JP7435357B2 - 動作状態監視システム、訓練支援システム、動作状態監視システムの制御方法、及び、制御プログラム - Google Patents

動作状態監視システム、訓練支援システム、動作状態監視システムの制御方法、及び、制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、動作状態監視システム、訓練支援システム、動作状態監視システムの制御方法、及び、制御プログラムに関する。
特許文献１に開示された動作検出装置は、ユーザ（被験者）の身体の部位に装着された一組のセンサ（加速度センサ及び角速度センサ）の計測データを用いて当該部位の姿勢を検出する姿勢検出部と、計測開始からの経過時間を取得する時間取得部と、姿勢検出部によって検出される姿勢と時間取得部によって取得される経過時間とを用いて、ユーザの動作状態を検出する動作状態検出部と、を備える。
特開２０２０－８１４１３号公報
しかしながら、特許文献１に開示された動作検出装置では、ユーザ（被験者）の身体の部位に取り付けられた一組のセンサのみの計測データを用いて、当該ユーザの動作状態を検出しているため、ユーザのより複雑な動作状態を効果的に監視することができないという課題があった。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、複数のセンサのうち監視対象動作に基づいて選択された一つ以上のセンサによる検出結果を用いて被験者の動作状態の監視を行うことにより、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することが可能な動作状態監視システム、訓練支援システム、動作状態監視システムの制御方法、及び、制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明の一実施態様に係る動作状態監視システムは、被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた複数のセンサのうち、指定された一つ以上の監視対象動作に基づいて一つ以上のセンサを選択する選択部と、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれのキャリブレーションが完了したか否かを判定するキャリブレーション結果判定部と、前記キャリブレーション結果判定部によってキャリブレーションが完了したと判定された場合に、前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサによる検出結果に基づいて、前記被験者の動作状態を表す演算結果を生成する演算処理部と、前記演算処理部による前記演算結果を出力する出力部と、を備える。この動作状態監視システムは、複数のセンサのうち監視対象動作に基づいて選択された一つ以上のセンサによる検出結果を用いることで、一つの部位に取り付けられた一組のセンサによる検出結果を用いる場合と比較して、被験者の動作状態を表す演算結果をより正確に出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することができる。また、この動作状態監視システムは、キャリブレーション完了後のセンサによる検出結果を用いることで、より正確な演算結果を出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の動作状態をより正確に監視することができる。
前記キャリブレーション結果判定部は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのキャリブレーションが開始されてから所定期間経過後に、当該一つ以上のセンサの出力値が何れも一定の範囲内に収まっている場合に、キャリブレーションが完了したと判定する。
キャリブレーションの開始時刻は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれを静止させた状態において、キャリブレーション開始の指示が与えられた時刻であってよい。また、キャリブレーションの開始時刻は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれを静止させた状態で電源オンした時刻であってよい。
前記出力部は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサの何れかのキャリブレーションが完了しない場合、キャリブレーションが完了していないセンサの静止を促す情報を出力することが好ましい。それにより、ユーザは、キャリブレーションが完了していないセンサに気づいて当該センサを静止させることができる。
