本發(fā)明涉及一種運動姿勢分析裝置以及運動姿勢分析信息生成方法，尤其涉及一種針對高爾夫等運動動作，分析運動姿勢，生成對其的恰當(dāng)?shù)男畔⒑筇峁┙o用戶的運動姿勢分析裝置以及運動姿勢分析信息生成方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，隨著傳感器相關(guān)技術(shù)和傳感數(shù)據(jù)的分析技術(shù)迅猛發(fā)展，針對運動動作，同樣采用尖端傳感技術(shù)和對其的分析技術(shù)來感知和分析運動姿勢，從而準確、精密地診斷用戶的運動姿勢的問題點，以生成能夠矯正運動姿勢的有益信息后提供給用戶的各種分析裝置不斷被開發(fā)。

在運動項目中，尤其是高爾夫，由于正確掌握高爾夫揮桿姿勢的難度頗大，即使大量練習(xí)也一直存在問題點，因而事實往往是通過堅持不懈地接受高爾夫?qū)＜业呐嘤?xùn)以逐漸矯正高爾夫揮桿姿勢的方式練習(xí)高爾夫揮桿。

然而，通過接受高爾夫?qū)＜业呐嘤?xùn)來矯正高爾夫揮桿姿勢受費用和只能在有限的場所(高爾夫訓(xùn)練場等)練習(xí)和培訓(xùn)的問題的制約，因此不太受場所限制且在費用方面也具有優(yōu)勢的形形色色的高爾夫揮桿姿勢分析裝置不斷被開發(fā)。

尤其，針對高爾夫揮桿，普遍利用分析高爾夫揮桿動作過程中施加于雙腳的荷重變化、提供體重移動變化分析信息的分析裝置。關(guān)于這種分析高爾夫揮桿時的體重移動變化以提供該分析信息的分析裝置，在韓國登錄專利第10-0393352號、日本公開專利第1995-231968號等諸多現(xiàn)有技術(shù)文獻中均已公開。

圖1示出了通過現(xiàn)有運動姿勢分析裝置生成的隨著用戶的高爾夫揮桿的體重移動變化分析信息的一示例。

圖1中，分別顯示于左側(cè)和右側(cè)的區(qū)分顏色顯示表示用戶站在具備壓力傳感器的踏板上的狀態(tài)下進行揮桿動作時某一動作中的根據(jù)用戶的體重的壓力分布狀態(tài)。

當(dāng)前，以現(xiàn)有技術(shù)公開的或以產(chǎn)品在售的高爾夫揮桿姿勢分析裝置所提供的體重移動變化分析信息大部分是圖1所示的形式。

圖1所示的根據(jù)體重移動變化的壓力分布狀態(tài)信息表示分別以何種形式向用戶的左右腳施加荷重以及隨著用戶的揮桿動作荷重以何種形式變化，并向用戶提供這些信息。圖1中，PD1表示對施加于左腳的體重的壓力分布，PD2表示對施加于右腳的體重的壓力分布。

然而，正如從圖1所示體重移動變化的分析信息中也能看出，在由高爾夫?qū)＜矣枰哉f明之前，很難理解體重分別以何種形式施加于左右腳的什么部位以及壓力如何分布，因而現(xiàn)有的這種提供分析信息的運動姿勢分析裝置僅用作高爾夫?qū)＜姨峁┦谡n信息的工具，而用作個人用或家庭用運動姿勢分析裝置存在著局限性。

進一步地，圖1所示的這種形式的分析信息很難被用戶認知，因此用戶難以信賴其分析信息，很難認識到自身運動姿勢存在什么問題以及該如何解決這些問題，換言之，所存在的問題是，用戶很難找到自身運動姿勢所存在的問題點和解決這些問題點的感覺。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明旨在提供一種在高爾夫等運動姿勢中，尤其是需要分析隨著用戶的運動動作的體重移動的變化時，不但從施加于用戶的腳的壓力中對腳的形狀進行影像化，在其上一同顯示施加于用戶的腳的壓力分布，而且即使施加于腳的壓力分布隨著用戶的動作發(fā)生變化，也能對其進行跟蹤，以準確顯示腳的影像和壓力分布，從而能夠非常直觀而又高識別度地呈現(xiàn)運動姿勢分析信息的運動姿勢分析裝置以及運動姿勢分析信息生成方法。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置，隨著用戶站在踏板上做出運動姿勢，分析該運動姿勢，包括：壓力傳感器板，具備于所述踏板，測量進行運動動作的用戶的因體重的腳的壓力分布；顯示部，其顯示對所述用戶的運動姿勢分析信息；以及控制部，其通過所述顯示部在預(yù)先設(shè)定的腳影像上疊加顯示所述測量的腳的壓力分布信息，并跟蹤隨著用戶的運動動作而變化的腳的位置，以顯示所述腳影像。

