(57)【要約】      （修正有）【課題】行動検知装置の装着後において装着位置が変化するような場合において、動的に加速度データの補正を行い、より正確に装着者の行動の検知を行うことができる行動検知装置を提供する。【解決手段】行動検知装置１００は、各加速度を表わすデータを収集して評価部４０２に出力する加速度センシング部４０１、装着者の行動や姿勢の判定を行なう評価部４０２、機器と装着面にずれが生じた場合に移動量を検出する移動量検出部４０３、装着位置に対応する行動や姿勢の判定に使用するパラメータを補正すると共に、検出される回転角を用いて加速度データの補正を行う補正部４０４、パラメータに関する情報を記憶するパラメータ記憶部４０５、移動量検出部４０３により検出された結果から回転角度を判定して補正部４０４に送信する移動量判定部４０６、及び装着者への装着状態を検出する装着検出部４０７を備える。【選択図】図４
2005172625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身を装着した動体の行動又は姿勢を検知する行動検知装置であって、
装着位置の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記移動量検出手段における検出結果に基づいて当該行動検知装置の中心点を中心とした回転角の検出を行う回転角検出手段と、
前記動体についての加速度データを測定する加速度測定手段と、
前記回転角検出手段における検出結果に基づいて、測定された前記加速度データの補正を行う補正手段とを備える
ことを特徴とする行動検知装置。
【請求項２】
前記移動量検出手段は、当該行動検知装置と前記動体の装着面との間の移動方向、移動距離、及び移動角の少なくとも１つの値を検出し、
前記回転角検出手段は、当該値を用いて前記回転角の検出を行う
ことを特徴とする請求項１記載の行動検知装置。
【請求項３】
前記回転角検出手段は、さらに、当該装置の前記中心点を中心とした水平方向の回転角である第一回転角、及び前記中心点を中心とした垂直方向の回転角である第二回転角の検出を行い、
前記加速度測定手段は、動体の行動について上下方向、左右方向、及び前後方向の３軸方向の加速度データの測定を行い、
前記補正手段は、前記第一回転角及び前記第二回転角を代入した三角関数を用いて前記３軸方向の加速度データの補正を行う
ことを特徴とする請求項１記載の行動検知装置。
【請求項４】
前記補正手段は、さらに、三角関数に前記第一回転角及び前記第二回転角を代入した値と、前記３軸方向の加速度データとを乗じて分力を求め、当該分力を加算することにより前記補正を行う
ことを特徴とする請求項３記載の行動検知装置。
【請求項５】
前記補正手段は、さらに、前記回転角検出手段における回転角の検出結果に基づいて、前記加速度測定手段における前記３軸方向の方向軸パラメータを回転させることにより前記補正を行う
ことを特徴とする請求項３記載の行動検知装置。
【請求項６】
前記回転角検出手段は、前記動体の胴囲及び前記移動量検出手段において検出される左右方向の移動距離に基づいて前記第一回転角の判定を行う
ことを特徴とする請求項３記載の行動検知装置。
【請求項７】
前記移動量検出手段は、少なくともＣＣＤ素子及びＬＥＤを備える画像処理部、又はロータリエンコーダのいずれかである
ことを特徴とする請求項１記載の行動検知装置。
【請求項８】
前記行動検知装置は、さらに、
前記動体への装着の検知を行う装着検知手段を備え、
前記移動量検出手段は、前記装着検知手段により前記装置の装着を検知した後に前記移動量の検出を行う
ことを特徴とする請求項１記載の行動検知装置。
【請求項９】
前記装着検知手段は、距離センサである
ことを特徴とする請求項８記載の行動検知装置。
【請求項１０】
前記行動検知装置は、さらに、
前記補正手段における補正後の加速度データに基づいて前記動体の行動を評価する評価手段を備え、
前記評価手段は、前記加速度データを用いて前記動体の歩行、着座、起立の動作の評価を行う
ことを特徴とする請求項１記載の行動検知装置。
【請求項１１】
前記行動検知装置は、さらに、
ユーザから当該装置を装着した場所に関する指示を受け付ける指示受付手段と、
前記指示受付手段において受け付けられた指示に基づいて、前記加速度センサに係る各方向を表わす方向軸パラメータを補正する第２補正手段とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の行動検知装置。
【請求項１２】
前記行動検知装置は、さらに、
前記移動量検出手段において、予め定めた移動量以上の移動量が検出された場合に前記動体に対して警告音を発する警告手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載の行動検知装置。
【請求項１３】
自身を装着した動体の行動又は姿勢を検知する行動検知方法であって、
装着位置の移動量を検出する移動量検出ステップと、
前記移動量検出ステップにおける検出結果に基づいて当該行動検知装置の中心点を中心とした回転角の検出を行う回転角検出ステップと、
前記動体についての加速度データを測定する加速度測定ステップと、