前記キャリブレーション結果判定部は、前記被験者の身体の前記複数の部位のそれぞれに対応付けられた前記複数のセンサの全てのキャリブレーションが完了したか否かを判定するように構成されている。それにより、ペアリングを実行する前にキャリブレーションを完了させることができる。
本発明の一実施態様に係る訓練支援システムは、被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた前記複数のセンサをそれぞれ有する複数の計測器と、上述の何れかの動作状態監視システムと、を備える。この訓練支援システムは、複数のセンサのうち監視対象動作に基づいて選択された一つ以上のセンサによる検出結果を用いることで、一つの部位に取り付けられた一組のセンサによる検出結果を用いる場合と比較して、被験者の動作状態を表す演算結果をより正確に出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することができる。また、この訓練支援システムは、キャリブレーション完了後のセンサによる検出結果を用いることで、より正確な演算結果を出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の動作状態をより正確に監視することができる。
本発明の一実施態様に係る動作状態監視システムの制御方法は、被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた複数のセンサのうち、指定された一つ以上の監視対象動作に基づいて一つ以上のセンサを選択するステップと、少なくとも選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれのキャリブレーションが完了したか否かを判定するステップと、キャリブレーションが完了したと判定された場合に、選択された前記一つ以上のセンサによる検出結果に基づいて、前記被験者の動作状態を表す演算結果を生成するステップと、前記演算結果を出力するステップと、を備える。この動作状態監視システムの制御方法は、複数のセンサのうち監視対象動作に基づいて選択された一つ以上のセンサによる検出結果を用いることで、一つの部位に取り付けられた一組のセンサによる検出結果を用いる場合と比較して、被験者の動作状態を表す演算結果をより正確に出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することができる。また、この動作状態監視システムの制御方法は、キャリブレーション完了後のセンサによる検出結果を用いることで、より正確な演算結果を出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の動作状態をより正確に監視することができる。
本発明の一実施態様に係る制御プログラムは、被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた複数のセンサのうち、指定された一つ以上の監視対象動作に基づいて一つ以上のセンサを選択する処理と、少なくとも選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれのキャリブレーションが完了したか否かを判定する処理と、キャリブレーションが完了したと判定された場合に、選択された前記一つ以上のセンサによる検出結果に基づいて、前記被験者の動作状態を表す演算結果を生成する処理と、前記演算結果を出力する処理と、をコンピュータに実行させる。この制御プログラムは、複数のセンサのうち監視対象動作に基づいて選択された一つ以上のセンサによる検出結果を用いることで、一つの部位に取り付けられた一組のセンサによる検出結果を用いる場合と比較して、被験者の動作状態を表す演算結果をより正確に出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することができる。また、この制御プログラムは、キャリブレーション完了後のセンサによる検出結果を用いることで、より正確な演算結果を出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の動作状態をより正確に監視することができる。
本発明によれば、複数のセンサのうち監視対象動作に基づいて選択された一つ以上のセンサによる検出結果を用いて被験者の動作状態の監視を行うことにより、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することが可能な動作状態監視システム、訓練支援システム、動作状態監視システムの制御方法、及び、制御プログラムを提供することができる。
