JP2021126245A - Training device - Google Patents

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Abstract

To provide a training device for enabling effective training.SOLUTION: A training device 100 includes: a mobile wagon 110 to move in response to a posture of a training person 900; an imaging section 180 for imaging the training person 900 on the mobile wagon 110; a skeleton estimation section 205 for estimating a skeleton of the training person 900 based on a captured image of the imaging section 180; a movement control section 204 for controlling the mobile wagon based on a posture indicated by the skeleton; and handrails 162 arranged to support the training person 900 on the mobile wagon 110. The handrails 162 have a shape or a pattern to prevent the skeleton estimation section 205 from recognizing that the handrails have a linear shape.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、訓練装置に関する。 The present invention relates to a training device.

特許文献1には、脚の不自由な患者がリハビリを行うためのリハビリ支援装置を開示している。特許文献1のリハビリ支援装置は、フォースプレートと荷重検出センサとを有している。被験者はフォースプレートの上に立つことができる。荷重検出センサはフォースプレートにかかる荷重を検出している。フォースプレートが、被験者の重心位置の移動に伴って水平方向に移動している。 Patent Document 1 discloses a rehabilitation support device for a patient with a disability to perform rehabilitation. The rehabilitation support device of Patent Document 1 has a force plate and a load detection sensor. The subject can stand on the force plate. The load detection sensor detects the load applied to the force plate. The force plate is moving horizontally as the center of gravity of the subject moves.

特開2015−100477号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-100747

このような装置では、重心位置をより高い精度で算出することで、より効果的な訓練を行うことができる。つまり、重心位置の精度が低い場合、水平方向が動作を効果的に行うことができないというおそれがある。 In such a device, more effective training can be performed by calculating the position of the center of gravity with higher accuracy. That is, if the accuracy of the position of the center of gravity is low, there is a possibility that the operation cannot be effectively performed in the horizontal direction.

本開示は、効果的な訓練を行うことが可能な訓練装置を提供するものである。 The present disclosure provides a training device capable of performing effective training.

本開示にかかる訓練装置は、訓練者の重心移動に応じて移動する移動台車と、前記移動台車に乗っている訓練者を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮像画像に基づいて、前記訓練者の骨格を推定する骨格推定部と、前記骨格が示す姿勢に基づいて、前記移動台車の移動を制御する移動制御部と、前記移動台車に乗っている前記訓練者をサポートするために設けられた手摺りと、を備え、前記手摺りは、前記骨格推定部が前記手摺りを直線形状と認識しないような形状又は模様を有している。 The training device according to the present disclosure is based on a moving skeleton that moves according to the movement of the center of gravity of the trainee, an imaging unit that images the trainee on the moving trolley, and an image captured by the imaging unit. It is provided to support a skeleton estimation unit that estimates a person's skeleton, a movement control unit that controls the movement of the mobile trolley based on the posture indicated by the skeleton, and the trainee on the mobile trolley. The handrail is provided with a handrail, and the handrail has a shape or pattern such that the skeleton estimation unit does not recognize the handrail as a linear shape.

本開示によれば、効果的な訓練を行うことが可能な訓練装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a training device capable of performing effective training.

実施の形態1にかかる訓練装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the training apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 訓練装置の制御系を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the control system of a training apparatus. 実施の形態2にかかる訓練装置の構成を示す図であるIt is a figure which shows the structure of the training apparatus which concerns on Embodiment 2.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲にかかる発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the inventions in the claims are not limited to the following embodiments. Moreover, not all of the configurations described in the embodiments are indispensable as means for solving the problem.

<実施の形態1>
図1は、本実施形態にかかる訓練装置100の概略斜視図である。訓練装置100は、例えば、訓練者900がバランス能力を改善するためのバランス訓練装置である。訓練装置100は、片麻痺などの障害を持つ障害者が歩行に必要な重心移動を習得するためや、足関節に障害を抱える患者が足関節機能を回復させるための装置である。例えば、足関節機能を回復させたい訓練者900がバランスを取りつつ訓練装置100に搭乗を続けようとすると、訓練装置100は、訓練者900の足関節にリハビリ効果を期待できる程度の負荷を与えることができる。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic perspective view of the training device 100 according to the present embodiment. The training device 100 is, for example, a balance training device for the trainer 900 to improve the balance ability. The training device 100 is a device for a handicapped person with a disability such as hemiplegia to acquire the movement of the center of gravity necessary for walking, and for a patient with a disability in the ankle joint to recover the ankle joint function. For example, when the trainee 900 who wants to restore the ankle joint function tries to continue to board the training device 100 while maintaining a balance, the training device 100 applies a load to the ankle joint of the trainee 900 to the extent that a rehabilitation effect can be expected. be able to.

