JP2014184891A - Balance training system and balance training method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練システム、及びバランス訓練方法に関するものである。 The present invention relates to a balance training system and a balance training method for performing balance training of an inverted moving body that travels in accordance with movement of the center of gravity of a passenger while maintaining an inverted state.
近年、人のバランス能力を向上させるための様々なバランス訓練システムが開発されている。例えば、床に傾斜可能に設置されたステップ上にユーザが乗り、そのステップ上でユーザがステップを水平に維持するように重心移動を行うことでバランス訓練を行うバランス訓練装置が知られている(特許文献1参照)。 In recent years, various balance training systems for improving a person's balance ability have been developed. For example, there is known a balance training apparatus that performs balance training by a user riding on a step installed on a floor so as to be tiltable and moving the center of gravity so that the user keeps the step horizontal on the step ( Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に示すバランス訓練装置においては、例えば、ユーザのバランス能力が高く重心のブレが少ない場合、ステップもぶれない。この場合、そのユーザは、ほとんどバランス操作を行うことないため、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練が行われない虞がある。
However, in the balance training apparatus shown in
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができるバランス訓練システム、及びバランス訓練方法を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is a main object of the present invention to provide a balance training system and a balance training method capable of performing optimal balance training according to the balance ability of the user. Objective.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練システムであって、前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行する設定手段と、前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出する状態量検出手段と、を備え、前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定する、ことを特徴とするバランス訓練システムである。
この一態様において、前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて搭乗者のバランス能力を評価し、該評価したバランス能力に応じて前記バランス訓練中における前記目標姿勢角の変動パターンを設定してもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量と予め設定された目標値とを比較することで、搭乗者のバランス能力を評価し、該評価されたバランス能力が高くなるに従って、前記目標姿勢角を大きく変動させてもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記目標姿勢角度を漸増させる時間a、前記目標姿勢角度の最大値eで維持する時間b、前記目標姿勢角度を漸減させる時間c、前記目標姿勢角度を実質的に0に維持する時間dとするパラメータa、b、c、d、eを変動させることで、搭乗者のバランス能力に応じたバランス訓練を実行してもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記設定されたパラメータa、b、c、d、eに所定値を加算して前記目標姿勢角度を設定してもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記設定された目標姿勢角度の積分値が実質的に0となるように、前記目標姿勢角度を設定してもよい。
この一態様において、前記バランス訓練は、前記設定手段により設定された前記倒立型移動体の目標姿勢角度に応じて搭乗者が前記重心移動を行い、前記倒立型移動体のバランスを維持する、あるいは元に位置に留まる訓練であってもよい。
この一態様において、前記バランス訓練中に、前記状態量検出手段は、前記倒立型移動体の移動量、移動速度、移動加速度、姿勢角度、姿勢角速度、姿勢角加速度、及び搭乗者の生体情報、のうち少なくとも1つを検出してもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練方法であって、前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行するステップと、前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出するステップと、前記検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定するステップと、を含むことを特徴とするバランス訓練方法であってもよい。
One aspect of the present invention for achieving the above object is a balance training system for performing balance training of an inverted moving body that travels according to movement of the center of gravity of a passenger while maintaining an inverted state. A setting means for executing the balance training by setting a target posture angle of the inverted moving body, and a state quantity detecting means for detecting a state quantity of at least one of the inverted moving body and the passenger during the balance training And the setting means sets the variation pattern of the target posture angle during the balance training based on the state quantity detected by the state quantity detection means. is there.
In this one aspect, the setting means evaluates a passenger's balance ability based on the state quantity detected by the state quantity detection means, and the target posture angle during the balance training according to the evaluated balance ability. The fluctuation pattern may be set.
In this aspect, the setting means evaluates the passenger's balance ability by comparing the state quantity detected by the state quantity detection means with a preset target value, and the evaluated balance ability. The target posture angle may be greatly varied as the value of the angle increases.
