原著

3

歩行軌跡における偏軌の特徴と予測－近似曲線を用いた分析－

Characteristics and prediction of veering in
trajectory: An analysis of approximate curve
門脇弘樹（広島大学大学院教育学研究科）

菊池

志乃（広島大学大学院教育学研究科）

牟田口辰己（広島大学大学院教育学研究科）
Hiroki KADOWAKI（Graduate School of Education, Hiroshima University）
Shino KIKUCHI（Graduate School of Education, Hiroshima University）
Tatsumi MUTAGUCHI（Graduate School of Education, Hiroshima University）

要旨：
本研究では、中途視覚障害のシミュレーションとして晴眼大学生 16 名を対象とし、歩行軌跡における偏軌に関して近似曲線（線形近似・多項式近似）を用いた分析を行い、その特徴を明らかにすることを目的とした。また、歩行速度が歩行軌跡における偏軌にもたらす影響についても検討した。さらに、実際の歩行指導に活かすために近似曲線による分析から偏軌予測における可能性について分析した。対象者の歩行軌跡に関して線形近似および多項式近似それぞれの関数を最小二乗法により求め、両者の適合度を歩行条件ごとに比較した。その結果、すべての歩行条件において、多項式近似の適合度は線形近似の適合度と比較して、有意に高いことが明らかとなった。また、多項式近似の関数を用いて偏軌予測を試みた結果、10m を通過した地点から 16m 地点での偏軌距離が予測できることが示された。これらの結果から、歩行軌跡における偏軌の特徴と予測について論じた。

キーワード：中途視覚障害、歩行軌跡、偏軌、近似曲線

Abstract
One of the factors that make it difficult for a visually impaired person to walk is a veering which
naturally occurs right or left from the walking course, and we focused on the veering in trajectory, inparticular. In the present study, we sought to clarify the characteristics of veering in trajectory using
analysis approximate curve (linear approximation, polynomial approximation) in 16 adults withoutvisual impairment as a simulation of persons with acquired visual impairment. We also revealed
veering in trajectory affected walking speed. Furthermore, we analyzed the possibility in predicting
veering using the analysis approximate curve using orientation and mobility training. In veering
trajectory, the functions on linear approximation and polynomial approximation are obtained by theleast squares method, and the respective goodness of fit is compared for each walking condition.
In all conditions, the goodness of fit on polynomial approximation was significantly fitting at the
goodness of fit on linear approximation. Also, results of trial of prediction of a veering using thepolynomial approximation function showed that the distance of veering at the 16 m point can be
連絡先：d160914@hiroshima-u.ac.jp

受稿：2017/2/13

受理：2017/6/13

4
predicted from the point that passed 10 m. These findings suggest that it may be useful to focus on
the characteristics of veering in trajectory and prediction of veering.
Key Words: Persons with acquired visual impairment, Veering trajectory, Veering, Approximate curve

１．はじめに故につながる危険性がある。以上より、視覚障害者が安全に横断歩道を横断できるようにする偏軌とは、歩行中に、本人の意志とは関係なためには、歩行指導の際に指導者が視覚障害者

く、歩行コースの進行方向から右又は左に自然の示す偏軌について客観的に評価し、その指導にそれてしまうことである（文部省、1985）。

に活かしていくことが必要である。

また、Kallie, et al.（2007）は、視覚情報が欠その視点の一つに、歩行軌跡が考えられる。

如すると人間は直進歩行を維持することができ大倉ら（1987）は、障害物回避後の方向再現ず、偏軌が生じるとしている。歩行中に偏軌が性に関する研究の中で直線歩行について計測し、生じると、意図した方向からずれるため、現在全盲者のほとんどが右側に偏軌する傾向がある

位置や方向が分からなくなるだけでなく、駅プことを明らかにしている。また、大倉ら（2006）

ラットホームからの転落事故につながる（大倉は、視覚遮断直進歩行時に進路の左右に置かれら，1995）ことから、安全な歩行を脅かす大きたスピーカから強度の異なる周囲音（ホワイトな要因となる。

ノイズ）を出力した際に、周囲音が歩行軌跡を視 覚 障 害 者 の 歩 行 は オ リ エ ン テ ー シ ョ ン・

その音源とは反対の側に有意に偏軌させるとい

ア ン ド・ モ ビ リ テ ィ と 呼 ば れ（Hill & Ponder,

う結果を示し、さらにその音圧が高いと偏軌の1977）、定位能力と移動能力が合わさって初め程度が強まることを明らかにしている。さらに、て安全な歩行になるといわれている。その中で大倉・田内（2015）は、左右の耳のマスキン

