JP2007144107A - Exercise assisting system - Google Patents

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Kazuyoshi Tsukamoto
一義 塚本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for detecting walking of a user with a simple configuration. <P>SOLUTION: This exercise assisting system 10 includes a screen 12. A user 14 exercises staying walk (stepping)facing the screen 12. Color markers 16 are mounted on the ankles of the user 14 and images including the color markers are taken by a USB camera. Positions of the color markers are detected by processing a image signal from a computer camera, and whether the user 14 walks or not is determined by position changes of the color markers. Every time the walker 14 walks one step, a computer counts the number of steps and calculates a walking distance, walking speed, and consumed calories and displays them on the screen 12. The screen 12 further displays animated images and a playback speed of the animated images is controlled relating to the walking speed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は運動補助システムに関し、特にたとえば高齢者や障害者の歩行運動を補助するための運動補助システムに関する。   The present invention relates to an exercise assistance system, and more particularly to an exercise assistance system for assisting, for example, elderly people and persons with disabilities in walking.

たとえば、停止歩行(足踏み)運動のような運動を補助するためのシステムの一例が、特許文献1ないし4に開示されている。このような運動補助システムでは、ユーザの歩行を計測してその歩行速度や歩幅をユーザに提示することによって、運動の動機付けを与えるように工夫されている。   For example, Patent Documents 1 to 4 disclose an example of a system for assisting exercise such as stop walking (stepping) exercise. Such an exercise assistance system is devised to provide motivation for exercise by measuring the user's walking and presenting the walking speed and stride to the user.

特許文献1および2では、動く走行路面の足の着地点をビデオカメラで観測して歩幅を計測する。特許文献3では、3軸加速度センサにより加速度変化から歩行時間(歩行距離算出)および加速度波形のピーク周波数から歩行速度を求める。さらに、特許文献4では、歩行時の人体の相対的に交差する部位で,磁気センサなどによる交差速度,交差間隔時間を計測し歩行速度,歩行距離を求める。
特開2004−28635号〔G01C 22/00 A63B 22/06 A63B 23/04 A63B 69/00 G01B 11/02〕 特開2004−167002号〔A61B 5/11 A63B 24/00 A63B 69/00 G01C 22/00 G06T 1/00〕 特開2005−49202号〔G01C 22/00〕 特開2004-69468号〔G01C 22/00〕
In Patent Documents 1 and 2, the foot landing point on the moving road surface is observed with a video camera to measure the stride. In Patent Document 3, the walking speed is obtained from the walking time (walking distance calculation) and the peak frequency of the acceleration waveform from the acceleration change by the three-axis acceleration sensor. Further, in Patent Document 4, the walking speed and walking distance are obtained by measuring the crossing speed and the crossing interval time using a magnetic sensor or the like at a portion where the human body relatively crosses during walking.
JP 2004-28635 [G01C 22/00 A63B 22/06 A63B 23/04 A63B 69/00 G01B 11/02] JP 2004-167002 [A61B 5/11 A63B 24/00 A63B 69/00 G01C 22/00 G06T 1/00] JP-A-2005-49202 [G01C 22/00] JP 2004-69468 [G01C 22/00]

この種の運動補助システムでは、ユーザの個性やその人のそのときの状態に応じて最適な運動をさせることが大切で、そのためには、たとえば停止歩行運動ではユーザの歩幅や歩行速度を計測し、それに合わせた運動プログラムを提示する必要がある。しかしながら、上記した従来技術では、歩幅や歩行速度を計測するために、いずれも高価なシステムを使用している。   In this type of exercise support system, it is important to perform optimal exercise according to the individuality of the user and the current state of the person. For this purpose, for example, in stop walking exercise, the user's stride and walking speed are measured. It is necessary to present an exercise program tailored to that. However, the above-described conventional technologies use expensive systems in order to measure the stride and walking speed.

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、運動補助システムを提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide a novel exercise assistance system.

この発明の他の目的は、安価にユーザの状態などを計測できる、運動補助システムを提供することである。   Another object of the present invention is to provide an exercise assistance system that can measure a user's condition and the like at a low cost.

請求項1の発明は、ユーザの手または足が所定の動作を繰り返す、そのような運動を補助するための運動補助システムであって、ユーザの少なくとも一方の手または足に装着するための色マーカ、色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、画像信号を処理して色マーカの位置を検出する位置検出手段、および位置に基づいて運動のストロークを検出するストローク検出手段を備える、運動補助システムである。   The invention of claim 1 is an exercise assistance system for assisting such exercise in which a user's hand or foot repeats a predetermined movement, and is a color marker for wearing on at least one hand or foot of the user An exercise assisting system comprising: a camera that outputs an image signal including a color marker; a position detection unit that processes the image signal to detect a position of the color marker; and a stroke detection unit that detects a stroke of movement based on the position. is there.

請求項1の発明では、色マーカ(16:実施例において相当する部分または要素を例示する参照符号。以下同じ。)をユーザの少なくとも一方の手または足に装着し、ユーザが停止歩行運動(足踏み運動)や水泳運動を行なう。カメラ(18)がその色マーカを含む範囲を撮影し、画像信号を出力する。コンピュータ(24)の1つの機能であってもよい、位置検出手段(S2,S4,S402)がその画像信号を処理することによって、色マーカの位置を検出する。同じくコンピュータ(24)の1機能であってよい、ストローク検出手段(S6,S8,S408)は、その色マーカの位置の変化を追跡することによって、ユーザがした運動における手や足のストロークを検出する。   According to the first aspect of the present invention, a color marker (16: reference numeral exemplifying a corresponding portion or element in the embodiment; the same shall apply hereinafter) is attached to at least one hand or foot of the user, and the user stops walking (stepping) Exercise) and swimming exercises. The camera (18) captures a range including the color marker and outputs an image signal. The position detection means (S2, S4, S402), which may be one function of the computer (24), detects the position of the color marker by processing the image signal. The stroke detection means (S6, S8, S408), which may also be a function of the computer (24), detects the stroke of the hand or foot in the exercise performed by the user by tracking the change in the position of the color marker. To do.

つまり、請求項1の発明によれば、ユーザに色マーカを装着し、それの画像をカメラで撮影し、画像信号をたとえばコンピュータで処理するだけで、ユーザが歩行運動や水泳運動などを行っていることを検出することができる。   In other words, according to the first aspect of the present invention, the user performs a walking exercise, a swimming exercise, and the like simply by attaching a color marker to the user, taking an image thereof with a camera, and processing the image signal with, for example, a computer. Can be detected.

請求項2の発明は、ストローク検出手段によって検出したストローク数をカウントするストローク数カウンタ、およびストローク数カウンタによってカウントされたストローク数に基づいて平均速度を計算する平均速度計算手段をさらに備える、請求項1記載の運動補助システムである。   The invention of claim 2 further comprises a stroke number counter for counting the number of strokes detected by the stroke detection means, and an average speed calculation means for calculating an average speed based on the number of strokes counted by the stroke number counter. The exercise assistance system according to 1.

請求項2の発明では、ストローク数カウンタ(32)は、ストローク検出手段によって検出した1ストローク毎にインクリメントされる(S10)。そして、たとえばコンピュータ(24)からなる平均速度計算手段(S12,S412)は、たとえばストローク数カウンタに累積されている総ストローク数にたとえば平均歩幅や平均ストローク距離を乗算することによって、歩行距離や水泳距離を計算し、それらを総運動時間で除算すれば、平均速度(歩行速度や水泳速度)が求まる。したがって、この平均速度をユーザに見えるように表示すれば、ユーザが運動の効果を容易に確認できる。   In the invention of claim 2, the stroke number counter (32) is incremented for each stroke detected by the stroke detecting means (S10). The average speed calculation means (S12, S412) comprising, for example, a computer (24), for example, multiplies the total number of strokes accumulated in the stroke number counter by, for example, the average stride or average stroke distance, thereby increasing the walking distance or swimming. By calculating the distance and dividing them by the total exercise time, the average speed (walking speed or swimming speed) can be obtained. Therefore, if this average speed is displayed so as to be visible to the user, the user can easily confirm the effect of the exercise.

請求項3の発明は、ストローク数に基づいて消費カロリを計算する消費カロリ計算手段をさらに備える、請求項2記載の運動補助システムである。   The invention according to claim 3 is the exercise assistance system according to claim 2, further comprising consumption calorie calculation means for calculating consumption calorie based on the number of strokes.

請求項3の発明では、コンピュータ24がストローク数に基づいて消費カロリを演算する(S12,S412)ので、ユーザに運動の効果をさらに確認させることができる。   In the invention of claim 3, since the computer 24 calculates calorie consumption based on the number of strokes (S12, S412), the user can further confirm the effect of exercise.

請求項4の発明は、ユーザの少なくとも一方の足首に装着するための色マーカ、色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、画像信号を処理して色マーカの位置を検出する位置検出手段、および位置に基づいてユーザの歩行を検出する歩行検出手段を備える、運動補助システムである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a color marker for mounting on at least one ankle of a user, a camera for outputting an image signal including the color marker, a position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker, and It is an exercise assistance system provided with the walk detection means which detects a user's walk based on a position.

請求項4の発明では、色マーカ(16:実施例において相当する部分または要素を例示する参照符号。以下同じ。)をユーザの少なくとも一方の足首に装着し、ユーザが停止歩行運動(足踏み運動)を行なう。カメラ(18)がその色マーカを含む範囲を撮影し、画像信号を出力する。コンピュータ(24)の1つの機能であってもよい、位置検出手段(S2,S4)がその画像信号を処理することによって、色マーカの位置を検出する。同じくコンピュータ(24)の1機能であってよい、歩行検出手段(S6,S8)は、その色マーカの位置の変化を追跡することによって、ユーザの足が上げ下げされたかどうか判断する。   In the invention of claim 4, a color marker (16: reference numeral exemplifying a corresponding part or element in the embodiment; the same shall apply hereinafter) is attached to at least one of the user's ankles, and the user stops walking motion (stepping motion). To do. The camera (18) captures a range including the color marker and outputs an image signal. The position detection means (S2, S4), which may be one function of the computer (24), detects the position of the color marker by processing the image signal. The walking detection means (S6, S8), which may also be a function of the computer (24), determines whether the user's foot has been raised or lowered by tracking the change in the position of the color marker.

つまり、請求項4の発明によれば、ユーザに色マーカを装着し、それの画像をカメラで撮影し、画像信号をたとえばコンピュータで処理するだけで、ユーザが歩行運動を行っていることを検出することができる。   In other words, according to the fourth aspect of the present invention, it is detected that the user is performing a walking exercise simply by attaching a color marker to the user, photographing the image with a camera, and processing the image signal with, for example, a computer. can do.

請求項5の発明は、歩行検出手段によって1歩に相当する足の上げ下げを検出したときインクリメントされる歩数カウンタ、および歩数カウンタによってカウントされた歩数に基づいて平均歩行速度を計算する平均歩行速度計算手段をさらに備える、請求項4記載の運動補助システムである。   The invention according to claim 5 is a step counter that is incremented when the walking detecting means detects the raising or lowering of the foot corresponding to one step, and an average walking speed calculation that calculates an average walking speed based on the number of steps counted by the step counter. 5. The exercise assistance system of claim 4, further comprising means.

請求項5の発明では、歩数カウンタ(32)は、歩行検出手段によって1歩に相当する足の上げ下げを検出したときインクリメントされる(S10)。そして、たとえばコンピュータ(24)からなる平均歩行速度計算手段(S12)は、たとえば歩数カウンタに累積されている総歩数にたとえば平均歩幅を乗算することによって、歩行距離を計算し、歩行距離を総運動時間で除算すれば、平均歩行速度が求まる。したがって、この平均歩行速度をユーザに見えるように表示すれば、ユーザが歩行運動の効果を容易に確認できる。   In the invention of claim 5, the step count counter (32) is incremented when the walking detecting means detects the raising and lowering of the foot corresponding to one step (S10). Then, for example, the average walking speed calculating means (S12) comprising the computer (24) calculates the walking distance by multiplying the total number of steps accumulated in, for example, the number of steps counter by, for example, the average step length, and calculates the walking distance to the total motion. Divide by time to find the average walking speed. Therefore, if this average walking speed is displayed so as to be visible to the user, the user can easily confirm the effect of the walking exercise.

請求項6の発明は、歩行運動するユーザが見えるように、移動速度で移動する動画映像を表示する動画映像表示手段をさらに備える、請求項5記載の運動補助システムである。   The invention according to claim 6 is the exercise assisting system according to claim 5, further comprising moving image display means for displaying a moving image that moves at a moving speed so that a user who performs a walking exercise can be seen.

請求項6の発明では、たとえば、スクリーン(12)とプロジェクタ(20)との組み合わせからなる映像表示装置、または他の種類の映像表示装置を用いて、動画映像表示手段(24,26)が、設定した移動速度で動画映像を再生表示する。したがって、装置の動画映像を変更すれば、ユーザに多様な景色を持つ仮想運動空間を提供することができる。   In the invention of claim 6, for example, using a video display device composed of a combination of the screen (12) and the projector (20) or another type of video display device, the moving image video display means (24, 26) Play and display the video image at the set moving speed. Therefore, if the moving image of the device is changed, it is possible to provide the user with a virtual exercise space having various scenery.

請求項7の発明は、平均歩行速度に応じて動画映像の移動速度を制御する映像移動速度制御手段をさらに備える、請求項6記載の運動補助システムである。   The invention according to claim 7 is the exercise assisting system according to claim 6, further comprising video moving speed control means for controlling the moving speed of the moving image according to the average walking speed.

請求項7の発明では、たとえばコンピュータ(24)で構成され得る映像移動速度設定手段(S16)が、平均歩行速度に応じて動画映像の移動速度を制御する。たとえば、平均歩行速度に合わせてその移動速度を変化制御すれば、ユーザにゆったりした仮想運動環境を提示できる。   In the seventh aspect of the invention, the video moving speed setting means (S16), which can be constituted by, for example, a computer (24), controls the moving speed of the moving picture according to the average walking speed. For example, if the movement speed is changed and controlled according to the average walking speed, a relaxed virtual exercise environment can be presented to the user.

請求項8の発明は、動画映像の移動速度と平均歩行速度とを比較する速度比較手段、および速度比較手段の比較結果に応じてユーザにメッセージを当て得るメッセージ付与手段をさらに備える、請求項6または7記載の運動補助システムである。   The invention of claim 8 further comprises speed comparison means for comparing the moving speed of the moving image and the average walking speed, and message giving means for applying a message to the user according to the comparison result of the speed comparison means. Or it is the exercise assistance system of 7.

請求項8の発明では、比較手段(S15,S18)が動画映像の移動速度と平均歩行速度とを比較し、その結果として、メッセージ付与手段(S17,S19)がユーザにメッセージを出力する。そのメッセージを例示すれば、後者が前者に比べて遅いときは、「もう少し速く歩いてください」というメッセージであり、後者が前者に比べて速いときは、「もう少しゆっくり歩いてください」というメッセージであり得る。この種のメッセージをユーザに与えることによって、ユーザに積極的なトレーニングを促すことができる。   In the invention of claim 8, the comparison means (S15, S18) compares the moving speed of the moving image and the average walking speed, and as a result, the message giving means (S17, S19) outputs a message to the user. For example, when the latter is slower than the former, the message is "Please walk a little faster". When the latter is faster than the former, the message is "Please walk a little slower" obtain. By giving this type of message to the user, the user can be encouraged to actively train.

請求項9の発明は、位置検出手段で検出した色マーカの位置の変化に応じて消費カロリを計算する消費カロリ計算手段をさらに備える、請求項4ないし8のいずれかに記載の運動補助システムである。   The invention according to claim 9 is the exercise assistance system according to any one of claims 4 to 8, further comprising consumption calorie calculation means for calculating consumption calorie according to a change in the position of the color marker detected by the position detection means. is there.

請求項9の発明では、消費カロリ計算手段はたとえばコンピュータ(24)で構成され、位置検出手段で検出した色マーカの位置の変化に応じて、たとえば位置エネルギ、運動エネルギさらには歩行運動エネルギを計算し、それらの総和に基づいて消費カロリを計算する。したがって、この消費カロリをユーザに見えるように表示すれば、ユーザが歩行運動の効果を容易に確認できる。   In the ninth aspect of the present invention, the calorie consumption calculating means is composed of, for example, a computer (24), and calculates, for example, positional energy, kinetic energy, or walking kinetic energy in accordance with a change in the position of the color marker detected by the position detecting means. And calculate the calorie consumption based on the sum of them. Therefore, if this consumed calorie is displayed so as to be visible to the user, the user can easily confirm the effect of the walking exercise.