In this aspect, the setting means substantially includes a time a for gradually increasing the target posture angle, a time b for maintaining the maximum value e of the target posture angle, a time c for gradually decreasing the target posture angle, and the target posture angle. In other words, the balance training according to the balance ability of the occupant may be performed by changing the parameters a, b, c, d, and e, which are the time d to be maintained at 0.
In this aspect, the setting means may set the target posture angle by adding a predetermined value to the set parameters a, b, c, d, and e.
In this aspect, the setting unit may set the target posture angle so that an integrated value of the set target posture angle is substantially zero.
In this one aspect, in the balance training, a passenger moves the center of gravity according to a target posture angle of the inverted moving body set by the setting means, and maintains the balance of the inverted moving body, or It may be training that stays in place.
In this one aspect, during the balance training, the state quantity detection means includes a movement amount, a movement speed, a movement acceleration, a posture angle, a posture angular velocity, a posture angular acceleration, and biological information of the occupant of the inverted moving body, At least one of them may be detected.
One aspect of the present invention for achieving the above object is a balance training method for performing balance training of an inverted moving body that travels in accordance with movement of the center of gravity of a passenger while maintaining an inverted state. Executing the balance training by setting a target posture angle of the inverted mobile body, detecting a state quantity of at least one of the inverted mobile body and a passenger during the balance training, and the detection And a step of setting a variation pattern of the target posture angle during the balance training based on the state quantity thus determined.
本発明によれば、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができるバランス訓練システム、及びバランス訓練方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the balance training system and balance training method which can perform the optimal balance training according to the user's balance ability can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1(a)及び(b)は、本発明の一実施の形態に係るバランス訓練システムの概略的構成を示す図である。本実施の形態に係るバランス訓練システムは、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体1のバランス訓練を行うためのシステムである。このバランス訓練においては、例えば、倒立型移動体1に遠隔的にピッチ方向の目標姿勢角度(外部指示)が端末装置から遠隔的に設定され、この目標姿勢角度に応じて倒立型移動体1が傾斜し移動する。これに対して、搭乗者が重心移動を行い、倒立型移動体1のバランスをとる、あるいは、元の位置に留めることでそのバランスを訓練する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of a balance training system according to an embodiment of the present invention. The balance training system according to the present embodiment is a system for performing balance training of the inverted moving
図2は、本実施の形態に係るバランス訓練システムの概略的なシステム構成を示すブロック図である。図3は、本実施の形態に係る倒立型移動体の概略的な構成を示す正面図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic system configuration of the balance training system according to the present embodiment. FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of the inverted moving body according to the present embodiment.
