(57)【要約】      （修正有）【課題】手軽に歩行中の重心が進行方向に対して前寄り／後寄りであるか否かを評価できる装置を提供する。【解決手段】被測定者の歩行姿勢を評価する歩行姿勢計１００であって、被測定者の腰の正中線上に装着される加速度センサ１１２と、加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し前寄りに偏っている程度を示す量、および、前記重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し後寄りに偏っている程度を示す量の少なくともいずれか一方を算出する第１演算部を備える。【選択図】図１
2014217693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の歩行姿勢を評価する歩行姿勢計であって、
被測定者の腰の正中線上に装着される加速度センサと、
前記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し前寄りに偏っている程度を示す量、および、前記重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し後寄りに偏っている程度を示す量の少なくともいずれか一方を算出する第１演算部と、
を備えたことを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項２】
請求項１に記載の歩行姿勢計において、
前記第１演算部が算出した量に基づいて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記被測定者に対して前後方向に関して前寄りに偏っているか否か、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか否かの少なくともいずれか一方を判断する第１評価部を備えたことを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項３】
請求項２に記載の歩行姿勢計において、
前記第１演算部は、
上方を正とする前記上下軸加速度の時間的な変化波形において加速度値が負から正へ変化するゼロクロス点の出現タイミングから次の負から正へ変化するゼロクロス点の出現タイミングまでの期間を、前記被測定者の１歩分に相当する基準期間として求め、
前記基準期間において前記ゼロクロス点の後で最初に現れる第１の極大点の値と、前記第１の極大点の次の極大点である第２の極大点の値との比に基づいて、前記前寄りに偏っている程度を示す量を算出するとともに、
前記第２の極大点の値と、前記基準期間において前記第２の極大点の次の極大点である第３の極大点の値との比に基づいて、前記後寄りに偏っている程度を示す量を算出し、
前記第１評価部は、前記前寄りに偏っている程度を示す量と前記後寄りに偏っている程度を示す量とに基づいて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記被測定者に対して前後方向に関して前寄りに偏っているか、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか、前記前寄りと前記後寄りの中間にあって所定の幅を有する中央領域に位置するか、を判断することを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項４】
請求項３に記載の歩行姿勢計において、
前記第１評価部は、
前記前寄りに偏っている程度を示す量を予め定められた第１閾値と比較して、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前寄りに偏っているか否かを判断するとともに、
前記後寄りに偏っている程度を示す量を予め定められた第２閾値と比較して、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して後寄りに偏っているか否かを判断することを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項５】
請求項３に記載の歩行姿勢計において、
前記第１評価部は、前記前寄りに偏っている程度を示す量と前記後寄りに偏っている程度を示す量とを比較して、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前寄りに偏っているか、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか、前記前寄りと前記後寄りの中間にあって所定の幅を有する中央領域に位置するか、を判断することを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項６】
請求項５に記載の歩行姿勢計において、
前記第１評価部は、
前記前寄りに偏っている程度を示す量を表すための第１座標軸と、前記後寄りに偏っている程度を示す量を表すための第２座標軸とによって直交座標平面を設定するとともに、
前記直交座標平面を、前記第１座標軸と前記第２座標軸との交点を通る予め定められた２本の境界線によって３つの領域に区画し、
前記第１演算部が算出した前記前寄りに偏っている程度を示す量と前記後寄りに偏っている程度を示す量とで定まる特徴点が、前記３つの領域のいずれに含まれるかを判断することにより、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記前寄りであるか、前記後寄りであるか、前記中央領域に位置するか、を判断する、ことを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項７】
請求項６に記載の歩行姿勢計において、
前記第１評価部は、前記特徴点が前記３つの領域のいずれに含まれるかを判断する前に、前記第１演算部が算出した前記前寄りに偏っている程度を示す量および前記後寄りに偏っている程度を示す量に対し、ゼロ近傍および１近傍の値域において各量の変化を抑制する写像を適用することを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項８】
請求項７に記載の歩行姿勢計において、
前記３つの領域を区画する前記２本の境界線はそれぞれ直線形状を有する、ことを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項９】
請求項１に記載の歩行姿勢計において、
前記上下軸加速度の時間的な変化波形と前記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間的な変化波形とを用いて、前記被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きに対応する量を算出する第２演算部を備えたことを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項１０】
請求項９に記載の歩行姿勢計において、
前記姿勢の前後方向の傾きに対応する量に基づいて、前記被測定者の歩行中の姿勢が前傾しているか否か、後傾しているか否かの少なくともいずれか一方を判断する第２評価部を備えたことを特徴とする歩行姿勢計。
【請求項１１】
被測定者の歩行姿勢を評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記方法は、
被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力を取得するステップと、
前記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し前寄りに偏っている程度を示す量、および、前記重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し後寄りに偏っている程度を示す量の少なくともいずれか一方を算出するステップと、
を備えたことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は歩行姿勢計に関し、より詳しくは、ヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価する歩行姿勢計に関する。
【０００２】
また、この発明はヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、ヒトの歩行中の姿勢を評価する場合には、例えば特許文献１（特開２００９−１２５２７０号公報）に開示されているように、先ず、被評価者の歩行動作を撮影して、当該映像を専門家が観察することにより歩行姿勢の評価がなされている。あるいは、専門家が被評価者の歩行動作を実地で観察して評価を下すこともしばしば行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２５２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の方法では、専門的知識を有さない一般の人が手軽に自身の歩行姿勢についての評価を得ることができない。
【０００６】
ここで、ヒトの歩行姿勢の正しさ（あるいは美しさ）を評価するポイントとして、そのヒトの重心が、全身において前寄り過ぎずかつ、後寄り過ぎずに、進行方向に関してヒトの身体の中央付近に位置する状態で歩くことができているか否かという観点がある。
【０００７】
以上を鑑み、本発明の一態様により、歩行時のヒトの重心の位置が進行方向に関して当該ヒトに対し、前寄りに偏っているか、または、後寄りに偏っているか、を手軽に評価できる歩行姿勢計が提供される。
【０００８】
また、本発明の別の一態様により、歩行時のヒトの重心の位置が進行方向に関して当該ヒトに対し、前寄りに偏っているか、または、後寄りに偏っているか、を手軽に評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様による歩行姿勢計は、被測定者の歩行姿勢を評価する歩行姿勢計であって、被測定者の腰の正中線上に装着される加速度センサと、前記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し前寄りに偏っている程度を示す量、および、前記重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し後寄りに偏っている程度を示す量の少なくともいずれか一方を算出する第１演算部と、を備える。
【００１０】
本明細書で、歩行中の重心の位置の「前寄り」／「後寄り」とは、歩行中のヒトの重心が、進行方向に関し、ヒトの身体の中央領域よりも前／後にある状態を意味する。また、「前寄りに偏っている程度」／「後寄りに偏っている程度」とは、重心の位置が中心領域から前方向に／後方向に乖離している距離的な隔たりの程度を意味する。なお、ヒトの身体の「中央領域」（「中央付近」）とは、歩行の進行方向（前後方向）に関して、ヒトの身体の中心を含みかつ所定の幅を持った領域である。例えば、中央領域は、ヒトが良い（あるいは美しい）歩行姿勢で歩くことができていると評価されたときに当該ヒトの重心が含まれる領域と一致されればよい。
【００１１】
また、一歩行周期においてヒトの重心は前後方向におよそ規則的に移動を繰り返すが、本発明の一態様においては、所定の脚位相もしくは所定の脚位相と他の所定の脚位相との間の期間にあるときの重心の位置について「前寄り」／「後寄り」を評価することで、歩行時の重心位置の傾向を評価する。例えば、本発明の一実施形態は、遊脚である前脚の踵が初めて移動面に接地するタイミングから遊脚としての後脚が立脚である前脚に進行方向に沿って一致するタイミングまでの期間について、ヒトの歩行時の重心の位置について「前寄り」／「後寄り」の傾向を評価する。
