(57)【要約】【課題】歩行者の歩行時の生理的および物理的な身体負荷の指標である歩行負担度を精度よく推定できる歩行負担度算出装置などを提供する。【解決手段】ユーザの心拍数または脈拍数である拍数を取得する拍数取得部１０４と、ユーザの歩行時における歩行速度を取得する歩行速度取得部３０３と、ユーザの体重を取得する体重取得部１０２ａと、所定の関係式を用いて、ユーザの歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する歩行負担度算出部１０５と、を備える。【選択図】図９
2017042594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの心拍数または脈拍数である拍数を取得する拍数取得部と、
前記ユーザの歩行時における歩行速度を取得する歩行速度取得部と、
前記ユーザの体重を取得する体重取得部と、
以下の（式１）を用いて、前記ユーザの前記歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する歩行負担度算出部と、を備える
歩行負担度算出装置。
【数１】
2017042594.tif 000006
τ：歩行負担度
ＨＲｗ（ｔ）：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの歩行時の第ｔ期間における拍数（ｔは１以上の整数）であり、前記歩行の期間はｎ個期間に分割され、前記ｎ個期間は前記第ｔ期間を含み、前記ｎ個期間の各々は所定時間期間であり、
ＨＲｒ：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの安静時の所定時間当たりの拍数
ｍ：前記体重取得部により取得された、前記ユーザの体重
ｖ（ｔ）：前記歩行速度取得部により取得された、前記ユーザの前記第ｔ期間における歩行速度
ｎ：１以上の整数
【請求項２】
前記歩行負担度算出部により算出された前記歩行負担度をユーザに提示する提示部をさらに備える
請求項１に記載の歩行負担度算出装置。
【請求項３】
前記歩行負担度算出装置は、さらに、
前記ユーザの身長を取得する身長取得部と、
前記ユーザの歩行時の歩数を計測する歩数計測部と、
前記ユーザの歩行速度を算出する歩行速度算出部と、を備え、
前記歩行速度算出部は、
前記歩数計測部より計測される前記第ｔ期間の前記歩数を算出し、
前記身長取得部より取得される前記身長と、前記第ｔ期間の前記歩数とを用いて前記ユーザの歩行時の歩幅を算出し、
前記第ｔ期間の前記歩数と前記歩幅との積より、前記第ｔ期間の前記歩行速度を算出し、
前記歩行速度取得部は、前記歩行速度算出部により算出された前記歩行速度を取得する
請求項１または２に記載の歩行負担度算出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の歩行負担度算出装置と、
予め算出された、歩行負担度と最大酸素摂取量との関係と、前記歩行負担度算出装置より算出された前記歩行負担度とを用いて、前記ユーザの最大酸素摂取量を算出する最大酸素摂取量算出部と、を備える
最大酸素摂取量算出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の歩行負担度算出装置と、
予め算出された、歩行負担度と最大酸素摂取量との関係と、前記歩行負担度算出装置より算出された前記歩行負担度とを用いて、前記ユーザの最大酸素摂取量を算出する最大酸素摂取量算出部と、
前記最大酸素摂取量算出部により算出された前記最大酸素摂取量をユーザに提示する提示部を備える
最大酸素摂取量算出装置。
【請求項６】
歩行負担度算出装置の制御方法であって、
前記歩行負担度算出装置が備える拍数取得部が、ユーザの安静時における心拍数または脈拍数である拍数を取得し、
前記拍数取得部が、ユーザの歩行時における拍数である歩行時拍数を取得し、
前記歩行負担度算出装置が備える歩行速度取得部が、前記ユーザの前記歩行時における歩行速度を取得し、
前記歩行負担度算出装置が備える体重取得部が、前記ユーザの体重を取得し、
前記歩行負担度算出装置が備える歩行負担度算出部が、以下の（式１）を用いて、前記ユーザの前記歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する
制御方法。
【数２】
2017042594.tif 000007
τ：歩行負担度
ＨＲｗ（ｔ）：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの歩行時の第ｔ期間における拍数（ｔは１以上の整数）であり、前記歩行の期間はｎ個期間に分割され、前記ｎ個期間は前記第ｔ期間を含み、前記ｎ個期間の各々は所定時間期間であり、
ＨＲｒ：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの安静時の前記所定時間当たりの拍数
ｍ：前記体重取得部により取得された、前記ユーザの体重
ｖ（ｔ）：前記歩行速度取得部により取得された、前記ユーザの前記第ｔ期間における歩行速度
ｎ：１以上の整数
【請求項７】
歩行負担度算出装置において実行される制御用プログラムであって、
前記歩行負担度算出装置が備える拍数取得部が、ユーザの安静時における心拍数または脈拍数である安静時拍数を取得し、
前記拍数取得部が、ユーザの歩行時における拍数である歩行時拍数を取得し、
前記歩行負担度算出装置が備える歩行速度取得部が、前記ユーザの前記歩行時における歩行速度を取得し、
前記歩行負担度算出装置が備える体重取得部が、前記ユーザの体重を取得し、
前記歩行負担度算出装置が備える歩行負担度算出部が、以下の（式１）を用いて、前記ユーザの前記歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する
制御用プログラム。
【数３】
2017042594.tif 000008
τ：歩行負担度
ＨＲｗ（ｔ）：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの歩行時の第ｔ期間における拍数（ｔは１以上の整数）であり、前記歩行の期間はｎ個期間に分割され、前記ｎ個期間は前記第ｔ期間を含み、前記ｎ個期間の各々は所定時間期間であり、
ＨＲｒ：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの安静時の前記所定時間当たりの拍数
ｍ：前記体重取得部により取得された、前記ユーザの体重
ｖ（ｔ）：前記歩行速度取得部により取得された、前記ユーザの前記第ｔ期間における歩行速度
ｎ：１以上の整数
【請求項８】
所定時間における歩行時のユーザの拍数を取得する拍数センサと、
前記歩行時の前記ユーザの心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する算出回路とを備え、
前記算出回路は、
（ａ）前記ユーザの体重と、前記所定時間における前記ユーザの歩行速度と、安静時の前記ユーザの拍数と、前記所定時間における歩行時のユーザの拍数とを取得し、