実施の形態１に係る訓練支援システムの構成例を示すブロック図である。 計測器の取り付け対象部位の一例を示す図である。 図１に示す訓練支援システムに設けられた計測器の構成例を示す図である。 図３に示す計測器の取り付け方の一例を示す図である。 キャリブレーションを説明するための図である。 図１に示す訓練支援システムの動作を示すフローチャートである。 モニタに表示される画面（監視対象動作の選択画面）の一例を示す図である。 モニタに表示される画面（監視対象動作の選択画面）の一例を示す図である。 モニタに表示される画面（監視対象動作の選択画面）の一例を示す図である。 モニタに表示される画面（監視対象動作の選択画面）の一例を示す図である。 モニタに表示される画面（キャリブレーション中の画面）の一例を示す図である。 モニタに表示される画面（キャリブレーション完了後の画面）の一例を示す図である。 モニタに表示される画面（計測前の画面）の一例を示す図である。 モニタに表示される画面（計測中の画面）の一例を示す図である。 図１に示す訓練支援システムの変形例を示すブロック図である。 図１５に示す訓練支援システムに設けられた計測器の構成例を示す図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係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。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る訓練支援システム１の構成例を示すブロック図である。訓練支援システム１は、被験者の動作を監視して、その監視結果に基づいて、当該被験者の動作を所望の動作に近づけるサポートを行うためのシステムである。以下、具体的に説明する。
図１に示すように、訓練支援システム１は、複数の計測器１１と、動作状態監視装置１２と、を備える。本実施の形態では、１１個の計測器１１が設けられた場合を例に説明する。以下では、１１個の計測器１１のそれぞれを区別して計測器１１＿１～１１＿１１とも称す。
計測器１１＿１～１１＿１１は、それぞれ、被験者Ｐの身体の様々な部位のうち動作検出対象の部位２０＿１～２０＿１１に取り付けられ、ジャイロセンサ等のモーションセンサ（以下、単にセンサと称す）１１１＿１～１１１＿１１を用いて部位２０＿１～２０＿１１の動きを検出する。なお、計測器１１＿１～１１＿１１は、動作状態監視装置１２との間で行われるペアリング処理によって、それぞれ部位２０＿１～２０＿１１に対応付けられる。
図２は、計測器１１＿１～１１＿１１の取り付け対象部位の一例を示す図である。図２の例では、計測器１１＿１～１１＿１１の取り付け対象部位２０＿１～２０＿１１が、それぞれ、右上腕、右前腕、頭部、胸部（体幹）、腰部（骨盤）、左上腕、左前腕、右太腿、右下腿、左太腿、及び、左下腿となっている。
（計測器１１＿１～１１＿１１の構成例）
図３は、計測器１１＿１の構成例を示す図である。なお、計測器１１＿２～１１＿１１については、計測器１１＿１の場合と同様であるため、その説明を省略する。
図３に示すように、計測器１１＿１は、センサ１１１＿１と、取り付けパッド１１２＿１と、ベルト１１３＿１と、を有する。ベルト１１３＿１は、被験者Ｐの動作検出対象部位に巻き付け可能に構成されている。センサ１１１＿１は、例えば取り付けパッド１１２＿１に組み込まれ、また、取り付けパッド１１２＿１は、ベルト１１３＿１に着脱可能に構成されている。
図４は、計測器１１＿１の取り付け方の一例を示す図である。図４の例では、ベルト１１３＿１が被験者Ｐの動作検出対象部位の一つである右上腕に巻き付けられている。センサ１１１＿１は、ペアリング及びキャリブレーション等が完了した後に、取り付けパッド１１２＿１を介してベルト１１３＿１に取り付けられる。
図１に戻って説明を続ける。
動作状態監視装置１２は、センサ１１１＿１～１１１＿１１の検出結果（センシング値）に基づいて、被験者Ｐの動作状態を表す演算結果を出力する装置である。動作状態監視装置１２は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、携帯電話端末、スマートフォン、及び、タブレット端末の何れかであって、図示しないネットワークを介して、センサ１１１＿１～１１１＿１１と通信可能に構成されている。動作状態監視装置１２は、動作状態監視システムということもできる。
具体的には、動作状態監視装置１２は、選択部１２１と、演算処理部１２２と、出力部１２３と、キャリブレーション結果判定部１２４と、を少なくとも備える。
選択部１２１は、被験者Ｐの身体の部位２０＿１～２０＿１１に対応付けられたセンサ１１１＿１～１１１＿１１のうち、介助者などのユーザによって指定された監視対象動作（右肘屈伸や左肩内外旋などの動作）の計測に用いられる一つ以上のセンサを選択する。
キャリブレーション結果判定部１２４は、少なくとも選択部１２１によって選択された一つ以上のセンサのキャリブレーションが完了したか否かを判定する。
