JP7212934B2 - ポーズ判定システム - Google Patents

Description

本発明は、人のポーズが正しく遂行されているか否かを判定する、ポーズ判定システムに関する。

人が健康を維持、向上させるには、日常生活の合間に適度な運動を行うことが推奨される。このため、スポーツジムや公共運動施設等が設けられ、多くの人々が利用している。

発明者らは、先に特許文献１に記載されるような電気刺激装置を提案した。この特許文献１で提案した電気刺激装置は、ユーザの前腕に装着されるバンドに複数の電極を取り付けて、前腕の筋肉に電気刺激を与える装置である。
更に発明者らは、非特許文献１に記載される、筋肉の***を検出する赤外線センサを複数個装備した新たな電気刺激装置を開発した。

特開２０１４－１０４２４１号公報

「銃を撃った衝撃、指先に「じわっ」筋電刺激コントローラーUnlimited Hand」ASCII.JP×デジタル、２０１６年５月１２日、２０１７年６月２７日閲覧＜http://ascii.jp/elem/000/001/161/1161772/＞

歩行や走行といった足の運動は、ランニングマシンとも呼ばれるトレッドミルに代表される機械を用いて、ユーザの運動量を検出したり、積算して表示する等の処理が比較的容易に可能である。
しかし、ヨガのポーズが正常であるか否かを正しく検出する機械は、これまで存在していない。
ヨガは歩行や走行を伴わず、所定の姿勢（以下「ポーズ」）を例えば１０秒間、静止状態を維持し続けるという、極めて静的な運動である。したがって、これまでの運動検出機械を適用させることがほぼ不可能である。
ヨガのポージングが正常に行われたか否かを低価格で精緻に検出できるシステムが、スポーツジムや公共運動施設等にて望まれている。

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、低価格な装置を用いてヨガのポージングが正常に行われたか否かを精緻に検出できる、ポーズ判定システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のポーズ判定システムは、ユーザの体部位の体表に装着される姿勢検出センサ装置と、姿勢検出センサ装置と近距離無線通信を行うポーズ検出装置とよりなる。
姿勢検出センサ装置は、ユーザの体部位の体表に巻き付けるベルトと、ベルトによって固定され、ユーザの体部位の動作を検出するジャイロセンサと、ジャイロセンサから得られ、ユーザの体部位の姿勢を示す四元数データを送信する近距離無線送信部とを具備する。
また、ポーズ検出装置は、姿勢検出センサ装置の近距離無線送信部から送信される電波を受信して、四元数データを復調する近距離無線受信部と、複数のポージングが収録された動画ファイルと、動画ファイルに収録されているコンテンツを表示する表示部と、動画ファイル内のポージングが収録されている時間軸上の再生時間である一時停止時間、四元数データと、四元数データの許容範囲を示す許容範囲データが格納される再生制御テーブルを具備する。

また、ポーズ検出装置は、四元数データに含まれる姿勢データ及び許容範囲データに基づいて、四元数データが、姿勢データ及び許容範囲データにて定められる姿勢の範囲内にある時に、ユーザが正しいポージングを行っていると判定する姿勢検証部と、再生制御テーブルから一時停止時間を読み込み、動画ファイルがこの一時停止時間に至ったら動画ファイルの再生を一時停止して、姿勢データ及び許容範囲データを姿勢検証部に入力し、ユーザが正しいポージングを所定時間遂行できた場合に、動画ファイルの再生を再開する再生制御部を具備する。

本発明によれば、低価格な装置を用いて、ユーザ自身でヨガのポージングが正常に行われたか否かを精緻に検出することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係るポーズ判定システムの全体構成と使用状態を示す概略図である。 筋肉センサ装置の外観斜視図である。 筋肉センサ装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 ポーズ検出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に係る筋肉センサ装置とポーズ検出装置のソフトウェア機能を示すブロック図である。 姿勢検証部のソフトウェア機能を示すブロック図である。 再生制御テーブルのフィールド構成とデータの一例を示す図である。 動画ファイルの内容を説明する概略図である。 再生制御部の動作の流れを示すフローチャートである。 再生制御部のヨガポーズ確認処理の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態に係る筋肉センサ装置とポーズ検出装置のソフトウェア機能を示すブロック図である。

［ポーズ判定システム１０１：全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係るポーズ判定システム１０１の全体構成と使用状態を示す概略図である。
ポーズ判定システム１０１は、筋肉センサ装置１０２とポーズ検出装置１０３より構成される。
ユーザ１０４は筋肉センサ装置１０２を自らの腕に巻き付ける。そして、筋肉センサ装置１０２とポーズ検出装置１０３との間でBlueTooth（登録商標）等による無線通信を確立した上でスクワットを遂行する。ポーズ検出装置１０３は、周知のスマートフォンやタブレットＰＣ等の無線端末である。すると、筋肉センサ装置１０２はユーザ１０４の腕の筋肉の状態と、内蔵するジャイロセンサ３１２（図３参照）から得られる、腕の動作を示す加速度や腕の姿勢を示す座標情報等をポーズ検出装置１０３へ送信する。