訓練装置100は、リハビリ施設の床面等を移動面として、その移動面上を前後方向に移動可能な移動台車110と、移動台車110に立設され、移動台車110に搭乗する訓練者900の脱落を防止するフレーム160を有している。また訓練装置100は、移動台車110から離間した位置に設置された撮像部180を有している。移動台車110は、主に、駆動輪121、キャスタ122、搭乗プレート130、荷重センサ140、コントロールボックス150を備える。 The training device 100 is a moving trolley 110 that can move in the front-rear direction on the moving surface with the floor surface of the rehabilitation facility as a moving surface, and a trainer 900 that is erected on the moving trolley 110 and rides on the moving trolley 110. It has a frame 160 that prevents it from falling off. Further, the training device 100 has an imaging unit 180 installed at a position separated from the moving carriage 110. The mobile carriage 110 mainly includes a drive wheel 121, a caster 122, a boarding plate 130, a load sensor 140, and a control box 150.

駆動輪121は、走行方向に対して2つの前輪として配置されている。駆動輪121は、駆動部としての不図示のモータによって回転駆動され、移動台車110を前進させたり後退させたりする。キャスタ122は、従動輪であり、走行方向に対して2つの後輪として配置されている。 The drive wheels 121 are arranged as two front wheels in the traveling direction. The drive wheels 121 are rotationally driven by a motor (not shown) as a drive unit to move the moving carriage 110 forward or backward. The caster 122 is a driven wheel and is arranged as two rear wheels in the traveling direction.

搭乗プレート130は、訓練者900が搭乗して両足を載置する搭乗部である。搭乗プレート130は、訓練者900の搭乗に耐える比較的剛性の高い、例えばポリカーボネート樹脂製の矩形平板が用いられる。搭乗プレート130は、四隅に配置された荷重センサ140を介して移動台車110の上面に支持されている。 The boarding plate 130 is a boarding section on which the trainee 900 is boarded and both feet are placed. As the boarding plate 130, a rectangular flat plate made of, for example, a polycarbonate resin, which has a relatively high rigidity to withstand the boarding of the trainee 900, is used. The boarding plate 130 is supported on the upper surface of the moving carriage 110 via load sensors 140 arranged at the four corners.

荷重センサ140は、例えばロードセルであり、移動台車110に立つ訓練者900の足から受ける荷重を検出する検出部としての機能を担う。荷重センサ140は搭乗プレート130の四隅に配置され、搭乗プレート130を支持する。コントロールボックス150は、後述する演算処理部やメモリを収容する。 The load sensor 140 is, for example, a load cell, and functions as a detection unit that detects the load received from the feet of the trainee 900 standing on the moving carriage 110. The load sensors 140 are arranged at the four corners of the boarding plate 130 and support the boarding plate 130. The control box 150 accommodates an arithmetic processing unit and a memory, which will be described later.

フレーム160は、開閉扉161と手摺り162と支柱163とを含む。開閉扉161は、訓練者900が搭乗プレート130に搭乗する場合に開いて、訓練者900の通路を形成する。訓練試行を行う場合には閉じられてロックされる。手摺り162は、訓練者900がバランスを崩しそうになった時や不安に感じた時に掴むことができるように、訓練者900を取り囲むように設けられている。フレーム160は、表示パネル170を支持している。表示パネル170は、例えば液晶パネルである表示部であり、訓練者900が訓練試行中に視認しやすい位置に配置されている。 The frame 160 includes an opening / closing door 161, a handrail 162, and a support column 163. The opening / closing door 161 opens when the trainee 900 boards the boarding plate 130 to form a passage for the trainee 900. It is closed and locked when conducting training trials. The handrail 162 is provided so as to surround the trainee 900 so that the trainee 900 can grasp it when he / she is about to lose his / her balance or feels uneasy. The frame 160 supports the display panel 170. The display panel 170 is, for example, a display unit which is a liquid crystal panel, and is arranged at a position where the trainee 900 can easily see it during the training trial.

手摺り162は、訓練者をサポートするために設けられている。訓練中に訓練者900は手摺り162を把持することができる位置に、手摺り162が配置されている。訓練者900の自重の一部を支えるために、訓練者900が手摺り162を把持する。これにより、訓練者900がバランスを崩した場合でも、訓練者900の転倒を防ぐことができる。よって、訓練者900が、より安心してバランス訓練を行うことができる。 The handrail 162 is provided to support the trainee. The handrail 162 is arranged at a position where the trainee 900 can grip the handrail 162 during the training. The trainee 900 grips the handrail 162 to support a part of the trainer 900's own weight. As a result, even if the trainee 900 loses its balance, the trainee 900 can be prevented from falling. Therefore, the trainee 900 can perform the balance training with more peace of mind.