キャリブレーションとは、例えば、監視対象動作の計測に用いられるセンサの静止状態における出力値（誤差成分）を測定し、その誤差成分を実測値から差し引く処理のことである。ここで、センサの出力値は、当該センサを静止させてから２０秒程度経過後に一定の範囲内に安定する（図５参照）。したがって、キャリブレーションでは、センサを静止させてから所定期間（例えば２０秒）経過後の当該センサの出力値が誤差成分として用いられることが望ましい。本実施の形態では、センサ静止後にユーザによってキャリブレーション開始の指示が与えられてから所定期間経過後の当該センサの出力値が誤差成分として用いられている場合を例に説明する。但し、キャリブレーション開始時刻は、センサ静止後にユーザによってキャリブレーション開始の指示が与えられた時刻に限られず、例えば、センサ静止後に当該センサの電源がオンした時刻であっても良い。また、キャリブレーション中とは、誤差成分が確定するまでの処理期間のことを意味し、キャリブレーション完了とは、静止状態のセンサの出力値（誤差成分）が確定したことを意味する。
演算処理部１２２は、選択部１２１によって選択された一つ以上のセンサのそれぞれの検出結果に基づいて演算処理を行って、監視対象動作の動作状態を表す演算結果を生成する。ここで、演算処理部１２２は、キャリブレーション結果判定部１２４によってキャリブレーションが完了したと判定された場合に、上記の演算処理を行う。それにより、演算処理部１２２は、キャリブレーションされていないセンサによる検出結果を誤って用いることを防ぐことができる。
出力部１２３は、演算処理部１２２による演算結果を出力する。出力部１２３は、例えば表示装置であって、演算処理部１２２による演算結果を例えばグラフ化してモニタに表示させる。本実施の形態では、出力部１２３が、表示装置である場合を例に説明する。但し、出力部１２３は、表示装置である場合に限られず、演算処理部１２２による演算結果を音声出力するスピーカーであっても良いし、演算処理部１２２による演算結果を外部の表示装置などに伝送する伝送装置であっても良い。
また、出力部１２３は、キャリブレーション結果判定部１２４による判定結果を出力するように構成されても良い。例えば、出力部１２３は、キャリブレーションが完了したことを示す情報を出力しても良いし、所定期間が経過してもキャリブレーションが完了しない場合、キャリブレーションが完了しないセンサの静止を促す情報を出力しても良い。
（訓練支援システム１の動作）
図６は、訓練支援システム１の動作を示すフローチャートである。
訓練支援システム１では、まず、計測器１１＿１～１１＿１１と動作状態監視装置１２との間で行われるペアリング処理によって、計測器１１＿１～１１＿１１と部位２０＿１～２０＿１１との対応付けが行われる（ステップＳ１０１）。なお、ペアリング処理は、事前登録によって行われておくことも可能である。
その後、ユーザは、被験者Ｐの監視対象動作を指定する（ステップＳ１０２）。それにより、表示装置である出力部１２３には、指定された監視対象動作の計測に用いられるセンサの取り付け対象部位が表示される（ステップＳ１０３）。以下、図７～図１０を用いて、ユーザによる監視対象動作の指定方法を説明する。図７～図１０は、表示装置である出力部１２３のモニタ３００に表示される画面の一例を示す図である。
まず、モニタ３００には、図７に示すように、複数の被験者のリスト３０２と、センサの取り付け対象部位が示された人体模式図３０１と、が表示される。なお、人体模式図３０１に示されている“１”～“１１”は、それぞれ部位２０＿１～２０＿１１に対応する。図７の例では、ユーザは、監視対象者として被験者Ｐを選択している。さらに、ユーザは、監視対象動作として被験者Ｐの“上半身”を選択している。
その後、モニタ３００には、図８に示すように、監視対象動作として選択された被験者Ｐの“上半身”のうち、さらに詳細な監視対象動作の項目がリストアップされた選択リスト３０３が表示される。
この選択リスト３０３には、例えば、右肩屈伸、右肩内外転、右肩内外旋、右肘屈伸、右前腕回内外、頭部屈伸、頭部回旋、胸腰部屈伸、胸腰部回旋、胸腰部側屈、左肩屈伸、左肩内外転、左肩内外旋、左肘屈伸、左前腕回内外等の項目が含まれている。ユーザは、この選択リスト３０３から、より詳細な監視対象動作の項目を選択する。それにより、人体模式図３０１に示されるセンサの取り付け対象部位“１”～“１１”（部位２０＿１～２０＿１１）のうち、ユーザによって指定された監視対象動作の計測に用いられるセンサの取り付け対象部位が強調表示される。
