(57)【要約】通常の歩行動作が行われている場合、左足着地期間において右向き加速度Ａｘが優位となり、右足着地期間において左向きの加速度Ａｘが優位となる。そのため、連続する２つの衝撃発生タイミングの中間期間において算出される加速度Ａｘの積算値Ｓは、一歩ごとに増加と減少とが反転する規則的な変化のパターンを示す。従って、１つの衝撃発生タイミングを挟んで連続する２つの中間期間において取得される積算値Ｓを比較することにより、この衝撃発生タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定することができる。
2017065061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の足部の着地に伴う衝撃が発生したタイミングを検出するタイミング検出部と、
前記左右の足部が並ぶ横方向の加速度を一定の時間間隔で繰り返し検出する加速度センサと、
前記タイミング検出部が検出した前記タイミングと前記加速度センサが検出した前記加速度とに基づいて、前記タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する第１判定部と
を有する歩行計測装置。
【請求項２】
前記タイミング検出部が連続して検出した２つの前記タイミングの中間期間において前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の積算値を取得する加速度積算部を有し、
前記第１判定部は、１つの前記タイミングを挟んで連続する２つの前記中間期間において取得される前記積算値を比較し、当該比較の結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する、
請求項１に記載の歩行計測装置。
【請求項３】
前記第１判定部は、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度としきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する、
請求項１に記載の歩行計測装置。
【請求項４】
前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の平均値を取得する加速度平均部を有し、
前記第１判定部は、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度と当該１つのタイミングの直近に取得された前記平均値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する、
請求項３に記載の歩行計測装置。
【請求項５】
連続する２つの前記タイミングに挟まれた中間期間が歩行動作における一歩の期間であるか否かを判定する第２判定部であって、連続する２つの前記タイミングにおける前記第１判定部の判定結果が異なる場合、当該２つのタイミングに接した３つの前記中間期間における何れか１つを前記一歩の期間として判定する第２判定部を有する、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の歩行計測装置。
【請求項６】
前記加速度センサは、前記加速度の方向が前記横方向における一方の方向である場合、正の極性を持つ前記加速度を検出し、前記加速度の方向が前記横方向における前記一方の方向と逆の方向である場合、負の極性を持つ前記加速度を検出する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の歩行計測装置。
【請求項７】
前記加速度センサは、前記横方向の加速度を含む複数の異なる方向の加速度を前記一定の時間間隔で繰り返し検出し、
前記タイミング検出部は、前記加速度センサが検出した複数方向の加速度に基づいて、前記衝撃が発生したタイミングを検出する、
請求項１乃至６の何れか一項に記載の歩行計測装置。
【請求項８】
前記タイミング検出部は、前記加速度センサが検出した複数方向の加速度に基づいて、前記衝撃の大きさを示す評価値を算出し、所定のしきい値を超えるピークが前記評価値に生じたタイミングを前記衝撃が発生したタイミングとして検出する、
請求項７に記載の歩行計測装置。
【請求項９】
前記タイミング検出部は、前記加速度センサが検出した複数方向の加速度をそれぞれ自乗して足し合わせた値に応じた前記評価値を算出する、
請求項８に記載の歩行計測装置。
【請求項１０】
前記加速度センサは、鉛直方向の加速度、及び、前記横方向と前記鉛直方向とに垂直な前後方向の加速度の少なくとも一方を検出する、
請求項７乃至９の何れか一項に記載の歩行計測装置。
【請求項１１】
前記加速度センサは、前記横方向を含む互いに垂直な３つの方向における加速度をそれぞれ検出し、
前記加速度センサが検出する加速度の前記３つの方向に対応した３つの軸の周りにおける角速度をそれぞれ検出する角速度センサと、
前記角速度センサが検出した前記３つの軸の周りにおける角速度に基づいて、前記３つの軸の周りにおける回転角をそれぞれ算出する回転角算出部と、
前記回転角算出部において算出された前記３つの軸の周りにおける回転角であって、重力の方向を基準とした姿勢である基準姿勢からの前記回転角に基づいて、前記加速度センサが一定の時間間隔で繰り返し検出する３つの加速度のうち、少なくとも前記横方向の加速度を、前記基準姿勢における加速度へ変換する加速度変換部とを有する、
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の歩行計測装置。
【請求項１２】
前記加速度センサが頭部に装着される、
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の歩行計測装置。
【請求項１３】
前記第２判定部が前記中間期間を前記歩行動作の一歩の期間として判定した回数を計数し、その計数値を歩数として取得する歩数取得部と有する、
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の歩行計測装置。
【請求項１４】
左右の足部が並ぶ横方向の加速度を検出する加速度センサの検出結果に基づいて、コンピュータが歩行動作を計測する歩行計測方法であって、
前記左右の足部の着地に伴う衝撃が発生したタイミングを検出するステップと、
前記加速度センサにおいて一定の時間間隔で繰り返し前記横方向の加速度を検出するステップと、
前記タイミングを検出するステップにおいて検出された前記タイミングと、前記加速度を検出するステップにおいて検出された前記加速度とに基づいて、前記タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定するステップと
を有する歩行計測方法。
【請求項１５】
前記タイミングを検出するステップにおいて連続して検出した２つの前記タイミングの中間期間において前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の積算値を取得するステップを有し