も、モビリティについて田中ら（1977）は、（1）

グ差が誘導音の定位に影響し、左右の耳に大き境界線に沿って歩くこと、（2）ある点に向かっなマスキング差のある場合には歩行軌跡はマスて直進すること、（3）障害物を回避して、元のキングの小さい耳の側に偏軌することを示した。

進 路 を 維 持 す る こ と、 と い う 3 つ の 要 素 に 分

一方、門脇・牟田口（2015）の中途視覚障害シミュけている。偏軌は特に（2）のある点に向かっレーションによる実験では、直進歩行の軌跡をて直進することと関連があり、実際の歩行場面

左側に偏軌した者（L 型）、左右どちらにも偏軌

では横断歩道での横断が挙げられる。視覚障害した者（LR 型）、右側に偏軌した者（R 型）の者の道路横断行動に関しては、特定の交差点を３類型に分類し、対象者によって偏軌する方向

日常的に利用している視覚障害者は横断歩道をに傾向があることを示唆している。このようにはみ出るなどの危険行動はなく、非常にスムー

歩行軌跡における偏軌には特徴があり、歩行指ズに横断することが報告されている（柳原ら，導の際に偏軌の方向を客観的に評価し、視覚障

2007）。このことから、慣れが安全な歩行の一

害者にフィードバックすることが重要であると要因となると考えられるが、慣れの要因は個人考える。しかし、これまで偏軌に注目した際の差があり客観的に評価することが困難である。

歩行軌跡がどのような回帰直線あるいは回帰曲

そのため、安全な歩行に貢献する客観的な評価線になるかは明らかにされていない（柳原・三星，が必要である。また、視覚障害者が道路横断中

2005）
。

に利用する手がかりには、音響信号機やエスコー

そこで、本研究では中途視覚障害のシミュレー

トゾーン、横断する人の足音、横断歩道と並走ションとして晴眼大学生を対象とし、歩行軌跡

している車の音等があるが、このような手がかにおける偏軌に関して近似曲線を用いた分析をりが少ない横断歩道で偏軌が生じると重大な事行い、その特徴を明らかにすることを目的とす

門脇・菊池・牟田口

視覚リハ研究７（1）5る。晴眼大学生を対象とした理由としては、中い、対象者から研究協力の同意を得た。本研究

途視覚障害者の歩行を想定したシミュレーショ

は倫理的配慮として広島大学大学院教育学研究

ン実験を行うことで、歩行軌跡における偏軌の科倫理審査委員会の承認を得た。

基礎的な知見を得ることが挙げられた。また、

2.2. 歩行路

門脇・牟田口（2015）は、歩行速度（「遅い」・

本 研 究 は、X 大 学 体 育 館（ 規 格：29.6m ×

「通常」
・
「速い」
）が白杖歩行の偏軌に影響し、「速34.6m）に 16m × 10m の歩行路を設定して実い」は「遅い」と比較して有意に偏軌距離が小施した（図１）。この歩行路は、門脇・牟田口

さくなることを指摘している。そのため、歩行（2015）と同様のものであった。歩行路の中央

速度が歩行軌跡における偏軌にもたらす影響にには、スタートラインからゴールラインまでをついても検討する。さらに、白杖を持つ手の要結ぶ基準線を設けた。この際、基準線の位置は

因は偏軌に対して影響しないことが明らかにさ体育館の中央に位置するようにし、対象者かられている（門脇・牟田口，2015）が、歩行軌跡

見て基準線と左右の壁までの距離が 14.8m と等とこの要因の関連については検討されていない

しくなるようにした。ゴールラインには基準線ことから、本研究ではこの要因についても検討から左右それぞれの位置に、
シール（直径 1.5cm）

することとした。また、実際の歩行指導に活かを床の板目５枚（１枚：9.0cm）おきに計 10 枚

すために近似曲線を用いた分析から偏軌予測に（4.5m 分）、左右の５m 地点にはビニールテープ

おける可能性について分析する。

を貼り、偏軌距離および歩行軌跡を作成する際の目安とした。なお、スタートライン、基準線、

２．方法

ゴールラインにあるシールは対象者が足で踏ん

2.1. 対象者でも分からない素材を使用した。

対象者は、晴眼大学生 16 名（男性７名と女性

音要因を統制する方法として、聴覚を遮断す

９名，21 ～ 23 歳）で、大学の講義（５コマ分）

る、音要因の影響がない場所で実施する、逆方にてアイマスクによる白杖歩行の実習を受けた向に進ませる条件をカウンターバランスとして者であった。なお、この講義では、
タッチテクニッ取り入れる等の方法が挙げられる（田伏・植阪・