フレーム160は例えば、金属製又は樹脂製のパイプ等で形成されている。パイプを連結又は屈曲させることで、フレーム160が形成される。例えば、フレーム160は鉛直方向に沿って延びる支柱163を有している。4本の支柱163が移動台車110から上方向に延びている。移動台車110の右前、左前、右後ろ、左後ろの四角に支柱163が固定されている。 The frame 160 is made of, for example, a metal or resin pipe or the like. The frame 160 is formed by connecting or bending the pipes. For example, the frame 160 has struts 163 that extend along the vertical direction. The four columns 163 extend upward from the moving carriage 110. The columns 163 are fixed to the squares on the front right, front left, rear right, and rear left of the moving trolley 110.

支柱163の上端には、手摺り162が設けられている。手摺り162は、水平方向に沿って設けられている。手摺り162は上面視において矩形枠状に形成されている。手摺り162は、訓練者900の前後左右にそれぞれ設けられている。上面視において、手摺り162は訓練者900を囲むように設けられている。開閉扉161は、訓練者900の右側の側面に配置されており、鉛直方向と平行な回転軸周りに開閉する。フレーム160には、縞模様が付されている。つまり、開閉扉161と手摺り162と支柱163には、縞模様が付されている。この理由については後述する。 A handrail 162 is provided at the upper end of the support column 163. The handrail 162 is provided along the horizontal direction. The handrail 162 is formed in a rectangular frame shape when viewed from above. Handrails 162 are provided on the front, rear, left and right sides of the trainee 900, respectively. In top view, the handrail 162 is provided so as to surround the trainee 900. The opening / closing door 161 is arranged on the right side surface of the trainee 900 and opens / closes around a rotation axis parallel to the vertical direction. The frame 160 has a striped pattern. That is, the opening / closing door 161, the handrail 162, and the support column 163 are striped. The reason for this will be described later.

撮像部180は、訓練中の訓練者の全身および移動台車110の画像を撮像して距離情報を含む画像データを取得し、取得した画像データをコントロールボックス150に供給する測距センサである。撮像部180は、画像データから訓練者の重心が推定できるように、例えば訓練者の側面の画像を撮像するように設置される。撮像部180は、画像データを逐次コントロールボックス150に送信するための無線通信装置を併せ持つ。なお、撮像部180は、フレーム160の外側に配置されている。 The imaging unit 180 is a distance measuring sensor that captures an image of the whole body of the trainee during training and the moving carriage 110 to acquire image data including distance information, and supplies the acquired image data to the control box 150. The image pickup unit 180 is installed so as to capture an image of the side surface of the trainee, for example, so that the center of gravity of the trainee can be estimated from the image data. The image pickup unit 180 also has a wireless communication device for sequentially transmitting image data to the control box 150. The imaging unit 180 is arranged outside the frame 160.

図2は、訓練装置100のシステム構成を示す図である。訓練装置100は、システム構成として、演算処理部200、駆動部210、操作受付部220、表示制御部230、メモリ240、荷重センサ140および撮像部180を有している。 FIG. 2 is a diagram showing a system configuration of the training device 100. The training device 100 has an arithmetic processing unit 200, a drive unit 210, an operation reception unit 220, a display control unit 230, a memory 240, a load sensor 140, and an imaging unit 180 as a system configuration.

演算処理部200は、例えばMPU(Micro Processing Unit)であり、メモリ240から読み込んだ制御プログラムを実行することにより、装置全体の制御を実行する。また演算処理部200は、実行した訓練の結果をメモリ240に記録する。演算処理部200は、制御プログラムの要請に従って様々な演算や個別要素の制御を実行する機能実行部としての役割も担う。演算処理部200は、第1重心算出部201、第2重心推定部202、判断部203、移動制御部204、及び骨格推定部205を有している。 The arithmetic processing unit 200 is, for example, an MPU (Micro Processing Unit), and executes control of the entire device by executing a control program read from the memory 240. Further, the arithmetic processing unit 200 records the result of the executed training in the memory 240. The arithmetic processing unit 200 also plays a role as a function executing unit that executes various arithmetic operations and control of individual elements in accordance with the request of the control program. The arithmetic processing unit 200 includes a first center of gravity calculation unit 201, a second center of gravity estimation unit 202, a determination unit 203, a movement control unit 204, and a skeleton estimation unit 205.

第1重心算出部201は、4つの荷重センサ140の検出信号を取得して、訓練者900の搭乗面における両足の荷重重心を算出する。具体的には、4つの荷重センサ140のそれぞれの位置は既知であるので、それぞれの荷重センサ140が検出する鉛直方向の荷重の分布から重心位置を算出して、その位置を第1重心とする。 The first center of gravity calculation unit 201 acquires the detection signals of the four load sensors 140 and calculates the load centers of gravity of both feet on the boarding surface of the trainee 900. Specifically, since the positions of the four load sensors 140 are known, the position of the center of gravity is calculated from the distribution of the load in the vertical direction detected by each load sensor 140, and that position is set as the first center of gravity. ..