前記タイミングで着地した足部の左右を判定するステップでは、１つの前記タイミングを挟んで連続する２つの前記中間期間において取得される前記積算値を比較し、当該比較の結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する、
請求項１４に記載の歩行計測方法。
【請求項１６】
前記タイミングで着地した足部の左右を判定するステップでは、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度としきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する、
請求項１４に記載の歩行計測方法。
【請求項１７】
前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の平均値を取得するステップを有し、
前記タイミングで着地した足部の左右を判定するステップでは、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度と当該１つのタイミングの直近に取得された前記平均値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する、
請求項１６に記載の歩行計測方法。
【請求項１８】
連続する２つの前記タイミングに挟まれた中間期間が歩行動作における一歩の期間であるか否かを判定するステップであって、連続する２つの前記タイミングにおける前記着地した足部の左右判定の結果が異なる場合、当該２つのタイミングに接した３つの前記中間期間における何れか１つを前記一歩の期間として判定するステップを有する、
請求項１４乃至１７の何れか一項に記載の歩行計測方法。
【請求項１９】
前記加速度を検出するステップでは、前記横方向の加速度を含む複数の異なる方向の加速度を前記加速度センサにおいて前記一定の時間間隔で繰り返し検出し、
前記タイミングを検出するステップでは、前記加速度を検出するステップで検出した複数方向の加速度に基づいて、前記衝撃が発生したタイミングを検出する
請求項１４乃至１８の何れか一項に記載の歩行計測方法。
【請求項２０】
前記加速度を検出するステップでは、前記加速度センサにおいて、前記横方向を含む互いに垂直な３つの方向における加速度をそれぞれ検出し、
前記加速度センサが検出する加速度の前記３つの方向に対応した３つの軸の周りにおける角速度をそれぞれ角速度センサが検出するステップと、
前記角速度センサが検出した前記３つの軸の周りにおける角速度に基づいて、前記３つの軸の周りにおける回転角をそれぞれ算出するステップと、
前記回転角を算出するステップにおいて算出された前記３つの軸の周りにおける回転角であって、重力の方向を基準とした姿勢である基準姿勢からの前記回転角に基づいて、前記加速度センサが一定の時間間隔で繰り返し検出する３つの加速度のうち、少なくとも前記横方向の加速度を、前記基準姿勢における加速度へ変換するステップとを有する、
請求項１４乃至１９の何れか一項の歩行計測方法。
【請求項２１】
請求項１４乃至２０の何れか一項に記載した歩行計測方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサを用いて歩行に関する計測を行う歩行計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、歩行に伴う可動体の運動を検出することで歩数を計数する歩数計が知られている。下記の特許文献１には、歩行に伴う振子の運動を電気的な接点により検出する腕時計式の歩数計が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２１４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
歩行動作に関する計測では、歩数の他に、歩行動作の各一歩が右足と左足の何れが着地したものであるかを判定することも求められている。しかしながら、上記の特許文献１に記載される歩数計ではそのような判定を行うことができない。【０００５】
また、特許文献１の歩数計では、足が接地するときの衝撃加速度によって振子が接点部と接触し、その接触の度に接点部がオン又はオフする。従って、接点部のオンオフの回数を数えることで歩数が得られる。しかしながら、振子に作用する加速度は足の接地時の衝撃加速度だけでなく、例えば歩行と無関係な腕の動きによる加速度なども含まれる。そのため、振子に生じる加速度のみを検出する上記の方法では、足の接地ではないものを誤って一歩の回数として数えてしまう場合があり、歩数の精度が低いという不利益がある。【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、歩行動作における各一歩が右足と左足の何れが着地したものであるかを判定できる歩行計測装置、歩行計測方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点に係る歩行測定装置は、左右の足部の着地に伴う衝撃が発生したタイミングを検出するタイミング検出部と、前記左右の足部が並ぶ横方向の加速度を一定の時間間隔で繰り返し検出する加速度センサと、前記タイミング検出部が検出した前記タイミングと前記加速度センサが検出した前記加速度とに基づいて、前記タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する第１判定部とを有する。
上記の構成によれば、左右の足部の着地に伴う衝撃が発生したタイミングと、前記左右の足部が並ぶ横方向の加速度とに基づいて、前記タイミングで着地した足部の左右が判定される。【０００８】
好適に、上記歩行測定装置は、前記タイミング検出部が連続して検出した２つの前記タイミングの中間期間において前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の積算値を取得する加速度積算部を有してよい。前記第１判定部は、１つの前記タイミングを挟んで連続する２つの前記中間期間において取得される前記積算値を比較し、当該比較の結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定してよい。【０００９】
左の足部が着地してから右の足部が着地するまでの期間（以下、「左足着地期間」と記す。）においては、左から右へ向かう加速度（以下、「右方向加速度」と記す。）が、右から左へ向かう加速度（以下、「左方向加速度」と記す。）に比べて優位になる。他方、右の足部が着地してから左の足部が着地するまでの期間（以下、「右足着地期間」と記す。）においては、左方向加速度が右方向加速度に比べて優位になる。仮に、前記加速度センサにおいて検出される右方向加速度が左方向加速度と比較して大きいものとすると、右方向加速度が優位となる左足着地期間の前記積算値は、左方向加速度が優位となる右足着地期間の前記積算値に比べて大きくなる。すなわち、左足着地期間の前記積算値と右足着地期間の前記積算値との間には、一定の大小関係が成立する。従って、１つの前記タイミングを挟んで連続する２つの前記中間期間において取得される前記積算値を比較することにより、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかが判定される。【００１０】