請求項10の発明は、ユーザの少なくとも一方の手首に装着するための色マーカ、色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、画像信号を処理して色マーカの位置を検出する位置検出手段、および位置に基づいてユーザの前屈動作を検出する前屈検出手段を備える、運動補助システムである。   According to a tenth aspect of the present invention, there are provided a color marker for mounting on at least one wrist of a user, a camera for outputting an image signal including the color marker, a position detecting means for processing the image signal to detect the position of the color marker, and It is an exercise assistance system provided with the forward bending detection means which detects a user's forward bending action based on a position.

請求項10の発明では、色マーカ(16)をユーザの少なくとも一方の手首に装着し、ユーザが前屈動作を行なう。カメラ(18)がその色マーカを含む範囲を撮影し、画像信号を出力する。たとえばコンピュータ(24)であってもよい、位置検出手段(S102,S104)がその画像信号を処理することによって、色マーカの位置を検出する。同じくコンピュータ(24)であってよい、前屈検出手段(S106,S108)は、その色マーカの位置の変化を追跡することによって、ユーザが前屈動作をしたかどうか判断する。   In the invention of claim 10, the color marker (16) is attached to at least one wrist of the user, and the user performs a forward bending operation. The camera (18) captures a range including the color marker and outputs an image signal. For example, the position detection means (S102, S104), which may be a computer (24), detects the position of the color marker by processing the image signal. The forward bending detection means (S106, S108), which may also be a computer (24), determines whether or not the user has bent forward by tracking changes in the position of the color marker.

請求項10の発明によれば、色マーカの装着位置を手首にすることによって、前屈動作を検出して前屈柔軟度を評価することができる。   According to the invention of claim 10, by setting the mounting position of the color marker to the wrist, the forward bending motion can be detected and the forward bending flexibility can be evaluated.

請求項11の発明は、ユーザの少なくとも一方の足首に装着するための色マーカ、色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、画像信号を処理して色マーカの位置を検出する位置検出手段、および位置に基づいてユーザの最大1歩幅を検出する最大1歩幅検出手段を備える、運動補助システムである。   The invention according to claim 11 is a color marker for mounting on at least one ankle of a user, a camera for outputting an image signal including the color marker, a position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker, and It is an exercise assistance system provided with the maximum 1 step detection means which detects the maximum 1 step of a user based on a position.

請求項11の発明では、色マーカ(16)を少なくとも一方の足首に装着し、ユーザが足を大きく前に踏み出す。カメラ(18)がその色マーカを含む範囲を撮影し、画像信号を出力する。たとえばコンピュータ(24)からなる位置検出手段(S202,S204)がその画像信号を処理することによって、色マーカの位置を検出する。同じくたとえばコンピュータ(24)からなる最大1歩幅検出手段(S206,S208)は、その色マーカの位置の変化を追跡することによって、ユーザの両足が最大に開脚されたかどうか判断する。請求項11によれば、少なくとも一方の足首に色マーカを装着することによって、最大1歩幅を検出して評価することができる。   In the invention of claim 11, the color marker (16) is attached to at least one of the ankles, and the user steps his / her foot forward greatly. The camera (18) captures a range including the color marker and outputs an image signal. For example, the position detection means (S202, S204) comprising a computer (24) detects the position of the color marker by processing the image signal. Similarly, the maximum one-step detection means (S206, S208) comprising, for example, a computer (24) determines whether or not the user's legs are fully opened by tracking the change in the position of the color marker. According to the eleventh aspect, it is possible to detect and evaluate the maximum step length by attaching a color marker to at least one ankle.

請求項12の発明は、ユーザの一方の足首に装着するための色マーカ、色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、画像信号を処理して色マーカの位置を検出する位置検出手段、位置に基づいてユーザの片足上げ動作を検出する片足上げ検出手段、片足上げ検出手段が片足上げ動作を検出し続けている時間をカウントする時間カウント手段を備える、運動補助システムである。   According to a twelfth aspect of the present invention, a color marker for wearing on one ankle of a user, a camera for outputting an image signal including the color marker, a position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker, This is an exercise assistance system comprising one leg raising detection means for detecting a user's one leg raising operation based on the user, and a time counting means for counting the time during which the one leg raising detection means continues to detect the one leg raising action.

請求項12の発明では、色マーカ(16)をユーザの一方の足首に装着し、ユーザが片足上げ動作を行なう。カメラ(18)がその色マーカを含む範囲を撮影し、画像信号を出力する。コンピュータ(24)すなわち位置検出手段(S302,S304)がその画像信号を処理することによって、色マーカの位置を検出する。同じくコンピュータ(24)である片足上げ検出手段(S306,S308)は、その色マーカの位置の変化を追跡することによって、ユーザが片足上げ動作をしたかどうか判断する。時間カウント手段(32)は、片足上げ検出手段が片足上げ動作を検出している時間、つまり、ユーザが片足上げ動作を継続している時間をカウントする。したがって、請求項12の発明によれば、片足上げ安定度を評価することができる。   In the invention of claim 12, the color marker (16) is attached to one of the user's ankles, and the user performs the one-leg raising operation. The camera (18) captures a range including the color marker and outputs an image signal. The computer (24), that is, the position detection means (S302, S304) processes the image signal to detect the position of the color marker. Similarly, the one leg raising detection means (S306, S308), which is a computer (24), determines whether or not the user has raised one leg by tracking the change in the position of the color marker. The time counting means (32) counts the time during which the one leg raising detecting means detects the one leg raising action, that is, the time during which the user continues the one leg raising action. Therefore, according to the twelfth aspect of the present invention, the stability of raising one foot can be evaluated.

請求項13の発明では、色マーカ(16)をユーザの少なくとも一方の手に装着し、ユーザが水泳運動を行なう。カメラ(18)がその色マーカを含む範囲を撮影し、画像信号を出力する。コンピュータ(24)の1つの機能であってもよい、位置検出手段(S402)がその画像信号を処理することによって、色マーカの位置を検出する。同じくコンピュータ(24)の1機能であってよい、ストローク検出手段(S408)は、その色マーカの位置の変化を追跡することによって、ユーザがした運動における手のストロークを検出する。   In the invention of claim 13, the color marker (16) is attached to at least one hand of the user, and the user performs a swimming exercise. The camera (18) captures a range including the color marker and outputs an image signal. The position detection means (S402), which may be one function of the computer (24), detects the position of the color marker by processing the image signal. The stroke detection means (S408), which may also be a function of the computer (24), detects the stroke of the hand in the movement performed by the user by tracking the change in the position of the color marker.

つまり、請求項13の発明によれば、ユーザの手に色マーカを装着し、それの画像をカメラで撮影し、画像信号をたとえばコンピュータで処理するだけで、ユーザが水泳運動を行っていることを検出することができる。   That is, according to the invention of claim 13, the user is performing a swimming exercise simply by attaching a color marker to the user's hand, taking an image of it with a camera, and processing the image signal, for example, with a computer. Can be detected.

請求項14の発明は、1ストロークごとにインクリメントされるストローク数カウンタ、およびストローク数カウンタによってカウントされたストローク数に基づいて平均水泳速度を計算する平均水泳速度計算手段をさらに備える、請求項13記載の運動補助システムである。   The invention of claim 14 further comprises a stroke number counter incremented for each stroke, and an average swimming speed calculation means for calculating an average swimming speed based on the number of strokes counted by the stroke number counter. Is an exercise assistance system.

請求項14の発明では、ストローク数カウンタ(32)は、ストローク検出手段によって検出した1ストローク毎にインクリメントされる(S10)。そして、たとえばコンピュータ(24)からなる平均水泳速度計算手段(S412)は、たとえばストローク数カウンタに累積されている総ストローク数にたとえば平均ストローク距離を乗算することによって、水泳距離を計算し、それらを総運動時間で除算すれば、平均水泳速度が求まる。したがって、この平均水泳速度をユーザに見えるように表示すれば、ユーザが運動の効果を容易に確認できる。   In the invention of claim 14, the stroke number counter (32) is incremented for each stroke detected by the stroke detecting means (S10). Then, for example, the average swimming speed calculating means (S412) comprising the computer (24) calculates the swimming distance by multiplying, for example, the average stroke distance by the total number of strokes accumulated in the stroke number counter. Divide by total exercise time to get the average swimming speed. Therefore, if the average swimming speed is displayed so as to be visible to the user, the user can easily confirm the effect of the exercise.

請求項15の発明は、移動速度で移動する動画映像を表示する動画映像表示手段をさらに備える、請求項14記載の運動補助システムである。   The invention according to claim 15 is the exercise assisting system according to claim 14, further comprising moving image display means for displaying a moving image moving at a moving speed.

請求項15の発明では、たとえば、スクリーン(12)とプロジェクタ(20)との組み合わせからなる映像表示装置、または他の種類の映像表示装置を用いて、動画映像表示手段(24,26)が、設定した移動速度で動画映像を再生表示する。したがって、装置の動画映像を変更すれば、ユーザに多様な景色を持つ仮想運動空間を提供することができる。   In the invention of claim 15, for example, using a video display device composed of a combination of the screen (12) and the projector (20) or another type of video display device, the moving image video display means (24, 26) Play and display the video image at the set moving speed. Therefore, if the moving image of the device is changed, it is possible to provide the user with a virtual exercise space having various scenery.

請求項16の発明は、平均水泳速度に応じて動画映像の移動速度を制御する映像移動速度制御手段をさらに備える、請求項15記載の運動補助システムである。   The invention according to claim 16 is the exercise assisting system according to claim 15, further comprising image moving speed control means for controlling the moving speed of the moving image according to the average swimming speed.

請求項16の発明では、たとえばコンピュータ(24)で構成され得る映像移動速度設定手段(S416)が、平均水泳速度に応じて動画映像の移動速度を制御する。たとえば、平均水泳速度に合わせてその移動速度を変化制御すれば、ユーザにゆったりした仮想運動環境を提示できる。   In the invention of claim 16, the video moving speed setting means (S416) which can be constituted by, for example, a computer (24) controls the moving speed of the moving image according to the average swimming speed. For example, if the movement speed is changed and controlled in accordance with the average swimming speed, a relaxed virtual exercise environment can be presented to the user.

この発明によれば、ユーザに装着した色マーカを撮影した画像信号をたとえばコンピュータで処理するだけで、ユーザが歩行運動や水泳運動などを行っていることを検出することができるので、従来技術に比べて格段に安価な運動補助システムが構築できる。また、その色マーカの装着位置を適宜設定することにより、歩行運動や水泳運動だけでなく、多様な身体姿勢を検出することができる。   According to the present invention, it is possible to detect that the user is performing a walking exercise, a swimming exercise, or the like only by processing an image signal obtained by photographing a color marker attached to the user by, for example, a computer. Compared to this, a much cheaper exercise assistance system can be constructed. In addition, by appropriately setting the mounting position of the color marker, it is possible to detect not only walking exercises and swimming exercises but also various body postures.

この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。   The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.

図1に示すこの発明の実施例の運動補助システム10は、スクリーン12を含み、このスクリーン12の前でユーザ14が停止歩行運動または停止走行を行なう。なお、停止歩行運動または停止走行運動とは、位置を変えないで行なう歩行運動または走行運動で、足踏み運動である。歩行運動か走行運動かの違いは、その足の上げ下げの速さで区別できるが、この実施例のシステム10では歩行運動か走行運動かを区別する必要がないので、特に違いを説明する必要がないときは、すべて歩行運動として記述する。   The exercise assisting system 10 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a screen 12, and a user 14 performs a stop walking exercise or a stop running in front of the screen 12. The stop walking exercise or the stop running exercise is a walking exercise or a running exercise performed without changing the position, and is a stepping exercise. The difference between the walking motion and the running motion can be distinguished by the speed of raising and lowering the foot. However, in the system 10 of this embodiment, it is not necessary to distinguish between the walking motion and the running motion, so it is particularly necessary to explain the difference. If not, all are described as walking.

また、この実施例では、ユーザ14の一方の足の足首には、たとえば青などの特定の色が付与された色マーカ16が装着される。この色マーカ16としては、たとえば着色された布を面ファスナー(「マジックテープ」(商品名))で着脱可能に装着するようにしたもの、あるいはある程度の幅がある平べったいゴムに着色を施したものなど、任意の形態のものが利用可能であるが、要は、ユーザ14の歩行運動における足の上げ下げに追随して変位するように足に装着され、かつカメラで撮影できる着色物であればよい。   In this embodiment, a color marker 16 to which a specific color such as blue is given is attached to the ankle of one foot of the user 14. As the color marker 16, for example, a colored cloth that is detachably attached with a hook-and-loop fastener (“magic tape” (trade name)) or a flat rubber with a certain width is colored. Although it can be used in any form, such as an applied one, the main point is a colored object that is attached to the foot so as to be displaced following the raising and lowering of the foot in the walking motion of the user 14 and can be photographed with a camera. I just need it.

ユーザ14の足に装着した上述のような色マーカ16を撮影するためのカメラ18が、たとえばスクリーン12の下方に設置される。ただし、カメラ18の設置場所はこの他、運動を行うユーザ14や他の人の邪魔にならない場所であれば、スクリーン12の下方に限るものではない。また、カメラ18としては、USBカメラを利用することができるが、USBカメラとは、コンピュータのUSB(Universal Serial Bus:共通のコネクタでさまざまな周辺機器を接続することができるインタフェース規格)端子に接続されて、たとえば水平角度が50度、画素数が25−45万画素程度でWebカメラとも呼ばれる比較的安価なカメラである。ただし、もっと画素数の大きい、精細度の高いカメラを用いてもよい。   A camera 18 for photographing the above-described color marker 16 attached to the foot of the user 14 is installed below the screen 12, for example. However, the installation location of the camera 18 is not limited to the lower side of the screen 12 as long as it does not interfere with the user 14 or other people who exercise. As the camera 18, a USB camera can be used, and the USB camera is connected to a USB (Universal Serial Bus: interface standard that can connect various peripheral devices with a common connector) terminal of a computer. For example, it is a relatively inexpensive camera called a Web camera having a horizontal angle of 50 degrees and a pixel count of about 25 to 450,000 pixels. However, a camera with a larger number of pixels and higher definition may be used.

また、この実施例の運動補助システム10では、ユーザ14の停止歩行運動に効果的な映像(たとえば、進行方向に画像が変化する動画)を、たとえばプロジェクタ20によってスクリーン12上に表示し、また、必要に応じてステレオスピーカ22Lおよび22RでBGM(Back Ground Music)や効果音、あるいは音声メッセージなどの音声を発音するようにしてもよい。   Further, in the exercise assistance system 10 of this embodiment, an image (for example, a moving image whose image changes in the traveling direction) effective for the stop walking motion of the user 14 is displayed on the screen 12 by the projector 20, for example. If necessary, sound such as BGM (Back Ground Music), sound effects, or voice messages may be generated by the stereo speakers 22L and 22R.

この実施例では、床面上の空きスペースを十分確保するために天吊り型のプロジェクタ20を用いたが、床面据置型のプロジェクタが利用されてもよい。さらに、この実施例では、スクリーン12とプロジェクタ20との組み合わせからなる映像表示装置を用いるが、たとえば大画面テレビジョンなどの他の映像表示装置が利用されてもよい。   In this embodiment, the ceiling-type projector 20 is used in order to secure a sufficient space on the floor surface, but a floor-standing projector may be used. Further, in this embodiment, a video display device composed of a combination of the screen 12 and the projector 20 is used, but other video display devices such as a large screen television may be used.

図1実施例の運動補助システム10のブロック図が図2に示される。運動補助システム10はコンピュータ24を含み、このコンピュータ24は、USBカメラ18からのカメラ信号を受ける。そして、ビデオプレイヤ26によって上述のような映像を再生し、その再生映像信号をグラフィックボード28からプロジェクタ20に与える。この実施例では、たとえば、所定速度で移動するディジタルビデオカメラで撮影して映像ソースを作成し、その映像ソースをモーションJPEG形式の動画ファイルに変換し、それをDirectShowのようなビデオプレイヤ26で再生する。また、サウンドボード30からスピーカ22Rおよび22Lに、BGMおよび効果音などの音声信号を与える。   A block diagram of the exercise assistance system 10 of the FIG. 1 embodiment is shown in FIG. The exercise assistance system 10 includes a computer 24 that receives camera signals from the USB camera 18. Then, the video player 26 reproduces the video as described above, and gives the reproduced video signal from the graphic board 28 to the projector 20. In this embodiment, for example, a video source is created by shooting with a digital video camera moving at a predetermined speed, the video source is converted into a motion JPEG video file, and the video source 26 is played back by a video player 26 such as DirectShow. To do. Also, sound signals such as BGM and sound effects are given from the sound board 30 to the speakers 22R and 22L.

