運動選手が着用するプロテクターと連動して運動選手の状態を管理する選手管理装置、選手管理システム及びそれを用いた選手管理方法

本発明は、運動選手の生体情報を検出するセンサを備えたプロテクターと連動して運動選手の身体状態をモニタリングし、それに応じて選手を管理する選手管理装置、選手管理システム及びそれを用いた選手管理方法に関する。

スポーツ競技中のスポーツ選手は、大腿部、腰、首、頭、腕、手、股ぐらなどの身体部位に多く負傷し、さらに後遺症を伴う。また、足、膝、足首、腰、首、腕と手の靭帯と神経または内臓器官が危険に多くさらされている。

このような負傷は、ほとんど選手同士間の物理的な接触により起こるものであるが、特別な事故がないにもかかわらず、身体の内外からの圧迫により、無理な競技やトレーニングマッチ中に身体の内部に生じる異常現象を感じずに選手が死亡したり意識を失ったりすることがある。競技が盛んに行われているとき、選手が受けるストレスと緊張感は極限に達し、身体的に耐え難い状態になるため、自己調節能力が落ちて自分の危険な状態を簡単に忘れてしまうことがある。その結果、選手が競技中に突然倒れて意識不明の植物人間になる場合もあり、さらには死亡する場合もある。

スポーツ競技中の選手の身体的危険乃至変化を選手自身が調整するかコーチや医療スタッフに管理してもらう必要があるが、現時点では選手自身が自分の身体的な問題を調節するか知らせない限り、選手の身体的な問題は誰にも気づかないので、実際の競技に参加している選手は誰の助けも受けることができないのが現状である。

このため、スポーツ競技における極限環境による選手の生体変化に対応し、競技中に選手が負傷する前に対策を講じるためには、競技に参加している選手の生体情報を取得してリアルタイムで危険な状況を予め予測し、その危険な状況にリアルタイムで対処することは非常に重要である。したがって、激しい格闘技スポーツであるテコンドー、チームスポーツ競技であるサッカー、アメリカンフットボール、野球、ラグビー、フォーミュラ1、アイスホッケー、バスケットボール、バレーボール、ハンドボール、ゴルフ、テニス、水泳、自転車、軍用、登山、スキューバダイビング、またはEスポーツの競技に参加している選手の生体情報を、リアルタイムで取得して、識別可能な別途の映像や音声を用いて通知し、着用者には振動を用いてリアルタイムで危機状況を通知することにより、選手の負傷を防ぎ、選手の現在状態をリアルタイムでモニタリングできるようにする分析アルゴリズムを用いて自動的に分析してサポートすることが切実な課題となっている。

本発明は、極限の環境下でスポーツ競技に参加している選手の生体及び運動状態をモニタリングして選手の危険な状況の程度を分析し、選手のペース調整を助けるか、選手を交代することにより、選手の負傷を未然に防止して競技を円滑に運営できるようにした競技運営システムを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る運動選手管理装置は、運動選手の生体情報及び選手の位置に応じた動作及び活動を感知するセンサを備えたプロテクターと連動して、前記運動選手の前兆症状及び負傷危険度を算出して前記運動選手の状態を管理するための運動選手管理装置であって、前記プロテクターから前記生体情報を受信し、前記プロテクターに前記前兆症状及び前記負傷危険度を送信する通信部と、前記前兆症状及び前記負傷危険度を算出して前記運動選手の状態を管理するためのプログラムを保存するメモリと、前記通信部及び前記メモリと連動して前記プログラムの動作を実行するプロセッサと、を含み、前記プログラムは、前記生体情報と予め保存された前記運動選手の生体回復能力データとを用いて前記運動選手の前兆症状及び前記負傷危険度を算出するコマンドを含む。

前記生体情報は、血流、心拍数、心電図、筋電図、体温、乳酸、汗、体外分泌、呼吸、酸素飽和度、水分、体内栄養素、靭帯の弾力性、神経反応、痛み情報のうち少なくともいずれか1つ以上を含み、運動選手の活動距離、活動時間、活動動作の位置を含み、前記プログラムは、前記生体情報の変化量と前記生体回復能力データとを用いて前記運動選手の負傷危険度を算出するコマンドを含むことができる。

前記通信部は、前記プロテクターから、前記運動選手の活動距離、活動時間、活動動作、及び活動強度のうち少なくともいずれか1つ以上を含む運動選手の活動情報を受信し、前記プログラムは、前記生体情報の変化量、前記運動選手の活動情報、及び前記生体回復能力データを用いて前記運動選手の負傷危険度を算出するコマンドを含むことができる。

前記通信部は、外部端末から、競技場の環境と外部の湿度、温度、風量、風向、高度、硬度、地質、地盤と競技場の芝生、すなわち、傾斜ボールリバウンド、垂直ボールリバウンド、ボール転動距離及び速度、芝生の大きさ、芝生の水分状態とボールの位置、回転、強度、弾性力、圧力、重力加速度、ボールのスピン、選手とボールの速度、バウンド、直進、接地のうち少なくともいずれか1つ以上を含む競技場の環境情報を受信し、前記プログラムは、前記生体情報、前記運動選手の生体回復能力データ、及び前記競技場の環境情報を総合して、前記運動選手の負傷危険度を算出するコマンドを含むことができる。