本実施の形態に係るバランス訓練システム10は、図3に示すような倒立型移動体1に搭載された、姿勢センサ2、回転センサ3、一対の車輪駆動ユニット4L、4R、及び制御装置5と、設定装置11と、を備えている。
The
倒立型移動体1は、例えば、搭乗者が車両本体6に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として、構成されているが、これに限らず、倒立状態を維持しつつ、搭乗者の重心移動に応じて走行する任意の倒立型移動体に適用可能である。この倒立型移動体1は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させることで左右旋回を行うことができるように構成されている。
The inverted
姿勢センサ2は、状態量検出手段の一具体例であり、倒立型移動体1の車両本体6におけるピッチ角度やロール角度などの姿勢角度、ピッチ角速度やロール角速度などの姿勢角速度、ピッチ角加速度やロール角加速度などの姿勢角加速度、等の姿勢情報を検出する。姿勢センサ2は、例えば、搭乗者が重心を前後へ移動させることで生じた車両本体6のピッチ角度、ピッチ角速度、又はピッチ角加速度を検出し、また、搭乗者が重心を左右へ移動させることで生じた車両本体6(分割ステップ9L、9R)のロール角度、ロール角速度、又はロール角加速度を検出することができる。
The
姿勢センサ2は、制御装置5に接続されており、検出した車両本体6の姿勢情報を制御装置5に対して出力する。なお、姿勢センサ2は、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどにより構成されている。ここで、ピッチ軸とは、一対の車輪7L、7Rの車軸に相当する軸である。また、ロール軸とは、車両本体6の中心を通り、倒立型移動体1の走行方向と平行をなす軸である。
The
回転センサ3は、状態量検出手段の一具体例であり、倒立型移動体1に設けられた車輪7L、7Rの回転角度、回転角速度、回転角加速度等の回転情報を検出する。回転センサ3は、制御装置5に接続されており、検出した各車輪7L、7Rの回転情報を制御装置5に対して出力する。また、制御装置5は、回転センサ3により検出された各車輪7L、7Rの回転情報に基づいて、倒立型移動体1の移動加速度、移動速度、移動量等を算出することができる。
The
一対の車輪駆動ユニット4L、4Rは、倒立型移動体1に回転可能に設けられた左右一対の車輪7L、7Rを駆動することで、倒立型移動体1を走行させる。各車輪駆動ユニット4L、4Rは、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット4L、4Rは、駆動回路8L、8Rを介して制御装置5に接続されており、制御装置5からの制御信号に応じて、各車輪7L、7Rを駆動する。
The pair of
制御装置5は、倒立型移動体1が、例えば、倒立状態を維持する倒立制御を行いつつ、所望の走行(前進、後進、加速、減速、停止、左旋回、右旋回等)を行うように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して、各車輪7L、7Rの回転を制御する。また、制御装置5は、姿勢センサ2により検出された移動体1の姿勢情報と、回転センサ3により検出された各車輪7L、7Rの回転情報と、に基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行う。
The control device 5 causes the inverted moving
例えば、制御装置5は、搭乗者が重心を前後に移動させたときに、姿勢センサ2により検出された車両本体6のピッチ角度に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを介して各車輪7L、7Rの回転を制御することで、倒立型移動体1を前進又は後進させる。また、制御装置5は、搭乗者が重心を左右に移動させたときに、姿勢センサ2により検出された車両本体6のロール角度に応じて、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御して左右車輪7L、7R間で回転差を生じさせ、移動体1を左旋回又は右旋回させる。
For example, the control device 5 controls each
さらに、制御装置5は、例えば、姿勢センサ2により検出された車両本体6のピッチ角度に所定の制御ゲインを乗算して、各車輪7L、7Rの回転トルクを算出する。そして、制御装置5は、算出した回転トルクが各車輪7L、7Rに生じるように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する。
Further, for example, the control device 5 multiplies the pitch angle of the
これにより、制御装置5は、車両本体6が傾斜している方向へ各車輪7L、7Rを回動させ、倒立型移動体1の重心位置を各車輪7L、7Rの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立制御を行う。また、制御装置5は、各車輪7L、7Rに対して適切な回転トルクを夫々付加することで、車両本体6のピッチ角度がある一定値を超えないような倒立状態を維持しつつ、さらに、姿勢センサ2からの姿勢情報に応じて、前進、後進、停止、減速、加速、左旋回、右旋回等の移動体1の移動制御を行うことができる。
Accordingly, the control device 5 rotates the
制御装置5は、例えば、制御処理、演算処理等と行うCPU(Central Processing Unit)5a、CPU5aによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)5b、処理データ等を記憶するRAM(Random Access Memory)5c等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。 The control device 5 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 5a that performs control processing, arithmetic processing, and the like, a ROM (Read Only Memory) 5b that stores a control program executed by the CPU 5a, an arithmetic program, processing data, and the like. The hardware configuration is centered on a microcomputer including a RAM (Random Access Memory) 5c and the like.