ポーズ検出装置１０３は、複数種類のヨガのポージングが収録された動画ファイル５１５（図５にて後述）を再生し、この動画ファイルの再生時間が予め記録された時間に到達した時点で、動画ファイルの再生を一時停止する。そして、ユーザ１０４の腕の筋肉の状態と、筋肉センサ装置１０２からの加速度や座標情報等を基に、ユーザ１０４が正しくポージングを遂行したか否かを判定する。
ポーズ検出装置１０３は、ユーザ１０４が正しくポージングを遂行したと判定した場合には、動画ファイルの一時停止を解除し、動画ファイルの再生を継続する（詳細は図５で説明）。

［筋肉センサ装置１０２：外観］
図２Ａは、本発明の実施形態の例である筋肉センサ装置１０２の表面側の外観斜視図である。図２Ｂは、本発明の実施形態の例である筋肉センサ装置１０２の裏面側の外観斜視図である。筋肉センサ装置１０２は、大まかに本体部２０１と、表側ベルト２０２と、裏側ベルト２０３で構成される。
本体部２０１には中央に電源スイッチ２０４が設けられており、内部に後述する近距離無線通信部とジャイロセンサ等を含むマイコンと電子回路、そしてリチウム二次電池が収納されている。

表側ベルト２０２は本体部２０１を覆い、筋肉センサ装置１０２のベルト部分の全体を構成する。表側ベルト２０２の一方の先端にはバックル２０５が設けられ、他方にはバックル２０５に対応する穴２０６が複数個設けられている。このバックル２０５と穴２０６は、裏側ベルト２０３をユーザ１０４の腕に適切に密着させる役目を有する。
裏側ベルト２０３には筋変位センサの検出孔２０７が複数個設けられている。筋変位センサは近赤外線ＬＥＤとフォトトランジスタ等のフォトセンサの組よりなるフォトリフレクタを構成する。詳細は図３にて後述する。

［筋肉センサ装置１０２：ハードウェア構成］
図３は、筋肉センサ装置１０２のハードウェア構成を示すブロック図である。
バス３０１に接続されているＣＰＵ３０２、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、Ａ／Ｄ変換器３０５、そして第二シリアルインターフェース３０６（図３中「第二シリアルＩ／Ｆ」と略記）は、周知のワンチップマイコン３０７を構成する。
筋変位センサ３２１、３２２…３３５を構成する赤外線ＬＥＤである赤外線発光素子３２１ａ、３２２ａ…３３５ａのアノードは電源電圧ノード＋Ｖｃｃに接続されている。赤外線発光素子３２１ａ、３２２ａ…３３５ａのカソードは第一マルチプレクサ３０８を通じて電流制限抵抗Ｒ３０９の一端に接続されている。電流制限抵抗Ｒ３０９の他端は接地されている。
なお、これ以降、筋変位センサ３２１、３２２…３３５を区別せず、一纏めに呼ぶ場合には、筋変位センサ群３４０と総称する。

筋変位センサ３２１、３２２…３３５を構成するフォトトランジスタである赤外線受光素子３２１ｂ、３２２ｂ…３３５ｂのコレクタは電源電圧ノード＋Ｖｃｃに接続されている。赤外線受光素子３２１ｂ、３２２ｂ…３３５ｂのエミッタは第二マルチプレクサ３１０を通じてＡ／Ｄ変換器３０５に接続されていると共に、抵抗Ｒ３１１ａ、Ｒ３１１ｂ、…Ｒ３１１ｈを通じて接地されている。

第一マルチプレクサ３０８及び第二マルチプレクサ３１０が、第二シリアルインターフェース３０６から制御信号を受けて、周期的に切り替え制御されることで、Ａ／Ｄ変換器３０５には時分割で８個の筋変位センサ３２１、３２２…３３５の電圧信号が入力される。
この第一マルチプレクサ３０８及び第二マルチプレクサ３１０は、複数の筋変位センサ３２１、３２２…３３５のうちの１個を選択する。
第一マルチプレクサ３０８及び第二マルチプレクサ３１０を総称して、センサ用マルチプレクサと呼ぶことができる。

ワンチップマイコン３０７のバス３０１には周知のジャイロセンサ３１２と近距離無線通信部３１３も接続されており、ジャイロセンサ３１２が出力する姿勢情報及び加速度情報は、Ａ／Ｄ変換器３０５でＡＤ変換された８個の筋変位センサ３２１、３２２…３３５の情報と共に、近距離無線通信部３１３を通じてポーズ検出装置１０３へ送信される。
ワンチップマイコン３０７のバス３０１には更に、第一シリアルインターフェース３１４（図３中「第一シリアルＩ／Ｆ」と略記）が接続されている。なお、この第一シリアルインターフェース３１４は、ＲＯＭ３０３に格納されているファームウェアをアップデートする際に用いられる他に、不図示の蓄電池に電力を供給するためにも用いられる。

