(57)【要約】【課題】人間等の被験者の歩行状態の推定精度の向上を図りうる装置および方法を提供する。【解決手段】被験者Ｐの一対の脚体のうち、立脚状態にあると推定される一方の脚体、すなわち、被験者Ｐが胴体の位置および姿勢を変化させる際に支えにしている蓋然性が高い脚体の下端部に基準点Ｑ（ｍ）が定義される。よって、基準点Ｑ（ｍ）が交替した場合、当該交替前の前回基準点の位置Ｑ（ｍ−１）を基準として、当該交替後の今回基準点の定義時点における胴体および一方の脚体の姿勢に応じて今回基準点の位置Ｑ（ｍ）が高精度で推定されうる。その結果、今回基準点の位置Ｑ（ｍ）を基準として、当該今回基準点Ｑ（ｍ）の定義時点以降における胴体および当該一方の脚体の姿勢に応じて指定点の位置Ｐ（ｋ（ｍ））等が被験者Ｐの歩行状態として高精度で推定されうる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の一対の脚体のそれぞれについて、下端部が床面に接触している立脚状態と下端部が床面から離反している遊脚状態とを推定し、前記一対の脚体のうち一方の脚体が立脚状態であると推定されたことを要件として、当該一方の脚体の下端部に基準点を定義するように構成されている第１演算処理要素と、
前記被験者の胴体および前記一対の脚体の姿勢を測定するように構成されている第２演算処理要素と、
前記第１演算処理要素により前回基準点とは異なる今回基準点が定義された場合、前記前回基準点の位置と、前記今回基準点の定義時点において前記第２演算処理要素により測定された前記被験者の胴体および前記一対の脚体のそれぞれの姿勢とに基づき、前記今回基準点の位置を推定し、かつ、前記今回基準点の位置と、前記今回基準点の定義時点以降に前記第２演算処理要素により測定された、前記胴体および前記今回基準点が定義されている一方の脚体のそれぞれの姿勢に基づき、前記胴体に対して固定されて定義されている指定点の位置を推定するように構成されている第３演算処理要素と、を備えていることを特徴とする歩行状態推定装置。
【請求項２】
請求項１記載の歩行状態推定装置において、
前記第３演算処理要素が、前記第１演算処理要素により前記一対の脚体がともに立脚状態であると推定された場合、前記第２演算処理要素により測定された前記被験者の胴体および前記一対の脚体の姿勢とに基づき、前記一対の脚体のそれぞれの下端部の高低差を推定し、当該高低差に基づいて前記床面の形状を推定する、あるいは、当該高低差に基づいて前記今回基準点の位置を補正するように構成されていることを特徴とする歩行状態推定装置。
【請求項３】
請求項２記載の歩行状態推定装置において、
前記第３演算処理要素が、前記高低差が閾値以下であるか否かを判定し、当該判定結果が肯定的である場合、前記床面が水平面であるという推定結果を出力するように構成されていることを特徴とする歩行状態推定装置。
【請求項４】
請求項３記載の歩行状態推定装置において、
前記第３演算処理要素が、前記高低差の複数回にわたる推定結果から得られる前記高低差の出現頻度分布に基づいて設定した前記閾値を用いて、あるいは、前記第２演算処理要素による測定誤差に基づいてあらかじめ設定されている前記閾値を用いて、前記高低差が前記閾値以下であるか否かを判定するように構成されていることを特徴とする歩行状態推定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の歩行状態推定装置において、
前記第１演算処理要素が、前記一対の脚体のうち前記前回基準点が下端部に定義されていた一方の脚体が立脚状態から遊脚状態に遷移したと推定した場合、他方の脚体が立脚状態であると推定するように構成されていることを特徴とする歩行状態推定装置。
