(57)【要約】【課題】ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うこと。【解決手段】バランス訓練システムは倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行う。バランス訓練システムは、倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することでバランス訓練を実行する設定手段と、バランス訓練中における倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出する状態量検出手段と、を備えている。設定手段は、状態量検出手段により検出された状態量に基づいて、バランス訓練中における目標姿勢角度の変動パターンを設定する。【選択図】図２
2014184891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練システムであって、
前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行する設定手段と、
前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出する状態量検出手段と、を備え、
前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項２】
請求項１記載のバランス訓練システムであって、
前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて搭乗者のバランス能力を評価し、該評価したバランス能力に応じて前記バランス訓練中における前記目標姿勢角の変動パターンを設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項３】
請求項２記載のバランス訓練システムであって、
前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量と予め設定された目標値とを比較することで、搭乗者のバランス能力を評価し、該評価されたバランス能力が高くなるに従って、前記目標姿勢角を大きく変動させる、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のバランス訓練システムであって、
前記設定手段は、前記目標姿勢角度を漸増させる時間ａ、前記目標姿勢角度の最大値ｅで維持する時間ｂ、前記目標姿勢角度を漸減させる時間ｃ、前記目標姿勢角度を実質的に０に維持する時間ｄとするパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを変動させることで、搭乗者のバランス能力に応じたバランス訓練を実行する、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項５】
請求項４記載のバランス訓練システムであって、
前記設定手段は、前記設定されたパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅに所定値を加算して前記目標姿勢角度を設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項記載のバランス訓練システムであって、
前記設定手段は、前記設定された目標姿勢角度の積分値が実質的に０となるように、前記目標姿勢角度を設定する、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載のバランス訓練システムであって、
前記バランス訓練は、前記設定手段により設定された前記倒立型移動体の目標姿勢角度に応じて搭乗者が前記重心移動を行い、前記倒立型移動体のバランスを維持する、あるいは元に位置に留まる訓練である、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項記載のバランス訓練システムであって、
前記バランス訓練中に、前記状態量検出手段は、前記倒立型移動体の移動量、移動速度、移動加速度、姿勢角度、姿勢角速度、姿勢角加速度、及び搭乗者の生体情報、のうち少なくとも１つを検出する、ことを特徴とするバランス訓練システム。
【請求項９】
倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練方法であって、
前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行するステップと、
前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出するステップと、
前記検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定するステップと、を含むことを特徴とするバランス訓練方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練システム、及びバランス訓練方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、人のバランス能力を向上させるための様々なバランス訓練システムが開発されている。例えば、床に傾斜可能に設置されたステップ上にユーザが乗り、そのステップ上でユーザがステップを水平に維持するように重心移動を行うことでバランス訓練を行うバランス訓練装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８４３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示すバランス訓練装置においては、例えば、ユーザのバランス能力が高く重心のブレが少ない場合、ステップもぶれない。この場合、そのユーザは、ほとんどバランス操作を行うことないため、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練が行われない虞がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができるバランス訓練システム、及びバランス訓練方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練システムであって、前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行する設定手段と、前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出する状態量検出手段と、を備え、前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定する、ことを特徴とするバランス訓練システムである。
