JPWO2012039467A1 - Exercise support system - Google Patents

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運動支援システムは、利用者に画像を表示する表示面を有する表示装置と、所定の運動を行う運動者の画像である比較画像を記憶する比較画像記憶部と、前記比較画像記憶部に記憶された前記比較画像を前記表示面に表示する比較画像表示部と、前記利用者の鏡像を前記比較画像に重ねて表示する鏡像表示手段と、前記利用者の身体における所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて前記利用者の姿勢を表す特徴量を求める特徴量抽出部と、前記特徴量抽出部で求められた前記特徴量を前記運動者の姿勢を表す基準量と比較して、前記利用者の姿勢の前記運動者の姿勢からのずれの評価を行う姿勢評価部と、前記姿勢評価部による前記評価の結果を提示する提示部と、を備える。The exercise support system is stored in a display device having a display surface for displaying an image to a user, a comparison image storage unit that stores a comparison image that is an image of an exerciser performing a predetermined exercise, and the comparison image storage unit. A comparison image display unit for displaying the comparison image on the display surface, a mirror image display means for displaying a mirror image of the user on the comparison image, and detecting a position of a predetermined sample point on the body of the user. A feature amount extraction unit for obtaining a feature amount representing the posture of the user based on the position of the sample point, and comparing the feature amount obtained by the feature amount extraction unit with a reference amount representing the posture of the exerciser And a posture evaluation unit that evaluates a deviation of the posture of the user from the posture of the exerciser, and a presentation unit that presents a result of the evaluation by the posture evaluation unit.

Description

本発明は、利用者の運動を支援する運動支援システムに関する。   The present invention relates to an exercise support system that supports user exercise.

たとえばリハビリテーションの分野において、病気や怪我により四肢に障害が残った患者に所定の運動を行わせることにより、四肢の機能の回復を図ることが一般的に行われている。ただし、患者は、見本となる姿勢が示されていなければ、どのように身体を動かせばよいのか分からず適切な運動ができないため、十分なリハビリテーションの効果を得ることができない可能性がある。   For example, in the field of rehabilitation, it is a common practice to restore the function of the limbs by causing a patient whose limbs remain damaged due to illness or injury to perform predetermined exercises. However, the patient may not be able to obtain a sufficient rehabilitation effect because the patient does not know how to move the body unless the sample posture is shown, and cannot perform appropriate exercise.

そこで、患者が1人で運動をする際には、DVDやビデオテープなどに記録された見本となる姿勢を示す映像をモニタに映し出し、患者がその映像に合わせて身体を動かすことも一般的に為されている(たとえば文献1[日本国公開特許公報平9−56697号]参照)。   Therefore, when a patient exercises alone, it is also common that a video showing a sample posture recorded on a DVD or video tape is displayed on a monitor, and the patient moves his body according to the video. (For example, refer to Document 1 [Japanese Published Patent Publication No. 9-56697]).

また、健常者であっても、たとえばヨガやダンス等の運動をする際、見本となる姿勢を示す映像をモニタに映し出し、その映像に合わせて身体を動かすことは普通に行われている。   Further, even when a healthy person exercises, for example, yoga or dance, a video showing a sample posture is projected on a monitor and the body is moved in accordance with the video.

ただし、上述したように、見本となる映像がモニタに映し出されるだけでは、患者は身体を正しく動かせているのか判断できず、また、自身の姿勢とモニタに表示されている映像中の姿勢との違いがどの程度あるのかも認識することができない。そのため、患者は、表示されている映像から大きく外れた姿勢をとっている場合でも、自身ではそのことに気付かないため、特に運動時の姿勢を改善することなく運動を続け、結果的に、運動の効果が十分に得られないことがある。   However, as described above, just by displaying a sample image on the monitor, it is impossible to determine whether the patient is moving the body correctly, and the posture of the patient and the posture in the image displayed on the monitor are not. I can't recognize how much the difference is. Therefore, even if the patient takes a posture that deviates significantly from the displayed image, he / she does not notice this, so he continues to exercise without improving his / her posture during exercise. The effect of may not be sufficiently obtained.

本発明は上記事由に鑑みて為されており、利用者に自身の姿勢を視覚的に認識させ、且つ自身の姿勢と表示されている映像中の姿勢との違いがどの程度あるのかを認識させることができる運動支援システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above reasons, and allows the user to visually recognize his / her posture and how much the difference between his / her posture and the posture in the displayed image is. It is an object to provide an exercise support system that can be used.

本発明の運動支援システムの第1の形態は、利用者に画像を表示する表示面を有する表示装置と、所定の運動を行う運動者の画像である比較画像を記憶する比較画像記憶部と、前記比較画像記憶部に記憶された前記比較画像を前記表示面に表示する比較画像表示部と、前記利用者の鏡像を前記比較画像に重ねて表示する鏡像表示手段と、前記利用者の身体における所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて前記利用者の姿勢を表す特徴量を求める特徴量抽出部と、前記特徴量抽出部で求められた前記特徴量を前記運動者の姿勢を表す基準量と比較して、前記利用者の姿勢の前記運動者の姿勢からのずれの評価を行う姿勢評価部と、前記姿勢評価部による前記評価の結果を提示する提示部と、を備える。   A first form of the exercise support system of the present invention includes a display device having a display surface for displaying an image to a user, a comparison image storage unit that stores a comparison image that is an image of an exerciser performing a predetermined exercise, A comparison image display unit that displays the comparison image stored in the comparison image storage unit on the display surface, a mirror image display unit that displays a mirror image of the user over the comparison image, and a body image of the user A feature amount extraction unit that detects a position of a predetermined sample point and obtains a feature amount representing the posture of the user based on the position of the sample point; and the feature amount obtained by the feature amount extraction unit A posture evaluation unit that evaluates a deviation of the posture of the user from the posture of the exerciser, and a presentation unit that presents a result of the evaluation by the posture evaluation unit, Is provided.

本発明の運動支援システムの第2の形態は、第1の形態において、前記鏡像表示手段は、前記表示装置の前記前面に配置されるハーフミラーである。   According to a second aspect of the exercise support system of the present invention, in the first aspect, the mirror image display means is a half mirror disposed on the front surface of the display device.

本発明の運動支援システムの第3の形態は、第1の形態において、前記鏡像表示手段は、前記利用者を撮影して前記利用者の画像を生成する撮像装置と、前記撮像装置で生成された前記利用者の画像を左右反転させて左右反転画像を生成する反転処理部と、前記反転処理部で生成された前記左右反転画像を前記表示面に表示する反転画像表示部と、を備える。   According to a third aspect of the exercise support system of the present invention, in the first aspect, the mirror image display means is generated by an imaging device that shoots the user and generates an image of the user, and the imaging device. A reversal processing unit that generates a horizontally reversed image by horizontally reversing the user image, and a reversed image display unit that displays the horizontally reversed image generated by the reversal processing unit on the display surface.

本発明の運動支援システムの第4の形態は、第1〜第3の形態のうちいずれか1つにおいて、前記所定の運動は、前記利用者が行う運動の模範となる運動である.
本発明の運動支援システムの第5の形態は、第1〜第3の形態のうちいずれか1つにおいて、さらに、前記所定の運動を行う前記利用者を撮影して前記所定の運動を行う前記利用者の画像である記録画像を生成する撮像装置と、基準量抽出部と、を備える。前記比較画像表示部は、前記撮像装置で生成された前記記録画像を前記比較画像として前記表示面に表示するように構成される。前記基準量抽出部は、前記記録画像から前記利用者の身体における前記所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて前記利用者の姿勢を表す特徴量を前記基準量として求めるように構成される。
In a fourth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the first to third aspects, the predetermined exercise is an exercise that serves as an example of an exercise performed by the user.
According to a fifth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the first to third aspects, the user who performs the predetermined exercise is further photographed to perform the predetermined exercise. An imaging apparatus that generates a recorded image that is a user image and a reference amount extraction unit are provided. The comparative image display unit is configured to display the recorded image generated by the imaging device on the display surface as the comparative image. The reference amount extraction unit detects a position of the predetermined sample point on the user's body from the recorded image, and obtains a feature amount representing the posture of the user as the reference amount based on the position of the sample point. Configured as follows.

本発明の運動支援システムの第6の形態は、第1〜第5の形態のうちいずれか1つにおいて、前記特徴量抽出部は、前記利用者の身体における複数の前記標本点の位置を検出し、前記複数の標本点の位置に基づいて前記利用者の身体を示す身体モデルを作成し、前記身体モデルに基づいて前記特徴量を求めるように構成される。   According to a sixth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the feature amount extraction unit detects the positions of the plurality of sample points in the user's body. A body model indicating the user's body is created based on the positions of the plurality of sample points, and the feature amount is obtained based on the body model.

本発明の運動支援システムの第7の形態は、第6の形態において、前記特徴量は、前記複数の前記標本点から選択される2つの前記標本点同士を結ぶ直線と所定の基準線との間の角度である。   According to a seventh aspect of the exercise support system of the present invention, in the sixth aspect, the feature amount is a line connecting two sample points selected from the plurality of sample points and a predetermined reference line. Is the angle between.

本発明の運動支援システムの第8の形態は、第1〜第5の形態のうちいずれか1つにおいて、前記特徴量は、前記利用者の身体の傾きである。   In an eighth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the feature amount is an inclination of the user's body.

本発明の運動支援システムの第9の形態は、第8の形態において、前記利用者の身体の傾きは、前記利用者の肩の傾きであり、前記特徴量抽出部は、前記利用者の右上肢の標本点と左上肢の標本点とを検出し、前記右上肢の前記標本点と前記左上肢の前記標本点とを結ぶ直線と水平線との間の角度を、前記利用者の肩の傾きとして算出するように構成される。   According to a ninth form of the exercise support system of the present invention, in the eighth form, the inclination of the user's body is the inclination of the user's shoulder, and the feature amount extraction unit is connected to the right side of the user. An upper limb sample point and a left upper limb sample point are detected, and an angle between a straight line connecting the sample point of the upper right limb and the sample point of the left upper limb and a horizontal line is determined as the inclination of the shoulder of the user It is comprised so that it may calculate as.

本発明の運動支援システムの第10の形態は、第8の形態において、前記利用者の身体の傾きは、前記利用者の体幹の傾きであり、前記特徴量抽出部は、前記利用者の頭部の標本点と腰部の標本点とを検出し、前記頭部の前記標本点と前記腰部の前記標本点とを結ぶ直線と垂直線との間の角度を、前記利用者の体幹の傾きとして算出するように構成される。   According to a tenth aspect of the exercise support system of the present invention, in the eighth aspect, the inclination of the user's body is an inclination of the trunk of the user, and the feature amount extraction unit Detecting the sample point of the head and the sample point of the waist, and the angle between a straight line connecting the sample point of the head and the sample point of the waist and a vertical line is determined on the trunk of the user It is comprised so that it may calculate as inclination.

本発明の運動支援システムの第11の形態は、第1〜第5の形態のうちいずれか1つにおいて、前記特徴量は、前記利用者の身体の特定部位の可動域である。   In an eleventh aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the feature amount is a movable range of a specific part of the user's body.

本発明の運動支援システムの第12の形態は、第11の形態において、前記特定部位は、前記利用者の上肢であり、前記特徴量抽出部は、前記利用者の前記上肢の標本点と前記上肢に対応する肩の標本点とを検出し、前記上肢の前記標本点と前記肩の前記標本点とを結ぶ直線と垂直線との間の角度を前記上肢の可動域として算出するように構成される。   According to a twelfth aspect of the exercise support system of the present invention, in the eleventh aspect, the specific part is the upper limb of the user, and the feature amount extraction unit includes the sample point of the upper limb of the user and the Detecting a shoulder sample point corresponding to the upper limb, and calculating an angle between a straight line connecting the sample point of the upper limb and the sample point of the shoulder and a vertical line as a movable range of the upper limb Is done.

本発明の運動支援システムの第13の形態は、第6の形態において、前記標本点の数は、少なくとも3つ以上であり、前記特徴量は、前記複数の前記標本点により規定される領域の面積である。   In a thirteenth aspect of the exercise support system of the present invention, in the sixth aspect, the number of the sample points is at least three, and the feature amount is an area defined by the plurality of the sample points. It is an area.

本発明の運動支援システムの第14の形態は、第1〜第13の形態のうちいずれか1つにおいて、前記比較画像表示部は、前記比較画像が前記利用者の鏡像と重なるように、前記表示面における前記比較画像の位置および大きさを調節するように構成される。   In a fourteenth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, the comparison image display unit is configured so that the comparison image overlaps a mirror image of the user. The position and size of the comparison image on the display surface are adjusted.

本発明の運動支援システムの第15の形態は、第1の形態において、前記姿勢評価部は、前記特徴量と前記基準量の差分を示す数値を求めるように構成される。前記提示部は、前記姿勢評価部で求められた前記数値を提示するように構成される。   According to a fifteenth aspect of the exercise support system of the present invention, in the first aspect, the posture evaluation unit is configured to obtain a numerical value indicating a difference between the feature amount and the reference amount. The presenting unit is configured to present the numerical value obtained by the posture evaluating unit.

本発明の運動支援システムの第16の形態は、第1の形態において、前記利用者の身体の特定部位の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部で検出された前記位置に基づいて前記表示面における指標の位置を決定する指標設定部と、前記表示面における所定位置に前記指標が位置しているか否かを判定する判定部と、前記判定部が前記所定位置に前記指標が位置していると判定すると、前記所定位置に所定のイベント画像を表示するイベント画像表示部と、前記位置検出部で検出された前記位置に基づいて、前記特定部位の可動域を示す評価データを作成する評価データ作成部と、前記評価データ作成部で作成された前記評価データと基準データとの比較に基づいて、前記特定部位の可動域の評価を行う可動域評価部と、を備える。前記提示部は、前記可動域評価部による前記評価の結果を提示するように構成される。   According to a sixteenth aspect of the exercise support system of the present invention, in the first aspect, a position detection unit that detects a position of a specific part of the user's body and the position detected by the position detection unit. An index setting unit that determines a position of the index on the display surface; a determination unit that determines whether the index is located at a predetermined position on the display surface; and the determination unit is positioned at the predetermined position. If it is determined that the event has occurred, an event image display unit that displays a predetermined event image at the predetermined position, and evaluation data indicating a movable range of the specific part are created based on the position detected by the position detection unit And a movable range evaluating unit that evaluates the movable range of the specific part based on a comparison between the evaluation data created by the evaluation data creating unit and reference data. The presenting unit is configured to present a result of the evaluation by the range of motion evaluation unit.

本発明の運動支援システムの第17の形態は、第16の形態において、前記可動域評価部は、前回の前記特定部位の可動域の評価に用いられた前記評価データを、前記基準データとして採用するように構成される。   According to a seventeenth aspect of the exercise support system of the present invention, in the sixteenth aspect, the range of motion evaluation unit employs the evaluation data used for the previous evaluation of the range of motion of the specific part as the reference data. Configured to do.

本発明の運動支援システムの第18の形態は、第16の形態において、前記基準データは、健常者の標準的な前記特定部位の可動域を示すデータである。   In an eighteenth aspect of the exercise support system of the present invention according to the sixteenth aspect, the reference data is data indicating a range of motion of the standard specific part of a healthy person.

本発明の運動支援システムの第19の形態は、第16〜第18の形態のうちいずれか1つにおいて、前記評価データは、前記表示面に平行な面内において前記特定部位が通過した領域の面積を示すデータを含む。   According to a nineteenth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the sixteenth to eighteenth aspects, the evaluation data is a region in which the specific part has passed in a plane parallel to the display surface. Includes data showing area.

本発明の運動支援システムの第20の形態は、第16〜第19の形態のうちいずれか1つにおいて、前記評価データは、所定方向における前記特定部位の可動範囲を示すデータを含む。   According to a twentieth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the sixteenth to nineteenth aspects, the evaluation data includes data indicating a movable range of the specific part in a predetermined direction.

本発明の運動支援システムの第21の形態は、第16〜第20の形態のうちいずれか1つにおいて、前記評価データは、前記利用者が前記特定部位で所定の動作を行うのに要した時間を示すデータを含む。   According to a twenty-first aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the sixteenth to twentieth aspects, the evaluation data is required for the user to perform a predetermined operation at the specific part. Contains data indicating time.

本発明の運動支援システムの第22の形態は、第16〜第21の形態のうちいずれか1つにおいて、前記位置検出部は、三次元センサの出力から前記特定部位の位置を検出するように構成され、前記評価データは、前記特定部位が通過した領域の体積を示すデータを含む。   According to a twenty-second aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the sixteenth to twenty-first aspects, the position detection unit detects the position of the specific part from the output of the three-dimensional sensor. The evaluation data includes data indicating a volume of a region through which the specific part has passed.

本発明の運動支援システムの第23の形態は、第16〜第22の形態のうちいずれか1つにおいて、前記評価データは、前記特定部位の軌跡を示すデータを含む。   According to a twenty-third aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the sixteenth to twenty-second aspects, the evaluation data includes data indicating a locus of the specific part.

本発明の運動支援システムの第24の形態は、第16〜第23の形態のうちいずれか1つにおいて、前記鏡像表示手段は、前記表示装置の前記前面に配置されるハーフミラーであり、前記指標設定部は、前記ハーフミラーに映った前記特定部位と重なる前記表示面の位置に前記指標の位置が対応するように、前記指標の位置を決定するように構成される。   According to a twenty-fourth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the sixteenth to twenty-third aspects, the mirror image display means is a half mirror disposed on the front surface of the display device, The index setting unit is configured to determine the position of the index so that the position of the index corresponds to the position of the display surface that overlaps the specific part reflected on the half mirror.

本発明の運動支援システムの第25の形態は、第16〜第23の形態のうちいずれか1つにおいて、前記鏡像表示手段は、前記利用者を撮影して前記利用者の画像を生成する撮像装置と、前記撮像装置で生成された前記利用者の画像を左右反転させて左右反転画像を生成する反転処理部と、前記反転処理部で生成された前記左右反転画像を前記表示面に表示する反転画像表示部と、を備える。前記指標設定部は、前記左右反転画像における前記特定部位の位置に前記指標の位置が対応するように、前記指標の位置を決定するように構成される。   According to a twenty-fifth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the sixteenth to twenty-third aspects, the mirror image display means captures the user and generates an image of the user. An image processing apparatus, an inversion processing unit that inverts the user's image generated by the imaging device to generate a horizontally inverted image, and the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit is displayed on the display surface. A reverse image display unit. The index setting unit is configured to determine the position of the index so that the position of the index corresponds to the position of the specific part in the horizontally reversed image.

本発明の運動支援システムの第26の形態は、第1の形態において、前記利用者から荷重を受ける作用面を有し前記作用面における前記荷重の分布を測定する測定装置と、前記測定装置で測定された前記荷重の分布に基づいて前記作用面内の所定箇所における荷重の比率を表すバランス値を算出する算出部と、前記算出部で算出された前記バランス値を記憶するバランス値記憶部と、前記算出部で算出された前記バランス値を前記表示面に表示するバランス値表示部と、前記バランス値の目標値の時間的変化を示す設定データを記憶する設定データ記憶部と、前記設定データ記憶部に記憶された前記設定データに基づいて前記目標値を前記表示面に表示する目標値表示部と、前記バランス値記憶部に記憶された前記バランス値から前記バランス値の時間的変化を求め、前記バランス値の時間的変化と前記設定データが示す前記目標値の時間的変化とに基づいて前記利用者の重心移動の評価を行う重心移動評価部と、を備える。前記提示部は、前記重心移動評価部による前記評価の結果を提示するように構成される。   According to a twenty-sixth aspect of the exercise support system of the present invention, in the first aspect, there is provided a measuring device having a working surface that receives a load from the user and measuring the distribution of the load on the working surface, and the measuring device. A calculation unit that calculates a balance value representing a ratio of a load at a predetermined location in the working surface based on the measured distribution of the load; and a balance value storage unit that stores the balance value calculated by the calculation unit; A balance value display unit that displays the balance value calculated by the calculation unit on the display surface, a setting data storage unit that stores setting data indicating a temporal change in the target value of the balance value, and the setting data A target value display unit for displaying the target value on the display surface based on the setting data stored in the storage unit, and the balance from the balance value stored in the balance value storage unit A center-of-gravity movement evaluation unit that obtains a temporal change of the value and evaluates the center-of-gravity movement of the user based on the temporal change of the balance value and the temporal change of the target value indicated by the setting data. . The presenting unit is configured to present the result of the evaluation by the gravity center movement evaluating unit.

本発明の運動支援システムの第27の形態は、第26の形態において、前記重心移動評価部は、所定の時点における前記バランス値と前記目標値との差を用いて前記重心移動の評価を行うように構成される。   According to a twenty-seventh aspect of the exercise support system of the present invention, in the twenty-sixth aspect, the gravity center movement evaluation unit evaluates the gravity center movement using a difference between the balance value and the target value at a predetermined time point. Configured as follows.

本発明の運動支援システムの第28の形態は、第26または第27の形態において、前記重心移動評価部による前記評価の結果に応じて前記設定データ記憶部に記憶される前記設定データが示す前記目標値の時間的変化を変更する設定更新部を備える。   According to a twenty-eighth aspect of the exercise support system of the present invention, in the twenty-sixth or twenty-seventh aspect, the setting data stored in the setting data storage unit according to a result of the evaluation by the gravity center movement evaluation unit indicates A setting update unit for changing the temporal change of the target value is provided.

本発明の運動支援システムの第29の形態は、第26〜第28の形態のうちいずれか1つにおいて、前記鏡像表示手段は、前記表示面の前方に配置されるハーフミラーである。   According to a twenty-ninth aspect of the exercise support system of the present invention, in any one of the twenty-sixth to twenty-eighth aspects, the mirror image display means is a half mirror disposed in front of the display surface.

実施形態1の運動支援システムのシステム構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a system configuration of an exercise support system according to a first embodiment. 上記実施形態1の運動支援システムの動作の説明図である。It is explanatory drawing of operation | movement of the exercise | movement assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 上記実施形態1の運動支援システムで用いる身体モデルの生成方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the production | generation method of the body model used with the exercise | movement assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 上記実施形態1の運動支援システムで用いる身体モデルの生成方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the production | generation method of the body model used with the exercise | movement assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 上記実施形態1の運動支援システムで用いる身体モデルの姿勢のずれを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shift | offset | difference of the attitude | position of the body model used with the exercise | movement assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 上記実施形態1の運動支援システムで用いる身体モデルの姿勢のずれを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shift | offset | difference of the attitude | position of the body model used with the exercise | movement assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 上記実施形態1の運動支援システムにおける肩の傾きの算出方法の説明図である。It is explanatory drawing of the calculation method of the inclination of the shoulder in the exercise | movement assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 上記実施形態1の運動支援システムにおける体幹の傾きの算出方法の説明図である。It is explanatory drawing of the calculation method of the inclination of the trunk in the exercise assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 上記実施形態1の運動支援システムにおける上肢の可動域の算出方法の説明図である。It is explanatory drawing of the calculation method of the range of motion of the upper limb in the exercise assistance system of the said Embodiment 1. FIG. 実施形態2の運動支援システムのシステム構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the system configuration | structure of the exercise assistance system of Embodiment 2. 実施形態3の運動支援システムのシステム構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the system configuration | structure of the exercise assistance system of Embodiment 3. 上記実施形態3の運動支援システムの映像生成部のブロック図である。It is a block diagram of the image | video production | generation part of the exercise assistance system of the said Embodiment 3. 上記実施形態3の運動支援システムの表示装置の表示例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a display of the display apparatus of the exercise assistance system of the said Embodiment 3. 上記実施形態3の運動支援システムの表示装置の表示例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a display of the display apparatus of the exercise assistance system of the said Embodiment 3. 上記実施形態3の運動支援システムの表示装置の表示例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a display of the display apparatus of the exercise assistance system of the said Embodiment 3. 実施形態4の運動支援システムの制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus of the exercise assistance system of Embodiment 4. 実施形態5の運動支援システムのシステム構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the system configuration | structure of the exercise assistance system of Embodiment 5. 上記実施形態5の運動支援システムの制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus of the exercise assistance system of the said Embodiment 5. FIG. 上記実施形態5の運動支援システムにおける表示装置の表示例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a display of the display apparatus in the exercise assistance system of the said Embodiment 5. 実施形態6の運動支援システムの制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus of the exercise assistance system of Embodiment 6.

(実施形態1)
本実施形態の運動支援システム1は、病気や怪我により四肢に障害が残った患者に所定の運動を行わせることにより、四肢の機能の回復を図ることを目的とするリハビリテーションに使用される。ただし、以下の実施形態の記載は運動支援システムの用途を限定する趣旨ではなく、たとえば健常者がヨガやダンス等の運動に運動支援システムを用いてもよい。なお、以下では、利用者が立った姿勢で運動支援システムを利用する例を示すが、これに限らず、利用者は椅子などに座った姿勢で運動支援システムを利用してもよい。
(Embodiment 1)
The exercise support system 1 of the present embodiment is used for rehabilitation aimed at restoring the function of the limbs by causing a patient whose limbs remain damaged due to illness or injury to perform predetermined exercises. However, the description of the following embodiment is not intended to limit the use of the exercise support system, and for example, a healthy person may use the exercise support system for exercise such as yoga or dance. In the following, an example in which the exercise support system is used in a posture in which the user stands is shown, but the present invention is not limited to this, and the user may use the exercise support system in a posture sitting on a chair or the like.

本実施形態の運動支援システム1は、図1に示すように、利用者(患者)2の正面に配置され利用者2と向き合う表示面30に映像を映す表示装置3と、距離画像を生成する距離画像センサ4と、表示装置3等の動作を制御する制御装置5とを備えている。表示装置3および距離画像センサ4は、いずれも制御装置5に対して接続されている。   As shown in FIG. 1, the exercise support system 1 according to the present embodiment generates a distance image and a display device 3 that displays an image on a display surface 30 that is arranged in front of a user (patient) 2 and faces the user 2. A distance image sensor 4 and a control device 5 for controlling the operation of the display device 3 and the like are provided. Both the display device 3 and the distance image sensor 4 are connected to the control device 5.

また、この運動支援システム1は、表示装置3の表示面30の手前(利用者2側)に配置されたハーフミラー6をさらに備えている。ハーフミラー6は、その前面(鏡面)が利用者2と向き合うように、表示装置3と利用者2との間に垂直に立てて配置されており、背後の表示装置3に表示された映像を利用者2側に透過させる。   The exercise support system 1 further includes a half mirror 6 disposed in front of the display surface 30 of the display device 3 (on the user 2 side). The half mirror 6 is vertically arranged between the display device 3 and the user 2 so that the front surface (mirror surface) of the half mirror faces the user 2, and the image displayed on the display device 3 behind is displayed. Permeate to the user 2 side.

表示装置3は、利用者2に画像を表示する表示面30を有する。表示装置3は、ここではプラズマディスプレイからなり、ハーフミラー6の背面側に取り付けられている。図1では、ハーフミラー6を支持する構造や、表示装置3の取付構造の図示を省略しているが、適宜選択される構造で、ハーフミラー6および表示装置3は十分な強度をもって定位置に固定される。なお、表示装置3はプラズマディスプレイに限らず、液晶ディスプレイ等、他のディスプレイ装置であってもよい。また、ディスプレイ装置の代わりに、ハーフミラー6の背面に貼り付けられる拡散シート(図示せず)と、ハーフミラー6の後方(利用者2とは反対側)から拡散シートに映像を投影する投影装置(図示せず)とで構成される表示装置を用いることも考えられる。   The display device 3 has a display surface 30 that displays an image to the user 2. The display device 3 is a plasma display here, and is attached to the back side of the half mirror 6. In FIG. 1, the structure for supporting the half mirror 6 and the mounting structure for the display device 3 are not shown. However, the half mirror 6 and the display device 3 are positioned in a fixed position with sufficient strength. Fixed. The display device 3 is not limited to a plasma display, and may be another display device such as a liquid crystal display. Further, instead of the display device, a diffusion sheet (not shown) attached to the back surface of the half mirror 6 and a projection device that projects an image on the diffusion sheet from the back of the half mirror 6 (the side opposite to the user 2). It is also conceivable to use a display device (not shown).

本実施形態においては、ハーフミラー6は、前面が縦長の長方形状であって、利用者2の全身を映す姿見として機能する大きさに形成されている。ハーフミラー6の透過率は、ハーフミラー6を鏡として利用でき、且つ利用者2がハーフミラー6を通して表示装置3に表示される映像を視認できるように設計される。ハーフミラー6は、ガラスや合成樹脂の透明な基材の少なくとも一表面に、金属膜などによる鏡面コーティングが施されることにより形成されている。   In the present embodiment, the half mirror 6 has a vertically long rectangular front surface and is formed in a size that functions as an appearance of the user 2. The transmittance of the half mirror 6 is designed so that the half mirror 6 can be used as a mirror and the user 2 can visually recognize the image displayed on the display device 3 through the half mirror 6. The half mirror 6 is formed by applying a mirror surface coating with a metal film or the like on at least one surface of a transparent base material made of glass or synthetic resin.

ここでは、表示装置3は、ハーフミラー6の背面に表示面30が接するように配置されている。表示装置3の高さ位置は、下端縁がハーフミラー6の下端から所定の間隔を空けて位置し、且つ上端縁がハーフミラー6の上端から所定の間隔を空けて位置するように決められている。ここで、表示装置3はハーフミラー6の中心よりもやや上方寄りに配置されている。また、表示装置3に表示される映像をハーフミラー6の前面に高輝度で表示できるよう、ハーフミラー6と表示面30との間には、屈折率を調節して反射を防止する透明材料が充填されていてもよい。   Here, the display device 3 is arranged so that the display surface 30 is in contact with the back surface of the half mirror 6. The height position of the display device 3 is determined such that the lower end edge is located at a predetermined interval from the lower end of the half mirror 6 and the upper end edge is located at a predetermined interval from the upper end of the half mirror 6. Yes. Here, the display device 3 is disposed slightly above the center of the half mirror 6. A transparent material that adjusts the refractive index and prevents reflection is provided between the half mirror 6 and the display surface 30 so that the image displayed on the display device 3 can be displayed on the front surface of the half mirror 6 with high luminance. It may be filled.

上記構成によれば、ハーフミラー6の前面は、鏡として利用者2の鏡像を映し出すとともに、表示装置3の表示面30に表示された映像を映し出すように機能する。つまり、ハーフミラー6の正面に利用者2が居れば、利用者2の鏡像がハーフミラー6の前面に映るとともに、表示装置3に表示される映像がハーフミラー6を透過してハーフミラー6の前面に映し出されることになる。詳しくは後述するが、表示装置3に表示される映像は制御装置5によって生成される。   According to the above configuration, the front surface of the half mirror 6 functions to project a mirror image of the user 2 as a mirror and to display an image displayed on the display surface 30 of the display device 3. That is, if the user 2 is in front of the half mirror 6, a mirror image of the user 2 is reflected on the front surface of the half mirror 6, and an image displayed on the display device 3 passes through the half mirror 6 and passes through the half mirror 6. It will be projected on the front. As will be described in detail later, the video displayed on the display device 3 is generated by the control device 5.

距離画像センサ4は、強度変調光を用いタイムオブフライト法の原理で、画素値が距離値となる距離画像を生成する。ただし、距離画像センサ4は、距離画像を生成する構成であればよく、タイムオブフライト法を用いる距離画像センサに限らない。この距離画像センサ4は、センシング領域内に存在する検出対象までの距離を検出し、三次元空間内での検出対象の位置を距離画像として検出する。   The distance image sensor 4 generates a distance image whose pixel value is a distance value based on the principle of time-of-flight method using intensity-modulated light. However, the distance image sensor 4 may be configured to generate a distance image, and is not limited to the distance image sensor using the time-of-flight method. The distance image sensor 4 detects the distance to the detection target existing in the sensing area, and detects the position of the detection target in the three-dimensional space as a distance image.

