(57)【要約】【課題】現実的な歩行または走行の条件で、正確な運動負荷を指示することができる運動支援システムを提供する。【解決手段】入力部３は、運動者の運動の状態の目標および許容範囲を表す目標運動状態を入力する。運動経路記憶部７は、運動の経路の地図データおよび運動の経路の高低差の情報を含む経路情報を記憶する。移動制御部５は、移動機構部６を制御して、運動経路記憶部７から取得した経路に沿って、運動者と所定の距離を保って移動体１０に運動者の前を走行させる。生体情報受信部２は、生体情報計測部２１で計測した運動者の生体情報を受信する。移動状態決定部１は、運動者位置検出部９で検出した運動者の位置と、移動体位置検出部８で検出した速度から運動者の速度を算出し、運動者の生体情報および移動速度から算出する運動者の運動の状態が、運動の状態の目標の許容範囲に入るように、移動体１０の走行する速度を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動者の運動の状態の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標取得手段と、
運動の経路の地図データとその経路の高低差の情報を含む経路情報を取得する経路取得手段と、
前記経路取得手段で取得した経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を走行する先導手段と、
前記運動の状態における前記運動者の生体情報および移動速度を取得する状態取得手段と、
前記運動者の生体情報および移動速度から算出する運動者の運動の状態が、前記運動の状態の目標の許容範囲に入るように、前記先導手段の走行する速度を調節する制御手段と、
を備える運動支援システム。
【請求項２】
運動者の運動の結果の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標結果取得手段と、
複数の前記経路情報を取得する経路候補取得手段と、
前記経路情報と前記運動の状態の目標から、前記運動の状態の目標の値で前記経路に沿って運動した場合の運動の結果を算出する運動結果算出手段と、
前記経路候補取得手段で取得した複数の経路情報の中から、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する経路選択手段と、
を備え、
前記先導手段は、前記経路選択手段で選択した経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を走行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の運動支援システム。
【請求項３】
前記運動の結果は消費カロリーの情報を含み、
前記運動結果算出手段は、前記経路の距離と前記運動の状態の移動速度から消費カロリーを算出することを特徴とする請求項２に記載の運動支援システム。
【請求項４】
前記経路候補取得手段は、前記地図データから運動の経路の候補を抽出する抽出手段を備え、
前記経路選択手段は、前記抽出手段で抽出した経路の候補を含む経路の候補の中から、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の運動支援システム。
【請求項５】
前記先導手段で前記運動者を先導している途中に、それまでの運動の結果である途中結果を算出する途中結果算出手段と、
前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値から、前記運動の結果の目標を達成する残りの経路の移動速度を算出する速度算出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記残りの経路の移動速度に合わせて前記先導手段の走行する速度を調節することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の運動支援システム。
【請求項６】
前記残りの経路と前記運動の状態の目標とから、前記残りの経路の運動の結果である予測値を算出する予測手段と、
前記途中結果と前記予測値の和が、前記運動の結果の目標から所定の範囲を超える場合に、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値に最も近い経路を新たな残りの経路に選択する経路再設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の運動支援システム。
【請求項７】
前記運動者の運動の状態が前記運動の状態の目標から所定の範囲を超えた場合に、前記運動者に前記運動の状態の目標から外れていることを表す情報を表示する手段を備える、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の運動支援システム。
【請求項８】
運動者の運動の状態の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標取得ステップと、
運動の経路の地図データとその経路の高低差の情報を含む経路情報を取得する経路取得ステップと、
前記経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を移動体に走行させる先導ステップと、
前記運動の状態における前記運動者の生体情報および移動速度を取得する状態取得ステップと、
前記運動者の生体情報および移動速度から算出する運動者の運動の状態が、前記運動の状態の目標の許容範囲に入るように、前記移動体の走行する速度を調節する制御ステップと、
を備える運動支援方法。
【請求項９】
運動者の運動の結果の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標結果取得ステップと、
複数の前記経路情報を取得する経路候補取得ステップと、
前記経路情報と前記運動の状態の目標から、前記運動の状態の目標の値で前記経路に沿って運動した場合の運動の結果を算出する運動結果算出ステップと、
前記経路候補取得ステップで取得した複数の経路情報の中から、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する経路選択ステップと、
を備え、
前記先導ステップは、前記経路選択ステップで選択した経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を前記移動体に走行させる、
ことを特徴とする請求項８に記載の運動支援方法。
【請求項１０】
前記運動の結果は消費カロリーの情報を含み、
前記運動結果算出ステップにおいて、前記経路の距離と前記運動の状態の移動速度から消費カロリーを算出することを特徴とする請求項９に記載の運動支援方法。
【請求項１１】
前記経路候補取得ステップは、前記地図データから運動の経路の候補を抽出する抽出ステップを備え、
前記経路選択ステップは、前記抽出ステップで抽出した経路の候補を含む経路の候補の中から、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の運動支援方法。
【請求項１２】
前記先導ステップで前記運動者を先導している途中に、それまでの運動の結果である途中結果を算出する途中結果算出ステップと、
前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値から、前記運動の結果の目標を達成する残りの経路の移動速度を算出する速度算出ステップと、
を備え、
前記制御ステップは、前記残りの経路の移動速度に合わせて前記移動体の走行する速度を調節することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の運動支援方法。
【請求項１３】