クやスライド法、白杖による伝い歩きについて

野口，2014）。本研究では進行方向を逆方向に実習し、対象者はこれらのテクニックを使用し進ませる条件をカウンターバランスとして取りての屋外歩行の経験を有した。また、対象者に入れる方法を採択し、ＡとＢの二つのコースを研究の目的および方法について口頭で説明を行設定した。さらに、実験前にはＡコースとＢコー

図１

歩行路

6
スそれぞれのスタート地点と歩行路の中央地点

2.4.2.

試行：スタート位置は、スタートラ（体育館中央地点）の３地点で同時に暗騒音を測インと基準線の交点（図１のＡまたはＢ地点）

定し、騒音レベルのデータを得た。

とし、右足親指部分に貼付した赤テープが交点

2.3. 歩行の記録と重なるようにした。その際、スタート位置で白杖は直杖で、石突きがスタンダートタイプ

対象者の身体がゴール方向に正対するように教のカーボンケーン（ジオム社製、重さ約 200g）

示した。その理由として、スタート位置で身体を 使 用 し た。 対 象 者 が 使 用 す る 白 杖 は、 芝 田が正対していない場合、偏軌を正確に計測でき（2000）にならい、直立して下から、剣状突起（みないことが挙げられた。その後、対象者にスター

ぞおちのすぐ上の骨）より５～ 10cm ほど上のト位置からゴールラインに向かって真っ直ぐ歩

高さを基準とし、対象者が操作しやすいものをかせた。ゴールラインに到達したら実験者は合選定した。対象者は履き慣れた靴を履き、アイ

図をし、偏軌距離をフィードバックできないよ

マスクを着用した。なお、服装の指定はしていう、アイマスクをつけたままの対象者を再度スない。また、
ウェアラブルカメラ（Panasonic 製、

タート位置まで誘導した。ここまでを１試行とHX-A500）を腰に装着し、歩行中の足下の様子した。

を撮影できるようにした。なお、ウェアラブル

2.4.3.

試行順：最初に、白杖なし歩行条件

カメラは iPad mini 3 と連動させ、実験者がこれを計測した。その際、普段歩いている速さで３を遠隔操作した。その際、対象者の靴の右足親

回歩くように教示し、歩行時間、歩数、歩幅、指部分に赤テープを貼り、その位置をウェアラ

偏軌距離、および偏軌の方向を計測した。これ

ブルカメラで追跡するようにした。また、実験

を歩行速度「通常」とし、門脇・牟田口（2015）

者はスタートラインからゴールラインに到達すと同様に白杖なし歩行条件では「通常」のみをるまで、歩行時間、歩数、偏軌の方向を記録した。

計測した。

偏軌の方向は基準線をもとに、ゴールライン到

次に、白杖歩行条件を測定する際の歩行速度

達時の対象者の位置によって左右を特定した。

を設定した。まず、実験者は対象者に白杖を利

2.4. 手続き

き手で持たせ、歩行路を普段歩いている速さで2.4.1.

歩行条件：門脇・牟田口（2015）

歩くよう教示し、その際の歩行時間と歩数を 3は、白杖歩行の偏軌に歩行速度がもたらす影響回計測した。歩行速度は歩行時間と歩数の 3 回を検討するために、対象者がアイマスクを着用分の平均値をもとに一分間あたりの歩数を算出した状態で白杖を持たない歩行（以下、白杖なし、それを「通常」の歩行速度とした。以下はし歩行条件とする）、および白杖歩行条件（歩その計算式である。

行速度「遅い」
・
「通常」
・
「速い」
）での計測を行っている。その際、白杖を持たない歩行にお【歩数（歩）／歩行時間（秒）】× 60

いて、歩行速度「通常」は「遅い」「速い」と＝一分間あたりの歩数（歩／分）比較して偏軌を最小に抑えられることが先行研
究（Uematsu et al., 2011）より明らかにされて次に、先行研究（Uematsu et al., 2011；門いることから、白杖なし歩行条件では歩行速度