前記回転角検出ステップにおける検出結果に基づいて、測定された前記加速度データの補正を行う補正ステップとを含む
ことを特徴とする行動検知方法。
【請求項１４】
自身を装着した動体の行動又は姿勢を検知する行動検知方法に用いるプログラムであって、
装着位置の移動量を検出する移動量検出ステップと、
前記移動量検出ステップにおける検出結果に基づいて当該行動検知装置の中心点を中心とした回転角の検出を行う回転角検出ステップと、
前記動体についての加速度データを測定する加速度測定ステップと、
前記回転角検出ステップにおける検出結果に基づいて、測定された前記加速度データの補正を行う補正ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
自身を装着した動体の行動又は姿勢を検知する行動検知装置とネットワークを介して接続される端末装置とからなる行動検知システムであって、
前記行動検知装置は、
装着位置の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記移動量検出手段における検出結果に基づいて当該行動検知装置の中心点を中心とした回転角の検出を行う回転角検出手段と、
前記動体についての加速度データを測定する加速度測定手段と、
前記回転角検出手段における検出結果に基づいて、測定された前記加速度データの補正を行う補正手段と、
前記補正手段における補正結果を送信する送信手段とを備え、
前記端末装置は、
前記送信手段から送信される補正結果を受信する受信手段を備える
ことを特徴とする行動検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動体の行動や姿勢を検知する行動検知装置に関し、特に、装着後に当該装置の装着位置がずれるような場合においても、正確に行動の検出を行うことができる行動検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高齢化社会の到来という背景の下、高齢者の介護が注目されている。特に、高齢者や痴呆症患者の行動を正確に把握することは、介護を行なう上で大変重要視され、様々な技術の提案がなされている。さらに、これらの高齢者等の行動を追跡し、異常行動を行なった場合には、本人や介護人等にその状況を通報する手段は、介護の観点から不可欠であると考えられる。また、高齢者に限らず、人の行動や姿勢を計測したり解析したりすることで、その行動パターンを把握することができれば、照明や空調についてより快適な制御を行なったり安全に動作させることが可能となり、生活環境の改善を図ることができる。
【０００３】
そして、人に限らず、動物や機械においても、行動や動作等を計測することは有効である。例えば、動物の場合は、いままで解らなかった生態の研究に用いることが可能であり、機械の場合は、状態や動作を計測することができれば、効率よく安全に稼動させることができ、生産活動等の観点から大変有効である。
【０００４】
ところで、動作や姿勢を検出する方法としては、古くは歩数計や水銀スイッチ等を用いて、静止状態と動作状態を判別する方法が提案されている。最近では、種々の高性能な加速度センサやジャイロセンサ（角加速度センサ）が開発され、それらを用いて歩行状態、体の傾き、歩く方向等を検出する装置や方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。尚、この特許文献１においては、人間の状態を人間の生理状態を考慮して得るためのシステムが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１１９４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、行動検知装置を長時間連続して使用した場合や装着者が当該装置を装着した状態で行動や姿勢を変化させる場合において、行動検知装置の装着位置がずれるようなことは往々にして生じることが予測される。そして、このように、装着者の行動途中や姿勢変化途中における行動検知装置の位置ずれが起こった場合においては、上述の従来の行動及び姿勢を評価する装置においては行動及び姿勢の検知の精度が徐々に低くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、動体における装置の装着後に装着位置が変化した場合においても、動体の行動や姿勢の判定を精度よく行うことができる行動検知装置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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明に係る行動検知装置は、［請求項１］。
従って、行動検知装置は、当該装置の移動量及び回転角を検出することにより、補正手段において加速度測定手段において測定される加速度データを補正することができるために、たとえ装着後において当該装置の装着位置が変化したような場合においても、加速度データを正確に測定できる。
【０００８】
また、本発明に係る行動検知装置は、［請求項３］、より好ましくは［請求項４］。