前記残りの経路と前記運動の状態の目標とから、前記残りの経路の運動の結果である予測値を算出する予測ステップと、
前記途中結果と前記予測値の和が、前記運動の結果の目標から所定の範囲を超える場合に、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値に最も近い経路を新たな残りの経路に選択する経路再設定ステップと、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の運動支援方法。
【請求項１４】
前記運動者の運動の状態が前記運動の状態の目標から所定の許容範囲を超えた場合に、前記運動者に前記運動の状態の目標から外れていることを表す情報を表示するステップを備える、ことを特徴とする請求項８ないし１３のいずれか１項に記載の運動支援方法。
【請求項１５】
コンピュータに、
運動者の運動の状態の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標取得ステップと、
運動の経路の地図データとその経路の高低差の情報を含む経路情報を取得する経路取得ステップと、
前記経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を移動体に走行させる先導ステップと、
前記運動の状態における前記運動者の生体情報および移動速度を取得する状態取得ステップと、
前記運動者の生体情報および移動速度から算出する運動者の運動の状態が、前記運動の状態の目標の許容範囲に入るように、前記移動体の走行する速度を調節する制御ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動者が運動を行うことを支援する運動支援システム、運動支援方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世の中の健康志向を背景として、ウォーキングやランニングなどの人気が高まっている。そして体への負荷を適切に調節し、継続的に運動を行うためには運動者の走行状態や健康状態の管理が必要不可欠である。しかしながら、そのような管理を行えるトレーナの数は限られているため、何らかの方法により代行を行う存在が求められている。
【０００３】
特許文献１には、管理対象者の健康状態を随時監視する技術が記載されている。特許文献１の遠隔健康管理端末は、ベルトによって患者の上腕に巻き付けられる。患者の皮膚に接触するセンサユニットは、患者の体温や脈拍数、血圧を自動的に測定する。測定された健康情報は、アンテナを通じて無線で送信される。遠隔健康情報管理装置は、受信した健康情報を一括管理する。その結果、患者の健康状態を遠隔監視することが可能となる。
【０００４】
特許文献２には、運動者の運動履歴を基に運動者の運動プログラムを更新して運動者の体力を増進させる運動機構制御システムが記載されている。特許文献２の運動機構制御システムは、運動機構を利用して運動する運動者の心拍数を測定して運動者の運動プログラムを処方する運動処方システムにおいて、運動者の心拍数を測定する心拍数測定手段、及び、前記心拍数測定手段にて測定された心拍数によって最大酸素摂取量を算出し、前記最大酸素摂取量によって前記運動者の運動プログラムを更新する。
【０００５】
特許文献３には、リズム刺激をペースメーカーとして用いるトレーニング方法の技術が記載されている。特許文献３のペースメーカーは、運動する者の位置又は加速度を検出する第１のセンサと、運動する者の移動距離又はスピードの目標値を設定する目標設定部と、第１のセンサで検出された運動する者の位置又は加速度に基づいて求められた移動距離又はスピードの測定値と前記運動する者の移動距離又はスピードの目標値とに基づいてタイミング信号を生成するタイミング生成部と、タイミング生成部により生成されたタイミング信号に基づいて、運動する者が認識可能な誘導信号を発生する刺激発生部とを備える。
【０００６】
特許文献４の運動管理システムは、トレッドミル（第１運動誘導装置）の動作によりユーザの歩行運動の速さが調節される。また、歩行運動誘導装置（第２運動誘導装置）の動作により動物の運動リズムと調和したリズムで運動スケールが調節されながら当該ユーザの歩行運動が誘導される。このとき、歩行速度ｖ（必要に応じて歩行率ｐ）に基づいて歩行運動誘導装置の動作が制御される。これにより、ユーザの歩行運動、トレッドミルの動作および歩行運動誘導装置のそれぞれの動作の調和を図りながら、適当なスケールおよびリズムで歩行運動するようにこのユーザを訓練することができる。
【０００７】
また、特許文献５には、例えばロボットのような被制御対象の振る舞いによって、生体を安静状態または躍動状態に引き込ませることで、生体の状態制御を支援する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０２１８８号公報
【特許文献２】特開２００５−０００６３６号公報
【特許文献３】特開２００５−２２４３１８号公報
【特許文献４】特開２００８−２５３８０４号公報
【特許文献５】特開２０００−５３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
運動支援に関連する技術では屋内に設置されたトレッドミル等の器具の上で運動を行うような活動領域が制限された方法がある。また音響や視覚情報で運動リズムを提示し、運動を喚起させるシステムが提案されている。
【００１０】
特許文献１の技術は、健康状態を遠隔監視するが、運動負荷を指示するものではない。特許文献２の技術は、運動者の運動履歴を基に運動者の運動プログラムを更新するが、運動中に運動負荷を指示するものではない。特許文献５の技術は、被制御対象のロボットの動きを見せることによって、対象の生体を安静状態または躍動状態に引き込む状態制御支援に関するものであって、運動負荷を指示ことはできない。
【００１１】
特許文献４のトレッドミルではカーブ、曲がり角、下り坂、階段などの実際の歩行や走行で遭遇する条件を作り出すことができない。また、特許文献３のリズム刺激をペースメーカとして用いる方法では、運動のリズムを指示するだけなので、正確な運動負荷を指示することができない。
【００１２】
本発明は上述のような事情に鑑みて、現実的な歩行または走行の条件で、正確な運動負荷を指示す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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る運動支援システムは、
運動者の運動の状態の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標取得手段と、
運動の経路の地図データとその経路の高低差の情報を含む経路情報を取得する経路取得手段と、
前記経路取得手段で取得した経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を走行する先導手段と、
前記運動の状態における前記運動者の生体情報および移動速度を取得する状態取得手段と、
前記運動者の生体情報および移動速度から算出する運動者の運動の状態が、前記運動の状態の目標の許容範囲に入るように、前記先導手段の走行する速度を調節する制御手段と、
を備える。
【００１４】
本発明の第２の観点に係る運動支援方法は、
運動者の運動の状態の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標取得ステップと、
運動の経路の地図データとその経路の高低差の情報を含む経路情報を取得する経路取得ステップと、
前記経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を移動体に走行させる先導ステップと、
