JP2009233092A - Exercise support system and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運動の良否がその開始までの静止の態様に依存して決まるスポーツの訓練に好適な運動支援装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an exercise support apparatus and program suitable for sports training in which the quality of exercise is determined depending on the state of stillness until the start of the exercise.
運動者の身体運動をデータ化して各種訓練に活用するための種々の技術がこれまでに提案されている。例えば、特許文献1〜3に開示された技術は、スポーツの競技者の身体に装着したセンサの検出値を用いた評価を通じて、その競技力の向上を支援する。具体的に説明すると、特許文献1に開示された動作練習装置は、ゴルフのスイングを行うプレーヤの身体の各部の動作をセンサにより検出し、検出した各部位の動作とそれらのお手本との一致の程度を和音として表現する。特許文献2に開示された訓練システムは、仮想空間内に出現させた各プレーヤのアバタ(化身)の挙動を、センサにより検出されるそれらのプレーヤの実際の運動と連動させ、各プレーヤの運動の俊敏性などを評価する。特許文献3に開示されたヘッドギア装置は、射撃、アーチェリー、フットボール、ホッケー、ラクロスなどのプレーヤの頭に装着され、そのプレーヤの頭の姿勢の良否を音により案内する。
また、特許文献4に開示された技術は、障害者に装着したセンサの検出値に基づいた評価を通じて、そのリハビリテーションの能率を向上する。この特許文献4に開示された動作分析装置は、被験者の腰に装着した測定ユニットによりその歩行中の体幹の揺動を検出し、検出結果を基に歩行能力の回復の程度を評価する。
The technique disclosed in Patent Document 4 improves the efficiency of rehabilitation through evaluation based on the detection value of a sensor worn by a disabled person. The motion analysis apparatus disclosed in Patent Document 4 detects swinging of the trunk during walking by a measurement unit attached to the waist of a subject, and evaluates the degree of recovery of walking ability based on the detection result.
ところで、スポーツの中には、その競技結果の良否が身体を動かす前の静止の態様に依存するものも少なくない。例えば、矢や銃弾で標的をどれだけ正確に射抜けたかを競う射撃競技においては、矢や弾を放つ運動よりもむしろ、その前の静止時の身体の使い方が競技結果の良否を大きく左右する。しかしながら、特許文献1〜4に開示された技術は、競技者や被験者が運動している間の評価を行うものとなっており、その運動を始める前までの静止時の身体の使い方を訓練したいという要望には十分に応えるものではなかった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、運動を始める前の静止時の身体の使い方の訓練を支援する仕組みを提供することを目的とする。
By the way, in many sports, the quality of the competition results depends on the state of stillness before moving the body. For example, in shooting competitions that compete for how accurately the target was shot with an arrow or bullet, the use of the body at rest before the movement that shoots the arrow or bullet greatly affects the quality of the competition result. . However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4 perform evaluations while athletes and subjects are exercising, and want to train how to use the body at rest before starting the exercise. That was not enough.
The present invention has been devised under such a background, and an object of the present invention is to provide a mechanism that supports training of how to use the body at rest before starting exercise.
本発明の好適な態様である運動支援装置は、運動者の身体の一又は複数の部位のゆれを検出する検出手段と、前記検出手段が検出したゆれに応じて変化する報知音を発音する報知音提供手段とを備える。
この態様によると、運動者の身体の各部のゆれに応じて報知音が変化するため、運動者の身体の各部が完全に静止していること、または、完全な静止に近づきつつあることをその報知音の変化を通じて知らせることができる。運動者は、報知音の変化に注意を払いながら運動する訓練を重ねることにより、運動を始める前の静止の間の身体の良好な使い方を習得することができる。
An exercise support apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes a detection unit that detects a shake of one or a plurality of parts of an exerciser's body, and a notification that generates a notification sound that changes according to the shake detected by the detection unit. Sound providing means.
According to this aspect, since the notification sound changes according to the shaking of each part of the exerciser's body, it is confirmed that each part of the exerciser's body is completely stationary or is approaching complete stationary. Notification can be made through a change in the notification sound. The exerciser can learn how to use the body during the rest before starting the exercise by repeating exercises while paying attention to the change of the notification sound.
