特許 7161757 トレーニング支援システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-19

(45)【発行日】2022-10-27

(54)【発明の名称】トレーニング支援システム

(51)【国際特許分類】

   A63B 69/00 20060101AFI20221020BHJP

   A63B 71/06 20060101ALI20221020BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20221020BHJP

   G01P 15/18 20130101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

A63B69/00 C

A63B71/06 K

A61B5/11 200

G01P15/18

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018238103

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020099413

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-10-15

(73)【特許権者】

【識別番号】513326428

【氏名又は名称】合同会社キンビシャス

(74)【代理人】

【識別番号】100103872

【弁理士】

【氏名又は名称】粕川 敏夫

(74)【代理人】

【識別番号】100088856

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 佳之夫

(74)【代理人】

【識別番号】100149456

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 喜幹

(74)【代理人】

【識別番号】100194238

【弁理士】

【氏名又は名称】狩生 咲

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 大次郎

(72)【発明者】

【氏名】瀧本 修

【審査官】岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２７１８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３４３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５８０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８７７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５０１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２３５０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６３Ｂ ６９／００－６９／４０

Ａ６３Ｂ ７１／００－７１／１６

Ａ６１Ｂ ５／１１

Ｇ０１Ｐ １５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被験者の体幹に装着することができ、前記被験者の左右方向をＸ軸方向、前記体幹の前後方向をＺ軸方向とするとき、Ｘ軸方向とＺ軸方向への加速度を検出することができる加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号からＸ軸方向とＺ軸方向の加速度データを生成する制御部と、
前記Ｘ軸方向とＺ軸方向の加速度データを解析し、Ｘ軸の加速度が最大になるタイミングにおけるＸ軸の加速度とＺ軸の加速度の和を求め、複数回の試行によって得られる前記加速度の和の最大値によって被験者の運動能力を評価する評価部と、を有するトレーニング支援システム。

【請求項2】

被験者の体幹に装着することができ、前記被験者の左右方向をＸ軸方向、前記体幹の前後方向をＺ軸方向とするとき、Ｘ軸方向とＺ軸方向への加速度を検出することができる加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号からＸ軸方向とＺ軸方向の加速度データを生成する制御部と、
前記Ｘ軸方向とＺ軸方向の加速度データを解析してＸ軸とＺ軸の加速タイミングの同期度合いおよびＸ軸とＺ軸の加速度データの和を求め、複数回の試行によって得られる前記同期度合いと前記加速度データの和の最大値によって被験者の運動能力を評価する評価部と、を有するトレーニング支援システム。

【請求項3】

前記Ｘ軸方向とＺ軸方向の加速度センサは、加速方向を正、減速方向を負の信号として出力し、前記評価部は、前記加速度センサの出力の正負を加味した前記最大値によって被験者の運動能力を評価する請求項１または２記載のトレーニング支援システム。

【請求項4】

前記加速度センサは、Ｘ軸とＺ軸に、被験者の上下方向であるＹ軸方向を加えた３軸加速度センサであり、前記評価部は、Ｘ軸とＺ軸の加速度データの和に、Ｙ軸方向の加速度センサ出力の絶対値をマイナス要因として加味して被験者の運動能力を評価する請求項１，２または３記載のトレーニング支援システム。

【請求項5】

所定の運動フォームを所定回数繰り返して１クールとし、クールごとの前記評価部による評価値の最大値をその被験者の記録として残す請求項１乃至４のいずれかに記載のトレーニング支援システム。

【請求項6】

前記制御部は、運動の種類に応じた所定のタイミングで音声信号を生成することができ、前記音声信号を再生するスピーカーを有する請求項１乃至５のいずれかに記載のトレーニング支援システム。

【請求項7】

被験者の運動音を収音することができるマイクロホンを有し、前記制御部は、前記マイクロホンにより収音した運動音を前記評価部に入力して被験者の運動能力の評価に供する請求項６記載のトレーニング支援システム。

【請求項8】

前記評価部は、前記音声信号に基づく前記スピーカーでの再生音と、前記マイクロホンで収音される運動音とのタイミングのずれを被験者の運動能力の評価に供する請求項７記載のトレーニング支援システム。

