JP5504568B2 - 運動支援装置および運動支援プログラム - Google Patents

Description

本発明は、スポーツの訓練に好適な運動支援装置および運動支援プログラムに関する。

スポーツを行うプレーヤのパフォーマンスを身体に装着した各種センサの検出値を基に評価し、その結果をトレーニングに活用する試みは、スポーツ工学の分野において広く行われている。非特許文献１には、スイマーの手首に装着した３軸加速度センサの検出値を基にそのスイミングフォームの評価を試みた研究事例が紹介されている。
非特許文献２，３および特許文献１には、最も広く普及しているスポーツの１つであるゴルフの競技力の向上を支援する仕組みが紹介されている。非特許文献２に開示されているゴルフスイングフォーム診断装置や非特許文献３に開示されているゴルフスイング技能評価システムは、スイングを行うゴルファーをビデオ撮影するとともに、その手首や腰、クラブヘッドの加速度をセンサにより検出し、各センサが検出した加速度の変化を示す解析結果をスイングの様子を示す動画像と併せて提示するようになっている。
特許文献１に開示されたゴルフスイング練習装置は、腰、肩、肘などの身体の各部位の動作をセンサにより検出し、検出した各部位の動作とそれらのお手本との一致の程度を和音として表現する。また、特許文献２には、仮想空間内に出現させた各プレーヤのアバタ（化身）の挙動を、センサにより検出されるそれらのプレーヤの実際の動きと連動させ、各プレーヤの運動の俊敏性などを評価するシステムの開示がある。

仰木祐嗣，市川浩，宮地力、加速度ＩＣを用いた水泳のストローク技術考察、「日本機械学会スポーツ工学1999講演論文集」、１９９９年１０月、No.99-41、p.159-163 仰木祐嗣，馬場敏之，坂口勇夫、加速度センサと映像を併用したゴルフスイングフォーム診断装置の開発、「スポーツ工学シンポジウム講演論文集」、日本機械学会、２００４年、No.04-26、p.171-181 仰木祐嗣，馬場敏之，坂口勇夫、日立金属技報Vol.20、ピエゾ抵抗型３軸加速度センサを用いたゴルフ技能評価システム、２００４年 特開２００４−２４６２７ 特表２００２−５１６１２１

ところで、サッカー、バレーボール、野球、カーレース、ヨットレースなどの複数のプレーヤで行うスポーツでは、敵のプレーヤを妨害したり、味方のプレーヤを助けたりするプレーをどれだけ上手く実行できたかにより競技結果の良否が左右される。この種のスポーツのプレーヤは、時々刻々と変化する自らと他のプレーヤの状態を把握した上で、ランやジャンプなどの運動のタイミングや方向を都度判断していかねばならず、自らと他のプレーヤの状態の把握を正確になし得ていないままでそれらの判断を下したり、判断そのもののタイミングが遅れたりすると、たとえプレーヤ個人のパフォーマンスの強度や精度、俊敏性が優れていたとしても、チームとしては良好な成果を得ることができない。
しかしながら、これまでに提案されてきた技術の多くはプレーヤ自身がお手本のとおりに身体を動かしているかを評価するに止まるものであり、自らを含む各プレーヤの状態に最もマッチした運動を判断する能力を高めたいという要望に十分に応えるものではなかった。
本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、スポーツを行う各プレーヤの状況判断能力の向上を支援する仕組みを提供することを目的とする。

この発明は、複数のプレーヤが行っている連携プレイ等の局面を支援対象プレーヤにフィードバックし、支援対象プレーヤを最善の運動へと誘う技術的手段を提供するものである。
好ましい態様において、この発明による運動支援装置は、複数のプレーヤの各々の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段により検出された複数のプレーヤの状態に基づいて、前記複数のプレーヤの少なくとも一部である支援対象プレーヤに最適な運動を行わせる案内音を発生し、前記支援対象プレーヤに提供する案内音提供手段とを備えることを特徴とする。

この態様によると、各プレーヤの状態に基づいて発生された最適な運動の案内音が、支援対象プレーヤに提供される。よって、支援対象プレーヤは、案内音に耳を傾けることにより、複数のプレーヤの各々の状態、具体的には、自らと連携をとる味方のプレーヤが有利な状態にあることや、自らのプレーを妨害する敵のプレーヤが不利な状態にあること、あるいは、まもなくその様な状態になることを、それらのプレーヤを直接見ることなく容易に把握できる。そして、その様な案内音による支援を受けて、自らが行う運動の開始のタイミングを判断したり、その運動を行う方向を判断する訓練を重ねていくことにより、スポーツに必要な状況判断能力を高めることができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、サッカーのスルーパスの能力を向上させる支援を行うものである。スルーパスは、ピッチ内における味方のプレーヤと敵のプレーヤの位置が特殊な関係になった、あるいは、間もなくそのような特殊な関係になると判断した時に行われる、敵のプレーヤをかわして味方のプレーヤにボールを「蹴る」という運動である。

図１は、ピッチ内における各プレーヤの位置の関係の一例を示す図である。この図１には、スルーパスの出し手となる攻撃側のプレーヤ１０ａ、スルーパスの受け手となる攻撃側のプレーヤ１０ｂ、スルーパスを阻む守備側の４人のプレーヤ１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ（以下、適宜「プレーヤ１０」と総称する）、およびゴールキーパー１１の位置が記されている。各プレーヤ１０が図１に示すような各位置にある場合において、エンドライン１２に向かって走る受け手のプレーヤ１０ｂがその数秒後に到達するであろう到達点に向けてボール１３を蹴る運動がスルーパスである。スルーパスは、ボール１３を蹴るタイミング、蹴る方向、蹴る強さなどの多くの条件が揃わないと成功しない難度の高いプレーとされている。ボール１３を蹴るタイミングは、オフサイドライン１４に向かって走るプレーヤ１０ｂが、オフサイドライン１４を超える直前であることが望ましい。蹴るタイミングがその時より僅かでも遅れると、オフサイドと呼ばれるルール違反になるため、スルーパスは失敗に終わる。一方、蹴るタイミングがその時よりも早すぎると、戻る守備側のプレーヤ１０の方が先にボール１３に追いついてしまうため、やはり失敗に終わる。そして、ゴールにより近く守備側のプレーヤ１０からはより遠い、という条件を満たす有利な位置でボール１３が受け手のプレーヤ１０ｂに渡るようにするためには、ボール１３を蹴るタイミングのコントロールが最重要である。本実施形態による運動支援装置は、このスルーパスにおけるボール１３を蹴るタイミングのコントロールの支援を行うものである。

図２は、本実施形態にかかる運動支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。この運動支援装置は、第１送受信機２１、第２送受信機２２、装着ユニット３０−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）と、システム全体を制御するホスト装置４０を有する。以降は、装着ユニット３０−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）を、適宜「装着ユニット３０」と総称する。図２において、装着ユニット３０−１は図１のプレーヤ１０ａに、装着ユニット３０−２はプレーヤ１０ｂに、装着ユニット３０−３はプレーヤ１０ｃに、装着ユニット３０−４はプレーヤ１０ｄに、装着ユニット３０−５はプレーヤ１０ｅに、装着ユニット３０−６はプレーヤ１０ｆにそれぞれ装着される。そして、残りの装着ユニット３０は、ピッチ内における残りのプレーヤ１０にそれぞれ装着される。

第１送受信機２１と第２送受信機２２は、図１に示すエンドライン１２の外側であってそのエンドライン１２上のゴールの左右両脇の各基準位置に一つずつ設置されている。 第１送受信機２１と第２送受信機２２は、各々が設置された基準位置と各装着ユニット３０との距離を測定するための無線信号の送受信を各装着ユニット３０との間で行う。詳細は後述する。

図２において、装着ユニット３０−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）は、アンテナ３１、無線回路３２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３３、メモリ３４、オーディオ回路３５、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒを有する。アンテナ３１、無線回路３２、ＣＰＵ３３、メモリ３４、オーディオ回路３５の各部は、筺体に内蔵される。イヤホン３６Ｌ，３６Ｒは、装着ユニット３０を装着しているプレーヤ１０の左右の耳にそれぞれ装着され、筺体から引き出されたケーブルを介してオーディオ回路３５と接続される。

各装着ユニット３０−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）の無線回路３２は、２つの役割を果たす。
第１の役割は、自らと第１送受信機２１および第２送受信機２２の各々との距離を測定する測距センサとしての役割である。具体的には、所定の時間（例えば、１００分の１秒）ごとに、自らに固有のＩＤにより変調された測距用無線信号を第１送受信機２１および第２送受信機２２へ送信する。各送受信機２１，２２は、各装着ユニット３０から各々に固有のＩＤにより変調された測距用無線信号を受信すると、その無線信号を復調して得た装着ユニット３０のＩＤと自らの設置位置に固有のＩＤの組によりキャリアを変調した測距用応答無線信号を返信する。各装着ユニット３０の無線回路３２は、自らのＩＤと各送受信機２１，２２の設置位置の各々に固有のＩＤとにより変調された各測距用応答無線信号をそれらの送受信機２１，２２から受信する。そして、第１送受信機２１との間で無線信号の往復に要した時間を基にその送受信機２１のある基準位置までの距離ｘを算出し、第２送受信機２２との間で無線信号の往復に要した時間を基にその送受信機２２のある基準位置までの距離ｙを算出する。

図３に示すように、第１送受信機２１のある基準位置を中心とし、第１送受信機２１により測定された距離ｘを半径とする円２１ｃと、第２送受信機２２のある基準位置を中心とし、第２送受信機２２により測定された距離ｙを半径とする円２２ｃとをそれぞれ描くことができる。この場合において、円２１ｃ，２２ｃの周が交差する２つの点のうち一方に装着ユニット３０がある。よって、２つの送受信機２１，２２からある装着ユニット３０までの距離ｘ，ｙの組をその装着ユニット３０の水平面内における位置を示すデータとして取り扱うことが可能である。無線回路３２は、この距離ｘ、ｙの組を示す位置データｘ，ｙと自らに固有のＩＤとにより変調された無線信号をホスト装置４０へ送信する。

第２の役割は、後述する案内情報により変調された無線信号をホスト装置４０から受信し、その無線信号を復調して得た案内情報をＣＰＵ３３に供給する役割である。本実施形態において、ホスト装置４０は、案内情報により変調された無線信号をスルーパスの出し手のプレーヤ１０ａが装着する装着ユニット３０−１へ送信する。この案内情報は、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４を越えていない場合にはそのプレーヤ１０ｂのオフサイドライン１４までの距離を示し、そのプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４を越えている場合はオフサイドライン１４を越えた事実のみを示す情報である。なお、この案内情報をどのようにして生成するかについては、後述する。
オーディオ回路３５は、音源５１を有している。この音源５１は、モノラル１チャネルのオーディオ信号を生成し、イヤホン３６Ｌおよび３６Ｒへ供給する。イヤホン３６Ｌおよび３６Ｒは、このオーディオ信号を音としてプレーヤ１０の左右の耳に提供する。