一方面，根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析信息生成方法，隨著用戶站在踏板上做出運動姿勢，分析該運動姿勢，從而生成運動姿勢分析信息，包括：利用站在壓力傳感器板上的用戶的因體重的腳的壓力分布測量信息來確定所述用戶的腳的大小和位置，以映射預(yù)先設(shè)定的腳影像的步驟，其中，所述壓力傳感器板具備于所述踏板，測量進行運動動作的用戶的因體重的腳的壓力分布；在所述映射的腳影像上疊加顯示所述壓力傳感器板所測量的腳的壓力分布信息的步驟；以及跟蹤隨著用戶的運動動作而變化的腳的位置，與所述跟蹤的腳的位置對應(yīng)地顯示所述腳影像的步驟。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置以及運動姿勢分析信息生成方法，在高爾夫等運動姿勢中，尤其需要分析隨著用戶的運動動作的體重移動的變化時，不但從施加于用戶的腳的壓力中對腳的形狀進行影像化，在其上一同顯示施加于用戶的腳的壓力分布，而且即使施加于腳的壓力分布隨著用戶的動作發(fā)生變化，也能對其進行跟蹤，以準確顯示腳的影像和壓力分布，從而能夠非常直觀而又高識別度地呈現(xiàn)運動姿勢分析信息，因而具有能夠讓用戶從運動姿勢分析信息中容易認識到自身運動姿勢所存在的問題點或針對這些問題點的解決方案的效果。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的運動姿勢分析裝置所提供的用戶的運動姿勢分析信息的一示例的圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3(a)示出了圖2所示的踏板的一實施例，用戶站在所述踏板上做出運動姿勢，圖3(b)示出了具備于踏板的罩的下方的壓力傳感器板的一實施例。

圖4、圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析信息生成方法的流程圖。

圖6至圖8是為說明通過圖4所示的根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析信息生成方法的腳影像的映射過程的具體示例的圖。

圖9(a)示出了無腳影像的映射的單純腳的壓力分布信息，圖9(b)示出了腳影像映射部所映射的腳影像上疊加顯示腳的壓力分布信息。

圖10至圖14是為說明通過圖5所示的根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析信息生成方法的腳位置變化的跟蹤過程的具體示例的圖。

圖15是依次示出根據(jù)圖4、圖5所示的運動姿勢分析信息生成方法，用戶在進行高爾夫揮桿時高爾夫桿頭打擊高爾夫球的沖擊時點以后的腳的壓力分布狀態(tài)和腳的位置變化狀態(tài)的圖。

圖16是示出通過根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置分析并顯示的用戶的體重移動變化狀態(tài)的信息的一示例的圖。

具體實施方式

下面參照附圖說明根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置以及運動姿勢分析信息生成方法。

首先，參照圖2說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置用于分析隨著用戶的運動動作的體重移動的變化后提供該分析信息，在高爾夫揮桿中提供用戶的體重移動的變化的分析信息時尤為能派上用場，此外，不僅是高爾夫，凡是需要分析體重移動的變化的各種運動姿勢的分析均可適用。

下面，針對根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置以及運動姿勢分析信息生成方法，針對用于高爾夫揮桿中提供對用戶的體重移動的變化的信息的情形進行說明。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置可以被配置為包括壓力傳感器板100、控制部200、數(shù)據(jù)存儲部300以及顯示部400。

所述壓力傳感器板100，具備于踏板SP，測量用戶的體重施加于腳的壓力分布，其中，用戶站在所述踏板SP上做出運動姿勢，即做出高爾夫揮桿姿勢。

迄今，為測量用戶的體重移動，普遍利用稱重傳感器(Load Cell)，而根據(jù)本發(fā)明一實施例的壓力傳感器板100，如圖3(a)、圖3(b)所示，將多個壓力傳感器矩陣式配置而使用，從而各壓力傳感器能夠準確測量因體重施加于腳的壓力，因而較佳。

圖3(a)示出了圖2所示的踏板的一實施例，用戶站在所述踏板SP上做出運動姿勢，圖3(b)示出了具備于踏板SP的罩101的下方的壓力傳感器板100的一實施例。

所述壓力傳感器板100，如圖3(b)所示，利用FSR(Force Sensing Resistor)作為壓力傳感器110，可通過矩陣式配置多個FSR來實現(xiàn)所述壓力傳感器板100。

所述壓力傳感器板100的各壓力傳感器110分別測量隨著用戶的運動姿勢的腳的壓力，并將該測量信息傳至控制部200。

所述控制部200被配置為，利用從所述壓力傳感器板100接收的測量信息生成關(guān)于用戶的體重施加于雙腳的壓力的分布的信息，以通過顯示部400顯示。

根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置用于通過顯示部非常直觀而又高識別度地顯示所述壓力傳感器板100所測量的因用戶的體重施加于腳的壓力分布信息，為此，所述控制部200被配置為，利用所述壓力傳感器板的測量信息來確定所述用戶的腳的大小和位置，并映射預(yù)先設(shè)定的腳影像，在該映射的腳影像上疊加顯示腳的壓力分布信息。

此外，當(dāng)腳的壓力分布隨著用戶的動作發(fā)生變化時，跟蹤腳的位置，以將所述映射的腳影像顯示在根據(jù)變化的腳的壓力分布所跟蹤的位置，并疊加顯示腳的壓力分布信息。

為執(zhí)行這種功能，如圖2所示，所述控制部200可以被配置為包括映射處理單元300和跟蹤處理單元400。

所述映射處理單元300執(zhí)行利用對根據(jù)所述壓力傳感器板100的測量信息的腳的壓力的數(shù)據(jù)確定所述用戶的腳的大小和位置，并映射預(yù)先設(shè)定的腳影像的功能，具體而言，可以被配置為包括影像化數(shù)據(jù)生成部310、影像化數(shù)據(jù)分析部320以及腳影像映射部330。

