ＳＥ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含む。変換ユニット４１１は、加速度信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を処理して、運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、加速度計信号ＳＥ１１とジャイロスコープ信号ＳＥ１２との融合信号ＳＰＳ０を含む。例えば、融合信号ＳＰＳ０は、信号融合演算を用いて生成される。
【００５７】
第一運動タイプＨＭ１は、複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6から選択されるタイプである。複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6は、特定位置ＰＬ１に関連して予め定められ、身体座標系ＵＡ１に関連する複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6をそれぞれ有し、複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6が予め検出されて複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6が発生する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、身体座標系ＵＡ１に関連して生成される。方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いた状態で、処理ユニット４２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成して特定位置ＰＬ１を認識する。運動認識装置４０は、処理ユニット４２に結合された押しボタン２３を更に含む。押しボタン２３は、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いている状態で、使用者９０からの使用者の押下に応じて処理ユニット４２にトリガ信号ＳＴ１を受信させる。処理ユニット４２は、トリガ信号ＳＴ１に応答して特定位置コードＣＰ１を生成する。
【００５８】
処理ユニット４２は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する。認識参照データユニットＤＲは、複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6に基づいて予め定められており、候補参照信号コードデータユニットＣＡ及び運動タイプ標識データユニットＣＨを含む。候補参照信号コードデータユニットＣＡは、第一候補参照信号コードＣＡ２を含む。第一候補参照信号コードＣＡ２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第一候補参照信号ＳＲ２を表す。運動タイプ標識データユニットＣＨは、第一候補参照信号コードＣＡ２に対応する運動タイプ標識ＣＨ２を含む。運動タイプ標識ＣＨ２は、無効な運動タイプ及び第二運動タイプＨＭ２のうちの一つを示し、第二運動タイプＨＭ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる。処理ユニット４２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて第一候補参照信号ＳＲ２を決定する。
【００５９】
いくつかの実施形態において、第一身体動作ＭＬ１は、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。処理ユニット４２は、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得する。第一運動特性値データユニットＤＡ２は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む。
【００６０】
処理ユニット４２は、第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて差分データユニットＤＣ１を生成する。処理ユニット４２は、差分データユニットＤＣ１が周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かの第一判定を行う。前記第一判定が肯定的であるとき、処理ユニット４２は、有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２として認識し、第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて、運動タイプ標識ＣＨ２が複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6から選択された運動タイプの一つを示すか否かの第二判定を行う。前記第二判定が肯定的であるとき、処理ユニット４２は、運動タイプ標識ＣＨ２に基づいて第一運動タイプＨＭ１を第二運動タイプＨＭ２として認識し、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得する。
【００６１】
いくつかの実施形態において、第二運動部分ＭＬ１２は第一運動部分ＭＬ１１よりも後にある。第一運動特性値データユニットＤＡ２は、複数の特定運動特性値を含む。処理ユニット４２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１を予め提供する。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、前記複数の特定運動特性値の間の関係に基づいて表現され、第一候補参照信号コードＣＡ、第一認識値領域ＤＵ１及び第一認識値領域ＤＵ１に隣接する第二認識値領域ＤＵ２に関連する。第一認識値領域ＤＵ１及び第二認識値領域ＤＵ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる第三運動タイプＨ１及び第四運動タイプＨ２をそれぞれ示す。前記第二判定が否定的であるとき、処理ユニット４２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する演算を行い、第一認識値ＤＨ１が属する第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２における有効認識値領域ＤＵＡを決定し、第一運動タイプＨＭ１を有効認識値領域ＤＵＡが示す有効運動タイプとして認識し、有効認識値領域ＤＵＡに対応する運動タイプコードＣＴ１を取得する。
【００６２】
図１、図２及び図３の図示に提供される様々な実施形態において、運動認識方法は、第一身体運動ＭＬ１に応答して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する工程であって、第一身体運動ＭＬ１が使用者の身体９１の特定位置ＰＬ１に発生し、第一運動タイプＨＭ１に属する前記工程と、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて、第一運動タイプＨＭ１を認識するための有効参照信号ＳＲＰを決定するために特定位置ＰＬ１を認識する工程と、を含む。
【００６３】
前記運動認識方法は、運動認識装置２０、３０又は４０を提供する工程を更に含む。運動認識装置２０、３０又は４０は、方位ＫＡ１と、重力方向ＱＦ１と、方位ＫＡ１を決定するために使用される身体座標系ＵＡ１と、を有し、特定位置ＰＬ１に固定されるように構成される。第一身体運動ＭＬ１は、第一運動タイプＨＭ１の動作セグメントに属する。特定位置ＰＬ１は、使用者の身体９１上の複数の異なる位置PL5、PL6、... PL9から任意に選択される。第一身体運動ＭＬ１に応答して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する工程は、第一身体運動ＭＬ１に応答して身体座標系ＵＡ１に関連する感知信号ＳＥ１を生成する工程であって、感知信号ＳＥ１が、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含む前記工程と、感知信号ＳＥ１を処理して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する工程であって、運動パラメータ信号構造ＳＰ１が、加速度計信号ＳＥ１１とジャイロスコープ信号ＳＥ１２との融合信号ＳＰＳ０を含む前記工程と、を更に含む。例えば、融合信号ＳＰＳ０は、信号融合運算を用いて生成される。
【００６４】
第一運動タイプＨＭ１は、複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6から選択されるタイプである。複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6は、特定位置ＰＬ１に関連して予め定められ、身体座標系ＵＡ１に関連する複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6をそれぞれ有し、複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6が予め検出されて複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6が発生する。例えば、第一身体運動ＭＬ１は身体運動であり、第一運動タイプＨＭ１は練習タイプであり、主動軸方向QA1は主回転軸方向又は主並進軸方向である。前記運動認識方法は、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いた状態で、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成して特定位置ＰＬ１を認識する工程を更に含む。
【００６５】
例えば、所定方向ＱＨ１は、特定位置ＰＬ１に基づいて予め定められている。所定方向ＱＨ１と重力方向ＱＦ１との間に第一角度θを有する。融合信号ＳＰＳ０は、第一角度θに関連する推定角度ＳＫ１の信号である。前記特定位置コードＣＰ１を生成する工程は、この状態において、トリガ信号ＳＴ１を検出するか否かを判定し、第一判定を行う工程と、この状態で、使用者９０からの押下に応じてトリガ信号ＳＴ１を受信する工程と、前記第一判定が肯定的であるとき、推定角度ＳＫ１に基づいて特定位置コードＣＰ１を生成する工程と、を更に含む。
【００６６】
前記運動認識方法は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する工程を更に含む。認識参照データユニットＤＲは、複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6に基づいて予め定められており、候補参照信号コードデータユニットＣＡ及び運動タイプ標識データユニットＣＨを含む。候補参照信号コードデータユニットＣＡは、第一候補参照信号コードＣＡ２を含む。第一候補参照信号コードＣＡ２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第一候補参照信号ＳＲ２を表す。運動タイプ標識データユニットＣＨは、第一候補参照信号コードＣＡ２に対応する運動タイプ標識ＣＨ２を含む。運動タイプ標識ＣＨ２は、無効な運動タイプ及び第二運動タイプＨＭ２のうちの一つを示し、第二運動タイプＨＭ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる。前記運動認識方法は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて第一候補参照信号ＳＲ２を決定する工程を更に含む。
【００６７】
運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19を含む。トリガ信号ＳＴ１を提供した後、第一身体動作ＭＬ１は、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５及び第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６を含む。第一候補参照信号ＳＲ２は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一候補参照信号部分ＳＲ２１及び第二候補参照信号部分ＳＲ２２を含む。第二候補参照信号部分ＳＲ２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に隣接する。認識参照データユニットＤＲは、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19に含まれる代表信号ＳＰＳ１を表す代表信号コードＣＢ１を更に含む。例えば、融合信号ＳＰＳ０は、運動パラメータ信号SP18である。
【００６８】
いくつかの実施形態において、前記運動認識方法は、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得する工程を更に含む。第一運動特性値データユニットＤＡ２は、前記第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む。前記第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得する工程は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に基づいて、第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５から第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１を取得する工程と、第二候補参照信号部分ＳＲ２２に基づいて、第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６から第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を取得する工程と、を更に含む。
【００６９】
いくつかの実施形態において、前記運動認識方法は、前記第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて差分データユニットＤＣ１を生成する工程と、差分データユニットＤＣ１が周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かの第二判定を行う工程と、前記第二判定が肯定的であるとき、有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２として認識し、第一身体運動ＮＬ１が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて、運動タイプ標識ＣＨ２が前記複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6から選択された運動タイプの一つを示すか否かの第三判定を行う工程と、前記第三判定が肯定的であるとき、運動タイプ標識ＣＨ２に基づいて第一運動タイプＨＭ１を第二運動タイプＨＭ２として認識し、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得する工程と、を更に含む。
