JP4361231B2 - Electronic measuring equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繰り返し運動における種々のデータを測定する電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
健康維持又は増進のためには、ウォーキング又はジョギングと同様に水泳が注目されている。従来は、25mプール又は50mプールにおけるラップタイムでしか泳ぎの技量は評価されなかった。競泳では、10mごとの区間記録が多くの人手で計測されているが、年に一度程度の大きな大会でしか計測されていない。最近、スポーツ選手へのデータ提供の方法として、競技中の感覚が選手にまだ残っている競技直後にデータを提供する方法が望まれてきている。選手は、選手自身の感覚と客観的なデータとの比較を行うことによって、これまで把握できていなかった選手の弱点を把握できる利点があると感じ始めている。このことから、日常のトレーニングにおいて毎回計測を行いたいという要望が高まってきている。また競泳は、小学校、中学校、高校、大学、及び一般まで幅広く普及しており、泳ぎの技量を科学的に提示できる装置の需要は大きい。
【0003】
水中での運動を定量的に測定する装置として、例えば、歩数計を応用したものが、実開平6−70041号公報(文献1)に記載されている。文献1に記載の水中運動計数器では、水中での繰り返し運動における繰り返し動作が行われたことが検知されて繰り返し動作の回数が測定されている。また、繰り返し動作の回数とあらかじめ入力された繰り返し動作距離とから被測定者が泳いだ距離が算出されている。
【0004】
特開平8−285967号公報(文献2)に記載されている電子時間測定を行うスイマーのゴーグルでは、スイマーの繰り返し動作による加速度計の出力のうち、最新の出力値と以前の一つの出力値とがコンパレータで比較されることにより、スイミング状態とターンとが識別され、プールの一方の端から他方の端までの区間記録であるラップタイム及びトータルタイムが測定されている。また、特開平10−290854号公報(文献3)に記載されている運動指標測定装置では、繰り返し運動における繰り返し動作の時間の経過に伴う加速度の変化を加速度センサによって検出し、加速度センサからの信号をFFT処理することで単位時間あたりの繰り返し動作の回数(以下、ピッチという。)が求められている。そして、ピッチ及び繰り返し動作距離を用いて速度が求められている。なお、本明細書において、「繰り返し動作距離」は、繰り返し動作一回で進む距離のことを意味する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した各文献に記載の装置では、繰り返し運動における繰り返し動作一回ごとの単位で、所要時間、移動距離又は速度などのデータを測定することができないという問題があった。まず、文献1に記載の水中運動計数器では、水中での繰り返し運動における繰り返し動作が行われたことが検知されて繰り返し動作の回数が測定されている。しかし、回数の測定のみしか行われず、時間の測定などを行うことができない。また、繰り返し動作の回数とあらかじめ入力された繰り返し動作距離とから被測定者が泳いだ距離が算出されているが、ここで用いられている繰り返し動作距離は平均値であり、繰り返し動作のそれぞれについて求められたものではないので、被測定者が泳いだ距離は正確に算出されない。
【0006】
文献2に記載の電子時間測定を行うスイマーのゴーグルでは、スイマーの繰り返し動作による加速度計の出力のうち、最新の出力値と以前の一つの出力値とがコンパレータで比較されることにより、スイミング状態とターンとが識別され、プールの一方の端から他方の端までの区間記録であるラップタイム及びトータルタイムが測定されている。しかし、所定の区間におけるタイムが測定されているだけで、繰り返し動作一回ごとの単位でタイムを測定することはできない。また、文献3に記載の運動指標測定装置では、繰り返し運動における繰り返し動作の時間の経過に伴う加速度の変化を加速度センサによって検出し、加速度センサからの信号をFFT処理することでピッチが求められている。しかし、ここで求められたピッチは所定の区間における平均値であり、繰り返し動作一回ごとの単位で繰り返し動作時間などを求めることはできない。また、ピッチ及び繰り返し動作距離を用いて速度が求められているが、ここで用いられている繰り返し動作距離は平均値であり、繰り返し動作のそれぞれについて求められたものではないため、速度を正確に求めることができない。なお、本明細書において、「繰り返し動作時間」は、繰り返し動作一回に要する時間のことを意味する。
【0007】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、繰り返し運動における繰り返し動作一回ごとの単位で、所要時間、移動距離又は速度などのデータを測定することが可能な電子測定機器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係る電子測定機器は、プールにおける所定距離に亘る被測定者の泳ぎの動作を測定する電子測定機器であって、被測定者の泳ぎの繰り返し運動における繰り返し動作が行われたことを検出するとともに、その検出した繰り返し動作が行われた時刻それぞれを通知する検出信号を出力する繰り返し動作検出センサと、繰り返し動作検出センサから出力された検出信号に基づき、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作一回に要する時間を繰り返し動作時間として、繰り返し動作時間を算出する繰り返し動作時間算出手段とを備えることを特徴とする。
【0009】
上記した構成の電子測定機器によれば、繰り返し動作検出センサにより、被測定者の泳ぎの繰り返し運動における繰り返し動作が行われたことが検出されるとともに、その検出した繰り返し動作が行われた時刻それぞれを通知する検出信号が出力される。そして、繰り返し動作時間算出手段により、繰り返し動作検出センサから出力された検出信号に基づき、繰り返し動作時間のそれぞれについて、繰り返し動作一回に要する時間が算出される。
【0010】
さらに、本発明に係る電子測定機器は、繰り返し動作時間算出手段によって算出された繰り返し動作時間のデータに基づき、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作一回毎に進む距離を算出するデータ算出手段と、データ算出手段によって算出された繰り返し動作一回毎に進む距離を表示する表示手段とをさらに備えることを特徴とする。このとき、データ算出手段は、被測定者の泳ぎの繰り返し動作一回毎の速度が一定であると仮定して、被測定者の泳ぎの繰り返し動作一回毎に進む距離を算出する。
【0011】
