JP7559504B2

JP7559504B2 - Simulation Equipment

Info

Publication number: JP7559504B2
Application number: JP2020181846A
Authority: JP
Inventors: 伸一大久保
Original assignee: Toppan Holdings Inc
Current assignee: Toppan Holdings Inc
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2024-10-02
Anticipated expiration: 2040-10-29
Also published as: JP2022072425A

Description

本発明は、シミュレーション装置に関する。 The present invention relates to a simulation device.

従来、エクササイズ機器とバーチャルリアリティシステムとを組み合わせたシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, a system that combines exercise equipment with a virtual reality system has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許第６７３２８８３号公報Patent No. 6732883

しかしながら、従来のシステムにおいては、仮想空間内における仮想風景や、走行路状況に応じた負荷等を模擬することは可能であるが、風については模擬していない。そのため、例えば、自転車で海岸沿いの道を走行する状況を模擬する場合には、実際に海岸沿いの道を走行したときには横風を受けるのに対し、仮想空間内では風を感じない。つまり、画面上では海岸沿いを走行しているにも関わらず横風を感じないため、臨場感が出ず、よりリアリティのある模擬が望まれていた。特に、グーグル（登録商標）社製のグーグルアース等の三次元地図ソフトを用いて仮想風景を表示する場合等には、表示される仮想風景のリアリティが高いため、より実際に近い環境を再現することが望まれていた。 However, in conventional systems, while it is possible to simulate virtual scenery in a virtual space and loads according to road conditions, they do not simulate wind. Therefore, for example, when simulating the situation of riding a bicycle along a road along the coast, whereas a crosswind is experienced when actually riding along a road along the coast, the wind is not felt in the virtual space. In other words, since the crosswind is not felt even though the bicycle is riding along the coast on the screen, the sense of realism is lacking, and a more realistic simulation is desired. In particular, when displaying virtual scenery using three-dimensional map software such as Google Earth made by Google (registered trademark), the displayed virtual scenery is highly realistic, and it is desired to reproduce an environment that is closer to reality.

そこで、この発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、より実際に近い走行環境を提供することの可能なシミュレーション装置を提供することを目的としている。 Therefore, this invention was made with a focus on the above-mentioned unresolved problems in the past, and aims to provide a simulation device that can provide a driving environment that is closer to reality.

本願発明の一態様によれば、ペダル漕ぎ運動を行うことの可能な運動具におけるユーザの運動状況を検出する運動状況検出部と、運動状況検出部の検出情報に基づいて仮想空間内での前記ユーザの現在位置を検出する位置検出部と、運動具が前記ユーザに与える運動負荷を調整する運動負荷調整部と、位置検出部で検出した現在位置に対応する予め設定した仮想風景を表示装置に表示すると共に、運動具が前記ユーザに与える運動負荷が現在位置に対応して予め設定した仮想運動負荷となるように運動負荷調整部を制御する仮想空間模擬部と、仮想空間内の位置と対応付けられ、風速情報を記憶する風速情報記憶部と、運動具の少なくとも左右いずれか一方に向けて横風を発生させる横風発生用の送風機と、風速情報記憶部から、現在位置に対応する風速情報を取得し、取得した風速情報で特定される風速の風を発生するように前記送風機を駆動する送風機制御部と、を備えるシミュレーション装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a simulation device is provided that includes an exercise status detection unit that detects the exercise status of a user using exercise equipment capable of pedaling, a position detection unit that detects the current position of the user in a virtual space based on information detected by the exercise status detection unit, an exercise load adjustment unit that adjusts the exercise load applied to the user by the exercise equipment, a virtual space simulation unit that displays a preset virtual landscape corresponding to the current position detected by the position detection unit on a display device and controls the exercise load adjustment unit so that the exercise load applied to the user by the exercise equipment becomes the preset virtual exercise load corresponding to the current position, a wind speed information storage unit that is associated with a position in the virtual space and stores wind speed information, a crosswind generating blower that generates a crosswind toward at least one of the left and right sides of the exercise equipment, and a blower control unit that acquires wind speed information corresponding to the current position from the wind speed information storage unit and drives the blower to generate wind at a speed specified by the acquired wind speed information.

本発明によれば、より臨場感のある模擬を行うことができる。 The present invention allows for more realistic simulation.

本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a simulation device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a simulation device according to an embodiment of the present invention; シミュレーション装置の変形例である。13 is a modified example of the simulation device.

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

ここで、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造等が下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
〔シミュレーション装置の構成〕 Here, the drawings are schematic and differ from the actual ones. The embodiments shown below are merely examples of configurations for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited to the materials, shapes, structures, etc. of the components described below. The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope defined by the claims.
[Configuration of the simulation device]

図１は、本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置１の一例を示す概略構成図であり、図２はブロック図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of a simulation device 1 according to one embodiment of the present invention, and Figure 2 is a block diagram.

シミュレーション装置１は、ユーザにより選択されたサイクリングコース（走行コース）に対応した風景画像を表示し、ペダル漕ぎ運動を行うことの可能な運動具に対するユーザによる操作に応じて風景画像を更新する。また、サイクリングコースにおける走行路状況に応じて、運動具がユーザに与える運動負荷を調整することで、サイクリングコースを走行している状況を仮想空間内において模擬するようになっている。 The simulation device 1 displays a landscape image corresponding to a cycling course (riding course) selected by the user, and updates the landscape image in response to the user's operation of an exercise tool capable of pedaling. In addition, the simulation device 1 adjusts the exercise load that the exercise tool imparts to the user in response to the road conditions on the cycling course, thereby simulating the situation of riding on the cycling course in a virtual space.