骨格推定部205は、撮像部180の撮像画像に基づいて、訓練者900の骨格を推定する。骨格推定部205は、撮像部180から撮像画像を取得して、画像解析処理を施す。骨格推定部205は、画像解析によって、訓練者900の骨格を推定する。例えば、骨格推定部205は、撮像画像中において、各関節の位置を検出する。ここでは、首関節、肩関節、股関節、肘関節、手首関節、膝関節、足首関節などの位置が検出される。骨格推定部205は、各関節位置により、訓練者900の骨格を推定する。骨格推定部205は、汎用ソフトウェアによって、骨格推定を行ってもよい。骨格推定部205は、訓練者900の全身の骨格を推定してもよく、一部分の骨格を推定してもよい。なお、骨格推定部205の一部機能は、撮像部180に設けられていてもよい。 The skeleton estimation unit 205 estimates the skeleton of the trainee 900 based on the captured image of the image pickup unit 180. The skeleton estimation unit 205 acquires an image captured from the image capturing unit 180 and performs image analysis processing. The skeleton estimation unit 205 estimates the skeleton of the trainee 900 by image analysis. For example, the skeleton estimation unit 205 detects the position of each joint in the captured image. Here, the positions of the neck joint, shoulder joint, hip joint, elbow joint, wrist joint, knee joint, ankle joint, and the like are detected. The skeleton estimation unit 205 estimates the skeleton of the trainee 900 based on each joint position. The skeleton estimation unit 205 may perform skeleton estimation by general-purpose software. The skeleton estimation unit 205 may estimate the skeleton of the whole body of the trainee 900, or may estimate a part of the skeleton. A part of the function of the skeleton estimation unit 205 may be provided in the imaging unit 180.

ここで、骨格推定部205で推定される骨格では、上腕、前腕、大腿、下腿、及び体幹(胴体)などが、直線状となっている。つまり、骨格推定部205は、撮像画像において直線状に検出される部分を訓練者900の上腕、前腕、大腿、下腿等と認識する。なお、上腕は、肩関節から肘関節までの直線状の部分であり、前腕は肘関節から手首関節までの直線状の部分である。大腿は、股関節から膝関節までの直線状の部分であり、下腿は膝関節から足首関節までの直線状の部分である。なお、以下の説明では、上腕、前腕をまとめて腕とし、大腿、下腿をまとめて脚とする。 Here, in the skeleton estimated by the skeleton estimation unit 205, the upper arm, forearm, thigh, lower leg, trunk (torso), and the like are linear. That is, the skeleton estimation unit 205 recognizes the portion detected linearly in the captured image as the upper arm, forearm, thigh, lower leg, etc. of the trainee 900. The upper arm is a linear portion from the shoulder joint to the elbow joint, and the forearm is a linear portion from the elbow joint to the wrist joint. The thigh is a straight part from the hip joint to the knee joint, and the lower leg is a straight part from the knee joint to the ankle joint. In the following description, the upper arm and forearm are collectively referred to as an arm, and the thigh and lower leg are collectively referred to as a leg.

撮像部180の撮像画像に直線状の部材があると、骨格推定部205は、直線状の部材を腕や脚などと誤認識してしまうおそれがある。フレーム160は、訓練者900の周りにあるため、撮像画像にフレーム160が含まれてしまう。骨格推定部205は、直線状のフレーム160を腕や脚と誤認識してしまうおそれがある。そこで、本実施の形態では、フレーム160に縞模様を付している。これにより、骨格推定部205が、直線状のフレーム160を腕や脚と誤認識することを防ぐことができる。骨格の推定精度を向上することができる。 If the captured image of the imaging unit 180 has a linear member, the skeleton estimation unit 205 may mistakenly recognize the linear member as an arm, a leg, or the like. Since the frame 160 is around the trainee 900, the captured image includes the frame 160. The skeleton estimation unit 205 may mistakenly recognize the linear frame 160 as an arm or a leg. Therefore, in the present embodiment, the frame 160 is striped. As a result, it is possible to prevent the skeleton estimation unit 205 from erroneously recognizing the linear frame 160 as an arm or a leg. The estimation accuracy of the skeleton can be improved.

骨格推定部205がフレーム160を直線形状と認識しないような模様がフレーム160に付されている。例えば、フレーム160は、白色と黒色とが交互に出現する縞模様となっている。ここでは、縞模様が白黒であるとして説明するが、縞模様の色は特に限定されるものではない。また、3色以上の色を用いた縞模様が設けられていてもよい。 A pattern is attached to the frame 160 so that the skeleton estimation unit 205 does not recognize the frame 160 as a linear shape. For example, the frame 160 has a striped pattern in which white and black appear alternately. Here, the striped pattern is described as black and white, but the color of the striped pattern is not particularly limited. Further, a striped pattern using three or more colors may be provided.

