(57)【要約】【課題】歩行能力に合致した歩行年齢を算出可能な歩行解析システムを提供する。【解決手段】歩行解析システム１００は、被験者Ｈの予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置１と、被験者の複数の身体特徴点の３次元座標と、予め記憶された第１対応関係とを用いて被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を算出し、該算出した被験者の各年齢と、予め記憶された第２対応関係とを用いて、被験者の歩行年齢を算出する解析装置２とを備える。第１対応関係は、身体特徴点の３次元座標を用いて算出される複数の歩行パラメータと速度年齢等の各年齢との対応関係であり、複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、歩行リズムの左右差と、腰の曲がりとが含まれる。【選択図】図１
2018069035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、
前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢との第１対応関係と、前記速度年齢、前記バランス年齢及び前記姿勢年齢と歩行年齢との第２対応関係とが予め記憶され、前記３次元測定装置によって測定された前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶された第１対応関係とを用いて前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を算出し、該算出した前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢と、前記予め記憶された第２対応関係とを用いて、前記被験者の歩行年齢を算出する解析装置とを備え、
前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、歩行リズムの左右差と、腰の曲がりとが含まれ、
前記第１対応関係には、前記歩行速度を独立変数とし、前記速度年齢を従属変数とする第１回帰式と、少なくとも前記歩行リズムの左右差を独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする第２回帰式と、少なくとも前記腰の曲がりを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式とが含まれる、
ことを特徴とする歩行解析システム。
【請求項２】
前記第１回帰式、前記第２回帰式及び前記第３回帰式のそれぞれは、従属変数を複数の人間の実年齢とし、独立変数を該複数の人間について算出された各歩行パラメータとして回帰分析することにより算出されたものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の歩行解析システム。
【請求項３】
前記第２対応関係は、前記歩行年齢を前記速度年齢、前記バランス年齢及び前記姿勢年齢の線形和で表わす関係である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の歩行解析システム。
【請求項４】
前記複数の身体特徴点には、少なくとも、胸腰と、骨盤の中央とが含まれ、
前記歩行速度は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出され、
前記歩行リズムの左右差は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出され、
前記腰の曲がりは、前記胸腰及び前記骨盤の中央の３次元座標を用いて算出される、
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の歩行解析システム。
【請求項５】
前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤及び左右の膝が更に含まれるか、左右の膝及び左右の足首が更に含まれるか、又は、左右の足首及び左右のつま先が更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出される歩行角の左右差が更に含まれ、
前記第１対応関係に含まれる前記第２回帰式は、少なくとも、前記歩行リズムの左右差と、前記歩行角の左右差とを独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする重回帰式である、
ことを特徴とする請求項４に記載の歩行解析システム。
【請求項６】
前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤と、左右の膝とが更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出される腿の上がりの左右差が更に含まれ、
前記第１対応関係に含まれる前記第２回帰式は、少なくとも、前記歩行リズムの左右差と、前記腿の上がりの左右差とを独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする重回帰式である、
ことを特徴とする請求項４に記載の歩行解析システム。
【請求項７】
前記複数の身体特徴点には、左右の肩が更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰及び前記左右の肩の３次元座標を用いて算出される肩水平角が更に含まれ、
前記第１対応関係に含まれる前記第２回帰式は、少なくとも、前記歩行リズムの左右差と、前記肩水平角とを独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする重回帰式である、
ことを特徴とする請求項４に記載の歩行解析システム。
【請求項８】
前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤及び左右の膝が更に含まれるか、左右の膝及び左右の足首が更に含まれるか、又は、左右の足首及び左右のつま先が更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出される歩行角が更に含まれ、
前記第１対応関係に含まれる前記第３回帰式は、少なくとも、前記腰の曲がりと、前記歩行角とを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする重回帰式である、
ことを特徴とする請求項４に記載の歩行解析システム。
【請求項９】
前記複数の身体特徴点には、左右のつま先が更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出されるつま先の上がりが更に含まれ、
前記第１対応関係に含まれる前記第３回帰式は、少なくとも、前記腰の曲がりと、前記つま先の上がりとを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする重回帰式である、
ことを特徴とする請求項４に記載の歩行解析システム。
【請求項１０】
前記複数の身体特徴点には、左右の肘と、左右の手首とが更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の肘及び前記左右の手首の３次元座標を用いて算出される肘の振りが更に含まれ、
前記第１対応関係に含まれる前記第３回帰式は、少なくとも、前記腰の曲がりと、前記肘の振りとを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする重回帰式である、
ことを特徴とする請求項４に記載の歩行解析システム。
【請求項１１】
前記解析装置には、前記速度年齢を補正するための速度年齢補正式と、前記バランス年齢を補正するためのバランス年齢補正式と、前記姿勢年齢を補正するための姿勢年齢補正式とが予め記憶されており、
前記速度年齢補正式は、複数の人間の実年齢を若年層と該若年層よりも年齢の高い高年層とに区分し、前記若年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記若年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記若年層に属する人間について算出された速度年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための若年層用速度年齢補正式と、前記高年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記高年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記高年層に属する人間について算出された速度年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための高年層用速度年齢補正式とから構成され、
前記バランス年齢補正式は、複数の人間の実年齢を若年層と該若年層よりも年齢の高い高年層とに区分し、前記若年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記若年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記若年層に属する人間について算出されたバランス年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための若年層用バランス年齢補正式と、前記高年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記高年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記高年層に属する人間について算出されたバランス年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための高年層用バランス年齢補正式とから構成され、
前記姿勢年齢補正式は、複数の人間の実年齢を若年層と該若年層よりも年齢の高い高年層とに区分し、前記若年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記若年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記若年層に属する人間について算出された姿勢年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための若年層用姿勢年齢補正式と、前記高年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記高年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記高年層に属する人間について算出された姿勢年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための高年層用姿勢年齢補正式とから構成され、
前記解析装置は、
前記若年層用速度年齢補正式及び前記高年層用速度年齢補正式のうち、入力された前記被験者の実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、前記被験者の実年齢を前記選択した補正式に代入して得られる補正項を前記算出した前記被験者の速度年齢に加算することで、前記被験者の速度年齢を補正し、
前記若年層用バランス年齢補正式及び前記高年層用バランス年齢補正式のうち、入力された前記被験者の実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、前記被験者の実年齢を前記選択した補正式に代入して得られる補正項を前記算出した前記被験者のバランス年齢に加算することで、前記被験者のバランス年齢を補正し、
前記若年層用姿勢年齢補正式及び前記高年層用姿勢年齢補正式のうち、入力された前記被験者の実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、前記被験者の実年齢を前記選択した補正式に代入して得られる補正項を前記算出した前記被験者の姿勢年齢に加算することで、前記被験者の姿勢年齢を補正し、
前記補正後の前記被験者の速度年齢、前記補正後の前記被験者のバランス年齢及び前記補正後の前記被験者の姿勢年齢と、前記予め記憶された第２対応関係とを用いて、前記被験者の歩行年齢を算出する、
ことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の歩行解析システム。
【請求項１２】
前記解析装置には、前記複数の歩行パラメータの優劣を示す指標であるスコアを算出するためのスコア算出用基準式及びスコア算出用偏差が歩行パラメータ毎に予め記憶されており、
前記スコア算出用基準式は、独立変数を複数の人間の実年齢とし、従属変数を該複数の人間について算出された歩行パラメータとして回帰分析することにより算出された、実年齢を変数として歩行パラメータ基準値を算出するための回帰式であり、
前記スコア算出用偏差は、前記複数の人間について算出された歩行パラメータの標準偏差に所定の係数を乗算した値であり、
前記解析装置は、入力された前記被験者の実年齢を前記スコア算出用基準式に代入することで歩行パラメータ基準値を算出し、前記被験者の身体特徴点の３次元座標を用いて算出した前記被験者の歩行パラメータと前記歩行パラメータ基準値との差を、前記スコア算出用偏差と比較し、その大小に応じて予め設定されたスコアを前記被験者の歩行パラメータのスコアとして算出する、
ことを特徴とする請求項１から１１の何れかに記載の歩行解析システム。
【請求項１３】
被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、
前記身体特徴点の３次元座標を用いて、前記被験者の複数の歩行パラメータを算出する解析装置とを備え、
前記解析装置には、前記複数の歩行パラメータの優劣を示す指標であるスコアを算出するためのスコア算出用基準式及びスコア算出用偏差が歩行パラメータ毎に予め記憶されており、
前記解析装置は、入力された前記被験者の実年齢を前記スコア算出用基準式に代入することで歩行パラメータ基準値を算出し、前記被験者の身体特徴点の３次元座標を用いて算出した前記被験者の歩行パラメータと前記歩行パラメータ基準値との差を、前記スコア算出用偏差と比較し、その大小に応じて予め設定されたスコアを前記被験者の歩行パラメータのスコアとして算出する、
ことを特徴とする歩行解析システム。
【請求項１４】
被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定工程と、