本願発明者は、繰り返し運動における繰り返し動作において、繰り返し動作時間と繰り返し動作距離との間には一定の関係があることを見出した。この関係を利用すれば、データ算出手段により、繰り返し動作時間算出手段によって算出された繰り返し動作時間に基づき、繰り返し動作のそれぞれについて繰り返し動作距離が求められるので、繰り返し動作距離が正確に算出される。そして、正確な繰り返し動作距離が算出されることで、速度が正確に算出される。また、上記表示手段により、繰り返し動作一回で進む距離又は速度の情報が表示される。
【0012】
さらに、本発明に係る電子測定機器は、データ算出手段により、繰り返し動作時間算出手段によって算出された繰り返し動作時間のデータに基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間を、飛び込み又はターンに要する時間として、その動作時間のデータを除くとともに、予め計測された飛び込み又はターンで進む距離と飛び込み又はターンに要する時間との関係を利用して、飛び込み又はターンに要する時間に基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間において進んだ距離を、飛び込み又はターンで進む距離として求め、その求めた距離を総移動距離(すなわち、上記所定距離)から差し引いて、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作一回毎に進む距離を算出することを特徴とする。
【0013】
繰り返し動作距離又は速度の算出においては、データ算出手段により、繰り返し動作時間算出手段によって算出された繰り返し動作時間のデータに基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間のデータが除かれることで、通常の繰り返し動作に関係する繰り返し動作のみが選択される。また、所定の閾値を越える繰り返し動作時間において進んだ距離が総移動距離から差し引かれることで、通常の繰り返し動作に関係する移動距離のみが求められる。このように、繰り返し動作時間に対して閾値が用いられることで、通常の繰り返し動作と特殊な繰り返し動作とが判別され、通常の繰り返し動作に関係する繰り返し動作時間のみが選択されるので、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作距離又は速度が精度良く算出される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明に係る電子測定機器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0015】
図1は、本発明に係る電子測定機器の一実施形態の構成について示すブロック図である。本実施形態に係る電子測定機器1は、繰り返し運動における繰り返し動作が行われた時刻のそれぞれを検出するとともに繰り返し動作の検出を通知する検出信号を出力する繰り返し動作検出センサ11と、繰り返し動作時間を算出する繰り返し動作時間算出部12と、繰り返し動作距離及び速度の何れかを算出するデータ算出部13と、繰り返し動作距離及び速度の何れかを表示する表示部14とを備える。
【0016】
繰り返し動作検出センサ11は、繰り返し運動における繰り返し動作が行われた時刻のそれぞれを検出するとともに、繰り返し動作の検出を通知する検出信号を出力する。繰り返し動作時間算出部12は、繰り返し動作検出センサ11から出力された検出信号に基づき、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作一回に要する時間を算出する。データ算出部13は、繰り返し動作時間算出部12によって算出された繰り返し動作時間のデータに基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間のデータを除くとともに、所定の閾値を越える繰り返し動作時間において進んだ距離を総移動距離から差し引いて、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作一回で進む距離及び速度の何れかを算出する。表示部14は、データ算出部13によって算出された繰り返し動作一回で進む距離及び速度の何れかを表示する。
【0017】
ここで、繰り返し動作検出センサ11としては、例えば、加速度センサを用いることが好ましい。また、スイミングキャップ又はゴーグルのヘッドバンドに加速度センサを装着して、頭の上下方向の動作から繰り返し動作が行われた時刻が検出されるようにしても良い。また、繰り返し動作検出センサ11として、着水を検出できるセンサを用いて繰り返し動作が行われた時刻が検出されるようにするのも良い。また、泳者をビデオなどで撮影し、撮影された画像から泳者の頭が上がった時刻を繰り返し動作が行われた時刻として検出するのも良く、撮影された画像に対して画像処理などを行うことで繰り返し動作が行われた時刻が自動的に検出されるようにしても良い。
【0018】
電子測定機器1では、繰り返し動作検出センサ11により、繰り返し運動における繰り返し動作が行われた時刻のそれぞれが検出されるとともに、繰り返し動作の検出を通知する検出信号が出力される。繰り返し動作検出センサ11から出力された検出信号に基づいて、繰り返し動作時間算出部12により、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作一回に要する時間が算出される。そして、データ算出部13により、繰り返し動作時間算出部12によって算出された繰り返し動作時間のデータに基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間のデータが除かれるとともに、所定の閾値を越える繰り返し動作時間において進んだ距離が総移動距離から差し引かれて、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作一回で進む距離及び速度の何れかが算出される。データ算出部13によって算出された繰り返し動作一回で進む距離及び速度の何れかは、表示部14により表示される。
【0019】
本実施形態に係る電子測定機器の効果について説明する。上記した電子測定機器1では、繰り返し動作検出センサ11により、繰り返し運動における繰り返し動作が行われた時刻のそれぞれが検出されるとともに、繰り返し動作の検出を通知する検出信号が出力される。そして、繰り返し動作時間算出部12により、繰り返し動作検出センサ11から出力された検出信号に基づき、繰り返し動作時間のそれぞれについて、繰り返し動作一回に要する時間を算出することができる。
【0020】
繰り返し動作時間と繰り返し動作距離との間の関係を利用すれば、データ算出部13により、繰り返し動作時間算出部12によって算出された繰り返し動作時間に基づき、繰り返し動作のそれぞれについて繰り返し動作距離が求められるので、繰り返し動作距離が正確に算出される。そして、正確な繰り返し動作距離が算出されることで、速度が正確に算出される。また、表示部14により、繰り返し動作一回で進む距離又は速度の情報が表示される。