従って、本発明の行動検知装置においては、回転角検出手段において第一回転角及び第二回転角を検出して、これらを代入した三角関数の値を用いて補正手段において３軸方向の加速度データの分力を算出するため、より的確な加速度データの検出を行うことが可能となり、動体の行動や姿勢の検知をより精度よく行うことができる。
【０００９】
さらに、本発明に係る行動検知装置は、［請求項８］。
従って、本発明に係る行動検知装置は、装着検知手段において装着時を検出して、その時点からの補正を行うために、より正確に行動の検知を行うことが可能となる。
尚、前記目的を達成するために、本発明は、前記行動検知装置の特徴的な構成手段をステップとする行動検知方法としたり、それらのステップを全て含むプログラムとして実現することもできる。そして、そのプログラムは、行動検知装置が備えるＲＯＭ等に格納しておくだけでなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体や通信ネットワークを介して流通させることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る行動検知装置においては、装着後に装着位置の位置ずれが生じた場合であっても、補正部において適切に加速度データの補正を行なうことができ、加速度センサを用いて行動及び姿勢を計測する際の誤判定を低減させて、より精度の高い行動の検知を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
最初に、実施の形態１に係る行動検知装置の説明を行う。尚、この行動検知装置は、装着後に当該装置の位置ずれが生じるような場合においても、適切に加速度データの補正を行い、より精度の高い行動検知を行うことができることを特徴とする。
【００１２】
図１は、本実施の形態１における行動検知装置１００の外観図である。この行動検知装置１００は、内蔵する加速度センサを利用して、この装置を装着した人（以下、「装着者」という。）の行動や姿勢を特定するための装置である。行動検知装置１００は、名刺サイズのやや薄い直方体状（例えば、５ｃｍ（縦）×８ｃｍ（横）×１．５ｃｍ（厚さ））の形状を有しており、液晶パネル１０２、スピーカ１０４及びＬＥＤ１０５を備えている。
【００１３】
尚、行動検知装置１００は、例えば、ベルトに通して固定することにより人体に装着させるための固定用バンド１０６を備えている。
液晶パネル１０２は、パラメータの補正が行われた履歴やエラーメッセージの表示を行なう。ここで、「パラメータの補正」とは、行動検知装置１００に内蔵されている各加速度センサの方向と装着者における基準の方向（例えば、正面方向を装着者における基準の方向とする）との関係を明確にすることをいう。従って、行動検知装置１００の装着位置が変化する毎に、前記補正を実施する必要がある。
【００１４】
スピーカ１０４は、装着位置が初期の状態から大きく変動した場合に警告を発するための音声を出力する。また、それに加えて再装着を促すような音声を出力するようにしても良い。
【００１５】
次に、行動検知装置１００における移動量検出のための処理部の説明を行う。
図２は、図１における行動検知装置１００を背面から見た図である。図２（ａ）においては、行動検知装置１００の人体への装着面にはＬＥＤ２０２及びＣＣＤ素子２０１が装備されている。
【００１６】
ＣＣＤ素子２０１は、人体への装着面を常時撮像し、ＬＥＤ２０２は、ＣＣＤ素子２０１の撮像面の輝度を一定に保つため、撮像面を照射するように配置される。従って、ＬＥＤ２０２はＣＣＤ素子２０１の撮像面を照射し、装着時における外光が入射しない条件においても的確に画像処理を行うことができる。そして、ＣＣＤ素子２０１は、ミクロ的に表面の凹凸である特徴点を見つけ、この特徴点の移動量を検出する。尚、ＣＣＤ素子２０１、ＬＥＤ２０２を用いた移動量検出の方法は、例えばＰＣに使用されるマウスとして使用されている一般的な方法である。
【００１７】
また、人体が行動検知装置１００を装着してそのまま活動を行うと、急激な動作や長期間の装着等に伴い、初期の装着面に対し、水平方向、垂直方向、或いは回転方向に装置がずれることが起こり得ることが予測される。従って、本実施の形態１に係る行動検知装置１００においては、ＣＣＤ素子２０１により人体への装着面を常時撮像して、装置に内蔵したＣＰＵにより画像処理を行い、逐次、行動検知装置１００の移動方向、移動距離、回転方向、回転角等の移動量を判定する。その結果に基づいて、後述するような各種パラメータを動的に補正して、常に装着状態に基づいた正しいパラメータにより人体の姿勢を判定する。
【００１８】
尚、行動検知装置１００の装着を検知してから前記の補正を行うようにすると、行動検知装置１００が装着されていない場合における外乱光の影響による誤検知を防ぐことができるようになる。このため、図２（ｂ）に示したように、ＬＥＤ２０２及びＣＣＤ素子２０１と共に距離センサ２０３を行動検知装置１００の背面に備えた構成にし、距離センサ２０３によって人体との接近を検知し、行動検知装置１００に内蔵したＣＰＵにより装置が装着されたと判定する。このようにして行動検知装置１００が装着されたと判定されてから移動量検出部４０３における補正を行う。また、この時に行動検知装置１００が装着されたと判定された場合にＣＣＤ素子２０１及びＬＥＤ２０２の電源を入れるようにし、装着されたと判定されてない場合には電源を入れないよう電源を制御すると、余計な電力消費を抑えることができ、行動検知装置１００の小型化及び長時間駆動を実現することができてなお良い。
