中国地区

教育システム情報学会 2015年度学生研究発表会

ハードルまたぎにおける姿勢認識を考慮したリアルタイム型練習支援手法
Real Time Training Support System for Stepping over the Hurdle
Base on Posture Recognition
*1

*2

*2

*2

礒村 智将 , 岡本 勝 , 松原 行宏 , 岩根 典之
Tomoyuki ISOMURA*1, Masaru OKAMOTO*1, Yukihiro MATSUBARA*1, Noriyuki IWANE*1**1 広島市立大学情報科学部*1Faculty of Information Science, Hiroshima City University*2 広島市立大学大学院情報科学研究科*2Graduate School of Information Science, Hiroshima City University
Email: lisomura@lake.info.hiroshima-cu.ac.jp
あらまし：本稿では陸上競技のハードルまたぎ練習を対象としたリアルタイムでフィードバックを行える練習支援手法を提案する．本手法では Kinect を用いて計測した身体情報をもとに必要なフィードバック情報を算出し，ユーザにリアルタイムで提示する．また，提示するフィードバック情報は陸上競技経験者へのヒアリングなどをもとに構築した．検証実験では陸上競技経験者による提案システムの利用状況を分析し提案手法の利用可能性を示す．
キーワード：ハードルまたぎ，Kinect，トレーニング

1.

はじめに近年モーションキャプチャの発展により安価な計
測 機 器 を 用 い て 運動 計 測を 行 え る よ う に なり ，ICT(Information and Communication Technology)を用いてトレーニングを支援する研究が行われている[1], [2]．越智らは Kinect を用いてスクワット動作の推定と訓練支援手法のアプローチを提案している[1]．また，高久らは Kinect を用いて腹筋の動作検出を行い，ユーザが提示された見本動作を真似ることで適切なフォームでトレーニングを行える支援システムを提案している[2]．しかし，これらの研究では競技者を対象とした支援を想定しておらず，競技者からの評価は不明である．
そこで本稿では陸上競技者を対象としたリアルタイムフィードバックを用いたハードルまたぎ練習支援システムを開発し，競技者からの評価を確認する．
普段行われているハードルまたぎ練習の指導内容をフィードバック情報に取り入れるため，陸上経験者を対象としたアンケートを行った．作成したフィー
ドバック情報を用いて競技者の練習支援を行えているかどうか検証を行った．

2.

Kinectユーザ
PC

ディスプレイ

図1

提案システムの外観
PC

Kinect

姿勢推定部

深度映像

姿勢判断部
RGBカメラ
撮影映像

撮影映像

ユーザ

図2

提案システム図 1 に提案システムの外観を示す．ユーザはディスプレイに表示される情報を意識しながら練習を行う．図 2 に提案システムの構成図を示す．姿勢推定部では Kinect から得られた深度映像をもとにユーザの関節位置座標を推定し，姿勢判定部では得られた座標をもとに姿勢判断を行う．フィードバック情報
生成部では姿勢判断に基づいたフィードバック情報を作成し Kinect が撮影している映像に重畳表示させフィードバック情報生成部

フィードバック映像
ディスプレイ

提案システムの構成図

る．Kinect で取得した情報から作成したフィードバ
ック情報の一例を図 3 に示す．図 3 のように対象とするハードルまたぎとは片足を回旋させながら適切な高さまで上げる必要があるため，提案システムでは足を上げる高さを明確にする情報を表示させる．
また， 普段の練習では正しい姿勢で練習を行えているかどうか競技者自身で確認することは困難である
ため，間違った姿勢になった時に，間違った姿勢を99

教育システム情報学会 2015年度学生研究発表会

間違った姿勢を知らせる情報

正しい姿
勢を知らせる情報

(2)

ab

(3)
基準線

0

判定値R-600
1

判定値H6

ディスプレイに表示される情報例

知らせるフィードバックを行うことで競技者は間違った姿勢に気づき正しい姿勢になるように修正し練習を行えると考えられる．体幹のブレ具合，足の上げ方も同様に競技者自身で確認することは困難であるため，競技者の体幹および上げる足を線で表示することでどのような動き方をしているか視覚的に分かりやすくしており，青色の時は正しい姿勢，赤色の時は間違った姿勢を知らせる．

0100500010000
時刻 [ms]
被験者 A の右膝，基準線の Y 座標と判定値

図4(1)

200

提案システムを用いて陸上競技者を対象としたハードルまたぎ練習支援を行えるか検証を行った．被験者は本学の陸上競技部員 2 名（被験者 A, B）とし，システムを用いて練習をした際のモーションデータと被験者に行ったアンケート結果から分析を行った．
図 4 に被験者 A の右膝，基準線の Y 座標および判定値，図 5 に被験者 B の右手と左手の Z 座標の差，閾値および判定値を示す．R は練習状態かどうか，判定値 H4 は手が前に出ているかどうか，判定値 H6 は基準線よりも足が下がっているかどうかを判定しており，1 であればフィードバックが表示される．練習状態とは競技者の右足首が左膝よりも高い状態である．判定値 R の値より図 4 および図 5 の区間(1)~(3)は練習状態となっている．図 4 の(1)内の a, (2)内の b
は練習状態において右膝が基準線よりも下がってしまったためフィードバック情報が表示された．(3)内ではフィードバック情報は表示されておらず， (1)，(2)でフィードバックが表示されたため被験者 A は足が下がっている状態に気づき(3)では足が下がらないように意識して練習を行ったためだと考えられる．図 5 の(2)内の a は練習状態において競技者の左手が右手よりも前に出たため，右手と左手の Z 座標の差が閾値よりも大きくなり，フィードバックが表示された．(3)ではフィードバック情報は表示されておらず，(2)でフィードバック情報が表示されたことで被験者 B は左手が前に出でいる状態に気づき(3)では左手が前に出ないように意識して練習したためだと考えられる．また，後日行ったアンケートより「間違った姿勢を知らせてくれるため間違った姿勢に気づくことができ正しい姿勢になるように意識した」と被験者 A, B から評価を得た．以上の結果より，
提案システムを用いて陸上競技者を対象としたハー100

(3)
閾値10

100

図5(2)
a0

判定値R

評価実験

判定値H43.

(1)

Z座標[mm]

図3

足の高さを意識させる情報

600
Y座標[mm]中国地区

2000
時刻[ms]

4000

被験者 B の右手と左手の Z 座標の差と判定値

ドルまたぎ練習支援を行えたと考えられる．

4.

まとめと今後の課題

本稿では陸上競技者を対象としたリアルタイムフィードバックを用いたハードルまたぎ練習支援手法を提案した．評価実験より提案システムを用いて陸上競技者を対象としたハードルまたぎ練習支援を行えたことを確認した．また，実際の練習への適応が期待できると考えられる．今後の課題として被験者が自由にパラメータ設定を行える機能の追加が挙げられる．
参考文献(1) 越智洋司：Kinect を利用したエア・スクワット訓練支援システムの開発，教育システム情報学会論文誌，Vol.
30, No. 1, pp. 98-103, 2013.
(2) 高久大輔，中島克人：Kinect を用いた筋力トレーニン
グ支援システム，情報処理学会第 77 回全国大会，pp.
437-438，2015.