この一態様において、前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量に基づいて搭乗者のバランス能力を評価し、該評価したバランス能力に応じて前記バランス訓練中における前記目標姿勢角の変動パターンを設定してもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記状態量検出手段により検出された状態量と予め設定された目標値とを比較することで、搭乗者のバランス能力を評価し、該評価されたバランス能力が高くなるに従って、前記目標姿勢角を大きく変動させてもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記目標姿勢角度を漸増させる時間ａ、前記目標姿勢角度の最大値ｅで維持する時間ｂ、前記目標姿勢角度を漸減させる時間ｃ、前記目標姿勢角度を実質的に０に維持する時間ｄとするパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを変動させることで、搭乗者のバランス能力に応じたバランス訓練を実行してもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記設定されたパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅに所定値を加算して前記目標姿勢角度を設定してもよい。
この一態様において、前記設定手段は、前記設定された目標姿勢角度の積分値が実質的に０となるように、前記目標姿勢角度を設定してもよい。
この一態様において、前記バランス訓練は、前記設定手段により設定された前記倒立型移動体の目標姿勢角度に応じて搭乗者が前記重心移動を行い、前記倒立型移動体のバランスを維持する、あるいは元に位置に留まる訓練であってもよい。
この一態様において、前記バランス訓練中に、前記状態量検出手段は、前記倒立型移動体の移動量、移動速度、移動加速度、姿勢角度、姿勢角速度、姿勢角加速度、及び搭乗者の生体情報、のうち少なくとも１つを検出してもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体のバランス訓練を行うためのバランス訓練方法であって、前記倒立型移動体の目標姿勢角度を設定することで前記バランス訓練を実行するステップと、前記バランス訓練中における前記倒立型移動体及び搭乗者のうち少なくとも一方の状態量を検出するステップと、前記検出された状態量に基づいて、前記バランス訓練中における前記目標姿勢角度の変動パターンを設定するステップと、を含むことを特徴とするバランス訓練方法であってもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができるバランス訓練システム、及びバランス訓練方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態に係るバランス訓練システムの概略的構成を示す正面図である。（ｂ）本発明の一実施の形態に係るバランス訓練システムの概略的構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るバランス訓練システムの概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る倒立型移動体の概略的な構成を示す正面図である。
【図４】ピッチ方向の目標姿勢角度の変化の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るバランス訓練方法の処理フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るバランス訓練システムの概略的構成を示す図である。本実施の形態に係るバランス訓練システムは、倒立状態を維持しつつ搭乗者の重心移動に応じて走行を行う倒立型移動体１のバランス訓練を行うためのシステムである。このバランス訓練においては、例えば、倒立型移動体１に遠隔的にピッチ方向の目標姿勢角度（外部指示）が端末装置から遠隔的に設定され、この目標姿勢角度に応じて倒立型移動体１が傾斜し移動する。これに対して、搭乗者が重心移動を行い、倒立型移動体１のバランスをとる、あるいは、元の位置に留めることでそのバランスを訓練する。
【００１０】
図２は、本実施の形態に係るバランス訓練システムの概略的なシステム構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態に係る倒立型移動体の概略的な構成を示す正面図である。
【００１１】
本実施の形態に係るバランス訓練システム１０は、図３に示すような倒立型移動体１に搭載された、姿勢センサ２、回転センサ３、一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒ、及び制御装置５と、設定装置１１と、を備えている。
【００１２】
倒立型移動体１は、例えば、搭乗者が車両本体６に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として、構成されているが、これに限らず、倒立状態を維持しつつ、搭乗者の重心移動に応じて走行する任意の倒立型移動体に適用可能である。この倒立型移動体１は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させることで左右旋回を行うことができるように構成されている。