筋変位センサ群３４０は、皮膚に赤外線ＬＥＤを用いて近赤外線を照射し、その反射光をフォトトランジスタで受光することで、筋肉の緊張状態をアナログ信号として検出する。すなわち、筋変位センサ配置面から腕の筋肉の表面までの距離の変化を検出する。
筋肉が収縮すると、筋肉が存在する皮膚の部分に生じる***によって、フォトリフレクタと筋肉の表面部分との距離が変動する。フォトリフレクタはこの距離の変動によって生じる近赤外線反射光の強弱を、フォトトランジスタで検出する。近赤外線は皮膚表面を透過する性質を有するので、筋肉の***状態を検出することに適している。

［ポーズ検出装置１０３：ハードウェア構成］
図４は、ポーズ検出装置１０３のハードウェア構成を示すブロック図である。
周知のスマートフォンやタブレットＰＣ等の無線端末よりなるポーズ検出装置１０３は、バス４０１に接続された、ＣＰＵ４０２、ＲＯＭ４０３、ＲＡＭ４０４、ＬＣＤディスプレイである表示部４０５、透明電極を有する静電式位置検出装置を含む操作部４０６を備える。表示部４０５と操作部４０６は、周知のタッチパネルディスプレイ１０５を構成する。
また、バス４０１には、電気的に書き換え可能なフラッシュメモリ等の不揮発性ストレージ４０７と、近距離無線通信部４０８が接続されている。
不揮発性ストレージ４０７には、ネットワークＯＳと、無線端末をポーズ検出装置１０３として機能させるためのプログラムが格納されている。

［第一の実施形態：ポーズ検出装置１０３：ソフトウェア機能］
これより、本発明の第一の実施形態に係る、筋肉センサ装置１０２とポーズ検出装置１０３のソフトウェア機能について説明する。後述する第二の実施形態とは、このソフトウェア機能のみ異なる。すなわち、第二の実施形態のハードウェア構成は、第一の実施形態として図１から図４にて説明したものと同一である。
図５は、本発明の第一の実施形態に係る筋肉センサ装置１０２とポーズ検出装置１０３のソフトウェア機能を示すブロック図である。
筋肉センサ装置１０２の筋変位センサ群３４０から出力される信号は、Ａ／Ｄ変換器３０５によってデジタルの筋変位データに変換される。
また、筋肉センサ装置１０２の持つジャイロセンサ３１２は、マイコン５０１を内蔵しており、マイコン５０１は四元数データと三次元の加速度データを出力する。
四元数（quaternion:クォータニオン）は、近年のジャイロセンサ３１２において標準的な、物品の姿勢を表すデータ出力形式である。
筋変位データと四元数データと加速度データは、近距離無線送信部５０２によって変調され、ポーズ検出装置１０３へ送信される。

ポーズ検出装置１０３の近距離無線受信部５０３は、筋肉センサ装置１０２から送信された電波を受信し、筋変位データと四元数データと加速度データを復調する。
筋変位データはデマルチプレクサ５０４を通じてコンパレータ５０５に入力される。コンパレータ５０５は、プラス側入力端子に入力される筋変位データを筋変位閾値５０６と比較する。そして、筋変位データが筋変位閾値５０６以上である場合には論理の「真」を、逆の場合には論理の「偽」を出力する。

コンパレータ５０５が出力する論理値データは、マルチプレクサ５０７を通じてフラグメモリ５０８に記録される。フラグメモリ５０８の出力はＯＲゲート５０９に入力される。したがって、複数個設けられている筋変位センサ群３４０のうち、どれか一つでも筋変位データが筋変位閾値５０６以上である場合には、ＯＲゲート５０９は論理の「真」を出力する。
このＯＲゲート５０９の出力論理値（以下「筋変位論理値」と略）は、姿勢検証部５１０に入力される。

姿勢検証部５１０は、ＯＲゲート５０９から出力される筋変位論理値と、近距離無線受信部５０３から出力される四元数データ及び三次元加速度データの入力を受ける。更に、姿勢検証部５１０は、再生制御部５１１から出力される姿勢データの入力を受けて、ユーザが所定のヨガのポージングを行っている最中に筋変異センサ装置１０２から得られる四元数データが再生制御部５１１から出力される姿勢データと概ね近似しているか否かを判定し、判定結果を再生制御部５１１に出力する。
再生制御部５１１は第一タイマ５１２と第二タイマ５１３を内蔵する。そして、再生制御テーブル５１４を読み込み、姿勢検証部５１０に姿勢データを与えて、姿勢検証部５１０から得られた判定結果に基づき、動画ファイル５１５の再生と一時停止を制御する。
動画ファイル５１５から再生制御部５１１を通じて出力される動画データストリームデータは、表示処理部５１６によって表示部４０５に表示される。