【請求項６】
被験者の一対の脚体のそれぞれについて、下端部が床面に接触している立脚状態と下端部が床面から離反している遊脚状態とを推定し、前記一対の脚体のうち一方の脚体が立脚状態であると推定されたことを要件として、当該一方の脚体の下端部に基準点を定義するように構成されている第１演算処理過程と、
前記被験者の胴体および前記一対の脚体の姿勢を測定するように構成されている第２演算処理過程と、
前記第１演算処理過程において前回基準点とは異なる今回基準点が定義された場合、前記前回基準点の位置と、前記今回基準点の定義時点において前記第２演算処理過程により測定された前記被験者の胴体および前記一対の脚体の姿勢とに基づき、前記今回基準点の位置を推定し、かつ、前記今回基準点の位置と、前記今回基準点の定義時点以降に前記第２演算処理過程において測定された、前記胴体および前記今回基準点が定義されている一方の脚体のそれぞれの姿勢に基づき、前記胴体に対して固定されて定義されている指定点の位置を推定するように構成されている第３演算処理過程と、を含むことを特徴とする歩行状態推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の脚体を有する被験者の歩行状態を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被験者である人間の足部に装着されている加速度センサの出力信号に基づき、歩行時間および足部の歩行速度、ひいては当該被験者の歩幅および移動距離を推定する技術的手法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１１７１２３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、当該技術は足部の運動に着目した推定手法であって、下肢の運動状態が勘案されていないため、歩行状態の推定誤差が低下する可能性が高い。
【０００５】
そこで、本発明は、人間等の被験者の歩行状態の推定精度の向上を図りうる装置および方法を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の歩行状態推定装置は、被験者の一対の脚体のそれぞれについて、下端部が床面に接触している立脚状態と下端部が床面から離反している遊脚状態とを推定し、前記一対の脚体のうち一方の脚体が立脚状態であると推定されたことを要件として、当該一方の脚体の下端部に基準点を定義するように構成されている第１演算処理要素と、前記被験者の胴体および前記一対の脚体の姿勢を測定するように構成されている第２演算処理要素と、前記第１演算処理要素により前回基準点とは異なる今回基準点が定義された場合、前記前回基準点の位置と、前記今回基準点の定義時点において前記第２演算処理要素により測定された前記被験者の胴体および前記一対の脚体のそれぞれの姿勢とに基づき、前記今回基準点の位置を推定し、かつ、前記今回基準点の位置と、前記今回基準点の定義時点以降に前記第２演算処理要素により測定された、前記胴体および前記今回基準点が定義されている一方の脚体のそれぞれの姿勢に基づき、前記胴体に対して固定されて定義されている指定点の位置を推定するように構成されている第３演算処理要素と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