前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢との第１対応関係と、前記速度年齢、前記バランス年齢及び前記姿勢年齢と歩行年齢との第２対応関係とを予め記憶しておき、前記３次元測定工程によって測定した前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶した第１対応関係とを用いて前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を算出し、該算出した前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢と、前記予め記憶した第２対応関係とを用いて、前記被験者の歩行年齢を算出する解析工程とを含み、
前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、歩行リズムの左右差と、腰の曲がりとが含まれ、
前記第１対応関係には、前記歩行速度を独立変数とし、前記速度年齢を従属変数とする第１回帰式と、少なくとも前記歩行リズムの左右差を独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする第２回帰式と、少なくとも前記腰の曲がりを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式とが含まれる、
ことを特徴とする歩行解析方法。
【請求項１５】
被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、
前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと見た目年齢との対応関係が予め記憶され、前記３次元測定装置によって測定された前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶された対応関係とを用いて前記被験者の見た目年齢を算出する解析装置とを備え、
前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、腰の曲がりと、腰の回転とが含まれ、
前記対応関係は、少なくとも、前記歩行速度と、前記腰の曲がりと、前記腰の回転とを独立変数とし、前記見た目年齢を従属変数とする重回帰式で表される、
ことを特徴とする歩行解析システム。
【請求項１６】
前記複数の身体特徴点には、少なくとも、胸腰と、骨盤の中央と、左右の骨盤とが含まれ、
前記歩行速度は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出され、
前記腰の曲がりは、前記胸腰及び前記骨盤の中央の３次元座標を用いて算出され、
前記腰の回転は、前記胸腰及び前記左右の骨盤の３次元座標を用いて算出される、
ことを特徴とする請求項１５に記載の歩行解析システム。
【請求項１７】
前記複数の身体特徴点には、左右の膝と、左右の足首と、左右のつま先と、頭とが更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、歩行角の左右差と、頭の前後方向の揺れと、歩行角と、頭の横方向の揺れとのうち、少なくとも何れか１つが更に含まれ、
前記歩行角の左右差は、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、
前記頭の前後方向の揺れは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、
前記歩行角は、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、
前記頭の横方向の揺れは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、
前記対応関係は、前記歩行速度、前記腰の曲がり及び前記腰の回転と、前記歩行角の左右差、前記頭の前後方向の揺れ、前記歩行角及び前記頭の横方向の揺れのうち少なくとも何れか１つとを独立変数とし、前記見た目年齢を従属変数とする重回帰式で表される、
ことを特徴とする請求項１６に記載の歩行解析システム。
【請求項１８】
被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定工程と、
前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと見た目年齢との対応関係を予め記憶しておき、前記３次元測定工程によって測定した前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶した対応関係とを用いて前記被験者の見た目年齢を算出する解析工程とを含み、
前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、腰の曲がりと、腰の回転とが含まれ、
前記対応関係は、少なくとも、前記歩行速度と、前記腰の曲がりと、前記腰の回転とを独立変数とし、前記見た目年齢を従属変数とする重回帰式で表される、
ことを特徴とする歩行解析方法。
【請求項１９】
被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、
前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと、歩行姿勢の美しさを表す指標である美姿勢評価値との対応関係が予め記憶され、前記３次元測定装置によって測定された前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶された対応関係とを用いて前記被験者の美姿勢評価値を算出する解析装置とを備え、
前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、前傾姿勢と、歩行速度と、肘の振りとが含まれ、
前記対応関係は、少なくとも、前記前傾姿勢と、前記歩行速度と、前記肘の振りとを独立変数とし、前記美姿勢評価値を従属変数とする重回帰式で表される、
ことを特徴とする歩行解析システム。
【請求項２０】
前記複数の身体特徴点には、少なくとも、胸腰と、骨盤の中央と、頭と、左右の肘と、左右の手首とが含まれ、
前記前傾姿勢は、前記胸腰及び前記骨盤の中央の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、
前記歩行速度は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出され、
前記肘の振りは、前記胸腰、前記左右の肘及び前記左右の手首の３次元座標を用いて算出される、
ことを特徴とする請求項１９に記載の歩行解析システム。
【請求項２１】
前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤と、左右の膝と、左右の足首と、左右のつま先と、左右の肩とが更に含まれ、
前記複数の歩行パラメータには、歩行角の左右差と、歩行角と、歩行リズムの左右差と、頭の横方向の揺れと、腰の回転と、頭の横方向の傾きと、すねの倒れと、腿の上がりと、つま先の上がりと、歩隔と、肩前額面角とのうち、少なくとも何れか１つが更に含まれ、
前記歩行角の左右差及び前記歩行角は、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、
前記歩行リズムの左右差は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出され、
前記頭の横方向の揺れは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、
前記腰の回転は、前記胸腰及び前記左右の骨盤の３次元座標を用いて算出され、
前記頭の横方向の傾きは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、
前記すねの倒れは、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出され、
前記腿の上がりは、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出され、
前記つま先の上がりは、前記胸腰及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、
前記歩隔は、前記胸腰及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出され、
前記肩前額面角は、前記胸腰、前記左右の肩及び前記左右の肘の３次元座標を用いて算出され、
前記対応関係は、前記前傾姿勢、前記歩行速度及び前記肘の振りと、前記歩行角の左右差、前記歩行角、前記歩行リズムの左右差、前記頭の横方向の揺れ、前記腰の回転、前記頭の横方向の傾き、前記すねの倒れ、前記腿の上がり、前記つま先の上がり、前記歩隔及び前記肩前額面角のうち少なくとも何れか１つとを独立変数とし、前記美姿勢評価値を従属変数とする重回帰式で表される、
ことを特徴とする請求項２０に記載の歩行解析システム。
【請求項２２】
被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定工程と、
前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと、歩行姿勢の美しさを表す指標である美姿勢評価値との対応関係を予め記憶しておき、前記３次元測定工程によって測定した前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶した対応関係とを用いて前記被験者の美姿勢評価値を算出する解析工程とを含み、
前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、前傾姿勢と、歩行速度と、肘の振りとが含まれ、
前記対応関係は、少なくとも、前記前傾姿勢と、前記歩行速度と、前記肘の振りとを独立変数とし、前記美姿勢評価値を従属変数とする重回帰式で表される、
ことを特徴とする歩行解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の歩行に関する評価基準（歩行年齢、見た目年齢、美姿勢評価値）を算出する歩行解析システム及び歩行解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高齢者人口の増加に伴い、健康寿命、とりわけ生活行動範囲に影響を及ぼす歩行能力に対する意識が高まっている。そのため、自分の歩行能力がどの年齢の平均レベル（歩行年齢）にあるのかという客観的な評価基準を知りたいというニーズが高齢者を中心に高い。
【０００３】
また、高齢者は、実年齢よりも若く見られたいという欲求を持っている場合が多い。このため、自分の歩行姿勢が周りからどのような年齢として見られているのか（見た目年齢）や、自分の歩行姿勢がどの程度美しいと思われているのか（美姿勢評価値）という主観的な評価基準を知りたいというニーズも高い。
【０００４】
客観的な評価基準である歩行年齢を評価する方法としては、例えば、特許文献１に記載の方法が提案されている。
特許文献１に記載の方法は、被験者がシート式圧力センサの上を歩行することで検出される圧力分布画像を解析することで、歩行パラメータとして、左右の歩行角度、歩行周期、両脚支持期時間及び歩幅を算出し、これらの歩行パラメータを用いて歩行年齢を評価する方法である。
【０００５】
特許文献１に記載の方法では、圧力センサの検出結果、すなわち足底の動きを用いて歩行パラメータを算出しているだけであるため、歩行状態を被験者の全身に亘って包括的に評価することができず、歩行能力に合致した歩行年齢を算出できないという問題がある。
【０００６】
主観的な評価基準である見た目年齢を評価する方法として、特に有効な方法は提案されていない。
また、主観的な評価基準である美姿勢評価値を評価する方法としては、例えば、特許文献２に記載の方法が提案されている。
特許文献２に記載の方法は、歩行者の足圧分布を動作状態として計測し、足圧分布を足底の各部位に分類して、分類した足底部位毎の荷重値を時空間歩行特徴量として算出し、この時空間歩行特徴量から歩行の美しさを定量的に解析する方法である。
【０００７】
特許文献２に記載の方法では、足圧分布を歩行パラメータ（時空間歩行特徴量）として用いるだけであるため、歩行状態を被験者の全身に亘って包括的に評価することができず、歩行姿勢に合致した美姿勢評価値を算出できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−９４０７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１８７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、全身の歩行状態を包括的に評価可能とすることで、歩行能力に合致した歩行年齢を算出可能な歩行解析システム及び歩行解析方法を提供することを課題とする。同様に、本発明は、歩行姿勢に合致した見た目年齢を算出可能な歩行解析システム及び歩行解析方法を提供することを課題とする。さらに、本発明は、歩行姿勢に合致した美姿勢評価値を算出可能な歩行解析システム及び歩行解析方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢との第１対応関係と、前記速度年齢、前記バランス年齢及び前記姿勢年齢と歩行年齢との第２対応関係とが予め記憶され、前記３次元測定装置によって測定された前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶された第１対応関係とを用いて前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を算出し、該算出した前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢と、前記予め記憶された第２対応関係とを用いて、前記被験者の歩行年齢を算出する解析装置とを備え、前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、歩行リズムの左右差と、腰の曲がりとが含まれ、前記第１対応関係には、前記歩行速度を独立変数とし、前記速度年齢を従属変数とする第１回帰式と、少なくとも前記歩行リズムの左右差を独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする第２回帰式と、少なくとも前記腰の曲がりを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式とが含まれる、歩行解析システムを提供する。