【0021】
また、データ算出部13により、繰り返し動作時間算出部12によって算出された繰り返し動作時間のデータに基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間のデータが除かれることで、通常の繰り返し動作に関係する繰り返し動作のみが選択される。また、所定の閾値を越える繰り返し動作時間において進んだ距離が総移動距離から差し引かれることで、通常の繰り返し動作に関係する移動距離のみが求められる。このように、繰り返し動作時間に対して閾値が用いられることで、通常の繰り返し動作と特殊な繰り返し動作とが判別され、通常の繰り返し動作に関係する繰り返し動作時間のみが選択されるので、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作距離又は速度が精度良く算出される。
【0022】
ここで、上記した電子測定機器1を用いた繰り返し動作時間の算出方法について、水泳を例にして具体的に説明する。まず、水泳における繰り返し動作を検出するために、繰り返し動作検出センサ11を用いて、繰り返し動作が行われた時刻を検出する。具体的には、繰り返し動作検出センサ11として加速度センサを用い、その加速度センサを手首に装着して、腕の上下方向又は前後方向の動きから繰り返し動作が行われた時刻が検出されるようにした。ここでは、加速度波形から腕が前方に伸びたときの時刻が検出されるようにした。
【0023】
図2は、繰り返し動作検出センサ11によって繰り返し動作が行われた時刻が検出される流れを示すフローチャートである。まず、繰り返し動作検出センサ11から繰り返し動作に応じた加速度波形が出力される(ステップS1)。繰り返し動作検出センサ11から出力された加速度波形の例を図3及び図4に示す。図3は、クロールで泳いだときの加速度波形を示すグラフであり、縦軸を加速度、横軸を時間としている。また図4は、ブレスト(平泳ぎ)で泳いだときの加速度波形を示すグラフであり、縦軸を加速度、横軸を時間としている。次に、繰り返し動作検出センサ11から出力された加速度波形に対して、高周波成分を除去して基本周波数成分を取り出す高周波除去フィルタ処理が行われる(ステップS2)。そして、加速度波形の各周期における極小値又は極大値が検出される(ステップS3)。S3で検出された極小値又は極大値となる時刻が繰り返し動作が行われた時刻に対応するので、S3で検出された極小値又は極大値となる時刻が繰り返し動作が行われた時刻として検出される(ステップS4)。最後に、繰り返し動作の検出を通知する検出信号が出力される(ステップS5)。このようにして繰り返し動作検出センサ11から出力された検出信号に基づき、繰り返し動作時間算出部12では、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作時間が算出される。
【0024】
図5は、50mプールにおいて、400m個人メドレーの競技を行った際の繰り返し動作を検出した結果の一部を示すグラフで、縦軸を繰り返し動作時間、横軸を繰り返し動作の回数としている。また、期間T1がバタフライで泳いだ期間、期間T2がバック(背泳ぎ)で泳いだ期間、期間T3がブレストで泳いだ期間、期間T4がクロールで泳いだ期間である。競泳での繰り返し運動において、ターンを行った後から通常の繰り返し動作が検出されるまでの繰り返し動作時間は、通常の繰り返し動作による繰り返し動作時間よりも長くなる。すなわち、図5において途中で繰り返し動作時間が長くなっている部分は、ターンを行った後から通常の繰り返し動作が始まるまでの動作によるものである。この繰り返し動作時間が長くなっている部分と、次に繰り返し動作時間が長くなっている部分との間で泳いだ距離が、プールの長さの50mとなる。
【0025】
また、図5から種目によって繰り返し動作時間が異なっていることがわかる。具体的には、バタフライで泳いだ期間T1及びブレストで泳いだ期間T3は、両手を同時に動かすので繰り返し動作時間が長くなる傾向があり、バックで泳いだ期間T2及びクロールで泳いだ期間T4は、左右交互に腕を動かすので繰り返し動作時間は短くなる傾向がある。
【0026】
さらに、繰り返し動作距離及び速度の算出方法について具体的に説明する。繰り返し動作時間算出部12によって算出された繰り返し動作時間のデータは、データ算出部13において、繰り返し動作時間から飛び込み又はターンの期間が判別され、プールの長さ50mごとの繰り返し動作時間のデータに分割される。ここで、飛び込み又はターンの期間の判別については、あらかじめ設定された閾値による判別方法が用いられている。例えば競泳の場合、種目あるいは選手の技量にもよるが、繰り返し動作時間は2秒から2.5秒程度で、飛び込み又はターンに要する時間は3秒から4秒以上である。このことから、飛び込み又はターンを行っている場合は少なくとも繰り返し動作時間が3秒以上と考えられる。そこで、具体的な閾値としては、閾値を3秒とすることが好ましい。あるいは、他の条件を考慮して、上記以外の数値に閾値を設定しても良い。このように、プールの長さごとに分割された繰り返し時間のデータから繰り返し動作距離を算出する。
【0027】
データ算出部13は、繰り返し動作距離が繰り返し動作時間にほぼ比例するとの関係を用いることで繰り返し動作距離を算出することができる。すなわち、プールの長さをD、繰り返し動作時間データ列をst1,st2,…,stnとすると、stnを用いてプールの長さDを内分することで、繰り返し動作距離を算出することができる。具体的には、時間列の積算値をIS=Σ(stn)とすれば、繰り返し動作距離d1,d2,…,dnを、dn=D×(stn)/ISで算出できる。ただし、飛び込み又はターンで進む距離については、その分をプールの長さDから差し引く必要がある。飛び込み又はターンで進む距離については、飛び込み又はターンで進む距離と飛び込み又はターンに要する時間との関係をあらかじめ計測しておき、この関係を利用することで、飛び込み又はターンを行った後から通常の繰り返し動作が始まるまでの時間に基づいて、飛び込み又はターンで進む距離を求めることができる。
【0028】
図6は、飛び込み又はターンに要する時間と飛び込み又はターンで進む距離との関係を示す表で、数回の試行を行い平均して求めたものである。飛び込み又はターンに要する時間とは、泳者が飛び込み又はターンを行った後から通常の繰り返し動作を開始するまでに要する時間を意味している。飛び込み又はターンで進む距離とは、泳者が飛び込み又はターンを行った後から通常の繰り返し動作を開始するまでに進んだ距離を意味している。ブレストでは、1かき、1けりを水中で行うことができるが、これは通常の繰り返し動作とは異なるのでターンを行っている期間に含めている。また、バック及びバタフライではバサロ(スタートあるいはターンの後、潜ったままでドルフィンキックを使って進む技術)で水中を移動することができ、その間の繰り返し動作の回数及び移動距離はかなり異なる。そのため、バサロで水中を移動する間の繰り返し動作の回数及び移動距離を別途計測し、これを用いてバサロで水中を移動する間の繰り返し動作距離を補正することで繰り返し動作距離を算出する精度を上げることができる。さらに、繰り返し動作距離を算出する精度を向上させるために、ビデオで撮影した画像に対して画像処理を行うことで繰り返し動作に応じた移動距離を求めて、このようにして求めた移動距離を用いても良い。