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について、説明する。本実施形態にかかる運動支援装置は、弓道の訓練を支援するものである。弓道においては、弓筈(ゆはず)と呼ばれる矢の端を弓の弦に掛けて手指により摘み、弓が十分に撓るまでその矢を標的と逆の方向へ引いてから放すことにより、矢が発射される。そして、矢を放つ時に身体の各部が完全に静止していないと、標的を外す可能性が高くなるとされている。
本実施形態にかかる運動支援装置は、弓道の訓練を行う運動者の身体の各部のゆれを示す報知音を発音し、各部に装着した加速度センサの検出値を基にそれらの報知音を変化させる。ここで、「報知音」とは、純音、複合音(周波数の異なる2つ以上の純音から構成された音、または、純音以外の音)、楽曲音、音声、効果音(波音や、拍手音、水滴音などの繰り返しを示す音)などを含む音である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. The exercise support apparatus according to the present embodiment supports archery training. In archery, the end of the arrow, called the YUDO, is hung on the bow string and picked with your fingers, pulled in the opposite direction to the target until the bow is sufficiently bent, and then released. Is fired. And if each part of the body is not completely stationary when the arrow is released, the possibility of removing the target is high.
The exercise support apparatus according to the present embodiment generates a notification sound indicating the vibration of each part of the body of an exerciser who performs archery training, and changes the notification sound based on a detection value of an acceleration sensor attached to each part. . Here, “notification sound” means a pure tone, a composite tone (a sound composed of two or more pure tones with different frequencies, or a sound other than a pure tone), a music sound, a sound, a sound effect (a wave sound or a clap sound) , A sound indicating repetition such as a water drop sound).
図1は、本発明の第1実施形態にかかる運動支援装置10の構成とその装着の態様を示す図である。運動支援装置10は、加速度センサ11,12,13,14、ゆれ評価部15,16,17,18、音源19、報知音合成部20、およびスピーカ21を有する。加速度センサ11〜14は、運動者の身体の各部位に1つずつ装着される。図1に示す例では、運動者の右肩に加速度センサ11が、頭頂部に加速度センサ12が、左手首に加速度センサ13が、腹部に加速度センサ14がそれぞれ装着されている。以降は、加速度センサ11〜14が装着される身体の各部位を適宜「装着部位」と呼ぶ。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
加速度センサ11〜14は、装着部位の運動とその方向とを検出するためのセンサである。加速度センサ11〜14は、装着部位の僅かな運動をも検出し得るように、そのダイナミックレンジは十分に小さく、分解能は十分に細かいものであることが望ましい。この例において、加速度センサ11〜14は、3軸の加速度センサであり、x軸方向、y軸方向、およびz軸方向にそれぞれ加わる加速度をサンプリングしたサンプルax,ay,azのデジタル信号を出力する。ここで、例えば、x軸方向の一方の側から加速度が加わった場合、その加速度のサンプルaxの符号は正となり、逆の側から加速度が加わった場合、その加速度のサンプルaxの符号は負となる。
The
ゆれ評価部15〜18は、加速度センサ11〜14から出力された加速度のサンプルax,ay,azを積分した速度vx,vy,vzを基にそれらの装着部位のゆれの周期を算出する第1の役割と、その速度vx,vy,vzをさらに積分した位置px,py,pzを基にゆれの振幅を算出する第2の役割とを有する。
第1の役割において、ゆれ評価部15は、運動者の右肩の加速度のサンプルax,ay,azを各々積分して、右肩のx軸方向の速度vx、y軸方向の速度vy、z軸方向の速度vzを各々求め、右肩の速度の絶対値|v|=√(vx 2+vy 2+vz 2)を求める。そして、この右肩の速度の絶対値|v|が0〜α(αは十分に小さな正の値)の範囲内になる毎に(以下、便宜上この時刻を「速度零点」という)、前回の速度零点からの経過時間を求め、この経過時間の2倍を最新のゆれの周期とし、この周期を示す周期信号を出力する。同様に、ゆれ評価部16〜18は、運動者の頭頂部、左手首、腹部について、各々の加速度から各々のゆれの周期を求め、各々のゆれの周期を示す周期信号を各々出力する。
第2の役割において、ゆれ評価部15〜18は、第1の役割により速度零点を特定するたびに、その時刻における位置px,py,pzと先行する速度零点における位置px,py,pzとの距離の1/2をゆれの最新の振幅とし、その振幅を示す振幅信号を出力する。距離は、先行する速度零点における位置px,py,pzと後続の速度零点における位置px,py,pzとの各々の差を2乗し、それらの和の平方根をとることにより割り出す。
The
In the first role, the
In the second role,
