运动状态监视系统、训练支持系统、运动状态监视方法及计算机可读介质与流程

1.本公开涉及运动状态监视系统、训练支持系统、运动状态监视方法和程序。


背景技术：

2.测量康复受训者或老年人的运动功能的运动测试是已知的。例如，日本未审查的专利申请公开no.2020-081413公开了一种操作检测系统，用于在运动测试期间使用附接到受试者身体部位的传感器的测量数据来检测受试者的运动状态。在这种运动检测系统中，传感器连接到带状带子，并且受试者通过将带子附接到目标部位来将传感器附接到目标部位。


技术实现要素：

3.在此，要求自由地附接传感器，并针对每个附接方向分别管理测量结果。但是，在日本未审查的专利申请公开no.2020-081413中公开的系统中，传感器相对于带子的轴向方向的连接方向是固定的，并且因此不能自由地设置传感器的附接方向。因此，存在不可能针对每个附接方向分别管理测量结果的问题。
4.当传感器通过衣服、粘合表面或插入其间的另一个连接工具而附接到受试者的身体部位时，在测量结果的管理中也存在类似的问题。
5.本公开是为了解决这种问题而做出的，并且其目的在于提供能够根据传感器的附接方向适当地管理测量结果的运动状态监视系统、训练支持系统、运动状态监视方法和程序。
6.实施例的示例方面是一种用于监视受试者身体的目标部位的运动状态的运动状态监视系统。运动状态监视系统包括：获取单元，被配置为获取附接到目标部位的传感器的感测信息；附接方向检测单元，被配置为检测传感器的附接方向；以及控制处理单元，被配置为与传感器的附接方向相关联地输出与感测信息相关的信息。因此，运动状态监视系统可以根据传感器的附接方向适当地管理测量结果。
7.传感器的附接方向是传感器相对于根据目标部位预先确定的方向的附接方向。
8.传感器的附接方向优选地是传感器相对于附接到目标部位的带子的轴向方向的附接方向。因此，可以参考带子容易地识别传感器的附接方向。
9.优选地，控制处理单元被配置为响应于在传感器测量期间检测到附接方向改变的事件，与事件之后检测到的附接方向相关联地输出与事件之后获取的感测信息相关的信息。因此，即使在监视目标运动期间有意或无意地改变附接方向，运动状态监视系统也可以与改变的附接方向相关联地管理随后的测量结果。
10.优选地，控制处理单元被配置为根据附接方向对感测信息或与感测信息相关的信息执行算术处理，并与传感器的附接方向相关联地输出算术处理结果。因此，无论附接方向如何，运动状态监视系统都可以容易地比较和使用测量结果。
11.实施例的另一个示例方面是包括上述运动状态监视系统和包括传感器的测量装备的训练支持系统。因此，训练支持系统可以根据传感器的附接方向适当地管理测量结果。
12.测量装备优选地包括被配置为改变传感器的附接方向的改变构件。因此，可以自由地设置传感器的附接方向，从而提高便利性。另外，通过将传感器的附接方向设置在合适的方向上，提高了一些传感器的感测结果的准确性。
13.实施例的另一个示例方面是一种用于监视受试者身体的目标部位的运动状态的运动状态监视方法。运动状态监视方法包括以下步骤：获取附接到目标部位的传感器的感测信息、检测传感器的附接方向，以及与传感器的附接方向相关联地输出与感测信息相关的信息。
14.实施例的另一个示例方面是一种用于监视受试者身体的目标部位的运动状态的运动状态监视程序。运动状态监视程序使计算机执行获取附接到目标部位的传感器的感测信息的处理；检测传感器的附接方向的处理；以及与传感器的附接方向相关联地输出与感测信息相关的信息的处理。
15.根据本公开，有可能提供能够根据传感器的附接方向适当地管理测量结果的运动状态监视系统、训练支持系统、运动状态监视方法和程序。
16.本公开的上述和其它目的、特征和优点将通过下文给出的详细描述和仅以说明的方式给出，并且因此不应被认为是对本公开的限制的附图而变得被更充分地理解。
附图说明
17.图1是根据第一实施例的训练支持系统的示意性配置图；
18.图2是用于解释根据第一实施例的附接测量装备的传感器的示例的图；
19.图3是用于解释根据第一实施例的初始参考方向的图；
20.图4是示出根据第一实施例的训练支持系统的配置的示例的框图；
21.图5是示出根据第一实施例的运动状态监视装置的处理过程的示例的流程图；
22.图6示出了根据第一实施例的显示单元在开始测量之前的显示屏幕的示例；
23.图7示出了根据第一实施例的显示单元在测量结束时的显示屏幕的示例的图；
24.图8示出了根据第二实施例的算术处理表的数据结构的示例；
25.图9是示出根据第三实施例的运动状态监视装置的处理过程的示例的流程图；以及
26.图10是根据这个实施例的计算机的示意性配置图。
具体实施方式
27.虽然下面通过实施例描述了本公开，但是根据权利要求的公开不限于以下实施例。此外，实施例中描述的所有配置作为解决问题的手段并非都是必不可少的。为了描述的清楚起见，已经适当地省略和简化了以下描述和附图。在每个图中，相同的元件由相同的附图标记表示。