好適に、前記第１判定部は、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度としきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定してよい。【００１１】
左の足部が着地する時は左方向加速度が比較的大きく、右の足部が着地する時は右方向加速度が比較的大きい。そのため、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度としきい値とを比較することにより、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかが判定される。【００１２】
好適に、上記歩行計測装置は、前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の平均値を取得する加速度平均部を有してよい。この場合、前記第１判定部は、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度と当該１つのタイミングの直近に取得された前記平均値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定してよい。
これにより、姿勢の傾きなどによって左方向加速度と右方向加速度とのバランスが崩れている場合でも、着地した足部の左右が精度よく判定される。【００１３】
好適に、上記歩行計測装置は、連続する２つの前記タイミングに挟まれた中間期間が歩行動作における一歩の期間であるか否かを判定する第２判定部であって、連続する２つの前記タイミングにおける前記第１判定部の判定結果が異なる場合、当該２つのタイミングに接した３つの前記中間期間における何れか１つを前記一歩の期間として判定する第２判定部を有してよい。【００１４】
通常の歩行動作では、左足の着地と右足の着地とが交互に繰り返されるため、前記第１判定部における足部の左右判定の結果は、歩行動作の一歩の度に反転する。従って、連続する２つの前記タイミングにおける前記第１判定部の判定結果が異なる場合、当該２つのタイミングに接した３つの前記中間期間における何れか１つが、歩行動作の一歩の期間として判定される。このように、足部の着地に伴う衝撃の発生タイミングに加えて、そのタイミングで着地した足部の左右の判定結果も参照することにより、歩行動作における一歩の期間が精度よく判定される。【００１５】
好適に、前記加速度センサは、前記加速度の方向が前記横方向における一方の方向である場合、正の極性を持つ前記加速度を検出し、前記加速度の方向が前記横方向における前記一方の方向と逆の方向である場合、負の極性を持つ前記加速度を検出してよい。【００１６】
好適に、前記加速度センサは、前記横方向の加速度を含む複数の異なる方向の加速度を前記一定の時間間隔で繰り返し検出してよい。前記タイミング検出部は、前記加速度センサが検出した複数方向の加速度に基づいて、前記衝撃が発生したタイミングを検出してよい。
上記の構成によれば、専用のセンサを設けずとも、前記加速度センサの検出結果に基づいて足部の着地に伴う衝撃の発生タイミングを検出することが可能となるため、構成が簡易となる。【００１７】
好適に、前記タイミング検出部は、前記加速度センサが検出した複数方向の加速度に基づいて、前記衝撃の大きさを示す評価値を算出し、所定のしきい値を超えるピークが前記評価値に生じたタイミングを前記衝撃が発生したタイミングとして検出してよい。
通常の歩行動作では、足部の着地に伴う衝撃が他の原因による衝撃に比べて大きい。そのため、上記の構成によれば、前記所定のしきい値を超えるピークが前記評価値に生じるタイミングに基づいて、足部の着地に伴う衝撃の発生タイミングが適切に検出される。【００１８】
好適に、前記タイミング検出部は、前記加速度センサが検出した複数方向の加速度をそれぞれ自乗して足し合わせた値に応じた前記評価値を算出してよい。
上記の構成によれば、足部の着地に伴う衝撃により前記複数方向の加速度の絶対値が増大すると、これに応じて前記評価値も増大する。【００１９】
好適に、前記加速度センサは、鉛直方向の加速度、及び、前記横方向と前記鉛直方向とに垂直な前後方向の加速度の少なくとも一方を検出してよい。【００２０】
好適に、前記加速度センサは、前記横方向を含む互いに垂直な３つの方向における加速度をそれぞれ検出してよい。上記歩行計測装置は、前記加速度センサが検出する加速度の前記３つの方向に対応した３つの軸の周りにおける角速度をそれぞれ検出する角速度センサと、前記角速度センサが検出した前記３つの軸の周りにおける角速度に基づいて、前記３つの軸の周りにおける回転角をそれぞれ算出する回転角算出部と、前記回転角算出部において算出された前記３つの軸の周りにおける回転角であって、重力の方向を基準とした姿勢である基準姿勢からの前記回転角に基づいて、前記加速度センサが一定の時間間隔で繰り返し検出する３つの加速度のうち、少なくとも前記横方向の加速度を、前記基準姿勢における加速度へ変換する加速度変換部とを有してよい。【００２１】
上記の構成によれば、重力の方向を基準とした姿勢である前記基準姿勢に対して姿勢が変化すると、前記加速度センサの加速度の検出方向である前記３つの方向が、重力の方向に対して傾きを生じる。そうすると、前記角速度センサの角速度の検出軸である前記３つの軸の周りにおいて、この傾きに応じた回転が生じる。前記回転角算出部において算出される各軸での前記基準姿勢からの回転角は、前記加速度センサにおける検出方向の前記基準姿勢からの傾きを表す。前記加速度変換部では、前記基準姿勢から傾いた姿勢で検出される前記３の方向の加速度のうち、少なくとも前記横方向の加速度が、前記３つの軸の周りにおける前記基準姿勢からの回転角に基づいて、前記基準姿勢における加速度に変換される。従って、前記基準姿勢に対して姿勢が変化することにより、前記加速度センサにおける加速度の検出方向が前記基準姿勢での検出方向に対して傾いた場合でも、前記基準姿勢における少なくとも前記横方向の正確な加速度が得られる。【００２２】
好適に、前記加速度センサは頭部に装着されてよい。
これにより、歩行動作に伴う前記横方向の加速度が感度よく検出される。【００２３】
好適に、上記歩行計測装置は、前記判定部が前記中間期間を前記歩行動作の一歩の期間として判定した回数を計数し、その計数値を歩数として取得する歩数取得部と有してよい。
これにより、精度のよい歩数を取得することが可能となる。【００２４】