（ｂ）前記ユーザの体重と、前記所定時間における前記ユーザの歩行速度とに基づいて、前記所定時間における運動エネルギー量を算出し、
（ｃ）前記安静時の前記ユーザの拍数と、前記所定時間における歩行中のユーザの拍数とに基づいて、前記所定時間における、前記安静時の拍数に対する前記歩行時の拍数の増加量の総和を算出し、
（ｄ）前記歩行負担度として、前記所定時間における運動エネルギーに対する前記拍数の増加量の総和の割合を算出する、
歩行負担度算出装置。
【請求項９】
前記所定時間における運動エネルギーに対する前記拍数の増加量の総和の割合を提示する提示部をさらに備える、
請求項８に記載の歩行負担度算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、歩行時の心拍数と歩行速度とを計測し、これに基づき歩行者の歩行負担度を算出する歩行負担度算出装置、最大酸素摂取量算出装置、制御方法および制御用プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウォーキングやジョギング等の手軽にできる運動で自己の健康管理を行う人々が増加している。それらの人々に対して、運動時の運動負荷を監視する目的で、胸バンド型の心拍計またはリストバンド型の脈拍計（以降、両者を包含して「拍数計」と言う。）が広く普及している。これにより、当該拍数計の使用者は、リアルタイムに検出された拍数をチェックすることで、自らの運動を適切な運動強度に調整することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１３４９９号公報
【特許文献２】特許第３６０８２０４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ａｓｔｒａｎｄ  ＰＯ，  Ｒｙｈｍｉｎｇ  Ｉ．，  “Ａ  ｎｏｍｏｇｒａｍ  ｆｏｒ  ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｅｒｏｂｉｃ  ｃａｐａｃｉｔｙ  ｆｒｏｍ  ｐｕｌｓｅ  ｒａｔｅ  ｄｕｒｉｎｇ  ｓｕｂｍａｘｉｍａｌ  ｗｏｒｋ”，  Ｊ  Ａｐｐｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ  １９５４，  ７，  ｐｐ．２１８  -２２１
【非特許文献２】Ｃａｈａｌｉｎ  ＬＰ，  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｔｈｅ  ｓｉｘ−ｍｉｎｕｔｅ  ｗａｌｋ  ｔｅｓｔ  ｐｒｅｄｉｃｔｓ  ｐｅａｋ  ｏｘｙｇｅｎ  ｕｐｔａｋｅ  ａｎｄ  ｓｕｒｖｉｖａｌ  ｉｎ  ｐａｔｉｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  ａｄｖａｎｃｅｄ  ｈｅａｒｔ  ｆａｉｌｕｒｅ”，  Ｃｈｅｓｔ．，  １９９６，  １１０，  ｐｐ．３２５-３３２
【非特許文献３】文部科学省、新体力テスト−有意義な活用のために、ぎょうせい、２０００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記拍数計では、歩行者の歩行時の歩行負担度を精度よく推定することは難しい。ここで、本明細書において「歩行負担度」とは、歩行者の歩行時における生理的な身体負荷を示す指標および物理的な身体負荷を示す指標である。生理的な身体負荷には、心拍または脈拍などが含まれる。一方、物理的な身体負荷を示す指標には、運動強度を示す指標、例えば歩行速度が含まれる。従って、前記拍数計では、歩行者の歩行時の生理的な身体負荷のみを推定しており、物理的な身体負荷を推定できていなかった。
【０００６】
本開示の非限定的で例示的な一態様は、歩行者の歩行時の歩行負担度を精度よく推定できる歩行負担度算出装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る歩行負担度算出装置は、ユーザの心拍数または脈拍数である拍数を取得する拍数取得部と、前記ユーザの歩行時における歩行速度を取得する歩行速度取得部と、前記ユーザの体重を取得する体重取得部と、以下の（式１）を用いて、前記ユーザの前記歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する歩行負担度算出部と、を備える。
【０００８】
【数１】
2017042594.tif 000003
τ：歩行負担度
ＨＲｗ（ｔ）：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの歩行時の第ｔ期間における拍数（ｔは１以上の整数）であり、前記歩行の期間はｎ個期間に分割され、前記ｎ個期間は前記第ｔ期間を含み、前記ｎ個期間の各々は所定時間期間であり、
ＨＲｒ：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの安静時の前記所定時間当たりの拍数
ｍ：前記体重取得部により取得された、前記ユーザの体重
ｖ（ｔ）：前記歩行速度取得部により取得された、前記ユーザの前記第ｔ期間における歩行速度
ｎ：１以上の整数
【０００９】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、方法、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムおよび非一時的な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性の記録媒体を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、歩行者の歩行時の生理的な身体負荷の指標および物理的な身体負荷の指標である歩行負担度を精度よく推定できる。本開示の一態様の付加的な恩恵及び有利な点は本明細書及び図面から明らかとなる。この恩恵及び／又は有利な点は、本明細書及び図面に開示した様々な態様及び特徴により個別に提供され得るものであり、その１以上を得るために全てが必要ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の実施の形態１における歩行負担度算出装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図２】歩行負担度を算出するための式１の各項の算出方法を説明するための図である。
【図３】持久力レベル群ごとの歩行負担度の推移を示す図である。
【図４】歩行負担度算出装置の事前処理動作を示すフローチャートである。
【図５】歩行負担度算出装置の計測処理動作を示すフローチャートである。
【図６】リストバンド型の歩行負担度算出装置の提示部の画面に表示される表示例を示す図である。
【図７】歩行負担度と最大酸素摂取量との関係を示す図である。