前記通信部は、競技場内に位置する撮影部から競技映像を受信し、前記プログラムは、前記競技映像から、前記運動選手の活動距離、活動時間、活動動作、及び活動強度のうち少なくともいずれか1つ以上を含む運動選手の活動情報を算出し、前記生体情報の変化量、前記運動選手の活動情報、及び前記生体回復能力データを用いて前記運動選手の負傷危険度を算出するコマンドを含むことができる。

前記プロテクターは、前記運動選手の生体情報を感知するためのセンサ部と、前記生体情報を送信し、前記運動選手管理装置から前記負傷危険度を受信する通信部と、前記前兆症状及び負傷危険度を通知するための危険信号通知部と、を含むことができる。

本発明の一実施形態に係るプロテクターは、運動選手の生体情報を用いて前記運動選手の負傷危険度を算出する運動選手管理装置と連動して、前記運動選手に前記負傷危険度を通知するためのプロテクターであって、前記運動選手の血圧情報を測定するための圧電センサと、血流情報を測定するための光センサと、心電図センサと、体温、乳酸、汗、体外分泌、呼吸、酸素飽和度、水分、情報を測定するための温度センサと、体内の栄養素情報、水分量情報、筋肉情報、神経情報、靭帯情報、痛み情報のうち少なくともいずれか1つ以上の生体情報を感知するためのバイオセンサと、のうちの少なくともいずれか1つ以上を含むセンサ部と;前記センサ部が感知した生体情報を前記運動選手管理装置に送信し、前記運動選手管理装置から前記負傷危険度を受信する通信部と;前記負傷危険度を外部に通知するための表示部と、前記運動選手に通知するための振動部と、のうち少なくともいずれか1つ以上を含む危険信号通知部と;を含む。

前記センサ部は、アレイの形に配列された複数のセンサモジュールを含み、前記プロテクターは、前記複数のセンサモジュールにより感知された各生体情報を収集してフィルタリングを行い、前記通信部を介して送信可能な形態の信号に変換する制御部をさらに含むことができる。

本発明の一実施形態に係る運動選手管理方法は、運動選手の生体情報を感知するセンサを備えたプロテクターと連動して、運動選手管理装置が前記運動選手の負傷危険度を算出して前記運動選手の状態を管理するための運動選手管理方法であって、前記プロテクターから前記生体情報を受信するステップと、予め保存された生体回復能力データ及び前記生体情報を用いて負傷危険度を算出するステップと、前記負傷危険度を前記プロテクターに送信するステップと、を含む。

前記生体情報は、血流、心拍数、心電図、筋電図、体温、乳酸、汗、体外分泌、呼吸、酸素飽和度、水分、体内栄養素、靭帯の弾力性、神経反応、痛み情報のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

前記運動選手管理方法は、前記プロテクターから、前記運動選手の活動距離、活動時間、活動動作、及び活動強度のうち少なくともいずれか1つ以上を含む運動選手の活動情報を受信するステップをさらに含み、前記負傷危険度を算出するステップでは、前記生体情報の変化量、前記運動選手の活動情報、及び前記生体回復能力データを用いて前記運動選手の負傷危険度を算出することができる。

前記運動選手管理方法は、外部端末から、競技場の湿度、温度、風量、風向、高度、地質、競技場の芝生の状態、前記運動選手の位置情報、ボールの位置及び動きのうち少なくともいずれか1つ以上を含む競技場の環境情報を受信するステップをさらに含み、前記負傷危険度を算出するステップでは、前記生体情報、予め保存された前記運動選手の生体回復能力データ、及び前記競技場の環境情報を総合して、前記運動選手の負傷危険度を算出することができる。

前記運動選手管理方法は、競技場内に位置する撮影部から競技映像を受信するステップと、前記映像から、前記運動選手の活動距離、活動時間、活動動作、及び活動強度のうち少なくともいずれか1つ以上を含む運動選手の活動情報を算出するステップと、をさらに含み、前記負傷危険度を算出するステップでは、前記生体情報の変化量、前記運動選手の活動情報、及び前記生体回復能力データを用いて前記運動選手の負傷危険度を算出することができる。

前記運動選手管理方法は、前記負傷危険度を、前記運動選手をモニタリングする監督または医療スタッフが保有している端末に送信するステップをさらに含むことができる。

本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムは、運動選手の着用するプロテクターと、前記運動選手の負傷危険度を算出する運動選手管理装置と、を含めて前記運動選手の状態を管理するための運動選手管理システムであって、前記プロテクターは、前記運動選手の身体に付着して前記運動選手の生体情報を感知するセンサを含み、前記運動選手管理装置は、前記運動選手の生体回復能力データを保存する生体回復能力データ保存部と、前記プロテクターから前記運動選手の生体情報を受信する生体情報取得部と、前記生体情報及び前記生体回復能力データを用いて選手の負傷危険度を抽出する負傷危険度抽出部と、を含む。

前記運動選手管理装置は、少なくとも1つ以上の外部端末から、前記運動選手の身体的または精神的状態に影響を及ぼせる環境情報を受信する環境情報取得部をさらに含み、前記負傷危険度抽出部は、前記生体情報、前記環境情報、及び前記生体回復能力データを用いて選手の負傷危険度を抽出することができる。