所述影像化數(shù)據(jù)生成部310執(zhí)行以將所述壓力傳感器板100所測量的用戶的腳的壓力分布影像化成易于影像分析的形態(tài)的影像，例如灰度影像(Grey-Scale Image)等生成影像化的數(shù)據(jù)的功能。

所述影像化數(shù)據(jù)分析部320執(zhí)行分析所述影像化數(shù)據(jù)生成部310所生成的影像化數(shù)據(jù)，以確定站在壓力傳感器板100上的用戶的腳的大小和位置信息的功能。

所述腳影像映射部330執(zhí)行與由所述影像化數(shù)據(jù)分析部320所確定的腳的大小和位置對應(yīng)地映射數(shù)據(jù)存儲部500所存儲的預(yù)先設(shè)定的腳影像(可以預(yù)先設(shè)定成表示鞋底的影像、表示腳掌的影像等各種形式的影像來存儲)的功能。

關(guān)于上述影像化數(shù)據(jù)生成部210、影像化數(shù)據(jù)分析部220以及腳影像映射部230的功能的詳情，將在后面描述。

一方面，所述跟蹤處理單元400執(zhí)行當(dāng)所述腳的壓力分布因用戶的動作發(fā)生變化時，跟蹤變化的腳的位置，以在所述變化的腳的位置顯示所述腳影像的功能，具體而言，如圖2所示，可以構(gòu)成為包括位置變化感知部410和位置變化跟蹤部420。

所述位置變化感知部410執(zhí)行以下功能，即、以包含所述腳影像映射部330所映射的腳影像的方式設(shè)定基準區(qū)域，并感知腳的壓力分布是否因所述用戶的動作變化而發(fā)生脫離所述基準區(qū)域的部分。

所述位置變化跟蹤部420執(zhí)行利用對應(yīng)于變化的腳的壓力分布的數(shù)據(jù)來計算旋轉(zhuǎn)中心，使所述基準區(qū)域以所述旋轉(zhuǎn)中心為中心進行旋轉(zhuǎn)，直到對應(yīng)于所述變化的腳的壓力的分布的數(shù)據(jù)包含于所述基準區(qū)域，并與旋轉(zhuǎn)的所述基準區(qū)域?qū)?yīng)地顯示所述腳影像的功能。

關(guān)于所述位置變化感知部410和位置變化跟蹤部420的詳情，將在后面描述。

一方面，圖2所示數(shù)據(jù)存儲部500是存儲通過控制部200的信息的分析、映射和跟蹤以及通過顯示部600的運動姿勢分析信息的顯示等所需的數(shù)據(jù)的構(gòu)成要素。

所述顯示部600是顯示通過控制部200的運動姿勢分析信息的構(gòu)成要素。

一方面，關(guān)于通過上述根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置執(zhí)行的運動姿勢分析信息生成方法，將參照圖4、圖5，利用圖2所示框圖的構(gòu)成要素進行說明。圖4是示出通過根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析信息生成方法執(zhí)行的腳影像的映射的過程的流程圖，圖5是示出通過所述運動姿勢分析信息生成方法執(zhí)行的腳位置變化跟蹤的過程的流程圖。

首先，參照圖4對上述控制部200的映射處理單元300所執(zhí)行的腳影像的映射過程進行說明。

當(dāng)用戶為進行高爾夫揮桿站在圖3所示具備壓力傳感器板的踏板上做出高爾夫揮桿姿勢時，壓力傳感器板的各壓力傳感器測量根據(jù)用戶的體重施加于各腳的壓力，以將該測量信息傳至控制部，從而所述控制部獲得用戶的腳的壓力分布信息(S10)。

所述控制部的影像化數(shù)據(jù)生成部利用所述獲得的腳的壓力分布信息生成對壓力分布的影像化數(shù)據(jù)(S20)。

優(yōu)選地，所述控制部的影像化數(shù)據(jù)分析部對所述步驟S20中生成的影像化數(shù)據(jù)集合提取中心線(S30)，將貫通所述影像化數(shù)據(jù)集合的最長的長軸提取為中心線。對此的具體示例，將在后面描述。

一方面，所述控制部的影像化數(shù)據(jù)分析部對所述步驟S30中提取的中心線的兩端，即對所述中心線分別與所述影像化數(shù)據(jù)集合的外圍相交的部分分別區(qū)分腳的前部和后部(S40)。關(guān)于腳的前部和后部的區(qū)分，可利用所述影像化數(shù)據(jù)集合的整體形狀特征來區(qū)分，也可以根據(jù)數(shù)據(jù)分布來區(qū)分。

所述控制部的影像化數(shù)據(jù)分析部以所述中心線為基準，在所述影像化數(shù)據(jù)集合的外圍設(shè)定檢測框(S50)，并分析所述中心線、檢測框以及所述影像化數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)分布，以確定腳的大小和位置(S60)。

如上所述，從對腳的壓力分布信息進行影像化的影像化數(shù)據(jù)集合中確定腳的大小和位置后，所述控制部的腳影像映射部根據(jù)確定的腳的大小信息決定預(yù)先設(shè)定的腳影像的大小，與確定的腳的位置信息對應(yīng)地映射該決定的腳影像，以顯示根據(jù)與所述影像化數(shù)據(jù)集合對應(yīng)的大小和位置的腳影像(S70)。

此外，所述控制部在所述映射的腳影像上疊加顯示從所述壓力傳感器板獲得的腳的壓力分布信息(S80)，從而能夠讓用戶非常直觀地認識到根據(jù)自身高爾夫揮桿姿勢的體重移動狀態(tài)。