【0029】
図7は、400m個人メドレーの競技において、ブレストで50mを往復した際の繰り返し動作距離を算出した結果を示すグラフで、縦軸を繰り返し動作距離、横軸を繰り返し動作の回数としている。また、A1が往路での繰り返し動作距離を示し、A2が復路での繰り返し動作距離を示している。図7から、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作距離が算出できることがわかる。
【0030】
本発明で用いた手法は、繰り返し運動における繰り返し動作一回に要する時間が基本となっており、水泳だけではなく他のスポーツにも応用が可能である。また、本発明に係る電子測定機器は、上述した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、本発明に係る電子測定機器を、繰り返し動作検出装置とデータ算出装置とに分離した構成としても良い。ここで、繰り返し動作検出装置は、繰り返し動作が行われた時刻を検出する機能と、検出した繰り返し動作が行われた時刻を記録する機能と、記録したデータを出力する機能とを有するものとする。また、データ算出装置は、繰り返し動作検出装置から出力されたデータに基づいて繰り返し動作時間を算出する機能と、繰り返し動作距離又は速度を算出する機能と、繰り返し動作距離又は速度を表示する機能とを有するものとする。
【0031】
さらに、本発明に係る電子測定機器によって算出された繰り返し動作時間又は繰り返し動作距離などのデータから消費エネルギーを算出することも可能である。消費エネルギーを算出することで、生活習慣の客観的な情報として、ダイエットなどの健康管理ばかりでなく、糖尿病患者の運動の量を把握すること、あるいはスポーツ選手の運動の量を把握することにも応用が可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、本発明に係る電子測定機器によれば、繰り返し動作検出センサにより、繰り返し運動における繰り返し動作が行われた時刻のそれぞれが検出されるとともに、繰り返し動作の検出を通知する検出信号が出力される。そして、繰り返し動作時間算出手段により、繰り返し動作検出センサから出力された検出信号に基づき、繰り返し動作時間のそれぞれについて、繰り返し動作一回に要する時間を算出することができる。
【0033】
繰り返し動作時間と繰り返し動作距離との間の関係を利用すれば、データ算出手段により、繰り返し動作時間算出手段によって算出された繰り返し動作時間に基づき、繰り返し動作のそれぞれについて繰り返し動作距離が求められるので、繰り返し動作距離が正確に算出される。そして、正確な繰り返し動作距離が算出されることで、速度が正確に算出される。また、表示手段により、繰り返し動作一回で進む距離又は速度の情報が表示される。
【0034】
また、繰り返し動作距離又は速度の算出においては、データ算出手段により、繰り返し動作時間算出手段によって算出された繰り返し動作時間のデータに基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間のデータが除かれることで、通常の繰り返し動作に関係する繰り返し動作のみが選択される。また、所定の閾値を越える繰り返し動作時間において進んだ距離が総移動距離から差し引かれることで、通常の繰り返し動作に関係する移動距離のみが求められる。このように、繰り返し動作時間に対して閾値が用いられることで、通常の繰り返し動作と特殊な繰り返し動作とが判別され、通常の繰り返し動作に関係する繰り返し動作時間のみが選択されるので、繰り返し動作のそれぞれについて、繰り返し動作距離又は速度が精度良く算出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子測定機器の一実施形態の構成について示すブロック図である。
【図2】繰り返し動作が行われた時刻が検出される流れを示すフローチャートである。
【図3】クロールで泳いだときの加速度波形を示すグラフである。
【図4】ブレストで泳いだときの加速度波形を示すグラフである。
【図5】50mプールにおいて、400m個人メドレーの競技を行った際の繰り返し動作を検出した結果の一部を示すグラフである。
【図6】飛び込み又はターンに要する時間と飛び込み又はターンで進む距離との関係を示す表である。
【図7】400m個人メドレーの競技において、ブレストで50mを往復した際の繰り返し動作距離を算出した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1…電子測定機器、11…繰り返し動作検出センサ、12…繰り返し動作時間算出部、13…データ算出部、14…表示部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic device that measures various data in repetitive motion.
[0002]
[Prior art]
In order to maintain or improve health, swimming has attracted attention as well as walking or jogging. Conventionally, swimming skill has been evaluated only at the lap time in the 25 m pool or 50 m pool. In swimming, section records every 10 meters are measured by many people, but are only measured in large tournaments once a year. Recently, as a method of providing data to athletes, there has been a demand for a method of providing data immediately after a competition in which the player still has a feeling of being in competition. Athletes are beginning to feel that there is an advantage that they can grasp the weak points of the players that have not been understood so far by comparing their own senses with objective data. For this reason, there is an increasing demand to perform measurement every time in daily training. In addition, swimming is widely used in elementary schools, junior high schools, high schools, universities, and the general public, and there is a great demand for devices that can scientifically present swimming skills.