装着ユニット３０のＣＰＵ３３は、無線回路３２を介して受け取った案内情報に基づいて音源５１を制御し、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂのオフサイドライン１４までの接近状況を示す案内音をイヤホン３６Ｌおよび３７Ｒから放音させる。さらに詳述すると、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４を越えておらず、無線回路３２を介して受け取った案内情報がスルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂのオフサイドライン１４までの距離を示している場合、ＣＰＵ３３は、「ピッ・ピッ・ピッ・ピッ」という断続音のオーディオ信号を音源５１に出力させる。また、この場合、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂのオフサイドライン１４までの距離が短くなるのに応じて、断続音の時間間隔を短くしてゆく。一方、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４を越えていることを無線回路３２から受け取った案内情報が示している場合、ＣＰＵ３３は、「ピー」という継続音のオーディオ信号を音源５１に出力させる。このように、時間間隔を可変とした断続音または継続音をプレーヤ１０に報知することで、プレーヤ１０ｂのオフサイドライン１４までの距離をプレーヤ１０に直感的に伝えることが可能となる。

ホスト装置４０は、ステータス管理テーブル用メモリ４１、制御部 ４４、無線回路４６、アンテナ４７を有する。ステータス管理テーブル用メモリ４１は、ステータス管理テーブルを記憶するメモリである。

図４は、ステータス管理テーブルのデータ構造を示す図である。このテーブルは、複数のプレーヤ１０と対応する複数のレコードの集合体である。このテーブルをなす各レコードは、「ＩＤ」、「役割」、および「位置」のフィールドを有する。

１人のプレーヤ１０に対応した１つのレコードにおいて、「ＩＤ」のフィールドには、そのプレーヤ１０が装着している装着ユニット３０に固有のＩＤが記憶される。この例において、１０１は装着ユニット３０−１に、１０２は装着ユニット３０−２に、１０３は装着ユニット３０−３に、１０４は装着ユニット３０−４に、１０５は装着ユニット３０−５に，１０６は装着ユニット３０−６に、それぞれ対応するＩＤである。「役割」のフィールドには、パスの出し手のプレーヤ１０であることを示す「passer」、パスの受け手のプレーヤ１０であることを示す「receiver」、守備側のプレーヤ１０であることを示す「defense」、パスの出し手でも受け手でもない攻撃側のプレーヤ１０であることを示す「offense」（図４では図示省略）のうちいずれかの識別子が記憶される。各レコードのそれら２つのフィールドの内容は、図示しない操作子の操作を通じて予め設定される。「位置」のフィールドには、プレーヤ１０の２次元平面内での位置を示す位置データｘ，ｙが記憶される。

制御部４４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有し、ホスト装置４０全体の動作を制御する装置である。この制御部４４により行われる制御のうち特徴的なものとして、各装着ユニット３０から受信した無線信号を基にステータス管理テーブルの各レコードの「位置」のフィールドの位置データｘ，ｙを更新する第１の制御と、それらの位置データｘ，ｙを基に生成した案内情報をスルーパスの出し手１０ａの装着ユニット３０へ提供する第２の制御がある。

第１の制御において、制御部４４は、装着ユニット３０の各々から無線信号を受信するたびに、その無線信号を復調してＩＤと位置データｘ，ｙとを取得する。そして、そのＩＤを「ＩＤ」のフィールドに記憶したレコードをステータス管理テーブルから特定し、取得した位置データｘ，ｙにより、そのレコードの「位置」のフィールドを更新する。

また、第２の制御において、制御部４４は、定期的に（例えば１００分の１秒ごとに）、ステータス管理テーブルの各レコードの「位置」のフィールドを参照して各プレーヤ１０の位置を求め、各プレーヤ１０の位置に基づいて案内情報を生成する。そして、その案内情報をスルーパスの出し手である支援対象プレーヤが装着している装着ユニット３０宛てに送信すべき旨の指示を無線回路４６に与える。無線回路４６は、この指示に従い、案内情報を無線信号としてアンテナ４７から送信する。

本実施形態では、以上説明した構成要素のうち、第１送受信機２１、第２送受信機２２、装着ユニット３０のアンテナ３１、無線回路３２、およびホスト装置４０の制御部４４、無線回路４６、アンテナ４７が、「複数のプレーヤの各々の状態を検出する状態検出手段」としての役割を果たし、装着ユニット３０のＣＰＵ３３、オーディオ回路３５、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒ、およびホスト装置４０の制御部４４が、「前記状態検出手段により検出された複数のプレーヤの状態に基づいて、前記複数のプレーヤの少なくとも一部である支援対象プレーヤに最適な運動を行わせる案内音を発生し、前記支援対象プレーヤに提供する案内音提供手段」としての役割を果たす。

次に本実施形態の動作を説明する。本実施形態においてホスト装置４０の制御部４４は、ステータス管理テーブルの「位置」フィールドの更新と並行し、本実施形態に特徴的な処理であるスルーパス支援処理を所定の時間ごとに繰り返す。図５は、このスルーパス支援処理の処理内容を示すフローチャートである。望ましくは、制御部４４は、このスルーパス支援処理を、ステータス管理テーブルの更新と同程度の時間密度で繰り返す。

スルーパス支援処理において、制御部４４は、まず、守備側のプレーヤ１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆのうち、エンドライン１２に最も近いプレーヤ１０を特定する（Ｓ１００）。エンドライン１２に最も近いプレーヤ１０の特定は以下の手順に従って行う。まずステータス管理テーブルにおいて「役割」のフィールドに「defense」の識別子が記憶された各レコードを特定する。
次に、それらのレコードの「位置」のフィールドの位置データｘ、ｙが示す位置からエンドライン１２までの距離ｈを求める。具体的には、第１送受信機２１のある基準位置と第２送受信機２２のある基準位置との間の距離ａと、第１送受信機２１および第２送受信機２２の各々と装着ユニット３０の間の距離ｘ、ｙを下記の算出式（１）に入力することにより、各プレーヤ１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆに装着された装着ユニット３０とエンドライン１２の間の距離ｈを求める。そして、求めた距離ｈが最も短いプレーヤ１０を、エンドライン１２に最も近いプレーヤ１０として特定する。

続いて、制御部４４は、エンドライン１２に平行なラインであって、ステップＳ１００で特定したプレーヤ１０を通るライン、つまり、オフサイドライン１４を特定する（Ｓ１１０）。
さらに、制御部４４は、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂが、ステップＳ１２０で特定したオフサイドライン１４とエンドライン１２の間にいるか否かを判断する（Ｓ１２０）。この判断は、以下の手順に従って行う。まず、ステータス管理テーブルにおいて「役割」のフィールドに「receiver」の識別子が記憶されているレコード、つまり、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂのレコードを特定する。

次に、そのレコードの「位置」のフィールドの位置データｘ、ｙが示す位置からエンドライン１２に向かって引いた垂線の長さ、すなわち、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂからエンドライン１２までの距離と、オフサイドライン１４からエンドライン１２までの距離とを比較する。そして、前者の距離が後者の距離よりも大きければ、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂは、オフサイドライン１４を越えておらず、前者の距離が後者の距離よりも小さければ、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂは、オフサイドライン１４を越え、オフサイドライン１４とエンドライン１２の間にいると判断する。

ステップＳ１２０において、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４とエンドライン１２の間にいないと判断したとき（Ｓ１２０：Ｎｏ）、制御部４４は、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂの位置からオフサイドライン１４までの距離を算出する（Ｓ１３０）。
さらに、制御部４４は、ステップＳ１３０で算出した距離を示す案内情報を、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａの装着ユニット３０に割り当てた通信チャネルの無線信号として送信する（Ｓ１４０）。

この無線信号が装着ユニット３０の無線回路３２により受信されると、装着ユニット３０のＣＰＵ３３は、その無線信号から復調された案内情報を無線回路３２から受け取る。そして、案内情報が示す距離を、断続音の発音間隔に変換し、その発音間隔を示すパラメータをオーディオ回路３５へ供給する。パラメータが示す断続音の発音間隔は、案内情報から得た距離が小さいほど短くなる。パラメータの供給を受けたオーディオ回路３５の音源５１は、アタックの比較的鋭い音のオーディオ信号の出力を、そのパラメータが示す間隔を空けて繰り返す。この結果、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒからは、「ピッ・ピッ・ピッ・ピッ」という断続音が出力され、それらの音の発音の間隔は、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂとオフサイドライン１４の間の距離が小さいほど短くなる。

ステップＳ１２０において、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４とエンドライン１２の間にいると判断したとき（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）、制御部４４は、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドポジションにいることを示す案内情報を、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａの装着ユニット３０−１に割り当てた通信チャネルの無線信号として送信する（Ｓ１５０）。
この無線信号が装着ユニット３０−１の無線回路３２により受信されると、装着ユニット３０−１のＣＰＵ３３は、その無線信号から復調された案内情報を無線回路３２から受け取る。そして、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドポジションにいることを案内情報が示しているとＣＰＵ３３が判断すると、そのＣＰＵ３３は、継続音の出力を指示するパラメータをオーディオ回路３５へ供給する。パラメータの供給を受けたオーディオ回路３５の音源５１は、オーディオ信号をイヤホン３６Ｌ，３６Ｒへ供給し続ける。この結果、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒからは、「ピー」という継続音が出力される。
ステップＳ１４０またはステップＳ１５０を実行した制御部４４は、所定の時間が経過すると（Ｓ１６０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１００に戻り、以降の処理を繰り返す。
そして、図５に示す一連の処理は、図示しない操作子から終了の指示が下されると、終了になる。

以上説明した本実施形態によると、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂとオフサイドライン１４の間の距離に応じた発音間隔の断続音が、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａの両耳のイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力される。よって、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａは、自らの装着ユニット３０−１のイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力される断続音の発音間隔を頼りに受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４を超えるタイミングを感知し、そのタイミングの直前にスルーパスを出す訓練を行うことができ、この訓練を重ねることにより、スルーパスを出す感覚を養うことができる。具体的には、受け手のプレーヤ１０ｂの方を一瞥して得た情報から、その後しばらくの間の各プレーヤ１０の状態の変化をイメージ（予測）する、というスルーパスに特有の感覚を養うことができる。この感覚について、詳述する。サッカーのゲームは、敵味方のプレーヤ１０が絶えずボール１３を奪い合う状況の中で進行するため、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａは、ボール１３を保持している限りそのボール１３を奪われるリスクに曝される。スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａは、敵のプレーヤ１０によるボール１３の奪取に抗う動作（例えば、敵のプレーヤ１０とボール１３の間に自らの体を入れる動作）にその注意の大半を傾けねばならないので、受け手のプレーヤ１０ｂやその周りの守備側のプレーヤ１０の位置取りを目視し続ける余裕はない。優秀なプレーヤ１０は、受け手のプレーヤ１０ｂの方向を一瞥しただけでそのプレーヤ１０ｂと周りの守備側のプレーヤ１０の位置を把握し、以降のしばらくの間は、その方向に視線を向けることなく、各プレーヤ１０の位置の変化をイメージ（予測）する。そして、受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４よりも僅かに手前の位置まで走ったであろうタイミングに合わせてパスを出すのである。この各プレーヤ１０の位置の変化をイメージ（予測）する能力は非常に感覚的なもので、従来は、各プレーヤ１０の動きを撮影したビデオを後から確認したり、各々の動きの良否についてプレーヤ１０同士で議論したり、ピッチ全体を見渡せる位置にいる指導者がスルーパスを出すタイミングを声により知らせる、といった訓練を重ねることでしか習得できなかった。これに対し、本実施形態によると、上述した案内音の提供を通じて、各プレーヤ１０の状態の一要素である受け手のプレーヤ１０ｂとオフサイドライン１４の距離の変化をイメージ（予測）する能力を、効率的に高めることができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態にかかる運動支援装置は、支援対象プレーヤが「スルーパス」という運動のタイミングを習得するための支援を行った。これに対し、本実施形態にかかる運動支援装置は、支援対象プレーヤが行う運動に関して複数の選択肢がある状況において、支援対象プレーヤに最善の選択肢を選択させる支援を行うものである。より具体的には、本実施形態では、スルーパスの受け手となり得るプレーヤ１０を１人から３人に増やす。そして、これらのプレーヤ１０の中からエンドライン１２に向かって走りかつその加速度が閾値を超えたプレーヤ１０を最善の受け手として選択し、この選択したプレーヤ１０の位置に音像を定位させた音を、出し手のプレーヤ１０ａのイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力する。

