JP2004073272A - 体力判定装置、体力判定方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】行動体力の測定に楽しみを与える。
【解決手段】利用者の行動体力を判定する処理装置１００であって、利用者が行うべき運動の指示である運動指示を、利用者に対して出力する運動指示出力部１８０と、利用者の運動を検出する差分判定部２２０と、運動指示に対する運動検出部の検出結果の運動一致度を算出し、当該運動一致度に基づいて行動体力を判定する体力判定部２４０を備える。運動指示出力部１８０は、ラウンド単位で運動指示を出力し、体力判定部２４０は、ラウンドが終了するごとに運動一致度を算出し、運動指示出力部１８０は、更に、運動一致度が予め定められた基準値を満たす場合に次のラウンドを開始し、満たさなかった場合に次のラウンドを実行しない構成としてもよい。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体力判定装置、体力判定方法、及び体力判定用のプログラムに関する。特に本発明は、利用者に楽しみを与えつつ利用者の行動体力を測定することができる体力判定装置、体力判定方法、及び体力判定用のプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
健康志向の高まりに伴い、屋内で運動を行うとともに行動体力を測定することができる様々なタイプの器具が実用化されている。例えば、台座に乗っている人のバランスを崩す刺激を人に与えるとともに、この刺激に対する人の反応を検出することでバランス能力を判定する技術がある。また、複数段階の運動負荷を運動者に与え、運動者の脈拍を、安静時を含めて測定することで負荷値−脈拍数特性を推定し、その推定結果に応じて任意の段階での運動負荷値を設定して運動者に与える技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
行動体力の測定を効果的に利用するためには、継続して行動体力を測定する必要がある。このためには、行動体力の測定に楽しみを与える必要がある。
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる体力判定装置、体力判定方法、及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また下位概念の請求項は本発明の更なる有利な形態を規定する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、利用者の行動体力を判定する体力判定装置であって、利用者が行うべき運動の指示である運動指示を、利用者に示すために出力する運動指示出力部と、利用者の運動を検出する運動検出部と、運動指示に対する運動検出部の検出結果の一致度である運動一致度を算出し、当該運動一致度に基づいて行動体力を判定する体力判定部とを備えることを特徴とする体力判定装置を提供する。
【０００５】
この体力判定装置において、運動指示を休止するまでの一連の運動指示内容が予め定められてるラウンドを記憶するラウンド記憶部を更に備え、運動指示出力部は、ラウンド記憶部が記憶するラウンド単位で運動指示を出力し、体力判定部は、ラウンドが終了するごとに運動一致度を算出し、運動指示出力部は、更に、運動一致度が予め定められた基準値を満たす場合に次のラウンドを開始し、満たさなかった場合に次のラウンドを実行しなくてもよい。
この場合、体力判定部は、運動指示出力部が、次のラウンドを実行しない場合に、その時点での運動一致度に基づいて利用者の行動体力を判定すると共に、すべてのラウンドにおいて運動一致度が予め定められた基準値を満たす場合と比べて行動体力の信頼性が低い旨を示す情報を出力してもよい。
また、前記運動指示出力部は、各ラウンド毎に運動指示の難易度を変更してもよい。
【０００６】
体力判定部は、利用者の運動を検出するに伴って運動一致度を更新し、運動指示出力部は、運動一致度が、予め定められている基準値を満たすときには継続して運動指示を行い、予め定められている基準値を満たさなくなったときには、運動指示を中止してもよい。この場合、運動検出部は、運動を構成する動作を利用者が行ったことを検出するたびに運動一致度を更新してもよい。
【０００７】
体力判定部は、行動体力として、最大酸素摂取量を判定してもよい。
運動指示出力部は、全身持久力に負荷を与える運動を行わせる指示を、運動指示として出力してもよい。
体力判定部は、運動一致度と行動体力とを対応づける統計データに基づいて利用者の行動体力を判定してもよい。
【０００８】
本発明の第２の形態は、利用者の行動体力を判定する体力判定装置であって、利用者が行うべき運動を、運動を行ったときの単位時間当たりの運動量が徐々に増加するように、利用者に対して指示する運動指示出力部と、利用者の運動を検出する運動検出部と、運動検出部の検出時と運動指示の差分を検出する差分検出部と、運動指示及び差分に基づいて、利用者の行動体力を判定する体力判定部とを備えることを特徴とする体力判定装置を提供する。
【０００９】
この体力判定装置において、体力判定部は、運動指示が示す運動量の増加量及び差分の変化量又は変化率に基づいて、利用者の行動体力を判定してもよい。
この場合、体力判定部は、利用者の運動開始後定められた時間内の差分を基準差分として保持し、差分の基準差分に対する変化量或いは変化率に基づいて利用者の行動体力を判定してもよい。
【００１０】
体力判定部は、差分検出部が検出した差分が基準値を超えたときを誤りと判定し、単位時間当たりの誤りの発生割合又は発生量が、予め定められた値を超えたときの運動指示に基づいて利用者の行動体力を判定してもよい。
体力判定部は、差分の大きさに基づく値である誤り値を生成し、単位時間当たりの誤り値の合計値が基準値を超えたときの運動指示に基づいて利用者の行動体力を判定してもよい。
