(57)【要約】      （修正有）【課題】回転歩行を認識し、回転歩行に合わせて歩行補助機器あるいは能動型義足などを制御する方法を提供する。【解決手段】回転歩行のための制御方法及び装置はセンサ情報を受信し、センサ情報に基づいてユーザの回転歩行を認識し、回転歩行を補助するために少なくとも１つの制御パラメータを調整する。制御パラメータは、例えば、歩行位相ごとの股関節トルク、歩行位相ごとの足首関節トルク、歩行位相ごとの膝関節トルク、及び歩行位相ごとの足裏トルクなどを含む。【選択図】図３
2019088766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ情報を受信するステップと、
前記センサ情報に基づいて、歩行中にユーザが回転動作を行うか否かを認識するステップと、
前記ユーザが前記回転動作を行う場合、前記回転動作を補助するために少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップと、
を含む、制御方法。
【請求項２】
前記認識するステップは、
前記センサ情報に基づいて、歩行に応じて変化する変動成分を追跡するステップと、
前記変動成分に基づいて、前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断するステップと、
を含む、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断するステップは、
前記変動成分から代表成分を抽出するステップと、
前記代表成分の変動幅が設定された範囲以内で保持されるか否かを判断するステップと、
前記変動幅が前記設定された範囲を超える場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断するステップと、
を含む、請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記変動成分は、歩行中に前記ユーザの体が向かう方向及び歩行中に前記ユーザの骨盤が向かう方向のうちの１つ以上を含む、請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記変動成分は、
前記ユーザの左側股関節部の動きに対応する第１変動成分及び前記ユーザの右側股関節部の動きに対応する第２変動成分を含み、
前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断するステップは、
前記第１変動成分と前記第２変動成分の対称性を比較するステップと、
前記比較の結果、前記第１変動成分と前記第２変動成分が非対称であると認識される場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断するステップと、
を含む、請求項２に記載の制御方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、
前記回転動作を補助するために、前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを決定するステップと、
前記ゲインを前記少なくとも１つの制御パラメータに適用するステップと、
を含む、請求項１に記載の制御方法。
【請求項７】
前記制御パラメータは、歩行位相ごとの股関節トルク、歩行位相ごとの足首関節トルク、歩行位相ごとの膝関節トルク、及び歩行位相ごとの足裏トルクのうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の制御方法。
【請求項８】
前記センサ情報に基づいて前記回転動作に関する回転方向を認識するステップをさらに含み、
前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップを含む、請求項１に記載の制御方法。
【請求項９】
前記回転方向を認識するステップは、前記センサ情報が取得された身体部分のｚ軸の方向回転角度に基づいて前記回転方向を認識するステップを含む、請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記回転方向が左側であると認識される場合、
前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、
前記ユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクを減少させるステップと、
前記ユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させるステップと、
を含む、請求項８に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記回転方向が右側であると認識される場合、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、
前記ユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させるステップと、
前記ユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクを減少させるステップと、
を含む、請求項８に記載の制御方法。
【請求項１２】
前記回転方向が左側であると認識される場合、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記ユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させるステップを含む、請求項８に記載の制御方法。
【請求項１３】
前記回転方向が右側であると認識される場合、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記ユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させるステップを含む、請求項８に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記センサ情報に基づいて、前記ユーザの回転程度を認識するステップをさらに含み、
前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップを含む、請求項１に記載の制御方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを調整するステップを含む、請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記センサ情報を受信するステップは、慣性センサ、方位角検出センサ、地磁気センサ、及び足裏接触センサのうち１つ以上のセンサから前記センサ情報を受信するステップを含む、請求項１に記載の制御方法。
【請求項１７】
ハードウェアと結合して請求項１の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１８】
センサ情報を受信する通信インターフェースと、
前記センサ情報に基づいて歩行中にユーザが回転動作を行うか否かを認識し、前記ユーザが前記回転動作を行う場合、前記回転動作を補助するために少なくとも１つの制御パラメータを調整するプロセッサと、
を含む、制御装置。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記センサ情報に基づいて、歩行に応じて変化する変動成分を追跡し、前記変動成分に基づいて前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断する、請求項１８に記載の制御装置。
【請求項２０】
前記プロセッサは、前記変動成分から代表成分を抽出し、前記代表成分の変動幅が設定された範囲以内で保持されるか否かを判断し、前記変動幅が前記設定された範囲を超過する場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断する、請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２１】
前記変動成分は、歩行中に前記ユーザの体が向かう方向及び歩行中に前記ユーザの骨盤が向かう方向のうちの１つ以上を含む、請求項２０に記載の制御装置。
【請求項２２】
前記変動成分は、前記ユーザの左側股関節部の動きに対応する第１変動成分及び前記ユーザの右側股関節部の動きに対応する第２変動成分を含み、
前記プロセッサは、前記第１変動成分と前記第２変動成分の対称性を比較し、前記比較の結果、前記第１変動成分と前記第２変動成分が非対称であると認識される場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断する、請求項１９に記載の制御装置。
【請求項２３】
前記プロセッサは、前記回転動作を補助するために前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを決定し、前記ゲインを前記少なくとも１つの制御パラメータに適用する、請求項１８に記載の制御装置。
【請求項２４】
前記制御パラメータは、歩行位相ごとの股関節トルク、歩行位相ごとの足首関節トルク、歩行位相ごとの膝関節トルク、及び歩行位相ごとの足裏トルクのうちの１つ以上を含む、請求項１８に記載の制御装置。
【請求項２５】
前記プロセッサは、前記センサ情報に基づいて前記回転動作に関する回転方向を認識し、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整する、請求項１８に記載の制御装置。
【請求項２６】
前記プロセッサは、前記センサ情報が取得された身体部分のｚ軸の方向回転角度に基づいて前記回転方向を認識する、請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２７】
前記プロセッサは、前記回転方向が左側であれば、前記ユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクを減少させ、前記ユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させる、請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２８】
前記プロセッサは、前記回転方向が右側であれば、前記ユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させ、前記ユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクを減少させる、請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２９】
前記プロセッサは、前記回転方向が左側であれば、前記ユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させる、請求項２５に記載の制御装置。