本発明の第２の観点は、左右の足部が並ぶ横方向の加速度を検出する加速度センサの検出結果に基づいて、コンピュータが歩行動作を計測する歩行計測方法に関する。この歩行計測方法は、前記左右の足部の着地に伴う衝撃が発生したタイミングを検出するステップと、前記加速度センサにおいて一定の時間間隔で繰り返し前記横方向の加速度を検出するステップと、前記タイミングを検出するステップにおいて検出された前記タイミングと、前記加速度を検出するステップにおいて検出された前記加速度とに基づいて、前記タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定するステップとを有する。【００２５】
好適に、上記歩行計測方法は、前記タイミングを検出するステップにおいて連続して検出した２つの前記タイミングの中間期間において前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の積算値を取得するステップを有してよい。前記タイミングで着地した足部の左右を判定するステップでは、１つの前記タイミングを挟んで連続する２つの前記中間期間において取得される前記積算値を比較し、当該比較の結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定してよい。【００２６】
好適に、前記タイミングで着地した足部の左右を判定するステップでは、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度としきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定してよい。【００２７】
好適に、上記歩行計測方法は、前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度の平均値を取得するステップを有してよい。前記タイミングで着地した足部の左右を判定するステップでは、１つの前記タイミングにおいて前記加速度センサが検出した前記横方向の加速度と当該１つのタイミングの直近に取得された前記平均値とを比較し、当該比較結果に基づいて、前記１つのタイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定してよい。【００２８】
好適に、上記歩行計測方法は、連続する２つの前記タイミングに挟まれた中間期間が歩行動作における一歩の期間であるか否かを判定するステップであって、連続する２つの前記タイミングにおける前記着地した足部の左右判定の結果が異なる場合、当該２つのタイミングに接した３つの前記中間期間における何れか１つを前記一歩の期間として判定するステップを有してよい。【００２９】
好適に、前記加速度を検出するステップでは、前記横方向の加速度を含む複数の異なる方向の加速度を前記加速度センサにおいて前記一定の時間間隔で繰り返し検出してよい。前記タイミングを検出するステップでは、前記加速度を検出するステップで検出した複数方向の加速度に基づいて、前記衝撃が発生したタイミングを検出してよい。【００３０】
好適に、前記加速度を検出するステップでは、前記加速度センサにおいて、前記横方向を含む互いに垂直な３つの方向における加速度をそれぞれ検出してよい。上記歩行計測方法は、前記加速度センサが検出する加速度の前記３つの方向に対応した３つの軸の周りにおける角速度をそれぞれ角速度センサが検出するステップと、前記角速度センサが検出した前記３つの軸の周りにおける角速度に基づいて、前記３つの軸の周りにおける回転角をそれぞれ算出するステップと、前記回転角を算出するステップにおいて算出された前記３つの軸の周りにおける回転角であって、重力の方向を基準とした姿勢である基準姿勢からの前記回転角に基づいて、前記加速度センサが一定の時間間隔で繰り返し検出する３つの加速度のうち、少なくとも前記横方向の加速度を、前記基準姿勢における加速度へ変換するステップとを有してよい。【００３１】
本発明の第３の観点は、上記第２の観点に係る歩行計測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。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、歩行動作における各一歩が右足と左足の何れが着地したものであるかを精度よく判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る歩行計測装置の構成の一例を示す図である。
【図２】歩行計測装置の装着方法の一例を示す図である。
【図３】歩行動作における身体の横方向への動きを図解した図である。
【図４】足の着地に伴う衝撃の大きさを示す評価値Ｅ、及び、横方向の加速度の積算値Ｓが時間的に変化する様子を表わした第１のグラフである。
【図５】足の着地に伴う衝撃の大きさを示す評価値Ｅ、及び、横方向の加速度の積算値Ｓが時間的に変化する様子を表わした第２のグラフである。
【図６】第１の実施形態に係る歩行計測装置の動作を説明するための第１のフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係る歩行計測装置の動作を説明するための第２のフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る歩行計測装置の構成の一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る歩行計測装置の動作を説明するための第１のフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る歩行計測装置の動作を説明するための第２のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る歩行計測装置の構成の一例を示す図である。
【図１２】姿勢に応じた加速度の変換処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る歩行計測装置について説明する。
図１は、本実施形態に係る歩行計測装置１の構成の一例を示す図である。図２は、歩行計測装置１の装着方法の一例を示す図である。また図３は、歩行動作における身体の横方向への動きを図解した図である。図２及び図３において、Ｚ軸は地面に垂直な方向、Ｘ軸は身体において左右の足が並ぶ横方向、Ｙ軸はＺ軸とＸ軸に垂直な身体の前後方向をそれぞれ示す。
【００３５】
本実施形態に係る歩行計測装置１は、歩行運動に伴う加速度、特に左右の足が並ぶ横方向（図２，図３のＸ軸方向）の加速度に基づいて、歩行動作における着地した足の左右の判定、並びに、歩行動作の一歩の期間を判定を行う。そのため、歩行計測装置１は歩行動作に伴う横方向の加速度の変化が顕著に表れる部位に装着されるのが望ましい。図２の例において、歩行計測装置１は、歩行者２が被る帽子５の後部側面に取り付けられている。なお、歩行計測装置１の取り付け箇所は図２の例に限らず、帽子５の頂部や鍔などでもよい。また、歩行計測装置１を取り付ける物品は帽子に限定されず、例えばハンズフリー器具やヘッドセット、補聴器、眼鏡などでもよい。