【００１１】
本発明に係る歩行解析システムによれば、速度年齢に関わる歩行速度、バランス年齢に関わる歩行リズムの左右差に加え、特許文献１に記載の方法では評価することができない、姿勢年齢に関わる腰の曲がりを歩行パラメータとして用いて歩行年齢が算出される。このため、特許文献１に記載の方法に比べ、歩行状態を包括的に評価可能であり、歩行能力に合致した歩行年齢を算出可能である。
【００１２】
前記第１回帰式、前記第２回帰式及び前記第３回帰式のそれぞれは、従属変数を複数の人間の実年齢とし、独立変数を該複数の人間について算出された各歩行パラメータとして回帰分析することにより算出することが可能である。
【００１３】
前記第２対応関係は、例えば、前記歩行年齢を前記速度年齢、前記バランス年齢及び前記姿勢年齢の線形和で表わす関係とすることができる。
【００１４】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、少なくとも、胸腰と、骨盤の中央とが含まれ、前記歩行速度は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出され、前記歩行リズムの左右差は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出され、前記腰の曲がりは、前記胸腰及び前記骨盤の中央の３次元座標を用いて算出される。
【００１５】
上記の好ましい構成で用いる身体特徴点の胸腰及び骨盤の中央は、例えば、市販装置の一つである米国マイクロソフト社製Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いることで、マーカレスで３次元座標を測定可能であるため、測定が容易であるという利点を有する。
【００１６】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤及び左右の膝が更に含まれるか、左右の膝及び左右の足首が更に含まれるか、又は、左右の足首及び左右のつま先が更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出される歩行角の左右差が更に含まれ、前記第１対応関係に含まれる前記第２回帰式は、少なくとも、前記歩行リズムの左右差と、前記歩行角の左右差とを独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする重回帰式である。
【００１７】
本発明者らが検討したところによれば、バランス年齢を従属変数とする第２回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、歩行リズムの左右差が最も寄与度が高いものの、歩行角の左右差も寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、第２回帰式は、最も寄与度の高い歩行リズムの左右差を独立変数にすると共に、寄与度の比較的高い歩行角の左右差も独立変数とする重回帰式とされるため、歩行能力により一層合致した歩行年齢を算出可能である。
【００１８】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤と、左右の膝とが更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出される腿の上がりの左右差が更に含まれ、前記第１対応関係に含まれる前記第２回帰式は、少なくとも、前記歩行リズムの左右差と、前記腿の上がりの左右差とを独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする重回帰式である。
【００１９】
本発明者らが検討したところによれば、バランス年齢を従属変数とする第２回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、歩行リズムの左右差が最も寄与度が高いものの、腿の上がりの左右差も寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、第２回帰式は、最も寄与度の高い歩行リズムの左右差を独立変数にすると共に、寄与度の比較的高い腿の上がりの左右差も独立変数とする重回帰式とされるため、歩行能力により一層合致した歩行年齢を算出可能である。
【００２０】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右の肩が更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰及び前記左右の肩の３次元座標を用いて算出される肩水平角が更に含まれ、前記第１対応関係に含まれる前記第２回帰式は、少なくとも、前記歩行リズムの左右差と、前記肩水平角とを独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする重回帰式である。
【００２１】
本発明者らが検討したところによれば、バランス年齢を従属変数とする第２回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、歩行リズムの左右差が最も寄与度が高いものの、肩水平角も寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、第２回帰式は、最も寄与度の高い歩行リズムの左右差を独立変数にすると共に、寄与度の比較的高い肩水平角も独立変数とする重回帰式とされるため、歩行能力により一層合致した歩行年齢を算出可能である。
【００２２】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤及び左右の膝が更に含まれるか、左右の膝及び左右の足首が更に含まれるか、又は、左右の足首及び左右のつま先が更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出される歩行角が更に含まれ、前記第１対応関係に含まれる前記第３回帰式は、少なくとも、前記腰の曲がりと、前記歩行角とを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする重回帰式である。
【００２３】
本発明者らが検討したところによれば、姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、腰の曲がりが最も寄与度が高いものの、歩行角も寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、第３回帰式は、最も寄与度の高い腰の曲がりを独立変数にすると共に、寄与度の比較的高い歩行角も独立変数とする重回帰式とされるため、歩行能力により一層合致した歩行年齢を算出可能である。
【００２４】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右のつま先が更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出されるつま先の上がりが更に含まれ、前記第１対応関係に含まれる前記第３回帰式は、少なくとも、前記腰の曲がりと、前記つま先の上がりとを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする重回帰式である。
【００２５】
本発明者らが検討したところによれば、姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、腰の曲がりが最も寄与度が高いものの、つま先の上がりも寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、第３回帰式は、最も寄与度の高い腰の曲がりを独立変数にすると共に、寄与度の比較的高いつま先の上がりも独立変数とする重回帰式とされるため、歩行能力により一層合致した歩行年齢を算出可能である。
【００２６】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右の肘と、左右の手首とが更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、前記胸腰、前記左右の肘及び前記左右の手首の３次元座標を用いて算出される肘の振りが更に含まれ、前記第１対応関係に含まれる前記第３回帰式は、少なくとも、前記腰の曲がりと、前記肘の振りとを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする重回帰式である。
【００２７】
本発明者らが検討したところによれば、姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、腰の曲がりが最も寄与度が高いものの、肘の振りも寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、第３回帰式は、最も寄与度の高い腰の曲がりを独立変数にすると共に、寄与度の比較的高い肘の振りも独立変数とする重回帰式とされるため、歩行能力により一層合致した歩行年齢を算出可能である。
【００２８】
好ましくは、前記解析装置には、前記速度年齢を補正するための速度年齢補正式と、前記バランス年齢を補正するためのバランス年齢補正式と、前記姿勢年齢を補正するための姿勢年齢補正式とが予め記憶されており、前記速度年齢補正式は、複数の人間の実年齢を若年層と該若年層よりも年齢の高い高年層とに区分し、前記若年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記若年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記若年層に属する人間について算出された速度年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための若年層用速度年齢補正式と、前記高年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記高年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記高年層に属する人間について算出された速度年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための高年層用速度年齢補正式とから構成され、前記バランス年齢補正式は、複数の人間の実年齢を若年層と該若年層よりも年齢の高い高年層とに区分し、前記若年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記若年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記若年層に属する人間について算出されたバランス年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための若年層用バランス年齢補正式と、前記高年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記高年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記高年層に属する人間について算出されたバランス年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための高年層用バランス年齢補正式とから構成され、前記姿勢年齢補正式は、複数の人間の実年齢を若年層と該若年層よりも年齢の高い高年層とに区分し、前記若年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記若年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記若年層に属する人間について算出された姿勢年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための若年層用姿勢年齢補正式と、前記高年層に属する人間の実年齢と、独立変数を前記高年層に属する人間の実年齢とし、従属変数を前記高年層に属する人間について算出された姿勢年齢として回帰分析することにより算出された回帰直線との差によって求められた、実年齢を変数として補正項を算出するための高年層用姿勢年齢補正式とから構成され、前記解析装置は、前記若年層用速度年齢補正式及び前記高年層用速度年齢補正式のうち、入力された前記被験者の実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、前記被験者の実年齢を前記選択した補正式に代入して得られる補正項を前記算出した前記被験者の速度年齢に加算することで、前記被験者の速度年齢を補正し、前記若年層用バランス年齢補正式及び前記高年層用バランス年齢補正式のうち、入力された前記被験者の実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、前記被験者の実年齢を前記選択した補正式に代入して得られる補正項を前記算出した前記被験者のバランス年齢に加算することで、前記被験者のバランス年齢を補正し、前記若年層用姿勢年齢補正式及び前記高年層用姿勢年齢補正式のうち、入力された前記被験者の実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、前記被験者の実年齢を前記選択した補正式に代入して得られる補正項を前記算出した前記被験者の姿勢年齢に加算することで、前記被験者の姿勢年齢を補正し、前記補正後の前記被験者の速度年齢、前記補正後の前記被験者のバランス年齢及び前記補正後の前記被験者の姿勢年齢と、前記予め記憶された第２対応関係とを用いて、前記被験者の歩行年齢を算出する。
【００２９】
本発明者らが検討したところによれば、複数の人間の実年齢と、速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢との相関は、若年層と、該若年層よりも年齢の高い高年層とでは異なる傾向になることが分かった。したがい、複数の人間の平均的な速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢が実年齢に近づくように補正する場合、歩行パラメータによって算出した速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢を一律に補正するのではなく、若年層と高年層とに区分してそれぞれ別個に補正することが好ましい。
