(57)【要約】  ユーザの歩容データを取得するセンサの省電力化を実現するために、低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測し、第１モードで動作中にセンサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を送信し、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を送信して、センサの検出値に基づいたユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始するデータ取得部と、トリガー信号を受信した際にデータ取得部の動作モードを第２モードに切り替え、第１通知信号を受信後に所定の条件が満たされた場合にデータ取得部の動作モードを第１モードに切り替える制御部と、を備える計測装置とする。
2020079784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測し、前記第１モードで動作中に前記センサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を送信し、前記第２モードで動作中に前記センサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、前記センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を送信して、前記センサの検出値に基づいた前記ユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始するデータ取得手段と、
前記トリガー信号を受信した際に前記データ取得手段の動作モードを前記第２モードに切り替え、前記第１通知信号を受信後に所定の条件が満たされた場合に前記データ取得手段の動作モードを前記第１モードに切り替える制御手段と、を備える計測装置。
【請求項２】
前記データ取得手段は、
加速度を検出する加速度センサと、
角速度を検出する角速度センサとを有し、
前記制御手段は、
前記第１モードにおいては、前記加速度センサおよび前記角速度センサのうちいずれか一方を低消費電力で動作させるとともに他方の動作を停止させ、
前記第２モードにおいては、前記加速度センサおよび前記角速度センサの両方を高速動作させる請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記トリガー信号を受信した際に起動して前記データ取得手段の動作モードを前記第２モードに切り替え、前記第１通知信号を受信後に前記所定の条件が満たされた場合に前記データ取得手段の動作モードを前記第１モードに切り替えて休眠状態に移行する請求項１または２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記トリガー信号を受信した際に、前回の前記データ取得手段の動作モードの切り替えから所定期間が経過していない場合は、自身を起動させない請求項１または２に記載の計測装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第１通知信号を受信してから所定時間経過した段階で、前記データ取得手段の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える請求項１乃至４のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項６】
前記データ取得手段は、
前記第２モードで動作中に前記センサの検出値が前記第２閾値を指定時間中に指定回数以上越さなかった場合、誤作動であったことを通知する第２通知信号を前記制御手段に送信し、
前記制御手段は、
前記第２通知信号を受信すると、前記データ取得手段の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替える請求項１乃至５のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記第１閾値および前記第２閾値をログに記録し、記録したログを学習器に入力して前記第１閾値および前記第２閾値を調整するための学習モデルを生成する学習手段と、
前記学習モデルを用いて、前記データ取得手段が用いる前記第１閾値および前記第２閾値を調整する閾値調整手段とを備え、
前記データ取得手段は、
前記第２モードで動作中に前記センサの検出値が前記第２閾値を指定時間中に指定回数以上越さなかった場合、誤作動であったことを通知する第２通知信号を前記制御手段に送信するとともに、その時点における前記第１閾値および前記第２閾値を前記学習手段に送信し、
前記制御手段は、
前記第２通知信号を受信すると、前記データ取得手段の動作モードを前記第２モードから前記第１モードに切り替え、
前記学習手段は、
前記データ取得手段から新たに受信した前記第１閾値および前記第２閾値を含めたログを前記学習器に入力して前記学習モデルを生成する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記データ取得手段は、
前記第２モードで動作中に前記センサの検出値が前記第２閾値を指定時間中に指定回数以上下回ると、前記センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する前記第１通知信号を送信する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項９】
低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測する計測装置が、
前記第１モードで動作中に前記センサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を出力し、
前記トリガー信号に応じて動作モードを前記第２モードに切り替え、
前記第２モードで動作中に前記センサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、前記センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を生成し、
前記センサの検出値に基づいた前記ユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始し、
前記第１通知信号の生成後に所定の条件が満たされた場合に動作モードを前記第１モードに切り替える制御方法。
【請求項１０】
低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測する計測装置を動作させるプログラムであって、
前記第１モードで動作中に前記センサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を出力する処理と、
前記トリガー信号に応じて動作モードを前記第２モードに切り替える処理と、
前記第２モードで動作中に前記センサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、前記センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を生成する処理と、
前記センサの検出値に基づいた前記ユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始する処理と、
前記第１通知信号の生成後に所定の条件が満たされた場合に動作モードを前記第１モードに切り替える処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録させた非一過性のプログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの歩容データを測定する計測装置、計測方法、およびプログラムである。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの歩行状態をモニターするために、足に装着される歩行センサが開発されている。そのような歩行センサには、歩行に影響が及ばないように容量の小さい小型のバッテリーが実装されることが多い。そのような歩行センサは、常時測定を行うために電力消費が激しく、電池交換や充電をすることなしに長時間の利用は難しい。そのため、省電力の歩行センサが求められている。【０００３】