【請求項３０】
前記プロセッサは、前記回転方向が右側であれば、前記ユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させる、請求項２５に記載の制御装置。
【請求項３１】
前記プロセッサは、前記センサ情報に基づいて前記ユーザの回転程度を認識し、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整する、請求項１８に記載の制御装置。
【請求項３２】
前記プロセッサは、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを調整する、請求項３１に記載の制御装置。
【請求項３３】
前記通信インターフェースは、慣性センサ、方位角検出センサ、地磁気センサ、及び足裏接触センサのうち１つ以上のセンサから前記センサ情報を受信する、請求項１８に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、歩行を補助するための方法及び装置に関し、より詳しくは、回転歩行のための制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、高齢化社会が進むにつれて、関節に問題が発生し、これに対する痛みや不便を訴える人が増加しており、関節が不便な老人や患者が歩行を円滑にする歩行補助装置に対する関心が高まっている。また、軍事用などの目的として人体の筋力を強化させるための歩行補助装置が開発されている。
【０００３】
ユーザが比較的に直線方向で歩行動作を行っているときの直線歩行区間における歩行位相（ｗａｌｋｉｎｇ  ｐｈａｓｅｓ）ごとの左右補助力の差、歩幅の大きさ、及びトルク（ｔｏｒｑｕｅ）の大きさなどは、ユーザが旋回動作を行っているときの回転歩行区間と互いに異なる。歩行補助装置は、直線歩行動作から回転歩行動作への変化を認識することができず、回転歩行区間におけるトルクの大きさを直線歩行区間におけるトルクの大きさと同一に制御することで、回転歩行時の円滑な方向転換が困難である場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一側面によれば、回転歩行を認識し、回転歩行に合わせて歩行補助機器あるいは能動型義足などを制御することにある。
【０００５】
一側面によれば、回転歩行時にユーザの回転方向を認識し、回転方向に基づいて制御パラメータを調整することにある。
【０００６】
一側面によれば、回転歩行区間で次第に直線歩行区間に入るにつれてゲインの減少率を次第に減らし、直線区間における歩行に適するようにトルクを調整することにある。
【０００７】
一側面によれば、回転歩行区間で全ての関節部の歩行位相ごとのトルクを減らし、全体的な歩行速度を低くすることで、回転歩行区間における歩行が円滑になるよう調整することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一側面によれば、制御方法は、センサ情報を受信するステップと、前記センサ情報に基づいて、歩行中にユーザが回転動作を行うか否かを認識するステップと、前記ユーザが前記回転動作を行う場合、前記回転動作を補助するために少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップとを含む。
【０００９】
前記認識するステップは、前記センサ情報に基づいて、歩行に応じて変化する変動成分を追跡するステップと、前記変動成分に基づいて前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断するステップとを含み得る。
【００１０】
前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断するステップは、前記変動成分から代表成分を抽出するステップと、前記代表成分の変動幅が設定された範囲以内で保持されるか否かを判断するステップと、前記変動幅が前記設定された範囲を超過する場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断するステップとを含み得る。
【００１１】
前記変動成分は、歩行中に前記ユーザの体が向かう方向及び歩行中に前記ユーザの骨盤が向かう方向のうちの１つ以上を含み得る。
【００１２】
前記変動成分は、前記ユーザの左側股関節部の動きに対応する第１変動成分及び前記ユーザの右側股関節部の動きに対応する第２変動成分を含み、前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断するステップは、前記第１変動成分と前記第２変動成分の対称性を比較するステップと、前記比較の結果、前記第１変動成分と前記第２変動成分が非対称であると認識される場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断するステップとを含み得る。
【００１３】
前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記回転動作を補助するために、前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを決定するステップと、前記ゲインを前記少なくとも１つの制御パラメータに適用するステップとを含み得る。
【００１４】
前記制御パラメータは、歩行位相ごとの股関節トルク、歩行位相ごとの足首関節トルク、歩行位相ごとの膝関節トルク、及び歩行位相ごとの足裏トルクのうちの１つ以上を含み得る。
【００１５】
前記制御方法は、前記センサ情報に基づいて前記回転動作に関する回転方向を認識するステップをさらに含み、前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップを含み得る。
【００１６】
前記回転方向を認識するステップは、前記センサ情報が取得された身体部分のｚ軸の方向回転角度に基づいて前記回転方向を認識するステップを含み得る。
【００１７】
前記回転方向が左側であると認識される場合、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記ユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクを減少させるステップと、前記ユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させるステップとを含み得る。
【００１８】
前記回転方向が右側であると認識される場合、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記ユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させるステップと、前記ユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクを減少させるステップとを含み得る。
【００１９】
前記回転方向が左側であると認識される場合、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記ユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させ得る。
【００２０】
前記回転方向が右側であると認識される場合、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記ユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させるステップを含み得る。
【００２１】
前記制御方法は、前記センサ情報に基づいて、前記ユーザの回転程度を認識するステップをさらに含み、前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップを含み得る。
【００２２】
前記少なくとも１つの制御パラメータを調整するステップは、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを調整するステップを含み得る。
【００２３】
前記センサ情報を受信するステップは、慣性センサ、方位角検出センサ、地磁気センサ、及び足裏接触センサのうち１つ以上のセンサから前記センサ情報を受信するステップを含み得る。
【００２４】
一実施形態によれば、制御装置は、センサ情報を受信する通信インターフェースと、前記センサ情報に基づいて歩行中にユーザが回転動作を行うか否かを認識し、前記ユーザが前記回転動作を行う場合、前記回転動作を補助するために少なくとも１つの制御パラメータを調整するプロセッサとを含む。
【００２５】
前記プロセッサは、前記センサ情報に基づいて歩行に応じて変化する変動成分を追跡し、前記変動成分に基づいて前記ユーザが前記回転動作を実行中であるか否かを判断し得る。
【００２６】
前記プロセッサは、前記変動成分から代表成分を抽出し、前記代表成分の変動幅が設定された範囲以内で保持されるか否かを判断し、前記変動幅が前記設定された範囲を超過する場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断し得る。
【００２７】
前記変動成分は、歩行中に前記ユーザの体が向かう方向及び歩行中に前記ユーザの骨盤が向かう方向のうちの１つ以上を含み得る。
【００２８】
前記変動成分は、前記ユーザの左側股関節部の動きに対応する第１変動成分及び前記ユーザの右側股関節部の動きに対応する第２変動成分を含み、前記プロセッサは、前記第１変動成分と前記第２変動成分の対称性を比較し、前記比較の結果、前記第１変動成分と前記第２変動成分が非対称であると認識される場合、前記ユーザが前記回転動作を実行中であると判断し得る。
【００２９】
前記プロセッサは、前記回転動作を補助するために前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを決定し、前記ゲインを前記少なくとも１つの制御パラメータに適用し得る。
【００３０】
前記制御パラメータは、歩行位相ごとの股関節トルク、歩行位相ごとの足首関節トルク、歩行位相ごとの膝関節トルク、及び歩行位相ごとの足裏トルクのうちの１つ以上を含み得る。
【００３１】
前記プロセッサは、前記センサ情報に基づいて前記回転動作に関する回転方向を認識し、前記回転方向に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整し得る。
【００３２】
前記プロセッサは、前記センサ情報が取得された身体部分のｚ軸の方向回転角度に基づいて前記回転方向を認識し得る。
【００３３】
前記プロセッサは、前記回転方向が左側であれば、前記ユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクを減少させ、前記ユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させ得る。
