JP2001170029A

JP2001170029A - 運動状態測定装置および運動状態測定方法

Info

Publication number: JP2001170029A
Application number: JP35778599A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Yamashita; 裕久山下; Takehiro Kurono; 剛弘黒野
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】被験者の走行または歩行時の一歩毎の単位で
の運動状態を測定する装置および方法を提供する。【解決手段】被験者の走行または歩行時におけるスト
ライド時間ｔ_nと、歩数Ｎと、走行または歩行の合計距
離Ｄとをそれぞれ計測するストライド時間計測部５０、
歩数計測部３０、合計距離計測部４０と、別途求めたス
トライド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式を記憶するメモ
リ部１０と、ストライド時間計測部５０によって計測さ
れたストライド時間ｔ_nの平均処理を行う平均処理部２
４と、平均処理されたストライド時間ｔ１_nと走行また
は歩行合計距離Ｄとに基づいて被験者の一歩毎の歩幅ｌ
ｉ１_nを算出する歩幅算出部２２と、平均処理を行った
ストライド時間ｔ１_nおよびメモリ部１０に記憶された
相関近似式に基づいて、算出された歩幅ｌｉ１_nに補正
処理を行う補正処理部２５とを備えることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行または歩行時
における被験者の運動状態を測定する装置および方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の健康に対する意識向上により、走
行または歩行における歩行数を表示するための歩行計が
各種提供されている。歩行計には歩数のみでなく歩行距
離等も表示されるものがあるが、この歩行距離は、初期
設定の歩幅に歩数を乗算することによって求められてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には歩行
時の歩幅は等速運動においても変動しており、加速や減
速を伴うことによってその変動は大きくなる。また、歩
行時に対して走行時は速度の加速・減速量が大きいの
で、歩幅の変動も大きくなる。

【０００４】これに対して、従来の歩行計は、走行また
は歩行における平均的な歩幅または速度を求める手段は
あるが、一歩毎の細かな単位での歩幅または速度を求め
ることができないため、走行または歩行時の一歩毎の歩
幅または速度を解析して科学的なトレーニングに応用し
たり、身体の健康状態を診断したいという欲求には答え
られていない。

【０００５】そこで本発明は、走行または歩行時の一歩
毎の細かな単位での被験者の運動状態を測定する装置お
よび方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の運動状態測定装置は、被験者の走行または
歩行時におけるストライド時間と、歩数と、走行または
歩行の合計距離と、を計測する計測手段と、別途求めた
ストライド時間と速度との相関近似式を記憶する記憶手
段と、計測手段により計測されたストライド時間の平均
処理を行うストライド時間平均処理手段と、計測手段に
より計測された前記歩数と、計測手段により計測された
合計距離と、ストライド時間平均処理手段により平均処
理された平均処理ストライド時間と、に基づいて被験者
の一歩毎の歩幅を算出する歩幅算出手段と、記憶手段に
より記憶された相関近似式と、ストライド時間平均処理
手段により平均処理された平均処理ストライド時間と、
に基づいて歩幅算出手段により算出された歩幅に補正処
理を行う補正処理手段とを備え、被験者の走行または歩
行時における一歩毎の歩幅を算出することを特徴とす
る。

【０００７】このように、本発明によれば、被験者の走
行または歩行時のストライド時間を計測し、ストライド
時間の平均処理を行い、平均処理を行ったストライド時
間と合計距離とに基づいて内分計算した歩幅に、ストラ
イド時間と速度の相関近似式を用いて補正を加えること
により、被験者の走行または歩行時の一歩毎に対応した
歩幅を正確に算出することができる。

【０００８】また、本発明の運動状態測定装置は、被験
者の走行または歩行時におけるストライド時間を計測す
る計測手段と、別途求めたストライド時間と速度との相
関近似式を記憶する記憶手段と、計測手段により計測さ
れたストライド時間の平均処理を行うストライド時間平
均処理手段と、記憶手段により記憶された相関近似式
と、ストライド時間平均処理手段により平均処理された
平均処理ストライド時間と、に基づいて被験者の走行ま
たは歩行時における一歩毎の速度を算出する速度算出手
段と、ストライド時間平均処理手段により平均処理を行
った平均処理ストライド時間と、速度算出手段により算
出された速度と、に基づいて被験者の走行または歩行時
における一歩毎の歩幅を算出する歩幅算出手段とを備
え、被験者の走行または歩行時における一歩毎の歩幅お
よび速度を算出することを特徴とする。