【００１９】
また、図２（ｃ）は、行動検知装置１００を背面から見た図である。行動検知装置１００の人体への装着面にはＣＣＤ素子２０１が２つ装備されている。それぞれのＣＣＤ素子２０１は行動検知装置１００の中心点Ａに対して点対称の位置に存在される。尚、ＣＣＤ素子２０１は装置の中心点Ａからなるべく離れた位置に配置すると良い。
【００２０】
人体が行動検知装置１００を装着してそのまま活動を行い、行動検知装置１００の回転方向に装置がずれた場合、図２（ｃ）の構成によって回転角を検出することができる。まず、２つ装備したＣＣＤ素子２０１のそれぞれが検出したそれぞれの移動ベクトル（予め定められた単位時間における移動軌道の向き）を判定する。それらが逆のベクトル方向を指向している場合には、人体の装着面に対して行動検知装置１００が、中心点Ａを中心として回転していることとなる。この判定情報に基づいて、装着時における回転方向の機器ずれを検知して加速度出力の補正を行うことができるようになる。
【００２１】
尚、ここで、移動量の検出を行う手段として光学的なＣＣＤ素子２０１を用いたが、これ以外にも、力学的な物理量を検出するロータリーエンコーダ等を用いることも考え得る。この場合には、直角にロータリーエンコーダを配置し、その中央の、人体に接触する位置に、摩擦係数の高い球を配置する。もし装着位置が変化したら球が回転し、その回転方向によりロータリーエンコーダを回転させて移動量を検出する。
【００２２】
図３は、図１における行動検知装置１００に内蔵されている加速度センサ３００の構成例を示す図である。図３に示されるように、加速度センサ３００は、２軸の加速度センサ３０３及び３０４を２個用いることによって、３軸の加速度の検出を可能にしている。
そして、回路基板３０１に垂直な位置に回路基板３０２が固定され、それぞれの基板に同じ仕様のＩＣ型の加速度センサ３０３及び加速度センサ３０４が配置される。例えば、加速度センサ３０３にはＸ軸とＹ軸の加速度を検出させ、加速度センサ３０４にはＺ軸の加速度を検出させる。従って、図３に示されるように、加速度センサ３０４においては、破線で示した軸である１つの軸の出力は利用しないこととなる。
【００２３】
図４は、本実施の形態１における行動検知装置１００の機能構成を示すブロック図である。図４に示されるように、行動検知装置１００は、加速度センシング部４０１、評価部４０２、移動量検出部４０３、補正部４０４、パラメータ記憶部４０５、移動量判定部４０６、及び装着検出部４０７を備えている。
加速度センシング部４０１は、加速度センサ３００を備え、装着者の行動や姿勢における左右方向、前後方向及び上下方向の各加速度を表わすデータを収集して補正部４０４等に出力する。
【００２４】
評価部４０２は、各方向における加速度が変化するパターンから装着者の現在の行動や姿勢の判定を行なう。前記判定は、例えば、「一定時間以上一定周期の大きな振幅を持つパターンが、上下方向の加速度データに出現する」場合は、「歩行」であると判定し、「周期性がなく瞬間的に大きな振幅変化が、上下方向、かつ前後方向の加速度データに現れ、その後、一定時間以上、各方向の加速度データに大きな変化がない」場合は、「着座」や「起立」という行動があったとする判定である。ここで、前記判定においては、判定精度の向上のために、予め設定されている判定基準に対して、実際の装着位置に応じたパラメータの補正を行なう必要がある。
【００２５】
移動量検出部４０３は、図２のＣＣＤ素子２０１に対応する部分であり、機器と装着面にずれが生じた場合に移動量である移動方向、移動距離、回転方向、回転角を検出する。
移動量判定部４０６は、移動量検出部４０３により検出された結果から装着位置、装着角度を判定して、これらの情報を補正部４０４に送信する。
補正部４０４は、移動量判定部４０６から装着位置を表わす情報を受信すると、装着位置に対応する行動や姿勢の判定に使用するパラメータを補正し、評価部４０２に出力する。また、移動量判定部４０６において判定される回転角を用いて、加速度センシング部４０１において検出される各方向の加速度データの分力を算出すると共に、各分力の和を計算して補正後の加速度の算出を行う。
【００２６】
パラメータ記憶部４０５は、ＲＡＭ等で構成される記憶装置であり、評価部４０２が使用するパラメータやパラメータに関する情報を記憶する。
装着検出部４０７は、距離センサ２０３を備え、行動検知装置１００の装着者への装着状態のON/OFFを検出する。
尚、図４には示していないが、行動検知装置１００は、各部における処理タイミング等の制御を行なう制御部である、例えば、ＲＯＭやＲＡＭ等を備えるＣＰＵを備えていることは言うまでもない。
【００２７】