音源19は、和音を構成する4種類の音波形データを記憶したメモリを有する。この音源19は、図示しない電源が投入されると、メモリに記憶された音波形データを読み出し、それらの音波形データが示す波形のオーディオ信号を出力する。そのような4つの音波形データのセットは、例えば、波音を収録してその音波形データの4つの複製を作り、ピッチシフタを用いてそれらの複製された音波形データの各々のピッチを個別に調整することにより取得するとよい。
The
報知音合成部20は、音源19が発生したオーディオ信号の各々に信号処理を施すフィルタ22,23,24,25とアンプ26,27,28,29、およびそれらによる信号処理を経たオーディオ信号をミキシングして出力するミキサ30を有する。フィルタ22〜25とアンプ26〜29は、運動者に聴かせる報知音の距離感を制御するための回路である。具体的には、この報知音合成部20におけるフィルタ22〜25は、ゆれ評価部15〜18が出力する周期信号が示す周期が長いほど、自らを経由するオーディオ信号の高周波成分の減衰量を大きくする。また、報知音合成部20におけるアンプ26〜29は、ゆれ評価部15〜18が出力する振幅信号が示す振幅が小さいほど、自らを経由するオーディオ信号のゲインを小さくする。
スピーカ21は、ミキサ30によりミキシングされたオーディオ信号が示す報知音を放音する。
以上説明した各構成要素のうち、加速度センサ11〜14とゆれ評価部15〜18は、「運動者の身体の一又は複数の部位のゆれを検出する検出手段」を構成し、音源19、報知音合成部20、およびスピーカ21は、「検出したゆれに応じて変化する報知音を発音する報知音提供手段」を構成する。
The
The
Among the components described above, the
以上の構成によれば、本実施形態にかかる運動支援装置10は、加速度センサ11〜14の各装着部位のゆれの程度をそれぞれ示す報知音をスピーカ21から放音する。そして、各装着部位のゆれの周期が長くなるほど、それらと対応する報知音のオーディオ信号の高周波成分の減衰量を大きくし、各装着部位のゆれの振幅が小さくなるほど、それらと対応する報知音のオーディオ信号のゲインを小さくする。よって、運動者の各装着部位が静止に近づいていくのに伴って各装着部位のゆれの周期が長くなり且つその振幅が小さくなると、それらの装着部位と対応する報知音の距離が遠ざかっていくような聴感が運動者に与えられる。運動者は、スピーカ21から放音される報知音の距離感を頼りに自らの各装着部位のゆれの程度を把握し、それらの報知音のすべてが聴こえなくなった時に矢を放つ訓練を重ねることにより、標的を正確に射抜くための身体の使い方を習得することができる。
また、各装着部位と対応する報知音は、和音を構成するようにピッチ差をつけた音波形データを基に発音されるので、運動者は、スピーカ21から発音される報知音の音程の違いから、自らのどの装着部位が完全な静止状態に至っていないのかを把握することができる。
According to the above configuration, the
In addition, the notification sound corresponding to each wearing part is generated based on the sound waveform data with a pitch difference so as to form a chord, so that the exerciser can change the pitch of the notification sound generated from the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について、説明する。本実施形態にかかる運動支援装置は、陸上短距離走のクラウチングスタートの訓練を支援するものである。クラウチングスタートは、以下の手順に従って行われる。まず、両手を離して地面につけ、前足側の膝を立て、後ろ足側の膝を地面に付けた姿勢で「用意」の合図を待つ。「用意」の合図があると、腰と後ろ足側の膝を上げ、その姿勢で静止したままピストル音が鳴るのを待つ。そして、ピストル音が鳴るのと同時に地面を蹴って前に飛び出すのである。このクラウチングスタートにおいて、地面を蹴る力を前へ進む力へと効率よく変換するためには、ピストル音が鳴るのを待つ間の身体の重心をそのような変換を行うのに都合のよい理想の位置で静止させておくことが肝要であるとされている。
本実施形態にかかる運動支援装置は、クラウチングスタートの訓練を行う運動者の重心の位置とその理想位置とのずれ量を報知する報知音を発音し、運動者の身体の各部位に装着した位置センサの検出値を基にその報知音を変化させる。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The exercise support apparatus according to the present embodiment supports training for cruising start of land sprint running. The crouching start is performed according to the following procedure. First, release both hands, put them on the ground, erect the knees on the front legs, and wait for the “preparation” signal with the legs on the back legs on the ground. When there is a “preparation” signal, raise the knees on the hips and hind legs, and wait for a pistol sound while standing still in that position. And at the same time as the pistol sounds, it kicks the ground and jumps forward. In this crouching start, in order to efficiently convert the force of kicking the ground to the force of moving forward, it is an ideal ideal for performing such conversion of the center of gravity of the body while waiting for the pistol sound. It is said that it is important to keep it stationary at the position.