図８の例では、ユーザは、選択リスト３０３から“右肘屈伸”を選択している。ここで、右肘屈伸動作は、右上腕（部位２０＿１）に取り付けられたセンサ（１１１＿１）及び右前腕（部位２０＿２）に取り付けられたセンサ（１１１＿２）のそれぞれの検出結果に基づいて計測可能である。そのため、図８の例では、監視対象動作である“右肘屈伸”の計測に用いられるセンサの取り付け対象部位である部位“１”、“２”（部位２０＿１，２０＿２）が強調表示されている。選択リスト３０３の項目を選択後、設定完了ボタン３０４を押す。
なお、図８の例では、監視対象動作として“右肘屈伸”のみが選択されているが、これに限られず、図９の例に示すように、複数の監視対象動作の項目が選択されても良い。
図９の例では、ユーザは、選択リスト３０３から“右肘屈伸”、“右肩内外旋”、“左肘屈伸”、“左肩内外旋”を選択している。
ここで、右肘屈伸運動は、右上腕（部位２０＿１）に取り付けられたセンサ（１１１＿１）及び右前腕（部位２０＿２）に取り付けられたセンサ（１１１＿２）のそれぞれの検出結果に基づいて計測可能である。同様に、右肩内外旋運動は、右上腕（部位２０＿１）に取り付けられたセンサ（１１１＿１）及び右前腕（部位２０＿２）に取り付けられたセンサ（１１１＿２）のそれぞれの検出結果に基づいて計測可能である。
また、左肘屈伸運動は、左上腕（部位２０＿６）に取り付けられたセンサ（１１１＿６）及び左前腕（部位２０＿７）に取り付けられたセンサ（１１１＿７）のそれぞれの検出結果に基づいて計測可能である。同様に、左肩内外旋運動は、左上腕（部位２０＿６）に取り付けられたセンサ（１１１＿６）及び左前腕（部位２０＿７）に取り付けられたセンサ（１１１＿７）のそれぞれの検出結果に基づいて計測可能である。
そのため、図９の例では、監視対象動作である“右肘屈伸”、“右肩内外旋”、“左肘屈伸”、“左肩内外旋”の計測に用いられるセンサの取り付け対象部位である部位“１”、“２”、“６”、“７”（部位２０＿１，２０＿２，２０＿６，２０＿７）が強調表示されている。以下では、監視対象動作として“右肘屈伸”、“右肩内外旋”、“左肘屈伸”、“左肩内外旋”が選択された場合を例に説明する。
なお、監視対象動作の計測に用いられるセンサのうち、電源オフしているセンサが存在する場合には、当該電源オフしているセンサ（より詳細には当該電源オフしているセンサが取り付けられる部位）が強調表示されてもよい。
具体的には、図１０の例では、センサ１１１＿１が電源オフしているため、センサ１１１＿１の取り付け対象部位“１”（部位２０＿１）が強調表示されている。それにより、ユーザは、計測開始前に、電源オフしているセンサ１１１＿１を電源オンにしたり他のセンサに取り替えたりすることができる。
監視対象動作の指定（ステップＳ１０２）、及び、監視対象動作の計測に用いられるセンサの取り付け対象部位の表示（ステップＳ１０３）が行われた後、続いて、監視対象動作の計測に用いられるセンサのキャリブレーションが行われる（ステップＳ１０４）。
キャリブレーション中、モニタ３００には、図１１に示すように“キャリブレーション中です。センサを机上に置いて動かさないでください。”などと表示される。キャリブレーションが完了すると、モニタ３００には、図１２に示すように“キャリブレーションが完了しました。センサを取り付けてください。”などと表示される。なお、キャリブレーション中であることや、キャリブレーションが完了したことは、モニタ３００に表示される場合に限られず、音声により通知されるなど、他の通知方法によって通知されても良い。なお、所定期間が経過してもキャリブレーションが完了しない場合、モニタ３００には、例えばキャリブレーションが完了しないセンサの静止を促す情報が表示され、キャリブレーションが完了するまで、次の操作に進めないようになっている。
本例では、少なくともセンサ１１１＿１，１１１＿２，１１１＿６，１１１＿７のキャリブレーションが行われる。但し、キャリブレーションは、監視対象動作の計測に用いられるセンサに対して行われる場合に限られず、例えばペアリング処理の前などにおいて、すべてのセンサ１１１＿１～１１１＿１１に対して行われてもよい。なお、キャリブレーションは、計測開始までに完了していれば良い。
キャリブレーションの完了後、被験者Ｐへのセンサの取り付けが行われる（ステップＳ１０５）。本例では、センサ１１１＿１，１１１＿２，１１１＿６，１１１＿７が、それぞれ被験者Ｐの部位２０＿１，２０＿２，２０＿６，２０＿７に取り付けられる。
その後、センサ１１１＿１，１１１＿２，１１１＿６，１１１＿７のそれぞれの検出結果に基づいて、監視対象動作の計測が行われる（ステップＳ１０６）。
図１３は、キャリブレーション完了後、かつ、計測開始前にモニタ３００に表示される画面の一例を示す図である。図１４は、計測中にモニタ３００に表示される画面の一例を示す図である。