【００１２】
本発明の一態様による歩行姿勢計では、加速度センサが腰の正中線上に装着される。第１演算部は、加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して被測定者に対し前寄りに偏っている程度を示す量、および、重心の位置が前後方向に関して被測定者に対し後寄りに偏っている程度を示す量の少なくともいずれか一方を算出する。第１評価部は、前記第１演算部が算出した量に基づいて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記被測定者に対して前後方向に関して前寄りに偏っているか否か、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか否かの少なくともいずれか一方を判断する。したがって、算出された量に応じて、歩行中の被測定者の重心の位置の前後方向に関する偏りの程度を評価することができる。また、この歩行姿勢計では、被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力に基づいて上記したような評価が可能であるため、歩行動作の撮影や、専門家による示唆を要さずに、重心の位置の前後方向に関する偏りを手軽に評価することが可能である。
【００１３】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１演算部が算出した量に基づいて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記被測定者に対して前後方向に関して前寄りに偏っているか否か、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか否かの少なくともいずれか一方を判断する第１評価部を備える。
【００１４】
この一実施形態による歩行姿勢計では、第１評価部は、前記第１演算部が算出した量に基づいて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記被測定者に対して前後方向に関して前寄りに偏っているか否か、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか否かの少なくともいずれか一方を判断する。この判断結果は、ユーザにとって分かり易い。
【００１５】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１演算部は、上方を正とする前記上下軸加速度の時間的な変化波形において加速度値が負から正へ変化するゼロクロス点の出現タイミングから次の負から正へ変化するゼロクロス点の出現タイミングまでの期間を、前記被測定者の１歩分に相当する基準期間として求め、前記基準期間において前記ゼロクロス点の後で最初に現れる第１の極大点の値と、前記第１の極大点の次の極大点である第２の極大点の値との比に基づいて、前記前寄りに偏っている程度を示す量を算出するとともに、前記第２の極大点の値と、前記基準期間において前記第２の極大点の次の極大点である第３の極大点の値との比に基づいて、前記後寄りに偏っている程度を示す量を算出し、前記第１評価部は、前記前寄りに偏っている程度を示す量と前記後寄りに偏っている程度を示す量とに基づいて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記被測定者に対して前後方向に関して前寄りに偏っているか、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか、前記前寄りと前記後寄りの中間にあって所定の幅を有する中央領域に位置するか、を判断することを特徴とする。
【００１６】
この一実施形態による歩行姿勢計では、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記被測定者に対して前後方向に関して前寄りに偏っているか、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか、前記前寄りと前記後寄りの中間にあって所定の幅を有する中央領域に位置するか、が判断される。したがって、歩行中の被測定者の重心の位置の前後方向に関する偏りの程度が分かり易く評価される。
【００１７】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１評価部は、前記前寄りに偏っている程度を示す量を予め定められた第１閾値と比較して、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前寄りに偏っているか否かを判断するとともに、前記後寄りに偏っている程度を示す量を予め定められた第２閾値と比較して、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して後寄りに偏っているか否かを判断することを特徴とする。
【００１８】
この一実施形態による歩行姿勢計では、前記前寄りに偏っている程度を示す量を予め定められた第１閾値と比較することで、前寄りに偏っているか否かが判断される。また、前記後寄りに偏っている程度を示す量を予め定められた第２閾値と比較することで、後寄りに偏っているか否かが判断される。つまり、２つの判断がそれぞれ互いに独立して行われる。したがって、判断の処理が容易になる。
【００１９】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１評価部は、前記前寄りに偏っている程度を示す量と前記後寄りに偏っている程度を示す量とを比較して、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前寄りに偏っているか、前記被測定者に対して前後方向に関して後寄りに偏っているか、前記前寄りと前記後寄りの中間にあって所定の幅を有する中央領域に位置するか、を判断することを特徴とする。
【００２０】
この一実施形態による歩行姿勢計では、前記前寄りに偏っている程度を示す量と前記後寄りに偏っている程度を示す量とが比較されるので、判断の精度が高まる。
【００２１】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１評価部は、前記前寄りに偏っている程度を示す量を表すための第１座標軸と、前記後寄りに偏っている程度を示す量を表すための第２座標軸とによって直交座標平面を設定するとともに、前記直交座標平面を、前記第１座標軸と前記第２座標軸との交点を通る予め定められた２本の境界線によって３つの領域に区画し、前記第１演算部が算出した前記前寄りに偏っている程度を示す量と前記後寄りに偏っている程度を示す量とで定まる特徴点が、前記３つの領域のいずれに含まれるかを判断することにより、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前記前寄りであるか、前記後寄りであるか、前記中央領域に位置するか、を判断する、ことを特徴とする。
【００２２】
この一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１評価部は、被測定者の歩行中の重心の前寄り／後寄りに関する特徴を、平面上の点として把握する。そのため、歩行姿勢計は、当該把握に基づき、評価結果をユーザがわかりやすいかたちで示すことができる。
【００２３】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１評価部は、前記特徴点が前記３つの領域のいずれに含まれるかを判断する前に、前記第１演算部が算出した前記前寄りに偏っている程度を示す量および前記後寄りに偏っている程度を示す量に対し、ゼロ近傍および１近傍の値域において各量の変化を抑制する写像を適用することを特徴とする。
【００２４】
この一実施形態による歩行姿勢計では、前記第１評価部は、上記写像を用いることにより、極端に大きな／小さな値の範囲における前寄り／後寄りの程度の示す量の変動を抑制することができる。そうすることで、歩行姿勢計は、上記の両極端の間にある値域における前寄り／後寄りの程度の示す量の変動が適切に反映された評価結果を安定的に出力することができる。
【００２５】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記３つの領域を区画する前記２本の境界線はそれぞれ直線形状を有する、ことを特徴とする。
【００２６】
この一実施形態による歩行姿勢計では、前記３つの領域を区画する前記２本の境界線はそれぞれ直線形状を有するため、歩行姿勢計が被測定者の特徴点がいずれの領域に属するかをグラフィカルにユーザに提示した場合に、ユーザは評価結果を理解しやすい。
【００２７】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記上下軸加速度の時間的な変化波形と前記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間的な変化波形とを用いて、前記被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きに対応する量を算出する第２演算部を備えたことを特徴とする。
【００２８】
本明細書で、歩行中の姿勢の「前後方向の傾き」とは、歩行中のヒトの上半身（骨盤から上の半身）の進行方向に沿った傾きを意味する。当該傾きは、歩容が一巡する間に現れる任意の姿勢（脚位相）についてのものでよい。例えば、傾きは、前脚の踵が路面に接地する時点近傍における被測定者の姿勢の傾きについてのものでよい。また例えば、傾きは、遊脚である後脚が立脚である前脚に進行方向に沿って一致する時点近傍における被測定者の姿勢の傾きについてのものでよい。
【００２９】
一実施形態による歩行姿勢計では、第２演算部は、前記上下軸加速度の時間的な変化波形と前記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間的な変化波形とを用いて、前記被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きに対応する量を算出する。したがって、算出された量に応じて、歩行姿勢計は、重心位置の前後方向の偏りの評価とともに、被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きの程度を評価することができる。
【００３０】
一実施形態による歩行姿勢計では、前記姿勢の前後方向の傾きに対応する量に基づいて、前記被測定者の歩行中の姿勢が前傾しているか否か、後傾しているか否かの少なくともいずれか一方を判断する第２評価部を備えたことを特徴とする。
【００３１】
この一実施形態による歩行姿勢計では、第２評価部は、前記姿勢の前後方向の傾きに対応する量に基づいて、前記被測定者の歩行中の姿勢が前傾しているか否か、後傾しているか否かの少なくともいずれか一方を判断する。この判断結果は、ユーザにとって分かり易い。
【００３２】
本発明の別の一態様によるプログラムは、被測定者の歩行姿勢を評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記方法は、被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力を取得するステップと、前記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、前記被測定者の歩行中の重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し前寄りに偏っている程度を示す量、および、前記重心の位置が前後方向に関して前記被測定者に対し後寄りに偏っている程度を示す量の少なくともいずれか一方を算出するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００３３】