図６は、本実施形態にかかる運動支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。第１実施形態と同様に、この運動支援装置は、第１送受信機２１、第２送受信機２２、装着ユニット３０Ａ−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）、およびホスト装置４０を有する。以降は、装着ユニット３０Ａ−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）を、適宜「装着ユニット３０Ａ」と総称する。また、以降の説明では、図１に示すプレーヤ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆが、装着ユニット３０Ａ−１，３０Ａ−２，３０Ａ−３，３０Ａ−４，３０Ａ−５，３０Ａ−６を装着し、スルーパスの受け手として新たに増えた２人のプレーヤ１０が、装着ユニット３０Ａ−７と装着ユニット３０Ａ−８を装着するものとする。
装着ユニット３０Ａは、地磁気センサ３８と加速度センサ３９を備え、オーディオ回路３５の音源５１とイヤホン３６Ｌ，３６Ｒの間にフィルタ５３Ｌ，５３Ｒ、およびアンプ５４Ｌ，５４Ｒを有する、という点で第１実施形態の装着ユニット３０と構成を異にする。

地磁気センサ３８は、装着ユニット３０Ａを装着したプレーヤ１０の頭部に貼り付けられ、そのプレーヤ１０の顔（頭）の向きを示す信号を出力する。加速度センサ３９は、装着ユニット３０Ａを装着したプレーヤ１０の加速度を示す信号を出力する。
無線回路３２は、第１実施形態における無線回路３２の第１の役割と第２の役割とに加え、地磁気センサ３８が検出する顔（頭）の向きを一定時間間隔でサンプリングして向きデータを取得する第３の役割と、加速度センサ３９が検出する加速度を一定時間間隔でサンプリングして加速度データを取得する第４の役割とを果たす。そして、無線回路３２は、その第３と第４の役割により得た向きデータと加速度データ、および上述の第１の役割により得た位置データｘ，ｙを、自らに割り当てられた通信チャネルの無線信号としてアンテナ３１から送信する。
このようにして各装着ユニット３０Ａから送信される向きデータ、加速度データ、および位置データｘ，ｙは、ホスト装置４０により受信され、スルーパスの最善の受け手のプレーヤ１０を求めるための判断資料として利用される。

オーディオ回路３５に設けられたフィルタ５３Ｌ，５３Ｒおよびアンプ５４Ｌ，５４Ｒは、プレーヤ１０に聞かせる案内音の音像定位を制御するための回路である。ここで、フィルタ５３Ｌ，５３Ｒは、目的とする音像位置から聴者であるプレーヤ１０の左右の外耳道入口または鼓膜までの各音響伝達経路のインパルス応答である頭部インパルス応答（ＨＲＩＲ：head related impulse response）をオーディオ信号に各々畳み込むフィルタである。また、アンプ５４Ｌ，５４Ｒは、目的とする音像位置までの距離感を出すための案内音の音量調整を行う役割を果たす。フィルタ５３Ｌ，５３Ｒが用いる頭部インパルス応答およびアンプ５４Ｌ，５４ＲのゲインはＣＰＵ３３から供給されるパラメータに応じて個別に切り換えられる。

本実施形態にかかるホスト装置４０において、ステータス管理テーブル用メモリ４１内のステータス管理テーブルのデータ構造は第１実施形態のものと異なる。図７は、本実施形態におけるステータス管理テーブルのデータ構造図である。このテーブルにおいて、各プレーヤ１０に対応付けられた各レコードは、「ＩＤ」、「役割」、「位置」のフィールドに加えて、「向き」と「加速度」の２つのフィールドを有する。本実施形態の冒頭に記したように、本実施形態においては、スルーパスの受け手のプレーヤ１０を１人から３人に増やす。よって、「役割」のフィールドに「receiver」の識別子が記憶されたレコードも、３つになる。また、「ＩＤ」のフィールドには、各プレーヤ１０が装着している装着ユニット３０Ａに固有のＩＤが記憶される。この例において、１０１は装着ユニット３０Ａ−１に、１０２は装着ユニット３０Ａ−２に、１０３は装着ユニット３０Ａ−３に、１０４は装着ユニット３０Ａ−４に、１０５は装着ユニット３０Ａ−５に、１０６は装着ユニット３０Ａ−６に、それぞれ対応するＩＤである。また、１０７と１０８は、新たに増えたスルーパスの受け手のプレーヤ１０の装着ユニット３０Ａ−７および３０Ａ−８にそれぞれ対応するＩＤである。

「向き」のフィールドには、プレーヤ１０の顔の向きを示す向きデータが記憶される。「加速度」のフィールドには、プレーヤ１０の加速度を示す加速度データが記憶される。各レコードの「位置」、「向き」、および「加速度」のフィールドの記憶内容は、制御部４４によって更新される。「位置」のフィールドの更新の手順は第１実施形態と同様である。また、「向き」と「加速度」のフィールドの更新の手順は以下のとおりである。すなわち、ある装着ユニット３０Ａからの無線信号が無線回路４６により受信され、この受信信号からプレーヤ１０の顔の向きを示す向きデータおよびその加速度を示す加速度データが復調されると、制御部４４は、ステータス管理テーブルの中から送信元である装着ユニット３０Ａを装着しているプレーヤ１０に対応したレコードを選択し、復調された向きデータおよび加速度データによりそのレコードの「向き」と「加速度」の各フィールドを更新する。

本実施形態では、図６に示す構成要素のうち、第１送受信機２１、第２送受信機２２、装着ユニット３０Ａのアンテナ３１、無線回路３２、地磁気センサ３８、加速度センサ３９、およびホスト装置４０の制御部４４、無線回路４６、アンテナ４７が、「状態検出手段」としての役割を果たし、装着ユニット３０ＡのＣＰＵ３３、オーディオ回路３５、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒ、およびホスト装置４０の制御部４４が、「案内音提供手段」としての役割を果たす。

次に本実施形態の動作を説明する。本実施形態においてホスト装置４０の制御部４４は、ステータス管理テーブルの「位置」、「向き」、および「加速度」のフィールドの更新と並行し、本実施形態に特徴的な処理であるスルーパス支援処理を所定の時間ごとに繰り返す。図８は、本実施形態にかかるスルーパス支援処理の処理内容を示すフローチャートである。本実施形態においては、図１に示すスルーパスの受け手の役割を複数のプレーヤ１０に任せてフォーメーショントレーニングを行う。

まず、制御部４４は、守備側のプレーヤ１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆのうち、エンドライン１２に最も近いプレーヤ１０を特定した後（Ｓ２００）、オフサイドライン１４を特定する（Ｓ２１０）。これらの両ステップＳ２００，Ｓ２１０は、図５に示すステップＳ１００，Ｓ１１０と同様の手順に従って行われる。次に、制御部４４は、スルーパスの受け手の３人のプレーヤ１０の少なくとも１人が、エンドライン１２から見てオフサイドライン１４の向こう側にいるか否かを判断する（Ｓ２２０）。具体的には、「役割」のフィールドに「receiver」の識別子が記憶されている３つのレコードのうちのいずれかの「位置」フィールドの位置データｘ、ｙが示す位置からエンドライン１２までの距離（すなわち、いずれかのプレーヤ１０の位置とエンドライン１４との距離）が、オフサイドライン１４からエンドライン１２までの距離よりも大きいかを判断する。この判断により、オフサイドポジションにいないプレーヤ（あるいはオフサイドポジションにいるプレーヤ）を特定することができる。

ステップＳ２２０において、エンドライン１２から見てオフサイドライン１４の向こう側に少なくとも１人の受け手のプレーヤ１０がいると判断したとき（Ｓ２２０：Ｙｅｓ）、制御部４４は、それらの受け手のプレーヤ１０の中から最善の選択肢となるプレーヤ１０を選択するための処理を実行する。具体的には、制御部４４は、エンドライン１２から見てオフサイドライン１４の向こう側にいる受け手の各プレーヤ１０について、各々がエンドライン１２を向いているか否かを判断する（Ｓ２３０）。この判断は、ステータス管理テーブルにおいて、該当するプレーヤ１０に対応したレコードの「向き」のフィールドを参照することにより行われる。そして、エンドライン１２を向いている受け手のプレーヤ１０がいると判断したとき（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、制御部４４は、そのプレーヤ１０の加速度が予め設定された閾値よりも大きいか否か判断する（Ｓ２４０）。この判断は、ステータス管理テーブルにおいて、その受け手のプレーヤ１０に対応したレコードの「加速度」のフィールドを参照することにより行われる。パスの受け手のプレーヤ１０のいずれかが、ディフェンダーの背後への飛び出しを開始すると、ステップＳ２３０およびステップＳ２４０の判断の結果はいずれも「Ｙｅｓ」となる。ステップＳ２３０およびＳ２４０の判断結果の両方が「Ｙｅｓ」となる受け手のプレーヤ１０が複数名生じる場合も考えられる。この場合の対処方法には各種考えられるが、例えば、それらの複数名の受け手のプレーヤ１０のうち最も加速度の大きい者を最善の選択肢とするようにしてもよい。

ステップＳ２４０において、最善の選択肢となる受け手のプレーヤ１０を決定したとき（Ｓ２４０：Ｙｅｓ）、制御部４４は、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａの位置から見たその受け手のプレーヤ１０の位置の方向を特定する（Ｓ２５０）。このステップＳ２５０が終了すると、制御部４４は、距離算出処理を実行する（Ｓ２６０）。この距離算出処理では、２種類の距離を算出する。１つは、上記第１実施形態と同様、ステップＳ２４０において決定したスルーパスの受け手のプレーヤ１０のオフサイドライン１４までの距離である。もう１つは、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａからステップＳ２４０において決定した受け手のプレーヤ１０までの距離である。これらの両距離は、ステータス管理テーブルを参照することにより算出される。そして、制御部４４は、ステップＳ２５０で特定した方向とステップＳ２６０で算出した２種類の距離を示す各情報を含む案内情報を、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａの装着ユニット３０Ａに割り当てた通信チャネルの無線信号として送信する（Ｓ２７０）。