【００３４】
前記プロセッサは、前記回転方向が右側であれば、前記ユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させ、前記ユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクを減少させ得る。
【００３５】
前記プロセッサは、前記回転方向が左側であれば、前記ユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させ得る。
【００３６】
前記プロセッサは、前記回転方向が右側であれば、前記ユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させ得る。
【００３７】
前記プロセッサは、前記センサ情報に基づいて前記ユーザの回転程度を認識し、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータを調整し得る。
【００３８】
前記プロセッサは、前記回転程度に基づいて前記少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを調整し得る。
【００３９】
前記通信インターフェースは、慣性センサ、方位角検出センサ、地磁気センサ、及び足裏接触センサのうち１つ以上のセンサから前記センサ情報を受信し得る。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、回転歩行時にユーザの回転方向を認識し、回転方向に基づいて制御パラメータを調整することで、回転歩行に合わせて歩行補助機器あるいは能動型義足などを制御することができる。
【００４１】
本発明によれば、回転歩行区間で次第に直線歩行区間に入るにつれてゲインの減少率を次第に減らし、直線区間における歩行に適するようトルクを調整することができる。
【００４２】
本発明によれば、回転歩行区間で歩行補助機器あるいは能動型義足の全ての関節部の歩行位相ごとのトルクを減らして全体的な歩行速度を低くすることで、回転歩行区間における歩行を円滑に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一例に係る歩行補助装置の構成を示す図である。
【図２】一例に係る歩行補助装置の構成を示す図である。
【図３】一実施形態に係る回転歩行のための制御方法を示すフローチャートである。
【図４】一実施形態に係る回転歩行を認識する方法を示すフローチャートである。
【図５】一実施形態に係るユーザ歩行時の変動成分の変化を示すグラフである。
【図６】他の実施形態に係る回転歩行を認識する方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】実施形態に係る制御パラメータのためのゲインを決定する方法を説明するための図である。
【図７Ｂ】実施形態に係る制御パラメータのためのゲインを決定する方法を説明するための図である。
【図７Ｃ】実施形態に係る制御パラメータのためのゲインを決定する方法を説明するための図である。
【図７Ｄ】実施形態に係る制御パラメータのためのゲインを決定する方法を説明するための図である。
【図８】一実施形態に係る回転歩行区間における歩行による変動成分、変動成分の変動幅、及びゲイン間の関係を説明するための図である。
【図９】一実施形態に係る歩行補助装置を制御する方法を示すフローチャートである。
【図１０】一例に係る歩行位相の間の遷移を示す図である。
【図１１】一実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。
【図１２】一実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。
【図１３】一実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。
【図１４】一実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。
【図１５】一実施形態に係る左側回転歩行時にゲインと左／右関節部のトルク間の関係を説明するための図である。
【図１６】一実施形態に係る左側回転歩行時にゲインと左／右関節部のトルク間の関係を説明するための図である。
【図１７】一実施形態に係る回転歩行のための制御装置のブロック図である。
【図１８】一実施形態に係る回転歩行のための制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
実施形態に対する特定な構造的又は機能的な説明は、単なる例示のための目的として開示されたものであり、様々な形態に変更され得る。したがって、実施形態は特定な開示形態に限定されるものではなく、本明細書の範囲は本技術思想に含まれる変更、均等物ないし代替物を含む。
【００４５】
第１又は第２などの用語を複数の構成要素を説明するために用いることができるが、このような用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ解釈されなければならない。例えば、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素は第１構成要素にも命名することができる。
【００４６】
いずれかの構成要素が他の構成要素に「連結されて」いると言及された場合、その次の構成要素に直接的に連結されてもよく、あるいは中間に他の構成要素が存在することもあり得ると理解されなければならない。
【００４７】
単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこのを組み合わせたものが存在することを示すものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【００４８】
異なるように定義されていない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含め、ここで使用される全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【００４９】
図１及び図２は、一例に係る歩行補助装置の構成を示す図である。図１を参照すれば、歩行補助装置１００は、ユーザの歩行を補助する。歩行補助装置１００はウェアラブル装置であり得る。
【００５０】
図１は、歩行補助装置１００の一例として、ヒップタイプ（ｈｉｐ−ｔｙｐｅ）の歩行補助装置を図示しているが、歩行補助装置１００のタイプは必ずしもヒップタイプに制限されることはなく、歩行補助装置は、下肢全体をサポートする形態又は下肢の一部をサポートするタイプであり得る。また、歩行補助装置は、下肢の一部をサポートする形態、膝までサポートする形態、足首までサポートする形態、及び全身をサポートする形態のいずれか１つであってもよい。
【００５１】
また、以下で説明する実施形態はヒップタイプについて適用されるが、これに限定されることなく、能動型義足のようにユーザの歩行を補助する様々な形態の装置に対して全て適用され得る。
【００５２】
一実施形態によれば、歩行補助装置１００は、駆動部１１０、センサ部１２０、慣性測定ユニット（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ；ＩＭＵ）センサ１３０及び、制御部１４０を含む。
【００５３】
駆動部１１０は、ユーザの股関節（ｈｉｐ  ｊｏｉｎｔ）に駆動力を提供する。駆動部１１０は、ユーザの右側ヒップ及び／又は左側ヒップの部分に位置する。実施形態により、駆動部１１０は、ユーザの股関節以外にも、ユーザの左／右膝関節、左／右足首関節などに駆動力を提供する。駆動部１１０は、回転トルクを発生させるモータを含み得る。
【００５４】
センサ部１２０は、歩行時ユーザの股関節の角度を測定する。センサ部１２０で検出される股関節の角度に関する情報は、右側股関節の角度、左側股関節の角度、両側股関節の角度の間の差、及び股関節の運動方向を含んでもよい。実施形態により、センサ部１２０は、歩行時にユーザの左／右膝関節、及び／又は左／右足首関節の角度を測定し得る。例えば、センサ部１２０は、駆動部１１０に含まれてもよい。
【００５５】
実施形態により、センサ部１２０は、ポテンショメータ（ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒ）を含み得る。ポテンショメータは、ユーザの歩行動作によるＲ軸、Ｌ軸関節角度、及びＲ軸、Ｌ軸関節角速度を検出する。
【００５６】
慣性センサ１３０は、歩行時に加速度情報と姿勢情報を測定する。慣性センサ１３０は、３軸ジャイロセンサ、加速度センサなどを含む。例えば、慣性センサ１３０は、ユーザの歩行動作によるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向の加速度及び回転率、そして、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、ヨー（ｙａｗ）の３方向の傾斜角度を検出する。ここで、ヨー方向の角度により、ＩＭＵセンサ１３０が向かう方位、言い換えれば、頭上から見たときユーザの胴体が向かう方向が分かる。以下、ユーザの胴体が向かう方向を「ボディヨーアングル（ｂｏｄｙ  ｙａｗ  ａｎｇｌｅ）」と呼ぶことにする。
【００５７】
歩行補助装置１００は、慣性センサ１３０で測定された加速度情報に基づいてユーザの足が着地する地点を検出する。圧力センサ（図示せず）は、ユーザの足裏に位置してユーザの足の着地時点を検出する。
【００５８】
歩行補助装置１００は、前述したセンサ部１２０及び慣性センサ１３０の他に、歩行動作によるユーザの運動量又は生体信号などの変化を検出できる様々なセンサ（例えば、筋電図センサ（ＥＭＧ（ＥｌｅｃｔｒｏＭｙｏＧｒａｍ）ｓｅｎｓｏｒ））など）を含み得る。
【００５９】
制御部１４０は、処理回路（図示せず）及びメモリ（図示せず）を含み得る。
【００６０】
制御部１４０は通信装置をさらに含んでもよく、通信装置を用いて外部の装置と通信し得る。
【００６１】
処理回路は、プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、コントローラ、算術論理装置（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ；ＡＬＵ）、デジタル信号プロセッサ、マイクロ・コンピュータ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ；ＦＰＧＡ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ；ＳｏＣ）、プログラマブルロジックユニット（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、マイクロ・プロセッサ、又は定義された方式により動作を実行できる任意の他のデバイスであってもよい。
【００６２】