前記運動選手管理装置は、前記運動選手の活動時間、活動距離、及び活動量のうち少なくともいずれか1つを含む活動情報を取得する活動情報取得部をさらに含み、前記負傷危険度抽出部は、前記生体情報、前記活動情報、前記環境情報、及び前記生体回復能力データを用いて選手の負傷危険度を抽出することができる。

前記活動情報取得部は、前記センサから前記活動情報を取得したり、競技場の内部または外部に配置されて前記運動選手の競技場面を撮影する撮影部から競技映像を受信し、受信した前記競技映像から運動選手の位置変化を感知して選手の活動情報を抽出したりすることができる。

前記運動選手管理装置は、前記負傷危険度を、前記プロテクターに送信したり、前記運動選手をモニタリングする監督または医療スタッフが保有している端末に送信したりする通信モジュールをさらに含むことができる。

本発明に係る運動選手の着用するプロテクターと連動して運動選手の状態を管理する選手管理装置、選手管理システム及びそれを用いた選手管理方法によれば、選手の危険な状況を分析し、それを選手に通知して選手が自らペースを調整できるようにして選手の負傷または緊急事態を予測および未然に防止することができる。

本発明に係る運動選手の着用するプロテクターと連動して運動選手の状態を管理する選手管理装置、選手管理システム及びそれを用いた選手管理方法によれば、選手が着用しているすねプロテクターから取得した生体情報、運動環境(高度、湿度、温度)、及び選手の生体活動データ(選手別生体情報の最大値及び最小値)を総合して、選手の危険状態を正確に分析することができる。

本発明に係る運動選手の着用するプロテクターは、スポーツ種目別選手の着用装備である運動靴、サッカーシューズ、ユニフォーム、靴下とは違って、装備着用規定に違反せず、身体の皮膚(表皮)に安定して密着固定されて生体情報を容易に取得するのに役に立ち、負傷危険部位、動脈、静脈、神経、靱帯の部位に着用するので、選手の生体情報を感知するのに最適化されており、選手を負傷から保護することができる。

本発明の一実施形態に係る選手管理システムの構成を示す図である。

本発明の一実施形態に係る選手管理装置のハードウェア構成図である。

(a)は、本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムにおけるプロテクターの背面図であり、(b)は、本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムにおけるプロテクターの正面図ある。

本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムにおけるプロテクターの構成を示す図である。

本発明の一実施形態に係るプロテクターの着用例を示す図である。

本発明の一実施形態に係るプロテクターの感知および通知モジュールの斜視図である。

本発明の一実施形態に係るプロテクターの感知および通知モジュールの平面図である。

本発明の一実施形態に係る選手管理システムを説明するための図である。

本発明の一実施形態に係る選手管理装置がプロテクターと連動して運動選手を管理するための方法のフローチャートである。

以下、添付した図面を参考にして、本発明の実施の形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は、種々の異なる形態により実現可能であり、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。そして、図面において本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素に対しては、同一の図面符号を付している。また、広く知られている公知の技術の場合、その具体的な説明は省略する。

本明細書に記載された実施形態と図に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎないだけであり、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替し得る多様な均等物と変形例等があり得ることを理解しなければならない。

以下、図面を参照して、本発明の1つの実施形態に係る運動選手の着用するプロテクターと連動して運動選手の状態を管理する選手管理装置、選手管理システム及びそれを用いた選手を管理する方法について説明する。

図1は、本発明の一実施形態に係る選手管理システムの構成を示す図である。

図1を参照すると、本発明の一実施形態に係る選手管理システム100は、運動選手が着用しているプロテクター300と、プロテクター300と連動する選手管理装置200と、を含む。また、選手管理システム100は、競技場の環境情報を選手管理装置200に送信し得る外部端末400と、スポーツ選手の競技内容を撮影し、撮影した競技の映像を選手管理装置200に送信する撮影部500と、選手管理団が所持している選手管理団端末600と、をさらに含むことができる。

プロテクター300は、運動競技中に発生した外部の衝撃から選手の負傷部位を保護し、痛みを緩和し、身体を保護するために皮膚に密着して着用するものであり、プロテクター300の内部は皮膚(表皮及び真皮)に付着されて運動選手の生体情報を容易に感知し、プロテクター300は、感知した生体情報を選手管理装置200に送信する。

生体情報とは、プロテクター300を着用した選手の身体状態を把握するための情報を意味し、例えば、血圧、血流、心拍数、心電図、体温、体内栄養素、体内水分量、筋肉の収縮程度、乳酸、神経、靭帯情報のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

本発明の一実施形態に係る選手管理装置200は、生体情報取得部212と、環境情報取得部214と、活動情報取得部216と、負傷危険度抽出部218と、を含むことができる。

一般的に、強度の高い運動時間当たり活動として、選手は1秒当たり3〜11mを走破するが、選手が6mを走っていると仮定すると、60分間で約21,600mを走り、120分間で43,200mを走る。心拍数は選手の年齢や性別により異なるが、基準時間の間にこのような強度が継続されると、最大心拍数は 「最大心拍数=220−年齢」により150〜213となる。選手は強度の高い運動活動を継続した後、所定の回復時間を経て正常的な心拍数を回復してから次の活動を行う必要がある。身体が正常に回復していない状態で、すなわち、回復時間なしで運動活動を続けると、回復能力が著しく低下するか疲労度が高まるので、運動選手が負傷する可能性が高くなる。また、心臓発作や負傷の前兆症状として、極度の疲労感、軽い痛み、発汗の増加、吐き気とめまい、息切れ、不眠症、不安感などがあり、年齢や性別によって異なるが、このような心臓発作や負傷危険に対する前兆症状を予めモニタリングして選手の状態に合わせて予防及び対策を講じる必要がある。