脇・牟田口，2015）の手法にならい「通常」の「通常」のみを計測していた。さらに、白杖歩行

歩行速度から 0.8 倍、1.2 倍したものをそれぞれ

条件では白杖の持ち手の要因を検討するために、「遅い」
・「速い」の歩行速度とした。歩行速度の「利き手」
・「非利き手」の計測も行っている。そ

提示には、スマートフォン（SHARP 製、高さ：

こで、本研究でも先行研究にならい、白杖なし

107mm、 幅：54mm、 厚 さ：11.9mm、 質 量：

歩行条件（歩行速度「通常」）および白杖歩行条

約 108g）に「BPM」というメトロノームのア

件（「利き手」・「非利き手」）を設定し、歩行速

プリをインストールして使用した。その際、白度および白杖の持ち手の要因が歩行軌跡におけ

杖を持つ手とは反対の手にスマートフォンを握る偏軌に及ぼす影響を検討することとした。

らせてメトロノームの振動で速度を提示しなが門脇・菊池・牟田口

視覚リハ研究表１７（1）7

偏軌距離（m）の平均と標準偏差（n ＝ 16）

ら、その速度に合わせて歩くよう求めた。歩行行った。統計解析には、R version 3.3.1 を使用

速度を算出した後は、白杖歩行条件を提示した。

した。

計測は、白杖を持つ手（「利き手」
・「非利き手」）と歩行速度（
「遅い」
・
「通常」
・
「速い」
）の各条

３．結果

件において３試行ずつ、計 18 試行を条件ごとに対 象 者 の 身 長 は 161.66 ± 7.11cm、 体 重 は

無作為に行った。すなわち、対象者 1 名に対し、53.06 ± 5.15cm、白杖の長さ 118.38 ± 3.92cm

白杖なし歩行条件３試行と白杖歩行条件３（試であった。体育館の暗騒音レベル（3 地点の平均）

行）
×２
（
「利き手」
・
「非利き手」
）
×３
（
「遅い」
・
「通

は 55.73 ± 1.40dB SPL であった。

常」
・
「速い」
）
の 18 試行で、
計 21 試行を計測した。

対象者の偏軌距離の平均と標準偏差を表１にまた、対象者は、各条件の計測の前にメトロノー

示した。偏軌距離について、二要因の分散分析

ムの振動に合わせて歩く練習を行った。実験後（白杖を持つ手×歩行速度）を行った結果、歩行は、「白杖を持つ手」、「歩行速度」、「音響環境」

速度に有意差が認められた（Ｆ（2, 30）＝ 3.85,の観点から自由回答で対象者の内省報告を聴取

p <.05）。交互作用は有意でなかった。Bonferroni

した。

法を用いて多重比較を行った結果、「遅い」と「速2.5. 分析方法。一方、い」の間に有意差が認められた（p <.05）

偏 軌 距 離 お よび歩行軌跡は、ウェアラブル

「遅い」と「通常」、「通常」と「速い」の間に有カ メ ラ の 記 録 を Adobe Premiere Elements 9

意差は認められなかった。

（Adobe 製）を用いて分析した。その際、対象

3.1. 線形近似および多項式近似の比較

者の右足親指部分に貼付した赤テープの位置を

図 2 に対象者 2 名分の歩行軌跡に線形近似おウェアラブルカメラで追跡することでそれぞれよび多項式近似、さらにそれらの適合度をそれを求めた。偏軌距離はゴール到達時における基ぞれ示した。なお、縦軸には歩行路の基準線か準線から赤テープまでの距離とした。なお、ゴーらの距離（m）、横軸にスタートラインからの距

ルラインに最も近い右足親指の位置をゴール到離（m）を示しており、基準線から右側に偏軌し達時（16m）の偏軌距離と定義した。また、偏た値をプラス、左側に偏軌した値をマイナスと軌距離については、歩行路の基準線から右側をして処理している。本研究ではこの適合度を歩

プラス、左側をマイナスの値として処理した。

行条件ごとに比較し、歩行軌跡における偏軌が歩幅については歩行距離（16m）を歩数で割っ

どのような回帰直線あるいは回帰曲線を示すかて求めた。

分析した。図３に、対象者の線形近似および多さらに、本研究では偏軌に注目した際の歩行項式近似それぞれの適合度の平均と標準偏差を軌跡がどのような回帰直線あるいは回帰曲線に