図１３及び図１４に示すように、モニタ３００には、被験者の人体模式図３０１と、ユーザによって選択された２つのセンサのそれぞれによる検出結果（３軸方向のそれぞれのセンシング値）のグラフ３０５＿１，３０５＿２と、各センサのそれぞれの起動状況３０６及び電池残量３０７と、ユーザによって選択された２つの監視対象動作の動作状態を表す演算結果のグラフ３０８＿１，３０８＿２と、が少なくとも表示されている。
図１３及び図１４の例では、右上腕の部位“１”（部位２０＿１）に取り付けられたセンサ１１１＿１の検出結果がグラフ３０５＿１として表示され、左上腕の部位“６”（部位２０＿６）に取り付けられたセンサ１１１＿６の検出結果がグラフ３０５＿２として表示されている。また、図１３及び図１４の例では、監視対象動作の一つである“右肘屈伸”の動作状態を表す演算結果がグラフ３０８＿１として表示され、監視対象動作の一つである“左肘屈伸”の動作状態を表す演算結果がグラフ３０８＿２として表示されている。これらのグラフの表示内容は、ユーザによって任意に選択可能である。
なお、モニタ３００には、４つのセンサ１１１＿１，１１１＿２，１１１＿６，１１１＿７のそれぞれによる検出結果のグラフがすべて表示されるようにしてもよい。また、モニタ３００には、４つの監視対象動作の動作状態を表す演算結果のグラフがすべて表示されるようにしてもよい。
また、監視対象動作の動作状態を表すグラフ３０８＿１，３０８＿２は、センサに関する情報（例えば、各センサの起動状況３０６、各センサの電池残量３０７、センサの検出結果を表すグラフ３０５＿１，３０５＿２など）よりも大きく表示されてもよい。それにより、被験者Ｐの動作状態がより視認しやすくなる。
なお、“右肘屈伸”の動作状態を表す演算結果は、例えば、右上腕に取り付けられたセンサ１１１＿１の検出結果と、右前腕に取り付けられたセンサ１１１＿２の検出結果と、の差分によって算出することができる。そのため、演算処理部１２２は、選択部１２１によって選択されたセンサ１１１＿１，１１１＿２のそれぞれによる検出結果に基づいて、“右肘屈伸”の動作状態を表す演算結果を生成する。そして、表示装置である出力部１２３は、演算処理部１２２によって生成された演算結果をグラフ化してモニタ３００に表示させる。
また、“左肘屈伸”の動作状態を表す演算結果は、例えば、左上腕に取り付けられたセンサ１１１＿６の検出結果と、左前腕に取り付けられたセンサ１１１＿７の検出結果と、の差分によって算出することができる。そのため、演算処理部１２２は、選択部１２１によって選択されたセンサ１１１＿６，１１１＿７のそれぞれによる検出結果に基づいて、“左肘屈伸”の動作状態を表す演算結果を生成する。そして、表示装置である出力部１２３は、演算処理部１２２によって生成された演算結果をグラフ化してモニタ３００に表示させる。
同様に、“右肩内外旋”の動作状態を表す演算結果は、例えば、右上腕に取り付けられたセンサ１１１＿１の検出結果と、右前腕に取り付けられたセンサ１１１＿２の検出結果と、の差分によって算出することができる。そのため、演算処理部１２２は、選択部１２１によって選択されたセンサ１１１＿１，１１１＿２のそれぞれによる検出結果に基づいて、“右肩内外旋”の動作状態を表す演算結果を生成する。そして、表示装置である出力部１２３は、演算処理部１２２によって生成された演算結果をグラフ化してモニタ３００に表示させることができる。
同様に、“右肩内外旋”の動作状態を表す演算結果は、例えば、左上腕に取り付けられたセンサ１１１＿６の検出結果と、左前腕に取り付けられたセンサ１１１＿７の検出結果と、の差分によって算出することができる。そのため、演算処理部１２２は、選択部１２１によって選択されたセンサ１１１＿６，１１１＿７のそれぞれによる検出結果に基づいて、“右肩内外旋”の動作状態を表す演算結果を生成する。そして、表示装置である出力部１２３は、演算処理部１２２によって生成された演算結果をグラフ化してモニタ３００に表示させることができる。
このように、本実施の形態にかかる動作状態監視装置１２及びそれを備えた訓練支援システム１は、複数のセンサのうち監視対象動作に応じた一つ以上のセンサのそれぞれによる検出結果に基づいて、被験者の動作状態を表す演算結果を出力する。それにより、本実施の形態にかかる動作状態監視装置１２及びそれを備えた訓練支援システム１は、一つの部位に取り付けられた一組のセンサによる検出結果を用いる場合と比較して、被験者の動作状態を表す演算結果をより正確に出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することができる。また、本実施の形態にかかる動作状態監視装置１２及びそれを備えた訓練システム１は、キャリブレーション完了後のセンサによる検出結果を用いることで、より正確な演算結果を出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の動作状態をより正確に監視することができる。