The exercise support apparatus according to the present embodiment generates a notification sound that informs the amount of deviation between the position of the center of gravity of the exerciser who performs the training for crouching and the ideal position, and is a position that is attached to each part of the body of the exerciser The notification sound is changed based on the detection value of the sensor.
図2は、本発明の第2実施形態にかかる運動支援装置10Aの構成とその装着の態様を示す図である。運動支援装置10Aは、位置センサ40−k(k=1〜9)、重心ゆれ評価部51、音源52、アンプ54、およびスピーカ55を有する。以降は、位置センサ40−k(k=1〜9)を適宜「位置センサ40」と総称する。位置センサ40は、運動者の身体の各部位に1つずつ装着される。図2に示す例では、運動者の左肩に位置センサ40−1が、右肩に位置センサ40−2が、左手首に位置センサ40−3が、右手首に位置センサ40−4が、左膝に位置センサ40−5が、右膝に位置センサ40−6が、左足首に位置センサ40−7が、右足首に位置センサ40−8が、臀部に位置センサ40−9がそれぞれ装着されている。以降は、位置センサ40が装着されているそれらの部位を適宜「装着部位」と呼ぶ。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an
位置センサ40は、装着部位の3次元空間における位置を検出するためのセンサであり、例えば、加速度センサと二重積分器により構成されている。この位置センサ40は、x軸方向、y軸方向、およびz軸方向における位置をサンプリングしたサンプルpx,py,pzのデジタル信号を出力する。
重心ゆれ評価部51は、各位置センサ40から出力された位置のサンプルpx,py,pzを基に重心位置とその理想位置とのずれ量を算出する役割を果たす。
この役割において、重心ゆれ評価部51は、位置センサ40−k(k=1〜9)の各々から出力されたサンプルpxk(k=1〜9)を下記の算出式(1)に入力することにより重心のx軸方向の位置Gxを求め、サンプルpyk(k=1〜9)を下記の算出式(2)に入力することにより重心のy軸方向の位置Gyを求め、サンプルpzk(k=1〜9)を下記の算出式(3)に入力することにより重心のz軸方向の位置Gzを求める。そして、位置Gx,Gy,Gzと予め設定された各々の理想位置との差を求めて合算した値を最新のずれ量とし、そのずれ量を示すずれ量信号を出力する。下記の算出式(1),(2),(3)において、mk(k=1〜9)は、運動者の左肩、右肩、左手首、右手首、左膝、右膝、左足首、右足首、臀部の各々の質量に相当する定数である。
The center-of-gravity
In this role, the center-of-gravity
音源52は、報知音の音波形データを記憶したメモリを有する。この音源52は、図示しない電源が投入されると、メモリに記憶された音波形データを読み出し、その音波形データが示す波形のオーディオ信号を出力する。アンプ54は、音源52が発生したオーディオ信号のゲインを、重心ゆれ評価部51が出力するずれ量が小さいほど小さくする。運動者の身体の重心が理想位置からずれている場合や、理想位置に近いものの静止できずにゆれている場合、このアンプ54による信号処理を経てスピーカ21から放音される報知音によりそのことが案内される。具体的に説明すると、運動者の身体の重心の位置が理想位置からずれている場合、そのずれ量に応じた音量の報知音が放音され続け、重心の位置が理想位置と重ならない限りその音量は0にならない。さらに、運動者の身体の重心がゆれている場合、その理想位置とのずれ量の変化に合わせて報知音の音量も変化し、うなりを起こしている音であるかのような聴感が運動者に与えられる。
The
以上の構成によれば、本実施形態にかかる運動支援装置10Aは、クラウチングスタートの訓練を行う運動者の重心とその理想位置とのずれ量を報知する報知音をスピーカ55から放音する。そして、理想位置とのずれ量が小さくなるほど、報知音のオーディオ信号のゲインを小さくする。よって、運動者の身体の重心が理想位置に近づいていくのに伴ってその重心と理想位置とのずれ量が小さくなると、スピーカ21から放音される報知音の音量が小さくなる。運動者は、スピーカ21から放音される報知音の音量およびその変化により、自らの身体の重心と理想位置とのずれ量やそのゆれの程度を把握し、ピストル音が鳴る前にその報知音が聴こえなくなるような姿勢をとる訓練を重ねることにより、クラウチングスタートの能力を高めることができる。