［姿勢検証部５１０］
次に、図６を参照して姿勢検証部５１０の処理を説明する。
図６は、姿勢検証部５１０のソフトウェア機能を示すブロック図である。
筋変位論理値は、否定排他的論理和ゲート（以下「ＮＸＯＲゲート」と略）６０１に入力される。
更にＮＸＯＲゲート６０１には、再生制御テーブル５１４に記録されている筋変位フラグが、再生制御部５１１を通じて入力される。すなわちＮＸＯＲゲート６０１は、筋変位フラグと筋変位論理値が一致している時に、論理の「真」を出力する。

ＮＸＯＲゲート６０１の出力論理値は、ＯＲゲート６０２に入力される。更にＯＲゲート６０２には、再生制御テーブル５１４に記録されている筋変位使用フラグの論理否定が、再生制御部５１１を通じて入力される。すなわちＯＲゲート６０２は、筋変位使用フラグが論理の「真」である時には、ＮＸＯＲゲート６０１の論理値をそのまま出力し、筋変位使用フラグが論理の「偽」である時には、ＮＸＯＲゲート６０１の論理値の如何にかかわらず論理の「真」を出力する。

近距離無線受信部５０３から出力される四元数データは、ポーズ検査部６０３に入力される。ポーズ検査部６０３は、再生制御部５１１から出力される姿勢データと近距離無線受信部５０３から出力される四元数データを照合して、四元数データが姿勢データに示される数値の範囲内に入った時に、論理の「真」を出力する。

近距離無線受信部５０３から出力される加速度データは、スカラ変換部６０４に入力される。スカラ変換部６０４は、３軸方向の要素を有する加速度データの長さを演算して、スカラ値に変換する。
スカラ変換部６０４が出力する加速度スカラ値データは、コンパレータ６０５のマイナス側入力に入力される。コンパレータ６０５のプラス側入力には、加速度閾値６０６が入力される。コンパレータ６０５は、加速度スカラ値データが加速度閾値６０６未満である時に、論理の「真」を出力する。

ＯＲゲート６０２、ポーズ検査部６０３、コンパレータ６０５の、それぞれの論理出力はＡＮＤゲートよりなるポーズ判定部６０７に入力される。ポーズ判定部６０７は、ＯＲゲート６０２、ポーズ検査部６０３、コンパレータ６０５の全ての論理値が論理の「真」である時にのみ、論理の「真」を出力する。このポーズ判定部６０７の出力が、姿勢検証部５１０が出力するヨガポーズ判定結果となる。

図７は、再生制御テーブル５１４のフィールド構成とデータの一例を示す図である。
再生制御テーブル５１４は、一時停止時間フィールドと、Ｘ軸フィールドと、Ｘ軸誤差フィールドと、Ｙ軸フィールドと、Ｙ軸誤差フィールドと、Ｚ軸フィールドと、Ｚ軸誤差フィールドと、Ｗ軸フィールドと、Ｗ軸誤差フィールドと、筋変位使用フラグフィールドと、筋変位フラグフィールドを有する。
一時停止時間フィールドには、動画ファイル５１５内においてヨガのポージングが収録されている時間軸上の再生時間が格納される。再生制御部５１１は、動画ファイル５１５の再生時間がこの一時停止時間フィールドに格納されている一時停止時間に至ったら、動画ファイル５１５の再生を一時停止する。例えば、「１分１５秒」という値が格納されていれば、動画ファイル５１５を１分１５秒再生した時点で一時停止を行う。

Ｘ軸フィールドには、一時停止時間フィールドに格納されている時間における、ユーザ１０４の腕の位置情報のうち、四元数のＸ軸における標準的な値が格納される。
Ｘ軸誤差フィールドには、一時停止時間フィールドに格納されている時間における、ユーザ１０４の腕の位置情報のうち、四元数のＸ軸における標準的な値に許される誤差範囲が格納される。
以下、Ｙ軸フィールド、Ｙ軸誤差フィールド、Ｚ軸フィールド、Ｚ軸誤差フィールド、Ｗ軸フィールド、Ｗ軸誤差フィールドも同様の値が格納される。

なお、Ｘ軸フィールド、Ｙ軸フィールド、Ｚ軸フィールド及びＷ軸フィールドの値は、四元数そのものである。そこで、Ｘ軸フィールド、Ｙ軸フィールド、Ｚ軸フィールド及びＷ軸フィールドを四元数フィールド群と総称する。
そして、四元数フィールド群に対し、Ｘ軸誤差フィールド、Ｙ軸誤差フィールド、Ｚ軸誤差フィールド及びＷ軸誤差フィールドは、四元数フィールド群の値に対する許容範囲を示す許容範囲データを格納するフィールド群であるので、許容範囲データフィールド群と総称する。