コンピュータ24の内部メモリ32には後述のフロー図で示すプログラムが記憶されているとともに、この内部メモリ32の領域はワーキングメモリやバッファ、レジスタ、あるいはカウンタなどとしても利用される。特に、内部メモリ32には、画像処理においてコンピュータ24が抽出処理または獲得処理すべき色(図1に示すマーカ16の色)を示す色相値(実施例では、青)を予め設定しておくための色相レジスタ(図示せず)が形成される。   The internal memory 32 of the computer 24 stores a program shown in a flowchart described later, and the area of the internal memory 32 is also used as a working memory, a buffer, a register, a counter, or the like. In particular, in the internal memory 32, a hue value (blue in the embodiment) indicating a color (the color of the marker 16 shown in FIG. 1) to be extracted or acquired by the computer 24 in image processing is set in advance. The hue register (not shown) is formed.

さらに、この内部メモリ32内には、日本人の平均歩幅を求めるためのテーブル(図示せず)が予め記憶されている。たとえば、ユーザの身長,体重,年齢,性別から、その平均歩幅テーブルを検索することによって、そのときのユーザの平均歩幅を求めることができる。   Further, in this internal memory 32, a table (not shown) for obtaining the average Japanese stride is stored in advance. For example, the user's average stride can be obtained by searching the average stride table from the user's height, weight, age, and gender.

コンピュータ24にはメモリインタフェース34を介して外部メモリ36が結合される。この外部メモリ36は、上述のビデオプレイヤ26で再生される動画映像を記録しているたとえばハードディスクまたはCD−RW、DVD−RWなどのディスクあるいは半導体メモリなど任意の記録媒体または記憶媒体であり、ここではそれらを便宜上「メモリ」と呼ぶことにする。   An external memory 36 is coupled to the computer 24 via a memory interface 34. The external memory 36 is an arbitrary recording medium or storage medium such as a hard disk, a disk such as a CD-RW or a DVD-RW, or a semiconductor memory in which a moving image reproduced by the video player 26 is recorded. Then, for convenience, they are called “memory”.

ここで、図3を参照して、この運動補助システム10では、スクリーン12上に、プロジェクタ20によって、ユーザ14の停止歩行運動を補助するために、上述のような、移動または進行する動画映像(進行映像)を映像表示領域12aに表示する。さらに、スクリーン12上には歩行距離表示領域12b、歩行速度表示領域12c、歩数表示領域12dおよび消費カロリ表示領域12eがそれぞれ設けられる。歩行距離表示領域12bにはその停止歩行運動によって、仮に移動したとすると何m歩いたことになるかを表示し、歩行速度表示領域12cにはそのときの歩行速度(時速:km/h)を表示し、歩数表示領域12dには何歩歩いたか、つまり何回足を上げ下ろししたかの回数を表示し、そして消費カロリ表示領域12eにはそのときの停止歩行運動で何kcal消費したことになるかを表示する。これらの数値は、基本的には以下に説明するように計算で求めた推定値である。   Here, with reference to FIG. 3, in this exercise assisting system 10, the moving or proceeding moving image (as described above) on the screen 12 to assist the user 14 in the stop walking motion by the projector 20 ( (Progress video) is displayed in the video display area 12a. Furthermore, a walking distance display area 12b, a walking speed display area 12c, a step count display area 12d, and a consumed calorie display area 12e are provided on the screen 12, respectively. The walking distance display area 12b displays how many meters it has been supposed to have moved due to the stop walking motion, and the walking speed display area 12c indicates the walking speed (speed: km / h) at that time. In the step number display area 12d, the number of steps taken, that is, how many times the foot has been raised and lowered is displayed, and in the consumption calorie display area 12e, how many kcal are consumed by the stop walking exercise at that time. Is displayed. These numerical values are basically estimated values obtained by calculation as described below.

図4を参照して、この実施例の運動補助システム10を使ってユーザ14が停止歩行運動を行なうときのコンピュータ24の動作を説明する。なお、この図4に示す処理動作やそれぞれに付随するサブルーチンなどは、基本的にはプロジェクタ20による表示フレーム毎に実行される、ということに予め留意されたい。   With reference to FIG. 4, operation | movement of the computer 24 when the user 14 performs stop walking exercise | movement using the exercise | movement assistance system 10 of this Example is demonstrated. It should be noted in advance that the processing operations shown in FIG. 4 and the subroutines accompanying each processing are basically executed for each display frame by the projector 20.

なお、停止歩行運動の開始に先立って、後の計算に必要な個人データ、身長,体重,年齢,性別を図示しない入力手段(キーボードやマウスなど)を利用して入力するとともに、各レジスタ、バッファ、カウンタ、フラグなどを初期化する。   Prior to the start of stop walking exercise, personal data, height, weight, age, and gender necessary for subsequent calculations are input using input means (keyboard, mouse, etc.) not shown, and each register and buffer Initialize counters, flags, etc.

そして、ユーザ14が図1に示すように、スクリーン12の前方で停止歩行運動を実行する。そこで、コンピュータ24は、ビデオプレイヤ26を起動して、適宜の進行動画映像をプロジェクタ20によってスクリーン12の映像表示領域12a(図3)に表示させる。それとともに、コンピュータ24は、ステップS2において、ユーザ14が足首に装着している色マーカ16の実空間上の位置を検出する。   Then, as shown in FIG. 1, the user 14 performs a stop walking exercise in front of the screen 12. Therefore, the computer 24 activates the video player 26 and causes the projector 20 to display an appropriate progress video image on the video display area 12a (FIG. 3) of the screen 12. At the same time, in step S2, the computer 24 detects the position in the real space of the color marker 16 worn by the user 14 on the ankle.

色マーカ16を検出するために、図5に示すサブルーチンが実行される。すなわち、最初のステップS21において、コンピュータ24はスクリーン12の下方に設置しているUSBカメラ18からの色マーカ16を含む画像信号を取り込む。その画像信号にはプレイヤ14の足色マーカ16の画像以外にユーザ14の背景の画像(ノイズ)も含まれる。そこで、次のステップS22では、コンピュータ24はそのようなノイズを除去するために、色マーカ16が存在すると考えられる領域以外の領域にマスクをかけ、そのマスクした領域すなわち色マーカ存在領域以外の領域の画像信号を処理の対象から除外してコンピュータの負担軽減を図る。   In order to detect the color marker 16, the subroutine shown in FIG. 5 is executed. That is, in the first step S <b> 21, the computer 24 captures an image signal including the color marker 16 from the USB camera 18 installed below the screen 12. The image signal includes an image (noise) of the background of the user 14 in addition to the image of the foot color marker 16 of the player 14. Therefore, in the next step S22, in order to remove such noise, the computer 24 applies a mask to an area other than the area where the color marker 16 is considered to exist, and the masked area, that is, an area other than the color marker existing area. The image signal is excluded from the object of processing to reduce the burden on the computer.

続くステップS23では、コンピュータ24は、マスクから露出した領域すなわち色マーカ存在領域の画像のRGB信号から、内部メモリ32内に形成されている色相レジスタ(図示せず)に設定されている色相値(0〜255のうちの適宜の値)によって示される特定の色(この実施例では色マーカ16が青色であるため、青色)の領域(部分)を抽出する。   In the subsequent step S23, the computer 24 calculates the hue value (not shown) set in the hue register (not shown) formed in the internal memory 32 from the RGB signal of the image of the area exposed from the mask, that is, the color marker existing area. A region (part) of a specific color indicated by an appropriate value of 0 to 255 (blue in this embodiment because the color marker 16 is blue) is extracted.

そして、ステップS24において、ステップS23で獲得した特定の色領域から色マーカと思われる色の領域を検出するために、2値化処理を行なう。続くステップS25で、コンピュータ24は膨張処理を実行する。   In step S24, a binarization process is performed in order to detect a color area that seems to be a color marker from the specific color area acquired in step S23. In subsequent step S25, the computer 24 executes expansion processing.

ステップS26において、コンピュータ24は面積フィルタ処理を行なう。つまり、このステップS26では、コンピュータ24は、ステップS24によって2値化されかつステップS25で膨張処理した後の、色マーカ16(図1)と同じまたは類似の色相の領域のうち、面積の小さい領域をノイズと判定して除去し、所定の閾値以上の面積を持つ領域を検出する。そして、その閾値以上の面積の領域のうち最大面積の領域を色マーカ16と判定する。   In step S26, the computer 24 performs area filtering. In other words, in step S26, the computer 24 is a region having a small area among regions having the same or similar hue as the color marker 16 (FIG. 1) after binarization in step S24 and expansion processing in step S25. Is determined as noise and is removed, and a region having an area equal to or larger than a predetermined threshold is detected. Then, the area having the maximum area among the areas having an area equal to or larger than the threshold is determined as the color marker 16.

このステップS26の面積フィルタ処理を施した後にステップS27で、コンピュータ24は、面積フィルタ処理後の画像信号から重心座標を計測する。ただし、「重心」とは、画素値を密度とみなすときの質量分布の中心をいう。コンピュータ24は、ステップS27で、そのような、画像上での重心座標(x,y,z)を計測する。重心座標位置は画像上での位置であるが、画像上での座標位置と実空間内での位置と対応付けておけば、結局、重心座標位置を計測することによって、色マーカ16の実空間内での位置を示すことになる。そして、このサブルーチンを抜けて、図4にリターンする。   After performing the area filtering process in step S26, in step S27, the computer 24 measures the barycentric coordinates from the image signal after the area filtering process. However, the “center of gravity” refers to the center of the mass distribution when the pixel value is regarded as the density. In step S27, the computer 24 measures the center-of-gravity coordinates (x, y, z) on the image. The barycentric coordinate position is a position on the image. If the coordinate position on the image and the position in the real space are associated with each other, the barycentric coordinate position is eventually measured, whereby the real space of the color marker 16 is measured. The position within is indicated. Then, the process exits this subroutine and returns to FIG.

ただし、計測する座標を、上記の重心座標に代えて、面積中心(平面座標)とし、それぞれを実空間での位置に対応させるようにしてもよい。   However, the coordinates to be measured may be the center of the area (planar coordinates) instead of the center-of-gravity coordinates, and each may correspond to the position in the real space.

図4のステップS4では、コンピュータ24は、ステップS2で得られた色マーカ16の位置を、内部メモリ32(図2)に設けられた位置バッファ(図示せず)に書き込む。   In step S4 of FIG. 4, the computer 24 writes the position of the color marker 16 obtained in step S2 in a position buffer (not shown) provided in the internal memory 32 (FIG. 2).

その後、コンピュータ24は、ステップS6で歩行判定を行なう。このステップS6の歩行判定とは、ユーザ14が1歩歩行したかどうかを判定するもので、一例として、次のようにして判定する。   Thereafter, the computer 24 performs walking determination in step S6. The walking determination in step S6 is to determine whether or not the user 14 has walked one step, and is determined as follows as an example.

ステップS4で各フレーム毎の色マーカ16の位置が位置バッファに書き込まれるが、ユーザ14の足首の高さにだけ着目して、その位置データの内のZ軸の位置(z値)を、毎フレーム、前回値と比較し、Z軸でのピーク点(最も高い点)を検出する。たとえば、z値が順次増加しているときは、ユーザ14の足は順次上がってはいるが未だピークに達していないことを示している。z値が、漸増した後、前回値に比べて小さくなったときには、足の位置は最も高いピーク点を過ぎたと判別できる。このようにして、ユーザの足のもっとも高い点(ピーク)を検出する。そして、色マーカ16すなわちユーザ14の足首の高さのピークを検出する都度、1歩の歩行があったと判定する。   In step S4, the position of the color marker 16 for each frame is written in the position buffer. Focusing only on the height of the ankle of the user 14, the Z-axis position (z value) in the position data is Compared to the frame and the previous value, the peak point (the highest point) on the Z axis is detected. For example, when the z value increases sequentially, it indicates that the user's 14 feet are rising sequentially but have not yet reached the peak. When the z value gradually increases and then becomes smaller than the previous value, it can be determined that the foot position has passed the highest peak point. In this way, the highest point (peak) of the user's foot is detected. Then, each time the color marker 16, that is, the peak of the ankle height of the user 14 is detected, it is determined that there has been one step of walking.

あるいは、もっと簡単には、z値が所定の閾値(足を上げたと推定できる程度の高さのz値)を超えたとき1歩の歩行があったと判定するようにしてもよい。   Or, more simply, when the z value exceeds a predetermined threshold value (z value with a height that can be estimated to have lifted the foot), it may be determined that there is a one-step walk.

そして、次のステップS8において、コンピュータ24は、ステップS6の歩行判定の結果、1歩を検出したかどうか判断する。このステップS8において“NO”の判断がなされるとき、そのときのフレームでは未だ1歩を検出していないので、そのまま終了する。   In the next step S8, the computer 24 determines whether or not one step has been detected as a result of the walking determination in step S6. If “NO” is determined in step S8, one step has not yet been detected in the frame at that time, and the process ends.

ステップS6において1歩を検出したとき、ステップS8で“YES”が判断され、コンピュータ24は、続くステップS10で、内部メモリ32内の歩数カウンタ(図示せず)を+1(インクリメント)する。したがって、このステップS10の段階で、ユーザが行った停止歩行運度での総歩数が歩数カウンタに覚えられている。   When one step is detected in step S6, “YES” is determined in step S8, and the computer 24 increments a step number counter (not shown) in the internal memory 32 by 1 in the subsequent step S10. Therefore, the total number of steps in the stop walking luck performed by the user in the step S10 is stored in the step number counter.

次のステップS12では、ステップS10で求めた歩数に基づいて、歩行距離や消費カロリを計算するとともに、歩行速度を計算する。   In the next step S12, the walking distance and calorie consumption are calculated and the walking speed is calculated based on the number of steps obtained in step S10.

まず、歩行距離は、歩数と歩幅とを乗算すれば求められ得る。ここで、歩幅は、先に説明した内部メモリ32に予め設定している平均歩幅テーブルから、そのユーザの身長や年齢さらには性別などに基づいて、求めることができる。つまり、歩行距離は数1で計算できる。
[数1]
歩行距離=歩数×平均歩幅 [m]
消費カロリは、標準的な歩行モデルから足の位置エネルギ(PE)および運動エネルギ(KE)、ならびに歩行移動による運動エネルギを求めることによって、計算できる。
First, the walking distance can be obtained by multiplying the number of steps by the step length. Here, the stride can be obtained from the average stride table previously set in the internal memory 32 described above based on the height, age, and gender of the user. That is, the walking distance can be calculated by Equation 1.
[Equation 1]
Walking distance = number of steps x average step length [m]
Calorie consumption can be calculated by determining foot potential energy (PE) and kinetic energy (KE) and kinetic energy from walking movement from a standard gait model.

まず、足の位置エネルギPEは数2で求められる。
[数2]
PE=mgh [J]
ただし、mは、片足の質量であり、一例として体重Mの16.1%として計算できる。また、gは重力加速度であり、9.81[m/s2]とする。また、hは上げた足の高さ(ピーク点)である。
First, the potential energy PE of the foot is obtained by Equation 2.
[Equation 2]
PE = mgh [J]
However, m is the mass of one leg, and can be calculated as 16.1% of the body weight M as an example. Further, g is a gravitational acceleration, and is 9.81 [m / s2]. Further, h is the height (peak point) of the raised foot.

一例として、m=65[kg]×0.161=10.5[kg]とし、h=0.3[m]とすると、PE=30.9[J]と計算できる。   As an example, when m = 65 [kg] × 0.161 = 10.5 [kg] and h = 0.3 [m], PE = 30.9 [J] can be calculated.