【請求項9】

前記評価部は、前記再生音と運動音とのタイミングのずれを前記制御部にフィードバックし、前記制御部は、前記タイミングのずれに対応したタイミングで前記スピーカーを駆動する請求項８記載のトレーニング支援システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運動能力を向上させるためのトレーニング支援システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

運動競技を行う者は、運動能力を向上させるためのトレーニングに励んでいる。また、病後のリハビリや、高齢者の体力維持乃至は向上のためにトレーニングが行われている。このようなトレーニングを効果的に行うために、トレーニング評価装置やトレーニング支援装置などが提案されている。

【0003】

特許文献１記載の運動評価装置はその一つで、被験者の手首の加速度を検出する加速度センサと、被験者の手首を動かす筋肉の収縮膨張を検出する歪みセンサを有する。上記運動評価装置は、加速度センサの出力波形のピーク間時間差と、歪みセンサの出力波形のピーク間差に基づいて、被験者の疲労、体調などを示す身体状態評価値を算出するようになっている。

【0004】

特許文献２には、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向の加速度を計測する計測部を腕に装着し、歩行や走行のフォームを解析するトレーニング支援装置が記載されている。このトレーニング支援装置は、足の着地時におけるＸ軸の加速度成分とＹ軸の加速度成分のバランスの変化を検出することにより、腕の振りと足の着地のタイミングバランスを解析することを特徴としている。

【0005】

特許文献３には、被験者の身体の部位の姿勢変化を予め設定された判定基準と比較して評価するスイング評価装置が記載されている。このスイング評価装置は、加速度センサとインパクト音を検出するマイクロホンを有する。マイクロホンがインパクト音を検出した時から予め設定された時間まで遡った所定時間における加速度センサの検出情報を記憶し、記憶した検出情報と判定基準情報とを比較してスイングを評価する。

【0006】

特許文献４には、被験者の運動フォームのリズムを示す第１から第３の案内音をスピーカーから発音させ、案内音に合わせて被験者が運動を行う間の加速度を加速度センサで検出して運動評価を行う運動評価装置が記載されている。この運動評価装置は、加速度の時間波形の特徴点の取得時刻と、打撃の瞬間の波形の取得時刻との間の時間間隔を求め、この時間間隔と理想値パラメータが示す模範の時間間隔とのずれ量によって運動を評価するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１６－１４６９８７号公報

【文献】特許第５８８８３０９号公報

【文献】特開２００９－２７９１２６号公報

【文献】特開２００９－２４７５２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１，２に記載されている発明によれば、被験者の現状の運動能力を評価することができる。しかし、将来の運動能力の向上を視野に入れた前向きの評価ではないから、被験者自身が常に自己ベストを目指そうとする意欲の向上効果は期待できない。

【0009】

特許文献３，４に記載されている発明によれば、判定基準または理想値パラメータを到達目標としてトレーニングすることができる。しかし、判定基準または理想値パラメータを超えるトレーニング効果を期待することはできないから、被験者自身が常に自己ベストを目指そうとする意欲の向上効果は期待できない。

【0010】

本発明は、被験者が運動能力の向上に高い意欲をもって取り組むことができるトレーニング支援システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係るトレーニング支援システムは、
被験者の体幹に装着することができ、前記被験者の左右方向をＸ軸方向、前記体幹の前後方向をＺ軸方向とするとき、Ｘ軸方向とＺ軸方向への加速度を検出することができる加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号からＸ軸方向とＺ軸方向の加速度データを生成する制御部と、
前記Ｘ軸方向とＺ軸方向の加速度データを解析し、Ｘ軸の加速度が最大になるタイミングにおけるＸ軸の加速度とＺ軸の加速度の和を求め、複数回の試行によって得られる前記加速度の和の最大値によって被験者の運動能力を評価する評価部と、を有することを最も主要な特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係るトレーニング支援システムによれば、複数回の試行によって得られる加速度データの和の最大値によって被験者の運動能力を評価するため、被験者は運動能力の向上に高い意欲をもって取り組むことができる。また、Ｚ軸の加速度よりも重要なＸ軸の加速度が最大になるタイミングでのＺ軸の加速度と前記Ｘ軸の最大加速度の和の最大値によって評価するため、より望ましい運動能力評価が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係るトレーニング支援システムの実施例を示すブロック図である。