【図８】本開示の実施の形態２における最大酸素摂取量算出装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図９】本開示の実施の形態３における歩行負担度算出装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図１０】歩行負担度算出装置の処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示の一態様に係る歩行負担度算出装置は、ユーザの心拍数または脈拍数である拍数を取得する拍数取得部と、前記ユーザの歩行時における歩行速度を取得する歩行速度取得部と、前記ユーザの体重を取得する体重取得部と、以下の（式１）を用いて、前記ユーザの前記歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する歩行負担度算出部と、を備える。
【００１３】
【数２】
2017042594.tif 000004
τ：歩行負担度
ＨＲｗ（ｔ）：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの歩行時の第ｔ期間における拍数（ｔは１以上の整数）であり、前記歩行の期間はｎ個期間に分割され、前記ｎ個期間は前記第ｔ期間を含み、前記ｎ個期間の各々は所定時間期間であり、
ＨＲｒ：前記拍数取得部により取得された、前記ユーザの安静時の前記所定時間当たりの拍数
ｍ：前記体重取得部により取得された、前記ユーザの体重
ｖ（ｔ）：前記歩行速度取得部により取得された、前記ユーザの前記第ｔ期間における歩行速度
ｎ：１以上の整数
【００１４】
これによれば、歩行運動における身体状態の変化を客観的に、かつ、容易に把握できる。このため、歩行者の歩行時の生理的な身体負荷の指標および物理的な身体負荷の指標である歩行負担度を容易に算出できる。
【００１５】
また、例えば、前記歩行負担度算出装置は、さらに、前記歩行負担度算出部により算出された前記歩行負担度をユーザに提示する提示部を備えてもよい。
【００１６】
このため、算出された歩行負担度をユーザに知らせることができる。
【００１７】
また、例えば、前記歩行負担度算出装置は、さらに、前記ユーザの身長を取得する身長取得部と、前記ユーザの歩行時の歩数を計測する歩数計測部と、前記ユーザの歩行速度を算出する歩行速度算出部と、を備え、前記歩行速度算出部は、前記歩数計測部より計測される前記第ｔ期間の前記歩数を算出し、前記身長取得部より取得される前記身長と、前記第ｔ期間の前記歩数とを用いて前記ユーザの歩行時の歩幅を算出し、前記第ｔ期間の前記歩数と前記歩幅との積より、前記第ｔ期間の前記歩行速度を算出し、前記歩行速度取得部は、前記歩行速度算出部により算出された前記歩行速度を取得してもよい。
【００１８】
このため、ユーザの身長を取得していれば、ユーザの歩数を計測する歩数計測部のような簡易なセンサを設けるだけの構成で、ユーザの歩行速度を算出することができる。これにより、簡易な構成で歩行負担度算出装置を構成できる。
【００１９】
また、本開示の一態様に係る最大酸素摂取量算出装置は、上記の歩行負担度算出装置と、予め算出された、歩行負担度と最大酸素摂取量との関係と、前記歩行負担度算出装置より算出された前記歩行負担度とを用いて、前記ユーザの最大酸素摂取量を算出する最大酸素摂取量算出部と、を備える。
【００２０】
これによれば、歩行者の歩行時の生理的な身体負荷の指標および物理的な身体負荷の指標である歩行負担度を容易に算出できるため、歩行者の最大酸素摂取量を容易に算出できる。
【００２１】
また、本開示の一態様に係る最大酸素摂取量算出装置は、上記の歩行負担度算出装置と、予め算出された、歩行負担度と最大酸素摂取量との関係と、前記歩行負担度算出装置より算出された前記歩行負担度とを用いて、前記ユーザの最大酸素摂取量を算出する最大酸素摂取量算出部と、前記最大酸素摂取量算出部により算出された前記最大酸素摂取量をユーザに提示する提示部を備える。
【００２２】
このため、算出された最大酸素摂取量をユーザに知らせることができる。
【００２３】
本開示の他の一態様に係る歩行負担度算出装置は、所定時間における歩行時のユーザの拍数を取得する拍数センサと、前記歩行時の前記ユーザの心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する算出回路とを備え、前記算出回路は、（ａ）前記ユーザの体重と、前記所定時間における前記ユーザの歩行速度と、安静時の前記ユーザの拍数と、前記所定時間における歩行時のユーザの拍数とを取得し、（ｂ）前記ユーザの体重と、前記所定時間における前記ユーザの歩行速度とに基づいて、前記所定時間における運動エネルギー量を算出し、（ｃ）前記安静時の前記ユーザの拍数と、前記所定時間における歩行中のユーザの拍数とに基づいて、前記所定時間における、前記安静時の拍数に対する前記歩行時の拍数の増加量の総和を算出し、（ｄ）前記歩行負担度として、前記所定時間における運動エネルギーに対する前記拍数の増加量の総和の割合を算出する。
【００２４】
前記歩行負担度算出装置は、さらに、前記所定時間における運動エネルギーに対する前記拍数の増加量の総和の割合を提示する提示部を備えてもよい。
【００２５】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、方法、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムおよび非一時的な記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００２６】
以下本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、本開示の実施の形態１における歩行負担度算出装置１０の機能的な構成を示すブロック図である。
【００２８】
歩行負担度算出装置１０は、歩数計測部１０１と、ユーザ情報設定部１０２と、歩行速度算出部１０３と、拍数取得部１０４と、歩行負担度算出部１０５と、提示部１０６とを備える。歩行負担度算出装置１０は、胸バンド型またはリストバンド型等のユーザ装着型装置によって実現される。
【００２９】
＜歩数計測部１０１＞
歩数計測部１０１は、歩数計の基本機能である歩行運動による歩数の計測部である。歩数計測部１０１は、振り子式の歩数センサで実現されてもよいし、加速度センサ式の歩数センサで実現されてもよい。歩数センサによって歩数が検出されることにより出力された信号は、増幅回路によって増幅され、Ａ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換される。このような既存技術を用いて、規格の誤差内（日本工業規格ＪＩＳでは±３％）で精度の高い歩数計測部１０１を構成することが可能である。
【００３０】
また、歩数計測部１０１は、歩数センサによって歩数が検出された時点を歩行開始と判定する。また、歩数計測部１０１は、歩数センサによって歩数が検出されなくなってから所定時間（例えば１０秒）経過した時点を歩行終了と判定する。
【００３１】
＜ユーザ情報設定部１０２＞