【００１３】
姿勢センサ２は、状態量検出手段の一具体例であり、倒立型移動体１の車両本体６におけるピッチ角度やロール角度などの姿勢角度、ピッチ角速度やロール角速度などの姿勢角速度、ピッチ角加速度やロール角加速度などの姿勢角加速度、等の姿勢情報を検出する。姿勢センサ２は、例えば、搭乗者が重心を前後へ移動させることで生じた車両本体６のピッチ角度、ピッチ角速度、又はピッチ角加速度を検出し、また、搭乗者が重心を左右へ移動させることで生じた車両本体６（分割ステップ９Ｌ、９Ｒ）のロール角度、ロール角速度、又はロール角加速度を検出することができる。
【００１４】
姿勢センサ２は、制御装置５に接続されており、検出した車両本体６の姿勢情報を制御装置５に対して出力する。なお、姿勢センサ２は、例えば、ジャイロセンサや加速度センサなどにより構成されている。ここで、ピッチ軸とは、一対の車輪７Ｌ、７Ｒの車軸に相当する軸である。また、ロール軸とは、車両本体６の中心を通り、倒立型移動体１の走行方向と平行をなす軸である。
【００１５】
回転センサ３は、状態量検出手段の一具体例であり、倒立型移動体１に設けられた車輪７Ｌ、７Ｒの回転角度、回転角速度、回転角加速度等の回転情報を検出する。回転センサ３は、制御装置５に接続されており、検出した各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報を制御装置５に対して出力する。また、制御装置５は、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報に基づいて、倒立型移動体１の移動加速度、移動速度、移動量等を算出することができる。
【００１６】
一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、倒立型移動体１に回転可能に設けられた左右一対の車輪７Ｌ、７Ｒを駆動することで、倒立型移動体１を走行させる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、例えば、電動モータと、その電動モータの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア列等によって構成することができる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、駆動回路８Ｌ、８Ｒを介して制御装置５に接続されており、制御装置５からの制御信号に応じて、各車輪７Ｌ、７Ｒを駆動する。
【００１７】
制御装置５は、倒立型移動体１が、例えば、倒立状態を維持する倒立制御を行いつつ、所望の走行（前進、後進、加速、減速、停止、左旋回、右旋回等）を行うように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御する。また、制御装置５は、姿勢センサ２により検出された移動体１の姿勢情報と、回転センサ３により検出された各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報と、に基づいて、フィードバック制御、ロバスト制御等の周知の制御を行う。
【００１８】
例えば、制御装置５は、搭乗者が重心を前後に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車両本体６のピッチ角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを介して各車輪７Ｌ、７Ｒの回転を制御することで、倒立型移動体１を前進又は後進させる。また、制御装置５は、搭乗者が重心を左右に移動させたときに、姿勢センサ２により検出された車両本体６のロール角度に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御して左右車輪７Ｌ、７Ｒ間で回転差を生じさせ、移動体１を左旋回又は右旋回させる。
【００１９】
さらに、制御装置５は、例えば、姿勢センサ２により検出された車両本体６のピッチ角度に所定の制御ゲインを乗算して、各車輪７Ｌ、７Ｒの回転トルクを算出する。そして、制御装置５は、算出した回転トルクが各車輪７Ｌ、７Ｒに生じるように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する。
【００２０】
これにより、制御装置５は、車両本体６が傾斜している方向へ各車輪７Ｌ、７Ｒを回動させ、倒立型移動体１の重心位置を各車輪７Ｌ、７Ｒの車軸を通る鉛直線上へ戻すような倒立制御を行う。また、制御装置５は、各車輪７Ｌ、７Ｒに対して適切な回転トルクを夫々付加することで、車両本体６のピッチ角度がある一定値を超えないような倒立状態を維持しつつ、さらに、姿勢センサ２からの姿勢情報に応じて、前進、後進、停止、減速、加速、左旋回、右旋回等の移動体１の移動制御を行うことができる。
【００２１】
制御装置５は、例えば、制御処理、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）５ａ、ＣＰＵ５ａによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）５ｂ、処理データ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）５ｃ等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。
【００２２】
上述のような車両制御の構成により、倒立型移動体１は、例えば、搭乗者が重心を前後に移動させ車両本体６を前後に傾斜させることで前進後退を行い、搭乗者が重心を左右に移動させ車両本体６を左右に傾斜させることで、左右旋回を行うことができる。
【００２３】
設定装置１１は、設定手段の一具体例であり、制御装置５に対して、倒立型移動体１のピッチ方向の目標姿勢角度を設定する。設定装置１１は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）、スマートフォンなどの携帯端末などにより構成されている。設定装置１１は、有線あるいは無線で制御装置５に接続されている。設定装置１１は、倒立型移動体１の目標姿勢角度を制御装置５に送信する。制御装置５は、設定装置１１から送信される目標姿勢角度に追従するように、倒立型移動体１のピッチ方向の姿勢角度を制御する。一方、制御装置５は、姿勢センサ２により検出された姿勢情報（姿勢角度、姿勢角速度、姿勢角加速度）、回転センサ３により検出された車輪の回転情報、移動量、移動速度、移動加速度、を設定装置１１に送信する。