【図2】本発明に適用される加速度センサの検出軸を説明するための模式図である。

【図3】前記加速度センサの例を示す正面図である。

【図4】前記加速度センサの側面図である。

【図5】前記実施例の制御部におけるディスプレイの表示画面の例を示す図である。

【図6】前記加速度センサによる検出出力波形図であって、（ａ）はＸ，Ｙ，Ｚ軸の出力を合わせて示す波形図、（ｂ）はＸ軸の出力波形図、（ｃ）はＺ軸の出力波形図、（ｄ）はＺ軸の出力波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係るトレーニング支援システムの実施例について図面を参照しながら説明する。

【実施例】

【0015】

［実施例の全体構成］
まず、本発明に係るトレーニング支援システムの実施例全体の構成について、図１を参照しながら説明する。本トレーニング支援システムは、大きく分けてハードウェア１と、ソフトウェア２と、評価サーバー３で構成されている。ソフトウェア２は、トレーニング支援システム全体の制御部として機能する。

【0016】

ハードウェア１は、スピーカー１１、加速度センサ１２、カメラ１３、マイクロホン１４、フィードバック再生部１５を有する。加速度センサ１２を除く他のスピーカー１１、カメラ１３、マイクロホン１４、フィードバック再生部１５がそれぞれ分担する機能はスマートホン（以下「スマホ」という）が備えている。したがって、ハードウェア１は、加速度センサ１２を除きスマホを利用することができる。

【0017】

スピーカー１１は、音源データあるいは音声信号が入力されることにより、音源データあるいは音声信号に対応して駆動され、音源データあるいは音声信号に対応する音声を発する。

【0018】

加速度センサ１２は、トレーニングを行う運動選手などの被検者に装着されて被検者の運動に伴う加速度を検出する。加速度センサ１２は、被験者が運動を開始するのに伴って、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３軸方向の加速度を検出する。加速度センサ１２の構成については後で具体的に説明する。

【0019】

カメラ１３は、被験者の運動シーンを撮影して録画し、録画した映像データを出力することができる。マイクロホン１４は、運動音を収録し、収録した音データを出力することができる。上記運動音には、スピーカー１１で再生される音声とともに、被験者がトレーニングすることによって生成される風切り音などの動作結果音が含まれる。

【0020】

フィードバック再生部１５は、制御部としてのソフトウェア２から送信されるフィードバック信号に基づいてフィードバック再生を行う。フィードバック再生には、ＨＴＭＬデータあるいはＰＤＦデータに基づくディスプレイでの画像再生、スピーカー１１による音声再生を含む。

【0021】

前記ソフトウェア２は、前記の例ようにハードウェア１としてスマホを使用する場合、スマホのアプリケーションソフト（以下「アプリ」という）としてインストールされる。ソフトウェア２は、機能ブロックとして、音源データ記憶部２１、加速度データ記憶部２２、映像データ記憶部２３、音データ記憶部２４、フィードバック受信部２５を有している。

【0022】

音源データ記憶部２１は、基準となるトレーニング音が記憶されていて、その再生データが前記スピーカー１１に入力され、スピーカー１１からを再生データに対応した音声が発せられる。

【0023】

加速度データ記憶部２２は、前記加速度センサ１２から、例えばブルートゥース（登録商標）などの適宜の無線通信方式を介して入力される加速度データを記憶する。加速度データ記憶部２２はまた、加速度データをＣＳＶデータに変換して評価サーバー３に伝送する。

【0024】

映像データ記憶部２３は、前記カメラ１３から入力される映像データを記憶し、記憶した映像データを必要に応じて読み出すことができる。音データ記憶部２４は、マイクロホン１４から入力される音データを記憶し、記憶した音データを必要に応じて読み出すことができる。音データには、前述の通り、基準となるトレーニング音と被験者の動作結果音が含まれる。