一方面，參照圖5說明上述控制部200的跟蹤處理單元400所執(zhí)行的腳位置變化跟蹤過程。

如圖4所示，其過程如下，即：隨著用戶站在壓力傳感器板上做出運動姿勢，利用因用戶的體重施加于腳的壓力確定腳的大小，由于確定了對應(yīng)其的腳影像，因此在腳位置變化跟蹤過程中，通過感知隨著用戶移動的腳的位置變化，對其進行跟蹤，并按照該跟蹤結(jié)果調(diào)整所述確定的腳影像的位置，以顯示。

所述控制部的位置變化感知部以包含根據(jù)圖4所示腳影像的映射過程所映射的腳影像的方式設(shè)定基準區(qū)域(S100)。所述基準區(qū)域可以被設(shè)定為外接所述映射的腳影像的四邊形區(qū)域，也可以被設(shè)定為預(yù)先設(shè)定于所述映射的腳影像的外圍的間隔有偏置距離的四邊形區(qū)域。此外，所述基準區(qū)域不僅可以被定義為四邊形，還可以被定義為橢圓形等形態(tài)，進而還可以被定義為以與所述腳影像相同的形狀與所述腳影像的外圍形成一定間隔。

所述控制部的位置變化感知部，隨著用戶進行動作，根據(jù)傳自壓力傳感器板的用戶的腳的壓力分布狀態(tài)感知是否發(fā)生如上所述腳的壓力分布脫離設(shè)定的基準區(qū)域的部分(S110)。

若發(fā)生腳的壓力分布隨著用戶的動作脫離基準區(qū)域的部分，所述控制部的位置變化跟蹤部利用根據(jù)變化的腳的壓力分布的數(shù)據(jù)計算旋轉(zhuǎn)中心(S120)，使所述基準區(qū)域以旋轉(zhuǎn)中心為中心進行旋轉(zhuǎn)，直到對應(yīng)于變化的腳的壓力分布的數(shù)據(jù)包含于基準區(qū)域(S130)。

所述控制部的位置變化跟蹤部使所述基準區(qū)域以所述旋轉(zhuǎn)中心為中心進行旋轉(zhuǎn)，直到對應(yīng)于變化的腳的壓力分布的數(shù)據(jù)均包含于基準區(qū)域時停止所述基準區(qū)域的旋轉(zhuǎn)，并顯示腳影像，以對應(yīng)于該旋轉(zhuǎn)的基準區(qū)域，以此跟蹤腳的位置變化(S140)。

下面參照圖6至圖8說明有關(guān)上述圖4所示的腳影像映射的流程圖的各步驟的詳情。

圖6(a)示出了由根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置的控制部的影像化數(shù)據(jù)生成部將因用戶的體重施加于腳的壓力分布影像化成具有明度(亮度)值的像素所構(gòu)成的灰度影像的一示例，圖6(b)示出了待由控制部的腳影像映射部根據(jù)對腳的壓力分布的影像化數(shù)據(jù)的分析映射的腳影像的一示例。

根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置的控制部的影像化數(shù)據(jù)生成部，在用戶站在壓力傳感器板100(參照圖3)上的狀態(tài)下，接收各壓力傳感器110(參照圖3)的測量值后，如圖6(a)所示，生成影像化成根據(jù)對應(yīng)壓力傳感器的測量值的像素值(亮度值)的灰度影像的數(shù)據(jù)。圖6(a)所示的影像化數(shù)據(jù)集合212中，越是亮的部分就越是腳的壓力施力更大的部分。

此外，如圖6(b)所示，腳影像232為預(yù)先設(shè)定影像，雖然在圖6(b)中以高爾夫鞋底部分的影像表示，但腳影像取決于如何定義，因此可以被設(shè)定為各種影像，例如赤腳腳掌影像或普通運動鞋影像等。

但是，圖6(b)所示的腳影像232僅預(yù)先設(shè)定了其圖案，并未決定其大小和腳的位置，因而腳的大小和位置通過分析如圖6(a)所示影像化數(shù)據(jù)集合212來確定，并按照該確定的腳的大小和位置調(diào)整腳影像232的大小和位置，以映射。

利用影像化成上述灰度影像的數(shù)據(jù)確定腳的大小的方法，基本可通過提取所述影像化數(shù)據(jù)集合的輪廓線，將該提取的輪廓線視作腳的形態(tài)，并計算腳面的距離(腳寬最寬的部分的距離)等，以此為基礎(chǔ)來確定腳的大小。

此外，可以提取對所述影像化數(shù)據(jù)集合的中心線，并找出確定基準來確定腳的大小和位置，對此，將在下面進行說明。

為了利用圖6(a)所示影像化數(shù)據(jù)確定腳的大小和位置，首先有必要提取對影像化數(shù)據(jù)集合212的中心線CL，并區(qū)分影像化數(shù)據(jù)集合212中哪個部分是腳的前部、哪個部分是腳的后部。

如圖6(a)所示，影像化數(shù)據(jù)分析部找出貫通影像化數(shù)據(jù)集合212的最長的長軸，將其提取為中心線CL。

上述中心線CL的提取，可利用最小二乘法或RANSAC等線段擬合算法提取，而根據(jù)數(shù)據(jù)分布的特性考慮，利用RANSAC算法對提取中心線而言更佳。由于所述RANSAC算法是已廣為利用的線段擬合算法，這里將省略對其的具體說明。