ユーザ情報設定部１０２は、当該装置を利用するユーザの体重を取得する体重取得部１０２ａと、当該ユーザの身長を取得する身長取得部１０２ｂとを有する。ユーザ情報設定部１０２は、ＣＰＵ、プログラムが格納されたメモリ、入力装置（ボタン、キー、タッチパネルなど）などで実現される。なおユーザ情報設定部１０２は、携帯電話回線網やＷｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いて、通信によって外部の端末、サーバなどから取得する通信モジュールなどの通信手段によって実現されてもよい。取得された体重および身長は、図示しない記憶手段に記憶される。記憶手段は、例えばＣＰＵのレジスタやキャッシュ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置によって実現される。なお、ユーザ情報設定部１０２は、ユーザのＩＤ情報を取得しても良い。例えば、ユーザ情報設定部１０２、ユーザのＩＤ情報に基づいて、外部のデータベースを参照して、ユーザの身長または体重を取得しても良い。データベースは、ユーザのＩＤ情報と、ＩＤ情報に対応付けられたユーザの身長または体重とが記憶されている。
【００３２】
＜歩行速度算出部１０３＞
歩行速度算出部１０３は、歩数計測部１０１で計測した歩数を示す歩数値から単位時間あたり（例えば１分あたり）の歩行ピッチ（歩／分）を算出する。つまり、歩行速度算出部１０３は、計時手段を有しており、例えば、１分ごとに歩数計測部１０１から取得した歩数値に基づいて歩行ピッチを算出する。ここで、取得する歩数値は、歩数を計測開始してからの累積値であってもよいし、前回取得してからの積算値であってもよい。累積値である場合には、歩行速度算出部１０３は、前回取得した累積値から今回取得した累積値を減ずることにより歩行ピッチを算出する。また、前回取得してからの積算値である場合には、歩行速度算出部１０３は、当該積算値を歩行ピッチとして算出する。なお、歩行速度算出部１０３は、１分ごとに歩数値を取得せずに所定時間（分）ごとに歩数値を取得する場合には、取得した歩数値を所定時間で除することにより歩行ピッチを算出する。
【００３３】
次に、歩行速度算出部１０３は、ユーザ情報設定部１０２で取得されたユーザの身長から歩幅（ｍ）を算出する。歩幅は、身長と相関しているため、普通歩行の場合は一般的に、歩幅＝身長×０．４５で求めることができる。また歩幅は、歩行ピッチを上げるほど広くなり、歩行ピッチを下げるほど狭くなることも知られている。そのため例えば、歩行ピッチが１１０（歩／分）以下のゆっくり歩く場合は歩幅＝身長×０．４０とし、歩行ピッチが１１０〜１３０（歩／分）の普通の速さで歩く場合は歩幅＝身長×０．４５とし、歩行ピッチが１３０（歩／分）以上の急いで歩く場合は歩幅＝身長×０．５０とする。このように、歩行ピッチが大きくなるほど歩幅を算出するために身長に乗じている係数を大きくすることにより、歩幅をより正確に求めることができる。
【００３４】
一方、歩行速度算出部１０３は、ユーザ自身がユーザの標準的な歩幅を設定してもよい。その際、ユーザは所定距離（例えば１０ｍ）を普通に歩行した時の歩数をカウントすることによって、１歩の歩幅を計算し、これを歩行ピッチが１１０〜１３０（歩／分）のような普通の速さで歩く場合の歩幅として設定してもよい。更に歩行ピッチが１１０（歩／分）以下のようにゆっくり歩く場合は、通常歩幅の８／９倍を当該歩幅とし、また歩行ピッチが１３０（歩／分）以上のように急いで歩く場合は、通常歩幅の１０／９倍を当該歩幅とすることによって、歩行ピッチに応じた歩幅を求めてもよい。
【００３５】
最後に、歩行速度算出部１０３は、上述の歩幅と歩行ピッチとを乗算することにより、単位時間歩いたときの歩行速度を算出する。
【００３６】
歩行速度算出部１０３は、ＣＰＵ、プログラムが格納されたメモリなどにより実現される。例えば、歩行速度算出部１０３は、メモリに記憶されるプログラムを実行して、ユーザの歩行速度を算出する。歩行速度算出部１０３は、計測された歩行速度をメモリに記憶しても良い。
【００３７】
なお、歩行速度算出部１０３は、上述したように歩行ピッチから歩行速度を算出することに限らずに、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の既知の位置測定システムによって測定された位置情報を取得し、当該位置情報に基づいて歩行速度を算出してもよい。例えば、前記ユーザ装着型装置に内蔵したＧＰＳ受信機にて歩行中の所定時間毎のユーザの位置情報を測定し、歩行中のそれらの位置情報を直線で結ぶことによりユーザの歩行距離を算出し、前記歩行距離を歩行に要した時間で除算した値を歩行速度として算出することができる。この場合、歩行速度算出部１０３は、ＧＰＳ受信機、ＣＰＵ、プログラムが格納されたメモリなどにより実現される。このとき、歩行速度算出部１０３は、位置計測システムで測定された情報に基づいて、歩行速度を算出できるため、歩数情報を必要としない。
【００３８】
なお、歩行速度算出部１０３は、前記ユーザ装着型装置にてユーザが事前に設定した歩行距離に基づいて歩行速度を算出してもよい。歩行速度算出部１０３は、例えば、ユーザに事前に歩行距離を設定させ、更に歩行開始および歩行終了のタイミングを明示的に入力させることによって、設定された歩行距離を歩行開始から歩行終了までの時間で除算することで歩行速度を算出してもよい。
【００３９】
＜拍数取得部１０４＞
拍数取得部１０４は、ユーザの拍数を計測することで、ユーザの拍数を取得する。ユーザの拍数を取得できる公知の拍数センサが用いられる。拍数取得部１０４の一例は、ユーザの胸に配置される計測センサ、または手首に配置される計測センサである。胸に配置される計測センサ（胸バンド型計測センサとも表記される。）は、バンドを用いて、ユーザの胸に固定され、ユーザの心拍数を計測する。手首に配置される計測センサ（リストバンド型計測センサとも表記される。）は、バンドを用いて、ユーザの手首に固定され、手首の脈拍数を計測する。なお、拍数取得部１０４は、ユーザの安静時の拍数を計測せずに、拍数のデータを取得しても良い。このとき、後述する歩行負担度算出部１０５は、メモリに保存されているユーザの安静時の拍数を取得する。歩行負担度算出部１０５は、ユーザ情報を参照して、メモリに保存されている安静時の拍数を取得する。
【００４０】
拍数取得部１０４の一例は心拍数を計測する心拍センサである。心拍センサは、筐体と、その筐体の内部に位置する計測回路と、複数の電極とを有する。計測回路は、複数の電極に電気的に接続されている。複数の電極はユーザの胸部もしくはその近傍に貼り付けられる。計測回路は、複数の電極間の心電位信号を計測する。なお、筐体は、ユーザの胸部、またはその近傍に貼り付けられていても良い。また、拍数取得部１０４は、採取した心電位信号を増幅する増幅回路、心電位信号からノイズを除去するローパスフィルタ回路、心電位信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などの各種回路を有しても良い。そして、拍数取得部１０４は、変換されることにより得られたデジタル信号から心電位パルスを検出し、単位時間あたり（例えば１分間）の心電位パルスを計数（カウント）することによって心拍数を計測する計測回路を有する。あるいは、拍数取得部１０４は、心電位パルス間の時間間隔（Ｒ−Ｒ間隔）を測定し、単位時間（例えば１分間）を測定した時間間隔（Ｒ−Ｒ間隔）で除算することによって単位時間あたりの心拍数を計測してもよい。拍数取得部１０４は、例えば、ＣＰＵ、プログラムが格納されたメモリなどによって実現される。拍数取得部１０４は、メモリに記憶されるプログラムを実行して、拍数を取得する。拍数取得部１０４は、計測した拍数をメモリに記憶しても良い。