特許文献１には、地面に対する足の運動を分析する方法について開示されている。特許文献１の方法では、加速度計を用いて足の加速度を検知し、足が地面を離れる瞬間を決定する。【０００４】
特許文献２には、センサで検出した生体情報データを無線通信で送信する生体情報検出機器と、予め使用者と関連づけられた第１の識別コードを有する携帯機器とから構成される生体情報計測システムについて開示されている。携帯機器は、使用中の生体情報検出機器を特定する検出機器特定手段と、その生体情報検出機器を識別する第２の識別コードを作成する識別コード作成手段と、使用中の生体情報検出機器に第２の識別コードを無線送信する識別コード送信手段を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４４８９０１号公報
【特許文献２】特許第４５５５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法によれば、足が地面に当たる各瞬間と次の足が地面から離れる瞬間との間の時間差を測定し、ユーザの足が地面と接触した期間だけセンサを起動して測定を行うことによってセンサ稼働時間を延ばすことができる。しかしながら、特許文献２の方法では、歩行時の着地と離地の瞬間を測定するために高速動作が必要となるため、データ取得間隔を粗くすると着地と離地とを判別ができず、省電力を実現できないという問題点があった。【０００７】
特許文献２のシステムによれば、加速度センサを利用し、データの送信可否を制御して送信器の電力を節約することによって消費電力を低減できる可能性がある。しかしながら、特許文献２のシステムは、データ送信を行わない状況でも演算を継続するため、有効的な省電力化を実現できないという問題点があった。また、特許文献２のシステムは、誤検出防止策を有さないため、誤検出による誤送信に起因する消費電力が大きく、歩行測定における省電力化には不向きであるという問題点があった。【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決するために、ユーザの歩容データを取得するセンサの省電力化を実現できる計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の計測装置は、低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測し、第１モードで動作中にセンサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を送信し、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を送信して、センサの検出値に基づいたユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始するデータ取得部と、トリガー信号を受信した際にデータ取得部の動作モードを第２モードに切り替え、第１通知信号を受信後に所定の条件が満たされた場合にデータ取得部の動作モードを第１モードに切り替える制御部と、を備える。【００１０】
本発明の一態様の計測方法は、低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測する計測装置が、第１モードで動作中にセンサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を出力し、トリガー信号に応じて動作モードを第２モードに切り替え、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を生成し、センサの検出値に基づいたユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始し、第１通知信号の生成後に所定の条件が満たされた場合に動作モードを第１モードに切り替える。【００１１】
本発明の一態様のプログラムは、低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測する計測装置を動作させるプログラムであって、第１モードで動作中にセンサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を出力する処理と、トリガー信号に応じて動作モードを第２モードに切り替える処理と、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を生成する処理と、センサの検出値に基づいたユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始する処理と、第１通知信号の生成後に所定の条件が満たされた場合に動作モードを第１モードに切り替える処理とをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ユーザの歩容データを取得するセンサの省電力化を実現できる計測装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る計測装置の構成の一例について説明するためのブロック図である。
【図２】人間の歩行周期について説明するための概念図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る計測装置のデータ取得部の構成の一例について説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る計測装置の制御部の構成の一例について説明するためのブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る計測装置のデータ取得部の低電力モードにおける動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る計測装置の制御部のモード切り替えにおける動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る計測装置のデータ取得部の通常モードにおける動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る計測装置の構成の一例について説明するためのブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る計測装置の制御部のモード切り替えにおける動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る計測装置のデータ取得部の通常モードにおける動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る計測装置の構成の一例について説明するためのブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る計測装置のデータ取得部の低電力モードにおける動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る計測装置のデータ取得部の通常モードにおける動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例において低電力モードで計測された歩行および足首回転運動に関する鉛直方向（上向きが正）の加速度波形である。
【図１５】本発明の実施例において低電力モードで計測された歩行および足首回転運動に関する鉛直方向（上向きが正）の加速度波形のヒストグラムである。
【図１６】本発明の実施例に係る計測装置を被験者に装着した際に取得された加速度波形である。
【図１７】本発明の実施例において通常モードで計測された歩行時と足首回転運動時の水平方向（前方が正）の加速度波形である。