如上所述提取的中心線CL在腳影像的映射中成為基準。

一方面，若如上所述將貫通影像化數(shù)據(jù)集合的最長的長軸提取為中心線CL，則該中心線CL必然經(jīng)由腳的前部和后部。

因此，若如上所述提取中心線CL，則該中心線CL的兩端部分別成為腳的前部和后部，可以根據(jù)影像化數(shù)據(jù)集合212的P1點側(cè)部分和P2點側(cè)部分的整體形狀來區(qū)分腳的前部和后部。

換言之，由于通常整體形狀相對平緩的一側(cè)會成為腳的后部，本發(fā)明的影像化數(shù)據(jù)分析部可以以中心線CL為基準分析兩端側(cè)的整體形狀特征，以此區(qū)分腳的前部和后部。

然而，根據(jù)站在壓力傳感器板100(參照圖3)上的用戶的鞋的種類或用戶的腳施壓壓力傳感器板的狀態(tài)等，腳的壓力分布信息有時會不完整，在這種情況下，根據(jù)如上所述影像化數(shù)據(jù)集合的形狀特征來區(qū)分腳的前部和后部，有時也會有難度。

例如，若鞋底釘有鞋釘或尖鐵等，有時腳的壓力無法被完整地傳至壓力傳感器，當(dāng)用戶抬起腳趾做出運動姿勢時，腳的前部有可能無法被完整地傳至壓力傳感器，因而有時部分影像化數(shù)據(jù)顯示得不夠完整。

因此，本發(fā)明的影像化數(shù)據(jù)分析部可以結(jié)合上述基于影像化數(shù)據(jù)集合的形狀特征的腳的前部和后部的區(qū)分方法，或再另行設(shè)定其他區(qū)分方法，以此從影像化數(shù)據(jù)集合中區(qū)分腳的前部和后部。

為此，首先，上述影像化數(shù)據(jù)分析部可以以中心線CL為基準，在所述影像化數(shù)據(jù)集合212的外圍設(shè)定檢測框214，利用其確定腳的大小。

換言之，如圖6(a)所示，影像化數(shù)據(jù)分析部可以生成以中心線CL為基準接于數(shù)據(jù)集合212的右側(cè)且平行于中心線CL的第一縱線L1和接于數(shù)據(jù)集合212的左側(cè)且平行于中心線CL的第二縱線L2，并生成接于數(shù)據(jù)集合212的前方且垂直于中心線CL的第一橫線L3和接于數(shù)據(jù)集合212的后方且垂直于中心線CL的第二橫線L4，以設(shè)定由所述第一縱線L1、第二縱線L2、第一橫線L3以及第二橫線L4形成的檢測框214。

如圖6(a)所示，影像化數(shù)據(jù)集合212中會存在檢測框214內(nèi)數(shù)據(jù)值(亮度值或壓力測量值等)極小或無的區(qū)域，這是由于根據(jù)人的腳掌結(jié)構(gòu)的特性，腳的內(nèi)側(cè)凹陷的部分(圖6(b)中以Rv表示的部分)的壓力測量值微小或無，因此對其進行影像化時的亮度值也極其微小或無。這里，稱這些區(qū)域為“空白區(qū)域”。

根據(jù)鞋的狀態(tài)或腳的姿勢等，對腳的壓力分布的影像化數(shù)據(jù)集合中有可能會存在一個以上所述空白區(qū)域，由于腳的結(jié)構(gòu)使然，腳的內(nèi)側(cè)凹陷的部分被顯示為最寬的空白區(qū)域，因此如果在影像化數(shù)據(jù)集合中檢測出一個以上空白區(qū)域，則可以將最大的空白區(qū)域判斷為腳的內(nèi)側(cè)部分，基于此區(qū)分腳的前部和后部。這里，最寬的空白區(qū)域在圖中用Re表示。

本發(fā)明的影像化數(shù)據(jù)分析部可以通過找出如上所述空白區(qū)域Re，分析該空白區(qū)域Re存在于影像化數(shù)據(jù)集合212的哪一側(cè)以及傾向于中心線CL的哪一側(cè)等來區(qū)分腳的前部和后部。

一方面，如上所述，可以通過以中心線CL為基準設(shè)定檢測框214，計算該設(shè)定的檢測框214的寬度W來確定腳的大小，并通過使圖6(b)所示腳影像232的寬度X與所述檢測框214的寬度W一致，從影像化數(shù)據(jù)中得到符合確定腳的大小的腳影像。

換言之，針對腳影像的大小，若用相同的比例將X按照W縮小或擴大，則腳影像的長度Y值也隨之縮小或擴大(即，X和Y的比例是固定的，因而若將X按照W來調(diào)整，則腳影像的大小被整體調(diào)整)，因此可以通過用影像化數(shù)據(jù)集合212的檢測框214確定寬度W信息來確定腳的大小。

這里，也可以圖6(a)所示影像化數(shù)據(jù)集合212的長度，即檢測框214的長度D為基準確定腳的大小。只是，就所述長度D而言，如前所述，根據(jù)用戶的鞋的狀態(tài)或腳的狀態(tài)，腳的前部有可能無法被完整地顯示為影像化數(shù)據(jù)，因而不能成為正確的值，因此以所述長度D為基準決定正確的腳的大小有可能會存在著局限性。