28.[第一实施例]
[0029]
首先，将参考图1至图7描述本公开的第一实施例。
[0030]
图1是根据第一实施例的训练支持系统1的示意性配置图。训练支持系统1是通过
测量诸如康复受训者或老年人之类的受试者p的运动功能，并对测量结果进行分析、评估和管理来支持训练的计算机系统。受试者p将传感器附接到他/她的身体部位并执行运动测试。例如，运动测试是用于在受试者p进行指定运动并测量运动功能时测量目标部位的运动状态的运动功能测试。
[0031]
在下文中，指定运动可以被称为监视目标运动。监视目标运动是与身体部位对应地确定的。监视目标运动的示例包括肩部的屈伸(flexion and extension)、肩部的内收和外展(adduction and abduction)、肩部的外旋和内旋(lateral and medial extension)、颈部的屈伸、颈部的内旋、肘部的屈伸、髋的外旋和内旋、前臂的旋前和外旋(pronation and external rotation)，以及胸腰椎侧屈(thoracolumbar lateral flexion)。当目标部位为左半身或右半身时，可以分别为左半身或右半身确定监视目标运动。一个或多个部位可以作为目标部位与一个监视目标运动相关联，并且同一个部位可以作为目标部位与不同的监视目标运动相关联。
[0032]
如这个图中所示，训练支持系统1包括测量装备2和运动状态监视系统(下文中简称为运动状态监视装置)3。
[0033]
测量装备2是测量移动方向和移动量的测量装置。在第一实施例中，测量装备2包括加速度传感器和角速度传感器，并测量其加速度和角速度。具体而言，测量装备2可以包括三轴加速度传感器和三轴角速度传感器。在这种情况下，测量装备2在三轴方向上测量xyz轴的移动量以及围绕三个轴的旋转角。测量轴不限于三个轴，而是可以是两个或更少轴。测量装备2可以包括地磁传感器，用于检测地磁并测量测量装备2的朝向方向。
[0034]
测量装备2连接到运动状态监视装置3，使得它们之间的通信是可能的。在第一实施例中，测量装备2和运动状态监视装置3之间的通信是短距离无线通信，诸如蓝牙(注册商标)、nfc(近场通信)和zigbee。但是，通信可以是通过诸如无线lan(局域网)之类的网络的无线通信。通信也可以是通过由互联网、lan、wan(广域网)或其组合构成的网络的有线通信。
[0035]
测量装备2包括传感器200和传感器200的附接结构。传感器200附接到受试者p身体的目标部位的附接位置20，附接结构介于其间。多个传感器200中的每一个与受试者p的身体部位中的每一个相关联，并且可以附接到相关联的部位，以便测量各种监视目标运动。在这个图中，可附接部位由附接位置20-1、20-2、...和20-11示出，它们分别与传感器200-1、200-2、...和200-11相关联。例如，附接位置20-1、20-2、...、20-11分别被称为右上臂、右前臂、头部、胸部(躯干)、腰部(骨盆)、左上臂、左前臂、右大腿、右小腿、左大腿和左小腿。在运动状态监视装置3的应用中，附接位置20与传感器200之间的关联是通过预先将传感器200与运动状态监视装置3配对并将附接位置20的标识信息(id)与传感器200的id相关联来进行的。
[0036]
在第一实施例中，根据用户选择的监视目标运动从附接位置20-1至20-11中选择用于运动测试的附接位置20。注意的是，用户是使用运动状态监视装置3的用户，并且是例如受试者p自己或执行运动测试的工作人员。受试者p或工作人员然后附接与受试者p身体的所选择的附接位置20(在这个图中，20-1、20-2、20-6、20-7)相关联的传感器200(在这个图中，2-1、2-2、2-6、2-7)并开始运动测试。传感器200可以附接到受试者p的身体的附接位置20-1至20-11以外的位置。
[0037]
虽然准备了分别与多个附接位置20相关联的多个传感器200，但是准备的附接位置20的数量可以是一个，并且准备的传感器200的数量也可以是一个。
[0038]
传感器200响应于运动测试的开始而开始测量，并将感测信息传输到运动状态监视装置3。感测信息可以包括加速度信息、角速度信息或四元数信息。感测信息可以包括相应测量轴方向(x、y、z轴方向)上的分量。传感器200响应于运动测试的结束而停止测量。
[0039]
运动状态监视装置3是在运动测试期间监视受试者p身体的目标部位的运动状态，并分析、评估和管理关于运动状态的信息的计算机装置。具体而言，运动状态监视装置3可以是个人计算机、笔记本尺寸的计算机、蜂窝电话、智能电话、平板终端或其它任何能够输入/输出数据的通信终端装置。运动状态监视装置3可以是服务器计算机。在第一实施例中，运动状态监视装置3将被描述为平板终端。