当該プログラムを実行させることにより、コンピュータは、まず被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力を取得する。そして、記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きの程度に対応する量を算出する。したがって、算出された量に応じて、歩行中の被測定者の重心の位置の前後方向に関する偏りの程度を評価することができる。また、このプログラムでは、被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力に基づいて上記したような評価が可能であるため、歩行動作の撮影や、専門家による示唆を要さずに、重心の位置の前後方向に関する偏りを手軽に評価することが可能である。
【発明の効果】
【００３４】
以上より明らかなように、この発明の一態様による歩行姿勢計によれば、歩行時のヒトの重心の位置が進行方向に関して当該ヒトに対し、前寄りに偏っているか、または、後寄りに偏っているか、を手軽に評価できる。
【００３５】
また、この発明の別の一態様によるプログラムをコンピュータに実行させることにより、歩行時のヒトの重心の位置が進行方向に関して当該ヒトに対し、前寄りに偏っているか、または、後寄りに偏っているか、を手軽に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施形態の歩行姿勢計のシステム構成を示す図である。
【図２】上記歩行姿勢計のシステムをなす活動量計のブロック構成を示す図である。
【図３】上記歩行姿勢計のシステムをなすスマートフォンのブロック構成を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、上記活動量計が被測定者に装着される態様を示す図である。図４（Ｂ）は、Ｘ軸（前後軸）、Ｙ軸（左右軸）、Ｚ軸（上下軸）を説明する図である。
【図５】ヒトが歩行したときに腰に装着された加速度センサにより観測される上下軸加速度の例（時間領域）と、歩行周期のうち１歩分に相当する基準期間と、歩行一歩の歩容との関係を示す図である。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）、および、図６（Ｃ）は、ヒトの歩行中の姿勢（前脚の踵が接地したタイミング）を示す図である。図６（Ａ）は、歩行中の重心位置が前寄りの位置にあるヒトを横から見たときの模式図である。図６（Ｂ）は、歩行中の重心位置が中央付近にあるヒトを横から見たときの模式図である。図６（Ｃ）は、歩行中の重心位置が後寄りの位置にあるヒトを横から見たときの模式図である。図６（Ｄ）、図６（Ｅ）、および、図６（Ｆ）は、前脚の踵が接地したタイミングから遊脚である後脚が進行方向に関して立脚である前脚と一致するタイミングまでの期間において加速度センサが出力する上下軸加速度の時間変化波形の典型例を示す図である。図６（Ｄ）は、重心位置が前寄りの位置にあるヒト（図６（Ａ））の上下加速度時間変化波形の典型例である。図６（Ｅ）は、重心位置が中央付近にあるヒト（図６（Ｂ））の上下加速度時間変化波形の典型例である。図６（Ｆ）は、重心位置が後寄りの位置にあるヒト（図６（Ｃ））の上下加速度時間変化波形の典型例である。
【図７】第１の実施の形態において用いられる重心位置評価チャートの図である。
【図８】上記活動量計の制御部の動作フローを示す図である。
【図９】上記活動量計の制御部による前後方向重心位置推定処理のフローを示す図である。
【図１０】第２の実施の形態において用いられる写像を表すグラフである。
【図１１】第２の実施の形態において用いられる重心位置評価チャートの図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、歩行姿勢の前傾度（後傾度）と骨盤が水平となす角の関係を説明する図である。図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）、および、図１２（Ｄ）は、ヒトの歩行中の姿勢（前脚の踵が接地したタイミング）を示す図である。図１２（Ｂ）は、後傾で歩くヒトを横から見たときの模式図である。図１２（Ｃ）は、後傾でも前傾でもない良好な姿勢で歩くヒトを横から見たときの模式図である。図１２（Ｄ）は、前傾で歩くヒトを横から見たときの模式図である。
【図１３】上記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータについて説明する図（上下軸加速度時間変化波形図）である。
【図１４】上記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータについて説明する図（上下軸速度時間変化波形図）である。
【図１５】上記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータについて説明する図（上下軸軌道時間変化波形図）である。
【図１６】上記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータについて説明する図（前後軸加速度時間変化波形図）である。
【図１７】上記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータについて説明する図（前後軸速度時間変化波形図）である。
【図１８】骨盤傾斜角の評価および重心位置の評価にもとづく歩行姿勢評価に用いる評価チャートの図である。
【図１９】上記活動量計の制御部の動作フローを示す図である。
【図２０】上記活動量計の制御部による骨盤傾斜角推定処理のフローを示す図である。
【図２１】歩幅の大きさ、上記基準期間の長さに応じて使用する重み係数セットを変更するための参照テーブルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００３８】
図１は、この発明の第１の実施の形態の歩行姿勢計（全体を符号１で示す。）のシステム構成を示している。この歩行姿勢計１は、活動量計１００と、スマートフォン２００とを含んでいる。活動量計１００とスマートフォン２００とは、この例ではＢＬＥ（Bluetooth low energy；低消費電力Bluetooth、Bluetooth Core Specification Ver. 4.0において規定。）通信によって互いに通信可能になっている。
【００３９】
図２に示すように、活動量計１００は、ケーシング１００Ｍと、このケーシング１００Ｍに搭載された、制御部１１０と、発振部１１１と、加速度センサ１１２と、メモリ１２０と、操作部１３０と、表示部１４０と、ＢＬＥ通信部１８０と、電源部１９０と、リセット部１９９とを含む。
【００４０】
ケーシング１００Ｍは、この活動量計１００を携帯し易いように、ヒトの手のひらに収まる程度の大きさに形成されている。
【００４１】
発振部１１１は、水晶振動子を含み、この活動量計１００の動作タイミングの基準となるクロック信号を発生する。発振部１１１は、クロックジェネレータとしての機能を有するモジュールチップでよい。
【００４２】
加速度センサ１１２は、ケーシング１００Ｍが受ける３軸（３方向）の加速度をそれぞれ検出して、制御部１１０へ出力する。加速度センサ１１２は、３軸加速度センサのモジュールチップでよい。
【００４３】
メモリ１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）とを含む。ＲＯＭは、この活動量計１００を制御するためのプログラムのデータを記憶する。また、ＲＡＭは、この活動量計１００の各種機能を設定するための設定データ、加速度測定結果および演算結果のデータなどを記憶する。
【００４４】
制御部１１０は、上記クロック信号に基づいて動作するＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）を含み、メモリ１２０に記憶された活動量計１００を制御するためのプログラムに従って、加速度センサ１１２からの検知信号に基づいて、この活動量計１００の各部（メモリ１２０、表示部１４０およびＢＬＥ通信部１９０を含む。）を制御する。この制御部１１０は、少なくとも、上下軸加速度の時系列データを処理することができる信号処理系を含む。当該信号処理系は、前後軸加速度の時系列データを処理することも可能である。
【００４５】
操作部１３０は、この例ではボタンスイッチからなり、電源オン・オフ切り替えの操作、表示内容切り替えの操作など、適宜の操作入力を受け付ける。
【００４６】
表示部１４０は、この例ではＬＣＤ（液晶表示素子）または有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイからなる表示画面を含み、この表示画面に制御部１１０から受けた信号に従って所定の情報を表示する。表示部１４０は、電源のオン／オフ、動作状態等を点灯、消灯、点滅、等で表示するＬＥＤ（発光ダイオード）であってもよい。
【００４７】
電源部１８０は、この例ではボタン電池からなり、この活動量計１００の各部へ電力を供給する。
【００４８】
ＢＬＥ通信部１９０は、スマートフォン２００との間でリアルタイムで通信を行う。例えば、スマートフォン２００へ測定結果を表す情報などを送信する。また、スマートフォン２００から操作指示を受信する。ＢＬＥ通信部１９０は、ＢＬＥ機能を備えたモジュールチップでよい。
【００４９】
リセット部１９９は、スイッチからなり、制御部１１０の動作やメモリ１２０の記憶内容をリセットして初期化する。
【００５０】
図３に示すように、スマートフォン２００は、本体２００Ｍと、この本体２００Ｍに搭載された、制御部２１０と、メモリ２２０と、操作部２３０と、表示部２４０と、ＢＬＥ通信部２８０と、ネットワーク通信部２９０とを含む。このスマートフォン２００は、市販のスマートフォンに、活動量計１００への指示を行わせるようにアプリケーションソフトウェア（コンピュータプログラム）をインストールしたものである。
【００５１】
制御部２１０は、ＣＰＵおよびその補助回路を含み、スマートフォン２００の各部を制御し、メモリ２２０に記憶されたプログラムおよびデータに従って処理を実行する。すなわち、操作部２３０、および、通信部２８０，２９０から入力されたデータを処理し、処理したデータを、メモリ２２０に記憶させたり、表示部２４０で表示させたり、通信部２８０，２９０から出力させたりする。
【００５２】
メモリ２２０は、制御部２１０でプログラムを実行するために必要な作業領域として用いられるＲＡＭと、制御部２１０で実行するための基本的なプログラムを記憶するためのＲＯＭとを含む。また、メモリ２２０の記憶領域を補助するための補助記憶装置の記憶媒体として、半導体メモリ（メモリカード、ＳＳＤ（Solid State Drive））などが用いられてもよい。
【００５３】
操作部２３０は、この例では、表示部２４０上に設けられたタッチパネルからなっている。なお、キーボードその他のハードウェア操作デバイスを含んでいてもよい。
【００５４】
表示部２４０は、表示画面（例えばＬＣＤまたは有機ＥＬディスプレイからなる）を含む。表示部２４０は、制御部２１０によって制御されて、所定の画像を表示画面に表示させる。
【００５５】
ＢＬＥ通信部２８０は、活動量計１００との間でリアルタイムで通信を行う。例えば、活動量計１００へ操作指示を送信する。また、活動量計１００から測定結果を表す情報などを受信する。
【００５６】
