(57)【要約】  【課題】  実際にある地点からある地点へ歩行移動の開始時点と終了時点を自動的かつ正確に捉えることができる歩行計測システムを提供する。  【解決手段】  第１のポインティング装置４０は操作者の手によって移動やボタン押下等の操作を行なうマウス装置などである。加速度計測装置３０は歩行者の歩行運動を計測して歩行運動データを取得するものである。第２のポインティング装置５０は、歩行通路上に設けられた設定領域に歩行者の足が着地したことを検知するセンサ５１と、センサ５１による検知信号をコンピュータシステム１０に対して送信する送信機能５２とを備えている。コンピュータシステム１０は、第２のポインティング装置５０から送信された検知信号を第１のポインティング装置４０によるボタン情報として扱い、加速度計測装置３０のデータ取得の開始時点と終了時点を設定領域への歩行者の足の着地時点の検知をもって決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者の歩行運動を計測して歩行運動データを取得する加速度計測装置と、
操作者の手によって移動やボタン押下等の操作を行ない、その操作量や操作内容を検知することによりディスプレイ上に表示されるポインタに対する移動情報、位置情報、ボタン情報等の操作情報を前記コンピュータシステムへの入力情報として与える第１のポインティング装置と、
歩行者が歩く歩行通路上に設けられた設定領域に前記歩行者の足が着地したことを検知するセンサと、前記センサによる検知信号を前記コンピュータシステムに対して送信する送信機能とを備えた第２のポインティング装置を備え、
前記コンピュータシステムは、前記第２のポインティング装置から送信された前記検知信号を前記第１のポインティング装置による前記ポインタに対するボタン情報として扱い、前記加速度計測装置のデータ取得の開始時点と終了時点を前記歩行通路上に設けられた前記設定領域への前記歩行者の足の着地の検知をもって決定することを特徴とする歩行計測システム。
【請求項２】
歩行者の足裏にかかる体重の圧力分布を計測して足裏にかかる圧力データを取得する足圧計測装置を備え、
前記足圧計測装置のデータ取得の開始時点と終了時点を前記第２のポインティング装置による前記設定領域への前記歩行者の足の着地の検知をもって決定することを特徴とする請求項１に記載の歩行計測システム。
【請求項３】
前記第２のポインティング装置の形状がパッド状の平面形状であり、前記センサが前記歩行者の足により踏まれた圧力により押下される押下スイッチである請求項１または２のいずれか１項に記載の歩行計測システム。
【請求項４】
前記第２のポインティング装置を複数個備え、
ある一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第１のポインティング装置における前記ボタン押下操作により検知された前記ポインタに対するボタン情報として処理した後、他の一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第１のポインティング装置における次の前記ボタン押下操作により検知された前記ポインタに対するボタン情報と扱うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の歩行計測システム。
【請求項５】
前記第１のポインティング装置により前記ディスプレイ上の前記ポインタを移動して位置を合わせ、前記第１のポインティング装置のボタン押下の操作を受け入れる第１のポインタ状態を記憶する第１のポインタ状態記憶手段と、
前記第１のポインタ状態記憶手段により前記第１のポインタ状態を記憶させた後、前記第１のポインティング装置により前記ディスプレイ上の前記ポインタを移動して位置を合わせ、前記第１のポインティング装置のボタン押下の操作を受け入れる第２のポインタ状態を記憶する第２のポインタ状態記憶手段を備え、