【００２４】
設定装置１１は、搭乗者のバランス能力を評価する評価部１１１と、倒立型移動体１の目標姿勢角度を設定する姿勢角設定部１１２と、を有している。
【００２５】
評価部１１１は、バランス訓練中において、制御装置５から送信される倒立型移動体１の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、移動加速度などに基づいて、搭乗者のバランス能力を評価する。評価部１１１は、制御装置５から送信される倒立型移動体１の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、移動加速度と、予め設定された目標値と、を比較することで搭乗者のバランス能力を評価する。
【００２６】
例えば、評価部１１１は、バランス訓練中において、制御装置５から送信される倒立型移動体１の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、及び移動加速度が、予め設定された各目標範囲内にあるときの目標追従時間を夫々積算する。そして、評価部１１１は、その積算時間が長いほど、その搭乗者のバランス能力が高いと評価する。より具体的には、評価部１１１は、積算時間が第１所定時間以上のときレベル１とし、第２所定時間以上のときレベル２、・・・、第ｎ所定時間以上のときレベルｎと評価する。なお、ここでは、評価部１１１は搭乗者のバランス能力をレベルとして評価しているが、改善度などの指標を用いて表現してもよく、任意の指標を用いることができる。
【００２７】
姿勢角設定部１１２は、評価部１１１により評価された搭乗者のバランス能力に応じて、バランス訓練中における倒立型移動体１の目標姿勢角度の変動パターンを設定する。姿勢角設定部１１２は、評価部１１１により評価された搭乗者のバランス能力が高くなるに従って、目標姿勢角度を大きく変動させる。制御装置５は、設定装置１１の姿勢角設定部１１２に設定された大きな目標姿勢角度に従って倒立型移動体１を大きく傾斜させるため、搭乗者はそれを元の位置に戻すためにより大きく動作する必要がある。このため、より高い搭乗者のバランス能力が必要となる。
【００２８】
一方で、設定装置１１の姿勢角設定部１１２は、評価部１１１により搭乗者のバランス能力が低いと評価された場合、目標姿勢角度を小さく変動させる。制御装置５は、設定装置１１の姿勢角設定部１１２に設定された小さな目標姿勢角度に従って倒立型移動体１を小さく傾斜させるため、搭乗者はそれを元の位置に戻すためにあまり動作する必要がない。このため、バランス能力の低い搭乗者でも適度にバランス動作を行いその訓練を行うことができる。このように、その搭乗者のバランス能力に応じた最適な訓練を行うことができる。
【００２９】
次に、バランス訓練システムによるバランス訓練方法について、一具体例を用いて詳細に説明する。
【００３０】
設定装置１１の姿勢角設定部１１２は、例えば、図４に示すようにピッチ方向の目標姿勢角度を時間と共に変化させる。姿勢角設定部１１２は、時間ａにおいて目標姿勢角度を徐々に増加させ、時間ｂにおいて目標姿勢角度（ピッチ角）を一定値ｅとし、時間ｃにおいて目標姿勢角度を徐々に減少させ、時間ｄにおいて目標姿勢角度を実質的に０とする。制御装置５は、上述したように設定装置１１の姿勢角設定部１１２により設定された目標姿勢角度に追従するように、倒立型移動体１の姿勢角度を制御する。これにより、倒立型移動体１のバランスが意図的に崩れる。これに対し、倒立型移動体１に搭乗する搭乗者は、重心を前後させることでそのバランスを維持する。
【００３１】
このとき、設定装置１１の評価部１１１は、上記バランス訓練中において、制御装置５から送信される倒立型移動体１の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、及び移動加速度が、予め設定された各目標範囲内にあるときの目標追従時間を夫々積算することで、その搭乗者のバランス能力を評価する。
【００３２】
ここで、姿勢角設定部１１２は、評価部１１１により評価された搭乗者のバランス能力に応じて、上記パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを設定し、目標姿勢角度を設定する。
【００３３】
例えば、パラメータａ、ｃの時間を短くした場合、目標姿勢角度の変化が急となるため、搭乗者にとってバランスをとるのが困難となる。パラメータｂの時間を長くした場合、大きな目標姿勢角度の状態が長く継続するため、搭乗者にとってバランスをとることが困難となる。パラメータｅの目標姿勢角度の最大値を大きくした場合、倒立型移動体１が大きく傾斜することとなるため、搭乗者にとってバランスをとることが困難となる。一方、パラメータｄの時間を長くした場合、水平の状態が長くなるため、搭乗者にとってバランスをとることが容易となる。
【００３４】
搭乗者のバランス能力（レベル値や改善度）毎に、予めパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが設定装置１１の姿勢角設定部１１２に設定されていてもよい。この場合、設定装置１１の姿勢角設定部１１２は、入力されたバランス能力の値に基づいて、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを自動的に設定し、そのパラメータに従って、目標姿勢角度を制御装置５に出力する。制御装置５は、設定装置１１の姿勢角設定部１１２から出力される目標姿勢角度に、倒立型移動体１の姿勢角度を追従させる制御を行う。
【００３５】