【図１８】本発明の各実施形態に係る計測装置を実現するハードウェア構成の一例について説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。
【００１５】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る計測装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の計測装置は、ユーザの歩容データを取得するために足部に装着されるセンサの省電力化を実現する。歩容とは、人間や動物の歩行の様態である。歩容は、歩幅（左か右、一歩分）や、歩幅（二歩分）、リズム、速度、力学的基盤、進行方向、足の角度、腰の角度、しゃがむ能力などを含む。
【００１６】
（構成）
図１は、本実施形態の計測装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図１のように、計測装置１０は、データ取得部１１および制御部１２を備える。
【００１７】
データ取得部１１は、ユーザの足部に装着される。データ取得部１１は、ユーザの歩容データを取得する。例えば、データ取得部１１は、慣性計測装置（ＩＭＵ：inertial measurement unit）によって実現される。以下において、データ取得部１１は、歩容データとして加速度と角速度とを計測するものとする。なお、データ取得部１１が計測するのは、加速度や角速度に限定されない。
【００１８】
データ取得部１１は、制御部１２の制御に応じて、低電力モード（第１モードとも呼ぶ）と通常モード（第２モードとも呼ぶ）とを含む少なくとも二つの動作モードで動作する。例えば、低電力モードで動作する場合、データ取得部１１は、超低速モードで加速度を計測し、角速度の計測を停止する。例えば、通常モードで動作する場合、データ取得部１１は、加速度や角速度などの物理量を高速モードで計測する。
【００１９】
低電力モードで動作中のデータ取得部１１は、計測中の物理量が第１閾値を超えると、トリガー信号を制御部１２に出力する。データ取得部１１は、そのトリガー信号に応じたモード切り替え信号を制御部１２から受信すると、動作モードを通常モードに切り替える。
【００２０】
例えば、データ取得部１１が加速度センサを含む場合、計測装置１０が装着された状態ユーザの足が動くと、その加速度センサが足部の加速度を検出する。データ取得部１１は、検出した加速度が事前に設定した第１閾値を超えたか否かを判別し、第１閾値を超えた場合に歩行が開始されたと判定する。加速度が第１閾値を超えた場合、データ取得部１１からトリガー信号が制御部１２に出力され、休眠中の制御部１２が起動される。
【００２１】
データ取得部１１は、動作モードが低電力モードから通常モードに切り替わると、歩容データが第２閾値を越すか否かを判断する。例えば、データ取得部１１は、計測中の物理量が第２閾値を越すか否か判断する。
【００２２】
計測中の物理量が第２閾値を越した場合、データ取得部１１は、カウンターでカウントを開始する。このとき、データ取得部１１は、例えばＳ秒といった指定時間内において、計測中の物理量が第２閾値を越した回数をカウントする（Ｓは正の実数）。指定時間内において、計測中の物理量が所定のカウント数（Ｎ回）よりも多く第２閾値を越した場合、データ取得部１１は、測定開始を通知する通知信号（第１通知信号とも呼ぶ）を制御部１２に出力し、歩容データの測定を開始する（Ｎは自然数）。そして、データ取得部１１は、測定した歩容データを上位システムや外部システムなどに送信する。
【００２３】
一方、指定時間内において、計測中の物理量が所定のカウント数（Ｎ回）よりも多く第２閾値を越さなかった場合、データ取得部１１は、通常モードによる物理量の計測を継続する。このとき、データ取得部１１は、歩容データの測定を開始しない。なお、データ取得部１１は、指定時間内において、計測中の物理量が所定のカウント数（Ｎ回）よりも多く第２閾値を越さなかった場合、動作モードの切り替えを依頼する通知信号を制御部１２に送信するように構成してもよい。
【００２４】
通常モードで動作中のデータ取得部１１は、モード切り替え信号を制御部１２から受信すると、歩容データの測定を停止し、動作モードを低電力モードに切り替える。
【００２５】
なお、データ取得部１１は、計測中の加速度と角速度とをモニタリングし、加速度および角速度のいずれかが指定時間内に第２閾値を越すか否かを判別すればよい。判定対処の物理量を加速度にするか角速度にするか、また、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸のどの軸で判別するかは任意に設定できる。また、判定対処の物理量は、任意に組み合せてもよい。データ取得部１１は、指定時間（Ｓ秒）以内に、判定対象の物理量が第２閾値を指定回数（Ｎ回）だけ越したら歩行が開始されたものとみなし、データ取得部１１を通常モードで動作させる。
【００２６】
制御部１２は、データ取得部１１に接続される。制御部１２は、データ取得部１１によって計測される物理量の値に応じて、データ取得部１１の動作を制御する。制御部１２は、データ取得部１１からトリガー信号を受信するまで休眠状態を維持する。制御部１２は、マイクロコンピュータによって実現できる。
【００２７】
休眠状態の制御部１２は、データ取得部１１からトリガー信号を受信すると、前回のモード切り替えから所定の待機時間が経過していれば自装置を起動させる。一方、前回のモード切り替えから所定の待機時間が経過していなければ、制御部１２は、休眠状態を維持する。
【００２８】
データ取得部１１からのトリガー信号に応じて起動した制御部１２は、データ取得部１１の動作モードを通常モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に送信する。
【００２９】
また、制御部１２は、通常モードに切り替わったデータ取得部１１から、測定開始または誤作動の通知信号を受信する。
【００３０】
制御部１２は、データ取得部１１から受信した通知信号が測定開始の通知であれば、測定開始からの経過時間のカウントを開始する。制御部１２は、所定時間（Ｍ秒）が経過すると、データ取得部１１の動作モードを低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に送信する（Ｍは正の実数）。
【００３１】
一方、制御部１２は、データ取得部１１から受信した通知信号が誤作動の通知であれば、データ取得部１１の動作モードを低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に送信する。
【００３２】
制御部１２は、データ取得部１１の動作モードを低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に送信すると、所定期間（Ｋ時間）休眠状態に移行する。
【００３３】
以上が、計測装置１０の構成の一例についての説明である。なお、図１の計測装置１０は一例であって、本実施形態の計測装置１０の構成をそのままの形態に限定するものではない。
【００３４】
〔歩行周期〕
ここで、人間の歩行周期について図面を参照しながら説明する。図２は、右足を基準とした人間の歩行周期について説明するための概念図である。図２の歩行者の下に示す横軸は、人間の歩行に伴う時間経過を正規化した正規化時間である。なお、以下においては右足に着目して説明するが、左足についても同様である。
【００３５】
人間の歩行周期は、立脚期と遊脚期とに大別される。右足の立脚期は、右足の踵接地状態から左足の底面が完全に接地し、右足のつま先が離地する状態までの期間である。立脚期は、歩行周期全体の６０％を占める。右足の遊脚期は、左足の底面が完全に接地し、右足のつま先が離地した状態から、再び右足の踵が接地する状態までの期間である。遊脚期は、歩行周期全体の４０％を占める。
【００３６】
右足の踵接地後の足関節垂直方向回転運動によって、足底全体が地面に接触する際の衝撃が発生する。また、右足立脚終期と遊脚前期の間に発生する左足踵接地と右足のつま先離地の前進姿勢の際に右足のつま先が地面に与える圧力が発生し、地面との摩擦力を克服するために、人の前進に与える筋肉の力で水平の加速度が発生する。
【００３７】