ここでは、距離画像センサ4は、表示装置3と重ならないように表示装置3の上方に配置され、ハーフミラー6の正面に居る利用者2の距離画像を生成する。距離画像センサ4は、表示装置3の上方であって左右方向の略中央に位置決めされ、利用者2を斜め上前方から見下ろすように上下方向の向き(チルト角)が決められている。   Here, the distance image sensor 4 is disposed above the display device 3 so as not to overlap the display device 3, and generates a distance image of the user 2 who is in front of the half mirror 6. The distance image sensor 4 is positioned at the approximate center in the left-right direction above the display device 3, and the vertical direction (tilt angle) is determined so that the user 2 is looked down from diagonally upward and forward.

さらに、距離画像センサ4は、その視野内に利用者2の全身が含まれ、且つ利用者2が直立した状態で利用者2の身体の左右方向における中心線が距離画像の左右方向の中心線に一致するように、左右方向の向き(パン角)が調節されている。   Further, the distance image sensor 4 includes the whole body of the user 2 in the field of view, and the center line in the left-right direction of the body of the user 2 in a state where the user 2 is upright is the center line in the left-right direction of the distance image. The horizontal direction (pan angle) is adjusted to match

なお、距離画像センサ4は、上記配置に限らずたとえばカメラスタンド等を利用してハーフミラー6の正面側(利用者2側)における利用者2の目の高さ位置に設置されていてもよい。   The distance image sensor 4 is not limited to the above-described arrangement, and may be installed at the level of the eyes of the user 2 on the front side (user 2 side) of the half mirror 6 using, for example, a camera stand or the like. .

上述したような距離画像センサ4の位置および向きの調節は、利用者2の位置および姿勢が決定してから初期設定として行われる。これにより、距離画像センサ4では、利用者2の全身を映した距離画像の動画が生成されることになる。   The adjustment of the position and orientation of the distance image sensor 4 as described above is performed as an initial setting after the position and orientation of the user 2 are determined. As a result, the distance image sensor 4 generates a moving image of the distance image that reflects the whole body of the user 2.

ところで、本実施形態の運動支援システム1は、利用者2に行わせる運動と同じ運動をする比較対象の映像を比較映像として記憶した記憶部51と、利用者2の運動時に表示装置3に比較映像を表示させる表示制御部52とを制御装置5に有している。換言すれば、本実施形態の運動支援システム1は、所定の運動を行う運動者の画像である比較画像(比較映像)を記憶する比較画像記憶部(記憶部)51と、比較画像記憶部51に記憶された比較画像を表示面30に表示する比較画像表示部(表示制御部)52と、を有する。   By the way, the exercise support system 1 according to the present embodiment compares the comparison target image that performs the same exercise as the exercise to be performed by the user 2 as a comparison image and the display device 3 when the user 2 exercises. The control device 5 includes a display control unit 52 that displays video. In other words, the exercise support system 1 of the present embodiment includes a comparison image storage unit (storage unit) 51 that stores a comparison image (comparison video) that is an image of an exerciser performing a predetermined exercise, and a comparison image storage unit 51. A comparison image display unit (display control unit) 52 that displays the comparison image stored in the display screen 30.

本実施形態では、利用者2に行わせる運動の模範を示す比較対象の映像が比較映像として用いられる。すなわち、所定の運動は、利用者2が行う運動の模範となる運動である。具体的には、利用者2に行わせる運動を比較対象としてのインストラクタが実際に行っている様子を、撮像装置(図示せず)にて、インストラクタの全身が入るようにインストラクタの正面から撮像することにより得られた動画像が、比較映像として用いられる。このようにして得られる比較映像は、記憶部51に予め記憶されている。なお、本実施形態では、比較画像は、静止画像であってもよい。この場合、比較画像は、利用者2が手本とすべき運動者の姿勢を示す。すなわち、比較画像は、所定の運動を行う運動者の静止画であってもよいし、所定の運動を行う運動者の動画像であってもよい。   In the present embodiment, a comparison target image indicating an example of exercise to be performed by the user 2 is used as a comparison image. That is, the predetermined exercise is an exercise that serves as an example of the exercise performed by the user 2. Specifically, an instructor as a comparison target actually performs the exercise to be performed by the user 2 is imaged from the front of the instructor so that the entire body of the instructor can enter with an imaging device (not shown). The moving image obtained by this is used as a comparative video. The comparison video obtained in this way is stored in advance in the storage unit 51. In the present embodiment, the comparison image may be a still image. In this case, the comparison image shows the posture of the exerciser that the user 2 should use as a model. That is, the comparison image may be a still image of an exerciser who performs a predetermined exercise, or a moving image of an exerciser who performs a predetermined exercise.

表示制御部52は、利用者2から見てハーフミラー6に映る自身の鏡像と比較映像中の比較対象とが重なるように、表示面30上における比較映像のサイズを調整するサイズ調整部(図示せず)と、位置を調整する位置調整部(図示せず)とを有している。すなわち、表示制御部(比較画像表示部)52は、比較画像が利用者2の鏡像と重なるように、表示面30における比較画像の位置および大きさを調節するように構成される。   The display control unit 52 adjusts the size of the comparison image on the display surface 30 so that the mirror image reflected on the half mirror 6 when viewed from the user 2 overlaps the comparison target in the comparison image (see FIG. (Not shown) and a position adjusting unit (not shown) for adjusting the position. That is, the display control unit (comparison image display unit) 52 is configured to adjust the position and size of the comparison image on the display surface 30 so that the comparison image overlaps the mirror image of the user 2.

ここに、利用者2の視点から見たハーフミラー6に映る自身の鏡像は実物の2分の1のサイズになるので、サイズ調整部は、比較映像の比較対象を実物の2分の1のサイズで表示装置3の表示面30に表示させるように表示サイズを調節する。なお、比較対象(インストラクタ)と利用者2とで体格(主に身長)に違いがある場合には、利用者2の鏡像に比較対象のサイズを合わせるように、サイズ調整部にて比較映像の表示サイズが調節される。ただし、比較映像の比較対象が実物の2分の1のサイズでなく、たとえばより大きなサイズあるいはより小さなサイズで表示されていても、利用者2に身体の動きの見本を示すという意味では問題ない。   Here, since the mirror image of the self reflected in the half mirror 6 seen from the viewpoint of the user 2 is half the size of the real one, the size adjusting unit sets the comparison target of the comparison video to one half of the real size. The display size is adjusted so that the size is displayed on the display surface 30 of the display device 3. In addition, when there is a difference in the physique (mainly height) between the comparison target (instructor) and the user 2, the size adjustment unit adjusts the comparison video so that the size of the comparison target matches the mirror image of the user 2. The display size is adjusted. However, even if the comparison target of the comparison video is not a half of the actual size, for example, it is displayed in a larger size or a smaller size, there is no problem in terms of showing a sample of the body movement to the user 2. .

位置調整部は、表示面30における比較映像の表示位置を自由に調節可能な位置合わせ機能を有しており、利用者2の視点から見て自身の鏡像と比較対象(インストラクタ)の像とが重なる位置に比較映像が表示されるように、比較映像の表示位置を調節する。具体的には、ハーフミラー6と利用者2との位置関係に応じて表示面30における比較映像の位置が調節される。ハーフミラー6と利用者2との位置関係は、ハーフミラー6の正面中央部に利用者2が立つように予め定められていればよい。あるいは、利用者2の重心位置を検出する圧力センサ(図示せず)が付加され、圧力センサの検出結果からハーフミラー6と利用者2との位置関係が求められるようにしてもよい。   The position adjustment unit has an alignment function that can freely adjust the display position of the comparison video on the display surface 30, and the mirror image of itself and the image of the comparison target (instructor) are seen from the viewpoint of the user 2. The display position of the comparison video is adjusted so that the comparison video is displayed at the overlapping position. Specifically, the position of the comparison video on the display surface 30 is adjusted according to the positional relationship between the half mirror 6 and the user 2. The positional relationship between the half mirror 6 and the user 2 may be determined in advance so that the user 2 stands at the front center of the half mirror 6. Alternatively, a pressure sensor (not shown) that detects the position of the center of gravity of the user 2 may be added, and the positional relationship between the half mirror 6 and the user 2 may be obtained from the detection result of the pressure sensor.

次に、簡易に比較映像の表示位置を調整する方法について説明する。制御装置5は、利用者2の身長として予め一律(たとえば170cm)の値が登録されている身長登録部(図示せず)を備える。なお、身長登録部に登録される身長は、利用者2によって直接入力されるようにしてもよい。   Next, a method for simply adjusting the display position of the comparison video will be described. The control device 5 includes a height registration unit (not shown) in which a uniform value (for example, 170 cm) is registered in advance as the height of the user 2. The height registered in the height registration unit may be directly input by the user 2.

ハーフミラー6と利用者2との位置関係が特定されていれば、表示制御部52は、利用者2の身長に基づいた位置に比較映像を表示させることで、利用者2の視点から見て自身の鏡像と重なる位置に比較対象を表示させることが可能となる。   If the positional relationship between the half mirror 6 and the user 2 is specified, the display control unit 52 displays the comparison video at a position based on the height of the user 2 so that it can be viewed from the viewpoint of the user 2. It is possible to display the comparison object at a position overlapping with its own mirror image.

さらに別の方法について説明する。身長登録部に利用者2の身長が登録されていなくても、距離画像センサ4の位置および向きと、距離画像より検出される利用者2の立ち位置および頭頂部の位置とから、ハーフミラー6に映る鏡像の特定部位(たとえば頭部)の位置が判断されてもよい。したがって、表示制御部52は、利用者2の視点から見て自身の鏡像と重なる位置に比較対象を表示させることが可能となる。   Still another method will be described. Even if the height of the user 2 is not registered in the height registration unit, the half mirror 6 can be obtained from the position and orientation of the distance image sensor 4 and the standing position and the top position of the user 2 detected from the distance image. The position of a specific part (for example, the head) of the mirror image shown in FIG. Therefore, the display control unit 52 can display the comparison target at a position overlapping the mirror image of the user 2 from the viewpoint of the user 2.

なお、比較映像の表示サイズおよび表示位置の調節は、初期設定時に手動で行われてもよいし、自動化されていてもよい。   Note that the adjustment of the display size and display position of the comparison video may be performed manually at the time of initial setting or may be automated.

結果的に、ハーフミラー6の前面には、図2に示すように利用者2の鏡像20が映るとともに、見本となる姿勢を示す比較対象(インストラクタ)31の映像(比較映像)がハーフミラー6を透過して映し出されることになる。すなわち、表示装置3の前面に配置されるハーフミラー6が、利用者2の鏡像を比較画像に重ねて表示する鏡像表示手段として機能する。したがって、利用者2は、ハーフミラー6に映る自身の鏡像20と、表示面30上に表示される比較映像中の比較対象31とを見比べながら運動することができる。なお、図2では、利用者2の鏡像20を破線で示し、表示面30に表示されている比較映像中の比較対象31を実線で示している。   As a result, a mirror image 20 of the user 2 is shown on the front surface of the half mirror 6 as shown in FIG. 2, and a video (comparison video) of a comparison target (instructor) 31 showing a sample posture is shown in the half mirror 6. Will be projected through. That is, the half mirror 6 disposed in front of the display device 3 functions as a mirror image display unit that displays a mirror image of the user 2 on the comparison image. Therefore, the user 2 can exercise while comparing his / her mirror image 20 reflected on the half mirror 6 with the comparison target 31 in the comparison video displayed on the display surface 30. In FIG. 2, the mirror image 20 of the user 2 is indicated by a broken line, and the comparison target 31 in the comparison video displayed on the display surface 30 is indicated by a solid line.

しかも、利用者2の鏡像20と比較映像中の比較対象31とが重なるように比較映像が表示されるので、利用者2は、身体をどのように動かせばよいのかを比較映像から把握し易いという利点もある。すなわち、利用者2が自身の鏡像20を見ることにより、比較対象31の映像が利用者2の視野内に入るため、利用者2は視線を殆ど動かさなくても自身の鏡像20と比較映像中の比較対象31とを見比べることができる。また、比較対象31の右半身が利用者2の右半身、比較対象31の左半身が利用者2の左半身の鏡像に重ねて表示されるため、利用者2は、比較対象31の動作の右、左の区別がつきやすく、身体をどのように動かせばよいのか把握し易くなる。   In addition, since the comparison video is displayed so that the mirror image 20 of the user 2 and the comparison target 31 in the comparison video overlap, the user 2 can easily grasp how to move the body from the comparison video. There is also an advantage. That is, when the user 2 sees the mirror image 20 of the user, the image of the comparison target 31 falls within the field of view of the user 2, so that the user 2 is in the comparison image with the mirror image 20 of the user 2 even if the user hardly moves the line of sight. The comparison object 31 can be compared. Further, since the right half of the comparison target 31 is displayed on the right half of the user 2 and the left half of the comparison target 31 is displayed on the mirror image of the left half of the user 2, the user 2 performs the operation of the comparison target 31. It is easy to distinguish between right and left, and it is easy to grasp how to move the body.

ここで、利用者2は、眼の焦点距離(比較映像の焦点距離:鏡像の焦点距離=1:2)を切り替えることにより、ハーフミラー6に映った鏡像20と、表示装置3に表示される比較映像とのどちらかに注目することができる。そのため、利用者2は、自身の鏡像20と比較映像中の比較対象31とを見分けながら、自身の姿勢を比較対象31の姿勢に合わせるように運動することができる。   Here, the user 2 displays the mirror image 20 reflected on the half mirror 6 and the display device 3 by switching the focal length of the eye (focal length of the comparison image: focal length of the mirror image = 1: 2). You can pay attention to either the comparison video. Therefore, the user 2 can exercise his / her posture to match the posture of the comparison target 31 while distinguishing the mirror image 20 of the user 2 from the comparison target 31 in the comparison video.

なお、利用者2から見て、ハーフミラー6に映る鏡像20と表示装置3に表示される比較映像との見え方に大差が生じないように、運動支援システム1を使用時には、表示装置3の輝度や室内の明るさが適宜調節されていることが望ましい。   It should be noted that when using the exercise support system 1, the display device 3 of the display device 3 is viewed so as not to cause a large difference in the appearance of the mirror image 20 reflected on the half mirror 6 and the comparison image displayed on the display device 3 when viewed from the user 2. It is desirable that brightness and indoor brightness are adjusted appropriately.

また、記憶部51に、比較対象(インストラクタ)を正面以外の方向(たとえば側方)から撮像した動画像が参照映像としてさらに記憶され、表示制御部52が、比較映像と共に参照映像を表示装置3に表示させる構成であってもよい。この場合、参照映像は比較映像に重なることがないように、たとえば表示面30における比較映像の側方に表示されることが望ましい。表示装置3に参照映像が表示されることにより、利用者2は、たとえば前後方向への身体の動きを理解するのに参照映像を参照することができるので、比較映像中の比較対象31に合わせて身体を動かし易くなる。   In addition, a moving image obtained by capturing the comparison target (instructor) from a direction other than the front (for example, from the side) is further stored as a reference image in the storage unit 51, and the display control unit 52 displays the reference image together with the comparison image on the display device 3. It may be configured to be displayed. In this case, for example, it is desirable that the reference video is displayed on the side of the comparative video on the display surface 30 so as not to overlap the comparative video. Since the reference video is displayed on the display device 3, the user 2 can refer to the reference video to understand the body movement in the front-rear direction, for example, so that the user 2 matches the comparison target 31 in the comparison video. Makes it easier to move the body.

なお、表示制御部52は、比較映像中の比較対象31を利用者2の鏡像20と重なる位置に表示する構成に限らず、表示面30において利用者2の鏡像20の側方あるいは上方または下方となる位置に比較対象31を表示してもよい。比較対象31を利用者2の鏡像20と重なる位置に表示する場合でも、利用者2の鏡像20と比較映像中の比較対象31とは完全に重なっている必要はなく、たとえば足元などの基準となる部位が重なっていればよい。   Note that the display control unit 52 is not limited to the configuration in which the comparison target 31 in the comparison video is displayed at a position overlapping the mirror image 20 of the user 2, but on the display surface 30 sideward or above or below the mirror image 20 of the user 2. The comparison target 31 may be displayed at a position where Even when the comparison target 31 is displayed at a position overlapping the mirror image 20 of the user 2, the mirror image 20 of the user 2 and the comparison target 31 in the comparison video do not need to be completely overlapped. It suffices if the parts to be overlapped.

ところで、本実施形態の運動支援システム1では、距離画像センサ4で生成された利用者2の距離画像は、制御装置5に出力され、利用者2の姿勢を認識する処理に用いられる。具体的に説明すると、制御装置5はコンピュータからなり、距離画像を距離画像センサ4から取得する取得部53と、取得した距離画像を用いて利用者2の姿勢を表す第1の特徴量を抽出する第1抽出部(特徴量抽出部)54とを有している。さらに、制御装置5は、比較対象31の姿勢を表す第2の特徴量を抽出する第2抽出部(基準量抽出部)55と、利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価する評価部(姿勢評価部)56と、評価部56の評価結果を提示する提示部57とを有している。   By the way, in the exercise support system 1 of the present embodiment, the distance image of the user 2 generated by the distance image sensor 4 is output to the control device 5 and used for processing for recognizing the posture of the user 2. More specifically, the control device 5 includes a computer, and acquires an acquisition unit 53 that acquires a distance image from the distance image sensor 4 and extracts a first feature amount that represents the posture of the user 2 using the acquired distance image. A first extraction unit (feature amount extraction unit) 54. Further, the control device 5 evaluates a posture deviation between the user 2 and the comparison target 31, and a second extraction unit (reference amount extraction unit) 55 that extracts a second feature amount representing the posture of the comparison target 31. An evaluation unit (posture evaluation unit) 56 and a presentation unit 57 that presents the evaluation result of the evaluation unit 56 are provided.

第1抽出部54は、画像認識技術によって、距離画像中の利用者2の特定点の位置を検出し、この特定点の位置に基づいて利用者2の姿勢を表す第1の特徴量を抽出する。すなわち、第1抽出部(特徴量抽出部)54は、利用者2の身体における所定の標本点(特定点)22の位置を検出し当該標本点22の位置に基づいて利用者2の姿勢を表す特徴量(第1の特徴量)を求めるように構成される。ここでは、利用者2の体幹の中心線や、頭頂部、肩部、肘部、手部、腰部、膝部、足首などの位置にそれぞれ設定される複数の点を特定点とする場合を例示するが、この例に限らず、特定点は距離画像中の利用者2の指先等、特定の位置に設定されていればよい。第1抽出部54は、このようにして検出される特定点の位置に基づいて、利用者2の姿勢を表す第1の特徴量を抽出する。   The first extraction unit 54 detects the position of the specific point of the user 2 in the distance image by the image recognition technique, and extracts a first feature amount representing the posture of the user 2 based on the position of the specific point. To do. That is, the first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 detects the position of a predetermined sample point (specific point) 22 on the body of the user 2 and determines the posture of the user 2 based on the position of the sample point 22. A feature amount (first feature amount) to be expressed is configured to be obtained. Here, a case where a plurality of points respectively set at positions such as the center line of the trunk of the user 2, the top of the head, the shoulder, the elbow, the hand, the waist, the knee, and the ankle are used as specific points. Although illustrated, it is not restricted to this example, The specific point should just be set to specific positions, such as the user's 2 fingertip in a distance image. The first extraction unit 54 extracts a first feature amount representing the posture of the user 2 based on the position of the specific point detected in this way.

第2抽出部55は、比較対象31の特定点の位置を検出し、この特定点の位置に基づいて比較対象31の姿勢を表す第2の特徴量を抽出する。すなわち、第2抽出部(基準量抽出部)55は、比較対象(運動者)31の身体における所定の標本点(特定点)33の位置を検出し当該標本点33の位置に基づいて運動者31の姿勢を表す基準量(第2の特徴量)を求めるように構成される。比較対象31の特定点の位置は、比較映像の撮像時に距離画像センサ4で得られる距離画像から検出される。   The second extraction unit 55 detects the position of the specific point of the comparison target 31, and extracts a second feature amount representing the posture of the comparison target 31 based on the position of the specific point. That is, the second extraction unit (reference amount extraction unit) 55 detects the position of a predetermined sample point (specific point) 33 on the body of the comparison target (exercise person) 31, and moves the athlete based on the position of the sample point 33. A reference amount (second feature amount) representing 31 postures is obtained. The position of the specific point of the comparison target 31 is detected from the distance image obtained by the distance image sensor 4 when the comparison video is captured.

評価部56は、第1の特徴量と第2の特徴量とを比較することにより、利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価する。すなわち、評価部(姿勢評価部)56は、第1抽出部(特徴量抽出部)で54求められた特徴量(第1の特徴量)を運動者(比較対象)の姿勢を表す基準量(第2の特徴量)と比較して、利用者2の姿勢の運動者の姿勢からのずれの評価を行うように構成される。   The evaluation unit 56 evaluates the posture deviation between the user 2 and the comparison target 31 by comparing the first feature value and the second feature value. That is, the evaluation unit (posture evaluation unit) 56 uses the feature amount (first feature amount) obtained by the first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 as a reference amount (the comparison target) representing the posture of the athlete (comparison target). Compared to the second feature amount), the user 2 is configured to evaluate the deviation of the posture of the user from the posture of the exerciser.

提示部57は、評価部56で評価された利用者2と比較対象31との姿勢のずれを利用者2に提示する。すなわち、提示部57は、評価部(姿勢評価部)56による評価の結果を提示するように構成される。具体的には、提示部57は、評価部56の評価結果を音声や光等で利用者2に提示する。あるいは、表示制御部52からの指示により評価部56の評価結果を表示装置3に表示させる構成とし、表示装置3が提示部57として兼用されてもよい。   The presenting unit 57 presents to the user 2 the posture deviation between the user 2 and the comparison target 31 evaluated by the evaluation unit 56. That is, the presentation unit 57 is configured to present the result of evaluation by the evaluation unit (posture evaluation unit) 56. Specifically, the presentation unit 57 presents the evaluation result of the evaluation unit 56 to the user 2 by voice or light. Alternatively, the evaluation result of the evaluation unit 56 may be displayed on the display device 3 according to an instruction from the display control unit 52, and the display device 3 may also be used as the presentation unit 57.

以下に、第1抽出部54、第2抽出部55、評価部56、提示部57の動作について詳しく説明する。   Below, operation | movement of the 1st extraction part 54, the 2nd extraction part 55, the evaluation part 56, and the presentation part 57 is demonstrated in detail.

本実施形態では、第1抽出部54は、図3,4に示すように利用者2の全身から複数の特定点22の位置を検出し、これら特定点同士を直線で結ぶことにより、三次元空間における利用者2の姿勢を表す身体モデル(以下、「第1の身体モデル」という)21を生成する。つまり、第1抽出部54では、図3に示すような姿勢の利用者2の距離画像から、図4に示すような第1の身体モデル21を生成する。すなわち、第1抽出部(特徴量抽出部)54は、利用者2の身体における複数の標本点22の位置を検出し、複数の標本点の位置に基づいて利用者2の身体を示す身体モデル(第1の身体モデル)21を作成し、身体モデル21に基づいて特徴量(第1の特徴量)を求めるように構成される。本実施形態では、利用者2の身体における複数の標本点22は、利用者2の頭部の標本点22(22a)と、利用者2の右肩の標本点22(22b)と、利用者2の左肩の標本点22(22c)と、利用者2の右肘の標本点22(22d)と、利用者2の左肘の標本点22(22e)と、利用者2の右手の標本点22(22f)と、利用者2の左手の標本点22(22g)と、利用者2の腰部の標本点22(22h)と、利用者2の右膝の標本点22(22i)と、利用者2の左膝の標本点22(22j)と、利用者2の右足の標本点22(22k)と、利用者2の左足の標本点22(22l)と、を含む。第1抽出部54は、12の標本点22a−22lに基づいて、第1の身体モデル21を生成する(図4参照)。   In the present embodiment, the first extraction unit 54 detects the positions of a plurality of specific points 22 from the entire body of the user 2 as shown in FIGS. A body model (hereinafter referred to as “first body model”) 21 representing the posture of the user 2 in the space is generated. That is, in the 1st extraction part 54, the 1st body model 21 as shown in FIG. 4 is produced | generated from the distance image of the user 2 of a posture as shown in FIG. That is, the first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 detects the positions of the plurality of sample points 22 in the body of the user 2 and shows the body model of the user 2 based on the positions of the plurality of sample points. A (first body model) 21 is created, and a feature amount (first feature amount) is obtained based on the body model 21. In the present embodiment, the plurality of sample points 22 on the body of the user 2 are the sample point 22 (22a) on the head of the user 2, the sample point 22 (22b) on the right shoulder of the user 2, and the user. 2 left shoulder sample point 22 (22c), user 2 right elbow sample point 22 (22d), user 2 left elbow sample point 22 (22e), and user 2 right hand sample point 22 (22f), sample point 22 (22g) of user 2's left hand, sample point 22 (22h) of user 2's waist, sample point 22 (22i) of user 2's right knee, and use It includes the sample point 22 (22j) of the left knee of the user 2, the sample point 22 (22k) of the right foot of the user 2, and the sample point 22 (221) of the left foot of the user 2. The 1st extraction part 54 produces | generates the 1st body model 21 based on 12 sample points 22a-22l (refer FIG. 4).

なお、距離画像センサ4で生成される利用者2の距離画像は利用者2の動きに合わせて随時変化する動画であるので、距離画像の各フレームから生成される第1の身体モデル21は、利用者2の動きをリアルタイムで表すことになる。   Since the distance image of the user 2 generated by the distance image sensor 4 is a moving image that changes as the user 2 moves, the first body model 21 generated from each frame of the distance image is The movement of the user 2 is represented in real time.

距離画像センサ4は、図1に示されるように、利用者2より上方に設置されている。そのため、距離画像センサ4より得られる利用者2の画像(距離画像)は、利用者2を斜め上方向から撮影して得られた画像となる。すなわち、距離画像は、利用者2が歪んだ画像となる。そのため、距離画像センサ4のカメラの俯角に起因して特徴量に誤差が生じるおそれがある。そこで、第1抽出部54は、標本点(特定点)22を検出する前処理として、距離画像センサ4より得られた距離画像を、利用者2を正面から撮影して得られる距離画像に補正する補正処理を行うように構成される。なお、このような補正処理は、予め求められた行列を利用して画像の座標を変換することで行える。第1抽出部54は、補正処理を行った後に、距離画像から標本点22の位置を検出する。なお、俯角に起因する誤差が小さい場合には、補正処理を省略してもよい。距離画像センサ4は、利用者2の目の高さより下に設置されてもよい。たとえば、距離画像センサ4は、ハーフミラー6の前面の下端中央に設置されてもよい。この場合も、第1抽出部54は、距離画像センサ4より得られた距離画像を、利用者2を正面から撮影して得られる距離画像に補正する補正処理を行うように構成される。また、距離画像センサ4は、利用者2の右方や左方に設置されていてもよく、この場合も、上記と同様の補正処理を行うことで、利用者2を正面から撮影した場合と同様の距離画像が得られる。   The distance image sensor 4 is installed above the user 2 as shown in FIG. Therefore, the image (distance image) of the user 2 obtained from the distance image sensor 4 is an image obtained by photographing the user 2 from obliquely upward. That is, the distance image is an image distorted by the user 2. For this reason, an error may occur in the feature amount due to the depression angle of the camera of the distance image sensor 4. Therefore, the first extraction unit 54 corrects the distance image obtained from the distance image sensor 4 as a distance image obtained by photographing the user 2 from the front as preprocessing for detecting the sample point (specific point) 22. It is comprised so that the correction process to perform may be performed. Such correction processing can be performed by converting the coordinates of the image using a matrix obtained in advance. After performing the correction process, the first extraction unit 54 detects the position of the sample point 22 from the distance image. When the error due to the depression angle is small, the correction process may be omitted. The distance image sensor 4 may be installed below the eye level of the user 2. For example, the distance image sensor 4 may be installed at the center of the lower end of the front surface of the half mirror 6. Also in this case, the first extraction unit 54 is configured to perform a correction process for correcting the distance image obtained from the distance image sensor 4 into a distance image obtained by photographing the user 2 from the front. Further, the distance image sensor 4 may be installed on the right side or the left side of the user 2, and in this case, the correction process similar to the above is performed to capture the user 2 from the front. Similar distance images are obtained.

また、第1抽出部54は、第1の身体モデル21を生成する際、距離画像から検出された特定点22の位置を、距離画像センサ4で得られる距離画像について規定された撮像座標系の座標位置から、仮想空間に規定された表示座標系の座標位置へと座標変換する。ここでいう仮想空間は、表示装置3の前方における利用者2の立ち位置を含む直方体状の空間に対応しており、利用者2の前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ座標軸とする三次元直交座標系の空間である。つまり、第1抽出部54は、所定の変換式を用いて、距離画像センサ4が基準となる極座標系から、仮想空間に規定された三次元直交座標系へと特定点22の位置を座標変換した上で、第1の身体モデル21を生成する。   Further, when the first extraction unit 54 generates the first body model 21, the position of the specific point 22 detected from the distance image is in an imaging coordinate system defined for the distance image obtained by the distance image sensor 4. Coordinate conversion is performed from the coordinate position to the coordinate position of the display coordinate system defined in the virtual space. The virtual space here corresponds to a rectangular parallelepiped space including the standing position of the user 2 in front of the display device 3, and is a three-dimensional coordinate having the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction of the user 2 as coordinate axes. It is a space of Cartesian coordinate system. That is, the first extraction unit 54 converts the position of the specific point 22 from the polar coordinate system on which the distance image sensor 4 is a reference to the three-dimensional orthogonal coordinate system defined in the virtual space, using a predetermined conversion formula. After that, the first body model 21 is generated.

一方、第2抽出部55は、比較映像中の比較対象31の姿勢を表す身体モデル(以下、「第2の身体モデル」という)32(図6参照)を生成する。すなわち、第2抽出部(基準量抽出部)55は、比較対象(運動者)31の身体における複数の標本点33の位置を検出し、複数の標本点の位置に基づいて比較対象31の身体を示す身体モデル(第2の身体モデル)32を作成し、身体モデル32に基づいて基準量(第2の特徴量)を求めるように構成される。本実施形態では、比較対象(運動者)31の身体における複数の標本点33は、比較対象31の頭部の標本点33(33a)と、比較対象31の右肩の標本点33(33b)と、比較対象31の左肩の標本点33(33c)と、比較対象31の右肘の標本点33(33d)と、比較対象31の左肘の標本点33(33e)と、比較対象31の右手の標本点33(33f)と、比較対象31の左手の標本点33(33g)と、比較対象31の腰部の標本点33(33h)と、比較対象31の右膝の標本点33(33i)と、比較対象31の左膝の標本点33(33j)と、比較対象31の右足の標本点33(33k)と、比較対象31の左足の標本点33(33l)と、を含む。第2抽出部55は、12の標本点33a−33lに基づいて、第2の身体モデル32を生成する(図6参照)。   On the other hand, the second extraction unit 55 generates a body model (hereinafter referred to as “second body model”) 32 (see FIG. 6) representing the posture of the comparison target 31 in the comparison video. That is, the second extraction unit (reference amount extraction unit) 55 detects the positions of the plurality of sample points 33 in the body of the comparison target (exercise person) 31, and based on the positions of the plurality of sample points, the body of the comparison target 31 Is created, and a reference quantity (second feature quantity) is obtained based on the body model 32. In the present embodiment, the plurality of sample points 33 in the body of the comparison target (exercise person) 31 are the sample point 33 (33a) of the head of the comparison target 31 and the sample point 33 (33b) of the right shoulder of the comparison target 31. A sample point 33 (33c) on the left shoulder of the comparison target 31, a sample point 33 (33d) on the right elbow of the comparison target 31, a sample point 33 (33e) on the left elbow of the comparison target 31, and Sample point 33 (33f) for the right hand, sample point 33 (33g) for the left hand of comparison object 31, sample point 33 (33h) for the waist of comparison object 31, and sample point 33 (33i) for right knee of comparison object 31 ), The sample point 33 (33j) of the left knee of the comparison target 31, the sample point 33 (33k) of the right foot of the comparison target 31, and the sample point 33 (33l) of the left foot of the comparison target 31. The 2nd extraction part 55 produces | generates the 2nd body model 32 based on 12 sample points 33a-331 (refer FIG. 6).