【００７０】
差分データユニットＤＣ１を生成する工程は、第一と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２とを比較することにより、第一と前記第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２との間の代表極値差ＤＣ１１を取得する工程と、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び代表信号コードＣＢ１に基づいて前記代表信号を決定する工程と、を含む。例えば、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａを含み、第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａは、第一最大値、第一最小値、前記第一最大値と前記第一最小値との第一差を有する。第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａを含み、第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａは、第二最大値、第二最小値、前記第二最大値と前記第二最小値との第二差を有する。前記差分データユニットＤＣ１を生成する工程は、前記第一差と前記第二差から代表値差ＤＣ１２を取得する工程を更に含み、差分データユニットＤＣ１は、代表極値差ＤＣ１１と代表値差ＤＣ１２とを含む。
【００７１】
いくつかの実施形態において、前記第一特定条件は、第一サブ条件及び第二サブ条件を含む。前記第一サブ条件は、代表極値差ＤＣ１１が第一所定値範囲内にある。前記第二サブ条件は、代表値差ＤＣ１２が第二所定値範囲内にある。候補参照信号コードデータユニットＣＡは、少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できる第三候補参照信号ＳＲ３）を表す少なくとも一つの第二候補参照信号コードＣＡ１（及び選択できる第三候補参照信号コードＣＡ３）を更に含む。第二候補参照信号コードＣＡ１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第二候補参照信号ＳＲ１を表す。第一候補参照信号ＳＲ２及び少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）は、候補参照信号の組み合わせＳＲＧを構成する。
【００７２】
前記運動認識方法は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び少なくとも一つの第二候補参照信号コードＣＡ１（及び選択できるＣＡ３）に基づいて少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）を決定する工程と、少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から少なくとも一つの第二候補参照信号ＳＲ１（及び選択できるＳＲ３）に対応する少なくとも一つ第二運動特性値データユニットＤＡ１（及び選択できる第三運動特性値データユニットＤＡ３）を取得する工程と、第一運動特性値データユニットＤＡ２を処理するとき、少なくとも一つの第二運動特性値データユニットＤＡ１（及び選択できるＤＡ３）を処理して、候補参照信号の組み合わせＳＲＧが有効参照信号ＳＲＰを含むか否かを判定する工程と、を更に含む。
【００７３】
いくつかの実施形態において、第二運動部分ＭＬ１２は第一運動部分ＭＬ１１よりも後にある。第一運動特性値データユニットＤＡ２は、複数の特定運動特性値を含む。前記運動認識方法は、特定位置ＰＬ１で発生する複数の身体運動MC1、MC2、…、MC9を感知することにより、第一特性関数コードデータユニットＦ１を予め提供する工程を更に含む。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、第二候補参照信号コードＣＡ１及び第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２、ＤＶ１に関連する。
【００７４】
第一特性関数コードデータユニットＦ１は、前記第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つを示すために用いられる。第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１は、第一認識値領域ＤＵ１、第一認識値領域ＤＵ１に隣接する第二認識値領域ＤＵ２及び第一認識値領域ＤＵ１と第二認識値領域ＤＵ２との間の第一信頼値領域ＤＶ１を含む。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１は任意に選択できる。第一認識値領域ＤＵ１及び第二認識値領域ＤＵ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる第三運動タイプＨ１及び第四運動タイプＨ２をそれぞれ示す。複数の身体運動MC1、MC2、…、MC9は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6にそれぞれ属する複数の運動グループG1、G2、…、G6に分割される。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、運動タイプカット関数を表し、前記複数の特定運動特性値の間の関係に基づいて表現される。前記運動タイプカット関数は、第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つを示すために用いられる。
【００７５】
前記運動認識方法は、前記第三判定が否定的であるとき、第一特性関数コードデータユニットＦ１と運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する第一演算を行い、第一認識値ＤＨ１が第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のうちのいずれかに属するか否かの第四判定を行う工程と、前記第四判定が肯定的であるとき、第一認識値ＤＨ１が属する第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２における有効認識値領域ＤＵＡを決定し、有効認識値領域ＤＵＡが示す有効運動タイプとして認識し、有効認識値領域ＤＵＡに対応する運動タイプコードＣＴ１を取得する工程と、運動タイプコードＣＴ１に基づいて、第一身体運動ＭＬ１に関連する運動測定情報ＤＭ１を生成する工程と、第二特性関数コードデータユニットＦ２を予め提供する工程と、を更に含む。
【００７６】
例えば、第二特性関数コードデータユニットＦ２は、第一候補参照信号コードＣＡ２及び第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２に関連する。第二特性関数コードデータユニットＦ２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と異なり、第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２のうちの一つをを示すために使用される。第二複数の認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４とＤＶ２は、第三認識値領域ＤＵ３、第三認識値領域ＤＵ３に隣接する第四認識値領域ＤＵ４及び第三認識値領域ＤＵ３と第四認識値領域ＤＵ４との間の第二信頼値領域ＤＶ２を含む。例えば、第二信頼値領域ＤＶ２は任意に選択できる。第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる第五運動タイプＨ３及び第六運動タイプＨ４をそれぞれ示す。
【００７７】
第二特定条件において、第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４のうちの一つが、第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のうちの一つと少なくとも部分的に重なり合う。前記運動認識方法は、前記第四判定が否定的であるとき、第二特性関数コードデータユニットＦ２と第一運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第二認識値ＤＨ２を生成する第二演算を行い、第二認識値ＤＨ２が第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４のうちのいずれかに属するか否かを判定し、第一運動タイプＨＭ１を認識する工程を更に含む。
【００７８】
いくつかの実施形態において、運動認識装置２０、３０と４０のそれぞれは、着用可能な運動感知装置構造、運動認識操作手段及び運動認識アルゴリズムを有し、使用者装着手段、使用者操作手段、測定手段及び運動認識手段を含む技術を採用している。運動認識装置２０、３０は、操作ユニット３５と、操作ユニット３５に結合された結合ユニット３６とを含む。操作ユニット３５は、感知ユニット２１と処理ユニット２２とを含む。運動認識装置４０は、操作ユニット３７と、操作ユニット３７に結合された結合ユニット３６とを含む。操作ユニット３７は、信号生成ユニット４１と処理ユニット４２とを含み、信号生成ユニット４１は、感知ユニット２１を含む。運動認識装置２０、３０と４０のいずれかが着用可能な装置として機能し、結合ユニット３６を使用して使用者９０の特定身体部分９１１に結合される。例えば、結合ユニット３６は締結部品である。例えば、結合ユニット３６は時計ストラップのようなものである。
【００７９】
いくつかの実施形態において、前記締結部品は、少なくとも二つの安定した状態を有し、前記着用可能な装置は、使用者９０の特定身体部分９１１に結合するために締結部品を使用する。前記着用可能な装置の感知ユニット２１は、運動感知モジュールであってもよい。前記締結部品は、安定した広がり状態及び安定した曲げ状態を形成するために変形し得る。第一身体運動ＭＬ１を行う特定身体部分９１１が少なくとも部分的に締結部品によって取り囲まれると、前記締結部品は変形して安定した曲げ状態にあり、特定身体部分９１１に固定される。前記締結部品は、広がり状態において安定した特性を有し、広がりが安定している場合には、操作ユニット３５、３７が前記締結部品に取り付けられる。
【００８０】
表１は、本開示の様々な実施形態に係る様々な運動タイプを示す表である。いくつかの実施形態において、前記着用可能な装置は、特定位置ＰＬ１で固定され、或いは特定身体部分９１１に固定される。特定位置ＰＬ１は、使用者の身体９１上の複数の異なる位置PL5、PL6、...、PL9から選択することができる。複数の異なる位置PL5、PL6、...、PL9は、手首位置、上腕位置及び足首位置を含む。前記着用可能な装置は、前記締結部品によって複数の身体部分から選択された特定身体部分９１１に固定される。前記複数の身体部分は、手首、上腕及び足首を含み、前記着用可能な装置は、手のひら、前腕、上腕、肩、胸、背中、腰、臀部、大腿部、膝、脛及び足などからなる群から選択される少なくとも一つに関連する身体運動（例えば身体運動）を感知するために使用され得る。複数の身体運動タイプは、表１に例として示す。
【００８１】
【表１】
0006772276.tif 000002
【００８２】
いくつかの実施形態において、使用者９０は、通常、体操器具または負荷を動作させることによって身体の筋肉を鍛練させる。前記負荷は、ダンベル、バーベルなどを含む。最も一般的に行われる練習には、手首運動、上腕運動、脚運動などがあり、表１に示すように様々な運動タイプに属する。使用者９０は、これらの練習を行って、手、腕、足、脚、胸、背中、肩、腰、臀部等の身体部位の筋肉を鍛練し、健康とボディビルという目的を達成する。使用者９０が、腕、脚などの身体部位に発生する身体運動を行う場合、当該手首、上腕または足首は明らかな動きを有する。よって、身体運動を確実に検出すること、長時間にわたる着用快適性の自然な受容性を考えて、手首位置、上腕位置、足首の位置等に身体運動を検出できる運動認識装置２０を快適に着用する最も適切な位置である。
【００８３】
図４（ａ）、４（ｂ）及び４（ｃ）は、手首に着用された運動認識装置２０によって認識される運動タイプを示す模式図である。図５は、上腕に着用された運動認識装置２０によって認識される運動タイプを示す模式図である。図６は、上腕に着用された運動認識装置２０によって認識される運動タイプを示す模式図である。図７（ａ）と７（ｂ）上腕に着用された運動認識装置によって認識される運動タイプを示す模式図である。図８は、上腕に着用された運動認識装置２０によって認識される運動タイプを示す模式図である。図９（ａ）と９（ｂ）は、足首に着用された運動認識装置２０によって認識される運動タイプを示す模式図である。 図１０（ａ）と１０（ｂ）は、足首に着用された運動認識装置２０によって認識される運動タイプを示す模式図である。
【００８４】
いくつかの実施形態において、感知ユニット２１は感知方向を有する。感知ユニット２１または運動感知モジュールは、運動感知軸方向及び前記運動感知軸方向における感知感度を有し、使用者の身体９１の特定位置ＰＬ１に発生する第一身体運動ＭＬ１を感知する。使用者の身体９１は、特定位置ＰＬ１に特定身体部分９１１を有する。前記運動感知モジュールは、手首、上腕及び足首のような異なる身体部分で生じる異なる運動を感知するために適用することができる。前記運動感知モジュールが使用者の身体９１の特定位置ＰＬ１に発生した特定運動を感知する場合、前記運動感知モジュールは、少なくとも特定位置ＰＬ１に対応する前記運動感知軸方向において最も高い感知感度を有する。例えば、手首運動を感知する場合、前記運動感知モジュールは、ｘ運動感知軸方向において最も高い感知感度を有する。したがって、ｘ運動感知軸方向に生成される感知信号成分レベルは、ｙ運動感知軸方向又はｚ感知軸方向のいずれかにおいて生成される感知信号成分レベルよりも大きい。いくつかの実施形態において、前記運動感知モジュールは、それぞれのｘ、ｙ及びｚ運動感知軸軸方向に第一感知信号成分、第二感知信号成分及び第三感知信号成分を出力する。例えば、第一、第二及び第三感知信号成分の最大レベル並びに第一、第二及び第三感知信号成分のレベル領域は、特定位置ＰＬ１又は特定身体部分９１１を認識するために使用される。
【００８５】