次に、本実施の形態１における方向軸パラメータについて説明すると、図５は、装着者５００が行動検知装置１００を「左腰」に装着した様子を示す図である。このように、装着者５００が行動検知装置１００を左腰に装着した場合は、加速度センサのＸ軸は左右方向、Ｙ軸は前後方向、Ｚ軸は上下方向をそれぞれ表わす。
そして、本発明においては、移動量検出部４０３において機器の位置ずれが検出されると、それに伴いＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の加速度の補正計算を行う。
【００２８】
図６は、本実施の形態１に係る姿勢検出装置１００の全体の動作手順を示すフローチャートである。
最初に、行動検知装置１００においては、装着者に装着されたか否かを装着検出部４０７により判定する（Ｓ６０１）。
そして、装着検出部４０７において装着が検出される場合においては（Ｓ６０１でＹ）、移動量検出部４０３、移動量判定部４０６等の他の処理部に電源が投入され、補正手段の起動が行われる（Ｓ６０２）。
【００２９】
次に、移動量検出部４０３において移動量の検出を行い、例えば、移動量検出部４０３において検出された移動量が所定の閾値に達している場合においては、補正部４０４における補正が必要となるか否かの判定を行い（Ｓ６０３）、移動量判定部４０６において機器ずれ等により加速度の補正計算が必要であると判定される場合においては（Ｓ６０３でＹ）、補正部４０４はセンサパラメータの補正を行う（Ｓ６０４）。このセンサパラメータの補正は、後述の図７から１０において説明するが、行動検知装置１００の回転角を検出して各軸方向の加速度データの分力を算出することにより行う。
【００３０】
最後に、方向軸の補正を評価部４０２に渡して行動を評価すると共に、加速度センシング部４０１において検出される加速度の加速度データの収集を継続して（Ｓ６０５）、行動検知の終了まで一連の処理を行う。
【００３１】
図７は、装着者が行動検知装置１００を装着した様子を示す図である。
図７（ａ）に示される図では、装着者が行動検知装置１００を右腰に装着した様子を示しており、図３における加速度センサ３００においてＸ軸が左右方向、Ｙ軸が前後方向、Ｚ軸が上下方向をそれぞれ表す。この状態が初期の装着状態だとして、長期間装着を続けた場合には、行動検知装置１００の装着角度が身体の左右軸を中心として回転してしまうような場合が考えられる。そして、例えば、回転した場合の一例として、身体の左右軸に対して時計回りと反対方向に４５°だけ本装置が回転した場合を想定し、そのときの装着状態を図７（ｂ）に示す。
【００３２】
また、図７（ａ）及び（ｂ）の右に示す他グラフは、それぞれの装着状態においての前方方向に歩行を行った場合における加速度センサ３００におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の加速度出力を示す。この図を見ると分かるように、行動検知装置１００が人体装着面に対して図７（ｂ）の状態になった場合には、加速度センシング部４０１において、歩行に伴う前方向への推進力を反映するよう前後方向の加速度成分がＹ軸とＺ軸の両方で検出されると共に、Ｙ軸の変動絶対値は小さくなってしまう。
【００３３】
このため、装着状態が図７（ｂ）の状態を維持しているとして前後方向の加速度成分を評価した場合、誤った加速度の評価をしたことになってしまう。例えば、歩行状態の一つの評価要素として前方向の推進に伴う加速度を評価したい場合には、加速度センシング部４０１においてＹ軸の加速度だけを評価した場合には正しく判定することができないということとなる。
【００３４】
そこで、本発明に係る行動検知装置１００は、図８に示すような加速度データの補正を行う。図８は、行動検知装置１００の補正部４０４における加速度データの補正法の一例を示す図である。尚、補正部４０４では、行動検知装置１００の中心点Ａを含む垂直方向の回転角を算出して、軸方向における分力を算出し、算出される分力の和を算出する。
【００３５】
図８に示す行動検知装置１００は、図２（ｃ）の裏面の構成を有しており、移動量判定部４０６において身体の垂直方向に対して回転した回転角を検出する。従って、装着位置が変化したような場合においても、補正部４０４は、検出した回転角に基づいて装着者の前後方向への加速度を以下の関係式（数１）により正しい加速度に補正算出できる。
【００３６】
（数１）
前後方向加速度＝（Ｚ軸における検知加速度×SINα°）＋（Ｙ軸における検知加速度×SINα°）
ここで、αは、図８に示すように、中心点Ａを含む垂直方向の端末回転角である。
このようにして補正部４０４で補正算出された人体前後方向の加速度を評価部４０２に渡すことにより、評価部４０２において正しく前後方向の加速度に関わる運動を評価することができるようになる。
【００３７】
図９は、装着者が行動検知装置１００を装着した際の上面図を示す。
図９（ａ）に示される図においては、装着者が行動検知装置１００を右腰に装着した場合を示しており、図３における加速度センサ３００においてＸ軸が左右方向、Ｙ軸が前後方向、Ｚ軸が上下方向をそれぞれ表す。この状態が初期の装着状態として、長期間装着を続けた場合において行動検知装置１００の装着位置が、人体の体軸を中心にして位置がずれて回転してしまう場合が考えられる。このように回転をした場合の一例として、人体の正面方向に対して右前に４５°だけ行動検知装置１００が回転した場合を考え、そのときの装着状態を図９（ｂ）に示す。