前記運動の状態における前記運動者の生体情報および移動速度を取得する状態取得ステップと、
前記運動者の生体情報および移動速度から算出する運動者の運動の状態が、前記運動の状態の目標の許容範囲に入るように、前記移動体の走行する速度を調節する制御ステップと、
を備える。
【００１５】
本発明の第３の観点に係るプログラムは、コンピュータに、
運動者の運動の状態の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標取得ステップと、
運動の経路の地図データとその経路の高低差の情報を含む経路情報を取得する経路取得ステップと、
前記経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を移動体に走行させる先導ステップと、
前記運動の状態における前記運動者の生体情報および移動速度を取得する状態取得ステップと、
前記運動者の生体情報および移動速度から算出する運動者の運動の状態が、前記運動の状態の目標の許容範囲に入るように、前記移動体の走行する速度を調節する制御ステップと、
を実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の運動支援システムおよび運動支援方法によれば、現実的な歩行または走行の条件で、正確な運動負荷を指示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る運動支援システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る運動支援システムと運動者との関係を示す概念図である。
【図３】実施の形態１に係る移動体の移動状態決定部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る目標運動状態のデータの例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る経路の例を示す概念図である。
【図６】実施の形態１に係る経路情報の例を示す図である。
【図７】実施の形態に係る計測事項と計測方法を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る生体情報・運動状態のデータの例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る運動支援の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る運動支援システムの構成例を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態２に係る目標運動結果のデータの例を示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る途中結果のデータの例を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係る経路選択の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２に係る運動支援の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る運動支援システムの構成例を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態に係る地図データの例を示す図である。
【図１７】実施の形態３に係る経路候補抽出の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態４に係る運動支援システムの構成例を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態４に係る運動支援の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態に係る移動体のハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る運動支援システムの構成例を示すブロック図である。運動支援システム１００は、移動体１０および運動者保持装置２０から構成される。図２は、本発明の実施の形態に係る運動支援システム１００を使用している状態を示す概念図である。
【００２０】
図２に示すように、運動支援システム１００は、移動体１０と運動者保持装置２０から構成される。移動体１０は、例えば、同一線上に回転軸を有する２輪で走行する倒立振子型ロボットである。移動体１０は、３輪または４輪で走行する車両であってもよいし、無限軌道を備える車両でもよい。また移動体１０は、２足またはそれ以上の脚で歩行するロボットであってもよい。移動体１０は、経路に沿って敷設されたレールの上を走行する車両でもよい。
【００２１】
移動体１０は、所定の経路に沿って運動者の前を先導して走行する。運動者保持装置２０は、運動者の腕、胸または腰などに装着される。運動者保持装置２０は、運動者の脈拍、体温、血圧などの生体情報を検出して、移動体１０に送信する。移動体１０は、運動者の運動の状態が目標の範囲に収まるように、経路を辿る速さを調節する。
【００２２】
図１に示すように、移動体１０は、移動状態決定部１、生体情報受信部２、入力部３、表示部４、移動制御部５、移動機構部６、運動経路記憶部７、移動体位置検出部８および運動者位置検出部９を備える。運動者保持装置２０は、生体情報計測部２１、生体情報送信部２２、運動者位置計測部２３および運動者位置情報送信部２４を備える。本実施の形態では、運動者保持装置２０は、その位置を計測して、移動体１０に送信する。
【００２３】
運動者保持装置２０の生体情報計測部２１は、運動者保持装置２０が装着される運動者の、例えば、心拍数、体温、血圧などの生体情報を検出する。その他、呼吸数、歩数、筋電位などを計測してもよい。生体情報計測部２１は、計測した生体情報を生体情報送信部２２に送る。生体情報送信部２２は、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信、微弱無線、無線ＬＡＮまたはＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの通信手段によって、生体情報を移動体１０に送信する。
【００２４】
運動者位置計測部２３は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）によって運動者保持装置２０の位置を計測し、位置情報を運動者位置情報送信部２４に送る。ＧＰＳを用いる他、経路に沿って敷設された標識を検出して、経路上の位置を計測するなどの方法でもよい。運動者位置情報送信部２４は、生体情報送信部２２と同様の通信手段によって、位置情報を移動体１０に送信する。生体情報送信部２２と運動者位置情報送信部２４の通信手段は、１つの通信手段を共通に用いることができる。
【００２５】
移動体１０の生体情報受信部２は、運動者保持装置２０から送信される生体情報を受信する。生体情報受信部２は、受信した生体情報を移動状態決定部１に送る。また、運動者位置検出部９は、運動者保持装置２０から送信される位置情報を受信する。運動者保持装置２０または運動者の位置は、運動者保持装置２０自身が計測する方法でなくてもよい。超音波計測、ミリ波レーダ、レーザ光計測、あるいは運動者保持装置２０が送信する電波の到来方向を検出する方法、または画像解析などを用いて、運動者の移動体１０からの相対位置を移動体１０で計測してもよい。その場合、経路上の位置は移動体１０で計測する。運動者位置検出部９は、受信した（検出した）運動者保持装置２０（運動者）の位置を移動状態決定部１に送る。
【００２６】