【0025】

フィードバック受信部２５は、評価サーバー３のフィードバック送信部３３から入力されるフィードバック信号を受信し、この受信信号を、ハードウェア１のフィードバック再生部１５に向けて送信する。

【0026】

前記評価サーバー３は、評価部３１、レポートデータ生成部３２、フィードバック送信部３３を有する。

【0027】

評価部３１には、制御部としての前記ソフトウェア２の加速度データ記憶部２２、映像データ記憶部２３、音データ記憶部２４から、加速度データ、映像データ、音データが入力される。評価部３１は、これらの加速度データ、映像データ、音データに基づいて被験者の運動能力を評価し評価データを出力する。評価方法については後で説明する。

【0028】

レポートデータ生成部３２は、評価部３１から入力される評価データからレポードデータを生成する。レポードデータは適宜のデータ形式で良く、例えば、ＨＴＮＬ形式、ＰＤＦ形式などでも良い。レポードデータはフィードバック送信部３３に入力され、フィードバック送信部３３からソフトウェア２のフィードバック受信部２５に向けて送信される。

【0029】

図１の左端の大きなブロックには、ハードウェア１の前記各機能部に対応した選手側すなわち被験者の動きを示すいくつかの小さなブロックが記載されている。各ブロックには、各機能ブロックを識別する「３－１」「３－２」・・・のような符号が、付されている。

【0030】

被験者は、例えばスピーカー１１で再生されるトレーニング音を契機に運動を開始する（３－１）。運動開始に伴い加速度センサ１２が作動し（４－１）、その検出信号が無線通信により制御部の加速度データ記憶部２２に入力される（５－１）。被験者はまた、制御部のフィードバック再生部１５によって駆動されるスピーカー１１からのフィードバック再生音、あるいはディスプレイに表示されるフィードバック画像を確認し（１１－１）、動作を開始することもできる（３－１）。フィードバック再生に基づく被験者の運動開始に伴う加速度センサ１２の検出信号も加速度データ記憶部２２に入力される（５－１）。

【0031】

上記被験者の運動シーン（３－２）はカメラ１３によって撮影される（４－２）。また、被験者が運動することによって生じる運動音、例えば、バットスイングによる風切音およびスピーカー１１で再生されるトレーニング音はマイクロホン１４によって収録される（４－１）。

【0032】

［加速度センサの構成と使用例］
図３、図４は加速度センサ１２の例を示す。加速度センサ１２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の加速度を検出することができる３軸加速度センサである。加速度センサ１２を正面側から見て左右方向をＸ軸方向とし、右側への加速度をＸ＋，左側への加速度をＸ－とする。加速度センサ１２を正面側から見て上下方向をＹ軸方向とし、上側への加速度をＹ＋，下側への加速度をＹ－とする。

【0033】

図４に示すように、加速度センサ１２を側面側から見て左右方向、すなわち加速度センサ１２の前後方向をＺ軸方向とし、前側（図４において左側）への加速度をＺ＋、後側（図４において右側）への加速度をＺ－とする。加速度センサ１２は、被験者に装着するための適宜の装着具が組み込まれている。図示の例では、加速度センサ１２の背面側にクリップ１２１が組み込まれていて、クリップ１２１を用いて被験者のベルトなどに装着できるようになっている。

【0034】

図２は、加速度センサ１２を被験者に装着することによって検出することができる検出軸の例を示す。被験者の例えば腰回りのベルトを利用して、背中側に、Ｚ軸を背骨に沿わせかつ背骨に最も近い位置に装着する。被験者がバットスイングなどの運動をするとき、体幹を中心に回転し、加速度センサ１２から３軸の加速度信号が出力される。左右方向への加速度はＸ軸方向の加速度信号として出力される。前後方向への加速度はＺ軸方向の加速度信号として出力される。上下方向への加速度はＹ軸方向の加速度信号として出力される。