上記の好ましい構成によれば、解析装置が、若年層用速度年齢補正式及び高年層用速度年齢補正式のうち、入力された被験者の実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、被験者の実年齢を選択した補正式に代入して得られる補正項を、算出した被験者の速度年齢に加算することで、被験者の速度年齢を補正する。被験者のバランス年齢及び姿勢年齢についても同様である。このため、若年層及び高年層の双方について、複数の人間の平均的な速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢が実年齢に近づくように補正することが可能となる結果、補正後の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢によって算出される被験者の歩行年齢は、歩行能力により一層合致したものとなる。
【００３０】
好ましくは、前記解析装置には、前記複数の歩行パラメータの優劣を示す指標であるスコアを算出するためのスコア算出用基準式及びスコア算出用偏差が歩行パラメータ毎に予め記憶されており、前記スコア算出用基準式は、独立変数を複数の人間の実年齢とし、従属変数を該複数の人間について算出された歩行パラメータとして回帰分析することにより算出された、実年齢を変数として歩行パラメータ基準値を算出するための回帰式であり、前記スコア算出用偏差は、前記複数の人間について算出された歩行パラメータの標準偏差に所定の係数を乗算した値であり、前記解析装置は、入力された前記被験者の実年齢を前記スコア算出用基準式に代入することで歩行パラメータ基準値を算出し、前記被験者の身体特徴点の３次元座標を用いて算出した前記被験者の歩行パラメータと前記歩行パラメータ基準値との差を、前記スコア算出用偏差と比較し、その大小に応じて予め設定されたスコアを前記被験者の歩行パラメータのスコアとして算出する。
【００３１】
上記の好ましい構成によれば、複数の人間の実年齢に応じた平均的な各歩行パラメータの値（歩行パラメータ基準値）を算出するためのスコア算出用基準式と、複数の人間についての各歩行パラメータの標準偏差に関係する値（スコア算出用偏差）とを用いて、被験者の各歩行パラメータの値が、被験者の実年齢に応じた平均的な各歩行パラメータに対してどの程度のレベルにあるのかを示すスコアが算出されるため、歩行能力の向上に対する被験者の意識向上に通じることが期待できる。
【００３２】
また、本発明は、解析装置が歩行年齢を算出することなく、上記歩行パラメータのスコアのみを算出する構成としても提供される。
すなわち、本発明は、被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、前記身体特徴点の３次元座標を用いて、前記被験者の複数の歩行パラメータを算出する解析装置とを備え、前記解析装置には、前記複数の歩行パラメータの優劣を示す指標であるスコアを算出するためのスコア算出用基準式及びスコア算出用偏差が歩行パラメータ毎に予め記憶されており、前記解析装置は、入力された前記被験者の実年齢を前記スコア算出用基準式に代入することで歩行パラメータ基準値を算出し、前記被験者の身体特徴点の３次元座標を用いて算出した前記被験者の歩行パラメータと前記歩行パラメータ基準値との差を、前記スコア算出用偏差と比較し、その大小に応じて予め設定されたスコアを前記被験者の歩行パラメータのスコアとして算出する、ことを特徴とする歩行解析システムとしても提供される。
【００３３】
さらに、本発明は、被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定工程と、前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢との第１対応関係と、前記速度年齢、前記バランス年齢及び前記姿勢年齢と歩行年齢との第２対応関係とを予め記憶しておき、前記３次元測定工程によって測定した前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶した第１対応関係とを用いて前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を算出し、該算出した前記被験者の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢と、前記予め記憶した第２対応関係とを用いて、前記被験者の歩行年齢を算出する解析工程とを含み、前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、歩行リズムの左右差と、腰の曲がりとが含まれ、前記第１対応関係には、前記歩行速度を独立変数とし、前記速度年齢を従属変数とする第１回帰式と、少なくとも前記歩行リズムの左右差を独立変数とし、前記バランス年齢を従属変数とする第２回帰式と、少なくとも前記腰の曲がりを独立変数とし、前記姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式とが含まれる、ことを特徴とする歩行解析方法としても提供される。
【００３４】
また、前記課題を解決するため、本発明は、被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと見た目年齢との対応関係が予め記憶され、前記３次元測定装置によって測定された前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶された対応関係とを用いて前記被験者の見た目年齢を算出する解析装置とを備え、前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、腰の曲がりと、腰の回転とが含まれ、前記対応関係は、少なくとも、前記歩行速度と、前記腰の曲がりと、前記腰の回転とを独立変数とし、前記見た目年齢を従属変数とする重回帰式で表される、ことを特徴とする歩行解析システムを提供する。
【００３５】
本発明に係る歩行解析システムによれば、歩行速度、腰の曲がり及び腰の回転を歩行パラメータとして用いて見た目年齢が算出される。このため、歩行状態を包括的に評価可能であり、歩行姿勢に合致した見た目年齢を算出可能である。
前記重回帰式は、従属変数を複数の人間について第三者が判定した見た目年齢とし、独立変数を該複数の人間について算出された各歩行パラメータとして回帰分析することにより算出することが可能である。
【００３６】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、少なくとも、胸腰と、骨盤の中央と、左右の骨盤とが含まれ、前記歩行速度は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出され、前記腰の曲がりは、前記胸腰及び前記骨盤の中央の３次元座標を用いて算出され、前記腰の回転は、前記胸腰及び前記左右の骨盤の３次元座標を用いて算出される。
【００３７】
上記の好ましい構成で用いる身体特徴点の胸腰、骨盤の中央及び左右の骨盤は、例えば、市販装置の一つである米国マイクロソフト社製Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いることで、マーカレスで３次元座標を測定可能であるため、測定が容易であるという利点を有する。
【００３８】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右の膝と、左右の足首と、左右のつま先と、頭とが更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、歩行角の左右差と、頭の前後方向の揺れと、歩行角と、頭の横方向の揺れとのうち、少なくとも何れか１つが更に含まれ、前記歩行角の左右差は、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、前記頭の前後方向の揺れは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、前記歩行角は、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、前記頭の横方向の揺れは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、前記対応関係は、前記歩行速度、前記腰の曲がり及び前記腰の回転と、前記歩行角の左右差、前記頭の前後方向の揺れ、前記歩行角及び前記頭の横方向の揺れのうち少なくとも何れか１つとを独立変数とし、前記見た目年齢を従属変数とする重回帰式で表される。
【００３９】
本発明者らが検討したところによれば、見た目年齢を従属変数とする重回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、歩行速度、腰の曲がり及び腰の回転の寄与度が高いものの、次いで、歩行角の左右差、頭の前後方向の揺れ、歩行角及び頭の横方向の揺れも寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、重回帰式は、寄与度の高い歩行速度、腰の曲がり及び腰の回転を独立変数にすると共に、寄与度の比較的高い歩行角の左右差、頭の前後方向の揺れ、歩行角及び頭の横方向の揺れのうち少なくとも何れか１つをも独立変数とする重回帰式とされるため、歩行姿勢により一層合致した見た目年齢を算出可能である。
【００４０】
また、本発明は、被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定工程と、前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと見た目年齢との対応関係を予め記憶しておき、前記３次元測定工程によって測定した前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶した対応関係とを用いて前記被験者の見た目年齢を算出する解析工程とを含み、前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、歩行速度と、腰の曲がりと、腰の回転とが含まれ、前記対応関係は、少なくとも、前記歩行速度と、前記腰の曲がりと、前記腰の回転とを独立変数とし、前記見た目年齢を従属変数とする重回帰式で表される、ことを特徴とする歩行解析方法としても提供される。
【００４１】
また、前記課題を解決するため、本発明は、被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定装置と、前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと、歩行姿勢の美しさを表す指標である美姿勢評価値との対応関係が予め記憶され、前記３次元測定装置によって測定された前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶された対応関係とを用いて前記被験者の美姿勢評価値を算出する解析装置とを備え、前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、前傾姿勢と、歩行速度と、肘の振りとが含まれ、前記対応関係は、少なくとも、前記前傾姿勢と、前記歩行速度と、前記肘の振りとを独立変数とし、前記美姿勢評価値を従属変数とする重回帰式で表される、ことを特徴とする歩行解析システムとしても提供される。
【００４２】
本発明に係る歩行解析システムによれば、前傾姿勢、歩行速度及び肘の振りを歩行パラメータとして用いて美姿勢評価値が算出される。このため、歩行状態を包括的に評価可能であり、歩行姿勢に合致した美姿勢評価値を算出可能である。
前記重回帰式は、従属変数を複数の人間について第三者が判定した美姿勢評価値とし、独立変数を該複数の人間について算出された各歩行パラメータとして回帰分析することにより算出することが可能である。
【００４３】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、少なくとも、胸腰と、骨盤の中央と、頭と、左右の肘と、左右の手首とが含まれ、前記前傾姿勢は、前記胸腰及び前記骨盤の中央の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、前記歩行速度は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出され、前記肘の振りは、前記胸腰、前記左右の肘及び前記左右の手首の３次元座標を用いて算出される。
【００４４】
上記の好ましい構成で用いる身体特徴点の胸腰、骨盤の中央、頭、左右の肘及び左右の手首は、例えば、市販装置の一つである米国マイクロソフト社製Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いることで、マーカレスで３次元座標を測定可能であるため、測定が容易であるという利点を有する。
【００４５】
好ましくは、前記複数の身体特徴点には、左右の骨盤と、左右の膝と、左右の足首と、左右のつま先と、左右の肩とが更に含まれ、前記複数の歩行パラメータには、歩行角の左右差と、歩行角と、歩行リズムの左右差と、頭の横方向の揺れと、腰の回転と、頭の横方向の傾きと、すねの倒れと、腿の上がりと、つま先の上がりと、歩隔と、肩前額面角とのうち、少なくとも何れか１つが更に含まれ、前記歩行角の左右差及び前記歩行角は、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出されるか、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出されるか、又は、前記胸腰、前記左右の足首及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、前記歩行リズムの左右差は、前記胸腰の３次元座標を用いて算出され、前記頭の横方向の揺れは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、前記腰の回転は、前記胸腰及び前記左右の骨盤の３次元座標を用いて算出され、前記頭の横方向の傾きは、前記胸腰、前記骨盤の中央及び前記頭の３次元座標を用いて算出され、前記すねの倒れは、前記胸腰、前記左右の膝及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出され、前記腿の上がりは、前記胸腰、前記左右の骨盤及び前記左右の膝の３次元座標を用いて算出され、前記つま先の上がりは、前記胸腰及び前記左右のつま先の３次元座標を用いて算出され、前記歩隔は、前記胸腰及び前記左右の足首の３次元座標を用いて算出され、前記肩前額面角は、前記胸腰、前記左右の肩及び前記左右の肘の３次元座標を用いて算出され、前記対応関係は、前記前傾姿勢、前記歩行速度及び前記肘の振りと、前記歩行角の左右差、前記歩行角、前記歩行リズムの左右差、前記頭の横方向の揺れ、前記腰の回転、前記頭の横方向の傾き、前記すねの倒れ、前記腿の上がり、前記つま先の上がり、前記歩隔及び前記肩前額面角のうち少なくとも何れか１つとを独立変数とし、前記美姿勢評価値を従属変数とする重回帰式で表される。