ステップＳ２２０において、オフサイドライン１４の向こう側に受け手のプレーヤ１０がいないと判断した場合（Ｓ２２０：Ｎｏ）、ステップＳ２３０において、受け手のプレーヤ１０がエンドライン１２を向いていないと判断した場合（Ｓ２３０：Ｎｏ）、ステップＳ２４０において、加速度が閾値と同じかそれよりも小さいと判断した場合（Ｓ２４０：Ｎｏ）、または、ステップＳ２７０を実行したときは、制御部４４は、所定の時間が経過してから（Ｓ２８０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２００に戻り、以降の処理を繰り返す。
そして、図８に示す一連の処理は、図示しない操作子から終了の指示が下されると、終了になる。

装着ユニット３０Ａの無線回路３２は、ホスト装置４０から無線信号を受信し、受信信号から案内情報を復調すると、この案内情報をＣＰＵ３３に引き渡す。ＣＰＵ３３は、この案内情報が示す受け手のプレーヤ１０の方向と自らの地磁気センサ３８が検出する顔の向きとのずれ量をフィルタ５３Ｌ，５３Ｒの各々の頭部インパルス応答に変換し、得られた頭部インパルス応答を示すパラメータをフィルタ５３Ｌ，５３Ｒへそれぞれ供給する。また、案内情報が示す受け手のプレーヤ１０までの距離に応じてアンプ５４Ｌ，５４Ｒの各々のゲインを増減する。さらに詳述すると、ＣＰＵ３３は、受け手のプレーヤ１０までの距離が長くなるのに応じて、アンプ５４Ｌ，５４Ｒのゲインを下げて案内音の音量を下げる。この結果、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒからは、受け手のプレーヤ１０の位置に音像を定位させたまま、受け手のプレーヤ１０までの距離に応じた音量の案内音が発音される。さらにＣＰＵ３３は、上記第１実施形態と同様、案内情報が示す受け手のプレーヤ１０のオフサイドライン１４までの距離に応じて、音源５１における断続音のオーディオ信号の発生間隔を制御する。

以上説明した本実施形態では、エンドライン１２に向かって走りかつその加速度が閾値を超えたプレーヤ１０の位置に音像を定位させた音が、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａのイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力される。よって、出し手のプレーヤ１０ａは、自らの装着ユニット３０Ａ−１のイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力される音の音像を頼りに最善の選択肢である受け手のプレーヤ１０の位置を感知し、その位置へスルーパスを出す訓練を受けることができる。そして、この訓練を重ねることにより、ディフェンダーの裏への飛び出しの動きを行う味方のプレーヤ１０を感知する感覚を養うことができる。上述したように、優秀なプレーヤ１０は、受け手のプレーヤ１０の方を一瞥して得た情報から、その後しばらくの間の各プレーヤ１０の状態の変化をイメージ（予測）する能力に長けている。その能力が未熟であると、せっかく受け手のプレーヤ１０がディフェンスの裏へ飛び出す動きを行っても、出し手のプレーヤ１０ａがその動きを認識し得ないためにパスを出せず、飛び出しの動きが無駄になることが多くなる。これに対し、本実施形態によると、味方の複数のプレーヤ１０の状態の変化を同時にイメージ（予測）する能力を、効率的に高めることができ、裏へ飛び出す動きが無駄になる割合を少なくすることができる。

（第３実施形態）
本実施形態にかかる運動支援装置は、バレーボールのレシーブの陣形の隙を解消する能力の向上を支援するものである。
図９は、６人制バレーボールのコートの一方の陣に向けて他方の陣からアタックが撃ち込まれる直前の各プレーヤ１０の守備位置の関係を示す図であり、ネット１５を挟んで対向するアタッカー１６とそのレシーブを準備する６人のプレーヤ１０ｋ，１０ｊ，１０ｍ，１０ｎ，１０ｐ，１０ｑ（以下、適宜「プレーヤ１０」と記す）、およびアタッカー１６にアタックされるボール１３の位置が記されている。レシーブは、自陣内に向かって撃ち込まれるボール１３を自らの腕などで上方へ跳ね返す運動である。図９においては、前衛のプレーヤ１０ｋからプレーヤ１０ｊまでの距離とそのプレーヤ１０ｊからプレーヤ１０ｍまでの距離のバランスが悪く、後衛のプレーヤ１０ｎ，１０ｐ，１０ｑからほぼ同じ距離だけ離れた領域Ｘに向かってプレーヤ１０ｋとプレーヤ１０ｊの間からボール１３が撃ち込まれると、いずれのプレーヤ１０もボール１３へその着地前に触れることができず、失点となる。つまり、この図９に示す領域Ｘは、６人のプレーヤ１０のレシーブ可能領域１７ｋ，１７ｊ，１７ｍ，１７ｎ，１７ｐ，１７ｑ（以下、適宜「レシーブ可能領域１７」と記す）のいずれにもカバーされない、守備陣形の隙となっている。アタックされるボール１３に対するレシーブの成功の確率を高めるためには、各プレーヤ１０のレシーブ可能領域１７のバランスの確保と、敵陣内でのボール１３の移動に応じた各々の守備位置の調整とが不可欠である。本実施形態にかかる運動支援装置は、陣形の隙が生じた場合にその所在を各プレーヤ１０に知らせ、各プレーヤ１０に位置調整を促すシステムである。

図１０ は、本実施形態にかかる運動支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、この図において、上記第１実施形態（図２）および第２実施形態（図６）の運動支援装置の各部と共通する部分には、同一の符号が付されている。この運動支援装置は、第１送受信機２１、第２送受信機２２、第３送受信機２３、複数の装着ユニット３０Ｂ−ｋ（ｋ＝１〜６）、ホスト装置４０およびボール位置検出ユニット５０を有する。以降は、装着ユニット３０Ｂ−ｋ（ｋ＝１〜６）を、適宜「装着ユニット３０Ｂ」と総称する。
図１０において、装着ユニット３０Ｂ−１は図９のプレーヤ１０ｋに、装着ユニット３０Ｂ−２はプレーヤ１０ｊに、装着ユニット３０Ｂ−３はプレーヤ１０ｍに、装着ユニット３０Ｂ−４はプレーヤ１０ｎに、装着ユニット３０Ｂ−５はプレーヤ１０ｐに、装着ユニット３０Ｂ−６はプレーヤ１０ｑにそれぞれ装着される。

第１送受信機２１および第２送受信機２２は、自陣コートのエンドライン外側と自陣コートから見たネット１５の向こう側の各基準位置に設置される。また、第３送受信機２３は、サイドラインの中央付近の基準位置に設置される。第１実施形態および第２実施形態と異なり、３個の送受信機２１〜２３を用いるのは、本実施形態では、高さ方向に位置を変えるボール５０が測位対象に含まれており、このボール５０の位置を特定するためには、３つの基準位置からの各距離を測定する必要があるからである。

本実施形態の装着ユニット３０Ｂは、第２実施形態のもののような地磁気センサ３８および加速度センサ３９を有していない。オーディオ回路３５は、隙領域の所在位置を知らせる案内音のオーディオ信号を生成する回路である。このオーディオ回路３５において、音源５１は、正弦波（純音）など、音像定位を付与した効果が聞き取り易く、長時間聞いていても疲れない音のオーディオ信号を出力する。フィルタ５３Ｌおよび５３Ｒ、アンプ５４Ｌおよび５４Ｒの機能および役割は上記第２実施形態と同様である。

ボール位置検出ユニット５０は、ボール１３に内蔵される。ボール位置検出ユニット５０は、所定の時間（例えば、１／１００秒）ごとに、第１送受信機２１，第２送受信機２２，および第３送受信機２３との間で無線信号を送受信し、その送受信に要した時間を基に、自らとそれら送受信機２１，２２，２３の各々との距離ｘ，ｙ，ｚを算出する。そして、その距離ｘ，ｙ，ｚを示す位置データｘ，ｙ，ｚによりキャリアを変調した無線信号をホスト装置４０へ送信する。

本実施形態にかかるホスト装置４０の構成は、ステータス管理テーブルのデータ構造を除いて、第２実施形態と同様である。図１１は、ステータス管理テーブルのデータ構造図である。このテーブルは、各々が、装着ユニット３０Ｂを装着したプレーヤ１０と対応する複数のレコードの集合体である。このテーブルをなす各レコードは、「ＩＤ」、「運動能力」および「位置」の各フィールドを有する。

「ＩＤ」のフィールドには、各プレーヤ１０が装着している装着ユニット３０Ｂに固有のＩＤが記憶される。この例において、２０１は装着ユニット３０Ｂ−１に、２０２は装着ユニット３０Ｂ−２に、２０３は装着ユニット３０Ｂ−３に、２０４は装着ユニット３０Ｂ−４に、２０５は装着ユニット３０Ｂ−５に、２０６は装着ユニット３０Ｂ−６に、それぞれ対応するＩＤである。「運動能力」のフィールドには、運動能力パラメータが記憶される。運動能力パラメータは、各プレーヤ１０の身長、体重などの体格的特性や、跳躍力、動体視力などといった、各々の運動能力の高さを示すパラメータである。各レコードのそれら２つのフィールドの内容は、図示しない操作子の操作を通じて予め設定される。「位置」のフィールドには、プレーヤ１０の水平面内での位置を示す位置データｘ，ｙが記憶される。上記第１実施形態と同様、制御部４４は、各装着ユニット３０Ｂから受信した無線信号を基にステータス管理テーブルの各レコードの「位置」のフィールドの位置データｘ，ｙを更新する。また、制御部４４は、ボール位置検出ユニット５０から受信する無線信号を復調し、ボール１３の３次元空間内の位置を示す位置データｘ，ｙ，ｚを取得する。

本実施形態では、図１０に示す構成要素のうち、第１送受信機２１、第２送受信機２２、装着ユニット３０Ｂのアンテナ３１、無線回路３２、およびホスト装置４０の制御部４４、無線回路４６、アンテナ４７が、「状態検出手段」としての役割を果たし、装着ユニット３０ＢのＣＰＵ３３、オーディオ回路３５、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒ、およびホスト装置４０の制御部４４が、「案内音提供手段」としての役割を果たす。

次に本実施形態の動作を説明する。本実施形態において、ホスト装置４０の制御部４４は、ステータス管理テーブルの「位置」のフィールドの更新やボール１３の３次元空間内の位置の特定と並行し、レシーブ支援処理を所定の時間ごとに繰り返し実行する。図１２は、このレシーブ支援処理の処理内容を示すフローチャートである。