処理回路は、メモリ（図示せず）に格納されたコンピュータ読み出し可能な命令語のレイアウト設計又は実行により、駆動部１１０が回転歩行を認識してユーザの歩行を補助し、少なくとも１つの制御パラメータを調整するよう補助力を出力するように制御する専用コンピュータとして使用される。
【００６３】
したがって、制御部１４０は回転歩行を認識し、円滑な回転歩行を可能にすることで、歩行補助装置１００そのものの機能を向上させ得る。
【００６４】
駆動部１１０は、歩行補助に必要なトルクを生成するために股関節の前後左右の運動方向に取り付けられてもよく、膝及び／又は足首の前後左右の運動方向に取り付けられてもよい。また、駆動部１１０は、股関節、膝及び／又は足首にそれぞれ取り付けられてもよい。このように駆動部１１０が複数個構成され、ユーザの歩行を助けるための補助力を必要とする様々な身体部分それぞれに取り付けられてもよい。
【００６５】
例えば、ヒップタイプの歩行補助装置１００において、駆動部１１０は２つ（左側ヒップ及び右側ヒップ）であり、制御部１４０はトルクが発生するように駆動部１１０を制御する制御信号を出力する。駆動部１１０は、制御部１４０が出力した制御信号に基づいてトルクを発生させる。制御信号は、例えば、制御パラメータ及び／又は制御パラメータのためのゲインを含む。
【００６６】
回転歩行区間におけるトルクの大きさを直線歩行区間と同一にする場合、円滑な方向転換が困難である場合がある。したがって、１つ以上の例示的な実施形態において、制御部１４０は、回転歩行区間と比較して直線歩行区間における左右補助力とトルクの差が発生するよう駆動部１１０を制御する。
【００６７】
例えば、回転歩行が認識されると、回転歩行を補助するために、制御部１４０は少なくとも１つの制御パラメータを調整することで円滑な回転歩行を可能にする。回転歩行を認識し、制御パラメータを調整する方法については、以下で図３〜図１８を参照して具体的に説明する。
【００６８】
図３は、一実施形態に係る回転歩行のための制御方法を示すフローチャートである。図３を参照すれば、一実施形態に係る回転歩行のための制御装置（以下、「制御装置」）は、前述した歩行補助装置１００そのものであるか、歩行補助装置のための別途の装置であり得る。
【００６９】
制御装置はセンサ情報を受信する（Ｓ３１０）。センサ情報は、例えば、骨盤、腹部、胸、背、頭などのようにユーザの胴体に近いながらも腕や足と一緒の動作が多くない身体部分から検出されたものである。また、センサ情報は、例えば、関節センサ（関節角度センサ、関節加速度センサ）、慣性センサ、方位角検出センサ、地磁気センサ、圧力センサ、及び足裏接触センサのうちいずれか１つ又はその組合せにより検出される。関節角度センサは、抵抗方式、静電容量方式、及び偏光方式を含む。
【００７０】
センサ情報は、例えば、ユーザの股関節角度、股関節角速度、股関節角加速度、膝関節角度、膝関節角速度、膝関節角加速度、足首関節角度、足首関節角速度、足首関節角加速度、圧力の大きさ、及び慣性センサの検出データなどを含む。例えば、制御部１４０は、センサ部１２０に含まれる１つ以上のセンサ、及びＩＭＵセンサ１３０からセンサ情報を受信する。
【００７１】
制御装置は、センサ情報に基づいてユーザの回転歩行を認識する（Ｓ３２０）。例えば、制御部１４０は、センサ部１２０及びＩＭＵセンサ１３０のうちの１つ以上から受信されたセンサ情報を用いて、ユーザが歩行中に回転歩行を試みることを認識する。制御装置がユーザの回転歩行を認識する方法については、図４〜図６を参照して具体的に説明する。
【００７２】
一部の実施形態において、回転歩行が発生する間に回転歩行を認識する代わりに、制御部１４０は、ユーザの頭に取り付けられた１つ以上のカメラ及び／又は慣性センサからセンサ情報を受信し、センサ情報に基づいて、回転歩行を行うことを予想する。例えば、ユーザは、回転歩行の開始時に意図した運動方向に頭及び／又は目を動かす。制御部１４０は、ユーザの回転に先立ってユーザの回転の意図を検出することでスムーズに回転動作を向上させることができる。
【００７３】
制御装置は、回転歩行を補助するために少なくとも１つの制御パラメータを調整する（Ｓ３３０）。例えば、制御部１４０は、少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを決定し、少なくとも１つの制御パラメータにゲインを適用することで、歩行中に回転認識に応答して少なくとも１つの制御パラメータを調整する。一実施形態に係る制御装置は回転歩行が認識されると、全ての制御パラメータにゲインを乗算し、回転方向に関わらず制御装置（例えば、制御部１４０）の駆動部のトルクを全て減少させ得る。
【００７４】
実施形態により、制御装置は、センサ情報に基づいて回転方向を認識し、回転方向に基づいて少なくとも１つの制御パラメータを制御する。あるいは、制御装置は、センサ情報に基づいてユーザの回転程度を認識し、回転程度に基づいて少なくとも１つの制御パラメータを調整する。回転程度は、例えば、回転角度、及び／又は回転角速度を含み得る。あるいは、制御装置は、回転程度に基づいて少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを調整する。制御装置がゲインを調整する方法については、図７を参照して具体的に説明する。
【００７５】
制御パラメータは、例えば、歩行位相ごとの股関節トルク、歩行位相ごとの足首関節トルク、歩行位相ごとの膝関節トルク、及び歩行位相ごとの足裏トルクなどを含む。歩行位相については、図１０を参照して具体的に説明する。また、制御装置が制御パラメータを調整する方法については、図１１〜図１４を参照して具体的に説明する。
【００７６】
一部の実施形態において、ゲインγの調整量はユーザに関する個別パラメータに基づく。例えば、制御部１４０は、ユーザの加重値を認識し、個別パラメータに基づいて適切なレベルでゲインを設定し得る。
【００７７】
例えば、ゲインは最初に基準モデルに基づいて設定され、制御部１４０はセンサを用いてユーザの重さを測定するか、又はユーザからユーザの重さを受信でき、基準モデルに関する加重値を超過してユーザに関する超過重量に比例するゲインの量を調整し得る。
【００７８】
図４は、一実施形態に係る回転歩行を認識する方法を示すフローチャートであり、図５は、一実施形態に係るユーザ歩行時の変動成分の変化を示すグラフである。図４及び図５を参照すれば、一実施形態に係る制御装置は、センサ情報に基づいて、歩行に応じて変化する変動成分を追跡する（Ｓ４１０）。図５に示すグラフ５００に示される変動成分は、例えば、歩行中にユーザの胴体が向かう方向（言い換えれば、ボディヨーアングル）、又は、歩行中にユーザの骨盤が向かう方向である。制御装置は、変動成分に基づいてユーザが回転歩行中であるか否かを判断する。
【００７９】
より具体的に、制御装置は、変動成分から代表成分を抽出する（Ｓ４２０）。制御部１４０は、例えば、図５に示すグラフ５００で変動成分（ボディヨーアングル）が最小となる瞬間（ｔ１時間及びｔ３時間）の値（θ１、θ３）と最大となる瞬間（ｔ２時間及びｔ４時間）の値（θ２、θ４）を読み出し、その中間値である
【００８０】
【数１】
2019088766.tif 000003
を代表成分として抽出する。
【００８１】
制御装置は、代表成分の変動幅が、要求される（又は代替的に、予め決定された）範囲を超えるかどうかを判断する（Ｓ４３０）。制御部１４０は、例えば、図５に示すグラフ５００で中間値
【００８２】
【数２】
2019088766.tif 000004
を更新しながら以前の中間値と比較し、一ステップ当たり中間値のｉ番目の変化値
【００８３】
【数３】
2019088766.tif 000005
を把握し得る。ここで、一ステップ当たり中間値のｉ番目の変化値
【００８４】
【数４】
2019088766.tif 000006
は、代表成分の変動幅に対応する。
【００８５】
ステップＳ４３０において、代表成分の変動幅が、要求される（又は代替的に、予め決定された）範囲を超える場合、制御装置はユーザが回転歩行中であると判断する（Ｓ４４０）。例えば、θ*が、要求される（又は代替的に、予め決定された）範囲又は閾値であるとすると、制御部１４０は
【００８６】
【数５】
2019088766.tif 000007
である場合、ユーザが回転歩行中であると判断する。
【００８７】
ステップＳ４３０において、代表成分の変動幅が、要求される（又は代替的に、予め決定された）範囲以内に保持される場合、制御装置はユーザが直線歩行中であると判断する（Ｓ４５０）。制御装置は、例えば、
【００８８】
【数６】
2019088766.tif 000008
である場合、ユーザが直線歩行中であると判断する。ここで、要求される（又は代替的に、予め決定された）範囲又は閾値は実験を介して決定される。
【００８９】
また、制御装置は、ユーザが回転歩行中であると判断されると、
【００９０】
【数７】
2019088766.tif 000009
の符号により回転方向の左右を決定する。例えば、ボディヨーアングルの値が、左側に回転する場合に増加するよう定義されていれば、制御装置は
【００９１】
【数８】
2019088766.tif 000010
である場合に、回転方向が左側であると決定し、
【００９２】
【数９】
2019088766.tif 000011
である場合に、回転方向が右側であると決定する。
【００９３】
図６は、他の実施形態に係る回転歩行を認識する方法を示すフローチャートである。図６を参照すれば、一実施形態に係る制御装置は、センサ情報に基づいて歩行に応じて変化する第１変動成分及び第２変動成分を追跡する（Ｓ６１０）。例えば、第１変動成分は、ユーザの左側関節部の動きに対応する変動成分であり、第２変動成分は、ユーザの右側関節部の動きに対応する変動成分である。
【００９４】
制御装置は、第１変動成分と第２変動成分の対称性を比較することで回転歩行の有無を認識する。例えば、制御部１４０は、第１変動成分と第２変動成分が非対称であるか否かを判断する（Ｓ６２０）。ステップＳ６２０において、第１変動成分と第２変動成分が非対称であると判断されると、制御部１４０はユーザが回転歩行中であると判断する（Ｓ６３０）。
【００９５】
ステップＳ６２０において、第１変動成分及び第２変動成分が非対称でない、言い換えれば、第１変動成分と第２変動成分が対称であると判断されると、制御部１４０はユーザが直線歩行中であると判断する（Ｓ６４０）。
【００９６】
例えば、左側方向に回転歩行する場合、回転方向の内側にあるユーザの左側脚は、回転方向の外側にある右側脚に比べて歩幅を狭くし回転歩行を円滑にする。また、右側方向に回転歩行する場合、回転方向の内側にあるユーザの右側脚は、回転方向の外側にある左側脚に比べて歩幅を狭くする。このように、いずれか一方の脚における歩幅を異なるものにする場合、第１変動成分と第２変動成分との間に差が発生する。一実施形態に係る制御装置は、このような第１変動成分と第２変動成分との間の非対称性により回転歩行と直線歩行を区分することができる。
【００９７】