選手の状態が正常に回復するのにかかる時間は選手ごとに異なっており、回復速度は競技が行われる環境的な要素によっても変わるので、速くなるかまたは遅くなることがある。本実施形態に係る選手管理装置200は、予め保存された使用者の生体回復能力データと、選手の回復速度に影響を及ぼせる、競技場及び外部環境の情報(すなわち、芝生の硬度、地盤、水分、ボールの重力加速度、観客、騒音、温度、高度、風など)と、選手の生体情報と、選手の活動情報とを用いて、選手の状態変化をモニタリングして負傷危険度を取得し、それを選手および管理団に通知することができる。

生体情報取得部212は、プロテクター300から選手の状態を把握するための生体情報を受信する。

環境情報取得部214は、少なくとも1つ以上の外部の端末から環境情報を受信する。

環境情報とは、選手の身体的または精神的状態に影響を及ぼせる情報を意味するものであり、例えば、競技場内の湿度、温度、風量、風向、騒音などの天気情報と、高度、地質、運動場の芝生の状態、ボールの空気圧、ボールの反発力などの競技場情報と、のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

活動情報取得部216は、プロテクター300から選手の活動時間、活動距離、活動量などの活動情報を取得することができ、撮影部500から競技映像を受信し、受信した競技映像から運動選手の位置変化を感知して、選手の運動量を計算するか選手の動きをモニタリングすることで選手の活動情報を抽出することができる。

撮影部500は、競技場の内部のゴールポスト、コーナーフラッグ、ゴールラインに配置され、または競技を中継するために競技場の外部に配置されて様々な角度から選手の位置をモニタリングするための競技の映像を撮影することができる。

負傷危険度抽出部218は、生体情報取得部212が受信した運動選手の生体情報と、環境情報取得部214が受信した運動選手に影響を及ぼせる環境情報と、活動情報取得部216が取得した運動選手の活動情報と、生体回復能力データ保存部219に保存された生体回復能力データとを用いて、選手の負傷危険度を抽出する。

生体回復能力データは、選手の性別、年齢、進行中の運動競技種目に応じて一般的に適用可能なデータと、各選手により既存に行われた競技履歴または訓練時に測定されて個別に蓄積されたデータであるパーソナルデータ(Personal Data)と、のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

また、選手管理装置200は、算出した負傷危険度を、運動選手が自らコンディションを制御することができるように運動選手が着用しているプロテクター300に送信するか、選手の状態をモニタリングして競技を円滑に運用できるように管理する監督、医療スタッフ、審判員、コーチ・スタッフのうち少なくともいずれか1つ以上を含む選手管理団端末600に送信する。

すなわち、本発明の一実施形態に係る選手管理システム100は、プロテクター300から受信した選手の生体情報と、少なくとも1つ以上の外部端末400から受信した環境情報と、撮影部500から受信した競技映像から抽出した選手の活動情報とを総合して、選手の現在の身体状態および体力状態を分析及び把握する。また、過去の競技情報、訓練情報、負傷情報などの予め保存されている選手の生体回復能力データに基づいて、選手が競技を続けると選手の負傷危険が予想されるか選手の健康や生命が危険になると判断される程度である負傷危険度を算出する。

本発明の一実施形態によれば、負傷危険度抽出部218は、生体分析データ、体内栄養素含有量データ、環境要素分析データ、動作分析データ、及び選手の記録データを総合して、正常、境界、危険の3段階で選手の負傷危険度を算出することができる。

このとき、生体分析データは、表1に示すように選手の年齢、単位時間当たりの移動距離、心拍数、回復速度、酸素飽和度、呼吸量、血圧、乳酸、排出される汗の量、体温、体外分泌、痛み情報のうち少なくともいずれか1つを含むことができる。

生体分析データを算出する方法は、以下の通りである。 最大心拍数は、下記の数式1のように計算できる。 最大心拍数(Max HR)=220−年齢 …(1) 目標心拍数は、下記数式2のように計算できる。 目標心拍数=最大心拍数−65〜85% …(2) 1分当たりの消費カロリは、下記数式3または数式4のように計算できる。 1分当たりの消費カロリ(kcal/min) = 0.00094×心拍数+0.1346×体質量−7.37418 …(3) 1分当たりの消費カロリ(kcal/min) =METs×3.5(constant)×体重/200(constant) …(4) 最大酸素摂取量は、下記数式5のように計算できる。 最大酸素摂取量(VO2max)[ml/kg/min]=Mets×3.5 …(5) 無酸素性閾値(AT)は、下記数式6のように計算できる。 無酸素性閾値=0.7(Max HR−Rest HR)+Rest HR …(6) ここで、Maz HRは最大心拍数を表し、Rest HRは運動開始後の最小心拍数を表す。 無酸素性閾値は、選手級が70以上、一般人が50〜60、虚弱者が50以下である。 有酸素性閾値(AeT)は、下記数式7のように計算できる。 有酸素性閾値(AeT) =0.5(Max HR−Rest HR)+Rest HR …(7) 栄養処方における基礎代謝量の公式は、下記数式8を用いて算出される。 男性:66.47+(13.75×体重)+(5×身長)−(6.76×年齢) 女性:665.1+(9.56×体重)+(1.85×身長)−(4.68×年齢) …(8)

