(57)【要約】【課題】歩行等の移動中の身体への負荷の程度に応じて、運動状態を適切に誘導することができる運動支援装置及び運動支援方法、運動支援プログラムを提供する。【解決手段】運動支援装置は、歩行センサ１００の歩行衝撃比較部１６０において、歩行衝撃記憶部１３０に記憶された上り坂における歩行衝撃を基準として、歩行衝撃計測部１２０により計測された下り坂における歩行衝撃の程度を判定する。そして、下り坂における歩行衝撃が上り坂における歩行衝撃を超える場合には、判定部１７０において、関節への傷害等が生じる可能性の高い、過大な負荷が身体に加わっていると判定して、イヤーピース２００の音声報知部２２０から、音声メッセージにより、歩行衝撃を小さくするように促すアドバイスが提供される。【選択図】図２
2015054010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定する地形判定部と、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測する衝撃計測部と、
前記衝撃計測部により計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定する衝撃判定部と、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知する報知部と、
を有することを特徴とする運動支援装置。
【請求項２】
前記地形判定部は、更に、前記地形が上り勾配を有する地形であるか平坦地形であるかを判定し、
前記衝撃計測部は、前記地形判定部が判定した前記地形に応じて前記衝撃の値を計測し、計測した前記衝撃の値を記憶している衝撃記憶部を有していることを特徴とする請求項１に記載の運動支援装置。
【請求項３】
前記衝撃判定部は、
前記衝撃記憶部に前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記衝撃の第１の値が記憶されているとき、前記第１の値を前記所定値として、前記判定を行い、
前記衝撃記憶部に、前記地形が前記平坦地形であるときの前記衝撃の第２の値が記憶されていて、前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記第１の値が記憶されていないとき、前記第２の値を所定係数倍した値を前記所定値として、前記判定を行うことを特徴とする請求項２に記載の運動支援装置。
【請求項４】
前記報知部は、前記運動支援情報を音情報として発して、該音情報を前記利用者に提供する音響装置を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の運動支援装置。
【請求項５】
前記地形判定部は、前記利用者が移動している間の前記利用者がいる地点の高度の変化に基づいて、前記地形を判定することを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の運動支援装置。
【請求項６】
前記地形判定部は、前記利用者がいる地点の気圧を計測する高度検出部を有し、前記高度検出部により計測された前記気圧の値に基づいて前記高度を検出することを特徴とする請求項５に記載の運動支援装置。
【請求項７】
前記衝撃計測部は、前記加速度を検出する加速度検出部を備え、前記利用者の一歩ごとの前記加速度の最大値を前記衝撃の値として計測することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の運動支援装置。
【請求項８】
前記衝撃計測部は、前記加速度の最大値の所定の期間における平均値を計算して、前記平均値を前記衝撃の値とすることを特徴とする請求項７に記載の運動支援装置。
【請求項９】
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定し、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測し、
計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定し、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知する、
ことを特徴とする運動支援方法。
【請求項１０】
前記地形の判定において、更に、前記地形が上り勾配を有する地形であるか平坦地形であるかを判定し、
前記衝撃の値の判定において、
前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記衝撃の第１の値が衝撃記憶部に記憶されているとき、前記第１の値を前記所定値として、前記判定を行い、
前記地形が前記平坦地形であるときの前記衝撃の第２の値が前記衝撃記憶部に記憶されていて、前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記第１の値が前記衝撃記憶部に記憶されていないとき、前記第２の値を所定係数倍した値を前記所定値として、前記判定を行うことを特徴とする請求項９に記載の運動支援方法。
【請求項１１】
前記運動支援情報として、前記利用者の身体に加わっている前記衝撃の値を前記所定値より小さくするように前記利用者を促す情報を報知することを特徴とする請求項９又は１０に記載の運動支援方法。
【請求項１２】
コンピュータに、
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定させ、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測させ、
計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定させ、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知させる、