[0040]
运动状态监视装置3供用户在运动测试期间和运动测试前后使用。运动状态监视装置3从用户接收对监视目标运动的选择，并将与目标部位对应的附接位置20通知给用户。运动状态监视装置3响应于运动测试的开始或结束而向传感器200传输开始或停止测量的请求。运动状态监视装置3响应于从传感器200接收到感测信息而输出感测相关信息作为测量结果。在此，感测相关信息指示与感测信息相关的信息，可以包括感测信息本身，并且可以是通过对感测信息应用各种转换处理获得的信息。关于运动状态的信息基于感测相关信息，并且可以包括感测相关信息本身。
[0041]
运动状态监视装置3可以通过网络连接到外部服务器(未示出)，使得它们之间的通信是可能的。外部服务器可以是互联网上的计算机装置或云服务器。在这种情况下，运动状态监视装置3可以将其自身持有的感测相关信息或关于受试者p的运动状态的信息传输到外部服务器。
[0042]
现在将参考图2至图3描述根据第一实施例的测量装备2的传感器200的附接。图2是用于解释根据第一实施例的测量装备2的传感器200的附接的示例的图。
[0043]
如图2中所示，测量装备2包括传感器200、附接垫201和作为附接结构的带状带子202(附接工具)。传感器200连接到附接到目标部位的带子202，并且附接垫201插入其间。以这种方式，传感器200附接到目标部位的附接位置20。传感器200与带子202之间的连接构件(连接工具)不限于附接垫201，并且可以代替地是诸如钩或按扣或钩环紧固件之类的紧固件。
[0044]
现在将描述传感器200的附接方向。传感器200的附接方向是传感器200相对于参考方向d的附接方向。在第一实施例中，参考方向d是即使目标部位在监视目标运动期间移动，附接方向也不会相对改变的方向。即，参考方向d是在监视目标运动期间随传感器200的绝对方向改变的方向。在此，“绝对方向”是基于重力方向或水平方向的方向，并且可以是例如由坐标系(xs,ys,zs)相对于受试者p定义的方向。xs轴是相对于受试者p的纵向方向的水平轴，ys轴是相对于受试者p的横向方向的水平轴，而zs轴是重力方向上的垂直轴。
[0045]
在图2中，参考方向d被定义为附接到目标部位的带子202的轴向方向。附接方向指示传感器200相对于作为轴向方向的参考方向d的相对方向。具体而言，基于由参考方向d和传感器的测量轴a形成的角度θ1(其被称为附接角)来确定附接方向。测量轴a可以是预定的并且可以是例如传感器坐标系的x、y和z轴之一。例如，如图2中所示，当附接角θ1为0
°
时，传感器200被附接成使得测量轴a变得平行于参考方向d，而当附接角θ1为90
°
时，传感器200被
附接成使得测量轴a变得垂直于参考方向d。注意的是，附接角θ1不限于0
°
和90
°
。
[0046]
在第一实施例中，参考方向d可以根据目标部位来定义。例如，当带子202附接到目标部位时，对于每个目标部位都有特定的优选附接方向。例如，当目标部位是手臂时，就易于附接和移动而言，带子202优选地被附接成使得带子202的参考方向d变得基本上平行于手臂的轴向方向(即，手臂延伸的方向)。另一方面，难以将传感器附接到手臂以使得参考方向d变得基本上垂直于手臂的轴向方向。因此，可以根据目标部位预先定义带子202的轴向方向作为参考方向d。
[0047]
在图2中，虽然使用带子202将传感器200附接到目标部位，但是可以省略带子202。在这种情况下，传感器200可以附接到衣服或皮肤，附接垫201插入其间。同样在这种情况下，参考方向d是根据目标部位预先定义的方向，诸如目标部位的轴向方向。
[0048]
在第一实施例中，测量装备2的附接结构包括用于改变传感器200的附接方向的改变构件。改变构件可以具有能够改变传感器200的附接方向的任何结构。例如，如果附接垫201具有可以重复使用的粘合表面，那么传感器200的附接方向可以自由改变。当使用传感器200和腰带或衣服之间的连接工具将传感器200附接到目标部位时，在与参考方向d基本相同的方向上附接传感器之后，可以使用与连接工具一起移动的旋钮等改变传感器的附接方向。当使用具有能够在多个附接方向上保持传感器200的形状的连接工具附接传感器200时，传感器200可以在从多个附接方向中选择的附接方向之一附接。
[0049]
在第一实施例中，具体地可以根据处于初始状态(即，静止状态)的目标部位预先确定参考方向d。图3是用于解释根据第一实施例的初始参考方向d的图。如这个图中所示，初始参考方向d的绝对方向是针对每个部位确定的。在这个图中，初始参考方向d的绝对方向由相对于zs轴形成的角度θ0表达。角度θ0可以基于平均人体骨骼来确定。在这个示例中，上臂的初始参考方向d相对于zs轴指向外侧。例如，右上臂的角度θ0可以确定为5
°