なお、訓練支援システム１の処理の順序は、図６に示す処理の順序に限られない。例えば、キャリブレーションがペアリングよりも先に行われてもよい。
＜訓練支援システム１の変形例＞
図１５は、訓練支援システム１の変形例を訓練支援システム１ａとして示すブロック図である。訓練支援システム１ａでは、訓練支援システム１と比較して、各計測器１１＿１～１１＿１１が、センサの取り付け向きを変更可能に構成されている。また、訓練支援システム１ａは、動作状態監視装置１２の代わりに動作状態監視装置１２ａを備える。動作状態監視装置１２ａは、動作状態監視装置１２と比較して、取り付け向き検出部１２５をさらに備える。動作状態監視装置１２ａのその他の構成については、動作状態監視装置１２の場合と同様であるため、その説明を省略する。
図１６は、訓練支援システム１ａに設けられた計測器１１＿１の構成例を示す図である。なお、計測器１１＿２～１１＿１１については、計測器１１＿１の場合と同様であるため、その説明を省略する。
図１６に示すように、計測器１１＿１では、センサ１１１＿１が、取り付けパッド１１２＿１に対して任意の向きに取り付け可能となっている。センサ１１１＿１の長手方向がベルト１１３＿１の周方向に沿って取り付けられている場合の当該センサ１１１＿１の向きを基準取り付け向き（取り付け角度０度）とすると、例えば、センサ１１１＿１は、基準取り付け向きに対して９０度回転させて取り付けることも可能である。計測器１１＿１は、センサ１１１＿１による検出結果（センシング値）に加えて、センサ１１１＿１の基準取り付け向きに対する取り付け向きの情報を、動作状態監視装置１２ａに送信する。
取り付け向き検出部１２５は、センサ１１１＿１～１１１＿１１のそれぞれの基準取り付け向きに対する取り付け向きの情報を検出可能に構成されている。出力部１２３は、取り付け向き検出部１２５によって検出されたセンサの取り付け向きの情報を、当該センサによる検出結果とともに出力したり、センサの取り付け向きを加味した状態で当該センサによる検出結果を出力したりする。それにより、ユーザは、センサによる検出結果をより正確に把握することができる。
以上のように、上記実施の形態にかかる動作状態監視装置及びそれを備えた訓練支援システムは、複数のセンサのうち監視対象動作に応じた一つ以上のセンサのそれぞれによる検出結果に基づいて、被験者の動作状態を表す演算結果を出力する。それにより、上記実施の形態にかかる動作状態監視装置及びそれを備えた訓練支援システムは、一つの部位に取り付けられた一組のセンサによる検出結果を用いる場合と比較して、被験者の動作状態を表す演算結果をより正確に出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の複雑な動作状態を効果的に監視することができる。また、上記実施の形態にかかる動作状態監視装置及びそれを備えた訓練システムは、キャリブレーション完了後のセンサによる検出結果を用いることで、より正確な演算結果を出力することができる。その結果、ユーザは、被験者の動作状態をより正確に監視することができる。
さらに、上記実施の形態では、本開示をハードウェアの構成として説明したが、本開示は、これに限定されるものではない。本開示は、動作状態監視装置の制御処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することが可能である。
また、上述したプログラムは、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は、例えば、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリを含む。磁気記録媒体は、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などである。光磁気記録媒体は、例えば光磁気ディスクなどである。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などである。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。
１ 訓練支援システム
１ａ 訓練支援システム
１１ 計測器
１１＿１～１１＿１１ 計測器
１２ 動作状態監視装置
１２ａ 動作状態監視装置
２０＿１～２０＿１１ 部位
１１１＿１～１１１＿１１ センサ
１１２＿１ パッド
１１３＿１ ベルト
１２１ 選択部
１２２ 演算処理部
１２３ 出力部
１２４ キャリブレーション結果判定部
１２５ 取り付け向き検出部
３００ モニタ
３０１ 人体模式図
３０２ リスト
３０３ 選択リスト
３０４ 設定完了ボタン
３０５＿１，３０５＿２ グラフ
３０６ 起動状況
３０７ 電池残量
３０８＿１，３０８＿２ グラフ

Claims (9)