ことを特徴とする運動支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動支援装置及び運動支援方法、運動支援プログラムに関し、特に、歩行等による移動動作中の身体への負荷の程度を把握して、適切な運動状態に誘導する運動支援装置及び運動支援方法、運動支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康志向や自然への関心の高まりにより、中高年齢者や女性等の間で、登山やハイキング等を楽しむ人々が増加している。ここで、登山やハイキング等においては、標高（高度）の変化も含め、様々なルートを歩行することになるため、登山用やアウトドア用の種々の機器が開発され市販されている。このような機器により、登山者やハイカーは歩行中の現在位置や高度のみならず、様々な情報を取得することができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、自律航法により歩行体の位置検出を行う携帯用位置検出装置が開示されている。この携帯用位置検出装置においては、歩数×歩幅により移動位置を検出し、かつ加速度センサにより１歩あたりの歩行時間から歩行状態に合った歩幅に修正し、移動方向を地磁気センサにより検出することにより、自律航法で歩行体の移動位置を精度よく検出することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、登山用途に適したエネルギー消費量計算機が開示されている。このエネルギー消費量計算機においては、気圧センサからのデータに基づいて高度を計算する機能を備え、上昇と下降が含まれる登山ルートを歩行する際に、累積上昇高度差と、累積下降高度差と、重量と、経過時間と、歩行距離とに基づいて、エネルギー消費量を計算して表示器に表示することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０９７７２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４０１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、登山やハイキング等を行う人々の中には山地や高原での歩行について、十分な知識や経験を有していない人々もいる。特に、筋力が衰えがちな中高年齢者や、体力や筋力の弱い女性や子供等においては、登山やハイキング等による身体への過度の負荷が原因で傷害を生じることがあるため、十分に注意する必要がある。例えば一見楽に思える下り坂においては、適切な歩き方をしないと、膝を痛めたりして関節の傷害を生じやすいということが知られている。
【０００７】
しかしながら、上述したような、登山やハイキング等を含む歩行時に携帯する機器においては、高度変化を含む現在の位置情報や、現在までのエネルギー消費量等の生体情報を提供する機能を備えているに過ぎなかった。すなわち、歩行中の身体への負荷の程度に応じて、歩行状態を適切に誘導する機能を備えているものは知られていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した課題に鑑みて、歩行等による移動動作中の身体への負荷の程度に応じて、運動状態を適切に誘導することができる運動支援装置及び運動支援方法、運動支援プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る運動支援装置は、
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定する地形判定部と、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測する衝撃計測部と、
前記衝撃計測部により計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定する衝撃判定部と、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知する報知部と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る運動支援方法は、
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定し、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測し、
計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定し、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知する、
ことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る運動支援プログラムは、
コンピュータに、
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定させ、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測させ、
計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定させ、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知させる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、歩行等の移動中の身体への負荷の程度に応じて、運動支援情報を提供して、運動状態を適切に誘導することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る運動支援装置を人体に装着した際の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る運動支援装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る運動支援装置において実行される運動支援方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る運動支援方法に適用される歩行衝撃値の生成方法を説明するための加速度データのグラフである。
【図５】本実施形態に係る運動支援方法に適用される下り坂アドバイス処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る運動支援方法を歩行コースに適用した場合の、歩行衝撃値の記憶動作と下り坂アドバイス処理との関係を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る運動支援装置及び運動支援方法、運動支援プログラムについて、実施形態を示して詳しく説明する。
（運動支援装置）
図１は、本発明に係る運動支援装置を人体に装着した際の一実施形態を示す概略図である。ここで、図１（ａ）は、本実施形態に係る運動支援装置を人体に装着した状態を、背中側から見た概略図であり、図１（ｂ）は、本実施形態に係る運動支援装置を人体に装着した状態を、右腕側から見た概略図である。図２は、本実施形態に係る運動支援装置の構成例を示す機能ブロック図である。ここでは、図示の都合上、各機能ブロック間の信号やデータのやり取りが同時に行われているように表されているが、実際には、後述する運動支援方法に基づいて、各信号やデータのやり取りが順次行われる。