まず、制御部４４は、案内音発生可否判断処理を実行する（Ｓ３００）。この案内音発生可否判断処理は、隙領域を判断してその所在を知らせる案内音を発生させるための処理、具体的にはステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理を実行すべきか否かを判断する処理である。この処理の態様には、各種のものが考えられる。第１の態様において、案内音発生可否判断処理では、ボール位置検出ユニット５０から定期的に受信される無線信号を復調して得た位置データｘ，ｙ，ｚを基に、ボール１３の現在位置が相手陣内にあるか否かを判断し、相手陣内にある場合に、ステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理を実行すべきと判断する。第２の態様において、位置データｘ，ｙ，ｚを基にボール１３の位置の変化を監視し、相手陣内においてトスが上がったと認められる場合に、ステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理を実行すべきと判断する。具体的には、ボール１３の位置が相手陣内にあり、かつ、その高さがネットの上端を超えて極大値となったときにトスが上がったと判断する。第３の態様において、案内音発生可否判断処理では、敵コートからサーブまたはアタックが行われたと認められる場合に、ステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理を実行すべきと判断する。具体的には、位置データｘ，ｙ，ｚにより特定されるボール１３の現在位置がネットを越えて味方陣内に入った場合に、敵コートからサーブまたはアタックが行われたと判断する。好ましい態様において、制御部４４は、図示しない操作子の操作に応じて、上記第１〜第３の態様のいずれかを選択し、選択した態様で案内音発生可否判断処理を実行する。

ステップ３００において、ステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理を実行すべきと判断した制御部４４は（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、まず、ステータス管理テーブルの内容と位置データｘ，ｙ，ｚにより特定されるボール１３の位置とに基づき、各プレーヤ１０のレシーブ可能領域１７を特定する（Ｓ３１０）。レシーブ可能領域１７は、自陣に撃ち込まれたボール１３へその着地前に触れることができる領域であり、制御部４４は、各プレーヤ１０ｋ，１０ｊ，１０ｍ，１０ｎ，１０ｐ，１０ｑの各々についてこのレシーブ可能領域１７を個別に求める。このレシーブ可能領域１７の大きさや形状は、プレーヤ１０の運動能力や位置、およびボール１３の位置に依存して決まる。よって、ステータス管理テーブルから各プレーヤ１０と対応するレコードを１つずつ特定し、特定したレコードの「運動能力」と「位置」のフィールドに記憶されたデータおよびボール１３の位置を示すデータを、それらの値を変数とするレシーブ可能領域解析関数へ入力する、という処理を繰り返すことにより、自陣内のすべてのプレーヤ１０のレシーブ可能領域１７が特定される。

制御部４４は、各プレーヤ１０の位置を中心として、ある広がりを持った領域をレシーブ可能領域１７として求める。その際、制御部４４は、例えば次のようなルールに従い、レシーブ可能領域１７の形状および大きさを決定する。
ａ．相手コートのどこからアタックが行われるかにより、ボール１３への反応が容易なプレーヤ１０とそうでないプレーヤ１０が異なったものとなる。アタック時のボール１３からの距離が長いプレーヤ１０は、ボール１３が到来するまでの時間が長く、ボール１３に反応することが容易である。アタック時のボール１３からの距離が短いプレーヤ１０は、ボール１３が到来するまでの時間が短く、ボール１３に反応することが困難である。そこで、ボール１３の現在位置の近くにいるプレーヤ程、レシーブ可能領域１７を狭くし、ボール１３の現在位置から遠く離れているプレーヤ程、レシーブ可能領域１７を広くする。
ｂ．例えば敵コートからのサーブが行われるような場合、ボール１３は、相手コートから上空を通って味方コート内に飛んでくる。そこで、後衛のレシーブ可能領域１７は、前衛のレシーブ可能領域１７よりも広くする。
ｃ．前衛でブロックするプレーヤ１０は、上記ルールｂに従うと、レシーブ可能領域１７の面積が狭くなるが、ブロックが成功した場合にはプレーヤ１０の背後の領域にボール１３が落ちることはない。従って、前衛でブロックするプレーヤ１０については、ブロックが成功することを前提とし、プレーヤ１０の背後に細長く延びるようにレシーブ可能領域１７の形状を調整する。
ｄ．図示しない操作子の操作により指定された場合には、ステータス管理テーブルにより指定された各プレーヤ１０の運動能力を参照し、運動能力の高いプレーヤ１０はレシーブ可能領域１７を全体的に拡げ、運動能力の低いプレーヤ１０はレシーブ可能領域１７を全体的に縮める。
ｅ．相手コートからプレーヤ１０へのボール１３の軌跡を自陣コートに投影すると、幾何学的に後方に長い“影”の領域が投影される。従って、プレーヤ１０の後方のレシーブ可能領域１７は、前方のレシーブ可能領域１７より長くする。

自陣内のすべてのプレーヤ１０の各々のレシーブ可能領域１７を特定した制御部４４は、隙領域を特定する（Ｓ３２０）。隙領域は、自陣内の領域であって、いずれのプレーヤ１０のレシーブ可能領域１７とも重ならない領域である。
隙領域を特定した制御部４４は、自陣内のプレーヤ１０の各々を支援対象プレーヤとし、各支援対象プレーヤについて、各々の顔面の正面方向を基準とした隙領域の相対的な方向を特定する（Ｓ３３０）。さらに詳述すると、この処理では、支援対象プレーヤがボール１３に顔面を向けていることを前提とし、ボール１３の水平面上の投影位置とステータス管理テーブルが示す支援対象プレーヤの位置とを結ぶ直線と、隙領域の代表点（例えば隙領域の重心位置）と支援対象プレーヤの位置とを結ぶ直線とがなす角度を求める。そして、この角度を支援対象プレーヤから見た隙領域の相対的な方向を示す情報とする。次に制御部４４は、各支援対象プレーヤの位置とその隙領域の代表点との間の距離を特定する（Ｓ３４０）。そして、制御部４４は、各支援対象プレーヤについてステップＳ３３０で特定した方向とステップＳ３４０で特定した距離を示す案内情報を作成し、その支援対象プレーヤの装着ユニット３０に割り当てた通信チャネルのキャリアをこの案内情報により変調し、無線信号として送信する（Ｓ３５０）。

ステップＳ３００にて、ステップＳ３１０〜Ｓ３５０までの処理を実行すべきでないと判断したとき（Ｓ３００：Ｎｏ）、または、ステップＳ３５０を実行したとき、制御部４４は、所定の時間が経過してから（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、ステップＳ３００に戻り、以降の処理を繰り返す。
装着ユニット３０Ｂの無線回路３２は、ホスト装置４０から無線信号を受信し、受信信号から案内情報を復調したとき、この案内情報をＣＰＵ３３に引き渡す。装着ユニット３０ＢのＣＰＵ３３は、この案内情報が引き渡されたとき、案内情報が示す隙領域の方向に音像を定位させる頭部インパルス応答をフィルタ５３Ｌ，５３Ｒへ設定する。また、ＣＰＵ３３は、案内情報が示す隙領域までの距離をアンプ５４Ｌ，５４Ｒの各々のゲインに変換し、得られたゲインをアンプ５４Ｌ，５４Ｒに設定する。この結果、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒからは、隙領域に音像を定位させた案内音が発音される。
図１２に示す一連の処理は、図示しない操作子から終了の指示が下されると、終了になる。

以上説明したように、本実施形態では、レシーブの陣形の隙の領域に音像を定位させた音が、その陣形をとるプレーヤ１０の各々の耳のイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力される。従来は、コート全体を見渡せる位置にいる指導者が、隙となっている領域やその領域をなくすための位置取りの修正をコート内の各プレーヤ１０へ声により知らせたり、プレーが途切れている間に各プレーヤ１０が各々の位置取りの良否を議論する、といった訓練を重ねることでしか、レシーブの陣形の隙を解消する能力を高めることができなかった。これに対し、本実施形態では、レシーブの陣形をとる各プレーヤ１０は、各々の装着ユニット３０Ｂのイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力される音の音像を手がかりに陣形の隙を感知し、その隙を埋め合わせるように各々の位置を調整する訓練を受けることができる。よって、従来行われていたような指導者による声の案内やプレーヤ１０間の議論を行うことなく、また、プレーを中断させることなく、隙のない陣形を保つ能力を高めることができる。

（第４実施形態）
本実施形態は、ニーラーと呼ばれるレース用の側車付オートバイのドライバーとパッセンジャーを支援対象プレーヤとし、その２人の支援対象プレーヤによる旋回（コーナリング）の能力の向上を支援する。
図１３ は、側車が連結された側（左側）へ旋回する側車付オートバイと、その旋回の間のドライバー１８とパッセンジャー１９の姿勢とを示す図である。側車付オートバイの旋回の間は、旋回の方向と逆の方向へ強い遠心力が発生するので、ドライバー１８とパッセンジャー１９の両者の重心を旋回方向へ移動させてその遠心力に抗い、側車付オートバイの転倒を防ぎつつ、高速走行を維持する。図１３に示すように、パッセンジャー１９は、オートバイ自体を操縦するためのハンドル操作を行うことがなく、側車の外側へ身を乗り出すような極端な重心移動を行うことによって、ドライバー１８の重心移動量の不足を補う役割を果たす。本実施形態は、この側車付オートバイを旋回させる際に、ドライバー１８のハンドリング（ハンドル回転および重心移動）と、パッセンジャー１９の重心移動とを調和させる支援を行うものである。

図１４ は、本実施形態にかかる運動支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。この運動支援装置は、ハンドリング検出センサ６１、重心移動検出センサ８１、ＡＤＣ６４、ＣＰＵ６５、メモリ６６、イヤホン６７Ｌ，６７Ｒ、イヤホン８７Ｌ，８７Ｒ、およびオーディオ回路６８を有する。図１４に示す各部のうち、ハンドリング検出センサ６１は、側車付オートバイのハンドルに搭載され、重心移動検出センサ８１は、その側車の座席の床面に搭載される。また、イヤホン６７Ｌ，６７Ｒは、ドライバー１８の左右の耳にそれぞれ装着され、イヤホン８７Ｌ，８７Ｒは、パッセンジャー１９の左右の耳にそれぞれ装着される。そして、残りの各部は筺体に内蔵され、その筺体は、図示しない装着部材を介してドライバー１８に装着される。

ハンドリング検出センサ６１は、ハンドルの回転量（すなわち、角速度[ラジアン／秒]）とその方向とを検出するためのセンサである。ハンドリング検出センサ６１は、側車付オートバイが直進するときのハンドルの位置（以下、「ニュートラル位置」と呼ぶ）を基準とするハンドルの回転量とその方向を検出し、検出した回転量と方向とを示すアナログ信号をＡＤＣ６４へ出力する。ハンドルの左への回転量が大きくなると、ハンドリング検出センサ６１が出力するアナログ信号の振幅は正の側へその回転量の分だけ大きくなり、ハンドルの右への回転量が大きくなると、ハンドリング検出センサ６１が出力するアナログ信号の振幅は負の側へその回転量の分だけ大きくなる。

重心移動検出センサ８１は、パッセンジャー１９が左右の足を載せる左右一対のフォースプレートを有し、これらのフォースプレートに加わる圧力を検出して、パッセンジャー１９の重心の移動量（すなわち、角速度[ラジアン／秒]）とその方向とを検出するセンサである。重心移動検出センサ８１は、側車付オートバイが直進するときの重心（以下、「ニュートラル重心」と呼ぶ）を基準とする重心の移動量とその方向を検出し、検出した移動量とその方向を示すアナログ信号をＡＤＣ６４へ出力する。重心の左への移動量が大きくなると、重心移動検出センサ８１が出力するアナログ信号の振幅は正の側へその移動量の分だけ大きくなり、重心の右への移動量が大きくなると、重心移動検出センサ８１が出力するアナログ信号の振幅は負の側へその移動量の分だけ大きくなる。
ＡＤＣ６４は、ハンドリング検出センサ６１および重心移動検出センサ８１からそれぞれ供給されるアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ６５へ供給する。

