(57)【要約】【課題】訓練者が飽きずにトレーニングを継続できるトレーニング装置を提供する。【解決手段】風景画像に対して自転車の走行速度及び走行地点の少なくともいずれかに基づいて内容の変化する付加的画像処理を施して画像データを生成し、これに基づいて現在走行地点に応じた風景画像を表示するトレーニング装置。【選択図】図１
2011092283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の走行コースを記憶する記憶部と、前記走行コース上の現在走行地点に対応する風景画像を表す画像データを生成する画像データ生成部と、前記画像データに基づいて前記風景画像を表示する表示部と、前記現在走行地点に対応する負荷データを生成する負荷データ生成部と、前記負荷データに基づいて前記自転車の走行負荷を制御する負荷制御部と、を含むトレーニング装置であって、
前記画像データ生成部は、前記風景画像に対して前記自転車の現在走行速度及び前記現在走行地点、心拍数、ケイデンス、ペダル負荷の少なくともいずれか１つに基づいて内容の変化する付加的画像処理を施して得られたデータを前記画像データとすることを特徴とするトレーニング装置。
【請求項２】
前記付加的画像処理は、前記風景画像における少なくとも周辺部にぼかし処理を施す画像ぼかし処理であることを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項３】
前記画像ぼかし処理は、前記風景画像の中心部から周辺部に向かって漸次的にぼかし度合いが大きくなるように画像加工する処理であることを特徴とする請求項２に記載のトレーニング装置。
【請求項４】
前記付加的画像処理は、前記風景画像に付加的ＣＧ画像の挿入処理を施す画像挿入処理であることを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項５】
前記付加的ＣＧ画像は、観客、横断幕、走行距離、ゴールゲートの少なくともいずれかを表すＣＧ画像であることを特徴とする請求項４に記載のトレーニング装置。
【請求項６】
前記走行コースは、地点毎の勾配値を含み、
前記負荷データ生成部は、前記現在走行地点に対応する勾配値に基づいて前記負荷データを生成することを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項７】
前記走行コースは、地点毎の標高値を含み、
前記負荷データ生成部は、前記現在走行地点の各々に対応する標高値の標高差から算出して得られた勾配値に基づいて前記負荷データを生成することを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項８】
前記負荷データ生成部は、前記現在走行地点における緯度及び標高から換算して得られた重力加速度と、前記走行コースに含まれる勾配値と、外部入力によって得られた訓練者体重と、前記走行コースに含まれる地点毎の標高値から換算して得られた酸素濃度値と、に基づいて前記負荷データを生成することを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項９】
自転車の走行コースを記憶する記憶部と、前記走行コース上の現在走行地点に対応する負荷データを生成する負荷データ生成部と、前記負荷データに基づいて前記自転車の走行負荷を制御する負荷制御部と、を含むトレーニング装置であって、
前記負荷データ生成部は、前記現在走行地点における緯度及び標高から換算して得られた重力加速度と、前記走行コースに含まれる勾配値と、外部入力によって得られた訓練者体重と、前記走行コースに含まれる地点毎の標高値から換算して得られた酸素濃度値と、に基づいて前記負荷データを生成することを特徴とするトレーニング装置。
【請求項１０】
前記標高値は、地点毎の地図標高値と地点毎の実測標高値とからなり、
前記負荷データ生成部は、前記現在走行地点における前記地図標高値と前記実測標高値との差が所定値以上である場合に前記実測標高値から前記酸素濃度値を換算して得ることを特徴とする請求項９に記載のトレーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトレーニング装置に関するものであり、特に自転車を漕ぐ運動を行うためのいわゆるエアロバイクトレーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の健康志向の広がりに伴い様々なトレーニング装置が普及しているが、その中でも自転車を漕ぐ運動を行うためのいわゆるエアロバイクが広く知られている。エアロバイクによる運動は、自転車のペダルを漕ぐことによってスポーツジムなどの室内の一箇所に留まってなされるので、ある程度の運動時間を経ると訓練者は単調さを感じ次第に飽きてくる傾向がある。そこで、仮想の走行距離に応じた風景をディスプレイに表示したり、走行地点に応じた運動負荷を生じさせたりする等の工夫がなされたトレーニング装置が考えられている（例えば特許文献１）。実写の風景画像を用いる場合には、その撮影がなされた日の天候、時刻、季節に限定された画像を再生できるが、他の天候等の条件での再生ができない。これに対してＣＧ風景画像を用いる場合には、様々な条件での風景画像を再生できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８８１０６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、特許文献１に開示されるトレーニング装置は、実測データや地図データに基づく単なるＣＧ風景画像を生成し、走行距離に応じて当該ＣＧ風景画像を表示するといった味気ないものであり、訓練者に単調さを感じさ、運動を飽きさせてしまうといった問題を解消できるものではなかった。