【００１５】
本実施形態に係る運動支援装置は、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように、歩行者であるユーザＵＳの腰部（又は腹部の背中側）に装着される歩行センサ（センサ端末）１００と、耳部に装着されるイヤーピース（報知端末）２００と、を備えている。
【００１６】
（歩行センサ）
歩行センサ１００は、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように、大別して、ユーザＵＳの歩行状態を判定して、所定の運動支援情報を提供する機器本体１０１と、ユーザＵＳの腰部に巻き付けることにより、上記機器本体１０１を装着するためのベルト部１０２と、を有している。
【００１７】
歩行センサ１００は、具体的には、例えば図２に示すように、概略、加速度計測部１１０と、歩行衝撃計測部１２０と、歩行衝撃記憶部１３０と、気圧計測部１４０と、上り下り判定部１５０と、歩行衝撃比較部１６０と、判定部１７０と、メッセージ作成部１８０と、送信部１９０と、を備えている。
【００１８】
加速度計測部（加速度検出部）１１０は、例えば３軸加速度センサを有し、少なくともユーザＵＳの歩行等による移動動作中に歩行センサ１００に加わる上下方向（ｘ軸方向）の加速度を計測して、加速度データとして出力する。この加速度計測部１１０から出力される上下方向の加速度データは、歩行等の移動動作中の身体の上下方向の加速度に対応付けられる。この加速度データは、後述する歩行衝撃計測部１２０において実行される歩行衝撃の計測及び上り下り判定部１５０におけるユーザＵＳが移動しているか否かの判定に使用される。
【００１９】
歩行衝撃計測部（衝撃計測部）１２０は、加速度計測部１１０により計測された上下方向の加速度データに基づいて、一歩ごとの上下方向の加速度の最大値を毎回計測する。そして、歩行衝撃計測部１２０は、ユーザＵＳの歩行状態ごとに、計測された加速度の最大値について平均値を計算し、この平均値を歩行衝撃値として生成する。ここで、歩行衝撃値が生成されるユーザＵＳの歩行状態は、大別して、上り勾配を有する地形での歩行、下り勾配を有する地形での歩行、及び、平坦な地形での歩行に分類される。歩行衝撃計測部１２０は、後述する上り下り判定部１５０においてユーザＵＳの現在の歩行地点の地形が判定されるごとに、計測された加速度の最大値の平均値を計算し、上記歩行衝撃値を生成する。なお、加速度の最大値の平均値の計算は、各歩行状態が継続している期間中に計測された加速度の最大値について平均値を算出するもの（累積加算平均値）であってもよいし、現時点から所定の時間遡った範囲に計測された加速度の最大値について平均値を算出するもの（移動平均値）であってもよい。
【００２０】
歩行衝撃記憶部（衝撃記憶部）１３０は、歩行衝撃計測部１２０によりユーザＵＳの歩行状態ごとに生成された歩行衝撃値を、所定の記憶領域に記憶する。ここで、歩行衝撃記憶部１３０は、後述する上り下り判定部１５０により判定された、現在の歩行地点の地形の判定結果に基づいて、少なくとも、上述した上り坂、及び、平坦地における各歩行衝撃値を記憶する。なお、歩行衝撃記憶部１３０に記憶される歩行衝撃値は、過去に生成された歩行衝撃値が歩行状態ごとに複数記憶されるものであってもよいし、直近に生成された歩行衝撃値に随時更新されて、歩行状態ごとの最新の歩行衝撃値のみが記憶されるものであってもよい。
【００２１】
気圧計測部（高度検出部）１４０は、歩行中の気圧を所定の時間間隔で計測して、気圧データとして出力する。この気圧計測部１４０から出力される気圧データは、歩行地点の高度（標高）に対応付けられる。この気圧データは、後述する上り下り判定部１５０において実行されるユーザＵＳの現在地点の地形の判定に使用される。
【００２２】
上り下り判定部（地形判定部）１５０は、気圧計測部１４０により計測された気圧データに基づいて、ユーザＵＳが現在いる地点の高度を算出し、気圧の時間変化に対応してユーザＵＳが現在いる地点の高度の変化を観測する。そして、上り下り判定部１５０は、加速度計測部１１０から出力される上下方向の加速度データがユーザＵＳの歩行動作に対応した変化を示していてユーザＵＳが移動していると判断される間に、気圧が時間の経過とともに下がる変化をしている場合には、ユーザＵＳが現在いる地点の地形が、高度が上がる上り勾配を有している地形（以下、便宜上、上り坂と記す）であると判定する。また、ユーザＵＳが移動していると判断される間に、気圧が時間の経過とともに上がる変化をしている場合には、ユーザＵＳが現在いる地点の地形が、高度が下がる下り勾配を有する地形（以下、便宜上、下り坂と記す）であると判定する。また、ユーザＵＳが移動していると判断される間に、気圧が略一定の場合には、ユーザＵＳが現在いる地点の地形が、高度が変化しない概ね平坦な地形（以下、便宜上、平坦地と記す）であると判定する。ここで、上り坂としては上り勾配の傾斜地だけでなく上り階段地形なども含まれる。また、下り坂としては下り勾配の傾斜地だけでなく下り階段地形なども含まれる。そして、上り下り判定部１５０により判定された結果は、歩行衝撃計測部１２０に出力されて、歩行状態ごとの歩行衝撃値の生成の際に使用される。また、上記判定結果は、歩行衝撃記憶部１３０から、上り坂、又は、平坦地における歩行衝撃値を読み出す際に使用される。また、上記判定結果は、歩行衝撃比較部１６０に出力されて、下り坂における歩行衝撃値と、上り坂における歩行衝撃値と、を比較する際に使用される。
【００２３】
歩行衝撃比較部（衝撃判定部）１６０は、上り下り判定部１５０から出力された判定結果に基づいて、現在の歩行地点の地形が、下り坂であると判定された場合に、次の処理を行う。すなわち、歩行衝撃比較部１６０は、歩行衝撃記憶部１３０に記憶された、上り坂又は平坦地における歩行衝撃値を読み出して、歩行衝撃計測部１２０により生成された現時点の（下り坂における）歩行衝撃値と比較する。ここで、歩行衝撃値の比較は、各歩行状態における加速度の最大値の平均値相互の大小関係を比較する。また、平坦地における歩行衝撃値と、現時点の歩行衝撃値と、を比較する場合には、平坦地における歩行衝撃値を所定係数倍して歩行衝撃値を補正する。
【００２４】
判定部（衝撃判定部）１７０は、歩行衝撃比較部１６０における、歩行衝撃値相互の比較結果に基づいて、現時点の歩行衝撃が、上り坂又は平坦地における歩行衝撃（平坦地の場合は所定係数倍の補正後の歩行衝撃）よりも大きいと判定した場合には、メッセージ作成指示信号を生成してメッセージ作成部１８０に出力する。