[0003]
As an apparatus for quantitatively measuring the movement in water, for example, a device using a pedometer is described in Japanese Utility Model Publication No. 6-70041 (Reference 1). In the underwater motion counter described in Document 1, it is detected that a repetitive motion in a repetitive motion in water has been performed, and the number of repetitive motions is measured. Further, the distance that the person under test swims is calculated from the number of repeated actions and the repeated action distance input in advance.
[0004]
In the swimmer goggles for electronic time measurement described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-285967 (reference 2), the latest output value and the previous one of the output values of the accelerometer by the repeated operation of the swimmer Are compared with each other by the comparator, and the swimming state and the turn are identified, and the lap time and the total time which are the section records from one end of the pool to the other end are measured. Further, in the motion index measuring device described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-290854 (Document 3), a change in acceleration with the lapse of time of repeated motion in repeated motion is detected by an acceleration sensor, and a signal from the acceleration sensor is detected. The number of repetitive operations per unit time (hereinafter referred to as pitch) is obtained by performing the FFT process. And speed is calculated | required using a pitch and repetition operation | movement distance. In the present specification, the “repetitive operation distance” means a distance traveled by a single repetitive operation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the apparatus described in each of the above-described documents has a problem that data such as a required time, a moving distance, or a speed cannot be measured in a unit for each repetitive motion in a repetitive motion. First, in the underwater motion counter described in Document 1, it is detected that a repetitive motion in a repetitive motion in water has been performed, and the number of repetitive motions is measured. However, only measurement of the number of times is performed, and time measurement cannot be performed. In addition, the distance that the subject swam is calculated from the number of repeated movements and the repetitive movement distances entered in advance, but the repeated movement distances used here are average values, and for each of the repeated movements Since it is not calculated | required, the distance which the to-be-measured person swam cannot be calculated correctly.