。另外，前臂的初始参考方向d相对于zs轴比上臂指向更向外。例如，右前臂的角度θ0可以确定为10
°
。可以基于受试者p的属性信息(诸如年龄、性别、身高或体重)为每个受试者p确定每个部位的角度θ0。以这种方式，即使初始参考方向d根据目标部位而改变，由于初始参考方向d是具体定义的，因此至少可以将初始附接方向转换成作为受试者p的主要指标的绝对方向。
[0050]
如上所述，根据第一实施例的传感器200被配置为使得能够改变附接方向。因此，用户可以自由地设置传感器200的附接方向，这提高了便利性。通过将一些传感器200设置在合适的方向上，提高了此类传感器200的测量结果的准确性。
[0051]
在下文中，将相对于参考方向d的附接方向简称为“附接方向”。
[0052]
图4是示出根据第一实施例的训练支持系统1的配置的示例的框图。如上所述，训练支持系统1包括测量装备2和运动状态监视装置3。测量装备2包括传感器200。在这个图中，传感器200是与基于在传感器200-1到200-11之间的监视目标运动选择的附接位置20相关联的传感器200。假设传感器200与运动状态监视装置3配对以进行无线通信并预先校准。传感器200的数量不限于一个，而是可以代替地是两个或更多个。
[0053]
运动状态监视装置3包括附接方向检测单元30、获取单元31、控制处理单元32、显示单元33和存储单元34。
[0054]
附接方向检测单元30检测传感器200的附接方向。例如，附接方向检测单元30可以基于附接时传感器200的输出来检测传感器200的附接方向。在这种情况下，附接方向检测
单元30基于在校准时从传感器200获取的关于zs轴的信息和关于传感器200在校准时和安装时的静止状态之间的角度的信息计算相对于zs轴的附接角。以这种方式，附接方向检测单元30可以检测传感器200的附接方向。
[0055]
例如，附接方向检测单元30可以包括分别在每个传感器200附近提供的附接方向检测传感器和附接方向检测机构。附接方向检测机构被配置为使得电流根据传感器200的测量轴a与参考方向d之间的角度流动。附接方向检测传感器检测电流。根据检测到的电流的量值来检测附接方向。当带子202用于附接传感器200时，附接方向检测传感器和附接方向检测机构可以在带子202中提供。附接方向检测传感器和附接方向检测机构可以包括在测量装备2中，并且附接方向检测单元30可以基于来自附接方向检测传感器的输出获取关于附接方向的信息。
[0056]
例如，附接方向检测单元30可以基于附接的传感器200的拍摄的图像来检测传感器200的附接方向。例如，附接方向检测单元30可以包括在受试者p的前面、后面或上方提供的附接方向检测相机。附接方向检测单元30可以拍摄传感器200并对拍摄的图像执行诸如图案匹配之类的图像处理，从而检测传感器200的附接方向。附接方向检测相机可以包括在测量装备2中，并且附接方向检测单元30可以从附接方向检测相机获取图像并基于该图像获取关于附接方向的信息。
[0057]
当传感器200的附接方向可以通过与连接工具一起移动的旋钮等进行调整时，附接方向检测单元30可以基于旋钮的移动量来检测附接方向。
[0058]
在第一实施例中，附接方向检测单元30检测处于初始状态(即，紧接在测量前的静止状态)的传感器200的附接方向。附接方向检测单元30将检测到的附接方向信息供给控制处理单元32。
[0059]
获取单元31获取传感器200的感测信息。在第一实施例中，获取单元31从传感器200接收并获取感测信息。但是，获取单元31可以从保存感测信息的外部计算机(未示出)间接获取感测信息。获取单元31将获取的感测信息供给控制处理单元32。
[0060]
控制处理单元32控制传感器200和运动状态监视装置3的每个组件。控制处理单元32执行用于将传感器200的附接方向与附接方向上的感测相关信息相关联的标记处理。然后，控制处理单元32通过输出单元输出已经经历了其中感测相关信息与传感器200的附接方向相关联的标记处理的感测相关信息。控制处理单元32可以在存储单元34中存储经过标记处理的感测相关信息。
[0061]
显示单元33是输出单元的示例并且是用于显示从控制处理单元32供给的感测相关信息的显示器。在第一实施例中，显示单元33可以是与输入单元(未示出)一起构成的触摸面板。代替显示单元33或除了显示单元33之外，输出单元还可以包括用于以音频输出感测相关信息的音频输出单元、用于以预定数据格式输出感测相关信息的数据输出单元，或用于将感测相关信息传输到外部服务器等的传输单元。
[0062]
存储单元34是用于存储运动状态监视装置3执行各种处理所必需的信息的存储介质。存储单元34可以存储经过标记处理的感测相关信息，但是如果输出单元包括传输单元，那么这不是必要的。
[0063]
接下来，使用图5，将参考图6和图7描述根据第一实施例的运动状态监视方法。图5是示出根据第一实施例的运动状态监视装置3的处理过程的示例的流程图。图6示出了根据