また、運動指示を示す運動指示を、利用者のレベル別に複数格納する運動指示格納部と、利用者の、予め定められた期間前又は回数前の行動体力を保持する結果保持部とを更に備え、運動指示出力部は、運動指示格納部が格納する運動指示を用いて運動指示を行い、結果保持部が保持している行動体力と、体力判定部が判定した行動体力との差分が予め定められた条件を満たす場合に、利用者への運動指示に用いる運動指示のレベルを変更する構成としてもよい。
体力判定部は、利用者の行動体力として、最大酸素摂取量を判定してもよい。
【００１１】
本発明の第３の形態は、利用者の行動体力を判定する体力判定方法であって、コンピュータが、利用者が行うべき運動の指示である運動指示を、利用者に示すために出力し、コンピュータが、利用者の運動を検出し、コンピュータが、運動指示に対する利用者の運動の検出結果の一致度である運動一致度を算出し、当該運動一致度に基づいて行動体力を判定することを特徴とする体力判定方法を提供する。
本発明の第４の形態は、利用者の行動体力を判定する体力判定方法であって、コンピュータが、利用者が行うべき運動を、運動を行ったときの単位時間当たりの運動量が徐々に増加するように、利用者に対して指示し、コンピュータが、利用者の運動を検出し、コンピュータが、利用者の運動の検出時と運動指示の差分を検出し、コンピュータが、運動指示及び差分に基づいて、利用者の行動体力を判定することを特徴とする体力判定方法を提供する。
【００１２】
本発明の第５の形態は、コンピュータで実行可能であり、利用者の行動体力を判定するためのプログラムであって、コンピュータに、利用者が行うべき運動の指示である運動指示を、利用者に示すために出力する運動指示出力機能と、利用者の運動を検出する運動検出機能と、運動指示に対する運動検出機能の検出結果の一致度である運動一致度を算出し、当該運動一致度に基づいて行動体力を判定する体力判定機能とを実現させることを特徴とするプログラムを提供する。
本発明の第６の形態は、コンピュータで実行可能であり、利用者の行動体力を判定するためのプログラムであって、コンピュータに、利用者が行うべき運動を、運動を行ったときの単位時間当たりの運動量が徐々に増加するように、利用者に対して指示する運動指示出力機能と、利用者の運動を検出する運動検出機能と、運動検出機能の検出時と運動指示の差分を検出する差分検出機能と、運動指示及び差分に基づいて、利用者の行動体力を判定する体力判定機能とを実現させることを特徴とするプログラムを提供する。
【００１３】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態の第１の例である処理装置１００の使用状態を説明する図である。処理装置１００は、例えば入力送信装置３００、及び入力受信装置３１０とセットで使用される。処理装置１００は、例えば体力判定用のプログラムと協働することで、本発明に係る体力判定装置の一例となる。すなわち、処理装置１００は、利用者を運動指示に従って運動させ、その追従度合いに基づいて利用者の行動体力を判定する。この場合、体力測定用のプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ１０２から読み込まれてもよいし、通信によりダウンロードされてもよい。ここで、処理装置１００は、ゲーム専用のコンピュータ装置であってもよいし、汎用のコンピュータであってもよい。
また、処理装置１００は、体力判定用のプログラムを予め書き換え不可の状態で組み込まれることで、体力判定装置専用品として実現されてもよい。
【００１６】
体力には、行動体力及び防衛体力がある。行動体力は、行動を起こす能力、行動を持続する能力、行動を調節する能力である。防衛体力は、物理化学的ストレスに対する抵抗力、生物的ストレスに対する抵抗力、生理的ストレスに対する抵抗力、精神的ストレスに対する抵抗力である。
処理装置１００は、上記のうち、利用者の行動体力を測定する。更に詳細には、行動を起こす能力として、筋力及び筋パワーがある。これらに関与する主な機能は、筋機能である。
行動を持続する能力として、筋持久力及び全身持久力（例えば最大酸素摂取量）がある。筋持久力に関与する主な機能は、筋機能である。全身持久力に関与する主な機能は、呼吸循環機能である。
行動を調節する能力として、例えば平衡性、俊敏性、巧緻性、及び柔軟性がある。これらに関与する主な機能は神経機能である。
【００１７】
入力送信装置３００は、利用者の身体に取り付けられた状態で使用され、利用者の動きを検出し、検出信号を無線で入力受信装置３１０に送信する。詳細には、入力送信装置３００は、両腕のそれぞれに取り付けられる腕用送信装置３０２と、両足のそれぞれに取り付けられる足用送信装置３０４を有する。腕用送信装置３０２及び足用送信装置３０４は例えば加速度センサを有するが、加速度センサの感度は互いに異なる。この構成とすることで、特性が異なる手と足の動きを精度よく検知することができる。
【００１８】
入力受信装置３１０は、ケーブルで処理装置１００と接続し、入力送信装置３００から無線で受信した検出信号を処理装置１００に出力する。
【００１９】
処理装置１００は、利用者が行うべき運動を、例えばインストラクターの動きを周知の表示装置２０に表示したり、或いは表示装置２０から音声を出力することで指示する。運動とは、例えばパンチやキックなどの動作を連続して行うことであり、運動指示は、利用者が行うべき動作を複数連続して指示することである。各動作は、全身持久力に負荷を与える動作であることが好ましい。利用者は、表示装置２０に表示された指示に従って動作することで運動する。入力送信装置３００は利用者が所定の加速度以上で動いた瞬間を検出し、入力受信装置３１０を介して処理装置１００に検出信号を出力する。処理装置１００は、運動指示の出力時と、検出信号の受信時に基づいて、利用者の行動体力を判定する。
【００２０】
従って、利用者は、運動指示に追従する、ということを楽しみつつ行動体力を測定することができる。また、行動体力をつけるための運動を行いつつ行動体力を測定することができる。
【００２１】