ある一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第１のポインタ状態における前記ポインタに対するボタン情報として処理し、他の一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第２のポインタ状態における前記ポインタに対するボタン情報として処理することを特徴とする請求項４に記載の歩行計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者である歩行者の歩行運動などを計測し、適正な歩行状態、歩行バランスが得られるように支援する歩行計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータシステムは多様な用途向けに開発されており、例えば、歩行者の歩行の状態を各種センサなどで検知してデータを取得し、当該データを解析することにより歩行状態を評価する歩行計測システムなども開発が目指されている。
一例としては、特開２００４−３５８２２９号公報、特開２００４−１１３２５６号公報、特開２００１−２８３１３４号公報などが知られているが、基本構成は、汎用のパーソナルコンピュータシステムに加速度センサを含む加速度計測装置を組み合わせたものなどである。
これら従来システムでは、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインタフェース）として、一般にシステムに対する指示入力は、マウスなどのポインティングデバイスにより行っていた。
【０００３】
一般に、マウスに代表される、移動情報，位置情報及びボタン情報等を出力としてコンピュータ機器に伝えるための従来のポインティングデバイスは、操作者がコンピュータの傍らに座り片手でマウスの移動、ボタン操作等を行なっていた。
【０００４】
このため、コンピュータへの入力作業等を行なうキーボード操作者は、マウス操作のためコンピュータの傍らに座ったまま離れることはできなかった。マウス操作を行なわないはマウスから手を離すことは可能であるが、常にマウスの傍らにいなければ即座にマウス操作をすることができなかった。
【０００５】
このような問題点を解決するべく、特開昭６２−３７７３１号，特開平３−２２０６１８号，特開平４−２４２８１８号の各公報において、手を使わずに足で操作するマウス等のポインティングデバイスが多数提案されている。
【０００６】
しかしながら、これら各公報に記載されたポインティングデバイスは、いずれも従来のマウスと同一の構成のものを、単に操作者の足元において足で操作するというものであったことから、従来と同様、足を動かすことによりマウスの移動を行なうため、マウス操作のためコンピュータの傍らから離れることはできず、常にマウスの傍らにいなければ即座にマウス操作をすることができない点は同じである。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−３７７３１号
【特許文献２】特開平３−２２０６１８号
【特許文献３】特開平４−２４２８１８号
【特許文献４】特開２００４−３５８２２９号公報
【特許文献５】特開２００４−１１３２５６号公報
【特許文献６】特開２００１−２８３１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
歩行計測システムには、その場で足踏みして歩行状態を計測するものもあるが、本来の歩行は足踏みではなく、実際に歩行しつつ計測することが好ましい。
歩行状態を計測する各種センサは足腰へ装着することや歩行通路上に配置しておくことが想定されるが、歩行状態の解析のためには正確な歩行データを得る必要あり、特に歩行者の歩行に合わせて歩行計測を開始した時点と歩行計測を終了した時点と歩行移動距離を正確に捕捉する必要がある。
最も歩行状態の計測に適した計測方法とは、歩行者に普段どおりの歩行運動を行ってもらい、ある地点Ａから他の地点Ｂまでの歩行状態を足腰に取り付けたセンサや歩行通路上に配置したセンサにより検知することである。つまり、ある地点Ａに歩行者の足が着地した瞬間と、ある地点Ｂに歩行者の足が着地した瞬間を捉えることができれば、歩行者の歩行に合わせて歩行計測を開始した時点と歩行計測を終了した時点と歩行移動距離を正確に捕捉することができる。
【０００９】
歩行計測システムを専用デバイスを多数搭載した専用システムとして開発するとコスト増加を招くため、汎用のパーソナルコンピュータと汎用のポインティング装置を利用して歩行計測システムを構築することが好ましい。
【００１０】
ここで、従来のポインティング装置を備えたパーソナルコンピュータシステムにより、ある地点Ａに歩行者の足が着地した瞬間とある地点Ｂに歩行者の足が着地した瞬間を捉えることを想定すると、以下の手順が必要と考えられる。
【００１１】