いくつかの実施形態において、感知ユニット２１または運動感知モジュールは配置方向を有する。特定位置ＰＬ１が変化するときに、感知ユニット２１の前記配置方向を変えるように構成される。また、特定位置ＰＬ１が異なる位置に変化した場合には、前記配置方向を異なる配置方向に変更してもよい。例えば、特定の状態において、運動認識装置２０は、ｚ運動感知軸方向が重力方向と同じであると判定した場合、特定位置ＰＬ１を手首位置として認識し、手首の運動を認識する。この特定状態において、運動認識装置２０は、ｘ運動感知軸方向が重力方向と同じであると判断した場合には、特定位置ＰＬ１を上腕位置と認識して上腕の運動を認識する。この特定状態において、運動認識装置２０は、負のｘ運動感知軸方向が重力方向と同じであると判定した場合、特定位置ＰＬ１を足首位置として認識して足首の運動を認識する。
【００８６】
いくつかの実施形態において、運動感知モジュールの前記配置方向が特定位置ＰＬ１に基づいて配置される。いくつかの実施形態において、この特定の状態において、運動認識装置２０は、運動感知モジュールの特定の運動感知軸方向と重力方向との間の角度関係を検出し、特定位置ＰＬ１を身体部分位置として認識する。例えば、運動認識装置２０は、方位ＫＡ１と、重力方向ＱＦ１と、方位ＫＡ１を決定するために使用される身体座標系ＵＡ１と、を有し、特定位置ＰＬ１に固定されるように構成される。方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いた状態で、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成して特定位置ＰＬ１を認識する。
【００８７】
いくつかの実施形態において、運動認識装置２０、３０と４０のいずれかが着用可能な運動感知装置として機能し、使用者の身体９１上の特定位置ＰＬ１に固定され、特定位置ＰＬ１に発生する第一身体運動ＭＬ１を感知することにより、感知信号ＳＥ１を生成する。第一身体運動ＭＬ１は、第一運動タイプＨＭ１に属する。特定位置ＰＬ１は、複数の異なる位置から任意に選択される。前記複数の異なる位置は、手首位置、上腕位置及び足首位置を含む。前記着用可能な運動感知装置は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成し、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び特定位置コードＣＰ１に基づいて第一候補参照信号ＳＲ２を決定し、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得し、第一運動特性値データユニットＤＡ２に基づいて、第一運動タイプＨＭ１を認識して、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得する。従って、前記着用可能な運動感知装置は、第一身体運動ＭＬ１の運動方向を認識し、第一身体運動ＭＬ１の運動サイクルをカウントする。
【００８８】
前記着用可能な運動感知装置は、第一運動認識アルゴリズムを実行することによって第一運動タイプＨＭ１を認識する。感知ユニット２１は、６軸慣性感知部品を含む。例えば、感知ユニット２１は、３軸加速度計である加速度計２１１と、３軸ジャイロスコープであるジャイロスコープ２１２とを含む。前記着用可能な運動感知装置は、感知ユニット２１を用いて、身体運動である第一身体運動ＭＬ１に応答して感知信号ＳＥ１を生成し、感知信号ＳＥ１に基づいて前記第一運動認識アルゴリズムを実行することによって、特定位置ＰＬ１及び第一運動タイプＨＭ１を自動的に認識する。例えば、使用者の身体９１は、特定位置ＰＬ１にある特定身体部分９１１を有し、運動認識装置２０、３０と４０のいずれかが特定身体部分９１１に固定される。
【００８９】
前記第一運動認識アルゴリズムは、感知信号処理、固定位置認識及び運動タイプ認識を含む。第一候補参照信号ＳＲ２を決定するために、前記運動タイプ認識は、第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得し、第一身体運動ＭＬ１が周期運動開始条件又は周期運動終了条件を満たすかどうかを判定し、第一特性関数コードデータユニットＦ１に基づいて第一運動タイプＨＭ１を認識するように計算を実行することを含む。例えば、処理ユニット２２は、前記第一運動認識アルゴリズムを実行する。例えば、変換ユニット４１１及び処理ユニット４２は、前記第一運動認識アルゴリズムを実行する。以下の説明では、処理ユニット２２は、前記第一運動認識アルゴリズムを実行する例を示す。
【００９０】
図１１は、本開示の様々な実施形態に係る基準座標系を示す概略図である。更に図１を参照し、図１１は、三つの基準座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚを有する基準座標系と、三つの基準座標軸ｘ、ｙ、ｚを有する身体座標系ＵＡ１を示す。身体座標系ＵＡ１は、重力方向ＱＦ１に関連して表される。処理ユニット２２は、身体座標系ＵＡ１に関連して生成された感知信号ＳＥ１を受信する。
【００９１】
感知ユニット２１の加速度計２１１は、加速度計信号ＳＥ１１（または第一信号
0006772276.tif 000003
）を生成する。感知ユニット２１のジャイロスコープ２１２は、ジャイロスコープ信号ＳＥ１２（または第二信号
0006772276.tif 000004
）
を生成する。感知信号ＳＥ１は、第一信号
0006772276.tif 000005
及び第二信号
0006772276.tif 000006
を含む。第一信号
0006772276.tif 000007
は、三つの基準座標軸ｘ、ｙ、ｚのそれおぞれに関連する三つの初期感知信号成分
0006772276.tif 000008
を含む。第二信号ωは、三つの基準座標軸ｘ、ｙ、ｚのそれおぞれに関連する三つの初期感知信号成分<sss1>   を含む。第一信号
0006772276.tif 000009
は、重力加速度信号成分を含む。処理ユニット２２は、６軸融合アルゴリズム（又は信号融合演算）を使用することによって、四元数(q0, q1, q2, q3)、推定ロール角φRoll（オイラー角に関連する）、推定傾斜角θPitch（オイラー角に関連する）、フィルタリングされた第三信号
0006772276.tif 000010
及びフィルタリングされた第四信号
0006772276.tif 000011
を含む運動パラメータ信号構造ＳＰ１を取得する。例えば、処理ユニット２２は、第一信号
0006772276.tif 000012
に対して第一フィルタ演算を実行して第三信号
0006772276.tif 000013
を生成し、第二信号
0006772276.tif 000014
に対して第二フィルタ演算を実行して第四信号
0006772276.tif 000015
を生成する。
【００９２】
身体座標系ＵＡ１の推定ロール角φは次の式で表される。
0006772276.tif 000016
【００９３】
身体座標系ＵＡ１の推定傾斜角θは次の式で表される。
0006772276.tif 000017
【００９４】
四元数(q0, q1, q2, q3)は次の式で表される。
0006772276.tif 000018
【００９５】
四元数(q0, q1, q2, q3)は、その正規化定数を満足する必要がある。
0006772276.tif 000019
【００９６】
物体が連続的に移動すると、四元數(q0, q1, q2, q3)及び測定された体角速度は、以下の関係を満たす。
0006772276.tif 000020
【００９７】
運動認識装置２０は、偏走、傾斜、回転を順次にを行うと、四元數(q0, q1, q2, q3)から推定オイラー角（推定ロール角φRoll、推定傾斜角θPitch、推定偏走角ψYaw）を以下のように示す。
0006772276.tif 000021
【００９８】
運動認識装置２０が回転すると、推定オイラー角から四元数(q0, q1, q2, q3)への変換関係は、以下のように示す。
0006772276.tif 000022
【００９９】
式１〜５の機能を有する、拡張カルマンフィルタのような特定融合アルゴリズム構成を用いることにより、処理ユニット２２は運動パラメータ信号構造ＳＰ１を得る。言い換えれば、処理ユニット２２は、感知信号ＳＥ１を処理して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19を含み、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19は、第三信号
0006772276.tif 000023
、第四信号
0006772276.tif 000024
、推定ロール角φRollの信号、推定傾斜角θPitchの信号及び四元数(q0, q1, q2, q3)の信号を含む。例えば、運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、信号融合演算を用いて生成される。
【０１００】
図１２は、図２に示す運動認識装置２０と使用者の身体９１との関係を示す模式図である。身体運動で主に訓練された筋肉群によれば、複数の運動タイプが、複数の異なる位置PL5、PL6、... PL9にそれぞれ対応する複数の運動タイプグループに分割される。例えば、三つの位置PL5、PL6、PL9は、それぞれ手首位置、上腕位置、足首位置に予め定められている。特定の状態において、運動認識装置２０が位置PL5に固定されているとき、運動認識装置２０の方位ＫＡ１は、第一所定方向に向けられる。特定の状態において、運動認識装置２０が位置PL6に固定されているとき、運動認識装置２０の方位ＫＡ１は、第二所定方向に向けられる。特定の状態において、運動認識装置２０が位置PL9に固定されているとき、運動認識装置２０の方位ＫＡ１は第三所定方向に向けられる。
【０１０１】
第一、第二及び第三所定方向は、重力方向ＱＦ１に関して異なるものであり、設計配置に応じて決定できる。設計配置は、使用者９０の操作条件、習慣、及び人間工学に最も適合することにより提供される。特定位置ＰＬ１は、使用者の身体９１上の複数の異なる位置PL5、PL6、... PL9から選択される。特定位置ＰＬ１で発生する第一身体運動ＭＬ１について、処理ユニット２２は、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いた状態で、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成して特定位置ＰＬ１を認識する。
【０１０２】
図１２において、運動認識装置２０は、方位ＫＡ１を決定するために使用される身体座標系ＵＡ１を有する。運動認識装置２０が位置PL5（手首位置）に固定されているとき、身体座標系ＵＡ１の3つの基準軸ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ三つの基準軸ｘｗ、ｙｗ、ｚｗで表される。運動認識装置２０が位置PL6（上腕位置）に固定されているとき、身体座標系ＵＡ１の3つの基準軸ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ三つの基準軸ｘＡ、ｙＡ、ｚＡで表される。運動認識装置２０が位置PL9（足首位置）に固定されているとき、身体座標系ＵＡ１の3つの基準軸ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ三つの基準軸ｘＫ、ｙＫ、ｚＫで表される。
【０１０３】
例えば、運動認識装置２０は重力加速度gFを有し、重力加速度gFは、重力方向ＱＦ１と同じな重力加速度方向を有する。第三信号
0006772276.tif 000025
は、重力加速度gFまたは重力加速度信号成分
0006772276.tif 000026
に関連する重力加速度信号成分gafccを有し、重力加速度信号成分
0006772276.tif 000027
は三軸信号である。処理ユニット２２は、重力方向ＱＦ１を主基準軸方向とみなし、主として重力加速度信号成分
0006772276.tif 000028
を用いて特定位置コードＣＰ１を 取得する。運動認識装置２０は、６軸信号融合演算で推定傾斜角θPitch、推定ロール角φRoll及び四元数(q0, q1, q2, q3)から選択された少なくとも一つを生成するとき、処理ユニット２２は特定位置ＰＬ１の認識精度を向上させる。例えば、所定方向ＱＨ１（又は身体座標系ＵＡ１の基準軸）と重力方向ＱＦ１との間に第一角度θ（又は傾斜角）がある。
【０１０４】
図１２に示すように、使用者の身体９１は、特定位置ＰＬ１に特定身体部分９１１を有し、特定身体部位９１１は第一身体運動ＭＬ１を行い、特定身体部位９１１は手首、上腕又は足首であってもよい。運動認識装置２０は処理ユニット２２に結合された押しボタン２３を更に含む。押しボタン２３は、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いている状態で、使用者９０からの使用者の押下に応じて処理ユニット２２にトリガ信号ＳＴ１を受信させ、処理ユニット２２は、トリガ信号ＳＴ１を検出するかどうかを判定し、第一判定を行う。例えば、前記第一判定が肯定的である場合、処理ユニット２２は、重力加速度信号成分
0006772276.tif 000029
又は推定傾斜角θPitchの信号に基づいて特定位置コードＣＰ１を取得する。例えば、推定角度ＳＫ１の信号は、推定傾斜角θPitchの信号である。
【０１０５】
処理ユニット２２は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する。認識参照データユニットＤＲは、複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6に基づいて予め定められており、候補参照信号コードデータユニットＣＡと運動タイプ標識データユニットＣＨとを含む。候補参照信号コードデータユニットＣＡは、第一候補参照信号コードＣＡ２を含む。第一候補参照信号コードＣＡ２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第一候補参照信号ＳＲ２を表す。運動タイプ標識データユニットＣＨは、第一候補参照信号コードＣＡ２に対応する運動タイプ標識ＣＨ２を含む。運動タイプ標識ＣＨ２は、無効な運動タイプ及び第二運動タイプＨＭ２のうちの一つを示し、第二運動タイプＨＭ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる。処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて第一候補参照信号ＳＲ２を決定する。
【０１０６】
いくつかの実施形態において、人間工学的原理に従って、複数の異なる位置PL5、PL6、... PL9に対応する複数の認識参照データユニットが異なる。複数の認識参照データユニットは、認識参照データユニットＤＲを含む。特定位置コードＣＰ１及び認識参照データユニットＤＲが得られると、処理ユニット２２は、第一段階の認識を終了する。処理ユニット２２は、特定位置コードＣＰ１及び認識参照データユニットＤＲに基づいて、少なくとも一つの候補参照信号を決定する。前記少なくとも一つの候補参照信号は、有効参照信号を含むことができる。例えば、処理ユニット２２は、第三信号