上述のような車両制御の構成により、倒立型移動体1は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させ車両本体6を前後に傾斜させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させ車両本体6を左右に傾斜させることで、左右旋回を行うことができる。
With the configuration of the vehicle control as described above, the inverted
設定装置11は、設定手段の一具体例であり、制御装置5に対して、倒立型移動体1のピッチ方向の目標姿勢角度を設定する。設定装置11は、例えば、PC(Personal Computer)、スマートフォンなどの携帯端末などにより構成されている。設定装置11は、有線あるいは無線で制御装置5に接続されている。設定装置11は、倒立型移動体1の目標姿勢角度を制御装置5に送信する。制御装置5は、設定装置11から送信される目標姿勢角度に追従するように、倒立型移動体1のピッチ方向の姿勢角度を制御する。一方、制御装置5は、姿勢センサ2により検出された姿勢情報(姿勢角度、姿勢角速度、姿勢角加速度)、回転センサ3により検出された車輪の回転情報、移動量、移動速度、移動加速度、を設定装置11に送信する。
The
設定装置11は、搭乗者のバランス能力を評価する評価部111と、倒立型移動体1の目標姿勢角度を設定する姿勢角設定部112と、を有している。
The
評価部111は、バランス訓練中において、制御装置5から送信される倒立型移動体1の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、移動加速度などに基づいて、搭乗者のバランス能力を評価する。評価部111は、制御装置5から送信される倒立型移動体1の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、移動加速度と、予め設定された目標値と、を比較することで搭乗者のバランス能力を評価する。
During the balance training, the
例えば、評価部111は、バランス訓練中において、制御装置5から送信される倒立型移動体1の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、及び移動加速度が、予め設定された各目標範囲内にあるときの目標追従時間を夫々積算する。そして、評価部111は、その積算時間が長いほど、その搭乗者のバランス能力が高いと評価する。より具体的には、評価部111は、積算時間が第1所定時間以上のときレベル1とし、第2所定時間以上のときレベル2、・・・、第n所定時間以上のときレベルnと評価する。なお、ここでは、評価部111は搭乗者のバランス能力をレベルとして評価しているが、改善度などの指標を用いて表現してもよく、任意の指標を用いることができる。
For example, during the balance training, the
姿勢角設定部112は、評価部111により評価された搭乗者のバランス能力に応じて、バランス訓練中における倒立型移動体1の目標姿勢角度の変動パターンを設定する。姿勢角設定部112は、評価部111により評価された搭乗者のバランス能力が高くなるに従って、目標姿勢角度を大きく変動させる。制御装置5は、設定装置11の姿勢角設定部112に設定された大きな目標姿勢角度に従って倒立型移動体1を大きく傾斜させるため、搭乗者はそれを元の位置に戻すためにより大きく動作する必要がある。このため、より高い搭乗者のバランス能力が必要となる。
The posture
一方で、設定装置11の姿勢角設定部112は、評価部111により搭乗者のバランス能力が低いと評価された場合、目標姿勢角度を小さく変動させる。制御装置5は、設定装置11の姿勢角設定部112に設定された小さな目標姿勢角度に従って倒立型移動体1を小さく傾斜させるため、搭乗者はそれを元の位置に戻すためにあまり動作する必要がない。このため、バランス能力の低い搭乗者でも適度にバランス動作を行いその訓練を行うことができる。このように、その搭乗者のバランス能力に応じた最適な訓練を行うことができる。
On the other hand, the posture
次に、バランス訓練システムによるバランス訓練方法について、一具体例を用いて詳細に説明する。 Next, a balance training method using the balance training system will be described in detail using a specific example.