【００４１】
拍数取得部１０４の一例は、脈拍数を計測する脈拍センサである。拍数取得部１０４は、光電式の脈拍センサを含む公知の脈拍センサが用いられる。脈拍センサは、手首または首を含む脈拍が検出できる身体の部位に配置され、ユーザの脈拍を計測する。光電式の脈拍センサは、発光素子（例えば赤外発光ＬＥＤ）と、発光素子から発する赤外線の反射光を検出する受光素子（例えばフォトトランジスタ）とを有し、血流の変化である脈波を測定する。拍数取得部１０４は、さらに、脈波を測定することにより得られた脈波信号を増幅する増幅回路、脈波信号のノイズを除去するローパスフィルタ回路、脈波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などの各種回路を有しても良い。拍数取得部１０４は、変換されることにより得られたデジタル信号から単位時間あたり（例えば１分間）の脈拍数を計数する。
【００４２】
なお、拍数計測の開始および終了は、ユーザの操作によって実現されてもよい。あるいは、歩行時であれば歩数計測部１０１が歩行を検出した時点で拍数計測を開始し、歩行の検出が終了した時点で拍数計測を終了してもよい。
【００４３】
＜歩行負担度算出部１０５＞
歩行負担度算出部１０５は、ユーザの体重値と、ユーザの歩行時の歩行速度と、安静時のユーザの拍数および歩行時のユーザの拍数とを用いて、歩行負担度を算出する。例えば、歩行負担度算出部１０５は、メモリを参照して、ユーザの体重値と、歩行時のユーザの歩行速度と、安静時のユーザの拍数と、歩行時のユーザの拍数とを取得する。このとき、参照されるメモリは、１つのメモリに限られず、複数のメモリを含む。なお、安静時のユーザの拍数は、拍数取得部１０４により取得された値に限られない。
【００４４】
歩行負担度は次の算出式により算出される。
【００４５】
【数３】
2017042594.tif 000005
【００４６】
図２は、歩行負担度を算出するための式１の各項の算出方法を説明するための図である。
【００４７】
ここで、ＨＲｗ（ｔ）は、拍数取得部１０４により取得された、歩行時の第ｔ期間の拍数を示す（ｔは１以上の整数）。なお、第ｔ期間は、所定時間の期間である。図２に示すように、具体的には、第１期間は、ｔ＝１のときの期間であり、所定時間を例えば１分間とした場合、歩行開始から最初の１分間が経過するまでの期間である。なお、所定時間は１分間でなくてもよく、３０秒間、２分間などの他の長さの時間であってもよい。また、第２期間は、ｔ＝２のときの期間であり、歩行開始１分後から２分後までの期間である。言い換えると、第ｔ期間とは、歩行開始から経過した、所定時間を一期間とする複数の期間のうちのｔ番目に経過した期間である。また、複数の期間のそれぞれは、全て等しく、所定時間の期間である。
【００４８】
つまり、ＨＲｗ（１）は、第１期間において計測された拍数である。具体的には、ＨＲｗ（１）は、第１期間の１分間にカウントされ続けた拍数である。つまり、ＨＲｗ（２）は、第２期間において計測された拍数である。具体的には、ＨＲｗ（２）は、第２期間の１分間にカウントされ続けた拍数である。なお、所定時間に満たない時間での計測結果を用いて、所定時間が経過したときにどのくらいの計測結果であったかを推測し、当該推測により得られた結果を所定の期間における歩行時の拍数として用いてもよい。ここで、本明細書において「歩行時」とは、歩数計測部１０１が歩数センサによって信号を検出し続けている期間である。なお、歩数センサによる信号の検出間隔が所定時間（例えば１秒間）以内の場合、ユーザは歩行中であるとする。
【００４９】
ＨＲｒは、安静時の所定時間あたりの拍数を示す。具体的には、安静時に計測された所定時間での平均拍数である。ここでの所定時間とは、第ｔ期間と等しく１分間である。ここで、本明細書において「安静時」とは、一定時間の間、ユーザに生理的および身体的に変化が無い状態の期間を意味する。安静時の拍数は、前記ユーザ装着型装置を用いてユーザにより事前に計測され得る。具体的には、ユーザが、一定時間の間（例えば１分間）座位の姿勢を保った後に、前記ユーザ装着型装置を用いて単位時間の拍数を計測してもよい。
【００５０】
ｍは、体重取得部１０２ａにより取得されたユーザの体重である。
【００５１】
ｖ（ｔ）は、歩行速度算出部１０３により算出された、歩行時の第ｔ期間における歩行速度を表している。なお、第ｔ期間とは、上記と同様である。
【００５２】
ｎは、１以上の整数である。なお、図２では、ｎ＞４の場合が示されているが、図２は一例であり、ｎは１以上の整数であればどの数であってもよい。
【００５３】
図２の（ｂ）に示すように、複数の期間においてそれぞれ計測された複数の歩行時の拍数のそれぞれから安静時の拍数（図２の（ａ））を減ずることにより得られた各期間における拍数増加量を算出する。そして、第１期間から第ｎ期間までの各期間における拍数増加量の総和を算出することで、式１の分子を算出する。
【００５４】
また、図２の（ｃ）に示すように、複数の期間においてそれぞれ計測された複数の歩行速度のそれぞれとユーザの体重とを用いて算出することで、各期間における運動エネルギー消費量を算出する。そして、第１期間から第ｎ期間までの各期間における運動エネルギー消費量の総和を算出することで、式１の分母を算出する。
【００５５】
最後に、図２の（ｂ）で求めた式１の分子を、図２の（ｃ）で求めた式１の分母で除算した値を、第ｔ期間における歩行負担度として算出する。つまり、歩行負担度は、第ｔ期間までに歩行に消費した運動エネルギー量に対する、当該歩行運動のために供給された拍数量を表す。言い換えると、歩行負担度は、（所定期間の運動エネルギー量）と（所定期間の拍数の増加総量）との割合とも表記される。つまり、歩行負担度は、（所定期間の運動エネルギー量）／（所定期間の拍数の増加総量）だけでなく、（所定期間の運動エネルギー量）／（所定期間の拍数の増加総量）とも表現され得る。
【００５６】
なお、図２の（ｂ）または（ｃ）で算出する総和は、期間が１つの期間のみの場合には、当該１つの期間で算出された結果のみとなる。つまり、歩行負担度は、１つの期間において算出された拍数増加量から運動エネルギー消費量が除算された値でもよい。
【００５７】
＜歩行負担度＞
ここで、上述の歩行負担度に関して、本願発明者らが実施した実験結果について説明する。本願発明者らは、以下に説明する実験により、歩行負担度がユーザの歩行機能やその状態変化を表す歩行負担度を表現していることを確認した。以下にその実験の詳細を述べる。