0006772276.tif 000030
、第四信号
0006772276.tif 000031
、推定ロール角φRollの信号、推定傾斜角θPitchの信号、四元数(q0, q1, q2, q3)の信号及び候補参照信号コードデータユニットＣＡに基づいて、候補参照信号Refi(
0006772276.tif 000032
、
0006772276.tif 000033
、φRoll、θPitch、(q0, q1, q2, q3))を決定する。記号iが１〜３のいずれかに等しく、記号iの値が１であると手首位置を表し、記号iの値が２であると上腕位置を表し、記号iの値が３であると足首位置を表す。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、第一候補参照信号コードＣＡ２によって表される第一候補参照信号ＳＲ２は、それらの候補参照信号Refi(
0006772276.tif 000034
、
0006772276.tif 000035
、φRoll、θPitch、(q0, q1, q2, q3))の一つである。処理ユニット２２は、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得する。例えば、第一身体運動ＭＬ１は、前後運動であり、第一運動サイクルＷ１を形成する第一運動部分ＭＬ１１を含む。３軸信号である第三信号aafccは、第一身体運動ＭＬ１に対応する第一信号部分を有し、３軸信号である第四信号*は、第一身体運動ＭＬ１に対応する第二信号部分を有する。処理ユニット２２は、候補参照信号Refi(
0006772276.tif 000036
、
0006772276.tif 000037
、φRoll、θPitch、(q0, q1, q2, q3))の一つに基づいて第一及び第二信号部分からカウント数Ｎの特性値を取得し、カウント数Ｎは１より大きい。例えば、Ｎ個の特性値は、第三信号
0006772276.tif 000038
、第四信号
0006772276.tif 000039
、推定ロール角φRollの信号、推定傾斜角θPitchの信号、四元数(q0, q1, q2, q3)の信号のそれぞれの最大値と最小値を含み、特性値Ci~N：Ci~N(
0006772276.tif 000040
、
0006772276.tif 000041
、φRoll、θPitch、(q0, q1, q2, q3))で表現される。
【０１０８】
図１３は、図１に示す運動認識装置２０の第一候補参照信号ＳＲ２及び代表信号ＳＰＳ１を示す模式図である。いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて、第一身体運動ＭＬ１が効果的に開始するか、または効果的に終了するかを判定する。トリガ信号ＳＴ１が受信された後、第一身体運動ＭＬ１は、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５及び第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６を含む。第一候補参照信号ＳＲ２は、第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一候補参照信号部分ＳＲ２１及び第二候補参照信号部分ＳＲ２２を含む。第二候補参照信号部分ＳＲ２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に隣接する。
【０１０９】
第一運動特性値データユニットＤＡ２は、前記第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む。処理ユニット２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に基づいて、第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５から第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１を取得する。処理ユニット２２は、第二候補参照信号部分ＳＲ２２に基づいて、第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６から第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を取得する。処理ユニット２２は、前記第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて、第一身体運動ＭＬ１が有効に開始したか否かを判定する。例えば、処理ユニット２２は、前記第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて差分データユニットＤＣ１を生成し、差分データユニットＤＣ１が周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かの第二判定を行う。前記第二判定が肯定的であるとき、処理ユニット２２は、有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２として認識し、第一身体運動ＮＬ１が所定の周期運動開始条件を満たすと判定する。例えば、第二運動部分ＭＬ１２は、第一運動部分ＭＬ１１よりも後にある。第一運動特性値データユニットＤＡ２は、複数の特定運動特性値を含む。
【０１１０】
従来技術において、周期運動開始及び周期運動終了のそれぞれに関する判定は、通常、「運動静止」を基準指標として使用する。しかし、人体運動を列挙するには数が多すぎる。「運動静止」の条件が判定条件としてのみ使用される場合、非利用者又は運動製品の特定目的を生じやすくなり、必然的に誤判定が生じる。いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、二つの隣接する動作サイクルＷ１とＷ２に第一複数の特定特性値CM1,i~n及び第二複数の特定特性値CM2,i~nをそれぞれ取得し、第一及び第二の複数の特定特性値CM1,i~n、CM2,i~nとの間の差を得るために比較を実行する。例えば、第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２のそれぞれは、第一及び第二の複数の特定特性値CM1,i~n、CM2,i~nを含む。第一及び第二の複数の特定特性値CM1,i~n、CM2,i~nとの間の特性値差ΔCM2~Mi,i~nの各々は、対応する閾値範囲ξi~n内に入るとき、処理ユニット２２は、第一身体運動ＭＬ１の運動タイプ認識を実行するように、第一及び第二の複数の特定特性値CM1,i~n、CM2,i~nを主認識機能に適用できると判定する。処理ユニット２２は、第一身体運動ＭＬ１のの運動タイプ認識を終了した後、追加し取得した特定特性値差が対応する閾値範囲ξi~n外にある場合には、第一身体運動ＭＬ１が終了したと判定する。
【０１１１】
図１３に示すように、第一身体運動ＭＬ１は、時間Ｔ２１と時間Ｔ２２との間に第一運動部分ＭＬ１１を有し、時間Ｔ２２と時間Ｔ２３との間に第二運動部分ＭＬ１２を有する。第一運動部分ＭＬ１１は、時間Ｔ２１と時間Ｔ２２との間に第一運動サイクルＷ１を形成し、第二運動部分ＭＬ１２は、時間Ｔ２２と時間Ｔ２３との間に第二運動サイクルＷ２を形成する。第一運動部分ＭＬ１１に対応する第一候補参照信号部分ＳＲ２１は、時間Ｔ２１と時間Ｔ２２との間の第一信号サイクルを形成し、第二運動部分ＭＬ１２に対応する第二候補参照信号部分ＳＲ２２は、時間Ｔ２２と時間Ｔ２３との間の第二信号サイクルを形成する。
【０１１２】
例えば、代表信号ＳＰＳ１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１内の運動パラメータ信号ＳＰ１３であり、時間Ｔ２１と時間Ｔ２２との間の第一運動パラメータ信号部分ＳＰＳ１１を有し、時間Ｔ２２と時間Ｔ２３との間の第二運動パラメータ信号部分ＳＰＳ１２を有する。第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５は、第一運動パラメータ信号部分ＳＰＳ１１を含み、第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６は、第二運動パラメータ信号部分ＳＰＳ１２を含む。
【０１１３】
第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１は、代表信号ＳＰＳ１（運動パラメータ信号ＳＰ１３など）に対応する第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａを含む。第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａを含む。処理ユニット２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に基づいて、第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａを第一運動パラメータ信号部分ＳＰＳ１１から取得し、第二候補参照信号部分ＳＲ２２に基づいて、第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａを第二運動パラメータ信号部分ＳＰＳ１２から取得する。
【０１１４】
第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａは、時間Ｔ６１における運動特性値a1と、時間Ｔ６２における運動特性値a2とを含む。第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａは、時間Ｔ６３における運動特性値a3と、時間Ｔ６４における運動特性値a4とを含む。例えば、運動特性値a1、a3は最大値であり、運動特性値a2、a4は最小値である。第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａは、第一最大値b1と、第一最小値b2と、第一最大値b1と第一最小値b2との間の第一差e1を有する。第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａは、第二最大値b3と、第二最小値b4と、第二最大値b3と第二最小値b4との間の第二差e2とを有する。例えば、第一最大値b1及び第二最大値b3のそれぞれは、運動特性値a1及びa3であり、第一最小値b2及び第二最小値b4のそれぞれは、運動特性値a2及びa4である。
【０１１５】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、第一と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２とを比較することにより、第一と前記第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２との間の代表極値差ＤＣ１１を取得する。例えば、代表極値差ＤＣ１１は、絶対値|a2-a1、...及び絶対値| a4-a3 |からなる群から選択される最大値である。処理ユニット２２は、第一と第二差e1、e2から代表値差ＤＣ１２を取得する。差分データユニットＤＣ１は、代表極値差ＤＣ１１と代表値差ＤＣ１２とを含む。第一特定条件は、第一サブ条件及び第二サブ条件を含む。前記第一サブ条件は、代表極値差ＤＣ１１が第一所定値範囲内にある。前記第二サブ条件は、代表値差ＤＣ１２が第二所定値範囲内にある。
【０１１６】
図１４は、本開示の様々な実施形態に係る第一身体運動ＭＬ１の運動タイプ認識を示す概略図である。第一候補参照信号コードＣＡ２及び第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１に関連する第一特性関数コードデータユニットＦ１を予め提供する。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つをを示すために使用される。第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１は、第一認識値領域ＤＵ１、第一認識値領域ＤＵ１に隣接する第二認識値領域ＤＵ２及び第一認識値領域ＤＵ１と第二認識値領域ＤＵ２との間の第一信頼値領域ＤＶ１を含む。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１は任意に選択できる。第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２は、第三運動タイプＨ１及び第四運動タイプＨ２をそれぞれ示す。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１は、第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２との間の信頼値距離σ1を有する。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、運動タイプカット関数Ｐ１を表し、前記複数の特定運動特性値の間の関係に基づいて表現される。運動タイプカット関数Ｐ１は、第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つを示すために用いられる。
【０１１７】
差分データユニットＤＣ１が前記第一特定条件を満たすか否かの第二判定が肯定的であった後、処理ユニット２２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と第一運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する第一演算を行い、第一認識値ＤＨ１が属する第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２における有効認識値領域ＤＵＡを決定し、第一運動タイプＨＭ１を有効認識値領域ＤＵＡが示す有効運動タイプとして認識し、有効認識値領域ＤＵＡに対応する運動タイプコードＣＴ１を取得する。処理ユニット２２は、運動タイプコードＣＴ１に基づいて、第一身体運動ＭＬ１に関連する運動測定情報ＤＭ１を生成する。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、運動タイプカット関数P1~Kのセットをそれぞれ表す特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２のセットなどを予め提供する。特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２のセットなどは、大量のデータを演算することによって確立された。例えば、処理ユニット２２は、特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２のセットなどから選択された少なくとも一つ及び第三複数の特定特性値に基づいて、第一運動タイプＨＭ１を効果的に認識するための演算を実行する。前記第三複数の特定特性値は、第一複数の特定特性値CM1,i~n及び第二複数の特定特性値CM2,i~nから選択される。運動タイプカット関数P1~Kのセットは、カットプレーンのセット及び階層番号Ｋを有し、Ｋは自然数である。Ｋが１より大きい場合、運動タイプカット関数P1~Kのセットは、予め決められた順序に従って配置され、少なくとも部分的に第一運動タイプＨＭ１を認識するために使用される。例えば、運動タイプカット関数P1~Kのセットは、第一及び第二複数の運動特性値