入力部３は、運動者の運動する状態の目標を入力して、移動状態決定部１に送る。運動する状態の目標（目標運動状態）は、例えば、運動中の心拍数、移動速度、歩幅などである。その他、運動中のカロリー消費率（例えば、kcal／分）、運動姿勢などを目標運動状態として規定してもよい。図４は、目標運動状態のデータの例を示す。図４の例では、目標心拍数、目標移動速度、目標歩幅および目標の姿勢が目標運動状態として規定されている。
【００２７】
運動状態の目標のうち、いずれを優先するか、またそれぞれの許容範囲を入力して設定してもよい。それらは所定の条件が予め決められていてもよい。入力部３はまた、運動経路を入力する。運動経路は経路候補の中から選択するのでもよい。その他、運動者の身長、体重、年齢、性別などのデータを入力して用いる場合がある。
【００２８】
目標運動状態の情報は、入力部３から入力されるとは限らない。別の装置で入力されたデータを記憶媒体または通信ネットワークを介して移動体１０に取り込んでもよい。入力部３を運動者保持装置２０に備え、運動者保持装置２０で目標運動状態を入力して、移動体１０に送信する方法でもよい。また、目標運動状態の組合せの候補を予め用意して、運動者は年齢、性別、運動履歴、熟練度などを入力して、候補の中から選択する方法で目標運動状態を設定してもよい。
【００２９】
運動経路記憶部７は、運動経路の地図データと、運動経路に沿った各部分の高低差のデータを記憶する。図５は、実施の形態１に係る経路の例を示す概念図である。運動経路の地図データは、経路に設定された地点の位置とその間のパスの形状を規定する。図５では、経路に設定された地点をＡ，Ｂ，Ｃ．．．を付した○で示す。各地点の間のパスは実線で示される。経路の地図上の基準点に対応する現実の（地球上の）位置と、地図の縮尺および方位によって、計測した移動体１０または運動者の位置が地図上のどの点であるかが判る。また、設定された経路の地図上の位置から現実の位置を算出して、設定された経路を辿ることができる。
【００３０】
図６は、経路データの例を示す。図６では、各パスの識別符号と、パスの始点と終点の座標、始点から終点までの距離（道のり）および高低差が規定されている。パスの始点と終点は、図５の経路地図に設定された地点に対応している。高低差は、パスの終点の高度から始点の高度を引いた高さである。図６では、複数の経路Ｉ、II．．．のデータが保持されていることが示されている。例えば経路Ｉは、図５の地点Ｓを起点に地点Ｅ、Ｈ、Ｉ、Ｌ、Ｏを通って地点Ｑに到る経路である。
【００３１】
運動経路のデータは、ＣＤ（コンパクトディスク）やＵＳＢメモリなどの記憶媒体、または通信ネットワークを介して、移動体１０に取り込まれる。運動経路のデータを運動支援を行うごとに通信ネットワークを経由してサーバからダウンロードする方法でもよい。
【００３２】
図１の移動体位置検出部８は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）によって移動体１０の位置を計測し、位置情報を移動状態決定部１に送る。ＧＰＳを用いる他、経路に敷設された標識を検出して、経路上の位置を計測するなどの方法でもよい。
【００３３】
移動状態決定部１は、運動者の運動の状態が目標運動状態になるように、また、運動者と所定の距離を保って、設定された経路に沿って運動者の前を移動体１０が走行（先導）するように、移動体１０の速度を決定する。移動状態決定部１は、設定された経路の地図データと高低差を運動経路記憶部７から読み出す。現在の移動体１０の位置は移動体位置検出部８で検出されている。運動者の現在の運動状態は、生体情報受信部２で受信した生体情報と、運動者の位置とその微分である速度から算出できる。移動状態決定部１は、運動者の生体情報と移動速度の情報に基づいて、運動者の運動状態が目標運動状態になるように、移動体の速度を決定する。
【００３４】
図３は、移動体１の移動状態決定部１の構成を示す。移動状態決定部１は、運動経路負荷量データベース１１（以下、運動経路負荷量ＤＢ１１という）、負荷計算部１２、情報受信部１３、運動経路速度計算部１４および移動機構命令生成部１５から構成される。
【００３５】
情報受信部１３は、生体情報受信部２、入力部３、運動経路記憶部７、移動体位置検出部８および運動者位置検出部９からの情報を受け取り、運動経路・速度計算部１４に送る。運動経路・速度計算部１４は、経路の情報と目標運動状態のデータを負荷計算部１２に送る。負荷計算部１２は運動経路負荷量ＤＢ１１のデータを用いて経路を目標運動状態で走行したときの運動負荷を計算し、運動経路・速度計算部１４に返す。例えば、経路の距離と高低差から目標運動状態の速度で走行した場合の心拍数またはカロリー消費率などを計算する。あるいは逆に、目標の心拍数またはカロリー消費率になる速度を計算する。
【００３６】
その場合、これから走行する経路の距離と高低差を用いて、例えば、目標の心拍数や歩幅の許容範囲に収まるように、また移動速度の許容範囲に収まるように速度を決定する。その際、運動者の身長、体重、年齢、性別などのデータを考慮してもよい。経路の条件と移動速度によって運動状態がどうなるか、あるいは逆に経路の条件で目標運動状態を実現するために移動速度をいくらにしたらよいかは、予め実験によって求めることができる。
【００３７】
運動経路・速度計算部１４は、運動者への運動負荷を考慮した速度を計算、決定する。運動経路・速度計算部１４は移動機構命令生成部１５に経路と速度の情報を送る。移動機構命令生成部１５は移動機構を制御する速度の指令を生成して、移動機構制御部に送信する。このようにして移動状態決定部１は移動体１０の速度を決定し、移動機構制御部に送信する。
【００３８】
図１の移動制御部５は、指示された速度になるように移動機構部６の移動速度を制御する。移動機構部６は、前述のように例えば２輪で走行する倒立振子型ロボットである。その他、３輪または４輪で走行する車両、無限軌道を備える車両、レールの上を走行する車両、あるいは２足またはそれ以上の脚で歩行するロボットの場合がある。移動機構部６は、移動制御部５で指令された速度で、運動者の前を経路に沿って走行する。
【００３９】
経路に沿って走行するには、地図データとＧＰＳによる測位だけでなく、経路の縁石などを検出して現実のコースに沿うように制御してもよい。移動体１０が経路を辿るには、経路に線を描いておいて、その線を辿るようにしてもよい。移動体１０がレールの上を走行する場合には、経路からはずれないように機械的に制限される。
【００４０】
移動体１０の表示部４は、液晶ディスプレーや発光ダイオードなどのディスプレー、またはスピーカなどを備え、計測した運動状態が目標運動状態から外れている場合に、運動者に注意を喚起する情報を表示する。その他、目標運動状態を表示したり、経路を設定するときに経路の候補を表示してもよい。
【００４１】
コースが決定されると移動体１０は運動者の先導を開始し、運動者の生体情報を受信する。図７は、実施の形態に係る計測事項と計測方法を示す。そのうち例えば心拍数は、単位時間の圧力パルスをカウントするか、圧力パルスの周期を計測することによって検出できる。また、歩幅は速度と歩数から計算で求めることができる。歩数は、衝撃パルスをカウントするか、衝撃パルスの周期を計測することによって検出できる。
【００４２】
運動者と移動体１０との相対距離は、前述のとおり、超音波計測、ミリ波レーダ、レーザ光計測、あるいは運動者保持装置２０が送信する電波の到来方向を検出する方法、または画像解析などを用いて計測できる。運動者の姿勢は、運動者の各部に加速度センサを取り付けて、その検出値から計算することができる。あるいは、運動者を撮影した画像を解析して運動者を認識して、相対距離を算出してもよい。また、運動者保持装置２０と移動体１０の測位の差によって相対距離を算出することもできる。
【００４３】
図８は、実施の形態１に係る生体情報・運動状態のデータの例を示す。図８の運動状態は、生体情報の心拍数を含み、移動速度、歩幅および姿勢が示されている。図８では、目標の姿勢を点線で、計測した姿勢を実線で表す。