第一实施例的显示单元33在开始测量之前的显示屏幕的示例。图7示出了根据第一实施例的显示单元33在测量结束时的显示屏幕的示例。
[0064]
图5中所示的步骤在用户选择监视目标运动、基于监视目标运动确定附接位置20，并且传感器200附接在与监视目标运动对应的附接位置20时开始。在以下示例中，控制处理单元32将感测信息视为感测相关信息。
[0065]
首先，运动状态监视装置3的附接方向检测单元30响应于受试者p和传感器2的状态变得静止而检测用户对传感器200的附接方向(步骤s11)。接下来，控制处理部单元2对传感器200的输出值进行初始化(步骤s12)。具体而言，控制处理单元32将刚好在测量之前处于静止状态下的传感器200的输出值校正为0。即使在执行校准时，传感器200也不能将诸如漂移误差之类的输出误差设置为0，并且误差根据经过的时间而扩大。因此，通过这一步可以最小化从测量开始到测量结束的输出误差。但是，如果输出误差很小，那么这一步可以省略。然后，控制处理单元32确定是否要开始传感器200的测量(步骤s13)。当控制处理单元32开始传感器200的测量时(步骤s13中的“是”)，处理前进到步骤s14，而当控制处理单元32不开始传感器200的测量时(步骤s13中的“否”)，重复步骤s13中所示的处理。
[0066]
图6示出了在开始测量之前由显示单元33显示的显示图像300(1)。显示图像300(1)包括多个显示区域302至306。
[0067]
在显示区域302中，显示表示作为传感器200的附接候选的多个附接位置20的图标图像。在显示区域302中，可以突出显示与所选择的测量运动对应的附接位置20(在这个图中由“1”、“2”、“6”和“7”指示的位置)。由于用户可以在视觉上容易地识别附接位置20，因此可以平滑地执行运动测试。
[0068]
当用户点击表示显示区域302的附接位置20的图标图像时，显示指示与附接位置20相关联的传感器200的附接方向的图像(未示出)。因此，用户可以通过输入图像容易地理解每个传感器200的附接方向。
[0069]
在显示区域304中，与相应附接位置20-1、20-2、...和20-11相关联的相应传感器200-1、200-2、...和200-11的旋转角被二维显示。这里显示的旋转角根据与受试者p的运动一起移动的传感器200的移动动态地改变。因此，在开始测量之前，用户可以在显示区域304上识别断电的传感器200和未正常操作的传感器200。
[0070]
可替代地，显示区域304可以视觉地显示与附接位置200-1、200-2、...和200-11相关联的传感器20-1、20-2、...和20-11的附接方向。因此，用户可以在显示区域304中直观地理解每个传感器200的附接方向。
[0071]
当多个传感器200用于运动测试时，用于共同校准多个传感器200的输入操作按钮显示在显示区域305中。这允许用户通过显示区域305容易地请求对多个传感器200中的每一个进行校准。
[0072]
在显示区域306中显示用于开始运动测试(即，用于开始传感器200的测量)的输入操作按钮。这允许用户通过显示区域306容易地请求开始传感器200的测量。
[0073]
在图5中所示的步骤s14中，控制处理单元32通过获取单元31从传感器200获取感测信息。控制处理单元32使用感测信息作为感测相关信息，并向感测相关信息添加关于传感器200的附接方向的信息作为标签，从而将附接方向与感测相关信息相关联(步骤s15)。控制处理单元32将经过标记处理的感测相关信息供给显示单元33，并控制显示单元33显示
它(步骤s16)。然后，控制处理单元32确定是否结束传感器200的测量(步骤s17)。当要结束测量时(步骤s17中的“是”)，控制处理单元结束处理，而当不结束测量时(步骤s17中的“否”)，控制处理单元32将处理返回到步骤s14。
[0074]
注意的是，在上述示例中，运动状态监视装置3等待步骤s12的处理，然后在步骤s13中确定是否开始传感器200的测量。可替代地，运动状态监视装置3可以响应于确定在步骤s11的处理之后开始传感器200的测量(步骤s13中的“是”)而执行步骤s12的处理。在这种情况下，控制处理单元32可以在执行步骤s12的处理之后或与执行步骤s12的处理并行地将处理前进到步骤s14。如果运动状态监视装置3没有开始传感器200的测量(步骤s13中的“否”)，那么可以重复步骤s13中所示的处理。
[0075]