【０００９】このように、本発明によれば、被験者の走
行または歩行時のストライド時間を計測し、ストライド
時間の平均処理を行い、平均処理したストライド時間
と、ストライド時間と速度との相関近似式を用いること
により、被験者の走行または歩行時における一歩毎に対
応した歩幅および速度を正確に算出することができる。

【００１０】また、本発明の運動状態測定装置は、被験
者の走行または歩行時におけるストライド時間を計測す
る計測手段と、別途求めたストライド時間と速度との相
関近似式を記憶する記憶手段と、計測手段により計測さ
れたストライド時間の変化量に基づいて、記憶手段によ
り記憶された相関近似式の切片変動量を算出する切片変
動量算出手段と、計測手段によって計測されたストライ
ド時間と、記憶手段により記憶された相関近似式と、切
片変動量算出手段により算出された切片変動量と、に基
づいて被験者の走行または歩行時における一歩毎の速度
を算出する速度算出手段と、計測手段によって計測され
たストライド時間と、速度算出手段により算出された速
度と、に基づいて被験者の走行または歩行時における一
歩毎の歩幅を算出する歩幅算出手段とを備え、被験者の
走行または歩行時における一歩毎の歩幅および速度を算
出することを特徴とする。

【００１１】このように、本発明によれば、被験者の走
行または歩行時のストライド時間を計測し、ストライド
時間と速度との相関近似式の切片変動量をストライド時
間の変化量に基づいて算出し、ストライド時間と相関近
似式と切片変動量を用いることにより、被験者の走行ま
たは歩行時における一歩毎に対応した歩幅および速度を
正確に算出することができる。

【００１２】また、本発明の運動状態測定装置は、被験
者の走行または歩行時における歩数と、走行または歩行
の合計距離とを計測する第２の計測手段と、歩幅算出手
段により算出された歩幅の合計と、第２の計測手段によ
り計測された合計距離とが一致しない場合に、歩幅算出
手段により算出された歩幅の合計と、第２の計測手段に
より計測された歩数と、第２の計測手段により計測され
た走行または歩行合計距離と、に基づいて歩幅算出手段
により算出された歩幅に補正処理を行う歩幅補正手段と
を更に備えることを特徴としてもよい。歩幅の合計と合
計距離とが一致するように歩幅に補正処理を行うことに
よって、被験者の走行または歩行時における一歩毎に対
応した歩幅および速度をより正確に算出することができ
る。

【００１３】また、本発明の運動状態測定装置は、記憶
手段により記憶された相関近似式が、統計的なストライ
ド時間と速度との相関近似式であることを特徴としても
よい。統計的な相関近似式を用いることにより、簡易に
被験者の走行または歩行時における一歩毎に対応した歩
幅および速度を算出することができる。

【００１４】また、本発明の運動状態測定装置は、記憶
手段により記憶された相関近似式が、試験的な方法で計
測された被験者の走行または歩行時におけるストライド
時間と、速度と、に基づいて算出された相関近似式であ
ることを特徴としてもよい。試験的な方法で被験者のス
トライド時間および速度を計測し、相関近似式を算出す
ることにより、各被験者のその日の体調、運動能力の変
化などに対応した相関近似式を得ることができ、より正
確な走行または歩行時における一歩毎に対応した歩幅お
よび速度を算出することができる。