【0035】

被験者が野球のバットスイングを行うことを想定すると、体幹の中心を回転中心として身体が回転する。加速度センサ１２は回転中心よりも外側に装着されているため、身体が回転するとき、Ｘ軸方向の加速度成分をＸ軸方向のセンサが検出し、Ｚ軸方向の加速度成分をＺ軸方向のセンサが検出する。バットスイングが鋭いスイングであれば、Ｘ軸方向の加速度検出信号とＺ軸方向の加速度検出信号が大きく、また、Ｘ軸方向とＺ軸方向の加速度検出信号のピーク相互間の時間間隔のずれが小さい。

【0036】

Ｙ軸方向すなわち上下方向の加速度検出信号が大きいとすれば、バットスイング中の上下動が大きいことになり、ボールへのジャストミートの確率が低下する要因になる。よって、Ｙ軸方向の加速度は、＋方向と－方向のいずれにおいてもできるだけ小さいことが望ましい。しかしながら、Ｙ軸方向の加速度を小さくすることに意識が向くと、Ｘ軸とＺ軸方向の加速度を上げようとする意識が低下してスイングが小さくまとまる可能性がある。したがって、スイング能力があるレベルまで向上するまでは、Ｘ軸方向とＺ軸方向の加速度で評価し、Ｙ軸方向は無視することも有効である。

【0037】

［トレーニング支援の具体例］
以上、本発明に係るトレーニング支援システムの実施例の大枠を説明してきた。次に、上記実施例の動作を説明しながら、上記実施例をさらに詳細に説明する。ここでは、野球のバットスイングの能力を向上させるためのトレーニング支援を例にして説明する。

【0038】

図５は、ハードウェア１のディスプレイに表示される画面の一例を示す。図５に示すように、ディスプレイの上側の約半分は、カメラ１３で撮影したバットスイングなどの画像表示部１３１になっている。図５の画像は右バッターによるスイングの例である。画像表示部１３１による表示画像は、１回のスイング時の静止画や一定時間間隔の分解画像でも良いが、動画が望ましい。

【0039】

所定の運動フォームを所定回数繰り返してこれを１クールとすると、図示されている具体例では、５回のバットスイングを繰り返して１クールとしている。画像表示部１３１に表示する画像は、１クール内の最後の画像であってもよいし、１クール内の最大運動能力であると評価された画像であってもよい。運動能力の評価については後で説明する。画像表示部１３１に表示する画像は、記憶されている画像データの中から任意に選択した運動フォームであってもよい。

【0040】

前記ディスプレイの下側の約半分は、加速度センサ１２から出力される加速度波形の表示部１３２になっている。表示部１３２に表示される加速度波形は、１クール分の、図示の具体例では５回のバットスイングによる加速度波形が時間軸に沿って順に表示される。図５に示す例では、加速度波形の表示順を（１）～（５）で表しており、Ｘ軸の波形と、Ｙ軸の波形と、Ｚ軸の波形が、同じ時間軸上に重ねて表示されている。

【0041】

前記ディスプレイには、本発明におけるハードウェアとして必要な機能を全うさせ、あるいは補完するための各種操作部、表示部が設置されている。自撮りモードボタン、通信ボタン、波形モード選択ボタン、音圧表示ボタン、ＣＳＶエクスポートボタン、データ通信時間の表示欄などがその例である。

【0042】

図６は、上記表示部１３２に表示される前記３軸分の加速度波形を重ねた波形と、この波形を構成するＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の加速度波形を分けて示している。図６（ａ）はＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向の加速度波形を合わせて表示しており、図５の表示部１３２に表示される加速度波形に相当する。図６（ｂ）はＸ軸方向の加速度波形、図６（ｃ）はＹ軸方向の加速度波形、図６（ｄ）はＺ軸方向の加速度波形をそれぞれ共通の時間軸上で示している。

【0043】

これらの加速度波形からわかるように、それぞれのバットスイングの試行回によって、各軸の加速度波形が異なる。より詳細に観察すると、各軸方向の加速度のピーク値は略同期しているように見えるが、厳密に観察すると、ピークが表れるタイミングすなわち時間軸上の位置が微妙に異なる。