【００４４】
移動体１０は、運動者保持装置２０から受信した情報に基づいて、運動者の消費カロリーや姿勢など、直接的に計ることができないものを計算する。そして移動体１０は運動者の運動状態と目標運動状態との差を計算する。また、その運動状態の数値が許容範囲内かを計算する。運動状態が目標運動状態の許容範囲を超えている場合、例えば、心拍数や体温が許容範囲から外れている場合には、移動体１０の走行速度を変える他、図１の表示部４から運動者に警告表示してもよい。場合によっては、運動を中止するなどの措置を取る。
【００４５】
一方、運動状態が許容範囲内に収まっている場合は、生体情報の目標からの差を補正するような指示を画面出力や音声出力を用いて表示する。例えば図８に示すように移動速度２．５m/sであり、目標速度の２m/sよりも速く、運動者との相対距離が近づきすぎた場合には「もう少しゆっくり走りましょう」などの指示情報を文字や音声を用いて表示する。また姿勢が目標と異なり、上半身が傾いていた場合には「上半身を右にもう少し傾けましょう」などの指示情報を同様に表示する。それでも差が補正されない場合、特に運動者の運動速度が遅い場合、移動体１０は移動速度を落とす措置をとる。
【００４６】
図９は、実施の形態１に係る運動支援処理の動作の一例を示すフローチャートである。まず、入力部３で目標運動状態を入力する（ステップＳ１０）。次に経路情報を入力する（ステップＳ１１）。経路情報の入力は、運動経路記憶部７に記憶されている経路の候補から選択する方法でもよい。経路情報が設定されると、移動状態決定部１は、移動制御部５に目標の速度を設定して経路に沿って運動者の先導を開始する（ステップＳ１２）。
【００４７】
運動者位置検出部９で運動者の位置情報を受信（または検出）する（ステップＳ１３）。また生体情報受信部２で運動者保持装置２０から送信される生体情報を受信する（ステップＳ１４）。そして、運動者の位置情報と生体情報および移動体１０の位置および速度などから、運動状態を算出する（ステップＳ１５）。
【００４８】
移動体１０に対して運動者の相対位置（相対距離）が所定の許容範囲であれば（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、運動状態が許容範囲かどうか調べる（ステップＳ１７）。相対位置が許容範囲を超えているか（ステップＳ１６；ＮＯ）、運動状態が許容範囲を超えている場合に（ステップＳ１７；ＮＯ）、相対位置および運動状態が許容範囲になるように走行速度を調節する（ステップＳ１８）。
【００４９】
相対位置が許容範囲で（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、運動状態が許容範囲であれば（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、走行速度を変える必要はない。設定された経路の終点に至らず、経路が終了していなければ（ステップＳ１９；ＮＯ）、ステップＳ１３に戻って運動者の位置情報の取得から動作を繰り返す。経路の終点に至って経路が終了すれば（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、運動支援処理を終了する。このようにして運動者の位置と生体情報を把握しながら、運動者の先導を行うことで効果的な運動ペースを明示的に示すことを可能とする。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、目標運動状態に合わせた適切な負荷で、現実的な歩行または走行の条件の経路を辿る運動支援を行うことができる。
【００５１】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る運動支援システム１００の構成例を示すブロック図である。実施の形態２の運動支援システム１００は、経路に沿って運動した結果の目標値（目標運動結果）を入力し、目標運動結果に適合する経路を選択する。図１０の運動支援システム１００は、実施の形態１の構成に加えて、運動経路選択部３１を備える。
【００５２】
実施の形態２では、入力部３で目標運動結果のデータを入力する。図１１は、目標運動結果のデータの例を示す。図１１の例では、目標運動時間３０分と目標消費カロリー２００kcalが目標運動結果として定められている。目標運動結果には、それぞれの許容範囲が定められる。許容範囲は目標運動結果ごとに入力してもよいし、共通の計算式または値で定められてもよい。
【００５３】
運動経路選択部３１は、運動経路記憶部７に記憶されている経路の候補ごとに目標運動状態の値で経路に沿って運動した場合の運動の結果を算出する。例えば、目標運動状態の速さで経路を走行した場合の時間と消費カロリーを計算する。消費カロリーは例えば、走行速度、経路の距離と高低差（および体重）から、実験で求めた所定の計算式を用いて計算する。そして、算出した運動結果が、目標運動結果の所定の範囲に適合する経路を選択する。
【００５４】
実施の形態２では、さらに、経路を辿る運動の途中にそれまでの運動の結果（運動途中結果）を算出する。経路の運動を終了したときに運動の結果が目標運動結果になるように、すなわち残りの経路の運動結果が目標運動結果と運動途中結果の差になるように、残りの経路の運動状態を算出して、残りの経路を辿る速度を決定する。そして、新たに決定した速度で移動体１０の走行を制御する。
【００５５】
図１２は、運動途中結果のデータの例を示す。図１２の例では、経過運動時間が１０分、それまでの消費カロリーが３０kcalである。運動途中結果は、実際に走行した速度と経路から、運動結果と同様にして計算できる。図１１の目標運動結果に対して、図１２の運動途中結果の場合、残りの経路の運動結果の目標は、運動時間２０分、消費カロリー１７０kcalである。
【００５６】
目標運動結果を達成するためには、目標運動状態から逸脱する場合があり得る。その場合、目標運動状態または目標運動結果のいずれの項目を優先するか、また逸脱する場合の許容限度とどのような方向で運動状態を決定するかなどのポリシーは、予め与えられものとする。優先順位、許容限度、ポリシーなどは、運動者が入力して決定してもよい。また、メニュー形式で選択できるようにしてもよい。
【００５７】
図１３は、実施の形態２に係る経路選択の動作の一例を示すフローチャートである。運動経路選択部３１は入力部３から目標運動結果を入力し（ステップＳ２０）、目標運動状態を入力する（ステップＳ２１）。この順序はどちらが先でも構わない。
【００５８】
運動経路選択部３１は、経路番号変数ｉに最初の番号１を設定し、最小値を比較する変数Ｍｉｎを変数の最大値に設定する（ステップＳ２２）。運動経路選択部３１は、番号ｉの経路候補を選択し（ステップＳ２３）、経路候補ｉを目標運動状態で走行したときの運動結果ｉを算出する（ステップＳ２４）。運動結果ｉは目標運動結果と同じ項目である。
【００５９】
運動結果ｉと目標運動結果の差の絶対値が変数Ｍｉｎより小さければ（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、変数Ｍｉｎに運動結果ｉと目標運動結果の差の絶対値を設定する。また、選択経路番号に変数ｉの値を代入する（ステップＳ２６）。最初は、必ず運動結果ｉと目標運動結果の差の絶対値が変数Ｍｉｎより小さくなる（そのように変数Ｍｉｎの初期値を設定する）ので、番号ｉが選択された状態になる。運動結果ｉと目標運動結果の差の絶対値が変数Ｍｉｎより小さくなければ（ステップＳ２５；ＮＯ）、変数Ｍｉｎと選択経路番号の変更は行わない。
【００６０】