具体的には、シミュレーション装置１は、ペダル漕ぎ運動を行うことの可能な運動具２と、送風機３と、表示装置４と、入力装置５と、運動状況検出部６と、模擬情報記憶部７と、運動負荷調整部８と、シミュレーション装置１の各部を制御する制御装置９と、を備える。 Specifically, the simulation device 1 includes an exercise tool 2 capable of performing pedaling exercise, a blower 3, a display device 4, an input device 5, an exercise status detection unit 6, a simulated information storage unit 7, an exercise load adjustment unit 8, and a control device 9 that controls each part of the simulation device 1.

運動具２は、少なくともペダルと着座部とを備え、ユーザが着座部に腰掛け、ペダルを漕ぐことにより、自転車の車輪が回転する状況を模擬する。また、後述の運動負荷調整部８によりユーザに与える運動負荷が調整されるようになっている。運動具２としては、例えば運動負荷調整部８の機能を有するエルゴメータを適用することができる。 The exercise equipment 2 has at least pedals and a seat, and when a user sits on the seat and pedals, it simulates the rotation of a bicycle wheel. The exercise load applied to the user is adjusted by the exercise load adjustment unit 8, which will be described later. For example, an ergometer having the function of the exercise load adjustment unit 8 can be used as the exercise equipment 2.

送風機３は、運動具２を挟んで左右の少なくとも何れか一方に配置され、運動具２を使用中のユーザに風が当たるように配置する。図1では、運動具２の前方に配置された向かい風発生用の送風機３ａと、運動具２を挟んでその両側に１台ずつ配置された横風発生用の送風機３ｂ及び３ｃの計３台の送風機３を備え、これらの送風機３ａ～３ｃは、運動具２を使用中のユーザに風が当たるように配置される。送風機３は、例えば風速を変更可能に構成され、制御装置９によって例えば無線により風速を変更できるようになっている。送風機３としては、家庭内で用いている扇風機を用いることができる。なお、制御装置９によって有線で送風機３の風速を変更するように構成してもよく、また、風速だけでなく風向も変更するように構成してもよい。また、送風機３は、少なくとも運動具２の左右のいずれか一方に配置されていればよい。例えば運動具２の左右に横風発生用の送風機を一台ずつ設けてもよく（３ｂ、３ｃ）、運動具２の左右それぞれに複数の送風機３を横風発生用として設けてもよい。同様に、運動具２の前方に複数の向かい風発生用の送風機３を設けてもよい。 The blowers 3 are arranged at least on either the left or right side of the exercise equipment 2 so that the wind blows on the user who is using the exercise equipment 2. In FIG. 1, a total of three blowers 3 are provided, including a blower 3a for generating headwinds arranged in front of the exercise equipment 2, and blowers 3b and 3c for generating crosswinds arranged on both sides of the exercise equipment 2, and these blowers 3a to 3c are arranged so that the wind blows on the user who is using the exercise equipment 2. The blowers 3 are configured to be able to change the wind speed, for example, wirelessly by the control device 9. The blower 3 can be a fan used in the home. The control device 9 may be configured to change the wind speed of the blower 3 via a wired connection, and may be configured to change not only the wind speed but also the wind direction. The blower 3 may be arranged at least on either the left or right side of the exercise equipment 2. For example, one blower for generating crosswinds may be provided on each side of the exercise equipment 2 (3b, 3c), or multiple blowers 3 for generating crosswinds may be provided on each side of the exercise equipment 2. Similarly, multiple blowers 3 for generating headwinds may be provided in front of the exercise equipment 2.

表示装置４は、運動具２を用いて運動しているユーザから見えやすい位置に配置される。表示装置４は、例えば、運動具２の前方の、送風機３の上方等、送風機３で発生する風が妨げられない位置に配置される。表示装置４には、後述の入力装置５による操作によって選択されたサイクリングコースに対応した風景画像が、ユーザによるペダル漕ぎ運動の実施状況に応じて順に更新されて表示され、これによって、ユーザがあたかもサイクリングコースを自転車で走行しているかのように仮想空間を模擬している。 The display device 4 is placed in a position where it can be easily seen by the user exercising with the exercise equipment 2. The display device 4 is placed in a position where the wind generated by the blower 3 is not obstructed, for example, in front of the exercise equipment 2 and above the blower 3. The display device 4 displays landscape images corresponding to a cycling course selected by operation of the input device 5 described below, which are updated in sequence according to the status of the pedaling exercise performed by the user, thereby simulating a virtual space as if the user were riding a bicycle along the cycling course.

入力装置（選択部）５は、例えば、運動具２のハンドル等、運動具２の、ユーザが操作しやすい位置に配置される。入力装置５は、例えばタッチパネル等で構成され、模擬するサイクリングコースの選択、風を模擬するか否かの選択、等、仮想空間における模擬条件を設定できるようになっている。なお、入力装置５は、運動具２に配置されていなくともよく、運動中のユーザの邪魔にならない位置に配置されていてもよい。 The input device (selection unit) 5 is placed in a position on the exercise equipment 2 that is easy for the user to operate, such as on the handle of the exercise equipment 2. The input device 5 is composed of, for example, a touch panel, and allows the user to set simulation conditions in the virtual space, such as selecting the cycling course to be simulated and whether or not to simulate wind. The input device 5 does not have to be placed on the exercise equipment 2, and may be placed in a position that does not interfere with the user during exercise.

運動状況検出部６は、ユーザの運動状況を検出するセンサであって、運動具２のペダルの回転軸に設けられ、ペダルの回転数を検出する回転数センサを含む。 The exercise status detection unit 6 is a sensor that detects the user's exercise status, and includes a rotation speed sensor that is provided on the rotation axis of the pedal of the exercise tool 2 and detects the rotation speed of the pedal.