【０００５】
本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、訓練者が飽きずにトレーニングを継続できるトレーニング装置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】
【０００６】
本発明によるトレーニング装置は、自転車の走行コースを記憶する記憶部と、前記走行コース上の現在走行地点に対応する風景画像を表す画像データを生成する画像データ生成部と、前記画像データに基づいて前記風景画像を表示する表示部と、前記現在走行地点に対応する負荷データを生成する負荷データ生成部と、前記負荷データに基づいて前記自転車の走行負荷を制御する負荷制御部と、を含むトレーニング装置であって、前記画像データ生成部は、前記風景画像に対して前記自転車の現在走行速度及び前記現在走行地点、心拍数、ケイデンス、ペダル負荷の少なくともいずれか１つに基づいて内容の変化する付加的画像処理を施して得られたデータを前記画像データとすることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明によるトレーニング装置は、自転車の走行コースを記憶する記憶部と、前記走行コース上の現在走行地点に対応する負荷データを生成する負荷データ生成部と、前記負荷データに基づいて前記自転車の走行負荷を制御する負荷制御部と、を含むトレーニング装置であって、前記負荷データ生成部は、前記現在走行地点における緯度及び標高から換算して得られた重力加速度と、前記走行コースに含まれる勾配値と、外部入力によって得られた訓練者体重と、前記走行コースに含まれる地点毎の標高値から換算して得られた酸素濃度値と、に基づいて前記負荷データを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるトレーニング装置によれば、訓練者が飽きずにトレーニングを継続できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】トレーニング装置を表すブロック図である。
【図２】制御部を表すブロック図である。
【図３】走行コースを表す図である。
【図４】地図標高値及び実測標高値を地表面や建造物の断面と共に表す図である。
【図５】ぼかし係数テーブルの一例を表す図である。
【図６】（ａ）は、画像ぼかし処理を施す前の風景画像の一例である。（ｂ）は、画像ぼかし処理が施された風景画像の一例である。（ｃ）は、画像ぼかし処理が施された風景画像についての説明図である。
【図７】付加ＣＧ画像テーブルの一例を表す図である。
【図８】（ａ）は、画像挿入処理が施された風景画像の一例である。（ｂ）は、画像挿入処理が施された別の風景画像の一例である。
【図９】トレーニング処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図１０】走行コース設定処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図１１】負荷設定処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図１２】標高値選択処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図１３】画像データ生成処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図１４】付加的画像処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図１５】付加的音声処理ルーチンを表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図１は本実施例によるトレーニング装置１を表すブロック図である。トレーニング装置１は、ローラー台２００に設置された自転車１００を漕ぐことにより実走に近いトレーニングを実現することができる装置である。トレーニング装置１は、自転車１００と、ローラー台２００と、コントロールＢＯＸ部２２０と、走行コース入力部３００と、心拍計３５０と、ディスプレイ４００を含む。
【００１２】
自転車１００は、ローラー台２００上に設置されている。詳細には、自転車１００の前輪は車体を水平に保つために固定部２１０にて固定されており、後輪はローラー部（負荷制御部）２３０上と接触している。トレーニング装置１によりトレーニングを行う者（以下、訓練者と称する）は、自転車１００に乗り、そのペダル１１０を漕ぐことにより運動する。自転車１００の後輪はペダル１１０の回転に連動してローラー部２３０を回転させる。
【００１３】
コントロールＢＯＸ２２０は、記憶部５００と、通信部６００と、制御部７００と、を含む。ローラー部２３０は、自転車１００の後輪の回転速度を表す回転速度信号ＲＶを制御部７００に与える。また、ローラー部２３０は、制御部７００からの負荷制御信号ＳＬによって、その負荷すなわち回転のし易さが制御される。