  1. 被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた複数のセンサのうち、指定された一つ以上の監視対象動作に基づいて一つ以上のセンサを選択する選択部と、
    少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれのキャリブレーションが完了したか否かを判定するキャリブレーション結果判定部と、
    前記キャリブレーション結果判定部によってキャリブレーションが完了したと判定された場合に、前記一つ以上のセンサによる検出結果に基づいて、前記被験者の動作状態を表す演算結果を生成する演算処理部と、
    前記演算処理部による前記演算結果を出力する出力部と、
    を備え、
    前記出力部は、さらに、前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのキャリブレーションの実行中に当該一つ以上のセンサを机上に置いて静止させることを促す通知を行う、
    動作状態監視システム。
  2. 前記キャリブレーション結果判定部は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのキャリブレーションが開始されてから所定期間経過後に、当該一つ以上のセンサの出力値が何れも一定の範囲内に収まっている場合に、キャリブレーションが完了したと判定する、
    請求項１に記載の動作状態監視システム。
  3. キャリブレーションの開始時刻は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれを静止させた状態において、キャリブレーション開始の指示が与えられた時刻である、
    請求項２に記載の動作状態監視システム。
  4. キャリブレーションの開始時刻は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれを静止させた状態で電源オンした時刻である、
    請求項２に記載の動作状態監視システム。
  5. 前記出力部は、少なくとも前記選択部によって選択された前記一つ以上のセンサの何れかのキャリブレーションが完了しない場合、キャリブレーションが完了していないセンサの静止を促す情報を出力する、
    請求項１～４の何れか一項に記載の動作状態監視システム。
  6. 前記キャリブレーション結果判定部は、前記被験者の身体の前記複数の部位のそれぞれに対応付けられた前記複数のセンサの全てのキャリブレーションが完了したか否かを判定するように構成されている、
    請求項１～５の何れか一項に記載の動作状態監視システム。
  7. 被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた前記複数のセンサをそれぞれ有する複数の計測器と、
    請求項１～６の何れか一項に記載の動作状態監視システムと、
    を備えた、訓練支援システム。
  8. 被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた複数のセンサのうち、指定された一つ以上の監視対象動作に基づいて一つ以上のセンサを選択するステップと、
    選択された前記一つ以上のセンサのキャリブレーションの実行中に当該一つ以上のセンサを机上に置いて静止させることを促す通知を行うステップと、
    少なくとも選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれのキャリブレーションが完了したか否かを判定するステップと、
    キャリブレーションが完了したと判定された場合に、前記一つ以上のセンサによる検出結果に基づいて、前記被験者の動作状態を表す演算結果を生成するステップと、
    前記演算結果を出力するステップと、
    を備えた、
    動作状態監視システムの制御方法。
  9. 被験者の身体の複数の部位のそれぞれに対応付けられた複数のセンサのうち、指定された一つ以上の監視対象動作に基づいて一つ以上のセンサを選択する処理と、
    選択された前記一つ以上のセンサのキャリブレーションの実行中に当該一つ以上のセンサを机上に置いて静止させることを促す通知を行う処理と、
    少なくとも選択された前記一つ以上のセンサのそれぞれのキャリブレーションが完了したか否かを判定する処理と、
    キャリブレーションが完了したと判定された場合に、前記一つ以上のセンサによる検出結果に基づいて、前記被験者の動作状態を表す演算結果を生成する処理と、
    前記演算結果を出力する処理と、
    をコンピュータに実行させる制御プログラム。
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