【００４６】
本発明者らが検討したところによれば、美姿勢評価値を従属変数とする重回帰式を算出するための回帰分析において、独立変数として種々の歩行パラメータを用いたところ、前傾姿勢、歩行速度及び肘の振りの寄与度が高いものの、次いで、歩行角の左右差、歩行角、歩行リズムの左右差、頭の横方向の揺れ、腰の回転、頭の横方向の傾き、すねの倒れ、腿の上がり、つま先の上がり、歩隔及び肩前額面角も寄与度が比較的高いことが分かった。
上記の好ましい構成によれば、重回帰式は、寄与度の高い前傾姿勢、歩行速度及び肘の振りを独立変数にすると共に、寄与度の比較的高い歩行角の左右差、歩行角、歩行リズムの左右差、頭の横方向の揺れ、腰の回転、頭の横方向の傾き、すねの倒れ、腿の上がり、つま先の上がり、歩隔及び肩前額面角のうち少なくとも何れか１つをも独立変数とする重回帰式とされるため、歩行姿勢により一層合致した美姿勢評価値を算出可能である。
【００４７】
また、本発明は、被験者の予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を該被験者の歩行に伴って逐次測定する３次元測定工程と、前記身体特徴点の３次元座標を用いて算出されるか又は他の手法を用いて算出される複数の歩行パラメータと、歩行姿勢の美しさを表す指標である美姿勢評価値との対応関係を予め記憶しておき、前記３次元測定工程によって測定した前記被験者の複数の身体特徴点の３次元座標を用いて算出された又は他の手法を用いて算出された前記被験者の複数の歩行パラメータと、前記予め記憶した対応関係とを用いて前記被験者の美姿勢評価値を算出する解析工程とを含み、前記複数の歩行パラメータには、少なくとも、前傾姿勢と、歩行速度と、肘の振りとが含まれ、前記対応関係は、少なくとも、前記前傾姿勢と、前記歩行速度と、前記肘の振りとを独立変数とし、前記美姿勢評価値を従属変数とする重回帰式で表される、ことを特徴とする歩行解析方法としても提供される。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、全身の歩行状態を包括的に評価可能とすることで、歩行能力に合致した歩行年齢を算出可能である。また、本発明によれば、歩行姿勢に合致した見た目年齢を算出可能である。さらに、本発明によれば、歩行姿勢に合致した美姿勢評価値を算出可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る歩行解析システムの概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る歩行解析システムの概略動作を示すフロー図である。
【図３】第１実施形態における補正式の導出を説明するための説明図である。
【図４】第１実施形態における歩行パラメータの一つである歩行速度のスコア算出手順を説明するための説明図である。
【図５】第２実施形態に係る歩行解析システムによって見た目年齢を算出した結果の一例を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る歩行解析システムによって美姿勢評価値を算出した結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
［第１実施形態］
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る歩行解析システムについて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る歩行解析システムの概略構成を示す図である。図１（ａ）は概略構成を示す図であり、図１（ｂ）は第１実施形態に係る歩行解析システムで用いる座標系を説明する図であり、図１（ｃ）は第１実施形態に係る歩行解析システムで測定する身体特徴点の例を説明する図である。
図１（ａ）に示すように、第１実施形態に係る歩行解析システム１００は、３次元測定装置１と、解析装置２とを備える。まず、歩行解析システム１００の概略構成について説明する。
【００５１】
＜歩行解析システム１００の概略構成＞
３次元測定装置１は、赤外線照射部やカメラ等を具備する光学系１１と、該光学系で得られた信号を処理するプログラム（解析装置２にインストールされたプログラム）とから構成され、被験者Ｈの予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を被験者Ｈの歩行に伴って逐次測定する装置である。３次元測定装置１としては、上記の光学系１１を用いた三角測量やTime of flightを測定原理として、マーカレスで身体特徴点の３次元座標を測定する光学式の３次元測定装置や、身体特徴点にマーカを付けて、マーカの３次元座標を測定することで身体特徴点の３次元座標を算出する光学式の３次元測定装置など、種々の市販装置を適用可能である。マーカレスで３次元座標を測定可能であるため、測定が容易であるという利点を有する点で、３次元測定装置１として、市販装置の一つである米国マイクロソフト社製Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いることが好ましい。
なお、３次元座標を算出する具体的な手順については、種々の公知の手順を適用可能であるため、本明細書ではその具体的な内容の記述は省略する。また、第１実施形態では、身体特徴点の３次元座標を算出するためのプログラムを解析装置２にインストールした形態を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限るものではなく、３次元座標を算出するためのプログラムをインストールする装置（パーソナルコンピュータ等）と、解析装置２とを別体とすることも可能である。
【００５２】
図１（ｃ）に示すように、本発明における身体特徴点は、四股の関節と、頭・肩・体幹・骨盤・足・かかと・肋骨・上前腸骨棘の中央と、足のつま先とを意味する。ただし、第１実施形態の３次元測定装置１によって測定する身体特徴点としては、これら全ての部位である必要はなく、予め定めた複数の身体特徴点であればよい。例えば、第１実施形態に係る３次元測定装置１によって測定する複数の身体特徴点には、少なくとも、胸腰（体幹の中央）と、骨盤の中央とが含まれることが好ましい。
【００５３】
第１実施形態の解析装置２は、３次元測定装置１で測定した被験者Ｈの複数の身体特徴点の３次元座標を用いて、被験者Ｈの歩行年齢を算出する。具体的には、解析装置２は、例えば、複数の身体特徴点の３次元座標を用いて歩行年齢を算出するためのプログラムがインストールされた汎用のパーソナルコンピュータから構成されている。
【００５４】
＜歩行解析システム１００の動作＞
以下、図２〜図４も適宜参照しつつ、上記の概略構成を有する歩行解析システム１００の動作（歩行解析方法）について説明する。
図２は、第１実施形態に係る歩行解析システム１００の概略動作を示すフロー図である。
図２に示すように、被験者Ｈの歩行解析を行うに際しては、まず被験者Ｈの実年齢等の情報を解析装置２に入力する（図２のＳ１）。入力された被験者Ｈの情報は解析装置２に搭載された半導体メモリやハードディスクドライブといった記憶装置に記憶される。あるいは、クラウドストレージサービスなどを利用して解析装置２とは別の場所に被験者Ｈの情報を保存するようにしてもよい。
【００５５】
次いで、被験者Ｈが歩行を開始（図２のＳ２）することで、３次元測定装置１が被験者Ｈの予め定めた複数の身体特徴点の３次元座標を被験者Ｈの歩行に伴って逐次測定する３次元測定工程を実行する（図２のＳ３）。被験者Ｈが予め定めた距離を歩行し終える（図２のＳ４）と測定は終了し、測定結果が解析装置２に記憶される。
【００５６】
次いで、解析装置２は記憶した測定結果、すなわち、被験者Ｈについて逐次測定した複数の身体特徴点の３次元座標を用いて解析工程を実行する（図２のＳ５）。以下、解析工程Ｓ５の具体的内容について、順次説明する。
【００５７】
解析工程Ｓ５において、第１実施形態の解析装置２は、まず、被験者Ｈの複数の身体特徴点の３次元座標を用いて、歩行パラメータとして、少なくとも、歩行速度と、歩行リズムの左右差と、腰の曲がりとを算出する（図２のＳ５１）。
【００５８】
歩行速度は、被験者Ｈが歩行したときの速度を意味し、例えば、予め定めた距離を所定の向きに歩行するのに要した時間で除した値から算出する。第１実施形態においては、３次元測定装置１の測定周期毎の一の身体特徴点の前方変位を測定周期で除した値の１歩行周期における平均値を歩行速度として算出している。例えば、この一の身体特徴点を胸腰とする場合、歩行速度は、１歩行周期における胸腰の前方変位を測定周期で除した値の平均値となり、３次元測定装置１で測定した胸腰の３次元座標を用いて算出可能である。なお、３次元測定装置１の測定周期とは、例えば、３次元測定装置１としてＫｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いている場合にはフレームレートの逆数であり、１／３０秒程度である。
「１歩行周期」は、一の身体特徴点の鉛直方向変位の１つ目の極小値から３つ目の極小値までの時間間隔を意味する。この一の身体特徴点を胸腰とする場合、１歩行周期は、胸腰の鉛直方向変位の１つ目の極小値から３つ目の極小値までの時間間隔となる。「前方」は、例えば、３次元測定装置１に向って被験者Ｈが歩行すべき向きを予め一意に決定し、この決定した向きとすればよい（図１（ｂ）参照）。なお、上記の例では、歩行速度を算出するための一の身体特徴点の前方変位を胸腰の前方変位としたが、本発明はこれに限るものではなく、骨盤の中央の前方変位や、足の中央（図１（ｃ）では、「右足」及び「左足」と記述）の前方変位とすることも可能である。また、上記の例では、１歩行周期を算出するための一の身体特徴点の鉛直方向変位の極小値を胸腰の鉛直方向変位の極小値としたが、本発明はこれに限るものではなく、足の中央の鉛直方向変位の極小値、足首の鉛直方向変位の極小値、骨盤の中央の鉛直方向変位の極小値、かかとの鉛直方向変位の極小値などにすることも可能である。なお、胸腰、骨盤の中央、足の中央、足首の３次元座標は、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いてマーカレスで測定可能である。また、かかとの３次元座標は、３次元測定装置１としてマーカを利用する光学式モーションキャプチャシステム（例えば、ＶＩＣＯＮ社製Ｖｉｃｏｎ（登録商標））などを用い、マーカをかかとに付け、このマーカの３次元座標を測定することで測定可能である。
【００５９】
歩行リズムの左右差は、歩行の接地タイミングの左右差を意味し、例えば、左足が接地してから右足が接地するまで時間間隔（以下、「左右接地時間間隔」という）と、右足が接地してから左足が接地するまでの時間間隔（以下、「右左接地時間間隔」という）との差の絶対値で定義し、３次元測定装置１で測定した一の身体特徴点の３次元座標を用いて算出可能である。例えば、この一の身体特徴点を胸腰とする場合、胸腰の鉛直方向変位（鉛直方向上方が正の値）が極小値となったときに左右の足が交互に床面に接地したと考え、左右接地時間間隔及び右左接地時間間隔の何れか一方は、測定開始から１つ目の極小値から２つ目の極小値までの時間間隔によって算出し、左右接地時間間隔及び右左接地時間間隔の何れか他方は、２つ目の極小値から３つ目の極小値までの時間間隔によって算出すればよい。なお、上記の例では、左右の足が床面に接地したことの判断に胸腰の鉛直方向変位の極小値を用いているが、本発明はこれに限るものではなく、足の中央の鉛直方向変位の極小値、足首の鉛直方向変位の極小値、骨盤の中央の鉛直方向変位の極小値、かかとの鉛直方向変位の極小値などにすることも可能である。
【００６０】
腰の曲がりは、歩行中の腰の曲がり具合を意味し、例えば、１歩行周期における、矢状面に投影した胸腰と骨盤の中央とを結ぶ直線と鉛直軸との成す角度の平均値、又は、矢状面に投影した肋骨の中央と上前腸骨棘の中央とを結ぶ直線と鉛直軸との成す角度の平均値で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰及び骨盤の中央の３次元座標、又は、肋骨の中央及び上前腸骨棘の中央の３次元座標を用いて算出可能である。矢状面は、図１（ｂ）に示すように、前後軸（前方・後方に延びる軸）と鉛直軸とを含む平面を意味する。なお、肋骨の中央の３次元座標は、３次元測定装置１として、例えば、Ｖｉｃｏｎ（登録商標）を用い、図１（ｃ）に示すように、マーカを肋骨の左右の下縁に付け、各マーカの３次元座標を測定することで測定（演算）可能である。同様に、上前腸骨棘の中央の３次元座標は、３次元測定装置１として、例えば、Ｖｉｃｏｎ（登録商標）を用い、図１（ｃ）に示すように、マーカを上前腸骨棘の左右の端に付け、各マーカの３次元座標を測定することで測定（演算）可能である。
【００６１】
以上の説明では、３次元測定装置１で測定した身体特徴点の３次元座標を用いて歩行パラメータ（歩行速度、歩行リズムの左右差、腰の曲がり）を算出する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の手法を用いて歩行パラメータを算出することも可能である。
例えば、歩行速度を算出するには、被験者Ｈが予め定めた距離を所定の向きに歩行するのに要した時間を、ストップウォッチで手動計測したり、歩行開始点・終了点に設置された光電スイッチを横切るタイミングに基づき自動計測すればよい。この手動計測又は自動計測した時間を解析装置２に入力し、解析装置２が前記予め定めた距離を入力された時間で除することで歩行速度を算出することも可能である。
また、例えば、スマートフォンなどの携帯情報端末を被験者Ｈに携帯させ、携帯情報端末で起動したＧＰＳ追跡アプリを利用して計測した被験者Ｈの移動距離及び移動時間を解析装置２に入力し、解析装置２が入力された移動距離を移動時間で除することで歩行速度を算出することも可能である。
さらに、例えば、モーションセンサなどの加速度を計測可能なセンサを被験者Ｈに携帯させ又は取り付け、センサで計測した加速度を解析装置２に入力し、解析装置２が入力された加速度を積分することで歩行速度を算出することも可能である。
【００６２】
第１実施形態の解析装置２は、歩行パラメータとして、上述した歩行速度、歩行リズムの左右差及び腰の曲がりの３つのパラメータに加え、歩行角の左右差、腿の上がりの左右差、肩水平角、歩行角、つま先の上がり、肘の振りを更に算出する（図２のＳ５１）。
【００６３】
歩行角の左右差は、歩行中の脚の向きの左右差を意味し、例えば、歩行角膝の左右差、歩行角すねの左右差及び歩行角つま先の左右差のうちの何れかで表現される。