歩行条件ごとに示した。歩行条件ごとに対応のなるかを明らかにするために近似曲線を用いたある t 検定を行った結果、すべての歩行条件にお分析を行った。対象者１名の全 21 試行の歩行軌

いて１% 水準で有意差が認められた（白杖なし

跡について、線形近似および多項式近似それぞt 15）＝ -4.96、p <.01、
歩 行 条 件 の「 通 常 」、（れの関数を最小二乗法により求め、両者の適合

r ＝ 0.67；白杖歩行条件の「利き手」
・
「遅い」
、
（
t 15）

度（R ）を歩行条件ごとに比較した。適合度の＝ -4.91、p <.01、r ＝ 0.67； 白 杖 歩 行 条 件 の比較には、歩行条件ごとに対応のある t 検定をt 15）＝ -4.07、p <.01、r ＝
「利き手」
・
「通常」
、（

2

8

図2

対象者 2 名分の歩行軌跡に関する線形近似と多項式近似

0.60；白杖歩行条件の「利き手」
・「速い」、（t 15）

p <.01、r ＝ 0.69）。また、本研究では歩行速度＝ -4.82、p <.01、r ＝ 0.66； 白 杖 歩 行 条 件 のおよび白杖を持つ手の要因から検討しているが、

t 15）＝ -5.44、p <.01、「 非 利 き 手 」・「 遅 い 」、（

すべての歩行条件で多項式近似の適合度は線形r ＝ 0.71； 白 杖 歩 行 条 件 の「 非 利 き 手 」・「 通近似の適合度と比較して、有意に高いという結t 15）＝ -4.01、p <.01、r ＝ 0.59；白杖歩常」、（

果であった。

t 15）＝ -5.15、
行条件の「非利き手」
・
「速い」
、（

図3

一方、歩行軌跡の中には線形近似および多項線形近似および多項式近似における適合度の平均と標準偏差（n=16）

門脇・菊池・牟田口

視覚リハ研究

図4

７（1）

9

適合度が低い歩行軌跡の線形近似および多項式近似

式近似のどちらも適合度が非常に低い値を示す

地点における予測の偏軌距離が実際の偏軌距離ものがあった（図４）。この歩行軌跡は、スター（16m 地点）を正確に予測していることを示し、トからゴールラインまで直線的な歩行軌跡を示

予測率が低いほど実際の偏軌距離（16m 地点）

し、線形近似の適合度は 0.0170、多項式近似のよりも小さい偏軌距離を予測したことを示す。

適合度は 0.1291 であった。

また、100% よりも高い予測率の場合は、実際

3.2. 多項式近似による偏軌予測の偏軌距離（16m 地点）よりも大きい偏軌距離

多項式近似の適合度は、歩行条件に関わらずを予測したことを示す。分析の際は、適合度の線 形 近 似 の そ れ と 比 較 し て、 １% 水 準 で 有 意

分析から直線的な歩行軌跡は適合度が低い結果に高いことから、多項式近似の関数を用いて偏であったことから、16（対象者数）× 21（試行）

軌予測を試みた。その際、本研究では対象者がの計 336 の歩行軌跡の内、適合度が 0.9 以上の16m の距離を直進歩行する際の偏軌距離を求め

270（80%）の歩行軌跡を対象として分析した。

ているが、この 16m 地点の偏軌距離を予測す

また、16m の歩行距離について 1m 区間に分け、るために必要な最短歩行距離を多項式近似の関それぞれの区間における予測率の平均と標準偏数を用いて分析した。本研究では、対象者の右差を求めた。
そ の 結 果 を 図 5 に 示 し た。 予 測 率 は、0 ～ラブルカメラで追跡して歩行軌跡を作成してい0.99m 区間では 32.32 ± 127.42%、1 ～ 1.99m

ることから、16m 地点の偏軌距離だけでなく歩区 間 で は 8.73 ± 1721.47%、2 ～ 2.99m 区

行中の右足親指部分それぞれの通過地点の偏軌

間 で は 115.26 ± 787.43%、3 ～ 3.99m 区 間

距離を数値化していた。そこで、これを用いて、で は 48.93 ± 306.96%、4 ～ 4.99m 区 間 で各通過地点で多項式近似の関数を最小二乗法には 77.63 ± 155.22%、5 ～ 5.99m 区 間 で はより求め、その関数から 16m 地点での偏軌距離