模擬情報記憶部７は、仮想風景情報を記憶する仮想風景記憶部７ａと、仮想運動負荷情報を記憶する仮想運動負荷記憶部７ｂと、風速情報を記憶する風速情報記憶部７ｃと、を含む。模擬情報記憶部７は、複数のサイクリングコースそれぞれに対応する風景画像情報として、例えば三次元空間画像等の画像情報（例えば、ストリートビュー（登録商標）画像）が含まれている。 The simulation information storage unit 7 includes a virtual scenery storage unit 7a that stores virtual scenery information, a virtual exercise load storage unit 7b that stores virtual exercise load information, and a wind speed information storage unit 7c that stores wind speed information. The simulation information storage unit 7 includes image information such as three-dimensional spatial images (e.g., Street View (registered trademark) images) as scenery image information corresponding to each of the multiple cycling courses.

また、各サイクリングコースの各地点における風速情報及び、各サイクリングコースの各地点における走行路状況に応じた仮想運動負荷情報が、サイクリングコース毎に、それぞれ各サイクリングコース上の各地点と対応付けて、風速情報記憶部７ｃ及び仮想運動負荷記憶部７ｂに格納されている。走行路状況に応じた仮想運動負荷情報とは、走行路を実際に自転車で走行した場合に、ユーザに加わる運動負荷であって、風量と、走行路の勾配と、空気抵抗と等により決定される。例えば向かい風が吹いている場合、強い風であり風量が大きければ仮想運動負荷は大きくなり、弱い風であり風量が小さければ仮想運動負荷は小さくなる。また、例えば上り坂ならば仮想運動負荷は大きくなり、下り坂ならば仮想運動負荷は微小又は零となる。また、急な上り坂であるときほど仮想運動負荷は大きくなる。空気抵抗は、ユーザの体型や仮想空間におけるユーザの移動速度等によって決定され、大柄な人ほど空気抵抗は大きくなり、また移動速度が高速であるほど空気抵抗は大きくなる。 In addition, wind speed information at each point on each cycling course and virtual exercise load information corresponding to the road conditions at each point on each cycling course are stored in the wind speed information storage unit 7c and the virtual exercise load storage unit 7b for each cycling course, in association with each point on each cycling course. The virtual exercise load information corresponding to the road conditions is the exercise load applied to the user when actually riding a bicycle on the road, and is determined by the wind volume, the gradient of the road, air resistance, etc. For example, if there is a headwind, if the wind is strong and the wind volume is large, the virtual exercise load will be large, and if the wind is weak and the wind volume is small, the virtual exercise load will be small. For example, if the road is uphill, the virtual exercise load will be large, and if the road is downhill, the virtual exercise load will be small or zero. Also, the steeper the uphill slope, the greater the virtual exercise load. Air resistance is determined by the user's body type and the user's moving speed in the virtual space, etc., and the larger the person, the greater the air resistance, and the faster the moving speed, the greater the air resistance.

仮想運動負荷情報は、例えば、風量及び空気抵抗による運動負荷は一定値とし、走行路の勾配による運動負荷は変数として予め推測し、これらの和を、サイクリングコースの各地点における運動負荷として設定してもよい。また、風量及び空気抵抗による運動負荷も変数としてもよい。この場合には、例えば風量による運動負荷はランダムに設定し、空気抵抗による運動負荷は、後述の位置検出部９ａで演算したユーザの現在位置から移動速度を求めこの移動速度に基づき逐次演算し、予め推定した走行路の勾配による運動負荷と、予めランダムに設定した風量による運動負荷とを仮想運動負荷情報として、予め記憶しておく。空気抵抗による運動負荷は、移動速度に応じて逐次設定し、予め記憶していた風量及び走行路の勾配による運動負荷の和と、逐次設定される空気抵抗による運動負荷との和を、仮想空間におけるユーザの現在位置における仮想運動負荷としてもよい。また、前述のように空気抵抗による運動負荷はユーザの体型にも左右されることから、例えば、ユーザがサイクリングコースを入力装置５で選択する際に、体型も選択可能に構成し、空気抵抗による運動負荷を、選択された体型と、移動速度とに応じて空気抵抗による運動負荷を演算するように構成してもよい。 For example, the exercise load due to wind volume and air resistance may be set as a constant value, and the exercise load due to the gradient of the running path may be estimated in advance as a variable, and the sum of these may be set as the exercise load at each point of the cycling course. The exercise load due to wind volume and air resistance may also be set as a variable. In this case, for example, the exercise load due to wind volume may be set randomly, and the exercise load due to air resistance may be calculated sequentially based on the moving speed calculated from the user's current position calculated by the position detection unit 9a described later, and the exercise load due to the gradient of the running path estimated in advance and the exercise load due to the wind volume set randomly in advance may be stored in advance as virtual exercise load information. The exercise load due to air resistance may be set sequentially according to the moving speed, and the sum of the exercise load due to the wind volume and the gradient of the running path stored in advance and the exercise load due to the air resistance set sequentially may be set as the virtual exercise load at the user's current position in the virtual space. As mentioned above, the exercise load due to air resistance also depends on the user's body type, so for example, when the user selects a cycling course using the input device 5, the body type can also be selected, and the exercise load due to air resistance can be calculated according to the selected body type and the movement speed.

サイクリングコースは、実在のコースであってもよく、また仮想的に設定したコースであってもよい。 The cycling course may be an actual course or a virtually created course.