まず、計測を介助する操作者が常駐し、ある地点Ａに被験者である歩行者の足が着地した瞬間を見計らって操作者がポインティング装置をクリックするなどのボタン操作で計測開始情報を歩行計測システムに入力し、次に、ある地点Ｂに被験者である歩行者の足が着地した瞬間を見計らって操作者がポインティング装置をクリックするなどのボタン操作で計測終了情報を歩行計測システムに入力することとなる。
【００１２】
しかし、上記手順には以下の問題がある。
第１の問題は、精度の問題である。
歩行者の足が着地した瞬間を見計らって操作者がポインティング装置をクリックするなどのボタン操作を行うが、手動操作であるゆえに当然バラツキが大きく、正確な計測開始情報および計測終了情報を得ることはできない。
【００１３】
第２の問題は、操作者を必要とする問題である。
歩行計測のための操作にはできるだけ人手をかけずに行うことが好ましい。単に計測開始時点と計測終了時点を捉えるためのみに操作者を配置することはコスト増加を招く。そのため、計測開始時点と計測終了時点は自動的に入力できることが好ましい。しかし、上記した従来の汎用のパーソナルコンピュータを用いたポインティング装置では計測開始時点と計測終了時点を正確かつ自動的に入力することはできない。
【００１４】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、汎用のパーソナルコンピュータと汎用のポインティング装置をベースとして用いつつ、実際にある地点からある地点へ歩行移動の開始時点と終了時点を自動的かつ正確に捉えることができる歩行計測システ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】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の歩行計測システムは、
歩行者の歩行運動を計測して歩行運動データを取得する加速度計測装置と、
操作者の手によって移動やボタン押下等の操作を行ない、その操作量や操作内容を検知することによりディスプレイ上に表示されるポインタに対する移動情報、位置情報、ボタン情報等の操作情報を前記コンピュータシステムへの入力情報として与える第１のポインティング装置と、
歩行者が歩く歩行通路上に設けられた設定領域に前記歩行者の足が着地したことを検知するセンサと、前記センサによる検知信号を前記コンピュータシステムに対して送信する送信機能とを備えた第２のポインティング装置を備え、
前記コンピュータシステムは、前記第２のポインティング装置から送信された前記検知信号を前記第１のポインティング装置による前記ポインタに対するボタン情報として扱い、前記加速度計測装置のデータ取得の開始時点と終了時点を前記歩行通路上に設けられた前記設定領域への前記歩行者の足の着地の検知をもって決定することを特徴とする。
【００１６】
なお、上記構成において、前記第２のポインティング装置の形状がパッド状の平面形状であり、前記センサが前記歩行者の足により踏まれた圧力により押下される押下スイッチであることが好ましい。
【００１７】
また、歩行者の足裏にかかる体重の圧力分布を計測して足裏にかかる圧力データを取得する足圧計測装置を備えた構成も可能であり、前記足圧計測装置のデータ取得の開始時点と終了時点を前記第２のポインティング装置による前記設定領域への前記歩行者の足の着地の検知をもって決定することを特徴とする。
上記構成により、汎用のパーソナルコンピュータと汎用のポインティング装置をベースとして用いつつ、歩行者の実際の歩行運動の過程においてある地点からある地点へ移動の開始時点と終了時点を正確に捉えることができる。
【００１８】
次に、本発明の歩行計測システムは、前記第２のポインティング装置を複数個備える構成も可能である。
前記第２のポインティング装置を複数個備える構成の場合、ある一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第１のポインティング装置における前記ボタン押下操作により検知された前記ポインタに対するボタン情報として処理した後、他の一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第１のポインティング装置における次の前記ボタン押下操作により検知された前記ポインタに対するボタン情報と扱うこととなる。
【００１９】