設定装置11の姿勢角設定部112は、例えば、図4に示すようにピッチ方向の目標姿勢角度を時間と共に変化させる。姿勢角設定部112は、時間aにおいて目標姿勢角度を徐々に増加させ、時間bにおいて目標姿勢角度(ピッチ角)を一定値eとし、時間cにおいて目標姿勢角度を徐々に減少させ、時間dにおいて目標姿勢角度を実質的に0とする。制御装置5は、上述したように設定装置11の姿勢角設定部112により設定された目標姿勢角度に追従するように、倒立型移動体1の姿勢角度を制御する。これにより、倒立型移動体1のバランスが意図的に崩れる。これに対し、倒立型移動体1に搭乗する搭乗者は、重心を前後させることでそのバランスを維持する。
The posture
このとき、設定装置11の評価部111は、上記バランス訓練中において、制御装置5から送信される倒立型移動体1の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、及び移動加速度が、予め設定された各目標範囲内にあるときの目標追従時間を夫々積算することで、その搭乗者のバランス能力を評価する。
At this time, the
ここで、姿勢角設定部112は、評価部111により評価された搭乗者のバランス能力に応じて、上記パラメータa、b、c、d、eを設定し、目標姿勢角度を設定する。
Here, the posture
例えば、パラメータa、cの時間を短くした場合、目標姿勢角度の変化が急となるため、搭乗者にとってバランスをとるのが困難となる。パラメータbの時間を長くした場合、大きな目標姿勢角度の状態が長く継続するため、搭乗者にとってバランスをとることが困難となる。パラメータeの目標姿勢角度の最大値を大きくした場合、倒立型移動体1が大きく傾斜することとなるため、搭乗者にとってバランスをとることが困難となる。一方、パラメータdの時間を長くした場合、水平の状態が長くなるため、搭乗者にとってバランスをとることが容易となる。
For example, when the times of the parameters a and c are shortened, the change in the target posture angle becomes abrupt, which makes it difficult for the passenger to achieve a balance. When the time of the parameter b is increased, the state of a large target posture angle continues for a long time, so that it becomes difficult for the passenger to achieve a balance. When the maximum value of the target posture angle of the parameter e is increased, the inverted
搭乗者のバランス能力(レベル値や改善度)毎に、予めパラメータa、b、c、d、eが設定装置11の姿勢角設定部112に設定されていてもよい。この場合、設定装置11の姿勢角設定部112は、入力されたバランス能力の値に基づいて、パラメータa、b、c、d、eを自動的に設定し、そのパラメータに従って、目標姿勢角度を制御装置5に出力する。制御装置5は、設定装置11の姿勢角設定部112から出力される目標姿勢角度に、倒立型移動体1の姿勢角度を追従させる制御を行う。
The parameters a, b, c, d, and e may be set in the posture
上述したように、搭乗者のバランス能力に応じて、パラメータa、b、c、d、eを設定し目標姿勢角度を変動させる。これにより、搭乗者のバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができる。なお、上述したような目標姿勢角度の変動を繰り返したバランス訓練を行う場合、搭乗者がその変動を予測してしまうため、適正なバランス訓練が行えないことが想定される。したがって、設定装置11の姿勢角設定部112は、パラメータa、b、c、d、eに一定のランダム値を加算して、目標姿勢角度を設定するようにしてもよい。
As described above, the parameters a, b, c, d, and e are set according to the passenger's balance ability to vary the target posture angle. Thereby, the optimal balance training according to a passenger's balance ability can be performed. In addition, when performing the balance training which repeated the fluctuation | variation of the target attitude | position angle as mentioned above, since a passenger | crew will estimate the fluctuation | variation, it is assumed that appropriate balance training cannot be performed. Therefore, the posture
さらに、仮に、上記バランス訓練中に、倒立型移動体1が一方向へ進み続けると所定の訓練エリアから逸脱することが想定される。そこで、設定装置11の姿勢角設定部112は、バランス訓練中に設定する目標姿勢角度の積分値が実質的に0となるように目標姿勢角度を変動させてもよい。
Furthermore, if the inverted
図5は、本実施の形態に係るバランス訓練方法の処理フローを示すフローチャートである。設定装置11は、ユーザの開始操作に応じてバランス訓練モードになる(ステップS101)。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow of the balance training method according to the present embodiment. The
設定装置11の姿勢角設定部112は、初期入力されたバランス能力の値に基づいて、パラメータa、b、c、dを設定し(ステップS102)、その設定されたパラメータa、b、c、dに従って目標姿勢角度を制御装置5に出力する(ステップS103)。
The attitude
制御装置5は、設定装置11の姿勢角設定部112から出力される目標姿勢角度に倒立型移動体1の姿勢角度が追従するように、各車輪駆動ユニット4L、4Rを制御する。これに対し、搭乗者は、重心移動を行うことで倒立型移動体1のバランスを維持する操作を行う(ステップS104)。なお、例えば、1回のバランス訓練において、パラメータa、b、c、dによる目標姿勢角度の変動を複数回繰り返す、あるいは、所定時間繰り返すようにしてもよい。