According to the above configuration, the
(他の実施形態)
本願発明は、種々の変形実施が可能である。
(1)上記第1実施形態において、ジャイロセンサ(角速度センサ)、位置センサ、角度センサなどを加速度センサ11〜14の代わりに運動者の身体の各部位に装着し、それらのセンサにより検出した物理量に所定の演算を施すことにより、各部位のゆれの周期と振幅とを取得するようにしてもよい。
(2)上記第2実施形態において、ジャイロセンサ(角速度センサ)、角度センサなどを位置センサ40の代わりに運動者の身体の各部位に装着し、それらのセンサにより検出した物理量に所定の演算を施すことにより、身体の重心の位置を取得するようにしてもよい。
(3)上記第1および第2実施形態において、運動者の身体のゆれに関わる物理量の1つである筋肉の緊張度合いを筋電位センサにより検出し、この筋電位センサが示す緊張度合いの大きさに応じて報知音を変化させてもよい。身体の筋肉の緊張や弛緩の度合いは視覚的には判断しにくいものの、筋肉を緊張させずにリラックスした静止状態から運動に入ったほうが、良好なパフォーマンスを実現しやすい。よって、たとえば、運動者の身体に筋電位センサを装着し、この筋電位センサの出力信号が示す緊張度合いが大きいほど報知音の音量を大きくし、緊張度合いが小さいほど報知音の音量を小さくするとよい。この態様によると、運動者は、報知音の音量が十分に小さくなったときに、自身の筋肉がリラックスした状態であることを認識できる。
(4)上記第1実施形態は、本願発明を弓道の訓練に適用し、上記第2実施形態は、本願発明を短距離走のクラウチングスタートの訓練に適用した。しかし、本願発明を適用するスポーツの訓練はこれらに限るものでなく、十分な静止を要する準備の姿勢から始まる運動であって、その準備の姿勢をとるところから運動の終了までの時間が概ね30秒未満であるような運動、例えば、相撲の立ち合いや競泳のスタートの訓練に本願発明を適用してもよい。
(5)第1実施形態では、加速度センサ11〜14から出力される加速度のサンプルax,ay,azを基に運動者のゆれの周期と振幅を検出し、ゆれの周期が長いほど報知音の高周波成分の減衰量を大きくし、ゆれの振幅が小さいほどその音量を小さくした。しかし、加速度センサ11〜14の出力信号を基にゆれの周期および振幅の一方または両方を検出し、高周波成分の減衰量や音量とは別の特性をこの検出値に応じて変化させてもよい。ゆれの周期や振幅に応じて変化させる報知音の特性としては、以下に示すようなものがある。
a.周波数特性
第1実施形態における高周波成分の減衰量の調整のほか、たとえば、音源19が発生したオーディオ信号をイコライザによる信号処理に供することにより、ゆれの周期が大きいほど特定周波数帯域の減衰または強調の度合いを大きくし、ゆれの周期が小さいほどその度合いを小さくする、という態様がある。また、音源19が発生したオーディオ信号へエフェクタによる信号処理を通じて残響音を付加し、ゆれの周期が大きいほど残響音の残響時間を長くし、ゆれの周期が小さいほどその残響時間を短くするようにしてもよい。
b.ピッチ
たとえば、音源19が発生したオーディオ信号をピッチシフタなどの信号処理に供することにより、ゆれの振幅が大きいほど報知音のピッチを高くし、ゆれの振幅が小さいほど報知音のピッチを低くする、という態様がある。
c.テンポ(再生速度)
たとえば、楽曲データを報知音として再生するプレーヤを音源19に代えて装着し、ゆれの振幅が大きいほど楽曲データの再生速度を速くし、ゆれの振幅が小さいほどその再生速度を遅くする、という態様がある。
(6)第1実施形態では、和音を構成するようにピッチ差をつけた音波形データを基に複数の報知音を発音した。しかし、ピッチを異にする複数の報知音の代わりに、音量、周波数特性、テンポ(再生速度)のうち1つ以上を異にする複数の報知音を発音してもよい。
(7)上記第1および第2実施形態において、加速度センサ11〜14や位置センサ40の個数をより多くしてもよいし、少なくしてもよい。また、それらのセンサを上記実施形態と同じ部位に装着する必要はなく、支援を行う運動の性質に応じてそれらを装着する部位を変更してもよい。