【００１４】
走行コース入力部３００は、訓練者がトレーニングの開始に際して所望の走行コースを入力するための例えばタッチパネルなどの外部入力装置である。タッチパネルには、走行コース毎に例えば走行コースの名称を表す文字や走行コースの風景の一場面を表す画像が表示され、訓練者はそのうちの１つを選択する。この際、訓練者は、所望の天候、時刻、季節などの走行環境についても併せて選択できる。また、訓練者は、訓練者の例えば身長、体重などの身体データについても併せて入力できる。走行コース入力部３００は、訓練者によって選択された走行コースを表す走行コース選択入力信号ＳＣを制御部７００に与える。走行コース選択入力信号ＳＣには、訓練者によって選択された走行環境を表す走行環境データ及び訓練者によって入力された身体データも含まれる。
【００１５】
心拍計３５０は、訓練者の心拍数を測定し、当該心拍数を表す心拍数信号ＨＲを有線又は無線通信により制御部７００へ与える。心拍計３５０は、例えば訓練者の胸部又は手首部に取り付けられて訓練者の心拍を検出するセンサー（図示せず）と、当該センサーによって検出された心拍と心拍との間隔から心拍数を算出する算出回路（図示せず）とを含む。心拍計３５０は、当該センサーと当該算出回路とが一体となった小型の心拍計が好ましい。
【００１６】
ディスプレイ（表示部）４００は、制御部７００によって生成及び供給される画像データＰＤに基づいて風景画像を表示する例えばプラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示装置である。ディスプレイ４００の横にはスピーカ４１０が取り付けられており、スピーカ４１０は制御部７００によって生成及び供給されるコース音声データＳＤに基づいて音声を出力する。
【００１７】
記憶部５００は、走行コースを記憶する例えばハードディスクやＲＯＭなどの記憶媒体である。走行コースは地点データの集合である。地点データは、走行コース上のある地点における緯度及び経度を含み、当該地点における風景、標高、勾配、気温、湿度、天候、時刻、建造物や自然物の種別や有無などの情報も更に含む。これらの情報は、通常、路上走行によって得られた実測値である。地点データは、当該実測値に代えて例えば国土地理院が提供している地図データに基づくデータでも良い。記憶部５００は、少なくとも１つの走行コースを記憶している。
【００１８】
通信部６００は、例えばインターネットなどの通信網（図示せず）を介して走行コースを取得する通信装置である。すなわち、走行コースは、トレーニング装置１に含まれる記憶部５００に予め記憶されたものでも良いし、図示せぬ遠隔のサーバの記憶部に予め記憶されたものを通信網を介して取得したものでも良い。走行コースを遠隔のサーバからも取得できるので、より多くの走行コースを設定できる。
【００１９】
制御部７００は、トレーニング装置１を制御する例えばマイクロプロセッサなどの演算処理装置であり、走行コース取得部７１０と、負荷データ生成部７２０と、データ生成部７３０と、を含む。
【００２０】
走行コース取得部７１０は、訓練者によって走行コース入力部３００に入力された走行コース選択入力を表す走行コース選択入力信号ＳＣに応じて、記憶部５００に予め記憶されている複数の走行コースのうちの当該走行コース選択入力信号ＳＣが表す走行コースＭＤを取得する。また、走行コース取得部７１０は、走行コース選択入力信号ＳＣに応じて、図示せぬ遠隔のサーバの記憶部に予め記憶されている複数の走行コースのうちの当該走行コース選択入力信号ＳＣが表す走行コースＳＤをインターネットなどの通信網を介して取得しても良い。
【００２１】
図３（ａ）は、走行コースを、北緯を縦軸、東経を横軸とする平面上に表す図である。走行コースは、座標Ｐ（Ｘ０、Ｙ０）の出発地点ＳＴから座標Ｐ（Ｘｍ、Ｙｎ）のゴール地点ＧＬのまでの各地点の地点データの集合であり、出発地点ＳＴとゴール地点ＧＬとを結ぶ線によって表される。図３（ｂ）は、区間距離ＣＤを設定コース上に表した図である。区間距離ＣＤは、座標Ｐ（Ｘ０、Ｙ０）〜Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）の区間、Ｐ（Ｘ１、Ｙ１）〜Ｐ（Ｘ２、Ｙ２）の区間、・・・、座標Ｐ（Ｘｍ−１、Ｙｎ−１）〜Ｐ（Ｘｍ、Ｙｎ）の区間の各区間の距離である。通常、区間距離ＣＤは各区間で同一である。走行コース取得部７１０は、座標Ｐ（Ｘ０、Ｙ０）〜Ｐ（Ｘｍ、Ｙｎ）の各地点の地点データの全てを一度に取得しても良いし、自転車１００の現在走行地点がこれらの各地点に達する毎に地点データを取得しても良い。
【００２２】
負荷データ生成部７２０は、走行コース取得部７１０によって取得された走行コースＭＤ又はＳＤに含まれる各地点における標高値及び／又は勾配値に基づいて負荷データを生成する。詳細には、負荷データ生成部７２０は、ローラー部２３０からの回転速度信号ＲＶに基づいて自転車１００による仮想の走行距離を算出し、当該走行距離から現時点における仮想の走行地点（以下、現在走行地点と称する）を求める。そして、負荷データ生成部７２０は、当該現在走行地点に対応する標高値及び／又は勾配値に基づいて負荷データを生成する。
【００２３】