ネットワーク通信部２９０は、制御部２１０からの情報をネットワーク９００を介して他の装置へ送信するとともに、他の装置からネットワーク９００を介して送信されてきた情報を受信して制御部２１０に受け渡すことができる。
【００５７】
例えば図４（Ａ）に示すように、この歩行姿勢計１が例えばユーザとしての被測定者９０によって使用される場合、活動量計１００が装着クリップ１００Ｃ（図１中に示す）によって被測定者９０の正中線９１上の腰の背面側に装着される。
【００５８】
この例では、図４（Ｂ）に示すように、被測定者９０にとって前後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸、上下方向をＺ軸とする。そして、活動量計１００の加速度センサ１１２は、被測定者９０が前方へ歩行するのに伴ってケーシング１００Ｍが受けるＸ軸（前後軸）の加速度、Ｙ軸（左右軸）の加速度、Ｚ軸（上下軸）の加速度をそれぞれ出力するものとする。
【００５９】
この歩行姿勢計１によって測定を行う場合、被測定者９０は、活動量計１００とスマートフォン２００の電源をオンする。それとともに、スマートフォン２００のアプリケーションソフトウェアを起動して、操作部２３０、ＢＬＥ通信部２８０を介して、活動量計１００へ測定スタートを指示する。
【００６０】
その状態で、被測定者９０は前方へ真っ直ぐに所定の歩数、この例では１０歩だけ歩行する。そして、被測定者９０は、スマートフォン２００の操作部２３０、ＢＬＥ通信部２８０を介して、活動量計１００へ演算および演算結果の出力を指示する。
【００６１】
すると、活動量計１００の制御部１１０は演算部として働いて、後述する演算を行う。そして、その演算結果を表す情報をＢＬＥ通信部１８０を介して、スマートフォン２００へ送信する。
【００６２】
図８は、第１の実施の形態による活動量計１００の制御部１１０による動作フローを示している。活動量計１００の制御部１１０は、電源がオンされると、ステップＳ１に示すように、スマートフォン２００からの測定スタートの指示を待つ。スマートフォン２００からの測定スタートの指示を受信すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に示すように、制御部１１０は、加速度センサ１１２による３軸方向加速度の出力を取得する。加速度センサ１１２の出力の取得は、この例では１０歩分の加速度時系列データを含む期間として、予め定められた期間（例えば１４秒間）だけ行われる。取得された加速度の時系列データは、メモリ１２０に一旦記憶される。次に、制御部１１０は、ステップＳ３に示すように、スマートフォン２００からの測定スタートの指示を待つ。スマートフォン２００からの演算の指示を受信すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、ステップＳ４に示すように、制御部１１０は第１演算部として働いて、前後方向の重心位置の前寄り／後寄りの程度に対応する量の算出を行う。そして、ステップＳ５に示すように、制御部１１０は第１評価部として働いて、その演算結果（前後方向重心位置推定結果）を用いて、被測定者の歩行中の重心の前後方向の前寄り／後寄りの程度を多段的に評価する。その後、ステップＳ６に示すように、その評価の結果をスマートフォン２００へ出力（送信）する。なお、制御部１１０は、少なくとも一歩分の加速度時系列データが得られ次第、ステップＳ４の処理を実行してもよい。その場合、ステップＳ３として示した判断のステップは省略されてもよい。
【００６３】
以下、図５、図６、図７、および、図９を参照して、図４のステップＳ４の処理（前後方向重心位置推定処理）を詳細に説明する。
【００６４】
図５は、ヒトの歩容と、歩行周期のうち１歩分に相当する基準期間（図中のＴ７（＝ＳｔｅｐＴ））の間に、腰に装着された活動量計１００の加速度センサ１１２から出力される上下軸加速度（鉛直上方を正とするＺ軸方向加速度）の時間変化波形の典型例との関係を示す図である。
【００６５】
繰り出された前足（図では右足）の踵が移動面と接地するタイミング（踵接地タイミング）の近傍において、上下軸加速度は、ゼロクロス点を通過して負から正へ転じる。
【００６６】
その後、上下軸加速度には、３つのピーク（極大点）（Ｐ１（時間ｔ＝Ｔ１）、Ｐ２（時間ｔ＝Ｔ３）、Ｐ３（時間ｔ＝Ｔ５））およびその間の谷（極小点）（Ｖ１（時間ｔ＝Ｔ２）、Ｖ２（時間ｔ＝Ｔ４））が現れる。歩容における、立脚（図では右足）と遊脚（図では左脚）とが進行方向に関して略一致するタイミング（立脚中期タイミング）は、第３のピークＰ３が現れたタイミング近傍と対応する。
【００６７】
歩容における立脚中期タイミングを超えると、上下軸加速度は、再びゼロクロス点を通過して正から負に転じ、最小点（Ｖ３（時間ｔ＝Ｔ６））を通過し、やがて時間ｔ＝Ｔ７において再度ゼロクロス点（時間ｔ＝Ｔ７）を通過して負から正へ転じる。時間ｔ＝Ｔ７におけるゼロクロス点は、（図では左足を前足とする）次の一歩の踵接地タイミングと略対応する。
【００６８】
このように、上下軸加速度には、ヒトの歩行の一歩の間に図示して説明したような波形が現れる。本明細書では、前足の踵が接地したタイミング（踵接地タイミング）から次の踵接地タイミングまでの期間（ＳｔｅｐＴ）を、基準期間として規定する。なお、以下の説明において特に区別する必要がある場合に限り、左足の踵接地タイミングから右足の踵接地タイミングまでの期間を左足基準期間と称し、右足の踵接地タイミングから左足の踵接地タイミングまでの期間を右足基準期間と称することとして、左足による一歩と右足による一歩のそれぞれの基準期間を区別する。
【００６９】
上方を正とする前記上下軸加速度の時間的な変化波形においては、加速度値が負から正へ変化するゼロクロス点の出現タイミングから次の負から正へ変化するゼロクロス点の出現タイミングまでの期間が一基準期間に相当する。
【００７０】
制御部１１０は、前後方向重心位置推定処理（図８のステップＳ４）として、一基準期間にわたる上下軸加速度の時間的な変化波形を用いて、被測定者の歩行中の重心の前後方向の位置の偏り（前寄り／後寄り）に対応する量（前寄り度／後寄り度）を算出する。ここでは、前後方向の位置の偏り（前寄り／後寄り）に対応する量（前寄り度／後寄り度）として、踵接地タイミングから同一基準期間における立脚中期タイミングまでの期間における被測定者の重心の前後方向の位置の偏りの程度に対応する量を用いる。なお、前後方向の重心の偏りの程度に対応する量は、踵接地タイミングから立脚中期タイミングまでの期間における被測定者の重心の前後方向の位置の偏りの程度に対応する量に限定されるものではない。
【００７１】
次に、図６を参照し、発明者らによる鋭意研究によって明らかとなったヒトの重心位置の前後方向の偏りの違い（前寄り／中央付近／後寄り）と上下軸加速度の時間変化波形上に現れる特徴との関係について説明する。
【００７２】
図６に含まれる６図（（Ａ）〜（Ｅ））のうち、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、および、図６（Ｃ）は、ヒトの歩行中の姿勢（前脚の踵が接地したタイミング）を示す図である。図６（Ａ）は、歩行中の重心位置が前寄りの位置にあるヒトを横から見たときの模式図であり、図６（Ｂ）は、歩行中の重心位置が中央付近にあるヒトを横から見たときの模式図であり、図６（Ｃ）は、歩行中の重心位置が後寄りの位置にあるヒトを横から見たときの模式図である。
【００７３】
図６（Ｄ）、図６（Ｅ）、および、図６（Ｆ）は、前脚の踵が接地したタイミングから遊脚である後脚が進行方向に関して立脚である前脚と一致するタイミングまでの期間において加速度センサが出力する上下軸加速度の時間変化波形の典型例を示す図である。図６（Ｄ）は、重心位置が前寄りの位置にあるヒト（図６（Ａ））の上下軸加速度時間変化波形の典型例であり、図６（Ｅ）は、重心位置が中央付近にあるヒト（図６（Ｂ））の上下軸加速度時間変化波形の典型例であり、図６（Ｆ）は、重心位置が後寄りの位置にあるヒト（図６（Ｃ））の上下軸加速度時間変化波形の典型例である。
【００７４】
図６（Ｄ）、図６（Ｅ）、および、図６（Ｆ）を比較すればわかるように、重心位置を前寄りに偏らせて歩行するヒトの上下軸加速度の時間変化波形（図６（Ｄ））においては、重心位置を身体の中心部に近い領域に置いて歩行するヒトの上下軸加速度の時間変化波形（図６（Ｅ））との比較において、（負から正へ転じるゼロクロス点を始期とする）一基準期間において最初に現れる極大点の値ＺＡＰ１が小さくなり、３番目に現れる極大点の値ＺＡＰ３が大きくなる傾向がある。これらの傾向は、重心の前方向への偏りの程度が強くなるにつれ、より顕著になる。
【００７５】
逆に、重心位置を後寄りに偏らせて歩行するヒトの上下軸加速度の時間変化波形（図６（Ｆ））においては、重心位置を身体の中心部に近い領域に置いて歩行するヒトの上下軸加速度の時間変化波形（図６（Ｅ））との比較において、（負から正へ転じるゼロクロス点を始期とする）一基準期間において最初に現れる極大点の値ＺＡＰ１が大きくなり、３番目に現れる極大点の値ＺＡＰ３が小さくなる傾向がある。これらの傾向は、重心の後方向への偏りの程度が強くなるにつれ、より顕著になる。
【００７６】
これらの傾向をまとめると、以下のとおりである。
・（１）第１の極大点の値ＺＡＰ１を同一基準期間の第２の極大点の値ＺＡＰ２で除した値（前寄り度Ｋｇ１（Ｋｇ１＝ＺＡＰ１／ＺＡＰ２））が大きいほど、歩行中のヒトの重心の位置の前方向への偏りの程度（前寄り度）は大きい。
・（２）第３の極大点の値ＺＡＰ３を同一基準期間の第２の極大点の値ＺＡＰ２で除した値（後寄り度Ｋｇ３（Ｋｇ３＝ＺＡＰ３／ＺＡＰ２））が大きいほど、歩行中のヒトの重心の位置が後方向への偏りの程度（後寄り度）は大きい。
なお、上記前寄り度Ｋｇ１および後寄り度Ｋｇ３導出過程において第１の極大点の値ＺＡＰ１および第３の極大点の値ＺＡＰ３を同一基準期間における第２の極大点の値ＺＡＰ２で除しているのは、測定環境や被測定者の個体差による影響を低減させることを目的とする規格化である。
【００７７】
図７は、第１の実施の形態の制御部１１０が重心位置評価に用いるチャートの図である。第１の実施の形態においては、制御部１１０は、前寄り度Ｋｇ１が第１閾値（図では０．８）以上であれば（領域Ｒｇ３）、歩行中の被測定者の重心位置は前後方向に関して「前寄り」であると判断し、前寄り度Ｋｇ１が第１閾値（図では０．８）未満であれば、歩行中の被測定者の重心位置は前後方向に関して「前寄り」でない（領域１または領域２）と判断する。同様に、制御部１１０は、後寄り度Ｋｇ３が第２閾値（図では０．８）以上であれば（領域Ｒｇ１）、歩行中の被測定者の重心位置は前後方向に関して「後寄り」であると判断し、前寄り度Ｋｇ３が第２閾値（図では０．８）未満であれば、歩行中の被測定者の重心位置は前後方向に関して「後寄り」でない（領域２または領域３）と判断する。
【００７８】
図７より明らかだが、第１の実施の形態の制御部１１０は、歩行中の被測定者の重心位置が「前寄り」であるか否かについて、前寄り度Ｋｇ１のみに基づいて判断することができる。
【００７９】
同様に、図７より明らかだが、第１の実施の形態の制御部１１０は、歩行中の被測定者の重心位置が「後寄り」であるか否かについて、後寄り度Ｋｇ３のみに基づいて判断することができる。
【００８０】
そして、第１の実施の形態の制御部１１０は、前寄り度Ｋｇ１および後寄り度Ｋｇ３の両方に基づいて、歩行中の被測定者の重心位置が「前寄り」でも「後寄り」でもない（領域Ｒｇ２）と判断される場合に、歩行中の被測定者の重心位置は「中央付近」にあると判断することができる。上の例では、２つの判断が互いに独立して行われるので、判断の処理が容易になる。なお、「前寄り」と「後寄り」との両方の判断を行うのではなく、前寄り度Ｋｇ１のみに基づいて「前寄り」か否かのみを判断しても良いし、後寄り度Ｋｇ３のみに基づいて「後寄り」か否かのみを判断しても良い。