前記第３演算処理要素が、前記第１演算処理要素により前記一対の脚体がともに立脚状態であると推定された場合、前記第２演算処理要素により測定された前記被験者の胴体および前記一対の脚体の姿勢とに基づき、前記一対の脚体のそれぞれの下端部の高低差を推定し、当該高低差に基づいて前記床面の形状を推定する、あるいは、当該高低差に基づいて前記今回基準点の位置を補正するように構成されていることが好ましい。
【０００８】
前記第３演算処理要素が、前記高低差が閾値以下であるか否かを判定し、当該判定結果が肯定的である場合、前記床面が水平面であるという推定結果を出力するように構成されていることが好ましい。
【０００９】
前記第３演算処理要素が、前記高低差の複数回にわたる推定結果から得られる前記高低差の出現頻度分布に基づいて設定した前記閾値を用いて、あるいは、前記第２演算処理要素による測定誤差に基づいてあらかじめ設定されている前記閾値を用いて、前記高低差が前記閾値以下であるか否かを判定するように構成されていることが好ましい。
【００１０】
前記第１演算処理要素が、前記一対の脚体のうち前記前回基準点が下端部に定義されていた一方の脚体が立脚状態から遊脚状態に遷移したと推定した場合、他方の脚体が立脚状態であると推定するように構成されていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一施形態としての歩行状態推定装置の構成説明図。
【図２】センサの配置に関する説明図。
【図３】本発明の一実施形態としての歩行状態推定方法を表わすフローチャート。
【図４】基準点の定義に関する説明図。
【図５】歩行状態の推定方法に関する概念的説明図。
【図６】歩行状態の推定結果の補正方法に関する概念的説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての歩行状態推定装置１は、被験者である人間の歩行状態を推定するように構成されている。被験者である人間の左右の脚体の一方または両方が義肢である場合、または被験者が二足歩行ロボットである場合等、着床および離床を伴って一対の脚体を運動させることができるあらゆるエージェントについても、本発明の歩行状態推定方法が適用されうる。脚体等の左右を区別するために符号「Ｌ」および「Ｒ」を用いるが、左右を区別する必要がない場合や左右成分を有するベクトルを表現する場合には当該符号を省略する。
【００１３】
歩行状態推定装置１は、コンピュータにより構成され、担当演算処理を実行するように構成されている第１演算処理要素１１と、第２演算処理要素１２と、第３演算処理要素１３とを備えている。第１演算処理要素１１には接触センサＳ１の出力信号が入力される。第２演算処理要素１２には傾斜センサＳ２の出力信号が入力される。接触センサＳ１は第１演算処理要素１１の構成要素であってもよい。傾斜センサＳ２は第２演算処理要素の構成要素であってもよい。
【００１４】
接触センサＳ１は、図２に示されている左右一対の接触センサＳ１ＬおよびＳ１Ｒにより構成されている。一対の接触センサＳ１ＬおよびＳ１Ｒのそれぞれは、被験者Ｐの左右それぞれの足のＭＰ関節部位と床面との接触の有無または足に作用する床反力の強弱に応じた信号を出力するように構成されている。接触センサＳ１は、被験者Ｐの足に装着される靴の底または中敷裏に配置される。
【００１５】
傾斜センサＳ２は、図２に示されている胴体傾斜センサＳ２０、左右一対の上腿傾斜センサＳ２１ＬおよびＳ２１Ｒ、左右一対の下腿傾斜センサＳ２２ＬおよびＳ２２Ｒ、ならびに左右一対の足部傾斜センサＳ２３ＬおよびＳ２３Ｒにより構成されている。胴体傾斜センサＳ２０、上腿傾斜センサＳ２１、下腿傾斜センサＳ２２および足部傾斜センサＳ２３のそれぞれは、被験者Ｐの胴体、上腿、下腿および足部のそれぞれの３軸回りの回転角度に応じた信号を出力するように構成されている。胴体傾斜センサＳ２０、上腿傾斜センサＳ２１、下腿傾斜センサＳ２２および足部傾斜センサＳ２３のそれぞれは、被験者Ｐの胴体、上腿、下腿および足部のそれぞれに装着されるバンドに固定されている。