【００２５】
メッセージ作成部１８０は、判定部１７０から出力されたメッセージ作成指示信号に基づいて、所定のメッセージ（運動支援情報）を発生させるためのメッセージ信号を生成する。ここで、メッセージは、予め作成された既定の音声メッセージであってもよいし、ブザー音やアラーム音等であってもよい。また、メッセージ作成部１８０は、例えば判定部１７０において、現時点の歩行衝撃が、上り坂又は補正後の平坦地における歩行衝撃よりも、所定の閾値以上大きいと判定した場合には、当該判定結果に応じて、複数のメッセージから選択された特定のメッセージを抽出してメッセージ信号を生成するものであってもよい。
【００２６】
送信部１９０は、メッセージ作成部１８０において生成されたメッセージ信号を、ユーザＵＳが耳部に装着したイヤーピース２００に送信する際のインターフェースとして機能する。ここで、歩行センサ１００とイヤーピース２００との間で、メッセージ等の情報や信号を送受信する手法としては、例えば各種の無線通信方式や、通信ケーブルを介した有線による通信方式を適用することができる。
【００２７】
特に、無線通信方式を用いて運動支援情報等を送受信する場合には、例えばデジタル機器用の近距離無線通信規格であるブルートゥース（Bluetooth（登録商標））や、この通信規格において低消費電力型の通信規格として策定されたブルートゥースローエナジー（Bluetooth（登録商標） low energy（LE））、又は、これらと同等の通信方式を適用することができる。このような無線通信方式によれば、歩行センサ１００に内蔵するバッテリ（電源供給部；図示を省略）の電源容量を小さくして、機器本体１０１を小型軽量化することができる。あるいは、同程度の大きさの機器本体１０１でより長時間の運動支援動作を実現することができる。
【００２８】
なお、本実施形態に示した歩行センサ１００において、例えば、歩行衝撃計測部１２０、上り下り判定部１５０、歩行衝撃比較部１６０、判定部１７０、メッセージ作成部１８０の各機能は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やＭＰＵ（マイクロプロセッサ）等の演算回路において所定の制御プログラムを実行することにより実現することができる。
【００２９】
（イヤーピース２００）
イヤーピース２００は、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように、人体の外耳道の入口に嵌め込む、いわゆるインナーイヤー型や、耳栓のように外耳道に直接嵌め込む、いわゆるカナル型の外形形状を有している。ここで、本実施形態においては、メッセージを音声により報知する機器（報知手段）としてイヤーピース２００を適用した場合について説明するが、人体の耳部に装着して、歩行センサ１００から送信されたメッセージを、聴覚を通してユーザＵＳに報知できるものであれば、耳介や耳垂（耳朶）等に装着するものであってもよい。
【００３０】
イヤーピース２００は、具体的には、例えば図２に示すように、少なくとも、受信部２１０と、音声報知部２２０と、を備えている。受信部２１０は、上述した歩行センサ１００において生成されたメッセージ信号を受信する際のインターフェースとして機能する。ここで、受信部２１０を介して、歩行センサ１００との間で、メッセージ等の情報や信号を送受信する手法としては、上述した各種の無線通信方式や有線通信方式が適用される。
【００３１】
音声報知部（報知部）２２０は、スピーカやブザー等の音響装置を有している。音声報知部２２０は、歩行センサ１００から送信され、受信部２１０を介して受信したメッセージ信号に基づいて、所定の音声メッセージやブザー音、音パターンからなるアラーム音等の音情報を発生する。これにより、ユーザＵＳの現時点の（下り坂における）歩行衝撃を、上り坂又は補正後の平坦地における歩行衝撃よりも小さくなるように、歩き方を誘導する運動支援情報が、聴覚を通してユーザＵＳに提供（報知）される。
【００３２】
（運動支援方法）
次に、上述した運動支援装置における運動支援方法について説明する。
図３は、本実施形態に係る運動支援装置において実行される運動支援方法の一例を示すフローチャートである。図４は、本実施形態に係る運動支援方法に適用される歩行衝撃値の生成方法を説明するための加速度データのグラフである。図５は、本実施形態に係る運動支援方法に適用される下り坂アドバイス処理の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
本実施形態に係る運動支援方法においては、図３のフローチャートに示すように、まず、ユーザＵＳが身体に装着した歩行センサ１００及びイヤーピース２００の電源スイッチを操作することにより、歩行センサ１００及びイヤーピース２００を起動させる。次いで、歩行センサ１００の加速度計測部１１０及び気圧計測部１４０においてセンシング動作が開始させられる（ステップＳ１０１）。これにより、加速度計測部１１０により計測される加速度に基づいて、図４に示す加速度データのグラフのように、ユーザＵＳの歩行中の上下方向の加速度が随時検出される。ここで、図４は、上下方向の加速度の時間変化を示すグラフである。図４に示したグラフから明らかなように、歩行時の人体に加わる上下方向の加速度の信号波形には、極大値や極小値を有する略一定周期の波形パターンが繰り返し現れる。ここで、加速度計測部１１０における加速度の計測動作は、例えば毎秒１００〜２００回（すなわち、１００〜２００Ｈｚ）程度のサンプリング周波数で実行される。また、気圧計測部１４０により計測される気圧に基づいて、ユーザＵＳが現在歩行している地点の高度が随時検出される。ここで、気圧計測部１４０における気圧の計測動作は、気圧の変化に応じて高度の変化が明確に計測でき、かつ、登山やハイキング中のバッテリ切れを防止するために、例えば１〜数分間隔で実行される。このような加速度計測部１１０及び気圧計測部１４０におけるセンシング動作を、ユーザＵＳの歩行中、継続して実行することにより、加速度や気圧の時間変化が観測される（ステップＳ１０２）。
【００３４】