【００５８】
被験者は男性１３名、女性１１名の合計２４名で、平均年齢は６８．０±５．０歳である。被験者は以下に述べる２つのテストを実施した。
【００５９】
第１のテストは６分間歩行テストである。６分間歩行テストについて以下に説明する。
【００６０】
６分間歩行テストでは、まず、テスト実施前に充分に安静を保った臥位状態とした被験者の胸部に装着した心拍センサで、被験者の安静時の心拍を計測した。次に、心拍センサを装着したままで、被験者に３０ｍの直線コースを６分間、往復して歩行させ、毎分の歩行距離を記録者が記録するとともに歩行中の被験者の心拍を計測した。この際、被験者には、安全に留意する範囲内で、できるだけ速く歩くように教示した。
【００６１】
第２のテストは心肺運動負荷テスト（ｃａｒｄｉｏｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｅｘｅｒｃｉｓｅ  ｔｅｓｔ；  ＣＰＸ）である。心肺運動負荷テストについて以下に説明する。
【００６２】
心肺運動負荷テストは持久力の最も代表的な指標である最大酸素摂取量を計測するためのテストである。心肺運動負荷テストでは、自転車エルゴメータ（ＡＥＲＯＢＩＫＥ７５ＸＬＩＩ、コンビ社）と呼気ガス分析装置（ＡＥ−３００Ｓ、ミナト医科興趣）を用い、Ｒａｍｐ負荷法にて被験者の最大酸素摂取量を計測した。
【００６３】
続いてこれらの２つのテストから得られた結果の解析方法について説明する。心肺運動負荷テストで計測した最大酸素摂取量に基づいて、被験者を最大酸素摂取量が多い順に８名ずつ、３つのグループ（持久力高レベル群、持久力中レベル群、持久力低レベル群）に分類した。そして、３つのグループごとに６分間歩行テスト時における歩行負担度の平均値を算出した。
【００６４】
図３は、前述の持久力レベルごとの歩行負担度の毎分の推移を示す図である。
【００６５】
図３において、横軸は、時間であり、その単位は分である。また、縦軸は、数式１で求めた歩行負担度であり、その単位はｂｅａｔｓ／Ｊである。図３に示すように、一番下の実線は持久力高レベル群の推移、中央の破線は持久力中レベル群の推移、一番上の点線は持久力低レベル群の推移をそれぞれ表している。
【００６６】
図３のグラフから、持久力が低い群ほど歩行負担度が高い値で推移していることが分かる。また、持久力が低い群ほど歩行負担度の上昇率も高いことが分かる。
【００６７】
ここで、上記の特性についての本願発明者らの考察を述べる。
【００６８】
持久力が低い群ほど歩行運動はより大きな負担であり、当該グループの被験者の歩行負担度は高いと考えられる。本実験結果において歩行負担度が高い値で推移していたということはこの影響を表していると考えることができる。また、持久力が低い群ほど歩行負担度の上がり方も大きくなると考えられる。本実験結果において歩行負担度の上昇率も高かったということはこの影響を表していると考えることができる。
【００６９】
従って、当該歩行負担度算出部１０５は、歩行負担度の指標となる歩行負担度を算出することによって、歩行運動における身体状態の変化を客観的かつ容易に把握することができる。
【００７０】
＜提示部１０６＞
提示部１０６は、前記歩行負担度算出部１０５で算出した歩行負担度の値、もしくはその時系列的な変化を示す情報を、歩行負担度算出装置１０内の画面に表示する。この場合、提示部１０６は、当該情報を画面に表示できる液晶ディスプレイなどの表示装置等によって実現される。
【００７１】
なお、提示部１０６は、画面を有しなくてもよい。この場合、提示部１０６は、歩行負担度算出装置１０の外部の表示装置を介して歩行負担度を表示してもよい。また、提示部１０６は、当該情報を画面に表示する表示部に限らずに、当該情報を音声として出力するスピーカなどで実現してもよい。
【００７２】
＜動作＞
次に、以上のように構成された歩行負担度算出装置１０の各種動作について説明する。
【００７３】
図４および図５は、実施の形態１における歩行負担度算出装置１０の処理動作（制御方法）を示すフローチャートである。
【００７４】
図４は、歩行負担度算出装置の事前処理動作を示すフローチャートである。
【００７５】
（Ｓ３０１）
ユーザ情報設定部１０２が、ユーザの身長および体重の情報を受け付け、ユーザ情報としてメモリに記憶する（ユーザ情報受付処理とも表記される。）。
【００７６】
（Ｓ３０２）
次に、拍数取得部１０４がユーザの安静時の拍数を計測して、メモリに記憶する（安静時拍数取得処理とも表記される。）。なお、かかる安静時拍数取得処理は、ユーザの状態が上述した安静時であることを確認した上で実行される。
【００７７】
なお、ステップＳ３０１とステップＳ３０２との順番は逆であってもよい。
【００７８】
図５は歩行負担度算出処理の動作を示すフローチャートである。
【００７９】
歩行負担度算出処理は、ユーザによる歩行開始を示す操作が行われたことが検出された時点、または、歩数計測部１０１が歩行開始を検出した時点で開始される。
【００８０】
（Ｓ４０１）
まず、歩数計測部１０１は、ユーザの歩行運動時の歩数を計測する（歩数計測処理とも表記される）。
【００８１】
（Ｓ４０２）
次に、歩行速度算出部１０３は、歩数計測部１０１が計測した歩数から単位時間当たりの歩数を歩行ピッチとして算出する。歩行速度算出部１０３は、ユーザ情報設定部１０２により受け付けられたユーザ身長と、前記歩行ピッチと用いて、歩行中の歩幅を算出する。歩行速度算出部１０３は、前記歩幅と前記歩行ピッチとを積算し、単位時間当たりの歩行速度を算出する（歩行速度算出処理とも表記される。）。
【００８２】
（Ｓ４０３）
拍数取得部１０４は、ステップＳ４０１およびステップＳ４０２と並行して、ユーザの歩行時の単位時間当たりの拍数を計測する（歩行時拍数取得処理とも表記される。）。
【００８３】
（Ｓ４０４）
歩行負担度算出部１０５は、歩行速度算出部１０３で算出された歩行速度と、ユーザ情報設定部１０２による受け付けられたユーザ体重と用いて、歩行時の第１期間から第ｎ期間までの各期間における運動エネルギー消費量の総和を算出する。次に、歩行負担度算出部１０５は、拍数取得部１０４が取得した第１期間から第ｎ期間までの各期間における歩行時の拍数から安静時の拍数を減算し、第１期間から第ｎ期間までの各期間における拍数増加量の総和を算出する。歩行負担度算出部１０５は、前記拍数増加量の総和を前記運動エネルギー消費量の総和で除算した値を歩行負担度として算出する。
【００８４】
（Ｓ４０５）
提示部１０６により、歩行負担度算出部１０５で算出された歩行負担度をユーザに提示する。提示部１０６の例は、ディスプレイまたはスピーカである。画面に表示する（Ｓ４０５）。提示部１０６がディスプレイの場合、図６に示すように、ディスプレイの表示面（ｓｃｒｅｅｎ）に、算出された歩行負担度（ｂｅａｔｓ／Ｊ）の１分毎の変化を示すグラフが表示されてもよい。提示部１０６がスピーカの場合、音声により、歩行負担度が提示される。例えば、１分毎の歩行負担度は、測定時刻とともに提示される（（１分、０．４８）、（２分、０．５９８）、（３分、０．６９８）、（４分、０．６９５）、（５分、０．６９５））。