The control device 5 controls the
このバランス訓練中において、姿勢センサ2は、倒立型移動体1の姿勢情報、回転センサ3は、倒立型移動体1の各車輪7L、7Rの回転情報を検出し、制御装置5は、倒立型移動体1の移動量、移動速度、及び移動加速度を夫々算出する(ステップS105)。制御装置5は、検出された倒立型移動体1の姿勢情報、回転情報、算出された移動量、移動速度、移動加速度を設定装置11に送信する。
During this balance training, the
設定装置11の評価部111は、制御装置5から送信される倒立型移動体1の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、及び移動加速度が、予め設定された各目標範囲内にあるときの目標追従時間を夫々積算し、その積算値に基づいてその搭乗者のバランス能力の値を算出し、姿勢角設定部112出力する(ステップS106)。
The
例えば、次回のバランス訓練を行う際に、設定装置11の姿勢角設定部112は、評価部111からのバランス能力の値に基づいて、パラメータa、b、c、d、eを設定し、その設定されたパラメータに従って目標姿勢角度を制御装置5に出力する(ステップS107)。
For example, when performing the next balance training, the posture
これにより、前回のバランス訓練で評価されたバランス能力に応じた最適な目標姿勢角度の変動が行われる。したがって、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができる。なお、例えば、1回のバランス訓練で、パラメータa、b、c、d、eの変動を複数回繰り返す場合、評価部111は1回のサイクル毎に搭乗者のバランス能力を評価してもよい。この場合、姿勢角設定部112は、次回のサイクルにおいて、前回評価されたバランス能力の値に基づいて、パラメータa、b、c、d、eを設定し、その設定されたパラメータに従って目標姿勢角度を制御装置5に出力する。さらに、ユーザが設定装置11のパラメータa、b、c、dあるいはバランス能力の値を任意に変更できるように構成されていてもよい。
Thereby, the fluctuation | variation of the optimal target attitude | position angle according to the balance ability evaluated by the last balance training is performed. Therefore, the optimal balance training according to a user's balance ability can be performed. In addition, for example, when the variation of the parameters a, b, c, d, and e is repeated a plurality of times in one balance training, the
以上、本実施の形態に係るバランス訓練システム10において、バランス訓練中に検出された倒立型移動体1の状態量に基づいて、目標姿勢角度の変動パターンを設定する。これにより、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができる。
As described above, in the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態において、バランス訓練中に、倒立型移動体1の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、移動加速度などの倒立型移動体1の状態量を検出し、その状態量に基づいて搭乗者のバランス能力を評価しているが、これに限らず、生体センサ12により搭乗者の生体情報を検出し、その生体情報に基づいて搭乗者のバランス能力を評価してもよい。搭乗者の生体情報としては、例えば、搭乗者の体温、血圧、心拍数などが含まれる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, during balance training, the state amount of the inverted
1 倒立型移動体
2 姿勢センサ
3 回転センサ
4L、4R 車輪駆動ユニット
5 制御装置
6 車両本体
7L、7R 車輪
8L、8R 駆動回路
9L、9R 分割ステップ
10 訓練システム
11 設定装置
12 生体センサ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行する設定手段と、
前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出する状態量検出手段と、を備え、
前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。 A balance training system for performing balance training of an inverted moving body that travels in accordance with movement of the center of gravity of a passenger while maintaining an inverted state,
Setting means for executing the balance training by setting a target posture angle of the inverted moving body;
A state quantity detecting means for detecting a state quantity of at least one of the inverted moving body and the passenger during the balance training, and
The balance training system, wherein the setting means sets a variation pattern of the target posture angle during the balance training based on the state quantity detected by the state quantity detection means.