そして、上り下り判定部１５０が、加速度計測部１１０から出力される加速度データの変化と気圧計測部１４０により計測された気圧の変化とに基づいて、ユーザＵＳの歩行地点の高度の変化を検出し、当該歩行地点の地形が、上り坂であるか、下り坂であるか、平坦地であるか、を判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、上り下り判定部１５０は、加速度計測部１１０から出力される加速度データがユーザＵＳの歩行動作に対応した変化を示していて、且つ、計測された気圧の変化が所定の範囲内である場合には、歩行地点の地形（コース地形）が平坦地であると判定する。また、上り下り判定部１５０は、加速度計測部１１０から出力される加速度データがユーザＵＳの歩行動作に対応した変化を示していて、且つ、気圧の変化が当該所定の範囲を超えて下降している場合には、当該地形が上り坂であると判定し、一方、加速度計測部１１０から出力される加速度データがユーザＵＳの歩行動作に対応した変化を示していて、且つ、気圧の変化が当該範囲を超えて上昇している場合には、当該地形が下り坂であると判定する。
【００３５】
次いで、上り下り判定部１５０により判定された現在の歩行地点の地形（すなわち、上り坂、下り坂、平坦地の各地形）における歩行状態について、歩行衝撃計測部１２０が、上下方向の加速度の変化から、一歩に対応する一周期ごとの信号波形における加速度の最大値を計測する。図４に示した加速度データのグラフにおいては、各周期における加速度の最大値を、便宜的にＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・・で示した。そして、歩行衝撃計測部１２０が、各地形における歩行状態ごとに当該最大値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・の平均値を計算し、歩行地点の地形が上り坂、及び、平坦地である場合には、計算された平均値を、それぞれ、上り坂歩行衝撃値、及び、平坦地歩行衝撃値として、歩行衝撃記憶部１３０に記憶する（ステップＳ１０５）。
【００３６】
一方、歩行地点の地形が下り坂である場合には、図５に示す下り坂アドバイス処理（ステップＳ１０６）が実行される。下り坂アドバイス処理は、具体的には、図５に示すフローチャートのように、まず、上り下り判定部１５０において歩行地点の地形が下り坂であると判定されると、歩行衝撃記憶部１３０において、上り坂歩行衝撃値が記憶されているか否かが判定される（ステップＳ１１１）。
【００３７】
歩行衝撃記憶部１３０に上り坂歩行衝撃値が記憶されている場合には、当該上り坂歩行衝撃値を読み出して、歩行衝撃比較部１６０に出力する。ここで、歩行衝撃記憶部１３０に複数の上り坂歩行衝撃値が記憶されている場合には、例えばユーザＵＳの疲労度や体調等が最も反映される最新（直近）の上り坂歩行衝撃値が読み出される。また、歩行衝撃計測部１２０は、現在の歩行地点の地形において計算された上下方向の加速度の最大値の平均値を、下り坂歩行衝撃値として、歩行衝撃比較部１６０に出力する。そして、歩行衝撃比較部１６０は、歩行衝撃記憶部１３０から読み出された上り坂歩行衝撃値と、歩行衝撃計測部１２０において計算された、現在の歩行地点の地形における下り坂歩行衝撃値と、の大小関係を比較する（ステップＳ１１２）。
【００３８】
下り坂歩行衝撃値が上り坂歩行衝撃値よりも大きい場合には、判定部１７０は、現在の歩行地点の地形（下り坂）におけるユーザＵＳの歩き方が不適切であり、身体への負荷が過大であると判定して、メッセージ作成部１８０にメッセージ作成指示信号を出力する。メッセージ作成部１８０は、判定部１７０からのメッセージ作成指示信号に基づいて、上下方向の加速度を小さくするように促すメッセージを作成する。具体的には、メッセージ作成部１８０は、例えば「もう少し歩幅を小さくして歩きましょう」等のメッセージを作成する。そして、メッセージ作成部１８０は、上記のメッセージを発生させるためのメッセージ信号を生成して、送信部１９０を介してイヤーピース２００に送信する（ステップＳ１１４）。イヤーピース２００は、受信部２１０を介して、歩行センサ１００から送信されたメッセージ信号を受信する。そして、音声報知部２２０は、受信したメッセージ信号に基づいて、上記のメッセージを音声に変換して発生させることにより、聴覚を通してユーザＵＳの歩き方を、適切な歩き方に誘導する運動支援情報を提供（報知）する。
【００３９】
一方、ステップＳ１１１において、歩行衝撃記憶部１３０に、上り坂歩行衝撃値が記憶されていない場合には、歩行衝撃記憶部１３０に記憶されている平坦地歩行衝撃値を読み出して、歩行衝撃比較部１６０に出力する。ここで、歩行衝撃記憶部１３０に複数の平坦地歩行衝撃値が記憶されている場合には、例えばユーザＵＳの疲労度や体調等が最も反映される最新（直近）の平坦地歩行衝撃値が読み出される。また、歩行衝撃計測部１２０は、現在の歩行地点の地形において計算された上下方向の加速度の最大値の平均値を、下り坂歩行衝撃値として、歩行衝撃比較部１６０に出力する。そして、歩行衝撃比較部１６０は、歩行衝撃記憶部１３０から読み出された平坦地歩行衝撃値の所定の係数（例えば１．２）倍の値（補正後の平坦地歩行衝撃値）と、歩行衝撃計測部１２０において計算された、現在の歩行地点の地形における下り坂歩行衝撃値と、の大小関係を比較する（ステップＳ１１３）。
【００４０】
下り坂歩行衝撃値が平坦地歩行衝撃値の所定係数倍よりも大きい場合には、判定部１７０は、現在の歩行地点の地形（下り坂）におけるユーザＵＳの歩き方が不適切であり、身体への負荷が過大であると判定して、上述したステップＳ１１４の処理を実行する。そして、イヤーピース２００の音声報知部２２０は、所定の音声メッセージを発生させて、適切な歩き方に誘導するための運動支援情報をユーザＵＳに提供（報知）する。
【００４１】
一方、ステップＳ１１２において、下り坂歩行衝撃値が上り坂歩行衝撃値よりも大きくない場合、又は、ステップＳ１１３において、下り坂歩行衝撃値が平坦地歩行衝撃値の所定係数倍よりも大きくない場合には、判定部１７０は、現在の歩行地点の地形（下り坂）におけるユーザＵＳの歩き方が適切であり、身体への負荷が小さいと判定する。
【００４２】
次いで、上り下り判定部１５０は、現在の歩行地点の地形（下り坂）が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１１５）。下り坂が継続している場合には、ステップＳ１１１に戻って、上述した一連の下り坂アドバイス処理（ステップＳ１１１〜Ｓ１１５）が繰り返し実行される。一方、下り坂が終わった場合には、下り坂アドバイス処理を終了して、図３に示したフローチャートに戻り、ステップＳ１０７以降の処理が実行される。
【００４３】