例えば、鉛直方向に延びる支柱163には、上下方向に白と黒が交互に現れる。つまり、支柱163では、白の上側及び下側が黒となり、黒の下側及び上側が白となっている。また、水平方向に延びる手摺り162には、水平方向に白と黒が交互に現れる。例えば、手摺り162の左右方向に延びる部分には、白の左右が黒となっており、黒の左右が白となっている。手摺り162の前後方向に延びる部分には、白の前後が黒となっており、黒の前後が白となっている。このように、フレーム160が延びる方向において、フレーム160には、異なる色が交互に現れるように着色されている。 For example, white and black appear alternately in the vertical direction on the support column 163 extending in the vertical direction. That is, in the support column 163, the upper side and the lower side of the white are black, and the lower side and the upper side of the black are white. Further, on the handrail 162 extending in the horizontal direction, white and black appear alternately in the horizontal direction. For example, in the portion of the handrail 162 extending in the left-right direction, the left and right sides of white are black, and the left and right sides of black are white. In the portion extending in the front-rear direction of the handrail 162, the front and back of white are black, and the front and back of black are white. In this way, in the direction in which the frame 160 extends, the frame 160 is colored so that different colors appear alternately.

フレーム160が縞模様となっている。これにより、骨格推定部205が、フレーム160の一部分を腕や脚などと誤認識するのを防ぐことができる。もちろん、フレーム160に設ける模様や縞模様に限られるものではない。例えば、フレーム160に波模様やドット模様、格子模様、などを付してもよい。また、文字や記号などを模様として付してもよい。フレーム160全体に模様を付さなくてもよい。つまり、骨格推定部205が誤認識しやすい部分にのみに模様が付されていてもよい。また、骨格推定部205にフレーム160の模様を登録しておいてもよい。そして、フレーム160の模様が認識された直線状の部分を脚や腕と認識しないように、骨格推定部205が画像処理を行ってもよい。 The frame 160 has a striped pattern. As a result, it is possible to prevent the skeleton estimation unit 205 from erroneously recognizing a part of the frame 160 as an arm, a leg, or the like. Of course, it is not limited to the pattern or the striped pattern provided on the frame 160. For example, the frame 160 may be provided with a wave pattern, a dot pattern, a checkered pattern, or the like. In addition, characters, symbols, and the like may be attached as a pattern. It is not necessary to add a pattern to the entire frame 160. That is, the pattern may be attached only to the portion where the skeleton estimation unit 205 is likely to be erroneously recognized. Further, the pattern of the frame 160 may be registered in the skeleton estimation unit 205. Then, the skeleton estimation unit 205 may perform image processing so that the linear portion in which the pattern of the frame 160 is recognized is not recognized as a leg or an arm.

第2重心推定部202は、推定された骨格から訓練者の姿勢を解析し、解析した訓練者の姿勢から訓練者の重心位置である第2重心を推定する。第2重心推定部202は、例えば骨格の質量や、訓練者の身長や体重などのデータベースを予め記憶し、画像データから推定した訓練者の体格と、データベースとを照合することにより、重心を推定してもよい。 The second center of gravity estimation unit 202 analyzes the posture of the trainer from the estimated skeleton, and estimates the second center of gravity, which is the position of the center of gravity of the trainer, from the analyzed posture of the trainer. The second center of gravity estimation unit 202 estimates the center of gravity by storing, for example, a database such as the mass of the skeleton and the height and weight of the trainee in advance, and collating the trainee's physique estimated from the image data with the database. You may.

判断部203は、訓練中の訓練者に対して所定の注意喚起等のメッセージを出力することを判断する。所定の注意喚起とは、例えば訓練者の姿勢が試行中の訓練内容に適合していない場合に、正しい姿勢をとることを促すメッセージである。このようなメッセージを出力することを判断するために判断部203は、重心と姿勢との差を算出し、算出した第1重心と第2重心との差と予め設定された閾値とを比較することにより、訓練者に対する注意喚起を出力することを判断する。 The determination unit 203 determines that a predetermined message such as a warning is output to the trainee during training. The predetermined alert is a message urging the trainee to take the correct posture, for example, when the posture of the trainee does not match the training content being tried. In order to determine whether to output such a message, the determination unit 203 calculates the difference between the center of gravity and the posture, and compares the calculated difference between the first center of gravity and the second center of gravity with a preset threshold value. By doing so, it is determined to output a warning to the trainee.