負荷データ生成部７２０は、例えば勾配値から以下のようにして負荷データを生成する。先ず、負荷データ生成部７２０は、走行コース選択入力信号ＳＣが表す走行コースの出発地点の標高値を出発標高値として設定する。負荷データ生成部７２０は、走行コース選択入力信号ＳＣが表す出発地点ＳＴ（図３（ａ）に示される）の座標Ｐ（Ｘ０、Ｙ０）に対応する標高値を出発標高値として設定する。出発標高値は、走行コース毎に走行コースの一部として記憶部５００に予め記憶されている。
【００２４】
そして、負荷データ生成部７２０は、自転車１００による仮想の走行開始後、回転速度信号ＲＶに基づいて算出した現在走行地点に対応する地点データに含まれる勾配値（以下、現在勾配値と称する）を取得する。勾配値は、例えば加速度センサを搭載した自転車（図示せず）で走行コースを事前に走行して得られた各地点における加速度実測値から換算して求めたものである。
【００２５】
負荷データ生成部７２０は、現在勾配値を用いて、以下の算出式により当該区間距離における標高差を算出する。
【００２６】
［数１］
標高差＝区間距離×現在勾配値（％）／１００    ・・・式（１）
【００２７】
次に、負荷データ生成部７２０は、出発標高値を基準として、式（１）によって得られた標高差を累積することにより、現在の標高値（以下、現在標高値と称する）を求める。続いて、負荷データ生成部７２０は、以下の算出式により現在走行地点における負荷を算出する。
【００２８】
［数２］
負荷［Ｗ］＝重力加速度×現在勾配値×訓練者体重×酸素濃度係数    ・・・式（２）
【００２９】
ここで、重力加速度は、現在走行地点の緯度及び現在標高値から換算した値である。現在勾配値は、現在走行地点に対応する地点データに含まれる勾配値である。訓練者体重は、訓練者によって入力された訓練者の体重である。酸素濃度係数は、現在標高値から算出した値である。
【００３０】
また、負荷データ生成部７２０は、例えば標高値からも以下のようにして負荷データを生成する。負荷データ生成部７２０は、自転車１００による仮想の走行開始後、回転速度信号ＲＶに基づいて算出した現在走行地点に対応する標高値（以下、現在標高値と称する）を取得する。標高値は、例えば国土地理院が提供している地図データに含まれる標高値である。
【００３１】
負荷データ生成部７２０は、自転車１００の現在走行地点に対応する地点データに含まれる標高値（現在標高値）を取得し、以下の算出式により当該区間距離における勾配値を算出する。
【００３２】
［数３］
勾配値［％］＝区間標高差（ｍ）×区間距離（ｍ）×１００    ・・・式（３）
【００３３】
ここで、区間標高差は、現在標高値と、現在走行地点から当該区間距離だけ遡った地点における標高値との差分である。続いて、負荷データ生成部７２０は、上記した式（２）により現在走行地点における負荷を算出する。
【００３４】
負荷データ生成部７２０は、式（２）により得られた負荷を表す負荷データを生成し、これをローラー部２３０に与える。なお、負荷データ生成部７２０は、上記した式（２）による負荷の算出に代えて、例えば負荷［Ｗ］＝重力加速度×現在勾配値や負荷［Ｗ］＝重力加速度×現在勾配値×訓練者体重のように単純化した式によって負荷を算出するようにしても良い。
【００３５】
また、誤差ポイントが設定されている場合には、負荷データ生成部７２０は、式（１）によって算出した標高差を累積して得られた現在標高値（つまり実測の勾配値から求めた標高値。以下、実測標高値と称する）と、地図データに含まれる標高値（以下、地図標高値と称する）とを比較して、両者の差が所定の標高差以上である場合に実測標高値を用いて負荷を算出する。例えば国土地理院が提供する地図データに含まれる地図標高値は地表面の標高値であり、橋、トンネル、高架、立体交差などの建造物が存在する場合には実測標高値との間でずれを生じる。そこで、建造物が存在する地点を地図データに対応させた誤差ポイントとして予め設定する。誤差ポイントは、地図上における建造物の存在する地点の座標で表される。当該座標の一覧が誤差ポイントテーブルとして記憶部５００に記憶されている。このような標高値の比較を行うことによって、実際の地形に合った正確な負荷を算出することができる。
【００３６】
図４は、地図標高値ＨＭ及び実測標高値ＨＳを地表面や建造物の断面と共に表す図である。図４に示される状況の場合、負荷データ生成部７２０は、区間ＴＡ及びＴＣにおいては地図標高値ＨＭと実測標高値ＨＳとの差が所定標高差ｄ１よりも小さいので地図標高値ＨＭを用い、区間ＴＢおいては地図標高値ＨＭと実測標高値ＨＳとの差が所定標高差ｄ１よりも大きいので実測標高値ＨＳを用いて負荷を算出する。負荷データ生成部７２０は、自転車１００の現在走行地点が図３（ｂ）に示される座標Ｐ（Ｘ０、Ｙ０）〜Ｐ（Ｘｍ、Ｙｎ）の各地点に達する毎にこのような比較を行っても良いし、複数の地点における地図標高値ＨＭと実測標高値ＨＳとの差の平均値と、所定標高差ｄ１との比較を行っても良い。
【００３７】
データ生成部７３０は、走行コース取得部７１０によって取得された走行コースに対応する画像及び音声データを生成するものであり、画像データ生成部７３１と、画像データ生成部７３２とを含む。
【００３８】