体内栄養素含有量データは、下記表2に示すように、選手の体内に含有された水分、炭水化物、タンパク質、脂肪、ミネラル、ビタミンの量のうち少なくともいずれか1つを含むことができる。

また、環境要素分析データは、下記表3に示すように、運動競技場所の湿度、温度、風量、風向、高度、地盤、芝生の硬度、 牽引力、傾斜ボールリバウンド、垂直ボールリバウンド、ボール転動の距離及び速度、芝生の水分、芝生の種類、ボールの弾性力、圧力、重力加速度、回転率、無回転率、直進速度、接地速度、バウンド後の速度、ボールの大きさ、ボールの重量、ボールの反発力のうち少なくともいずれか1つを含むことができる。

また、動作分析データは、選手のキック、守備、攻撃、シューティング、ヘディング、パス、良い防御、ボールトラップ、ボールドリブル、タックル、スローイン、フリーキック、コーナーキック、ファウル、得点、失点、ポイントのうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

選手の記録データは、選手の身長、体重、食事パターン、睡眠パターン、負傷及び病気の記録、飲酒、喫煙、サポート機器、競技の重要度、観客数、観客と周囲の騒音、地域別の流行、病気、不安情報、趣味、収入及び支出のパターン、飢饉、戦争のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

すなわち、負傷危険度抽出部218は、 プロテクター300から受信した選手の生体情報と、少なくとも1つ以上の外部端末400から受信した環境情報と、撮影部500から受信した競技映像から抽出した選手の活動情報とを総合して、生体分析データ、体内栄養素含有量データ、環境要素分析データ、動作分析データ、および選手の記録データを指標化する。

また、指標化されたデータが、予め保存された正常、境界、危険の段階のうちのいずれの段階に該当するかを決定することにより、負傷危険度及び競技力を算出することができる。

また、選手管理システム100は、算出した負傷危険度を、運動選手が自らのコンディションを制御できるように運動選手に伝達するか、選手を管理する選手管理団が所持している選手管理団端末600又は審判員に送信することにより、選手の負傷を予め予防し、運動競技がスムーズに進行できるようにする。

図2は、本発明の一実施形態に係る選手管理装置のハードウェア構成図である。本発明に係る選手管理装置200のハードウェア構成は、デザインによって多様な形態が可能である。図2を参照すると、本発明の一実施形態に係る選手管理装置200は、少なくとも1つの通信インターフェース222と、少なくとも1つのメモリ224と、プロセッサ226と、を含むことができる。

通信インターフェース222は、外部装置と物理的に接続するためのハードウェアである。本実施形態に係る通信インターフェース222は、選手が保有しているプロテクター300と、選手に影響を及ぼせる様々な環境情報を保有している少なくとも1つ以上の外部端末400と、競技映像を撮影する撮影部500と、選手管理団が保有している選手管理団端末600と、に接続するための有線/無線通信インターフェースを含む。

メモリ224は、プロセッサ226の動作に必要な各種情報を保存するハードウェアである。メモリ224は、プロセッサ226の駆動のためのオペレーティングシステム(OS)と、本発明における選手管理装置200の各種動作のためのプログラムと、を保存することができる。

プロセッサ226は、メモリ224および通信インターフェース222と通信を行い、これらを制御する。プロセッサ226は、メモリ224に保存されたプログラムをロードして運動選手の生体情報、活動情報及び環境情報を総合して身体状態を正確に分析し、予め保存された生体回復能力データに基づいて負傷危険度を算出し、それを選手及び選手管理団に送信する機能を行うことができる。

図3の(a)は、本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムにおけるプロテクターの背面図であり、図3の(b)は、本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムにおけるプロテクターの正面図であり、図4は、本発明の一実施形態に係るプロテクターの感知および通知モジュールの構成を示す図である。

図3の(a)を参照すると、プロテクター300は、競技中に発生した外部の衝撃から選手を保護するために選手が身体に着用する装置であって、本実施形態では、サッカーの競技の際にサッカー選手がすねに着用するすねプロテクターであり得る。しかし、プロテクター300は必ずしもこれに限定されるものではなく、各種運動競技の規則により許容された、身体の様々な部位に着用する保護装置であってもよい。

図3の(a)及び図3の(b)を参照すると、本発明の一実施形態に係るプロテクター300は、本体部302と、衝撃吸収プラスチック304と、感知および通知モジュール306と、を含む。

本体部302は、運動選手の汗と熱を排出し易く、外部からの衝撃を吸収できるスポンジ素材を有し、本体部302の一部が、選手から排出される汗や雨などの環境的要因に起因する水分から端末を保護するために防水処理されてもよい。図3の(b)を参照すると、本発明の一実施形態に係るプロテクター300は、本体部302の外側に外部の衝撃にも耐えることができる衝撃吸収プラスチック304をさらに含むことができる。また、感知および通知モジュール306は、運動選手から感知された生体情報を取得し、選手管理装置200と連動して、プロテクター300を着用している選手に危険信号を通知するための構成であり、本体部302の内部に貫通して内設されてもよい。