(8)第1実施形態において、各装着部位のゆれの周期や振幅がある条件を満たすに至った時刻の順番を特定し、各装着部位と対応する報知音の音量、周波数特性、ピッチ、およびテンポのうちいずれか1つ以上をその順番に応じて変化させてもよい。たとえば、各装着部位のゆれの周期が閾値よりも長くなったことを条件とした上で、各装着部位のゆれがその条件を満たした順番を特定し、順番が上位であった装着部位と対応する報知音の音量を大きくし、順番が下位であった装着部位と対応する報知音の音量を小さくしてもよい。また、各装着部位のゆれの振幅が閾値よりも小さくなったことを条件とした上で、各装着部位のゆれがその条件を満たした順番を特定し、順番が上位であった装着部位と対応する報知音のピッチを高くし、順番が下位であった装着部位と対応する報知音のピッチを低くしてもよい。運動の性質によっては、静止状態になる部位の順番が競技の成否に影響を及ぼすものもあり、これらの変形例はその種の運動の支援に好適である。
(9)上記第1および第2実施形態において、スピーカ21の代わりにヘッドホンを搭載してもよい。
(10)上記第1および第2実施形態にかかる運動支援装置10,10Aのゆれ評価部15〜18、重心ゆれ評価部51、フィルタ22〜25、アンプ26〜29,54、ミキサ30と同じ機能をコンピュータに実現させるプログラムを、WWW(World Wide Web)上のサーバ装置から、パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Data Assistance)、携帯電話端末などの各種端末にダウンロードさせてもよい。この場合、それらの端末に標準装備されている音源やスピーカ、加速度センサなどを、ダウンロードしたプログラムによって制御し、上記運動評価装置と同様の作用を実現することが可能である。また、端末の種類によっては加速度センサが標準装備されていないものものあるが、この場合においても、端末のインターフェースへ加速度センサを接続し、その加速度センサの出力信号を用いてゆれを検出することにより、上記運動評価装置と同様の作用を実現することが可能である。また、そのようなプログラムを記憶媒体に記憶させた上で配布するようにしてもよい。
(11)上記第2実施形態では、クラウチングスタートの訓練を行う運動者の重心の位置とその理想位置とのずれ量を、各位置センサ40から出力される位置のサンプルpx,py,pzを基に算出した。しかし、重心の位置そのもののゆれを算出し、このゆれに応じて報知音を変化させてもよい。たとえば、加速度センサ40から出力されるサンプルpx,py,pzを基に算出した位置Gx、Gy、Gzのセットをメモリに時系列順に記憶し、メモリに記憶した最新の位置Gx、Gy、Gzとその1つ前に記憶した位置Gx、Gy、Gzとの差の大きさに応じて、報知音の音量、周波数特性、ピッチ、テンポ(再生速度)などを変化させるとよい。
(12)上記第1実施形態では、各装着部位のゆれの振幅が小さくなるほど、それらと対応する報知音の音量を小さくした。しかし、音量が周期的に変化する音を報知音として出力し、その報知音の音量の変化の周期をゆれの振幅や周期に応じて変化させてもよい。たとえば、波音の波形データを準備し、その波音の音量を周期的に変化させることにより、波音が大きくなっていく間は波が寄せている聴感を与え、波音が小さくなっていく間は波が引いている聴感を与えることが可能である。その上で、装着部位のゆれの振幅が小さくなるほど音量の変化の周期を長くしていき、ゆれの振幅が0になったときに音量を一定にする(つまり、無限大の周期にする)。これにより、運動者は、波音の音量が一定の音量に収束したことをもって装着部位が完全に静止したことを認識することができる。これに併せて、波音の音量そのものをゆれの振幅が小さくなるほど小さくするようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention can be modified in various ways.
(1) In the first embodiment, a physical quantity detected by attaching a gyro sensor (angular velocity sensor), a position sensor, an angle sensor, or the like to each part of the body of the exerciser instead of the
(2) In the second embodiment, a gyro sensor (angular velocity sensor), an angle sensor, or the like is attached to each part of the body of the exerciser instead of the position sensor 40, and a predetermined calculation is performed on the physical quantity detected by these sensors. By applying, the position of the center of gravity of the body may be acquired.