画像データ生成部７３１は、走行コース取得部７１０によって取得された走行コースＭＤ又はＳＤに沿って自転車１００の現在走行地点に対応する風景画像を表す画像データをコンピュータグラフィックス（ＣＧ）で生成する。このとき、走行コース取得部７１０は、走行コース選択入力信号ＳＣに含まれる走行環境データが表す天候、時刻、季節などの走行環境に応じた風景となるように、例えば風景画像の明度や色の調整などの画像加工を施した画像データを生成する。例えば天候が曇りであれば画像の明度を低くし、晴れであれば画像の明度を高くするといった処理である。
【００３９】
また、画像データ生成部７３１は、ローラー部２３０からの回転速度信号ＲＶに基づいて算出した自転車１００の現在走行速度及び現在走行地点の少なくともいずれかに基づいて風景画像に付加的画像処理を施す。
【００４０】
詳細には、画像データ生成部７３１は、付加的画像処理として、風景画像における少なくとも周辺部にぼかし処理（画像ぼかし処理）を施す。この画像ぼかし処理は、風景画像の中心部から周辺部に向かって漸次的にぼかし度合いが大きくなるように画像加工する処理である。画像データ生成部７３１は、例えば走行速度とぼかし係数最大値とを対応付けたぼかし係数テーブルを有している。
【００４１】
図５は、ぼかし係数テーブルの一例を表す図である。例えば走行速度２０ｋｍ／ｈ未満に対応するぼかし係数最大値は２０であり、走行速度３４ｋｍ／ｈ以上に対応するぼかし係数最大値は１００である。この場合、画像データ生成部７３１は、例えば走行速度２０ｋｍ／ｈ未満のときの周辺部におけるぼかし度合いが、走行速度３４ｋｍ／ｈ以上のときの周辺部におけるぼかし度合いの１／５となるように画像ぼかし処理を施す。この場合、走行速度が遅いほど周辺部におけるぼかし度合いが小さく、走行速度が速いほど周辺部におけるぼかし度合いが大きくなる。画像データ生成部７３１は、ローラー部２３０からの回転速度信号ＲＶに基づいて算出した自転車１００の現在走行速度に対応するぼかし係数最大値に基づいて風景画像に画像ぼかし処理を施す。
【００４２】
図６（ａ）は、画像ぼかし処理を施す前の風景画像の一例である。図６（ｂ）は、ぼかし係数最大値が１００のとき（ここでは走行速度３４ｋｍ／ｈ以上のとき）の画像ぼかし処理が施された風景画像の一例である。図６（ｃ）は、その画像ぼかし処理が施された画像についての説明図である。図６（ｃ）に示されるように、画像ぼかし処理が施された風景画像においては、風景画像の中心部分のぼかし係数はゼロであり、風景画像の周辺部に向かうに従って漸次的にぼかし度合いが大きくなり、周辺部のぼかし係数はぼかし係数最大値である１００となっている。ぼかし度合いは、例えば中心部からの距離に比例して大きくなる。
【００４３】
また、図５に示されるぼかし係数テーブルの場合、画像データ生成部７３１は、例えば走行速度２０ｋｍ／ｈ未満のときの周辺部におけるぼかし領域が、走行速度３４ｋｍ／ｈ以上のときの周辺部におけるぼかし領域の１／５となるように画像ぼかし処理を施すようにしても良い。この場合、走行速度が遅いほど周辺部におけるぼかし領域が狭く、走行速度が速いほど周辺部におけるぼかし領域が広くなる。図６（ｃ）において点線により楕円形で示されるぼかし係数ゼロの領域が、走行速度が速いほど狭くなり、走行速度が遅いほど広くなる。これらの画像ぼかし処理は、通常、速度が速くなるほど訓練者の視野が狭くなって周辺の風景がぼやけて見えることに対応させたものである。このような処理によって、より現実感、臨場感のある風景画像を表示することができ、訓練者のモチベーションを維持することができる。
【００４４】
また、画像データ生成部７３１は、付加的画像処理として、風景画像に付加ＣＧ画像の挿入処理（画像挿入処理）を施すこともできる。この画像挿入処理は、例えば観客、横断幕、走行距離、ゴールゲートの少なくともいずれかを表す付加ＣＧ画像を風景画像に付加する画像加工処理である。画像データ生成部７３１は、例えば走行率と付加ＣＧ画像とを対応付けた付加ＣＧ画像テーブルを有している。
【００４５】
図７は、付加ＣＧ画像テーブルの一例を表す図である。ここで、走行率は、図３（ａ）に示される出発地点ＳＴを走行率０％、ゴール地点ＧＬを走行率１００％として表される。画像データ生成部７３１は、ローラー部２３０からの回転速度信号ＲＶに基づいて算出した自転車１００の現在走行地点からの走行距離をもとに、走行率＝走行距離／全走行距離として走行率を求め、当該走行率に対応する付加ＣＧ画像を風景画像に挿入する画像挿入処理を施す。例えば走行率２０％に対応する付加ＣＧ画像は「残り走行距離ゲート」である。この場合、画像データ生成部７３１は、走行率が２０％に達したと判別したときに風景画像に「残り走行距離ゲート」を示す表示を風景画像に挿入する。
【００４６】
また、画像データ生成部７３１は、心拍計３５０からの心拍数信号ＨＲが表す心拍数や、負荷データ生成部７２０によって生成された付加データが表すペダル負荷の変化を認識し、訓練者の調子の好不調や負荷が大きく辛い山岳コースのような状況を判断し、「観客」や「路上ペイント」、また「他の走者」を付加するといった演出効果を提供する。
【００４７】
これらのような効果を示した風景画像の一例が図８（ａ）である。ここでは、走行率８０％かつ心拍数が１８０bpｍを超えるようなときの画像挿入処理がなされた場合の例を示す。風景画像には、残り走行距離を示すゲート、選手を鼓舞する路上ペイント、観客、他の走者を示す付加ＣＧ画像が挿入されている。図８（ｂ）は、画像挿入処理が施された別の風景画像の一例である。ここでは、走行率１００％のときの画像挿入処理がなされた場合の例を示す。風景画像には、観客を示す付加ＣＧ画像が挿入されている。また、ゴールゲートを示す付加ＣＧ画像を更に挿入しても良い。