ここで、運動結果ｉと目標運動結果の差の絶対値とは、目標運動結果の各要素を正規化したベクトルの差の絶対値を用いることができる。あるいは、目標運動結果に含まれる１つまたは２つ以上の項目に限定してもよい。１つの項目に限定した場合は、その数値の差の絶対値を用いることができる。運動結果ｉと目標運動結果の差を評価するには、差の絶対値とは限らない。例えば、運動結果ｉと目標運動結果の差分ベクトルを所定の軸に射影した値を用いてもよい。一般的には任意の評価関数であってよい。
【００６１】
運動経路選択部３１は、経路番号変数ｉに１を加算し（ステップＳ２７）、経路番号変数ｉが経路候補の数を超えていなければ（ステップＳ２８；ＮＯ）、ステップＳ２３に戻って、その番号変数ｉの経路を選択するところから上述の処理を繰り返す。経路番号変数ｉが経路候補の数を超えたところで（ステップＳ２８；ＹＥＳ）、経路選択処理を終了する。その結果、目標運動状態で走行したときに目標運動結果に最も近い運動結果になる経路の番号が選択経路番号に設定される。
【００６２】
図１４は、実施の形態２に係る運動支援の動作の一例を示すフローチャートである。設定した経路に沿って運動者を先導し、目標運動状態になるように速度を制御することは実施の形態１と同様である。実施の形態２では、運動途中結果を算出して、最終的な運動結果が目標運動結果になるように残りの運動状態を決定して、それに合わせて走行速度を調節する。
【００６３】
実施の形態２では、経路選択のために目標運動状態を入力し、経路を選択しているので、図１４には目標運動状態入力（図９のステップＳ１０）および経路情報入力（同ステップＳ１１）を記載していない。図１４のステップＳ３０ないしステップＳ３３は、図９のステップＳ１２ないしステップＳ１５と同様である。
【００６４】
運動状態を算出した（ステップＳ３３）のち、運動経路選択部３１（または移動状態決定部１）で運動途中結果を算出する（ステップＳ３４）。次に、目標運動結果から運動途中結果を引いた差分になるように、残りの経路の速度を算出する（ステップＳ３５）。そして、目標運動状態を残りの経路の速度に変更する（ステップＳ３６）。目標運動状態を変更した場合は、その旨を表示部４から運動者に表示する。
【００６５】
以降のステップＳ３７ないしステップＳ４０の動作は、図９のステップＳ１６ないしステップＳ１９と同じである。設定された経路の終点に至らず、経路が終了していなければ（ステップＳ４０；ＮＯ）、ステップＳ３１に戻って運動者の位置情報の取得から動作を繰り返す。経路の終点に至って経路が終了すれば（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、運動支援処理を終了する。
【００６６】
以上説明したように、実施の形態２の運動支援システム１００によれば、目標運動結果を入力し、それに適合する経路を選択するので、目標運動結果と目標運動状態に合った適切な運動負荷を指示することができる。また、運動途中結果を算出し、残りの運動状態を目標運動結果に合わせて変更するので、より適切な運動負荷を指示することができる。
【００６７】
（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３に係る運動支援システム１００の構成例を示すブロック図である。実施の形態３では、実施の形態２に加えて、地図データから運動経路の候補を抽出する。実施の形態３の移動体１０は、実施の形態２の構成に加えて、運動経路抽出部３２を備える。
【００６８】
運動経路抽出部３２は、運動経路記憶部７に記憶されている地図データから、経路の条件に適合する経路の候補を抽出する。経路の条件は、入力部３から入力される。経路の条件は、例えば、運動の始点、終点、経路の長さ、経路の高低差などを含む。
【００６９】
図１６は、実施の形態に係る地図データの例を示す図である。図１６のデータは、図５の地図データに対応しており、図５の各地点の間の実在するパスの情報をリストにしたものである。図１６の地図データは、パスの識別符号、始点の座標、終点の座標、パスの距離およびパスの高低差を含む。パスの始点と終点は、図５の経路地図に設定された地点に対応している。高低差は、パスの終点の高度から始点の高度を引いた高さである。各パスを辿る方向は逆でも構わない。その場合は、始点と終点を入れ替え、高低差の符号を反転させて扱う。逆方向に通過できないパスがある場合には、各パスは向きがあるものとみなして、双方向に通過できるパスについては始点と終点を入れ替えて重複して地図データに登録すればよい。
【００７０】
経路の条件として、例えば、始点と距離が与えられれば、図１６のような地図データから経路の条件に適合する経路の候補を抽出することができる。まず、経路の始点を含むパスを選択する。経路の始点はパスの始点または終点に一致していなくてもよい。始点を含むパスが複数ある場合には、それらの全てをリストアップする。選択したパスの始点または終点を始点または終点にもつ別のパスを接続する。つぎつぎにパスを接続して、接続したパスの総距離が条件の距離に適合するものを経路の候補として出力する。
【００７１】
その他の条件、例えばさらに経路の終点が与えられた場合に、始点からパスを接続していって終点を含むパスを接続したときにそれまでの総距離が条件に適合するものを選択すればよい。高低差の上限が規定された場合には、高低差が条件を超えたものを排除していけばよい。経路の終点と距離が与えられる場合には、終点から逆に辿って経路の候補を抽出することができる。また、始点と終点が与えられる場合、始点と終点が一致する場合でも同様にして経路の候補を抽出することができる。その他の条件、例えば、特定のパスを含む経路、いずれのパスも２回以上通過しない経路、あるいはループを含まない経路などについても、条件に適合するものをピックアップし、また条件に適合しないものを除外することによって、経路の候補を抽出することができる。
【００７２】
図１７は、実施の形態３に係る経路候補抽出の動作の一例を示すフローチャートである。運動経路抽出部３２は、運動経路記憶部７から地図データであるパスのリストを取得する（ステップＳ４１）。また、入力部３から経路の条件を入力する（ステップＳ４２）。ここでは、経路の条件は始点を含むものと仮定する。
【００７３】
運動経路抽出部３２はパスのリストから、経路の始点を含むパスをリストアップする（ステップＳ４３）。始点を含むパスのそれぞれを暫定経路として、暫定経路リストを生成する（ステップＳ４４）。
【００７４】
暫定経路リストの各暫定経路について、経路の条件に適合するかどうか調べる（ステップＳ４５）。経路条件に合う暫定経路があれば（ステップＳ４５；ＹＥＳ）、その経路条件に合う暫定経路を経路候補リストに追加する（ステップＳ４６）。経路条件に合う暫定経路がなければ（ステップＳ４５；ＮＯ）、経路候補リストに経路候補を追加しない。
【００７５】
経路候補を取った残りの暫定経路リストに暫定経路があれば（ステップＳ４７；ＹＥＳ）、その各暫定経路の終点にその点を含むパスを追加して新たな暫定経路として、新たな暫定経路リストを生成する（ステップＳ４８）。そして、ステップＳ４５に戻って、経路条件に合う暫定経路があるかどうかを調べる。
【００７６】
暫定経路の終点にパスを追加するときに、追加するパスに暫定経路の最後のパスを含めるかどうかは経路の条件またはパスの特性および移動体１０の属性に依存する。すなわち、Ｕターンができれば最後のパスで折り返すことができるが、Ｕターンができなければ、最後のパスで折り返すことができない。運動経路抽出部３２は、これらの条件を加味して暫定経路を生成する。
【００７７】
暫定経路リストに暫定経路がなくなれば（ステップＳ４７；ＮＯ）、経路候補抽出処理を終了する。なお、図１７には記載していないが、暫定経路が経路の条件を超えてそれ以上パスを追加しても経路の条件に合う可能性がないものは、暫定経路リストから除外する。
【００７８】
経路候補抽出によって、経路候補リストを生成できる。そののちは、実施の形態２の処理によって、目標運動結果に適合する経路を選択することになる。
【００７９】