比較対象31の姿勢を表す第2の身体モデル32は、比較映像の撮像時に、第1の身体モデル21と同様に距離画像センサ4で得られる距離画像から生成される。なお、第2抽出部55は、第1抽出部54と同様に、標本点(特定点)33を検出する前処理として、距離画像センサ4より得られた距離画像を、比較対象31を正面から撮影して得られる距離画像に補正する補正処理を行うように構成される。つまり、第2抽出部55は、比較映像の撮像時に得られた距離画像中の複数の特定点22同士を直線で結ぶことにより、第2の身体モデル32を生成する。第2の身体モデル32は、第1の身体モデル21と同様、仮想空間に規定された三次元直交座標系(表示座標系)上に生成される。このようにして生成される第2の身体モデル32は、比較映像と共に記憶部51に予め記憶されていてもよい。なお、基準量を予め記憶部41に記憶させておけば、第2抽出部55を省略できる。   The second body model 32 representing the posture of the comparison target 31 is generated from the distance image obtained by the distance image sensor 4 in the same manner as the first body model 21 when the comparison image is captured. Similar to the first extraction unit 54, the second extraction unit 55 performs the distance image obtained from the distance image sensor 4 as the preprocessing for detecting the sample point (specific point) 33, and the comparison target 31 from the front. A correction process is performed to correct the distance image obtained by photographing. That is, the second extraction unit 55 generates the second body model 32 by connecting a plurality of specific points 22 in the distance image obtained at the time of capturing the comparison video with a straight line. Similar to the first body model 21, the second body model 32 is generated on a three-dimensional orthogonal coordinate system (display coordinate system) defined in the virtual space. The second body model 32 generated in this way may be stored in advance in the storage unit 51 together with the comparison video. If the reference amount is stored in the storage unit 41 in advance, the second extraction unit 55 can be omitted.

生成された第1の身体モデル21は、表示制御部52によって、表示面30における利用者2の鏡像20と重なる位置、あるいは表示面30における利用者2の鏡像20の側方あるいは上方または下方となる位置に表示されてもよい。同様に、第2の身体モデル32についても、表示制御部52によって、比較映像中の比較対象31と重なる位置、あるいは表示面30における比較対象31の側方あるいは上方または下方となる位置に表示されてもよい。第1の身体モデル21と第2の身体モデル32との両方が表示される場合、利用者2は、表示面30に表示される両身体モデルを見比べながら運動することができるので、身体のどの部位の動きが比較対象31からずれているのかを把握し易くなる。   The generated first body model 21 is displayed by the display control unit 52 at a position overlapping the mirror image 20 of the user 2 on the display surface 30, or on the side or above or below the mirror image 20 of the user 2 on the display surface 30. May be displayed at a position. Similarly, the second body model 32 is also displayed by the display control unit 52 at a position that overlaps the comparison target 31 in the comparison video, or at a position that is lateral or above or below the comparison target 31 on the display surface 30. May be. When both the first body model 21 and the second body model 32 are displayed, the user 2 can exercise while comparing both body models displayed on the display surface 30, so It becomes easy to grasp whether the movement of the part is deviated from the comparison target 31.

ここで、第1抽出部54は、第1の身体モデル21から複数の特定点22同士を結ぶ直線の所定の基準線に対する角度を求め、この角度を第1の特徴量とする。すなわち、特徴量(第1の特徴量)は、第1の身体モデル21に関して、複数の標本点22から選択される2つの標本点22同士を結ぶ直線と所定の基準線との間の角度である。たとえば、図5に示す第1の身体モデル21のうち、右肩に相当する特定点22(22c)に着目すると、右肩−左肩間を結ぶ直線(標本点22cと標本点22bとを結ぶ直線)を基準線として、右肩−右肘間を結ぶ直線(標本点22cと標本点22bとを結ぶ直線)の基準線に対する角度α、つまり右肩関節の角度αが求まる。また、第1の身体モデル21のうち、右肘に相当する特定点22(22e)に着目すると、右肩−右肘間を結ぶ直線(標本点22cと標本点22eとを結ぶ直線)を基準線として、右肘−右手間を結ぶ直線(標本点22eと標本点22gとを結ぶ直線)の基準線に対する角度β、つまり右肘関節の角度βが求まる。   Here, the 1st extraction part 54 calculates | requires the angle with respect to the predetermined | prescribed reference line of the straight line which connects the some specific points 22 from the 1st body model 21, and makes this angle a 1st feature-value. That is, the feature amount (first feature amount) is an angle between a straight line connecting two sample points 22 selected from a plurality of sample points 22 and a predetermined reference line with respect to the first body model 21. is there. For example, focusing on the specific point 22 (22c) corresponding to the right shoulder in the first body model 21 shown in FIG. 5, a straight line connecting the right shoulder and the left shoulder (a straight line connecting the sample point 22c and the sample point 22b). ) As a reference line, an angle α with respect to a reference line of a straight line connecting the right shoulder and the right elbow (a straight line connecting the sample point 22c and the sample point 22b), that is, an angle α of the right shoulder joint is obtained. Further, when focusing on the specific point 22 (22e) corresponding to the right elbow in the first body model 21, a straight line connecting the right shoulder and the right elbow (a straight line connecting the sample point 22c and the sample point 22e) is used as a reference. As a line, an angle β with respect to a reference line of a straight line connecting the right elbow and the right hand (a straight line connecting the sample point 22e and the sample point 22g), that is, an angle β of the right elbow joint is obtained.

同様に、第2抽出部55は、第2の身体モデル32から複数の特定点33同士を結ぶ直線の所定の基準線に対する角度を求め、この角度を第2の特徴量とする。すなわち、基準量(第2の特徴量)は、第2の身体モデル32に関して、複数の標本点33から選択される2つの標本点33同士を結ぶ直線と所定の基準線との間の角度である。たとえば、図6に示すような第2の身体モデル32からは、右肩関節の角度αと右肘関節の角度βとが求まる。   Similarly, the 2nd extraction part 55 calculates | requires the angle with respect to the predetermined | prescribed reference line of the straight line which connects several specific points 33 from the 2nd body model 32, and makes this angle a 2nd feature-value. That is, the reference amount (second feature amount) is an angle between a straight line connecting two sample points 33 selected from a plurality of sample points 33 and a predetermined reference line with respect to the second body model 32. is there. For example, from the second body model 32 as shown in FIG. 6, the angle α of the right shoulder joint and the angle β of the right elbow joint are obtained.

要するに、第1抽出部54は、第1の身体モデル21から求まるある関節についての角度を第1の特徴量として抽出し、第2抽出部55は、第2の身体モデル32から求まるある関節についての角度を第2の特徴量として抽出する。   In short, the first extraction unit 54 extracts an angle about a certain joint obtained from the first body model 21 as a first feature amount, and the second extraction unit 55 about a certain joint obtained from the second body model 32. Are extracted as the second feature amount.

また、特徴量(第1特徴量)は、利用者2の身体の傾きであってもよい。利用者2の身体の傾きは、たとえば、利用者2の肩の傾き(図7参照)である。この場合、第1抽出部(特徴量抽出部)54は、利用者2の右上肢の標本点22と左上肢の標本点22との位置を検出するように構成される。図7に示す例では、右上肢の標本点22は右肘の標本点22eであり、左上肢の標本点22は左肘の標本点22dである。なお、右上肢の標本点22は右肩の標本点22cであってもよいし、左上肢の標本点22は左肩の標本点22bであってもよい。第1抽出部54は、右上肢の標本点22と左上肢の標本点22とを結ぶ直線L100と水平線L200との間の角度を、利用者2の肩の傾きとして算出するように構成される。図7に示す例では、利用者2の肩の傾きは−20°である。利用者2の肩の傾きは、直線L100の傾きが正であれば負、直線L100の傾きが負であれば正となるように表される。   Further, the feature amount (first feature amount) may be the inclination of the body of the user 2. The inclination of the body of the user 2 is, for example, the inclination of the shoulder of the user 2 (see FIG. 7). In this case, the first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 is configured to detect the positions of the sample point 22 on the upper right limb and the sample point 22 on the left upper limb of the user 2. In the example shown in FIG. 7, the sample point 22 of the upper right limb is the sample point 22e of the right elbow, and the sample point 22 of the left upper limb is the sample point 22d of the left elbow. The sample point 22 on the upper right limb may be the sample point 22c on the right shoulder, and the sample point 22 on the left upper limb may be the sample point 22b on the left shoulder. The first extraction unit 54 is configured to calculate the angle between the straight line L100 connecting the sample point 22 of the upper right limb and the sample point 22 of the left upper limb and the horizontal line L200 as the shoulder inclination of the user 2. . In the example shown in FIG. 7, the inclination of the shoulder of the user 2 is −20 °. The inclination of the shoulder of the user 2 is expressed so as to be negative if the inclination of the straight line L100 is positive and positive if the inclination of the straight line L100 is negative.

また、利用者2の身体の傾きは、たとえば、利用者2の体幹の傾き(図8参照)であってもよい。この場合、第1抽出部(特徴量抽出部)54は、利用者2の頭部の標本点22aと腰部の標本点22hとの位置を検出し、頭部の標本点22aと腰部の標本点22hとを結ぶ直線L110と垂直線L210との間の角度を、利用者2の体幹の傾きとして算出するように構成される。図8に示す例では、利用者2の体幹の傾きは−30°である。利用者2の体幹の傾きは、直線L110の傾きが正であれば正、直線L110の傾きが負であれば負となるように表される。   Further, the inclination of the body of the user 2 may be, for example, the inclination of the trunk of the user 2 (see FIG. 8). In this case, the first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 detects the positions of the sample point 22a on the head of the user 2 and the sample point 22h on the waist, and the sample point 22a on the head and the sample point on the waist. The angle between the straight line L110 connecting the line 22h and the vertical line L210 is calculated as the inclination of the trunk of the user 2. In the example shown in FIG. 8, the inclination of the trunk of the user 2 is −30 °. The inclination of the trunk of the user 2 is represented so as to be positive if the inclination of the straight line L110 is positive and negative if the inclination of the straight line L110 is negative.

同様の方法で、基準量抽出部55は、基準量(第2の特徴量)として、比較対象31の身体の傾き(肩や体幹の傾き)を求めることができる。   In a similar manner, the reference amount extraction unit 55 can obtain the body inclination (shoulder or trunk inclination) of the comparison target 31 as the reference amount (second feature amount).

また、特徴量(第1の特徴量)は、利用者2の身体の特定部位の可動域であってもよい。特に、特定部位は、利用者2の上肢である(図9参照)。図9に示す例では、特定部位は右上肢である。この例では、第1抽出部(特徴量抽出部)54は、利用者2の上肢の標本点22(右手の標本点22g)と上肢に対応する肩の標本点22(右肩の標本点22c)との位置を検出する。利用者2の上肢の標本点22は、右肘の標本点22eであってもよい。そして、第1抽出部54は、上肢の標本点22(22g)と肩の標本点22(22c)とを結ぶ直線L120と垂直線L210との間の角度を上肢の可動域として算出するように構成される。図9に示す例では、第1抽出部54は、利用者2の右上肢の可動域を求めており、その値は70°である。   Further, the feature amount (first feature amount) may be a range of motion of a specific part of the body of the user 2. In particular, the specific part is the upper limb of the user 2 (see FIG. 9). In the example shown in FIG. 9, the specific part is the upper right limb. In this example, the first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 includes the sample point 22 of the upper limb of the user 2 (sample point 22g of the right hand) and the sample point 22 of the shoulder corresponding to the upper limb (sample point 22c of the right shoulder). ) And position. The sample point 22 of the upper limb of the user 2 may be the sample point 22e of the right elbow. Then, the first extraction unit 54 calculates the angle between the straight line L120 and the vertical line L210 connecting the upper limb sample point 22 (22g) and the shoulder sample point 22 (22c) as the range of motion of the upper limb. Composed. In the example illustrated in FIG. 9, the first extraction unit 54 obtains the range of motion of the upper right limb of the user 2 and the value is 70 °.

なお、特定部位は、左上肢であってもよい。この場合は、第1抽出部(特徴量抽出部)54は、利用者2の上肢の標本点22(左手の標本点22fや左肘の標本点22d)と上肢に対応する肩の標本点22(左肩の標本点22b)との位置を検出すればよい。   The specific part may be the left upper limb. In this case, the first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 samples the upper limb sample point 22 (the left hand sample point 22f and the left elbow sample point 22d) of the user 2 and the shoulder sample point 22 corresponding to the upper limb. What is necessary is just to detect the position with (sample point 22b of the left shoulder).

また、特定部位は、下肢(右下肢や左下肢)であってもよい。この場合、第1抽出部54は、下肢の標本点22(たとえば、左膝、左足、右膝、右足の標本点22i,22k,22j,22l)と腰部の標本点22hとを結ぶ直線(図示せず)と垂直線L210との間の角度を下肢の可動域として算出するように構成される。   Further, the specific part may be the lower limb (right leg or left leg). In this case, the first extraction unit 54 connects the lower limb sample points 22 (for example, the left knee, left foot, right knee, right foot sample points 22i, 22k, 22j, 22l) and the waist sample point 22h (see FIG. The angle between the vertical line L210 and the vertical line L210 is calculated as the range of motion of the lower limb.

同様の方法で、基準量抽出部55は、基準量(第2の特徴量)として、比較対象31の身体の特定部位(上肢や下肢)の可動域を求めることができる。   In the same manner, the reference amount extraction unit 55 can obtain the range of motion of a specific part (upper limb or lower limb) of the body of the comparison target 31 as the reference amount (second feature amount).

また、第1の身体モデル21は、利用者2を正面から捉えた距離画像から生成される身体モデルに限らず、利用者2を側方から捉えた距離画像から生成される身体モデルであってもよい。たとえば、利用者2の足元に設置された圧力センサで利用者2の両足の位置および重心位置を検出すれば、その結果から、利用者2の身体が距離画像センサ4に対して正面を向いているのか、側方を向いているのかを判断することができる。この判断結果から、第1抽出部54は、利用者2が正面を向いていれば正面視の第1の身体モデル21を生成し、利用者2が側方を向いていれば、正面視の身体モデルを鉛直方向の軸周りで90度回転させた横向きの第1の身体モデル21を生成する。   The first body model 21 is not limited to a body model generated from a distance image capturing the user 2 from the front, but is a body model generated from a distance image capturing the user 2 from the side. Also good. For example, if the pressure sensor installed at the feet of the user 2 detects the positions of both feet and the center of gravity of the user 2, the body of the user 2 faces the front of the distance image sensor 4 based on the result. You can determine whether you are facing or sideways. From this determination result, the first extraction unit 54 generates the first body model 21 in front view when the user 2 is facing front, and the front view when the user 2 is facing sideways. A lateral first body model 21 is generated by rotating the body model 90 degrees around the vertical axis.

このようにして生成される横向きの第1の身体モデル21によれば、前後方向への身体の動き(たとえば肩部と腰部とを結ぶ直線の前傾・後傾など)なども第1の特徴量として抽出可能である。第2の身体モデル32についても、同様に横向きの身体モデルが生成されていてもよい。これらの横向きの身体モデルが表示制御部52によって表示面30に表示されると、利用者2は、身体モデルから自身の前後方向への身体の動きを確認することができる。   According to the first horizontal body model 21 generated in this way, the movement of the body in the front-rear direction (for example, the forward / backward inclination of the straight line connecting the shoulder and the waist) is also the first feature. It can be extracted as a quantity. Similarly, for the second body model 32, a lateral body model may be generated. When these horizontal body models are displayed on the display surface 30 by the display control unit 52, the user 2 can check the body movement in the front-rear direction of the user from the body model.

評価部56は、第1の特徴量として第1の身体モデル21から抽出された関節の角度と、第2の特徴量として第2の身体モデル32から抽出された関節の角度とを比較することにより、利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価する。評価部56は、関節の角度を比較することにより、腕の長さ等の違いを無視して利用者2と比較対象31との姿勢のずれを客観的に評価することができる。なお、評価部56では、両身体モデル間で、複数の関節の角度を比較してもよいし、特定の関節のみに着目して角度を比較してもよい。   The evaluation unit 56 compares the joint angle extracted from the first body model 21 as the first feature amount and the joint angle extracted from the second body model 32 as the second feature amount. Thus, the deviation of the posture between the user 2 and the comparison target 31 is evaluated. The evaluation unit 56 can objectively evaluate the posture deviation between the user 2 and the comparison target 31 by comparing the angles of the joints and ignoring the difference in arm length and the like. The evaluation unit 56 may compare the angles of a plurality of joints between both body models, or may compare the angles while paying attention to only a specific joint.

ここでは、評価部56は、第1の特徴量と第2の特徴量との間で差分を算出する。評価部56は、算出した差分値に応じて利用者2と比較対象31との姿勢のずれの程度を数値化してもよいし、差分値が所定の閾値を超えるか否かによって利用者2と比較対象31との間に姿勢のずれが生じているか否かを判断してもよい。ここに、評価部56は、三次元モデルである第1の身体モデル21、第2の身体モデル32からそれぞれ抽出された特徴量を用いて評価を行うので、表示面30に沿う平面内でのずれだけでなく、奥行き方向(表示面30に直交する方向)のずれについても評価できる。   Here, the evaluation unit 56 calculates a difference between the first feature value and the second feature value. The evaluation unit 56 may digitize the degree of deviation of the posture between the user 2 and the comparison target 31 according to the calculated difference value, and may determine whether the difference value exceeds a predetermined threshold. It may be determined whether or not there is a misalignment with the comparison target 31. Here, the evaluation unit 56 performs the evaluation using the feature amounts extracted from the first body model 21 and the second body model 32, which are three-dimensional models. Not only the deviation but also the deviation in the depth direction (direction orthogonal to the display surface 30) can be evaluated.

提示部57が提示する内容は、単に利用者2と比較対象31とで姿勢がずれているか否かの判断結果であってもよいし、ずれの程度を表す内容であってもよい。さらに、評価部56が、第1の特徴量と第2の特徴量とを比較することにより、身体のどの部位がどの向きにずれているかといった細かい判断をしている場合には、提示部57は、ずれを小さくするためのアドバイスを提示してもよい。右腕を大きく横に広げる運動のときに、利用者2の右肘関節が曲がっている場合、提示部57は「腕を伸ばしてください」などというアドバイスを提示する。   The content presented by the presentation unit 57 may simply be a determination result as to whether or not the posture is shifted between the user 2 and the comparison target 31, or may be content indicating the degree of shift. Further, when the evaluation unit 56 makes a detailed determination as to which part of the body is displaced in which direction by comparing the first feature value and the second feature value, the presentation unit 57. May present advice for reducing the deviation. If the right elbow joint of the user 2 is bent during the exercise of widening the right arm to the side, the presentation unit 57 presents advice such as “Extend your arm”.

また、表示装置3が提示部57として兼用される場合には、表示制御部52が、比較映像の中で利用者2の姿勢のずれ量が大きい部位の色を変えるなどして強調表示を行うことによって、どの部位を正しく動かせていないのかを利用者2に認識させることができる。たとえば、右腕を大きく横に広げる運動のときに、利用者2の右腕が十分に上がっておらず比較対象31の右腕とずれている場合、表示制御部52は、比較映像中の比較対象31の右腕部分を強調表示し、右腕部分のずれを利用者2に提示する。これにより、利用者2は比較対象31とずれている部位に注意して運動することが可能になり、比較映像中の比較対象31に合わせて運動し易くなる。   Further, when the display device 3 is also used as the presentation unit 57, the display control unit 52 performs highlighting by changing the color of a part where the deviation amount of the posture of the user 2 is large in the comparison video. Thus, it is possible to make the user 2 recognize which part is not correctly moved. For example, when the right arm of the user 2 is not sufficiently raised and deviates from the right arm of the comparison target 31 during the exercise of widening the right arm to the side, the display control unit 52 displays the comparison target 31 in the comparison video. The right arm portion is highlighted and the deviation of the right arm portion is presented to the user 2. Accordingly, the user 2 can exercise while paying attention to a portion that is deviated from the comparison target 31, and can easily exercise according to the comparison target 31 in the comparison video.

このように、提示部57は、利用者2の身体のどの部位が比較対象31からずれているのか、またどの向きにずれているのかといった情報を利用者2にフィードバックすることにより、利用者2に正しい運動を習得させることができる。   In this way, the presentation unit 57 feeds back information to the user 2 such as which part of the body of the user 2 is deviated from the comparison target 31 and in which direction, so that the user 2 Can learn the right exercise.

さらにまた、評価部56が、第1の特徴量と第2の特徴量との差分値に応じて、利用者2と比較対象31との姿勢のずれの程度を数値化する場合、提示部57は、ずれの程度を表すこの数値を提示してもよい。すなわち、評価部(姿勢評価部)56は、特徴量(第1の特徴量)と基準量(第2の特徴量)の差分を示す数値を求めるように構成され、提示部57は、姿勢評価部56で求められた数値を提示するように構成されてもよい。具体的には、提示部57は、第1の特徴量と第2の特徴量との差分値をそのまま提示したり、当該差分値に応じて求まる利用者2と比較対象31との姿勢の一致度を示す得点を提示したりすることにより、ずれの程度や一致度を提示することができる。   Furthermore, when the evaluation unit 56 quantifies the degree of the posture deviation between the user 2 and the comparison target 31 according to the difference value between the first feature amount and the second feature amount, the presentation unit 57. May present this numerical value representing the degree of deviation. That is, the evaluation unit (posture evaluation unit) 56 is configured to obtain a numerical value indicating a difference between the feature amount (first feature amount) and the reference amount (second feature amount), and the presentation unit 57 is configured to perform posture evaluation. The numerical value obtained by the unit 56 may be presented. Specifically, the presentation unit 57 presents the difference value between the first feature amount and the second feature amount as it is, or matches the postures of the user 2 and the comparison target 31 obtained according to the difference value. By presenting a score indicating the degree, the degree of deviation and the degree of coincidence can be presented.

このように、利用者2と比較対象31との姿勢のずれの程度や一致度が定量化されて提示されることにより、利用者2は、提示された数値を運動の習熟度の目安として、運動の効果を容易に評価することができる。なお、提示部57は、利用者2と比較対象31との姿勢の一致度を表す数値を複数の段階に分け、ランク付けして提示してもよい。   Thus, by quantifying and presenting the degree of degree of deviation and the degree of coincidence between the user 2 and the comparison target 31, the user 2 can use the presented numerical value as a measure of the proficiency level of exercise. The effect of exercise can be easily evaluated. Note that the presentation unit 57 may divide a numerical value representing the degree of coincidence between the postures of the user 2 and the comparison target 31 into a plurality of stages, rank them, and present them.

また、他の例として、第1抽出部54は、第1の身体モデル21から複数の特定点22同士を結ぶ直線で囲まれた領域の面積を求め、この面積を第1の特徴量としてもよい。すなわち、第1の身体モデル21における標本点の数は、少なくとも3つ以上であり、特徴量(第1の特徴量)は、複数の標本点により規定される領域の面積であってもよい。たとえば、図5に示す第1の身体モデル21のうち、右肩、右肘、右手、体幹、右膝、右足首に着目すると、これらの特定点22を結ぶ直線で囲まれた領域(図中斜線部)の面積が求まる。同様に、第2抽出部55は、図6に示す第2の身体モデル32から、右肩、右肘、右手、体幹、右膝、右足首を結ぶ直線で囲まれた領域(図中斜線部)の面積を求め、この面積を第2の特徴量とする。すなわち、第2身体モデル32における標本点の数は、少なくとも3つ以上であり、基準量(第2の特徴量)は、複数の標本点により規定される領域の面積であってもよい。   As another example, the first extraction unit 54 obtains the area of a region surrounded by a straight line connecting a plurality of specific points 22 from the first body model 21 and uses this area as a first feature amount. Good. That is, the number of sample points in the first body model 21 may be at least three, and the feature amount (first feature amount) may be an area of a region defined by a plurality of sample points. For example, when focusing on the right shoulder, right elbow, right hand, trunk, right knee, and right ankle in the first body model 21 shown in FIG. 5, a region surrounded by a straight line connecting these specific points 22 (FIG. 5). The area of (hatched area) is obtained. Similarly, the second extraction unit 55 includes an area surrounded by a straight line connecting the right shoulder, the right elbow, the right hand, the trunk, the right knee, and the right ankle from the second body model 32 shown in FIG. Part), and this area is set as the second feature amount. That is, the number of sample points in the second body model 32 may be at least three, and the reference amount (second feature amount) may be an area of a region defined by a plurality of sample points.

この場合、評価部56は、第1の特徴量として第1の身体モデル21から抽出された面積と、第2の特徴量として第2の身体モデル32から抽出された面積とを比較することにより、利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価する。このようにして求まる面積は姿勢の傾向(身体の開き具合等)を表すので、評価部56は、上記面積を比較することにより、利用者2と比較対象31との姿勢のずれを大まかに評価することができる。なお、評価部56では、両身体モデル間で、複数の領域の面積を比較してもよいし、単一の領域の面積を比較してもよい。   In this case, the evaluation unit 56 compares the area extracted from the first body model 21 as the first feature quantity with the area extracted from the second body model 32 as the second feature quantity. The deviation of the posture between the user 2 and the comparison target 31 is evaluated. Since the area thus obtained represents a tendency of posture (such as the degree of opening of the body), the evaluation unit 56 roughly evaluates the posture deviation between the user 2 and the comparison target 31 by comparing the above areas. can do. In the evaluation unit 56, the areas of a plurality of regions may be compared between both body models, or the areas of a single region may be compared.

以上述べたように、本実施形態の運動支援システム1は、利用者2の正面に配置され利用者2と向き合う表示面30に映像を表示する表示装置3と、表示面30に対して利用者2側に配置されるハーフミラー6と、利用者2に行わせる運動と同じ運動をする比較対象31の映像を比較映像として記憶した記憶部51と、利用者2の運動時に表示装置3に比較映像を表示させる表示制御部52とを備える。さらに、運動支援システム1は、利用者2の身体の特定点の位置を検出し当該特定点の位置に基づいて利用者2の姿勢を表す第1の特徴量を抽出する第1抽出部54と、比較対象31の特定点の位置を検出し当該特定点の位置に基づいて比較対象31の姿勢を表す第2の特徴量を抽出する第2抽出部55と、第1の特徴量と第2の特徴量とを比較して利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価する評価部56と、評価部56の評価結果を提示する提示部57とを備える。   As described above, the exercise support system 1 according to this embodiment includes the display device 3 that displays an image on the display surface 30 that is disposed in front of the user 2 and faces the user 2, and the user with respect to the display surface 30. Compared to the display device 3 when the user 2 exercises, the half mirror 6 arranged on the second side, the storage unit 51 that stores the image of the comparison object 31 that performs the same exercise as the exercise performed by the user 2 as a comparison image And a display control unit 52 for displaying video. Furthermore, the exercise support system 1 detects the position of a specific point on the body of the user 2 and extracts a first feature value representing the posture of the user 2 based on the position of the specific point; A second extraction unit 55 that detects the position of the specific point of the comparison target 31 and extracts a second feature amount representing the posture of the comparison target 31 based on the position of the specific point; a first feature amount and a second feature amount; The evaluation part 56 which compares the feature-value of this and evaluates the attitude | position shift | offset | difference of the user 2 and the comparison object 31, and the presentation part 57 which presents the evaluation result of the evaluation part 56 are provided.

すなわち、本実施形態の運動支援システム1は、利用者2に画像を表示する表示面30を有する表示装置3と、所定の運動を行う運動者(比較対象31)の画像である比較画像を記憶する記憶部(比較画像記憶部)51と、比較画像記憶部51に記憶された比較画像を表示面30に表示する表示制御部(比較画像表示部)52と、利用者2の鏡像を比較画像に重ねて表示する鏡像表示手段と、利用者2の身体における所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて利用者2の姿勢を表す特徴量(第1の特徴量)を求める第1抽出部(特徴量抽出部)54と、特徴量抽出部54で求められた特徴量を運動者の姿勢を表す基準量(第2の特徴量)と比較して、利用者2の姿勢の運動者の姿勢からのずれの評価を行う評価部(姿勢評価部)56と、姿勢評価部56による評価の結果を提示する提示部57と、を備える。   That is, the exercise support system 1 according to the present embodiment stores a display device 3 having a display surface 30 that displays an image on the user 2 and a comparison image that is an image of an exerciser (comparison target 31) performing a predetermined exercise. Storage unit (comparison image storage unit) 51, a display control unit (comparison image display unit) 52 for displaying the comparison image stored in the comparison image storage unit 51 on the display surface 30, and a mirror image of the user 2 as a comparison image And a mirror image display means for displaying in a superimposed manner, and a feature amount (first feature amount) representing the posture of the user 2 based on the position of the sample point detected on the body of the user 2 The first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 to be obtained and the feature amount obtained by the feature amount extraction unit 54 are compared with a reference amount (second feature amount) representing the posture of the exerciser. Evaluation unit (posture evaluation unit) that evaluates the deviation of the posture from the posture of the athlete It includes a 56, a presentation unit 57 for presenting the results of the evaluation by the posture evaluation unit 56, a.

本実施形態の運動支援システム1において、鏡像表示手段は、表示装置3の前面に配置されるハーフミラー6である。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the mirror image display means is the half mirror 6 disposed on the front surface of the display device 3.

また、本実施形態の運動支援システム1は、基準量抽出部(第2抽出部)55を備える。基準量抽出部55は、比較画像の運動者(比較対象31)の身体における所定の標本点(特定点)の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて運動者の姿勢を表す基準量(第2の特徴量)を求めるように構成される。   In addition, the exercise support system 1 of this embodiment includes a reference amount extraction unit (second extraction unit) 55. The reference amount extraction unit 55 detects the position of a predetermined sample point (specific point) in the body of the exerciser (comparison target 31) in the comparison image, and indicates the reference amount (the amount of the exerciser's posture based on the position of the sample point). The second feature amount is determined.

以上説明した構成の運動支援システム1によれば、利用者2は、ハーフミラー6に映る自身の鏡像20と、表示面30に映る比較映像中の比較対象31とを比較しながら運動することができるので、比較対象31に合わせて運動することが容易になる。その結果、利用者2においては、運動時の正しい姿勢(動き)を習得し易くなり、運動の効果が十分に得られるようになるという利点がある。   According to the exercise support system 1 having the configuration described above, the user 2 can exercise while comparing his / her mirror image 20 reflected in the half mirror 6 and the comparison target 31 in the comparison image reflected in the display surface 30. Therefore, it becomes easy to exercise according to the comparison target 31. As a result, the user 2 has an advantage that it becomes easy to learn the correct posture (movement) during exercise, and the effect of exercise can be sufficiently obtained.

また、評価部56は、利用者2の姿勢を表す第1の特徴量と比較対象32の姿勢を表す第2の特徴量とを比較して利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価し、評価結果を提示部57に提示させる。そのため、利用者2に比較対象31との姿勢のずれを認識させることができる。すなわち、利用者2に自身の姿勢と比較映像中の比較対象31の姿勢との違いがどの程度あるのかを認識させることができる。したがって、利用者2が比較対象31の姿勢から大きく外れた運動をしているような場合、そのことを利用者2自身に気付かせることができるため、利用者2は動きの改善を図ることができ、運動時の正しい姿勢を習得し易くなる。   In addition, the evaluation unit 56 compares the first feature amount representing the posture of the user 2 with the second feature amount representing the posture of the comparison target 32, and determines the posture deviation between the user 2 and the comparison target 31. Evaluate and present the evaluation result to the presentation unit 57. Therefore, the user 2 can recognize the deviation of the posture from the comparison target 31. That is, the user 2 can recognize how much the user 2 is different from the posture of the comparison target 31 in the comparison video. Therefore, when the user 2 is exercising greatly deviating from the posture of the comparison target 31, the user 2 can be made aware of this, so the user 2 can improve the movement. This makes it easier to learn the correct posture during exercise.

なお、本実施形態の運動支援システム1では、比較映像は、利用者2に行わせる運動の模範を示す比較対象31の映像である。すなわち、所定の運動は、利用者2が行う運動の模範となる運動である。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the comparison video is a video of the comparison target 31 that shows an example of exercise to be performed by the user 2. That is, the predetermined exercise is an exercise that serves as an example of the exercise performed by the user 2.