図4を参照すると、本体部302内の感知および通知モジュール306は、選手の生体情報を取得できるセンサ部310、通信部320、危険信号通知部330、制御部340および電源部350を含む。

センサ部310は、プロテクター300を着用した選手の生体情報を収集するためのセンサを含む。

生体情報とは、プロテクター300を着用した選手の身体状態を把握できる情報を意味し、例えば、血圧、血流、心拍数、心電図、汗、体外分泌、体温、体内栄養素、体内水分量、筋肉の収縮程度、神経、および靱帯情報のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。センサ部310は、生体情報を収集し得る様々な種類のセンサを備えることができる。例えば、センサ部310は、血管拡張により生じる圧力を測定して血圧情報を収集する圧電センサと、血流及び心拍数を収集する光センサと、心臓の正常な動きによる波形を収集する心電図(ECG)センサと、選手の体温を収集する温度センサと、選手の体内酸素飽和度、汗、乳酸及び呼吸量、選手の体内栄養素情報、水分量情報、筋肉情報、神経情報、靭帯または痛みの状態を収集する様々な種類のバイオセンサと、のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

本実施形態に係るプロテクター300において、センサ部310は、着用者の左右のそれぞれのすねの脛骨動脈及び脛骨静脈の近くに位置する。また、センサ部310は、センシング部位及び皮膚との密着のためにバンド状で固定されて、前脛骨動脈部の神経及び筋肉から生体データを取得することにより、心臓から遠く離れたすねの付近でも正確な生体情報を感知することができる。また、本実施形態に係るプロテクターは、センサ部310のセンシング精度を高めるために、アレイの形に配列された複数のセンサを備えることができる。このため、競技中の選手の動きに応じてプロテクター300の位置が微細に変化しても、複数のセンサにより生体情報を感知することにより正確なセンシング情報を取得することができる。

例えば、本発明に係る一実施形態では、センサ部310を光センサで構成することができる。光センサの発光部は着用者の血管に赤外線を照射し、受光部は血管から反射された光を収集して着用者の血流変化を測定する。

このとき、アレイの形に配列された光センサを備え、血管に光を照射し、血管から反射された光を収集して血流の変化を測定する場合、複数の光センサのうちのいずれか1つ以上の光センサが血管と正確に対応すれば、他の光センサが血管と正確に対応位置しなくても、正確に対応する光センサを用いて血流の変化を感知することができる。

通信部320は、センサ部310により取得された選手の生体情報を選手管理装置200に送信したり、選手管理装置200から選手の危険情報を受信したりする。通信部320は、所定の周波数範囲を用いて無線通信を行うレーダ、WIFI、LTE、無線周波数(Radio Frequency:RF)通信モジュールで実現されてもよい。

また、通信部320は、着用者の生体情報を、選手管理装置200だけではなく、選手の身体状態を管理する外部の医療スタッフ、リハビリトレーナー、フィジカルトレーナー、コーチ及び球団(クラブ)にリアルタイムで無線送信することができ、さらに放送通信メディアを介して視聴者にもリアルタイムで無線送信することができる。

危険信号通知部330は、通信部320が選手管理装置200から選手の危険情報を受信すると、危険な状況を選手にリアルタイムで通知することができる。このとき、図3の(b)に示すように、危険信号通知部330は、LED及びディスプレイのうちのいずれか1つ以上を含む表示部331などの視覚的な手段を用いて、審判員及び競技関係者が選手の状態をモニタリングできるように構成されてもよい。

しかし、危険信号通知部330は、必ずしもこれに限定されるものではなく、スピーカーモジュールを備えてこの聴覚的な手段を用いて選手に危険な状況を伝達してもよい。また、危険信号通知部330は、競技運営の戦略上、選手の危険情報を相手に露出しないように、プロテクター300を着用している運動選手のみに危険情報を戦略的に伝達するために振動モジュール332を備えて、所定の間隔で発生する振動信号を用いて選手に危険な状況を通知することができる。すなわち、危険信号通知部330は、選手が自らの状態をチェックできるように構成することもできる。

制御部340は、センサ部310により取得された生体情報を補正し、補正した生体情報を通信部320に伝達して選手管理装置200に送信するように制御することができる。また、 制御部340は、通信部320から受信した選手の危険情報を、危険信号通知部330に伝えて選手に危険な状況を伝達することができる。

制御部340は、センサ部310により取得された生体情報のノイズを除去することができる。また、制御部340は、左プロテクター300により測定された生体情報と、右プロテクター300により測定された生体情報とを総合することもできる。このとき、取得された生体情報を分析して、正確なセンシングが行われていないと判断される場合には、センサ部310の測定波長帯域を変更するか、測定時間を変更するなどの測定パラメータを変更することにより、センシングの精度をさらに向上させることができる。

本実施形態において、制御部340は、プロテクター300全体を運用する中央処理装置(CPU)で実現されてもよく、センサ部310により測定された生体情報を通信部320が送信可能な情報に変換するためのデータ処理装置を含むこともできる。

また、制御部340は、センサ部310により取得された生体情報に基づいて、選手が動いていないと判断するか、運動選手がプロテクター300を着用していないと判断するか、通信部320を介して外部からプロテクター300の動作を制御する信号を受信すると、プロテクター300の各種動作を停止させ、その結果、無駄な電力の浪費を防止することができる。