【００３６】
通常の歩行運動では、図３において示すように、歩行者２の身体の中心が一歩ごとに左右へ揺れ動く。左足が着地してから右足が着地するまでの期間（左足着地期間）においては、身体の運動方向が左向きから右向きへ反転するため、横方向の加速度は右向きの加速度（右方向加速度）が優位となる。他方、右足が着地してから左足が着地するまでの期間（右足着地期間）においては、身体の運動方向が右向きから左向きへ反転するため、横方向の加速度は左向きの加速度（右方向加速度）が優位となる。本実施形態に係る歩行計測装置１は、この左足着地期間と右足着地期間における横方向の加速度の違いに基づいて、着地した足の左右の判定、並びに、一歩の期間の判定を行う。
【００３７】
図１に示す歩行計測装置１は、加速度センサ１０と、処理部２０と、記憶部３０と、通信部４０を有する。
【００３８】
加速度センサ１０は、身体において左右の足が並ぶ横方向（図２，図３のＸ軸方向）の加速度、地面に垂直な鉛直方向（図２，図３のＺ軸方向）の加速度、及び、横方向と鉛直方向に対して垂直な前後方向（図２，図３のＹ軸方向）の加速度をそれぞれ検出する。例えば加速度センサ１０は、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）による３軸加速度センサを含んで構成される。加速度センサ１０は、処理部２０の制御に従って、それぞれの方向の加速度を一定の時間間隔で繰り返し検出する。
【００３９】
通信部４０は、不図示の外部機器との間で所定の通信方式によりデータをやり取りする装置である。例えば、通信部４０は、処理部２０において所定の処理を実行させるためのコマンドや、処理の実行に用いられるデータなどを外部機器から受信する。また、通信部４０は、処理部２０の処理結果のデータ（歩数のデータや、歩行動作の一歩の期間に関するデータなど）を外部機器へ送信する。例えば通信部４０は、スマートフォン等の携帯機器との間で比較的短距離の通信を行うＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信モジュールを含んで構成される。
【００４０】
処理部２０は、歩行計測装置１の全体的な動作の制御を行う装置であり、例えば記憶部３０に格納されるプログラムに従って処理を実行するコンピュータを含んで構成される。記憶部３０のプログラムは、ＲＯＭなどに予め記憶させてもよいし、通信部４０によって外部機器からロードしてもよい。或いは、ＵＳＢ等のインターフェース装置や記録媒体読み取り装置などを通じて外部からプログラムを入力し、記憶部３０に書き込んでもよい。なお、処理部２０における処理は、全てをコンピュータによって実行してもよいし、少なくとも一部を専用のハードウェア回路で実行してもよい。
【００４１】
処理部２０は、歩行測定に関する処理ブロックとして、タイミング検出部２１と、加速度積算部２２と、第１判定部２４と、第２判定部２５と、歩数取得部２８と、期間測定部２９を有する。
【００４２】
タイミング検出部２１は、加速度センサ１０が検出した複数方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向）の加速度に基づいて、左右の足の着地に伴う衝撃が発生したタイミングを検出する。すなわち、タイミング検出部２１は、加速度センサ１０が検出した複数方向の加速度に基づいて、足の着地に伴う衝撃の大きさを示す評価値Ｅを算出し、所定のしきい値Ｅｔｈを超えるピークが評価値Ｅに生じたタイミングを衝撃発生のタイミングとして検出する。評価値Ｅは、例えば次の式で表わされる。
【００４３】
Ｅ  ＝  √（Ａｘ２＋Ａｙ２＋Ａｚ２）  …（１）
【００４４】
式（１）において、「Ａｘ」は横方向（Ｘ軸方向）の加速度を示し、「Ａｙ」は前後方向（Ｙ軸方向）の加速度を示し、「Ａｚ」は鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度を示す。タイミング検出部２１は、各方向の加速度が加速度センサ１０において検出される度に評価値Ｅを算出し、評価値Ｅがしきい値Ｅｔｈを超えた状態でピークを生じるタイミングを検出する。
【００４５】
加速度積算部２２は、タイミング検出部２１が連続して検出した２つの衝撃発生タイミング（足の着地タイミング）の中間期間において加速度センサ１０が検出した横方向（Ｘ軸方向）の加速度Ａｘの積算値Ｓを取得する。例えば、加速度積算部２２は、タイミング検出部２１が足の着地に伴う衝撃発生のタイミングを検出する度に、最新のタイミングと前回のタイミングとの間の中間期間における積算値Ｓを取得する。
【００４６】
第１判定部２４は、タイミング検出部２１が検出した衝撃発生タイミングと加速度センサ１０が検出した横方向の加速度Ａｘとに基づいて、衝撃発生タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する。
【００４７】
例えば、第１判定部２４は、１つの衝撃発生タイミングを挟んで連続する２つの中間期間において取得される積算値Ｅを比較し、この比較の結果に基づいて、この１つの衝撃発生タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する。
【００４８】
以下の説明では、タイミング検出部２１において検出される衝撃発生タイミングに連続した番号「ｎ」を割り当て、番号「ｎ」の衝撃発生タイミングを「ｔ（ｎ）」とする。また、連続した２つの衝撃発生タイミングｔ（ｎ）及びｔ（ｎ＋１）に挟まれた中間期間を「Ｔ（ｎ）」とし、この中間期間Ｔ（ｎ)における加速度Ａｘの積算値を「Ｓ（ｎ）」とする。この場合、第１判定部２４は、連続した２つの中間期間Ｔ（ｎ−１），Ｔ（ｎ）における２つの積算値Ｓ（ｎ−１），Ｓ（ｎ）を比較し、その比較結果に基づいて、衝撃発生タイミング「ｔ（ｎ）」が左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する。
【００４９】
例えば、加速度センサ１０は、加速度Ａｘの方向が右向き（図２，図３における「＋Ｘ」の向き）である場合に正の極性を持つ加速度Ａｘを検出し、加速度Ａｘの方向が左向き（図２，図３における「＋Ｘ」とは逆の向き）である場合に負の極性を持つ加速度Ａｘを検出するもとのとする。その場合、右向きの加速度Ａｘが優位となる「左足着地期間」の積算値Ｓは、左向きの加速度Ａｘが優位となる「右足着地期間」の積算値Ｓに比べて大きくなる。従って、第１判定部２４は、積算値Ｓ（ｎ）が積算値Ｓ（ｎ−１）に比べて大きくなる場合、衝撃発生タイミング「ｔ（ｎ）」を左足の着地タイミングであると判定し、積算値Ｓ（ｎ）が積算値Ｓ（ｎ−１）に比べて小さくなる場合、衝撃発生タイミング「ｔ（ｎ）」を右足の着地タイミングであるであると判定する。
【００５０】