【００３８】
また、図９（ａ）及び図９（ｂ）の右に示したグラフは、前方方向に歩行を行った場合におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の加速度センサ３００における加速度出力をそれぞれ示す。この図を見ると分かるように、行動検知装置１００が人体装着面に対して図９（ｂ）の状態になった場合には、歩行に伴う前方向への推進力を反映する前後方向の加速度成分が、Ｙ軸とＸ軸の両方で検出されると共に、Ｙ軸の変動絶対値は小さくなってしまうこととなる。
【００３９】
このため、装着状態が図９（ｂ）の状態を維持しているとして前後方向の加速度成分を評価した場合には、評価部４０２において、誤った加速度の評価をしたこととなってしまう。例えば、歩行状態の一つの評価要素として前方向の推進に伴う加速度を評価したい場合には、Ｙ軸の加速度だけを評価した場合には正しく判定することができないということとなる。
【００４０】
そこで、図１０に示すように加速度データの補正を行う。図１０は、行動検知装置１００の補正部４０４における加速度データの補正法の一例を示す図である。
図１０に示した行動検知装置１００は、移動量判定部４０６において行動検知装置１００が身体に対してどれだけ移動したかを示す移動距離を検出する。また、予め人体の胴囲を測定して行動検知装置１００に入力しておく。そして、例えば、この移動距離を元に装着者の前後方向への加速度は以下の関係式（数２）により算出でき、この式を用いて補正部４０４が加速度データの補正を行うことにより常に行動検知装置１００における正しい前後方向の加速度を検出することができる。
【００４１】
（数２）
前後方向加速度＝（Ｚ軸における検知加速度×SINβ°）＋（Ｙ軸における検知加速度×SINβ°）
ここで、図１０に示すように、βは中心点Ａを含む水平方向の回転角である。
また、人体を円柱と仮定した場合には、胴囲と端末との移動量には以下の関係式が成立する。
【００４２】
（数３）
端末移動に伴い体軸に対して派生する角度＝３６０°×（端末の移動距離/胴囲）
これらの（数２）及び（数３）を使用することにより、端末移動に伴い体軸に対して発生する角度を考慮に入れた、加速度センシング部４０１における身体前後方向の加速度を算出することができる。
【００４３】
さらに、このようにして算出した身体前後方向の加速度を評価部４０２に渡すことにより、正しく前後方向の加速度に関わる運動を評価することができるようになる。尚、図７から図１０の説明においては前後方向の加速度データの補正を説明したが、上下方向及び左右方向の加速度も同様に求めることができる。
図１１は、本実施の形態１に係る行動検知装置１００における加速度データの補正計算の手順を示すフローチャートである。
【００４４】
最初に、加速度センシング部４０１においてＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における加速度を検知する（Ｓ１１０１）。
次に、移動量判定部４０６は、移動量検出部４０２において検出された移動量の情報を用いて中心点を含む垂直方向と水平方向の回転角の検出を行う（Ｓ１１０２）。
そして、補正部４０４において加速度センシング部４０１から取得する加速度データと、移動量判定部４０６から検出する回転角と上述の数１〜３に代入して、分力の和を算出することにより、補正後の新たな加速度データを取得できる（Ｓ１１０３）。
【００４５】
以上のように、本実施の形態１に係る行動検知装置１００は、移動量の検出を行う移動量検出部４０３と、移動量の情報を用いて装置１００の中心点Ａを含む回転角の検出を行う移動量判定部４０６、及び回転角の情報を用いて３軸の方向の加速データの補正計算を行う補正部４０４を備える。
従って、装着後に行動検知装置１００の装着者の動作等により、装着位置の位置ずれが生じるような場合においても、補正部４０４において加速度データの補正計算をして、正確な加速度データを収集して、評価部４０２において、より正確に行動や姿勢の検出を行うことができるようになる。
【００４６】
また、本実施の形態１に係る行動検知装置１００は、初期の装着状態の検出を行う装着検出部４０７を備えるために、装着開始を的確に検出した後に移動量検出部４０３において移動量の検出を開始するために、移動量の誤検出や補正部４０４における誤った補正を効果的に防止することができる。
尚、本実施の形態１の説明においては、補正部４０４は移動量判定部４０６において判定される回転角の情報を用いて３軸方向の加速度データの分力を算出しているが、本発明における補正はこれに限定されるものではない。例えば、補正部４０４は、回転角の情報を用いて加速度センサ３０３及び３０４の方向軸パラメータ自体を回転補正することも考え得る。
【００４７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る行動検知装置についての説明を行う。