【００８５】
図６は、リストバンド型の歩行負担度算出装置の提示部の画面に表示される表示例を示す図である。
【００８６】
そして、歩行負担度算出装置１０は、ユーザによる歩行終了を示す操作が行われたか否か、または、歩数計測部１０１の歩行終了を検出したか否かに基づいて、歩行終了か否かを判定する（Ｓ４０６）。歩行負担度算出装置１０は、歩行終了であると判定した場合（Ｓ４０６でＹｅｓ）は、歩行負担度算出処理を終了し、歩行終了ではないと判定した場合（Ｓ４０６でＮｏ）は、歩行負担度算出処理を再度実行する。
【００８７】
＜効果等＞
以上のように、本実施の形態によれば、歩行負担度算出装置１０は、ユーザの体重と、歩行時の歩行速度と、安静時および歩行時のユーザの拍数とから、式１を用いて歩行負担度を算出することができる。その結果、歩行運動における身体状態の変化を客観的に、かつ、容易に把握できる。このため、歩行者の歩行時の生理的な身体負荷の指標および物理的な身体負荷の指標である歩行負担度を容易に算出できる。
【００８８】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について具体的に説明する。本実施の形態では、歩行負担度を用いて、持久力の最も代表的な指標である最大酸素摂取量（ＶＯ２ｍａｘ）を推定する最大酸素摂取量算出装置について説明する。
【００８９】
最大酸素摂取量を間接的に推定する従来手法として、ＡｓｔｒａｎｄおよびＲｙｈｍｉｎｇのノモグラムを用いた推定法が知られている（非特許文献１参照）。これは、電気制動式自転車エルゴメータを用いて、６分間固定負荷で運動させ、彼らが作成したノモグラムを用いて、運動負荷（仕事率）と心拍数の関係から最大酸素摂取量を推定するものである。しかしながら、当該手法は、心拍数が１２０以上の運動負荷を必要としており、高齢者や疾患者ではリスクを伴う可能性がある。更に自転車の運転に慣れてない人は局所的な筋肉が早く疲労するために持久力の低評価につながるという課題がある。
【００９０】
一方、リストバンド型携帯端末を用いた最大酸素摂取量の推定法も知られている（特許文献２参照）。これは、リストバンド型携帯端末を用いて、走行時の運動負荷（体重×走行速度）と心拍数とを算出し、前述の非特許文献１のＡｓｔｒａｎｄおよびＲｙｈｍｉｎｇのノモグラムを利用して、最大酸素摂取量を推定するものである。しかしながら、当該手法は、走行時の定常状態が前提で、歩行のような低負荷運動時に適用しても精度の高い結果を得ることが難しい。そのため、高齢者や疾患者に走行させることが必要となり、高齢者や疾患者への適用は困難であるという課題がある。
【００９１】
したがって、本実施の形態では、持久力の最も代表的な指標である最大酸素摂取量を、歩行のような低負荷運動から推定する方法について説明する。
【００９２】
本願発明者らは、最大酸素摂取量と実施の形態１で説明した歩行負担度との間に高い相関関係が存在することを発見した。
【００９３】
ここで、上述の最大酸素摂取量と歩行負担度との関係について、本願発明者らが実施した実験結果について説明する。実験では２つのテストを実施し、その内容および被験者は実施の形態１で説明したものと同じである。
【００９４】
図７に各被験者の６分間歩行における歩行負担度と最大酸素摂取量との関係を示す。横軸は、数式１で求めた６分間歩行における歩行負担度であり、その単位はｂｅａｔｓ／Ｊである。縦軸は、最大酸素摂取量であり、その単位はｍｌ／分である。
【００９５】
図７から、歩行負担度（６分間の運動エネルギー消費量に対する６分間の安静時からの拍数増加量の割合）が増加するにしたがって、最大酸素摂取量は減少しており、両者には高い相関関係があることが分かる（「歩行負担度（６分間の運動エネルギー消費量に対する６分間の安静時からの拍数増加量の割合）」と「最大酸素摂取量」の相関係数ｒ＝−０．８１である）。
【００９６】
一方、高齢者の持久力の一般的な簡易検査の指標として、前述の６分間歩行テストにおける６分間歩行距離がある。６分間歩行距離は、最大酸素摂取量と相関しているとの報告もあり（非特許文献２参照）、文部科学省では、新体力テストにおいて高齢者の持久力を評価する指標として、採用している（非特許文献３参照）。
【００９７】
そこで、本願発明者らが実施した実験において、６分間歩行距離と最大酸素摂取量との相関を調査した結果、相関係数ｒ＝０．５１であることが分かった。この実験結果から、最大酸素摂取量の推定において、歩行負担度は、６分間歩行距離と比べて極めて信頼性の高い指標であると言うことができる。
【００９８】
以下に上記の特性についての本願発明者らの考察を述べる。
【００９９】
前述の６分間歩行距離は、被験者がどの程度一所懸命歩くかという心理的側面の影響を受けるため、相関係数が低下してしまうと考えられる。
【０１００】
また、前述のＡｓｔｒａｎｄおよびＲｙｈｍｉｎｇのノモグラムは、最大下作業時（例えば走行時）の運動負荷（仕事率）および心拍数が酸素摂取量とほぼ直線的な関係にあり、また、同一年齢の最大心拍数は一定であるという仮説に基づいている。しかし、歩行時では、運動負荷（仕事率）と酸素消費量とは必ずしも直線関係になるとは限らない。また特に高齢者の場合、若年者と比べて運動機能の個人差が大きく、最大心拍数が同一年齢で一定にはなりづらいという傾向がある。
【０１０１】
そこで、本開示による歩行負担度では、運動負荷（仕事率）ではなく、所定（一定）時間内における歩行に要した物理的な運動エネルギー消費量を利用し、かつ、歩行に要した心拍数増加分の所定時間の総量を利用することによって、上述の変動を吸収していると考えることができる。
【０１０２】
したがって、上述の関係を利用することにより、歩行のような低負荷運動から最大酸素摂取量を推定することが可能となる。
【０１０３】
＜構成＞
＜最大酸素摂取量推定部１０７＞
図８は、本実施の形態における最大酸素摂取量算出装置２０の機能的な構成を示すブロック図である。
【０１０４】
最大酸素摂取量算出装置２０は、歩数計測部１０１と、ユーザ情報設定部１０２と、歩行速度算出部１０３と、拍数取得部１０４と、歩行負担度算出部１０５と、提示部１０６と、最大酸素摂取量推定部１０７とを備える。図８において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１０５】
最大酸素摂取量推定部１０７は、歩行負担度算出部１０５が算出した歩行負担度から、予め保持された推定式に基づいて最大酸素摂取量を推定する。なお、最大酸素摂取量推定部は、予め保持された推定式を用いて最大酸素摂取量を推定することに限らずに、予め算出された、歩行負担度と最大酸素摂取量との関係を用いればよい。つまり、推定式を用いなくても、歩行負担度と最大酸素摂取量との関係がわかるテーブルなどを用いてもよい。最大酸素摂取量推定部１０７は、ＣＰＵ、プログラムが格納されたメモリなどにより実現される。
【０１０６】