第１判定部２４は、加速度積算部２２が積算値Ｓを取得する度に、最新の中間期間Ｔ（ｎ）の積算値Ｓ（ｎ）に対して前回の中間期間Ｔ（ｎ−１）の積算値Ｓ（ｎ−１）が大きいか又は小さいかを判定し、その判定結果を示す比較判定値を取得する。以下の説明では、最新の比較判定値を「Ｆ」、前回取得した比較判定値を「Ｆ＿ｏｌｄ」とする。また、「Ｓ（ｎ−１）＜Ｓ（ｎ）」の場合における比較判定値Ｆの値を「０」とし、「Ｓ（ｎ−１）＞Ｓ（ｎ）」の場合における比較判定値Ｆの値を「１」とする。この場合、値「０」の比較判定値Ｆは左足の着地タイミングを示し、値「１」の比較判定値Ｆは右足の着地タイミングを示す
【００５１】
第２判定部２５は、連続する２つの衝撃発生タイミングに挟まれた中間期間が歩行動作における一歩の期間であるか否かを判定する。すなわち、第２判定部２５は、連続する２つの衝撃発生タイミングｔ（ｎ−１）及びｔ（ｎ）における第１判定部２４の判定結果が異なる場合、２つの衝撃発生タイミングｔ（ｎ−１）及びｔ（ｎ）に接した３つの中間期間Ｔ（ｎ−２），Ｔ（ｎ−１），Ｔ（ｎ）における何れか１つ（例えば中間期間Ｔ（ｎ−１））を歩行動作の一歩の期間として判定する。
【００５２】
例えば、第２判定部２５は、第１判定部２４の最新の比較判定値Ｆと前回の比較判定値Ｆ＿ｏｌｄとが異なる場合、この比較判定値Ｆ及びＦ＿ｏｌｄに対応する２つの衝撃発生タイミングｔ（ｎ−１）及びｔ（ｎ）に接した３つの中間期間Ｔ（ｎ−２），Ｔ（ｎ−１），Ｔ（ｎ）の何れか１つ（例えば中間期間Ｔ（ｎ−１））を歩行動作における一歩の期間として判定する。
【００５３】
歩数取得部２８は、第２判定部２５が中間期間を歩行動作の一歩の期間として判定した回数を計数し、その計数値を歩数として取得する。歩数取得部２８は、取得した歩数のデータを記憶部３０に格納する。
【００５４】
期間測定部２９は、第２判定部２５が歩行動作の一歩の期間として判定した中間期間の長さをそれぞれ測定する。例えば、期間測定部２９は、一定の時間間隔で反復される加速度センサ１０の検出回数を中間期間の長さのデータとして取得する。期間測定部２９は、中間期間の長さのデータを、第１判定部２４による着地足の左右判定の結果とともに記憶部３０に格納する。
【００５５】
記憶部３０は、処理部２０におけるコンピュータのプログラムや、処理部２０の処理に使用される定数データ、処理の過程で一時的に保持される変数データ、処理結果のデータ（歩数、中間期間の長さ、着地足の左右判定の結果など）を記憶する。記憶部３０は、例えばＲＯＭやＲＡＭ、不揮発性メモリなどを含んで構成される。
【００５６】
ここで、上述した構成を有する本実施形態に係る歩行測定装置１の動作を説明する。
【００５７】
図４及び図５は、足の着地に伴う衝撃の大きさを示す評価値Ｅ、及び、横方向の加速度Ａｘの積算値Ｓが時間的に変化する様子を表わしたグラフである。これらの図において、「ｔ１」〜「ｔ２１」はタイミング検出部２１において検出される衝撃発生タイミングを示し、「Ｔ１」〜「Ｔ２１」は加速度積算部２２において横方向の加速度Ａｘが積算される中間期間を示す。
【００５８】
足が地面に着地すると、タイミング検出部２１が算出する評価値Ｅには図４，図５に示すようなピークが生じる。タイミング検出部２１は、所定のしきい値Ｅｔｈを超えた状態で評価値Ｅに生じたピークを衝撃発生タイミングとして検出する。なお、図４，図５における「Ｅｇ」は、静止状態での評価値Ｅであり、重力加速度に応じた値となる。例えばタイミング検出部２１は、静止状態での評価値Ｅの平均値を「Ｅｇ」として算出し、この「Ｅｇ」に所定のオフセット値を加算することでしきい値Ｅｔｈを算出してもよい。
【００５９】
通常の歩行動作における積算値Ｓは、図４において示すように、増加と減少が交互に繰り返される規則的な変化を生じる。これは、左方向の加速度Ａｘが優位となる右足着地期間と、右方向の加速度Ａｘが優位となる左足着地期間とが交互に繰り返されることによる。この図の例において、左足着地期間の積算値Ｓは、右足着地期間の積算値Ｓに比べて大きい。例えば、図４における積算値Ｓ１から積算値Ｓ２への変化（Ｓ１＞Ｓ２）は、左足着地期間から右足着地期間への切り替わりを示しているため、第１判定部２４は、衝撃発生タイミングｔ２を右足の着地タイミングと判定する。また、図４における積算値Ｓ２から積算値Ｓ３の変化（Ｓ２＜Ｓ３）は、右足着地期間から左足着地期間への切り替わりを示しているため、第１判定部２４は、衝撃発生タイミングｔ３を左足の着地タイミングと判定する。これにより、連続する２つの衝撃発生タイミングｔ２及びｔ３における第１判定部２４の判定結果が異なるため、第２判定部２５は、衝撃発生タイミングｔ２及びｔ３の中間期間Ｔ２を歩行動作の一歩の期間であると判定する。
【００６０】
一方、図５における積算値Ｓ１４〜Ｓ１８は単調に増加しており、規則的な増減の変化のパターンから外れている。すなわち、中間期間Ｔ１５，Ｔ１６，Ｔ１７では、連続する２つの衝撃発生タイミング（ｔ１５及びｔ１６、ｔ１６及びｔ１７、ｔ１７及びｔ１８）が両方とも左足の着地タイミングを示している。そのため、第２判定部２５は、中間期間Ｔ１５，Ｔ１６，Ｔ１７については、歩行動作の一歩の期間ではないと判定する。
【００６１】
図６及び図７は、本実施形態に係る歩行計測装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６２】
ＳＴ１０：
計測動作を開始する場合、処理部２０は、処理に用いる変数（例えば後述の積算値Ｓ，Ｓ＿ｏｌｄ、比較判定値Ｆ，Ｆ＿ｏｌｄなど）を初期化する。
【００６３】
ＳＴ２０：
処理部２０は、一定の時間間隔に設定された加速度の検出タイミングであるか否かを判定する。検出タイミングである場合、処理部２０はステップＳＴ３０に移る。
【００６４】
ＳＴ３０：
処理部２０は、加速度センサ１０において検出される横方向の加速度Ａｘ，前後方向の加速度Ａｙ及び鉛直方向の加速度Ａｚを取得する。
【００６５】
ＳＴ４０：
タイミング検出部２１は、ステップＳＴ３０において取得した加速度Ａｘ，Ａｙ，Ａｚの検出結果に基づいて、式（１）により評価値Ｅを算出する。
【００６６】
ＳＴ５０：
タイミング検出部２１は、評価値Ｅがしきい値Ｅｔｈを超えた状態でピークを生じるタイミングを検出する。
例えばタイミング検出部２１は、評価値Ｅがしきい値Ｅｔｈを超えた場合、評価値Ｅの最大値Ｅｍａｘを監視して記憶部３０に格納する。具体的には、タイミング検出部２１は、ステップＳＴ４０において新しい評価値Ｅを算出する度に、この新しい評価値Ｅを記憶部３０に格納した最大値Ｅｍａｘと比較する。新しい評価値Ｅが最大値Ｅｍａｘを超える場合、タイミング検出部２１は、新しい評価値Ｅを最大値Ｅｍａｘとして記憶部３０に格納する。新しい評価値Ｅが最大値Ｅｍａｘに比べて所定のしきい値ΔＥより下落した場合、タイミング検出部２１は、この最大値Ｅｍａｘが得られたタイミングを、衝撃発生タイミングとして検出する。
【００６７】
なお、タイミング検出部２１は、評価値Ｅがしきい値Ｅｔｈを超えてからしきい値Ｅｔｈを下回るまでの期間における評価値Ｅの最大値Ｅｍａｘを監視し、この最大値Ｅｍａｘが得られたタイミングを衝撃発生タイミングとして検出してもよい。
【００６８】
ＳＴ６０：