82.28 ± 141.79%、6 ～ 6.99m 区間では 90.51を予測し、実際の偏軌距離（16m 地点）との予± 117.99%、7 ～ 7.99m 区 間 で は 88.19 ±

測率を求めた。すなわち、0 〜 xm までの歩行軌

84.44%、8 ～ 8.99m 区間では 93.09 ± 59.96%、

跡のデータから多項式関数 （x）を算出し、そ9 ～ 9.99m 区 間 で は 98.58 ± 45.46%、10の関数に x ＝ 16 を代入したときの値である

足親指部分に貼付した赤テープの位置をウェア～ 10.99m 区 間 で は 99.32 ± 36.91%、11 ～（16）を予測値とし、さらに、実際の 16m 地点

11.99m 区 間 で は 100.44 ± 30.62%、12 ～での偏軌距離に対する予測値の割合を予測率と12.99m 区 間 で は 101.88 ± 21.42%、13 ～した。予測率は、100% に近いほど、ある通過

13.99m 区 間 で は 101.95 ± 18.40%、14 ～

10

図5

各区間における予測率の平均と標準偏差14.99m 区 間 で は 101.35 ± 14.61%、15 ～と比較して、有意に高いことが明らかとなった

15.99m 区間では 97.51 ± 13.85%、16m 地点で。これまで偏軌に注目した際の歩行軌（p <.01）は 100.34 ± 6.64% であった。図 5 より、予測

跡がどのような回帰直線あるいは回帰曲線にな率は 0 ～ 1.99m 区間では非常に低い値を示した。

るかは明らかにされていなかった（柳原・三星，

一方、2 ～ 2.99m 区間では予測率が 100% より

2005）が、本研究の結果から歩行軌跡におけも高い値を示した。3 ～ 3.99m 区間では予測率る偏軌は、歩行の開始から数 m は直線を維持しが低くなるが、10 ～ 10.99m 区間からは予測率つつ徐々に曲線的に進行方向から右あるいは左が約 100% で安定する結果となった。

に偏軌していく様子が観察され、多項式近似の４．考察

ような曲線的な歩行軌跡を示すことが明らかとなった。このことから、歩行軌跡における偏軌
は多項式近似によって説明できることが示唆さ

「通常」
・
「速い」
）が白杖歩行の偏軌に影響し、「速れた。ここで、本研究では多項式近似として （x）

い」は「遅い」と比較して有意に偏軌距離が小＝ ax2+bx+c の二次関数を用いた。その理由は、

さくなることを指摘している。本研究においてスタートラインからの歩行距離（x）が伸びるに

この点を分析した結果、白杖を持つ手に関わら従い、図 2 のように歩行軌跡は曲線的に大きくず、歩行速度「速い」は「遅い」と比較して有なることが挙げられる。多項式近似の次数はデー、先行研究の結意に偏軌距離が小さく（p <.05）

タの曲線の中に現れる屈曲の数によって決まっ

果を支持するものであった。すなわち、先行研ており、本研究の歩行軌跡の屈曲が一つである

究と同様に、白杖歩行する際に、「通常」の歩行ことから二次関数が適当であると判断した。視速度から 0.8 倍した速度（「遅い」）より、1.2 倍

覚障害者の歩行中に偏軌が生じる場面の一つに

した速度（
「速い」
）で歩行することで偏軌を小横断歩道があり、この理論から横断距離が長い

さくできると考えられた。

横断歩道ほど偏軌も大きくなり、横断歩道から



門脇・牟田口（2015）は、歩行速度（「遅い」
・

4.1. 線形近似および多項式近似の比較

はずれる危険性が高くなると考えられた。視覚本研究では、対象者の歩行軌跡に関して線形障害者が安全に横断歩道を横断できるようにす

近似および多項式近似それぞれの関数を最小二るためにも、歩行指導の際に指導者が視覚障害

乗法により求め、両者の適合度を歩行条件ごと

者の示す偏軌について多項式近似の視点から客に比較した。その結果、すべての歩行条件にお観的に評価し、その指導に活かしていくことがいて、多項式近似の適合度は線形近似の適合度必要であると考える。