また、その位置エネルギ(PE)に基づく運動エネルギKEは数3で求まる。
[数3]
KE=(1/2)mV1 [J]
ただし、mは片足の質量で、V1は、足を上げる速度である。足を上げる速度は、具体的には、図4のステップS4で得られるマーカ位置のフレーム毎の変位量から計算できる。つまり、1フレームは1/30秒であるので、その間に移動または変位した距離を求めれば、足を上げる速度を計算できる。
Further, the kinetic energy KE based on the potential energy (PE) can be obtained by Equation 3.
[Equation 3]
KE = (1/2) mV1 2 [J]
However, m is the mass of one leg and V1 is the speed of raising the leg. Specifically, the speed of raising the foot can be calculated from the amount of displacement of the marker position for each frame obtained in step S4 in FIG. That is, since 1 frame is 1/30 second, if the distance moved or displaced during that time is obtained, the speed of raising the foot can be calculated.

一例として、m=10.5[kg]とし、V1=2.0[m/s]とすると、KE=10.5[J]と計算できる。   As an example, when m = 10.5 [kg] and V1 = 2.0 [m / s], KE = 10.5 [J] can be calculated.

さらに、歩行による運動エネルギWEKは数4から求めることができる。
[数4]
WEK=(1/2)MV2 [J]
ただし、Mは体重、V2は歩行速度[km/h]である。
Furthermore, the kinetic energy WEK by walking can be obtained from Equation 4.
[Equation 4]
WEK = (1/2) MV2 2 [J]
However, M is body weight and V2 is walking speed [km / h].

歩行速度V2は、平均歩行速度と考える。平均歩行速度は、数1で求めた歩行距離を合計運動時間で割れば計算できる。つまり、数5で得られる。
[数5]
平均歩行速度=歩行距離/運動時間 [km/h]
一例として、M=65[kg]とし、V2を4[km/h]=1.11[m/s]と仮定すると、WKE=36.1[J]と計算できる。
The walking speed V2 is considered as the average walking speed. The average walking speed can be calculated by dividing the walking distance obtained by Equation 1 by the total exercise time. That is, it is obtained by the following equation (5)
[Equation 5]
Average walking speed = walking distance / exercise time [km / h]
As an example, assuming that M = 65 [kg] and V2 is 4 [km / h] = 1.11 [m / s], WKE = 36.1 [J] can be calculated.

消費カロリは数6に示すように、数2の位置エネルギPE、数3の運動エネルギKE、および数4の運動エネルギWKEの総和である。
[数6]
消費カロリ=PE+KE+WEK [J]
上記具体例を当てはめると、PE+KE+WKE=(30.9+10.5+36.1)[J]=77.5[J]=×0.2389×10−3=1.85×10−2[kcal]となる。この値を10,000歩換算すると、185[kcal]である。
As shown in Equation 6, the calorie consumption is the sum of the potential energy PE of Equation 2, the kinetic energy KE of Equation 3, and the kinetic energy WKE of Equation 4.
[Equation 6]
Calorie consumption = PE + KE + WEK [J]
Applying the above specific example, PE + KE + WKE = (30.9 + 10.5 + 36.1) [J] = 77.5 [J] = × 0.2389 × 10 −3 = 1.85 × 10 −2 [kcal]. . When this value is converted into 10,000 steps, it is 185 [kcal].

一方、発明者等は、比較または校正ないし補正のために、実際に10,000歩移動歩行したときの消費カロリを測定した。運動生理学では、運動の強度の測定には酸素需要量,心拍数,脈拍数などが用いられてきた。酸素需要量に基づく測定は正確ではあるが簡便ではないため、心拍数や脈拍数で代替されていた。しかしながら、最近、携帯型呼吸代謝装置が開発され、酸素需要量を簡単に測れるようになったので、発明者等は、実験ではこの携帯型呼吸代謝装置を用いて実際に10,000歩移動歩行したとき酸素需要量を計測した。   On the other hand, the inventors measured calorie consumption when actually walking and walking 10,000 steps for comparison, calibration, or correction. In exercise physiology, oxygen demand, heart rate, pulse rate, etc. have been used to measure exercise intensity. Measurements based on oxygen demand are accurate but not convenient, and have been replaced by heart rate and pulse rate. However, recently, a portable respiratory metabolism device has been developed, and the oxygen demand can be easily measured, so the inventors have actually used this portable respiratory metabolism device to walk 10,000 steps. When the oxygen demand was measured.

酸素需要量と運動との関係は、たとえば全米スポーツ医学会(ACSM)によれば、1分間の体重1kg当たりの酸素消費量Vo2[ml/kg/min]は数7のようになる。
[数7]
Vo2=移動速度×0.1(歩行の場合の係数) [ml/kg/min]
安静時の酸素需要量である3.5[ml/kg/min]を1MET(Metabolic Equivalent)という単位にし、数7を1METで割れば、METSとなり、MET単位の倍数である。METS数とエネルギ消費量[kcal/min]とは同じ数字となる。たとえば、3METSは3[kcal/min]、7METSは7[kcal/min]である。数7では歩行の場合には係数として「0.1」を用いた。ただし、走行の場合は係数として「0.2」が用いられる。
Regarding the relationship between the oxygen demand and exercise, for example, according to the American Sports Medicine Association (ACSM), the oxygen consumption Vo2 [ml / kg / min] per 1 kg of body weight per minute is as shown in Equation 7.
[Equation 7]
Vo2 = movement speed × 0.1 (coefficient for walking) [ml / kg / min]
If the oxygen demand at rest is 3.5 [ml / kg / min] as a unit of 1 MET (Metabolic Equivalent) and the number 7 is divided by 1 MET, it becomes MET, which is a multiple of the MET unit. The number of METS and energy consumption [kcal / min] are the same numbers. For example, 3METS is 3 [kcal / min], and 7METS is 7 [kcal / min]. In Equation 7, “0.1” is used as a coefficient in the case of walking. However, in the case of running, “0.2” is used as a coefficient.

このようにして、発明者等は、実際に10,000歩移動歩行した場合の酸素需要量から消費カロリを実測した。その結果は、300〜400[kcal]であった。   In this way, the inventors actually measured calorie consumption from the amount of oxygen demand when actually walking and walking 10,000 steps. The result was 300 to 400 [kcal].

そこで、この実施例の運動補助システム10では、2つの係数αおよびβを用いて数8に従って、計算値を補正した消費カロリとして算出することとした。ただし、発明者等は、数8では、α=1.6〜2.2、β=1の組み合わせか、もしくは、α=1.1〜1.5、β=2の組み合わせが利用可能であることを確認している。
[数8]
酸素需要量から求めた消費カロリ=α{PE+KE+β(WEK)}
なお、数9に示すように数6で計算した総エネルギに単純に係数γをかけることによって、消費カロリを計算するようにしてもよい。
[数9]
酸素需要量から求めた消費カロリ=γ{PE+KE+WEK}
このようにして、図4のステップS12において、歩行距離、平均歩行速度、および消費カロリが計算できるので、次のステップS14では、先のステップS12で計算した値で表示データを更新する。つまり、ステップS12で新たに計算した歩行距離,歩行速度,歩数および消費カロリを図3に示す各表示領域12b,12c,12dおよび12eに表示する。
Therefore, in the exercise assistance system 10 of this embodiment, the calculated value is calculated as the calorie consumption corrected according to Equation 8 using the two coefficients α and β. However, the inventors can use a combination of α = 1.6 to 2.2 and β = 1 or a combination of α = 1.1 to 1.5 and β = 2 in Equation 8. I have confirmed that.
[Equation 8]
Calorie consumption calculated from oxygen demand = α {PE + KE + β (WEK)}
As shown in Equation 9, the calorie consumption may be calculated by simply multiplying the total energy calculated in Equation 6 by the coefficient γ.
[Equation 9]
Calorie consumption calculated from oxygen demand = γ {PE + KE + WEK}
In this way, since the walking distance, the average walking speed, and the calorie consumption can be calculated in step S12 in FIG. 4, in the next step S14, the display data is updated with the values calculated in the previous step S12. That is, the walking distance, the walking speed, the number of steps, and the calorie consumption newly calculated in step S12 are displayed in the display areas 12b, 12c, 12d, and 12e shown in FIG.

ただし、平均歩行速度は一定時間(たとえば15秒)毎に表示し、消費カロリも一定時間(たとえば30秒)毎に累積数値を表示するようにしてもよい。また、走行(ランニング)の場合も同様に走行距離,走行速度および消費カロリを表示するが、歩数に相当するステップ数は一般性がないので表示しない。   However, the average walking speed may be displayed every certain time (for example, 15 seconds), and the calorie consumption may be displayed as a cumulative value every certain time (for example, 30 seconds). Similarly, in the case of running (running), the travel distance, the travel speed, and the calorie consumption are displayed, but the number of steps corresponding to the number of steps is not displayed because there is no generality.

そして、ステップS16では、コンピュータ24は、ビデオプレイヤ26による映像再生速度を、ステップS12で計算した平均歩行速度に適合するように、制御する。前述のように、車に搭載したディジタルビデオカメラで撮影し、そのときの車速度をv[km/h]とし、映像再生時の速度V[km/h]とするとき、数10に従って再生するようにすればよい。
[数10]
V=v×S
ただし、Sは係数であり、ここでは平均歩行速度に応じた値が設定される。
In step S16, the computer 24 controls the video playback speed of the video player 26 so as to match the average walking speed calculated in step S12. As described above, when shooting is performed with a digital video camera mounted on a car, and the vehicle speed at that time is v [km / h] and the speed V [km / h] at the time of video playback, playback is performed according to Equation 10. What should I do?
[Equation 10]
V = v × S
However, S is a coefficient, and here, a value corresponding to the average walking speed is set.

このようにして、ビデオレンダ(Video Render)すなわちビデオプレイヤ26での動画再生速度を制御することによって、その動画像の移動速度と、そのときのユーザ14による推定平均移動速度とを適合させることができる。したがって、ユーザ14の歩行が緩やかであれば進行映像の再生速度も緩やかとなり、歩行速度が速ければ再生速度も速くなる。つまり、この実施例では、動画再生速度をユーザの歩行速度に合わせるので、ユーザがリラックスした、ゆったりとした気分で歩行運動を実践することができる。このような歩行運動モードを「リラックストレーニングモード」と呼ぶ。   In this way, the moving speed of the moving image and the estimated average moving speed by the user 14 at that time can be adapted by controlling the video rendering speed, that is, the moving image playback speed on the video player 26. it can. Therefore, if the user 14 is walking slowly, the playback speed of the progress video is also slow, and if the walking speed is fast, the playback speed is also fast. That is, in this embodiment, the moving image playback speed is matched to the user's walking speed, so that the walking motion can be practiced in a relaxed and relaxed manner. Such a walking exercise mode is called a “relaxation training mode”.

次に、図6を参照して、別の歩行運動モード「アクティブトレーニングモード」について説明する。このアクティブトレーニングモードとは、プロジェクタ20すなわちビデオプレイヤ26で再生する進行映像(移動動画)の再生速度を所定値に設定しておき、ユーザがその再生速度に合うような歩行速度で歩行運動することによって、ユーザに負荷をかけて積極的にトレーニングさせようとするモードである。   Next, another walking exercise mode “active training mode” will be described with reference to FIG. In this active training mode, the playback speed of a moving image (moving video) played by the projector 20, that is, the video player 26 is set to a predetermined value, and the user walks at a walking speed that matches the playback speed. This is a mode in which the user is actively trained by applying a load.

図6において、最初のステップS1では、コンピュータ24は、ビデオプレイヤ26による数10に示す映像再生速度を設定する。つまり、このモードを設定するときには、ユニットや14は、図示しないGUI(Graphical User Interface)画面を利用して、自分が希望する平均歩行速度(数5)、たとえば5km/hを初期設定するが、コンピュータ24は、その初期設定した平均歩行速度に合うように、ビデオプレイヤ26の再生速度を設定する。   In FIG. 6, in the first step S <b> 1, the computer 24 sets the video playback speed indicated by Formula 10 by the video player 26. In other words, when setting this mode, the unit or 14 uses a GUI (Graphical User Interface) screen (not shown) to initially set an average walking speed desired by itself (Equation 5), for example, 5 km / h. The computer 24 sets the playback speed of the video player 26 so as to match the initially set average walking speed.

その後、ステップS2−S14実行するが、これらの各ステップは先の図4で説明した対応する番号の各ステップと同様であるので、ここでは重複する説明は省略する。   Thereafter, steps S2 to S14 are executed. Since these steps are the same as the steps having the corresponding numbers described above with reference to FIG. 4, duplicate descriptions are omitted here.

そして、ステップS14の後、ステップS15において、コンピュータ24は、ステップS12で計算したそのときの実際の平均歩行速度が、最初にステップS1で設定した希望平均歩行速度に比べて、遅すぎないかどうか判断する。遅すぎるかどうかの判定では、希望速度より少しでも遅れていれば「遅すぎる」と判定することもできるが、この実施例では、希望速度より一定割合、たとえば10%以上遅れているような場合に、「遅すぎる」と判定するようにしている。一例として、初期設定速度として5km/hを設定し、実際には4.5km/h以下になっていれば、遅すぎるという判定を行なう。遅すぎるかどうかの判定に際してこのような許容範囲を設定するか、またその許容範囲をどの程度にするかなどは、対象者(ユーザ)の個性に応じて任意に設定できるものとする。したがって、上記の例で、歩行速度が5km/hを少しでも下回ったときに遅すぎると判定することも可能である。   After step S14, in step S15, the computer 24 determines whether or not the actual average walking speed at that time calculated in step S12 is too slow compared to the desired average walking speed initially set in step S1. to decide. In determining whether it is too slow, it can be determined that it is “too late” if it is slightly delayed from the desired speed. However, in this embodiment, when it is delayed by a certain percentage, for example, 10% or more from the desired speed. In addition, it is determined that it is “too late”. As an example, 5 km / h is set as the initial set speed, and if it is actually 4.5 km / h or less, it is determined that the speed is too slow. Whether such an allowable range is set when determining whether it is too late and how much the allowable range is set can be arbitrarily set according to the individuality of the target person (user). Therefore, in the above example, it is possible to determine that the walking speed is too slow when the walking speed is slightly below 5 km / h.

そして、ステップS15で「遅すぎる」と判断した場合には、コンピュータ24は、たとえば「もう少し速く歩いてください」というような、ユーザの奮起を促すようなメッセージをたとえば図7に示すスクリーン12上のメッセージ表示領域12fに表示する。   If it is determined in step S15 that it is “too late”, the computer 24 displays a message on the screen 12 shown in FIG. 7, for example, such as “Please walk a little faster”. It is displayed in the message display area 12f.

ステップS15で“NO”が判断されたときには、コンピュータ24は、次のステップS17で、ステップS12で計算したそのときの実際の平均歩行速度が、最初にステップS1で設定した希望平均歩行速度に比べて、速すぎないかどうか判断する。速すぎるかどうかの判定では、希望速度より少しでも速ければ「速すぎる」と判定することもできるし、希望速度より一定割合、たとえば10%以上速いときだけ「速すぎる」と判定するようにすることもできる。一例として、初期設定速度として5km/hを設定し、実際には5.5km/h以上になっていれば、速すぎるという判定を行なう。そして、速すぎるかどうかの判定にこのような許容範囲を設定するか、またその許容範囲をどの程度にするかなどは、対象者(ユーザ)の個性に応じて任意に設定できるものとする。したがって、上記の例で、歩行速度が5km/hを少しでも上回ったときに速すぎると判定することも可能である。   If "NO" is determined in the step S15, the computer 24 compares the actual average walking speed calculated in the step S12 with the desired average walking speed initially set in the step S1 in the next step S17. Judge whether it is too fast. In determining whether it is too fast, it can be determined as “too fast” if it is slightly faster than the desired speed, or it is determined as “too fast” only when it is faster than the desired speed by a certain percentage, for example, 10% or more. You can also As an example, 5 km / h is set as the initial set speed, and if it is actually 5.5 km / h or more, it is determined that the speed is too fast. Whether such an allowable range is set for determining whether it is too fast, and how much the allowable range is set, can be arbitrarily set according to the individuality of the target person (user). Therefore, in the above example, it is possible to determine that the walking speed is too fast when the walking speed is slightly higher than 5 km / h.

ステップS17で「速すぎる」と判断した場合には、コンピュータ24は、たとえば「もう少しゆっくり歩いてください」というような、メッセージをたとえば図7に示すメッセージ表示領域12fに表示する。   If it is determined in step S17 that it is “too fast”, the computer 24 displays a message such as “Please walk a little slower” in the message display area 12f shown in FIG.