本実施形態の運動支援システム1では、第1抽出部54および第2抽出部55は、それぞれ複数の特定点の位置を検出し当該特定点同士を結ぶことにより身体モデルを生成して、当該身体モデルから特徴量を抽出する。すなわち、特徴量抽出部(第1抽出部)54は、利用者2の身体における複数の標本点(特定点)の位置を検出し、複数の標本点の位置に基づいて利用者2の身体を示す身体モデル(第1の身体モデル)21を作成し、身体モデル21に基づいて特徴量(第1の特徴量)を求めるように構成される。また、基準量抽出部(第2抽出部)55は、比較画像の比較対象31の身体における複数の標本点(特定点)の位置を検出し、複数の標本点の位置に基づいて比較対象31の身体を示す身体モデル(第2の身体モデル)32を作成し、身体モデル32に基づいて基準量(第2の特徴量)を求めるように構成される。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the first extraction unit 54 and the second extraction unit 55 each detect the position of a plurality of specific points and connect the specific points to generate a body model, Extract features from the model. That is, the feature amount extraction unit (first extraction unit) 54 detects the positions of a plurality of sample points (specific points) in the body of the user 2 and determines the body of the user 2 based on the positions of the plurality of sample points. A body model (first body model) 21 to be shown is created, and a feature amount (first feature amount) is obtained based on the body model 21. The reference amount extraction unit (second extraction unit) 55 detects the positions of a plurality of sample points (specific points) in the body of the comparison target 31 of the comparison image, and compares the comparison target 31 based on the positions of the plurality of sample points. A body model (second body model) 32 indicating the body of the user is created, and a reference amount (second feature amount) is obtained based on the body model 32.

また、本実施形態の運動支援システム1では、第1抽出部54および第2抽出部55は、複数の特定点同士を結ぶ直線の所定の基準線に対する角度を特徴量とする。すなわち、特徴量は、複数の標本点から選択される2つの標本点同士を結ぶ直線と所定の基準線との間の角度である。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the first extraction unit 54 and the second extraction unit 55 use the angle of a straight line connecting a plurality of specific points with respect to a predetermined reference line as a feature amount. That is, the feature amount is an angle between a straight line connecting two sample points selected from a plurality of sample points and a predetermined reference line.

また、本実施形態の運動支援システム1では、特徴量(第1の特徴量)は、利用者2の身体の傾きであってもよい。特に、利用者2の身体の傾きは、利用者2の肩の傾きであってもよい。この場合、特徴量抽出部54は、利用者2の右上肢の標本点22と左上肢の標本点22との位置を検出し、右上肢の標本点22と左上肢の標本点22とを結ぶ直線L100と水平線L200との間の角度を、利用者2の肩の傾きとして算出するように構成される。また、利用者2の身体の傾きは、利用者2の体幹の傾きであってもよい。この場合、特徴量抽出部54は、利用者2の頭部の標本点22と腰部の標本点22との位置を検出し、頭部の標本点22と腰部の標本点22とを結ぶ直線L110と垂直線L210との間の角度を、利用者2の体幹の傾きとして算出するように構成される。同様に、本実施形態の運動支援システム1では、基準量抽出部55は、基準量(第2の特徴量)として、比較対象31の身体の傾き(肩や体幹の傾き)を求めてもよい。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the feature amount (first feature amount) may be the inclination of the body of the user 2. In particular, the inclination of the body of the user 2 may be the inclination of the shoulder of the user 2. In this case, the feature quantity extraction unit 54 detects the positions of the sample point 22 of the upper right limb and the sample point 22 of the upper left limb of the user 2 and connects the sample point 22 of the upper right limb and the sample point 22 of the left upper limb. The angle between the straight line L100 and the horizontal line L200 is calculated as the shoulder inclination of the user 2. Further, the inclination of the body of the user 2 may be the inclination of the trunk of the user 2. In this case, the feature amount extraction unit 54 detects the positions of the sample point 22 on the head of the user 2 and the sample point 22 on the waist, and connects the sample point 22 on the head and the sample point 22 on the waist with a straight line L110. And an angle between the vertical line L210 and the trunk 2 of the user 2 is calculated as the inclination of the trunk of the user 2. Similarly, in the exercise support system 1 of the present embodiment, the reference amount extraction unit 55 may obtain the body inclination (shoulder or trunk inclination) of the comparison target 31 as the reference amount (second feature amount). Good.

また、本実施形態の運動支援システム1では、特徴量(第1の特徴量)は、利用者2の身体の特定部位の可動域であってもよい。特に、特定部位は、利用者2の上肢であってもよい。この場合、特徴量抽出部54は、利用者2の上肢の標本点22と上肢に対応する肩の標本点22との位置を検出し、上肢の標本点22と肩の標本点22とを結ぶ直線L120と垂直線L210との間の角度を上肢の可動域として算出するように構成される。同様に、本実施形態の運動支援システム1では、基準量抽出部55は、基準量(第2の特徴量)として、比較対象31の特定部位(たとえば、上肢)の可動域を求めてもよい。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the feature amount (first feature amount) may be a movable range of a specific part of the body of the user 2. In particular, the specific part may be the upper limb of the user 2. In this case, the feature amount extraction unit 54 detects the position of the sample point 22 of the upper limb of the user 2 and the sample point 22 of the shoulder corresponding to the upper limb, and connects the sample point 22 of the upper limb and the sample point 22 of the shoulder. An angle between the straight line L120 and the vertical line L210 is configured to be calculated as the range of motion of the upper limb. Similarly, in the exercise support system 1 of the present embodiment, the reference amount extraction unit 55 may obtain a movable range of a specific part (for example, an upper limb) of the comparison target 31 as a reference amount (second feature amount). .

本実施形態の運動支援システム1では、第1抽出部54および第2抽出部55は、複数の特定点同士を結ぶ直線で囲まれた領域の面積を特徴量とする。すなわち、標本点の数は、少なくとも3つ以上であり、特徴量は、複数の標本点により規定される領域の面積である。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the first extraction unit 54 and the second extraction unit 55 use the area of a region surrounded by a straight line connecting a plurality of specific points as a feature amount. That is, the number of sample points is at least three or more, and the feature amount is an area of a region defined by a plurality of sample points.

本実施形態の運動支援システム1では、表示制御部52は、利用者2から当該利用者2の像と比較対象31の像とが重なって見えるように、表示面30上における比較映像31の位置および大きさを調節する。すなわち、比較画像表示部(表示制御部)52は、比較画像が利用者の鏡像と重なるように、表示面30における比較画像の位置および大きさを調節するように構成される。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the display control unit 52 positions the comparison video 31 on the display surface 30 so that the user 2 can see the image of the user 2 and the image of the comparison target 31 overlapping. And adjust the size. That is, the comparison image display unit (display control unit) 52 is configured to adjust the position and size of the comparison image on the display surface 30 so that the comparison image overlaps the mirror image of the user.

本実施形態の運動支援システム1では、評価部56は、第1の特徴量と第2の特徴量との差分を数値化し、提示部57に提示させる。すなわち、姿勢評価部(評価部)56は、特徴量(第1の特徴量)と基準量(第2の特徴量)の差分を示す数値を求めるように構成され、提示部57は、姿勢評価部56で求められた数値を提示するように構成される。   In the exercise support system 1 of the present embodiment, the evaluation unit 56 digitizes the difference between the first feature value and the second feature value and causes the presentation unit 57 to present the difference. That is, the posture evaluation unit (evaluation unit) 56 is configured to obtain a numerical value indicating a difference between the feature amount (first feature amount) and the reference amount (second feature amount), and the presentation unit 57 is configured to perform posture evaluation. It is comprised so that the numerical value calculated | required in the part 56 may be shown.

ところで、本実施形態では、第1抽出部54および第2抽出部55が、利用者2あるいは比較対象31の全身から特定点22の位置を検出し、利用者2あるいは比較対象31の全身に対応する身体モデルを用いて特徴量を抽出する例を示したが、この構成に限らない。たとえば、第1抽出部54が利用者2のある特定点22の座標位置を第1の特徴量とし、第2抽出部55が比較対象31のある特定点22の座標位置を第2の特徴量とする構成であってもよい。   By the way, in this embodiment, the 1st extraction part 54 and the 2nd extraction part 55 detect the position of the specific point 22 from the user 2 or the whole body of the comparison object 31, and respond to the user 2 or the whole body of the comparison object 31 Although the example which extracts the feature-value using the body model to show was shown, it is not restricted to this structure. For example, the first extraction unit 54 sets the coordinate position of the specific point 22 of the user 2 as the first feature amount, and the second extraction unit 55 sets the coordinate position of the specific point 22 of the comparison target 31 as the second feature amount. It may be configured as follows.

この場合、評価部56は、第1の特徴量と第2の特徴量とを比較することにより、利用者2と比較対象31との間で、身体の同じ部位に相当する特定点22のずれを評価する。たとえば、利用者2と比較対象31とで体幹の位置を合わせて、右手に相当する特定点22の座標位置を第1および第2の特徴量とした場合、評価部56は、両特徴量の差分を算出することによって利用者2と比較対象31との間で右手の位置のずれを評価する。つまり、評価部56は、身体の同じ部位に相当する特定点22間の相対的な距離を、利用者2と比較対象31との間で求めることにより、利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価する。   In this case, the evaluation unit 56 compares the first feature quantity with the second feature quantity, thereby shifting the specific point 22 corresponding to the same part of the body between the user 2 and the comparison target 31. To evaluate. For example, when the positions of the trunks of the user 2 and the comparison target 31 are matched and the coordinate position of the specific point 22 corresponding to the right hand is used as the first and second feature quantities, the evaluation unit 56 determines both feature quantities. Of the right hand between the user 2 and the comparison target 31 is evaluated. That is, the evaluation unit 56 obtains the relative distance between the specific points 22 corresponding to the same part of the body between the user 2 and the comparison target 31, so that the posture between the user 2 and the comparison target 31 is obtained. Evaluate deviations.

他にも、評価部56は、たとえば右肩に相当する特定点22に対して右手に相当する特定点22が高い位置にあるか否か等、ある特定点22の位置に対する他の特定点22の相対的な位置関係に基づいて、利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価してもよい。この場合、たとえば右腕を大きく横に広げる運動のときに、利用者2の右肩に相当する特定点22よりも低い位置に右手に相当する特定点22がある場合、提示部57は「腕をもっと高く上げてください」などというアドバイスを提示することができる。   In addition, for example, the evaluation unit 56 determines whether the specific point 22 corresponding to the right hand is higher than the specific point 22 corresponding to the right shoulder. Based on the relative positional relationship between the user 2 and the comparison object 31, the deviation of the posture may be evaluated. In this case, when the specific point 22 corresponding to the right hand is located at a position lower than the specific point 22 corresponding to the right shoulder of the user 2 in the exercise of spreading the right arm largely sideways, for example, Please raise it higher. "

さらに、2台の距離画像センサ4を、利用者2の正面(ハーフミラー6側)と側方とに1台ずつ設置することにより、取得部53が、利用者2を正面から捉えた距離画像と側方から捉えた距離画像との両方を同時に取得できる構成としてもよい。この場合、利用者2を正面から捉えた距離画像より身体の左右方向の傾きを特徴量として抽出し、利用者2を側方から捉えた距離画像より身体の前後方向の傾きを特徴量として抽出することができる。その結果、前後左右の身体の傾き(姿勢)を表す特徴量を、1台の距離画像センサ4で得られる距離画像のみから抽出する構成に比べ、精度よく測定することができるという利点がある。   Furthermore, by installing two distance image sensors 4 on the front side (half mirror 6 side) and the side of the user 2, the acquisition unit 53 captures the user 2 from the front. And a distance image captured from the side may be acquired at the same time. In this case, the left-right inclination of the body is extracted as a feature amount from the distance image capturing the user 2 from the front, and the front-rear inclination of the body is extracted as the feature amount from the distance image capturing the user 2 from the side. can do. As a result, there is an advantage that it can be measured with higher accuracy than the configuration in which the feature amount representing the tilt (posture) of the front, rear, left and right bodies is extracted from only the distance image obtained by one distance image sensor 4.

また、第1抽出部54は、上述したように距離画像センサ4で得られた距離画像を用いて利用者2の特定点の位置を検出する構成に限らない。たとえば、第1抽出部54は、CCD(Charge Coupled Device)カメラなどの二次元カメラで撮影された利用者2の二次元画像や、利用者2に取着されたジャイロセンサ式のモーションキャプチャ等のセンサ出力を用いて、利用者2の特定点の位置を検出してもよい。第2抽出部55についても同様に、距離画像以外から比較対象31の特定点の位置を検出する構成であってもよい。   Moreover, the 1st extraction part 54 is not restricted to the structure which detects the position of the specific point of the user 2 using the distance image obtained with the distance image sensor 4 as mentioned above. For example, the first extraction unit 54 may be a two-dimensional image of the user 2 taken by a two-dimensional camera such as a CCD (Charge Coupled Device) camera, a gyro sensor type motion capture attached to the user 2, or the like. The position of the specific point of the user 2 may be detected using the sensor output. Similarly, the second extraction unit 55 may be configured to detect the position of the specific point of the comparison target 31 from other than the distance image.

(実施形態2)
本実施形態の運動支援システム1Aは、ハーフミラー6を備えていない点が実施形態1の運動支援システム1と相違する。また、本実施形態の運動支援システム1Aでは、図10に示すように、利用者2の前方に配置され利用者2を前方から撮像する向きにレンズが向けられた撮像装置7が設けられている。
(Embodiment 2)
The exercise support system 1A of this embodiment is different from the exercise support system 1 of Embodiment 1 in that the half mirror 6 is not provided. In addition, in the exercise support system 1A of the present embodiment, as shown in FIG. 10, an imaging device 7 is provided that is arranged in front of the user 2 and has a lens directed in a direction to image the user 2 from the front. .

撮像装置7は、利用者2を撮影して利用者2の画像を生成するように構成される。撮像装置7は、たとえばカメラスタンド等を利用して表示装置3の正面側(利用者2側)における利用者2の目の高さ位置に設置されている。さらに、撮像装置7は、その視野内に利用者2の全身が含まれ、且つ利用者2が直立した状態で利用者2の身体の左右方向における中心線が撮像した映像の左右方向の中心線に一致するように、チルト角およびパン角が調節されている。   The imaging device 7 is configured to capture the user 2 and generate an image of the user 2. The imaging device 7 is installed at the eye level of the user 2 on the front side (user 2 side) of the display device 3 using, for example, a camera stand. Further, the imaging device 7 includes the whole body of the user 2 in the field of view, and the center line in the left-right direction of the body of the user 2 in a state where the user 2 is standing upright is the center line in the left-right direction of the captured image. The tilt angle and pan angle are adjusted so as to coincide with.

上述したような撮像装置7の位置および向きの調節は、利用者2の立ち位置、目線の高さ等が決定してから初期設定として行われる。これにより、撮像装置7では、利用者2の全身を映した動画像(以下、「全身映像」という)が撮像されることになる。   The adjustment of the position and orientation of the imaging device 7 as described above is performed as an initial setting after the standing position of the user 2, the height of the line of sight, etc. are determined. As a result, the imaging device 7 captures a moving image (hereinafter referred to as “whole body image”) showing the whole body of the user 2.

制御装置5Aは、表示装置3と撮像装置7との両方に接続されており、撮像装置7で撮像された映像を加工して表示装置3に表示させる機能を持つ。具体的には、制御装置5Aは、全身映像を撮像装置7から取得部53で取得し、取得した全身映像を左右反転させて反転映像を生成する反転処理部58を有する。すなわち、反転処理部58は、撮像装置7で生成された利用者2の画像を左右反転させて左右反転画像を生成するように構成される。さらに、制御装置5Aは、反転映像の左右方向の中心線が表示面30の左右方向の中心線に一致するように、表示制御部52Aにて反転映像を表示装置3に表示させる。すなわち、表示制御部52Aは、反転処理部58で生成された左右反転画像を表示面30に表示する反転画像表示部として機能する。これにより、表示装置3の表示面30には、利用者2の全身の映像が、鏡に映った鏡像のように左右反転されて表示されることになる。   The control device 5 </ b> A is connected to both the display device 3 and the imaging device 7, and has a function of processing an image captured by the imaging device 7 and displaying the processed image on the display device 3. Specifically, the control device 5A includes a reversal processing unit 58 that obtains a whole body video from the imaging device 7 by the obtaining unit 53, and generates a reversed video by reversing the obtained whole body video left and right. That is, the inversion processing unit 58 is configured to generate a horizontally inverted image by horizontally inverting the image of the user 2 generated by the imaging device 7. Further, the control device 5A causes the display device 52A to display the reverse video on the display device 3 so that the horizontal center line of the reverse video matches the horizontal center line of the display surface 30. That is, the display control unit 52 </ b> A functions as an inverted image display unit that displays the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit 58 on the display surface 30. As a result, the image of the whole body of the user 2 is displayed on the display surface 30 of the display device 3 so as to be horizontally reversed like a mirror image reflected in the mirror.

すなわち、撮像装置7で撮像される映像は、何の加工も施されなければ、鏡像のように左右が反転されることはなく、表示面30に正対する利用者2から見た左右と、表示面30に表示される映像における左右とは反対になる。要するに、撮像装置7で撮像された利用者2の全身の映像が、何の加工も施されずに、利用者2と正対する表示装置3の表示面30に表示されると、表示面30上では右側に利用者2の左半身が映り、左側に利用者2の右半身が映ることになる。   That is, the image picked up by the image pickup apparatus 7 is not reversed left and right like a mirror image unless any processing is performed, and the right and left viewed from the user 2 facing the display surface 30 and the display are displayed. This is opposite to the left and right in the image displayed on the surface 30. In short, when the whole body image of the user 2 imaged by the imaging device 7 is displayed on the display surface 30 of the display device 3 facing the user 2 without any processing, the image on the display surface 30 is displayed. Then, the left half of the user 2 is shown on the right side, and the right half of the user 2 is shown on the left side.

これに対して、反転映像は全身映像を左右反転させた映像であるから、表示装置3は、表示面30上では右側に利用者2の右半身が映り、左側に利用者2の左半身が映るように反転映像を表示する。その結果、表示装置3は、表示面30に映る反転映像を利用者2に視認させることにより、利用者2に対して、反転映像を自らの全身の鏡像と錯覚させることができる。   On the other hand, since the inverted image is an image obtained by horizontally inverting the whole body image, the display device 3 shows the right half of the user 2 on the right side and the left half of the user 2 on the left side on the display surface 30. Display the reverse video so that it appears. As a result, the display device 3 can cause the user 2 to visually recognize the inverted video image displayed on the display surface 30 so that the user 2 can have the illusion of the inverted video image as a mirror image of his / her whole body.

ここで、制御装置5Aは、撮像装置7から入力される映像をリアルタイム(1秒間に15〜30フレーム程度)で加工(反転)して、表示装置3に映像信号を出力する。表示装置3は、制御装置5Aからの映像信号を受け、リアルタイムで反転映像を表示する。そのため、表示装置3の表示面30には、実際の利用者2の動きに合わせて動く動画像が反転映像として表示されることになる。たとえば、利用者2が右腕を上げると、その動きに合わせて表示面30に表示される反転映像においても利用者2から見て右側の腕が上がることになる。   Here, the control device 5A processes (inverts) the video input from the imaging device 7 in real time (about 15 to 30 frames per second), and outputs a video signal to the display device 3. The display device 3 receives the video signal from the control device 5A and displays a reverse video in real time. Therefore, a moving image that moves in accordance with the actual movement of the user 2 is displayed on the display surface 30 of the display device 3 as a reverse video. For example, when the user 2 raises his right arm, the right arm as seen from the user 2 also rises in the reverse video displayed on the display surface 30 in accordance with the movement.

すなわち、本実施形態の運動支援システム1Aは、光学的に形成される鏡像を提示することはなく、表示装置3に表示された反転映像を利用者2に視認させ、利用者2に対して、反転映像を自身の鏡像と錯覚させることができる。   That is, the exercise support system 1A of the present embodiment does not present a mirror image that is optically formed, causes the user 2 to visually recognize the reverse video displayed on the display device 3, and The reverse video can be illusioned with its own mirror image.

さらに、表示制御部52Aは、反転処理部58で生成された反転映像と共に、利用者2に行わせる運動と同じ運動をする比較対象31を示す比較映像を表示装置3に表示させる。表示制御部52Aは、表示面30上において反転映像中の利用者2の像と比較映像中の比較対象(インストラクタ)31の像とが重なるように、サイズ調整部と位置調整部とによって表示面30上における比較映像のサイズおよび位置を調整する。ここで、反転映像と比較映像との区別が付きやすいように、表示制御部52Aは、反転映像と比較映像との一方を半透明(たとえば透過率50%)の映像として表示する。   Furthermore, the display control unit 52 </ b> A causes the display device 3 to display a comparison image indicating the comparison target 31 that performs the same exercise as the exercise to be performed by the user 2 together with the inverted image generated by the inversion processing unit 58. The display control unit 52A uses the size adjustment unit and the position adjustment unit so that the image of the user 2 in the inverted image and the image of the comparison target (instructor) 31 in the comparison image overlap on the display surface 30. 30 adjust the size and position of the comparison video. Here, the display control unit 52A displays one of the inverted video and the comparative video as a semi-transparent video (for example, a transmittance of 50%) so that the inverted video and the comparative video can be easily distinguished.

以上述べた本実施形態の運動支援システム1Aは、利用者2の正面に配置され利用者2と向き合う表示面30に映像を表示する表示装置3と、利用者2の前方に配置され利用者の映像を撮像する撮像装置7と、撮像装置7で撮像された利用者2の映像を左右反転させて反転映像を生成する反転処理部58と、利用者2と同じ運動をする比較対象31の映像を比較映像として記憶した記憶部51と、利用者2の運動時に表示装置3に反転映像と共に比較映像を表示させる表示制御部52Aとを備える。さらに、運動支援システム1は、利用者2の身体の特定点の位置を検出し当該特定点の位置に基づいて利用者2の姿勢を表す第1の特徴量を抽出する第1抽出部54と、比較対象31の特定点の位置を検出し当該特定点の位置に基づいて比較対象31の姿勢を表す第2の特徴量を抽出する第2抽出部55と、第1の特徴量と第2の特徴量とを比較して利用者2と比較対象31との姿勢のずれを評価する評価部56と、評価部56の評価結果を提示する提示部57とを備える。   The exercise support system 1A of the present embodiment described above includes the display device 3 that displays an image on the display surface 30 that is disposed in front of the user 2 and faces the user 2, and the user 2 that is disposed in front of the user 2. An imaging device 7 that captures an image, an inversion processing unit 58 that generates an inverted image by horizontally inverting the image of the user 2 captured by the imaging device 7, and an image of the comparison target 31 that performs the same exercise as the user 2 Is stored as a comparison image, and a display control unit 52A is displayed that causes the display device 3 to display the comparison image together with the inverted image when the user 2 exercises. Furthermore, the exercise support system 1 detects the position of a specific point on the body of the user 2 and extracts a first feature value representing the posture of the user 2 based on the position of the specific point; A second extraction unit 55 that detects the position of the specific point of the comparison target 31 and extracts a second feature amount representing the posture of the comparison target 31 based on the position of the specific point; a first feature amount and a second feature amount; The evaluation part 56 which compares the feature-value of this and evaluates the attitude | position shift | offset | difference of the user 2 and the comparison object 31, and the presentation part 57 which presents the evaluation result of the evaluation part 56 are provided.

すなわち、本実施形態の運動支援システム1Aは、利用者2に画像を表示する表示面30を有する表示装置3と、所定の運動を行う運動者(比較対象31)の画像である比較画像を記憶する記憶部(比較画像記憶部)51と、比較画像記憶部51に記憶された比較画像を表示面30に表示する表示制御部(比較画像表示部)52Aと、利用者2の鏡像を比較画像に重ねて表示する鏡像表示手段と、利用者2の身体における所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて利用者2の姿勢を表す特徴量(第1の特徴量)を求める第1抽出部(特徴量抽出部)54と、特徴量抽出部54で求められた特徴量を運動者の姿勢を表す基準量(第2の特徴量)と比較して、利用者2の姿勢の運動者の姿勢からのずれの評価を行う評価部(姿勢評価部)56と、姿勢評価部56による評価の結果を提示する提示部57と、を備える。   That is, the exercise support system 1A of the present embodiment stores a comparison image that is an image of the display device 3 having the display surface 30 that displays an image on the user 2 and an exerciser (comparison target 31) that performs a predetermined exercise. Storage unit (comparison image storage unit) 51, a display control unit (comparison image display unit) 52A for displaying the comparison image stored in the comparison image storage unit 51 on the display surface 30, and a mirror image of the user 2 as a comparison image And a mirror image display means for displaying in a superimposed manner, and a feature amount (first feature amount) representing the posture of the user 2 based on the position of the sample point detected on the body of the user 2 The first extraction unit (feature amount extraction unit) 54 to be obtained and the feature amount obtained by the feature amount extraction unit 54 are compared with a reference amount (second feature amount) representing the posture of the exerciser. An evaluation unit that evaluates the deviation of the posture from the posture of the athlete (posture evaluation It comprises a section) 56, a presentation unit 57 for presenting the results of the evaluation by the posture evaluation unit 56, a.

本実施形態の運動支援システム1において、鏡像表示手段は、利用者2を撮影して利用者の画像を生成する撮像装置7と、撮像装置7で生成された利用者2の画像を左右反転させて左右反転画像を生成する反転処理部58と、反転処理部58で生成された左右反転画像を表示面30に表示する反転画像表示部(表示制御部)52Aと、を備える。   In the exercise support system 1 according to the present embodiment, the mirror image display means captures the user 2 and generates an image of the user, and horizontally inverts the image of the user 2 generated by the imaging device 7. An inversion processing unit 58 that generates a horizontally inverted image, and an inverted image display unit (display control unit) 52A that displays the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit 58 on the display surface 30.

以上説明した本実施形態の運動支援システム1Aによれば、ハーフミラー6を省略した分だけ、実施形態1の運動支援システム1に比べて構成を簡略化できるという利点がある。しかも、本実施形態の構成では、比較的大型の画面を備えるディスプレイが予め備わっていれば、専用のディスプレイを新設しなくても、既存のディスプレイを表示装置3として用いることが可能であるため、運動支援システムの導入コストを低減できる。   According to the exercise support system 1A of the present embodiment described above, there is an advantage that the configuration can be simplified compared to the exercise support system 1 of the first embodiment by the amount that the half mirror 6 is omitted. In addition, in the configuration of the present embodiment, if a display having a relatively large screen is provided in advance, an existing display can be used as the display device 3 without newly installing a dedicated display. The cost of introducing an exercise support system can be reduced.

本実施形態の運動支援システム1Aのその他の構成および機能は実施形態1の運動支援システム1と同様である。   Other configurations and functions of the exercise support system 1A of the present embodiment are the same as those of the exercise support system 1 of the first embodiment.

ところで、上記実施形態1,2では、比較映像として利用者2に行わせる運動の模範を示すインストラクタの映像を用いる例を示したが、この例に限らず、比較映像は、利用者2に行わせる運動と同じ運動をする比較対象の映像であればよい。つまり、比較映像は、たとえば人の身体を表したコンピュータグラフィックスや、上述した第2の身体モデルなどを比較対象とする映像であってもよい。この場合、利用者2は、上述したようなインストラクタの映像の代わりに、比較映像中のコンピュータグラフィックスや第2の身体モデルの動きに合わせて運動することになる。   By the way, in the said Embodiment 1, 2, although the example which uses the image | video of the instructor which shows the example of the exercise | movement which the user 2 performs as a comparison image was shown, not only this example but a comparison image is performed to the user 2. It is only necessary to be a comparison target image that performs the same exercise as the exercise to be performed. In other words, the comparison video may be a video that compares, for example, computer graphics representing a human body or the second body model described above. In this case, the user 2 exercises in accordance with the movement of the computer graphics or the second body model in the comparison video instead of the instructor video as described above.

その他にも、制御装置5Aは、利用者2の前方に配置された撮像装置で撮像した運動時の利用者2の映像を記憶部51に記憶し、この映像を次回の運動時に比較映像として表示制御部52にて表示装置3に表示させてもよい。すなわち、本実施形態の運動支援システム1Aにおいて、利用者2の前方に配置され利用者2の映像を撮像する撮像装置7を備え、比較映像は、過去に撮像装置7で撮像された利用者の映像であってもよい。換言すれば、本実施形態の運動支援システム1Aは、所定の運動を行う利用者2を撮影して所定の運動を行う利用者2の画像である記録画像を生成する撮像装置7と、基準量抽出部(第2抽出部)55と、を備える。比較画像表示部(表示制御部)52Aは、撮像装置7で生成された記録画像を比較画像として表示面30に表示するように構成される。基準量抽出部55は、記録画像から利用者2の身体における所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて利用者の姿勢を表す特徴量を基準量として求めるように構成される。この例では、利用者2が運動を行う際には、過去(前回)の運動時に撮像装置で撮像された利用者2の映像が、比較映像として表示面30に表示されることになる。   In addition, the control device 5A stores, in the storage unit 51, an image of the user 2 at the time of exercise captured by an imaging device arranged in front of the user 2, and displays this image as a comparison image at the next exercise. You may make it display on the display apparatus 3 in the control part 52. FIG. In other words, the exercise support system 1A according to the present embodiment includes the imaging device 7 that is arranged in front of the user 2 and captures the video of the user 2, and the comparison video is the image of the user captured by the imaging device 7 in the past. It may be a video. In other words, the exercise support system 1 </ b> A according to the present embodiment captures the user 2 who performs a predetermined exercise and generates an image of the user 2 who performs the predetermined exercise, and the reference amount. An extraction unit (second extraction unit) 55. The comparison image display unit (display control unit) 52A is configured to display the recorded image generated by the imaging device 7 on the display surface 30 as a comparison image. The reference amount extraction unit 55 is configured to detect the position of a predetermined sample point on the body of the user 2 from the recorded image and obtain a feature amount representing the posture of the user as a reference amount based on the position of the sample point. The In this example, when the user 2 exercises, the video of the user 2 captured by the imaging device during the past (previous) exercise is displayed on the display surface 30 as a comparative video.

この構成では、利用者2は、現在の自分を過去の自分と比較しながら運動を行うことができる。そのため、利用者2は、自身と体格(腕の長さ等)が同じである比較対象を見本として運動することができるので、インストラクタの映像が比較映像として用いられる場合に比べて、自身の姿勢(動き)を比較対象に合わせ易くなる。   In this configuration, the user 2 can exercise while comparing the present self with the past self. Therefore, the user 2 can exercise using a comparison object having the same physique (arm length, etc.) as himself as a sample, so that the posture of the user 2 is higher than when the instructor image is used as a comparison image. It becomes easy to match (movement) to the comparison target.

またこの場合、評価部56では、利用者2の姿勢を表す第1の特徴量と比較対象の姿勢を表す第2の特徴量とが比較されることにより、現在の利用者2と、比較対象としての過去の利用者2の映像との間で姿勢のずれが評価されることになる。したがって、評価部56は、利用者2の運動時の姿勢が従来に比べてどうなったのかを評価でき、リハビリテーションの進捗度を評価することができる。   In this case, the evaluation unit 56 compares the first feature value representing the posture of the user 2 and the second feature value representing the posture of the comparison target, thereby comparing the current user 2 and the comparison target. As a result, the deviation of the posture is evaluated with the past video of the user 2. Therefore, the evaluation unit 56 can evaluate how the posture of the user 2 during exercise has changed compared to the conventional one, and can evaluate the progress of rehabilitation.

(実施形態3)
本実施形態の運動支援システム1Bは、可動域訓練システムとしての側面を有する。可動域訓練システムは、四肢等の身体の特定部位の可動域を正常範囲に戻したり正常範囲に維持したりするための可動域訓練に用いられる。
(Embodiment 3)
The exercise support system 1B of the present embodiment has a side surface as a range of motion training system. The range-of-motion training system is used for range-of-motion training for returning the range of motion of a specific part of the body, such as the extremity, to the normal range or maintaining it within the normal range.