門脇・菊池・牟田口

視覚リハ研究７（1）11

一方、歩行軌跡によっては適合度が非常に低りも低く予測されるが、2m 付近で意図した方い値を示すものがあり、図 4 に示した歩行軌跡

向から徐々に偏軌が生じることで、多項式近似の場合、線形近似の適合度は 0.0170、多項式近による 16m 地点での予測値も実際の偏軌距離

似の適合度は 0.1291 であった。これは直進歩（16m 地点）よりも高く予測されたと考えられ行を維持していた場合、その軌跡は歩行路の基る。すなわち、歩行軌跡における偏軌に注目し準線上に近い位置に示され、数値が一定の比率た際に、個人差はあるものの 2m を通過した地で増減する場合に適した線形近似、数値が変動

点から偏軌傾向が生じてくると推察された。まする場合に適した多項式近似それぞれの性質にた、3 ～ 3.99m 区間では再び予測率が低くなる

適していなかったことから適合度が低くなったが、そこからは予測率が徐々に上昇していき、と推察される。

10 ～ 10.99m 区間からは予測率が約 100% で安以上より、歩行軌跡における偏軌は直進歩行定する結果となった。このことから、歩行軌跡を維持していた歩行軌跡を除いて、多項式近似における偏軌は多項式近似を用いることで、歩で説明できることが明らかとなった。直進歩行

行距離が伸びるに従って予測率も上昇していき、を維持していた歩行軌跡は偏軌がほとんど生じ

10m を通過した地点から 16m 地点での偏軌距ていないことを示しており、歩行軌跡に関して離が予測できることが示された。すなわち、歩偏軌距離が影響をもたらすと示唆された。また、

行軌跡における偏軌に注目した際に、歩行距離

本研究では、先行研究（門脇・牟田口，2015）

10m で歩行軌跡における偏軌の傾向が安定してにならい、歩行速度および白杖の持ち手の要因

くるといえるだけでなく、16m のように長い距が歩行軌跡における偏軌に及ぼす影響を検討し離を歩行しなくても 10m 歩行した際の偏軌距離

たが、すべての歩行条件で多項式近似の適合度

および歩行軌跡を求めることでそれよりも長いが線形近似のそれと比較して有意に高かった

歩行距離での偏軌距離を予測できることを示し（p <.01）ことから、歩行軌跡における偏軌に歩ている。この理論を用いると、本研究の歩行路

行速度および白杖の持ち手の要因が直接影響をはスタートラインからゴールラインまでの距離及ぼさないことが示された。この点で、歩行速は 16m であったが、10m の距離で直進歩行課

度「速い」は「遅い」と比較して有意に偏軌距題を実施し、その際の偏軌距離および歩行軌跡、歩行速度が速いと偏軌距
離が小さく（p <.05）

を分析することで、簡易的な方法で歩行軌跡に離は小さくなると推察され、その際の歩行軌跡

おける偏軌を評価できる可能性があることが示

は線形性が高まるとも考えられるが、実際は多唆された。

項式近似のような曲線を呈した歩行軌跡になると示唆された。

さらに、この評価方法を用いると、実際の歩行場面でも応用することができる可能性がある。

4.2. 多項式近似による偏軌予測

例えば、日本道路協会（2015）によると、横断

歩行軌跡における偏軌は多項式近似で説明で歩道の長さは 15m 以下とすることが望ましいときることが明らかとなったことから、対象者 16されている。実際の歩行指導の場面を想定する

名の計 336 の歩行軌跡の内、適合度が 0.9 以上と、横断距離が約 10m の横断歩道での視覚障害であった 270（80%）の歩行軌跡を対象に多項者の歩行軌跡における偏軌の傾向をとらえるこ式近似の関数を用いた偏軌予測を試みた。そのとで、15m のような横断距離の長い横断歩道で結果、図 5 より、予測率は 0 ～ 1.99m 区間ではの偏軌についても予測できるようになると考え非常に低い値を示した一方で、2 ～ 2.99m 区間られる。また、実験的な場面になるものの、歩では予測率が 100% よりも高い値を示した。こ

行指導の際に体育館のような傾斜のない環境にれは歩行軌跡における偏軌が 0 ～ 1.99m のよ

おいて、視覚障害者の 10m 直進歩行課題におうな歩き出しの段階では意図した方向への歩行

ける偏軌距離および歩行軌跡を評価することで、を維持しているため多項式近似による 16m 地偏軌距離の大きさやその方向に加えて、10m 以点での予測値が実際の偏軌距離（16m 地点）よ

上の歩行距離で予測される偏軌距離といった情12
報を視覚障害者にフィードバックした上で実際

E. （2007） Variability in stepping direction

的な場面で指導していくことも重要となると考explains the veering behavior of blind walkers.