電源部350は、プロテクター300のセンサ部310、通信部320、危険信号通知部330および制御部340の各種動作の実現に必要な電力を供給するための構成要素であり、最小約5時間持続可能な小型バッテリで実現されてもよい。電源部350は、充電式バッテリであり、外部電力により充電可能である。このとき、本実施形態に係るプロテクター300は、充電端子を含む電源供給部352をさらに含むことができる。

図面に示されていないが、本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムのプロテクター300は、選手の動きを撮影できるカメラをさらに含むことができる。カメラは、競技映像を撮影し、通信部320を介してそれを外部に送信することにより、選手の競技進行の場面をよりリアルに実感できるように送信することができる。また、ビデオ判読にも使用可能である。

このように、本発明の一実施形態に係る運動選手管理システムのプロテクター300は、内側に防水機能及び汗や熱排出機能を発揮するスポンジ材質を有する本体部302を含み、本体部302内に生体情報を取得するセンサ部310と危険信号通知部330とが付着されるため、選手がプロテクター300を着用しても不快感を与えることなく皮膚に密着して生体情報を取得することができる。また、センサ部310は、着用者の左右のそれぞれのすねの脛骨動脈および脛骨静脈の近くに配置され、センシング部位との密着のためにバンド状に固定されて前脛骨動脈部の神経および筋肉から生体データを取得するので、選手の正確な生体情報を取得することができる。

図5は、本発明の一実施形態に係るプロテクターの着用例を示す図であり、図6は、本発明の一実施形態に係るプロテクターの感知および通知モジュールの斜視図であり、図7は、本発明の一実施形態に係るプロテクターの感知および通知モジュールの平面図である。

図5を参照すると、本発明の一実施形態に係るプロテクター300は、着用者のすね部分に着用されてもよい。プロテクター300は、本体部302と、本体部302内の感知および通知モジュール306と、を含む。

本体部302は、運動選手の汗を吸収し易く熱を排出し易く構成されたもので、外部からの衝撃を吸収することができ、本体部302の一部を、選手から排出される汗や雨などの環境的要因に起因する水分から端末を保護するために、防水処理することができる。

感知および通知モジュール306は、運動選手の生体情報を取得し、取得した生体情報を外部に送信し、外部から受信した選手の負傷危険度を選手及び競技関係者に通知するための構成要素である。

図6及び図7を参照すると、本実施形態に係る感知および通知モジュール306は、センサ部310、通信部320、危険信号通知部330、制御340および電源部350を含むことができる。

本実施形態に係るプロテクター300の感知および通知モジュール306においては、上部に、選手と接触するセンサ部310と電源供給部352とが配設される。センサ部310は、着用者の身体部分に密着して着用者の生体情報を感知することができる。

センサ部310の下部には、 振動信号を用いて選手の危険情報を選手に通知するための振動モジュール332が配設され、振動モジュール332の下部には、プロテクター300の各機能を制御するための制御部 340が配設される。制御部340の下部には、プロテクター300の各機能の実現に必要な電力を供給する電源部350が配設される。

電源部350の下部には、外部との通信を行う通信部320と、選手の危険情報を外部に通知するための表示部331とが配設される。表示部331は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3つのLEDで構成されて、選手の負傷危険度に応じて異なる色を点灯させることができる。

上記構成要素を有する感知および通知モジュール306は、上端部が図1に示されたプロテクター300の内側に備えられる本体部302に挿入され得る。このとき、選手の生体情報を感知するセンサ部310と、選手に危険信号を通知するための振動モジュール332とは、着用者の身体、例えば、すね部分に密着可能である。

図6に示すように、本発明の一実施形態に係るプロテクター300の感知および通知モジュール306は、幾層にも積層された構造で形成されてもよいが、これは例示的なものであり、本発明に係る感知および通知モジュール306に備えられるセンサ部310、通信部320、制御部340、危険信号通知部330及び電源部350は、多様に配置されて形成されてもよい。また、センサ部310は、皮膚、前脛骨動脈及び様々な動脈、静脈、神経に密着するようにバンド状にデザインしてもよく、着脱式に変更して使用してもよい。

図8は、本発明の一実施形態に係る選手管理システムを説明するための図である。

図8を参照すると、本発明の一実施形態に係る選手管理システム100は、選手が着用するプロテクター300と、競技場内の選手情報及び環境情報を送信する外部端末400と、競技場内に位置するボール、ゴールポスト、ゴールライン、中継カメラ、及びコーナーフラッグのうち少なくともいずれか1つ以上が含む撮影部500と、選手管理団端末600と、前記プロテクター300、外部端末400、撮影部500、及び選手管理団端末600と連動する選手管理装置200と、を含む。

まず、サッカー競技に参加する運動選手はプロテクター300を着用し、プロテクター300に備えられた感知および通知モジュール306は、センサ部310を介して運動選手の生体情報を感知することができる。

センサ部310により感知された生体情報は、通信部320を経て選手管理装置200に送信され得る。または、制御部340により、生体情報が所定の閾値以上の異常信号であると判断された場合には、振動モジュール332を用いて着用者に危険な状況をすぐに通知することもできる。