図１２は、本実施の形態２における行動検知装置１００の外観図である。
この行動検知装置１００は、実施の形態１の構成に加え、ボタン類１２０１を備えている。
このボタン類１２０１は、行動検知装置１００が装着された位置を確定するために、装着者又はユーザ（介護人）から押下されるボタンである。例えば、行動検知装置１００が装着者の左腰に装着された場合は「左」ボタンが押下される。同様に、装着者の右腰に装着された場合は「右」ボタンが、装着者の腹部に装着された場合は「前」ボタンが、装着者の背中下部に装着された場合は「後」ボタンが、それぞれ押下される。
【００４８】
液晶パネル１０２は、パラメータの補正が行われた履歴や動作モード、エラーメッセージの表示を行なう。尚、ここでさらに補正トリガボタンを備え、補正期間を明示的に設定し、前記パラメータの補正を行うようにすることもできる。
図１３は、本実施の形態２における行動検知装置１００の機能構成を示すブロック図である。図１３に示されるように、行動検知装置１００は、実施の形態１の行動検知装置１００の構成に加えて、装着位置選択部１３０１を備える。
【００４９】
この装着位置選択部１３０１は、図１２のボタン類１２０１に対応する処理部であり、複数の装着位置の候補に対応づけられた複数のボタンスイッチを備え、装着者等が装着位置を決定した後にその位置に対応するボタンスイッチの押下を受け付けて装着位置の確定を行い、確定した装着位置を表わす情報を補正部４０４に送信する。
補正部４０４は、図４で示した機能に加え、装着位置選択部１３０１から装着位置を表わす情報を受信すると、装着位置に対応する行動や姿勢の判定に使用するパラメータをパラメータ記憶部４０５から読み出し、評価部４０２に出力する機能を有する。
【００５０】
これに伴い、パラメータ記憶部４０５は、評価部４０２が複数の装着位置候補における行動や姿勢を判定する際に使用するパラメータやパラメータに関する情報を記憶する機能も有する。
【００５１】
次に、本実施の形態２におけるパラメータについて説明する。
図１４は、装着者が行動検知装置１００を装着した様子を示す図である。
図１４（ａ）に示すように、装着者が行動検知装置１００を左腰に装着した場合は、前記図３における加速度センサのＸ軸は左右方向、Ｙ軸は前後方向、Ｚ軸は上下方向をそれぞれ表わす。この場合、装着者によって行動検知装置１００の装着位置が、ベルトに沿って腹部、右腰又は背中に移動された場合は、加速度センサのＸ軸及びＹ軸が表わす方向は変化する。
【００５２】
図１４（ｂ）は、各加速度センサの方向軸と加速度の正負の方向との関連を示すテーブルである。例えば、行動検知装置１００が基準位置となる「左腰」に装着された場合は、Ｘ軸（左右方向）の加速度データについては、右を正、左を負とし、Ｙ軸（前後方向）の加速度データについては、前を正、後ろを負とし、Ｚ軸（上下方向）の加速度データについては、上を正、下を負とすることを示している。また、同様に、行動検知装置１００が、腹部、右腰又は背中に装着された場合は、それぞれのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸が示す方向が異なる。
【００５３】
そして、本実施の形態２に係る行動検知装置１００においては、装着者が装着時においてボタン類１２０１から装着位置に適したボタンを選択して押すことにより、行動検知装置１００の初期段階での方向軸を正確に設定することが可能となる。
そして、行動検知装置１００の装着位置がずれると、回転角を検出して分力を算出し、補正部４０４においてＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の加速度データの補正計算を行うことは上述の実施の形態１に係る行動検知装置１００と同様である。
【００５４】
次に、本実施の形態２における行動検知装置１００の動作手順について説明する。
図１５は、実施の形態２に係る行動検知装置１００の全体動作の流れを示すフローチャートである。本実施の形態２においては、装着時点において、行動検知装置１００の装着位置の選択を行うことを特徴としている。
最初に、装着者に行動検知装置１００が装着されたか否かを装着検出部４０７により判定する（Ｓ１５０１）。
【００５５】
そして、装着検出部４０７において装着が検出される場合においては（Ｓ１５０１でＹ）、装着者は装着位置検出ボタンにより装着位置を確定して装着位置選択部１３０１において選択された装着位置を補正部４０４に送信する（Ｓ１５０２）。
また、移動量検出部４０３、移動量判定部４０６等の他の処理に電源が投入され、補正手段の起動が行われる（Ｓ１５０３）
次に、移動量検出部４０３において移動量の検出を行い、例えば、移動量検出部４０３において検出された移動量が所定の閾値に達している場合においては、補正部４０４における補正が必要となるか否かの判定を行い（Ｓ１５０４）、移動量判定部４０６において機器ずれ等により加速度の補正計算が必要であると判定される場合においては（Ｓ１５０４でＹ）、補正部４０４はセンサパラメータの補正を行う（Ｓ１５０５）。このセンサパラメータの補正は、実施の形態１と同様の方法である。
【００５６】