[0006]
In the swimmer goggles for electronic time measurement described in Document 2, the latest output value and the previous one output value among the accelerometer outputs by the swimmer's repetitive motion are compared by the comparator, so that the swimming state And a turn are identified, and a lap time and a total time, which are section records from one end of the pool to the other end, are measured. However, the time cannot be measured in units of repeated operations only by measuring the time in a predetermined section. Further, in the motion index measuring device described in Document 3, a change in acceleration with the lapse of time of repetitive motion in repetitive motion is detected by an acceleration sensor, and a pitch is obtained by performing FFT processing on a signal from the acceleration sensor. Yes. However, the pitch obtained here is an average value in a predetermined section, and it is not possible to obtain a repetitive operation time in units of repetitive operations. In addition, the speed is calculated using the pitch and the repetitive operation distance, but the repetitive operation distance used here is an average value and is not calculated for each of the repetitive operations. I can't ask for it. In the present specification, “repetitive operation time” means the time required for one repetitive operation.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and is an electronic measurement capable of measuring data such as required time, moving distance, or speed in units of repetitive motions in repetitive motion. The purpose is to provide equipment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, an electronic measuring device according to the present invention is an electronic measuring device for measuring a swimming movement of a measurement person over a predetermined distance in a pool, and the repetitive movement of the measurement person's swimming repeated operation and detects that it has been made, and repeat the operation detecting sensor for outputting a detection signal the detected repetitive operation notifies each time it was made, based on the detection signal outputted from the repeated motion detection sensor in Each of the repetitive operations includes a repetitive operation time calculating means for calculating a repetitive operation time using a time required for one repetitive operation as a repetitive operation time.
[0009]
According to the electronic measuring device having the above configuration, by repeating the operation detection sensor, along with it is detected that the repetitive operation in the repetitive motion of the swimming of the subject is performed, each time the detected repetitive operation is performed A detection signal for notifying is output. Then, the repetitive operation time calculation means calculates the time required for one repetitive operation for each repetitive operation time based on the detection signal output from the repetitive operation detection sensor.
[0010]
Furthermore, the electronic measuring device according to the present invention is based on the data of the repetitive operation time calculated by the repetitive operation time calculation unit, and for each repetitive operation, a data calculation unit that calculates the distance traveled for each repetitive operation, It further comprises display means for displaying the distance traveled for each repetitive motion calculated by the data calculating means. The data calculation unit, assuming the velocity of each single repetitive operation of swimming of the subject is constant, that to calculate the distance traveled for each single repetitive operation of swimming of the subject.
[0011]
The inventor of the present application has found that there is a certain relationship between the repetitive operation time and the repetitive operation distance in the repetitive motion in the repetitive motion. If this relationship is used, the repeated operation distance is calculated for each of the repeated operations based on the repeated operation time calculated by the repeated operation time calculation unit by the data calculation unit, so that the repeated operation distance is accurately calculated. Then, the speed is accurately calculated by calculating an accurate repeated operation distance. Further, the display means displays information on the distance or speed that the repetitive operation proceeds once.
[0012]
Furthermore, the electronic measuring instrument according to the present invention is a time required for jumping or turning a repetitive operation time exceeding a predetermined threshold based on the repetitive operation time data calculated by the repetitive operation time calculating unit by the data calculating unit. The predetermined threshold value is determined based on the time required for the dive or the turn by using the relationship between the distance traveled by the dive or the turn measured in advance and the time required for the dive or the turn. The distance traveled in the repeated repetitive operation time is obtained as the distance traveled by diving or turning, and the obtained distance is subtracted from the total moving distance (that is, the predetermined distance), and each repetitive motion is repeated once for each repetitive motion. The traveling distance is calculated.