一方面，將對為了從上述影像化數(shù)據(jù)集合212中確定腳的位置，找出腳后跟區(qū)域，以此為基準確定腳的位置的情形進行說明。

如前所述，根據(jù)用戶的鞋的狀態(tài)或腳的狀態(tài)，腳的壓力分布有時無法被完整地顯示，在這種情況下，同樣由于人體結(jié)構(gòu)使然，大部分的體重會載于腳后跟(除非在運動姿勢中抬起腳后跟)，因此在所述影像化數(shù)據(jù)集合中，腳后跟部分的數(shù)據(jù)大部分被完整顯示。

因此，確定腳的位置時，優(yōu)選地，在影像化數(shù)據(jù)集合中找出腳后跟區(qū)域，以此為基準來確定腳的位置。

圖7示出了從影像化數(shù)據(jù)集合212中提取腳后跟區(qū)域的方法的一示例。

如圖7所示，在腳的后部的起點P2向a箭頭方向?qū)箭頭方向上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值求和。

如此，用圖表顯示求得的數(shù)據(jù)值的和便可得到如圖7所示的圖案的圖表。

始于腳的后部的起點P2的數(shù)據(jù)值的和的分布，如圖7所示的圖表，呈現(xiàn)出由驟增再銳減，而后再漸增的圖案。這里，數(shù)據(jù)值的和銳減是由于腳的內(nèi)側(cè)部分的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值極小或為0，若如圖7所示地將適宜的值設(shè)定為基準值n，則可以將具有高于該基準值的合計值的區(qū)間確定為腳后跟區(qū)域Rh。

上述基準值n可以被設(shè)定為圖表的起始位置的值(起點P2位置的b箭頭方向上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的合計值)，也可以被設(shè)定為對其適用預(yù)先設(shè)定偏置值的值(例如，也可以以起點P2位置的值加作為偏置值的預(yù)先設(shè)定值的值為基準值)，進而還可以從一開始就將所述基準值n設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的值。

如上所述，在利用數(shù)據(jù)值的合計值的分布確定腳后跟區(qū)域后，本發(fā)明的影像化數(shù)據(jù)分析部基于所述確定的腳后跟區(qū)域，如圖8(a)所示，提取腳后跟區(qū)域Rh的中心點Pc。

這里，影像化數(shù)據(jù)集合212中確定的腳后跟區(qū)域Rh可以是取決于位于圖7所示圖表中取決于基準值n的范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)的外圍的數(shù)據(jù)的區(qū)域，也可以是如圖8所示近似圓的區(qū)域。

所述中心點Pc可以被決定為確定的腳后跟區(qū)域Rh的重量中心點，也可以被決定為成為確定的腳后跟區(qū)域Rh的空間中心的點。

一方面，對于圖8(b)所示腳影像232，也有必要確定腳影像的腳后跟區(qū)域Fh和該腳后跟區(qū)域的中心點Fc，而這是隨著決定腳影像的大小所預(yù)先決定的信息。換言之，有關(guān)腳影像的信息是預(yù)先定義而設(shè)定的信息，因而是可隨其大小的決定而決定的信息。

此外，對應(yīng)針對影像化數(shù)據(jù)集合212的中心線CL，如圖9(b)所示，還可以針對腳影像232，將貫通所述腳影像232的最長的軸提取為中心線FL，而這是隨著決定腳影像的大小而預(yù)先決定的信息。

因此，如上所述，可以通過影像化數(shù)據(jù)提取中心線CL和腳后跟區(qū)域Rh的中心點Pc，以此確定腳的位置信息，本發(fā)明的腳影像映射部將已決定大小的腳影像232的腳后跟區(qū)域Fh的中心點Fc與從所述影像化數(shù)據(jù)中提取的腳后跟區(qū)域Rh的中心點Pc對應(yīng)，并將所述腳影像232的中心線FL與從所述影像化數(shù)據(jù)中提取的中心線CL對應(yīng)，映射所述腳影像232。換言之，按照從所述影像化數(shù)據(jù)中確定的腳的大小和位置調(diào)整腳影像，以顯示。

此外，根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置的控制部構(gòu)成為，通過顯示部在所述腳影像映射部所映射的腳影像上疊加顯示傳自壓力傳感器板的用戶的腳的壓力分布信息。

圖9示出了在如上述映射的腳影像上疊加顯示腳的壓力分布信息的一示例。

圖9(a)示出了無腳影像的映射的腳的壓力分布信息，圖9(b)示出了在腳影像映射部所映射的腳影像上疊加顯示腳的壓力分布信息。

圖9(a)所示的運動姿勢分析信息310中，左側(cè)部分311表示在壓力傳感器板中測量的因用戶的體重施加于左腳的壓力分布信息，右側(cè)部分312表示在壓力傳感器板中測量的因用戶的體重施加于右腳的壓力分布信息。

此外，圖9(b)所示的運動姿勢分析信息320表示分別映射對應(yīng)左腳的腳影像234和對應(yīng)右腳的腳影像236，并在其上分別疊加顯示施加于左腳的壓力分布信息311和施加于右腳的壓力分布信息312。

這里，根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置的控制部也可以構(gòu)成為，根據(jù)所述疊加顯示的腳的壓力分布信息對所述映射的腳影像的位置進行微調(diào)，從而最終顯示運動姿勢分析信息。