【0044】

前記評価部３１では、各バットスイング回のＸ，Ｙ，Ｚ３軸の加速度データから、各軸の加速度の最高値を記録する。右バッターの場合、各バットスイング回のＸ軸方向＋のピーク値とＺ軸方向＋のピーク値の和を求める。左バッターの場合は、Ｘ軸方向の加速度の符号が右バッターの場合と逆に出力されるので、Ｘ軸方向の加速度の符号を逆転させて用いる。さらに、１クールをなす複数回の試行によって得られる上記ピーク値の和が最大のものを求め、この最大値によって被験者の運動能力を評価する。

【0045】

このように、Ｘ軸とＺ軸の加速度の最大値で運動能力を評価するのは、バットスイング時のいわゆる「タメ」や下半身を使った動作が良くできているほど、Ｘ軸とＺ軸の加速度が大きくなるからである。すなわち、Ｘ軸とＺ軸の加速度が大きくなるほど、身体の回転乃至はねじりが鋭く行われることになり、長打を打つことができる能力とパワーが身についてきたと評価することができるからである。

【0046】

運動するときの加速度は体幹の中心を基準にした左右方向すなわちＸ軸方向の加速度が重要である。そこで、Ｘ軸の加速度が最大になるタイミングにおけるＸ軸の加速度とそのときのＺ軸の加速度の和を求め、この和の値で運動能力を評価する。また、１クール内の複数回の試行ごとに上記加速度の和を求め、この和の値が最大のものを被験者の記録として残す。こうすることによって、適切かつ信頼性の高い評価を行うことができる。

【0047】

上記の評価においては、Ｘ軸方向とＺ軸方向における加速度が最大になるタイミングのずれは考慮しない。しかし、Ｘ軸とＺ軸の加速度のピーク値の和の最大値で運動能力を評価する際に、Ｘ軸とＺ軸の加速度のピーク値が表れるタイミングのずれ、すなわち上記ピーク位置の時間間隔を評価の要素とするとなおよい。仮に、Ｘ軸とＺ軸の加速度のピーク値の和が最大になったとしても、ピーク位置の時間間隔に大きなずれがあると、Ｘ軸とＺ軸の加速度の相乗効果が得られないからである。バットスイングの場合、体幹を活かすことなく、いわゆる手打ちになっている場合などには、ピーク位置の時間間隔に大きなずれがみられる。

【0048】

そこで、評価部３１では、Ｘ軸方向とＺ軸方向の加速度データを解析してＸ軸とＺ軸の加速タイミングの同期度合いおよびＸ軸とＺ軸の加速度データの和を求める。そして、試行によって得られる上記加速度データの最大値の和に、上記同期度合いを加味することによって被験者の運動能力を評価する。上記同期度合いは、ＸおよびＺ軸のピーク値の時間間隔のずれに応じた係数を設定し、この係数を上記加速度データの和の最大値に掛けるなどの手段によって加味することができる。１クール内の複数回の試行ごとに上記同期度合いを加味した運動能力の評価を行い、評価値の最大値を抜き出して記憶しておく。

【0049】

上記の評価では、Ｙ軸の加速度を無視している。Ｙ軸の加速度が検出されるということはバットスイング時に上下動が生じていることになる。上下動が生じると、目線が上下に変動し、ボールを打ち損なう確率が大きくなる。そこで、Ｘ軸とＺ軸の加速度の和の最大値に、Ｙ軸の加速度の最大値をマイナス要因として加味するとよい。この場合も、Ｙ軸の加速度の大きさに応じた係数を設定し、この係数を上記加速度データの和の最大値に掛けるなどの手段によって加味することができる。上下動は、＋方向と－方向のいずれでも評価のマイナス要因になるため、Ｙ軸方向の加速度センサ出力の絶対値をマイナス要因として加味する。