また、前記第２のポインティング装置を複数個備える構成の場合、以下の構成とすれば、それぞれの検知信号をディスプレイ上の異なる位置に対するボタン情報と扱うことも可能である。
つまり、前記第１のポインティング装置により前記ディスプレイ上の前記ポインタを移動して位置を合わせ、前記第１のポインティング装置のボタン押下の操作を受け入れる第１のポインタ状態を記憶する第１のポインタ状態記憶手段と、
前記第１のポインタ状態記憶手段により前記第１のポインタ状態を記憶させた後、前記第１のポインティング装置により前記ディスプレイ上の前記ポインタを移動して位置を合わせ、前記第１のポインティング装置のボタン押下の操作を受け入れる第２のポインタ状態を記憶する第２のポインタ状態記憶手段を備え、
ある一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第１のポインタ状態における前記ポインタに対するボタン情報として処理し、他の一つの前記第２のポインティング装置により送信された検知信号をもって、前記第２のポインタ状態における前記ポインタに対するボタン情報として処理することにより可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の歩行計測システムによれば、加速度センサを含み、汎用のパーソナルコンピュータと汎用のポインティング装置をベースとして用いつつ、改良された実際にある地点からある地点へ歩行移動の開始時点と終了時点を正確に捉えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例により具体的に説明する。
なお、以下は歩行計測システムの一例を取り上げたものであり、本発明の歩行計測システムは多様なサイズ、多様な形状への適用が可能であり、これらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１は本願発明の歩行計測システム１００の構成を模式的に表したブロック図である。
【００２３】
コンピュータシステム１０は、通常の汎用のパーソナルコンピュータシステムであり、制御装置、記憶装置など一般の汎用パーソナルコンピュータシステムが備えている基本構成を含むもので良い。
【００２４】
ディスプレイ２０は、コンピュータシステム１０の出力装置の一つであり、本発明の歩行計測システムの各種表示画面を提供し、そのうちの一つとして操作入力画面であるグラフィカルユーザーインターフェイスを提供している。当該ディスプレイ２０上に構築されているグラフィカルユーザーインターフェイスにはポインタ２１が表示されている。
【００２５】
加速度計測装置３０は、歩行者の歩行運動を計測して歩行運動データを取得する装置であり、例えば加速度センサを備えており、被験者の体の一部に取り付けることにより被験者の歩行運動を計測する。加速度センサは３次元で加速度を計測できるものが好ましい。人間の実際の歩行運動は直線運動ではなく、上下の揺れ、左右の揺れを伴う３次元運動だからである。３次元加速度センサとしては市販の汎用品のものを用いることができる。
【００２６】
第１のポインティング装置４０は、汎用のパーソナルコンピュータシステムに提供されているポインティング装置であり、例えばマウスである。第１のポインティング装置４０は操作者の手によって移動やボタン押下等の操作を行ない、その操作量や操作内容を検知することによりディスプレイ２０上に表示されるポインタ２１に対する移動情報、位置情報、ボタン情報等の操作情報をコンピュータシステム１０への入力情報として与えるものであるが、後述する第２のポインティング装置５０との間でもデータのやり取りが可能となっている。
【００２７】
第２のポインティング装置５０は、歩行者が歩く歩行通路上に設けられた設定領域に歩行者の足が着地したことを検知する圧力センサ５１と、圧力センサ５１による検知信号をコンピュータシステム１０に対して送信する送信機能５２とを備えている。例えば無線による送信機能とする。
【００２８】
図２は、第２のポインティング装置５０の一構成例を模式的に示した図である。
第２のポインティング装置５０の形状の一例としては、パッド状の平面形状であり、圧力センサ５１が組み込まれており、歩行者がパッド状の第２のポインティング装置を足により踏めば、踏まれた圧力により圧力センサ５１が押下される仕組みとなっている。
【００２９】