オーディオ回路６８は、第１音源７１、第２音源７２、第１基本周波数調整器７３、第２基本周波数調整器７４、第１減算器５６、第２減算器５７、第１乗算器７７Ｌ、第２乗算器７７Ｒ、第３乗算器７８Ｌ、第４乗算器７８Ｒ、第１ミキサー７９、第２ミキサー８０を有する。第１音源７１は、第１の音のオーディオ信号を発生し、第２音源７２は、第１の音と和音の関係（すなわち、周波数が整数比の関係）にある第２の音のオーディオ信号を発生する。両音源７１，７２がそれぞれ発生する音の基本周波数は、両者の間に和音の関係が成立しさえすれば、どのような設定にしてもよい。
第１音源７１が発生したオーディオ信号は第１基本周波数調整器７３へ、第２音源７２が発生したオーディオ信号は第２基本周波数調整器７４へそれぞれ供給される。各基本周波数調整器７３，７４は、音源７１，７２から供給されるオーディオ信号へ、その基本周波数をシフトする信号処理を施す。基本周波数を高域側と低域側のいずれの方向へどの程度シフトするかは、ＣＰＵ６５からそれらの基本周波数調整器７３，７４へ供給される基本周波数調整パラメータに応じて決まる。

第１基本周波数調整器７３による信号処理を経た第１の音のオーディオ信号は、第１乗算器７７Ｌおよび第２乗算器７７Ｒへそれぞれ供給される。また、第２基本周波数調整器７４による信号処理を経た第２の音のオーディオ信号は、第３乗算器７８Ｌおよび第４乗算器７８Ｒへそれぞれ供給される。
乗算器７７Ｌおよび７７Ｒは、第１音源７１から出力される第１の音のオーディオ信号から左右２チャネルのオーディオ信号を発生するとともに、これら左右２チャネルのオーディオ信号の音量バランスを調整する手段である。同様に乗算器７８Ｌおよび７８Ｒは、第２音源７２から出力される第２の音のオーディオ信号から左右２チャネルのオーディオ信号を発生するとともに、これら左右２チャネルのオーディオ信号の音量バランスを調整する手段である。ＣＰＵ６５は、第１の音の左右の音量バランスを指定する第１のパニング係数パラメータと第２の音の左右の音量バランスを指定する第２のパニング係数パラメータを出力する。これらのパニング係数パラメータは、各々、０から１．０の範囲内の数値である。

減算器５６は、第１のパニング係数パラメータを１から減算した数値を出力する。また、減算器５７は、第２のパニング係数パラメータを１から減算した数値を出力する。乗算器７７Ｌは、第１のパニング係数パラメータを第１の音のオーディオ信号に乗算し、第１の音のＬチャネルのオーディオ信号として出力する。また、乗算器７７Ｒは、減算器５６から出力される数値を第１の音のオーディオ信号に乗算し、第１の音のＲチャネルのオーディオ信号として出力する。一方、乗算器７８Ｌは、第２のパニング係数パラメータを第２の音のオーディオ信号に乗算し、第２の音のＬチャネルのオーディオ信号として出力する。また、乗算器７８Ｒは、減算器５７から出力される数値を第２の音のオーディオ信号に乗算し、第２の音のＲチャネルのオーディオ信号として出力する。ミキサー７９は、乗算器７７Ｌおよび７８Ｌから出力される第１および第２の各音のＬチャネルのオーディオ信号をミキシングし、ミキシング結果であるＬチャネルのオーディオ信号をＬチャネルのイヤホン６７Ｌおよび８７Ｌに出力する。ミキサー８０は、乗算器７７Ｒおよび７８Ｒから出力される第１および第２の各音のＲチャネルのオーディオ信号をミキシングし、ミキシング結果であるＲチャネルのオーディオ信号をＲチャネルのイヤホン６７Ｒおよび８７Ｒに出力する。

本実施形態では、図１４に示す構成要素のうち、ハンドリング検出センサ６１、重心移動検出センサ８１、およびＡＤＣ６４が、「状態検出手段」としての役割を果たし、ＣＰＵ６５、オーディオ回路６８、およびイヤホン６７Ｌ，６７Ｒ，８７Ｌ，８７Ｒが、「案内音提供手段」としての役割を果たす。

次に本実施形態の動作を説明する。図１５は、ＣＰＵ６５から供給されるパラメータとそのパラメータに応じてオーディオ回路６８の各部が行う信号処理の内容とを示す図である。

ＣＰＵ６５は、ニュートラル位置から右方向または左方向へのハンドルの回転をハンドリング検出センサ６１により検出すると、その回転量に応じた基本周波数のシフト量を指定する第１の基本周波数調整パラメータを第１基本周波数調整器７３へ供給するとともに、その回転の方向に応じた第１のパニング係数パラメータを出力する。具体的には、ＣＰＵ６５は、ハンドルの回転の方向が左であるときは第１の音の基本周波数を高域側へシフトさせる第１の基本周波数調整パラメータを生成し且つそのシフト量を回転量に比例させる一方、ハンドルの回転の方向が右であるときは第１の音の基本周波数を低域側へシフトさせる第１の基本周波数調整パラメータを生成し且つそのシフト量を回転量に比例させる。また、ハンドルの回転の方向が左であるときは、０．５よりも大きい所定の係数（例えば、０．７５）を示す第１のパニング係数パラメータを供給し、ハンドルの回転の方向が右であるときは、０．５よりも小さい所定の係数（例えば、０．２５）を示す第１のパニング係数パラメータを供給する。

上述した第１の基本周波数調整パラメータの供給を受けた第１基本周波数調整器７３は、自らを経由する第１の音のオーディオ信号の基本周波数のシフト量と方向を、そのパラメータに応じて切り換える。また、上述した第１のパニング係数パラメータの供給を受けた第１乗算器７７Ｌおよび第２乗算器７７Ｒは、自らを経由する周波数シフト済みのオーディオ信号の音量のレベルの配分の比率をそのパラメータに応じて切り換える。この結果、第１ミキサー７９および第２ミキサー８０によるミキシングを経て発音される第１の音の音程と音像の方向が、ドライバー１８のハンドルの操作に応じて変化する。

また、ＣＰＵ６５は、ニュートラル重心から右方向または左方向への重心の移動を重心移動検出センサ８１により検出すると、その移動量に応じた基本周波数のシフト量を指定する第２の基本周波数調整パラメータを第２基本周波数調整器７４へ供給するとともに、その移動の方向に応じた第２のパニング係数パラメータを出力する。具体的には、ＣＰＵ６５は、重心の移動の方向が左であるときは第２の音の基本周波数を高域側へシフトさせる第２の基本周波数調整パラメータを生成し且つそのシフト量を移動量に比例させる一方、重心の移動の方向が右であるときは第２の音の基本周波数を低域側へシフトさせる第２の基本周波数調整パラメータを生成し且つそのシフト量を移動量に比例させる。また、重心の移動の方向が左であるときは、０．５よりも大きい所定の係数（例えば、０．７５）を示す第２のパニング係数パラメータを供給し、重心の移動の方向が右であるときは、０．５よりも小さい所定の係数（例えば、０．２５）を示す第２のパニング係数パラメータを供給する。

上述の第２の基本周波数調整パラメータの供給を受けた第２基本周波数調整器７４は、自らを経由する第２の音のオーディオ信号の基本周波数のシフト量と方向を、そのパラメータに応じて切り換える。また、上述の第２のパニング係数パラメータの供給を受けた第３乗算器７８Ｌおよび第４乗算器７８Ｒは、自らを経由する周波数シフト済みのオーディオ信号の音量のレベルの配分の比率をそのパラメータに応じて切り換える。この結果、第１ミキサー７９および第２ミキサー８０によるミキシングを経て発音される第２の音の音程と音像の方向が、パッセンジャー１９の体重の移動に応じて変化する。
ここで、ＣＰＵ６５は、第１基本周波数調整器７３と第２基本周波数調整器７４へ同じ値の基本周波数調整パラメータが供給されている場合は第１の音と第２の音のオーディオ信号の周波数が元の周波数比（すなわち、和音の関係にある周波数比）を保ったままシフトされるように、第１基本周波数調整器７３および第２基本周波数調整器７４における基本周波数調整パラメータとシフト量の関係を統合して制御する。

以上説明したところを表に纏めると、以下のようになる。

以上説明したように、本実施形態では、ドライバー１８がハンドルを左方向（右方向）に回転させた場合には、ハンドルの回転量に応じた分だけ第１の音の基本周波数が高域側（低域側）にシフトし、パッセンジャー１９が左方向（右方向）に重心を移動させた場合には、その移動量に応じた分だけ第２の音の基本周波数が高域側（低域側）にシフトする。ここで、ハンドルの回転方向とパッセンジャー１９の重心の移動方向が一致しており、かつ、ハンドルの回転量に対してパッセンジャー１９の重心の移動量が適度であるときは、第１および第２の音の各基本周波数は、同じ方向に同一周波数比を維持しつつシフトする。従って、ドライバー１８およびパッセンジャー１９の耳に聞こえる第１および第２の音は和音を構成する。しかし、ハンドルの回転方向とパッセンジャー１９の重心の移動方向が一致していない場合、あるいは、方向が一致していたとしても、ハンドルの回転量に対してパッセンジャー１９の重心の移動量が不釣り合いであるときは、第１および第２の音の各基本周波数の周波数比が本来あるべき周波数比から変化し、非調和な状態となる。従って、ドライバー１８およびパッセンジャー１９は、イヤホンから聞こえる第１および第２の音のハーモニー感に基づき、お互いの運動の調和がとれているか否かを判断することができる。
また、本実施形態においては、ドライバー１８によるハンドルの回転の方向とパッセンジャー１９による体重の移動の方向が同じであれば、第１の音と第２の音の音像が同じ方向へパニングするようになっている。よって、旋回の間の第１の音と第２の音の音像の方向に注意を傾けることにより、ドライバー１８は、自らのハンドルの回転の方向とパッセンジャー１９の体重移動の方向が一致していることを確認でき、また、パッセンジャー１９も、自らの重心移動の方向とドライバー１８によるハンドルの回転の方向が一致していることを確認できる。