サイクリングコースが実在のコースである場合には、実際に、実在のコースを自転車で走行して風景を撮影し、撮影した動画を風景画像情報として用いてもよく、また、実在のサイクリングコースを模擬したＣＧ（computer graphics）風景を作製し、これを風景画像情報として用いてもよい。仮想的に設定したコースである場合には、例えば変化に富んだコース等を想定してＣＧ（computer graphics）風景を作製し、これを風景画像情報として用いてもよい。 If the cycling course is an actual course, a person may actually ride a bicycle along the actual course and film the scenery, and the filmed video may be used as the scenery image information. Alternatively, a CG (computer graphics) landscape that simulates an actual cycling course may be created and used as the scenery image information. If the course is a virtual course, a CG (computer graphics) landscape may be created, for example, based on a course with many variations, and used as the scenery image information.

また、風速情報は、サイクリングコースが実在のコースである場合には、実際に自転車で実在のコースを走行し、予め設定した測定点で風速及び風向を測定し、測定点の位置座標と対応付けて記憶してもよい。測定点は、例えば、海岸沿いの地点等といった海からの風等の影響を受ける地点、また、下り坂等、地形や建物等の影響により、その箇所だけ強い風が吹く地点等、風が変化する地点等を設定すればよい。また、サイクリングコースが実在しないコースである場合、また、実在のコースである場合であっても、各サイクリングコースに対応する風景画像情報に基づき地形等から風速を推測してもよい。 In addition, if the cycling course is an actual course, wind speed information may be obtained by actually riding a bicycle along the actual course, measuring wind speed and direction at pre-set measurement points, and storing the information in association with the position coordinates of the measurement points. Measurement points may be set, for example, at points affected by winds from the sea, such as points along the coast, or points where the wind changes, such as downhill slopes where strong winds blow only at certain points due to the influence of the terrain or buildings. In addition, if the cycling course is a fictitious course, or even if it is an actual course, the wind speed may be estimated from the terrain, etc., based on scenery image information corresponding to each cycling course.

また、走行路状況に応じた仮想運動負荷情報は、サイクリングコースが実在のコースである場合には、実際に自転車で実在のコースを走行し、予め設定した測定点でユーザにかかる運動負荷を測定すること、等により設定してもよい。或いは各サイクリングコースに対応する風景画像情報から得られる走行路の状況、つまり上り坂、下り坂等からユーザに係る運動負荷を推測し、仮想運動負荷情報として設定してもよい。仮想運動負荷情報の測定点は、上り坂、下り坂、等、走行路の状況によってユーザにかかる運動負荷が大きく変化する地点等を設定すればよい。 If the cycling course is an actual course, the virtual exercise load information according to the riding route conditions may be set by actually riding a bicycle along the actual course and measuring the exercise load imposed on the user at pre-set measurement points. Alternatively, the exercise load imposed on the user may be estimated from the riding route conditions, i.e., uphill, downhill, etc., obtained from the scenery image information corresponding to each cycling course, and set as the virtual exercise load information. The measurement points for the virtual exercise load information may be set at points where the exercise load imposed on the user changes significantly depending on the riding route conditions, such as uphill, downhill, etc.

運動負荷調整部８は、運動具２による運動負荷を調整するものであって、運動負荷調整部８は、制御装置９からの指示に応じて運動負荷を変更する。例えば、運動具２に後輪が設けられている場合には、ユーザがペダルを漕ぐに伴い回転する後輪のリムの部分を挟み込み、リムブレーキをかける状態として車輪が回転しにくくすることにより運動負荷を増大させるようになっている。または運動負荷調整部８は、ディスクブレーキをかける状態とすることにより車輪を回転しにくくすることによって、運動負荷を増大させるようにしてもよい。 The exercise load adjustment unit 8 adjusts the exercise load of the exercise equipment 2, and changes the exercise load in response to instructions from the control device 9. For example, if the exercise equipment 2 is provided with a rear wheel, the exercise load is increased by pinching the rim of the rear wheel that rotates as the user pedals, applying a rim brake to make it difficult for the wheel to rotate. Alternatively, the exercise load adjustment unit 8 may increase the exercise load by applying a disc brake to make it difficult for the wheel to rotate.

また、運動具２としてエルゴメータ等の既存の装置を用いる場合には、エルゴメータの機能として備えられている運動負荷の設定機能を利用し、制御装置９からの指示に応じて運動負荷調整部８が、エルゴメータの運動負荷を切り替えることで、運動負荷を増減してもよい。 In addition, when an existing device such as an ergometer is used as the exercise equipment 2, the exercise load can be increased or decreased by using an exercise load setting function provided as a function of the ergometer, and the exercise load adjustment unit 8 can switch the exercise load of the ergometer in response to an instruction from the control device 9.

制御装置９は、仮想空間内でのユーザの現在位置を検出する位置検出部９ａと、仮想風景の表示及び運動具２がユーザに与える運動負荷が予め設定した仮想運動負荷となるように運動負荷調整部８を制御する仮想空間模擬部９ｂと、送風機３（３ａ～３ｃ）を駆動する送風機制御部９ｃと、を含む。 The control device 9 includes a position detection unit 9a that detects the user's current position in the virtual space, a virtual space simulation unit 9b that controls the display of the virtual scenery and the exercise load adjustment unit 8 so that the exercise load applied to the user by the exercise equipment 2 becomes a preset virtual exercise load, and a blower control unit 9c that drives the blowers 3 (3a to 3c).