次いで、図３のフローチャートに示すように、ユーザＵＳが歩行センサ１００及びイヤーピース２００の電源をオフさせるか、あるいは、歩行センサ１００の加速度計測部１１０及び気圧計測部１４０におけるセンシング動作を停止させる操作を行ったか否か（機器停止指示があるか否か）が判断される（ステップＳ１０７）。機器停止指示がない場合には、ステップＳ１０２に戻って、上述した一連の運動支援方法（ステップＳ１０２〜Ｓ１０７）が繰り返し実行される。一方、機器停止指示がある場合には、上述した一連の運動支援方法が終了する。
【００４４】
（運動支援方法の具体例）
次に、本実施形態に係る運動支援方法を、実際の歩行コースに適用した場合の具体例について、図面を参照して説明する。
【００４５】
図６は、本実施形態に係る運動支援方法を歩行コースに適用した場合の、歩行衝撃値の記憶動作と下り坂アドバイス処理との関係を示す概念図である。ここでは、歩行スタート後、平坦地から上り坂を経て高度の高い地点（平坦地）に到達し、その後下り坂を経て再び平坦地に至る歩行コースを対象として、本実施形態に係る運動支援方法を適用した場合について説明する。
【００４６】
図６に示す歩行コースにおいて、スタート地点から続く平坦地からなる地形１においては、移動中に気圧計測部１４０により計測される気圧の変化が所定の範囲内であるので、上り下り判定部１５０により当該地形１が平坦地であると判定される（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。そして、この平坦地における歩行状態において、加速度計測部１１０により計測された加速度データに基づいて、歩行衝撃計測部１２０により一歩ごとの上下方向の加速度の最大値の平均値が計算されて、平坦地歩行衝撃値として歩行衝撃記憶部１３０に記憶される（ステップＳ１０５）。
【００４７】
次いで、地形１に続く上り坂からなる地形２においては、移動中に気圧計測部１４０により計測される気圧が所定の範囲を超えて下降するので、上り下り判定部１５０により当該地形２が上り坂であると判定される（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。そして、この上り坂における歩行状態において、加速度計測部１１０により計測された加速度データに基づいて、歩行衝撃計測部１２０により一歩ごとの上下方向の加速度の最大値の平均値が計算されて、上り坂歩行衝撃値として歩行衝撃記憶部１３０に記憶される（ステップＳ１０５）。
【００４８】
次いで、地形２に続く平坦地からなる地形３においては、上述した地形１と同様に、移動中の気圧の変化が所定の範囲内であるので、上り下り判定部１５０により当該地形３が平坦地であると判定される（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。そして、この歩行状態における上下方向の加速度の最大値の平均値が、平坦地歩行衝撃値として記憶される（ステップＳ１０５）。
【００４９】
次いで、地形３に続く下り坂からなる地形４においては、移動中に気圧計測部１４０により計測される気圧が所定の範囲を超えて上昇するので、上り下り判定部１５０により当該地形４が下り坂であると判定される（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。そして、この下り坂における歩行状態において、加速度計測部１１０により計測された加速度データに基づいて、歩行衝撃計測部１２０により計算された、一歩ごとの上下方向の加速度の最大値の平均値を下り坂歩行衝撃値として、下り坂アドバイス処理が実行される（ステップＳ１０６）。下り坂アドバイス処理においては、歩行衝撃比較部１６０により、歩行衝撃計測部１２０により計算された下り坂歩行衝撃値と、上記の地形２において歩行衝撃記憶部１３０に記憶された上り坂歩行衝撃値と、が比較される（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）。そして、判定部１７０により上記の下り坂歩行衝撃値が上り坂歩行衝撃値よりも大きいと判定された場合には、メッセージ作成部１８０により作成されたメッセージがイヤーピース２００に送信されて、音声報知部２２０により音声を用いてユーザＵＳに報知される（ステップＳ１１４）。
【００５０】
次いで、地形４に続く平坦地からなる地形５においては、上述した地形１、３と同様に、気圧の変化が所定の範囲内であるので、上り下り判定部１５０により当該地形５が平坦地であると判定される（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。そして、この歩行状態における上下方向の加速度の最大値の平均値が、平坦地歩行衝撃値として記憶される（ステップＳ１０５）。
【００５１】
このように、本発明に係る運動支援装置及び運動支援方法においては、歩行コースを構成する平坦地や上り坂の地形における歩行衝撃値が記憶され、当該データに基づいて下り坂歩行衝撃の程度が判断される。一般に、下り坂での歩行においては、上り坂の歩行に比較して、足の筋肉の緊張と引き延ばしの動作が逆になるため、足腰（特に膝の関節）への負荷が大きく、関節の傷害等が生じやすい。このような傷害の発生を防止、抑制するためには、例えば歩幅を狭くして細かく歩くことが有効である。
【００５２】
そこで、本発明においては、平坦地よりも身体への負荷の大きい、上り坂における歩行衝撃を基準として、下り坂における歩行衝撃の程度を判定する。そして、下り坂における歩行衝撃が、基準となる上り坂における歩行衝撃を超える場合には、関節への傷害等が生じる可能性の高い、過大な負荷が身体に加わっていると判定して、音声メッセージ等により、例えば歩幅を狭くして上下方向の加速度を小さくするように促すアドバイスが提供される。これにより、本発明によれば、下り坂における歩行衝撃や身体への負荷の程度を比較的正確に推定して、ユーザＵＳの歩き方を適切に誘導することができ、膝関節等の傷害の発生を未然に防止することができる。
【００５３】
なお、上述した具体例においては、平坦地と上り坂を経た後、下り坂を歩行する場合について説明した。この場合、上り坂歩行衝撃値を基準にしてステップＳ１１２の比較処理を行うことにより、下り坂における歩行衝撃や身体への負荷の程度が推定されて、運動支援処理が実行される。一方、登山やハイキング等の歩行コースにおいては、上述したような典型的な上り下りの地形変化を有しない場合もある。例えばスタート地点から平坦地を経て下り坂、あるいは、スタート地点からすぐに下り坂が連続する歩行コースも存在する。前者では平坦地歩行衝撃値を基準にしてステップＳ１１３の比較処理を行うことにより、下り坂における歩行衝撃や身体への負荷の程度が推定されて、運動支援処理が実行される。また、後者においては、例えば過去に計測されて歩行衝撃記憶部１３０に記憶された上り坂歩行衝撃値や平坦地歩行衝撃値を基準にして、上述したステップＳ１１２又はＳ１１３を行うことにより、同等の運動支援処理が実行される。