歩行角膝の左右差は、歩行中の膝の向きの左右差を意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の水平面に投影した左の骨盤と左の膝とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度と、右足接地時の水平面に投影した右の骨盤と右の膝とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度との差の絶対値（ただし、各角度は、前後軸に対して膝側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の骨盤及び左右の膝の３次元座標を用いて算出可能である。水平面は、図１（ｂ）に示すように、前後軸を含み、鉛直軸に直交する平面を意味する。なお、左右の骨盤及び左右の膝の３次元座標は、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いてマーカレスで測定可能である。
歩行角すねの左右差は、歩行中のすねの向きの左右差を意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の水平面に投影した左の膝と左の足首とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度と、右足接地時の水平面に投影した右の膝と右の足首とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度との差の絶対値（ただし、各角度は、前後軸に対して足首側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の膝及び左右の足首の３次元座標を用いて算出可能である。
歩行角つま先の左右差は、歩行中の足のつま先の向きの左右差を意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の水平面に投影した左の足首と左のつま先とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度と、右足接地時の水平面に投影した右の足首と右のつま先とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度との差の絶対値（ただし、各角度は、前後軸に対してつま先側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の足首及び左右のつま先の３次元座標を用いて算出可能である。なお、左右のつま先の３次元座標は、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いてマーカレスで測定可能である。
【００６４】
腿の上がりの左右差は、歩行中の腿の上がり具合の左右差を意味し、例えば、１歩行周期における、矢状面に投影した左の骨盤と左の膝とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）と、矢状面に投影した右の骨盤と右の膝とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）との差の絶対値（ただし、各角度は、骨盤と膝とを結ぶ直線の膝側が前方側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の骨盤及び左右の膝の３次元座標を用いて算出可能である。
【００６５】
肩水平角は、歩行中の左右の肩の落ち具合を意味し、例えば、１歩行周期における、前額面に投影した左右の肩を結ぶ直線と左右軸とが成す角度の平均値の絶対値（ただし、角度は、左右の肩を結ぶ直線の右肩側が左右軸に対して鉛直下方に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰及び左右の肩の３次元座標を用いて算出可能である。左右軸は、図１（ｂ）に示すように、水平面に含まれ、前後軸に直交する軸を意味する。前額面は、図１（ｂ）に示すように、前後軸と鉛直軸とを含む平面を意味する。なお、左右の肩の３次元座標は、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いてマーカレスで測定可能である。
【００６６】
歩行角は、歩行中の脚の向きを意味し、例えば、歩行角膝、歩行角すね及び歩行角つま先のうちの何れかで表現される。
歩行角膝は、歩行中の膝の向きを意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の水平面に投影した左の骨盤と左の膝とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度と、右足接地時の水平面に投影した右の骨盤と右の膝とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度との平均値（ただし、各角度は、前後軸に対して膝側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の骨盤及び左右の膝の３次元座標を用いて算出可能である。
歩行角すねは、歩行中のすねの向きを意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の水平面に投影した左の膝と左の足首とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度と、右足接地時の水平面に投影した右の膝と右の足首とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度との平均値（ただし、各角度は、前後軸に対して足首側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の膝及び左右の足首の３次元座標を用いて算出可能である。
歩行角つま先は、歩行中の足のつま先の向きを意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の水平面に投影した左の足首と左のつま先とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度と、右足接地時の水平面に投影した右の足首と右のつま先とを結ぶ直線と前後軸とが成す角度との平均値（ただし、各角度は、前後軸に対してつま先側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の足首及び左右のつま先の３次元座標を用いて算出可能である。
【００６７】
つま先の上がりは、歩行中のつま先の上がり具合を意味し、例えば、１歩行周期における、前方に位置する左のつま先の床面からの高さ（鉛直方向の距離）の最大値と、前方に位置する右のつま先の床面からの高さの最大値との平均値で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰及び左右のつま先の３次元座標を用いて算出可能である。なお、床面は水平面と平行な面であり、その鉛直方向の位置を予め解析装置２に記憶しておけばよい。
【００６８】
肘の振りは、歩行中の腕振り具合を意味し、例えば、肘矢状面角及び肘前額面角のうちの何れかで表現される。
肘矢状面角は、例えば、１歩行周期における、矢状面に投影した左の肘と左の手首とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）と、矢状面に投影した右の肘と右の手首とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）との平均値（ただし、各角度は、肘と手首とを結ぶ直線の手首側が前方に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の肘及び左右の手首の３次元座標を用いて算出可能である。
肘前額面角は、例えば、１歩行周期における、前額面に投影した左の肘と左の手首とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）と、前額面に投影した右の肘と右の手首とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）との平均値（ただし、各角度は、肘と手首とを結ぶ直線の手首側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の肘及び左右の手首の３次元座標を用いて算出可能である。
なお、左右の肘及び左右の手首の３次元座標は、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いてマーカレスで測定可能である。
【００６９】
次いで、解析工程Ｓ５において、第１実施形態の解析装置２は、少なくとも、歩行パラメータである歩行速度、歩行リズムの左右差及び腰の曲がりと、予め記憶された第１対応関係とを用いて、被験者Ｈの速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を算出する（図２のＳ５２）。
ここで、「第１対応関係」とは、複数の歩行パラメータと、速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢との対応関係のことである。「速度年齢」とは、歩行時の速度を評価した際に、何歳に相当するのかを表す歩行能力の一つの評価指標である。「バランス年齢」とは、歩行時の左右のバランスを評価した際に、何歳に相当するのかを表す歩行能力の一つの評価指標である。「姿勢年齢」とは、歩行時の姿勢を評価した際に、何歳に相当するのかを表す歩行能力の一つの評価指標である。
第１対応関係には、歩行速度を独立変数とし、速度年齢を従属変数とする第１回帰式と、少なくとも歩行リズムの左右差を独立変数とし、バランス年齢を従属変数とする第２回帰式と、少なくとも腰の曲がりを独立変数とし、姿勢年齢を従属変数とする第３回帰式とが含まれる。そして、解析装置２は、歩行速度と第１回帰式とを用いて速度年齢を算出し、少なくとも歩行リズムの左右差と第２回帰式とを用いてバランス年齢を算出し、少なくとも腰の曲がりと第３回帰式とを用いて姿勢年齢を算出する。
【００７０】
第１実施形態の第１回帰式は、歩行速度を独立変数とする１次回帰式とされている。すなわち、独立変数である歩行速度をＸ、従属変数である速度年齢をＹとすると、第１回帰式は、Ｙ＝ａＸ＋ｂ（ａ、ｂは所定の定数）で表わされる。第１回帰式の定数ａ、ｂは、従属変数を複数の人間の実年齢とし、独立変数を該複数の人間について算出された歩行速度として回帰分析することにより算出可能である。第１回帰式を算出するための回帰分析で用いる複数の人間（母集団）は、１０〜９０代の男女など、広範囲の年代に亘る男女から選択することが好ましい。なお、第１実施形態では、歩行解析システム１００を用いて１００人以上に対して計測を行い、第１回帰式を算出している。
なお、第１実施形態では、第１回帰式を１次回帰式としたが、本発明はこれに限るものではなく、２次回帰式や３次回帰式などの多次回帰式を採用することも可能である。
【００７１】
第１実施形態の第２回帰式は、少なくとも歩行リズムの左右差を独立変数とする１次回帰式とされている。より具体的には、第１実施形態の第２回帰式は、歩行リズムの左右差に加え、歩行角の左右差（具体的には、歩行角つま先の左右差）、腿の上がりの左右差及び肩水平角の計４つのパラメータを独立変数とする１次重回帰式とされている。すなわち、独立変数である歩行リズムの左右差、歩行角の左右差（歩行角つま先の左右差）、腿の上がりの左右差及び肩水平角をそれぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４とし、従属変数であるバランス年齢をＹとすると、第２回帰式は、Ｙ＝ａ１Ｘ１＋ａ２Ｘ２＋ａ３Ｘ３＋ａ４Ｘ４＋ｂ（ａ１〜ａ４、ｂは所定の定数）で表わされる。第２回帰式の定数ａ１〜ａ４及びｂは、第１回帰式と同様に、従属変数を複数の人間の実年齢とし、独立変数を該複数の人間について算出された歩行リズムの左右差、歩行角の左右差（歩行角つま先の左右差）、腿の上がりの左右差及び肩水平角として回帰分析することにより算出可能である。
なお、第１実施形態では、第２回帰式を１次回帰式としたが、本発明はこれに限るものではなく、２次回帰式や３次回帰式などの多次回帰式を採用することも可能である。
【００７２】
第１実施形態の第３回帰式は、少なくとも腰の曲がりを独立変数とする１次回帰式とされている。より具体的には、第１実施形態の第３回帰式は、腰の曲がりに加え、歩行角（具体的には、歩行角つま先）、つま先の上がり及び肘の振り（具体的には、肘矢状面角）の計４つのパラメータを独立変数とする１次重回帰式とされている。すなわち、独立変数である腰の曲がり、歩行角（歩行角つま先）、つま先の上がり及び肘の振り（肘矢状面角）をそれぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３及びＸ４とし、従属変数である姿勢年齢をＹとすると、第３回帰式は、Ｙ＝ａ１Ｘ１＋ａ２Ｘ２＋ａ３Ｘ３＋ａ４Ｘ４＋ｂ（ａ１〜ａ４、ｂは所定の定数）で表わされる。第３回帰式の定数ａ１〜ａ４及びｂは、第１回帰式や第２回帰式と同様に、従属変数を複数の人間の実年齢とし、独立変数を該複数の人間について算出された腰の曲がり、歩行角（歩行角つま先）、つま先の上がり及び肘の振り（肘矢状面角）として回帰分析することにより算出可能である。
なお、第１実施形態では、第３回帰式を１次回帰式としたが、本発明はこれに限るものではなく、２次回帰式や３次回帰式などの多次回帰式を採用することも可能である。
【００７３】
次いで、解析工程Ｓ５において、第１実施形態の解析装置２は、好ましい構成として、算出した速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を補正する（図２のＳ５３）。以下、速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の補正について具体的に説明する。
【００７４】
第１実施形態の解析装置２には、速度年齢を補正するための速度年齢補正式と、バランス年齢を補正するためのバランス年齢補正式と、姿勢年齢を補正するための姿勢年齢補正式とが予め記憶されている。
図３を用いて、それらの補正式の導出について説明する。図３（ａ）は、実年齢と、補正前の速度年齢との対応関係の一例を示す図である。図３（ｂ）は、実年齢と、補正後の速度年齢との対応関係の一例を示す図である。図３（ｃ）は、実年齢と、補正後の速度年齢、補正後のバランス年齢及び補正後の姿勢年齢を用いて算出した歩行年齢との対応関係の一例を示す図である。