【００１６】
各演算処理要素１１〜１３が担当演算処理を実行するように構成されているとは、コンピュータを構成する演算処理装置（ＣＰＵ）が、記憶装置（メモリ）から必要なデータおよびアプリケーションソフトウェアを読み取り、当該ソフトウェアにしたがって当該所定の演算処理を実行するようにプログラムされているまたはデザインされていることを意味する。第１演算処理要素１１、第２演算処理要素１２および第３演算処理要素１３は、共通のハードウェア（ＣＰＵおよびメモリなど）により構成されていてもよいし、別個独立のハードウェアにより構成されていてもよい。
【００１７】
（機能）
前記構成の歩行状態推定装置１の機能として、本発明の一実施形態としての歩行状態推定方法について説明する。
【００１８】
まず、基準点の交替回数を表わす指数「ｍ」および最新の基準点の定義時点以降の演算処理サイクルの繰り返し回数ひいては経過時間を表わす指数「ｋ（ｍ）」がともに「０」にリセットされる（図３／ＳＴＥＰ０２）。
【００１９】
第１演算処理要素１１により、接触センサＳ１の出力信号に基づいて基準点が定義される（図３／ＳＴＥＰ０４）。具体的には、表１に示されている規則にしたがって、左右のいずれか一方の足部のＭＰ関節部位に基準点が定義される。
【００２０】
【表１】
2014161390.tif 000003
【００２１】
接触センサＳ１の出力信号により表わされる床反力が第１閾値以上になってから第１閾値より小さい第２閾値以下になるまでの期間は当該信号が「ＯＮ」であると定義される一方、その他の場合は当該信号が「ＯＦＦ」であると定義される。表１における定義条件３が充足された場合、右足ＭＰ関節ではなく左足ＭＰ関節に基準点が定義されてもよい。定義条件６が充足された場合、左足ＭＰ関節ではなく右足ＭＰ関節に基準点が定義されてもよい。定義条件７が充足された場合に左足ＭＰ関節ではなく右足ＭＰ関節に基準点が定義されてもよい。
【００２２】
表１に示されている規則にしたがえば、図４上側に示されているように接触センサＳ１ＲおよびＳ１Ｌのそれぞれの出力信号が時間変化した場合、基準点は図４下側に示されているように動的に定義される。表２には、図４に示されている時刻ｔ０〜ｔ１４のそれぞれにおける接触センサＳ１ＲおよびＳ１Ｌのそれぞれの出力信号および基準点の定義の変遷態様と、当該定義に際して適用された規則とがまとめて示されている。
【００２３】
【表２】
2014161390.tif 000004
【００２４】
図４の例によれば、期間ｔ３〜ｔ４およびｔ９〜ｔ１０において、接触センサＳ１ＲおよびＳ１Ｌの出力がともにＯＦＦになっている。これは、被験者Ｐの両脚体が遊脚状態になっている空中期であることを意味するのではなく、少なくともいずれか一方の脚体が立脚状態であるにもかかわらず、接触センサＳ１ＲおよびＳ１Ｌの足への装着具合等によって生じる感度低下に由来する出力態様であることを意味している。
【００２５】
第２演算処理要素１２により、傾斜センサＳ２の出力信号に基づき、被験者Ｐの胴体および両脚体の姿勢Φ（ｋ（ｍ））が測定される（図３／ＳＴＥＰ０６）。当該姿勢Φ（ｋ（ｍ））は、時刻ｔ＝ｋ（ｍ）における被験者Ｐの腰部、各上腿、各下腿および各足部のそれぞれの３軸回りの回転角度（初期値からの角度変化量）を成分するベクトルとして定義される（図２参照）。
【００２６】