在上述示例中，运动状态监视装置3使用感测信息作为感测相关信息，并且可以代替感测信息或者除了感测信息之外还使用经过各种转换处理的感测信息。这种转换处理可以包括将四元数信息转换成围绕x、y和z轴的旋转角的转换处理。围绕xs轴的旋转角指示横滚角(roll angle)，围绕ys轴的旋转角指示俯仰角(pitch angle)，而围绕zs轴的旋转角指示横摆角(yaw angle)。控制处理单元32使用四元数信息计算围绕传感器坐标系的x、y和z轴的旋转角，并将它们分别转换成横摆角、横滚角和俯仰角。转换处理还可以包括图归一化、标准化或合成处理。在这种情况下，代替步骤s15或除了步骤s15之外，控制处理单元32还可以将关于传感器200的附接方向的信息作为标签赋予已经经过转换处理的感测信息，并将附接方向与经过转换处理的感测信息相关联。
[0076]
图7示出了在测量结束时由显示单元33显示的显示图像300(2)。显示图像300(2)包括多个显示区域302至312。显示图像300(2)的显示区域302和304分别类似于图6中所示的显示图像300(1)的显示区域302和304。
[0077]
每个使用的传感器200的附接方向可以显示在表示显示区域302的附接位置20的图标图像附近，或者可以响应于用户点击图标图像而显示。因此，用户可以直观地理解使用的传感器200的附接方向。
[0078]
显示区域308显示用于结束运动测试(即，用于停止传感器200的测量)的输入操作按钮。因此，用户可以通过显示区域308容易地请求停止传感器200的测量。
[0079]
每个使用的传感器200的感测相关信息显示在显示区域310中。在这个图中，基于使用的传感器200-1、200-2、200-6和200-7当中传感器200-1和200-6中的一些的输出的围绕xs、ys和zs轴方向的旋转角按时间序列显示。因此，显示区域310连同显示区域304通过显示输出与使用的传感器200的附接方向相关联的感测相关信息，以便用户可以彼此关联地理解附接条件和测量结果。以这种方式，用户可以针对每个附接条件分别分析、评估或使用测量结果。
[0080]
显示区域312针对所执行的每个监视目标运动显示目标部位的运动状态指标。运动状态指标是指示当执行监视目标运动时目标部位的运动状态的指标。控制处理单元32基于传感器200的感测相关信息计算目标部位的运动状态指标。例如，当监视目标运动为“右肘的屈伸”时，使用附加位置200-1和200-2处的传感器20-1和20-2的感测相关信息。在这种情况下，控制处理单元32可以基于传感器200-1的感测相关信息与传感器200-2的感测相关信息之间的差异来计算运动状态指标。具体而言，控制处理单元32基于传感器200-1的四元数信息与传感器200-2的四元数信息之间的差异来计算三维旋转角作为运动状态指标。在
这种情况下，旋转角按照z轴
→
y轴
→
x轴的次序计算，并分别转换成围绕xs、ys和zs轴的旋转角。旋转角的计算次序可以根据监视目标运动预先确定。在这个图中，在显示区域312中，显示了所执行的监视目标运动当中一些监视目标运动的时间序列运动状态指标。
[0081]
如上所述，根据第一实施例，运动状态监视装置3与测量结果相关联地输出传感器200的附接方向。因此，运动状态监视装置3可以根据传感器200的附接方向适当地管理测量结果，从而提高便利性。
[0082]
由于运动状态监视装置3自动检测传感器200的初始附接方向，因此有可能根据受试者p或工作人员的偏好适当地设置附接时的附接方向，并容易地将附接方向与测量结果相关联。
[0083]
[第二实施例]
[0084]
接下来，将描述本公开的第二实施例。第二实施例的特征在于根据附接方向对测量结果执行算术处理。由于根据第二实施例的训练支持系统1具有与根据第一实施例的训练支持系统1相同的配置和功能，因此将省略其描述。
[0085]
训练支持系统1的运动状态监视装置3的控制处理单元32根据附接方向对感测信息或感测相关信息执行算术处理。算术处理可以是例如用于在感测相关信息根据附接方向变得不同时抵消、防止或最小化附接方向的影响的算术处理，即使目标部位以相同方式在相同的监视目标运动中移动。特别地，当控制处理单元32使用四元数信息计算围绕x、y和z轴的旋转角并将计算出的旋转角分别转换成围绕xs、ys和zs轴的旋转角时，有必要将四维向量数据转换成三维数据。在这种算术处理中，存在的问题是，取决于计算围绕相应轴的旋转角的次序，获得的旋转角会变得有所不同，从而无法将这些旋转角的相应计算结果彼此进行比较。为了防止或最小化这种影响，优选地，预先确定旋转角的计算次序。由于计算旋转角的优选次序取决于传感器200的附接方向，因此根据传感器200的附接方向确定计算次序是有效的。
[0086]
因此，在第二实施例中，控制处理单元32使用根据附接方向定义算术处理模式的算术处理表320来执行算术处理。然后，控制处理单元32控制输出单元以与传感器200的初始附接方向相关联地输出算术处理结果。
[0087]
图8示出了根据第二实施例的算术处理表320的数据结构的示例。如这个图中所示，算术处理表320是用于将附接角θ1与旋转角的计算次序相关联的表。算术处理表320规定，例如，当附接角θ1为0