図３（ａ）に示すように、所定の年齢を基準として、複数の人間の実年齢を若年層（図３において「〇」でプロットしたデータに相当）と該若年層よりも年齢の高い高年層（図３において「△」でプロットしたデータに相当）とに区分する。若年層に属する人間の実年齢（Ｘ）を独立変数とし、若年層に属する人間について算出された速度年齢（Ｙ）を従属変数として回帰分析することにより算出された回帰直線をＹ＝ａ１Ｘ＋ｂ１（ａ１及びｂ１は所定の定数）とする。そして、若年層に属する人間の実年齢（Ｙ＝Ｘ）と上記の回帰直線（Ｙ＝ａ１Ｘ＋ｂ１）の差によって、実年齢（Ｘ）を変数として補正項を算出するための若年層用速度年齢補正式（ΔＹ１（Ｘ）＝Ｘ−（ａ１Ｘ＋ｂ１））を求める。一方、高年層に属する人間の実年齢（Ｘ）を独立変数とし、高年層に属する人間について算出された速度年齢（Ｙ）を従属変数として回帰分析することにより算出された回帰直線をＹ＝ａ２Ｘ＋ｂ２（ａ２及びｂ２は所定の定数）とする。そして、高年層に属する人間の実年齢（Ｙ＝Ｘ）と上記の回帰直線（Ｙ＝ａ２Ｘ＋ｂ２）の差によって、実年齢（Ｘ）を変数として補正項を算出するための高年層用速度年齢補正式（ΔＹ２（Ｘ）＝Ｘ−（ａ２Ｘ＋ｂ２））を求める。速度年齢補正式は、上記の若年層用速度年齢補正式と、高年層用速度年齢補正式とから構成され、解析装置２に予め記憶される。
【００７５】
解析装置２は、若年層用速度年齢補正式及び高年層用速度年齢補正式のうち、図２のＳ１で入力された被験者Ｈの実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、被験者Ｈの実年齢を選択した補正式に代入して得られる補正項を、図２のＳ５２で算出した被験者Ｈの速度年齢に加算することで、被験者Ｈの速度年齢を補正する。例えば、被験者Ｈの実年齢がＸ１（例えば３０歳）であり、図２のＳ５２で算出した被験者Ｈの速度年齢がＹ１であるとすれば、解析装置２は、若年層用速度年齢補正式を選択し、被験者Ｈの速度年齢Ｙ１に補正項ΔＹ１（Ｘ１）＝Ｘ１−（ａ１Ｘ１＋ｂ１）を加算したＹ１＋ΔＹ１（Ｘ１）＝Ｙ１＋Ｘ１−（ａ１Ｘ１＋ｂ１）を補正後の被験者Ｈの速度年齢とする。一方、例えば、被験者Ｈの実年齢がＸ２（例えば６０歳）であり、図２のＳ５２で算出した被験者Ｈの速度年齢がＹ２であるとすれば、解析装置２は、高年層用速度年齢補正式を選択し、被験者Ｈの速度年齢Ｙ２に補正項ΔＹ２（Ｘ２）＝Ｘ２−（ａ２Ｘ２＋ｂ２）を加算したＹ２＋ΔＹ２（Ｘ２）＝Ｙ２＋Ｘ２−（ａ２Ｘ２＋ｂ２）を補正後の被験者Ｈの速度年齢とする。
【００７６】
以上では、速度年齢について説明したが、バランス年齢及び姿勢年齢についても同様である。すなわち、バランス年齢補正式は、若年層用バランス年齢補正式と高年層用バランス年齢補正式とから構成され、解析装置２は、若年層用バランス年齢補正式及び高年層用バランス年齢補正式のうち、図２のＳ１で入力された被験者Ｈの実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、被験者Ｈの実年齢を選択した補正式に代入して得られる補正項を、図２のＳ５２で算出した被験者Ｈのバランス年齢に加算することで、被験者Ｈのバランス年齢を補正する。同様に、姿勢年齢補正式は、若年層用姿勢年齢補正式と高年層用姿勢年齢補正式とから構成され、解析装置２は、若年層用姿勢年齢補正式及び高年層用姿勢年齢補正式のうち、図２のＳ１で入力された被験者Ｈの実年齢に応じた何れか一方の補正式を選択し、被験者Ｈの実年齢を選択した補正式に代入して得られる補正項を、図２のＳ５２で算出した被験者Ｈの姿勢年齢に加算することで、被験者Ｈの姿勢年齢を補正する。
【００７７】
図３（ａ）に速度年齢の例を示すように、本発明者らが検討したところによれば、複数の人間の実年齢と、速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢との相関は、若年層と高年層とでは異なる傾向になることが分かった。したがい、第１実施形態のように、複数の人間の平均的な速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢が実年齢に近づくように補正する場合、歩行パラメータによって算出した速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢を一律に補正するのではなく、若年層と高年層とに区分してそれぞれ別個に補正することが好ましい。第１実施形態の補正によれば、若年層及び高年層の双方について、複数の人間の平均的な速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢が実年齢に近づくように補正することが可能となる（図３（ｂ）参照）。その結果、後述のように、補正後の速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢によって算出される被験者Ｈの平均的な歩行年齢も、実年齢に近いものとなる（図３（ｃ）参照）。
【００７８】
なお、第１実施形態では、若年層と高年層との区分を以下のようにして行っている。すなわち、速度年齢については、区分する前の複数の人間の実年齢（Ｘ）を独立変数とし、該複数の人間について算出された速度年齢（Ｙ）を従属変数として回帰分析することにより算出された回帰直線をＹ＝ａ０Ｘ＋ｂ０（ａ０及びｂ０は所定の定数）とする。そして、この回帰直線と、速度年齢＝実年齢の直線（Ｙ＝Ｘ）との交点の実年齢（Ｘ座標）を基準年齢Ｘｃとする。若年層はＸ＜Ｘｃとされ、高年層はＸ≧Ｘｃとされる。バランス年齢及び姿勢年齢についても同様である。なお、基準年齢Ｘｃは、例えば、４０〜６０歳の所定の年齢である。ただし、本発明はこれに限るものではなく、回帰直線Ｙ＝ａ０Ｘ＋ｂ０に関わりなく、予め定めた固定の実年齢との大小に応じて若年層と高年層とを区分してもよい。
【００７９】
次いで、解析工程Ｓ５において、第１実施形態の解析装置２は、補正後の被験者Ｈの速度年齢、補正後の被験者Ｈのバランス年齢及び補正後の被験者Ｈの姿勢年齢と、予め記憶された第２対応関係とを用いて、図３（ｃ）に示すような被験者Ｈの歩行年齢を算出する（図２のＳ５４）。ここで、第２対応関係とは、速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の各年齢と、歩行年齢との対応関係である。
第１実施形態の第２対応関係は、歩行年齢を速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の線形和で表わす関係とされている。すなわち、速度年齢をＹ１、バランス年齢をＹ２、姿勢年齢をＹ３、歩行年齢をＺとすると、第２対応関係は、Ｚ＝ｎ１Ｘ１＋ｎ２Ｘ２＋ｎ３Ｘ３＋ｎ４（ｎ１〜ｎ４は所定の定数）で表わされる。ただし、本発明は、これに限るものではなく、歩行年齢を速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢の２次式の和で表わしたり、３次式の和で表わすなど、各年齢の非線形和で表わす関係とすることも可能である。
【００８０】
最後に、解析工程Ｓ５において、第１実施形態の解析装置２は、好ましい構成として、複数の歩行パラメータの優劣を示す指標であるスコアを算出する（図２のＳ５５）。以下、スコアの算出手順について具体的に説明する。
【００８１】
第１実施形態の解析装置２には、複数の歩行パラメータ（歩行速度、歩行リズムの左右差、腰の曲がりなど）の優劣を示す指標であるスコアを算出するためのスコア算出用基準式及びスコア算出用偏差が歩行パラメータ毎に予め記憶されている。
図４は、歩行パラメータの一つである歩行速度のスコア算出手順を説明するための説明図である。図４に示すように、スコア算出用基準式は、独立変数を複数の人間の実年齢とし、従属変数を該複数の人間について算出された歩行パラメータ（図４に示す例では歩行速度）として回帰分析することにより算出された、実年齢Ｘを変数として歩行パラメータ基準値Ｅを算出するための回帰式である。第１実施形態のスコア算出用基準式は、実年齢Ｘの２次回帰式とされている。すなわち、スコア算出用基準式は、Ｅ＝ｍ１Ｘ２＋ｍ２Ｘ＋ｍ３（ｍ１〜ｍ３は所定の定数）で表わされる。ただし、本発明はこれに限るものではなく、１次回帰式や３次回帰式など、他の回帰式を用いることも可能である。スコア算出用偏差は、複数の人間について算出された歩行パラメータ（図４に示す例では歩行速度）の標準偏差ＳＤに所定の係数を乗算した値である。第１実施形態では、所定の係数として２種類（ｌ１、ｌ２）使用しており、スコア算出用偏差は、ｌ１ＳＤ及びｌ２ＳＤ（ｌ１及びｌ２は、ｌ１＜ｌ２、０＜ｌ１、０＜ｌ２を満足する所定の定数）となる。
【００８２】
解析装置２は、図２のＳ１で入力された被験者Ｈの実年齢Ｘをスコア算出用基準式に代入することで、被験者Ｈの歩行パラメータ基準値Ｅを算出する。また、被験者Ｈの身体特徴点（胸腰など）の３次元座標を用いて算出した被験者Ｈの歩行パラメータ（図４に示す例では歩行速度）と歩行パラメータ基準値Ｅとの差を、スコア算出用偏差ｌ１ＳＤ及びｌ２ＳＤと比較し、その大小に応じて予め設定されたスコアを被験者Ｈの歩行パラメータ（図４に示す例では歩行速度）のスコアとして算出する。
【００８３】
図４に示す例では、被験者Ｈについて算出された歩行速度をＰとすると、ＰとＥとの差がｌ２ＳＤよりも大きい場合、すなわち、Ｐ＞（Ｅ＋ｌ２ＳＤ）である場合に、最も優れていることを示すスコア「５」が算出されるように、スコアが予め設定されている。同様に、（Ｅ＋ｌ２ＳＤ）≧Ｐ＞（Ｅ＋ｌ１ＳＤ）である場合にスコア「４」が算出され、（Ｅ＋ｌ１ＳＤ）≧Ｐ＞（Ｅ−ｌ１ＳＤ）である場合にスコア「３」が算出され、（Ｅ−ｌ１ＳＤ）≧Ｐ＞（Ｅ−ｌ２ＳＤ）である場合にスコア「２」が算出され、（Ｅ−ｌ２ＳＤ）＞Ｐである場合に、最も劣っていることを示すスコア「１」が算出されるように設定されている。
図４に示す例では、歩行パラメータとして歩行速度を例に挙げて説明したが、第１実施形態の解析装置２は、他の歩行パラメータについても同様に、被験者Ｈのスコアを算出可能である。なお、歩行速度の場合は、その値が大きい方が高スコアの判定になるように設定しているが、例えば、腰の曲がりの場合は、その値が小さい方が高スコアの判定（「４」又は「５」）になるように設定するなど、各歩行パラメータの特性に応じて、その値が大きい方と小さい方のどちらの方を高スコアとするかが予め設定されている。
【００８４】
上記のように、第１実施形態においては、複数の人間の実年齢に応じた平均的な各歩行パラメータの値（歩行パラメータ基準値Ｅ）を算出するためのスコア算出用基準式と、複数の人間についての各歩行パラメータの標準偏差ＳＤに関係するスコア算出用偏差とを用いて、被験者Ｈの各歩行パラメータの値が、被験者Ｈの実年齢に応じた平均的な各歩行パラメータに対してどの程度のレベルにあるのかを示すスコアが算出されることになる。このため、歩行能力の向上に対する被験者Ｈの意識向上に通じることが期待できる。
【００８５】
第１実施形態の解析装置２は、以上に説明した解析工程Ｓ５を実行した後、解析結果（被験者Ｈの速度年齢、バランス年齢、姿勢年齢、歩行年齢、歩行パラメータスコアなど）を出力し（図２のＳ６）、動作を終了する。解析結果の出力は、解析装置２に搭載されているモニタへの表示の他、解析装置２に接続されたプリンターから印刷するようにしてもよい。また、インターネットを介して被験者Ｈが所有しているパソコンやスマートフォンなどの情報端末に解析結果を送信するようにしてもよい。その他、クラウドストレージサービスなどを利用して解析結果をインターネット上に保存しておき、被験者Ｈが自身の端末からインターネットを介して解析結果が保存された場所にアクセスして好きなときに結果を見られるようにしてもよい。
【００８６】
以上に説明した第１実施形態に係る歩行解析システム１００によれば、速度年齢に関わる歩行速度、バランス年齢に関わる歩行リズムの左右差に加え、従来の方法では評価することができない、姿勢年齢に関わる腰の曲がりを歩行パラメータとして用いて歩行年齢が算出される。このため、従来の方法に比べ、歩行能力を全身の歩行状態から包括的に評価可能であり、被験者Ｈの歩行能力に合致した歩行年齢を算出可能である。
【００８７】
なお、第１実施形態では、図２のＳ５２で算出した被験者Ｈの速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢を補正（図２のＳ５３）し、該補正後の各年齢を用いて歩行年齢を算出する構成について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、図２のＳ５２で算出した被験者Ｈの速度年齢、バランス年齢及び姿勢年齢をそのまま用いて歩行年齢を算出する構成とすることも可能である。
【００８８】
また、第１実施形態では、被験者Ｈの歩行年齢を算出（図２のＳ５４）した後に、被験者Ｈの歩行パラメータのスコアを算出（図２のＳ５５）する手順を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、被験者Ｈの歩行パラメータのスコアを算出した後に、被験者Ｈの歩行年齢を算出する手順とすることも可能であるし、被験者Ｈの歩行年齢の算出と歩行パラメータのスコアの算出とを並列的に行うことも可能である。また、歩行パラメータのスコアを算出することなく歩行年齢のみを算出する構成や、逆に歩行年齢を算出することなく歩行パラメータのスコアのみを算出する構成とすることも可能である。
【００８９】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る歩行解析システムについて説明する。
第２実施形態に係る歩行解析システムも、図１に示す第１実施形態に係る歩行解析システム１００と同じ概略構成を有し、図２に示す第１実施形態に係る歩行解析システム１００と同様の概略動作を実行する。このため、第２実施形態に係る歩行解析システムについても、図１、図２を適宜参照し、第１実施形態と同じ構成要素や同様の工程については、第１実施形態で用いたものと同じ符号を用いて説明する。以下、第２実施形態に係る歩行解析システムについて、主として第１実施形態と異なる点を説明し、同様の点については説明を省略する。
【００９０】
第２実施形態に係る歩行解析システムでは、解析装置２で実行する解析工程Ｓ５の内容が第１実施形態と異なり、被験者Ｈの見た目年齢を算出するように動作する。これに応じて、解析工程Ｓ５で算出する歩行パラメータの内容も第１実施形態と異なる。以下、具体的に説明する。
【００９１】
解析工程Ｓ５において、第２実施形態の解析装置２は、被験者Ｈの複数の身体特徴点の３次元座標を用いて、歩行パラメータとして、少なくとも、歩行速度と、腰の曲がりと、腰の回転とを算出する。
歩行速度及び腰の曲がりについては、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