特に、足底が地面と完全に接触する際に発生する衝撃は体重によるものであり、誤作動の要因である足首の歩行を伴わない回転運動による加速度は筋肉が与える力である。普通の人間であれば、筋肉の力が与える加速度は体重による衝撃力に敵わない。従って、この差異を利用して閾値を適切に設定すれば、歩行を検出できる。
【００３８】
〔データ取得部〕
次に、データ取得部１１の詳細構成の一例について図面を参照しながら説明する。図３は、データ取得部１１の詳細構成の一例を示すブロック図である。図３のように、データ取得部１１は、加速度センサ１１１、角速度センサ１１２、判定部１１３、データ送信部１１４を有する。
【００３９】
加速度センサ１１１は、加速度を計測するセンサである。例えば、加速度センサ１１１には、圧電型、ピエゾ抵抗型、静電容量型などを含めた任意の方式で加速度を検出するセンサを適用できる。加速度センサ１１１は、低サンプリングレートの超低電力モードと、高速に動作する高速モードとを含む少なくとも二つの動作モードで動作する。加速度センサ１１１の動作モードは、制御部１２の制御に応じて切り替えられる。
【００４０】
角速度センサ１１２は、角速度を計測するセンサである。例えば、角速度センサ１１２には、振動式や静電容量式などを含めた任意の方式で角速度を計測するセンサを適用できる。角速度センサ１１２は、高速モードを含む少なくとも一つの動作モードで動作する。角速度センサ１１２の動作モードは、制御部１２の制御に応じて切り替えられる。
【００４１】
加速度センサ１１１が超低電力モードであり、角速度センサ１１２が停止状態の動作モードが低電力モードである。一方、加速度センサ１１１が高速モードであり、角速度センサ１１２も高速モードの動作モードが通常モードである。
【００４２】
判定部１１３は、加速度センサ１１１によって計測される加速度が第１閾値を超えるか否かを判定する。判定部１１３は、加速度センサ１１１によって計測される加速度が第１閾値を超えると、トリガー信号を制御部１２に出力する。
【００４３】
また、判定部１１３は、制御部１２による動作モードの切り替えに応じてデータ取得部１１の動作モードが通常モードに切り替わると、加速度センサ１１１によって計測される加速度が指定時間内に第２閾値を越した回数をカウントする。判定部１１３は、加速度センサ１１１によって計測される加速度が、指定時間内に第２閾値を越した数が所定カウント以上であった場合、測定開始を通知する通知信号を制御部１２に出力する。そして、判定部１１３は、加速度センサ１１１および角速度センサ１１２から計測中のデータをデータ送信部１１４に出力させる。
【００４４】
データ送信部１１４は、加速度センサ１１１および角速度センサ１１２によって計測されたデータを歩容データとして送信する。例えば、データ送信部１１４は、上位システムや外部システムなどに歩容データを送信する。データ送信部１１４から送信される歩容データは、主に、ユーザの歩行について解析する用途に使用される。
【００４５】
以上が、データ取得部１１の詳細構成の一例についての説明である。なお、図３のデータ取得部１１の構成は一例であって、本実施形態のデータ取得部１１の構成をそのままの形態で限定するものではない。
【００４６】
〔制御部〕
次に、制御部１２の詳細構成について図面を参照しながら説明する。図４は、制御部１２の詳細構成の一例を示すブロック図である。図４のように、制御部１２は、信号受信部１２１、起動部１２２、モード切替部１２３を有する。
【００４７】
信号受信部１２１は、データ取得部１１から信号を受信する。例えば、信号受信部１２１は、トリガー信号や通知信号をデータ取得部１１から受信する。信号受信部１２１は、トリガー信号を受信すると、受信したトリガー信号を起動部１２２に出力する。また、信号受信部１２１は、通知信号を受信すると、受信した通知信号をモード切替部１２３に出力する。
【００４８】
起動部１２２は、信号受信部１２１からトリガー信号を受信する。起動部１２２は、トリガー信号を受信すると、前回のモード切り替え時からの経過時間に基づいて制御部１２を起動させる。起動部１２２は、前回のモード切り替え時からの経過時間が所定の経過時間だけ経過している場合、制御部１２を起動させる。一方、前回のモード切り替え時からの経過時間が所定の経過時間だけ経過していない場合、制御部１２の休眠状態を維持させる。
【００４９】
また、起動部１２２は、制御部１２を休眠状態に移行させることを指示する信号をモード切替部１２３から取得すると、制御部１２を休眠状態に移行させる。
【００５０】
モード切替部１２３は、制御部１２が起動されると、データ取得部１１の動作モードを通常モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に送信する。
【００５１】
また、モード切替部１２３は、信号受信部１２１から通知信号を受信すると、通知内容に応じた処理を行う。モード切替部１２３は、測定開始を通知する通知信号を受信すると、所定の期間だけカウントを行う。モード切替部１２３は、所定の期間が経過すると、データ取得部１１の動作モードを低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に送信する。
【００５２】
モード切替部１２３は、動作モードを低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に送信する際に、制御部１２を休眠状態に移行させることを指示する信号を起動部１２２に出力する。
【００５３】
以上が、制御部１２の詳細構成の一例についての説明である。なお、図４の制御部１２の構成は一例であって、本実施形態の制御部１２の構成をそのままの形態で限定するものではない。
【００５４】
（動作）
次に、本実施形態の計測装置１０の動作について図面を参照しながら説明する。以下においては、データ取得部１１の動作モードごとの動作と、制御部の動作とを個別のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
〔低電力モード〕
まず、データ取得部１１の低電力モードにおける動作の一例について図面を参照しながら説明する。低電力モードでは、角速度センサが停止状態に設定され、加速度センサが超低速モードで動作するように設定される。
【００５６】
図５は、低電力モードで動作中のデータ取得部１１の動作について説明するためのフローチャートである。図５のフローチャートに沿った処理においては、データ取得部１１を動作の主体として説明する。
【００５７】
図５において、まず、データ取得部１１は、超低速モードで加速度を計測する（ステップＳ１１１）。
【００５８】
ここで、データ取得部１１は、計測した加速度が第１閾値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
データ取得部１１は、計測した加速度が第１閾値を超えた場合（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、トリガー信号を制御部１２に送信する（ステップＳ１１３）。一方、計測した加速度が第１閾値以下の場合（ステップＳ１１２でＮｏ）、ステップＳ１１１に戻る。
【００６０】
以上が、データ取得部１１の低電力モードにおける動作の一例についての説明である。なお、図５のデータ取得部１１の動作は一例であって、データ取得部１１の低電力モードにおける動作をそのままの方法に限定するものではない。
【００６１】
〔モード切り替え〕
次に、制御部１２の動作の一例について図面を参照しながら説明する。ここでは、休眠状態に設定されている制御部１２がトリガー信号を受信してからの動作に関する。
【００６２】
図６は、制御部１２の動作について説明するためのフローチャートである。図６のフローチャートに沿った処理においては、制御部１２を動作の主体として説明する。
【００６３】
まず、図６において、制御部１２は、データ取得部１１からトリガー信号を受信する（ステップＳ１２１）。
【００６４】