上記推定式は、予め収集した歩行負担度と最大酸素摂取量とのデータに基づいて作成される。その作成方法は、線形回帰分析に基づいたものでもよく、ロジスティック回帰分析に基づいたものでもよく、サポートベクターマシン等の非線形回帰分析に基づいたものでもよく、あるいはその他の分析によるものでもよい。例えば、前述の実験データに基づく線形回帰分析による場合は、以下の推定式で最大酸素摂取量を推定することができる。線形回帰分析とは、複数の変数における相関関係を直線モデルによって説明する分析手法である。ここでは直線モデルｙ＝ａｘ＋ｂに対して、実験データであるｙ（＝最大酸素摂取量）とｘ（＝歩行負担度）との各組の値を用いて、傾きａおよび切片ｂを求める。具体的には、直線モデルによる予測値と実験データの各組の値との残差の二乗を最小化する最小二乗法によって傾きａおよび切片ｂを求めることができる。つまり、推定式は、次のような式２で表すことができる。
【０１０７】
最大酸素摂取量〔ｍｌ／分〕＝−１５８６．８×歩行負担度＋２５０３．８    （式２）
【０１０８】
提示部１０６は、実施の形態１で示した歩行負担度の代わりに最大酸素摂取量推定部１０７で推定された最大酸素摂取量を表示する。
【０１０９】
＜効果等＞
以上のように、本実施の形態によれば、最大酸素摂取量算出装置２０は、歩行のような低負荷運動において歩行負担度を用いて、持久力の最も代表的な指標である最大酸素摂取量を推定することがきる。その結果、一般的に高齢者や疾患者では困難であった最大酸素摂取量の計測を安全かつ容易に実施することができる。
【０１１０】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について具体的に説明する。本実施の形態では、最も簡易な構成の歩行負担度算出装置３０について説明する。
【０１１１】
＜構成＞
図９は、本実施の形態における歩行負担度算出装置３０の機能的な構成を示すブロック図である。
【０１１２】
歩行負担度算出装置３０は、体重取得部１０２ａと、拍数取得部１０４と、歩行速度取得部３０３と、歩行負担度算出部１０５とを備える。歩行負担度算出装置３０は、さらに、提示部１０６を備えても良い。図９において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用いられ、説明が省略される。
【０１１３】
歩行速度取得部３０３は、実施形態１と同様に、計測された歩数と、ユーザの身長とを用いて、歩行速度を算出しても良い。また、歩行速度取得部３０３は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の既知の位置測定システムによって測定された位置情報を取得し、当該位置情報に基づいて歩行速度を算出しても良い。または、位置測定システムが歩行速度を算出している場合、歩行速度取得部３０３は、位置測定システムから歩行速度を取得しても良い。または、歩行速度取得部３０３は、加速度センサを用いて移動速度を算出することにより、歩行速度を取得してもよい。体重取得部１０２ａと、歩行速度取得部３０３と、歩行負担度算出部１０５とは、算出回路とも表現される。
【０１１４】
＜動作＞
次に、以上のように構成された歩行負担度算出装置３０の各種動作について説明する。
【０１１５】
図１０は、実施の形態３における歩行負担度算出装置の処理動作（制御方法）を示すフローチャートである。
【０１１６】
まず、拍数取得部１０４または歩行負担度算出部１０５は、ユーザの安静時の拍数を取得する（Ｓ９０１）。
【０１１７】
次に、拍数取得部１０４は、ユーザの歩行時の拍数を取得する（Ｓ９０２）。
【０１１８】
次に、歩行速度取得部３０３は、ユーザの歩行速度を取得する（Ｓ９０３）。なお、Ｓ９０２及びＳ９０３において、所定期間のユーザの歩行時の拍数および歩行速度が取得される。
【０１１９】
次に、体重取得部１０２ａは、ユーザの体重を取得する（Ｓ９０４）。
【０１２０】
最後に、歩行負担度算出部１０５は、式１を用いて、ユーザの歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する（Ｓ９０５）。歩行負担度算出装置３０が提示部１０６を有する場合には、提示部１０６は歩行負担度を提示する。
【０１２１】
＜効果等＞
以上のように、本実施の形態によれば、歩行運動における身体状態の変化を客観的に、かつ、容易に把握できる。このため、歩行者の歩行時の生理的な身体負荷の指標および物理的な身体負荷の指標である歩行負担度を容易に算出できる。
【０１２２】
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の画像復号化装置などを実現するソフトウェアは、次のような制御用プログラムである。
【０１２３】
すなわち、この制御用プログラムは、コンピュータに、歩行負担度算出装置において実行される制御用プログラムであって、歩行負担度算出装置が備える拍数取得部が、ユーザの安静時における心拍数または脈拍数である安静時拍数を取得し、前記拍数取得部が、ユーザの歩行時における拍数である歩行時拍数を取得し、歩行負担度算出装置が備える歩行速度取得部が、前記ユーザの前記歩行時における歩行速度を取得し、歩行負担度算出装置が備える体重取得部が、前記ユーザの体重を取得し、歩行負担度算出装置が備える歩行負担度算出部が、上記の（式１）を用いて、前記ユーザの前記歩行時における心肺運動の指標を示す歩行負担度を算出する、制御用プログラムである。
【０１２４】
以上、一つまたは複数の態様に係る歩行負担度算出装置、最大酸素摂取量算出装置、制御方法、および制御用プログラムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本開示は、歩行運動における身体状態の変化を客観的にかつ容易に把握でき、また歩行のような低負荷運動において最大酸素摂取量を安全かつ容易に把握できる、歩行負担度算出装置、最大酸素摂取量算出装置などとして有用である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０、３０  歩行負担度算出装置
２０  最大酸素摂取量算出装置
１０１  歩数計測部
１０２  ユーザ情報設定部
１０２ａ  体重取得部
１０２ｂ  身長取得部
１０３  歩行速度算出部
１０４  拍数取得部
１０５  歩行負担度算出部
１０６  提示部
１０７  最大酸素摂取量推定部
３０３  歩行速度取得部
【図１】
2017042594.tif 000009
【図２】
2017042594.tif 000010
【図３】
2017042594.tif 000011
【図４】
2017042594.tif 000012
【図５】
2017042594.tif 000013
【図６】
2017042594.tif 000014
【図７】
2017042594.tif 000015
【図８】
2017042594.tif 000016
【図９】
2017042594.tif 000017
【図１０】
2017042594.tif 000018