骨格推定部205で推定された骨格が示す姿勢に基づいて、移動制御部204が移動台車110を制御する。移動制御部204は、駆動部210へ送信する駆動信号を生成し、駆動部210を介して移動台車110の移動を制御する。駆動信号は、例えば、重心や姿勢の変化に応じて予め設定された速度または予め設定された加速度により移動することを駆動部210に指示する信号である。駆動信号は、重心や姿勢の変化に応じて予め設定された距離を移動することを駆動部210に指示する信号であってもよい。したがって、移動制御部204は、骨格推定部205で推定された骨格が示す重心位置に基づいて、移動台車110の移動を制御する。 The movement control unit 204 controls the movement carriage 110 based on the posture indicated by the skeleton estimated by the skeleton estimation unit 205. The movement control unit 204 generates a drive signal to be transmitted to the drive unit 210, and controls the movement of the mobile carriage 110 via the drive unit 210. The drive signal is, for example, a signal instructing the drive unit 210 to move at a preset speed or a preset acceleration according to a change in the center of gravity or posture. The drive signal may be a signal instructing the drive unit 210 to move a preset distance according to a change in the center of gravity or the posture. Therefore, the movement control unit 204 controls the movement of the moving carriage 110 based on the position of the center of gravity indicated by the skeleton estimated by the skeleton estimation unit 205.

操作受付部220は、訓練者900やオペレータからの入力操作を受け付けて、操作信号を演算処理部200へ送信する。訓練者900やオペレータは、操作受付部220を構成する、装置に設けられた操作ボタンや表示パネル170に重畳されたタッチパネル、付属するリモコン等を操作して、電源のオン/オフや訓練試行の開始の指示を与えたり、設定に関する数値の入力やメニュー項目の選択を行ったりする。 The operation reception unit 220 receives input operations from the trainee 900 and the operator, and transmits an operation signal to the arithmetic processing unit 200. The trainee 900 and the operator operate the operation buttons provided on the device, the touch panel superimposed on the display panel 170, the attached remote controller, etc., which constitute the operation reception unit 220, to turn on / off the power and try the training. Gives a start instruction, inputs numerical values related to settings, and selects menu items.

表示制御部230は、演算処理部200からの表示信号に従って、訓練者に対するメッセージ等や、課題ゲームのグラフィック映像等を生成し、表示パネル170に表示する。本実施の形態における表示制御部230は、訓練者900に対するメッセージとして、訓練中の姿勢が正しくないことを注意喚起するメッセージを表示する。 The display control unit 230 generates a message to the trainee, a graphic image of the task game, and the like according to the display signal from the arithmetic processing unit 200, and displays them on the display panel 170. As a message to the trainee 900, the display control unit 230 in the present embodiment displays a message to warn that the posture during training is incorrect.

メモリ240は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばソリッドステートドライブが用いられる。メモリ240は、訓練装置100を制御するための制御プログラム等を記憶している。また、制御に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を記憶している。つまり、演算処理部200がメモリ240に格納された制御プログラムを実行することで、第1重心算出部201、第2重心推定部202,判断部203,移動制御部204,及び骨格推定部205の処理が実行される。 The memory 240 is a non-volatile storage medium, and for example, a solid state drive is used. The memory 240 stores a control program or the like for controlling the training device 100. It also stores various parameter values, functions, lookup tables, etc. used for control. That is, when the arithmetic processing unit 200 executes the control program stored in the memory 240, the first center of gravity calculation unit 201, the second center of gravity estimation unit 202, the determination unit 203, the movement control unit 204, and the skeleton estimation unit 205 The process is executed.

荷重センサ140は、搭乗プレート130を介して訓練者900の足から加えられる荷重を検出して、その検出信号を演算処理部200へ送信する。本実施例において、搭乗プレート130を支持する4個の荷重センサ140は、それぞれが検出する鉛直方向の荷重を検出信号として演算処理部200へ送信する。 The load sensor 140 detects the load applied from the foot of the trainee 900 via the boarding plate 130, and transmits the detection signal to the arithmetic processing unit 200. In this embodiment, the four load sensors 140 that support the boarding plate 130 transmit the vertical load detected by each to the arithmetic processing unit 200 as a detection signal.

駆動部210は、駆動輪121を駆動するための駆動回路やモータを含む。また、駆動部210は、駆動輪121の回転量を検出するロータリエンコーダを含む。駆動部210は、駆動輪121を駆動させる駆動部であって、移動制御部が生成する駆動信号に従って駆動輪121を駆動する。駆動部210は、例えば訓練者900の重心の変化に応じて予め設定された速度または予め設定された加速度により、または予め設定された移動距離に移動台車110を移動させるべく駆動輪121を駆動する。 The drive unit 210 includes a drive circuit and a motor for driving the drive wheels 121. Further, the drive unit 210 includes a rotary encoder that detects the amount of rotation of the drive wheels 121. The drive unit 210 is a drive unit that drives the drive wheels 121, and drives the drive wheels 121 according to a drive signal generated by the movement control unit. The drive unit 210 drives the drive wheels 121 to move the moving carriage 110, for example, at a preset speed or a preset acceleration in response to a change in the center of gravity of the trainee 900, or within a preset travel distance. ..