°
时，以x轴
→
z轴
→
y轴的次序计算围绕相应轴的旋转角。当附接角θ1为90
°
时，算术处理表320定义以y轴
→
z轴
→
x轴的次序计算围绕相应轴的旋转角。通过参考算术处理表320，控制处理单元32可以容易地根据附接方向执行优选的算术处理。
[0088]
算术处理表320根据传感器200的附接方向定义旋转角的计算次序。可替代地，算术处理表320可以根据附接方向和目标部位或监视目标运动定义旋转角的计算次序。
[0089]
算术处理表320可以包括用于算术处理的算术参数来代替旋转角的计算次序或作为其补充。在这种情况下，算术参数可以是根据附接角θ1确定的常数，或者可以包括以附接方向θ1作为变量的预定函数。
[0090]
如上所述，根据第二实施例，无论传感器200的附接方向如何，控制处理单元32都可以容易地比较和使用多个测量结果。第二实施例实现了与第一实施例相同的效果。
[0091]
[第三实施例]
[0092]
接下来，将参考图9描述本公开的第三实施例。第三实施例的特征在于不仅在初始状态下而且在监视目标运动期间检测传感器200的附接方向。由于根据第三实施例的运动状态监视装置3具有与根据第一或第二实施例的运动状态监视装置3相同的配置，因此将省略其描述。但是，在根据第三实施例的运动状态监视装置3中，除了初始状态之外，附接方向检测单元30在传感器200的测量期间检测附接方向。在根据第三实施例的运动状态监视装置3中，响应于传感器200在测量期间检测到附接方向改变的事件，控制处理单元32与事件之后的附接方向相关联地输出事件之后的感测相关信息。
[0093]
图9是示出根据第三实施例的运动状态监视装置3的处理过程的示例的流程图。这个图中所示的步骤除图5所示的步骤外还包括步骤s20和s21。与图5中所示步骤相似的步骤采用相同的附图标记表示，因此省略其描述。
[0094]
响应于在步骤s16中显示单元33显示感测相关信息，附接方向检测单元30确定是否已检测到附接方向改变事件(步骤s20)。例如，当受试者p在监视目标运动期间有意改变附接方向时，或者当传感器200的附接方向在监视目标运动期间被无意改变时，检测到附接方向改变事件。更特别地，当某个定时之前与之后之间的附接方向之差(即，附接角之差θ1)等于或大于预定阈值时，附接方向检测单元30可以确定已经检测到附接方向改变事件。此时的附接方向的检测可以以与初始附接方向的检测相同的方式执行。可替代地，附接方向检测单元30可以根据感测相关信息的时间改变来检测附接方向改变事件。例如，当在感测相关信息的时间序列信息中检测到预定阈值或更多的不连续改变时，附接方向检测单元30可以确定已经检测到附接方向改变事件。改变是否不连续可以基于某个定时之前与之后之间的感测相关信息之差是否大于预定阈值或大于预测值来确定。
[0095]
当附接方向检测单元30确定已经检测到附接方向改变事件时(步骤s20中的“是”)，处理前进到步骤s21，而当附接方向检测单元30确定没有检测到附接方向改变事件时(步骤s20中的“否”)，处理前进到步骤s17。
[0096]
在步骤s21中，控制处理单元32将与在附接方向改变事件之后获取的与感测信息相关的信息相关联的传感器200的附接方向更新为在附接方向改变事件之后检测到的附接方向。然后，控制处理单元32将处理前进到步骤s17。
[0097]
如上所述，根据第三实施例，运动状态监视装置3在传感器200的附接方向的测量期间检测改变，并与感测相关信息相关联地输出改变之后的附接方向。因此，即使在监视目标运动期间有意或无意地改变附接方向，运动状态监视装置3也可以与改变的附接方向相关联地管理随后的测量结果。第三实施例实现了与第一或第二实施例相同的效果。
[0098]
注意的是，本公开不限于上述实施例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行适当修改。例如，其它实施例包括以下实施例。
[0099]
[另一个第一实施例]
[0100]
在第一实施例中，运动状态监视装置3的控制处理单元32执行控制以与传感器200相对于参考方向d的附接方向相关联地输出感测相关信息。但是，控制处理单元32可以将从用户检测到的相对附接方向转换成绝对方向并且执行控制以代替附接方向或除了附接方向之外还与绝对方向相关联地输出感测相关信息。
[0101]
例如，控制处理单元32可以通过将图3中所示的初始参考方向d和zs轴之间的角度θ0加到检测到的传感器200的初始附接方向θ1上来计算测量轴a和zs轴之间的初始附接角
θ1'。控制处理单元32与感测相关信息相关联地输出初始附接角θ1'作为指示传感器200的绝对方向的信息。注意的是，传感器200在测量期间的绝对方向可以基于传感器200的初始绝对方向、作为传感器200的测量结果的传感器200的旋转角以及测量期间的附接角的改变量来计算。以这种方式，用户可以在考虑更详细的测量条件的情况下分析测量结果，从而提高分析准确性。