たとえばリハビリテーションの分野において、病気や怪我により、患者の四肢等の動く範囲(可動域)が制限されることを予防したり改善したりすることを目的として、可動域訓練が一般的に取り入れられている。可動域訓練は、患者の訓練対象とする特定部位を継続的に(たとえば毎日)動かすことにより、四肢等の身体の特定部位の可動域を正常範囲に戻したり正常範囲に維持したりするために行われる。   For example, in the field of rehabilitation, range-of-motion training is generally adopted to prevent or improve the movement range (range of motion) of patients' limbs due to illness or injury. Yes. Range of motion training is to move the specific area of the patient's training target continuously (for example, every day) to return the normal range of movement of the specific area of the body, such as the limbs, to the normal range. Done.

可動域訓練においては、通常、患者の特定部位の可動域が測定され、測定結果は障害の程度や訓練の効果(回復度)の判定などに用いられている。特定部位の可動域を測定する方法としては、たとえば患者が腕を上げた際の腕の高さや、肘関節を曲げた際の上腕と前腕との間の相対角度を、巻尺や角度測定器を用いて測定する方法が一般的である。   In the range-of-motion training, usually, the range of motion of a specific part of the patient is measured, and the measurement result is used for determining the degree of failure and the effect (degree of recovery) of the training. As a method of measuring the range of motion of a specific part, for example, the height of the arm when the patient raises the arm, the relative angle between the upper arm and the forearm when the elbow joint is bent, The method of using and measuring is common.

この種の測定に用いられる角度測定器として、アームに対する重力方向を特定する傾斜角度計を備え、測定者が鉛直方向に対する上腕や前腕の傾斜角を導き出せるように構成された角度測定器が提案されている(たとえば文献2[日本国特許公報4445468号]参照)。文献2記載の角度測定器によれば、たとえば上腕および前腕の相対角度の測定に当たって人体全体と上腕や前腕との相対角度がさらに規定されるので、リハビリテーションの分野で利用者の回復度が定量的にきめ細かく判定可能となる。   As an angle measuring instrument used for this type of measurement, an angle measuring instrument equipped with an inclination angle meter that identifies the direction of gravity with respect to the arm and configured to allow the measurer to derive the inclination angle of the upper arm and the forearm relative to the vertical direction has been proposed. (For example, refer to Document 2 [Japanese Patent Publication No. 4445468]). According to the angle measuring device described in Document 2, for example, the relative angle between the entire human body and the upper arm or the forearm is further defined when measuring the relative angle between the upper arm and the forearm. This makes it possible to make detailed judgments.

しかし、上述したような可動域訓練では、患者は、可動域の測定結果(角度など)を知ることができるだけであって、療法士等の専門家に測定結果から特定部位の可動域を評価してもらわなければ、測定結果がどのような意味を持つのか十分に認識できない。たとえば、腕が何センチの高さまで上がったかという測定結果が得られた場合、患者自身では、その測定結果から、可動域がどの程度回復し或いはどの程度悪化しているのかを理解することができず、可動域訓練の必要性や効果を十分に理解することができない。   However, in the range-of-motion training as described above, the patient can only know the measurement result (angle, etc.) of the range of motion, and the specialist such as a therapist evaluates the range of motion of the specific part from the measurement result. Without it, you will not be able to fully understand what the measurement results mean. For example, if a measurement result indicating how many centimeters the arm has been raised is obtained, the patient can understand how much the range of motion has recovered or deteriorated from the measurement result. Therefore, the necessity and effect of range of motion training cannot be fully understood.

したがって、可動域訓練システムは、利用者に対して身体の特定部位の可動域の評価結果を提示できることが好ましい。   Therefore, it is preferable that the range of motion training system can present the evaluation result of the range of motion of a specific part of the body to the user.

本実施形態の運動支援システム1Bは、可動域訓練システムとして用いられる。可動域訓練システムは、病気や怪我により患者の四肢等の動く範囲(可動域)が制限されることを予防したり改善したりすることを目的とするリハビリテーションに使用される。ただし、以下の実施形態の記載は可動域訓練システムの用途を限定する趣旨ではなく、たとえば健常者が四肢の可動域を拡大するためのトレーニングや、経年的に四肢の可動域が制限されていくことの予防などに可動域訓練システムを用いてもよい。なお、以下では、利用者が立った姿勢で可動域訓練システムを利用する例を示すが、これに限らず、利用者は椅子などに座った姿勢で可動域訓練システムを利用してもよい。   The exercise support system 1B of the present embodiment is used as a range of motion training system. The range-of-motion training system is used for rehabilitation aimed at preventing or improving the limitation of the range of movement of the patient's limbs (range of motion) due to illness or injury. However, the description of the following embodiment is not intended to limit the use of the range of motion training system, for example, training for expanding the range of motion of the limbs for healthy people, and the range of motion of the limbs will be limited over time A range of motion training system may be used to prevent this. In the following, an example of using the range-of-motion training system in a posture where the user stands is shown, but the present invention is not limited thereto, and the user may use the range-of-motion training system in a posture sitting on a chair or the like.

本実施形態の運動支援システム1Bは、図11に示すように、制御装置5Bにおいて実施形態1の運動支援システム1と異なる。本実施形態の運動支援システム1Bは、利用者(患者)2の正面に配置され利用者2と向き合う表示面30に映像を映す表示装置3と、距離画像を生成する距離画像センサ4と、表示装置3等の動作を制御する制御装置5Bとを備えている。表示装置3および距離画像センサ4は、いずれも制御装置5Bに対して接続されている。また、本実施形態の運動支援システム1Bは、鏡像表示手段であるハーフミラー6を備えている。   The exercise support system 1B of this embodiment is different from the exercise support system 1 of Embodiment 1 in a control device 5B as shown in FIG. The exercise support system 1B according to the present embodiment includes a display device 3 that displays an image on a display surface 30 that is disposed in front of a user (patient) 2 and faces the user 2, a distance image sensor 4 that generates a distance image, and a display. And a control device 5B for controlling the operation of the device 3 and the like. The display device 3 and the distance image sensor 4 are both connected to the control device 5B. Further, the exercise support system 1B of the present embodiment includes a half mirror 6 which is a mirror image display means.

本実施形態の可動域訓練システム1Bでは、距離画像センサ4で生成された利用者2の距離画像は、制御装置5Bに出力され、利用者2の身体の特定部位の位置を検出する処理に用いられる。   In the range-of-motion training system 1B of the present embodiment, the distance image of the user 2 generated by the distance image sensor 4 is output to the control device 5B and used for processing for detecting the position of a specific part of the body of the user 2. It is done.

具体的に説明すると、制御装置5Bはコンピュータからなり、距離画像を距離画像センサ4から取得する取得部53と、取得した距離画像を用いて特定部位の位置を検出する位置検出部152とを有している。さらに、本実施形態の可動域訓練システム1Bは、位置検出部152で検出された利用者2の身体の特定部位の位置に対応する表示面30上の位置に指標を設定する指標設定部153と、図像を生成して表示装置3に表示させる映像生成部154とを制御装置5Bに有している。   Specifically, the control device 5B includes a computer, and includes an acquisition unit 53 that acquires a distance image from the distance image sensor 4, and a position detection unit 152 that detects the position of a specific part using the acquired distance image. doing. Further, the range-of-motion training system 1B of the present embodiment includes an index setting unit 153 that sets an index at a position on the display surface 30 corresponding to the position of the specific part of the body of the user 2 detected by the position detection unit 152. The control device 5B includes a video generation unit 154 that generates a graphic image and displays it on the display device 3.

すなわち、制御装置5Bは、図11に示すように、記憶部51と、取得部53と、第1抽出部54と、第2抽出部55と、評価部56と、提示部57Bと、位置検出部152と、指標設定部153と、映像生成部154と、評価部155と、を備える。なお、運動支援システム1Bを可動域訓練システムとしてのみ使用する場合には、第1抽出部54、第2抽出部55、評価部(姿勢評価部)56は必ずしも設ける必要はない。   That is, as shown in FIG. 11, the control device 5B includes a storage unit 51, an acquisition unit 53, a first extraction unit 54, a second extraction unit 55, an evaluation unit 56, a presentation unit 57B, and a position detection unit. Unit 152, index setting unit 153, video generation unit 154, and evaluation unit 155. When the exercise support system 1B is used only as a range of motion training system, the first extraction unit 54, the second extraction unit 55, and the evaluation unit (posture evaluation unit) 56 are not necessarily provided.

位置検出部152は、利用者2の身体の特定部位の位置を検出するように構成される。本実施形態では、位置検出部152は、画像認識技術によって、距離画像中の利用者2の身体の特定部位の位置を検出する。ここでは利用者2の腕部を特定部位とする場合を例示するが、特定部位は、利用者2の身体の特定の部位であればよく、たとえば脚部、頭部などであってもよい。距離画像センサ4で生成される利用者2の距離画像は利用者2の動きに合わせて随時変化する動画であるので、位置検出部152は、距離画像の各フレームから特定部位の位置を検出することにより、随時変化する特定部位の位置をリアルタイムで検出できる。   The position detection unit 152 is configured to detect the position of a specific part of the body of the user 2. In the present embodiment, the position detection unit 152 detects the position of a specific part of the body of the user 2 in the distance image by image recognition technology. Here, the case where the arm part of the user 2 is set as the specific part is illustrated, but the specific part may be a specific part of the body of the user 2, and may be a leg part, a head, or the like, for example. Since the distance image of the user 2 generated by the distance image sensor 4 is a moving image that changes as the user 2 moves, the position detection unit 152 detects the position of a specific part from each frame of the distance image. Thus, the position of the specific part that changes as needed can be detected in real time.

本実施形態では、位置検出部152は、利用者2の関節の位置を検出し、関節同士を直線で結ぶことにより、三次元空間における特定部位の位置を表す身体モデルを生成する。すなわち、位置検出部152は、たとえば特定部位として利用者2の右腕の位置を検出する場合、利用者の右肩関節、右肘関節、右手首の位置をそれぞれ検出し、これらの関節同士を直線で結ぶことにより、利用者2の右腕に相当する身体モデルを生成する。位置検出部152は、このような身体モデルを用いることにより、三次元センサとしての距離画像センサ4の出力から三次元空間内での利用者2の特定部位の位置を検出する。   In the present embodiment, the position detection unit 152 detects the position of the joint of the user 2 and generates a body model that represents the position of the specific part in the three-dimensional space by connecting the joints with straight lines. That is, for example, when the position detection unit 152 detects the position of the right arm of the user 2 as a specific part, the position detection unit 152 detects the position of the user's right shoulder joint, right elbow joint, and right wrist, respectively. The body model corresponding to the right arm of the user 2 is generated. By using such a body model, the position detection unit 152 detects the position of the specific part of the user 2 in the three-dimensional space from the output of the distance image sensor 4 as a three-dimensional sensor.

指標設定部153は、位置検出部152で検出された位置に基づいて表示面30における指標の位置を決定するように構成される。本実施形態では、指標設定部153は、特定部位の少なくとも一部の位置を、距離画像センサ4で得られる距離画像について規定された撮像座標系の座標位置から、表示面30について規定された表示座標系の座標位置へと座標変換して求まる位置に指標を設定する。ここでいう表示座標系は、表示装置3の表示面30の左右方向、上下方向をそれぞれ座標軸とする二次元直交座標系である。   The index setting unit 153 is configured to determine the position of the index on the display surface 30 based on the position detected by the position detection unit 152. In the present embodiment, the index setting unit 153 displays at least a part of the specific part on the display surface 30 from the coordinate position of the imaging coordinate system defined for the distance image obtained by the distance image sensor 4. An index is set at a position obtained by coordinate conversion to a coordinate position in the coordinate system. The display coordinate system here is a two-dimensional orthogonal coordinate system in which the horizontal and vertical directions of the display surface 30 of the display device 3 are coordinate axes.

つまり、指標設定部153は、所定の変換式を用いて、距離画像センサ4が基準となる極座標系から二次元直交座標系へと、特定部位の少なくとも一部の位置を座標変換して求まる表示面30上の位置に指標を設定する。これにより、位置検出部152で検出された特定部位の位置に対応する表示面30上の位置に、指標が設定されることになる。   In other words, the index setting unit 153 uses a predetermined conversion formula to obtain a display obtained by performing coordinate conversion of at least a part of a specific part from the polar coordinate system on which the distance image sensor 4 is a reference to a two-dimensional orthogonal coordinate system. An index is set at a position on the surface 30. Thereby, an index is set at a position on the display surface 30 corresponding to the position of the specific part detected by the position detection unit 152.

本実施形態では、特定部位は腕部全体であるのに対し、指標設定部153が指標を設定するのは、特定部位(腕部)の一部である手首の位置に対応する表示面30上の位置である。ただし、指標設定部153は、特定部位の少なくとも一部に対応する表示面30上の位置に指標を設定する構成であればよく、特定部位の全体に対応する表示面30上の位置に指標を設定する構成であってもよい。   In the present embodiment, the specific site is the entire arm, whereas the index setting unit 153 sets the index on the display surface 30 corresponding to the position of the wrist that is a part of the specific site (arm). Is the position. However, the index setting unit 153 may be configured to set an index at a position on the display surface 30 corresponding to at least a part of the specific part, and the index is set at a position on the display surface 30 corresponding to the entire specific part. The configuration may be set.

つまり、本実施形態のように特定部位が腕部全体である場合には、指標設定部153は、腕部全体の位置に対応する表示面30上の位置に指標を設定してもよい。この場合、特定部位としての腕部がある程度の大きさを持つので、指標は表示面30上の一定の範囲に設定されることになる。   That is, when the specific part is the entire arm as in the present embodiment, the index setting unit 153 may set the index at a position on the display surface 30 corresponding to the position of the entire arm. In this case, since the arm portion as the specific part has a certain size, the index is set within a certain range on the display surface 30.

また、本実施形態における指標設定部153は、表示面30においてハーフミラー6に映る利用者2の鏡像のうち特定部位の鏡像に重なる位置に指標が設定されるように、指標の位置を校正する機能を有している。すなわち、ハーフミラー6と利用者2との位置関係によって、利用者2から見てハーフミラー6に映る自身の鏡像の位置は変わるので、指標設定部153は、上述した座標変換によって求まる位置に適宜のオフセットを与えることにより指標の位置を校正する。   In addition, the index setting unit 153 in the present embodiment calibrates the position of the index so that the index is set at a position that overlaps the mirror image of the specific part of the mirror image of the user 2 reflected on the half mirror 6 on the display surface 30. It has a function. In other words, the position of the mirror image reflected on the half mirror 6 as viewed from the user 2 changes depending on the positional relationship between the half mirror 6 and the user 2, so that the index setting unit 153 appropriately sets the position determined by the coordinate conversion described above. The position of the index is calibrated by giving an offset of.

具体的には、ハーフミラー6と利用者2との位置関係に応じて表示面30における指標の位置が校正される。ハーフミラー6と利用者2との位置関係は、ハーフミラー6の正面中央部に利用者2が立つように予め定められていればよい。或いは、利用者2の重心位置を検出する圧力センサ(図示せず)が付加され、圧力センサの検出結果からハーフミラー6と利用者2との位置関係が求められるようにしてもよい。   Specifically, the position of the index on the display surface 30 is calibrated according to the positional relationship between the half mirror 6 and the user 2. The positional relationship between the half mirror 6 and the user 2 may be determined in advance so that the user 2 stands at the front center of the half mirror 6. Alternatively, a pressure sensor (not shown) that detects the position of the center of gravity of the user 2 may be added, and the positional relationship between the half mirror 6 and the user 2 may be obtained from the detection result of the pressure sensor.

次に、簡易に指標の位置を校正する方法について説明する。制御装置5Bは、利用者2の身長として予め一律(たとえば170cm)の値が登録されている身長登録部(図示せず)を備える。なお、身長登録部に登録される身長は、利用者2によって直接入力されるようにしてもよい。   Next, a simple method for calibrating the position of the index will be described. The control device 5B includes a height registration unit (not shown) in which a uniform value (for example, 170 cm) is registered in advance as the height of the user 2. The height registered in the height registration unit may be directly input by the user 2.

ハーフミラー6と利用者2との位置関係が特定されていれば、指標設定部153は、利用者2の身長に基づいた位置に指標を校正することで、利用者2の視点から見て自身の鏡像の特定部位と重なる位置に指標を設定することが可能となる。   If the positional relationship between the half mirror 6 and the user 2 is specified, the index setting unit 153 calibrates the index to a position based on the height of the user 2, so that the index setting unit 153 calibrates itself from the viewpoint of the user 2. It is possible to set an index at a position overlapping a specific part of the mirror image.

さらに別の方法について説明する。身長登録部に利用者2の身長が登録されていなくても、距離画像カメラ4の位置および向きと、距離画像より検出される利用者2の立ち位置および頭頂部の位置とから、ハーフミラー6に映る鏡像の特定部位(たとえば頭部)の位置が判断されてもよい。したがって、指標設定部153は、利用者2の視点から見て自身の鏡像の特定部位と重なる位置に指標の位置を校正することが可能となる。   Still another method will be described. Even if the height of the user 2 is not registered in the height registration unit, the half mirror 6 can be obtained from the position and orientation of the distance image camera 4 and the standing position and the top position of the user 2 detected from the distance image. The position of a specific part (for example, the head) of the mirror image shown in FIG. Accordingly, the index setting unit 153 can calibrate the position of the index to a position overlapping with a specific part of its own mirror image as viewed from the viewpoint of the user 2.

なお、指標の位置の校正は、初期設定時に手動で行われてもよいし、自動化されていてもよい。   The calibration of the index position may be performed manually at the time of initial setting or may be automated.

映像生成部154は、図12に示すように、判定部1541と、表示制御部52Bと、で構成される。判定部1541は、表示面30における所定位置に指標が位置しているか否かを判定するように構成される。表示制御部52Bは、判定部1541が所定位置に指標が位置していると判定すると所定位置に所定のイベント画像を表示するイベント画像表示部として機能する。映像生成部154は、指標設定部153で設定された指標の位置が重なると所定の処理を実行するように、当該処理と関連付けられた図像を生成して表示装置3に表示させる。すなわち、映像生成部154は、適宜の図像を表示装置3に表示させておき、当該図像に実行すべき処理を関連付けておくことにより、当該図像に指標設定部153で指定された指標の位置が重なったときに、図像に関連付けた処理を実行させることができる。   As shown in FIG. 12, the video generation unit 154 includes a determination unit 1541 and a display control unit 52B. The determination unit 1541 is configured to determine whether or not the index is located at a predetermined position on the display surface 30. The display control unit 52B functions as an event image display unit that displays a predetermined event image at a predetermined position when the determination unit 1541 determines that the index is positioned at a predetermined position. The video generation unit 154 generates a graphic image associated with the process and displays it on the display device 3 so as to execute a predetermined process when the position of the index set by the index setting unit 153 overlaps. That is, the video generation unit 154 displays an appropriate icon on the display device 3 and associates the process to be executed with the icon, so that the index position specified by the index setting unit 153 is associated with the icon. When they overlap, the process associated with the icon can be executed.

具体的には、映像生成部154は、図13に示すように風船の絵柄を表した図像131を表示面30上の所定範囲内に略等間隔で多数個表示させる。これにより、ハーフミラー6の前面には、利用者2の鏡像が映るとともに、映像生成部154にて生成された図像131がハーフミラー6を透過して映し出されることになる。   Specifically, as shown in FIG. 13, the video generation unit 154 displays a large number of images 131 representing balloon designs within a predetermined range on the display surface 30 at substantially equal intervals. As a result, the mirror image of the user 2 is reflected on the front surface of the half mirror 6, and the graphic image 131 generated by the video generation unit 154 is displayed through the half mirror 6.

ここでは、図像131は風船の静止画ではなく、空中を漂っているように揺らぐ風船の動画からなる。この図像131には、指標の位置が重なったときには風船が破裂するようなアニメーションを伴って風船の絵柄が消滅する処理が関連付けられている。また、図像131には、指標の位置が重なったときに、たとえば風船が破裂する破裂音など絵柄の変化に対応した音を制御装置5Bのスピーカ(図示せず)から発生させるような処理が関連付けられていてもよい。なお、図像131には、風船の色をランダムに虹色に変化させるような処理が関連付けられていてもよい。   Here, the image 131 is not a still image of a balloon, but a moving image of a balloon that swings as if it is floating in the air. The icon 131 is associated with a process of erasing the balloon pattern with an animation that causes the balloon to burst when the positions of the indices overlap. Further, the graphic 131 is associated with a process for generating a sound corresponding to a change in the pattern from a speaker (not shown) of the control device 5B, for example, a bursting sound of a balloon bursting when the positions of the indices overlap. It may be done. Note that the icon 131 may be associated with a process for randomly changing the color of the balloon to a rainbow color.

なお、利用者2から見て、ハーフミラー6に映る鏡像と表示装置3に表示される図像131との見え方に大差が生じないように、運動支援システム1Bの使用時には、表示装置3の輝度や室内の明るさが適宜調節されていることが望ましい。   In addition, when using the exercise support system 1B, the brightness of the display device 3 is set so that there is no great difference in the appearance of the mirror image reflected on the half mirror 6 and the image 131 displayed on the display device 3 when viewed from the user 2. It is desirable that the brightness of the room or the room is appropriately adjusted.

ここで、指標設定部153で設定される指標の位置は制御装置5Bの内部処理(図像131の処理)でのみ用いられていればよく、表示装置3に指標そのものが表示されることは必須ではない。ただし、映像生成部154にて、図14に示すように指標が設定された位置に適宜形状(たとえば円形)のマーク132を表示装置3に表示させるようにしてもよく、この場合、利用者2に指標の位置を確実に認識させることができる。   Here, the position of the index set by the index setting unit 153 may be used only in the internal processing of the control device 5B (processing of the graphic image 131), and it is indispensable that the display itself is displayed on the display device 3. Absent. However, the video generation unit 154 may display a mark 132 of an appropriate shape (for example, a circle) on the display device 3 at the position where the index is set as shown in FIG. Can reliably recognize the position of the index.

上述した構成の運動支援システム1Bを用いれば、利用者2は、ハーフミラー6に映る自身の鏡像を見ながら、特定部位(ここでは腕部)を動かすことによって、表示面30上の指標を動かすことができる。表示面30上で指標が動くと、この指標の位置と重なった図像131で風船が破裂する処理が実行されるので、利用者2は、表示面30に表示されている図像131を見ることにより特定部位の移動した範囲を、視覚的に認識することができる。本実施形態では特定部位は腕部であるから、利用者2は、自身の腕がどの程度まで上がっているのかを視覚的に認識することができる。   Using the exercise support system 1B having the above-described configuration, the user 2 moves an index on the display surface 30 by moving a specific part (here, an arm part) while looking at the mirror image of the user 2 reflected on the half mirror 6. be able to. When the index moves on the display surface 30, the balloon 2 is ruptured by the icon 131 that overlaps with the position of the index. Therefore, the user 2 looks at the icon 131 displayed on the display surface 30. The moved range of the specific part can be visually recognized. In this embodiment, since the specific part is an arm part, the user 2 can visually recognize how much his / her arm is raised.

すなわち、利用者2は、映像生成部154が表示装置3に図像131を表示させている間に、特定部位を動かして、四肢等の身体の特定部位の可動域が制限されることを予防したり改善したりする可動域訓練を行うことができる。映像生成部154が表示装置3に図像131を表示させる期間は、制御装置5Bの入力インタフェース(図示せず)に対し可動域訓練を開始する所定の操作が為されてから、タイマ(図示せず)にて計時される所定の訓練時間の間である。ここで、訓練時間の残り時間は、映像生成部154によって表示装置3の表示面30上に表示させることにより、利用者2に提示されることが望ましい。   That is, the user 2 moves the specific part while the image generation unit 154 displays the icon 131 on the display device 3 to prevent the range of motion of the specific part of the body such as the limb from being limited. Range of motion training can be performed. During a period in which the image generation unit 154 displays the icon 131 on the display device 3, a timer (not shown) is displayed after a predetermined operation for starting the range of motion training is performed on the input interface (not shown) of the control device 5B. ) During the predetermined training time counted. Here, it is desirable that the remaining training time is presented to the user 2 by being displayed on the display surface 30 of the display device 3 by the video generation unit 154.

ところで、本実施形態の運動支援システム1Bは、特定部位の位置の変化から求まる評価対象を所定の評価基準と対比して特定部位の可動域を評価する評価部(第2評価部)155と、評価部155での評価結果を提示する提示部57とを制御装置5Bにさらに有している。   By the way, the exercise support system 1B of the present embodiment includes an evaluation unit (second evaluation unit) 155 that evaluates the range of motion of the specific part by comparing the evaluation target obtained from the change of the position of the specific part with a predetermined evaluation criterion. The control device 5B further includes a presentation unit 57 that presents the evaluation result of the evaluation unit 155.

評価部155は、位置検出部152で検出された位置に基づいて特定部位の可動域を示す評価データを作成する評価データ作成部1551と、評価データ作成部1551で作成された評価データと基準データとの比較に基づいて特定部位の可動域の評価を行う可動域評価部1552とを備える。評価部155は、映像生成部154が表示装置3に図像131を表示させる期間(訓練時間)中に、位置検出部152で検出される利用者2の特定部位が実際に動いた範囲に基づいて、特定部位の可動域(可動範囲)を評価する。すなわち、評価データは、所定方向における特定部位の可動範囲を示すデータを含む。具体的に説明すると、表示面30に表示される図像131には予め点数が対応付けられており、評価部155は、指標の位置が重なって風船が破裂する処理が実行された図像131に対応する点数を算出し、この点数を腕部(特定部位)の可動域として評価する。   The evaluation unit 155 includes an evaluation data creation unit 1551 that creates evaluation data indicating the range of motion of the specific part based on the position detected by the position detection unit 152, and the evaluation data and reference data created by the evaluation data creation unit 1551. And a range of motion evaluation unit 1552 that evaluates the range of motion of the specific part based on the comparison. The evaluation unit 155 is based on the range in which the specific part of the user 2 detected by the position detection unit 152 actually moves during the period (training time) in which the image generation unit 154 displays the icon 131 on the display device 3. The movable range (movable range) of a specific part is evaluated. That is, the evaluation data includes data indicating the movable range of the specific part in the predetermined direction. More specifically, a score is associated with the icon 131 displayed on the display surface 30 in advance, and the evaluation unit 155 corresponds to the icon 131 in which the process of bursting the balloon due to the overlapping of the index positions is performed. The score is calculated, and this score is evaluated as the range of motion of the arm (specific part).

ここにおいて、利用者2の腕部の上がる高さは腕部の可動域に直接関係しており、腕部が高く上がるほど腕部の可動域は広いと評価することができる。そこで、本実施形態では、表示面30における表示位置が高い図像131ほど点数が高くなるように、表示面30における図像131の位置によって点数が割り当てられており、獲得された点数のうちで最高の点数が利用者2の得点とされる。これにより、利用者2が腕部(特定部位)の先端部を床面から高く上げるほど、獲得できる点数が高くなる。言い換えれば、評価部155は、床面からの腕部の高さを評価対象として、腕部の可動域を得点という形式で評価する。   Here, the height at which the arm of the user 2 rises is directly related to the range of motion of the arm, and it can be evaluated that the range of motion of the arm is wider as the arm is raised higher. Therefore, in the present embodiment, the score is assigned according to the position of the icon 131 on the display surface 30 so that the icon 131 having a higher display position on the display surface 30 has a higher score, and the highest score among the acquired scores. The score is the score of user 2. Thereby, the score which can be acquired becomes high, so that the user 2 raises the front-end | tip part of an arm part (specific site | part) from a floor surface. In other words, the evaluation unit 155 evaluates the range of motion of the arm part in the form of a score, with the height of the arm part from the floor as an evaluation target.

各図像131に対する点数の割り当ては制御装置5Bの記憶部51に記憶されており、評価部155は、記憶部51から読み出した点数の割り当てに従って、各図像131の点数を計算する。ここでは、健常者が獲得可能な標準的な点数が100点となるように、表示面30の最も高い位置に表示される図像131に100点が割り当てられ、表示面30の最も低い位置に表示される図像131に20点が割り当てられている。つまり、標準記憶部としての記憶部51には、評価部155の評価対象(腕部の高さ)の標準を示す標準情報として、図像31に対する点数の割り当てが記憶され、評価部155は評価対象を標準情報と対比することにより腕部の可動域を標準に対して相対的に評価する。   The score assignment for each icon 131 is stored in the storage unit 51 of the control device 5B, and the evaluation unit 155 calculates the score of each icon 131 according to the score assignment read from the memory unit 51. Here, 100 points are assigned to the image 131 displayed at the highest position on the display surface 30 so that the standard score that a healthy person can acquire is 100 points, and displayed at the lowest position on the display surface 30. 20 points are assigned to the image 131 to be displayed. That is, in the storage unit 51 as the standard storage unit, the assignment of the score to the image 31 is stored as standard information indicating the standard of the evaluation target (arm height) of the evaluation unit 155, and the evaluation unit 155 Is compared with the standard information to evaluate the range of motion of the arm relative to the standard.

記憶部51には、たとえば年齢や性別や身長ごとに標準情報が記憶されていてもよく、この場合、評価部155は評価対象と対比する標準情報を、利用者2の年齢や性別、身長に応じて選択する。すなわち、利用者2の年齢や性別、身長によって図像131に対する点数の割り当てが変化する。   The storage unit 51 may store standard information for each age, sex, and height, for example. In this case, the evaluation unit 155 sets the standard information to be compared with the evaluation target to the age, sex, and height of the user 2. Select accordingly. That is, the assignment of points to the icon 131 varies depending on the age, sex, and height of the user 2.

評価部155が所定の一方向における特定部位の可動範囲(可動域)を評価対象とする方法としては、上述したように床面からの利用者2の特定部位の高さに応じた得点をつける方法に限らず、たとえばある方向における利用者2の特定部位の移動距離を計測する方法などもある。具体的には、特定部位が腕部であれば、評価部155は、利用者2が腕部を下ろした状態での腕部の先端部の位置(初期位置)から腕部を上げた状態での腕部の先端部の位置までの上下方向の距離を計測し、この距離を評価対象としてもよい。この場合、評価部155は、計測された距離が大きくなる程、腕部の可動域が広いと評価することができるので、初期位置から離れた図像131ほど点数が高くなるように点数が割り当てられていればよい。さらに、体幹の中心線から特定部位(たとえば右腕)の先端部までの水平方向(左右方向)の距離を評価対象とすることも考えられる。   As a method in which the evaluation unit 155 evaluates the movable range (movable range) of the specific part in a predetermined direction, as described above, a score corresponding to the height of the specific part of the user 2 from the floor is given. For example, there is a method of measuring the moving distance of the specific part of the user 2 in a certain direction. Specifically, if the specific part is the arm part, the evaluation unit 155 raises the arm part from the position (initial position) of the tip part of the arm part when the user 2 lowers the arm part. The distance in the vertical direction to the position of the tip of the arm portion may be measured, and this distance may be the evaluation target. In this case, the evaluation unit 155 can evaluate that the movable range of the arm portion is wider as the measured distance increases, and therefore, the score is assigned so that the score is higher as the graphic 131 is farther from the initial position. It only has to be. Furthermore, the distance in the horizontal direction (left-right direction) from the center line of the trunk to the tip of a specific part (for example, the right arm) may be considered as an evaluation target.