ステップS15およびステップS17でともに“NO”のときには、そのまま終了することになる。   If “NO” in both step S15 and step S17, the process ends as it is.

この実施例のように、リラックスモードではリアルタイムで計測した歩行速度(走行速度)をフィードバックして映像の再生速度を調整するが、アクティブモードでは、前期相関を利用して、オープンループで出力パラメータを制御するので、歩行動作にバイオフィードバックがかかり効率のよいトレーニングができる。   As in this example, in the relax mode, the walking speed (running speed) measured in real time is fed back to adjust the playback speed of the video. In the active mode, the output parameter is set in an open loop using the correlation in the previous period. Since it is controlled, biofeedback is applied to the walking motion and efficient training is possible.

日常の体験では歩行速度に応じて周囲の風景が変化し、変化の速度を任意に選ぶことはできない。これに対して、この実施例のような仮想環境では映像再生速度と歩行速度とは互いに任意に独立して選ぶことができる。しかし、全く自由に選べば日常体験との差異により違和感を覚えるため場合によっては気分が悪くなったりする。そこで、この実施例では、独立して選ぶのではなく、ユーザのトレーニング目的に応じた最適な選び方を見出し、トレーニング効果を高めるようにする。たとえば、マラソンのペースメーカーに引っ張られてスピードがあがるなどの例があるように、アクティブトレーニングモードでは、ユーザの意識・行動に外部からトリガを与えモチベーションを高めるようにしている。   In everyday experience, the surrounding landscape changes according to the walking speed, and the speed of change cannot be chosen arbitrarily. On the other hand, in the virtual environment as in this embodiment, the video playback speed and the walking speed can be selected arbitrarily independently of each other. However, if you choose to be totally free, you may feel uncomfortable due to differences from daily experiences, and you may feel sick in some cases. Therefore, in this embodiment, instead of selecting independently, an optimum selection method according to the user's training purpose is found and the training effect is enhanced. In the active training mode, for example, the user's consciousness / behavior is externally triggered to increase motivation, as in the case where the speed is increased by being pulled by a marathon pacemaker.

なお、上述の実施例では、ユーザ14の足に色マーカ16を装着し、それをカメラ18データ撮影した画像信号からその色マーカの位置を検出し、色マーカの位置変化に基づいて、ユーザの歩行(足踏み)を検出するようにしたので、従来技術のような高価なシステムは不要で、簡単でしかも安価な構成の運動補助システムが得られる。ただし、従来技術のトレッドミルなどとの併用を妨げるものではなく、たとえばユーザがトレッドミル上で歩行または走行しているときにも同じ方法で、歩数や歩行距離などを計算するようにしてもよい。しかしながら、トレッドミルまたはそれに類似する物を使用するときには、トレッドミルまたはそれの類似物側で、歩行距離などを計算することができるので、どちらか一方のデータだけを用いればよい。   In the above-described embodiment, the color marker 16 is attached to the user's 14 foot, the position of the color marker is detected from the image signal obtained by capturing the data of the camera 18, and the user's foot is detected based on the change in the position of the color marker. Since walking (stepping) is detected, an expensive system as in the prior art is unnecessary, and an exercise assist system having a simple and inexpensive configuration can be obtained. However, it does not prevent the combined use with a conventional treadmill or the like, and for example, when the user is walking or running on the treadmill, the number of steps, walking distance, etc. may be calculated by the same method. . However, when using a treadmill or something similar, the walking distance or the like can be calculated on the treadmill or similar side, so only one of the data need be used.

また、実施例では、1つの色マーカを追跡することによって、片足の上げ下げだけでユーザが歩行したかどうか判断するようにした。しかしながら、ユーザの両足に異なる色(たとえば、青と黄色など)の色マーカを装着し、各色マーカを個別に追跡することによって、両足の上げ下げを検出して、ユーザが1歩歩行したかどうか判断するようにしてもよい。その場合も、図5のマーカ検出動作は各色マーカについて個別に処理されるだけで、基本的な原理や動作は変わらない。   Further, in the embodiment, by tracking one color marker, it is determined whether or not the user has walked only by raising and lowering one foot. However, by mounting color markers of different colors (for example, blue and yellow) on both feet of the user and individually tracking each color marker, it is determined whether the user has walked one step by detecting the raising or lowering of both feet. You may make it do. Also in this case, the marker detection operation of FIG. 5 is merely processed for each color marker, and the basic principle and operation are not changed.

さらに、上述の実施例では、色マーカを用いるようにしたが、この実施例を含む明細書に記述するすべての実施例において、赤外線反射部材で作った赤外線マーカを使用し、その赤外線マーカに、たとえばブラックライトのような赤外線投射手段から赤外線を投射し、他方、赤外線カメラを用いて赤外線マーカを撮影し、その画像から赤外線マーカの位置を検出することも可能である。赤外線システムを利用すれば、多少高価にはなるが、外乱を抑制できる利点がある。   Furthermore, in the above-mentioned embodiment, the color marker is used. However, in all the embodiments described in the specification including this embodiment, an infrared marker made of an infrared reflecting member is used, and the infrared marker is For example, it is also possible to project infrared rays from an infrared projection means such as black light, and to take an infrared marker using an infrared camera and detect the position of the infrared marker from the image. If an infrared system is used, although it is somewhat expensive, there is an advantage that disturbance can be suppressed.

さらにまた、上述の実施例はいずれも、マーカとしてパッシブタイプのマーカを用いた。しかしながら、アクティブタイプのマーカが用いられても同様の手法でマーカの位置検出を行うことができる。アクティブタイプのマーカとしては、発光ダイオードや赤外線ダイオードなど、可視光線や赤外線を出力するものが、利用可能である。   Furthermore, in all of the above-described embodiments, a passive type marker is used as the marker. However, even if an active type marker is used, the marker position can be detected by the same method. As the active type marker, a light emitting diode, an infrared diode, or the like that outputs visible light or infrared light can be used.

また、この実施例では、ユーザの身体の一部に色マーカや赤外線マーカを装着し、そのマーカの変位を追跡することによって、当該身体の一部の変位を検出することができるので、上述した停止歩行または走行運動の他に、たとえば、前屈柔軟性,最大1歩幅および片足起立時間など、数多くの身体機能を測定することができる。つまり、一定期間トレーニングした後、その効果を確認するためには身体機能を測定する必要があるが、身体の各種姿勢に対し、身体に付けたマーカの位置や動きをカメラで観測すれば、そのような身体機能の測定ができるのである。   Further, in this embodiment, since a color marker or an infrared marker is attached to a part of the user's body and the displacement of the marker can be detected, the displacement of the part of the body can be detected. In addition to stop walking or running motion, a number of body functions can be measured, such as forward flexing flexibility, maximum one step length and one leg standing time, for example. In other words, after training for a certain period of time, it is necessary to measure the body function to confirm the effect, but if you observe the position and movement of the marker attached to the body with the camera for various postures of the body, Such physical function can be measured.

図8に示すのは、前屈による脊柱柔軟性の測定の様子を示す図解図であり、脊椎柔軟性の測定のためには、ユーザ14は、一方または両方の手の手首にマーカ(色マーカ、赤外線マーカなど)16を装着し、その状態で、前屈する。このとき、床からのマーカの位置を観測すれば、腰を中心とした体幹の柔軟性(脊柱柔軟性)が測定できる。   FIG. 8 is an illustrative view showing a state of measuring spinal flexibility by forward bending. For the measurement of spinal flexibility, the user 14 places a marker (color marker) on the wrist of one or both hands. Infrared marker, etc.) 16 is attached and bent forward in that state. At this time, if the position of the marker from the floor is observed, the flexibility of the trunk centering on the waist (vertebral column flexibility) can be measured.

具体的には、コンピュータ24は、各フレームで図9の各ステップを実行することによって、柔軟性を測定する。つまり、図9の最初のステップS102では、図4のステップS2と同様にして、図5のサブルーチンを実行して、手首に装着したマーカ16の位置を検出する。そして、ステップS104では、コンピュータ24は、そのようにして獲得したマーカ16の位置データを図示しない位置バッファに書き込む。   Specifically, the computer 24 measures flexibility by executing each step of FIG. 9 in each frame. That is, in the first step S102 of FIG. 9, the subroutine of FIG. 5 is executed similarly to step S2 of FIG. 4 to detect the position of the marker 16 attached to the wrist. In step S104, the computer 24 writes the position data of the marker 16 thus acquired in a position buffer (not shown).

ついで、ステップS106では、コンピュータ24は、ステップS104で得たマーカ16の位置の変化に基づいてユーザ14の前屈動作が完了したかどうか判定する。   Next, in step S106, the computer 24 determines whether the forward bending operation of the user 14 is completed based on the change in the position of the marker 16 obtained in step S104.

たとえば、ステップS104で各フレーム毎のマーカ16の位置が位置バッファに書き込まれるが、ユーザ14の手首の高さにだけ着目して、その位置データの内のZ軸の位置(z値)を、毎フレーム、前回値と比較し、Z軸での最下点を検出する。たとえば、z値が順次減少しているときは、ユーザ14の手は下がってきてはいるが未だ下がりきった状態ではないこと、つまり、前屈動作の途中であることを示している。z値が、最も小さくなったとき、ユーザ14の前屈動作は完了したと判断することができる。したがって、このときステップS108で“YES”が判断される。   For example, the position of the marker 16 for each frame is written in the position buffer in step S104. Focusing only on the wrist height of the user 14, the Z-axis position (z value) in the position data is Each frame is compared with the previous value, and the lowest point on the Z axis is detected. For example, when the z value is sequentially decreased, it indicates that the user 14's hand has been lowered but not yet lowered, that is, in the middle of the forward bending operation. When the z value becomes the smallest, it can be determined that the forward bending operation of the user 14 has been completed. Accordingly, at this time, “YES” is determined in step S108.

ステップS108で“YES”となれば、コンピュータ24は、そのときのマーカ16の高さ位置(z値)を図示しないバッファに保存し、ステップS110で、その高さ位置に従って、たとえば、柔軟度テーブルを検索して、ユーザの柔軟度を評価する。この柔軟度テーブルも、先の平均歩幅テーブルと同様に、性別、年齢などを基準にして手首の床からの高さ位置とそれによる柔軟度評価値を対応付けたもので、ステップS110で検出した前屈完了時の手首の高さ位置から、性別、年齢などを基準にして、評価値を検索すればよい。   If “YES” in the step S108, the computer 24 stores the height position (z value) of the marker 16 at that time in a buffer (not shown), and in accordance with the height position in the step S110, for example, a flexibility table. To evaluate user flexibility. Similar to the previous average stride table, this flexibility table also associates the height position of the wrist from the floor with reference to gender, age, etc. and the resulting flexibility evaluation value, and was detected in step S110. The evaluation value may be searched based on the sex, age, etc., from the wrist height position when the forward bending is completed.

図10に示すのは、前後開脚による最大1歩幅の測定の様子を示す図解図である。初期位置から一歩踏み出し、よろけずに姿勢を保てる最大の歩幅を最大1歩幅といい、この最大1歩幅を計測すれば、ユーザの足腰や股関節の可動域や柔軟性と筋力の複合した機能を測定できる。   FIG. 10 is an illustrative view showing a state of measuring a maximum step length by front and rear legs. The maximum step length that can be taken one step from the initial position and maintain the posture without swaying is called the maximum one step length. By measuring this maximum one step length, the range of motion of the user's legs and hip joints and the combined functions of flexibility and strength can be measured. it can.

最大1歩幅の測定のためには、ユーザ14は、図10に示すように、両方の足の足首にマーカ(色マーカ、赤外線マーカなど)16を装着し、その状態で、一方の足を思い切り前方へ踏み出す。このときの2つのマーカ16間の間隔を観測すれば、最大1歩幅が測定できる。   In order to measure the maximum step length, the user 14 wears a marker (color marker, infrared marker, etc.) 16 on the ankles of both feet as shown in FIG. Step forward. If the distance between the two markers 16 at this time is observed, the maximum step length can be measured.

具体的には、コンピュータ24は、各フレームで図11の各ステップを実行することによって、開脚柔軟性を測定する。つまり、図11の最初のステップS202では、図4のステップS2と同様にして、図5のサブルーチンを実行して、足首に装着した2つのマーカ16のそれぞれの位置を検出する。そして、ステップS204では、コンピュータ24は、そのようにして獲得した2つのマーカ16の位置データを位置バッファに書き込む。   Specifically, the computer 24 measures the open leg flexibility by executing each step of FIG. 11 in each frame. That is, in the first step S202 of FIG. 11, the subroutine of FIG. 5 is executed in the same manner as in step S2 of FIG. 4, and the respective positions of the two markers 16 attached to the ankle are detected. In step S204, the computer 24 writes the position data of the two markers 16 thus acquired in the position buffer.

ついで、ステップS206では、コンピュータ24は、ステップS204で得たマーカ16の位置の変化に基づいてユーザ14の開脚(最大1歩幅)動作が完了したかどうか判定する。   Next, in step S206, the computer 24 determines whether or not the user's 14 leg opening (maximum one step) operation is completed based on the change in the position of the marker 16 obtained in step S204.

たとえば、ステップS204で各フレーム毎の2つのマーカ16の位置が位置バッファに書き込まれるが、Y軸方向の位置にだけ着目して、その位置データの内のY軸の位置(y値)の離間幅(2のy値の間の差)を、毎フレーム、前回値と比較する。たとえば、y値の離間幅が順次増大しているときは、ユーザ14の両足の開脚動作は未だ完了していないことを示している。y値の離間幅が、最も大きくなったとき、ユーザ14の開脚動作は完了したと判断することができる。したがって、このときステップS208で“YES”が判断される。   For example, in step S204, the positions of the two markers 16 for each frame are written in the position buffer. Focusing only on the position in the Y-axis direction, the Y-axis position (y value) in the position data is separated. The width (difference between y values of 2) is compared with the previous value every frame. For example, when the separation width of the y value is sequentially increased, it indicates that the user 14 has not yet completed the leg opening operation of both feet. When the separation width of the y value becomes the largest, it can be determined that the user 14 has completed the leg opening operation. Accordingly, at this time, “YES” is determined in step S208.

ステップS208で“YES”となれば、コンピュータ24は、そのときの2つのマーカ16のy値の離間幅に従って、たとえば、開脚柔軟度テーブルを検索して、ユーザの柔軟度を評価する。この柔軟度テーブルも、先の平均歩幅テーブルなどと同様に、性別、年齢などを基準にして両足の足首の間の幅とそれによる開脚柔軟度評価値を対応付けたもので、ステップS210で検出したy離間値から、性別、年齢などを基準にして、開脚柔軟度評価値を検索する。   If “YES” in step S208, the computer 24 evaluates the flexibility of the user by searching, for example, an open leg flexibility table according to the separation width of the y values of the two markers 16 at that time. Similar to the previous average stride table and the like, this flexibility table is a table in which the width between the ankles of both feet and the evaluation value of the open leg flexibility are associated with each other based on gender, age, etc. The open leg flexibility evaluation value is searched from the detected y separation value on the basis of gender, age, and the like.

この最大1歩幅の検出プログラムにおいて、実施例では、両足首にマーカを装着して2つのマーカ間の距離を測定するようにした。しかしながら、前に踏み出すべき一方の足にのみマーカを装着し、基準位置(初期位置)からの変位を計測する。たとえば、最初に利用足を揃えて直立し、その状態で基準位置の位置情報を取得し、その後、マーカを装着したほうの足を前方に大きく踏み出し、そのときのマーカの位置情報を取得し、2つ位置データの差から最大1歩幅を計測するようにしてもよい。   In this maximum one step detection program, in the embodiment, markers are attached to both ankles, and the distance between the two markers is measured. However, a marker is attached only to one foot to be stepped forward, and the displacement from the reference position (initial position) is measured. For example, first align the feet to use and stand upright, get the position information of the reference position in that state, and then step forward the foot with the marker attached, get the marker position information at that time, A maximum step length may be measured from the difference between the two position data.

図12に示すのは、片足起立時間の測定動作である。たとえば、片足が閾値以上の高さまで持ち上げられたら測定を開始し、片足が閾値以下になるまでの時間を計測すれば、バランス機能,筋力および膝や足首の関節の柔軟性の複合した機能を測定できる。   FIG. 12 shows the measurement operation of the one leg standing time. For example, if one leg is lifted to a height above the threshold, measurement is started, and if the time until one leg falls below the threshold is measured, a function that combines balance function, muscle strength, and knee and ankle joint flexibility is measured. it can.