選手管理装置200は、 少なくとも1つ以上の選手のプロテクター300から使用者の生体情報を受信する。

本発明の一実施形態に係る選手管理装置200は、少なくとも1つ以上の外部端末400から、選手の精神的または物理的に影響を及ぼせる環境情報をスキャンして受信することができる。環境情報は、競技場内の湿度、温度、風量、風向などの天気情報、高度、地質、運動場の芝生状態などの競技場情報のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

また、選手管理装置200は、選手のプロテクター300に備えられた加速度センサまたは角度センサを含む運動センサから、選手の活動時間、活動距離、及び活動量のうち少なくともいずれか1つ以上を含む活動情報を取得することができる。または、競技場の内部または外部に配置された少なくとも1つ以上の撮影部500から、選手の動きを撮影した競技映像を取得し、競技映像から選手の動きを感知して選手の活動情報、選手の位置及び環境情報を取得することができる。環境情報は、競技場及び外部環境の情報、すなわち、芝生の硬度、地盤、水分、ボールの重力加速度、観客、温度、高度、風及びボールの動きのうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

選手管理装置200は、受信した生体情報と、環境情報と、活動情報と、選手の生体回復能力データ保存部219に保存された生体回復能力データとを用いて、選手の負傷危険度を計算する。生体回復能力データは、選手の性別、年齢、進行中の運動競技種目に応じて一般的に適用可能なデータと、各選手により既存に行われた競技履歴または訓練時に測定されて個別に蓄積されたデータであるパーソナルデータ(Personal Data)と、のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

また、選手管理装置200は、計算した負傷危険度を、選手が着用しているプロテクター300と、選手管理団が保有している選手管理団端末600と、に送信することができる。選手管理団端末600は、メインコンピュータ、タブレットPC、スマートフォンなどの電子機器であり得る。

図9は、本発明の一実施形態に係る選手管理装置がプロテクターと連動して運動選手を管理するための方法のフローチャートである。

図9を参照すると、選手管理装置200は、選手が着用しているプロテクター300から選手の生体情報を受信する(S110)。

プロテクター300は、選手の様々な生体情報を感知するセンサ部310と、生体情報を送信し、負傷危険度を受信する通信部320と、を含むことができる。センサ部310は、選手の血圧、血流、心拍数、心電図、体温、汗、体外分泌、体内栄養素、体内水分量、筋肉の収縮程度、神経、靭帯、痛み情報のうち少なくともいずれか1つ以上を含む運動選手の生体情報を感知するために、圧電センサ、光センサ、心電図センサ、温度センサ、バイオセンサのうち少なくともいずれか1つ以上のセンサを含むことができ、センシング感度を高めるために、アレイの形に配列された複数のセンサモジュールを備えることができる。

選手管理装置200は、少なくとも1つ以上の外部端末400から環境情報を受信する(S120)。

環境情報は、選手の身体的または精神的状態に影響を及ぼせる各種情報を意味するものであり、例えば、競技場内部の湿度、温度、風量、風向などの天気情報、高度、地質、運動場の芝生の状態、騒音などの競技場情報のうち少なくともいずれか1つ以上の情報を含むことができる。

選手管理装置200は、運動選手の競技映像を撮影した撮影部500から競技映像を受信する(S130)。

撮影部500は、競技場内部のゴールポスト、コーナーフラッグ、ゴールラインに配置され、または競技を中継するために競技場外部に配置されて様々な角度から選手の位置をモニタリングするための競技映像を撮影することができる。

選手管理装置200は、撮影部500から受信した競技映像を用いて運動選手の位置変化を感知して選手の運動量を計算するか選手の動きをモニタリングして選手の活動情報を抽出する(S140) 。

その次、選手管理装置200は、プロテクター300から受信した選手の生体情報と、少なくとも1つ以上の外部端末400から受信した環境情報と、撮影部500から受信した競技映像から抽出した選手の活動情報とを総合して運動選手の身体状態を分析し、生体回復能力データに基づいて負傷危険度を算出する(S150)。

生体回復能力データは、選手の性別、年齢、進行中の運動競技種目に応じて一般的に適用可能なデータと、各選手により既存に行われた競技履歴または訓練時に測定されて個別に蓄積されたデータであるパーソナルデータ(Personal Data)と、のうち少なくともいずれか1つ以上を含むことができる。

最後に、選手管理装置200は、算出した負傷危険度を選手または選手管理団に送信する(S160)。これにより、運動選手は、負傷危険度を受信して自らコンディションを制御することができ、また、選手管理団は、運動選手の状態による客観的な負傷危険度を用いて選手を管理および保護することができる。

本発明に係る運動選手の着用するプロテクターと連動して運動選手の状態を管理する選手管理装置、選手管理システム及びそれを用いた選手管理方法によれば、選手の危険な状況を分析し、それを選手に通知して選手が自らペースを調整できるようにして選手の負傷または緊急事態を予測および未然に防止することができる。

本発明に係る運動選手の着用するプロテクターと連動して運動選手の状態を管理する選手管理装置、選手管理システム及びそれを用いた選手管理方法によれば、選手が着用しているすねプロテクターから取得した生体情報、運動環境(高度、湿度、温度)、及び選手の生体活動データ(選手別生体情報の最大値及び最小値)を総合して、選手の危険程度を正確に分析することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。