このように、本実施の形態では、手摺り162が縞模様を有している。これにより、手摺り162が腕や脚と誤認識されることを防ぐことができる。骨格推定の精度を向上することができるため、第2重心推定部202が重心位置を精度よく推定することができる。したがって、訓練者900が、効果的に訓練を行うことが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the handrail 162 has a striped pattern. As a result, it is possible to prevent the handrail 162 from being mistakenly recognized as an arm or a leg. Since the accuracy of skeleton estimation can be improved, the second center of gravity estimation unit 202 can estimate the position of the center of gravity with high accuracy. Therefore, the trainer 900 can effectively perform the training.

<実施の形態2>
実施の形態2にかかる訓練装置100について、図3を用いて説明する。図3は、訓練装置100の主要部を示す図である。実施の形態2では、フレーム160のみが異なっている。なお、フレーム160以外の構成は、実施の形態1と同様であるため、適宜説明を省略する。
<Embodiment 2>
The training device 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a main part of the training device 100. In the second embodiment, only the frame 160 is different. Since the configurations other than the frame 160 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted as appropriate.

フレーム160は、骨格推定部205がフレーム160を直線形状と認識しないような形状を有している。本実施の形態では、フレーム160が円形状となっている。ここでは、4つの円形の輪がフレーム160として設けられている。訓練者900の前後左右にそれぞれ円形の輪が設けられることで、フレーム160を構成している。実施の形態1と同様に、訓練者900は、フレーム160の内部に入って、バランス訓練を行う。なお、4つの輪の1つは、実施の形態1の開閉扉161と同様に開閉してもよい。フレーム160の上側の円弧部分が手摺り162となる。つまり、サポートを受けるために、訓練者900がフレーム160の上側部分を把持することができる。この構成により、手摺り162が腕や足と誤認識されるのを防ぐことができるため、骨格の推定精度を向上することができる。 The frame 160 has a shape such that the skeleton estimation unit 205 does not recognize the frame 160 as a linear shape. In the present embodiment, the frame 160 has a circular shape. Here, four circular rings are provided as the frame 160. The frame 160 is formed by providing circular rings on the front, back, left, and right sides of the trainee 900. Similar to the first embodiment, the trainee 900 enters the inside of the frame 160 and performs the balance training. One of the four wheels may be opened and closed in the same manner as the opening / closing door 161 of the first embodiment. The arc portion on the upper side of the frame 160 serves as the handrail 162. That is, the trainee 900 can grip the upper portion of the frame 160 to receive support. With this configuration, it is possible to prevent the handrail 162 from being erroneously recognized as an arm or a foot, so that the estimation accuracy of the skeleton can be improved.

なお、図3では、フレーム160が円形となっていたが、フレーム160は曲線形状となっていればよい。例えば、フレーム160は、円弧形状、楕円形状、あるいは波形状となっていてもよい。さらには、複数の曲線形状を組み合わせた形状であってもよい。フレーム160は、訓練者900が把持しやすい曲線形状となっていることが好ましい。もちろん、フレーム160の全体が曲線形状となっていなくてもよい。例えば、腕や脚と誤認識されやすい場所のみ、フレーム160が曲線形状となっていてもよい。 Although the frame 160 is circular in FIG. 3, the frame 160 may have a curved shape. For example, the frame 160 may have an arc shape, an elliptical shape, or a wavy shape. Furthermore, the shape may be a combination of a plurality of curved shapes. The frame 160 preferably has a curved shape that is easy for the trainee 900 to grasp. Of course, the entire frame 160 does not have to have a curved shape. For example, the frame 160 may have a curved shape only in a place where it is easily mistakenly recognized as an arm or a leg.

さらに、実施の形態1と実施の形態2は適宜組み合わせることが可能である。例えば、フレーム160を曲線形状とした上で、曲線形状部分に縞模様等を付してもよい。あるいは、フレーム160の一部を曲線形状として、残りの部分を直線形状としてもよい。そして、直線形状の部分に縞模様などが付されていてもよい。手摺り162は、骨格推定部205が手摺り162を直線形状と認識しないような形状又は模様を有している。このようにすることで、骨格の推定精度を向上することができる。 Further, the first embodiment and the second embodiment can be combined as appropriate. For example, after the frame 160 has a curved shape, a striped pattern or the like may be added to the curved shape portion. Alternatively, a part of the frame 160 may have a curved shape and the remaining part may have a linear shape. Then, a striped pattern or the like may be attached to the linear portion. The handrail 162 has a shape or pattern such that the skeleton estimation unit 205 does not recognize the handrail 162 as a linear shape. By doing so, the estimation accuracy of the skeleton can be improved.