筋変位使用フラグフィールド（図７では「筋変位使用Ｆ」と略）は、当該レコードにおいて筋変位センサの筋変位論理値をヨガポーズの検証に使用するか否かを決定するフラグが格納される。すなわち、筋変位使用フラグフィールドの値が論理の「偽」を示しているときは、ユーザがヨガポーズを遂行している間、腕の筋肉に力が入っていてもよいし、力が入っていなくても構わない。このことは、筋変位センサの筋変位論理値を無視してもよいことを意味する。

筋変位フラグフィールドは、筋変位センサの筋変位論理値が取るべき論理値を示すフラグが格納されている。すなわち、筋変位使用フラグフィールドが論理の「真」を示しており、かつ、筋変位フラグフィールドの値が論理の「真」を示しているときは、ユーザがヨガポーズを遂行している間、腕の筋肉に力が入っていなければならない。逆に、筋変位フラグフィールドの値が論理の「偽」を示しているときは、ユーザがヨガポーズを遂行している間、腕の筋肉に力が入っていてはいけないことになる。

この再生制御テーブル５１４の各レコードは、一時停止時間フィールドに記されている各時間における、「腕の三次元角度そのもの」に対して設定された腕の姿勢と誤差範囲になる。つまり、再生制御テーブル５１４とは「正解の三次元角度（四元数）」そのものが時間毎に記述されている。言い換えると、ユーザ１０４の腕の姿勢における正解データが四元数及び誤差範囲により記述されているということもできる。
ポーズ検査部６０３は、各時間で測定された計測結果が誤差範囲内であるかどうかの判定を行っている。
例えば図７において、一時停止時間がＴ７０３時点で（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ）が（0.29，0.1，0.1，0.1）であれば、Ｘの誤差範囲が±0.01であるから、正しい姿勢を維持していると判定する。
一方、例えばＴ７０３時点で（0.2，0.1，0.1，0.1）であれば、Ｘの値0.2が誤差範囲0.3±0.01の外にあるため、正しい姿勢を維持していないと判定する。

図８は、動画ファイル５１５の内容を説明する概略図である。
先ず、動画の最初の再生位置Ｔ８０１から再生位置Ｔ７０１に至るまでは、第一のヨガポーズＰ８１１の導入のための動画コンテンツが収録されている。例えば、お手本を示すインストラクターが第一のヨガポーズＰ８１１を行うための動作や、ヨガポーズの説明等が収録される。インストラクターの代わりにアニメーションキャラクターを用いてもよい。
再生位置Ｔ７０１から再生位置Ｔ８０２までの約２～３秒程度、インストラクターが第一のヨガポーズＰ８１１を行うコンテンツが収録されている。前述の通り、再生制御テーブル５１４の一時停止時間フィールドには、ヨガのポージングが収録されている動画ファイル５１５内の時間軸上の再生時間が格納されている。したがって、この再生位置Ｔ７０１は、再生制御テーブル５１４の一時停止時間フィールドの値である一時停止時間と一致する。

動画の再生位置Ｔ８０２から再生位置Ｔ７０２に至るまでは、第二のヨガポーズＰ８１２の導入のための動画コンテンツが収録されている。
再生位置Ｔ７０２から再生位置Ｔ８０３までの約２～３秒程度、インストラクターが第二のヨガポーズＰ８１２を行うコンテンツが収録されている。
動画の再生位置Ｔ８０３から再生位置Ｔ７０３に至るまでは、第三のヨガポーズＰ８１３の導入のための動画コンテンツが収録されている。
再生位置Ｔ７０３から再生位置Ｔ８０４までの約２～３秒程度、インストラクターが第三のヨガポーズＰ８１３を行うコンテンツが収録されている。

再生制御部５１１は、再生位置Ｔ８０１から再生位置Ｔ７０１に至るまで、動画ファイル５１５の再生を継続する。そして、動画ファイル５１５の再生位置が再生制御ファイルの一時停止時間フィールドに格納されている再生位置Ｔ７０１に至ったら、現在の再生位置が一時停止時間フィールドに格納されている再生位置と等しくなったことを検出して、再生制御部５１１は動画ファイル５１５の再生を一時停止する。すると、ポーズ検出装置１０３の表示部４０５には、インストラクターが第一のヨガポーズＰ８１１を行っている状態で、動画ファイル５１５の再生が一時停止した状態になる。

ポーズ検出装置１０３の再生制御部５１１は、姿勢検証部５１０のヨガポーズ検出結果を参照して、ユーザが表示部４０５に表示されている所定のヨガポーズを正しくポージングできたか否かを確認する。
再生制御部５１１は、ユーザが所定のヨガポーズを正しくポージングし、所定時間維持できたと判定した場合には、動画ファイル５１５の一時停止を解除し、動画ファイル５１５の再生を継続する。
再生制御部５１１は、以上の動画ファイル５１５の再生と一時停止、そして一時停止の解除を、再生制御ファイルの一時停止時間フィールドにしたがって遂行する。