また、他の例として、評価部155は、表示面30に沿う平面(二次元空間)内において特定部位が通った領域の面積を評価対象として、特定部位の可動域を評価する構成であってもよい。すなわち、評価データは、表示面30に平行な面内において特定部位が通過した領域の面積を示すデータを含んでいてもよい。具体的には、指標設定部153が特定部位(腕部)の全体に対応する表示面30上の位置に指標を設定し、評価部155は、表示面30に沿う平面内において指標が通った領域の面積を評価対象とする。要するに、評価部155は、指標の位置が重なって風船が破裂する処理が実行された図像131の合計点数を算出し、この点数を特定部位の可動域として評価する。この場合でも、健常者が獲得可能な標準的な点数が100点となるように、各図像131に点数が割り当てられ、評価部155は、評価対象を標準情報と対比することにより腕部の可動域を標準に対して相対的に評価する。   As another example, the evaluation unit 155 is configured to evaluate the movable range of the specific part, with the area of the region through which the specific part passes in the plane (two-dimensional space) along the display surface 30 as an evaluation target. Also good. That is, the evaluation data may include data indicating the area of a region through which a specific part has passed in a plane parallel to the display surface 30. Specifically, the index setting unit 153 sets an index at a position on the display surface 30 corresponding to the entire specific part (arm portion), and the evaluation unit 155 passes the index in a plane along the display surface 30. The area of the region is to be evaluated. In short, the evaluation unit 155 calculates the total score of the icon 131 in which the process of bursting the balloon due to the overlapping of the index positions is performed, and this score is evaluated as the range of motion of the specific part. Even in this case, a score is assigned to each icon 131 so that the standard score that a healthy person can acquire is 100, and the evaluation unit 155 moves the arm by comparing the evaluation object with the standard information. The range is evaluated relative to the standard.

或いは、位置検出部152が三次元センサである距離画像センサ4の出力から三次元空間内での特定部位の位置を検出している構成では、評価部155は、三次元空間において特定部位が通った領域の体積を評価対象に含んでいてもよい。つまり、評価データは、特定部位が通過した領域の体積を示すデータを含んでいてもよい。すなわち、評価部155は、三次元空間内において数値化される体積に基づいて、当該体積が大きいほど特定部位の可動域が広いと評価する。この場合、評価部155は、記憶部51内の標準情報に基づいて体積をたとえば100点満点の点数に換算し、健常者が獲得可能な標準的な点数が100点となるように、評価対象を標準情報と対比することにより特定部位の可動域を標準に対して相対的に評価する。   Alternatively, in the configuration in which the position detection unit 152 detects the position of the specific part in the three-dimensional space from the output of the distance image sensor 4 that is a three-dimensional sensor, the evaluation unit 155 passes the specific part in the three-dimensional space. The volume of the selected area may be included in the evaluation target. That is, the evaluation data may include data indicating the volume of the region through which the specific part has passed. That is, the evaluation unit 155 evaluates that the movable range of the specific part is wider as the volume is larger, based on the volume that is quantified in the three-dimensional space. In this case, the evaluation unit 155 converts the volume into, for example, a score of 100 points based on the standard information in the storage unit 51, and evaluates the standard score that can be obtained by a healthy person to 100 points. Is compared with the standard information to evaluate the range of motion relative to the standard relative to the standard.

さらにまた、評価部155は、たとえば特定部位としての腕部が上下方向に一往復する動作など、特定部位が所定の動作に要した時間を評価対象に含んでいてもよい。すなわち、評価データは、利用者2が特定部位で所定の動作を行うのに要した時間を示すデータを含んでいてもよい。つまり、初期位置(たとえば腕部を下ろした状態での先端部位置)からある目標位置(たとえば腕部を最大限上げた状態での先端部位置)までの距離を移動時間で除算することで特定部位の動作速度を求め、この動作速度を回復度合いの指標とすることもできる。そこで、評価部155は、特定部位が所定の動作に要した時間に基づいて、当該時間が短いほど特定部位の可動域が広いと評価する。この場合、評価部155は、記憶部51内の標準情報に基づいて時間をたとえば100点満点の点数に換算し、健常者が獲得可能な標準的な点数が100点となるように、評価対象を標準情報と対比することにより特定部位の可動域を標準に対して相対的に評価する。   Furthermore, the evaluation unit 155 may include, as an evaluation target, the time required for the specific part to perform a predetermined operation, for example, an operation in which the arm part as the specific part reciprocates once in the vertical direction. That is, the evaluation data may include data indicating the time required for the user 2 to perform a predetermined operation at the specific part. In other words, the distance from the initial position (for example, the tip position with the arm lowered) to a target position (for example, the position of the tip with the arm raised to the maximum) is divided by the movement time. The operation speed of the part can be obtained, and this operation speed can be used as an index of the degree of recovery. Therefore, the evaluation unit 155 evaluates that the movable range of the specific part is wider as the time is shorter, based on the time required for the specific part to perform the predetermined operation. In this case, the evaluation unit 155 converts the time into, for example, a score of 100 points based on the standard information in the storage unit 51, so that the standard score that can be obtained by a healthy person is 100 points. Is compared with the standard information to evaluate the range of motion relative to the standard relative to the standard.

その他にも、評価部155は、特定部位としての腕部が移動した軌跡(二次元空間内、三次元空間内の両方を含む)を評価対象に含んでいてもよい。すなわち、評価データは、特定部位の軌跡を示すデータを含んでいてもよい。この場合、記憶部51には、健常者の標準的な腕部の移動経路が標準情報として複数パターン記憶され、評価部155は、評価対象の標準情報からの偏差をたとえば100点満点の点数に換算する。   In addition, the evaluation unit 155 may include the trajectory (including both the two-dimensional space and the three-dimensional space) of the movement of the arm as the specific part in the evaluation target. That is, the evaluation data may include data indicating the locus of the specific part. In this case, the storage unit 51 stores a plurality of patterns of standard arm movement paths of healthy persons as standard information, and the evaluation unit 155 sets the deviation from the standard information to be evaluated to a score of 100 points, for example. Convert.

提示部57Bは、このようにして評価部155で為された特定部位の可動域の評価結果を利用者2に提示する。すなわち、提示部57Bは、評価部(可動域評価部)155による評価の結果を提示するように構成される。具体的には、提示部57Bは、評価部155の評価結果を音声や光等で利用者2に提示する。あるいは、映像生成部154からの指示により評価部155の評価結果を表示装置3に表示させる構成とし、表示装置3が提示部57Bとして兼用されてもよい。表示装置3が提示部57Bとして兼用される場合、訓練時間の終了後、表示面30にはたとえば図15に示すように評価結果を示すメッセージ133が表示される。   The presenting unit 57B presents to the user 2 the evaluation result of the range of motion of the specific part made by the evaluating unit 155 in this way. That is, the presentation unit 57B is configured to present the result of evaluation by the evaluation unit (range of motion evaluation unit) 155. Specifically, the presentation unit 57B presents the evaluation result of the evaluation unit 155 to the user 2 by voice or light. Or it is set as the structure which displays the evaluation result of the evaluation part 155 on the display apparatus 3 by the instruction | indication from the image | video production | generation part 154, and the display apparatus 3 may be combined as the presentation part 57B. When the display device 3 is also used as the presentation unit 57B, a message 133 indicating the evaluation result is displayed on the display surface 30 as shown in FIG.

提示部57Bが提示する内容は、特定部位の可動域の評価結果のみであってもよいし、評価結果に加えて評価対象とされた高さ(距離)、面積や体積、時間や軌跡などを定量的に示す数値を含んでいてもよい。たとえば、評価部155が上述のように風船の図像131によって床からの利用者2の腕部の高さに応じた得点をつけている場合、提示部57Bは獲得された得点のみを提示してもよいし、利用者2の腕部の高さを表す数値や破裂した風船の個数なども併せて提示してもよい。   The content presented by the presenting unit 57B may be only the evaluation result of the range of motion of the specific part, or in addition to the evaluation result, the height (distance), area, volume, time, trajectory, etc. that are the evaluation target The numerical value shown quantitatively may be included. For example, when the evaluation unit 155 gives a score according to the height of the arm of the user 2 from the floor by the balloon image 131 as described above, the presentation unit 57B presents only the acquired score. Alternatively, a numerical value indicating the height of the arm of the user 2 or the number of balloons that have been ruptured may be presented together.

また、提示部57Bは、評価部155での評価に用いられた評価対象と評価基準(標準情報)とを一緒に提示したり、両者の偏差を提示したりしてもよい。これにより、利用者2においては、評価結果だけでなく、評価対象の標準的な値や標準的な値からの偏差を知ることができ、今後の可動域訓練の目標とすることができる。   In addition, the presentation unit 57B may present the evaluation target and the evaluation criteria (standard information) used for the evaluation by the evaluation unit 155 together, or may present a deviation between the two. As a result, the user 2 can know not only the evaluation result but also the standard value of the evaluation object and the deviation from the standard value, which can be the target of future range of motion training.

以上述べた本実施形態の運動支援システム(可動域訓練システム)1Bは、利用者2の正面に配置され利用者2と向き合う表示面30に映像を表示する表示装置3と、利用者2の動作に伴って変化する利用者2の身体の特定部位の位置を検出する位置検出部152と、特定部位の少なくとも一部の位置に対応する表示面30上の位置に指標を設定する指標設定部153と、指標の位置が重なると所定の処理を実行するように当該処理と関連付けられた図像を生成して表示装置3に表示させる映像生成部154と、位置検出部152で検出された特定部位の位置の変化から求まる評価対象を所定の評価基準と対比して特定部位の可動域を評価する評価部155と、評価部155での評価結果を提示する提示部57Bとを備える。   The exercise support system (range of motion training system) 1B according to the present embodiment described above includes the display device 3 that displays an image on the display surface 30 that is disposed in front of the user 2 and faces the user 2, and the operation of the user 2. A position detection unit 152 that detects the position of a specific part of the body of the user 2 that changes with the index, and an index setting unit 153 that sets an index at a position on the display surface 30 corresponding to at least a part of the position of the specific part. And an image generation unit 154 that generates a graphic image associated with the process and displays it on the display device 3 so as to execute a predetermined process when the positions of the indices overlap, and a specific part detected by the position detection unit 152 An evaluation unit 155 that evaluates a range of motion of a specific part by comparing an evaluation object obtained from a change in position with a predetermined evaluation criterion, and a presentation unit 57B that presents an evaluation result in the evaluation unit 155 are provided.

すなわち、運動支援システム1Bは、利用者2の身体の特定部位の位置を検出する位置検出部152と、位置検出部152で検出された位置に基づいて表示面30における指標の位置を決定する指標設定部153と、表示面30における所定位置に指標が位置しているか否かを判定する判定部1541と、判定部1541が所定位置に指標が位置していると判定すると、所定位置に所定のイベント画像を表示するイベント画像表示部(表示制御部)52Bと、位置検出部152で検出された位置に基づいて、特定部位の可動域を示す評価データを作成する評価データ作成部1551と、評価データ作成部1551で作成された評価データと基準データとの比較に基づいて、特定部位の可動域の評価を行う可動域評価部1552と、を備え、提示部57Bは、可動域評価部155による評価の結果を提示するように構成される。   That is, the exercise support system 1B includes a position detection unit 152 that detects the position of a specific part of the body of the user 2, and an index that determines the position of the index on the display surface 30 based on the position detected by the position detection unit 152. A setting unit 153, a determination unit 1541 that determines whether or not the index is positioned at a predetermined position on the display surface 30, and a determination unit 1541 that determines that the index is positioned at a predetermined position An event image display unit (display control unit) 52B that displays an event image, an evaluation data creation unit 1551 that creates evaluation data indicating a movable range of a specific part based on the position detected by the position detection unit 152, and an evaluation A range of motion evaluation unit 1552 that evaluates the range of motion of a specific part based on a comparison between the evaluation data created by the data creation unit 1551 and the reference data. Part 57B is configured to present the results of evaluation by the movable range evaluation unit 155.

この運動支援システム1Bは、表示面30に対して利用者2側に配置され表示装置3に表示された映像を透過させるハーフミラー6をさらに備える。指標設定部153は、表示面30においてハーフミラー6に映る利用者2の鏡像のうち特定部位の鏡像に重なる位置に指標を設定するように構成される。換言すれば、本実施形態において、鏡像表示手段は、表示装置3の前面に配置されるハーフミラー6である。指標設定部153は、ハーフミラー6に映った特定部位と重なる表示面30の位置に指標の位置が対応するように、指標の位置を決定するように構成される。   This exercise support system 1 </ b> B further includes a half mirror 6 that is disposed on the user 2 side with respect to the display surface 30 and transmits the image displayed on the display device 3. The index setting unit 153 is configured to set an index at a position that overlaps a mirror image of a specific part of the mirror image of the user 2 reflected on the half mirror 6 on the display surface 30. In other words, in the present embodiment, the mirror image display means is the half mirror 6 disposed on the front surface of the display device 3. The index setting unit 153 is configured to determine the position of the index so that the position of the index corresponds to the position of the display surface 30 that overlaps the specific part reflected on the half mirror 6.

以上説明した本実施形態の運動支援システム1Bによれば、利用者2に対して身体の特定部位の可動域の評価結果を提示することができる。また、運動支援システム1Bによれば、評価部155は、特定部位の位置の変化から求まる評価対象を所定の評価基準と対比して特定部位の可動域を評価するので、その評価結果が提示部57Bから利用者2にフィードバックされる。したがって、利用者2は、自身の特定部位の可動域の測定結果を知るだけではなく、測定結果がどのような意味を持つのか理解することが可能となる。すなわち、利用者2は、たとえば腕が何センチの高さまで上がったかという測定結果だけでなく、可動域が100点中、何点と評価されるのかを知ることができ、可動域訓練の必要性や効果を十分に理解することができる。   According to the exercise support system 1 </ b> B of the present embodiment described above, the evaluation result of the range of motion of the specific part of the body can be presented to the user 2. Further, according to the exercise support system 1B, the evaluation unit 155 evaluates the range of motion of the specific part by comparing the evaluation target obtained from the change in the position of the specific part with a predetermined evaluation standard, and the evaluation result is the presentation unit. Feedback is made to user 2 from 57B. Therefore, the user 2 can not only know the measurement result of the movable range of his / her specific part, but also understand what the measurement result means. That is, the user 2 can know not only the measurement result of how many centimeters the arm has raised, but also the number of points that the range of motion is evaluated out of 100 points. And fully understand the effects.

しかも、利用者2は、高得点を目指すことにより、特に意識しなくても可動域の範囲内で特定部位を極力大きく動かすことになるので、ゲームを楽しんでいるような感覚で身体を動かすことにより十分な可動域訓練の効果を享受できる。なお、特定部位が腕部である場合、利用者2がたとえば体幹を傾けたりすると、腕部の可動域を正確に評価することができないので、特定部位以外の部位(たとえば体幹)が移動した場合には評価を無効にするなどの処理が行われてもよい。   Moreover, by aiming for a high score, the user 2 moves the specific part as much as possible within the range of motion without being particularly conscious, so the user 2 moves the body as if enjoying a game. Can enjoy the effect of sufficient range of motion training. In addition, when the specific part is an arm part, if the user 2 tilts the trunk, for example, the movable range of the arm part cannot be accurately evaluated. Therefore, a part other than the specific part (for example, the trunk) moves. In such a case, processing such as invalidating the evaluation may be performed.

また、運動支援システム1Bは、評価対象の標準を示す標準情報を記憶する標準記憶部51をさらに備え、評価部155は、標準情報を評価基準として可動域を評価するように構成される。すなわち、基準データは、健常者の標準的な特定部位の可動域を示すデータである。   The exercise support system 1B further includes a standard storage unit 51 that stores standard information indicating a standard to be evaluated, and the evaluation unit 155 is configured to evaluate the range of motion using the standard information as an evaluation criterion. That is, the reference data is data indicating the range of motion of a standard specific part of a healthy person.

つまり、本実施形態では、評価部155は、評価対象の標準を示す標準情報を評価基準として、評価対象を評価基準と対比し特定部位の可動域を評価するので、利用者2の特定部位の可動域を標準的な可動域に対して相対的に評価することができる。したがって、病気や怪我により特定部位の可動域が制限された利用者2にあっては、標準的な可動域を目標にして可動域訓練を行うことができる。   That is, in this embodiment, the evaluation unit 155 uses the standard information indicating the evaluation target standard as an evaluation criterion and evaluates the range of motion of the specific region by comparing the evaluation object with the evaluation criterion. The range of motion can be evaluated relative to the standard range of motion. Therefore, in the user 2 whose range of motion is limited due to illness or injury, the range of motion training can be performed with the standard range of motion as a target.

また、運動支援システム1Bでは、評価部155は、表示面30上に沿う平面内において特定部位が通った領域の面積を評価対象に含む。すなわち、評価データは、表示面30に平行な面内において特定部位が通過した領域の面積を示すデータを含む。   In the exercise support system 1B, the evaluation unit 155 includes the area of the region through which the specific part passes in the plane along the display surface 30 as the evaluation target. That is, the evaluation data includes data indicating the area of a region through which the specific part has passed in a plane parallel to the display surface 30.

また、運動支援システム1Bでは、評価部155は、所定の一方向における特定部位の可動範囲を評価対象に含む。すなわち、評価データは、所定方向における特定部位の可動範囲を示すデータを含む。   In the exercise support system 1B, the evaluation unit 155 includes the movable range of the specific part in one predetermined direction as an evaluation target. That is, the evaluation data includes data indicating the movable range of the specific part in the predetermined direction.

つまり、評価部155が、所定の一方向における特定部位の可動範囲や平面上の移動領域の面積を評価対象とする構成では、特定部位の位置を三次元的に特定する必要はない。そのため、距離画像センサ4に代えてCCD(Charge Coupled Device)カメラなどの二次元カメラを用いることができ、位置検出部152の処理速度も向上するという利点がある。さらに、一次元的な距離等を計測するだけであれば、距離画像センサ4に代えてレーザ、超音波などを用いた物体検知センサを用いることもできる。   That is, in the configuration in which the evaluation unit 155 evaluates the movable range of the specific part in a predetermined direction or the area of the moving region on the plane, it is not necessary to specify the position of the specific part three-dimensionally. Therefore, a two-dimensional camera such as a CCD (Charge Coupled Device) camera can be used in place of the distance image sensor 4, and there is an advantage that the processing speed of the position detection unit 152 is improved. Furthermore, if only a one-dimensional distance or the like is measured, an object detection sensor using a laser, an ultrasonic wave, or the like can be used instead of the distance image sensor 4.

また、運動支援システム1Bでは、位置検出部152は三次元センサの出力から三次元空間内での特定部位の位置を検出し、評価部155は、三次元空間において特定部位が通った領域の体積を評価対象に含む。すなわち、位置検出部152は、三次元センサの出力から特定部位の位置を検出するように構成される。評価データは、特定部位が通過した領域の体積を示すデータを含む。   In the exercise support system 1B, the position detection unit 152 detects the position of the specific part in the three-dimensional space from the output of the three-dimensional sensor, and the evaluation unit 155 determines the volume of the region through which the specific part passes in the three-dimensional space. Is included in the evaluation target. That is, the position detection unit 152 is configured to detect the position of the specific part from the output of the three-dimensional sensor. The evaluation data includes data indicating the volume of the region through which the specific part has passed.

また、運動支援システム1Bにおいて、評価部155は、特定部位の軌跡を評価対象に含む。すなわち、評価データは、特定部位の軌跡を示すデータを含む。   In the exercise support system 1B, the evaluation unit 155 includes the locus of the specific part as an evaluation target. That is, the evaluation data includes data indicating the locus of the specific part.

つまり、評価部155が、特定部位の移動領域の体積や移動軌跡を評価対象に含む構成では、前後方向への動きも含めて利用者2の特定部位の可動域を詳細に評価することができる。   That is, in the configuration in which the evaluation unit 155 includes the volume or movement locus of the moving region of the specific part as the evaluation target, the movable range of the specific part of the user 2 including the movement in the front-rear direction can be evaluated in detail. .

また、運動支援システム1Bでは、評価部155は、特定部位が所定の動作に要した時間を評価対象に含む。すなわち、評価データは、利用者2が特定部位で所定の動作を行うのに要した時間を示すデータを含む。   Further, in the exercise support system 1B, the evaluation unit 155 includes the time required for the specific part for a predetermined operation as an evaluation target. That is, the evaluation data includes data indicating the time required for the user 2 to perform a predetermined operation at the specific part.

つまり、評価部155が、特定部位が所定の動作に要する時間を評価対象に含む構成では、特定部位がどの程度スムーズに動くのかについても評価することができるという利点がある。   That is, in the configuration in which the evaluation unit 155 includes the time required for the specific part for the predetermined operation as an evaluation target, there is an advantage that it is possible to evaluate how smoothly the specific part moves.

ところで、本実施形態では、記憶部51は、評価対象の標準(標準情報)を記憶する標準記憶部として用いられているが、この構成に限らず、評価対象の履歴を履歴情報として記憶する履歴記憶部として記憶部51が用いられていてもよい。ここでいう履歴情報は、利用者2の特定部位の位置の変化から求められた高さ(距離)、面積や体積、時間や軌跡などの比較対象が、利用者2ごとに時系列にまとめられた情報である。すなわち、運動支援システム1Bは、評価対象の履歴を時系列に履歴情報として記憶する履歴記憶部51をさらに備え、評価部155は、履歴情報を評価基準として可動域を評価してもよい。換言すれば、可動域評価部(評価部155)は、前回の特定部位の可動域の評価に用いられた評価データを、基準データとして採用するように構成されてもよい。   By the way, in this embodiment, although the memory | storage part 51 is used as a standard memory | storage part which memorize | stores the evaluation object standard (standard information), not only this structure but the log | history which memorize | stores the log | history of evaluation object as log | history information The storage unit 51 may be used as the storage unit. In the history information here, the comparison targets such as the height (distance), area, volume, time, and trajectory obtained from the change in the position of the specific part of the user 2 are collected in time series for each user 2. Information. That is, the exercise support system 1B may further include a history storage unit 51 that stores the history of the evaluation target as history information in time series, and the evaluation unit 155 may evaluate the range of motion using the history information as an evaluation criterion. In other words, the movable range evaluation unit (evaluation unit 155) may be configured to adopt the evaluation data used for the previous evaluation of the movable range of the specific part as the reference data.

この場合、評価部155は、記憶部51に記憶された履歴情報を評価基準として、評価対象を評価基準と対比して特定部位の可動域を評価する。すなわち、評価部155は、過去に利用者2が可動域訓練を行った際の比較対象を評価基準として、現在、利用者2が行っている可動域訓練における評価対象と対比することにより、特定部位の可動域を評価する。これにより、評価部155では、同一の利用者2について、特定部位の可動域が従来に比べてどうなったのかを評価でき、可動域訓練の進捗度を評価することができる。   In this case, the evaluation unit 155 uses the history information stored in the storage unit 51 as an evaluation criterion, and evaluates the range of motion of the specific part by comparing the evaluation object with the evaluation criterion. That is, the evaluation unit 155 specifies the comparison target when the user 2 has performed the range-of-motion training in the past as an evaluation criterion and compares it with the evaluation target in the range-of-motion training currently performed by the user 2. Evaluate range of motion. Thereby, in the evaluation part 155, about the same user 2, it can evaluate how the movable range of the specific site | part changed compared with the past, and can evaluate the progress of a movable range training.

(実施形態4)
本実施形態の運動支援システム(可動域訓練システム)1Cは、図16に示すように、ハーフミラー6を備えていない点が実施形態3の運動支援システム(可動域訓練システム)1Bと相違する。また、本実施形態の運動支援システム1Cでは、利用者2の前方に配置され利用者2を前方から撮像する向きにレンズが向けられた撮像装置7が設けられている。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 16, the exercise support system (range of motion training system) 1C of the present embodiment is different from the exercise support system (range of motion training system) 1B of the third embodiment in that the half mirror 6 is not provided. In the exercise support system 1 </ b> C of the present embodiment, an imaging device 7 is provided that is disposed in front of the user 2 and has a lens oriented in a direction in which the user 2 is imaged from the front.

さらに、本実施形態の運動支援システム1Cは、制御装置5Cで実施形態3の運動支援システム1Bと異なる。制御装置5Cは、図16に示すように、記憶部51と、取得部53と、第1抽出部(特徴量抽出部)54と、第2抽出部(基準量抽出部)55と、評価部(姿勢評価部)56と、提示部57Bと、位置検出部152と、指標設定部153と、評価部(第2評価部)155と、映像生成部154とに加えて、反転処理部58を備えている。   Furthermore, the exercise support system 1C of the present embodiment is different from the exercise support system 1B of the third embodiment in a control device 5C. As illustrated in FIG. 16, the control device 5 </ b> C includes a storage unit 51, an acquisition unit 53, a first extraction unit (feature amount extraction unit) 54, a second extraction unit (reference amount extraction unit) 55, and an evaluation unit. In addition to the (posture evaluation unit) 56, the presentation unit 57B, the position detection unit 152, the index setting unit 153, the evaluation unit (second evaluation unit) 155, and the video generation unit 154, an inversion processing unit 58 is provided. I have.

映像生成部154は、判定部1541と、表示制御部52Bと、を備える。表示制御部52Bは、反転処理部58で生成された左右反転画像を表示面30に表示する反転画像表示部として機能する。   The video generation unit 154 includes a determination unit 1541 and a display control unit 52B. The display control unit 52 </ b> B functions as an inverted image display unit that displays the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit 58 on the display surface 30.

また、本実施形態において、指標設定部153は、左右反転画像における特定部位の位置に指標の位置が対応するように、指標の位置を決定するように構成される。   In the present embodiment, the index setting unit 153 is configured to determine the position of the index so that the position of the index corresponds to the position of the specific part in the horizontally reversed image.

すなわち、本実施形態の運動支援システム(可動域訓練システム)1Cは、光学的に形成される鏡像を提示することはなく、表示装置3に表示された反転映像を利用者2に視認させ、利用者2に対して、反転映像を自身の鏡像と錯覚させることができる。   That is, the exercise support system (range of motion training system) 1C according to the present embodiment does not present a mirror image that is optically formed, and allows the user 2 to visually recognize and use the reverse video displayed on the display device 3. The person 2 can make the inverted image an illusion of his own mirror image.

さらに、映像生成部154は、反転処理部58で生成された反転映像と共に、図像131を表示装置3に表示させる。指標設定部153は、表示面30において反転映像のうち特定部位の映像と重なるように、指標の位置を設定する。ここでは、特定部位は腕部全体であり、指標は腕部の一部である手首の位置に対応する位置に設定されるので、指標設定部153は、表示面30上で反転映像中の腕部の手首の映像と重なる位置に指標を設定する。   Further, the video generation unit 154 displays the graphic image 131 on the display device 3 together with the reverse video generated by the reverse processing unit 58. The index setting unit 153 sets the position of the index so that it overlaps the video of the specific part of the inverted video on the display surface 30. Here, since the specific part is the entire arm part and the index is set at a position corresponding to the position of the wrist which is a part of the arm part, the index setting unit 153 displays the arm in the reverse video on the display surface 30. An index is set at a position overlapping the video of the wrist of the department.

以上述べたように、本実施形態の運動支援システム1Cは、利用者2の前方に配置され利用者2の映像を撮像する撮像装置7をさらに備える。映像生成部154は、撮像装置7で撮像された利用者の映像を左右反転させた反転映像を図像と共に表示装置3に表示させるように構成される。指標設定部153は、表示面30において反転映像のうち特定部位の映像に重なる位置に指標を設定するように構成される。   As described above, the exercise support system 1 </ b> C of the present embodiment further includes the imaging device 7 that is disposed in front of the user 2 and captures an image of the user 2. The video generation unit 154 is configured to cause the display device 3 to display an inverted video obtained by horizontally inverting the user's video captured by the imaging device 7 together with a graphic image. The index setting unit 153 is configured to set an index at a position on the display surface 30 that overlaps the video of the specific part of the inverted video.

すなわち、本実施形態の運動支援システム1Cの鏡像表示手段は、利用者2を撮影して利用者2の画像を生成する撮像装置7と、撮像装置7で生成された利用者2の画像を左右反転させて左右反転画像を生成する反転処理部58と、反転処理部58で生成された左右反転画像を表示面30に表示する表示制御部(反転画像表示部)52Bと、で構成される。   That is, the mirror image display means of the exercise support system 1C of this embodiment captures the user 2 and generates an image of the user 2, and the image of the user 2 generated by the imaging device 7 is shifted left and right. An inversion processing unit 58 that generates a horizontally inverted image by inversion, and a display control unit (inverted image display unit) 52B that displays the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit 58 on the display surface 30 are configured.

以上説明した本実施形態の運動支援システム1Cによれば、ハーフミラー6を省略した分だけ、実施形態3の運動支援システム1Bに比べて構成を簡略化できるという利点がある。しかも、本実施形態の構成では、比較的大型の画面を備えるディスプレイが予め備わっていれば、専用のディスプレイを新設しなくても、既存のディスプレイを表示装置3として用いることが可能であるため、システムの導入コストを低減できる。   According to the exercise support system 1C of the present embodiment described above, there is an advantage that the configuration can be simplified as compared with the exercise support system 1B of the third embodiment, as much as the half mirror 6 is omitted. In addition, in the configuration of the present embodiment, if a display having a relatively large screen is provided in advance, an existing display can be used as the display device 3 without newly installing a dedicated display. System introduction costs can be reduced.

本実施形態の運動支援システム1Cのその他の構成および機能は実施形態3の運動支援システム1Bと同様である。   Other configurations and functions of the exercise support system 1C of the present embodiment are the same as those of the exercise support system 1B of the third embodiment.

(実施形態5)
本実施形態の運動支援システム1Dは、重心移動訓練システムとしての側面を有する。重心移動訓練システムは、利用者の重心移動の訓練に用いられる。
(Embodiment 5)
The exercise support system 1D of the present embodiment has a side as a center-of-gravity movement training system. The center-of-gravity movement training system is used for training of a user's center-of-gravity movement.

人の重要な運動機能の1つに重心移動の機能があるが、たとえば病気や怪我により身体の動きに障害のある患者や高齢者等においては、この重心移動の機能が衰えている場合がある。重心移動の機能が不十分な人は、たとえば左右の脚に交互に体重が掛かるようにスムーズに重心移動させることができないがために、歩行などの基本的な運動にも支障がでる場合がある。そのため、重心移動をスムーズに行わせるための重心移動訓練は、たとえばリハビリテーションの分野等に広く取り入れられている。   One of the important motor functions of humans is the function of shifting the center of gravity. For example, the function of shifting the center of gravity may be impaired in patients or elderly people who have a physical movement disorder due to illness or injury. . People who have insufficient function of center of gravity movement may not be able to move the center of gravity smoothly so that, for example, the weight is alternately applied to the left and right legs, which may interfere with basic exercise such as walking. . Therefore, center-of-gravity movement training for smoothly moving the center of gravity is widely adopted, for example, in the field of rehabilitation.

一方、利用者の足元に配置され使用者の前後左右における荷重の比率を測定する測定装置(バランス検出装置)を備え、測定装置の出力から求まる使用者の重心位置を示す映像を表示装置に表示させるシステムが提案されている(たとえば文献3[日本国公開特許公報2009−277195号]参照)。文献3記載のシステムを用いれば、使用者は、重心位置を目標位置に一致させるように姿勢を修正することによって、重心が中心に位置するときの正しい姿勢を習得することができる。   On the other hand, it is equipped with a measuring device (balance detection device) that is placed at the user's feet and measures the load ratio in front, back, left, and right of the user, and displays an image showing the position of the user's center of gravity obtained from the output of the measuring device on the display device A system has been proposed (see, for example, Document 3 [Japan Published Patent Publication No. 2009-277195]). By using the system described in Literature 3, the user can learn the correct posture when the center of gravity is located at the center by correcting the posture so that the position of the center of gravity matches the target position.

しかし、文献3記載のシステムでは、重心位置が使用者にフィードバックされることによって、正しい姿勢からの重心位置の変動を少なくする訓練はできるものの、歩行などに必要なスムーズな重心移動を使用者に習得させるための訓練は難しい。すなわち、文献3記載のシステムは、重心位置の移動軌跡等も表示可能であるが、重心位置の移動軌跡からではスムーズに重心移動できているか否かの評価は難しく、スムーズな重心移動を習得させるための訓練に用いるには不十分である。   However, in the system described in Document 3, although the center of gravity position is fed back to the user, training to reduce the fluctuation of the center of gravity position from the correct posture can be performed, but smooth center of gravity movement necessary for walking and the like is given to the user. Training to learn is difficult. In other words, the system described in Document 3 can also display the movement locus of the center of gravity position, etc., but it is difficult to evaluate whether or not the center of gravity can be moved smoothly from the movement locus of the center of gravity, so that the smooth movement of the center of gravity is acquired. Is not enough to use for training.