以上説明したように、実施の形態３の運動支援システム１００によれば、地図データから与えられた経路の条件に適合する経路の候補を抽出することができる。その結果、経路の条件を与えて経路の候補を生成し、その中から目標運動結果に適合する経路を選択することができる。
【００８０】
（実施の形態４）
図１８は、本発明の実施の形態４に係る運動支援システム１００の構成例を示すブロック図である。実施の形態４では、実施の形態２に加えて、運動途中結果を算出し、目標運動結果を達成できるように残りの経路を変更する。実施の形態２が目標運動条件を変更する可能性があったのに対して、実施の形態４では目標運動条件を優先して経路の方を変更する。実施の形態４の運動支援システム１００は、実施の形態３（または実施の形態２）の運動経路選択部３１に代えて、運動経路選択・再設定部３３を備える。
【００８１】
運動経路選択・再設定部３３は、実施の形態２の運動経路選択部３１の機能に加えて、運動途中結果を用いて、残りの経路を変更する機能を有する。運動途中結果を算出するまでは、実施の形態２の運動経路選択部３１と同じである。
【００８２】
運動経路選択・再設定部３３は、運動途中結果を算出して、目標運動結果と運動途中結果の差を算出する。運動経路抽出部３２は、現在位置を始点とする経路条件で経路の候補を抽出する。運動経路選択・再設定部３３は、経路の候補の中から、現在位置を始点とし、目標運動状態で走行したときの運動結果が、目標運動結果と運動途中結果の差に適合する経路（残りの経路）を選択（再設定）する。
【００８３】
残りの経路の候補を抽出するのは、実施の形態３の経路抽出と同様である。例えば、図５の全ての地点を始点として、最初の経路として選択しうる経路より短い経路の全ての組合せの経路情報が予め記憶されていれば、改めて残りの経路の候補を抽出しなくてもよい。
【００８４】
運動経路選択・再設定部３３で残りの経路を選択するのは、実施の形態２で経路を選択するのと全く同様である。すなわち、経路の始点を現在地点に置き換え、目標運動結果を目標運動結果と運動途中結果の差に置き換えて考えればよい。
【００８５】
移動状態決定部１は、再設定した経路（残りの経路）に沿って運動者の先導を継続する。目標運動条件に適合するように残りの経路が選択されているので、目標運動状態は原則的に変化しない。なお、経路を途中で変更する場合、経路を変更することを表示部４に表示するのが望ましい。
【００８６】
図１９は、実施の形態４に係る運動支援の動作の一例を示すフローチャートである。先導開始（ステップＳ５０）から運動途中結果の算出（ステップＳ５４）までは、実施の形態２（図１４）の運動支援の動作と同じである。運動経路選択・再設定部３３で運動途中結果を算出すると（ステップＳ５４）、運動経路抽出部３２は、地図データから現在位置を始点とする経路候補を抽出する（ステップＳ５５）。
【００８７】
運動経路選択・再設定部３３は、経路候補の中から、その経路に沿って目標運動状態で走行した運動結果が、目標運動結果と運動途中結果の差に適合する経路を選択する（ステップＳ５６）。そして、元の残りの経路を選択した経路（新たな残りの経路）に変更する（ステップＳ５７）。経路を途中で変更した場合は、経路を変更することを表示部４から運動者に表示する。
【００８８】
ステップＳ５８ないしステップＳ６１は、図１４のステップＳ３７ないしステップＳ４０（または図９のステップＳ１６ないしステップＳ１９）と同様である。設定された経路の終点に至らず、経路が終了していなければ（ステップＳ６１；ＮＯ）、ステップＳ５１に戻って運動者の位置情報の取得から動作を繰り返す。経路の終点に至って経路が終了すれば（ステップＳ６１；ＹＥＳ）、運動支援処理を終了する。
【００８９】
以上説明したように、実施の形態４の運動支援システム１００によれば、運動途中結果を算出し、残りの経路を目標運動状態に合わせて目標運動結果を達成するように変更するので、より適切な運動負荷を指示することができる。
【００９０】
図２０は、図１、図１０、図１５または図１８に示す運動支援システム１００における移動体１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。移動体１０は、図２０に示すように、制御部４１、主記憶部４２、外部記憶部４３、操作部４４、表示部４５、入出力部４６及び送受信部４７を備える。主記憶部４２、外部記憶部４３、操作部４４、表示部４５、入出力部４６及び送受信部４７はいずれも内部バス４０を介して制御部４１に接続されている。
【００９１】
制御部４１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部４３に記憶されている制御プログラム５０に従って、移動体１０の処理を実行する。
【００９２】
主記憶部４２はＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部４３に記憶されている制御プログラム５０をロードし、制御部４１の作業領域として用いられる。
【００９３】
外部記憶部４３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成され、上述の処理を制御部４１に行わせるためのプログラムを予め記憶し、また、制御部４１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部４１に供給し、制御部４１から供給されたデータを記憶する。図１、図１０、図１５または図１８の運動経路記憶部７は、外部記憶部４３に構成される。
【００９４】
操作部４４はキーボード及びマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボード及びポインティングデバイス等を内部バス４０に接続するインタフェース装置から構成されている。操作部４４を介して、経路情報、経路の選択、目標運動状態、目標運動結果または経路の条件などが入力され、制御部４１に供給される。
【００９５】
表示部４５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）又はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、運動者に指示する情報を表示する。
【００９６】
入出力部４６は、各種のセンサ４８およびアクチュエータ４９と接続するシリアルインタフェースまたはパラレルインタフェースから構成されている。センサ４８およびアクチュエータ４９は、移動体１０の移動機構部６に設置されて、移動機構部６の各データを検出し、移動機構部６を動作させる。移動体１０のセンサ４８は、例えば、接触センサ、圧力センサ、変位センサ、音響センサ（マイク）もしくは画像センサ（撮像装置）、またはそれらの任意の組み合わせである。制御部４１は入出力部４６を介して、各センサ４８から検知したデータを入力する。アクチュエータ４９の変位をセンサ信号として入力してもよい。制御部４１は、入出力部４６を介して、アクチュエータ４９に指令して移動体１０の動作を制御する。
【００９７】
送受信部４７は、無線通信装置、およびそれらと接続するシリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースから構成されている。送受信部４７は、運動者保持装置２０から生体情報および運動者位置情報を受信する。また、ネットワークを経由してサーバ（図示せず）から経路の地図データなどを検索してダウンロードする。
【００９８】
図１、図１０、図１５または図１８の移動状態決定部１、生体情報受信部２、入力部３、表示部４、移動制御部５、運動経路記憶部７、移動体位置検出部８、運動者位置検出部９、運動経路選択部３１もしくは運動経路選択・再設定部３３、および運動経路抽出部３２の処理は、制御プログラム５０が、制御部４１、主記憶部４２、外部記憶部４３、操作部４４、表示部４５、入出力部４６および送受信部４７などを資源として用いて処理することによって実行する。