【００４８】
風景画像にこれらの付加ＣＧ画像が挿入されることによって、訓練者は、単調な風景画像ではなく変化に富んだ風景画像を見ながらトレーニングすることができるので、飽きずにトレーニングを継続できる。また、訓練者を残り走行距離を示すゲート、路上ペイント、観客などの表示によって訓練者が鼓舞されるので、途中でトレーニングを放棄するといった事態を回避できる。また、他の走者などの表示によって訓練者の競争心が高められるので、訓練者はより積極的にトレーニングに励むようになるという効果も奏する。
【００４９】
音データ生成部７３２は、走行コース取得部７１０によって取得された走行コースＭＤ又はＳＤに沿って自転車１００の現在走行地点に対応する環境音を表す音データを生成する。例えば現在走行地点に対応する地点データによって川の存在が示されている場合には、音データ生成部７３２は水の流れる音を含む音データを生成する。
【００５０】
また、音データ生成部７３２は、ローラー部２３０からの回転速度信号ＲＶに基づいて算出した自転車１００の現在走行速度及び現在走行地点の少なくともいずれかに基づいて環境音に付加的音声処理を施す。詳細には、音データ生成部７３２は、付加的音声処理として、例えば風の音や水の流れる音などの環境音に訓練者を鼓舞するための例えば歓声や声援などの音声（以下、付加音声と称する）を付加する音声付加処理を施す。音データ生成部７３２は、例えば現在走行速度が２０ｋｍ／ｈなどの所定速度以下になった場合や心拍数が１８０bpmを超えたような場合に訓練者を励ますための声援を環境音に付加する。また、音データ生成部７３２は、現在走行地点が所定地点に達する毎に訓練者の気分を盛り上げるための歓声を環境音に付加するようにしても良い。音データ生成部７３２は、例えば現在走行地点が、出発地点を基準として走行コースの総距離の２０％、４０％、・・・、１００％の地点に到達したときに、環境音に歓声を付加する。
【００５１】
このように単なる環境音に歓声や声援などの音声を付加することによって、訓練者は、鼓舞され、励まされ、気分が盛り上げられるので、トレーニングのモチベーションを維持でき、途中で訓練を終了することもなくなるという効果を奏する。
【００５２】
図９は、トレーニング装置１によるトレーニング処理ルーチンを表すフローチャートである。以下、図９及び図１０〜１５のフローチャートを適宜参照しつつ、トレーニング処理について説明する。
【００５３】
先ず、トレーニングの開始に際して走行コース設定処理がなされる（ステップＳ１０１）。図１０は、走行コース設定処理ルーチンを表すフローチャートである。訓練者は、所望の走行コースを選択すべく走行コース選択を走行コース入力部３００に入力する（ステップＳ２０１）。走行コース入力部３００は、当該入力を表す走行コース選択入力信号ＳＣを生成して制御部７００の走行コース取得部７１０に供給する。また、訓練者は、所望の天候、時刻、季節などの走行環境データ及び訓練者の身長、体重などの身体データについても併せて入力できる（ステップＳ２０２）。この場合、走行コース入力部３００は、これらのデータを走行コース選択入力信号ＳＣに含める。
【００５４】
走行コース取得部７１０は、走行コース選択入力信号ＳＣに応じて、記憶部５００又は図示せぬ遠隔のサーバの記憶部に予め記憶されている複数の走行コースのうちの当該走行コース選択入力信号ＳＣが表す走行コースＭＤを取得する（ステップＳ２０３）。走行コース取得部７１０は、走行コースの全経路についての走行コースＭＤを、走行コース選択入力信号ＳＣに応じて一度に取得して負荷データ生成部７２０及び画像データ生成部７３１に供給する。なお、走行コース取得部７１０は、ローラー部２３０からの回転速度信号ＲＶに基づいて自転車１００による仮想の走行距離を算出し、当該算出された走行距離が所定の区間距離に達する毎に走行コースＭＤを取得するようにしても良い。
【００５５】
続いて負荷設定処理に移行する（ステップＳ１０２）。図１１は、負荷設定処理ルーチンを表すフローチャートである。負荷データ生成部７２０は、ローラー部２３０から自転車１００の後輪の回転速度を表す回転速度信号を受信し（ステップＳ３０１）、当該回転速度に基づいて自転車１００による仮想の走行距離を算出し、当該走行距離から自転車１００の現在走行地点を求める（ステップＳ３０２）。そして、負荷データ生成部７２０は、当該現在走行地点に対応する勾配値を取得し（ステップＳ３０３）、上述した式（１）から算出した標高差から現在標高値を求める（ステップＳ３０４）。当該現在標高値は、実測標高値に相当する。
【００５６】
なお、負荷データ生成部７２０は、ローラー部２３０からの回転速度信号ＲＶに基づいて算出した現在標高値を記憶部５００に記憶されている地図データから取得し、上述した式（３）から現在勾配値を算出するようにしても良い。当該現在標高値は、地図標高値に相当する。負荷データ生成部７２０は、このようにして取得及び算出した現在勾配値及び現在標高値と上述した式（２）とから負荷を算出する。負荷データ生成部７２０は、当該負荷を表す負荷データを生成し（ステップＳ３０５）、これをローラー部２３０へ供給する（ステップＳ３０６）。ローラー部２３０は、当該負荷データによって設定された負荷に応じて回転動作する。
【００５７】