ここで、制御部１２は、前回の動作モードの切り替えからの経過時間を確認する（ステップＳ１２２）。前回の動作モードの切り替えから所定期間（Ｋ時間）経過している場合（ステップＳ１２２でＹｅｓ）、制御部１２は、自身（制御部１２自体）を起動させる（ステップＳ１２３）。一方、前回の動作モードの切り替えから所定期間（Ｋ時間）経過していない場合（ステップＳ１２２でＮｏ）、制御部１２は休眠状態を継続させる。なお、ステップＳ１２２を省略し、制御部１２がトリガー信号を受信した段階（ステップＳ１２１）で、自身を起動させてもよい（ステップＳ１２３）。
【００６５】
制御部１２は、ステップＳ１２３で自身を起動させると、データ取得部１１の動作モードを低電力モードから通常モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に出力する（ステップＳ１２４）。
【００６６】
ここで、制御部１２は、データ取得部１１から通知信号を受信するのを待機する（ステップＳ１２５）。データ取得部１１から通知信号を受信していない場合（ステップＳ１２５でＮｏ）、制御部１２は、通知信号の受信を待機する。一方、データ取得部１１から通知信号を受信した場合（ステップＳ１２５でＹｅｓ）、所定時間（Ｍ秒）のカウントを開始する（ステップＳ１２６）。
【００６７】
次に、制御部１２は、カウントが所定時間（Ｍ秒）経過すると、データ取得部１１の動作モードを通常モードから低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部１１に出力する（ステップＳ１２７）。
【００６８】
そして、制御部１２は、休眠状態に移行する（ステップＳ１２８）。
【００６９】
以上が、制御部１２の動作の一例についての説明である。なお、図６の制御部１２の動作は一例であって、制御部１２の動作をそのままの方法に限定するものではない。
【００７０】
〔通常モード〕
次に、データ取得部１１の通常モードにおける動作の一例について図面を参照しながら説明する。通常モードでは、加速度センサと角速度センサがともに高速モードで動作するように設定させる。
【００７１】
図７は、通常モードで動作中のデータ取得部１１の動作について説明するためのフローチャートである。図７のフローチャートに沿った処理においては、データ取得部１１を動作の主体として説明する。また、図７のフローチャートに沿った処理においては、閾値を用いた判定対象の物理量が加速度である場合について説明する。
【００７２】
図７において、まず、データ取得部１１は、高速モードで加速度および角速度を計測する（ステップＳ１３１）。
【００７３】
ここで、データ取得部１１は、計測中の加速度が第２閾値を越したか否かを判定する（ステップＳ１３２）。計測中の加速度が第２閾値を越した場合（ステップＳ１３２でＹｅｓ）、データ取得部１１は、加速度が第２閾値を越す数をカウンターでカウントする（ステップＳ１３３）。一方、計測中の加速度が第２閾値を越していない場合（ステップＳ１３２でＮｏ）、ステップＳ１３１に戻る。なお、計測中の加速度が予め設定された時間内で第２閾値を越さなかった場合、ステップＳ１３７に進んでもよい。
【００７４】
指定時間（Ｓ秒）以内に、加速度が第２閾値を指定回数（Ｎカウント）以上越した場合（ステップＳ１３４でＹｅｓ）、データ取得部１１は、測定開始を通知する通知信号を制御部１２に送信する（ステップＳ１３５）。一方、指定時間（Ｓ秒）以内に、加速度が第２閾値を指定回数（Ｎカウント）以上越さなかった場合（ステップＳ１３４でＮｏ）、ステップＳ１３１に戻る。
【００７５】
ステップＳ１３５の後、データ取得部１１は、歩容データの測定を開始する（ステップＳ１３６）。データ取得部１１は、モード切り替え信号を受信するまで歩容データの測定を継続する。
【００７６】
ステップＳ１３６の後、データ取得部１１は、動作モードを通常モードから低電力モードに切り替えるためのモード切替信号を受信すると（ステップＳ１３７でＹｅｓ）、歩容データの測定を停止し、動作モードを低電力モードに切り替える（ステップＳ１３８）。一方、モード切替信号を受信していなければ（ステップＳ１３７でＮｏ）、データ取得部１１は、歩容データの測定を継続させる。
【００７７】
以上が、データ取得部１１の通常モードにおける動作の一例についての説明である。なお、図７のデータ取得部１１の動作は一例であって、データ取得部１１の通常モードにおける動作をそのままの方法に限定するものではない。
【００７８】
以上のように、本実施形態の計測装置は、データ取得部と制御部とを備える。データ取得部は、低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測する。
【００７９】
計測装置は、第１モードで動作中にセンサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を送信する。計測装置は、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を送信する。そして、計測装置は、センサの検出値に基づいたユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始する。制御部は、トリガー信号を受信した際にデータ取得部の動作モードを第２モードに切り替える。制御部は、第１通知信号を受信後に所定の条件が満たされた場合にデータ取得部の動作モードを第１モードに切り替える。
【００８０】
例えば、データ取得部は、加速度を検出する加速度センサと、角速度を検出する角速度センサとを有する。制御部は、第１モードにおいては、加速度センサおよび角速度センサのうちいずれか一方を低消費電力で動作させるとともに他方の動作を停止させ、第２モードにおいては、加速度センサおよび角速度センサの両方を高速動作させる。
【００８１】
例えば、制御部は、トリガー信号を受信した際に起動してデータ取得部の動作モードを第２モードに切り替え、第１通知信号を受信後に所定の条件が満たされた場合にデータ取得部の動作モードを第１モードに切り替えて休眠状態に移行する。また、例えば、制御部は、トリガー信号を受信した際に、前回のデータ取得部の動作モードの切り替えから所定期間が経過していない場合は、自身を起動させない。
【００８２】
例えば、制御部は、第１通知信号を受信してから所定時間が経過した段階で、データ取得部の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える。
【００８３】
本実施形態によれば、低電力の第１モードと、高速動作の第２モードとを適切なタイミングで効率的に切り替えることによって、歩容データを計測するためのセンサの省電力および長寿命化を実現できる。
【００８４】
また、本実施形態の計測装置は、通常モードの稼働期間を制限し、予め設定された所定時間だけ稼働すれば測定成功とみなして低電力モードに移行して制御部を休眠状態とし、休眠期間中はトリガー信号を受け付けない構成にすることができる。このような構成にすれば、計測装置の稼働期間を必要最低限に設定できるため、ユーザの歩容データを取得する計測装置をより省電力化できる。
【００８５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る計測装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の計測装置は、測定中の加速度が所定時間内に所定回数だけ第２閾値を越さなかった場合に誤動作であると判定する点において第１の実施形態とは異なる。
【００８６】
（構成）
図８は、本実施形態の計測装置２０の構成の一例を示すブロック図である。図８のように、計測装置２０は、データ取得部２１および制御部２２を備える。なお、本実施形態のデータ取得部２１および制御部２２のそれぞれは、第１の実施形態のデータ取得部１１および制御部１２のそれぞれと同様の構成であるため、詳細な説明は省略し、相違点について説明する。
【００８７】
データ取得部２１は、制御部２２による動作モードに切り替えに応じて動作モードが通常モードに切り替わると、加速度センサによって計測される加速度が指定時間内に第２閾値を越した回数をカウントする。データ取得部２１は、加速度センサによって計測される加速度が、指定時間内に第２閾値を越した数が指定回数以上であった場合、測定開始を通知する通知信号（第１通知信号とも呼ぶ）を制御部２２に出力する。そして、データ取得部２１は、加速度センサおよび角速度センサから計測中のデータを送信する。一方、データ取得部２１は、加速度センサによって計測される加速度が、指定時間内に第２閾値を越す回数が所定回数を下回った場合、誤作動を通知する通知信号（第２通知信号とも呼ぶ）を制御部２２に出力する。