ここで、処理装置１００は、利用者の運動に合わせて動くキャラクタを表示すると共に、運動指示と利用者の動きが一致した割合すなわち運動一致度に基づいて、得点を算出したり、或いは相手との対戦結果を判定してもよい。この構成とすると、さらに利用者に体力測定の楽しみを与えることができる。
【００２２】
図２は、処理装置１００の第１の構成例を示すブロック図である。処理装置１００は、運動指示格納部１２０、体力対応部１４０、運動指示出力部１８０、差分判定部２２０、及び体力判定部２４０を有する。本例において、処理装置１００は、利用者の運動の、運動指示に対する一致度である運動一致度に基づいて、利用者の体力を判定する。運動指示格納部１２０は、本発明に係るラウンド記憶部を兼ねる。差分判定部２２０は、本発明に係る運動検出部を兼ねる。
【００２３】
運動指示格納部１２０は、利用者へ運動指示を出すための運動指示を複数予め格納する。運動指示格納部１２０は、また、運動指示を休止するまでの、一連の運動指示内容が予め定められているラウンドを記憶する。すなわち、運動指示は、ラウンド単位で行われ、またラウンド単位で終了する。
例えば、運動指示格納部１２０は、一のラウンドを定義する運動指示プログラムを記憶する。この運動指示プログラムが繰り返し実行されることで、利用者は、複数ラウンドにわたる運動指示を受ける。また、利用者に要求する運動精度の基準（例えば後述する中止基準値）を、各ラウンドに対応づけて格納してもよい。
なお、例えば各ラウンドに対応づけて互いに異なる運動指示プログラムを予め格納することで複数のラウンドを記憶してもよい。
体力対応部１４０は、利用者の運動の、運動指示に対する運動一致度と、体力とを対応づけて予め格納する。
【００２４】
運動指示出力部１８０は運動指示格納部１２０から運動指示を読み出し、読み出した運動指示をラウンド単位で表示装置２０に出力する。運動指示は、ラウンド毎に同じであってもよいし、異なる内容であってもよい。また、運動指示を構成する各動作を特定する情報を差分判定部２２０に出力する。
ここで、運動指示出力部１８０は、体力判定部２４０から受信した運動一致度が予め定められた基準値、すなわち中止基準値を満たす場合に次のラウンドを開始し、満たさなかった場合に次のラウンドを実行しない。
なお、運動指示出力部１８０は、運動一致度が予め定められた値を下回った場合、その時点で運動指示の出力を中止してもよい。
【００２５】
差分判定部２２０は、入力送信装置３００から検出信号を受信し、利用者の運動を検出する。そして、運動指示出力部１８０からの動作指示時と、検出信号の受信時との差分を算出し、算出した差分を、当該動作を特定する情報と共に体力判定部２４０に出力する。
体力判定部２４０は、差分判定部２２０から受信した差分が、その動作指示における許容値以下であるか否かを判断する。そして、例えば許容値以下だった回数（ｎ）の全動作指示回数（Ｎ）に対する比率を運動一致度として算出し、当該運動一致度に対応する体力を体力対応部１４０から読みだし、表示装置２０に出力する。他の例としては、差分判定部２２０から受信した差分の大きさの合計値又は差分に基づく値の合計値を、運動一致度としてもよい。
また、体力判定部２４０は、運動一致度を運動指示出力部１８０に出力する。
【００２６】
従って処理装置１００は、例えば動作指示回数に対する、利用者が動作指示通りに動いた回数の比率に基づいて、利用者の体力を判定することができる。また、運動一致度がある値より下になったときには運動を終了するため、利用者に向上心を与えられる。
【００２７】
図３は、運動指示格納部１２０が予め格納する情報の構成をテーブル形式で示す図である。運動指示格納部１２０は、利用者の習熟度或いは体力別、すなわちレベル別に異なる運動指示すなわち運動指示プログラムを予め格納する。運動指示は、具体的には、運動指示に係るインストラクターの動画像を表示することで実現される。ここで運動指示には、運動指示に係る音楽や音声が補助的に用いられてもよい。
従って、処理装置１００は、利用者の習熟度或いは運動能力に応じた運動指示を出力することができる。
【００２８】
また、運動指示格納部１２０は、利用者のレベル別に、例えば動作指示に対して利用者の動作が一致すべき最小の回数（ｎ_０）の、総動作指示数（Ｎ）に対する比率（ｎ_０／Ｎ）を、中止基準値の一例として予め格納する。
上述したように、処理装置１００は、運動指示をラウンド単位で出力し、各ラウンドが終了する毎に運動一致度を算出する。そして、運動一致度が中止基準値以下であった場合、次回以降のラウンドの運動指示の出力を中止する。ここで、運動指示格納部１２０は、中止基準値を、ラウンド別に予め格納してもよい。例えば、第１ラウンドに対しては、利用者が動きに慣れていないことを考慮し、第２ラウンド以降より低い中止基準値を予め格納してもよい。
なお、運動指示出力中に運動一致度が中止基準値を下回った場合、その時点で運動指示の終了する形態としてもよい。
【００２９】
図４は、運動指示に対して利用者が正しい時に各動作をしたか否かを判断するタイミング図である。運動指示出力部１８０は、利用者が動作を行うべき基準時刻又はその直前に、その動作を行うべきの指示を例えばインストラクターの動画像で出力する。そして、体力判定部２４０は、予め定められたヒット時間幅内に、利用者が動作したことを検知した場合に、利用者が指示通りに動作したすなわちヒットしたと判断する。ヒット時間幅は、例えば基準時刻を含むように、その前後に一定の時間幅をもって定義される。
【００３０】
ここで、ヒット時間幅は、指示した動作の種類、例えばパンチであるかキックであるかによって変更してもよい。このようにすると、指示通りに動いたか否かの判断に、身体の部位による動き易さを反映させることができる。
また、同一の動作の指示におけるヒット時間幅を、利用者のレベルに基づいて変更してもよい。このようにすると、一つの運動指示に複数の難易度を持たせることができる。
【００３１】
図５は、体力対応部１４０が予め格納する情報をテーブル形式で示す図である。体力対応部１４０は、図３で示したレベル毎に、運動の運動一致度と体力を対応づけて予め格納する。体力は、例えば最大酸素摂取量（ＶＯ２ｍａｘ）で表現される。また、体力対応部１４０は、難易度のレベル毎に運動一致度と体力を対応づけて予め格納してもよい。