【００９９】
本発明の好適な変形として、以下の構成が含まれる。
【０１００】
本発明の第１の観点に係る運動支援システムについて、
好ましくは、運動者の運動の結果の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標結果取得手段と、
複数の前記経路情報を取得する経路候補取得手段と、
前記経路情報と前記運動の状態の目標から、前記運動の状態の目標の値で前記経路に沿って運動した場合の運動の結果を算出する運動結果算出手段と、
前記経路候補取得手段で取得した複数の経路情報の中から、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する経路選択手段と、
を備え、
前記先導手段は、前記経路選択手段で選択した経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を走行する。
【０１０１】
好ましくは、前記運動の結果は消費カロリーの情報を含み、
前記運動結果算出手段は、前記経路の距離と前記運動の状態の移動速度から消費カロリーを算出することを特徴とする。
【０１０２】
好ましくは、前記経路候補取得手段は、前記地図データから運動の経路の候補を抽出する抽出手段を備え、
前記経路選択手段は、前記抽出手段で抽出した経路の候補を含む経路の候補の中から、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する。
【０１０３】
好ましくは、前記先導手段で前記運動者を先導している途中に、それまでの運動の結果である途中結果を算出する途中結果算出手段と、
前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値から、前記運動の結果の目標を達成する残りの経路の移動速度を算出する速度算出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記残りの経路の移動速度に合わせて前記先導手段の走行する速度を調節する。
【０１０４】
好ましくは、前記残りの経路と前記運動の状態の目標とから、前記残りの経路の運動の結果である予測値を算出する予測手段と、
前記途中結果と前記予測値の和が、前記運動の結果の目標から所定の範囲を超える場合に、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値に最も近い経路を新たな残りの経路に選択する経路再設定手段と、
を備える。
【０１０５】
さらに、前記運動者の運動の状態が前記運動の状態の目標から所定の範囲を超えた場合に、前記運動者に前記運動の状態の目標から外れていることを表す情報を表示する手段を備えてもよい。
【０１０６】
本発明の第２の観点に係る運動支援方法について、
好ましくは、運動者の運動の結果の目標と許容範囲を表す情報を取得する目標結果取得ステップと、
複数の前記経路情報を取得する経路候補取得ステップと、
前記経路情報と前記運動の状態の目標から、前記運動の状態の目標の値で前記経路に沿って運動した場合の運動の結果を算出する運動結果算出ステップと、
前記経路候補取得ステップで取得した複数の経路情報の中から、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する経路選択ステップと、
を備え、
前記先導ステップは、前記経路選択ステップで選択した経路に沿って、前記運動者と所定の距離を保って前記運動者の前を前記移動体に走行させる、
ことを特徴とする。
【０１０７】
好ましくは、前記運動の結果は消費カロリーの情報を含み、
前記運動結果算出ステップにおいて、前記経路の距離と前記運動の状態の移動速度から消費カロリーを算出する。
【０１０８】
好ましくは、前記経路候補取得ステップは、前記地図データから運動の経路の候補を抽出する抽出ステップを備え、
前記経路選択ステップは、前記抽出ステップで抽出した経路の候補を含む経路の候補の中から、前記運動の結果の目標から所定の範囲に適合する経路を選択する。
【０１０９】
好ましくは、前記先導ステップで前記運動者を先導している途中に、それまでの運動の結果である途中結果を算出する途中結果算出ステップと、
前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値から、前記運動の結果の目標を達成する残りの経路の移動速度を算出する速度算出ステップと、
を備え、
前記制御ステップは、前記残りの経路の移動速度に合わせて前記移動体の走行する速度を調節する。
【０１１０】
好ましくは、前記残りの経路と前記運動の状態の目標とから、前記残りの経路の運動の結果である予測値を算出する予測ステップと、
前記途中結果と前記予測値の和が、前記運動の結果の目標から所定の範囲を超える場合に、前記経路情報と前記運動の状態の目標から算出した運動の結果が、前記運動の結果の目標から前記途中結果を差し引いた値に最も近い経路を新たな残りの経路に選択する経路再設定ステップと、
を備える。
【０１１１】
さらに、前記運動者の運動の状態が前記運動の状態の目標から所定の許容範囲を超えた場合に、前記運動者に前記運動の状態の目標から外れていることを表す情報を表示するステップを備えてもよい。
【０１１２】
その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更及び修正が可能である。
【０１１３】
制御部４１、主記憶部４２、外部記憶部４３、送受信部４７、内部バス４０などから構成される運動支援システムのための処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する移動体１０を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで移動体１０を構成してもよい。
【０１１４】
また、移動体１０の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【０１１５】
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS, Bulletin Board System)に前記コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明によれば、運動不足の人や高齢者の健康維持または健康増進のための、またはリハビリテーション中の人に対する運動支援に利用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  移動状態決定部
２  生体情報受信部
３  入力部
４  表示部
５  移動制御部
６  移動機構部
７  運動経路記憶部
８  移動体位置検出部
９  運動者位置検出部
１０  移動体
１１  運動経路負荷量データベース（運動経路負荷量ＤＢ）
１２  負荷計算部
１３  情報受信部
１４  運動経路・速度計算部
１５  移動機構命令生成部
２０  運動者保持装置
２１  生体情報計測部
２２  生体情報送信部
２３  運動者位置計測部
２４  運動者位置情報送信部
３１  運動経路選択部
３２  運動経路抽出部
３３  運動経路選択・再設定部
４１  制御部
４２  主記憶部
４３  外部記憶部
４４  操作部
４５  表示部
４６  入出力部
４７  送受信部
４８  センサ
４９  アクチュエータ
５０  制御プログラム
１００  運動支援システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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