片足起立時間の測定のためには、ユーザ14は、図12に示すように、片方の足の足首にマーカ16を装着し、その状態で、その足を持ち上げる。そして、その状態を持続している時間を観測すれば、片足起立時間が測定できる。   To measure the standing time for one leg, as shown in FIG. 12, the user 14 puts the marker 16 on the ankle of one leg and lifts the leg in that state. If the time during which the state is maintained is observed, the one leg standing time can be measured.

具体的には、コンピュータ24は、各フレームで図13の各ステップを実行することによって、片足起立時間を測定する。つまり、図13の最初のステップS302では、図4のステップS2と同様にして、図5のサブルーチンを実行して、片方の足首に装着したマーカ16の位置を検出する。そして、ステップS304では、コンピュータ24は、そのようにして獲得したマーカ16の位置データを位置バッファに書き込む。   Specifically, the computer 24 measures the one leg standing time by executing each step of FIG. 13 in each frame. That is, in the first step S302 in FIG. 13, the subroutine in FIG. 5 is executed in the same manner as in step S2 in FIG. 4 to detect the position of the marker 16 attached to one ankle. In step S304, the computer 24 writes the position data of the marker 16 thus acquired in the position buffer.

ついで、ステップS306では、コンピュータ24は、ステップS304で得たマーカ16の位置の変化に基づいてユーザ14の片足上げ動作が完了したかどうか判定する。   Next, in step S306, the computer 24 determines whether the one-leg raising operation of the user 14 is completed based on the change in the position of the marker 16 obtained in step S304.

たとえば、ステップS304で各フレーム毎のマーカ16の位置が位置バッファに書き込まれるが、ステップS306で、ユーザ14の足首の高さにだけ着目して、その座標位置データの内のZ軸の位置(z値)を、毎フレーム、前回値と比較し、Z軸の値が所定の閾値以上になったかどうか検出する。z値が閾値以上になれば、ユーザはその足を一定以上高く持ち上げたことを示し、片足上げ動作に入ったことを示している。その段階でステップS308で“YES”が検出される。   For example, in step S304, the position of the marker 16 for each frame is written in the position buffer. In step S306, focusing only on the height of the ankle of the user 14, the position of the Z axis in the coordinate position data ( z value) is compared with the previous value every frame, and it is detected whether or not the Z-axis value is equal to or greater than a predetermined threshold value. If the z value is equal to or greater than the threshold value, it indicates that the user has lifted his / her foot higher than a certain level, indicating that a one-leg raising operation has been entered. At that stage, “YES” is detected in step S308.

片足上げ動作に入ったとき、コンピュータ24は、内部メモリ32(図2)内の所定領域に割り付けられた時間カウンタ(図示せず)による時間カウント動作を進める。そして、ステップS312で、マーカ16のz値が所定の閾値以下になったことを検出するまで、つまり、片足上げ動作が終わるまで、時間カウントを続行する。つまり、ステップS310およびS312で、コンピュータ24は、片足上げ起立時間を計測する。そして、ステップS312で“NO”が判断されると、続くステップS314で、コンピュータ24は、そのときの時間カウンタによるカウント時間に従って、たとえば、片足起立時間評価テーブルを検索して、片足起立時間を評価する。このテーブルも、他のテーブルと同様に、性別、年齢などを基準にして、片足起立時間とそれによる評価値を対応付けたもので、ステップS310で検出した時間カウント値から、ユーザの片足起立時間を評価する。   When the one leg raising operation is entered, the computer 24 advances the time counting operation by a time counter (not shown) allocated to a predetermined area in the internal memory 32 (FIG. 2). In step S312, the time counting is continued until it is detected that the z value of the marker 16 is equal to or less than a predetermined threshold, that is, until the one-leg raising operation is completed. That is, in steps S310 and S312, the computer 24 measures the standing time for raising one foot. If “NO” is determined in step S312, in step S314, the computer 24 searches, for example, a one leg standing time evaluation table according to the count time by the time counter at that time, and evaluates one leg standing time. To do. Similarly to the other tables, this table associates one-leg standing time with an evaluation value based on gender, age, etc., and the user's one-leg standing time is determined from the time count value detected in step S310. To evaluate.

なお、上の例では、関節可動域に関連した柔軟性を測定するために、脊柱柔軟度や最大1歩幅を測定した。しかしながら、実施例のようなマーカ16を用いその一編かを追跡することによって、たとえば膝や肩などのあらゆる関節の可動域の柔軟性を計測することができる。   In the above example, in order to measure the flexibility related to the range of motion of the joint, the spinal column flexibility and the maximum one step length were measured. However, by tracking one of the markers 16 as in the embodiment, the flexibility of the range of motion of any joint such as the knee or shoulder can be measured.

図14に示すこの発明の他の実施例の運動補助システム10は、スクリーン12の前でユーザ14が水泳(スイミング)運動を行なうためのもので、全体の構成は図1実施例と同様であるため、ここでは重複する説明は省略する。ただし、ユーザ14は、たとえば椅子に腰掛けた状態で上肢(手)だけを動かすことによって、擬似的に水泳運動を行なう。したがって、この実施例では、ユーザ14の手の動きを検出する必要がある。そのため、図1実施例とは異なり、ユーザ14の片手の手首に色マーカ16を装着する。そして、この色マーカ16がスクリーン12の下方のカメラ18で撮影され、その撮影画像をコンピュータ24(図2)で処理することによって、コンピュータ24は、ユーザ14の水泳動作におけるストロークを検出することができる。   The exercise assisting system 10 according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 14 is for the user 14 to perform a swimming (swimming) exercise in front of the screen 12, and the overall configuration is the same as that of the embodiment of FIG. Therefore, the overlapping description is omitted here. However, the user 14 performs a simulated swimming exercise by moving only the upper limb (hand) while sitting on a chair, for example. Therefore, in this embodiment, it is necessary to detect the movement of the hand of the user 14. Therefore, unlike the embodiment of FIG. 1, the color marker 16 is attached to the wrist of one hand of the user 14. The color marker 16 is captured by the camera 18 below the screen 12, and the captured image is processed by the computer 24 (FIG. 2), so that the computer 24 can detect a stroke in the swimming motion of the user 14. it can.

この実施例では、擬似水泳運動におけるストローク数等を検出することによってユーザ14の運動量などを計算して表示したり記録したりするものであるため、コンピュータ24の内部メモリ32(図2)には、後述の図17のフロー図で示すプログラムの他、たとえば、1ストロークで進むことができる距離(ストローク距離)が、異なる泳法、たとえばクロール,バタフライ,平泳ぎおよび背泳のそれぞれ毎に、設定されているテーブル(図示せず)が設けられる。したがって、そのストローク距離テーブルを参照することによって、総ストローク数から水泳距離を求め、さらにはストローク時間から水泳速度を計算することができる。ただし、そのストロークテーブルでは、さらに、身長,体重,年齢,性別かなどを基準として細分化したストローク距離を設定しておくことも可能である。   In this embodiment, the amount of exercise of the user 14 is calculated and displayed or recorded by detecting the number of strokes in the simulated swimming exercise, so the internal memory 32 of the computer 24 (FIG. 2) In addition to the program shown in the flowchart of FIG. 17 to be described later, for example, a distance (stroke distance) that can be advanced in one stroke is set for each of different swimming methods, for example, crawl, butterfly, breaststroke and backstroke. A table (not shown) is provided. Therefore, by referring to the stroke distance table, the swimming distance can be obtained from the total number of strokes, and further, the swimming speed can be calculated from the stroke time. However, in the stroke table, it is also possible to set stroke distances that are subdivided on the basis of height, weight, age, sex or the like.

ここで、図15を参照して、この運動補助システム10では、スクリーン12上に、プロジェクタ20によって、ユーザ14の水泳運動を補助するために、たとえばプールの水面上を水泳で移動しているかのような動画映像(進行映像)を映像表示領域12aに表示する。さらに、スクリーン12上には水泳距離表示領域12b、水泳速度表示領域12c、ストローク数表示領域12dおよび消費カロリ表示領域12eがそれぞれ設けられる。水泳距離表示領域12bにはその水泳運動によって、仮に移動したとすると何m泳いだことになるかを表示し、水泳速度表示領域12cにはそのときの水泳速度(時速:km/h)を表示し、ストローク数表示領域12dには何ストロークの運動を行ったかの回数を表示し、そして消費カロリ表示領域12eにはそのときの水泳運動で何kcal消費したことになるかを表示する。ただし、これらの数値は、先の実施例と同様に、基本的には計算で求めた推定値である。   Referring now to FIG. 15, in this exercise assisting system 10, whether the projector 20 is moving on the screen 12 by swimming, for example, on the surface of the pool, in order to assist the user 14 in the swimming exercise. Such a moving image (progressive image) is displayed in the image display area 12a. Further, a swimming distance display area 12b, a swimming speed display area 12c, a stroke number display area 12d, and a consumed calorie display area 12e are provided on the screen 12, respectively. The swimming distance display area 12b displays how many meters the swimming has been done if it has been moved by the swimming movement, and the swimming speed display area 12c displays the swimming speed at that time (km / h). The number of strokes exercised is displayed in the stroke number display area 12d, and the number of kcal consumed in the swimming exercise at that time is displayed in the consumption calorie display area 12e. However, these numerical values are basically estimated values obtained by calculation as in the previous embodiment.

図16を参照して、この図16には、ユーザ14がクロールの泳法で擬似的に水泳運動を行なうときの上肢の状態変化の一例が図解されている。   Referring to FIG. 16, FIG. 16 illustrates an example of the state change of the upper limb when the user 14 performs a simulated swimming exercise by the crawl swimming method.

よく知られているように、上肢だけに注目すると、クロールの場合、まず、図16(A)に示すように、両手を前方で揃え、その状態から一方の手(図示の例では右手)で水を掻くため、その手が図16(B)に示すように水中で後方に旋回される。そして、その手(右手)は水面上に出され、図16(C)に示すように前方へ旋回される。その後は再び図16(A)の状態に戻る。したがって、図16(A)の状態がいわゆるホームポジションまたは基準状態であり、この実施例では、一方の手がホームポジションから始動して再びホームポジションに戻るまでを「ストローク」と呼ぶ。   As is well known, focusing only on the upper limbs, in the case of crawling, first, as shown in FIG. 16 (A), align both hands in the front, and from that state with one hand (right hand in the example shown) In order to scratch the water, the hand is swung backward in the water as shown in FIG. Then, the hand (right hand) is put out on the water surface and turned forward as shown in FIG. Thereafter, the state returns to the state of FIG. Accordingly, the state shown in FIG. 16A is a so-called home position or reference state, and in this embodiment, the period from one hand starting from the home position to returning to the home position is referred to as a “stroke”.

図17に示すバタフライの場合も同様であるが、バタフライの場合には左右両手は同期して同じ動きとなる。すなわち、両手は、まず、図17(A)に示すホームポジションに揃えられ、園ホームポジションから、後方へ旋回されかつ水面上に上げられて図17(B)に示す状態となり、その後、水中での掻き動作の後、図17(C)に示す状態となる。図17(C)の後には再び図17(A)に示すホームポジションの状態に戻る。したがって、バタフライの場合でも、少なくとも一方の手がホームポジションから始動して再びホームポジションに戻るまでを「ストローク」と呼ぶことができる。   The same applies to the butterfly shown in FIG. 17, but in the case of the butterfly, the left and right hands move in synchronism with each other. That is, both hands are first aligned with the home position shown in FIG. 17 (A), swung backward from the garden home position and raised to the surface of the water to the state shown in FIG. 17 (B). After the scraping operation, the state shown in FIG. After FIG. 17C, the home position is returned to the state shown in FIG. Therefore, even in the case of a butterfly, it can be called “stroke” until at least one hand starts from the home position and returns to the home position again.

なお、上述のように、検出すべき手や足がホームポジションから始動して再びホームポジションに戻るまでを「ストローク」と呼ぶなら、図1実施例の場合の停止歩行運動(ウォーキングまたはランニング)の場合の「1歩」も、同様に「1ストローク」としてカウントすることができる。したがって、停止歩行の場合も、ストロークという用語を用いる場合がある、ということに留意されたい。   As described above, if the hand or foot to be detected starts from the home position and returns to the home position is called a “stroke”, the stop walking motion (walking or running) in the embodiment of FIG. Similarly, “1 step” can be counted as “1 stroke”. Therefore, it should be noted that the term “stroke” may also be used in the case of stop walking.

図18を参照して、この実施例の運動補助システム10を使ってユーザ14が水泳運動を行なうときのコンピュータ24の動作を説明する。なお、この図18に示す処理動作やそれぞれに付随するサブルーチンなどは、先の実施例と同様に、基本的にはプロジェクタ20による表示フレーム毎に実行される。   With reference to FIG. 18, the operation of the computer 24 when the user 14 performs a swimming exercise using the exercise assisting system 10 of this embodiment will be described. Note that the processing operations shown in FIG. 18 and the sub-routines associated therewith are basically executed for each display frame by the projector 20 as in the previous embodiment.

なお、水泳運動の開始に先立って、後の計算に必要な個人データ、身長,体重,年齢,性別や、泳法(クロールなど)を図示しない入力手段(キーボードやマウスなど)を利用して入力するとともに、各レジスタ、バッファ、カウンタ、フラグなどを初期化する。ただし、細分化したテーブルを持っていないときには、泳法と性別だけを指定するようにしてもよい。   Prior to the start of swimming exercise, input personal data, height, weight, age, sex and swimming method (crawl, etc.) required for later calculations using an input means (keyboard, mouse, etc.) not shown. At the same time, each register, buffer, counter, flag, etc. are initialized. However, when there is no subdivided table, only the swimming style and gender may be specified.

そして、ユーザ14が図14お図16または図17に示すように、スクリーン12の前方で水泳運動を実行する。そこで、コンピュータ24は、ビデオプレイヤ26を起動して、図15に示すような進行動画映像(たとえば、プールの水面画像)をプロジェクタ20によってスクリーン12の映像表示領域12a(図15)に表示させる。それとともに、コンピュータ24は、ステップS402において、ユーザ14が一方の手の手首に装着している色マーカ16の実空間上の位置を検出する。ただし、この色マーカ16の検出は、先の図5に示すサブルーチンに従って実行される。なお、色マーカ16の座標としては、重心座標または平面座標のいずれが用いられてもよい。   Then, as shown in FIG. 14, FIG. 16, or FIG. 17, the user 14 performs a swimming exercise in front of the screen 12. Therefore, the computer 24 activates the video player 26 and causes the projector 20 to display a moving image (for example, a water surface image of a pool) as shown in FIG. 15 in the video display area 12a (FIG. 15) of the screen 12. At the same time, in step S402, the computer 24 detects the position in the real space of the color marker 16 worn by the user 14 on the wrist of one hand. However, the detection of the color marker 16 is executed according to the subroutine shown in FIG. As the coordinates of the color marker 16, either the center of gravity coordinates or the plane coordinates may be used.

図18のステップS404では、コンピュータ24は、ステップS402で得られた色マーカ16の位置を、内部メモリ32(図2)に設けられた位置バッファ(図示せず)に書き込む。   In step S404 in FIG. 18, the computer 24 writes the position of the color marker 16 obtained in step S402 in a position buffer (not shown) provided in the internal memory 32 (FIG. 2).

その後、コンピュータ24は、ステップS406でストローク判定を行なう。このステップS406のストローク判定とは、ユーザ14が1ストロークの運動をしたかどうかを判定するもので、一例として、次のようにして判定する。   Thereafter, the computer 24 performs stroke determination in step S406. The stroke determination in step S406 is to determine whether or not the user 14 has made one stroke of exercise, and is determined as follows as an example.