【００８８】
制御部２２は、データ取得部２１から通知信号を受信すると、通知内容に応じた処理を行う。制御部２２は、測定開始を通知する通知信号（第１通知信号）を受信すると、所定時間だけカウントを行う。制御部２２は、所定時間が経過すると、データ取得部２１の動作モードを低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部２１に送信する。一方、制御部２２は、誤作動を通知する通知信号（第２通知信号）を受信すると、カウントを行わずに、データ取得部２１の動作モードを低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部２１に送信する。
【００８９】
以上が、本実施形態の計測装置２０の構成のうち、第１の実施形態の計測装置１０とは相違する点についての説明である。
【００９０】
次に、本実施形態の計測装置２０の動作の一例について図面を参照しながら説明する。なお、データ取得部２１の低電力モードにおける動作は、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００９１】
〔モード切り替え〕
ここでは、休眠状態に設定されている制御部２２がトリガー信号を受信してからの動作について説明する。
【００９２】
図９は、制御部２２の動作について説明するためのフローチャートである。図９のフローチャートに沿った処理においては、制御部２２を動作の主体として説明する。
【００９３】
まず、図９において、制御部２２は、データ取得部２１からトリガー信号を受信する（ステップＳ２２１）。
【００９４】
ここで、制御部２２は、前回の動作モードに切り替えからの経過時間を確認する（ステップＳ２２２）。前回の動作モードの切り替えから所定期間（Ｋ時間）経過している場合（ステップＳ２２２でＹｅｓ）、制御部２２は、自身を起動させる（ステップＳ２２３）。一方、前回の動作モードの切り替えから所定期間（Ｋ時間）経過していない場合（ステップＳ２２２でＮｏ）、制御部１２は休眠状態を継続させる。なお、ステップＳ２２２を省略し、制御部２２がトリガー信号を受信した段階（ステップＳ２２１）で、自身を起動させてもよい（ステップＳ２２３）。
【００９５】
制御部２２は、ステップＳ２２３で自身を起動させると、データ取得部２１の動作モードを低電力モードから通常モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部２１に出力する（ステップＳ２２４）。
【００９６】
ここで、制御部２２は、データ取得部２１から通知信号を受信するのを待機する（ステップＳ２２５）。データ取得部２１から通知信号を受信していない場合（ステップＳ２２５でＮｏ）、制御部２２は、通知信号の受信を待機する。一方、データ取得部２１から通知信号を受信した場合（ステップＳ２２５でＹｅｓ）、制御部２２は、その通知信号の内容を解釈する（ステップＳ２２６）。
【００９７】
制御部２２は、通知信号が測定開始通知であると解釈すると（ステップＳ２２６でＹｅｓ）、所定時間（Ｍ秒）のカウントを開始する（ステップＳ２２７）。一方、制御部２２は、通知信号が測定開始通知ではなく、誤動作通知であると解釈すると（ステップＳ２２６でＮｏ）、ステップＳ２２８に進む。
【００９８】
次に、制御部２２は、カウントが所定時間（Ｍ秒）経過すると、データ取得部２１の動作モードを通常モードから低電力モードに切り替えるためのモード切り替え信号をデータ取得部２１に出力する（ステップＳ２２８）。
【００９９】
そして、制御部２２は、休眠状態に移行する（ステップＳ２２９）。
【０１００】
以上が、制御部２２の動作の一例についての説明である。なお、図９の制御部２２の動作は一例であって、制御部２２の動作をそのままの方法に限定するものではない。
【０１０１】
〔通常モード〕
次に、データ取得部２１の通常モードにおける動作の一例について図面を参照しながら説明する。通常モードでは、加速度センサと角速度センサがともに高速モードで動作するように設定する。
【０１０２】
図１０は、通常モードで動作中のデータ取得部２１の動作について説明するためのフローチャートである。図１０のフローチャートに沿った処理においては、データ取得部２１を動作の主体として説明する。また、図１０のフローチャートに沿った処理においては、判定対象の物理量が加速度である場合について説明する。
【０１０３】
図１０において、まず、データ取得部２１は、高速モードで加速度および角速度を計測する（ステップＳ２３１）。
【０１０４】
ここで、データ取得部２１は、計測中の加速度が第２閾値を越したか否かを判定する（ステップＳ２３２）。計測中の加速度が第２閾値を越した場合（ステップＳ２３２でＹｅｓ）、データ取得部２１は、加速度が第２閾値を越す回数をカウンターでカウントする（ステップＳ２３３）。一方、計測中の加速度が第２閾値を越していない場合（ステップＳ２３２でＮｏ）、ステップＳ２３１に戻る。なお、計測中の加速度が予め設定された時間内で第２閾値を越さなかった場合、誤作動であると判定してステップＳ２３６に進んでもよい。
【０１０５】
指定時間（Ｓ秒）以内に、加速度が第２閾値を指定回数（Ｎカウント）以上越した場合（ステップＳ２３４でＹｅｓ）、データ取得部２１は、測定開始を通知する通知信号を制御部１２に送信する（ステップＳ２３５）。
【０１０６】
そして、データ取得部２１は、歩容データの測定を開始する（ステップＳ２３６）。データ取得部２１は、モード切り替え信号を受信するまで歩容データの測定を継続する。
【０１０７】
一方、指定時間（Ｓ秒）以内に、加速度が第２閾値を指定回数（Ｎカウント）以上越さなかった場合（ステップＳ２３４でＮｏ）、データ取得部２１は、誤作動を通知する通知信号を制御部２２に送信する（ステップＳ２３７）。
【０１０８】
ステップＳ２３６の後、データ取得部２１は、動作モードを通常モードから低電力モードに切り替えるためのモード切替信号を受信すると（ステップＳ２３８でＹｅｓ）、歩容データの測定を停止し、低電力モードに切り替える（ステップＳ２３９）。一方、モード切替信号を受信していなければ（ステップＳ２３８でＮｏ）、データ取得部２１は、歩容データの測定を継続させる。
【０１０９】
以上が、通常モードのデータ取得部２１の動作の一例についての説明である。なお、図１０のデータ取得部２１の動作は一例であって、データ取得部２１の動作をそのままの方法に限定するものではない。
【０１１０】
以上のように、本実施形態のデータ取得部は、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越さなかった場合、誤作動であったことを通知する第２通知信号を制御部に送信する。そして、本実施形態の制御部は、第２通知信号を受信すると、データ取得部の動作モードを第２モードから第１モードに切り替える。すなわち、本実施形態の計測装置は、検出値が第２閾値を指定時間内に指定回数以上越さなければ誤作動とみなし、データ取得部を低電力モードに設定し、制御部を休眠状態に戻して次の判別周期に移行する。本実施形態によれば、低サンプリングレートで動作する第１モードと、高サンプリングレートで動作する第２モードとにおける歩行波形の固有特性を利用して、計測装置の誤作動を防止できる。
【０１１１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る計測装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の計測装置は、ユーザの歩行判別と誤作動のログを学習し、通常はメーカやユーザが設定する閾値を人工知能（ＡＩ：Artificial Intelligence）によって自動的に設定する点において、第２の実施形態とは異なる。
【０１１２】
（構成）