図９は、再生制御部５１１の動作の流れを示すフローチャートである。
処理を開始すると（Ｓ９０１）、再生制御部５１１は動画ファイル５１５の再生を開始する（Ｓ９０２）と共に、再生制御テーブル５１４の、最初のレコードの一時停止時間フィールドに格納されている一時停止時間を読み込む。
次に、再生制御部５１１は動画ファイル５１５の再生時間が、先に再生制御テーブル５１４から読み込んだ一時停止時間に到達したか、すなわち動画再生停止位置に到達したか否かを確認する（Ｓ９０３）。動画ファイル５１５の再生時間が動画再生停止位置に到達していなければ（Ｓ９０３のＮＯ）、再度、動画ファイル５１５の再生時間の検証を繰り返す。

動画ファイル５１５の再生時間が動画再生停止位置に到達したら（Ｓ９０３のＹＥＳ）、再生制御部５１１はヨガポーズ確認処理を実行する（Ｓ９０４）。
ヨガポーズ確認処理を終了した後、再生制御部５１１は動画ファイル５１５の再生時間が動画ファイル５１５の終わりに到達したか、すなわち動画再生終端位置に至ったか否かを確認する（Ｓ９０５）。
まだ動画ファイル５１５の再生時間が動画再生終端位置でない場合は（Ｓ９０５のＮＯ）、再びステップＳ９０２から処理を繰り返す。なお、ステップＳ９０２にて再生制御部５１１は、再生制御テーブル５１４のレコードを１レコード、読み進める。
動画ファイル５１５の再生時間が動画再生終端位置に至った場合は（Ｓ９０５のＹＥＳ）、一連の処理を終了する（Ｓ９０６）。

図１０は、再生制御部５１１のヨガポーズ確認処理の動作の流れを示すフローチャートである。図９のステップＳ９０４の詳細である。
処理を開始すると（Ｓ１００１）、先ず、再生制御部５１１は動画再生を一時停止する（Ｓ１００２）。次に、再生制御部５１１は第一タイマ５１２を起動する（Ｓ１００３）。第一タイマ５１２は１分を計時するタイマである。

次に再生制御部５１１は、再生制御テーブル５１４の現時点のレコードから、Ｘ軸フィールド、Ｘ軸誤差フィールド、Ｙ軸フィールド、Ｙ軸誤差フィールド、Ｚ軸フィールド、Ｚ軸誤差フィールド、Ｗ軸フィールド、Ｗ軸誤差フィールド、筋変位使用フラグフィールド、筋変位フラグフィールドの値を読み込み、姿勢検証部５１０に出力する。そして姿勢検証部５１０から、現在、ユーザが遂行しているヨガのポーズが再生制御テーブル５１４のレコードの値と合致しているか、すなわちユーザのヨガポーズがお手本と一致しているか否かの判定出力を得る（Ｓ１００４）。

ユーザのヨガポーズがお手本と一致していれば（Ｓ１００４のＹＥＳ）、再生制御部５１１は次に第二タイマ５１３が動作しているか否かを確認する（Ｓ１００５）。
ステップＳ１００５の時点で第二タイマ５１３が動作していなければ（Ｓ１００５のＮＯ）、再生制御部５１１は第二タイマ５１３を起動する（Ｓ１００６）。第二タイマ５１３は１０秒を計時するタイマである。

ステップＳ１００６の後、またはステップＳ１００５の時点で第二タイマ５１３が動作していると判明した場合（Ｓ１００５のＹＥＳ）の何れの場合も、再生制御部５１１は次に第二タイマ５１３が１０秒を計時したか否か、すなわち、第二タイマ５１３の起動から１０秒が経過したか否かを確認する（Ｓ１００７）。
もし、ステップＳ１００７の時点で第二タイマ５１３の起動から１０秒を経過していなければ（Ｓ１００７のＮＯ）、ステップＳ１００４から処理を繰り返す。

もし、ステップＳ１００７の時点で第二タイマ５１３の起動から１０秒を経過していれば（Ｓ１００７のＹＥＳ）、ユーザは正しいヨガポーズを１０秒維持できたことを意味する。そこで、所定のヨガポーズ成功処理を実行し（Ｓ１００８）、一連の処理を終了する（Ｓ１００９）。
ヨガポーズ成功処理とは、例えば表示部４０５に「Success!」等の、ヨガポーズ完遂を褒めるメッセージ等を表示する他、所定のスコアリング処理を行う等である。

ステップＳ１００４において、ユーザのヨガポーズがお手本と一致していなければ（Ｓ１００４のＮＯ）、再生制御部５１１は次に第二タイマ５１３が動作しているか否かを確認する（Ｓ１０１０）。
ステップＳ１０１０の時点で第二タイマ５１３が動作していれば（Ｓ１０１０のＹＥＳ）、再生制御部５１１は第二タイマ５１３を停止し、リセットする（Ｓ１０１１）。