0006772276.tif 000042
、
0006772276.tif 000043
に基づいて訓練される線形又は非線形の多次元特性関数を含む。ここでＬは運動タイプカット関数P1~Kのセットを確立するためのデータベース内の運動特性値のレコード数を表す。例えば、運動タイプカット関数P1~Kのセットは、以下のように表される。
0006772276.tif 000044
ここで、σは、信頼値領域の閾値距離を表す。ここで、σは、信頼値領域の閾値距離を表す。σは、信頼値領域の閾値距離を表す。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１の信頼値距離σ1は2σに等しい。
【０１１９】
図１４に示すように、第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２は、それぞれ第三運動タイプＨ１及び第四運動タイプＨ２を示し、二次元の認識値領域である。運動タイプカット関数Ｐ１は、第一認識値領域ＤＵ１と第二認識値領域ＤＵ２とを分離するカットプレーンＶ１を有する。運動タイプカット関数Ｐ２は、第三認識値領域ＤＵ３と第四認識値領域ＤＵ４とを分離するカットプレーンＶ２を有する。 例えば、第一及び第二特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２は、それぞれ運動タイプカット関数Ｐ１、Ｐ２を表す。
【０１２０】
図１５は、本開示の様々な実施形態に係る第一運動タイプ認識アルゴリズム１１０の流れを示す概略図である。工程１１０２において、感知ユニット２１は、使用者の身体９１上の特定位置ＰＬ１に発生する第一身体運動ＭＬ１に応答して感知信号ＳＥ１を生成する。第一身体運動ＭＬ１は第一運動タイプＨＭ１に属し、感知信号は、感知ユニット２１の身体座標系ＵＡ１に関連して生成される。
【０１２１】
工程１１０４において、処理ユニット２２又は変換ユニット４１１は、感知信号ＳＥ１を処理して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成し、感知信号ＳＥ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含み、運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２の融合信号ＳＰＳ０を含むことができる。
【０１２２】
工程１１０６において、処理ユニット２２は、処理ユニット２２がトリガ信号ＳＴ１を検出するか否かを判定し、第一判定を行い。前記第一判定が否定的である場合、工程１１０６の後の工程は工程１１０６に戻る。前記第一判定が肯定的である場合、工程１１０６の後の工程は工程１１０８である。
【０１２３】
工程１１０８において、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成する。使用者の身体９１は、身体座標系ＵＡ１、感知ユニット２１及び処理ユニット２２を含む運動認識装置２０を特定位置ＰＬ１に着用する。
【０１２４】
工程１１１０において、処理ユニット２２は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する。認識参照データユニットＤＲは、身体座標系ＵＡ１及び第一運動タイプＨＭ１の主運動方向に基づいて予め定められており、第一候補参照信号コードＣＡ２を含む。第一候補参照信号コードＣＡ２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第一候補参照信号ＳＲ２を表す。工程１１１０において、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて第一候補参照信号ＳＲ２を決定する。
【０１２５】
工程１１１２において、処理ユニット２２は、第一候補参照信号ＳＲ２に基づいて運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２を取得する。第一身体運動ＭＬ１は、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。第一運動特性値データユニットＤＡ２は、前記第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む。
【０１２６】
工程１１１４において、処理ユニット２２は、第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて差分データユニットＤＣ１を生成し、差分データユニットＤＣ１を使用して、第一身体運動ＭＬ１が効果的に終了するか、または効果的に開始するかを判定する。差分データユニットＤＣ１は、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２とを比較して生成される代表極値差ＤＣ１１を含む。
【０１２７】
工程１１１６において、処理ユニット２２は、差分データユニットＤＣ１が周期運動開始判定用の第一特定条件を満たすか否かの第二判定を行う。前記第二判定が否定的である場合、工程１１１６の後の工程は工程１１１８である。前記第二判定が肯定的である場合、工程１１１６の後の工程は工程１１２２である。
【０１２８】
工程１１１８において、処理ユニット２２は、差分データユニットＤＣ１が周期運動終了判定用の第二特定条件を満たすかどうかの第三判定を行う。前記第三判定が否定的である場合、工程１１１８の後の工程は工程１１２０である。前記第三判定が肯定的である場合、工程１１１８の後の工程は工程１１１０に戻る。
【０１２９】
工程１１２０において、処理ユニット２２は、前記第三判定の現在の否定判定数が所定閾値数に達したか否かについて第四判定を行う。前記第四判定が否定的である場合、工程１１２０の後の工程は工程１１１２に戻る。前記第四判定が肯定的である場合、工程１１２０の後の工程は工程１１１０に戻る。例えば、予め定められた閾値数が１に等しいとき、前記第四判定は１回だけ行われると、前記第四判定が肯定的である。
【０１３０】
工程１１２２において、処理ユニット２２は、有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２として認識し、第一身体運動ＭＬ１が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、少なくとも第一特性関数コードデータユニットＦ１と第一運動特性値データユニットＤＡ２に基づいて第一運動タイプＨＭ１を認識するための演算を行う。
【０１３１】
工程１１２４において、処理ユニット２２は、前記演算を実行することで第一運動タイプＨＭ１を認識することに成功したかどうかの第五判定を行う。前記第五判定が否定的である場合、工程１１２４の後の工程は工程１１１０に戻る。前記第五判定が肯定的である場合、工程１１２４の後の工程は工程１１２６である。
【０１３２】
工程１１２６において、処理ユニット２２は、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得し、運動タイプコードＣＴ１に基づいて第一身体運動ＭＬ１に関連する運動測定情報ＤＭ１を生成する。
【０１３３】
図１、図２及び図３の図示に提供される様々な実施形態において、運動認識装置２０、３０、４０のいずれかが、６軸慣性感知部品として機能する感知ユニット２１を使用して、運動タイプの認識を行う。感知ユニット２１は、３軸加速度計である加速度計２１１と、３軸ジャイロスコープであるジャイロスコープ２１２とを含む。フィットネスセンターで一般的に見られる多くの既知の身体運動タイプについては、運動認識装置２０、３０、４０のいずれも、身体が固定位置及び身体運動タイプを自動的に認識する。例えば、前記固定位置は、手首位置、上腕位置及び足首位置からなる群から選択される。最も多い身体運動タイプは、それぞれ特定の筋肉群を運動させるために用いられる。筋群補償現象の発生を回避するために、一つの身体運動タイプはボディビルダーの関連筋肉群のみを鍛練させ、筋肉群に対する鍛練効果を改善する。従って、本開示のいくつかの実施形態において、様々な運動タイプに対する固定位置は、各運動タイプによって鍛練される主肉群に基づいて、これらの三つのタイプの固定位置に予め分けられる。
【０１３４】
簡単に言えば、腕と手の筋肉群を鍛練させるために、前記固定位置は手首位置である。胸部、背中、腰部及び胃の筋肉群を鍛練させるために、前記固定位置は上腕位置である。脚と足の筋肉群を鍛練させるために、前記固定位置は足首位置である。この分けることによってより大きなシステム拡張性を得る。すなわち、より多くの運動タイプが認識され得る。前記固定位置の認識結果は、運動タイプ認識の主な基礎となる。前記固定位置は、運動タイプ（又は身体運動タイプ）に応じて変更できる。
【０１３５】
運動認識装置２０、３０、４０のいずれかにおいて実行される第二運動認識アルゴリズムは、信号融合を用いって６軸感知信号を処理し、固定位置を認識し、周期運動の開始/終了を判定し、有効参照信号を判定し、運動タイプを認識する工程を含む。第二運動認識アルゴリズムは、運動認識装置２０を例として以下のように説明される。
【０１３６】
感知ユニット２１は、加速度計２１１及びジャイロスコープ２１２を含み、使用者の身体９１上の特定位置ＰＬ１に発生する第一身体運動ＭＬ１に応答して感知信号ＳＥ１を生成する。第一身体運動ＭＬ１は第一運動タイプＨＭ１の動作セグメントに属する。処理ユニット２２は、感知ユニット２１から感知信号ＳＥ１を受信し、感知信号ＳＥ１に応答して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成する。加速度計２１１は、第一の３軸感知信号である加速度計信号ＳＥ１１（または第一信号）を生成する。ジャイロスコープ２１２は、第二の３軸感知信号であるジャイロスコープ信号ＳＥ１２（または第二信号）を生成する。例えば、感知信号ＳＥ１は、６軸感知信号であり、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含む。運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、加速度計信号ＳＥ１１とジャイロスコープ信号ＳＥ１２との融合信号ＳＰＳ０を含む。融合信号ＳＰＳ０は、信号融合演算を用いて生成され、推定角度ＳＫ１の信号である。前記信号融合演算は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２に基づいて推定角度ＳＫ１の信号を形成するための第一角度θを計算することを含む。
【０１３７】
加速度計信号ＳＥ１１は以下のように表される。
0006772276.tif 000045
【０１３８】
ジャイロスコープ信号ＳＥ１２は、以下のように表される。
0006772276.tif 000046
【０１３９】
運動認識装置２０が静止している第一状態において、処理ユニット２２は、加速度計信号ＳＥ１１に基づいて、推定傾斜角と推定ロール角とを概略的に求める。推定傾斜角と推定ロール角の算出方法は、以下のように説明される。
【０１４０】
この第一状態において、加速度計信号ＳＥ１１は、
0006772276.tif 000047
で表される。加速度計信号ＳＥ１１に基づいて、運動認識装置２０のロール角の推定値は、
0006772276.tif 000048
で表される。加速度計信号ＳＥ１１に基づいて、運動認識装置２０の傾斜角の推定値は、
0006772276.tif 000049
で表される。
【０１４１】
処理ユニット２２は、第三信号を生成するために、加速度計信号ＳＥ１１に対するフィルタ及び較正演算を実行する。運動認識装置２０のロール角と傾斜角の推定値は、以下のように表される。
0006772276.tif 000050
【０１４２】
運動認識装置２０が静止している第一状態において、ジャイロスコープ信号ＳＥ１２は、
0006772276.tif 000051
で表され、ここで、
0006772276.tif 000052
は0である必要とする。次に、
0006772276.tif 000053
。
この状態において、ジャイロスコープ２１２のバイアスを新たに較正することができ、これにより、姿勢アルゴリズムにおける構成要素の異常に起因する誤差を抑制することができる。
【０１４３】
運動認識装置２０の運動が連続的に変化すると、測定された身体角速度及び姿勢角（ロール角φと傾斜角θを含む）を含む以下の動的方程式に基づいて、運動認識装置２０のロール角及び傾斜角の推定値を計算することができる。
0006772276.tif 000054
【０１４４】
前記信号融合演算において、運動認識装置２０が比較的静的である（即ち、
0006772276.tif 000055
）場合、ロール角φと傾斜角θは以下の式を満たす。
0006772276.tif 000056
【０１４５】
得られたロール角
0006772276.tif 000057
及び得られた傾斜角
0006772276.tif 000058
は、上記動的方程式の積分初期値を形成し、上記動的方程式に代入されて、推定ロール角  
0006772276.tif 000059
及び傾斜角
0006772276.tif 000060
が得られる。
【０１４６】
処理ユニット２２は、前記信号融合演算において、以下の動作を行うことにより、推定ロール角
0006772276.tif 000061
及び推定傾斜角
0006772276.tif 000062
を取得する。
0006772276.tif 000063
運動認識装置２０が比較的静的である場合、αの値は１に近づく。
【０１４７】
逆に、運動認識装置２０が動いているとき、αの値は０に近づく。推定傾斜角θPitchは、推定ロール角
0006772276.tif 000064
と同様に表され、以下のように示される。
0006772276.tif 000065
【０１４８】
運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18、SP19を含み、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18、SP19は、第三信号
0006772276.tif 000066
、第四信号
0006772276.tif 000067
、推定ロール角
0006772276.tif 000068