図３は、第２のポインティング装置５０を歩行通路上に敷き置いて歩行者の着地時点を正確に計測する手法を模式的に示した図である。
【００３０】
今、歩行通路２００上のある地点の中央付近に第２のポインティング装置５０が置かれている。歩行者はこの歩行通路２００上を歩いて行き、このパッド状の第２のポインティング装置５０を踏むように進むことを指導され、実際に歩行者は第２のポインティング装置５０を踏んで通過してゆく。
このように、歩行者が、普段の歩行を行いながら、自らのペースにて歩行通路上に設けられた設定領域に置かれた圧力センサ５１を踏むことにより、第２のポインティング装置５０が“ボタン押下”情報を検知し、送信機能５２を介してコンピュータシステム１０に対して当該検知信号、つまり、“ボタン押下”情報を送信することができ、第２のポインティング装置５０の載せ置かれた箇所に歩行者の足が着地した時点を正確にコンピュータシステム１０に対して通知することができる。
【００３１】
ここで、コンピュータシステム１０においては、第２のポインティング装置５０より送信された検知信号、つまり、“ボタン押下”情報を、第１のポインティング装置４０における通常のボタン押下操作により検知されたポインタに対する“ボタン情報”と同一に扱い、コンピュータシステム１０への入力情報とする。つまり、第１のポインティング装置４０の操作によりディスプレイ２０上に制御されているポインタ２１に対して、あたかも第１のポインティング装置４０のボタンが押下された、例えば、ボタンのクリックがなされたと扱うのである。
【００３２】
今、コンピュータシステム１０の操作が、ディスプレイ２０上に制御されているポインタ２１を介した加速度計測装置のデータ取得の開始時点を決定する処理フローであれば、第２のポインティング装置５０より送信された検知信号は、コンピュータシステム１０により、あたかも第１のポインティング装置４０によりポインタ２１に対するボタン押下情報が与えられたと同様の扱いを行うことにより、加速度計測装置３０のデータ取得の開始時点を決定することができる。また、コンピュータシステム１０の操作が、ディスプレイ２０上に制御されているポインタ２１を介した加速度計測装置３０のデータ取得の終了時点を決定する処理フローであれば、同様に、加速度計測装置３０のデータ取得の終了時点を決定することができる。上記のように、加速度計測装置３０のデータ取得の開始時点と終了時点を歩行通路上の設定領域への歩行者の足の着地の検知をもって決定することができる。
【００３３】
なお、一つの直線状の歩行動作において、ある地点から他の地点への歩行開始時点と終了時点を計測するために、両地点に第２のポインティング装置５０を設ける構成もあり得る。
【００３４】
図４は、第２のポインティング装置５０を歩行通路上に２箇所に敷き置いて歩行者のある地点の通過時点と他の地点の通過地点を正確に計測する手法を模式的に示した図である。
【００３５】
第２のポインティング装置５０ａを地点Ａに、第２のポインティング装置５０ｂを地点Ｂに設置する。歩行者は歩行通路を歩行してゆき、図３に示したように、地点Ａにおいて第２のポインティング装置５０ａが踏まれた時点においてコンピュータシステム１０に検知信号を送信し、地点Ｂにおいて第２のポインティング装置５０ｂが踏まれた時点においてコンピュータシステム１０に検知信号を送信する。
【００３６】
コンピュータシステム１０は、第２のポインティング装置５０ａにより送信された検知信号をもって、ポインタ２１に対するボタン情報として処理した後、第２のポインティング装置５０ｂにより送信された検知信号をもって、ポインタ２１に対する次のボタン情報と扱う。ある地点Ａから他の地点Ｂへの歩行開始時点と終了時点が正確に計測できる。
【００３７】
次に、第２のポインティング装置５０ａと第２のポインティング装置５０ｂを歩行通路上に２箇所に敷き置いて歩行者の第２のポインティング装置５０ａの通過時点を歩行計測開始時点とし、第２のポインティング装置５０ｂの通過時点を歩行計測終了時点とする構成において、グラフィカルユーザーインターフェイス上のポインタ位置を自動的に切り替える工夫を施すことができる。
【００３８】