ステップＳ１０１１の後、またはステップＳ１０１０の時点で第二タイマ５１３が動作していないと判明した場合（Ｓ１０１０のＮＯ）の何れの場合も、再生制御部５１１は次に第一タイマ５１２が１分を計時したか否か、すなわち、第一タイマ５１２の起動から１分が経過したか否かを確認する（Ｓ１０１２）。
もし、ステップＳ１０１２の時点で第一タイマ５１２の起動から１分を経過していなければ（Ｓ１０１２のＮＯ）、ステップＳ１００４から処理を繰り返す。

もし、ステップＳ１０１２の時点で第一タイマ５１２の起動から１分を経過していれば（Ｓ１０１２のＹＥＳ）、ユーザは正しいヨガポーズを１０秒維持できずに、１分を経過したことを意味する。そこで、所定のヨガポーズ失敗処理を実行し（Ｓ１０１３）、一連の処理を終了する（Ｓ１００９）。
ヨガポーズ成功処理とは、例えば表示部４０５に「Failure...」等の、ヨガポーズ失敗を残念に思うメッセージ等を表示する他、所定のスコアリング処理を行う等である。

［第二の実施形態：ポーズ検出装置１０３：ソフトウェア機能］
図１１は、本発明の第二の実施形態に係る筋肉センサ装置１０２とポーズ検出装置１０３のソフトウェア機能を示すブロック図である。
図１１に示す筋肉センサ装置１０２とポーズ検出装置１０３のソフトウェア機能のうち、異なる点は、ポーズ検出装置１０３に筋変位論理値を出力する機能がない点である。
すなわち、筋変位センサをモニタしなくても、本発明のポーズ判定システム１０１は実現し得る。
この場合、図６に示す姿勢検証部５１０のうち、ＮＸＯＲゲート６０１とＯＲゲート６０２が省略され、ポーズ判定部６０７はポーズ検査部６０３及びコンパレータ６０５の論理値のみ入力されて、その論理積を出力する。

第二の実施形態では、筋肉センサ装置１０２の、筋肉センサであるところの赤外線フォトリフレクタを使用せず、ジャイロセンサのみを使用する。したがって、第二の実施形態に係るポーズ判定システムは、腕の姿勢と加速度を検出する姿勢検出センサ装置と、ポーズ検出装置１０３よりなる、ともいえる。

なお、本発明の実施形態において、筋肉センサ装置１０２はユーザ１０４の腕に装着して、ヨガのポーズという静止状態を検出したが、筋肉センサ装置１０２が装着される箇所は腕に限定されない。表側ベルト２０２及び裏側ベルト２０３を長く形成することで、ユーザ１０４の足や腹部等、ユーザ１０４の体部位の体表に装着することも可能である。
したがって、「ユーザの腕に装着される姿勢検出センサ装置」は「ユーザの体部位の体表に装着される姿勢検出センサ装置」に、
「ユーザの腕に巻き付けるベルト」は「ユーザの体部位の体表に巻き付けるベルト」に、
「ユーザの腕の姿勢及び動作を検出するジャイロセンサ」は「ユーザの体部位の姿勢及び動作を検出するジャイロセンサ」に、
それぞれ読み替えることができる。

本発明の実施形態においては、ポーズ判定システム１０１を開示した。
ユーザ１０４の腕に筋肉センサ装置１０２を装着する。そして、ポーズ検出装置１０３は無線通信にて筋肉センサ装置１０２から得られる、筋変位センサ群３４０の筋変位データと、ジャイロセンサ３１２の四元数データ及び加速度データを取得して、リアルタイム演算を行い、ユーザ１０４が正しくヨガのポージングを所定時間維持できたか否かを検出する。
これにより、低価格な筋肉センサ装置１０２と既存の無線端末を利用して、ヨガのポージングの遂行が可能になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。

１０１…ポーズ判定システム、１０２…筋肉センサ装置、１０３…ポーズ検出装置、１０４…ユーザ、１０５…タッチパネルディスプレイ、２０１…本体部、２０２…表側ベルト、２０３…裏側ベルト、２０４…電源スイッチ、２０５…バックル、２０６…穴、２０７…検出孔、３０１…バス、３０２…ＣＰＵ、３０３…ＲＯＭ、３０４…ＲＡＭ、３０５…Ａ／Ｄ変換器、３０６…第二シリアルインターフェース、３０７…ワンチップマイコン、３０８…第一マルチプレクサ、３１０…第二マルチプレクサ、３１２…ジャイロセンサ、３１３…近距離無線通信部、３１４…第一シリアルインターフェース、３２１…筋変位センサ、３４０…筋変位センサ群、４０１…バス、４０２…ＣＰＵ、４０３…ＲＯＭ、４０４…ＲＡＭ、４０５…表示部、４０６…操作部、４０７…不揮発性ストレージ、４０８…近距離無線通信部、５０１…マイコン、５０２…近距離無線送信部、５０３…近距離無線受信部、５０４…デマルチプレクサ、５０５…コンパレータ、５０６…筋変位閾値、５０７…マルチプレクサ、５０８…フラグメモリ、５０９…ＯＲゲート、５１０…姿勢検証部、５１１…再生制御部、５１２…第一タイマ、５１３…第二タイマ、５１４…再生制御テーブル、５１５…動画ファイル、５１６…表示処理部、６０１…ＮＸＯＲゲート、６０２…ＯＲゲート、６０３…ポーズ検査部、６０４…スカラ変換部、６０５…コンパレータ、６０６…加速度閾値、６０７…ポーズ判定部