【００３２】
強靱な体力を有する人間は、長い間運動指示通りに動くことができる。これに対し、体力が弱い人間は、途中から運動指示通りに動くことができなくなる。これは、強靱な体力を有する人間は、余裕を持って運動を行えるとともに、動作指示に対して判断する余裕があるためである。従って、体力と運動一致度は相関関係を持つ。体力対応部１４０が予め格納する情報は、この相関関係に基づいて定められる。図５の例では相関関係をテーブル形式で表したが、テーブルの代わりに統計的に求められる回帰式を予め格納してもよい。なお、相関関係を出すための統計データは、処理装置１００が実際に行う運動指示と同一の運動指示（ラウンド数を含む）に基づくのが好ましい。
また、性別で異なる統計データを用いるのが好ましい。この場合、体力対応部１４０は性別毎に運動一致度と体力を対応づけて予め格納する。また、体力判定部２４０は、利用者の性別を取得し、性別を用いて体力を判定する。
【００３３】
また、体力対応部１４０は、図６に示す構成であってもよい。本図において、体力対応部１４０は、体力を、運動指示開始からの時間に対応付けて予め格納する。体力は、例えば最大酸素摂取量（ＶＯ２ｍａｘ）である。また、運動指示格納部１２０が予め格納している難易度のレベル別に、体力と時間の対応付けを格納しても良い。
このようにすると、体力判定部は、運動一致度が中止基準値を下回るまでの利用者の運動持続時間に基づいて、当該利用者の体力を判定することができる。
【００３４】
図７は、処理装置１００の動作例を示すフローチャートである。処理装置１００の運動指示出力部１８０は、利用者のレベルを取得し、取得したレベルに対応する運動指示、及び運動一致度の中止基準値を読み込んで（Ｓ１０）、運動指示を開始する（Ｓ２０）。差分判定部２２０は、入力受信装置３１０からの入力に基づいて利用者の運動を検出する（Ｓ４０）と、運動指示時と、検出信号の受信時との差分を算出する（Ｓ６０）。体力判定部２４０は、差分が許容範囲内であるか否かを判断することで利用者が指示通りに動いたか否かを判断し（Ｓ８０）、この判断結果に基づいて運動一致度を更新する（Ｓ１００）。そして、Ｓ４０〜Ｓ１００までの運動を当該ラウンドが終了するまで繰り返した（Ｓ１１０）後、運動一致度が中止基準値以上であるか否かを確認する（Ｓ１２０）。
【００３５】
運動一致度が中止基準値未満となった場合、運動指示出力部１８０は、次のラウンド以降の運動指示の出力を中止する（Ｓ１２５）。ここで、一致度に基づいて仮想敵との対戦結果を判定する形態とする場合、運動指示出力部１８０は、「ＫＯ」等を表示させるための出力を表示装置２０に行う。体力判定部２４０は、当該ラウンド終了時点での運動一致度に対応する体力を読み出すことで体力を判定する（Ｓ１６０）。当該ラウンドが終了した時点での運動一致度が極端に低い場合は、体力を判定せずに、測定不能である旨を表示装置２０に出力してもよい。
【００３６】
Ｓ１２０で運動一致度が中止基準値以上である場合、体力判定部２４０は、ラウンド数に基づいて中止基準値を更新しつつ（Ｓ１５０）、例えば１０秒間のインターバルを空けながら全ラウンドが終了するまでＳ２０〜Ｓ１２０までの動作を繰り返す（Ｓ１４０）。インターバルでは、各ラウンド毎に、消費カロリー、各動作毎のヒット回数、及び各動作別の運動一致度を出力してもよい。また、例えば第２ラウンドの開始時に「２Ｒ　ＦＩＧＨＴ！」という表示をしてもよい。すなわち次のラウンド数を示す表示を出力してもよい。
そして、全ラウンドが終了した後の最終的な運動一致度に対応する体力を、体力対応部１４０から読み出すことで体力を判定し（Ｓ１６０）、判定結果を表示装置２０等に出力して動作を終了する。なお、一致度に基づいて仮想敵との対戦結果を判定する形態の場合、運動指示出力部１８０は、最後まで運動一致度が規定値を超えていたときには、その旨を示す表示（例えばＷｉｎ）を出力してもよい。
【００３７】
従って、処理装置１００は、利用者がどの程度指示通りに動くことができたか、という情報から、直接利用者の体力を判定することができる。
【００３８】
ここで、体力判定部２４０は、体力と共に、体力年齢、消費カロリー、パンチやキックなど各動作毎のヒット回数、及び各動作毎の運動一致度を算出して出力してもよい。
体力年齢は、Ｓ１６０で判定した体力を、統計的に導かれた式に代入することで算出される。なお、体力年齢には、利用者の年齢を基準に上下限（例えば実年齢から１２才の幅）を持たせてもよい。
消費カロリーは、指示通りの動作をしたか否かに関係なく算出される。例えば、利用者が実際に行った動作の回数に、当該動作１回当たりの消費カロリーを乗じて算出される。
【００３９】
図８は、体力年齢の表示例を示す。体力年齢は、実年齢からの差に基づいた評価に置き換えて、又は当該評価と共に表示してもよい。例えば体力年齢が実年齢より１１才以上若い場合は、ランク１０或いはダイヤモンド級と評価され、実年齢より９才以上年をとっている場合は、ランク１或いはペーパー級と評価される。また、ランク数を塗りつぶされたマークの数で評価されてもよい。
このようにすると、利用者は、視覚的に自分の体力年齢を把握することができる。
【００４０】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、処理装置１００の判定結果に基づく表示装置２０の表示例を示す。図９（Ａ）に示すように、処理装置１００は、利用者が最終ラウンド終了時まで運動一致度を中止基準値以上に維持した場合は、「あなたのＶＯ２ｍａｘは・・・です。あなたの体力年齢は・・・です」と表示する。これに対し、運動一致度が途中のラウンドで中止基準値以下になって次のラウンドに進まなかった場合は、「あなたのＶＯ２ｍａｘは・・・です。あなたの体力年齢はたぶん・・・です」というように、最終ラウンドまで運動一致度を基準値以上に維持した場合と比べて行動体力の信頼性が低い旨を示す情報とともに、行動体力の表示を行う。これにより、利用者は、自分の行動体力の判定結果が、体力対応部１４０が用いた相関とは異なる条件に基づいており、信頼性が少し低いと認識できる。