の信号及び推定傾斜角θPitchの信号を含む。例えば、推定ロール角
0006772276.tif 000069
の信号及び推定傾斜角θPitchの信号のそれぞれは、第一融合信号及び第二融合信号であり、推定角度ＳＫ１の信号は推定傾斜角θPitchの信号である。図１２に示すように、使用者の身体９１は、特定位置ＰＬ１に、第一身体運動ＭＬ１を有する特定身体部分９１１を含む。例えば、特定身体部分９１１は、手首、上腕又は足首である。
【０１４９】
運動認識装置２０は、処理ユニット２２に結合された押しボタン２３を更に含み、運動開始押しボタンとして機能する。押しボタン２３は、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いている状態で、使用者９０からの使用者の押下に応じて処理ユニット２２にトリガ信号ＳＴ１を受信させる。処理ユニット２２は、処理ユニット２２がトリガ信号ＳＴ１を検出するか否かを判定し、第一判定を行い。例えば、前記第一判定が肯定的である場合、処理ユニット２２は、推定傾斜角θPitchの信号及び任意の推定ロール角
0006772276.tif 000070
の信号に基づいて特定位置コードＣＰ１を取得する。例えば、トリガ信号ＳＴ１は、第一身体運動ＭＬ１の開始を示す。運動認識装置２０は、設計配置に従って決定される特定身体部分９１１に固定される。ここで、設計配置は、使用者９０の操作条件、習慣、及び人間工学に最も満たすことにより決定される。
【０１５０】
例えば、運動認識装置２０は重力加速度gFを有し、重力加速度gFは、重力方向ＱＦ１と同じな重力加速度方向を有する。図１２に示すように、方位ＫＡ１が重力方向ＱＦ１に関連して所定方向ＱＨ１を向いている状態で、使用者の押下に応じて処理ユニット２２にトリガ信号ＳＴ１を受信させ、処理ユニット２２は、処理ユニット２２がトリガ信号ＳＴ１を検出するか否かを判定し、第一判定を行い。前記第一判定が肯定的である場合、処理ユニット２２は、このときの運動パラメータ信号構造ＳＰ１に含まれる推定傾斜角θPitchに基づいて特定位置ＰＬ１を認識する。例えば、特定位置ＰＬ１の認識結果は、以下のような種類に分類される。推定傾斜角θPitchが-60°<θPitch <60°の関係を満たす場合、処理ユニット２２による認識結果は、前記固定位置が手首位置であることを示し、特定位置コードＣＰ１は位置PL5を示す。推定傾斜角θPitchが-120°<θPitch<-60°の関係を満たす場合、処理ユニット２２による認識結果は前記固定位置が上腕位置であることを示し、特定位置コードＣＰ１は位置PL6を示す。推定傾斜角θPitchが-60°<θPitch <135°の関係を満たす場合、処理ユニット２２による認識結果は、前記固定位置が足首位置であることを示し、特定位置コードＣＰ１は位置PL9を示す。前記固定位置の認識が終了すると、運動タイプ認識の第一段階が完了する。
【０１５１】
いくつかの実施形態において、第一運動タイプＨＭ１は、複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6から選択されるタイプである。複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6は、特定位置ＰＬ１に関連して予め定められ、身体座標系ＵＡ１に関連する複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6をそれぞれ有し、複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6が予め検出されて複数の主運動軸方向QA1、QA2、... QA6にそれぞれ対応する複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6が発生する。処理ユニット２２は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する。認識参照データユニットＤＲは、複数の主運動方向データユニットDQ1、DQ2、…、DQ6に基づいて予め定められており、候補参照信号コードデータユニットＣＡと運動タイプ標識データユニットＣＨとを含む。
【０１５２】
候補参照信号コードデータユニットＣＡは、第一候補参照信号コードＣＡ２、第二候補参照信号コードＣＡ１及び第三候補参照信号コードＣＡ３を含む。第一、第二及び第三候補参照信号コードＣＡ２、ＣＡ１とＣＡ３は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された第一候補参照信号ＳＲ２、第二候補参照信号ＳＲ１及び第三候補参照信号ＳＲ３をそれぞれ表す。運動タイプ標識データユニットＣＨは、第一、第二及び第三候補参照信号コードＣＡ２、ＣＡ１とＣＡ３にそれぞれ対応する第一運動タイプ標識、第二運動タイプ標識及び第三運動タイプ標識を含む。前記第一運動タイプ標識は、運動タイプ標識ＣＨ２である。運動タイプ標識ＣＨ２は、無効な運動タイプ及び第二運動タイプＨＭ２のうちの一つを示し、第二運動タイプＨＭ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる。処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１並びに第一、第二及び第三候補参照信号コードＣＡ２、ＣＡ１とＣＡ３に基づいて第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１とＳＲ３を決定する。
【０１５３】
いくつかの実施形態において、第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１とＳＲ３は、候補参照信号の組み合わせＳＲＧを構成する。認識参照データユニットＤＲは、複数の運動パラメータ信号SP11、SP12、SP13、…、SP18とSP19に含まれる代表信号ＳＰＳ１を表す代表信号コードＣＢ１を更に含む。処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び代表信号コードＣＢ１に基づいて代表信号ＳＰＳ１を決定する。
【０１５４】
例えば、特定位置コードＣＰ１は、位置PL9（又は足首位置）を表す。例えば、第一候補参照信号ＳＲ２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に含まれる加速度信号
0006772276.tif 000071
から導かれる加速度微分信号
0006772276.tif 000072
である。第二候補参照信号ＳＲ１は、加速度微分信号
0006772276.tif 000073
と加速度微分信号
0006772276.tif 000074
との和である総和信号
0006772276.tif 000075
である。加速度微分信号
0006772276.tif 000076
及び
0006772276.tif 000077
は、それぞれ運動パラメータ信号構造ＳＰ１に含まれる加速度信号
0006772276.tif 000078
及び
0006772276.tif 000079
から導かれる。第三候補参照信号ＳＲ３は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に含まれる角速度信号
0006772276.tif 000080
である。代表信号ＳＰＳ１は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に含まれる加速度信号
0006772276.tif 000081
である。
【０１５５】
処理ユニット２２は、第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１とＳＲ３に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から複数の運動特性値を取得する。前記固定位置が決定された後、処理ユニット２２は、認識参照データユニットＤＲに基づいて候補参照信号の組み合わせＳＲＧを決定する。例えば、前記固定位置が足首位置と認識されると、処理ユニット２２は、第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１とＳＲ３（例えば、
0006772276.tif 000082
を用いて複数の運動特性値を求める。認識参照データユニットＤＲは予め定められており、第一運動タイプＨＭ１を認識するために使用される。
【０１５６】
例えば、第一身体運動ＭＬ１は、前後運動であり、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。処理ユニット２２は、第二運動サイクルＷ２の間に、第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１とＳＲ３に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から複数の運動特性値を取得する。前記複数の運動特性値のうちの主な運動特性値は、
0006772276.tif 000083
及び
0006772276.tif 000084
を含む。前記複数の運動特性値は、運動特性値DFEn（nは自然数）で表され、nが1〜27の間である。
【０１５７】
第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１、ＳＲ３は、それぞれ第一運動部分ＭＬ１１及び第二運動部分ＭＬ１２に対応する第一候補参照信号部分及び第二候補参照信号部分を含む。処理ユニット２２は、第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１、ＳＲ３に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から第一運動特性値データユニットＤＡ２、第二運動特性値データユニットＤＡ１及び第三運動特性値データユニットＤＡ３を取得する。第一候補参照信号ＳＲ２は、第一運動部分ＭＬ１１及び第二運動部分ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一候補参照信号部分ＳＲ２１及び第二候補参照信号部分ＳＲ２２を含む。第二候補参照信号部分ＳＲ２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に隣接する。
【０１５８】
例えば、第一運動特性値データユニットＤＡ２は、前記第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２にそれぞれ対応する第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む。処理ユニット２２は、第一候補参照信号部分ＳＲ２１に基づいて、第一運動パラメータ信号構造部分ＳＰ５から第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１を取得する。処理ユニット２２は、第二候補参照信号部分ＳＲ２２に基づいて、第二運動パラメータ信号構造部分ＳＰ６から第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を取得する。処理ユニット２２は、第一及び第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２に基づいて差分データユニットＤＣ１を生成し、差分データユニットＤＣ１が周期運動開始の第一特定条件を満たすか否かを第二判定を行う。処理ユニット２２は、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２とを比較することにより、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１と第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２との間の代表極値差ＤＣ１１を取得する。
【０１５９】
例えば、第一運動特性値データユニット部分ＤＡ２１は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａを含み、第一運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２１Ａは、第一最大値、第一最小値、前記第一最大値と前記第一最小値との第一差を有する。第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２は、代表信号ＳＰＳ１に対応する第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａを含み、第二運動特性値データユニットサブ部分ＤＡ２２Ａは、第二最大値、第二最小値、前記第二最大値と前記第二最小値との第二差を有する。処理ユニット２２は、前記第一差と前記第二差から代表値差ＤＣ１２を取得する。差分データユニットＤＣ１は、代表極値差ＤＣ１１と代表値差ＤＣ１２とを含む。前記第一特定条件は、第一サブ条件及び第二サブ条件を含む。前記第一サブ条件は、代表極値差ＤＣ１１が第一所定値範囲内にある。前記第二サブ条件は、代表値差ＤＣ１２が第二所定値範囲内にある。
【０１６０】
例えば、前記第二判定は、第一サブ判定及び第二サブ判定を含む。前記第一サブ判定は、代表極値差ＤＣ１１が第一所定値範囲内にあるか、或いは第一及び第二の運動特性値データユニット部分ＤＡ２１、ＤＡ２２との間の対応する特性値の誤差又は偏差が閾値δη未満であるか否かを判定する。前記第一サブ判定は肯定である場合、前記第二サブ判定は、代表値差ＤＣ１２が第二所定値範囲内にあるか否かを判定する。前記第二サブ判定は肯定的である場合、前記第二判定は肯定的であり、処理ユニット２２は、有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２として認識し、第一身体運動ＭＬ１が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、第一候補参照信号コードＣＡ２に基づいて、運動タイプ標識ＣＨ２が前記複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6から選択された運動タイプの一つを示すか否かの第三判定を行う。前記第三判定が肯定的であるとき、処理ユニット２２は、運動タイプ標識ＣＨ２に基づいて第一運動タイプＨＭ１を第二運動タイプＨＭ２として認識し、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得する。前記第二サブ判定が否定的である場合、処理ユニット２２は、第一身体運動ＭＬ１が所定の周期動作終了条件を満たすと判定し、或いは第一身体運動ＭＬ１が所定の周期動作開始条件を満たさないと判定する。
【０１６１】
いくつかの実施形態おいて、特定位置ＰＬ１は足首位置になるように構成されている。 複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6は、股関節内転、側脚リフト及び膝リフトを含む。足首位置に第一身体運動ＭＬ１が発生すると、処理ユニット２２は、前記第二判定に基づいて有効参照信号ＳＲＰを第三候補参照信号ＳＲ３（又は角速度信号