【0050】

ただし、パワフルで鋭いスイングができる優れたバッターは、上下動も大きい。また、上下動を意識すると、Ｘ軸とＺ軸の加速度が向上せず、スイングが小さくまとまってしまう傾向がある。そこで、意図的にＹ軸方向の加速度データを無視し、Ｘ軸とＺ軸の加速度にのみ着目して、Ｘ軸とＺ軸の加速度を向上させることに専念することも有効なトレーニング法である。このような意図から、評価部３１による評価モードを、Ｘ軸とＺ軸の加速度評価モードに切り換えることができるようにしておくとよい。

【0051】

スイング能力があるレベル以上に向上してくると、Ｘ軸とＺ軸の加速度評価にＹ軸方向の加速度をマイナス要因として加味するとよい。Ｙ軸方向の加速度が大きいと、Ｘ軸とＺ軸の加速度評価のマイナス要因となるため、被験者はＹ軸方向の加速度を押えながらＸ軸とＺ軸の加速度を高めるように、工夫しながらトレーニングに取り組むことができる。

【0052】

加速度の評価は、バットスイングを１回行うごとに行うことができる。１クールのスイングが５回とすれば、５回の評価結果を得ることができる。この例の場合評価部３１は、１クール５回のスイングで、最大値を得たスイングの評価値を被験者の運動能力として評価する。この場合の評価は、以下のような計算式を設定することによって自動的に行うことができる。
ｆｏｒ（ｖａｒ ｉ＝０；ｉ＜５；ｉ＋＋）
｛ｉｆ（Ｘ＞Ｚ＆ｔｏｐＸ＜Ｘ）｛ｔｏｐＸＺ＝Ｘ＋Ｚ；ｔｏｐＸ＝Ｘ；｝｝

【0053】

上の式において、ＸはＸ軸方向の最大加速度値、ＺはＺ軸方向の最大加速度値である。Ｘ軸方向の加速度が、Ｚ軸方向の加速度よりも高く評価される。そこで、Ｘ軸の加速度が最大となったタイミングで、Ｚ軸の加速度を加算し、このときのＸ＋Ｚの値を記録する。１クールで５回のスイングを行うとすると、５回のスイングのうちＸ＋Ｚの値が最大になるものを、Ｘ＋Ｚ＝トップ加速度値として評価する。

【0054】

Ｘ軸、Ｚ軸ともに、加速方向を正、減速方向を負の信号として出力し、評価部３１は、前記加速度センサの出力の正負を加味した前記最大値によって被験者の運動能力を評価する。また、右バッターと左バッターでは、スイング時のＸ軸の加速方向が逆になり、加速度センサ出力信号の符号が＋－逆になる。そこで、最大加速度信号の符号が逆になる場合は、最大加速度信号のデータに－１を掛けて正しい値に直して評価に供する。

【0055】

図１に戻って、評価サーバー３内の評価部３１は、ここまで説明してきた加速度データによる評価を行い（６－１）、その評価データを生成して保存し、必要に応じて出力する。評価部３１はまた、前記映像データ記憶部２３からの映像データ（５－２）および前記音データ記憶部からの音データ（５－３）を受けて、それぞれのデータを出力する。評価部３１から出力される評価データ、映像データ、音データはレポートデータ生成部３２に入力され（７－１）、上記各データがレポートデータとして生成される。

【0056】

上記レポートデータはフィードバック送信部３３から出力され（８－１）、フィードバック受信部２５を経てハードウェア１のフィードバック再生部１５に入力される。フィードバック再生部１５は、画像信号を図５で説明したハードウェア１のディスプレイの画像表示部１３１に入力し、画像表示部１３１で被験者のスイング画像を表示する。

【0057】

フィードバック再生部１５は、スイング画像の再生とともにマイクロホン１４で収音した音声信号でスピーカー１１を駆動し、スイング画像と同期させてスピーカー１１から上記音声信号を再生する。スピーカー１１が音源データ記憶部２１に記憶されているトレーニング音を再生し、被験者がこの再生音に合わせてスイングする場合、上記トレーニング音と被験者のスイング時の風切音などの動作音が記録される。

【0058】

被験者は上記二つの音を同時に再生し、二つの音のタイミングのずれを確認することができる。被験者は、上記二つの音のずれが小さくなるようにトレーニングすることにより、運動能力（本例の場合はバットスイング能力）を高めることができる。