【００４１】
図１０は、処理装置１００の他の動作例を示すフローチャートである。本例は、図７に示すフローチャートと概略同じであるが、Ｓ１１０〜Ｓ１６０までの動作が異なる。すなわち、運動一致度を更新した後（Ｓ１００）、すぐに、運動一致度が中止基準値以上であるかを確認する（Ｓ１２０）。運動一致度が中止基準値未満となった場合、運動指示出力部１８０は、その時点で運動指示の出力を中止する（Ｓ１２５）。体力判定部２４０は、中止時点での運動一致度に対応する体力を読み出すことで体力を判定する（Ｓ１６０）。中止までの運動指示回数が少ない場合は、体力を判定せずに、測定不能である旨を表示装置２０に出力してもよい。
Ｓ１２０で運動一致度が基準値以上である場合、Ｓ４０〜Ｓ１００までの動作を、運動一致度が中止基準値未満になるまで継続する。
そして中止するまでの時間に対応する体力を、体力対応部１４０から読み出すことで体力を判定し（Ｓ１６０）、判定結果を表示装置２０等に出力して運動を終了する。
すなわち、本図に示すフローによれば、運動一致度が中止基準値を下回った時点で動作指示が中止される。このようにすると、運動一致度が中止基準値に近づいたときに利用者をがんばらせることができる。
【００４２】
図１１は、処理装置１００の第２の構成例を示すブロック図である。本例に示す処理装置１００は、運動指示格納部１２０、体力対応部１４０、結果保持部１６０、運動指示出力部１８０、差分判定部２２０、及び体力判定部２４０を有する。本例における処理装置１００は、運動量が徐々に増加するように運動指示を出力する。そして、運動指示時と利用者の運動時がの差分が、予め定められた条件を満たすまでの時間を測定し、当該時間に基づいて利用者の行動体力を判定する。
【００４３】
本例における運動指示格納部１２０は、利用者への運動指示を出すための運動指示を複数予め格納する。本例における体力対応部１４０は、運動指示格納部１２０の各運動指示のためのプログラム毎に、運動指示の出力開始からの時間を、利用者の体力に対応づけて予め格納する。結果保持部１６０は、体力の測定結果を体力の履歴として利用者毎に予め格納する。
【００４４】
本例における運動指示出力部１８０は、結果保持部１６０が事前に格納している当該利用者の現状の体力のレベルに応じて、運動指示を出すための運動指示を運動指示格納部１２０から読み出す。運動とは、例えばパンチやキックなどの動作を複数連続して行うことである。そして、運動指示出力部１８０は読み出した運動指示に基づいて利用者に運動指示を出す。また、運動指示出力部１８０は、利用者へ指示した各動作を特定する情報を差分判定部２２０に出力する。
【００４５】
本例における運動検出部２００は、受信時を示す情報を差分判定部２２０に出力する。
本例における差分判定部２２０は、入力送信装置３００から検出信号を受信する。そして、運動指示出力部１８０からの動作の指示時と、運動検出部２００からの受信時との差分を算出し、算出した差分を、当該動作を特定する情報と共に体力判定部２４０に出力する。
【００４６】
本例における体力判定部２４０は、受信した差分が予め定められた条件を満たすか否かを、例えば各動作別に判断する。予め定められた条件とは、例えば差分が一定値以下であること、または各動作の差分に基づいて算出される誤り値の積算値である誤り得点が一定値以下であることである。そして、運動を開始してから予め定められた条件を満たさなくなった時までの時間に対応する体力値を体力対応部１４０から読み出し、例えば運動指示出力部１８０を介して利用者の体力として表示装置２０に出力する。そして、体力判定部２４０は、体力対応部１４０から読み出した体力値を利用者の当該測定日の体力として結果保持部１６０に新たに追加格納する。
また、体力判定部２４０は、差分や誤り率を修正するために、運動開始直後、例えば運動開始後３０秒間の差分の平均値や誤り率を保持しておく。
【００４７】
従って、処理装置１００は、運動指示時と利用者の運動時の差分に基づいて、利用者の体力を判定することができる。
【００４８】
図１２は、運動指示格納部１２０のデータ構成をテーブル形式で示す図である。
運動指示格納部１２０は、利用者の習熟度或いは体力別すなわちレベル毎に運動指示を予め格納する。従って、処理装置１００は、利用者の現状のレベルに合わせた運動指示を出すことができる。
また、運動指示格納部１２０は、予め定められた条件の一例である誤り率基準値、誤り得点基準値、及び誤り回数基準値を、難易度のレベル毎に予め格納する。誤り率基準値は、運動指示回数に対する、利用者が指示通りに動かなかった回数の比率の許容値である。誤り得点基準値は、利用者が指示通りに動かなかった時に加算される得点の許容値である。誤り回数基準値は、運動指示回数に対する、利用者が指示通りに動かなかった回数の許容値である。
従って、処理装置１００は、習熟度或いは運動能力に応じて利用者が指示通りに動かなかった回数又は比率の許容値を設定することができる。
【００４９】
図１３は、第２の例における体力対応部１４０のデータ構成をテーブル形式で示す図である。
体力対応部１４０は、運動指示格納部１２０が予め格納している運動指示別に、体力値を、運動指示開始からの時間に対応付けて予め格納する。体力値としては、例えば最大酸素摂取量（ＶＯ２ｍａｘ）、巧緻性のそれぞれを示す値があるが、その他に、筋力、筋パワー、筋持久力、平衡性、及び／又は敏捷性を示す値を予め格納してもよい。
従って、処理装置１００は、利用者が指示通りに動かなかった回数又は比率が基準値を越えたときの時間に対応する体力値を、体力対応部１４０から読み出すことで、利用者の体力を判定することができる。
【００５０】
図１４は、結果保持部１６０のデータ構成をテーブル形式で示す図である。
結果保持部１６０は、履歴として、各利用者が体力の判定を行った月日及びその体力判定結果を格納する。従って、処理装置１００は、判定を開始するとき、あるいは判定後に、各利用者の体力が向上しているか否かを判断することができる。