最後に、方向軸の補正を評価部４０２に渡して行動や動作の評価を行って、加速度センシング部４０１において検出される加速度の加速度データの収集を継続して（Ｓ１５０６）、行動検知の終了まで一連の処理を行う。
尚、行動検知装置１００において予め、補正時における装着者の行動パターンを決めて、この行動パターンについて補正用の加速度データを収集するステップを挟んでも良い。例えば、この場合、補正トリガ部等のボタンスイッチが押下された後の５秒間は右方向に動き、次の５秒間は前方向に動くことを決めて補正を行う等により行動パターンを決定することができる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態２における行動検知装置１００においては、装着位置選択部１３０１を介して装着者等から押下されたボタンに基づいて、補正部４０４が、前記ボタンに対応する装着位置の上下、左右、前後方向の方向軸パラメータをパラメータ記憶部４０５から読み出し、評価部４０２に出力する。
評価部４０２は、加速度センシング部４０１から入力された加速度データと読み出されたパラメータとを用いて、これを初期状態として装着者の行動や姿勢を正しい方向軸を設定することができる。
【００５８】
また、本実施の形態２に係る行動検知装置１００においては、装着者の行動により装着位置が変更するような場合においても、移動量検出部４０３及び移動量判定部４０６を介して補正部４０４において動的にパラメータを変動して、評価部４０２において、より高精度に行動の評価を行うことが可能となる。
尚、本発明に係る行動検知装置１００は、さらに、移動量検出部４０３において予め定めた位置移動量以上の移動量が検出された場合において、装着者に警告を発する警告部を備えることも考え得る。このため、警告部からの警告を感知した装着者は再度行動検知装置１００を正しい位置に再装着するように促すことが可能となり、より正確なデータ収集を行うことが可能となる。
【００５９】
また、行動検知装置１００は、補正部４０４においる補正結果を他の端末装置にネットワークを介して送信する送信部を備えることもできる。そして、他の端末装置が評価部を備えることにより、遠隔地においても装着者の行動や動作の正しい評価を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る行動検知装置は、行動や姿勢を検出する必要がある患者等の動体に装着して用いることができ、特に、その行動パターンを評価することが必要な病院、診療所、若しくは家庭内等において患者に装着して用いられる姿勢感知装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施の形態１における行動検知装置の外観図である。
【図２】図１における行動検知装置を背面から見た図である。
【図３】図１における行動検知装置に内蔵されている加速度センサの構成例を示す図である。
【図４】実施の形態１における行動検知装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】装着者が行動検知装置を「左腰」に装着した様子を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る姿勢検出装置の全体の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】装着者が行動検知装置を右腰に装着した様子を示す。
【図８】行動検知装置の補正部における加速度データの補正法の一例を示す図である。
【図９】装着者が行動検知装置を装着した様子を示す図である。
【図１０】行動検知装置の補正部における加速度データの補正法の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る行動検知装置における加速度データの補正計算の手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態２における行動検知装置の外観図である。
【図１３】実施の形態２における行動検知装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】装着者が行動検知装置を装着した様子を示す図である。
【図１５】実施の形態２に係る行動検知装置の全体動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１００  行動検知装置
１０２  液晶パネル
１０４  スピーカ
１０５  ＬＥＤ
１０６  固定用バンド
２０１  ＣＣＤ素子
２０２  ＬＥＤ
２０３  距離センサ
３０１  回路基板
３０２  回路基板
３０３  加速度センサ
３０４  加速度センサ
４０１  加速度センシング部
４０２  評価部
４０３  移動量検出部
４０４  補正部
４０５  パラメータ記憶部
４０６  移動量判定部
４０７  装着検出部
１２０１  ボタン類
１３０１  装着位置選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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