0006772276.tif 000085
）として認識する。足首位置に第一身体運動ＭＬ１が発生した場合、処理ユニット２２は、前記第二判定に基づいて有効参照信号ＳＲＰを第一候補参照信号ＳＲ２（加速度微分信号
0006772276.tif 000086
）として認識する。
【０１６２】
例えば、第一運動特性値データユニットＤＡ２を得るために第一候補参照信号ＳＲ２（または加速度微分信号
0006772276.tif 000087
）が使用され、前記第一サブ判定が正であり、且つ代表値差ＤＣ１２が2500を超えるとき、前記第三判定が否定的であり、且つ第一特性関数コードデータユニットＦ１に基づいて、第一運動タイプＨＭ１を側脚リフト及び膝リフトのいずれかと認識する。その他、第一運動特性値データユニットＤＡ２を得るために第一候補参照信号ＳＲ２（または加速度微分信号
0006772276.tif 000088
）
が使用され、前記第一サブ判定が正であり、且つ代表値差ＤＣ１２DC12が２５００未満である場合、前記第二判定が否定的である。例えば、第三運動タイプ標識は、股関節内転を示す。第三運動特性値データユニットＤＡ３を得るために第三候補参照信号ＳＲ３（または角速度信号
0006772276.tif 000089
）を用い、且つ代表値差ＤＣ１２が２５００未満である場合、前記第三判定が肯定的であり、第一運動タイプＨＭ１は股関節内転として認識される。
【０１６３】
一方、第三運動特性値データユニットＤＡ３を得るために第三候補参照信号ＳＲ３が用いられ、且つ代表値差ＤＣ１２が２５００以上である場合、前記第二判定が否定的である。特定候参照信号に基づいて得られた特定運動特性値データユニットが、周期運動開始判定用の所定条件を満たす場合、特定運動特性値データユニットに基づいて以下の特性関数が実行される。同時に、処理ユニット２２は、有効参照信号ＳＲＰを特定候補参照信号として認識し、他の候補参照信号をトリガすることを停止する。
【０１６４】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、第一候補参照信号コードＣＡ２及び第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１に関連する第一特性関数コードデータユニットＦ１を予め提供する。第一特性関数コードデータユニットＦ１は、第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１のうちの一つをを示すために使用される。第一複数の認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２とＤＶ１は、第一認識値領域ＤＵ１、第一認識値領域ＤＵ１に隣接する第二認識値領域ＤＵ２及び第一認識値領域ＤＵ１と第二認識値領域ＤＵ２との間の第一信頼値領域ＤＶ１を含む。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１は任意に選択できる。第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２は、複数の運動タイプHA1、HA2、…、HA6に含まれる第三運動タイプＨ１及び第四運動タイプＨ２をそれぞれ示す。
【０１６５】
前記第三判定が否定的であるとき、処理ユニット２２は、第一特性関数コードデータユニットＦ１と運動特性値データユニットＤＡ２とに基づいて第一認識値ＤＨ１を生成する第一演算を行い、第一認識値ＤＨ１が第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２のうちのいずれかに属するか否かの第四判定を行う。前記第四判定が肯定的であるとき、処理ユニット２２は、第一認識値ＤＨ１が属する第一及び第二認識値領域ＤＵ１、ＤＵ２における有効認識値領域ＤＵＡを決定し、第一運動タイプＨＭ１を有効認識値領域ＤＵＡが示す有効運動タイプとして認識し、有効認識値領域ＤＵＡに対応する運動タイプコードＣＴ１を取得する。処理ユニット２２は、運動タイプコードＣＴ１に基づいて、第一身体運動ＭＬ１に関連する運動測定情報ＤＭ１を生成する。
【０１６６】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、第二特性関数コードデータユニットＦ２を更に予め提供し、第二特性関数コードデータユニットＦ２は、第一候補参照信号コードＣＡ２、第三認識値領域ＤＵ３及び第三認識値領域ＤＵ３に隣接する第四認識値領域ＤＵ４に関連する。前記第四判定が否定的である場合、処理ユニット２２は、第二特性関数コードデータユニットＦ２と第一運動特性値データユニットＤＡ２に基づいて第二認識値ＤＨ２を生成する第二演算を行い、第二認識値ＤＨ２が第三及び第四認識値領域ＤＵ３、ＤＵ４のうちのいずれか一つに属するか否かを判定し、これにより、第一運動タイプＨＭ１を認識する。
【０１６７】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、運動タイプカット関数P1~Kのセットをそれぞれ表す特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２のセットなどを予め提供する。特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２のセットなどは、大量のデータを演算することによって確立され、前記複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6の周期運動開始条件を満たす。例えば、処理ユニット２２は、特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２のセットなどなどから選択された少なくとも一つ及び複数の運動特性値DFEn（第二運動特性値データユニット部分ＤＡ２２を含む）に基づいて、第一運動タイプＨＭ１を効果的に認識するための演算を実行する。運動タイプカット関数P1~Kのセットは、カットプレーンのセット及び階層番号Ｋを有し、階層番号ｋは自然数である。ｋが１より大きい場合、運動タイプカット関数P1~Kのセットは、予め決められた順序に従って配置され、少なくとも部分的に第一運動タイプＨＭ１を認識するために使用される。例えば、処理ユニット２２は、運動カット関数Ｐ１を用いることにより、第一運動タイプＨＭ１を側脚リフト及び膝リフトのいずれか一方として認識すればよい。
【０１６８】
例えば、運動タイプカット関数P^Kのセットは、以下のように表される。
0006772276.tif 000090
、ここで、σは、信頼値領域の閾値距離を表す。例えば、第一信頼値領域ＤＶ１の信頼値距離σ1は2σに等しい。
【０１６９】
例えば、運動タイプカット関数P1は、以下のように表される。
0006772276.tif 000091
【０１７０】
例えば、処理ユニット２２は、運動特性値DFEnを運動タイプカット関数Ｐ１に代入して演算結果値（又は第一認識値ＤＨ１）を生成する第一演算を行う。運動タイプカット関数P1は、運動特性値DFEnの関係で表される。演算結果値が１３０以下である場合、処理ユニット２２は、第一運動タイプＨＭ１を側脚リフトとして認識する。演算結果値が１３０より大きい場合、処理ユニット２２は、第一運動タイプＨＭ１を膝リフトとして認識する。例えば、第一及び第二特性関数コードデータユニットＦ１、Ｆ２は、それぞれ運動タイプカット関数P1、P2を表す。
【０１７１】
いくつかの実施形態において、処理ユニット２２は、複数の運動タイプHA1、HA2、...、HA6のそれぞれに対応する複数の特性値範囲テーブルを予め提供する。前記複数の特性値範囲テーブルは、第一運動タイプＨＭ１に対応する特定特性値範囲テーブルを含む。各運動特性値DFEnは、前記特定特性値範囲テーブルにおける前記複数の特性値範囲に対応する。処理ユニット２２は、第一運動タイプＨＭ１の認識が成功すると、各運動特性値DFEnが対応する前記複数の特性値範囲内にあるかどうかを第五判定を行う。前記第五判定が肯定的である場合、処理ユニット２２は、第一運動タイプＨＭ１の認識が成功したと判定する。前記第五判定が否定的である場合、処理ユニット２２は、第一運動タイプＨＭ１の認識が失敗したと判定し、候補参照信号の組み合わせＳＲＧを新たにトリガする。
【０１７２】
図１６は、本開示の様々な実施形態に係る第二運動タイプ認識アルゴリズム１２０の流れを示す概略図である。工程１２０２において、感知ユニット２１は、使用者の身体９１上の特定位置ＰＬ１に発生する第一身体運動ＭＬ１に応答して感知信号ＳＥ１を生成する。第一身体運動ＭＬ１は第一運動タイプＨＭ１に属し、感知信号ＳＥ１は、感知ユニット２１の身体座標系ＵＡ１に関連して生成される。
【０１７３】
工程１２０４において、処理ユニット２２又は変換ユニット４１１は、感知信号ＳＥ１を処理して運動パラメータ信号構造ＳＰ１を生成し、感知信号ＳＥ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２を含み、運動パラメータ信号構造ＳＰ１は、加速度計信号ＳＥ１１及びジャイロスコープ信号ＳＥ１２の融合信号ＳＰＳ０を含む。
【０１７４】
工程１２０６において、処理ユニット２２は、処理ユニット２２がトリガ信号ＳＴ１を検出するか否かを判定し、第一判定を行い。前記第一判定が否定的である場合、工程１２０６の後の工程は工程１２０６に戻る。前記第一判定が肯定的である場合、工程１２０６の後の工程は工程１２０８である。
【０１７５】
工程１２０８において、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１に基づいて特定位置ＰＬ１を表す特定位置コードＣＰ１を生成する。使用者の身体９１は、身体座標系ＵＡ１、感知ユニット２１及び処理ユニット２２を含む運動認識装置２０を特定位置ＰＬ１に着用する。
【０１７６】
工程１２１０において、処理ユニット２２は、特定位置コードＣＰ１に基づいて認識参照データユニットＤＲを取得する。認識参照データユニットＤＲは、身体座標系ＵＡ１及び第一運動タイプＨＭ１の主運動方向に基づいて予め定められており、候補参照信号コードデータユニットＣＡを含む。候補参照信号コードデータユニットＣＡは、複数の候補参照信号コード（第一候補参照信号コードＣＡ２、第二候補参照信号コードＣＡ１及び第三候補参照信号コードＣＡ３など）を含む。前記複数の候補参照信号コードは、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から導出された複数の候補参照信号（第一候補参照信号ＳＲ２、第二候補参照信号ＳＲ１及び第三候補参照信号ＳＲ３など）を表す。
工程１２１０において、処理ユニット２２は、運動パラメータ信号構造ＳＰ１及び複数の候補参照信号コード（第一、第二及び第三候補参照信号コードＣＡ２、ＣＡ１、ＣＡ３など）に基づいて複数の候補参照信号（第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１、ＳＲ３など）を決定する。
【０１７７】
工程１２１２において、処理ユニット２２は、複数の候補参照信号（第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１、ＳＲ３など）に基づいて、運動パラメータ信号構造ＳＰ１から複数の候補参照信号（第一、第二及び第三候補参照信号ＳＲ２、ＳＲ１、ＳＲ３など）に対応する複数の運動特性値データユニット（第一運動特性値データユニットＤＡ２、第二運動特性値データユニットＤＡ１及び第三運動特性値データユニットＤＡ３など）を取得する。第一身体運動ＭＬ１は、第一運動部分ＭＬ１１と、第一運動部分ＭＬ１１に隣接する第二運動部分ＭＬ１２とを含む。第一及び第二運動部分ＭＬ１１、ＭＬ１２は、それぞれ第一運動サイクルＷ１及び第一運動サイクルＷ１に隣接する第二運動サイクルＷ２を形成する。複数の運動特性値データユニット（第一、第二及び第三運動特性値データユニットＤＡ２、ＤＡ１、ＤＡ３など）のそれぞれは、第一運動部分ＭＬ１１及び第二運動部分ＭＬ１２に対応する第一運動特性値データユニット部分及び第二運動特性値データユニット部分を含む。
【０１７８】
工程１２１４において、処理ユニット２２は、第一及び第二運動特性値データユニット部分に基づいて、複数の運動特性値データユニット（第一、第二及び第三運動特性値データユニットＤＡ２、ＤＡ１、ＤＡ３など）にそれぞれ対応する複数の差分データユニットを生成する。前記複数の差分データユニットは、第一身体運動ＭＬ１有効に終了又は開始するかを決定する。前記複数の差分データユニットのそれぞれは、第一運動特性値データユニット部分と第二運動特性値データユニット部分とをそれぞれ比較することによって生成された複数の代表極値差を含む。
【０１７９】
工程１２１６において、処理ユニット２２は、複数の差分データユニットが、周期運動開始判定用の第一特定条件を満たす第一差分データユニットを含むかどうかを第二判定を行う。前記第二判定が否定的である場合、工程１２１６の後の工程は工程１２１８である。前記第二判定が肯定的である場合、工程１２１６の後の工程は工程１２２２である。
【０１８０】
工程１２１８において、処理ユニット２２は、複数の差分データユニットのうちのいずれかが運動終了判定用の第二特定条件を満たすかどうかの第三判定を行う。前記第三判定が否定的である場合、工程１２１８の後の工程は工程１２２０である。前記第三判定が肯定的である場合、工程１２１８の後の工程は工程１２１０に戻る。
【０１８１】
工程１２２０において、処理ユニット２２は、前記第三判定の現在の否定判定数が所定の閾値数に達したか否かについて第四判定を行う。前記第四判定が否定的である場合、工程１２２０の後の工程は工程１２１２に戻る。前記第四判定が肯定的である場合、工程１２２０の後の工程は工程１２１０に戻る。
【０１８２】
工程１２２２において、処理ユニット２２は、有効参照信号ＳＲＰを第一差分データユニットに対応する第四候補参照信号として認識し、第一身体運動ＭＬ１が所定の周期運動開始条件を満たすと判定し、前記第四候補参照信号は複数の候補参照信号に含まれる。
【０１８３】
工程１２２４において、処理ユニット２２は、少なくとも第一特性関数コードデータユニットＦ１及び第四運動特性値データユニットに基づいて、第一運動タイプＨＭ１を認識するための演算を実行う。前記第四運動特性値データユニットは、前記第一差分データユニットに対応し、前記複数の運動特性値データユニットに含まれる。
【０１８４】
工程１２２６において、処理ユニット２２は、前記演算を実行することによって第一運動タイプＨＭ１を認識することに成功したかどうかの第五判定をする。第五判定が否定的である場合、工程１２２６の後の工程は工程１２１０に戻る。第5の判定が肯定的である場合、工程１２２６の後の工程は工程１２２８である。
【０１８５】
工程１２２８において、処理ユニット２２は、第一運動タイプＨＭ１を表す運動タイプコードＣＴ１を取得し、運動タイプコードＣＴ１に基づいて、第一身体運動ＭＬ１に関連する運動測定情報ＤＭ１を生成する。