例如，當(dāng)控制部判斷腳的壓力分布信息離映射的腳影像很遠或判斷腳影像的大小遠小于或遠大于壓力分布信息時，可以按照腳的壓力分布信息對映射的腳影像的大小或位置進行微調(diào)。

在利用隨著用戶站在壓力傳感器板做出運動姿勢施加于腳的壓力分布信息映射預(yù)先設(shè)定的腳影像的過程中，根據(jù)腳的壓力分布的影像化數(shù)據(jù)提取得越準確，就越能準確映射腳影像。為此，所述控制部可以構(gòu)成為，就各種用戶的身高、體重、年齡、體型、腳的尺寸，鞋的種類等預(yù)先進行數(shù)據(jù)庫化，利用其對根據(jù)所述提取的腳的壓力分布的影像化數(shù)據(jù)進行補正，以生成更準確的數(shù)據(jù)。

例如，當(dāng)分析高爾夫揮桿姿勢時，高爾夫鞋的種類別地按照用戶的身高、體重、體型等預(yù)先對有關(guān)根據(jù)腳的壓力分布的影像化數(shù)據(jù)的形態(tài)或大小等的信息進行數(shù)據(jù)庫化，將其利用于生成根據(jù)當(dāng)前用戶的腳的壓力分布的影像化數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，在這種情況下，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置具備可輸入有關(guān)站在壓力傳感器板上的用戶的身高、體重等信息而存儲的單元。

然而，在這種情況下，過度的補正稍不注意會引發(fā)將用戶的錯誤的運動姿勢解釋為正確的運動姿勢的情況，因此利用如上所述數(shù)據(jù)庫化的信息的補正僅限極其細微的部分的補正為佳。

此外，也可以將專業(yè)高爾夫球手的準備擊球姿勢中的腳的影像化數(shù)據(jù)的形態(tài)按高爾夫鞋別地進行數(shù)據(jù)庫化，分析類似的身高、體重、體型等用戶的腳的影像化數(shù)據(jù)不同于所述專業(yè)高爾夫球手的影像化數(shù)據(jù)之處，向用戶提供對其的信息。

一方面，將參照圖10至圖14說明關(guān)于上述圖5所示的腳位置變化跟蹤的流程圖的各步驟的詳情。

圖10示出了按照圖4所示的流程圖映射腳影像234，并在其上疊加顯示腳的壓力分布信息311的狀態(tài)。為便于圖示，所圖示的腳的壓力分布信息以橢圓形簡單表示。

本發(fā)明的控制部的位置變化感知部以映射的腳影像234為基準設(shè)定如圖10所示基準區(qū)域412。

如前所述，所述基準區(qū)域412可以被定義為各種形態(tài)和大小而設(shè)定，下面，將其定義為外接腳影像234的四邊形形狀的基準區(qū)域進行說明。當(dāng)然，可以定義其他形狀和大小的基準區(qū)域進行設(shè)定，而利用其的原理相同。

隨著用戶進行動作，例如隨著進行高爾夫揮桿動作，施加于腳的壓力分布的狀態(tài)會發(fā)生變化，如果用戶進行動作時在不移動腳的狀態(tài)下進行動作，則根據(jù)傳自壓力傳感器板的施加于用戶的腳的體重所測量的腳的壓力分布信息會在基準區(qū)域412內(nèi)發(fā)生變化，因而腳影像234不發(fā)生變化，只有腳的壓力分布信息311發(fā)生變化。

然而，當(dāng)用戶進行動作的過程中移動了腳而脫離了初始位置，則根據(jù)傳自壓力傳感器板的施加于用戶的腳的體重所測量的腳的壓力分布信息將脫離基準區(qū)域412。

當(dāng)然，對腳的壓力分布信息的變化的位置變化跟蹤的敏感度會根據(jù)如何設(shè)定基準區(qū)域412的大小而不同。換言之，若將基準區(qū)域設(shè)定得大，則會在壓力分布變至一定水平以上時跟蹤腳的位置變化，而若將基準區(qū)域設(shè)定得小，則壓力分布只要稍微發(fā)生變化，也會跟蹤腳的位置變化。

如圖11所示，在腳的壓力分布信息321隨著用戶的動作發(fā)生變化而發(fā)生脫離基準區(qū)域412的部分OB時(在這種情況下，可以預(yù)先對脫離基準區(qū)域的部分的范圍進行設(shè)定)，本發(fā)明的控制部的位置變化感知部感知所述脫離基準區(qū)域412的部分OB，以進行對位置變化的跟蹤。

為了對根據(jù)變化的壓力分布信息321的腳的位置進行跟蹤，本發(fā)明的控制部的位置變化跟蹤部將對映射的腳影像234的中心線CL1，即貫通映射的腳影像234的最長的軸提取為所述中心線CL1。此處，稱所述中心線CL1為第一中心線。

此外，對應(yīng)于變化的壓力分布信息321生成將其影像化成灰度影像的數(shù)據(jù)，圖12對此進行了圖示。利用腳的壓力分布信息生成灰度影像的影像化數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方法與腳影像的映射過程中控制部的影像化數(shù)據(jù)生成部生成對腳的壓力分布進行影像化的數(shù)據(jù)的方法相同。

如圖12所示，生成對應(yīng)變化的腳的壓力分布的影像化數(shù)據(jù)集合222后，提取對其的中心線CL2。所述中心線CL2提取為貫通影像化數(shù)據(jù)集合222的最長的軸，如前所述，可以通過RANSAC算法等提取。此處，稱所述中心線CL2為第二中心線。