また、結果保持部１６０は、利用者毎に、最新の運動結果に基づいて当該利用者の習熟度又は体力の現状のレベルを判定し、これを格納する。従って、処理装置１００は、次回の運動時に、利用者の現状のレベルに合わせた運動指示を出すことができる。
【００５１】
図１５は、体力判定部２４０における、誤り値の合計値である誤り得点の算出方法を説明する図である。本図における基準時刻は運動指示出力部が運動を指示した時刻である。体力判定部２４０は、利用者の運動時が基準時刻から離れるにつれて、当該利用者の運動の誤り値を高くする。例えば、運動指示の前後１００ミリ秒は、誤り値を０とし、更にその前後１００ミリ秒は誤り値を１とし、それ以外は誤り値を２とする。また、同一の誤り値と判定する時刻の幅は、指示した動作の種類、例えばパンチとキック等によって変更する。各動作ごとに誤り値を本図に基づいて判定し、判定した誤り値を合計することで、誤り得点が算出される。
このような構成にすることで、処理装置１００は、利用者からの入力タイミングに基づいて、利用者の体力を正確に計ることができる。
【００５２】
図１６は、第２の例の処理装置１００が利用者の体力を判定するときの動作を示すフローチャートである。
まず、運動指示出力部１８０は結果保持部１６０から一定回数前又は一定時期前、例えば６０日前或いは３０日前の体力値を読み込む（Ｓ２２０）とともに、利用者の現状のレベルを読み込む。そして、当該レベルに対応した運動指示を運動指示格納部１２０から読み込む（Ｓ２４０）。そして、表示装置２０を介して利用者に対する運動指示を開始する（Ｓ２６０）。
【００５３】
差分判定部２２０は、運動検出部２００が利用者の運動を検出する（Ｓ２８０）と、その都度運動指示からの差分を算出する。そして、体力判定部２４０は、算出した差分に基づいて、利用者の運動を誤りであるか否かを判断する（Ｓ３
００）。誤りとは、例えば図１５において誤り値が１または２と判定されることである。
利用者が正しい運動をした場合は、Ｓ２８０に戻る（Ｓ３００：Ｎｏ）。利用者の運動を誤りと判定した場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、体力判定部２４０は、差分に基づいて誤り値を算出し、自らが管理する誤り値の合計値に加算し、誤り得点を更新する（Ｓ３２０）。
【００５４】
そして、体力判定部２４０は、誤り得点が基準値を超えた場合（Ｓ３４０：Ｙｅｓ）、運動指示の開始から当該基準値を超えるまでの時間に基づいて、例えば体力対応部１４０が格納するテーブルを参照することで、体力を判定する（Ｓ３６０）。そして、判定した体力と、Ｓ２２０で読み込んだ体力とを比較する。
体力の変化が規定値以下の場合（Ｓ３８０：Ｙｅｓ）、体力判定部２４０は、現在の運動指示の難易度すなわちレベルでは体力の向上が望めないと判断し、結果保持部１６０に格納されている利用者の現状のレベルを一つ上げ（Ｓ４００）、さらに結果保持部１６０に判定した体力を日付とともに追加格納し（Ｓ４２０）、動作を終了する。
体力の変化が規定値以上の場合（Ｓ３８０：Ｎｏ）、現在の運動指示のレベルでも体力の向上が望めると判断し、結果保持部１６０に格納されている利用者の現状のレベル値をそのまま維持する。そして、結果保持部１６０に、判定した体力を日付とともに追加格納し（Ｓ４２０）、動作を終了する。
【００５５】
すなわち、処理装置１００は、利用者の体力が十分上がって現在提供している運動指示の難易度すなわちレベルでは体力の向上があまり望めないと判断した場合は、次回行うべき運動指示のレベルを上げるため、利用者の現状のレベルを上げる。従って、処理装置１００は、利用者の現状の体力に合わせて、運動指示のレベルを自動的に設定することができる。
【００５６】
なお、本フローチャートにおいて、体力判定部２４０は、誤り得点に基づいて体力を判定したが、誤り回数の積算値或いは誤り率に基づいて体力を判定してもよい。すなわち、誤りと相関関係にある数値であれば、体力判定部２４０は何を用いてもよい。
また、体力とは別に運動による消費カロリーを算出してもよい。消費カロリーは、指示通りの運動をしたか否かに関係なく算出される。例えば、利用者が実際に行った運動の回数に、当該運動１回当たりの消費カロリーを乗じて算出される。
【００５７】
図１７は、第２の例の処理装置１００が利用者の体力を判定するときの他の動作を示すフローチャートである。本図は、Ｓ２２０〜Ｓ２６０の動作、及びＳ３６０〜Ｓ４２０の動作は図１６で示した動作と同じであるため、この部分に関する説明は省略する。
【００５８】
運動指示出力部１８０が運動指示を開始する（Ｓ２６０）と、運動検出部２００は、利用者の運動を検出する（Ｓ５００）。そして、体力判定部２４０は、運動開始直後の利用者の誤り率、又は誤り得点の合計値を算出し、格納する（Ｓ５２０）。
【００５９】
そして、運動検出部２００は引き続き利用者の運動を検出する（Ｓ５４０）。体力判定部２４０は、検出結果に基づいて利用者の運動の単位時間当たりの誤り率又は誤り得点を算出し（Ｓ５６０）、算出した誤り率又は誤り得点と、運動開始直後の誤り率又は誤り得点との差分を算出する（Ｓ５８０）。差分が基準値以下である場合（Ｓ６００：Ｎｏ）はＳ５４０に戻る。差分が基準値を超えた場合（Ｓ６００：Ｙｅｓ）、運動指示の開始から基準を超えるまでの時間に基づいて体力を判定する（Ｓ３６０）。
【００６０】
利用者によっては、体力が十分ある段階でも一定の誤りを犯す場合がある。これに対し、処理装置１００は、運動指示が示す運動量の増加量すなわち運動指示を開始してからの時間と、差分の変化量すなわち運動開始直後の誤り率或いは誤り得点を基準にした疲労による誤り率或いは誤り得点の増加量と、に基づいて利用者の体力を判断する。従って、体力が残っていても誤りを犯しやすい利用者に対しても、体力を正確に測定することができる。
【００６１】