【００８１】
図９を参照すれば、前後方向受信位置推定処理において、制御部１１０は先ず、ステップＳ２において取得した三軸加速度の時間変化波形から、上下軸加速度時系列データを生成し、生成した上下軸加速度時系列データから負から正へ転じるゼロクロス点のタイミング（図５における時間ｔ＝０）を検出し、（当該ゼロクロス点が踵接地タイミングと略一致するという実験的事実に基づいて）検出したタイミングを踵接地タイミングとして特定する。制御部１１０は、次の負から正へ転じるゼロクロス点を同様にして検出し、当該タイミングを次の一歩の基準期間の始期として（現基準期間の終期として）特定する（ステップＳ４１）。
【００８２】
次に、制御部１１０は、上下軸加速度時系列データに含まれる一基準期間において最初に現れる第１の極大点、第１の極大点の次の極大点（第２の極大点）、および、第２の極大点の次の極大点（第３の極大点）を特定し、それぞれの値（図６におけるＺＡＰ１、ＺＡＰ２、ＺＡＰ３）を取得する（ステップＳ４２）。
【００８３】
次に、制御部１１０は、重心前寄り度評価パラメータ（上述した前寄り度Ｋｇ１＝ＺＡＰ１／ＺＡＰ２）を算出する（ステップＳ４３）。
【００８４】
次に、制御部１１０は、重心後寄り度評価パラメータ（上述した後寄り度Ｋｇ３＝ＺＡＰ３／ＺＡＰ２）を算出する（ステップＳ４４）。
【００８５】
そして、制御部１１０は、図７に示したチャートに従い、重心前寄り度評価パラメータ（前寄り度Ｋｇ１）および／または重心後寄り度評価パラメータ（後寄り度Ｋｇ３）に基づいて、歩行中のヒトの前後方向重心位置を推定する（ステップＳ４５）。上述したように、制御部１１０は、重心前寄り度評価パラメータ（前寄り度Ｋｇ１）のみに基づいて、歩行中のヒトの前後方向重心位置が「前寄り」であるか否かを推定することができる。同様に、制御部１１０は、重心後寄り度評価パラメータ（後寄り度Ｋｇ３）のみに基づいて、歩行中のヒトの前後方向重心位置が「後寄り」であるか否かを推定することができる。制御部１１０は、重心前寄り度評価パラメータ（前寄り度Ｋｇ１）および重心後寄り度評価パラメータ（後寄り度Ｋｇ３）に基づくことにより、歩行中のヒトの前後方向重心位置が、「前寄り」か、「中央付近」か、「後寄り」か、を推定することができる。
【００８６】
図８を再度参照すれば、ステップＳ５に示すように、制御部１１０は評価部として働いて、ステップＳ４の推定結果（前後方向重心位置推定結果）を用いて、被測定者の歩行中の重心の前後方向の前寄り／後寄りの程度を多段的に（「前寄り」、「中央付近」、「後寄り」等として）評価する。その後、ステップＳ６に示すように、その評価の結果をスマートフォン２００へ出力（送信）する。
【００８７】
スマートフォン２００は、活動量計１００からの情報を受信すると、評価の結果を表示部２４０に表示する。スマートフォン２００の表示部２４０には、例えば「あなたの重心は、前寄りに偏る傾向があります。」というようにメッセージとして表示される。なお、表示部２４０には、イラストやアニメーション等を用いて前寄り／後寄りの傾向が直感的にわかるような表示を行ってもよい。また、表示部２４０には、ステップＳ４３およびステップＳ４４で得た重心前寄り度評価パラメータ（前寄り度Ｋｇ１）および重心後寄り度評価パラメータ（後寄り度Ｋｇ３）そのもの、あるいは、それらの値を適切に処理して得られる評価数値を表示してもよい。
【００８８】
この表示部２４０の表示内容を見て、ユーザは、歩行時に重心が前寄りに偏っているか、後寄りに偏っているか否かを知ることができる。
【００８９】
このように、発明者は、鋭意研究の結果、被測定者の腰部に装着された加速度センサから出力される加速度の時間変化波形の形状上の特徴と、歩行中の被測定者の重心の前後方向の位置との相関性を見出し、これに基づき、加速度センサから出力される加速度の時間変化波形から歩行中の被測定者の重心の前後方向の位置を推定することができる歩行姿勢計１の発明を完成させた。この歩行姿勢計１によれば、被測定者の歩行中の重心位置が前寄り／後寄りであるか否かを適切に評価できる。また、この歩行姿勢計１では、加速度センサ１１２の出力に基づいて評価を行っているので大がかりな設備を要さず、手軽に評価できる。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態による歩行姿勢計１の構成は、第１の実施の形態による歩行姿勢計１と同様でよいため、ここではその説明を省略する。
【００９１】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態との比較において、前後方向受診位置推定処理（図８のステップＳ４）に含まれるステップＳ４３、ステップＳ４４、および、ステップＳ４５（図９）の処理内容が異なる。そのため、以下では、第２の実施の形態による重心前寄り度評価パラメータ算出処理（ステップＳ４３（図９））、重心後寄り度評価パラメータ算出処理（ステップＳ４４（図９））、および、前後方向重心位置推定処理（ステップＳ４５（図９））について、説明する。
【００９２】
第２の実施の形態においては、制御部１１０は、ステップＳ４３（図９）において、図１０（Ａ）に示されるような、上述の前寄り度Ｋｇ１のゼロ近傍および１近傍の値域において重心前寄り度評価パラメータの変化を抑制する単射写像（図１０（Ａ）のｆ）を適用する。そして、ｆ（Ｋｇ１）を重心前寄り度評価パラメータとして算出する。
【００９３】
ステップＳ４４（図９）においては、制御部１１０は、図１０（Ｂ）に示されるような、上述の後寄り度Ｋｇ３のゼロ近傍および１近傍の値域において重心後寄り度評価パラメータの変化を抑制する単射写像（図１０（Ｂ）のｇ）を適用する。そして、ｇ（Ｋｇ３）を重心後寄り度評価パラメータとして算出する。
【００９４】
なお、ここでの閾値１〜閾値４は、実験的に求めた値であり、当該閾値を境に写像ｆ、ｇは、直線形状から曲線形状に、または、曲線形状から直線形状に変化する。
【００９５】
このような写像ｆおよびｇを前寄り度Ｋｇ１および後寄り度Ｋｇ３に適用することにより、第１に、前寄り度Ｋｇ１および後寄り度Ｋｇ３がゼロ値近傍の値を有する場合に重心前寄り度評価パラメータ（ｆ（Ｋｇ１））および重心後寄り度評価パラメータ（ｇ（Ｋｇ３））の変動が抑制され、第２に、前寄り度Ｋｇ１および後寄り度Ｋｇ３が１近傍以上の値を有する場合に重心前寄り度評価パラメータ（ｆ（Ｋｇ１））および重心後寄り度評価パラメータ（ｇ（Ｋｇ３））の変動が抑制される。そうすることで、前寄り度Ｋｇ１および後寄り度Ｋｇ３がゼロ値近傍でなくかつ、１に満たない値を有する場合における重心前寄り度評価パラメータ（ｆ（Ｋｇ１））および重心後寄り度評価パラメータ（ｇ（Ｋｇ３））の値の変動が相対的に強調され、重心の前寄り／後寄りの程度の評価が精細に行えるようになるとともに、後述する図１１に示すようなチャートを用いて被測定者の重心の位置の前後方向の偏りを評価することができるようになる。
【００９６】
第２の実施の形態においては、制御部１１０は、ステップＳ４５（図９）において、図１１に示すようなチャートを用いて被測定者の重心の位置の前後方向の偏りを推定する。
【００９７】
図１１に示すように、制御部１１０は、重心前寄り評価パラメータ（ｆ（Ｋｇ１））を表すための横軸（第１座標軸）と、重心後寄り評価パラメータ（ｇ（Ｋｇ３））を表すための縦軸（第２座標軸）とによって直交座標平面を設定する。この直交座標平面を、原点（横軸と縦軸との交点）０を通る予め定められた２本の境界線（直線Ａ，Ｂ）によって３つの領域Ｒｇ１１，Ｒｇ１２，Ｒｇ１３に区画する。制御部１１０は、ステップＳ４５（図９）において、当該チャートを用いることで、特徴点（点（ｆ（Ｋｇ１），ｇ（Ｋｇ３）））が傾き４５度の直線を中心に正負両方向に角度α度の広がりを有するくさび形状領域Ｒｇ１２に含まれる場合に、被測定者の重心は中央付近にあると推定する。また、特徴点が領域Ｒｇ１１に含まれる場合には、制御部１１０は、被測者の重心は後寄りであると推定し、特徴点が領域Ｒｇ１３に含まれる場合には、制御部１１０は、被測定者の重心は前寄りであると推定する。
【００９８】
図８を再度参照すれば、ステップＳ６に示すように、評価結果をスマートフォン２００へ出力（送信）する。
【００９９】
スマートフォン２００は、活動量計１００からの情報を受信すると、評価の結果を表示部２４０に表示する。スマートフォン２００の表示部２４０には、第１の実施の形態と同様に、例えば「あなたの重心は、前寄りに偏る傾向があります。」というようにメッセージとして表示される。なお、表示部２４０には、図１１のチャートに被測定者の特徴点をプロットしたグラフを用いて前寄り／後寄りの傾向が直感的にわかるような表示を行うこともできる。また、表示部２４０には、ステップＳ４３およびステップＳ４４で得た重心前寄り度評価パラメータ（ｆ（Ｋｇ１））および重心後寄り度評価パラメータ（ｇ（Ｋｇ３））そのもの、あるいは、それらの値を適切に処理して得られる評価数値を表示してもよい。
【０１００】
この表示部２４０の表示内容を見て、ユーザは、歩行時に重心が前寄りに偏っているか、後寄りに偏っているか否かをより直感的に分かりやすく知ることができる。
【０１０１】
最後に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態による歩行姿勢計１の構成は、第１および第２の実施の形態による歩行姿勢計１と同様でよいため、ここではその説明を省略する。
【０１０２】
第３の実施の形態による歩行姿勢計１は、第１および第２の実施の形態と同様にして歩行中のヒトの重心の位置の前後方向に関する偏りの程度を評価するとともに、さらに被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きを評価し、両評価に基づいてヒトの歩行姿勢を総合的に評価する。
【０１０３】
図１９は、第３の実施の形態による活動量計１００の制御部１１０による動作フローを示している。本図のステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３はそれぞれ、第１および第２の実施の形態におけるステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３（図８）と同様でよい。また、ステップＳ１４の処理は、第１および第２の実施の形態におけるステップＳ４（図８および図９）と同様でよく、ステップＳ１５の処理は、第１および第２の実施の形態におけるステップＳ５（図８）と同様でよいため、ここではそれらの説明を省略する。
【０１０４】
第３の実施の形態においては、上述した重心位置にかかる推定および評価に加え、さらに、被測定者の骨盤の傾斜角の推定（ステップＳ１６）および評価（ステップＳ１７）を行うことで被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きを評価し、両評価に基づいて、被測定者の歩行姿勢を総合的に評価する（ステップＳ１８）。
【０１０５】
以下、上記したステップＳ１６、ステップＳ１７、および、ステップＳ１８において制御部１１０がする処理について詳細に説明する。
【０１０６】
図１２（Ａ）は、骨盤傾斜角の定義を説明する図である。本図は、ヒトの腰部を横から見たときの模式図であって、骨盤ＰＶが、三角形で表現されている。本明細書において、骨盤傾斜角θは、時計回転方向を正として、上前腸骨棘ＡＳＩＳ(ASIS: Anterior Superior Iliac Spine)から上後腸骨棘ＰＳＩＳ(PSIS: Posterior Superior Iliac Spine)に向かう線分が水平Ｈとなす角である。また、以下の説明では、＋３度未満の骨盤傾斜角θを歩行姿勢「後傾」と対応付け、＋３度以上＋１２度未満の骨盤傾斜角θを、歩行姿勢「真中」と対応付け、＋１２度以上の骨盤傾斜角θを、歩行姿勢「前傾」と対応付けすることとする。なお、上記境界値は一例であって、その他の境界値であってもよい。また、上記例では、姿勢を「前傾」「真中」「後傾」の三段階に区分けしているが、その他の段数であってもよい。