位置検出部９ａは、運動状況検出部６で検出されたペダルの回転数に基づき、この回転数で自転車が仮想的に走行したときの自転車の速度を推測し、推測した速度に基づき仮想空間におけるユーザの現在位置、具体的には、選択されたサイクリングコース上の位置を推測する。仮想空間模擬部９ｂは、入力装置５で選択されたサイクリングコースに対応する風景画像情報を、模擬情報記憶部７の仮想風景記憶部７ａから取得する。そして、仮想空間模擬部９ｂは、位置検出部９ａで推測した速度で自転車が走行したときにユーザに見えるはずの風景画像が表示装置４に表示されるように、サイクリングコース上の位置に対応する風景画像を、仮想空間におけるユーザの現在位置に応じて順次更新する。これによって、ユーザがペダル漕ぎ動作を行うことによって、単位時間当たりのペダルの回転数から推測されるサイクリングコース上の現在位置に応じて風景画像が順次更新されて表示装置４に表示され、仮想空間内において、ユーザがサイクリングコースをあたかも走行しているかのように模擬することができる。 Based on the pedal rotation speed detected by the exercise status detection unit 6, the position detection unit 9a estimates the speed of the bicycle when the bicycle virtually travels at this rotation speed, and estimates the user's current position in the virtual space, specifically, the position on the selected cycling course, based on the estimated speed. The virtual space simulation unit 9b acquires scenery image information corresponding to the cycling course selected by the input device 5 from the virtual scenery storage unit 7a of the simulation information storage unit 7. The virtual space simulation unit 9b then sequentially updates the scenery image corresponding to the position on the cycling course according to the user's current position in the virtual space so that the scenery image that the user would see when the bicycle travels at the speed estimated by the position detection unit 9a is displayed on the display device 4. As a result, when the user pedals, the scenery image is sequentially updated according to the current position on the cycling course estimated from the pedal rotation speed per unit time and displayed on the display device 4, and it is possible to simulate as if the user were traveling on the cycling course in the virtual space.

また、仮想空間模擬部９ｂは、入力装置５で選択されたサイクリングコースに対応する仮想運動負荷情報を、仮想運動負荷記憶部７ｂから取得し、また、仮想空間におけるユーザの移動速度及びユーザの体型等による空気抵抗分の運動負荷を加味し、加味した後の仮想運動負荷をユーザに与えるように、運動負荷調整部８を制御する。これにより、仮想空間内において、ユーザがサイクリングコースをあたかも走行しているかのように、運動負荷を模擬することができる。 The virtual space simulation unit 9b also acquires virtual exercise load information corresponding to the cycling course selected by the input device 5 from the virtual exercise load storage unit 7b, and controls the exercise load adjustment unit 8 to take into account the user's movement speed in the virtual space and the exercise load for air resistance due to the user's body type, etc., and to give the user the virtual exercise load after taking into account the information. This makes it possible to simulate the exercise load as if the user were running along a cycling course in the virtual space.

また、制御装置９は、風の模擬を行うことが入力装置５で選択されている場合には、送風機制御部９ｃが、選択されたサイクリングコースに対応する風速情報を、風速情報記憶部７ｃから取得し、仮想空間におけるユーザの現在位置に対応する風速情報に基づき、現在位置の風速及び風向相当の風を発生するように向かい風発生用の送風機３ａ、横風発生用の送風機３ｂ及び３ｃを駆動する。 When wind simulation is selected by the input device 5, the control device 9 causes the blower control unit 9c to obtain wind speed information corresponding to the selected cycling course from the wind speed information storage unit 7c, and drives the headwind generating blower 3a and the crosswind generating blowers 3b and 3c to generate wind with the wind speed and direction equivalent to the current position based on the wind speed information corresponding to the user's current position in the virtual space.

以上によって、仮想空間におけるサイクリングコース上のユーザの現在位置に応じた仮想風景が表示装置４に表示され、現在位置に応じた仮想運動負荷が運動具２によりユーザに与えられると共に、現在位置に応じた風が送風機３により模擬される。
〔効果〕 As a result of the above, a virtual landscape corresponding to the user's current position on the cycling course in the virtual space is displayed on the display device 4, a virtual exercise load corresponding to the current position is given to the user by the exercise equipment 2, and wind corresponding to the current position is simulated by the blower 3.
〔effect〕

このように、ユーザが運動具２でペダル漕ぎ運動を行うことによって、選択したサイクリングコースに対応する風景画像が表示装置４に表示され、ペダル漕ぎ運動に伴い仮想空間における現在位置が変化すると、これに応じて風景画像が順次更新される。さらに、仮想空間における現在位置に応じて送風機３が駆動されて運動具２の周囲からユーザに向けて風が発生すると共に、運動具２がユーザに与える運動負荷が変動する。そのため、ユーザは、選択されたサイクリングコースを実際に走行した場合と同等の仮想風景を表示装置４で見ることができると共に、走行路状況に応じて運動負荷が変化し、風を感じることになる。そのため、サイクリングコースを実際に走行した場合により近い模擬が行われることによって、ユーザはより臨場感を味わうことができる。 In this way, as the user pedals the exercise equipment 2, a scenery image corresponding to the selected cycling course is displayed on the display device 4, and as the current position in the virtual space changes as the user pedals, the scenery image is updated sequentially accordingly. Furthermore, the blower 3 is driven according to the current position in the virtual space to generate wind from around the exercise equipment 2 toward the user, and the exercise load that the exercise equipment 2 imparts to the user varies. As a result, the user can see a virtual scenery on the display device 4 that is equivalent to that seen when actually riding the selected cycling course, and the exercise load changes depending on the road conditions, allowing the user to feel the wind. Therefore, by simulating the experience more closely to actually riding the cycling course, the user can experience a more realistic feeling.