図１１は、本実施形態の計測装置３０の構成の一例を示すブロック図である。図のように、計測装置３０は、データ取得部３１、制御部３２、学習部３３、閾値調整部３４を備える。なお、本実施形態のデータ取得部３１および制御部３２のそれぞれは、第２の実施形態のデータ取得部２１および制御部２２のそれぞれと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１３】
学習部３３は、計測中の物理量が第１閾値を超えたのが誤作動であったと判定された際に、第１閾値および第２閾値をログに記録する。そして、学習部３３は、記録したログを学習器に入力し、第１閾値および第２閾値を調整するための閾値調整モデルを生成する。例えば、学習部３３は、教師あり学習や教師なし学習、強化学習などの機械学習機能を有する学習器にログを入力して閾値調整モデルを生成する。なお、学習部３３が用いる学習器は、ログとして記録された第１閾値および第２閾値から学習モデル（閾値調整モデル）を生成できさえすれば、特に限定を加えない。
【０１１４】
閾値調整部３４は、学習部３３によって生成された閾値調整モデルを用いて、データ取得部３１の第１閾値および第２閾値を調整する。閾値調整部３４は、調整した第１閾値および第２閾値を学習器にフィードバックする。
【０１１５】
以上が、本実施形態の計測装置３０の構成の一例についての説明である。なお、図１１の計測装置３０の構成は一例であって、本実施形態の計測装置３０の構成を限定するものではない。
【０１１６】
（動作）
次に、本実施形態の計測装置３０の動作の一例について図面を参照しながら説明する。以下においては、データ取得部３１の動作モードごとの動作について個別のフローチャートを用いて説明する。制御部３２の動作は、第２の実施形態の制御部２２と同様であるのでここでは省略する。
【０１１７】
〔低電力モード〕
まず、低電力モードのデータ取得部３１の動作の一例について図面を参照しながら説明する。低電力モードでは、角速度センサが休眠状態に設定され、加速度センサが超低速モードで動作するように設定される。
【０１１８】
図１２は、低電力モードで動作中のデータ取得部３１の動作について説明するためのフローチャートである。図１２のフローチャートに沿った処理においては、データ取得部３１を動作の主体として説明する。
【０１１９】
図１２において、まず、データ取得部３１は、新たな第１閾値または第２閾値を受信している場合（ステップＳ３１１でＹｅｓ）、新たな第１閾値または第２閾値を更新する（ステップＳ３１２）。一方、データ取得部３１が新たな第１閾値または第２閾値を受信していない場合（ステップＳ３１１でＮｏ）、ステップＳ３１３に進む。
【０１２０】
次に、データ取得部３１は、超低速モードで加速度を計測する（ステップＳ３１３）。
【０１２１】
ここで、データ取得部３１は、計測した加速度が第１閾値を超えたか否か判断する（ステップＳ３１４）。
【０１２２】
データ取得部３１は、計測した加速度が第１閾値を超えた場合（ステップＳ３１４でＹｅｓ）、トリガー信号を制御部１２に送信する（ステップＳ３１５）。一方、計測した加速度が第１閾値以下の場合（ステップＳ３１４でＮｏ）、ステップＳ３１１に戻る。
【０１２３】
以上が、低電力モードのデータ取得部３１の動作の一例についての説明である。なお、図１２のデータ取得部３１の動作は一例であって、データ取得部３１の動作をそのままの方法に限定するものではない。
【０１２４】
〔通常モード〕
次に、通常モードのデータ取得部３１の動作の一例について図面を参照しながら説明する。通常モードでは、加速度センサと角速度センサがともに高速モードで動作するように設定させる。
【０１２５】
図１３は、低電力モードで動作中のデータ取得部３１の動作について説明するためのフローチャートである。図１３のフローチャートに沿った処理においては、データ取得部３１を動作の主体として説明する。また、図１３のフローチャートに沿った処理においては、判定対象の物理量が加速度である場合について説明する。
【０１２６】
図１３において、まず、データ取得部３１は、高速モードで加速度および角速度を計測する（ステップＳ３３１）。
【０１２７】
ここで、データ取得部１１は、計測中の加速度が第２閾値を越したか否かを判定する（ステップＳ３３２）。計測中の加速度が第２閾値を越した場合（ステップＳ３３２でＹｅｓ）、データ取得部３１は、加速度が第２閾値を越す数をカウンターでカウントする（ステップＳ３３３）。一方、計測中の加速度が第２閾値を越していない場合（ステップＳ３３２でＮｏ）、ステップＳ３３１に戻る。なお、計測中の加速度が予め設定された時間内で第２閾値を越さなかった場合、誤作動であると判定してステップＳ３３６に進んでもよい。
【０１２８】
指定時間（Ｓ秒）以内に、加速度が第２閾値を指定回数（Ｎカウント）以上越した場合（ステップＳ３３４でＹｅｓ）、データ取得部３１は、測定開始を通知する通知信号を制御部３２に送信する（ステップＳ３３５）。
【０１２９】
そして、データ取得部３１は、歩容データの測定を開始する（ステップＳ３３６）。データ取得部３１は、モード切り替え信号を受信するまで歩容データの測定を継続する。
【０１３０】
一方、指定時間（Ｓ秒）以内に、加速度が第２閾値を指定回数（Ｎカウント）以上越さなかった場合（ステップＳ３３４でＮｏ）、データ取得部３１は、誤作動を通知する通知信号を制御部３２に送信する（ステップＳ３３７）。
【０１３１】
次に、データ取得部３１は、その時点における第１閾値および第２閾値を学習部３３に送信する（ステップＳ３３８）。
【０１３２】
ステップＳ３３６の後、データ取得部３１は、動作モードを通常モードから低電力モードに切り替えるためのモード切替信号を受信すると（ステップＳ３３９でＹｅｓ）、歩容データの測定を停止し、低電力モードに切り替える（ステップＳ３４０）。一方、モード切替信号を受信していなければ（ステップＳ３３９でＮｏ）、データ取得部３１は、歩容データの測定を継続させる。
【０１３３】
以上が、通常モードのデータ取得部３１の動作の一例についての説明である。なお、図１３のデータ取得部３１の動作は一例であって、データ取得部３１の動作をそのままの方法に限定するものではない。
【０１３４】
以上のように、本実施形態の計測装置は、学習部と閾値調整部とを備える。学習部は、第１閾値および第２閾値をログに記録し、記録したログを学習器に入力して第１閾値および第２閾値を調整するための学習モデルを生成する。閾値調整部は、学習モデルを用いて、データ取得部が用いる第１閾値および第２閾値を調整する。データ取得部は、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越さなかった場合、誤作動であったことを通知する第２通知信号を制御部に送信する。また、データ取得部は、第２通知信号を制御部に送信するとともに、その時点における第１閾値および第２閾値を学習部に送信する。
【０１３５】
例えば、本実施形態のデータ取得部は、第２モードで動作中にセンサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上下回ると、センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を送信する。
【０１３６】
すなわち、本実施形態の計測装置は、誤作動が検出された際の第１閾値および第２閾値をログに記録し、これまでのログと併せて学習器に入力し、新たな第１閾値および第２閾値を生成する。そして、本実施形態の計測装置は、誤作動が検出された際の第１閾値および第２閾値を、新たに生成した第１閾値および第２閾値で更新し、その後の計測を継続させる。
【０１３７】
本実施形態の計測装置によれば、個人差や歩行環境の変化に応じて第１閾値および第２閾値を更新できる。そのため、本実施形態の計測装置によれば、個人差や歩行環境の変化に対して柔軟に対応できる。
【０１３８】
（実施例）
ここで、本発明の第３の実施形態に係る計測装置の実施例について図面を参照しながら説明する。本実施例では、データ取得部としてＩＭＵを足弓部に装着した際の、歩行と足首回転運動に関する低電力モードにおける誤動作の有無、通常モードにおける歩行検出可否の検証シミュレーションを行った。
【０１３９】