【０１０７】
図１２（Ｂ）〜（Ｄ）は、それぞれ、ヒトの歩行姿勢「後傾」、「真中」、「前傾」の例を示す模式図である。図１２（Ｂ）を参照すれば判るように、歩行姿勢「後傾」で歩く傾向を有するヒトは、反っくり返ったような姿勢で歩行する。（ほかに、「後傾」のヒトには、極めて強い猫背姿勢で歩行するヒトもいる。）図１２（Ｃ）は、歩行姿勢「真中」の例図である。このように、歩行姿勢「真中」で歩くヒトは、背中がまっすぐに上方に伸びており、正しく（美しく）歩くことができている。図１２（Ｄ）を参照すれば、歩行姿勢「前傾」で歩く傾向を有するヒトは、前かがみでうつむき気味の姿勢で歩行する。（ほかに、「前傾」のヒトには、おなかを突き出した姿勢で歩行するヒトもいる。）
【０１０８】
上述の制御部１１０は、図１９のステップＳ１６の処理（骨盤傾斜角推定処理）において、少なくとも一基準期間にわたる上下軸加速度の時間的な変化波形と前後軸加速度の時間的な変化波形とを用いて、被測定者の歩行中の姿勢の前後方向の傾きに対応する量を算出する。ここでは、進行方向の前傾／後傾の程度に対応する量として、踵接地タイミングにおける被測定者の骨盤傾斜角θ１と、同一基準期間における立脚中期タイミングにおける被測定者の骨盤傾斜角θ２との平均骨盤傾斜角θ（θ＝（θ１＋θ２）／２）を用いる。なお、前後方向の傾きの程度に対応する量は、平均骨盤傾斜角θに限定されるものではない。
【０１０９】
以下、図１９のステップＳ１６の処理（骨盤傾斜角推定処理）について、図１３〜図１７のグラフ、図２０のフローチャート、および、図２１の参照表を参照して詳細に説明する。図２０のフローチャートの各ステップは、上述の制御部１１０が第２演算部として働いて実行する。なお、当該各ステップの実行主体は、制御部１１０に代えて、制御部２１０であってもよい。
【０１１０】
図２０のフローチャートを参照すれば、ステップＳ６１において、制御部１１０は、ステップＳ２（図８）において取得した三軸加速度の時間変化波形から、上下軸（Ｚ軸）加速度時系列データ（図１３）および前後軸（Ｘ軸）加速度時系列データ（図１６）を生成し、生成した上下軸加速度時系列データから負から正へ転じるゼロクロス点のタイミング（図１３における下横軸の時間ｔ＝約６．２（上横軸における時間ｔ＝０））を検出する。そして、当該ゼロクロス点が踵接地タイミングと略一致するという実験的事実に基づいて、検出したタイミングを踵接地タイミングとして特定する。制御部１１０は、次の負から正へ転じるゼロクロス点を同様にして検出し、当該タイミングを次の一歩の基準期間の始期として（現基準期間の周期）特定する。これにより、基準期間（ＳｔｅｐＴ）が確定される。
【０１１１】
次に、ステップＳ６２において、制御部１１０は、上下軸加速度時系列データ（図１３）から上下軸速度時系列データ（図１４）および上下軸軌道時系列データ（図１５）を算出する。
【０１１２】
次に、ステップＳ６３において、制御部１１０は、前後軸加速度時系列データ（図１６）から前後軸速度時系列データ（図１７）を算出する。
【０１１３】
次に、ステップＳ６４において、制御部１１０は、上下軸加速度の時間変化および前後軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータを導出する。制御部１１０は、上下軸加速度の時系列データ、上下軸速度の時系列データ、および、上下軸軌道の時系列データの少なくともいずれか１つを用いて上下軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータを導出する。同様に、制御部１１０は、前後軸加速度の時系列データ、および、前後軸速度の時系列データの少なくともいずれか１つを用いて前後軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータを導出する。ステップＳ６４において導出すべき対象は、各軸加速度の時間変化の特徴を表す特徴量であるが、特徴量によっては、各軸速度、軌道の時間変化の時系列データを用いる方が導出容易である場合がある。そのため、制御部１１０は、各軸の速度の時系列データや軌道の時系列データを用いて、各軸の加速度の時間変化の特徴を表す量（特徴パラメータ）を導出する。
【０１１４】
本実施の形態においては、特徴パラメータは３３種（特徴パラメータＰＲＭ１〜ＰＲＭ３３、即ち、ＰＲＭｉ（ｉ：１〜３３の整数。））存在する。以下、各特徴パラメータについて詳細に説明する。なお、特徴パラメータの種類の数、および、各特徴パラメータの定義は、一例であって、異なる種類数および定義の特徴パラメータを用いてもよい。
【０１１５】
先ず、図１３を参照し、第１の特徴パラメータＰＲＭ１から第１２の特徴パラメータＰＲＭ１２までの１２種類の特徴パラメータについて説明する。
【０１１６】
第１の特徴パラメータＰＲＭ１（Ｚ軸加速度第１極大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１は、上下軸加速度について基準期間における最初のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき最初に現れる極大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１は、当該タイミングＴＺＡＰ１を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＡＰ１／ＳｔｅｐＴである。
【０１１７】
第２の特徴パラメータＰＲＭ２（Ｚ軸加速度第２極大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ２は、上下軸加速度について基準期間における第２のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき２番目に現れる極大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２は、当該タイミングＴＺＡＰ２を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＡＰ２／ＳｔｅｐＴである。
【０１１８】
第３の特徴パラメータＰＲＭ３（Ｚ軸加速度第３極大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ３は、上下軸加速度について基準期間における第３のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき３番目に現れる極大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ３は、当該タイミングＴＺＡＰ３を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＡＰ３／ＳｔｅｐＴである。
【０１１９】
第４の特徴パラメータＰＲＭ４（Ｚ軸加速度第２極小点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ４は、上下軸加速度について基準期間における第２の谷、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき２番目に現れる極大点と３番目に現れる極大点との間に存在する極小点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ４は、当該タイミングＴＺＡＶ２を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＡＶ２／ＳｔｅｐＴである。
【０１２０】
第５の特徴パラメータＰＲＭ５（Ｚ軸加速度第１極大点振幅比）について：
特徴パラメータＰＲＭ５は、上下軸加速度について基準期間における最初のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき最初に現れる極大点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ５は、当該点の値ＺＡＰ１を２番目に現れる極大点の値ＺＡＰ２で規格化することで得られる無次元量ＺＡＰ１／ＺＡＰ２である。
【０１２１】
第６の特徴パラメータＰＲＭ６（Ｚ軸加速度第３極大点振幅比）について：
特徴パラメータＰＲＭ６は、上下軸加速度について基準期間における第３のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき３番目に現れる極大点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ６は、当該点の値ＺＡＰ３を２番目に現れる極大点の値ＺＡＰ２で規格化することで得られる無次元量ＺＡＰ３／ＺＡＰ２である。
【０１２２】
第７の特徴パラメータＰＲＭ７（Ｚ軸加速度第２極小点振幅比）について：
特徴パラメータＰＲＭ７は、上下軸加速度について基準期間における第２の谷、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたときに２番目に現れる極大点と３番目に現れる極大点との間に存在する極小点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ７は、当該点の値ＺＡＶ２を２番目に現れる極大点の値ＺＡＰ２で規格化することで得られる無次元量ＺＡＶ２／ＺＡＰ２である。
【０１２３】
第８の特徴パラメータＰＲＭ８（Ｚ軸加速度最小点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ８は、上下軸加速度について基準期間における最小点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ８は、当該タイミングＴＺＡＭＮを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＡＭＮ／ＳｔｅｐＴである。
【０１２４】
第９の特徴パラメータＰＲＭ９（Ｚ軸加速度最小点値）について：
特徴パラメータＰＲＭ９は、上下軸加速度について基準期間における最小点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ８は、当該点の値ＺＡＭＮ（単位は[ｍ／ｓｅｃ２]）である。
【０１２５】
第１０の特徴パラメータＰＲＭ１０（Ｚ軸加速度第１極大点最小点差）について：
特徴パラメータＰＲＭ１０は、上下軸加速度について基準期間における最初のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき最初に現れる極大点の大きさと同一基準期間における最小点の大きさの差に関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１０は、ＺＡＰ１−ＺＡＭＮ（単位は[ｍ／ｓｅｃ２]）である。
【０１２６】
第１１の特徴パラメータＰＲＭ１１（Ｚ軸加速度第２極大点最小点差）について：
特徴パラメータＰＲＭ１１は、上下軸加速度について基準期間における第２のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき２番目に現れる極大点の大きさと同一基準期間における最小点の大きさの差に関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１１は、ＺＡＰ２−ＺＡＭＮ（単位は[ｍ／ｓｅｃ２]）である。