図７Ａ〜図７Ｄは、実施形態に係る制御パラメータのためのゲインを決定する方法を説明するための図である。
【００９８】
回転歩行時の歩行を補助するためのトルクを決定する場合、直線歩行及び回転歩行を区分しなくても、制御パラメータのためのゲインを用いて直線歩行と回転歩行の程度を表現することができる。ゲインは、０と同一であるか大きく、１よりも小さいか同じ実数値を有する。ゲインを用いる場合、直線歩行と回転歩行の有無に応じてトルクを連続的に調整する。
【００９９】
一実施形態に係る制御装置は、回転歩行を補助するために回転歩行区間で算出されたトルクに対してゲインγを決定し、ゲインを制御パラメータに適用する。制御装置は、追跡された変動成分の代表成分の変動幅
【０１００】
【数１０】
2019088766.tif 000012
の値に応じて変化する方式でゲインを決定する。
【０１０１】
図７Ａのグラフでは、例えば、代表成分の変動幅
【０１０２】
【数１１】
2019088766.tif 000013
についての第１閾値が±ａであり、第２閾値が±ｂであると仮定する。ここで、第１閾値は直線歩行と見なす変動幅（例えば、±７度）に対応し、第２閾値は回転歩行と見なす変動幅に対応する。
【０１０３】
代表成分の変動幅
【０１０４】
【数１２】
2019088766.tif 000014
が±ａ以内にある場合、制御装置はゲイン＝１に決定し得る。代表成分の変動幅
【０１０５】
【数１３】
2019088766.tif 000015
が±ｂを超過する場合、制御装置はゲイン＝０．５に決定し得る。
【０１０６】
代表成分の変動幅
【０１０７】
【数１４】
2019088766.tif 000016
が残りの領域（代表成分の変動幅
【０１０８】
【数１５】
2019088766.tif 000017
が−ｂよりも大きく−ａよりも小さい領域、及びａよりも大きくｂよりも小さい領域）にある場合、制御装置は、ゲインγが急に変わらないようゲインγを０．５と１の間の線形値に決定する。
【０１０９】
図７Ｂのグラフを参照すれば、代表成分の変動幅
【０１１０】
【数１６】
2019088766.tif 000018
が±ａ以内にある場合、制御装置はゲイン＝１に決定する。また、代表成分の変動幅
【０１１１】
【数１７】
2019088766.tif 000019
が±ａを超える場合、制御装置はゲイン＝０．５に決定する。
【０１１２】
あるいは、図７Ｃのグラフに示すように、制御装置は代表成分の変動幅
【０１１３】
【数１８】
2019088766.tif 000020
が±ａ以内にある場合、ゲインγ＝１に決定し、±ａを超える場合、ゲインγ＝１から０．５に緩やかに減少する値に決定する。
【０１１４】
その他にも、図７Ｄのグラフに示すように、制御装置は、代表成分の変動幅
【０１１５】
【数１９】
2019088766.tif 000021
が±ａ以内にある場合、ゲインγ＝１に決定し、代表成分の変動幅
【０１１６】
【数２０】
2019088766.tif 000022
が±ｂを超える場合、ゲインγ＝０．５に決定する。代表成分の変動幅
【０１１７】
【数２１】
2019088766.tif 000023
が残りの領域（代表成分の変動幅
【０１１８】
【数２２】
2019088766.tif 000024
が−ｂよりも大きく−ａよりも小さい領域、及びａよりも大きくｂよりも小さい領域）にある場合、制御装置はゲインγ＝０．７５に決定し得る。
【０１１９】
図８は、一実施形態に係る回転歩行区間における回転歩行による変動成分、変動成分の変動幅、及びゲイン間の関係を説明するための図である。図８を参照すれば、グラフ８１０は、ユーザの回転歩行による骨盤ヨーアングル（Ｐｅｌｖｉｓ  Ｙａｗ  ａｎｇｌｅ））θi又は、骨盤ヨーアングルが最大になる瞬間の値と最小になる瞬間の値との中間値に決定された骨盤ヨーアングル
【０１２０】
【数２３】
2019088766.tif 000025
の変化を示す。グラフ８１０では
【０１２１】
【数２４】
2019088766.tif 000026
の値が変化する区間（例えば、１７０秒から１７５秒の区間）が、回転歩行区間に対応する。
【０１２２】
グラフ８３０は、ステップ当たりの回転（ｒｏｔａｔｉｏｎ  ｐｅｒ  ｓｔｅｐ）
【０１２３】
【数２５】
2019088766.tif 000027
を示す。ステップ当たりの回転は、骨盤ヨーアングルθi又は骨盤ヨーアングルの中間値
【０１２４】
【数２６】
2019088766.tif 000028
の変化率に対応する。ステップ当たりの回転は、例えば、直線歩行区間では０度に近く、回転歩行区間では２０度以上まで増加することが確認される。
【０１２５】
ここで、回転有無を判断するパラメータであるゲインγの値がグラフ８５０に表示されている。グラフ８５０において、ゲインγは、直線歩行区間では１を維持し、要求される（又は代替的に、予め設定された）値（例えば、７度）以上にステップ当たりの回転が増加する場合には減少する。
【０１２６】
制御装置（例えば、制御部１４０）は、回転歩行であると認識すると、全ての制御パラメータにゲインを乗算して大きさを減少させることで、回転歩行区間ではより円滑なトルク制御及び方向転換を可能にする。
【０１２７】
図９は、一実施形態に係る歩行補助装置を制御する方法を示すフローチャートである。図９を参照すれば、一実施形態に係る歩行補助装置（例えば、制御部１４０）はＩＭＵセンサ（例えば、ＩＭＵセンサ１３０）からセンサ情報θtを取得する（Ｓ９０５）。
【０１２８】
歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、センサ情報θtがセンサ情報のうち最も小さい値であるかどうかを判断し（Ｓ９１０）、最も小さい値であれば、センサ情報θtを最小値θminに決定する（Ｓ９１５）。
【０１２９】
ステップＳ９１０において、センサ情報θtがセンサ情報のうち最も小さい値ではないと判断されると、歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、センサ情報θtがセンサ情報のうち最も大きい値であるかどうかを判断する（Ｓ９２０）。ステップＳ９２０において、センサ情報θtがセンサ情報のうち最も大きい値ではないと判断されると、歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、少なくとも１つの制御パラメータを決定し（Ｓ９５０）、少なくとも１つの制御パラメータを用いて歩行補助装置を制御する（Ｓ９５５）。
【０１３０】
ステップＳ９２０において、センサ情報θtがセンサ情報のうち最も大きい値であると判断されると、歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、センサ情報θtを最大値θmaxに決定する（Ｓ９２５）。
【０１３１】
歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、センサ情報の現在の変化率値
【０１３２】
【数２７】
2019088766.tif 000029
によって以前の変化率値
【０１３３】
【数２８】
2019088766.tif 000030
を設定した後（Ｓ９３０）、最小値θminと最大値θmaxの平均値を現在の変化率値
【０１３４】
【数２９】
2019088766.tif 000031
に決定する（Ｓ９３５）。
【０１３５】
歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、現在の変化率値
【０１３６】
【数３０】
2019088766.tif 000032
と以前の変化率値
【０１３７】
【数３１】
2019088766.tif 000033
との間の差
【０１３８】
【数３２】
2019088766.tif 000034
を算出し（Ｓ９４０）、
【０１３９】
【数３３】
2019088766.tif 000035
に対応するゲインγを算出する（Ｓ９４５）。ステップＳ９４５において、歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、例えば、図７を参照して前述した方法を用いて
【０１４０】
【数３４】
2019088766.tif 000036
に対応するゲインγを算出する。
【０１４１】
歩行補助装置（例えば、制御部１４０）は、ステップＳ９４５で算出したゲインを適用して少なくとも１つの制御パラメータを決定し（Ｓ９５０）、少なくとも１つの制御パラメータを用いて歩行補助装置を制御する（Ｓ９５５）。
【０１４２】
図１０は、一例に係る歩行位相の間の遷移を示す図である。図１０を参照すれば、歩行時のユーザの歩行動作１００１、１００３、１００５、１００７及び歩行位相１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０が示されている。
【０１４３】
歩行時には左脚と右脚は対称的に動き、左脚の歩行サイクルの周期と右脚の歩行サイクルの周期は互いに同一であるか類似する。例えば、歩行サイクルは、第１脚が地面に着く瞬間から第１脚が再び地面に着く瞬間までを一周期と定義する。
【０１４４】
歩行動作１００１、１００３、１００５、１００７は、左脚の歩行サイクルにおける動作を示す。
【０１４５】
歩行動作１００１は右側股関節スタンス位相１０１０に対応し、歩行動作１００３は左側股関節スイング位相１０２０に対応する。歩行動作１００５は右側足首プッシュオフ位相１０３０に対応し、歩行動作１００７は左側股関節スタンス位相１０４０に対応する。
【０１４６】
「スイング位相（ｓｗｉｎｇ  ｐｈａｓｅ）」は、歩行サイクルで第１脚が一定の角度で後方から前方に動く状態を意味する。「スタンス位相（ｓｔａｎｃｅ  ｐｈａｓｅ）」は、歩行サイクルで第１脚が地面に着いて支持している状態を意味する。スイング位相のトルクは、例えば、関節が曲がる方向への収縮（ｆｌｅｘｉｏｎ）トルクに当該し、スタンス位相のトルクは、関節が伸びる方向への拡張（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）トルクに当該する。
【０１４７】
歩行時にユーザの足首は足首関節を中心に背屈（ｄｏｒｓｉ−ｆｌｅｘｉｏｎ）動作又は底屈（ｐｌａｎｔａｒ−ｆｌｅｘｉｏｎ）動作を行うことがある。背屈動作は、足首を足の甲の方向に反らせる運動に対応し、底屈動作は、足首を足の裏方向に折り曲げる運動、言い換えれば、地面を押す運動に対応する。「プッシュオフ（ｐｕｓｈ−ｏｆｆ）位相」は、第１脚のスイング位相以後に第２脚の足首で押してトルクを発生させる状態を意味する。プッシュオフ位相のトルクは、底屈トルクに対応する。一実施形態において、背屈動作により発生するプッシュオフ位相を考慮して足首関節に対する制御動作を行う。
【０１４８】
歩行メカニズムによれば、歩行開始時の歩行状態は異なるが、股関節及び足首関節の動作を含む歩行位相は、例えば、右側股関節スタンス位相１０１０、左側股関節スイング位相１０２０、右側足首プッシュオフ位相１０３０、左側股関節スタンス位相１０４０、右側股関節スイング位相１０５０、左側足首プッシュオフ位相１０６０の順に遷移する。歩行位相は「歩行状態（ｗａｌｋｉｎｇ  ｓｔａｔｅ）」に表現され得る。