腰の回転は、歩行中の腰の回転具合を意味し、例えば、１歩行周期における、水平面に投影した左右の骨盤を結ぶ直線と左右軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差。ただし、角度は、左右の骨盤を結ぶ直線の右腰側が左右軸に対して前方に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰及び左右の骨盤の３次元座標を用いて算出可能である。
【００９２】
第２実施形態の解析装置２は、歩行パラメータとして、上述した歩行速度、腰の曲がり及び腰の回転の３つのパラメータに加え、歩行角の左右差、頭の前後方向の揺れ、歩行角及び頭の横方向の揺れの４つのパラメータを更に算出する。
歩行角の左右差及び歩行角については、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００９３】
頭の前後方向の揺れは、歩行中の頭の前後方向の揺れを意味し、例えば、１歩行周期における、頭が骨盤中央から前後にずれる位置の振れ幅（最大値と最小値との差。ただし、値は、頭が骨盤中央に対して前方に位置している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、骨盤の中央及び頭の３次元座標を用いて算出可能である。なお、頭の３次元座標は、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）を用いてマーカレスで測定可能である。
【００９４】
頭の横方向の揺れは、歩行中の頭の左右方向の揺れを意味し、例えば、１歩行周期における、頭が骨盤中央から左右にずれる位置の振れ幅（最大値と最小値との差。ただし、値は、頭が骨盤中央に対して右足側に位置している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、骨盤の中央及び頭の３次元座標を用いて算出可能である。
【００９５】
次いで、解析工程Ｓ５において、第２実施形態の解析装置２は、少なくとも、歩行パラメータである歩行速度、腰の曲がり及び腰の回転と、予め記憶された対応関係とを用いて、被験者Ｈの見た目年齢を算出する。より具体的には、第２実施形態の解析装置２は、歩行速度、腰の曲がり及び腰の回転に加え、歩行角の左右差（具体的には、歩行角膝の左右差）、頭の前後方向の揺れ、歩行角（具体的には、歩行角つま先）及び頭の横方向の揺れと、予め記憶された対応関係とを用いて、被験者Ｈの見た目年齢を算出する。
第２実施形態の解析装置２に予め記憶された対応関係は、歩行速度、腰の曲がり及び腰の回転と、歩行角の左右差（歩行角膝の左右差）、頭の前後方向の揺れ、歩行角（歩行角つま先）及び頭の横方向の揺れのうち少なくとも何れか１つ（第２実施形態では全て）とを独立変数とし、見た目年齢を従属変数とする１次重回帰式で表されている。すなわち、独立変数である歩行速度、腰の曲がり、腰の回転、歩行角の左右差（歩行角膝の左右差）、頭の前後方向の揺れ、歩行角（歩行角つま先）及び頭の横方向の揺れをそれぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６及びＸ７とし、従属変数である見た目年齢をＹとすると、対応関係は、Ｙ＝ａ１Ｘ１＋ａ２Ｘ２＋ａ３Ｘ３＋ａ４Ｘ４＋ａ５Ｘ５＋ａ６Ｘ６＋ａ７Ｘ７＋ｂ（ａ１〜ａ７、ｂは所定の定数）で表わされる。定数ａ１〜ａ７及びｂは、従属変数を複数の人間について第三者が判定した見た目年齢とし、独立変数を該複数の人間について算出された各歩行パラメータＸ１〜Ｘ７として回帰分析することにより算出可能である。なお、対応関係を表わす重回帰式は１次に限るものではなく、２次重回帰式や３次重回帰式などの多次重回帰式を採用することも可能である。
【００９６】
図５は、第２実施形態に係る歩行解析システムによって見た目年齢を算出した結果の一例を示す図である。図５の横軸に示す算出値は、第２実施形態に係る歩行解析システムによって算出した見た目年齢を意味し、図５の縦軸に示す実測値は、第三者が判定した見た目年齢を意味する。図５に示す結果は、１００人以上の被験者Ｈの歩行を解析することで算出された見た目年齢を横軸にプロットし、各被験者Ｈの歩行を被験者Ｈとは別の２０人の第三者が観察して判定した見た目年齢の平均値を縦軸にプロットしたものである。
図５に示す結果から分かるように、第２実施形態に係る歩行解析システムによれば、第三者が観察して判定した結果に良く近似した見た目年齢を算出可能である。
【００９７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態に係る歩行解析システムについて説明する。
第３実施形態に係る歩行解析システムも、図１に示す第１実施形態に係る歩行解析システム１００と同じ概略構成を有し、図２に示す第１実施形態に係る歩行解析システム１００と同様の概略動作を実行する。このため、第３実施形態に係る歩行解析システムについても、図１、図２を適宜参照し、第１実施形態と同じ構成要素や同様の工程については、第１実施形態で用いたものと同じ符号を用いて説明する。以下、第３実施形態に係る歩行解析システムについて、主として第１実施形態及び第２実施形態と異なる点を説明し、同様の点については説明を省略する。
【００９８】
第３実施形態に係る歩行解析システムでは、解析装置２で実行する解析工程Ｓ５の内容が第１実施形態と異なり、被験者Ｈの歩行姿勢の美しさを表す指標である美姿勢評価値を算出するように動作する。これに応じて、解析工程Ｓ５で算出する歩行パラメータの内容も第１実施形態と異なる。以下、具体的に説明する。
【００９９】
解析工程Ｓ５において、第３実施形態の解析装置２は、被験者Ｈの複数の身体特徴点の３次元座標を用いて、歩行パラメータとして、少なくとも、前傾姿勢と、歩行速度と、肘の振り（具体的には、肘矢状面角及び肘前額面角）とを算出する。
歩行速度及び肘の振りについては、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【０１００】
前傾姿勢は、歩行中の姿勢の前傾具合を意味し、例えば、腰の曲がり、頭の前後方向の傾き及び肩の前後方向の傾きのうちの何れかで表現される。
腰の曲がりは、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
頭の前後方向の傾きは、歩行中の頭の前後方向の傾き具合を意味し、例えば、１歩行周期における、頭が骨盤中央から前後にずれる位置の平均値（ただし、値は、頭が骨盤中央に対して後方に位置している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、骨盤の中央及び頭の３次元座標を用いて算出可能である。
肩の前後方向の傾きは、歩行中の肩の前後方向の傾き具合を意味し、例えば、１歩行周期における、肩が骨盤中央から前後にずれる位置の平均値（ただし、値は、肩が骨盤中央に対して後方に位置している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、骨盤の中央及び頭の３次元座標を用いて算出可能である。
【０１０１】
第３実施形態の解析装置２は、歩行パラメータとして、上述した前傾姿勢、歩行速度及び肘の振りの３つのパラメータに加え、歩行角の左右差、頭の横方向の揺れ、腰の回転、頭の横方向の傾き、すねの倒れ、腿の上がり、つま先の上がり、歩隔及び肩前額面角の９つのパラメータを算出する。第３実施形態では算出しないが、第１実施形態と同様に、歩行角や歩行リズムの左右差を更に算出してもよい。
歩行角の左右差及びつま先の上がりについては、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。また、頭の横方向の揺れ及び腰の回転については、第２実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【０１０２】
頭の横方向の傾きは、歩行中の頭の左右方向の傾き具合を意味し、例えば、１歩行周期における、頭が骨盤中央から左右にずれる位置の平均の絶対値（ただし、値は、頭が骨盤中央に対して右側に位置している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、骨盤の中央及び頭の３次元座標を用いて算出可能である。
【０１０３】
すねの倒れは、歩行中のすねの倒れ具合を意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の前額面に投影した左の膝と左の足首とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度と、右足接地時の前額面に投影した右の膝と右の足首とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度との平均値（ただし、各角度は、膝と足首とを結ぶ直線の膝側が外側に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の膝及び左右の足首の３次元座標を用いて算出可能である。
【０１０４】
腿の上がりは、歩行中の腿の上がり具合を意味し、例えば、１歩行周期における、矢状面に投影した右の骨盤と右の膝とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の最大値と、矢状面に投影した左の骨盤と左の膝とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の最大値との平均値（ただし、各角度は、骨盤と膝とを結ぶ直線の膝側が前方に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の骨盤及び左右の膝の３次元座標を用いて算出可能である。
【０１０５】
歩隔は、歩行中の両足間の左右の距離を意味し、例えば、１歩行周期における、左足接地時の左の足首と右の足首間の左右距離と、右足接地時の右の足首と左の足首間の左右距離との平均値で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の足首の３次元座標を用いて算出可能である。
【０１０６】
肩前額面角は、歩行中の腕振り具合を意味し、例えば、１歩行周期における、前額面に投影した左の肩と左の肘とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）と、前額面に投影した右の肩と右の肘とを結ぶ直線と鉛直軸とが成す角度の振れ幅（最大値と最小値との差）との平均値（ただし、各角度は、肩と肘とを結ぶ直線の肘側が前方に傾斜している場合が正の値）で定義し、３次元測定装置１で測定した胸腰、左右の肩及び左右の肘の３次元座標を用いて算出可能である。
【０１０７】
次いで、解析工程Ｓ５において、第３実施形態の解析装置２は、少なくとも、歩行パラメータである前傾姿勢（具体的には、頭の前後方向の傾き）、歩行速度、肘の振り（具体的には、肘矢状面角及び肘前額面角）と、予め記憶された対応関係とを用いて、被験者Ｈの美姿勢評価値を算出する。より具体的には、第３実施形態の解析装置２は、前傾姿勢（頭の前後方向の傾き）、歩行速度、肘の振り（肘矢状面角及び肘前額面角）に加え、歩行角の左右差（具体的には、歩行角膝の左右差及び歩行角つま先の左右差）、頭の横方向の揺れ、腰の回転、頭の横方向の傾き、すねの倒れ、腿の上がり、つま先の上がり、歩隔及び肩前額面角と、予め記憶された対応関係とを用いて、被験者Ｈの美姿勢評価値を算出する。
第３実施形態の解析装置２に予め記憶された対応関係は、前傾姿勢（頭の前後方向の傾き）、歩行速度、肘の振り（肘矢状面角及び肘前額面角）と、歩行角の左右差（歩行角膝の左右差及び歩行角つま先の左右差）、歩行角、歩行リズムの左右差、頭の横方向の揺れ、腰の回転、頭の横方向の傾き、すねの倒れ、腿の上がり、つま先の上がり、歩隔及び肩前額面角のうち少なくとも何れか１つ（第３実施形態では歩行角及び歩行リズムの左右差を除く全て）とを独立変数とし、美姿勢評価値を従属変数とする１次重回帰式で表されている。すなわち、独立変数である前傾姿勢（頭の前後方向の傾き）、歩行速度、肘の振りのうち肘矢状面角、肘の振りのうち肘前額面角、歩行角の左右差（歩行角膝の左右差）、歩行角の左右差（歩行角つま先の左右差）、頭の横方向の揺れ、腰の回転、頭の横方向の傾き、すねの倒れ、腿の上がり、つま先の上がり、歩隔及び肩前額面角をそれぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９、Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４とし、従属変数である美姿勢評価値をＹとすると、対応関係は、Ｙ＝ａ１Ｘ１＋ａ２Ｘ２＋ａ３Ｘ３＋ａ４Ｘ４＋ａ５Ｘ５＋ａ６Ｘ６＋ａ７Ｘ７＋ａ８Ｘ８＋ａ９Ｘ９＋ａ１０Ｘ１０＋ａ１１Ｘ１１＋ａ１２Ｘ１２＋ａ１３Ｘ１３＋ａ１４Ｘ１４＋ｂ（ａ１〜ａ１４、ｂは所定の定数）で表わされる。定数ａ１〜ａ１４及びｂは、従属変数を複数の人間について第三者が判定した美姿勢評価値とし、独立変数を該複数の人間について算出された各歩行パラメータＸ１〜Ｘ１４として回帰分析することにより算出可能である。なお、対応関係を表わす重回帰式は１次に限るものではなく、２次重回帰式や３次重回帰式などの多次重回帰式を採用することも可能である。
【０１０８】
図６は、第３実施形態に係る歩行解析システムによって美姿勢評価値を算出した結果の一例を示す図である。図６の横軸に示す算出値は、第３実施形態に係る歩行解析システムによって算出した美姿勢評価値を意味し、図６の縦軸に示す実測値は、第三者が判定した美姿勢評価値を意味する。図６に示す例では、美姿勢評価値「１」は「美しくない」、美姿勢評価値「２」は「やや美しくない」、美姿勢評価値「３」は「普通」、美姿勢評価値「４」は「やや美しい」、美姿勢評価値「５」は「美しい」を意味する。図６に示す結果は、１００人以上の被験者Ｈの歩行を解析することで算出された美姿勢評価値を横軸にプロットし、各被験者Ｈの歩行を被験者Ｈとは別の２０人の第三者が観察して判定した美姿勢評価値の平均値を縦軸にプロットしたものである。
図６に示す結果から分かるように、第３実施形態に係る歩行解析システムによれば、第三者が観察して判定した結果に良く近似した美姿勢評価値を算出可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１・・・３次元測定装置
２・・・解析装置
１００・・・歩行解析システム
Ｈ・・・被験者
【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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