ステップS404で各フレーム毎の色マーカ16の位置が位置バッファに書き込まれるが、ユーザ14の手首の高さにだけ着目して、その位置データの内のZ軸の位置(z値)を、毎フレーム、前回値と比較し、Z軸でのピーク点(最も高い点)を検出する。たとえば、z値が順次増加しているときは、ユーザ14の手は順次上がってはいるが未だピークに達していないことを示している。z値が、漸増した後、前回値に比べて小さくなったときには、手の位置は最も高いピーク点を過ぎたと判別できる。このようにして、ユーザの手のもっとも高い点(ピーク)を検出する。具体的には、図16のクロール場合には、図16(C)の状態、図17のバタフライの場合は、図17(B)の状態を検出し、色マーカ16すなわちユーザ14の手首の高さのピークを検出する都度、1ストロークの上肢の運動があったと判定する。   In step S404, the position of the color marker 16 for each frame is written into the position buffer. Focusing only on the wrist height of the user 14, the Z-axis position (z value) in the position data is Compared to the frame and the previous value, the peak point (the highest point) on the Z axis is detected. For example, when the z value increases sequentially, it indicates that the hand of the user 14 has been gradually increased but has not yet reached the peak. When the z value gradually increases and then becomes smaller than the previous value, it can be determined that the hand position has passed the highest peak point. In this way, the highest point (peak) of the user's hand is detected. Specifically, in the case of the crawl of FIG. 16, the state of FIG. 16C is detected, and in the case of the butterfly of FIG. 17, the state of FIG. 17B is detected and the color marker 16, that is, the height of the wrist of the user 14 is detected. It is determined that there was movement of the upper limb of one stroke each time the peak of the height is detected.

もっと簡単には、z値が所定の閾値(手を上げたと推定できる程度の高さのz値)を超えたとき1ストロークの運動があったと判定するようにしてもよい。   More simply, it may be determined that there has been one stroke of motion when the z value exceeds a predetermined threshold value (z value of a height that can be estimated to have raised the hand).

そして、次のステップS408において、コンピュータ24は、ステップS406のストローク判定の結果、1ストロークを検出したかどうか判断する。このステップS408において“NO”の判断がなされるとき、そのときのフレームでは未だ1ストロークを検出していないので、そのまま終了する。   In the next step S408, the computer 24 determines whether one stroke is detected as a result of the stroke determination in step S406. If “NO” is determined in step S408, since one stroke has not yet been detected in the frame at that time, the processing ends.

ステップS406において1ストロークを検出したとき、ステップS408で“YES”が判断され、コンピュータ24は、続くステップS410で、内部メモリ32内のストローク数カウンタ(図示せず)を+1(インクリメント)する。したがって、このステップS410の段階で、ユーザが行った水泳運度での総ストローク数がストローク数カウンタに覚えられている。   When one stroke is detected in step S406, “YES” is determined in step S408, and in step S410, the computer 24 increments a stroke number counter (not shown) in the internal memory 32 by +1. Therefore, the total number of strokes in the swimming luck performed by the user in the step S410 is stored in the stroke number counter.

次のステップS412では、ステップS410で求めたストローク数に基づいて、水泳距離や消費カロリを計算するとともに、水泳速度を計算する。   In the next step S412, the swimming distance and calorie consumption are calculated and the swimming speed is calculated based on the number of strokes obtained in step S410.

まず、水泳距離は、ストローク数とストローク距離とを乗算すれば求められ得る。ここで、ストローク距離は、先に説明した内部メモリ32に予め設定しているテーブルから、泳法やユーザの身長や性別などに基づいて、求めることができる。つまり、水泳距離は数11で計算できる。
[数11]
水泳距離=ストローク数×ストローク距離 [m]
消費カロリは、先の実施例で説明したと同様にして、標準的な水泳モデルから手の位置エネルギおよび運動エネルギ、ならびに水泳移動による運動エネルギを求めることによって、計算できる。つまり、前述の数2−数6に具体的な数値を当てはめることによって、消費カロリの計算ができる。ただし、数2‐数6は足の運動の場合の計算式であったので、手の運動であるこの実施例では当然、数12−数16に代入すべき具体的数値は変更する必要がある。
First, the swimming distance can be obtained by multiplying the number of strokes by the stroke distance. Here, the stroke distance can be obtained from the table previously set in the internal memory 32 described above based on the swimming method, the height and sex of the user, and the like. That is, the swimming distance can be calculated by Equation 11.
[Equation 11]
Swimming distance = number of strokes x stroke distance [m]
The calorie consumption can be calculated in the same manner as described in the previous embodiment by determining the position energy and kinetic energy of the hand and the kinetic energy by swimming movement from a standard swimming model. That is, the calorie consumption can be calculated by applying a specific numerical value to the above-described Expression 2 to Expression 6. However, since Equations 2 to 6 are calculation formulas in the case of foot movement, naturally, in this embodiment, which is hand movement, specific numerical values to be substituted into Equations 12 to 16 need to be changed. .

まず、手の位置エネルギPE’は数12で求められる。
[数12]
PE’=m’gh’ [J]
ただし、m’は、片手の質量であり、一例として体重Mの7.7%として計算できる。また、gは重力加速度であり、9.81[m/s2]とする。また、h’は上げた手の高さ(ピーク点)である。
First, the positional energy PE ′ of the hand is obtained by Expression 12.
[Equation 12]
PE '= m'gh' [J]
However, m ′ is the mass of one hand, and can be calculated as 7.7% of the body weight M as an example. Further, g is a gravitational acceleration, and is 9.81 [m / s2]. H ′ is the height (peak point) of the raised hand.

一例として、m’=65[kg]×0.077=5.0[kg]とし、h’=0.2[m]とすると、PE’=9.81[J]と計算できる。   As an example, when m ′ = 65 [kg] × 0.077 = 5.0 [kg] and h ′ = 0.2 [m], PE ′ = 9.81 [J] can be calculated.

また、その位置エネルギ(PE’)に基づく運動エネルギKE’は数3で求まる。
[数13]
KE’=(1/2)m’V3 [J]
ただし、m’は片手の質量で、V3は、手を上げる速度である。手を上げる速度V3は、具体的には、図18のステップS404で得られるマーカ位置のフレーム毎の変位量から計算できる。つまり、1フレームは1/30秒であるので、その間に移動または変位した距離を求めれば、手を上げる速度を計算できる。
Further, the kinetic energy KE ′ based on the potential energy (PE ′) is obtained by Equation 3.
[Equation 13]
KE ′ = (1/2) m′V3 2 [J]
However, m 'is the mass of one hand and V3 is the speed which raises a hand. Specifically, the hand raising speed V3 can be calculated from the amount of displacement of the marker position for each frame obtained in step S404 of FIG. That is, since one frame is 1/30 second, the speed of raising a hand can be calculated by obtaining the distance moved or displaced during that time.

一例として、m’=5.0[kg]とし、V3=2.0[m/s]とすると、KE’=10.0[J]と計算できる。   As an example, when m ′ = 5.0 [kg] and V3 = 2.0 [m / s], KE ′ = 10.0 [J] can be calculated.

さらに、水泳による運動エネルギSEKは数14から求めることができる。
[数14]
SEK=(1/2)MV4 [J]
ただし、Mは体重、V4は水泳速度[km/h]である。
Furthermore, the kinetic energy SEK by swimming can be obtained from Equation 14.
[Formula 14]
SEK = (1/2) MV4 2 [J]
However, M is a body weight and V4 is a swimming speed [km / h].

水泳速度V4は、平均水泳速度と考える。平均水泳速度は、数11で求めた水泳距離を合計運動時間で割れば計算できる。つまり、数15で得られる。
[数15]
平均水泳速度=水泳距離/運動時間 [km/h]
一例として、M=65[kg]とし、V4を2[km/h]=0.555[m/s]と仮定すると、SKE=0.5×65[kg]×0.308=10.01[J]と計算できる。
The swimming speed V4 is considered as the average swimming speed. The average swimming speed can be calculated by dividing the swimming distance obtained by Equation 11 by the total exercise time. That is, it is obtained by Equation 15.
[Equation 15]
Average swimming speed = Swimming distance / Exercise time [km / h]
As an example, assuming that M = 65 [kg] and V4 is 2 [km / h] = 0.555 [m / s], SKE = 0.5 × 65 [kg] × 0.308 = 10.01 [J] can be calculated.

消費カロリは数16に示すように、数12の位置エネルギPE’、数13の運動エネルギKE’、および数14の運動エネルギWKE’の総和である。
[数16]
消費カロリ=PE’+KE’+SEK [J]
上記具体例を当てはめると、PE’+KE’+SKE≒(9.81+10+10)[J]=29.81[J]となり、(×0.2389×10−3=0.711×10−2[kcal]となる。この値を10,000ストローク換算すると、71.1[kcal]である。
As shown in Equation 16, the calorie consumption is the sum of the potential energy PE ′ in Equation 12, the kinetic energy KE ′ in Equation 13, and the kinetic energy WKE ′ in Equation 14.
[Equation 16]
Calorie consumption = PE '+ KE' + SEK [J]
Applying the above specific example, PE ′ + KE ′ + SKE≈ (9.81 + 10 + 10) [J] = 29.81 [J], and (× 0.2389 × 10 −3 = 0.711 × 10 −2 [kcal] When this value is converted into 10,000 strokes, it is 71.1 [kcal].

ただし、詳細には説明しないが、先の実施例と同様、このような計算による消費カロリを、実測値に基づいて決定した補正係数を用いて補正するようにしてもよい。   However, although not described in detail, as in the previous embodiment, the calorie consumption by such calculation may be corrected using a correction coefficient determined based on actual measurement values.

このようにして、図18のステップS412において、水泳距離、平均水泳速度、および消費カロリが計算できるので、次のステップS414では、先のステップS412で計算した値で表示データを更新する。つまり、ステップS412で新たに計算した水泳距離,水泳速度,ストローク数および消費カロリを図15に示す各表示領域12b,12c,12dおよび12eに表示する。   In this way, since the swimming distance, average swimming speed, and calorie consumption can be calculated in step S412 of FIG. 18, in the next step S414, the display data is updated with the values calculated in the previous step S412. That is, the swimming distance, the swimming speed, the number of strokes and the calorie consumption newly calculated in step S412 are displayed in the display areas 12b, 12c, 12d and 12e shown in FIG.

ただし、平均水泳速度は一定時間(たとえば15秒)毎に表示し、消費カロリも一定時間(たとえば30秒)毎に累積数値を表示するようにしてもよい。   However, the average swimming speed may be displayed every predetermined time (for example, 15 seconds), and the accumulated calorie may be displayed every predetermined time (for example, 30 seconds).

そして、ステップS416では、コンピュータ24は、ビデオプレイヤ26による映像再生速度を、ステップS412で計算した平均水泳速度に適合するように、制御する。たとえば、プールの水面上を移動するディジタルビデオカメラで撮影し、そのときの移動速度をv[km/h]とし、映像再生時の速度V[km/h]とするとき、数17に従って再生するようにすればよい。
[数17]
V=v×S
ただし、Sは係数であり、ここでは平均水泳速度に応じた値が設定される。
In step S416, the computer 24 controls the video reproduction speed of the video player 26 so as to match the average swimming speed calculated in step S412. For example, when a picture is taken with a digital video camera moving on the water surface of a pool, the moving speed at that time is v [km / h], and the speed V [km / h] at the time of video reproduction is reproduced according to Expression 17. What should I do?
[Equation 17]
V = v × S
However, S is a coefficient, and here, a value corresponding to the average swimming speed is set.

なお、図18の動作例は、図1実施例における「リラックストレーニングモード」に相当するが、図14実施例においても、図1実施例における「アクティブトレーニングモード」と同様に、プロジェクタ26による動画映像の再生速度に合うような水泳速度でユーザが擬似水泳運動することによって、ユーザに負荷をかけて積極的にトレーニングさせることも可能である。   The operation example of FIG. 18 corresponds to the “relaxation training mode” in the embodiment of FIG. 1, but also in the embodiment of FIG. 14, as with the “active training mode” in the embodiment of FIG. When the user performs a simulated swimming exercise at a swimming speed that matches the reproduction speed, it is also possible to train the user actively with a load.

ただし、この水泳運動も、後述のボート漕ぎ運動と同様に、運動としての消費カロリより筋活動を主眼におくため、必ずしも歩行運動のような厳密な計算式によって消費カロリを求める必要はない。たとえば、数人の被験者のピッチを変えて酸素摂取量を求め、その平均からストローク毎の消費カロリを計算するようにしてもよい。   However, this swimming exercise also focuses on muscle activity rather than calorie consumption as exercise, as will be described later in the rowing exercise, so it is not always necessary to calculate calorie consumption by a strict calculation formula such as walking exercise. For example, oxygen consumption may be obtained by changing the pitch of several subjects, and calorie consumption per stroke may be calculated from the average.

また、図19に示すその他の実施例の運動補助システム10では、ユーザ14に図20に示すようなボート漕ぎ運動を行なわせる。すなわち、この実施例においても、ユーザ14の右手の手首に色マーカ16を装着し、その状態で、図20に示すように上肢だけでボート漕ぎ(ボーティング)運動を行なわせる。   Further, in the exercise assistance system 10 of another embodiment shown in FIG. 19, the user 14 is caused to perform a rowing exercise as shown in FIG. That is, also in this embodiment, the color marker 16 is attached to the wrist of the right hand of the user 14, and in this state, the boating (boating) exercise is performed only with the upper limb as shown in FIG.

ボーティングでは、容易に理解できるように、初期位置またはホームポジションは、図20(A)に示すようにオール(図示せず)を把持する両手を前方に突き出した状態となり、その位置からやや前傾して図20(B)の状態となり、それからオールを把持する両手を自分の体の方へ引き寄せて図20(C)の状態をとり、その後、図20(D)の状態を経て、再び図20(A)の初期位置に戻る。このような1ストロークのうちのどれかの状態、たとえば図20(A)の状態を、色マーカ16によって検出するようにすればよい。   As can be easily understood in boating, the initial position or the home position is a state where both hands holding the oar (not shown) are protruded forward as shown in FIG. Inclined to the state of FIG. 20 (B), and then draws both hands holding the oar toward the body to take the state of FIG. 20 (C), and then goes through the state of FIG. 20 (D) again. Returning to the initial position of FIG. Any one state of such a stroke, for example, the state of FIG. 20A may be detected by the color marker 16.

また、このようなボート運動では、スクリーン12には、たとえば図19に示すような、川や湖あるいは池もしくは海など、実際にボートを漕げる水域を移動する移動映像を表示する。   Further, in such a boat motion, the screen 12 displays a moving image of moving in a water area where the boat is actually raised, such as a river, a lake, a pond or the sea, as shown in FIG.

図19実施例のボート運動でも、必要に応じて、消費カロリ等を計算して表示することもできる。   In the boat exercise of FIG. 19 embodiment, calorie consumption and the like can be calculated and displayed as necessary.

なお、上で示した具体的数字は単なる例示であり、これらに限定されるものではなく、適宜変更され得るものと理解されたい。   It should be understood that the specific numbers shown above are merely examples, and are not limited to these, and can be changed as appropriate.