前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて搭乗者のバランス能力を評価し、該評価したバランス能力に応じて前記バランス訓練中における前記目標姿勢角の変動パターンを設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。 The balance training system according to claim 1,
The setting means evaluates a passenger's balance ability based on the state quantity detected by the state quantity detection means, and sets the variation pattern of the target posture angle during the balance training according to the evaluated balance ability. A balance training system characterized by that.
前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量と予め設定された目標値とを比較することで、搭乗者のバランス能力を評価し、該評価されたバランス能力が高くなるに従って、前記目標姿勢角を大きく変動させる、ことを特徴とするバランス訓練システム。 The balance training system according to claim 2,
The setting means evaluates a passenger's balance ability by comparing the state quantity detected by the state quantity detection means with a preset target value, and as the evaluated balance ability becomes higher, A balance training system, wherein the target posture angle is greatly varied.
前記設定手段は、前記目標姿勢角度を漸増させる時間a、前記目標姿勢角度の最大値eで維持する時間b、前記目標姿勢角度を漸減させる時間c、前記目標姿勢角度を実質的に0に維持する時間dとするパラメータa、b、c、d、eを変動させることで、搭乗者のバランス能力に応じたバランス訓練を実行する、ことを特徴とするバランス訓練システム。 The balance training system according to any one of claims 1 to 3,
The setting means maintains the target posture angle substantially at 0, the time a for gradually increasing the target posture angle, the time b for maintaining the maximum value e of the target posture angle, the time c for gradually decreasing the target posture angle, and the target posture angle. A balance training system that performs balance training in accordance with a passenger's balance ability by changing parameters a, b, c, d, and e to be time d.
前記設定手段は、前記設定されたパラメータa、b、c、d、eに所定値を加算して前記目標姿勢角度を設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。 The balance training system according to claim 4,
The balance training system, wherein the setting means sets the target posture angle by adding a predetermined value to the set parameters a, b, c, d, and e.
前記設定手段は、前記設定された目標姿勢角度の積分値が実質的に0となるように、前記目標姿勢角度を設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。 A balance training system according to any one of claims 1 to 5,
The balance training system, wherein the setting means sets the target posture angle so that an integrated value of the set target posture angle is substantially zero.
前記バランス訓練は、前記設定手段により設定された前記倒立型移動体の目標姿勢角度に応じて搭乗者が前記重心移動を行い、前記倒立型移動体のバランスを維持する、あるいは元に位置に留まる訓練である、ことを特徴とするバランス訓練システム。 The balance training system according to any one of claims 1 to 6,
In the balance training, the occupant moves the center of gravity according to the target posture angle of the inverted moving body set by the setting means, and maintains the balance of the inverted moving body or remains in the original position. Balance training system characterized by being training.
前記バランス訓練中に、前記状態量検出手段は、前記倒立型移動体の移動量、移動速度、移動加速度、姿勢角度、姿勢角速度、姿勢角加速度、及び搭乗者の生体情報、のうち少なくとも1つを検出する、ことを特徴とするバランス訓練システム。 A balance training system according to any one of claims 1 to 7,
During the balance training, the state quantity detection means includes at least one of a movement amount, a movement speed, a movement acceleration, a posture angle, a posture angular velocity, a posture angular acceleration, and a passenger's biological information of the inverted moving body. A balance training system characterized by detecting.
前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行するステップと、
前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出するステップと、
前記検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定するステップと、を含むことを特徴とするバランス訓練方法。 A balance training method for performing balance training of an inverted moving body that travels in accordance with movement of the center of gravity of a passenger while maintaining an inverted state,
Executing the balance training by setting a target posture angle of the inverted moving body;
Detecting a state quantity of at least one of the inverted mobile body and a passenger during the balance training; and
And setting a variation pattern of the target posture angle during the balance training based on the detected state quantity.
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