図１４は、低電力モードにおける歩行および足首回転運動に関する鉛直方向（上向きが正）の加速度波形を示す。低電力モードにおけるサンプリングレートは、３．１２５ヘルツに設定した。一般人のペースは１秒あたり２歩であるため、サンプリングレートが３．１２５ヘルツであれば、立脚期開始時点における踵接地による衝撃力がもたらす垂直加速度の検出が可能である。また、歩行と足首回転運動との波形を比較した結果、衝撃力がもたらす加速度は、足首回転運動をさせる筋肉の力による加速度をはるかに上回ることが確認された。この確認結果に基づいて、個人差を考慮した上で第１閾値を設定した。第１閾値の設定は、歩行時および足首回転運動時における鉛直方向の加速度波形のヒストグラムから判断した。
【０１４０】
図１５は、歩行時および足首回転運動時における鉛直方向の加速度波形のヒストグラムを示す。衝撃力にもたらす加速度波形（実線）においては、重力加速度の２．５倍（２．５Ｇ）以上の区域が存在する。それに対して、足首回転運動がもたらす加速度波形（点線および一点鎖線）においては、２．５倍の重力加速度以上の区域がほぼ存在しない。これは、閾値を重力加速度の２．５倍に設定すれば、歩行と非歩行とを区別できることを示す。
【０１４１】
図１６は、第３の実施形態の計測装置を昼食時に外出する会社員の被験者に装着させ、日常生活を模擬して歩行時と非歩行時の計測装置の稼働状況を計測した結果である。歩行時では、データ取得部から制御部にトリガー信号（インターラプト）が出力され、制御部がデータ取得部を通常モードに設定するために電力消費が大きくなった。それに対し、昼食時では、データ取得部から制御部にトリガー信号が出力されないため、データ取得部が通常モードに設定されないために電力消費は極めて低かった。
【０１４２】
また、データ取得部が起動した後、歩行波形の分析によって、歩行検出を行うシミュレーションを行った。通常モードで動作中のデータ取得部は、５０ヘルツのサンプリングレートで歩容データを記録するものとする。
【０１４３】
図１７は、通常モードにおける歩行時と足首回転運動時の水平方向（前方が正）の加速度波形（歩行波形とも呼ぶ）を示す。図１７の歩行波形において、負の方向に巨大なディップが発生している。このディップは、立脚期の開始時踵接地の急停止による前進方向と逆方向の加速度である。このディップは踵接地の瞬間にしか現れないため、低電力モードにおける低サンプリング測定ではこのディップが検出できないが、通常モードにおいては、サンプリングレートが高いため、ユーザの一歩中における急停止が検出される。一方、足首回転運動では、筋肉が与える前進方向の水平加速度は、急停止の加速度にはるかに及ばない。この特性を利用すれば、第２閾値を設定できる。すなわち、図１７に表れるディップが歩行時にしか発生しないという特性から、ディップに対して第２閾値を設定することによって、ユーザが歩行中であることを検出できた。それに対し、ディップが第２閾値に満たない場合、誤作動として判別できる。
【０１４４】
以上のように、本実施例によれば、二段階の波形検出によって計測装置の最低限度の起動を実現できたため、省電力化と長寿命化とが両立することを確認できた。
【０１４５】
（ハードウェア）
ここで、本発明の各実施形態に係る計測装置の処理を実行するハードウェア構成について、図１８のコンピュータ９０を一例として挙げて説明する。例えば、コンピュータ９０は、マイクロコンピュータとして構成できる。なお、図１８のコンピュータ９０は、各実施形態の計測装置の処理を実行するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【０１４６】
図１８のように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図１８においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。
【０１４７】
プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、コンピュータ９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る計測装置による処理を実行する。
【０１４８】
主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。
【０１４９】
補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。
【０１５０】
入出力インターフェース９５は、コンピュータ９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。
【０１５１】
以上が、本発明の各実施形態に係る計測装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図１８のハードウェア構成は、各実施形態に係る計測装置の演算処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る計測装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。
【０１５２】
各実施形態の計測装置の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、各実施形態の計測装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。
【０１５３】
以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１０、２０、３０    計測装置
１１、２１、３１    データ取得部
１２、２２、３２    制御部
３３    学習部
３４    閾値調整部
１１１    加速度センサ
１１２    角速度センサ
１１３    判定部
１１４    データ送信部
１２１    信号受信部
１２２    起動部
１２３    モード切替部
【図１】
2020079784.tif 000003
【図２】
2020079784.tif 000004
【図３】
2020079784.tif 000005
【図４】
2020079784.tif 000006
【図５】
2020079784.tif 000007
【図６】
2020079784.tif 000008
【図７】
2020079784.tif 000009
【図８】
2020079784.tif 000010
【図９】
2020079784.tif 000011
【図１０】
2020079784.tif 000012
【図１１】
2020079784.tif 000013
【図１２】
2020079784.tif 000014
【図１３】
2020079784.tif 000015
【図１４】
2020079784.tif 000016
【図１５】
2020079784.tif 000017
【図１６】
2020079784.tif 000018
【図１７】
2020079784.tif 000019
【図１８】
2020079784.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月2日(2021.3.2)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
低電力の第１モードと高速動作の第２モードとを含む少なくとも二つの動作モードでセンサによる検出値を計測する計測装置を動作させるプログラムであって、
前記第１モードで動作中に前記センサの検出値が第１閾値を超えた際にトリガー信号を出力する処理と、
前記トリガー信号に応じて動作モードを前記第２モードに切り替える処理と、
前記第２モードで動作中に前記センサの検出値が第２閾値を指定時間中に指定回数以上越すと、前記センサを装着するユーザの歩行が開始されたことを通知する第１通知信号を生成する処理と、
前記センサの検出値に基づいた前記ユーザの歩行特性を含む歩容データの測定を開始する処理と、
前記第１通知信号の生成後に所定の条件が満たされた場合に動作モードを前記第１モードに切り替える処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2020079784.tif 000021
2020079784.tif 000022