上述したように、搭乗者のバランス能力に応じて、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを設定し目標姿勢角度を変動させる。これにより、搭乗者のバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができる。なお、上述したような目標姿勢角度の変動を繰り返したバランス訓練を行う場合、搭乗者がその変動を予測してしまうため、適正なバランス訓練が行えないことが想定される。したがって、設定装置１１の姿勢角設定部１１２は、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅに一定のランダム値を加算して、目標姿勢角度を設定するようにしてもよい。
【００３６】
さらに、仮に、上記バランス訓練中に、倒立型移動体１が一方向へ進み続けると所定の訓練エリアから逸脱することが想定される。そこで、設定装置１１の姿勢角設定部１１２は、バランス訓練中に設定する目標姿勢角度の積分値が実質的に０となるように目標姿勢角度を変動させてもよい。
【００３７】
図５は、本実施の形態に係るバランス訓練方法の処理フローを示すフローチャートである。設定装置１１は、ユーザの開始操作に応じてバランス訓練モードになる（ステップＳ１０１）。
【００３８】
設定装置１１の姿勢角設定部１１２は、初期入力されたバランス能力の値に基づいて、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄを設定し（ステップＳ１０２）、その設定されたパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄに従って目標姿勢角度を制御装置５に出力する（ステップＳ１０３）。
【００３９】
制御装置５は、設定装置１１の姿勢角設定部１１２から出力される目標姿勢角度に倒立型移動体１の姿勢角度が追従するように、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する。これに対し、搭乗者は、重心移動を行うことで倒立型移動体１のバランスを維持する操作を行う（ステップＳ１０４）。なお、例えば、１回のバランス訓練において、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄによる目標姿勢角度の変動を複数回繰り返す、あるいは、所定時間繰り返すようにしてもよい。
【００４０】
このバランス訓練中において、姿勢センサ２は、倒立型移動体１の姿勢情報、回転センサ３は、倒立型移動体１の各車輪７Ｌ、７Ｒの回転情報を検出し、制御装置５は、倒立型移動体１の移動量、移動速度、及び移動加速度を夫々算出する（ステップＳ１０５）。制御装置５は、検出された倒立型移動体１の姿勢情報、回転情報、算出された移動量、移動速度、移動加速度を設定装置１１に送信する。
【００４１】
設定装置１１の評価部１１１は、制御装置５から送信される倒立型移動体１の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、及び移動加速度が、予め設定された各目標範囲内にあるときの目標追従時間を夫々積算し、その積算値に基づいてその搭乗者のバランス能力の値を算出し、姿勢角設定部１１２出力する（ステップＳ１０６）。
【００４２】
例えば、次回のバランス訓練を行う際に、設定装置１１の姿勢角設定部１１２は、評価部１１１からのバランス能力の値に基づいて、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを設定し、その設定されたパラメータに従って目標姿勢角度を制御装置５に出力する（ステップＳ１０７）。
【００４３】
これにより、前回のバランス訓練で評価されたバランス能力に応じた最適な目標姿勢角度の変動が行われる。したがって、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができる。なお、例えば、１回のバランス訓練で、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの変動を複数回繰り返す場合、評価部１１１は１回のサイクル毎に搭乗者のバランス能力を評価してもよい。この場合、姿勢角設定部１１２は、次回のサイクルにおいて、前回評価されたバランス能力の値に基づいて、パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを設定し、その設定されたパラメータに従って目標姿勢角度を制御装置５に出力する。さらに、ユーザが設定装置１１のパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄあるいはバランス能力の値を任意に変更できるように構成されていてもよい。
【００４４】
以上、本実施の形態に係るバランス訓練システム１０において、バランス訓練中に検出された倒立型移動体１の状態量に基づいて、目標姿勢角度の変動パターンを設定する。これにより、ユーザのバランス能力に応じた最適なバランス訓練を行うことができる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態において、バランス訓練中に、倒立型移動体１の姿勢情報、回転情報、移動量、移動速度、移動加速度などの倒立型移動体１の状態量を検出し、その状態量に基づいて搭乗者のバランス能力を評価しているが、これに限らず、生体センサ１２により搭乗者の生体情報を検出し、その生体情報に基づいて搭乗者のバランス能力を評価してもよい。搭乗者の生体情報としては、例えば、搭乗者の体温、血圧、心拍数などが含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１    倒立型移動体
２    姿勢センサ
３    回転センサ
４Ｌ、４Ｒ    車輪駆動ユニット
５    制御装置
６    車両本体
７Ｌ、７Ｒ    車輪
８Ｌ、８Ｒ    駆動回路
９Ｌ、９Ｒ    分割ステップ
１０    訓練システム
１１    設定装置
１２    生体センサ
【図１】
2014184891.tif 000003
【図２】
2014184891.tif 000004
【図３】
2014184891.tif 000005
【図４】
2014184891.tif 000006
【図５】
2014184891.tif 000007