（他の実施形態）
本願発明は、種々の変形実施が可能である。

（１）上記第１および第２実施形態では、ピッチの周辺に２機の送受信機２１，２２を設け、各装着ユニット３０が測距用無線信号を送信した送信時と、送受信機２１，２２から測距用応答無線信号を受信した受信時との間の所要時間に無線信号の空気中の伝播速度を乗じることによって、各装着ユニット３０と送受信機２１，２２の間の距離を求めた。これに対し、ピッチの周辺に３機以上の送受信機を所定の間隔をおいて設置し、各々の送受信機から測距用応答無線信号を発信させてもよい。この変形例によると、例えば、ピッチの全面をカバーするような強い電波強度の無線信号を送受信機が送信することができない場合でも、ピッチ内のプレーヤ１０の位置を確実に特定できる。
（２）第１から第３の各実施形態では、装着ユニット３０の側から先に測距用無線信号を発信するのではなく、送受信機から装着ユニット３０に宛てて発信した測距用無線信号へ装着ユニット３０が測距用応答無線信号を返信し、送受信機が、測距用無線信号の送信時と測距用応答無線信号の受信時の間の所要時間を基に装着ユニット３０との距離を特定するようにしてもよい。
（３）第１から第３の各実施形態では、ピッチの周辺の複数の基準位置にそれぞれ備え付けた発信装置から発信時刻のタイムコードによりキャリアを変調した無線信号を発信させ、その無線信号を受信した装着ユニット３０が、受信した無線信号を復調して得たタイムコードが示す時刻とその受信時の差分を基に各発信装置との距離を求め、求めた距離を基に割り出した自らの位置を示す無線信号を発信するようにしてもよい。この場合、各発信装置と装着ユニット３０の距離が０であるときに、無線信号の送信時と受信時の差分が０になるように、発信装置と装着ユニット３０のタイマの時刻設定をキャリブレーションした上で、距離の測定を行うようにするとよい。この変形例によると、基準位置と装着ユニット３０のうち一方から他方へ無線信号を送信するだけで装着ユニット３０の位置を特定でき、第１実施形態や第２実施形態のように無線信号を往復させる必要がなくなる。

（４）上記第１実施形態および第２実施形態では、ディフェンダーの裏への飛び出しを行うプレーヤ１０とオフサイドライン１４との距離やそのプレーヤ１０の位置の感知を促す案内音を、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａの装着ユニット３０から発音するようにした。これに対し、スルーパスを阻む守備側のプレーヤ１０の装着ユニット３０がその守備陣形を整えるための案内音を発音するようにしてもよい。この変形例は、たとえば、以下のような構成により実現可能である。まず、ディフェンスラインを組む３人または４人のプレーヤ１０の位置を特定する。そして、それらの３人または４人のうちエンドライン１２に最も近いプレーヤ１０がサイドのプレーヤ１０であるときは、そのプレーヤ１０の装着ユニット３０から大音量の警告音を発音する。サッカーにおいては、ほぼ横一列に並ぶ３人または４人のディフェンダーのうち中央の１人または２人がサイドのディフェンダーよりやや後ろに位置していることが、オフサイドトラップと呼ばれる戦術を使うのに都合がよいとされている。よって、右サイドまたは左サイドの守備側のプレーヤ１０は、自らの装着ユニット３０から大音量の警告音が発音されると、自らの位置がゴールライン１２に近すぎることを感知し、中央のプレーヤ１０に合わせた位置取りの修正を行うことができる。
上述した変形例の運動支援装置としての概要を示すと、以下のようになる。「複数のプレーヤの各々の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段により検出された複数のプレーヤの状態に基づいて、前記複数のプレーヤの少なくとも一部である支援対象プレーヤに最適な運動を行わせる案内音を発生し、前記支援対象プレーヤに提供する案内音提供手段とを備え、前記状態検出手段は、前記複数のプレーヤの状態として、サッカーのオフサイドラインを形成する複数のプレーヤの位置を検出し、前記案内音提供手段は、前記オフサイドラインを形成する複数のプレーヤのうちサイドのプレーヤを支援対象プレーヤとし、前記状態検出手段により検出される複数のプレーヤの位置を基にエンドラインに最も近いプレーヤを求め、その最も近いプレーヤと支援対象プレーヤとが同じプレーヤであると判断すると、その支援対象プレーヤに提供する案内音の発音態様を変化させることを特徴とする運動支援装置」。

（５）第２実施形態では、音源５１が発生したオーディオ信号へフィルタ５３Ｌ，５３Ｒにより頭部インパルス応答を畳み込むことにより、その音像定位を制御した。しかし、フィルタ５３Ｌ，５３Ｒの代わりに遅延回路を搭載し、この遅延回路の遅延量とその後段のアンプ５４Ｌ，５４Ｒのゲインの調整により、音像定位を制御してもよい。
（６）第２実施形態および第３実施形態において、イヤホン３６Ｌ，３６Ｒから出力する案内音を、スルーパスの受け手のプレーヤ１０の方向や守備陣形の隙領域の方向へパンニングさせるようにしてもよい。この変形例は、左右２チャネルの音の音量の配分の比率を変える一対の乗算器を、フィルタ５３Ｌ，５３Ｒ、アンプ５４Ｌ，５４Ｒの代わりに搭載することにより、実現することができる。この変形例の場合、スルーパスの受け手のプレーヤ１０や守備陣形の隙領域までの距離を案内音を手がかりにして把握することは難しいものの、それらの方向を把握することはできる。
（７）上記第１実施形態および第２実施形態では、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂとオフサイドライン１４の間の距離に応じた発音間隔の音を、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａの左右の耳に装着されたイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから発音するようにした。これに対し、ピッチの周辺に備え付けたスピーカから発音する音の発音間隔をその距離に応じて変化させるようにしてもよい。これにより、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａを含むすべてのプレーヤ１０が、受け手のプレーヤ１０ｂとオフサイドライン１４の間の距離を感知できる。また、スルーパスの出し手のプレーヤ１０ａのイヤホン３６Ｌ，３６Ｒから音を発音する第１のモードと、スピーカから発音する第２のモードを選択可能な構成にしてもよい。この変形例で第２実施形態を構成する場合、音源５１からスピーカに供給するオーディオ信号の遅延量やゲインを調整することによって、そのスピーカから発音する音の音像定位を制御するとよい。

（８）上記第１実施形態では、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｂがオフサイドライン１４に至るまでの間は、出し手のプレーヤ１０ａの装着ユニット３０から断続音を発音させ、オフサイドライン１４を超えた瞬間にその断続音を継続音に切り換えるようにした。これに対し、オフサイドライン１４を超えた瞬間に消音するようにしてもよい。
（９）上記第２実施形態では、顔がエンドライン方向を向いているプレーヤ１０であることをスルーパスの受け手となるための１つの条件とした。しかし、この条件に代えて、エンドライン方向に移動しているプレーヤ１０であることをスルーパスの受け手となるための条件としてもよい。あるいは、顔がエンドライン方向を向いており、かつ、エンドライン方向に移動しているプレーヤ１０であることをスルーパスの受け手となるための条件としてもよい。

（１０）上記第１から第４の各実施形態では、各プレーヤ１０の位置、向き、加速度、ドライバー１８のハンドリング量とその方向、パッセンジャー１９の重心移動量とその方向などの各々の状態を、無線回路３２、地磁気センサ３８、加速度センサ３９、ハンドリング検出センサ６１、重心移動検出センサ８１などを用いて検出し、その状態に応じて案内音の発音態様を制御した。しかし、この案内音の発音態様を決定づける状態は、上記第１から第４の実施形態のものに限らず、外部から視認可能な静的な状態と動的な状態のいずれであってもよい。ここで、静的な状態は、プレーヤ１０の腰、胴体、手、足、頭などの身体の代表点の位置、向きとして定量化し得る状態である。動的な状態は、プレーヤ１０の身体の代表点の加速度、速度、角速度（回転モーメント）、傾斜、歪（例えば、筋肉の伸縮）、圧力（例えば、足の蹴りや掌の握りなどの圧縮、引っ張り）として定量化し得る状態である。状態の定量化のスケールは、１軸であってもよいし、２軸や３軸であってもよい。スケールが１軸であれば、プレーヤ１０の状態はスカラ量として定量化され、２軸や３軸であれば、その状態はベクトル量として定量化される。
また、それらの状態を検出する手段も、上記第１から第４の実施形態のものに限ならい。地面に平行な面における２軸方向（ｘ，ｙ）の加速度を検出する２軸型加速度センサ、それに加えて高さ方向（ｚ）の加速度をも検出する３軸型加速度センサ、速度を検出する速度センサ、角速度（回転モーメント）を検出する角速度センサ、傾斜センサ、圧力センサなどを、地磁気センサ３８、加速度センサ３９、ハンドリング検出センサ６１、重心移動検出センサ８１の代わりに搭載してもよい。また、ＧＰＳ（global positioning system)の測位情報を用いてプレーヤ１０の位置を算出してもよい。
また、各装着ユニット３０の加速度センサ３９を多軸の加速度センサに置き換えた場合、加速度の大きさに加えてその向きを求め、エンドライン方向に移動しており、かつ、加速度の向きがエンドライン方向であることをスルーパスの受け手となるための１つの条件としてもよい。各プレーヤ１０の移動方向は、定期的に検出される各プレーヤ１０の位置の時系列的な変化に基づいて求めることが可能である。

（１１）上記第３実施形態において、各プレーヤ１０の位置、運動能力、ボール１３の位置に加えて、プレーヤ自身の顔（頭）の向き、視線、姿勢（姿勢が前傾なほどレシーブ可能領域は広い）、重心位置（重心が低いほどレシーブ可能領域は広い）などといった、レシーブ可能領域の形状や大きさと相関を有する他の変数をセンサによって求め、その変数に基づいて隙の領域を求めるようにしてもよい。具体的には、上記第３実施形態の装着ユニット３０Ｂは、第２実施形態のものと同様に、地磁気センサ３８および加速度センサ３９を有し、それらのセンサの検出値を用いてレシーブ可能領域をより詳細に算出してもよい。
（１２）上記第４実施形態において、第１の音と第２の音の音量バランスを、側車付オートバイのドライバー１８のハンドリング量とパッセンジャー１９の重心移動量の比に応じて変化させてもよい。この変形例は、例えば、以下のような構成により実現可能である。まず、第１音源７１と第２音源７２から異なる音色で同じ音量のオーディオ信号をそれぞれ発生させ、２つのアンプの各々によりそれらのオーディオ信号を増幅した上でミキサによりミキシングし、イヤホン６７Ｌ，６７Ｒ，８７Ｌ，８７Ｒから出力する。そして、一方のアンプのゲインをドライバー１８のハンドリング量に応じて変化させ、他方のアンプのゲインをパッセンジャー１９の重心移動量に応じて変化させる。この変形例によると、旋回によってドライバー１８のハンドリング量とパッセンジャー１９の重心移動量が変化するたびに両者に聴かせる音の音量が変化する。さらに、ハンドリング量と重心移動量が合っていないと、２つの音のうち一方の音量だけが際立って大きくなるため、ドライバー１８とパッセンジャー１９は、ハンドリング量と体重移動量のバランスが悪くなっていることを確認できる。