【0059】

フィードバック再生部１５はまた、被験者がスイングするたびに得られる加速度データに基づいて前記表示部１３２に加速度波形を表示することができる。被験者は、加速度波形を観察することにより、自己の運動能力および運動能力の推移を、視覚を通してイメージすることができる。

【0060】

本発明は、バットスイングのトレーニングに限らず、あらゆる種類の運動のトレーニングに使用することができ、それぞれの運動能力の向上に資することができる。例えば、ゴルフのスイング、野球のピッチング、テニスなど、身体の全体または一部を回転乃至は捩じる運動のトレーニングに使用することができる。

【0061】

ゴルフのスイングでは、セットアップから、バックスイングの開始⇒バックスイング⇒トップ位置からダウンスイングへの切り返し⇒ダウンスイング⇒インパクト⇒フォロー⇒フィニッシュの一連の動作によって実行される。ゴルフの場合、テンポとリズム、タイミングが重要であり、これらの要素がＸ軸、Ｚ軸の加速度にも影響する。また、Ｙ軸の加速度はなるべく小さいことが望ましい。したがって、ゴルフのトレーニングの場合も、これまで説明してきた各軸の加速度による評価方法を適用することができる。

【0062】

なお、ゴルフのスイングは、クラブの種類すなわちウッドとアイアン、アイアンでもショートアイアンとロングアイアンによって、テンポとリズム、タイミングが微妙に異なる。そこで、図１に示す音源データ記憶部２１に、それぞれのクラブのスイングに適したテンポとリズムの音源を保存しておき、これをスピーカー１１で再生し、再生される音のテンポとリズムに合わせてスイングの練習をするとよい。

【0063】

ゴルフのビギナーは、スイング時の体の動かし方がわからず、各軸の加速度が小さく、各軸の加速度のピーク位置のずれが大きい。各軸の加速度、それらのピーク位置は、ディスプレイに表示される波形図を参照することによって、被験者は自己のフォームの問題点を直感的に認識することができる。本発明に係るシステムを使用することにより、ビギナーは自己の上達の足跡を認識することができ、上級者は各軸の加速度とそのタイミングを確認することによりフォームの乱れなどをチェックすることができる。

【0064】

本発明に係るシステムを例えば野球のピッチングのトレーニングに使用する場合、投げる球種が異なっても、常に同じフォーム、同じテンポ、同じタイミングで投げることができるようにトレーニングすることができる。このようなトレーニングは、投げる球種をバッターに悟られることをなくすのに役立つ。

【0065】

［本発明の実施例の効果］
本発明に係るトレーニング支援システムの実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0066】

運動するときの加速度は体幹の中心を基準にした左右方向すなわちＸ軸方向の加速度が重要であるため、Ｘ軸の加速度が最大になるタイミングにおけるＸ軸の加速度とＺ軸の加速度の和を求めて運動能力を評価する。よって、適切かつ信頼性の高い評価を行うことができる。

【0067】

Ｘ軸の最大加速度とＺ軸すなわち前後方向の最大加速度のタイミングとの間にずれが少ないほど、上記２軸の加速度の相乗効果が大きくなる。そこで、Ｘ軸とＺ軸の加速度の最大値の和に、双方の加速タイミングのずれを加味して運動能力を評価し、適切かつ信頼性の高い評価を可能にしている。

【0068】

バットスイングなどを複数回試行して各回の試行ごとにＸ軸とＺ軸の加速度データの和を求め、この加速度データの和の最大値によって運動能力を評価するため、被験者は最大値を超えることを目指してトレーニングに取り組むことができる。よって、被験者は常に自己ベストを更新することをモチベーションにして、トレーニング効果を高めることができる。

【0069】

［その他］
以上説明した実施例は、本発明を実施する場合の一例を示したものにすぎず、各請求項に記載した発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で任意に変形して差し支えない。

【符号の説明】

【0070】

１ ハードウェア
２ ソフトウェア（制御部）
１１ スピーカー
１２ 加速度センサ
１４ マイクロホン
３１ 評価部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】