(3) In the first and second embodiments, the muscle tension level, which is one of physical quantities related to the movement of the exerciser's body, is detected by the myoelectric potential sensor, and the magnitude of the tension level indicated by the myoelectric potential sensor is detected. The notification sound may be changed according to the above. Although it is difficult to visually judge the degree of muscle tension and relaxation, it is easier to achieve good performance if you start exercising from a relaxed still state without straining your muscles. Therefore, for example, when a myoelectric potential sensor is attached to the body of an exerciser, the volume of the notification sound is increased as the degree of tension indicated by the output signal of the myoelectric potential sensor is increased, and the volume of the notification sound is decreased as the degree of tension is lower. Good. According to this aspect, the exerciser can recognize that his / her muscle is in a relaxed state when the volume of the notification sound is sufficiently low.
(4) In the first embodiment, the present invention is applied to archery training, and in the second embodiment, the present invention is applied to cruising start training for short-distance running. However, sports training to which the present invention is applied is not limited to these, and is an exercise that starts from a ready posture that requires sufficient stillness, and the time from the preparation posture to the end of the exercise is approximately 30. You may apply this invention to exercise | movement which is less than a second, for example, training of the sumo wrestling and the start of a swimming race.
(5) In the first embodiment, the period and amplitude of the athlete's shake are detected based on the acceleration samples a x , a y , and a z output from the
a. Frequency characteristics In addition to the adjustment of the attenuation amount of the high-frequency component in the first embodiment, for example, the audio signal generated by the
b. Pitch For example, by using the audio signal generated by the
c. Tempo (playback speed)
For example, a player that plays music data as a notification sound is mounted instead of the
(6) In the first embodiment, a plurality of notification sounds are generated based on sound waveform data with a pitch difference so as to constitute a chord. However, instead of a plurality of notification sounds having different pitches, a plurality of notification sounds having different one or more of volume, frequency characteristics, and tempo (reproduction speed) may be generated.
(7) In the first and second embodiments, the number of
(8) In the first embodiment, the order of the time when the period and amplitude of the vibration of each mounting part reach a certain condition is specified, and the volume, frequency characteristic, pitch, and the volume of the notification sound corresponding to each mounting part, and Any one or more of the tempos may be changed according to the order. For example, on the condition that the period of shaking of each wearing part is longer than the threshold, specify the order in which the shaking of each wearing part satisfies the condition, and correspond to the wearing part whose order was higher The volume of the notification sound to be increased may be increased, and the volume of the notification sound corresponding to the wearing part whose order is lower may be decreased. In addition, on the condition that the amplitude of the vibration of each wearing part is smaller than the threshold value, the order in which the shaking of each wearing part satisfies the condition is specified, and it corresponds to the wearing part whose order is higher. The pitch of the notification sound to be performed may be increased, and the pitch of the notification sound corresponding to the mounting site in the lower order may be decreased. Depending on the nature of the exercise, the order of the resting parts may affect the success or failure of the competition, and these modifications are suitable for supporting that type of exercise.
(9) In the first and second embodiments, headphones may be mounted instead of the
(10) Same functions as the
(11) In the second embodiment described above, the deviations between the position of the center of gravity of the exerciser performing the crouching start and the ideal position are represented by the position samples p x , p y , p output from the position sensors 40. Calculated based on z . However, the fluctuation of the position of the center of gravity itself may be calculated, and the notification sound may be changed according to this fluctuation. For example, a set of positions G x , G y , G z calculated based on the samples p x , p y , p z output from the acceleration sensor 40 is stored in time series in the memory, and the latest position stored in the memory G x, G y, the position previously stored and one its G z G x, G y, in accordance with the magnitude of the difference between G z, the notification sound volume, frequency characteristics, pitch, tempo (playback speed) It is good to change.
(12) In the said 1st Embodiment, the volume of the notification sound corresponding to them was made small, so that the amplitude of the shake of each mounting part became small. However, a sound whose sound volume changes periodically may be output as a notification sound, and the change period of the sound volume of the notification sound may be changed according to the amplitude or period of the fluctuation. For example, by preparing waveform data of a wave sound and periodically changing the volume of the wave sound, the sound that the wave is coming in is given while the wave sound is increasing, and the wave is heard while the wave sound is decreasing. It is possible to give a pulling sensation. In addition, the cycle of the change in volume is lengthened as the amplitude of fluctuation of the wearing part becomes smaller, and the volume is made constant when the amplitude of fluctuation becomes 0 (that is, an infinite cycle). Thereby, the exerciser can recognize that the wearing site is completely stationary when the volume of the wave sound has converged to a constant volume. In conjunction with this, the volume of the wave sound itself may be made smaller as the amplitude of the fluctuation becomes smaller.