[0013]
In the calculation of the repetitive operation distance or speed, the data calculation unit normally removes the repetitive operation time data exceeding a predetermined threshold based on the repetitive operation time data calculated by the repetitive operation time calculation unit. Only the repetitive operation related to the repetitive operation is selected. In addition, the distance traveled in the repetitive operation time exceeding the predetermined threshold is subtracted from the total travel distance, so that only the travel distance related to the normal repetitive motion is obtained. As described above, the threshold is used for the repetitive operation time, so that the normal repetitive operation and the special repetitive operation are distinguished, and only the repetitive operation time related to the normal repetitive operation is selected. For each of these, the repeated operation distance or speed is calculated with high accuracy.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an electronic measuring instrument according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an electronic measuring instrument according to the present invention. The electronic measuring device 1 according to the present embodiment detects a time at which a repetitive motion is performed in a repetitive motion and outputs a detection signal for notifying the detection of the repetitive motion, and a repetitive motion time. A repetition operation
[0016]
The repetitive
[0017]
Here, as the repeated
[0018]
In the electronic measuring device 1, each time when the repetitive motion is performed in the repetitive motion is detected by the repetitive
[0019]
The effect of the electronic measuring device according to the present embodiment will be described. In the electronic measuring instrument 1 described above, each time when the repetitive motion is performed is detected by the repetitive
[0020]
If the relationship between the repetitive operation time and the repetitive operation distance is used, the
[0021]
In addition, the
[0022]
Here, the calculation method of the repetitive operation time using the above-described electronic measuring device 1 will be specifically described taking swimming as an example. First, in order to detect a repetitive action in swimming, the time at which the repetitive action is performed is detected using the repetitive
[0023]
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of detecting the time when the repeated
[0024]
FIG. 5 is a graph showing a part of the result of detecting a repetitive motion when a 400 m individual medley competition is performed in a 50 m pool, where the vertical axis represents the repetitive motion time and the horizontal axis represents the number of repetitive motions. Further, the period T1 is a period in which the butterfly swims, the period T2 is the period in which it swims in the back (backstroke), the period T3 is in the period in which it swims in the breast, and the period T4 is the period in which it swims in the crawl. In the repetitive exercise in swimming, the repetitive operation time from when the turn is performed until the normal repetitive operation is detected is longer than the repetitive operation time by the normal repetitive operation. That is, in FIG. 5, the portion where the repetitive operation time becomes longer is due to the operation after the turn until the normal repetitive operation starts. The distance swam between the portion where the repetition operation time is long and the portion where the repetition operation time is long next is 50 m of the length of the pool.
[0025]
Further, it can be seen from FIG. 5 that the repetitive operation time varies depending on the event. Specifically, during the period T1 when swimming in the butterfly and the period T3 when swimming in the breast, both hands tend to move at the same time, so the operation time tends to be long. Since the arm is moved alternately left and right, the operation time tends to be shortened.
[0026]
Further, the calculation method of the repeated operation distance and speed will be specifically described. The data of the repetitive operation time calculated by the repetitive operation
[0027]
The
[0028]
FIG. 6 is a table showing the relationship between the time required for diving or turning and the distance traveled by diving or turning, and is obtained by averaging several trials. The time required for the dive or turn means the time required for the swimmer to start the normal repetitive motion after performing the dive or turn. The distance traveled by diving or turning means the distance traveled by the swimmer after starting the diving or turning until the start of the normal repetitive motion. In Brest, it is possible to perform one stroke or one underwater, but this is different from the normal repetitive motion, so it is included in the turn period. Further, in the back and butterfly, it is possible to move in the water with a bassaro (a technique of using a dolphin kick while diving after a start or turn), and the number of repeated operations and the moving distance during that time are considerably different. Therefore, the number of repeated movements and movement distances while moving underwater in Basaro are separately measured, and the accuracy of calculating the repeated movement distances is corrected by using this to correct the repeated movement distance while moving underwater in Basaro. Can be raised. Furthermore, in order to improve the accuracy of calculating the repetitive movement distance, the movement distance corresponding to the repetitive movement is obtained by performing image processing on the image captured by the video, and the movement distance thus obtained is used. May be.
[0029]
FIG. 7 is a graph showing the result of calculating the repetitive movement distance when reciprocating 50 m with a breast in a 400 m individual medley competition, where the vertical axis represents the repetitive movement distance and the horizontal axis represents the number of repetitive movements. In addition, A1 indicates the repetitive operating distance on the forward path, and A2 indicates the repetitive operating distance on the return path. It can be seen from FIG. 7 that the repeated operation distance can be calculated for each repeated operation.
[0030]
The technique used in the present invention is based on the time required for one repetitive motion in a repetitive exercise, and can be applied not only to swimming but also to other sports. Moreover, the electronic measuring instrument according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the electronic measurement device according to the present invention may be configured to be separated into a repetitive motion detection device and a data calculation device. Here, the repetitive motion detection device has a function of detecting a time at which a repetitive motion is performed, a function of recording a time at which the detected repetitive motion is performed, and a function of outputting recorded data. . In addition, the data calculation device has a function of calculating the repeated operation time based on the data output from the repeated motion detection device, a function of calculating the repeated operation distance or speed, and a function of displaying the repeated operation distance or speed. Shall have.
[0031]
Furthermore, it is also possible to calculate energy consumption from data such as repeated operation time or repeated operation distance calculated by the electronic measuring instrument according to the present invention. By calculating energy consumption, as an objective information of lifestyle habits, not only for health management such as dieting, but also to grasp the amount of exercise for diabetics, or to grasp the amount of exercise for athletes Application is possible.
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the electronic measuring instrument of the present invention, each time when the repetitive motion is performed in the repetitive motion is detected by the repetitive motion detection sensor, and the detection of the repetitive motion is notified. A detection signal is output. Then, the repetitive operation time calculating means can calculate the time required for one repetitive operation for each repetitive operation time based on the detection signal output from the repetitive operation detection sensor.