特に、海岸沿いに設けられたサイクリングコースの場合、横風の影響を受けやすく、言い換えれば横風の影響を受けつつ走行することにより、海岸沿いのサイクリングコースを走行していることを実感することができる。そのため、仮想空間の海岸沿いのサイクリングコースにおいて、少なくとも横風発生用の送風機３ｂ又は３ｃを駆動し、横風を模擬することによって、ユーザに対して、より臨場感を与えることができる。また、海岸に向かって走行している場合等、海からの向かい風を受けるコースの場合には、向かい風用の送風機３ａを駆動し、向かい風を模擬すると共に向かい風による空気抵抗に伴う運動負荷を模擬することによって、実際の状況に近い模擬を行うことができ、ユーザに対してより臨場感を与えることができる。 In particular, cycling courses along the coast are susceptible to crosswinds, or in other words, by riding while being affected by crosswinds, the user can feel as if they are riding along a cycling course along the coast. Therefore, by driving at least the crosswind generating blower 3b or 3c on a cycling course along the coast in the virtual space and simulating a crosswind, the user can be given a more realistic feel. Also, when riding towards the coast, or on a course where there is a headwind from the sea, the headwind blower 3a can be driven to simulate the headwind and the exercise load associated with the air resistance caused by the headwind, thereby providing a simulation that is closer to the actual situation and giving the user a more realistic feel.

また、風を発生するか否かを選択できるようになっているため、風を発生させたりさせなかったりすることによって、よりバリエーションに富んだ模擬を行うことができる。 You can also choose whether or not to generate wind, allowing you to perform simulations with greater variety by turning wind on and off.

また、実際、比較的軽いロードバイクは、横風により流されることがある。そのため、シミュレーション装置１により、海岸沿いのサイクリングコースを走行した場合に受ける横風と同等の横風を体験した後、実際に海岸沿いのサイクリングコースを走行することによって、横風発生時には、より的確に対処を行うことができる。 In reality, a relatively light road bike can be blown away by a crosswind. Therefore, by using the simulation device 1 to experience a crosswind equivalent to the one experienced when riding along a coastal cycling course, and then actually riding along the coastal cycling course, the rider can take more appropriate measures when a crosswind occurs.

また、三次元空間画像等の画像情報として、実際に撮影した画像が表示装置４に表示されるため、サイクリングコースとして行ったことのない場所や山岳コース等を設定することによって、走る楽しさをより実感することができる。 In addition, because images actually captured are displayed on the display device 4 as image information such as three-dimensional spatial images, the user can experience the joy of riding even more by setting a cycling course in a place they have never been to or a mountain course.

また、風を模擬する方法として、運動中、送風機３を作動させておく方法も考えられる。しかしながら、送風機３を作動させておくと、例えば横風相当の強い風を発生させた場合等には、運動開始時等ユーザの身体が温まっていない状態では、ユーザにとってオーバークール状態となる。これを回避するために実際の横風よりも弱い風を発生させた場合には、運動中、オーバーヒート状態となる。 Another possible method for simulating wind is to operate the blower 3 while exercising. However, if the blower 3 is operated and a strong wind equivalent to a crosswind is generated, the user will become overcooled when the user's body is not yet warmed up, such as at the start of exercise. If a wind weaker than the actual crosswind is generated to avoid this, the user will overheat during exercise.

これに対し、上記実施形態においては、サイクリングコース上における横風や、向かい風等を、仮想空間内における現在位置に応じて発生させるようにしている。そのため、運動中のユーザが、オーバークール状態或いはオーバーヒート状態となることを抑制しつつ、横風等、サイクリングコース上における風を的確に模擬することができる。
〔変形例〕 In contrast, in the above embodiment, crosswinds, headwinds, etc. on the cycling course are generated according to the current position in the virtual space, so that the winds on the cycling course, such as crosswinds, can be accurately simulated while preventing the user from becoming overcooled or overheated during exercise.
[Modifications]

なお、上記実施形態においては、運動具２の前方、及び運動具２の左右それぞれに送風機３を設ける場合について説明したが、さらに、送風機３を運動具２の後方にも設け、追い風も模擬するように構成してもよい。
また、運動具２の左右のみに設け、送風機３によって横風のみを模擬してもよい。向かい風発生用の送風機３ａを設けない場合、ユーザは向かい風を感じることはないが、風向風量を加味した仮想運動負荷をユーザに与えるように、運動負荷調整部８を制御しているため、ユーザに対して向かい風による仮想運動負荷は与えることができる。
また、上記実施形態においては、運動具２を用いてシミュレーションを行う場合について説明したが、これに限るものではない。 In the above embodiment, a case has been described in which blowers 3 are provided in front of the exercise equipment 2 and on both the left and right sides of the exercise equipment 2. However, blowers 3 may also be provided at the rear of the exercise equipment 2 to simulate a tailwind.
Alternatively, blowers 3a may be provided only on the left and right sides of the exercise equipment 2, and only a crosswind may be simulated by the blowers 3. If no blower 3a for generating a headwind is provided, the user will not feel a headwind, but since the exercise load adjustment unit 8 is controlled to provide the user with a virtual exercise load that takes into account the wind direction and volume, the user can be provided with a virtual exercise load caused by a headwind.
In the above embodiment, a case has been described in which a simulation is performed using the exercise equipment 2, but the present invention is not limited to this.