【０１４９】
一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）がスイング位相、スタンス位相、及びプッシュオフ位相を認識する方法の一例は次の通りである。
【０１５０】
例えば、圧力センサで測定された圧力が、要求される（又は代替的に、予め設定された）圧力以下であれば、制御装置は、ユーザの歩行状態がスイング位相であると決定する。ここで、圧力センサは、ユーザの足裏が靴のインソールを押す主要部分に位置する。圧力センサは、例えば、ユーザの母指球（ｂａｌｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｆｏｏｔ）の圧力を検出する前足センサとユーザのかかと（ｈｅｅｌ）の圧力を検出する後足センサを含む。
【０１５１】
制御装置（例えば、制御部１４０）は、圧力センサで測定された圧力が、要求される（又は代替的に、予め設定された）圧力を超えると、ユーザの歩行状態がスタンス位相であると決定する。
【０１５２】
制御装置（例えば、制御部１４０）は、ユーザの歩行状態がスタンス位相であると決定されると、前足センサと後足センサによって測定された圧力に基づいてユーザがプッシュオフ動作を行う時点であるかどうかを判断する。ユーザがプッシュオフ動作を行う時点であると決定されると、制御装置（例えば、制御部１４０）は、適切な時点でプッシュオフ位相のためのトルクを調整する。
【０１５３】
図１１は、一実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。
【０１５４】
上述したように、円滑な回転歩行のために左側回転歩行時には左脚の歩幅が小さくなり、右側回転歩行時には右脚の歩幅が小さくなる。一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）は、回転歩行時にユーザの回転方向を認識し、回転方向に基づいて制御パラメータを調整する。
【０１５５】
制御装置（例えば、制御部１４０）は、例えば、ユーザの回転方向が左側であると認識されると、左側歩幅を減少させて回転歩行を容易にする。また、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ユーザの回転方向が右側であると認識されると、右側歩幅を減少させて回転歩行を容易にする。
【０１５６】
左側歩幅を減少させようとする場合、制御装置（例えば、制御部１４０）は左側股関節部でスイング位相のトルクを減少させ、右側股関節部ではスタンス位相のトルクを減少させる。右側歩幅を減少させようとする場合、制御装置（例えば、制御部１４０）は、左側歩幅を減少させる場合と反対に動作する。制御装置は、例えば、減少させようとするトルクそれぞれにゲインを乗算してトルクの大きさを減少させ得る。
【０１５７】
このような回転歩行によるユーザの左／右側股関節に対する制御動作は、次の表１のように整理することができる。
【０１５８】
【表１】
2019088766.tif 000037
【０１５９】
図１１を参照すれば、一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）は、代表成分の変動幅（又は変動成分の変動幅）が
【０１６０】
【数３５】
2019088766.tif 000038
であるか否かを判断する（Ｓ１１１０）。制御装置は、センサ情報が取得された身体部分のｚ軸方向の回転角度に基づいて回転方向を認識する。例えば、
【０１６１】
【数３６】
2019088766.tif 000039
である場合、回転方向は左側であると認識され、
【０１６２】
【数３７】
2019088766.tif 000040
である場合、回転方向は右側であると認識される。
【０１６３】
ステップＳ１１１０において、回転方向が左側
【０１６４】
【数３８】
2019088766.tif 000041
であると判断されると、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγを適用してユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクTleft,swingを減少させ、かつ／又はユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクTright,stanceを減少させる（Ｓ１１２０）。
【０１６５】
あるいは、ステップＳ１１１０において、回転方向が右側
【０１６６】
【数３９】
2019088766.tif 000042
であると判断されると、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγを適用してユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクTright,swingを減少させ、かつ／又はユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクTleft,stanceを減少させる（Ｓ１１３０）。
【０１６７】
ここで、ゲインγは回転方向の歩幅を減少させるためのものであり、左／右側股関節部のスイング位相のトルクを減少させるためのゲインと、左／右側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させるためのゲインとは互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。
【０１６８】
図１２は、他の実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。
【０１６９】
例えば、左側歩幅を減少させようとする場合、制御装置は、体を支持している右脚の足首関節（右側足首関節）のプッシュオフ位相のトルクを減少させることで、左側股関節の左側歩幅を減少させ得る。また、右側歩幅を減少させようとする場合、制御装置は、左脚の足首関節（左側足首関節）のプッシュオフ位相のトルクを減少させることで、右側股関節の右側歩幅を減少させ得る。このような回転歩行のためのユーザの左／右足首関節に対する制御動作は、次の表２のように整理することができる。
【０１７０】
【表２】
2019088766.tif 000043
【０１７１】
一実施形態に係る制御装置は回転歩行を補助するために、図１２に示すように歩行位相ごとの股関節トルクと歩行位相ごとの足首関節トルクを共に調整し得る。
【０１７２】
図１２を参照すれば、一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）は、代表成分の変動幅（又は、変動成分の変動幅）が
【０１７３】
【数４０】
2019088766.tif 000044
であるか否かを判断する（Ｓ１２１０）。例えば、
【０１７４】
【数４１】
2019088766.tif 000045
である場合、回転方向は左側であると認識され、
【０１７５】
【数４２】
2019088766.tif 000046
である場合、回転方向は右側であると認識される。
【０１７６】
ステップＳ１２１０において、回転方向が左側
【０１７７】
【数４３】
2019088766.tif 000047
であると判断されると、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγを適用してユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクTleft,swingを減少させ、かつ／又はユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクTright,stanceを減少させる（Ｓ１２２０）。制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγを適用してユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクTright,plantarを減少させる（Ｓ１２３０）。
【０１７８】
あるいは、ステップＳ１２１０において、回転方向が右側
【０１７９】
【数４４】
2019088766.tif 000048
であると判断されると、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγを適用してユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクTright,swingを減少させ、かつ／又はユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクTleft,stanceを減少させる（Ｓ１２４０）。また、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγを適用してユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクTleft,plantarを減少させる（Ｓ１２５０）。
【０１８０】
ここで、ゲインγは、回転方向の歩幅を減少させるためのものであり、左／右側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させるためのゲイン、左／右側股関節部のスイングページのトルクを減少させるためのゲイン、及び左／右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させるためのゲインは互いに同一であってもよく、互いに異なってもよい。
【０１８１】
一実施形態において、左／右側歩幅を減少させようとする場合、左脚と右脚の股関節と足首関節の歩行位相ごとのトルク制御方法は次の表３のように整理することができる。
【０１８２】
【表３】
2019088766.tif 000049
【０１８３】
左側回転歩行時に図１２に示す実施形態に従って制御パラメータを調整する場合のゲインと左／右関節部のトルク間の関係については、図１５を参照して説明する。
【０１８４】
図１３は、他の実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。一般的に回転歩行時には、直線歩行に比べて歩行速度と歩幅が減少する傾向が発生し得る。一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）は、このような傾向を反映して全ての回転歩行時に全ての制御パラメータにゲインを乗算してトルクを減少させることができる。
【０１８５】