（１３）上記第１から第４の各実施形態では、本願発明を、サッカー、バレーボール、そして、側車付オートバイのトレーニングに適用した。しかし、他のスポーツのトレーニングに本発明を適用してもよい。例えば、１対１のプレーヤによって行われるテニスや卓球に必要な状況判断能力は、それらのプレーヤ１０の各々に装着ユニット３０を装着させて行うトレーニングを通じて養うことができる。また、相対立する１人のプレーヤと守備側の複数のプレーヤが関与する野球のプレーである盗塁やバント処理、複数のプレーヤからなる相対立する２つのチームにより行われる、野球、ラグビー、アメリカンフットボールのゲーム、共働する複数のプレーヤにより行われる、ヨットレース、体操競技、カッターボート、サーカスなどにそれぞれ必要な状況判断能力も、それらのプレーヤ１０の各々に装着ユニット３０を装着させて行うトレーニングを通じて養うことができる。
（１４）第１実施形態では、断続音の発音間隔の長短をスルーパスの受け手のプレーヤ１０ｆとオフサイドライン１４の距離に応じて制御した。しかし、無音間隔の長短を両者の距離に応じて制御してもよい。要するに、単位時間あたりの発音回数をスルーパスの受け手のプレーヤ１０とオフサイドライン１４の距離に応じて制御するようになってさえいればよい。また、両者の距離を断続音の時間間隔に変換するのではなく音高（周波数）に変換するようにしてもよい。この変形例では、スルーパスの受け手のプレーヤ１０ｆとオフサイドライン１４の距離が小さい（大きい）ほど、出し手のプレーヤ１０ａに聴かせる案内音の音高を高く（低く）する。このようにすると、近接、離反する距離の変化をわかりやすく報知できる。

（１５）第４実施形態では、基本周波数および左右のチャネルの音量のレベルの配分の変更を経た第１の音と第２の音のミキシング音を、ドライバー１８とパッセンジャー１９の状態を示す案内音として両者のイヤホン６７Ｌ，６７Ｒ，８７Ｌ，８７Ｒから出力した。しかし、ドライバー１８とパッセンジャー１９へ別々の案内音を聞かせるようにしてもよい。この変形例では、ハンドリング量と体重移動量とを合算した結果を基に、ドライバー１８のハンドリングとパッセンジャー１９の体重移動の各々の操作量と方向とを求め、求めた操作量と方向とを示す案内音を各々のイヤホン６７Ｌ，６７Ｒ，８７Ｌ，８７Ｒから出力する。
例えば、右に旋回する側車付オートバイのドライバー１８の右へのハンドリング量に比べてパッセンジャー１９の右への体重移動量が不足している場合、１つの音源のオーディオ信号（例えば、一定周期の純音のオーディオ信号）を個別に処理して得た２種類の案内音を、ドライバー１８のイヤホン６７Ｌ，６７Ｒとパッセンジャー１９のイヤホン８７Ｌ，８７Ｒからそれぞれ出力する。
具体的には、パッセンジャー１９のイヤホン８７Ｌ，８７Ｒからは、右方向へのさらなる体重移動を促す案内音が出力される。より詳細には、体重移動量がハンドリング量に対して不足している間は、音像を左に定位させた断続音（ピッ、ピッ、ピッ）が出力され、その単位時間当たりの発音回数は、体重移動量の不足量が小さくなるほど短くなる。そして、パッセンジャー１９が、その断続音を手がかりにして右方向への体重移動量を大きくし、その体重移動量がドライバー１８のハンドリング量と等しくなると、イヤホン８７Ｌ，８７Ｒから出力される断続音が連続音（ピー）に変わる。
一方、ドライバー１８のイヤホン６７Ｌ，６７Ｒからは、右方向への過剰なハンドリングの緩和を促す案内音が出力される。より詳細には、ハンドリング量が体重移動量に対して過剰である間は、音像を右に定位させた断続音（ピッ、ピッ、ピッ）が出力され、その単位時間あたりの発音回数は、ハンドリング量の過剰量が小さくなるほど短くなる。そして、その断続音を手がかりにしてドライバー１８が右方向へのハンドリングを緩め、そのハンドリング量とパッセンジャー１９の体重移動量とが等しくなると、イヤホン６７Ｌ，６７Ｒから出力される断続音が連続音（ピー）に変わる。
上述した変形例の運動支援装置としての概要を示すと、以下のようになる。「複数のプレーヤの各々の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段により検出された複数のプレーヤの状態に基づいて、前記複数のプレーヤの少なくとも一部である支援対象プレーヤに最適な運動を行わせる案内音を発生し、前記支援対象プレーヤに提供する案内音提供手段とを備え、前記状態検出手段は、２人の前記支援対象プレーヤのうちの一方のプレーヤである第１の支援対象プレーヤのハンドリングの量と方向とをそのプレーヤの状態として検出するとともに、他方のプレーヤである第２の支援対象プレーヤの体重移動の量と方向とをそのプレーヤの状態として検出し、前記案内音提供手段は、前記体重移動の量に対する前記ハンドリングの量の過不足を埋め合わせる操作方向、または、その操作方向の逆の方向に音像を定位させた案内音であって、単位時間当たりの発音回数を前記体重移動の量と前記ハンドリングの量との差に対応させた案内音を前記第１の支援対象プレーヤに提供するとともに、前記ハンドリングの量に対する前記体重移動の量の過不足を埋め合わせる操作方向、または、その操作方向の逆の方向に音像を定位させた案内音であって、単位時間当たりの発音回数を前記ハンドリングの量と前記体重移動の量との差に対応させた案内音を前記第２の支援対象プレーヤに提供することを特徴とする運動支援装置」。
さらに、この変形例において、ドライバー１８とパッセンジャー１９とで主従関係を設定し、例えば、ドライバー１８のハンドリングにパッセンジャー１９の重心移動を合わせるように処理した唯一の案内音をそれらの両者に報知するようにしてもよい。これによると、ドライバー１８のハンドリングとパッセンジャー１９の体重移動とが調和しているかのみを端的にわかりやすく報知することが可能となる。

（１６）第４実施形態において、ドライバー１８のハンドリングとパッセンジャー１９の体重移動の方向が一致していれば案内音を出力し、一致していなければ出力しない、というように、案内音の発音態様を２値的に切り換えるようにしてもよい。
（１７）第４実施形態において、ドライバー１８のハンドリングとパッセンジャー１９の体重移動の方向を検出せずにそれらの量だけを検出し、ドライバー１８のハンドリング量とパッセンジャー１９の体重移動量の差に応じて両者に聞かせる案内音の単位時間当たりの発音回数を変えてもよい。側車付きオートバイが左（右）に旋回しているにもかかわらず、パッセンジャー１９がその逆の方向に体重移動すること、つまり、両者の運動の方向が完全に逆になることは通常はあり得ないため、ハンドリング量と体重移動量の差だけを案内音により提示することによっても、旋回の訓練を支援することが可能である。
（１８）第３実施形態において、ボール１３を複数方向から撮影した映像（動画）を解析してそのボール１３の位置を特定するボール位置画像解析ユニット５０’をボール位置検出ユニット５０の代わりに設けてもよい。
（１９）上記第１から第４の各第実施形態にかかる運動支援装置の装着ユニット３０およびホスト装置４０の各部と同じ機能をコンピュータに実現させるプログラムを、ＷＷＷ（World Wide Web ）上のサーバ装置から、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Data Assistance）、携帯電話端末へダウンロードさせてもよい。この場合、それらの端末に標準装備されているセンサ、音源、スピーカなどを、ダウンロードしたプログラムによって制御し、上記運動支援装置と同様の作用を実現することが可能である。また、そのようなプログラムを記憶媒体に記憶させた上で配布するようにしてもよい。

この発明の第１実施形態である運動支援装置の支援対象であるスルーパスを説明する図である。 同運動支援装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるプレーヤと基準位置の関係を説明する図である。 同実施形態におけるステータス管理テーブルのデータ構造を示す図である。 同実施形態においてホスト装置の制御部が実行するスルーパス支援処理の処理内容を示すフローチャートである。 この発明の第２実施形態にかかる運動支援装置のハードウェア構成図である。 同実施形態におけるステータス管理テーブルのデータ構造図である。 同実施形態においてホスト装置の制御部が実行するスルーパス支援処理の処理内容を示すフローチャートである。 レシーブの陣形を説明する図である。 この発明の第３実施形態にかかる運動支援装置のハードウェア構成図である。 同実施形態におけるステータス管理テーブルのデータ構造図である。 同実施形態においてホスト装置の制御部が実行するレシーブ支援処理の処理内容を示すフローチャートである。 側車付オートバイ、ドライバー、パッセンジャーを示す図である。 この発明の第４実施形態にかかる運動支援装置のハードウェア構成図である。 同実施形態においてオーディオ回路の各部が行う信号処理の内容を示す図である。

符号の説明

１０…プレーヤ、１１…ゴールキーパ、１２…ゴールライン、１３…ボール、１４…オフサイドライン、１８…ドライバー、１９…パッセンジャー、２１…第１送受信機、２２…第２送受信機、２３…第３送受信機、３０…装着ユニット、３１，４７…アンテナ、３２，４６…無線回路、３３，６５…ＣＰＵ、３４，６６…メモリ、３５，６８…オーディオ回路、３６，６７，８７…イヤホン、３８…地磁気センサ、３９…加速度センサ、４０…ホスト装置、４１…ステータス管理テーブル用メモリ、４４…制御部、５０…ボール位置検出ユニット、５１…音源，５３…フィルタ、５４…アンプ、６０…ドライバー支援ユニット、６１…ハンドリング検出センサ、６４…ＡＤＣ、７１…第１音源、７２…第２音源、７３…第１基本周波数調整器、７４…第２基本周波数調整器、７７…第１乗算器，第２乗算器、７８…第３乗算器，第４乗算器、７９…第１ミキサー，８０…第２ミキサー 、８１…重心移動検出センサ

Claims (2)

1. サッカーにおけるスルーパスの支援を行う運動支援装置であって、
   前記サッカーを行う複数のプレーヤの位置を検出する状態検出手段と、
   前記複数のプレーヤの少なくとも一部である支援対象プレーヤに最適な運動を行わせる案内音を発生し、前記支援対象プレーヤに提供する手段であって、前記状態検出手段により検出される複数のプレーヤの位置に基づいて前記複数のプレーヤから前記スルーパスの受け手のプレーヤを選択するとともに、前記スルーパスの受け手のプレーヤのオフサイドラインまでの距離を求め、前記スルーパスの出し手を支援対象プレーヤとし、この支援対象プレーヤに提供する案内音の発音態様を前記スルーパスの受け手のプレーヤの前記オフサイドラインまでの距離に応じて制御する案内音提供手段と
   を備えることを特徴とする運動支援装置。
2. サッカーにおけるスルーパスの支援を行う運動支援装置であって、
   前記サッカーを行う複数のプレーヤの位置と、向きと、動きを検出する状態検出手段と、
   前記複数のプレーヤの少なくとも一部である支援対象プレーヤに最適な運動を行わせる案内音を発生し、前記支援対象プレーヤに提供する手段であって、前記状態検出手段により検出される複数のプレーヤの位置、向き、動きに基づいて、前記複数のプレーヤの中から最善のものをスルーパスの受け手のプレーヤとして選択し、前記スルーパスの出し手を支援対象プレーヤとし、この支援対象プレーヤに提供する案内音の音像を、選択したスルーパスの受け手のプレーヤの位置に定位させる案内音提供手段と
   を具備することを特徴とする運動支援装置。

Images