負荷データ生成部７２０は、誤差ポイントが設定されている場合には、ステップＳ３０５において、地図標高値と実測標高値とを取得及び算出し、当該地図標高値と当該実測標高値との差が所定標高差よりも大きいと判別したときには、実測標高値を用いて負荷を算出する。図１２は、標高値選択処理ルーチンを表すフローチャートである。負荷データ生成部７２０は、負荷算出時に記憶部５００に記憶されている誤差ポイントテーブルを参照し、現在走行地点の座標と、誤差ポイントテーブルに設定された複数の座標のうちの１つとが一致するか否かすなわち例えば橋などの建造物が存在するか否かを判別する（ステップＳ４０１）。負荷データ生成部７２０は、建造物が存在しないと判別した場合には、地図標高値を選択する（ステップＳ４０２）。負荷データ生成部７２０は、建造物が存在すると判別した場合には、地図標高値と実測標高値との差（現在標高差）が所定標高差よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ４０３）。負荷データ生成部７２０は、現在標高差が所定標高差よりも小さいと判別した場合には、地図標高値を選択する（ステップＳ４０２）。また、負荷データ生成部７２０は、現在標高差が所定標高差よりも大きいと判別した場合には、実測標高値を選択する（ステップＳ４０４）。
【００５８】
続いて画像／音声データ生成処理に移行する（ステップＳ１０３）。図１３は、画像／音声データ生成処理ルーチンを表すフローチャートである。先ず、画像データ生成処理について説明する。画像データ生成部７３１は、ローラー部２３０から自転車１００の後輪の回転速度を表す回転速度信号を受信し（ステップＳ５０１）、当該回転速度から現在走行速度を求め、当該現在走行速度と走行時間とから現在走行地点を算出する（ステップＳ５０２）。
【００５９】
画像データ生成部７３１は、走行コース取得部７１０によって取得された走行コースに沿って自転車１００の現在走行地点に対応する風景画像を表す画像データをＣＧで生成する。このとき、画像データ生成部７３１は、当該風景画像に付加的画像処理を施す（ステップＳ５０３）。
【００６０】
図１４は、付加的画像処理ルーチンを表すフローチャートである。画像データ生成部７３１は、自転車１００の現在走行速度が所定速度以上であると判別した場合には（ステップＳ６０１）、現在走行速度に応じたぼかし処理を風景画像に施す（ステップＳ６０２）。例えば図５に示されるぼかし係数テーブルの場合、画像データ生成部７３１は、現在走行速度が２０ｋｍ／ｈ以上であると判別した場合に、現在走行速度に応じたぼかし係数最大値にてぼかし処理を施す。付加的画像処理は、風景画像の中心部から周辺部に向かって漸次的にぼかし度合いが大きくなるように画像加工する処理であり、例えば図６（ｂ）及び（ｃ）に示されるように画像加工される。画像データ生成部７３１は、記憶部５００に予め記憶されているぼかし係数テーブル（図５）を参照してぼかし度合いやぼかし領域を調整する。
【００６１】
次に、画像データ生成部７３１は、自転車１００による走行コースの総距離に対する走行率が所定比率に一致するか否かすなわち現在走行距離が所定距離に達したか否かを判別する（ステップＳ６０３）。画像データ生成部７３１は、走行率が所定比率に一致すると判別した場合には、観客などの付加ＣＧ画像を風景画像に挿入する画像挿入処理を行う（ステップＳ６０４）。画像データ生成部７３１は、例えば図７に示される付加ＣＧ画像テーブルが設定されているときに走行率が８０％であると判別した場合、残り走行距離を示すゲート、選手を鼓舞する路上ペイント、観客、他の走者を示す付加ＣＧ画像を風景画像に挿入する。
【００６２】
画像データ生成部７３１は、現在走行速度及び現在走行距離の他に例えば現在心拍数、現在ケイデンス（現在ペダル回転数）、現在ペダル負荷などの要素に応じて付加ＣＧ画像を風景画像に挿入するようにしても良い。
【００６３】
現在心拍数は、訓練者の現在における心拍数であり、画像データ生成部７３１は、心拍数信号ＨＲが表す現在心拍数が例えば１８０ｂｐｍ（beats per minute）以上であると判別した場合に、例えば訓練者を応援する観客を示す付加ＣＧ画像を風景画像に挿入する。
【００６４】
現在ケイデンスは、自転車１００のペダル１１０の現在における１分間の回転数であり、画像データ生成部７３１は、現在走行速度から算出した現在ケイデンスが例えば１５０ｒｐｍ（revolution per minute）以上であると判別した場合に、例えば応援横断幕を示す付加ＣＧ画像を風景画像に挿入する。
【００６５】
現在ペダル負荷は、ペダル１１０を漕いでローラー部２３０を回転させるために要する現在における負荷であり、画像データ生成部７３１は、負荷データ生成部７２０によって生成された負荷データが表す負荷が例えば２５０Ｗ以上であると判別した場合に、例えば他の走者を示す付加ＣＧ画像を風景画像に挿入する。
【００６６】
なお、上記した例とは反対に現在心拍数等の要素が所定値を下回った場合に付加ＣＧ画像を風景画像に挿入するようにしても良い。また、例えば現在心拍数が１８０ｂｐｍ以上且つ現在ケイデンスが１５０ｒｐｍ以上である場合に付加ＣＧ画像を風景画像に挿入するというように、複数の要素を条件として付加ＣＧ画像を挿入するようにしても良い。
【００６７】