【０１２７】
第１２の特徴パラメータＰＲＭ１２（Ｚ軸加速度第３極大点最小点差）について：
特徴パラメータＰＲＭ１２は、上下軸加速度について基準期間における第３のピーク、即ち、負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき３番目に現れる極大点の大きさと同一基準期間における最小点の大きさの差に関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１２は、ＺＡＰ３−ＺＡＭＮ（単位は[ｍ／ｓｅｃ２]）である。
【０１２８】
次に、図１４を参照し、第１３の特徴パラメータＰＲＭ１３から第１６の特徴パラメータＰＲＭ１６までの４種類の特徴パラメータについて説明する。
【０１２９】
第１３の特徴パラメータＰＲＭ１３（Ｚ軸速度最大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１３は、上下軸加速度の一階積分（上下軸速度）についての基準期間における最大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１３は、当該タイミングＴＺＶＭＸを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＶＭＸ／ＳｔｅｐＰである。
【０１３０】
第１４の特徴パラメータＰＲＭ１４（Ｚ軸速度最大点前９０％タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１４は、上下軸加速度の一階積分（上下軸速度）について基準期間において初めて最大点の９０％に到達したタイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１４は、当該タイミングＴＺＶＭＸ９０を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＶＭＸ９０／ＳｔｅｐＰである。
【０１３１】
第１５の特徴パラメータＰＲＭ１５（Ｚ軸速度最大点前８０％タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１５は、上下軸加速度の一階積分（上下軸速度）について基準期間において初めて最大点の８０％に到達したタイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１５は、当該タイミングＴＺＶＭＸ８０を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＶＭＸ８０／ＳｔｅｐＰである。
【０１３２】
第１６の特徴パラメータＰＲＭ１６（Ｚ軸速度最大点前５０％タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１６は、上下軸加速度の一階積分（上下軸速度）について基準期間において初めて最大点の５０％に到達したタイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１６は、当該タイミングＴＺＶＭＸ５０を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＶＭＸ５０／ＳｔｅｐＰである。
【０１３３】
次に、図１５を参照し、第１７の特徴パラメータＰＲＭ１７から第２２の特徴パラメータＰＲＭ２２までの６種類の特徴パラメータについて説明する。
【０１３４】
第１７の特徴パラメータＰＲＭ１７（Ｚ軸軌道最大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１７は、上下軸加速度の二階積分（上下軸軌道）についての基準期間における最大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１７は、当該タイミングＴＺＴＭＸを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＴＭＸ／ＳｔｅｐＴである。
【０１３５】
第１８の特徴パラメータＰＲＭ１８（Ｚ軸軌道最小点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１８は、上下軸加速度の二階積分（上下軸軌道）についての基準期間における最小点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１８は、当該タイミングＴＺＴＭＮを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＴＭＮ／ＳｔｅｐＴである。
【０１３６】
第１９の特徴パラメータＰＲＭ１９（Ｚ軸軌道中立点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ１９は、上下軸加速度の二階積分（上下軸軌道）について（期間境界を含まない）基準期間におけるゼロ点（軌道中立点）の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ１９は、当該タイミングＴＺＴＮＴＬを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＴＮＴＬ／ＳｔｅｐＴである。
【０１３７】
第２０の特徴パラメータＰＲＭ２０（Ｚ軸軌道最大点値）について：
特徴パラメータＰＲＭ２０は、上下軸加速度の二階積分（上下軸軌道）についての基準期間における最大点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２０は、当該点の値ＺＴＭＸ（単位は[ｍ]）である。
【０１３８】
第２１の特徴パラメータＰＲＭ２１（Ｚ軸軌道最小点値）について：
特徴パラメータＰＲＭ２１は、上下軸加速度の二階積分（上下軸軌道）についての基準期間における最小点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２１は、当該点の値ＺＴＭＮ（単位は[ｍ]）である。
【０１３９】
第２２の特徴パラメータＰＲＭ２２（Ｚ軸軌道最大点最小点差）について：
特徴パラメータＰＲＭ２２は、上下軸加速度の二階積分（上下軸軌道）について基準期間における最大点の大きさと同一基準期間における最小点の大きさの差に関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２２は、ＺＴＭＸ−ＺＴＭＮ（単位は[ｍ]）である。
【０１４０】
以上、第１の特徴パラメータＰＲＭ１から第２２の特徴パラメータＰＲＭ２２は、上下軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータである。以下では、前後軸加速度の時間変化の特徴を示す特徴パラメータについて説明する。
【０１４１】
図１６を参照し、第２３の特徴パラメータＰＲＭ２３から第２８の特徴パラメータＰＲＭ２８までの６種類の特徴パラメータについて説明する。
【０１４２】
第２３の特徴パラメータＰＲＭ２３（Ｘ軸加速度第１極大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ２３は、前後軸加速度について基準期間において最小点の後で現れる最初のピーク、即ち、最小点負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき最初に現れる極大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２３は、当該タイミングＴＸＡＰ１を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＸＡＰ１／ＳｔｅｐＴである。
【０１４３】
第２４の特徴パラメータＰＲＭ２４（Ｘ軸加速度第２極大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ２４は、前後軸加速度について基準期間において最小点の後で２番目に現れるピーク、即ち、最小点負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき２番目に現れる極大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２４は、当該タイミングＴＸＡＰ２を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＸＡＰ２／ＳｔｅｐＴである。
【０１４４】
第２５の特徴パラメータＰＲＭ２５（Ｘ軸加速度最小点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ２５は、前後軸加速度について基準期間において現れる最小点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２５は、当該タイミングＴＸＡＭＮを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＸＡＭＮ／ＳｔｅｐＴである。
【０１４５】
第２６の特徴パラメータＰＲＭ２６（Ｘ軸加速度第１極大点値）について：
特徴パラメータＰＲＭ２６は、前後軸加速度について基準期間において最小点の後で現れる最初のピーク、即ち、最小点負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき最初に現れる極大点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２６は、当該点の値ＸＡＰ１（単位は[ｍ／ｓｅｃ２]）である。
【０１４６】
第２７の特徴パラメータＰＲＭ２７（Ｘ軸加速度第２極大点振幅比）について：
特徴パラメータＰＲＭ２７は、前後軸加速度について基準期間において最小点の後で２番目に現れるピーク、即ち、最小点負から正に転じるゼロクロス点を基準としたとき２番目に現れる極大点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２７は、当該点の値ＸＡＰ２を１番目の極大点の値で規格化することで得られる無次元量ＸＡＰ２／ＸＡＰ１である。
【０１４７】
第２８の特徴パラメータＰＲＭ２８（Ｘ軸加速度最小点値）について：
特徴パラメータＰＲＭ２８は、前後軸加速度について基準期間における最小点の大きさに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２８は、当該点の値ＸＡＭＮ（単位は[ｍ／ｓｅｃ２]）である。
【０１４８】
最後に、図１７を参照し、第２９の特徴パラメータＰＲＭ２９から第３３の特徴パラメータＰＲＭ３３までの５種類の特徴パラメータについて説明する。
【０１４９】
第２９の特徴パラメータＰＲＭ２９（Ｘ軸速度最大点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ２９は、前後軸加速度の一階積分（前後軸速度）についての基準期間における最大点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ２９は、当該タイミングＴＸＶＭＸを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＺＶＭＸ／ＳｔｅｐＰである。
【０１５０】
第３０の特徴パラメータＰＲＭ３０（Ｘ軸速度最大点前９０％タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ３０は、前後軸加速度の一階積分（前後軸速度）について基準期間において初めて最大点の９０％に到達したタイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ３０は、当該タイミングＴＸＶＭＸ９０を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＸＶＭＸ９０／ＳｔｅｐＴである。