図1はこの発明の一実施例の運動補助システムを示す図解図である。FIG. 1 is an illustrative view showing an exercise assistance system according to an embodiment of the present invention. 図2は図1実施例の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the embodiment of FIG. 図3は図1実施例のスクリーン上の各表示領域を示す図解図である。FIG. 3 is an illustrative view showing each display area on the screen of FIG. 1 embodiment. 図4は図1実施例におけるリラックストレーニングモードでの動作を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing the operation in the relaxed training mode in the FIG. 1 embodiment. 図5は色マーカの座標位置検出のためのサブルーチンを示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing a subroutine for detecting the coordinate position of the color marker. 図6は図1実施例におけるアクティブトレーニングモードでの動作を示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing the operation in the active training mode in the FIG. 1 embodiment. 図7は図6実施例におけるスクリーンのメッセージ表示領域を示す図解図である。FIG. 7 is an illustrative view showing a message display area on the screen in FIG. 6 embodiment. 図8は図1実施例で前屈柔軟度を計測するときの動作を示す図解図である。FIG. 8 is an illustrative view showing an operation when measuring the flexion flexibility in the embodiment of FIG. 図9は図1実施例において前屈柔軟度を計測するときの動作を示すフロー図である。FIG. 9 is a flowchart showing an operation when measuring the flexion flexibility in the embodiment of FIG. 図10は図1実施例で最大1歩幅を計測するときの動作を示す図解図である。FIG. 10 is an illustrative view showing an operation when measuring a maximum of one step in the embodiment of FIG. 図11は図1実施例において最大1歩幅を計測するときの動作を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing the operation when measuring a maximum step length in the embodiment of FIG. 図12は図1実施例で片足起立時間を計測するときの動作を示す図解図である。FIG. 12 is an illustrative view showing an operation when the one-leg standing time is measured in the embodiment of FIG. 図13は図1実施例において片足起立時間を計測するときの動作を示すフロー図である。FIG. 13 is a flowchart showing the operation when measuring the one leg standing time in the embodiment of FIG. 図14はこの発明の他の実施例の運動補助システムを示す図解図である。FIG. 14 is an illustrative view showing an exercise assistance system according to another embodiment of the present invention. 図15は図14実施例のスクリーン上の各表示領域を示す図解図である。FIG. 15 is an illustrative view showing each display area on the screen of FIG. 14 embodiment. 図16は図14実施例でストロークを計測するときの動作の一例を示す図解図である。FIG. 16 is an illustrative view showing one example of an operation when measuring a stroke in FIG. 14 embodiment. 図17は図14実施例でストロークを計測するときの動作の他の例を示す図解図である。FIG. 17 is an illustrative view showing another example of the operation when measuring the stroke in the embodiment of FIG. 図18は図14実施例におけるトレーニングモードでの動作を示すフロー図である。FIG. 18 is a flowchart showing the operation in the training mode in the embodiment of FIG. 図19はこの発明のその他の実施例の運動補助システムを示す図解図である。FIG. 19 is an illustrative view showing an exercise assistance system according to another embodiment of the present invention. 図20は図19実施例でストロークを計測するときの動作の一例を示す図解図である。FIG. 20 is an illustrative view showing one example of an operation when measuring a stroke in the embodiment of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 …運動補助システム
12 …スクリーン
14 …ユーザ
16 …色マーカ
18 …カメラ
20 …プロジェクタ
24 …コンピュータ
26 …ビデオプレイヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exercise assistance system 12 ... Screen 14 ... User 16 ... Color marker 18 ... Camera 20 ... Projector 24 ... Computer 26 ... Video player

Claims (16)

ユーザの手または足が所定の動作を繰り返す、そのような運動を補助するための運動補助システムであって、
前記ユーザの少なくとも一方の手または足に装着するための色マーカ、
前記色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、
前記画像信号を処理して前記色マーカの位置を検出する位置検出手段、および
前記位置に基づいて前記運動のストロークを検出するストローク検出手段を備える、運動補助システム。
An exercise assistance system for assisting such exercise in which a user's hand or foot repeats a predetermined movement,
A color marker for attachment to at least one hand or foot of the user;
A camera that outputs an image signal including the color marker;
An exercise assisting system comprising: position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker; and stroke detection means for detecting the movement stroke based on the position.
前記ストローク検出手段によって検出したストローク数をカウントするストローク数カウンタ、および
前記ストローク数カウンタによってカウントされたストローク数に基づいて平均速度を計算する平均速度計算手段をさらに備える、請求項1記載の運動補助システム。
The exercise assistance according to claim 1, further comprising: a stroke number counter that counts the number of strokes detected by the stroke detection unit; and an average speed calculation unit that calculates an average speed based on the number of strokes counted by the stroke number counter. system.
前記ストローク数に基づいて消費カロリを計算する消費カロリ計算手段をさらに備える、請求項2記載の運動補助システム。   The exercise assistance system according to claim 2, further comprising consumption calorie calculation means for calculating consumption calorie based on the number of strokes. ユーザの少なくとも一方の足首に装着するための色マーカ、
前記色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、
前記画像信号を処理して前記色マーカの位置を検出する位置検出手段、および
前記位置に基づいて前記ユーザの歩行を検出する歩行検出手段を備える、運動補助システム。
Color markers for wearing on at least one ankle of the user,
A camera that outputs an image signal including the color marker;
An exercise assistance system comprising: position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker; and walking detection means for detecting the user's walking based on the position.
前記歩行検出手段によって1歩に相当する足の上げ下げを検出したときインクリメントされる歩数カウンタ、および
前記歩数カウンタによってカウントされた歩数に基づいて平均歩行速度を計算する平均歩行速度計算手段をさらに備える、請求項4記載の運動補助システム。
A step counter that is incremented when the walking detection unit detects a foot lift corresponding to one step; and an average walking speed calculation unit that calculates an average walking speed based on the number of steps counted by the step counter. The exercise assistance system according to claim 4.
歩行運動するユーザが見えるように、移動速度で移動する動画映像を表示する動画映像表示手段をさらに備える、請求項5記載の運動補助システム。   The exercise assistance system according to claim 5, further comprising a moving image display means for displaying a moving image that moves at a moving speed so that a user who performs a walking exercise can be seen. 前記平均歩行速度に応じて前記動画映像の前記移動速度を制御する映像移動速度制御手段をさらに備える、請求項6記載の運動補助システム。   The exercise assistance system according to claim 6, further comprising video moving speed control means for controlling the moving speed of the moving image according to the average walking speed. 前記動画映像の前記移動速度と前記平均歩行速度とを比較する速度比較手段、および
前記速度比較手段の比較結果に応じて前記ユーザにメッセージを当て得るメッセージ付与手段をさらに備える、請求項6または7記載の運動補助システム。
A speed comparison unit that compares the moving speed of the moving image with the average walking speed, and a message addition unit that can apply a message to the user according to a comparison result of the speed comparison unit. The exercise assistance system described.
前記位置検出手段で検出した前記色マーカの位置の変化に応じて消費カロリを計算する消費カロリ計算手段をさらに備える、請求項4ないし8のいずれかに記載の運動補助システム。   The exercise assistance system according to any one of claims 4 to 8, further comprising consumption calorie calculation means for calculating consumption calorie according to a change in the position of the color marker detected by the position detection means. ユーザの少なくとも一方の手首に装着するための色マーカ、
前記色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、
前記画像信号を処理して前記色マーカの位置を検出する位置検出手段、および
前記位置に基づいて前記ユーザの前屈動作を検出する前屈検出手段を備える、運動補助システム。
Color markers for wearing on at least one wrist of the user,
A camera that outputs an image signal including the color marker;
An exercise assistance system comprising: position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker; and forward bending detection means for detecting a forward bending action of the user based on the position.
ユーザの少なくとも一方の足首に装着するための色マーカ、
前記色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、
前記画像信号を処理して前記色マーカの位置を検出する位置検出手段、および
前記位置に基づいて前記ユーザの最大1歩幅を検出する最大1歩幅検出手段を備える、運動補助システム。
Color markers for wearing on at least one ankle of the user,
A camera that outputs an image signal including the color marker;
An exercise assistance system comprising: position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker; and maximum one step detection means for detecting a maximum step length of the user based on the position.
ユーザの一方の足首に装着するための色マーカ、
前記色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、
前記画像信号を処理して前記色マーカの位置を検出する位置検出手段、
前記位置に基づいて前記ユーザの片足上げ動作を検出する片足上げ検出手段、
前記片足上げ検出手段が前記片足上げ動作を検出し続けている時間をカウントする時間カウント手段を備える、運動補助システム。
Color marker for wearing on one of the user's ankles,
A camera that outputs an image signal including the color marker;
Position detection means for detecting the position of the color marker by processing the image signal;
One-leg raising detection means for detecting the user's one-leg raising action based on the position;
An exercise assistance system comprising time counting means for counting a time during which the one leg raising detection means continues to detect the one leg raising action.
ユーザの少なくとも一方の手首に装着するための色マーカ、
前記色マーカを含む画像信号を出力するカメラ、
前記画像信号を処理して前記色マーカの位置を検出する位置検出手段、および
前記位置に基づいて前記ユーザの擬似水泳運動におけるストロークを検出するストローク検出手段を備える、運動補助システム。
Color markers for wearing on at least one wrist of the user,
A camera that outputs an image signal including the color marker;
An exercise assistance system comprising: position detection means for processing the image signal to detect the position of the color marker; and stroke detection means for detecting a stroke in the simulated swimming movement of the user based on the position.
1ストロークごとにインクリメントされるストローク数カウンタ、および
前記ストローク数カウンタによってカウントされたストローク数に基づいて平均水泳速度を計算する平均水泳速度計算手段をさらに備える、請求項13記載の運動補助システム。
The exercise assistance system according to claim 13, further comprising: a stroke number counter that is incremented for each stroke; and an average swimming speed calculation unit that calculates an average swimming speed based on the number of strokes counted by the stroke number counter.
平均水泳速度で移動する動画映像を表示する動画映像表示手段をさらに備える、請求項14記載の運動補助システム。   The exercise assistance system according to claim 14, further comprising moving image display means for displaying a moving image moving at an average swimming speed. 前記平均水泳速度に応じて前記動画映像の前記移動速度を制御する映像移動速度制御手段をさらに備える、請求項15記載の運動補助システム。   The exercise support system according to claim 15, further comprising video moving speed control means for controlling the moving speed of the moving image according to the average swimming speed.
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Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008220582A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Shinsedai Kk Exercise assisting device
KR100974831B1 (en) 2008-09-01 2010-08-11 학교법인 영광학원 Apparatus and Method for Counting Walking Steps Using the Variation of Image Focus Values
WO2013157848A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of displaying multimedia exercise content based on exercise amount and multimedia apparatus applying the same
JP2015501700A (en) * 2011-11-23 2015-01-19 ナイキ イノベイト セー. フェー. Method and system for automated personal training, including training programs
JP2015008878A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 カシオ計算機株式会社 Measurement device, measurement method, and program
JP2016073789A (en) * 2010-11-24 2016-05-12 ナイキ イノベイト セー. フェー. Method and system for automation personal training including training program
WO2016082660A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-02 李旋 Method for converting actual motion of human body into motion in virtual scenario
KR101646158B1 (en) * 2015-02-09 2016-08-12 한림대학교 산학협력단 Device for providing workout outcome and method thereof
WO2017057038A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 ソニー株式会社 Information processing device, information processing method, and program
US9744428B2 (en) 2012-06-04 2017-08-29 Nike, Inc. Combinatory score having a fitness sub-score and an athleticism sub-score
US9811639B2 (en) 2011-11-07 2017-11-07 Nike, Inc. User interface and fitness meters for remote joint workout session
US9852271B2 (en) 2010-12-13 2017-12-26 Nike, Inc. Processing data of a user performing an athletic activity to estimate energy expenditure
US9977874B2 (en) 2011-11-07 2018-05-22 Nike, Inc. User interface for remote joint workout session
JP2018167073A (en) * 2018-07-09 2018-11-01 京セラ株式会社 Exercise support device and exercise support method
WO2019111348A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-13 株式会社典雅 Video processing device, video processing method, computer program, and video processing system
WO2019177361A1 (en) * 2017-09-15 2019-09-19 주식회사 뉴딘콘텐츠 Virtual tennis simulation system, and sensing device and sensing method used therefor
US10420982B2 (en) 2010-12-13 2019-09-24 Nike, Inc. Fitness training system with energy expenditure calculation that uses a form factor
KR102067560B1 (en) * 2018-09-12 2020-01-17 이용국 Method and apparatus for estimating energy consumption
CN110743153A (en) * 2019-11-26 2020-02-04 爱菲力斯(深圳)科技有限公司 Auxiliary fitness system and method
US10583328B2 (en) 2010-11-05 2020-03-10 Nike, Inc. Method and system for automated personal training
KR102296197B1 (en) * 2021-03-02 2021-08-31 피엠씨글로벌 주식회사 A measuring device that measures and displays the user's amount of exercise
KR20210117135A (en) * 2020-03-13 2021-09-28 최문정 Untact physical fitness measurement system using images
CN115120835A (en) * 2017-07-24 2022-09-30 梅德律动公司 Enhanced music for repetitive athletic activity
CN116026317A (en) * 2023-01-16 2023-04-28 歌尔股份有限公司 Walking speed measuring method, head-mounted display device and readable storage medium
CN116465546B (en) * 2023-04-20 2024-02-13 苏州芯思微半导体技术有限公司 Batch calibration measuring device of high-precision air pressure sensor

Cited By (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008220582A (en) * 2007-03-12 2008-09-25 Shinsedai Kk Exercise assisting device
KR100974831B1 (en) 2008-09-01 2010-08-11 학교법인 영광학원 Apparatus and Method for Counting Walking Steps Using the Variation of Image Focus Values
US11094410B2 (en) 2010-11-05 2021-08-17 Nike, Inc. Method and system for automated personal training
US10583328B2 (en) 2010-11-05 2020-03-10 Nike, Inc. Method and system for automated personal training
US11710549B2 (en) 2010-11-05 2023-07-25 Nike, Inc. User interface for remote joint workout session
US11915814B2 (en) 2010-11-05 2024-02-27 Nike, Inc. Method and system for automated personal training
US9919186B2 (en) 2010-11-05 2018-03-20 Nike, Inc. Method and system for automated personal training
JP2016073789A (en) * 2010-11-24 2016-05-12 ナイキ イノベイト セー. フェー. Method and system for automation personal training including training program
US9852271B2 (en) 2010-12-13 2017-12-26 Nike, Inc. Processing data of a user performing an athletic activity to estimate energy expenditure
US10420982B2 (en) 2010-12-13 2019-09-24 Nike, Inc. Fitness training system with energy expenditure calculation that uses a form factor
US9811639B2 (en) 2011-11-07 2017-11-07 Nike, Inc. User interface and fitness meters for remote joint workout session
US10825561B2 (en) 2011-11-07 2020-11-03 Nike, Inc. User interface for remote joint workout session
US9977874B2 (en) 2011-11-07 2018-05-22 Nike, Inc. User interface for remote joint workout session
JP2015501700A (en) * 2011-11-23 2015-01-19 ナイキ イノベイト セー. フェー. Method and system for automated personal training, including training programs
US9517383B2 (en) 2012-04-20 2016-12-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of displaying multimedia exercise content based on exercise amount and multimedia apparatus applying the same
WO2013157848A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of displaying multimedia exercise content based on exercise amount and multimedia apparatus applying the same
US9744428B2 (en) 2012-06-04 2017-08-29 Nike, Inc. Combinatory score having a fitness sub-score and an athleticism sub-score
US10188930B2 (en) 2012-06-04 2019-01-29 Nike, Inc. Combinatory score having a fitness sub-score and an athleticism sub-score
JP2015008878A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 カシオ計算機株式会社 Measurement device, measurement method, and program
WO2016082660A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-02 李旋 Method for converting actual motion of human body into motion in virtual scenario
KR101646158B1 (en) * 2015-02-09 2016-08-12 한림대학교 산학협력단 Device for providing workout outcome and method thereof
US10695612B2 (en) * 2015-09-30 2020-06-30 Sony Corporation Information processing device, information processing method, and program
WO2017057038A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 ソニー株式会社 Information processing device, information processing method, and program
CN115120835A (en) * 2017-07-24 2022-09-30 梅德律动公司 Enhanced music for repetitive athletic activity
CN115120835B (en) * 2017-07-24 2024-05-03 梅德律动公司 Enhanced music for repetitive athletic activity
WO2019177361A1 (en) * 2017-09-15 2019-09-19 주식회사 뉴딘콘텐츠 Virtual tennis simulation system, and sensing device and sensing method used therefor
JP2021516576A (en) * 2017-09-15 2021-07-08 ニューディン コンテンツ カンパニー リミテッドNEWDIN CONTENTS Co., Ltd. Virtual tennis simulation system, sensing device and sensing method used for this
WO2019111348A1 (en) * 2017-12-06 2019-06-13 株式会社典雅 Video processing device, video processing method, computer program, and video processing system
JP2018167073A (en) * 2018-07-09 2018-11-01 京セラ株式会社 Exercise support device and exercise support method
KR102067560B1 (en) * 2018-09-12 2020-01-17 이용국 Method and apparatus for estimating energy consumption
CN110743153A (en) * 2019-11-26 2020-02-04 爱菲力斯(深圳)科技有限公司 Auxiliary fitness system and method
KR20210117135A (en) * 2020-03-13 2021-09-28 최문정 Untact physical fitness measurement system using images
KR102411882B1 (en) 2020-03-13 2022-06-24 최문정 Untact physical fitness measurement system using images
KR102296197B1 (en) * 2021-03-02 2021-08-31 피엠씨글로벌 주식회사 A measuring device that measures and displays the user's amount of exercise
CN116026317A (en) * 2023-01-16 2023-04-28 歌尔股份有限公司 Walking speed measuring method, head-mounted display device and readable storage medium
CN116465546B (en) * 2023-04-20 2024-02-13 苏州芯思微半导体技术有限公司 Batch calibration measuring device of high-precision air pressure sensor

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