える。ただし、実験的な環境での歩行軌跡における偏軌と実際の歩行場面でのそれとの相関についてはこれまで検討されていないことから、今後の課題である。
歩行軌跡における偏軌予測の課題として、歩Journal of Experimental Psychology: Human
Perception and Performance , 33（1）, 183-200.
５‌）文部省（1985）歩行指導の手引 . 慶應通信株
式会社 .
６‌）日本道路協会（2015）道路構造令の解説と運用 .
７‌） 大 倉 元 宏・ 田 中 一 郎・ 村 上 琢 磨・ 清 水

学

行軌跡は一定のものではなく、同じ歩行軌跡を（1987）モビリティに関する実験的研究－障害

たどらないという点が挙げられる。そのため、物の形状と回避後の歩行軌跡－ . 第 13 回感覚代

一つの歩行軌跡につき一つの多項式近似の関数

行シンポジウム , 88-91．

が求められ、それを他の歩行軌跡に般化することはできない。ただし、門脇・牟田口（2015）の中途視覚障害シミュレーションによる実験では、直進歩行の際の対象者の歩行軌跡を左側に偏軌した者（L 型）、左右どちらにも偏軌した

８‌）大倉元宏・村上琢磨・清水  学・田内雅規（1995）
視覚障害者の歩行特性と駅プラットホームからの転落事故 . 人間工学 , 31（1）, 1-8．
９‌）大倉元宏・三浦崇路・富永友樹・丸山雄大・
池上敦子（2006）周囲音が視覚遮断直進歩行に及ぼす影響 . 人間工学 , 42（2）, 119-125.

者（LR 型）、右側に偏軌した者（R 型）の 3 類

10‌）大倉元宏・田内雅規（2015）左右の耳のマ型に分類し、対象者によって偏軌する方向に傾

スキング差が視覚制限下における方向判断に及向があることを示唆しているだけでなく、門脇ら（2017）は、先天性視覚障害者の中には偏軌が大きく、歩行軌跡を延長すると円を描くような歩行軌跡を示す者がいることを報告している。

ぼす影響 . 視覚リハビリテーション研究 , 5（2）,43-52.
11‌）芝田裕一（2000）視覚障害者のリハビリテー
ションと生活訓練－指導者養成用テキスト－ .
社団福祉法人日本ライトハウス養成部 .

このことから、偏軌は視覚障害者によって偏軌

12‌）田伏久士・植阪友理・野口忠則（2014）上半の方向に加えて、偏軌の曲がり方にも一定の傾身の姿勢維持に関する意識づけが直線歩行に及向があることが考えられるが、客観的な検証はぼす影響 . 視覚リハビリテーション研究 , 4（1）,

なされていない。今後、個人内の歩行軌跡のば

17-27.

らつきについて検討が必要であると考えられる。

文献１‌）Hill, E. & Ponder, P.（1977）Orientation andmobility techniques. A guide for practitioner .
American Foundation for the Blind.
２‌）門脇弘樹・牟田口辰己（2015）白杖歩行の偏軌に歩行速度がもたらす影響 . 視覚リハビリテー
ション研究 , 5（2）, 53-62.
３‌）門脇弘樹・菊池志乃・牟田口辰己（2017）白
杖歩行における偏軌の特徴－先天性視覚障害者を対象として－ . 広島大学大学院教育学研究科
附属特別支援教育実践センター研究紀要 , 15,
53-62.
４‌）Kallie, C. S., Schrater, P. R., & Legge, G.

13‌） 田 中 一 郎・ 清 水

学・ 村 上 琢 磨（1977）

Mobility の基本的成分とその評価 . 第 3 回感覚
代行シンポジウム , 97-100.
14‌） U e m a t s u , A . , I n o u e , K . , H o b a r a , H . ,Kobayashi, H., Iwamoto, Y., Hortobagyi, T., &Suzuki, S.（2011）Preferred step frequency
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15‌）柳原崇男・三星昭宏（2005）方向感覚質問紙
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16‌）柳原崇男・三星明宏・北川喜代治・藤田和宏（2007）視覚障害者の道路横断行動と歩行支援
情報システムの効果に関する研究 . 福祉のまちづくり研究 , 8（2）, 23-32.