第３演算処理要素１３により、第１演算処理要素１１および第２演算処理要素１２の出力結果に基づき、その担当演算処理が実行される。具体的には、まず、第１演算処理要素１１により定義された基準点の交替有無が判定される（図３／ＳＴＥＰ０８）。たとえば、図４に示されている時刻ｔ２、ｔ３、ｔ８、ｔ９、ｔ１２およびｔ１４において当該判定結果は肯定的となる一方、その他の時刻において当該判定結果は否定的となる（表２参照）。
【００２７】
当該判定結果が肯定的である場合（図３／ＳＴＥＰ０８‥ＹＥＳ）、指数ｍの値が「１」だけ増加されるとともに指数ｋ（ｍ）が「０」にリセットされる（図３／ＳＴＥＰ１０）。第２演算処理要素１２により測定された被験者Ｐの胴体および両脚体の姿勢Φ（ｋ（ｍ））に基づき、被験者Ｐの身体モデルにしたがって、前回基準点変位ベクトルΔＱ（ｍ−１）が計算される（図３／ＳＴＥＰ１２）。
【００２８】
前回基準点変位ベクトルΔＱ（ｍ−１）は、前回基準点Ｑ（ｍ−１）を始点とし、今回基準点Ｑ（ｍ）を終点とするベクトルである（図５参照）。基準点について「前回」および「今回」は指数ｍの値の変化（＋１）により定義される。
【００２９】
図５には被験者Ｐの身体モデルが示されている。図５では、被験者Ｐの腰部が斜線付丸で表わされ、右脚体の股関節、膝関節、足関節およびＭＰ関節のそれぞれが黒丸（●）で表わされ、左脚体の股関節、膝関節、足関節およびＭＰ関節のそれぞれが白丸（○）で表わされている。身体モデルによれば、胴体に対して位置および姿勢が固定されている身体座標系の原点が指定点として定義されている。
【００３０】
各股関節位置は身体座標系における座標値により定義されている。身体モデルは、上腿長さ（股関節および膝関節の間隔）、下腿長さ（膝関節および足関節の間隔）および足部長さ（足関節および足部ＭＰ関節の間隔）により定義されている。身体モデルを定義するパラメータの値は、歩行状態推定装置１を構成する記憶装置、または、歩行状態推定装置１との通信が可能な外部機器を構成する記憶装置にあらかじめ記憶されている。
【００３１】
被験者Ｐの体格の差異が勘案されて、被験者Ｐごとに当該パラメータの値が手動でまたは自動的に設定されてもよい。パラメータの値は左右対称であっても非対称であってもよい。これは、被験者Ｐに割り当てられたＩＤと、パラメータの値とを対応付けて記憶装置に保存しておき、適当なインターフェースにより入力されたＩＤに対応する値が当該記憶装置から検索される等の手法により実現される。
【００３２】
図５の初期状態ｔ＝ｔ（０）において左足ＭＰ関節に基準点Ｑ（０）が定義され、時刻ｔ＝ｔ（１）において左足ＭＰ関節から右足ＭＰ関節に基準点Ｑ（１）が交替するように定義された場合について考える。簡単のため、床面として水平面を考える。
【００３３】
この場合、時刻ｔ＝ｔ（０）における初期姿勢Φ（０）（胴体、左上腿、左下腿および左足の姿勢を表わす成分）に基づき、身体モデル（少なくとも身体座標系における左股関節の座標値、左上腿長さ、左下腿長さおよび左足長さ）にしたがって、初期身体座標系における初期基準点Ｑ（０）の座標値が算出される。すなわち、最初指定点Ｐ（０）を始点とし、初期基準点Ｑ（０）を終点とするベクトルが算出される。
【００３４】
また、時刻ｔ＝ｔ（１）における姿勢Φ（１）に基づき、身体モデルにしたがって、前回基準点（最初基準点）Ｑ（０）を始点とし、今回基準点Ｑ（１）を終点とする前回基準点変位ベクトルΔＱ（０）が算出される。
【００３５】