【０１８６】
図１７（ａ）は、本開示の様々な実施形態に係る運動認識装置５０を示す構造図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示す運動認識装置５０を示すプロファイル図である。運動認識装置５０は、装着型動感知装置であり、操作ユニット５１と、操作ユニット５１に結合される結合ユニット５２とを含む。例えば、結合ユニット５２は締結部品である。操作ユニット５１は、運動感知ユニット５５と、処理ユニット５６と、マン・マシンインターフェース・ユニット５７とを含む。処理ユニット５６は、運動認識モジュール５６１及び信号処理モジュール５６２を含み、運動感知ユニット５５及びマン・マシン・インターフェース・ユニット５７に結合され、信号処理モジュール５６２は、運動認識モジュール５６１及びマン・マシンインターフェース・ユニット５７に結合される。
【０１８７】
いくつかの実施形態において、運動感知ユニット５５は、少なくとも加速度計、ジャイロスコープ又は磁力計などの運動センサを含むように構成される。結合ユニット５２は、運動感知ユニット５５を設置するために使用され、運動感知ユニット５５が運動を感知することに適用するように、ボディビルダーの身体部分に固定される。運動認識モジュール５６１は、運動認識関数コードデータユニット、運動認識仕様、認識パラメータ、認識参照値、閾値及び関連アルゴリズムなどからなる群から選択される少なくとも一つを含む。運動認識関数コードデータユニットは運動認識関数を表す。信号処理モジュール５６２は、ボディビルダーからの入力を受け取り、関連するボディビルダーデータを出力、表示、又はアクセスするために使用される。例えば、信号処理モジュール５６２は、感知された運動状態、運動のサイクル回数、エネルギー消費などを表示またはアクセスするために使用される。マン・マシンインターフェース・ユニット５７は、スマートフォンと通信可能であり、Bluetooth（登録商標）機能を内蔵した無線通信装置を有し、運動感知ユニット５５に接続されてデータを送信し、信号処理モジュール５６２に結合され、データなどを受信、処理、演算、または格納する。例えば、マン・マシンインターフェース・ユニット５７は、信号処理モジュール５６２に結合された押しボタン２３を含む。運動感知ユニット５５及び処理ユニット５６は、それぞれ図１に示す感知ユニット２１及び処理ユニット２２と同様である。また、運動認識装置５０は、図１に示す運動認識装置２０の機能に基づいて更に機能する。
【０１８８】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）に開示されているいくつかの実施形態において、運動認識装置６０は、着用可能な装置であり、身体の運動を測定するように構成され、運動感知ユニット５５、結合ユニット５２、運動認識モジュール５６１、信号処理モジュール５６２及びマン・マシンインターフェース・ユニット５７を含む。運動感知ユニット５５は、少なくとも加速度計、ジャイロスコープ又は磁力計を含み、身体運動を感知して運動感知信号を生成する。結合ユニット５２は、結合構造と、前記結合構造に結合された固定装置とを含む。運動感知ユニット５５は、前記結合構造に固定されている。前記固定装置は、使用者の身体部分に固定される。運動認識モジュール５６１は、運動感知ユニット５５に電気的に接続され、信号認識関数コードデータユニットを有し、前記信号認識関数コードデータユニットを用いて前記運動感知信号を処理することにより、身体運動が特定運動仕様を満たすと判定する。前記信号認識関数コードデータユニットは、信号認識関数を表す。信号処理モジュール５６２は、運動感知ユニット５５に電気的に接続され、信号処理機能コードデータユニットを有し、前記信号処理関数コードデータユニットを用いて第一特定運動仕様に合致する体動を第一特定運動として認識し、身体運動に関連する運動情報を生成する。前記運動情報は記録を形成し、前記信号処理関数コードデータユニットは、信号処理関数を表す。マン・マシンインターフェース・ユニット５７は、信号処理モジュール５６２に電気的に接続され、前記運動情報を出力するか、第二特定運動に関連する仕様データを受信する。
【０１８９】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）に開示されているいくつかの実施形態において、身体運動を測定するための測定方法が開示されている。前記方法は、以下の工程を含む。使用者の特定位置で発生した身体運動を感知して運動感知信号を生成し、信号認識関数コードデータユニットを用いて前記運動感知信号を処理し、身体運動が特定運動仕様を満たすと判定される。信号処理関数コードデータユニットを使用することにより、第一特定運動仕様を満たす前記身体運動が前記第一特定運動として認識し、前記身体運動に関連する運動情報を生成する。前記運動情報は記録を形成し、運動情報を出力するか、または第二特定動作に関連する仕様データを受信する。
【０１９０】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）に開示されているいくつかの実施形態において、運動認識装置６１は、着用可能な装置であり、身体の運動を測定するように構成され、運動感知ユニット５５、結合ユニット５２、運動認識モジュール５６１、信号処理モジュール５６２及びマン・マシンインターフェース・ユニット５７を含む。運動感知ユニット５５は、少なくとも加速度計、ジャイロスコープ又は磁力計を含み、身体運動を感知して運動感知信号を生成する。結合ユニット５２は、結合構造と、前記結合構造に結合された固定装置とを含む。運動感知ユニット５５は、前記結合構造に固定されている。前記固定装置は、使用者の身体部分に固定される。運動認識モジュール５６１は、運動感知ユニット５５に電気的に接続され、信号認識関数コードデータユニットを有し、前記信号認識関数コードデータユニットを用いて前記運動感知信号を処理することにより、運動感知ユニット５５が使用者の特定位置に固定されると判定する。前記信号認識関数コードデータユニットは、信号認識関数を表す。信号処理モジュール５６２は、運動感知ユニット５５に電気的に接続され、信号処理機能コードデータユニットを有し、前記信号処理関数コードデータユニットを用いて第一特定運動仕様に合致する体動を第一特定運動として認識し、身体運動に関連する運動情報を生成する。前記運動情報は記録を形成し、前記信号処理関数コードデータユニットは、信号処理関数を表す。マン・マシンインターフェース・ユニット５７は、信号処理モジュール５６２に電気的に接続され、前記運動情報を出力するか、第二特定運動に関連する仕様データを受信する。
【０１９１】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）に開示されているいくつかの実施形態において、身体運動を測定するための測定方法が開示されている。前記方法は、以下の工程を含む。使用者の特定位置で発生した身体運動を感知して運動感知信号を生成し、信号認識関数コードデータユニットを用いて前記運動感知信号を処理し、運動感知ユニットが固定された前記特定位置を認識する。信号処理関数コードデータユニットを使用することにより、第一特定運動仕様を満たす前記身体運動が前記第一特定運動として認識し、前記身体運動に関連する運動情報を生成する。前記運動情報は記録を形成し、運動情報を出力するか、または第二特定動作に関連する仕様データを受信する。
【０１９２】
図１８に、図１７Ｂに示された運動認識装置が手首に固定されているところの模式図を示す。図１９に、図１７Ｂに示された運動認識装置が上腕に固定されているところの模式図を示す。
以上の説明は現状において最も実用的で好適な実施例と思われるものであるが、開示された実施例に限定されるものではないことが認識されるべきである。反対に、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、多様な変更及び修正を含むことを意図しており、全てのそのような変形および類似の構造を包含するものであると理解されなければならない。
【符号の説明】
【０１９３】
２０、３０、４０、５０、６０、６１    運動認識装置
２１    感知ユニット
２２、４２、５６、２２１    処理ユニット
２３    押しボタン
３５、３７    操作ユニット
３６    結合ユニット
４１    信号生成ユニット
５１    操作ユニット
５２    結合ユニット
５５    運動感知ユニット
５７    マン・マシンインターフェース・ユニット
９０    使用者
９１    身体
１１０    第一運動タイプ認識アルゴリズム
１２０    第二運動タイプ認識アルゴリズム
２１１    加速度計
２１２    ジャイロスコープ
２２１    処理モジュール
２２２    メモリモジュール
４１１    変換ユニット
５６１    運動認識モジュール
５６２    信号処理モジュール
９１１    特定身体部分
a1、a2、a3、a4    運動特性値
az,max    最大特性値
az,min    最小特性値
b1    第一最大値
b2    第一最小値
b3    第二最大値
b4    第二最小値
ＣＡ    候補参照信号コードデータユニット
ＣＡ１    第二候補参照信号コード
ＣＡ２    第一候補参照信号コード
ＣＡ３    第三候補参照信号コード
ＣＢ１    代表信号コード
ＣＨ    運動タイプ標識データユニット
ＣＨ２    運動タイプ標識
Ci~N    特性値
0006772276.tif 000092
特定特性値
ＣＰ１    特定位置コード
ＣＴ１    運動タイプコード
ＤＡ１    第二運動特性値データユニット
ＤＡ２    第一運動特性値データユニット
ＤＡ３    第三運動特性値データユニット
ＤＡ２１    第一運動特性値データユニット部分
ＤＡ２２    第二運動特性値データユニット部分
ＤＡ２１Ａ    第一運動特性値データユニットサブ部分
ＤＡ２２Ａ    第二運動特性値データユニットサブ部分
ＤＡ８    特定運動特性値データユニット
ＤＣ１    差分データユニット
ＤＣ１１    代表極値差
ＤＣ１２    代表値差
DFEn    運動特性値
ＤＨ１    第一認識値
ＤＨ２    第二認識値
ＤＭ１    運動測定情報
DQ1、DQ2、…、DQ6    主運動方向データユニット
ＤＲ認識参照データユニット
ＤＵＡ    有効認識値領域
ＤＵ１    第一認識値領域
ＤＵ２    第二認識値領域
ＤＵ３    第三認識値領域
ＤＵ４    第四認識値領域
ＤＶ１    第一信頼値領域
ＤＶ２    第二信頼値領域
e1    第一差
e2    第二差
Ｆ１    第一特性関数コードデータユニット
Ｆ２    第二特性関数コードデータユニット
G1、G2、…、G6    運動グループ
gF   重力加速度
gx、gy、gz    重力加速度成分
HA1、HA2、...、HA6    運動タイプ
ＨＭ１    第一運動タイプ
ＨＭ２    第二運動タイプ
Ｈ１    第三運動タイプ
Ｈ２    第四運動タイプ
Ｈ３    第五運動タイプ
Ｈ４    第六運動タイプ
ｋ    階層番号
ＫＡ１    方位
MC1、MC2、…、MC9    身体運動
ＭＬ１    第一身体運動
ＭＬ１１    第一運動部分
ＭＬ１２    第二運動部分
Ｎ    カウント数
P１、P２    運動タイプカット関数
ＰＬ１    特定位置    
PL5、PL6、PL9    位置
QA1、QA2、... QA6    主運動軸方向
ＱＦ１    重力方向    
ＱＨ１    所定方向    
(q0, q1, q2, q3)    四元数
Refi    候補参照信号
ＳＥ１    感知信号    
ＳＥ１Ａ    第一感知信号部分    
ＳＥ１Ｂ    第二感知信号部分    
ＳＥ１１    加速度計信号    
ＳＥ１２    ジャイロスコープ信号    
ＳＥ２    特定運動感知信号    
ＳＫ１    推定角度    
ＳＰ１    運動パラメータ信号構造
ＳＰ５    第一運動パラメータ信号構造部分
ＳＰ６    第二運動パラメータ信号構造部分
SP11、SP12、SP13、SP18、SP19    運動パラメータ信号
ＳＰＳ０    融合信号
ＳＰＳ１    代表信号
ＳＰＳ１１    第一運動パラメータ信号部分
ＳＰＳ１２    第二運動パラメータ信号部分
ＳＲＧ    候補参照信号の組み合わせ
ＳＲＰ    有効参照信号
ＳＲ１    第二候補参照信号
ＳＲ２    第一候補参照信号
ＳＲ３    第三候補参照信号
ＳＲ２１    第一候補参照信号部分
ＳＲ２２    第二候補参照信号部分
ＳＴ１    トリガ信号
Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ６１、Ｔ６２、Ｔ６３、Ｔ６４    時間  
UA1    身体座標系
V1、V2  カットプレーン
Ｗ１  第一運動サイクル
Ｗ２  第二運動サイクル
X、Y、Z、x、y、z、xA、yA、zA、xK、yK、zK、xW、yW、zW    基準座標軸
φ  ロール角
φRoll  推定ロール角
θ  第一角度（傾斜角）
θPitch    推定傾斜角
ψ    偏走角
ψYaw    推定偏走角
σ    閾値距離
σ1    信頼値距離
δn    閾値
ξi~n    閾値範囲
ΔCM2~Mi,i~n    特性値差
0006772276.tif 000093
【図１】
0006772276.tif 000094
【図２】
0006772276.tif 000095
【図３】
0006772276.tif 000096
【図４Ａ】
0006772276.tif 000097
【図４Ｂ】
0006772276.tif 000098
【図４Ｃ】
0006772276.tif 000099
【図５】
0006772276.tif 000100
【図６】
0006772276.tif 000101
【図７Ａ】
0006772276.tif 000102
【図７Ｂ】
0006772276.tif 000103
【図８】
0006772276.tif 000104
【図９Ａ】
0006772276.tif 000105
【図９Ｂ】
0006772276.tif 000106
【図１０Ａ】
0006772276.tif 000107
【図１０Ｂ】
0006772276.tif 000108
【図１１】
0006772276.tif 000109
【図１２】
0006772276.tif 000110
【図１３】
0006772276.tif 000111
【図１４】
0006772276.tif 000112
【図１５】
0006772276.tif 000113
【図１６】
0006772276.tif 000114
【図１７Ａ】
0006772276.tif 000115
【図１７Ｂ】
0006772276.tif 000116
【図１８】
0006772276.tif 000117
【図１９】
0006772276.tif 000118