例えば、実際に自転車を用いてシミュレーションを行うようにしてもよい。この場合には、図３に示すように、自転車の前輪を、前輪の向きが変わらないように支持する前輪支持台２１に載置し、自転車の後輪を、後輪を浮かせた状態に保持する後輪支持部材２２に載置する。そして、自転車の後輪に、運動負荷調整部８を取り付け、後輪に運動負荷を与える。また、運動状況検出部６として、ペダルの回転数を検出する回転数センサをペダルの回転軸に取り付ける。この状態で上記実施形態と同様に、自転車の前及び左右それぞれに送風機３を配置し、また、表示装置４を、自転車前方の送風機３により生じた風の進路を妨げない位置に配置してシミュレーションを行う。 For example, a simulation may be performed using an actual bicycle. In this case, as shown in FIG. 3, the front wheel of the bicycle is placed on a front wheel support base 21 that supports the front wheel so that it does not change direction, and the rear wheel of the bicycle is placed on a rear wheel support member 22 that holds the rear wheel in a raised position. An exercise load adjustment unit 8 is then attached to the rear wheel of the bicycle, and an exercise load is applied to the rear wheel. In addition, a rotation speed sensor that detects the number of rotations of the pedal is attached to the rotation shaft of the pedal as the exercise status detection unit 6. In this state, as in the above embodiment, blowers 3 are placed in front and on both the left and right sides of the bicycle, and the display device 4 is placed in a position that does not obstruct the path of the wind generated by the blowers 3 at the front of the bicycle, and a simulation is performed.

この場合も上記実施形態と同等の作用効果を得ることができると共に、実際の自転車を用いてシミュレーションを行うため、ユーザはより臨場感を味わうことができる。 In this case, the same effect as in the above embodiment can be obtained, and since the simulation is performed using an actual bicycle, the user can experience a more realistic experience.

また、上記実施形態において、仮想空間において風を模擬することにより横風の模擬を行うことができるが、実際には、横風が吹いたときには、風により流されハンドルをとられたり、車体が風下側に流されたりすることがある。そのため、横風と共に、ハンドルをとられる状況も模擬するようにしてもよい。例えば、運動具２として自転車を用いる場合には、前輪を支持する前輪支持台２１を回転可能に構成する。これによって、横風を模擬した際にはハンドルがとられそうになるため、横風を受けた場合に近い状況が模擬されることになる。また、横風によりハンドルをとられる状況を模擬する際に、仮想空間内でのユーザの現在位置を風下側に変更してもよい。 In the above embodiment, a crosswind can be simulated by simulating wind in the virtual space, but in reality, when a crosswind blows, the wind can blow the handlebars off or the vehicle body can be blown downwind. Therefore, it is possible to simulate a situation in which the handlebars are taken off in addition to the crosswind. For example, when a bicycle is used as the exercise equipment 2, the front wheel support base 21 that supports the front wheel is configured to be rotatable. This makes it possible to simulate a situation in which the handlebars are likely to be taken off when a crosswind is simulated, which is similar to the situation when a crosswind is encountered. In addition, when simulating a situation in which the handlebars are taken off due to a crosswind, the user's current position in the virtual space can be changed to the downwind side.

また、上記実施形態において、さらにブレーキレバーの操作状況も模擬するようにしてもよい。この場合には、ブレーキレバーの操作の有無を検出するブレーキレバーセンサを設け、ブレーキレバーセンサの検出情報に基づいて、ブレーキレバーが操作されたことを検出したときには、運動負荷調整部８により付加する運動負荷を大きくするようにしてもよい。 In addition, in the above embodiment, the operation of the brake lever may also be simulated. In this case, a brake lever sensor may be provided to detect whether or not the brake lever is operated, and when it is detected that the brake lever has been operated based on the detection information from the brake lever sensor, the exercise load adjustment unit 8 may increase the exercise load applied.

また、上記実施形態においては、選択可能なサイクリングコースの風景画像情報をサイクリングコース毎に予め取得しておく場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、仮想空間内における現在位置に応じて、三次元地図データを逐次取得し、取得した三次元地図データを表示装置４に表示してもよい。 In the above embodiment, a case has been described in which scenery image information for selectable cycling courses is acquired in advance for each cycling course, but this is not limited to the above. For example, three-dimensional map data may be acquired sequentially according to the current position in the virtual space, and the acquired three-dimensional map data may be displayed on the display device 4.

また、上記実施形態において、さらに複数の自転車が集団で走行している状況を模擬するようにしてもよい。つまり、集団で走行している場合、風上にいる自転車は、風よけとなり、風下にいる自転車は、風の影響をそれほど受けない。したがって、集団で走行している状況を模擬する場合、風上にいるか否かによって、送風機３で発生させる風の風速を変更するようにしてもよい。例えば、入力装置５において、集団走行を模擬するか否かの選択を可能に構成する。また、集団走行する場合の他人の走行位置を含む仮想風景情報を、予めサイクリングコース毎にＣＧ画像によって作成しておく。また、サイクリングコースのＣＧ画像において、ユーザが風上にいるか、風下にいるかに応じて、風速情報を増減し、集団走行用の風速情報を設定する。 In addition, in the above embodiment, a situation in which multiple bicycles are riding in a group may be simulated. In other words, when riding in a group, bicycles on the upwind side act as a windbreak, while bicycles on the downwind side are not affected as much by the wind. Therefore, when simulating a situation in which a group is riding, the wind speed generated by the blower 3 may be changed depending on whether the user is on the upwind side or not. For example, the input device 5 may be configured to allow the user to select whether or not to simulate riding in a group. Also, virtual scenery information including the riding positions of other users when riding in a group is created in advance for each cycling course using CG images. Also, in the CG image of the cycling course, the wind speed information is increased or decreased depending on whether the user is on the upwind side or downwind side, and wind speed information for riding in a group is set.