次に、音声データ生成処理について説明する。音声データ生成部７３２は、画像データ生成部７３１と同様にして現在走行速度及び現在走行地点を算出する（ステップＳ５０１〜Ｓ５０２）。続いて、音声データ生成部７３２は、走行コース取得部７１０によって取得された走行コースに沿って自転車１００の現在走行地点に対応する環境音を表す音データを生成する。このとき、画像データ生成部７３１は、当該環境音に付加的音声処理を施す（ステップＳ５０３）。
【００６８】
図１５は、付加的音声処理ルーチンを表すフローチャートである。音声データ生成部７３２は、自転車１００の現在走行速度が所定速度以下であったり現在心拍数が上昇したと判別した場合には（ステップＳ７０１）、訓練者を励ますための声援を例えば風の音などの環境音に付加する（ステップＳ７０２）。次に、音声データ生成部７３２は、自転車１００による走行コースの総距離に対する走行率が所定比率に一致するか否かすなわち走行距離が所定距離に達したか否かを判別する（ステップＳ７０３）。音声データ生成部７３２は、自転車１００による走行率が例えば８０％などの所定比率に一致すると判別した場合には、訓練者の気分を盛り上げるための歓声を環境音に付加する音声付加処理を行う（ステップＳ７０４）。当該所定比率は、例えば２０％、４０％、・・・、１００％といったように複数設定しても良い。
【００６９】
画像データ生成部７３１は、付加ＣＧ画像を含む風景画像データを生成し（ステップＳ５０４）、これをディスプレイ４００に供給する。音声データ生成部７３２は、付加音声を含む音データを生成し（ステップＳ５０４）、これをスピーカ４１０に供給する。
【００７０】
ディスプレイ４００は、一定の区間距離（図３（ｂ）の記号ＣＤ）に相当する分の風景画像データを画像データ生成部７３１から受け取り、当該風景画像データに基づいて画像を表示する（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。また、スピーカ４１０は、一定の区間距離に相当する分の音データを音声データ生成部７３２から受け取り、当該音データに基づいて音を出力する（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。
【００７１】
負荷データ生成部７２０、画像データ生成部７３１及び音声データ生成部７３２は、各々が算出した走行距離に基づいて自転車１００がゴールに到達したか否かを判別する（ステップＳ１０６）。負荷データ生成部７２０、画像データ生成部７３１及び音声データ生成部７３２は、ゴールに到達していないと判別したときには負荷データ、風景画像データ、音データの生成を反復し（ステップＳ１０２〜Ｓ１０６）、ゴールに到達したと判別したときにはトレーニング処理ルーチンを終了する。
【００７２】
上記したように、本実施例によるトレーニング装置は、自転車の走行速度に応じて風景画像をぼかす画像ぼかし処理や、走行情報や心拍数などの身体情報に応じて観客などのＣＧ画像を風景画像に付加する画像付加処理などの付加的画像処理を風景画像に施す。また、本実施例によるトレーニング装置は、走行速度や走行距離、身体情報に応じて環境音に歓声や声援などの音声を付加する音声付加処理を施す。このように本実施例によるトレーニング装置は、走行距離に応じた風景画像が単に表示される従来技術とは異なり、画像ぼかし処理によって現実感、臨場感のある風景画像が表示され、付加的画像処理によって変化に富んだ風景画像が表示されるので、訓練者は飽きずにトレーニングを継続できる。また、音声付加処理によって歓声や声援も出力されるので、訓練者はトレーニングのモチベーションを維持でき、途中で訓練を終了することもなくなるという効果を奏する。
【００７３】
また、本実施例によるトレーニング装置は、自転車の走行地点に応じた負荷を、実測標高値や実測勾配値又は地図標高値から算出する。また、本実施例によるトレーニング装置は、実測標高値と地図標高値とを比較して適切な標高値を選択して負荷を算出する。このように本実施例によるトレーニング装置は、単に映像から勾配値を推測して負荷を算出する従来技術とは異なり、実測若しくは地図データの値又はこれらを比較して選択した値に基づいて負荷を算出するので、より現実に近い負荷を算出及び設定できる。
【符号の説明】
【００７４】
１  トレーニング装置
１００  自転車
１１０  ペダル
２００  ローラー台
２１０  固定部
２２０  コントロールＢＯＸ部（負荷制御部）
２３０  ローラー部
３００  走行コース入力部
３５０  心拍計
４００  ディスプレイ（表示部）
４１０  スピーカ
５００  記憶部
６００  通信部
７００  制御部
７１０  走行コース取得部
７２０  負荷データ生成部
７３０  データ生成部
７３１  画像データ生成部
７３２  音データ生成部
【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７】
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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６】
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【図８】
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