同様に、図５の時刻ｔ＝ｔ（ｍ−１）において右足ＭＰ関節に基準点Ｑ（ｍ−１）が定義され、時刻ｔ＝ｔ（ｍ）において左足ＭＰ関節から左足ＭＰ関節に基準点Ｑ（ｍ）が交替するように定義された場合についても前回基準点変位ベクトルΔＱ（ｍ−１）が算出される。前回基準点変位ベクトルΔＱ（ｍ−１）は、時刻ｔ＝ｔ（０）における初期身体座標系において定義されるが、世界座標系に対する初期身体座標系の相対的な位置（並進ベクトルにより表わされる。）および姿勢（回転行列、またはこれと同等のオイラー角もしくはクォータニオンにより表わされる。）が既知であれば、世界座標系においても定義されうる。
【００３６】
そして、前回基準点位置Ｑ（ｍ−１）を前回基準点変位ベクトルΔＱ（ｍ−１）だけ並進させた結果として、今回基準点位置Ｑ（ｍ）が世界座標系または初期身体座標系におけるベクトルまたは座標値として算出される（図３／ＳＴＥＰ１４）。
【００３７】
一方、当該判定結果が否定的である場合（図３／ＳＴＥＰ０８‥ＮＯ）、第２演算処理要素１２により測定された被験者Ｐの胴体および両脚体の姿勢Φ（ｍ−１）およびΦ（ｋ（ｍ））に基づき、被験者Ｐの身体モデルにしたがって、指定点変位ベクトルΔＰ（ｋ（ｍ））が計算される（図３／ＳＴＥＰ１６）。
【００３８】
指定点変位ベクトルΔＰ（ｋ（ｍ））は、前回基準点Ｑ（ｍ−１）の定義時点における指定点Ｐ（ｍ−１）を始点とし、今回指定点Ｐ（ｋ（ｍ））を終点とするベクトルである（図５参照）。基準点と異なり、指定点について「前回」および「今回」は指数ｍではなく、指数ｋ（ｍ）の値の変化（＋１）により定義される。すなわち、今回指定点Ｐ（ｋ（ｍ））に対して前回指定点Ｐ（ｋ（ｍ）−１）が定義される。前回基準点Ｑ（ｍ−１）の定義時点ｔ（ｍ−１）以降、制御周期ΔｔごとにＮｍ−１回にわたって指定点変位ベクトルΔＰ（ｋ（ｍ−１））が計算された後、今回基準点Ｑ（ｍ）が定義されたとすると、今回基準点Ｑ（ｍ）の定義時点ｔ（ｍ）は、ｔ（ｍ−１）＋Ｎｍ・Δｔと表わされる。
【００３９】
前記のように前回基準点変位ベクトルΔＱ（ｍ−１）が算出される過程で、前回基準点Ｑ（ｍ−１）の定義時点における指定点Ｐ（ｍ−１）を始点とし、今回基準点Ｑ（ｍ）を終点とするベクトルも算出されうる。今回測定姿勢Φ（ｋ（ｍ））に基づき、身体モデルにしたがって、今回基準点Ｑ（ｍ）を始点とし、今回指定点Ｐ（ｋ（ｍ））を終点とするベクトルが算出される。両ベクトルが足し合わされることにより、指定点変位ベクトルΔＰ（ｋ（ｍ））が算出される（図５参照）。
【００４０】
そして、前回基準点Ｑ（ｍ−１）の定義時点における指定点Ｐ（ｍ−１）を指定点変位ベクトルΔＰ（ｋ（ｍ））だけ並進させた結果として、今回指定点位置Ｑ（ｋ（ｍ））が世界座標系または初期身体座標系におけるベクトルまたは座標値として算出される（図３／ＳＴＥＰ１８）。
【００４１】
さらに、第１演算処理要素１１により、両接触センサＳ１ＲおよびＳ１Ｌの出力信号がともにＯＮであるか否かに応じて、被験者Ｐの両脚体が立脚状態であるか否かが判定される（図３／ＳＴＥＰ２０）。図４の例によれば、期間ｔ１〜ｔ２、ｔ５〜ｔ６、ｔ７〜ｔ８、ｔ１１〜ｔ１２およびｔ１３〜ｔ１４では当該判定結果が肯定的になる一方、その他の期間では当該判定結果が否定的になる（表２参照）。
【００４２】
当該判定結果が否定的である場合（図３／ＳＴＥＰ２０‥ＮＯ）、歩行状態推定が開始から所定時間が経過した等の停止条件を満たしているか否かがさらに判定される（図３／ＳＴＥＰ２８）。
【００４３】
一方、当該判定結果が肯定的である場合（図３／ＳＴＥＰ２０‥ＹＥＳ）、世界座標系における基準点高低差ΔＱｚが推定される（図３／ＳＴＥＰ２２）。基準点高低差ΔＱｚは、図６に示されているように、前回基準点Ｑ（ｍ−１）のｚ成分（鉛直方向成分）Ｑｚ（ｍ−１）に対する、今回基準点Ｑ（ｍ）のｚ成分Ｑｚ（ｍ）の偏差として定義される。基準点高低差ΔＱｚが閾値ΔＱｔｈ以下であるか否かが判定される（図３／ＳＴＥＰ２４）。