[0033]
If the relationship between the repetitive operation time and the repetitive operation distance is used, the repetitive operation distance is obtained for each of the repetitive operations based on the repetitive operation time calculated by the repetitive operation time calculation unit by the data calculation unit. The repeated operating distance is accurately calculated. Then, the speed is accurately calculated by calculating an accurate repeated operation distance. In addition, the display means displays information on the distance or speed that the repetitive operation proceeds once.
[0034]
In the calculation of the repetitive operation distance or speed, the data calculation unit removes the repetitive operation time data exceeding a predetermined threshold based on the repetitive operation time data calculated by the repetitive operation time calculation unit. Only the repetitive operation related to the normal repetitive operation is selected. In addition, the distance traveled in the repetitive operation time exceeding the predetermined threshold is subtracted from the total travel distance, so that only the travel distance related to the normal repetitive motion is obtained. As described above, the threshold is used for the repetitive operation time, so that the normal repetitive operation and the special repetitive operation are distinguished, and only the repetitive operation time related to the normal repetitive operation is selected. For each of these, the repeated operation distance or speed is calculated with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an electronic measuring instrument according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of detecting a time when a repetitive operation is performed.
FIG. 3 is a graph showing an acceleration waveform when swimming in a crawl.
FIG. 4 is a graph showing an acceleration waveform when swimming in a breast.
FIG. 5 is a graph showing a part of a result of detecting a repetitive motion when a 400 m individual medley is played in a 50 m pool.
FIG. 6 is a table showing the relationship between the time required for a dive or turn and the distance traveled by the dive or turn.
FIG. 7 is a graph showing the result of calculating the repetitive operating distance when reciprocating 50 m with a breast in a competition of 400 m individual medley.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic measuring device, 11 ... Repeating motion detection sensor, 12 ... Repeating operation time calculation part, 13 ... Data calculation part, 14 ... Display part.
Claims (2)
前記被測定者の泳ぎの繰り返し運動における繰り返し動作が行われたことを検出するとともに、その検出した繰り返し動作が行われた時刻それぞれを通知する検出信号を出力する繰り返し動作検出センサと、
前記繰り返し動作検出センサから出力された前記検出信号に基づき、前記繰り返し動作のそれぞれについて、前記繰り返し動作一回に要する時間を繰り返し動作時間として、前記繰り返し動作時間を算出する繰り返し動作時間算出手段と、
前記繰り返し動作時間算出手段によって算出された前記繰り返し動作時間のデータに基づき、前記繰り返し動作のそれぞれについて、前記繰り返し動作一回毎に進む距離を算出するデータ算出手段と、
前記データ算出手段によって算出された前記繰り返し動作一回毎に進む距離を表示する表示手段と、
を備え、
前記データ算出手段は、
前記繰り返し動作時間算出手段によって算出された前記繰り返し動作時間のデータに基づいて、所定の閾値を越える繰り返し動作時間を、飛び込み又はターンに要する時間として、その動作時間のデータを除くとともに、
予め計測された飛び込み又はターンで進む距離と飛び込み又はターンに要する時間との関係を利用して、飛び込み又はターンに要する時間に基づいて、前記所定の閾値を越える繰り返し動作時間において進んだ距離を、飛び込み又はターンで進む距離として求め、その求めた距離を前記所定距離から差し引いて、
前記繰り返し動作のそれぞれについて、前記繰り返し動作一回毎に進む距離を算出する、
ことを特徴とする電子測定機器。An electronic measuring device that measures the swimming movement of a person to be measured over a predetermined distance in a pool,
A repetitive motion detection sensor for detecting that a repetitive motion in the repetitive motion of the measurement subject has been performed, and outputting a detection signal for notifying each time when the detected repetitive motion is performed,
Based on the detection signal output from the repetitive motion detection sensor, for each of the repetitive motions, a repetitive motion time calculation means for calculating the repetitive motion time, with a time required for one repetitive motion as a repetitive motion time,
Based on the data of the repetitive operation time calculated by the repetitive operation time calculation means, data calculation means for calculating the distance traveled for each repetitive operation for each of the repetitive operations;
Display means for displaying a distance traveled for each of the repeated operations calculated by the data calculating means;
With
The data calculation means includes
Based on the data of the repetitive operation time calculated by the repetitive operation time calculating means, the repetitive operation time exceeding a predetermined threshold is taken as the time required for jumping or turning, and the data on the operation time is excluded.
Based on the time required for the dive or the turn , the distance traveled in the repetitive operation time exceeding the predetermined threshold is calculated based on the time required for the dive or the turn by using the relationship between the distance traveled by the diving or the turn measured in advance . Calculate as the distance to dive or turn, subtract the determined distance from the predetermined distance,
For each of the repetitive actions, calculate the distance traveled for each repetitive action,
An electronic measuring instrument characterized by that.
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