そして、入力装置５によって、集団走行を模擬することが選択されたときには、選択されたサイクリングコース上におけるユーザの現在位置に応じて、集団走行用の風速情報を利用して送風機３を駆動する。これによって、表示装置４には、集団走行している風景画像が表示装置４に表示され、集団の中におけるユーザの走行位置が例えば風上の位置に替わると、走行位置の変化に伴い、例えば送風機３の風量が大きくなり風を強く受ける状態となり、この状態から風下の位置に替わると、送風機３の風量が小さくなり、風量が小さくなる。そのため、ユーザは、あたかも集団走行しているかのように感じることができる。 When the input device 5 is used to select to simulate group riding, the blower 3 is driven using wind speed information for group riding according to the user's current position on the selected cycling course. As a result, a landscape image of a group riding is displayed on the display device 4, and when the user's riding position within the group changes, for example, to an upwind position, the change in riding position causes, for example, the air volume of the blower 3 to increase, resulting in a state in which the user is strongly exposed to the wind, and when the user changes from this state to a downwind position, the air volume of the blower 3 decreases, resulting in a smaller air volume. This allows the user to feel as if they are riding in a group.

また、上記実施形態において、ペダル漕ぎ運動を行う際に、ペダルの回転により発電させ、発電電力を利用して送風機３を駆動する構成としてもよい。送風機３の数が増加するほどこれらを駆動するためのコストが増加するため、ペダルの回転による発電電力を利用することにより、コスト増加の抑制に寄与することができる。 In the above embodiment, when pedaling, electricity may be generated by the rotation of the pedals, and the generated electricity may be used to drive the blower 3. Since the cost of driving the blowers 3 increases as the number of blowers 3 increases, using the electricity generated by the rotation of the pedals can help prevent cost increases.

また、上記実施形態においては、表示装置４を運動具２の前方に配置する場合について説明したが、例えば、バーチャルリアリティゴーグルやヘルメットのようなビジュアル投影装置に投影するようにしてもよい。 In addition, in the above embodiment, the display device 4 is disposed in front of the exercise equipment 2, but it may also be projected onto a visual projection device such as virtual reality goggles or a helmet.

なお、上述した実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The above-described embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. Various modifications can be made to the design, etc., even if the embodiment is different from the above-described embodiment, as long as the modifications do not deviate from the technical concept of the present invention.

１シミュレーション装置
２運動具
３送風機
４表示装置
５入力装置
６運動状況検出部
７模擬情報記憶部
７ａ仮想風景記憶部
７ｂ仮想運動負荷記憶部
７ｃ風速情報記憶部
８運動負荷調整部
９制御装置
９ａ位置検出部
９ｂ仮想空間模擬部
９ｃ送風機制御部 REFERENCE SIGNS LIST 1 Simulation device 2 Exercise equipment 3 Blower 4 Display device 5 Input device 6 Exercise status detection unit 7 Simulation information storage unit 7a Virtual scenery storage unit 7b Virtual exercise load storage unit 7c Wind speed information storage unit 8 Exercise load adjustment unit 9 Control device 9a Position detection unit 9b Virtual space simulation unit 9c Blower control unit

Claims

an exercise condition detection unit that detects an exercise condition of a user using an exercise tool capable of pedaling exercise;
a position detection unit that detects a current position of the user in a virtual space based on detection information of the exercise status detection unit;
an exercise load adjustment unit that adjusts the exercise load applied to the user by the exercise tool;
a virtual space simulation unit that displays on a display device a preset virtual landscape corresponding to the current position detected by the position detection unit, and controls the exercise load adjustment unit so that the exercise load applied to the user by the exercise equipment becomes the preset virtual exercise load corresponding to the current position;
a wind speed information storage unit that stores wind speed information associated with a position in the virtual space;
A blower for generating a cross wind to generate a cross wind toward at least one of the left and right sides of the exercise equipment;
a blower control unit that acquires wind speed information corresponding to the current location from the wind speed information storage unit and drives the blower to generate wind having a wind speed specified by the acquired wind speed information;
Equipped with
The virtual space simulation unit is configured to selectively simulate a group running in which the user runs in a group with other people in the virtual space,
A simulation device characterized in that, when simulating the group running, the blower control unit sets wind speed information for group running by increasing or decreasing the wind speed information corresponding to the user's current position depending on the running position of the user in the group simulated in the virtual space simulation unit, and drives the blower to generate wind at a speed corresponding to the wind speed information for group running .

a virtual scenery storage unit in which the virtual scenery corresponding to a position on a preset driving course in the virtual space is stored in association with the position on the driving course;
a virtual exercise load storage unit in which a virtual exercise load preset corresponding to a position on the running course is stored in association with the position on the running course,
The position detection unit detects the current position on the traveling course,
The simulation device according to claim 1, characterized in that the virtual space simulation unit acquires the virtual scenery and the virtual exercise load corresponding to the current position on the running course detected by the position detection unit from the virtual scenery memory unit and the virtual exercise load memory unit, respectively.

A plurality of the driving courses are set,
the wind speed information is stored in the wind speed information storage unit in association with a position on the travel course;
A selection unit that selects one of the plurality of travel courses,
the position detection unit detects a position on the traveling course selected by the selection unit as the current position;
The simulation device according to claim 2, characterized in that the virtual space simulation unit and the blower control unit respectively acquire the virtual scenery and the virtual exercise load corresponding to the current position detected by the position detection unit on the driving course selected by the selection unit, and the wind speed information.

The driving course is a simulation of an actual driving course,
4. The simulation device according to claim 2, wherein the scenery, the exercise load, and the wind speed in the actual running course are set as the virtual scenery, the virtual exercise load, and the wind speed information.

A blower for generating crosswinds is disposed on each of the left and right sides of the exercise equipment;
a blower for generating headwind, which is disposed in front of the exercise equipment;
The wind speed information includes the wind speed information and wind direction information,
The simulation device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the blower control unit drives the blower to generate wind with a wind speed and direction specified by the wind speed information, or with a wind speed and direction specified by wind speed information for the group driving based on the wind speed information .

The simulation device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the exercise equipment is a bicycle.