したがって、重心移動訓練システムは、利用者にスムーズな重心移動を習得させるための訓練を行えることが好ましい。   Therefore, it is preferable that the center-of-gravity movement training system can perform training for allowing the user to learn smooth center-of-gravity movement.

本実施形態の運動支援システム1Dは、重心移動訓練システムとして用いられる。重心移動訓練システムは、病気や怪我により重心移動の機能が衰えた患者を対象として、重心移動をスムーズに行わせるためのリハビリテーションに用いられる。ただし、以下の実施形態の記載は重心移動訓練システムの用途を限定する趣旨ではなく、たとえば健常者が日頃の運動や、各種のスポーツに必要な重心移動の感覚を習得するためのトレーニングなどに重心移動訓練システムを用いてもよい。   The exercise support system 1D of the present embodiment is used as a center-of-gravity movement training system. The center-of-gravity movement training system is used for rehabilitation for smoothly moving the center of gravity of a patient whose function of center-of-gravity movement has declined due to illness or injury. However, the description of the following embodiment is not intended to limit the use of the center of gravity movement training system.For example, the center of gravity can be used for normal exercises, training for acquiring the sense of center of gravity movement necessary for various sports, etc. A mobile training system may be used.

本実施形態の運動支援システム(重心移動訓練システム)1Dは、図17に示すように、利用者(患者)2の正面に配置され表示面30に映像を映す表示装置3と、水平面内での利用者2の荷重の分布を測定する測定装置8と、表示装置3等の動作を制御する制御装置5Dとを備えている。表示装置3および測定装置8は、いずれも制御装置5Dに対して接続されている。また、本実施形態の運動支援システム1Dは、鏡像表示手段であるハーフミラー6を備えている。   As shown in FIG. 17, the exercise support system (center of gravity movement training system) 1D of the present embodiment includes a display device 3 that is arranged in front of a user (patient) 2 and displays an image on a display surface 30, and a horizontal plane. A measuring device 8 for measuring the load distribution of the user 2 and a control device 5D for controlling the operation of the display device 3 and the like are provided. Both the display device 3 and the measuring device 8 are connected to the control device 5D. Further, the exercise support system 1D of the present embodiment includes a half mirror 6 that is a mirror image display means.

測定装置8は、ハーフミラー6の手前の床であって利用者2の足元に配置されている。この測定装置8は、利用者2が搭乗する搭乗台80と、搭乗台80上での利用者2の左右の各脚にそれぞれ掛かる荷重を測定する荷重センサ(図示せず)とを具備している。荷重センサは、右脚側の搭乗台80と左脚側の搭乗台80とのそれぞれに対応して少なくとも1個ずつ設けられている。すなわち、測定装置8は、利用者から荷重を受ける作用面を有し、作用面における荷重の分布を測定するように構成される。本実施形態では、作用面は搭乗台80の上面である。   The measuring device 8 is disposed on the floor in front of the half mirror 6 and at the feet of the user 2. The measuring device 8 includes a boarding board 80 on which the user 2 is boarded, and a load sensor (not shown) that measures a load applied to each of the left and right legs of the user 2 on the boarding board 80. Yes. At least one load sensor is provided corresponding to each of the right leg side boarding base 80 and the left leg side boarding base 80. That is, the measuring device 8 has a working surface that receives a load from the user, and is configured to measure a load distribution on the working surface. In the present embodiment, the action surface is the upper surface of the boarding base 80.

本実施形態では、測定装置8は、各荷重センサでそれぞれ荷重を測定することにより、搭乗台80上に立つ利用者2の水平面内での荷重の分布を測定する。つまり、測定装置8は、搭乗台80の左右方向の中心線を境に左側の領域に掛かる荷重と右側の領域に掛かる荷重とをそれぞれ測定し、左脚と左脚との各々に掛かる荷重の分布をリアルタイムで測定する。   In the present embodiment, the measuring device 8 measures the load distribution in the horizontal plane of the user 2 standing on the boarding table 80 by measuring the load with each load sensor. In other words, the measuring device 8 measures the load applied to the left region and the load applied to the right region with respect to the center line in the left-right direction of the boarding base 80, respectively, and the load applied to each of the left leg and the left leg is measured. Measure distribution in real time.

このように、測定装置8は水平面内での利用者2の荷重の分布をリアルタイムで測定し、測定結果を制御装置5Dに対して出力する。制御装置5Dに出力される測定装置8の測定結果は水平面内での利用者2の荷重の分布を表す値であればよく、本実施形態では、測定装置8は利用者2の左脚と右脚とのそれぞれに掛かる荷重を制御装置5Dに出力する。   Thus, the measuring device 8 measures the load distribution of the user 2 in the horizontal plane in real time, and outputs the measurement result to the control device 5D. The measurement result of the measurement device 8 output to the control device 5D may be a value representing the load distribution of the user 2 in the horizontal plane. In the present embodiment, the measurement device 8 detects the left leg and the right of the user 2. The load applied to each of the legs is output to the control device 5D.

ここで、測定装置8は、荷重センサにより利用者2の左脚と右脚との一方のみに掛かる荷重を測定する構成であってもよい。つまり、測定装置8は、利用者2の体重が既知として予め与えられていれば、たとえば左脚に掛かる荷重を測定することにより、この荷重が体重に占める割合から、利用者2の荷重の分布を求めることができる。   Here, the measuring device 8 may be configured to measure a load applied to only one of the left leg and the right leg of the user 2 by a load sensor. In other words, if the weight of the user 2 is given in advance as a known value, the measuring device 8 measures the load on the left leg, for example, thereby calculating the distribution of the load on the user 2 from the ratio of the load to the weight. Can be requested.

ところで、本実施形態の運動支援システム1Dは、測定装置8の測定結果に基づいて利用者2の左右の荷重の比率を表すバランス値を算出する算出部251を制御装置5Dに有している。さらに、制御装置5Dは、利用者2の重心移動に伴うバランス値の変化を示す指標映像を生成する指標生成部252と、重心移動の模範となるバランス値の周期的な変化を示す模範映像を生成する模範生成部253と、各種設定値等が記憶される記憶部254とを有している。指標生成部252および模範生成部253は、それぞれ生成した指標映像、模範映像を表示装置3に表示させる。   By the way, exercise support system 1D of this embodiment has calculation part 251 which calculates the balance value showing the ratio of the load of right and left of user 2 based on the measurement result of measuring device 8 in control device 5D. Further, the control device 5D generates an index image 252 for generating an index image indicating a change in the balance value accompanying the movement of the center of gravity of the user 2, and an exemplary image indicating a periodic change in the balance value serving as an example of the center of gravity movement. It has a model generation unit 253 to generate, and a storage unit 254 in which various setting values and the like are stored. The index generation unit 252 and the model generation unit 253 cause the display device 3 to display the generated index video and model video, respectively.

本実施形態において、制御装置5Dは、図18に示すように、第1抽出部(特徴量抽出部)54と、第2抽出部(基準量抽出部)55と、評価部56と、提示部57Dと、記憶部51と、表示制御部52Dと、算出部251と、記憶部(第2記憶部)254と、バランス値表示部2521と、目標値表示部2531と、重心移動評価部255と、を備える。なお、運動支援システム1Dを重心移動訓練システムとしてのみ使用する場合には、第1抽出部54、第2抽出部55、評価部(姿勢評価部)56は必ずしも設ける必要はない。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 18, the control device 5D includes a first extraction unit (feature amount extraction unit) 54, a second extraction unit (reference amount extraction unit) 55, an evaluation unit 56, and a presentation unit. 57D, storage unit 51, display control unit 52D, calculation unit 251, storage unit (second storage unit) 254, balance value display unit 2521, target value display unit 2531, and center of gravity movement evaluation unit 255 . In addition, when using exercise support system 1D only as a gravity center movement training system, the 1st extraction part 54, the 2nd extraction part 55, and the evaluation part (posture evaluation part) 56 do not necessarily need to be provided.

算出部251は、測定装置8で測定された荷重の分布に基づいて作用面内の所定箇所における荷重の比率を表すバランス値を算出するように構成される。たとえば、算出部251は、測定装置8の測定結果から、搭乗台80の左右方向の中心線より左側の領域に掛かる荷重(左脚に掛かる荷重)と右側の領域に掛かる荷重(右脚に掛かる荷重)との比率を表すバランス値を、リアルタイムで算出する。具体的には、算出部251は、利用者2の左脚と右脚とのそれぞれに掛かる荷重に基づいて、その総和(つまり利用者2の体重)を基準として左右の各荷重が占める割合を、バランス値としてリアルタイムで算出する。   The calculation unit 251 is configured to calculate a balance value that represents the ratio of the load at a predetermined location in the working surface based on the distribution of the load measured by the measurement device 8. For example, the calculation unit 251 determines, based on the measurement result of the measurement device 8, the load applied to the left side region (the load applied to the left leg) and the load applied to the right region (applied to the right leg) from the center line in the horizontal direction of the boarding base 80. A balance value representing a ratio to (load) is calculated in real time. Specifically, the calculation unit 251 calculates the ratio of the left and right loads based on the sum (that is, the weight of the user 2) based on the loads applied to the left leg and the right leg of the user 2 respectively. The balance value is calculated in real time.

第2記憶部254は、バランス値記憶部2541と、設定データ記憶部2542とを備える。バランス値記憶部2541は、算出部251で算出されたバランス値を記憶するように構成される。設定データ記憶部2542は、バランス値の目標値の時間的変化を示す設定データを記憶するように構成される。設定データは、たとえば、所定周期の正弦波で定義される。設定データは、上記正弦波を定義する値として、周期と、振幅値と、を含む。また、設定データは、正弦波の長さを定義する運動時間を含む。本実施形態では、振幅値は、運動強度により表されている。運動強度は、予め設定された基準値に対する振幅値の比率(百分率)を示す。すなわち、運動強度が50%であれば、振幅値は基準値の半分になる。   The second storage unit 254 includes a balance value storage unit 2541 and a setting data storage unit 2542. The balance value storage unit 2541 is configured to store the balance value calculated by the calculation unit 251. The setting data storage unit 2542 is configured to store setting data indicating a temporal change in the target value of the balance value. The setting data is defined by, for example, a sine wave having a predetermined period. The setting data includes a period and an amplitude value as values defining the sine wave. The setting data includes an exercise time that defines the length of the sine wave. In the present embodiment, the amplitude value is represented by exercise intensity. The exercise intensity indicates a ratio (percentage) of an amplitude value with respect to a preset reference value. That is, if the exercise intensity is 50%, the amplitude value is half of the reference value.

たとえば、体重50kgの利用者2の場合に、左脚に掛かる荷重が30kg、右脚に掛かる荷重が20kgであれば、算出部251は、左=60%(=0.6)、右=40%(=0.4)というバランス値を算出する。なお、バランス値にて示される左脚に掛かる荷重の割合と右脚に掛かる荷重の割合との和は、常に100%(=1)になる。   For example, in the case of a user 2 having a weight of 50 kg, if the load applied to the left leg is 30 kg and the load applied to the right leg is 20 kg, the calculation unit 251 calculates the left = 60% (= 0.6) and the right = 40. A balance value of% (= 0.4) is calculated. The sum of the ratio of the load applied to the left leg and the ratio of the load applied to the right leg indicated by the balance value is always 100% (= 1).

指標生成部252は、算出部251で算出されたバランス値に基づいて、指標映像を生成して表示装置3に表示させる。本実施形態では、指標生成部252は、バランス値表示部2521と、表示制御部52Dとによって構成される。バランス値表示部2521は、算出部251で算出されたバランス値を表示面30に表示するように構成される。本実施形態において、バランス値表示部2521は、バランス値に基づいて指標映像(指標画像)を生成し、指標映像が表示面30に表示されるように表示制御部52Dを制御する。   The index generation unit 252 generates an index video based on the balance value calculated by the calculation unit 251 and causes the display device 3 to display the index video. In the present embodiment, the index generation unit 252 includes a balance value display unit 2521 and a display control unit 52D. The balance value display unit 2521 is configured to display the balance value calculated by the calculation unit 251 on the display surface 30. In the present embodiment, the balance value display unit 2521 generates an index video (index image) based on the balance value, and controls the display control unit 52D so that the index video is displayed on the display surface 30.

一方、模範生成部253は、記憶部254に記憶されている設定値に従って、模範映像を生成して表示装置3に表示させる。本実施形態では、模範生成部253は、目標値表示部2531と、表示制御部52Dとによって構成される。目標値表示部2531は、設定データ記憶部2542に記憶された設定データに基づいて目標値を表示面30に表示するように構成される。本実施形態において、目標値表示部2521は、目標値(設定値)に基づいて模範映像(模範画像)を生成し、模範映像が表示面30に表示されるように表示制御部52Dを制御する。   On the other hand, the model generation unit 253 generates a model video according to the setting value stored in the storage unit 254 and causes the display device 3 to display the model video. In the present embodiment, the model generation unit 253 includes a target value display unit 2531 and a display control unit 52D. The target value display unit 2531 is configured to display the target value on the display surface 30 based on the setting data stored in the setting data storage unit 2542. In the present embodiment, the target value display unit 2521 generates a model video (model image) based on the target value (set value), and controls the display control unit 52D so that the model video is displayed on the display surface 30. .

ここでいう指標映像および模範映像は、いずれもバランス値をリアルタイムで表す動画映像であって、本実施形態では、図19に例示するように、左脚に掛かる荷重の割合と右脚に掛かる荷重の割合とを高さで表す棒グラフの映像である。図19の例では、表示面30の左右方向に棒グラフが4本並んで表示されているが、そのうち外側の2本の棒グラフが指標映像231であって、内側の2本は模範映像232である。ここで、利用者2が指標映像231と模範映像232とを容易に区別可能となるように、たとえば指標映像231の棒グラフは白色で表示され、模範映像232の棒グラフは橙色で表示される。   The index image and the model image here are both moving image images representing the balance value in real time. In this embodiment, as illustrated in FIG. 19, the ratio of the load applied to the left leg and the load applied to the right leg. It is the image | video of the bar graph which represents the ratio of and with height. In the example of FIG. 19, four bar graphs are displayed side by side in the left-right direction of the display surface 30, of which the two outer bar graphs are index images 231 and the two inner graphs are model images 232. . Here, for example, the bar graph of the index video 231 is displayed in white and the bar graph of the model video 232 is displayed in orange so that the user 2 can easily distinguish the index video 231 and the model video 232.

すなわち、指標映像231および模範映像232は、左脚と右脚に対応するように棒グラフを一対ずつ含んでおり、それぞれ縦長の長方形状の枠内に表示された棒グラフの高さによって、100%を上限に左右の各脚に掛かる荷重の全体重に占める割合を示している。本実施形態では、表示面30の左端に表示される棒グラフが左脚、右端に表示される棒グラフが右脚に対応しており、指標映像231および模範映像232は左右の各脚に掛かる荷重の割合を1%刻みで各棒グラフの高さに反映している。   That is, the index image 231 and the model image 232 include a pair of bar graphs corresponding to the left leg and the right leg, respectively, and 100% depending on the height of the bar graph displayed in the vertically long rectangular frame. The upper limit indicates the ratio of the load applied to the left and right legs to the total weight. In the present embodiment, the bar graph displayed at the left end of the display surface 30 corresponds to the left leg, and the bar graph displayed at the right end corresponds to the right leg, and the index image 231 and the model image 232 indicate the load applied to the left and right legs. The percentage is reflected in the height of each bar graph in 1% increments.

したがって、たとえば利用者2が左脚から右脚に重心を移すように重心移動を行った場合、指標映像231は、重心移動に伴って左脚に対応する棒グラフが徐々に低くなり右脚に対応する棒グラフが徐々に高くなるように変化する。これに対して、模範映像232は、利用者2の動きには関係なく、所定の周期で左右の棒グラフが交互に高くなるように変化することにより、利用者2の重心移動の模範となるバランス値の周期的な変化を表す。   Therefore, for example, when the user 2 moves the center of gravity so that the center of gravity moves from the left leg to the right leg, the bar graph corresponding to the left leg gradually decreases in the index image 231 as the center of gravity moves. The bar graph to be changed gradually increases. On the other hand, the model image 232 is a balance that serves as an example of the movement of the center of gravity of the user 2 by changing so that the left and right bar graphs alternately become higher at a predetermined cycle regardless of the movement of the user 2. Represents a periodic change in value.

記憶部254(設定データ記憶部2542)には、模範映像232の動きを決める設定値として、周期と運動強度と運動時間とが予め記憶されている。ここでいう周期はバランス値の変化の周期を表しており、運動強度は左右の各脚に掛かる荷重の割合の最大値(つまり棒グラフの最大値)を表しており、運動時間は利用者2に運動をさせる時間を表している。これらの設定値は、制御装置5Dの入力部となる入力インタフェース(キーボード等)を用いて外部から任意に設定され、記憶部254に予め記憶されている。なお、運動強度は、ここでは左脚と右脚とで別々の値が設定されてもよい。   In the storage unit 254 (setting data storage unit 2542), a cycle, exercise intensity, and exercise time are stored in advance as set values for determining the movement of the model video 232. The period here represents the period of change of the balance value, the exercise intensity represents the maximum value of the load applied to the left and right legs (that is, the maximum value of the bar graph), and the exercise time represents the user 2 It represents the time to exercise. These set values are arbitrarily set from the outside using an input interface (keyboard or the like) serving as an input unit of the control device 5D, and stored in the storage unit 254 in advance. Here, the exercise intensity may be set to different values for the left leg and the right leg.

模範生成部253は、記憶部254に記憶されている周期と運動強度とによって決定されるバランス値の変化のパターンを示す模範映像232を生成し、この模範映像232を運動時間に亘って表示装置3に表示させる。本実施形態においては、模範生成部253は、棒グラフの高さの時間変化が正弦波状となるようなパターンで変化する模範映像232を生成する。   The model generation unit 253 generates a model video 232 showing a pattern of change in the balance value determined by the period and exercise intensity stored in the storage unit 254, and displays the model video 232 over the exercise time. 3 is displayed. In the present embodiment, the model generation unit 253 generates a model video 232 that changes in a pattern such that the temporal change in the height of the bar graph is a sine wave.

なお、図19の例では、運動強度233、周期(周波数)234、運動時間235がそれぞれ表示面30における指標映像231、模範映像232の上方に表示され、残り時間236が指標映像231、模範映像232の下方に表示されている。ここでいう残り時間は、運動時間から経過時間を差し引いた時間である。これらの情報が表示されることにより、利用者2は模範映像232中の棒グラフの変化によって示される運動のパターンを定量的に認識することができる。   In the example of FIG. 19, the exercise intensity 233, the period (frequency) 234, and the exercise time 235 are displayed above the index video 231 and the model video 232 on the display surface 30, respectively, and the remaining time 236 is the index video 231 and the model video. It is displayed below 232. The remaining time here is the time obtained by subtracting the elapsed time from the exercise time. By displaying these pieces of information, the user 2 can quantitatively recognize the movement pattern indicated by the change in the bar graph in the model video 232.

上述したように指標映像231と模範映像232とが表示装置3に表示されることにより、利用者2に対して、模範映像232中の棒グラフの動きを指標映像231で追従するように、左右の各脚に掛かる荷重の割合を変化させるための重心移動を行わせることができる。すなわち、利用者2は、模範映像232中の棒グラフの動きに合わせて左右の各脚に掛かる荷重の割合を変化させるべく重心移動を行うことができる。ここで、算出部251で算出されたバランス値が、模範映像232の表すバランス値を中心とする所定の許容範囲(たとえば±3%)に入ると、模範生成部253がたとえば棒グラフの表示色を変化させるなどして利用者2に通知するようにしてもよい。   As described above, the index video 231 and the model video 232 are displayed on the display device 3, so that the user 2 can follow the movement of the bar graph in the model video 232 with the index video 231. The center of gravity can be moved to change the ratio of the load applied to each leg. That is, the user 2 can move the center of gravity so as to change the ratio of the load applied to the left and right legs in accordance with the movement of the bar graph in the model video 232. Here, when the balance value calculated by the calculation unit 251 falls within a predetermined allowable range (for example, ± 3%) centered on the balance value represented by the model video 232, the model generation unit 253 changes the display color of the bar graph, for example. You may make it notify to the user 2 by making it change.

ところで、本実施形態の運動支援1Dは、模範映像232と指標映像231との間でバランス値が変化するタイミングのずれを評価する評価部(重心移動評価部)255と、評価部255の評価結果を提示する提示部57Dとを、制御装置5Dにさらに有している。   By the way, the exercise support 1D according to the present embodiment includes an evaluation unit (center-of-gravity movement evaluation unit) 255 that evaluates a shift in timing at which the balance value changes between the model image 232 and the index image 231, and an evaluation result of the evaluation unit 255. Is further provided in the control device 5D.

重心移動評価部255は、バランス値記憶部2541に記憶されたバランス値からバランス値の時間的変化を求め、バランス値の時間的変化と設定データが示す目標値の時間的変化とに基づいて利用者2の重心移動の評価を行うように構成される。すなわち、評価部(重心移動評価)255は、利用者2の重心移動に伴うバランス値の変化を示す指標映像231と、重心移動の模範となるバランス値の周期的な変化を示す模範映像232とを対比して、両者間でバランス値の変化のタイミングのずれを評価する。この評価結果は、模範映像232にて示される模範的な重心移動に対する、指標映像231によって示される実際の利用者2の重心移動の追従性を表しており、ずれが小さいほど追従性が高いことを表す。   The center-of-gravity movement evaluation unit 255 obtains a temporal change in the balance value from the balance value stored in the balance value storage unit 2541 and uses it based on the temporal change in the balance value and the temporal change in the target value indicated by the setting data. It is configured to evaluate the movement of the center of gravity of the person 2. That is, the evaluation unit (gravity center movement evaluation) 255 includes an index image 231 that shows a change in the balance value associated with the user 2's movement of the center of gravity, and an exemplary image 232 that shows a periodic change in the balance value that serves as an example of the movement of the center of gravity. In contrast, the timing deviation of the change in the balance value is evaluated between the two. This evaluation result represents the followability of the center of gravity movement of the actual user 2 indicated by the index image 231 with respect to the exemplary center of gravity movement indicated by the example image 232. The smaller the deviation, the higher the followability. Represents.

具体的に説明すると、評価部255は、所定のサンプリング周期(たとえば100msec)で、一方の脚(たとえば右脚)に掛かる荷重の全体重に占める割合について、模範映像232が示す値と指標映像231が示す値との差分を算出する。このようにして算出される差分には、その大きさに応じた点数が予め割り当てられており、評価部255は、差分を算出する度に当該差分に対応する点数を加算していき、最終的に求まった合計点数を評価点とする。このようにして求まる評価点は、差分が小さい(つまりずれが小さい)ほど高得点となるように割り当てられている。   More specifically, the evaluation unit 255 determines the value indicated by the model video 232 and the index video 231 with respect to the ratio of the load applied to one leg (for example, the right leg) in the predetermined sampling period (for example, 100 msec). The difference from the value indicated by is calculated. The difference calculated in this way is assigned a score corresponding to its size in advance, and the evaluation unit 255 adds the score corresponding to the difference every time the difference is calculated, and finally The total score obtained in is taken as the evaluation score. The evaluation points obtained in this way are assigned such that the smaller the difference (that is, the smaller the deviation), the higher the score.

要するに、本実施形態では、評価部255は模範映像232と指標映像231との間で同一タイミングにおけるバランス値の差を評価対象に含み、模範映像232と指標映像231とのずれを評価する。すなわち、重心移動評価部255は、所定の時点におけるバランス値と目標値との差を用いて重心移動の評価を行うように構成される。これにより、評価部255では、たとえば模範映像232と指標映像231とで、バランス値の変化のタイミングだけは合っているものの、バランス値の大きさがずれているような場合に、その大きさのずれをも評価することができる。その結果、評価部255は、模範映像232にて示される模範的な重心移動と、指標映像231によって示される実際の利用者2の重心移動とのずれを厳密に評価することができるという利点がある。   In short, in the present embodiment, the evaluation unit 255 includes a difference in the balance value at the same timing between the model video 232 and the index video 231 as an evaluation target, and evaluates a deviation between the model video 232 and the index video 231. That is, the center-of-gravity movement evaluation unit 255 is configured to evaluate the center-of-gravity movement using the difference between the balance value and the target value at a predetermined time point. As a result, the evaluation unit 255, for example, in the case of the model image 232 and the index image 231 only matches the balance value change timing, but the magnitude of the balance value is shifted. Deviation can also be evaluated. As a result, the evaluation unit 255 has an advantage that it is possible to strictly evaluate a deviation between the exemplary center of gravity movement indicated by the exemplary image 232 and the actual center of gravity movement of the user 2 indicated by the index image 231. is there.

ただし、評価部255が行う評価の方法は上述した方法に限らず、模範映像232と指標映像231との間でバランス値が変化するタイミングのずれを評価できる方法であればよい。たとえば、評価部255は、所定のサンプリング周期ごとに算出した差分の累計を求め、求まった累計値を点数に換算することにより評価点を求めてもよい。   However, the evaluation method performed by the evaluation unit 255 is not limited to the method described above, and may be any method that can evaluate a shift in timing at which the balance value changes between the model image 232 and the index image 231. For example, the evaluation unit 255 may obtain an evaluation score by obtaining a cumulative total of differences calculated for each predetermined sampling period and converting the obtained cumulative value into a score.

また、同一タイミングにおけるバランス値の差を評価対象に含まない場合でも、評価部255は、模範映像232と指標映像231との間でバランス値が変化するタイミングのずれを評価することができる。つまり、評価部255は、たとえば模範映像232と指標映像231との各々から一方の脚(たとえば右脚)に掛かる荷重の全体重に占める割合の極大点(または極小点)を抽出し、時間軸方向における極大点(または極小点)のずれを数値化することで評価できる。   Further, even when the difference between the balance values at the same timing is not included in the evaluation target, the evaluation unit 255 can evaluate a shift in timing at which the balance value changes between the model image 232 and the index image 231. That is, the evaluation unit 255 extracts, for example, a local maximum point (or local minimum point) of the ratio of the total weight of the load applied to one leg (for example, the right leg) from each of the model image 232 and the index image 231, and the time axis It can be evaluated by quantifying the deviation of the maximum point (or minimum point) in the direction.

提示部57Dは、重心移動評価部255による評価の結果を提示するように構成される。たとえば、提示部57Dは、評価部255で為された模範映像232と指標映像231とのタイミングのずれの評価結果を利用者2に提示する。具体的には、提示部57Dは、評価部255の評価結果を音声や光等で利用者2に提示する。あるいは、評価部255の評価結果を表示装置3に表示させる構成とし、表示装置3が提示部57Dとして兼用されてもよい。表示装置3が提示部57Dとして兼用される場合、訓練時間の終了後、表示面30に評価結果を示すメッセージが表示される構成とすることが考えられる。   The presentation unit 57D is configured to present the result of evaluation by the gravity center movement evaluation unit 255. For example, the presentation unit 57D presents to the user 2 the evaluation result of the timing shift between the model video 232 and the index video 231 performed by the evaluation unit 255. Specifically, the presentation unit 57D presents the evaluation result of the evaluation unit 255 to the user 2 by voice or light. Or it is set as the structure which displays the evaluation result of the evaluation part 255 on the display apparatus 3, and the display apparatus 3 may be combined as presentation part 57D. When the display device 3 is also used as the presentation unit 57D, it is conceivable that a message indicating the evaluation result is displayed on the display surface 30 after the training time ends.

提示部57Dが提示する内容は、ずれの程度を数値化して定量的に表す評価点であってもよいし、評価点を複数の段階に分けてランク付けした結果であってもよい。評価部255により、たとえば右脚側に重心を移動させる際に大きくずれているといったずれの傾向が判断されている場合には、この判断結果に応じたアドバイスを提示部57Dが提示してもよい。   The content presented by the presenting unit 57D may be an evaluation score that represents the degree of deviation numerically and quantitatively, or may be a result of ranking the evaluation score in a plurality of stages. For example, when the evaluation unit 255 determines a tendency of deviation such as a large deviation when moving the center of gravity to the right leg side, the presentation unit 57D may present advice according to the determination result. .

次に、上述した運動支援システム(重心移動訓練システム)1Dを用いて利用者2が重心移動の訓練を行う例について説明する。   Next, an example will be described in which the user 2 performs training for center of gravity movement using the exercise support system (center of gravity movement training system) 1D described above.

制御装置5Dは、入力インタフェースに対し訓練を開始する所定の操作が為されると、タイマ(図示せず)にて運動時間の計時を開始するとともに、指標映像231および模範映像232を表示装置3に表示させる。利用者2は、指標映像231と模範映像232とを見ながら、指標映像231の棒グラフの動きを模範映像232に合わせるように、重心移動を行うことで、正しい重心移動の運動を行うことができる。   When a predetermined operation for starting training is performed on the input interface, the control device 5D starts measuring the exercise time with a timer (not shown), and displays the index image 231 and the model image 232 on the display device 3. To display. The user 2 can perform a correct movement of the center of gravity by moving the center of gravity so that the movement of the bar graph of the index video 231 matches the model video 232 while watching the index video 231 and the model video 232. .

運動時間が終了すると、制御装置5Dは、指標映像231および模範映像232の表示を終了するとともに、評価部255にて模範映像232と指標映像231とのタイミングのずれを評価し、提示部57Dにて評価結果を利用者2に提示する。この状態で、入力インタフェースに対し訓練を開始する所定の操作が為されると、制御装置5Dは再度、運動時間の計時を開始するとともに、指標映像231および模範映像232を表示装置3に表示させる。   When the exercise time ends, the control device 5D ends the display of the index video 231 and the model video 232, and evaluates the timing shift between the model video 232 and the index video 231 by the evaluation unit 255, and displays it to the presentation unit 57D. To present the evaluation result to the user 2. In this state, when a predetermined operation for starting training is performed on the input interface, the control device 5D starts counting the exercise time again and causes the display device 3 to display the index image 231 and the model image 232. .

以上述べたように、本実施形態の運動支援システム(重心移動訓練システム)1Dは、表示面30に映像を表示する表示装置3と、表示装置3に映像を表示させる制御装置5Dと、表示面30と向き合う利用者2の足元に配置され水平面内での利用者2の荷重の分布を測定する測定装置8とを備える。制御装置5Dは、測定装置8の測定結果に基づいて利用者2の左右または前後の荷重の比率を表すバランス値を算出する算出部251と、利用者2の重心移動に伴うバランス値の変化を示す指標映像を生成し表示装置3に表示させる指標生成部252と、重心移動の模範となるバランス値の周期的な変化を示す模範映像を生成し表示装置3に表示させる模範生成部253と、模範映像と指標映像との間でバランス値が変化するタイミングのずれを評価する評価部255と、評価部255の評価結果を提示する提示部57Dとを有する。   As described above, the exercise support system (center of gravity movement training system) 1D of the present embodiment includes the display device 3 that displays an image on the display surface 30, the control device 5D that displays an image on the display device 3, and the display surface. 30 and a measuring device 8 that is disposed at the feet of the user 2 facing the user 30 and measures the load distribution of the user 2 in a horizontal plane. The control device 5D calculates a balance value that represents a ratio of the left and right or front and rear loads of the user 2 based on the measurement result of the measurement device 8, and changes in the balance value accompanying the movement of the center of gravity of the user 2. An index generation unit 252 that generates an index video to be displayed and displays the index video on the display device 3; an exemplary model generation unit 253 that generates an exemplary video indicating a periodic change in a balance value that is an exemplary center of gravity movement and displays the exemplary video on the display device 3; An evaluation unit 255 that evaluates a shift in timing at which the balance value changes between the model image and the index image, and a presentation unit 57D that presents the evaluation result of the evaluation unit 255 are provided.