図１８は、入力送信装置３００及び入力受信装置３１０のかわりに用いられる入力装置３２０を説明するための図である。入力装置３２０は、マット上に複数の押圧入力検知部を設けた構成である。各押圧入力検知部の表部には、例えば互いに異なる方向を指している矢印が表示されている。処理装置１００は、音楽に合わせて利用者に対して矢印を表示する。そして、利用者は、表示された矢印に対応する表示箇所上すなわち押圧検知部上に足を置く。すなわち、押圧検知部上に足が置かれることで、入力装置３００は利用者の運動を検出し、その旨を処理装置１００に入力する。
詳細には、処理装置１００は、動作指示情報として矢印表示すなわちインジケータを行単位で出力する。インジケータは、例えば表示装置２０において下から上へスクロールされる。また、最上行には、全ての矢印が、指標として予め並列して中抜きで表示される。そして、処理装置１００は、インジケータと指標を重ねることで、利用者に足を置くべきタイミングを示す。ここで、インジケータと重なった指標は例えば塗りつぶされた状態で表示される。
この構成としても、処理装置１００は、利用者の体力を判定することができる。
【００６２】
図１９は、入力送信装置３００及び入力受信装置３１０の代わり用いられる入力装置４００の構成を説明する図である。入力装置４００は、離散的に設けられた複数の発光部４１２と、発光部４２２からの光を検出する複数の光検出部４２２を有する。発光部４１２は、利用者の頭上に位置し、下方に向けて指向性を有する光を発する。光検出部４２２は、利用者が乗る台座４２０に設けられ、発光部４１２からの光が遮られるか否かに基づいて、利用者の運動を検出する。
この構成とすると、利用者の運動を細かく検出することができる。
【００６３】
図２０は、入力送信装置３００及び入力受信装置３１０の代わり用いられる入力装置５００の構成を説明する図である。入力装置５００は、網膜センサであり、レンズ５１０、ＣＭＯＳセンサ５２０、及び処理部５３０を有する。ＣＭＯＳセンサ５２０は、複数の受光画素を含んでおり、利用者の像を電気信号に変換して処理部５３０に出力する。処理部５３０は、ＣＭＯＳセンサ５２０からの電気信号の変化を検出することで、利用者の運動を検出する。
この構成とすると、利用者に圧迫感や装着物による不快感を与えなくてすむ。
【００６４】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば、一致度や誤り得点合計値を、利用者の運動を検出するたびに更新する構成としたが、所定回数ほど運動を検出することを条件に、一致度や誤り得点合計値を更新してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、利用者に楽しみを与えつつ体力を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の第１の例である処理装置１００の使用状態を説明する図である。
【図２】処理装置１００の第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】運動指示格納部１２０が予め格納する情報の構成をテーブル形式で示す図である。
【図４】運動指示に対して利用者が正しい時に運動したか否かを判断するタイミング図である。
【図５】体力対応部１４０が予め格納する情報をテーブル形式で示す図である。
【図６】体力対応部１４０が予め格納する情報の他の例をテーブル形式で示す図である。
【図７】処理装置１００の動作例を示すフローチャートである。
【図８】体力年齢の表示例を示す。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、処理装置１００の判定結果に基づく表示装置２０の表示例を示す。
【図１０】処理装置１００の他の動作例を示すフローチャートである。
【図１１】処理装置１００の第２の構成例を示すブロック図である。
【図１２】運動指示格納部１２０のデータ構成をテーブル形式で示す図である。
【図１３】体力対応部１４０のデータ構成をテーブル形式で示す図である。
【図１４】結果保持部１６０のデータ構成をテーブル形式で示す図である。
【図１５】体力判定部２４０における誤り得点算出方法を説明する図である。
【図１６】第２の例の処理装置１００が利用者の体力を判定するときの動作を示すフローチャートである。
【図１７】第２の例の処理装置１００が利用者の体力を判定するときの他の動作を示すフローチャートである。
【図１８】入力送信装置３００及び入力受信装置３１０の代わり用いられる入力装置３２０の構成を説明する図である。
【図１９】入力送信装置３００及び入力受信装置３１０の代わり用いられる入力装置４００の構成を説明する図である。
【図２０】入力送信装置３００及び入力受信装置３１０の代わりに用いられる入力装置５００の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１００　処理装置（体力判定装置）
１２０　運動指示情報格納部
１４０　体力対応部
１６０　結果保持部
１８０　運動指示出力部
２２０　差分判定部
２４０　体力判定部

Claims (20)

1. 利用者の行動体力を判定する体力判定装置であって、
   前記利用者が行うべき運動の指示である運動指示を、前記利用者に示すために出力する運動指示出力部と、
   前記利用者の運動を検出する運動検出部と、
   前記運動指示に対する前記運動検出部の検出結果の一致度である運動一致度を算出し、当該運動一致度に基づいて行動体力を判定する体力判定部と
   を備えることを特徴とする体力判定装置。
2. 前記運動指示を休止するまでの一連の運動指示内容が予め定められているラウンドを記憶するラウンド記憶部を更に備え、
   前記運動指示出力部は、前記ラウンド記憶部が記憶するラウンド単位で運動指示を出力し、
   前記体力判定部は、前記ラウンドが終了するごとに前記運動一致度を算出し、
   前記運動指示出力部は、更に、前記運動一致度が予め定められた基準値を満たす場合に次のラウンドを開始し、満たさなかった場合に次のラウンドを実行しないことを特徴とする請求項１に記載の体力判定装置。
3. 前記体力判定部は、