【００５４】
また、上述した実施形態や具体例においては、歩行コースの上り坂と下り坂の傾斜度について特に言及しなかった。例えばある山の頂上を目指して特定の登山ルートを往復する場合や、頂上までの往路と復路（すなわち上りと下り）の傾斜度の絶対値が略同等である場合には、上述した実施形態や具体例の手法をそのまま適用することができる。一方、上り坂と下り坂の傾斜度の絶対値が極端に異なる場合には、次のような手法を適用することができる。すなわち、本実施形態に示した運動支援装置においては、気圧計測部１４０により所定の時間間隔で気圧を計測することにより、経過時間に対する高度変化を計測することができる。そこで、この所定時間ごとの高度変化を、傾斜度（水平移動距離に対する高度変化の比率）に直接関連する、もしくは、傾斜度に準ずるパラメータとして用いる。そして、このパラメータの値が異なる複数の上り坂歩行衝撃値を歩行衝撃記憶部１３０に記憶しておいて、下り坂におけるパラメータの絶対値が同一又は同等となる上り坂歩行衝撃値を抽出して、ステップＳ１１２の処理を行うことにより、同等の運動支援処理が実行される。
【００５５】
また、上り坂におけるパラメータの絶対値と下り坂におけるパラメータの絶対値が同一又は同等にならない場合には、パラメータの絶対値の差分を算出して、その差分に応じた係数を特定の上り坂歩行衝撃値に乗算することにより、地形の傾斜度に応じた歩行衝撃値の補正を行う。そして、補正後の上り坂歩行衝撃値を用いて、ステップＳ１１２の処理を行うことにより、同等の運動支援処理が実行される。
【００５６】
これにより、歩行ルート中に、上りと下りの傾斜度の絶対値が極端に異なる地形が含まれている場合であっても、比較的正確に下り坂における歩行衝撃や身体への負荷を推定することができるので、ユーザＵＳの歩き方を適切に誘導することができる。
【００５７】
また、上述した実施形態や具体例においては、上り坂や下り坂の継続時間（又は、継続時間）について特に言及しなかった。例えば歩行コース中に、短時間の上り坂や平坦地が存在する場合には、下り坂における歩行衝撃や身体への負荷を推定する際の精度を高めるため、歩行衝撃データとして記憶しない（すなわち、除外する）ようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態や具体例においては、歩行センサ１００に備えられる高度計測手段として、気圧計測部１４０を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明に適用される高度計測手段は、少なくとも歩行中のユーザＵＳの現在の歩行地点の高度（標高）を検出することができるものであれば、他の構成を適用するものであってもよい。例えば、高度計測手段として、ＧＰＳ（全地球測位システム；Global Positioning System）を利用して、現在位置の高度の値を取得するものであってもよいし、高度情報を含む地図情報を予め記憶しておいて、ＧＰＳや自律航法により取得された現在の位置情報に基づいて、高度の値を取得するものであってもよい。また、スマートフォン等のＧＰＳを内蔵する携帯機器や地図情報を利用可能な携帯機器と連携して、これらの機器において計測された高度データを無線通信等を介して受信して、現在の歩行地点の地形のの判定に使用するものであってもよい。
【００５９】
ところで、一般に登山やハイキング等においては、携行品の重量を極力減らす必要があるため、運動支援装置は小型軽量で、省電力であることが好ましい。これに対して、ＧＰＳを適用した場合には消費電力が増加する傾向があり、また、地図情報を適用する場合には大容量のメモリが必要になるため、装置が大型化する傾向がある。また、他の携帯機器と連携する場合には携行品が増加することになる。このような観点からすると、上述した実施形態に示したように、歩行センサ１００に備えられた気圧計測部１４０を用いて高度を計測する手法を適用する方が、小型軽量で省電力の装置を実現するためには好ましい。
【００６０】
また、上述した実施形態においては、歩行センサ１００としてベルト部１０２により人体の腰部に巻き付けて固定する構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、少なくとも歩行中に人体に加わる上下方向の加速度（又は、歩行衝撃）を精度良く計測することができるものであればよく、例えば、機器本体１０１に設けられたクリップや面ファスナー等により腰部やその近傍の衣類やベルト等に装着するものであってもよい。また、本発明は、胸部装着型の心拍計（ハートレートモニタ）に上述した機器本体１０１の構成を内蔵させて、人体の胸部に装着するものであってもよい。さらに、本発明は、歩行時に携行するリュックやバッグ、着用した衣類（例えばズボン）のポケット等に収納して使用するものであってもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態においては、運動支援情報の報知手段として、イヤーピース２００を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明に適用される報知手段は、少なくとも歩行センサ１００により判定された下り坂における歩行衝撃を緩和するように、歩き方を誘導する運動支援情報をユーザＵＳに報知するものであればよい。
【００６２】
したがって、報知手段として、聴覚を通して音声メッセージやアラーム音等により運動支援情報を報知する手法に替えて、又は、この手法に加えて、視覚や触覚を通して運動支援情報そのものや、その補助的な情報を報知するものであってもよい。具体的には、音響部や表示部、振動部（バイブレータ）のうち少なくとも一つを備えた携帯電話機、スマートフォン、腕時計型やリストバンド型、ネックレス型、スポーツグラス（眼鏡）型の端末機器を適用することができる。本発明は、このような端末機器において、上述した音声メッセージやアラーム音を発生させるものであってもよいし、音声メッセージやアラーム音に替えて、又は、音声メッセージやアラーム音に加えて、表示部に音声メッセージと同等の文字情報や画像情報を表示させるものであってもよい。また、振動部を所定の振動パターンで振動させることにより運動支援情報を報知するものであってもよいし、上述した表示部への運動支援情報の表示に加えて、当該運動支援情報が表示部に表示されたことを振動によりユーザＵＳに報知するものであってもよい。
【００６３】