如上所述，當(dāng)分別提取了第一中心線CL1和第二中心線CL2，本發(fā)明的控制部的位置變化跟蹤部，如圖13(a)所示，將第一中心線CL1與第二中心線CL2交叉的交點提取為旋轉(zhuǎn)中心Pr。

此外，所述位置變化跟蹤部以所述提取的旋轉(zhuǎn)中心Pr為中心將基準區(qū)域412旋轉(zhuǎn)至第二中心線CL2側(cè)。此時，所述位置變化跟蹤部將基準區(qū)域412旋轉(zhuǎn)預(yù)先設(shè)定角度，例如，若預(yù)先設(shè)定角度為1°，則以旋轉(zhuǎn)中心Pr為中心將基準區(qū)域412旋轉(zhuǎn)1°。

如上所述，所述位置變化跟蹤部使基準區(qū)域以旋轉(zhuǎn)中心Pr為中心進行旋轉(zhuǎn)，直到變化的壓力分布信息321均包含于旋轉(zhuǎn)的基準區(qū)域412內(nèi)。圖13(b)示出了隨著壓力分布信息321均包含于該基準區(qū)域內(nèi)，原本旋轉(zhuǎn)著的基準區(qū)域結(jié)束旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。附圖標記414指旋轉(zhuǎn)結(jié)束的狀態(tài)的基準區(qū)域。

如上所述，基準區(qū)域的旋轉(zhuǎn)結(jié)束后，所述位置變化跟蹤部顯示對應(yīng)所述旋轉(zhuǎn)結(jié)束的基準區(qū)域414的腳影像244，并在其上疊加顯示壓力分布信息321，以此結(jié)束腳位置變化的跟蹤。圖14示出了通過如上所述的過程按照變化的腳的位置顯示腳影像的狀態(tài)。

在上述圖13中，以旋轉(zhuǎn)基準區(qū)域的方式進行了說明，當(dāng)然，也可以同時旋轉(zhuǎn)基準區(qū)域和腳影像。但是，僅旋轉(zhuǎn)基準區(qū)域較佳，因為這使控制部的數(shù)據(jù)處理的負擔(dān)相對甚少。

跟蹤變化的腳的位置時，前述的的方式是當(dāng)發(fā)生脫離基準區(qū)域的壓力分布時，通過使基準區(qū)域以兩個中心線的交點為中心進行旋轉(zhuǎn)來跟蹤腳的位置，但也可以通過移動所述基準區(qū)域而旋轉(zhuǎn)的方式來跟蹤腳的位置。

例如，如上所述，根據(jù)腳的壓力分布，通過提取兩個中心線來提取了其交點，但也可以根據(jù)該提取的交點的位置將基準區(qū)域向水平和垂直方向移動而旋轉(zhuǎn)。

圖15示出了根據(jù)上述方式，從初期映射腳影像時開始根據(jù)腳的移動跟蹤其位置而顯示的一示例。

圖15示出了分別利用上述腳影像的映射以及腳位置變化的跟蹤過程顯示用戶進行高爾夫揮桿時高爾夫桿頭打擊高爾夫球的沖擊時點以后的腳的壓力分布狀態(tài)以及腳的位置變化狀態(tài)。

如圖15所示，對(a)狀態(tài)下形成沖擊后依次經(jīng)過(b)→(c)→(d)→(e)的狀態(tài)，最終成為完成狀態(tài)的過程中，施加于用戶的左腳的壓力分布的變化以及腳位置的變化進行了跟蹤顯示。

從圖15可以看出，隨著用戶的動作，腳的壓力分布依次變化為311→321→331→341→351，由此可以知道腳影像對應(yīng)腳的位置變化依次變化為234→244→254→264→274，且可以很直觀地了解施加于腳的壓力如何施加于腳的什么部位。

此外，如圖15的(c)至圖15的(e)所示，即使因腳的位置發(fā)生變化腳影像被旋轉(zhuǎn)而顯示，只要一同顯示腳的初期位置，即相當(dāng)于映射腳影像時的腳影像的區(qū)域235，用戶便可以更直觀地了解自己的腳從一開始是如何移動的，因而較佳。

一方面，圖16示出了通過根據(jù)本發(fā)明一實施例的運動姿勢分析裝置分析而顯示的用戶的體重移動變化狀態(tài)的信息的一示例。

圖16的(a)示出了高爾夫揮桿的準備擊球姿勢時的用戶的雙腳的壓力分布狀態(tài)，圖16的(b)示出了后揮桿最高點姿勢時的雙腳的壓力分布狀態(tài)，圖16的(c)示出了沖擊姿勢時的雙腳的壓力分布狀態(tài)，此外，圖16的(d)示出了完成姿勢時的雙腳的壓力分布狀態(tài)。

從圖16的(a)至圖16的(d)可以看出，與僅顯示腳壓力分布而不顯示腳影像時相比，可以更直觀地認識隨著用戶的高爾夫揮桿動作的體重移動的變化狀態(tài)。

實施方式

已在具體實施方式中具體描述。

工業(yè)上應(yīng)用的可能性

根據(jù)本發(fā)明的運動姿勢分析裝置以及運動姿勢分析信息生成方法可用于諸如高爾夫揮桿的運動姿勢的分析等與體育相關(guān)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、對體育動作的分析、信息處理等以及利用其結(jié)果的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。