10,10A…運動評価装置、11,12,13,14…加速度センサ、15,16,17,18…ゆれ評価部、19,52…音源,20…報知音合成部、21,55…スピーカ、22,23,24,25…フィルタ、26,27,28,29,54…アンプ、30…ミキサ、40…位置センサ、51…重心ゆれ評価部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記検出手段が検出したゆれに応じて変化する報知音を発音する報知音提供手段と
を備えることを特徴とする運動支援装置。 Detection means for detecting a shake of one or more parts of an exerciser's body;
An exercise support apparatus comprising: an alarm sound providing means for generating an alarm sound that changes in accordance with the shake detected by the detection means.
ことを特徴とする請求項1に記載の運動支援装置。 The exercise support apparatus according to claim 1, wherein the notification sound providing unit changes a volume of the notification sound according to an amplitude or a period of the detected fluctuation.
ことを特徴とする請求項1に記載の運動支援装置。 The exercise support apparatus according to claim 1, wherein the notification sound providing unit changes a frequency characteristic of the notification sound according to the amplitude or period of the detected fluctuation.
ことを特徴とする請求項1に記載の運動支援装置。 The exercise support apparatus according to claim 1, wherein the notification sound providing unit changes a pitch of the notification sound according to an amplitude or a period of the detected fluctuation.
ことを特徴とする請求項1に記載の運動支援装置。 The exercise support apparatus according to claim 1, wherein the notification sound providing unit changes a tempo of the notification sound according to the amplitude or cycle of the detected fluctuation.
前記身体の複数の部位のゆれをそれぞれ検出する部位別検出手段を有し、
前記報知音提供手段は、音量、周波数特性、ピッチ、およびテンポのうちのいずれか1つ以上を異にする複数の前記報知音をミキシングして発音し、それらの各報知音を前記部位別検出手段が検出したゆれに応じて個別に変化させる
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の運動支援装置。 The detection means includes
A part-by-part detection means for detecting the shaking of the plurality of parts of the body,
The notification sound providing means mixes and sounds a plurality of the notification sounds having different one or more of volume, frequency characteristics, pitch, and tempo, and detects each of the notification sounds by the part The exercise support apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the exercise support apparatus is individually changed according to the shake detected by the means.
前記身体の複数の部位のゆれをそれぞれ検出する部位別検出手段を有し、
前記報知音提供手段は、前記部位別検出手段によって検出された前記各部位のゆれの振幅または周期がある条件を満たした順番を特定し、前記報知音の音量、周波数特性、ピッチ、およびテンポのうちいずれか1つ以上を当該特定した順番に応じて変化させる
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の運動支援装置。 The detection means includes
A part-by-part detection means for detecting the shaking of the plurality of parts of the body,
The notification sound providing means identifies the order in which the amplitude or period of the fluctuation of each part detected by the part detection means satisfies a certain condition, and the volume, frequency characteristic, pitch, and tempo of the notification sound Any one or more of them are changed according to the specified order. The exercise support device according to any one of claims 1 to 5.
前記身体の複数の部位の位置を検出する部位別位置検出手段と、
前記部位別位置検出手段が検出した各部位の位置を基にそれらの部位の重心のゆれを算出する重心ゆれ算出手段と
を有し、
前記報知音提供手段は、
前記報知音を前記重心のゆれに応じて変化させる
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の運動支援装置。 The detection means includes
Part-specific position detection means for detecting positions of a plurality of parts of the body;
A center-of-gravity fluctuation calculating means for calculating the fluctuation of the center of gravity of each part based on the position of each part detected by the part-specific position detecting means;
The notification sound providing means includes
The exercise support device according to any one of claims 1 to 5, wherein the notification sound is changed in accordance with the fluctuation of the center of gravity.
運動者の身体の一又は複数の部位のゆれを検出する検出機能と、
前記検出機能により検出したゆれに応じて変化する報知音を発音する報知音提供機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。 A detection function to detect a shake of one or more parts of the body of the exerciser in the computer;
A program for providing a notification sound providing function for generating a notification sound that changes in accordance with the shake detected by the detection function.
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