Claims (6)

1. ユーザの体部位の体表に装着される姿勢検出センサ装置と、前記姿勢検出センサ装置と近距離無線通信を行うポーズ検出装置とよりなるポーズ判定システムであって、
   前記姿勢検出センサ装置は、
   前記ユーザの前記体部位の体表に巻き付けるベルトと、
   前記ベルトによって固定され、前記ユーザの前記体部位の姿勢及び動作を検出するジャイロセンサと、
   前記ジャイロセンサから得られ、前記ユーザの前記体部位の姿勢を示す四元数データを送信する近距離無線送信部と、を具備し、
   前記ポーズ検出装置は、
   前記近距離無線送信部から送信される電波を受信して、前記四元数データを復調する近距離無線受信部と、
   複数のポージングが収録された動画ファイルと、
   前記動画ファイルに収録されているコンテンツを表示する表示部と、
   前記動画ファイル内の前記ポージングが収録されている時間軸上の再生時間である一時停止時間、前記四元数データと、前記四元数データの許容範囲を示す許容範囲データが格納される再生制御テーブルと、
   前記四元数データに含まれる姿勢データ及び前記許容範囲データに基づいて、前記四元数データが、前記姿勢データ及び前記許容範囲データにて定められる姿勢の範囲内にある時に、前記ユーザが正しいポージングを行っていると判定する姿勢検証部と、
   前記再生制御テーブルから前記一時停止時間を読み込み、前記動画ファイルが前記一時停止時間に至ったら前記動画ファイルの再生を一時停止して、前記姿勢データ及び前記許容範囲データを前記姿勢検証部に入力し、前記ユーザが正しいポージングを所定時間遂行できた場合に、前記動画ファイルの再生を再開する再生制御部と、を具備する
   ポーズ判定システム。
2. 前記再生制御テーブルは、
   前記動画ファイル内の前記ポージングが収録されている時間軸上の再生時間である一時停止時間が格納される一時停止時間フィールドと、
   前記四元数データが格納される四元数データフィールド群と、
   前記四元数データの許容範囲が格納される許容範囲データフィールド群と、を有する
   請求項１に記載のポーズ判定システム。
3. 前記姿勢検証部は、前記四元数データフィールド群から読み出された姿勢データ及び前記許容範囲データフィールド群から読み出した許容範囲データに基づいて、前記姿勢検出センサ装置から前記近距離無線受信部を通じて取得した前記四元数データが、前記姿勢データ及び前記許容範囲データにて定められる姿勢の範囲内にある時に、前記ユーザが正しいポージングを行っていると判定する、
   請求項２に記載のポーズ判定システム。
4. 前記再生制御部は、前記再生制御テーブルの所定のレコードにおける前記一時停止時間フィールドから前記一時停止時間を読み込み、前記動画ファイルが前記一時停止時間に至ったら前記動画ファイルの再生を一時停止し、前記レコードから前記姿勢データ及び前記許容範囲データを読み出す、
   請求項２または３に記載のポーズ判定システム。
5. 前記近距離無線送信部は前記ジャイロセンサから得られる三次元の加速度データも送信するものであり、
   前記近距離無線受信部は前記三次元の加速度データも受信するものであり、
   前記姿勢検証部は、前記四元数データが前記姿勢データ及び前記許容範囲データにて定められる姿勢の範囲内にあると共に、前記姿勢検出センサ装置から前記近距離無線受信部を通じて取得した前記三次元の加速度データが所定の加速度閾値未満である時に、前記ユーザが正しいポージングを行っていると判定する、
   請求項１に記載のポーズ判定システム。
6. 前記姿勢検出センサ装置は更に、
   前記ベルトに複数個設けられ、赤外線ＬＥＤとフォトセンサで構成されるフォトリフレクタである筋変位センサ群と、を具備し、
   前記近距離無線送信部は前記筋変位センサ群から得られる筋変位データも送信するものであり、
   前記近距離無線受信部は前記筋変位データも受信するものであり、
   前記再生制御テーブルは更に、前記筋変位データが所定の筋変位閾値以上であるか否かを示す筋変位論理値が格納される筋変位フラグフィールドを有し、
   前記姿勢検証部は、前記四元数データが前記姿勢データ及び前記許容範囲データにて定められる姿勢の範囲内にあると共に、前記三次元の加速度データが所定の加速度閾値未満であると共に、前記筋変位閾値が前記筋変位フラグフィールドの論理値と等しい時に、前記ユーザが正しいポージングを行っていると判定する
   請求項５に記載のポーズ判定システム。

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