ポインタ２１の位置は第１のポインティング装置４０の操作により制御され、コンピュータシステム１０において把握されるが、あらかじめ、ポインタ２１の位置を第１のポインタ状態および第２のポインタ状態として２箇所記憶させておき、まず、ポインタ２１が第１のポインタ状態であるものとし、第２のポインティング装置５０ａの通過を検知した場合にグラフィカルユーザーインターフェイス上の第１のポインタ状態にてポインタ２１が押下されたものとして扱う。次に、ポインタ２１が第２のポインタ状態であるものとし、第２のポインティング装置５０ｂの通過を検知した場合にグラフィカルユーザーインターフェイス上の第２のポインタ状態にてポインタ２１が押下されたものとして扱う。
【００３９】
第１のポインタ状態と第２のポインタ状態の記憶は、コンピュータシステム１０において第１のポインティング装置４０の動きを記憶させれば良い。
第１のポインティング装置４０によりディスプレイ２０上のポインタ２１を移動して位置を合わせ、第１のポインタ状態記憶手段により第１のポインティング装置４０のボタン押下の操作を受け入れる第１のポインタ状態を記憶させた後、第１のポインティング装置４０によりディスプレイ２０上のポインタ２１を移動して位置を合わせ、第２のポインタ状態記憶手段により第１のポインティング装置４０のボタン押下の操作を受け入れる第２のポインタ状態を記憶する。
第２のポインティング装置５０ａにより送信された検知信号をもって、第１のポインタ状態におけるポインタ２１に対するボタン情報として処理し、第２のポインティング装置５０ｂにより送信された検知信号をもって、第２のポインタ状態におけるポインタ２１に対するボタン情報として処理する。
【００４０】
以上、第２のポインティング装置５０ａおよび第２のポインティング装置５０ｂを歩行通路上に２箇所に敷き置いて歩行者が第２のポインティング装置５０ａの通過時点を歩行計測開始時点とし、第２のポインティング装置５０ｂの通過時点を歩行計測終了時点として正確に計測することができる。
【実施例２】
【００４１】
実施例２にかかる歩行計測システム１００ａは、実施例１にかかる歩行計測システムの構成に加え、足圧計測装置を備えた構成である。
【００４２】
図５は、本願発明の歩行計測システム１００ａの構成を模式的に表したブロック図である。
コンピュータシステム１０、ディスプレイ２０、加速度計測装置３０、第１のポインティング装置４０、第２のポインティング装置５０の構成は実施例１と同様である。本実施例２では、足圧計測装置３５を備えている。
【００４３】
足圧計測装置３５は、歩行者の足裏にかかる体重の圧力分布を計測して足裏にかかる圧力データを取得する装置である。歩行運動は静止状態では捉えられず、踵の着地からつま先の蹴り出しまで、足裏の接地部分も時間により変化しているデータとして得られる。
実施例１と同様、この足圧計測装置３５のデータ取得の開始時点と終了時点を、第２のポインティング装置５０による設定領域への歩行者の足の着地の検知をもって決定する。
【００４４】
以上、本発明のポインティング装置における好ましい実施形態を説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ある地点から他の地点への被験者の歩行運動などを計測する歩行計測システムなど多様なシステムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本願発明の歩行計測システム１００の構成を模式的に表したブロック図
【図２】第２のポインティング装置５０の一構成例を模式的に示した図
【図３】第２のポインティング装置５０を歩行通路上に敷き置いて歩行者の着地時点を正確に計測する手法を模式的に示した図
【図４】第２のポインティング装置５０を歩行通路上に２箇所に敷き置いて歩行者のある地点の通過時点と他の地点の通過地点を正確に計測する手法を模式的に示した図
【図５】本願発明の歩行計測システム１００ａの構成を模式的に表したブロック図
【符号の説明】
【００４７】
１０  コンピュータシステム
２０  ディスプレイ
３０  加速度計測装置
３５  足圧計測装置
４０  第１のポインティング装置
５０  第２のポインティング装置
１００，１００ａ，１００ｂ  歩行計測システム
【図１】
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【図２】
2009066168.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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