図１３を参照すれば、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ユーザの回転歩行が認識されると、ゲインγを適用してユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクTleft,swingを減少させ、かつ／又はユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクTright,stanceを減少させる（Ｓ１３１０）。
【０１８６】
また、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγを適用してユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクTright,swingを減少させ、かつ／又はユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクTleft,stanceを減少させる（Ｓ１３２０）。
【０１８７】
左側回転歩行時に図１３に示すよう制御パラメータを調整した場合のゲインと左／右関節部のトルク間の関係については、図１６を参照して説明する。
【０１８８】
図１４は、他の実施形態に係る制御パラメータを調整する方法を示すフローチャートである。図１４を参照すれば、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ユーザの回転歩行が認識されると、ゲインγ1を適用してユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクTleft,swingを減少させ、かつ／又はゲインγ2を適用してユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクTright,stanceを減少させる（Ｓ１４１０）。
【０１８９】
制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγ1を適用してユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクTright,swingを減少させ、かつ／又はゲインγ2を適用してユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクTleft,stanceを減少させる（Ｓ１４２０）。
【０１９０】
ここで、ゲインγ1及びゲインγ2は、回転歩行時の全体的な速度を低くするためのものであり、例えば、０．８であってもよい。
【０１９１】
制御装置（例えば、制御部１４０）は、代表成分の変動幅（又は、変動成分の変動幅）が
【０１９２】
【数４５】
2019088766.tif 000050
であるか否かを判断する（Ｓ１４３０）。例えば、
【０１９３】
【数４６】
2019088766.tif 000051
である場合、回転方向は左側であると認識され、
【０１９４】
【数４７】
2019088766.tif 000052
である場合、回転方向は右側であると認識される。
【０１９５】
ステップＳ１４３０において、回転方向が左側
【０１９６】
【数４８】
2019088766.tif 000053
と判断されると、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγ3を適用してユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクTleft,swingを減少させ、かつ／又はユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクTright,stanceを減少させる（Ｓ１４４０）。また、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγ4を適用してユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクTright,plantarを減少させる（Ｓ１４５０）。
【０１９７】
あるいは、ステップＳ１４３０において、回転方向が右側
【０１９８】
【数４９】
2019088766.tif 000054
であると判断されると、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγ3を適用してユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクTright,swingを減少させ、かつ／又はユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクTleft,stanceを減少させる（Ｓ１４６０）。また、制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインγ4を適用してユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクTleft,plantarを減少させる（Ｓ１４７０）。
【０１９９】
ゲインγ3及びゲインγ4は、回転方向の歩幅を減少させるためのものであり、例えば、０．６であってもよい。
【０２００】
図１５は、一実施形態に係る左側回転歩行時にゲインと左／右側関節部のトルク間の関係を説明するための図である。図１５を参照すれば、左側回転歩行時に図１２に示す実施形態に従って制御パラメータを調整した場合のゲインと左／右側関節部のトルク間の関係が示されている。
【０２０１】
グラフ１５１０は、ユーザの左側股関節部のスイング位相及びスタンス位相のトルクを示し、グラフ１５２０は、直線歩行時のユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを示す。また、グラフ１５３０は、ユーザの右側股関節部のスイング位相及びスタンス位相のトルクを示し、グラフ１５４０は、回転歩行時のユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを示す。グラフ１５５０は、ユーザの歩行によるゲインの変化を示す。
【０２０２】
例えば、ユーザが直線歩行する場合、一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインのレベルを保持する。したがって、グラフ１５１０ないしグラフ１５４０に示されたトルク値は、歩行サイクルあるいは歩行位相の遷移により一定の傾向性を有する同じ値であり得る。
【０２０３】
一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）は、点線で区分された左側回転歩行（Ｔｕｒｎｉｎｇ  Ｌｅｆｔ）区間で、グラフ１５５０のようにゲインを次第に減少させ得る。この場合、制御装置はグラフ１５１０の下方に点線で示すように、左側股関節部のスイング位相のトルクを次第に減少させ得る。これと共に、制御装置はグラフ１５３０の上側に点線で示されているように右側股関節部のスタンス位相のトルクを次第に減少させ、グラフ１５４０の上側に点線で示されているように右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクも減少させることで、ユーザが左側に回転歩行することを円滑にすることができる。
【０２０４】
制御装置は、回転歩行区間で次第に直線歩行区間に入るにつれてゲインの減少率を次第に減らし、直線区間における歩行に適するようトルクを調整することができる。
【０２０５】
図１６は、他の実施形態に係る左側回転歩行時にゲインと左／右側関節部のトルク間の関係を説明するための図である。図１６を参照すれば、左側回転歩行時に図１３に示す実施形態に従って制御パラメータを調整した場合のゲインと左／右側関節部のトルク間の関係が示されている。
【０２０６】
グラフ１６１０は、ユーザの左側股関節部のスイング位相及びスタンス位相のトルクを示し、グラフ１６３０は、ユーザの右側股関節部のスイング位相及びスタンス位相のトルクを示す。グラフ１６５０は、ユーザの歩行によるゲインの変化を示す。
【０２０７】
例えば、ユーザが直線歩行する場合、一実施形態に係る制御装置（例えば、制御部１４０）は、ゲインのレベルを保持する。したがって、グラフ１６１０及びグラフ１６３０に示されたトルク値は、歩行サイクルあるいは歩行位相の遷移により一定の傾向性を有する同じ値であり得る。
【０２０８】
これとは異なって、一実施形態に係る制御装置は、点線で区分された左側回転歩行区間において、グラフ１６５０のようにゲインを次第に減少させ得る。この場合、制御装置は、グラフ１６１０の上下側に点線で示すように、左側股関節部のスタンス位相のトルク及び左側股関節部のスイング位相のトルクを次第に減少させ得る。また、制御装置はグラフ１６３０の上下側に点線で示すように、右側股関節部のスタンス位相のトルク及び右側股関節部のスイング位相のトルクを次第に減少させ得る。
【０２０９】
一実施形態に係る制御装置は、回転歩行区間で全ての関節部の歩行位相ごとのトルクを減らして全体的な歩行速度を低くすることで、回転歩行区間における歩行を円滑に調整することができる。
【０２１０】
制御装置は、回転歩行区間で次第に直線歩行区間に入るにつれゲインの減少率を次第に減らし、直線区間における歩行に適するようトルクを調整することができる。
【０２１１】
図１７は、一実施形態に係る回転歩行のための制御装置のブロック図である。図１７を参照すれば、一実施形態に係る制御装置１７００は、関節センサ１７１０、慣性センサ１７３０、及び処理回路１７５０を含む。
【０２１２】
関節センサ１７１０は、ユーザの関節の角度及び／又は角速度を測定する関節角度センサを含み得る。例えば、ユーザの関節は、股関節、膝関節、及び足首関節を含む。関節角度センサは、股関節角度センサ、膝関節角度センサ、及び足首関節角度センサを含む。
【０２１３】
慣性センサ１７３０は、ユーザの歩行動作によるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向の加速度及び回転率、そして、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、ヨー（ｙａｗ）の３方向の傾斜角度を検出する。慣性センサ１７３０は、ヨー方向の角度に応じてユーザの胴体がどの方向に向かっているか、言い換えれば、ユーザの胴体が向かっている方位を測定する。
【０２１４】
処理回路１７５０は、例えば、制御部１４０に含まれてもよい。処理回路１７５０は、プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、コントローラ、算術論理装置（ＡＬＵ）、デジタル信号プロセッサ、マイクロ・コンピュータ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ＡＳＩＣ、システムオンチップ（ＳｏＣ）、プログラマブルロジックユニット、マイクロ・プロセッサ、又は定義された方式により動作を実行できる任意の他のデバイスであり得る。
【０２１５】