処理部２０は、評価値Ｅのピークを検出した場合にステップＳＴ１００へ移行し、未だピークを検出していない場合はステップＳＴ７０に移行する。
【００６９】
ＳＴ７０：
加速度積算部２２は、ステップＳＴ３０において取得した横方向の加速度Ａｘを積算値Ｓに加算する。
【００７０】
ＳＴ８０，ＳＴ９０：
処理部２０は、一定の時間間隔に設定された加速度の検出タイミングであるか否かを判定する。検出タイミングである場合、処理部２０はステップＳＴ３０に戻り（ＳＴ８０）、上述と同様の処理を行う。また、測定の終了を指示するコマンドが通信部４０などから入力された場合、処理部２０は測定動作を終了する（ＳＴ９０）。
【００７１】
ＳＴ１００，ＳＴ１１０，ＳＴ１２０：
タイミング検出部２１において評価値Ｅのピークが検出された場合、第１判定部２４は、加速度積算部２２によって今回の中間期間Ｔ（ｎ）に算出された積算値Ｓと前回の中間期間Ｔ（ｎ−１）に算出された積算値Ｓ＿ｏｌｄとを比較する（ＳＴ１００）。前回の積算値Ｓ＿ｏｌｄが今回の積算値Ｓより大きい場合、第１判定部２４は今回の比較判定値Ｆを「１」に設定し（ＳＴ１１０）、そうでない場合は今回の比較判定値Ｆを「０」に設定する（ＳＴ１２０）。
【００７２】
ＳＴ１３０：
第２判定部２５は、前回の比較判定値Ｆ＿ｏｌｄが存在するか否か判定する。例えば比較判定値Ｆ＿ｏｌｄは、ステップＳＴ１０において「０」と「１」以外の初期値に設定されているため、比較判定値Ｆ＿ｏｌｄが「０」又は「１」でない場合、第２判定部２５は比較判定値Ｆ＿ｏｌｄが存在しないと判定する。第２判定部２５は、比較判定値Ｆ＿ｏｌｄが存在する場合にはステップＳＴ１４０へ移行し、存在しない場合にはステップＳＴ１８０へ移行する。
【００７３】
ＳＴ１４０，ＳＴ１５０，１６０：
第２判定部２５は、前回の比較判定値Ｆ＿ｏｌｄと今回の比較判定値Ｆとが異なっているか否かを判定する（ＳＴ１４０）。前回の比較判定値Ｆ＿ｏｌｄと今回の比較判定値Ｆとが異なっている場合、第２判定部２５は、前回の中間期間Ｔ（ｎ−１）を歩行動作の一歩の期間であると判定し、ステップＳＴ１７０に移行する。一方、前回の比較判定値Ｆ＿ｏｌｄと今回の比較判定値Ｆとが一致している場合、第２判定部２５は、前回の中間期間Ｔ（ｎ−１）を歩行動作の一歩の期間ではないと判定し、ステップＳＴ１７０に移行する。
【００７４】
ＳＴ１７０，ＳＴ１８０，ＳＴ１９０：
処理部２０は、ステップＳＴ１７０〜ＳＴ１９０において、次回のループ処理に備えた変数の初期化を行う。すなわち、処理部２０は、比較判定値Ｆ＿ｏｌｄに比較判定値Ｆを代入する（ＳＴ１７０）。また処理部２０は、積算値Ｓ＿ｏｌｄに積算値Ｓを代入した後（ＳＴ１８０）、積算値Ｓをゼロに初期化する（ＳＴ１９０）。変数の初期化を行った後、処理部２０はステップＳＴ８０に戻り、次の加速度検出タイミングを待つ。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態に係る歩行計測装置１によれば、通常の歩行動作が行われている場合、左足着地期間において右向き加速度Ａｘが優位となり、右足着地期間において左向きの加速度Ａｘが優位となる。そのため、連続する２つの衝撃発生タイミングの中間期間において算出される加速度Ａｘの積算値Ｓは、一歩ごとに増加と減少とが反転する規則的な変化のパターンを示す。従って、１つの衝撃発生タイミングを挟んで連続する２つの中間期間において取得される積算値Ｓを比較することにより、この衝撃発生タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定することができる。これにより、着地の衝撃の回数を数える従来の歩数計などに比べて、歩行動作に関するより詳しい情報を得ることができる。
【００７６】
また、本実施形態に係る歩行計測装置１によれば、足の着地に伴う衝撃の発生タイミングだけでなく、横方向の加速度Ａｘに生じる規則的な変化のパターンも参照することによって、歩行動作の一歩の期間を精度よく判定できる。例えば、図５における積算値Ｓ１４〜Ｓ１８のような不自然な変化のパターンが表れた場合には、歩行動作の一歩の期間として判定されなくなる。そのため、歩行動作と無関係な加速度が加速度センサ１０において検出される場合でも、これを歩行動作によるものとして誤って判定する頻度を減らすことができる。
【００７７】
また、本実施形態に係る歩行計測装置１によれば、加速度センサ１０が検出した複数方向の加速度に基づいて、足の着地に伴う衝撃の発生タイミングが検出されるため、専用のセンサによって衝撃を測定する場合に比べて、装置の構成を簡易化できる。
【００７８】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図８は、第２の実施形態に係る歩行計測装置１Ａの構成の一例を示す図である。図８に示す歩行計測装置１Ａは、図１に示す歩行計測装置１の処理部２０における加速度積算部２２を加速度平均部２３に置き換え、第１判定部２４を第１判定部２４Ａに置き換えたものであり、他の構成は図１に示す歩行計測装置１と同じである。
【００７９】
加速度平均部２３は、加速度センサ１０が検出した横方向の加速度の平均値を取得する。例えば、加速度平均部２３は、タイミング検出部２１において所定回数の衝撃発生タイミングが検出される期間における横方向の加速度の移動平均値を算出する。
【００８０】
第１判定部２４Ａは、１つの衝撃発生タイミングにおいて加速度センサ１０が検出した横方向の加速度としきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて、この衝撃発生タイミングが左の足部の着地タイミングであるか又は右の足部の着地タイミングであるかを判定する。
【００８１】
図４，図５において示すように、左の足部が着地する時は左方向加速度が比較的大きくなり、右の足部が着地する時は右方向加速度が比較的大きくなる。そのため、衝撃発生タイミングにおいて加速度センサ１０が検出した横方向の加速度を適当なしきい値と比較することにより、この衝撃発生タイミングが右足の着地タイミングであるか又は左足の着地タイミングであるかを判定することができる。
【００８２】
また、第１判定部２４Ａは、この判定に用いるしきい値として、加速度平均部２３により算出された横方向の加速度の平均値を用いる。これにより、姿勢の傾きなどによって左方向加速度と右方向加速度とのバランスが崩れている場合でも、着地した足部の左右の判定を精度よく行うことができる。
【００８３】
図９及び図１０は、本実施形態に係る歩行計測装置１の動作を説明するためのフローチャートである。図９及び図１０に示すフローチャートは、図６及び図７に示すフローチャートにおけるステップＳＴ７０を削除し、ステップＳＴ３５を追加し、ステップＳＴ１００をステップＳＴ１００Ａに変更したものであり、他のステップは図６及び図７に示すフローチャートと同じである。
以下では、追加部分及び変更部分のみを説明する。
【００８４】
ＳＴ３５：