近年のカメラ性能の向上やプロセッサの処理能力の向上によって、マーカ無しでも骨格推定が可能となる。つまり、訓練者900が関節などに検出用マーカを装着しなくても、骨格推定部205が撮像画像から骨格を推定することができる。マーカ無しの場合、直線形状の手摺り162が腕や脚と誤認識されるおそれがある。したがって、本実施の形態では、手摺り162は、骨格推定部205が手摺り162を直線状と認識しないような形状又は模様を有している。これにより、骨格推定精度を向上することができるため、姿勢や重心位置を高い精度で算出することができる。したがって、移動台車110を適切に駆動させることができるため、訓練者900が効果的な訓練を行うことができる。 Recent improvements in camera performance and processor processing power have made it possible to estimate the skeleton without markers. That is, the skeleton estimation unit 205 can estimate the skeleton from the captured image without the trainee 900 attaching the detection marker to the joint or the like. Without the marker, the linear handrail 162 may be mistakenly recognized as an arm or leg. Therefore, in the present embodiment, the handrail 162 has a shape or pattern such that the skeleton estimation unit 205 does not recognize the handrail 162 as a straight line. As a result, the skeleton estimation accuracy can be improved, so that the posture and the position of the center of gravity can be calculated with high accuracy. Therefore, since the mobile carriage 110 can be appropriately driven, the trainee 900 can perform effective training.

なお、演算処理部200などで実行されるプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータ(情報通知装置を含むコンピュータ)に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)を含む。さらに、この例は、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/Wを含む。さらに、この例は、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 The program executed by the arithmetic processing unit 200 or the like is stored using various types of non-transitory computer readable medium and supplied to a computer (a computer including an information notification device). can do. Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical disks). Further, this example includes a CD-ROM (Read Only Memory), a CD-R, and a CD-R / W. Further, this example includes semiconductor memories (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of transient computer readable medium. Examples of temporary computer-readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

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。また、本発明は、上記実施の形態やその一例を適宜組み合わせて実施してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. Further, the present invention may be carried out by appropriately combining the above-described embodiments and examples thereof.

100 訓練装置
110 移動台車
121 駆動輪
122 キャスタ
130 搭乗プレート
131 載置面
140 荷重センサ
150 コントロールボックス
160 フレーム
161 開閉扉
162 手摺り
170 表示パネル
180 撮像部
200 演算処理部
201 第1重心算出部
202 第2重心推定部
203 判断部
204 移動制御部
205 骨格推定部
210 駆動部
220 操作受付部
230 表示制御部
240 メモリ
900 訓練者
100 Training device 110 Mobile trolley 121 Drive wheel 122 Caster 130 Boarding plate 131 Mounting surface 140 Load sensor 150 Control box 160 Frame 161 Opening and closing door 162 Handrail 170 Display panel 180 Imaging unit 200 Calculation processing unit 201 1st center of gravity calculation unit 202 2 Center of gravity estimation unit 203 Judgment unit 204 Movement control unit 205 Skeleton estimation unit 210 Drive unit 220 Operation reception unit 230 Display control unit 240 Memory 900 Trainee

Claims (1)

訓練者の重心移動に応じて移動する移動台車と、
前記移動台車に乗っている訓練者を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像に基づいて、前記訓練者の骨格を推定する骨格推定部と、
前記骨格が示す姿勢に基づいて、前記移動台車の移動を制御する移動制御部と、
前記移動台車に乗っている前記訓練者をサポートするために設けられた手摺りと、を備え、
前記手摺りは、前記骨格推定部が前記手摺りを直線形状と認識しないような形状又は模様を有している、訓練装置。
A mobile trolley that moves according to the movement of the trainee's center of gravity,
An imaging unit that images the trainee on the mobile trolley,
A skeleton estimation unit that estimates the trainee's skeleton based on the captured image of the imaging unit, and a skeleton estimation unit.
A movement control unit that controls the movement of the moving carriage based on the posture indicated by the skeleton.
It is equipped with a handrail provided to support the trainee on the mobile carriage.
The handrail is a training device having a shape or pattern such that the skeleton estimation unit does not recognize the handrail as a linear shape.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004016803A (en) * 2002-06-19 2004-01-22 Nakamura Giken:Kk Balancing sense health exercise machine
JP2018121911A (en) * 2017-02-01 2018-08-09 トヨタ自動車株式会社 Training system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004016803A (en) * 2002-06-19 2004-01-22 Nakamura Giken:Kk Balancing sense health exercise machine
JP2018121911A (en) * 2017-02-01 2018-08-09 トヨタ自動車株式会社 Training system

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