換言すれば、運動支援システム1Dは、利用者2から荷重を受ける作用面(搭乗台80の上面)を有し作用面における荷重の分布を測定する測定装置8と、測定装置8で測定された荷重の分布に基づいて作用面内の所定箇所における荷重の比率を表すバランス値を算出する算出部251と、算出部251で算出されたバランス値を記憶するバランス値記憶部2541と、算出部251で算出されたバランス値を表示面30に表示するバランス値表示部2521と、バランス値の目標値の時間的変化を示す設定データを記憶する設定データ記憶部2542と、設定データ記憶部2542に記憶された設定データに基づいて目標値を表示面30に表示する目標値表示部2531と、バランス値記憶部2541に記憶されたバランス値からバランス値の時間的変化を求め、バランス値の時間的変化と設定データが示す目標値の時間的変化とに基づいて利用者2の重心移動の評価を行う重心移動評価部255と、を備える。提示部57Dは、重心移動評価部255による評価の結果を提示するように構成される。   In other words, the exercise support system 1D is measured by the measuring device 8 that has a working surface (the upper surface of the boarding base 80) that receives a load from the user 2 and that measures the load distribution on the working surface, and the measuring device 8. A calculation unit 251 that calculates a balance value that represents a load ratio at a predetermined location in the working surface based on the distribution of the load, a balance value storage unit 2541 that stores the balance value calculated by the calculation unit 251, and a calculation unit 251 Stored in the setting data storage unit 2542 and a setting data storage unit 2542 that stores setting data indicating temporal changes in the target value of the balance value. A target value display unit 2531 for displaying a target value on the display surface 30 based on the set data and a balance value stored in the balance value storage unit 2541 Seek time change comprises a center-of-gravity movement evaluation unit 255 for evaluating a movement of the center of gravity of the user 2 on the basis of the temporal change of the target value indicated by the temporal change settings and the actual balance value. The presentation unit 57D is configured to present the result of evaluation by the gravity center movement evaluation unit 255.

以上説明した構成の重心移動訓練システム1Dによれば、利用者2は、模範映像232に指標映像231を合わせるように重心移動を行うことにより、模範映像232にて模範される正しい重心移動を習得することができる。ここで、利用者2は、周期的に変化する重心位置に合わせて重心移動を行うことができるように訓練することは、スムーズな重心移動を習得することに直結する。そのため、利用者2は、ゲームを楽しんでいるような感覚で身体を動かすだけで、歩行などに必要なスムーズな重心移動を習得するための訓練を行うことができる。すなわち、本実施形態の運動支援システム1Dによれば、利用者2にスムーズな重心移動を習得させるための訓練をさせることができる。このような訓練を行うことにより、利用者2は瞬発力も鍛えられることになり、歩行時の転倒防止などにもつながる。   According to the center-of-gravity movement training system 1D having the above-described configuration, the user 2 learns the correct center-of-gravity movement exemplified in the example video 232 by moving the center of gravity so that the index video 231 is aligned with the model video 232. can do. Here, training the user 2 so that the center of gravity can be moved in accordance with the periodically changing center of gravity position is directly related to learning smooth center of gravity movement. Therefore, the user 2 can perform training for learning smooth center-of-gravity movement necessary for walking or the like only by moving his / her body as if he / she is enjoying a game. That is, according to the exercise support system 1D of the present embodiment, it is possible to train the user 2 to learn smooth center of gravity movement. By performing such training, the user 2 is also trained in instantaneous power, leading to prevention of falls during walking.

この運動支援システム1Dでは、評価部255は、模範映像と指標映像との間で同一タイミングにおけるバランス値の差を評価対象に含む。すなわち、評価部(重心移動評価部)255は、所定の時点におけるバランス値と目標値との差を用いて重心移動の評価を行うように構成される。   In this exercise support system 1D, the evaluation unit 255 includes, as an evaluation target, a difference in balance value at the same timing between the model video and the index video. In other words, the evaluation unit (center of gravity movement evaluation unit) 255 is configured to evaluate the center of gravity movement using the difference between the balance value and the target value at a predetermined time point.

したがって、本実施形態の運動支援システム1Dによれば、評価部255は、模範映像232と指標映像231とのタイミングのずれから、模範映像232にて示される模範的な重心移動に対する実際の利用者2の重心移動の追従性を評価し、その評価結果は提示部57Dから利用者2にフィードバックされる。したがって、利用者2は、自身がスムーズに重心移動できているか否かの評価結果に基づいて、重心移動訓練の必要性や効果を十分に理解することができる。   Therefore, according to the exercise support system 1D of the present embodiment, the evaluation unit 255 determines the actual user for the exemplary center-of-gravity movement indicated by the exemplary image 232 from the timing difference between the exemplary image 232 and the index image 231. 2 is evaluated, and the evaluation result is fed back to the user 2 from the presentation unit 57D. Therefore, the user 2 can fully understand the necessity and effect of the center-of-gravity movement training based on the evaluation result of whether or not he / she can move the center of gravity smoothly.

本実施形態の運動支援システム1Dは、表示面30に対して利用者2側に配置され、表示面30に表示される映像を透過させるとともに利用者2の鏡像を映すハーフミラー6をさらに備える。すなわち、本実施形態の運動支援システム1Dは、鏡像表示手段として、表示面30の前方に配置されるハーフミラー6を備える。   The exercise support system 1D of the present embodiment further includes a half mirror 6 that is disposed on the user 2 side with respect to the display surface 30 and transmits a video displayed on the display surface 30 and reflects a mirror image of the user 2. That is, the exercise support system 1D of the present embodiment includes the half mirror 6 disposed in front of the display surface 30 as a mirror image display unit.

そのため、本実施形態の運動支援システム1Dでは、利用者2は、ハーフミラー6に映る自身の鏡像を見ながら運動することができるので、自身がどのような姿勢のときにどのように重心が移動するのかということを視覚的に学習することができる。そのため、利用者2は、訓練を行う中で、たとえば右脚に荷重を掛ける場合には身体をどのように傾ければよいか等、重心移動に必要な身体の動きを習得することができるという利点がある。さらに、利用者2は、重心の移動を視覚的に理解できるだけでなく、自分の姿勢を確認しながら重心を移動させる訓練を行える。たとえば、利用者2は、身体の傾きを確認しながら重心を移動させる訓練を行える。また、利用者2は、両肩を結ぶ線を水平に保ったまま重心を移動させる訓練を行える。   Therefore, in the exercise support system 1D of the present embodiment, the user 2 can exercise while looking at the mirror image of the user reflected in the half mirror 6, so that the center of gravity moves when the user is in any posture. You can learn visually what to do. Therefore, the user 2 can learn the movement of the body necessary for moving the center of gravity, such as how to tilt the body when applying a load to the right leg, for example, during training. There are advantages. Furthermore, the user 2 can not only visually understand the movement of the center of gravity, but also can perform training to move the center of gravity while confirming his / her posture. For example, the user 2 can perform training to move the center of gravity while checking the inclination of the body. In addition, the user 2 can perform training to move the center of gravity while keeping the line connecting both shoulders horizontal.

また、本実施形態の運動支援システム(重心移動訓練システム)1Dでは、制御装置5Dは、模範映像の動きを決めるための設定値を記憶する記憶部(設定データ記憶部)2542と、記憶部2542内の設定値を評価部255の評価結果に応じて変更する設定更新部256とを有する。すなわち、制御装置5Dは、重心移動評価部255による評価の結果に応じて設定データ記憶部2542に記憶される設定データが示す目標値の時間的変化を変更する設定更新部256を備える。   In the exercise support system (center of gravity movement training system) 1D of the present embodiment, the control device 5D includes a storage unit (setting data storage unit) 2542 that stores setting values for determining the movement of the model image, and a storage unit 2542. And a setting update unit 256 that changes the set value in accordance with the evaluation result of the evaluation unit 255. That is, the control device 5 </ b> D includes a setting update unit 256 that changes the temporal change of the target value indicated by the setting data stored in the setting data storage unit 2542 according to the evaluation result by the gravity center movement evaluation unit 255.

この構成では、模範生成部253は、評価部255の評価結果に応じて模範映像232の内容を変更することになる。   In this configuration, the model generation unit 253 changes the content of the model video 232 according to the evaluation result of the evaluation unit 255.

つまり、評価部255にて高い評価が得られた場合(ずれが小さい場合)、設定更新部256は、模範映像232が示す重心移動の難易度を上げるべく、設定値の周期を短くしたり、運動強度を上げたりする。たとえば、ずれが所定の第1閾値以下であれば、設定更新部256は、周期を所定値だけ小さくする、あるいは、運動強度を所定値だけ大きくする。一方、評価部255にて低い評価が得られた場合(ずれが大きい場合)、設定更新部256は、模範映像232が示す重心移動の難易度を下げるべく、設定値の周期を長くしたり、運動強度を下げたりする。たとえば、ずれが第1閾値より大きい所定の第2閾値以上であれば、設定更新部256は、周期を所定値だけ大きくする、あるいは、運動強度を所定値だけ小さくする。   That is, when high evaluation is obtained by the evaluation unit 255 (when the deviation is small), the setting update unit 256 shortens the cycle of the set value in order to increase the difficulty of the center of gravity movement indicated by the model video 232, Increase exercise intensity. For example, if the deviation is equal to or less than a predetermined first threshold value, the setting update unit 256 decreases the cycle by a predetermined value or increases the exercise intensity by a predetermined value. On the other hand, when a low evaluation is obtained by the evaluation unit 255 (when the deviation is large), the setting update unit 256 increases the period of the set value in order to reduce the difficulty of the center of gravity movement indicated by the model video 232, Reduce exercise intensity. For example, if the deviation is greater than or equal to a predetermined second threshold value that is greater than the first threshold value, the setting update unit 256 increases the cycle by a predetermined value or decreases the exercise intensity by a predetermined value.

その結果、運動支援システム(重心移動訓練システム)1Dは、利用者2の重心移動の能力に合った難易度の訓練を利用者2に受けさせることができ、利用者2に過度な負担を与えることなく、適切な運動を行わせることができる。   As a result, the exercise support system (center-of-gravity movement training system) 1D can allow the user 2 to receive training with a degree of difficulty that matches the ability of the user 2 to move the center of gravity, and places an excessive burden on the user 2. It is possible to make appropriate exercises without any problems.

なお、本実施形態では、指標映像231および模範映像232として、棒グラフの映像を例示したが、この例に限らず、たとえば真上を指した基準位置から左右に振れるように回動する針の映像などであってもよい。   In the present embodiment, the bar graph image is exemplified as the index image 231 and the model image 232. However, the present invention is not limited to this example. For example, the image of the needle rotating so as to swing left and right from the reference position pointing directly above. It may be.

(実施形態6)
本実施形態の運動支援システム(重心移動訓練システム)1Eは、ハーフミラー6を備えていない点が実施形態5の運動支援システム(重心移動訓練システム)1Dと相違する。また、本実施形態の運動支援システム1Eでは、利用者2の前方に配置され利用者2を前方から撮像する向きにレンズが向けられた撮像装置7が設けられている。
(Embodiment 6)
The exercise support system (center of gravity movement training system) 1E of the present embodiment is different from the exercise support system (center of gravity movement training system) 1D of the fifth embodiment in that the half mirror 6 is not provided. Further, in the exercise support system 1E of the present embodiment, an imaging device 7 is provided that is disposed in front of the user 2 and has a lens directed in a direction in which the user 2 is imaged from the front.

さらに、本実施形態の運動支援システム1Eは、制御装置5Eで実施形態5の運動支援システム1Dと異なる。制御装置5Eは、図20に示すように、第1抽出部(特徴量抽出部)54と、第2抽出部(基準量抽出部)55と、評価部56と、提示部57Dと、記憶部51と、表示制御部52Dと、算出部251と、記憶部(第2記憶部)254と、バランス値表示部2521と、目標値表示部2531と、重心移動評価部255とに加えて、取得部53と、反転処理部58とを備える。   Furthermore, the exercise support system 1E of the present embodiment is different from the exercise support system 1D of the fifth embodiment in a control device 5E. As shown in FIG. 20, the control device 5E includes a first extraction unit (feature amount extraction unit) 54, a second extraction unit (reference amount extraction unit) 55, an evaluation unit 56, a presentation unit 57D, and a storage unit. 51, a display control unit 52D, a calculation unit 251, a storage unit (second storage unit) 254, a balance value display unit 2521, a target value display unit 2531, and a centroid movement evaluation unit 255. Unit 53 and an inversion processing unit 58.

表示制御部52Dは、反転処理部58で生成された左右反転画像を表示面30に表示する反転画像表示部として機能する。   The display control unit 52D functions as an inverted image display unit that displays the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit 58 on the display surface 30.

すなわち、本実施形態の運動支援システム1Eは、光学的に形成される鏡像を提示することはなく、表示装置3に表示された反転映像を利用者2に視認させ、利用者2に対して、反転映像を自身の鏡像と錯覚させることができる。よって、本実施形態の運動支援システム1Eによれば、ハーフミラー6を設けた場合と同様の効果を得ることができる。   That is, the exercise support system 1E according to the present embodiment does not present a mirror image that is optically formed, allows the user 2 to visually recognize the reverse video displayed on the display device 3, and The reverse video can be illusioned with its own mirror image. Therefore, according to the exercise support system 1E of the present embodiment, the same effect as when the half mirror 6 is provided can be obtained.

さらに、指標生成部252および模範生成部253は、反転処理部58で生成された反転映像と共に、指標映像231および模範映像232を表示装置3に表示させる。反転映像は指標映像231および模範映像232と重なるように表示されてもよいが、この場合、反転映像は半透明(たとえば透過率50%)の映像として表示されることが望ましい。   Further, the index generation unit 252 and the model generation unit 253 cause the display device 3 to display the index video 231 and the model video 232 together with the reverse video generated by the reverse processing unit 58. The inverted video may be displayed so as to overlap with the index video 231 and the model video 232, but in this case, the inverted video is preferably displayed as a semi-transparent video (for example, a transmittance of 50%).

以上述べたように、本実施形態の運動支援システム1Eの鏡像表示手段は、利用者2を撮影して利用者2の画像を生成する撮像装置7と、撮像装置7で生成された利用者2の画像を左右反転させて左右反転画像を生成する反転処理部58と、反転処理部58で生成された左右反転画像を表示面30に表示する表示制御52Dと、で構成される。   As described above, the mirror image display means of the exercise support system 1E of the present embodiment captures the user 2 and generates the image of the user 2, and the user 2 generated by the imaging device 7. And a display control 52D for displaying the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit 58 on the display surface 30.

以上説明した本実施形態の運動支援システム1Eによれば、ハーフミラー6を省略した分だけ、実施形態5の運動支援システム1Dに比べて構成を簡略化できるという利点がある。しかも、本実施形態の構成では、比較的大型の画面を備えるディスプレイが予め備わっていれば、専用のディスプレイを新設しなくても、既存のディスプレイを表示装置3として用いることが可能であるため、システムの導入コストを低減できる。   According to the exercise support system 1E of the present embodiment described above, there is an advantage that the configuration can be simplified compared to the exercise support system 1D of the fifth embodiment by the amount that the half mirror 6 is omitted. In addition, in the configuration of the present embodiment, if a display having a relatively large screen is provided in advance, an existing display can be used as the display device 3 without newly installing a dedicated display. System introduction costs can be reduced.

なお、利用者2自身の重心移動は指標映像231にて利用者2に提示されているので、利用者2が自身の像(鏡像)を見ながら運動できることは必須ではなく、反転映像を表示する機能は省略されていてもよい。   In addition, since the gravity center movement of the user 2 is presented to the user 2 in the index image 231, it is not essential that the user 2 can exercise while looking at his / her own image (mirror image), and an inverted image is displayed. The function may be omitted.

本実施形態の運動支援システム1Eのその他の構成および機能は実施形態5の運動支援システム1Dと同様である。   Other configurations and functions of the exercise support system 1E of the present embodiment are the same as those of the exercise support system 1D of the fifth embodiment.

ところで、上記各実施形態5,6では、算出部251は利用者2の左右の荷重の比率をバランス値として求め、評価部255においてもこのバランス値に基づいて重心移動のずれが評価される例を示したが、この例に限らず、バランス値は利用者2の前後の荷重の比率でもよい。この場合、運動支援システム(重心移動訓練システム)1Eは、重心位置を前後方向に交互に移動させるような重心移動を行う訓練に用いることができる。   By the way, in each said Embodiment 5, 6, the calculation part 251 calculates | requires the ratio of the user's 2 right and left load as a balance value, and the evaluation part 255 also evaluates the deviation | shift of a gravity center movement based on this balance value. However, the present invention is not limited to this example, and the balance value may be a ratio of loads before and after the user 2. In this case, the exercise support system (center-of-gravity movement training system) 1E can be used for training for center-of-gravity movement that alternately moves the center-of-gravity position in the front-rear direction.

Claims (29)

利用者に画像を表示する表示面を有する表示装置と、
所定の運動を行う運動者の画像である比較画像を記憶する比較画像記憶部と、
前記比較画像記憶部に記憶された前記比較画像を前記表示面に表示する比較画像表示部と、
前記利用者の鏡像を前記比較画像に重ねて表示する鏡像表示手段と、
前記利用者の身体における所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて前記利用者の姿勢を表す特徴量を求める特徴量抽出部と、
前記特徴量抽出部で求められた前記特徴量を前記運動者の姿勢を表す基準量と比較して、前記利用者の姿勢の前記運動者の姿勢からのずれの評価を行う姿勢評価部と、
前記姿勢評価部による前記評価の結果を提示する提示部と、
を備える
ことを特徴とする運動支援システム。
A display device having a display surface for displaying an image to a user;
A comparison image storage unit that stores a comparison image that is an image of an exerciser performing a predetermined exercise;
A comparative image display unit that displays the comparative image stored in the comparative image storage unit on the display surface;
Mirror image display means for displaying a mirror image of the user superimposed on the comparison image;
A feature amount extraction unit that detects a position of a predetermined sample point on the user's body and obtains a feature amount representing the posture of the user based on the position of the sample point;
A posture evaluation unit that compares the feature amount obtained by the feature amount extraction unit with a reference amount that represents the posture of the exerciser and evaluates a deviation of the posture of the user from the posture of the exerciser;
A presentation unit for presenting a result of the evaluation by the posture evaluation unit;
An exercise support system characterized by comprising:
前記鏡像表示手段は、前記表示装置の前記前面に配置されるハーフミラーである
ことを特徴とする請求項1記載の運動支援システム。
The exercise support system according to claim 1, wherein the mirror image display means is a half mirror disposed on the front surface of the display device.
前記鏡像表示手段は、
前記利用者を撮影して前記利用者の画像を生成する撮像装置と、
前記撮像装置で生成された前記利用者の画像を左右反転させて左右反転画像を生成する反転処理部と、
前記反転処理部で生成された前記左右反転画像を前記表示面に表示する反転画像表示部と、
を備える
ことを特徴とする請求項1記載の運動支援システム。
The mirror image display means includes
An imaging device that shoots the user and generates an image of the user;
An inversion processing unit for generating a horizontally inverted image by horizontally inverting the image of the user generated by the imaging device;
An inverted image display unit for displaying the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit on the display surface;
The exercise support system according to claim 1, further comprising:
前記所定の運動は、前記利用者が行う運動の模範となる運動である
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to claim 1, wherein the predetermined exercise is an exercise that serves as an example of an exercise performed by the user.
前記所定の運動を行う前記利用者を撮影して前記所定の運動を行う前記利用者の画像である記録画像を生成する撮像装置と、
基準量抽出部と、
を備え、
前記比較画像表示部は、前記撮像装置で生成された前記記録画像を前記比較画像として前記表示面に表示するように構成され、
前記基準量抽出部は、前記記録画像から前記利用者の身体における前記所定の標本点の位置を検出し当該標本点の位置に基づいて前記利用者の姿勢を表す特徴量を前記基準量として求めるように構成される
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
An imaging device that shoots the user performing the predetermined exercise and generates a recorded image that is an image of the user performing the predetermined exercise;
A reference amount extraction unit;
With
The comparative image display unit is configured to display the recorded image generated by the imaging device on the display surface as the comparative image,
The reference amount extraction unit detects a position of the predetermined sample point on the user's body from the recorded image, and obtains a feature amount representing the posture of the user as the reference amount based on the position of the sample point. It is comprised as follows. The exercise | movement assistance system of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記特徴量抽出部は、前記利用者の身体における複数の前記標本点の位置を検出し、前記複数の標本点の位置に基づいて前記利用者の身体を示す身体モデルを作成し、前記身体モデルに基づいて前記特徴量を求めるように構成される
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The feature amount extraction unit detects the positions of the plurality of sample points in the user's body, creates a body model indicating the user's body based on the positions of the plurality of sample points, and the body model It is comprised so that the said feature-value may be calculated | required based on. The exercise | movement assistance system of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
前記特徴量は、前記複数の前記標本点から選択される2つの前記標本点同士を結ぶ直線と所定の基準線との間の角度である
ことを特徴とする請求項6記載の運動支援システム。
The exercise support system according to claim 6, wherein the feature amount is an angle between a straight line connecting the two sample points selected from the plurality of sample points and a predetermined reference line.
前記特徴量は、前記利用者の身体の傾きである
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to claim 1, wherein the feature amount is an inclination of the user's body.
前記利用者の身体の傾きは、前記利用者の肩の傾きであり、
前記特徴量抽出部は、前記利用者の右上肢の標本点と左上肢の標本点との位置を検出し、前記右上肢の前記標本点と前記左上肢の前記標本点とを結ぶ直線と水平線との間の角度を、前記利用者の肩の傾きとして算出するように構成される
ことを特徴とする請求項8記載の運動支援システム。
The inclination of the user's body is the inclination of the user's shoulder,
The feature amount extraction unit detects a position of a sample point of the upper right limb of the user and a sample point of the left upper limb, and a straight line and a horizontal line connecting the sample point of the upper right limb and the sample point of the left upper limb The exercise support system according to claim 8, wherein the angle is calculated as an inclination of the shoulder of the user.
前記利用者の身体の傾きは、前記利用者の体幹の傾きであり、
前記特徴量抽出部は、前記利用者の頭部の標本点と腰部の標本点との位置を検出し、前記頭部の前記標本点と前記腰部の前記標本点とを結ぶ直線と垂直線との間の角度を、前記利用者の体幹の傾きとして算出するように構成される
ことを特徴とする請求項8記載の運動支援システム。
The inclination of the user's body is the inclination of the trunk of the user,
The feature amount extraction unit detects the position of the sample point of the user's head and the sample point of the waist, and a straight line and a vertical line connecting the sample point of the head and the sample point of the waist The exercise support system according to claim 8, wherein the angle is defined as an inclination of the trunk of the user.
前記特徴量は、前記利用者の身体の特定部位の可動域である
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to claim 1, wherein the feature amount is a range of motion of a specific part of the user's body.
前記特定部位は、前記利用者の上肢であり、
前記特徴量抽出部は、前記利用者の前記上肢の標本点と前記上肢に対応する肩の標本点との位置を検出し、前記上肢の前記標本点と前記肩の前記標本点とを結ぶ直線と垂直線との間の角度を前記上肢の可動域として算出するように構成される
ことを特徴とする請求項11記載の運動支援システム。
The specific part is an upper limb of the user,
The feature amount extraction unit detects a position of the sample point of the upper limb of the user and a sample point of the shoulder corresponding to the upper limb, and connects the sample point of the upper limb and the sample point of the shoulder The exercise support system according to claim 11, wherein the angle is defined as a range of motion of the upper limb.
前記標本点の数は、少なくとも3つ以上であり、
前記特徴量は、前記複数の前記標本点により規定される領域の面積である
ことを特徴とする請求項6記載の運動支援システム。
The number of the sample points is at least 3 or more,
The exercise support system according to claim 6, wherein the feature amount is an area of a region defined by the plurality of sample points.
前記比較画像表示部は、前記比較画像が前記利用者の鏡像と重なるように、前記表示面における前記比較画像の位置および大きさを調節するように構成される
ことを特徴とする請求項1〜13のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The said comparative image display part is comprised so that the position and magnitude | size of the said comparative image on the said display surface may be adjusted so that the said comparative image may overlap with the mirror image of the said user. The exercise support system according to any one of 13.
前記姿勢評価部は、前記特徴量と前記基準量の差分を示す数値を求めるように構成され、
前記提示部は、前記姿勢評価部で求められた前記数値を提示するように構成される
ことを特徴とする請求項1記載の運動支援システム。
The posture evaluation unit is configured to obtain a numerical value indicating a difference between the feature amount and the reference amount,
The exercise support system according to claim 1, wherein the presenting unit is configured to present the numerical value obtained by the posture evaluating unit.
前記利用者の身体の特定部位の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出された前記位置に基づいて前記表示面における指標の位置を決定する指標設定部と、
前記表示面における所定位置に前記指標が位置しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部が前記所定位置に前記指標が位置していると判定すると、前記所定位置に所定のイベント画像を表示するイベント画像表示部と、
前記位置検出部で検出された前記位置に基づいて、前記特定部位の可動域を示す評価データを作成する評価データ作成部と、
前記評価データ作成部で作成された前記評価データと基準データとの比較に基づいて、前記特定部位の可動域の評価を行う可動域評価部と、を備え、
前記提示部は、前記可動域評価部による前記評価の結果を提示するように構成される
ことを特徴とする請求項1記載の運動支援システム。
A position detector for detecting the position of a specific part of the user's body;
An index setting unit that determines the position of the index on the display surface based on the position detected by the position detection unit;
A determination unit for determining whether or not the index is located at a predetermined position on the display surface;
When the determination unit determines that the index is located at the predetermined position, an event image display unit that displays a predetermined event image at the predetermined position;
Based on the position detected by the position detection unit, an evaluation data creation unit that creates evaluation data indicating a movable range of the specific part;
Based on a comparison between the evaluation data created by the evaluation data creation unit and reference data, a movable range evaluation unit that performs a movable range evaluation of the specific part, and
The exercise support system according to claim 1, wherein the presentation unit is configured to present a result of the evaluation by the range of motion evaluation unit.
前記可動域評価部は、前回の前記特定部位の可動域の評価に用いられた前記評価データを、前記基準データとして採用するように構成される
ことを特徴とする請求項16記載の運動支援システム。
The exercise support system according to claim 16, wherein the range of motion evaluation unit is configured to employ the evaluation data used for the previous evaluation of the range of motion of the specific part as the reference data. .
前記基準データは、健常者の標準的な前記特定部位の可動域を示すデータである
ことを特徴とする請求項16記載の運動支援システム。
The exercise support system according to claim 16, wherein the reference data is data indicating a range of motion of the normal specific part of a healthy person.
前記評価データは、前記表示面に平行な面内において前記特定部位が通過した領域の面積を示すデータを含む
ことを特徴とする請求項16〜18のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to any one of claims 16 to 18, wherein the evaluation data includes data indicating an area of a region through which the specific part has passed in a plane parallel to the display surface.
前記評価データは、所定方向における前記特定部位の可動範囲を示すデータを含む
ことを特徴とする請求項16〜19のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to any one of claims 16 to 19, wherein the evaluation data includes data indicating a movable range of the specific part in a predetermined direction.
前記評価データは、前記利用者が前記特定部位で所定の動作を行うのに要した時間を示すデータを含む
ことを特徴とする請求項16〜20のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to any one of claims 16 to 20, wherein the evaluation data includes data indicating a time required for the user to perform a predetermined action at the specific part.
前記位置検出部は、三次元センサの出力から前記特定部位の位置を検出するように構成され、
前記評価データは、前記特定部位が通過した領域の体積を示すデータを含む
ことを特徴とする請求項16〜21のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The position detection unit is configured to detect the position of the specific part from the output of a three-dimensional sensor,
The exercise support system according to any one of claims 16 to 21, wherein the evaluation data includes data indicating a volume of a region through which the specific part has passed.
前記評価データは、前記特定部位の軌跡を示すデータを含む
ことを特徴とする請求項16〜22のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to any one of claims 16 to 22, wherein the evaluation data includes data indicating a locus of the specific part.
前記鏡像表示手段は、前記表示装置の前記前面に配置されるハーフミラーであり、
前記指標設定部は、前記ハーフミラーに映った前記特定部位と重なる前記表示面の位置に前記指標の位置が対応するように、前記指標の位置を決定するように構成される
ことを特徴とする請求項16〜23のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The mirror image display means is a half mirror disposed on the front surface of the display device,
The index setting unit is configured to determine the position of the index so that the position of the index corresponds to the position of the display surface that overlaps the specific part reflected on the half mirror. The exercise support system according to any one of claims 16 to 23.
前記鏡像表示手段は、
前記利用者を撮影して前記利用者の画像を生成する撮像装置と、
前記撮像装置で生成された前記利用者の画像を左右反転させて左右反転画像を生成する反転処理部と、
前記反転処理部で生成された前記左右反転画像を前記表示面に表示する反転画像表示部と、
を備え、
前記指標設定部は、前記左右反転画像における前記特定部位の位置に前記指標の位置が対応するように、前記指標の位置を決定するように構成される
ことを特徴とする請求項16〜23のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The mirror image display means includes
An imaging device that shoots the user and generates an image of the user;
An inversion processing unit for generating a horizontally inverted image by horizontally inverting the image of the user generated by the imaging device;
An inverted image display unit for displaying the horizontally inverted image generated by the inversion processing unit on the display surface;
With
24. The index setting unit is configured to determine the position of the index so that the position of the index corresponds to the position of the specific part in the horizontally reversed image. The exercise support system according to any one of the above.
前記利用者から荷重を受ける作用面を有し、前記作用面における前記荷重の分布を測定する測定装置と、
前記測定装置で測定された前記荷重の分布に基づいて前記作用面内の所定箇所における荷重の比率を表すバランス値を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記バランス値を記憶するバランス値記憶部と、
前記算出部で算出された前記バランス値を前記表示面に表示するバランス値表示部と、
前記バランス値の目標値の時間的変化を示す設定データを記憶する設定データ記憶部と、
前記設定データ記憶部に記憶された前記設定データに基づいて前記目標値を前記表示面に表示する目標値表示部と、
前記バランス値記憶部に記憶された前記バランス値から前記バランス値の時間的変化を求め、前記バランス値の時間的変化と前記設定データが示す前記目標値の時間的変化とに基づいて前記利用者の重心移動の評価を行う重心移動評価部と、
を備え、
前記提示部は、前記重心移動評価部による前記評価の結果を提示するように構成される
ことを特徴とする請求項1記載の運動支援システム。
A measuring device having a working surface for receiving a load from the user and measuring the distribution of the load on the working surface;
A calculation unit that calculates a balance value representing a ratio of a load at a predetermined location in the working surface based on the distribution of the load measured by the measuring device;
A balance value storage unit for storing the balance value calculated by the calculation unit;
A balance value display unit for displaying the balance value calculated by the calculation unit on the display surface;
A setting data storage unit that stores setting data indicating temporal changes in the target value of the balance value;
A target value display unit for displaying the target value on the display surface based on the setting data stored in the setting data storage unit;
A temporal change of the balance value is obtained from the balance value stored in the balance value storage unit, and the user is based on the temporal change of the balance value and the temporal change of the target value indicated by the setting data. A center-of-gravity movement evaluation unit that evaluates the movement of the center of gravity of
With
The exercise support system according to claim 1, wherein the presentation unit is configured to present a result of the evaluation by the gravity center movement evaluation unit.
前記重心移動評価部は、所定の時点における前記バランス値と前記目標値との差を用いて前記重心移動の評価を行うように構成される
ことを特徴とする請求項26記載の運動支援システム。
27. The exercise support system according to claim 26, wherein the center-of-gravity movement evaluation unit is configured to evaluate the center-of-gravity movement using a difference between the balance value and the target value at a predetermined time point.
前記重心移動評価部による前記評価の結果に応じて前記設定データ記憶部に記憶される前記設定データが示す前記目標値の時間的変化を変更する設定更新部を備える
ことを特徴とする請求項26または27に記載の運動支援システム。
27. A setting update unit that changes a temporal change of the target value indicated by the setting data stored in the setting data storage unit according to a result of the evaluation by the gravity center movement evaluation unit. Or the exercise support system of 27.
前記鏡像表示手段は、前記表示面の前方に配置されるハーフミラーである
ことを特徴とする請求項26〜28のうちいずれか1項記載の運動支援システム。
The exercise support system according to any one of claims 26 to 28, wherein the mirror image display means is a half mirror disposed in front of the display surface.
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