ステップＳＴ３０において加速度センサ１０により加速度が検出される度に、加速度平均部２３は、ステップＳＴ３０で新たに検出された加速度を用いて、横方向の加速度の平均値を算出する。
【００８５】
ＳＴ１００Ａ，ＳＴ１１０，ＳＴ１２０：
タイミング検出部２１において評価値Ｅのピークが検出された場合、第１判定部２４Ａは、このピークの検出タイミングにおける横方向の加速度Ａｘと、ステップＳＴ３５で算出された平均値とを比較する（ＳＴ１００Ａ）。横方向の加速度Ａｘが平均値より大きい場合、第１判定部２４Ａは今回の比較判定値Ｆを「１」に設定し（ＳＴ１１０）、そうでない場合は今回の比較判定値Ｆを「０」に設定する（ＳＴ１２０）。
【００８６】
以上説明した本実施形態に係る歩行計測装置１Ａにおいても、第１の実施形態に係る歩行計測装置１と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１１は、第３の実施形態に係る歩行計測装置１Ｂの構成の一例を示す図である。図１１に示す歩行計測装置１Ｂは、図１に示す歩行計測装置１に角速度センサ５０を追加するとともに、処理部２０の構成要素として回転角算出部２６と加速度変換部２７を追加したものであり、他の構成は図１に示す歩行計測装置１と同じである。
【００８８】
角速度センサ５０は、加速度センサが検出する加速度の３つの方向（図２，図３におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に対応した３つの軸の周りにおける角速度をそれぞれ検出する。
【００８９】
回転角算出部２６は、角速度センサ５０が検出した３つの軸の周りにおける角速度に基づいて、３つの軸の周りにおける回転角をそれぞれ算出する。例えば、回転角算出部２６は、一定の周期で検出される各軸の角速度センサ５０の検出値（角速度）を積分することにより、各軸の周りにおける回転角を算出する。
【００９０】
加速度変換部２７は、回転角算出部２６において算出された３つの軸の周りにおける回転角であって、重力の方向を基準とする姿勢である基準姿勢（後述の図１２Ａ）からの回転角に基づいて、加速度センサ１０が一定の時間間隔で繰り返し検出する３つの加速度（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）を、基準姿勢における加速度（Ａｘ’，Ａｙ’，Ａｚ’）へ変換する。
【００９１】
図１２は、姿勢に応じた加速度の変換処理を説明するための図である。図１２Ａは基準姿勢を示す。基準姿勢は、例えば図１２Ａにおいて示すように、首を鉛直方向に向けた直立の姿勢である。図１２Ｂ及び図１２Ｃは、基準姿勢に対して傾いた姿勢を示す。
【００９２】
図１２Ｂ，図１２Ｃにおいて示すように基準姿勢に対して姿勢が変化すると、加速度センサの加速度の検出方向である３つの方向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）が、重力の方向に対して傾きを生じる。同じ加速度であっても、傾いた姿勢で検出される加速度と、基準姿勢で検出される加速度とは異なる。歩行運動に伴う左右の加速度を正しく検出するためには、基準姿勢における横方向の加速度（地面に対して水平な方向の加速度）を求める必要があるが、姿勢が傾いた状態におけるＸ軸方向の加速度Ａｘは、基準姿勢における横方向の加速度と異なる値になる。
【００９３】
そこで、本実施形態に係る歩行測定装置１Ｂでは、角速度センサ５０の検出値（角速度）を用いて、傾いた姿勢での加速度（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）を、基準姿勢での加速度（Ａｘ’，Ａｙ’，Ａｚ’）に変換する処理が行われる。
【００９４】
基準姿勢に対して姿勢が変化すると、角速度センサ５０の角速度の検出軸である３つの軸の周りにおいて、この傾きに応じた回転が生じる。そのため、回転角算出部２６が算出する各軸の基準姿勢（図１２Ａ）からの回転角は、加速度センサ１０の検出方向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）が基準姿勢に対してどのように傾いているかを表す。加速度変換部２７は、基準姿勢から傾いた姿勢で検出される３の方向の加速度（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）を、３つの軸の周りにおける基準姿勢からの回転角に基づいて、基準姿勢での加速度（Ａｘ’，Ａｙ’，Ａｚ’）に変換する。
【００９５】
本実施形態に係る歩行測定装置１Ｂによれば、基準姿勢に対して姿勢が変化することにより、加速度センサ１０における加速度の検出方向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）が基準姿勢での検出方向に対して傾いた場合でも、基準姿勢における正確な加速度を求めることができる。
【００９６】
なお、加速度変換部２７による加速度の変換は、横方向の加速度（Ａｘ）のみ行ってもよいし、他の方向の加速度（Ａｙ，Ａｚ）も必要に応じて行ってよい。
【００９７】
以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲又はその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成に関し、様々な変更、コンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【００９８】
上述した実施形態では、加速度センサ１０が検出した複数方向の加速度に基づいて、左右の足の接地に伴う衝撃が検出されるが、本発明はこの例に限定されない。本発明の他の実施形態では、足の接地に伴う衝撃を加速度センサ１０とは別のセンサによって検出してもよい。例えば、腰や足に装着された加速度センサや、踵の裏に装着された圧力センサなどの検出結果に基づいて、足の着地の衝撃を検出してもよい。
【００９９】
上述した実施形態では人間の歩行動作についての測定が行われているが、本発明はこの例に限定されない。本発明の他の実施形態では、人間以外の動物や機械などを歩行動作の測定対象としてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１…歩行計測装置、２…歩行者、５…帽子、１０…加速度センサ、２０…処理部、２１…タイミング検出部、２２…加速度積算部、２３…加速度平均部、２４，２４Ａ…第１判定部、２５…第２判定部、２６…回転角算出部、２７…加速度変換部、２８…歩数取得部、２９…期間測定部、３０…記憶部、４０…通信部、５０…角速度センサ、Ｅ…評価値、Ｅｔｈ…しきい値、Ｓ…積算値、Ｆ…比較判定値。
【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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【国際調査報告】
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