【００４４】
被験者が同一床面をあらかじめ歩行した際に、第３演算処理要素１３により、基準点高低差ΔＱｚが複数回にわたり推定され、当該基準点高低差ΔＱｚの出現頻度分布に基づき、最高頻度を示す代表値から所定値（たとえば標準偏差σの２〜３倍の値）が閾値ΔＱｔｈとして設定されてもよい。あるいは、傾斜センサＳ２による測定誤差に由来してあらかじめ設定されている閾値ΔＱｔｈが用いられてもよい。
【００４５】
当該判定結果が肯定的である場合（図３／ＳＴＥＰ２４‥ＹＥＳ）、停止条件を満たしているか否かがさらに判定される（図３／ＳＴＥＰ２８）。当該判定結果に鑑みて、第３演算処理要素１３により床面が水平面であると推定され、かつ、当該推定結果が出力されてもよい。
【００４６】
一方、当該判定結果が否定的である場合（図３／ＳＴＥＰ２４‥ＮＯ）、今回基準点Ｑ（ｍ）のｚ成分Ｑｚ（ｍ）が補正された上で（図３／ＳＴＥＰ２６）、停止条件を満たしているか否かがさらに判定される（図３／ＳＴＥＰ２８）。
【００４７】
たとえば、今回基準点Ｑ（ｍ）のｚ成分Ｑｚ（ｍ）は「０」に補正される。あるいは、今回基準点Ｑ（ｍ）のｚ成分Ｑｚ（ｍ）は、基準点高低差ΔＱｚ（ｍ−１）に適当なゲイン係数Ｇを乗じた分だけ増減補正されてもよい。第３演算処理要素１３により、基準点高低差ΔＱｚが閾値ΔＱｔｈを超えているという判定結果に応じて、当該閾値ΔＱｔｈに応じた段差または傾斜が床面に存在することが推定されてもよい。
【００４８】
歩行状態推定停止条件が満たされていないと判定された場合（図３／ＳＴＥＰ２８‥ＮＯ）、指数ｋ（ｍ）が「１」だけ増加され（図３／ＳＴＥＰ３０）、その上で基準点定義（図３／ＳＴＥＰ０４）以降の処理が繰り返される。歩行状態推定停止条件が満たされていると判定された場合（図３／ＳＴＥＰ２８‥ＹＥＳ）、一連の歩行状態推定処理が終了する。
【００４９】
（効果）
前記機能を発揮する歩行状態推定装置１によれば、被験者Ｐの一対の脚体のうち、立脚状態にあると推定される一方の脚体、すなわち、被験者Ｐが胴体の位置および姿勢を変化させる際に支えにしている蓋然性が高い脚体の下端部に基準点Ｑ（ｍ）が定義される（表２および図４参照）。よって、基準点Ｑ（ｍ）が交替した場合、当該交替前の前回基準点の位置Ｑ（ｍ−１）を基準として、当該交替後の今回基準点の定義時点における胴体および一方の脚体の姿勢に応じて今回基準点の位置Ｑ（ｍ）が高精度で推定されうる（図５参照）。
【００５０】
その結果、今回基準点の位置Ｑ（ｍ）を基準として、当該今回基準点Ｑ（ｍ）の定義時点以降における胴体および当該一方の脚体の姿勢に応じて指定点の位置Ｐ（ｋ（ｍ））およびその時間変化態様が被験者の歩行状態として高精度で推定されうる。歩行状態には、股関節、膝関節および足関節の位置も含まれうる。
【００５１】
（本発明の他の実施形態）
一対の脚体および胴体に加えて、少なくとも頭部または腕部などにも傾斜センサＳ２が設けられ、当該傾斜センサＳ２の出力信号に基づき、頭部または腕部などに対して固定されて定義されている指定点の位置Ｐ（ｋ（ｍ））およびその時間変化態様が被験者の歩行状態として推定されてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１‥歩行状態推定装置、１１‥第１演算処理要素、１２‥第２演算処理要素、１３‥第３演算処理要素、Ｓ１‥接触センサ、Ｓ２‥傾斜センサ。
【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６】
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