【０１５１】
第３１の特徴パラメータＰＲＭ３１（Ｘ軸速度最大点前８０％タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ３１は、前後軸加速度の一階積分（前後軸速度）について基準期間において初めて最大点の８０％に到達したタイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ３１は、当該タイミングＴＸＶＭＸ８０を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＸＶＭＸ８０／ＳｔｅｐＴである。
【０１５２】
第３２の特徴パラメータＰＲＭ３２（Ｘ軸速度最小点タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ３２は、前後軸加速度の一階積分（前後軸速度）についての基準期間における最小点の出現タイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ３２は、当該タイミングＴＸＶＭＮを基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＸＶＭＮ／ＳｔｅｐＴである。
【０１５３】
第３３の特徴パラメータＰＲＭ３３（Ｘ軸速度最小点前５０％タイミング比）について：
特徴パラメータＰＲＭ３３は、前後軸加速度の一階積分（前後軸速度）について基準期間において初めて最小点の５０％に到達したタイミングに関するパラメータである。例えば、ＰＲＭ３３は、当該タイミングＴＸＶＭＮ５０を基準期間ＳｔｅｐＴで規格化することで得られる無次元量ＴＸＶＭＮ５０／ＳｔｅｐＴである。
【０１５４】
以上が本実施の形態において制御部１１０が導出する３３種類の特徴パラメータである。これらの特徴パラメータＰＲＭ１〜ＰＲＭ３３は、後述するようにステップＳ６６（図２０）において、重み付け加算される。本実施の形態においては、次式で表される特徴パラメータＰＲＭ１〜ＰＲＭ３３についての重み付け加算、
【数１】
2014217693.tif 000003
により、上述した平均骨盤傾斜角θ[degree]が得られる。ここで重み付け加算に用いられる重み係数（ｋ１，ｋ２，．．．，ｋ３２，ｋ３３）および定数項ｋ０（ｋ０〜ｋ３３は、ゼロを含む実定数。）は、後述するようにステップＳ６５ａ〜Ｓ６５ｃ（図２０）において、被測定者の歩幅および／または基準期間に応じて適切に決定される。
【０１５５】
図２０に戻り、特徴パラメータ導出後の処理について説明する。ステップＳ６５ａにおいて、制御部１１０は、上下軸軌道時系列データ（図１５）を用いて、被測定者の歩幅の広狭を評価する。制御部１１０は、例えば、一基準期間における上下軸軌道の最大値と最小値との差（図１５におけるＺＴＰＰ）の大きさに基づいて、被測定者の歩幅を推定する。当該推定は、予め実験的に求めた、上下軸軌道の最大値と最小値との差ＺＴＰＰと、歩幅との変換テーブル（変換式）等を用いて行えばよい。
【０１５６】
次に、ステップＳ６５ｂにおいて、制御部１１０は、上下軸加速度時系列データ（図１３）を用いて、被測定者の歩行周期のうち１歩分に相当する基準期間を求める。制御部１１０は、例えば、負から正へ転じるゼロクロス点と、負から正へ転じるゼロクロス点と、の間の時間間隔、即ち、基準期間ＳｔｅｐＴを求めればよい。
【０１５７】
次に、ステップＳ６５ｃにおいて、制御部１１０は、上記式１による平均骨盤傾斜角θの算出に用いる重み係数を決定する。図２１は、重み係数セットの決定に用いる参照テーブルである。制御部１１０は、先ず、ステップＳ６５ａで評価した被測定者の歩幅の広狭にもとづき、被測定者の歩幅が「小さい」か、「中程度」か、「大きい」かを判定する。次に、制御部１１０は、上記した歩幅の判定を踏まえ、さらに、基準期間が「短い」か、「中程度」か、「長い」か、を判定することにより、使用する重み係数セットＫｍｎ（ｍ：１，２，３、ｎ：１，２，３）を決定する。重み係数セットＫｍｎは、それぞれ、式１で用いられる重み係数（ｋ１，ｋ２，．．．，ｋ３２，ｋ３３）および定数項ｋ０を備えたセットである。例えば、重み係数セットＫ１１は、歩幅が比較的小さくかつ基準期間が比較的短いという共通の特徴を備えた数多くの被測定者からなる群について式１により平均骨盤傾斜角θが精度良く算出できるように、実験的に求めた重み係数および定数項の値の集合である。同様、重み係数セットＫ３３は、式１により平均骨盤傾斜角θが精度良く算出できるように、歩幅が比較的大きくかつ基準期間が比較的長いという共通の特徴を備えた数多くの被測定者からなる群について実験的に求めた重み係数および定数項の値の集合である。他の重み係数セットも、それぞれ、同様にして実験的に得た重み係数の値および定数項の値の集合である。
【０１５８】
なお、ステップＳ６５ａ〜Ｓ６５ｃまでの処理は、被測定者の歩幅および／または基準期間に応じて複数の重み係数セットを備える場合に式１の評価に用いる重み係数を選択するために行う処理である。したがって、制御部１１０が用いる重み係数セットが１つである場合には、ステップＳ６５ａ〜Ｓ６５ｃまでの処理はスキップされてよい。
【０１５９】
ステップＳ６６において、制御部１１０は、ステップＳ６４で算出した特徴パラメータＰＲＭ１〜ＰＲＭ３３と、ステップＳ６５ｃにおいて決定した重み係数セットＫｍｎとを用いて、次式
【数２】
2014217693.tif 000004
ここで、ＰＲＭｉ（ｉ：１〜３３の整数）は、ステップＳ６４で求めた特徴パラメータであり、ｋｍｎ，０およびｋｍｎ，ｉ（ｉ：１〜３３の整数）は、重み係数セットＫｍｎに含まれる定数項および重み係数である。
【０１６０】
図１９に戻り、ステップＳ１７において、制御部１１０は第２評価部として働いて、ステップＳ１６で求めた平均骨盤傾斜角θにもとづき、被測定者の歩行中の姿勢が、「前傾」であるか、「真中」であるか、「後傾」であるか、判定する（図１２（Ａ）参照。）。
【０１６１】
そして、ステップＳ１８において、制御部１１０は、ステップＳ１５で求めた重心の前寄り／後寄りの程度に関する評価と、ステップＳ１７で求めた歩行姿勢（歩行時骨盤傾斜）の前傾／後傾の程度に関する評価とに基づき、被測定者の歩行姿勢について総合的な評価を行う。
【０１６２】
図１８に示す３行３列のマトリクスは、制御部１１０がステップＳ１８において歩行姿勢の総合評価に用いる評価チャートである。制御部１１０は、ステップＳ１５で求めた重心位置に関する評価とステップＳ１７で求めた骨盤傾斜角に関する評価とから、被測定者の姿勢の傾向を、当該マトリクスの１つに特定する。そして、特定した歩行姿勢傾向を歩行姿勢の総合評価結果としてスマートフォン２００へ出力（送信）する。
【０１６３】
スマートフォン２００は、活動量計１００からの情報を受信すると、総合評価の結果を表示部２４０に表示する。スマートフォン２００の表示部２４０には、例えば「あなたの歩行姿勢は、骨盤が前傾し、重心が前寄りになる傾向があります。」というようにメッセージとして表示される。なお、表示部２４０には、イラストやアニメーション等を用いて骨盤の前傾／後傾、および、重心の前寄り／後寄りの傾向が直感的にわかるような表示を行ってもよい（図１８のイラスト参照）。また、表示部２４０には、ステップＳ１５で得た重心位置の前寄り／後寄りの程度を示す量、および、ステップＳ１６で得た平均骨盤傾斜角θそのもの、あるいは、θの値を適切に処理して得られる評価数値を表示してもよい。
【０１６４】
この表示部２４０の表示内容を見て、ユーザは、歩行時の重心が前寄りであるか、後寄りであるか、および、歩行時の姿勢が前傾ぎみであるか、後傾ぎみであるか否かを知ることができる。
【０１６５】
このように、発明者は、鋭意研究の結果、被験者の腰部に装着された加速度センサから出力される加速度の時間変化の波形の形状の特徴を捉えた１つまたは複数の特徴量（特徴パラメータ）の重み付け加算の結果が、被験者の歩行時における骨盤の傾斜角とよい相関性を有することを実験的に見いだした。この歩行姿勢計１によれば、被測定者の歩行中の重心位置や、姿勢の前傾／後傾の程度を適切に評価できる。また、この歩行姿勢計１では、加速度センサ１１２の出力に基づいて評価を行っているので、モーションキャプチャのような大がかりな設備によらず、手軽に評価できる。
【０１６６】
上述の第３の実施の形態では、３３種類の特徴パラメータＰＲＭ１〜ＰＲＭ３３を算出したが、これに限られるものではない。例えば、３３種類の特徴パラメータＰＲＭ１〜ＰＲＭ３３全てを算出するのではなく、一部のみを算出し、その特徴パラメータのみを用いて、被測定者の歩行中の前傾／後傾の傾向を評価してもよい。
【０１６７】
上述の第３の実施の形態では、被測定者の歩幅および／または基準期間に応じてそれぞれ重み係数セットＫｍｎを設定したが、これに限られるものではない。基準期間に代えて歩行周期（左足基準期間と右足基準期間とを併せた２歩分の期間に相当する）を用い、被測定者の歩幅および／または歩行周期に応じてそれぞれ重み係数セットＫｍｎを設定してもよい。
【０１６８】
上述の実施形態では、活動量計１００とスマートフォン２００とは、ＢＬＥ通信によって互いに通信を行ったが、これに限られるものではない。例えば、活動量計１００とスマートフォン２００とは、ＮＦＣ（Near Field Communication；近距離無線通信）によって、スマートフォン２００と活動量計１００とが互いに接近したときに通信を行うようにしてもよい。
【０１６９】
また、上述の実施形態では、本発明の歩行姿勢計を、活動量計１００とスマートフォン２００とを含むシステムとして構成したが、これに限られるものではない。
【０１７０】
例えば、本発明の歩行姿勢計を、スマートフォン２００のみで構成しても良い。その場合、スマートフォン２００が加速度センサを含むものとする。また、スマートフォン２００のメモリ２２０には、制御部２１０に、ヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価するプログラム、より詳しくは、歩行中の姿勢の前傾／後傾の程度を評価するプログラムをインストールする。これにより、本発明の歩行姿勢計を小型かつコンパクトに構成することができる。
【０１７１】
また、そのプログラムは、アプリケーションソフトウェアとして、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの記録媒体に記録することができる。この記録媒体に記録されたアプリケーションソフトウェアを、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタンツ）などの実質的なコンピュータ装置にインストールすることによって、それらのコンピュータ装置に、ヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価する方法を実行させることができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１  歩行姿勢計
１００  活動量計
１１２  加速度センサ
１１０  制御部ＣＰＵ
１２０  メモリ
１８０  ＢＬＥ通信部
２００  スマートフォン
２１０  制御部
２２０  メモリ
２９０  ネットワーク通信部
２３０  操作部
２４０  表示部
２８０  ＢＬＥ通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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