また、上述した実施形態及び具体例においては、歩行コースとして登山やハイキング等を対象にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、少なくとも上りや下りの坂道を含むコースを接地、離地を繰り返しながら移動するものであれば、散歩やウォーキング、ジョギング等であっても良好に適用することができる。
【００６４】
以上、本発明のいくつか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るものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００６５】
（付記）
［１］
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定する地形判定部と、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測する衝撃計測部と、
前記衝撃計測部により計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定する衝撃判定部と、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知する報知部と、
を有することを特徴とする運動支援装置である。
【００６６】
［２］
前記地形判定部は、更に、前記地形が上り勾配を有する地形であるか平坦地形であるかを判定し、
前記衝撃計測部は、前記地形判定部が判定した前記地形に応じて前記衝撃の値を計測し、計測した前記衝撃の値を記憶している衝撃記憶部を有していることを特徴とする［１］に記載の運動支援装置である。
【００６７】
［３］
前記衝撃判定部は、
前記衝撃記憶部に前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記衝撃の第１の値が記憶されているとき、前記第１の値を前記所定値として、前記判定を行い、
前記衝撃記憶部に、前記地形が前記平坦地形であるときの前記衝撃の第２の値が記憶されていて、前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記第１の値が記憶されていないとき、前記第２の値を所定係数倍した値を前記所定値として、前記判定を行うことを特徴とする［２］に記載の運動支援装置である。
【００６８】
［４］
前記報知部は、前記運動支援情報を音情報として発して、該音情報を前記利用者に提供する音響装置を有していることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の運動支援装置である。
【００６９】
［５］
前記地形判定部は、前記利用者が移動している間の前記利用者がいる地点の高度の変化に基づいて、前記地形を判定することを特徴とすることを特徴とする［１］又は［２］に記載の運動支援装置である。
【００７０】
［６］
前記地形判定部は、前記利用者がいる地点の気圧を計測する高度検出部を有し、前記高度検出部により計測された前記気圧の値に基づいて前記高度を検出することを特徴とする［５］に記載の運動支援装置である。
【００７１】
［７］
前記衝撃計測部は、前記加速度を検出する加速度検出部を備え、前記利用者の一歩ごとの前記加速度の最大値を前記衝撃の値として計測することを特徴とする［１］乃至［６］のいずれかに記載の運動支援装置である。
【００７２】
［８］
前記衝撃計測部は、前記加速度の最大値の所定の期間における平均値を計算して、前記平均値を前記衝撃の値とすることを特徴とする［７］に記載の運動支援装置である。
【００７３】
［９］
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定し、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測し、
計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定し、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知する、
ことを特徴とする運動支援方法である。
【００７４】
［１０］
前記地形の判定において、更に、前記地形が上り勾配を有する地形であるか平坦地形であるかを判定し、
前記衝撃の値の判定において、
前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記衝撃の第１の値が衝撃記憶部に記憶されているとき、前記第１の値を前記所定値として、前記判定を行い、
前記地形が前記平坦地形であるときの前記衝撃の第２の値が前記衝撃記憶部に記憶されていて、前記地形が前記上り勾配を有する地形であるときの前記第１の値が前記衝撃記憶部に記憶されていないとき、前記第２の値を所定係数倍した値を前記所定値として、前記判定を行うことを特徴とする［９］に記載の運動支援方法である。
【００７５】
［１１］
前記運動支援情報として、前記利用者の身体に加わっている前記衝撃の値を前記所定値より小さくするように前記利用者を促す情報を報知することを特徴とする［９］又は［１０］に記載の運動支援方法である。
【００７６】
［１２］
コンピュータに、
移動中の利用者が現在いる地点の地形が下り勾配を有する地形であるか否かを判定させ、
前記地形が前記下り勾配を有する地形であると判定されたときに、移動中に前記利用者の身体に加わっている衝撃の値を計測させ、
計測された前記衝撃の値が所定値を越えているか否かを判定させ、
前記衝撃の値が前記所定値を越えているときに、前記利用者に、前記衝撃を減少させるように促す運動支援情報を報知させる、
ことを特徴とする運動支援プログラムである。
【符号の説明】
【００７７】
１００    歩行センサ
１０１    機器本体
１１０    加速度計測部
１２０    歩行衝撃計測部
１３０    歩行衝撃記憶部
１４０    気圧計測部
１５０    上り下り判定部
１６０    歩行衝撃比較部
１７０    判定部
１８０    メッセージ作成部
１９０    送信部
２００    イヤーピース
２１０    受信部
２２０    音声報知部
ＵＳ      ユーザ
【図１】
2015054010.tif 000003
【図２】
2015054010.tif 000004
【図３】
2015054010.tif 000005
【図４】
2015054010.tif 000006
【図５】
2015054010.tif 000007
【図６】
2015054010.tif 000008