   前記運動指示出力部が、次のラウンドを実行しない場合に、その時点での前記運動一致度に基づいて前記利用者の行動体力を判定すると共に、すべてのラウンドにおいて前記運動一致度が予め定められた基準値を満たす場合と比べて前記行動体力の信頼性が低い旨を示す情報を出力することを特徴とする請求項２に記載の体力判定装置。
4. 前記運動指示出力部は、各ラウンド毎に運動指示の難易度を変更することを特徴とする請求項２に記載の体力判定装置。
5. 前記体力判定部は、前記利用者の運動を検出するに伴って前記運動一致度を更新し、
   前記運動指示出力部は、前記運動一致度が、予め定められている基準値を満たすときには継続して前記運動指示を行い、予め定められている基準値を満たさなくなったときには、前記運動指示を中止することを特徴とする請求項１に記載の体力判定装置。
6. 前記運動検出部は、運動を構成する動作を前記利用者が行ったことを検出するたびに前記運動一致度を更新することを特徴とする請求項５に記載の体力判定装置。
7. 前記体力判定部は、前記行動体力として、最大酸素摂取量を判定することを特徴とする請求項１に記載の体力判定装置。
8. 前記運動指示出力部は、
   全身持久力に負荷を与える運動を行わせる指示を、前記運動指示として出力することを特徴とする請求項１に記載の体力判定装置。
9. 前記体力判定部は、前記運動一致度と行動体力とを対応づける統計データに基づいて前記利用者の行動体力を判定することを特徴とする請求項１に記載の体力判定装置。
10. 利用者の行動体力を判定する体力判定装置であって、
    前記利用者が行うべき運動を、前記運動を行ったときの単位時間当たりの運動量が徐々に増加するように、前記利用者に対して指示する運動指示出力部と、
    前記利用者の運動を検出する運動検出部と、
    前記運動検出部の検出時と前記運動指示の差分を検出する差分検出部と、
    前記運動指示及び前記差分に基づいて、前記利用者の行動体力を判定する体力判定部と
    を備えることを特徴とする体力判定装置。
11. 前記体力判定部は、前記運動指示が示す運動量の増加量及び前記差分の変化量又は変化率に基づいて、前記利用者の行動体力を判定することを特徴とする請求項１０に記載の体力判定装置。
12. 前記体力判定部は、前記利用者の運動開始後定められた時間内の前記差分を基準差分として保持し、前記差分の前記基準差分に対する変化量或いは変化率に基づいて前記利用者の行動体力を判定することを特徴とする請求項１１に記載の体力判定装置。
13. 前記体力判定部は、
    前記差分検出部が検出した差分が基準値を超えたときを誤りと判定し、
    単位時間当たりの前記誤りの発生割合又は発生量が、予め定められた値を超えたときの前記運動指示に基づいて前記利用者の行動体力を判定することを特徴とする請求項１２に記載の体力判定装置。
14. 前記体力判定部は、前記差分の大きさに基づく値である誤り値を生成し、
    単位時間当たりの前記誤り値の合計値が基準値を超えたときの前記運動指示に基づいて前記利用者の行動体力を判定することを特徴とする請求項１０に記載の体力判定装置。
15. 前記運動指示を示す運動指示を、前記利用者のレベル別に複数格納する運動指示格納部と、
    前記利用者の、予め定められた期間前又は回数前の行動体力を保持する結果保持部とを更に備え、
    前記運動指示出力部は、
    前記運動指示格納部が格納する運動指示を用いて前記運動指示を行い、
    前記結果保持部が保持している行動体力と、前記体力判定部が判定した行動体力との差分が予め定められた条件を満たす場合に、前記利用者への運動指示に用いる前記運動指示のレベルを変更すること
    を特徴とする請求項１０に記載の体力判定装置。
16. 前記体力判定部は、前記利用者の行動体力として、最大酸素摂取量を判定することを特徴とする請求項１０に記載の体力判定装置。
17. 利用者の行動体力を判定する体力判定方法であって、
    コンピュータが、前記利用者が行うべき運動の指示である運動指示を、前記利用者に示すために出力し、
    前記コンピュータが、前記利用者の運動を検出し、
    前記コンピュータが、前記運動指示に対する前記利用者の運動の検出結果の一致度である運動一致度を算出し、当該運動一致度に基づいて行動体力を判定することを特徴とする体力判定方法。
18. 利用者の行動体力を判定する体力判定方法であって、
    コンピュータが、前記利用者が行うべき運動を、前記運動を行ったときの単位時間当たりの運動量が徐々に増加するように、前記利用者に対して指示し、
    前記コンピュータが、前記利用者の運動を検出し、
    前記コンピュータが、前記利用者の運動の検出時と前記運動指示の差分を検出し、
    前記コンピュータが、前記運動指示及び前記差分に基づいて、前記利用者の行動体力を判定することを特徴とする体力判定方法。
19. コンピュータで実行可能であり、利用者の行動体力を判定するためのプログラムであって、前記コンピュータに、
    前記利用者が行うべき運動の指示である運動指示を、前記利用者に示すために出力する運動指示出力機能と、
    前記利用者の運動を検出する運動検出機能と、
    前記運動指示に対する前記運動検出機能の検出結果の一致度である運動一致度を算出し、当該運動一致度に基づいて行動体力を判定する体力判定機能と
    を実現させることを特徴とするプログラム。
20. コンピュータで実行可能であり、利用者の行動体力を判定するためのプログラムであって、前記コンピュータに、
    前記利用者が行うべき運動を、前記運動を行ったときの単位時間当たりの運動量が徐々に増加するように、前記利用者に対して指示する運動指示出力機能と、
    前記利用者の運動を検出する運動検出機能と、
    前記運動検出機能の検出時と前記運動指示の差分を検出する差分検出機能と、前記運動指示及び前記差分に基づいて、前記利用者の行動体力を判定する体力判定機能と
    を実現させることを特徴とするプログラム。

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