処理回路１７５０は、レイアウト設計又はメモリ（図示せず）に格納されたコンピュータ読み出し可能な命令語の実行による専用コンピュータであって、補助トルク算出部１７５１、回転歩行認識部１７５３、及び補助トルク調整部１７５５を含む機能を行う。
【０２１６】
補助トルク算出部１７５１は、例えば、ユーザの関節角度を測定し、関節角度に基づいてユーザの歩行を補助するためのトルクを算出する。また、補助トルク算出部１７５１は、要求される（又は代替的に、予め決定された）個数の歩行状態の間の遷移及び／又は関節角度に基づいて歩行サイクルを取得し、歩行サイクルに基づいてトルクを算出する。
【０２１７】
回転歩行認識部１７５３は、関節センサ１７１０及び慣性センサ１７３０で収集された検出情報に基づいてユーザの回転歩行を認識する。
【０２１８】
回転歩行認識部１７５３は、センサ情報に基づいて歩行に応じて変化する変動成分を追跡し、変動成分に基づいてユーザが回転歩行中であるか否かを判断する。回転歩行認識部１７５３は、例えば、変動成分から代表成分を抽出し、代表成分の変動幅が、要求される（又は代替的に、予め決定された）範囲以内で保持されているか否かを判断する。回転歩行認識部１７５３は、変動幅が、要求される（又は代替的に、予め決定された）範囲を超える場合、ユーザが回転歩行中であると判断する。
【０２１９】
あるいは、回転歩行認識部１７５３は、ユーザの左側股関節部の動きに対応する第１変動成分と、ユーザの右側股関節部の動きに対応する第２変動成分の対称性を比較する。比較の結果、第１変動成分と第２変動成分が非対称であると認識される場合、回転歩行認識部１７５３はユーザが回転歩行中であると判断する。
【０２２０】
回転歩行認識部１７５３は、センサ情報に基づいてユーザの回転程度を認識する。この場合、補助トルク調整部１７５５は、回転程度に基づいて少なくとも１つの制御パラメータを調整するか、あるいは少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを調整する。
【０２２１】
補助トルク調整部１７５５は、回転歩行を補助するために少なくとも１つの制御パラメータのためのゲインを決定し、ゲインを少なくとも１つの制御パラメータに適用することにより補助トルク算出部１７５１で算出されたトルクを調整する。制御パラメータは、例えば、歩行位相ごとの股関節トルク、歩行位相ごとの足首関節トルク、歩行位相ごとの膝関節トルク、及び歩行位相ごとの足裏トルクのいずれか１つ又はその組合せを含む。
【０２２２】
補助トルク調整部１７５５は、センサ情報に基づいてユーザの回転方向を認識し、回転方向に基づいて少なくとも１つの制御パラメータを調整することでトルクを調整する。
【０２２３】
補助トルク調整部１７５５は、回転方向が左側であれば、ユーザの左側股関節部のスイング位相のトルクを減少させ、ユーザの右側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させ得る。補助トルク調整部１７５５は、回転方向が右側であれば、ユーザの左側股関節部のスタンス位相のトルクを減少させ、ユーザの右側股関節部のスイング位相のトルクを減少させ得る。
【０２２４】
補助トルク調整部１７５５は、回転方向が左側であれば、ユーザの右側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させ、回転方向が右側であれば、ユーザの左側足首関節部のプッシュオフ位相のトルクを減少させ得る。
【０２２５】
図１８は、他の実施形態に係る回転歩行のための制御装置のブロック図である。図１８を参照すれば、一実施形態に係る制御装置１８００は、複数のセンサ１８１０、プロセッサ１８２０、メモリ１８３０、及び通信インターフェース１８４０を含む。センサ１８１０、プロセッサ１８２０、メモリ１８３０、及び通信インターフェース１８４０は通信バス１８０５を介して通信する。
【０２２６】
センサ１８１０は、前述した関節センサ１７１０及び慣性センサ１７３０以外にも、圧力センサなどのような様々なセンサを含み得る。
【０２２７】
プロセッサ１８２０は、センサ情報に基づいてユーザの回転歩行を認識し、回転歩行を補助するために少なくとも１つの制御パラメータを調整する。プロセッサ１８２０は、前述した処理回路１７５０の動作を全て実行でき、その他にも図１〜図１６を参照して前述した少なくとも１つの方法又は少なくとも１つの方法に対応するアルゴリズムを行う。
【０２２８】
プロセッサ１８２０は、目的とする動作を実行させるための物理的な構造を有する回路を有するハードウェアで具現されたデータ処理装置であり得る。例えば、目的とする動作は、プログラムに含まれたコード又は命令を含み得る。例えば、ハードウェアで具現されたデータ処理装置は、マイクロ・プロセッサ、中央処理装置、プロセッサコア（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  ｃｏｒｅ）、マルチ−コアプロセッサ（ｍｕｌｔｉ−ｃｏｒｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マルチプロセッサ（ｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡを含み得る。
【０２２９】
プロセッサ１８２０はプログラムを実行し、制御装置１８００を制御する。プロセッサ１８２０によって実行されるプログラムコードは、メモリ１８３０に格納される。
【０２３０】
メモリ１８３０は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、及び光学ディスクドライブのうち少なくとも１つを含む。
【０２３１】
制御装置１８００は、通信インターフェース１８４０により検出情報を受信する。実施形態により、通信インターフェース１８４０は、制御装置１８００の外部に存在する他のセンサから検出情報を受信し得る。
【０２３２】
本発明の実施形態に係る方法は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、又はハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組合せで具現される。例えば、本実施形態で説明した装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、マイクロ・プロセッサ、又は命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行して応答する異なる装置のように、１つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータを用いて具現される。処理装置は、オペレーティングシステム（ＯＳ）及びオペレーティングシステム上で実行される１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータをアクセス、格納、操作、処理、及び生成する。理解の便宜のために、処理装置は１つが使用されるものとして説明する場合もあるが、当該技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）及び／又は複数類型の処理要素を含むことが分かる。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は１つのプロセッサ及び１つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような、他の処理構成も可能である。
【０２３３】
ソフトウェアは、コンピュータプログラム、コード、命令、又はこれらのうちの１つ以上の組合せを含み、希望通りに動作するように処理装置を構成し、独立的又は結合的に処理装置に命令する。ソフトウェア及び／又はデータは、処理装置によって解釈され、処理装置に命令又はデータを提供するためのあらゆる類型の機械、構成要素、物理的装置、仮想装置、コンピュータ記録媒体又は装置、あるいは送信される信号波を介して永久的又は一時的に具現化される。ソフトウェアは、ネットワークに接続されたコンピュータシステム上に分散され、分散された方法で格納されるか又は実行される。ソフトウェア及びデータは１つ以上のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納される。
【０２３４】
本実施形態による方法は、多様なコンピュータ手段を介して実施されるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組合せて含む。記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含む。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。ハードウェア装置は、本発明の動作を実行するために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
【０２３５】
上述したように実施形態を限定された図面によって説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、上記に基づいて様々な技術的な修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順序で実行されたり、かつ／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態で結合又は組み合わされたり、他の構成要素又は均等物によって置き換えたり代替されても適切な結果を達成することができる。
【符号の説明】
【０２３６】
１８００：制御装置
１８０５：通信バス
１８１０：センサ
１８２０：プロセッサ
１８３０：メモリ
１８４０：通信インターフェース
【図１】
2019088766.tif 000055
【図２】
2019088766.tif 000056
【図３】
2019088766.tif 000057
【図４】
2019088766.tif 000058
【図５】
2019088766.tif 000059
【図６】
2019088766.tif 000060
【図７Ａ】
2019088766.tif 000061
【図７Ｂ】
2019088766.tif 000062
【図７Ｃ】
2019088766.tif 000063
【図７Ｄ】
2019088766.tif 000064
【図８】
2019088766.tif 000065
【図９】
2019088766.tif 000066
【図１０】
2019088766.tif 000067
【図１１】
2019088766.tif 000068
【図１２】
2019088766.tif 000069
【図１３】
2019088766.tif 000070
【図１４】
2019088766.tif 000071
【図１５】
2019088766.tif 000072
【図１６】
2019088766.tif 000073
【図１７】
2019088766.tif 000074
【図１８】
2019088766.tif 000075