[0102]
[另一个第二实施例]
[0103]
在第二实施例中，运动状态监视装置3的控制处理单元32根据附接方向对感测信息或感测相关信息执行算术处理。可替代地或附加地，控制处理单元32可以根据传感器200的绝对方向对感测信息或感测相关信息执行算术处理。在这种情况下，算术处理表320可以将在另一个第二实施例中描述的附接角θ1'与根据附接角θ1'确定的算术处理的算术参数相关联。因此，无论传感器200的朝向如何，控制处理单元32都可以容易地比较和使用测量结果。
[0104]
虽然在上述实施例中已经将本公开描述为硬件配置，但是本公开不限于此。根据本公开，与运动状态监视方法相关的每个处理可以通过使处理器执行计算机程序(例如，运动状态监视程序)来实现。
[0105]
在上述实施例中，计算机由包括个人计算机、文字处理器等的计算机系统构成。但是，计算机不限于此，并且可以由lan服务器、计算机(个人计算机)通信的主机、连接到互联网的计算机系统等构成。功能可以分布到网络上的设备，并且整个网络可以用作计算机。
[0106]
图10是根据上述实施例的计算机1900的示意配置图。计算机1900包括通过诸如数据总线之类的总线连接的处理器1010、rom1020、ram 1030、输入装置1050、显示装置1100、存储装置1200、通信控制装置1400和输入/输出i/f 1500。
[0107]
处理器1010根据存储在诸如rom 1020和存储装置1200之类的各种存储单元中的程序来实现各种控制和计算。处理器1010可以是cpu(中央处理单元)、gpu(图形处理单元)、fpga(现场可编程门阵列)、dsp(数字信号处理器)、asic(专用集成电路)等。
[0108]
rom 1020是只读存储器，其中预先存储了用于处理器1010执行各种控制和计算的各种程序和数据。
[0109]
ram 1030是处理器1010用作工作存储器的随机存取存储器。在ram 1030中，可以确保用于执行根据上述实施例的各种处理的各种区域。
[0110]
输入装置1050是例如接收来自用户的输入的键盘、鼠标或触摸面板。
[0111]
显示装置1100在处理器1010的控制下显示各种屏幕。显示装置1100可以是液晶面板、有机el(电致发光)、无机el等。显示装置1100可以是也用作输入装置1050的触摸面板。
[0112]
存储装置1200是包括数据存储单元1210和程序存储单元1220的存储介质。程序存储单元1220存储用于实现上述实施例中的各种处理的程序。数据存储单元1210存储根据上述实施例的各种数据库的各种数据。
[0113]
存储装置1200的存储介质可以是非暂态计算机可读介质。程序包括指令(或软件代码)，当加载到计算机中时，指令使计算机执行实施例中描述的功能中的一个或多个。程序可以存储在非暂态计算机可读介质或有形存储介质中。作为示例而非限制，非暂态计算机可读介质或有形存储介质可以包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存、固态驱动器(ssd)或其它类型的存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)、蓝光盘或其它类型的
光盘存储装置，以及磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它类型的磁存储设备。程序可以在暂态计算机可读介质或通信介质上传输。作为示例而非限制，暂态计算机可读介质或通信介质可以包括电、光、声或其它形式的传播信号。
[0114]
当计算机1900执行各种处理时，它从存储装置1200将程序读入ram 1030并执行它。但是，计算机1900可以将程序直接从外部存储介质读取到ram 1030中并执行它。在一些计算机中，各种程序等可以预先存储在rom 1020中并由处理器1010执行。此外，计算机1900可以通过通信控制装置1400从其它存储介质下载并执行各种程序和数据。
[0115]
通信控制装置1400用于计算机1900与另一个外部计算机之间的网络连接。通信控制装置1400允许这些外部计算机访问计算机1900。
[0116]
输入/输出i/f 1500是用于通过并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等连接各种输入/输出设备的接口。
[0117]
根据如此描述的本公开，显然可以以多种方式改变本公开的实施例。此类变化不应被视为背离本公开的精神和范围，并且对于本领域技术人员而言显而易见的所有此类修改旨在包括在所附权利要求的范围内。