【００１５】また、本発明の運動状態測定装置は、試験
的な方法により計測されたストライド時間の変化量に基
づいて、被験者の走行または歩行時における一歩毎の速
度の加速または減速状態を判別する加速・減速状態判別
手段と、加速・減速状態判別手段により加速状態と判断
された一歩に対応するストライド時間と速度との相関近
似式と、減速状態と判断された一歩に対応するストライ
ド時間と速度との相関近似式と、に基づいて相関近似式
を最適化する相関近似式最適化手段とを更に備えること
を特徴としてもよい。算出相関近似式を最適化すること
によって、より正確な被験者の走行または歩行時におけ
る一歩毎に対応した歩幅および速度を算出することがで
きる。

【００１６】更に、本発明の運動状態測定方法は、被験
者の走行または歩行時におけるストライド時間と、歩数
と、走行または歩行の合計距離と、を計測する計測工程
と、別途求めたストライド時間と速度との相関近似式を
記憶する記憶工程と、計測工程において計測されたスト
ライド時間の平均処理を行うストライド時間平均処理工
程と、計測工程において計測された歩数と、前記計測工
程により計測された合計距離と、ストライド時間平均処
理工程において平均処理された平均処理ストライド時間
と、に基づいて被験者の一歩毎の歩幅を算出する歩幅算
出工程と、記憶工程において記憶された相関近似式と、
ストライド時間平均処理工程において平均処理された平
均処理ストライド時間と、に基づいて歩幅算出工程にお
いて算出された歩幅に補正処理を行う補正処理工程とを
備え、前記被験者の走行または歩行時における一歩毎の
歩幅を算出することを特徴とする。

【００１７】このように、本発明によれば、被験者の走
行または歩行時のストライド時間を計測し、ストライド
時間の平均処理を行い、平均処理を行ったストライド時
間と走行または歩行合計距離とに基づいて内分計算した
歩幅に、ストライド時間と速度の相関近似式を用いて補
正を加えることにより、被験者の走行または歩行時の一
歩毎に対応した歩幅を正確に算出することができる。

【００１８】また、本発明の運動状態測定方法は、被験
者の走行または歩行時におけるストライド時間を計測す
る計測工程と、別途求めたストライド時間と速度の相関
近似式を記憶する記憶工程と、計測工程において計測さ
れたストライド時間の平均処理を行うストライド時間平
均処理工程と、記憶工程において記憶された相関近似式
と、ストライド時間平均処理工程において平均処理され
た平均処理ストライド時間と、に基づいて被験者の走行
または歩行時における一歩毎の速度を算出する速度算出
工程と、ストライド時間平均処理工程において平均処理
を行った平均処理ストライド時間と、速度算出工程にお
いて算出された速度と、に基づいて被験者の走行または
歩行時における一歩毎の歩幅を算出する歩幅算出工程と
を備え、被験者の走行または歩行時における一歩毎の歩
幅および速度を算出することを特徴とする。

【００１９】このように、本発明によれば、被験者の走
行または歩行時のストライド時間を計測し、ストライド
時間の平均処理を行い、平均処理したストライド時間
と、ストライド時間と速度との相関近似式を用いること
により、被験者の走行または歩行時における一歩毎に対
応した歩幅および速度を正確に算出することができる。

【００２０】また、本発明の運動状態測定方法は、被験
者の走行または歩行時におけるストライド時間を計測す
る計測工程と、別途求めたストライド時間と速度の相関
近似式を記憶する記憶工程と、計測工程において計測さ
れたストライド時間の変化量に基づいて、記憶工程にお
いて記憶された相関近似式の切片変動量を算出する切片
変動量算出工程と、計測工程において計測されたストラ
イド時間と、記憶工程において記憶された相関近似式
と、切片変動量算出工程において算出された切片変動量
と、に基づいて被験者の走行または歩行時における一歩
毎の速度を算出する速度算出工程と、計測工程において
計測されたストライド時間と、速度算出工程において算
出された速度と、に基づいて被験者の走行または歩行時
における一歩毎の歩幅を算出する歩幅算出工程とを備
え、被験者の走行または歩行時における一歩毎の歩幅お
よび速度を算出することを特徴とする。

【００２１】このように、本発明によれば、被験者の走
行または歩行時のストライド時間を計測し、ストライド
時間と速度との相関近似式の切片変動量をストライド時
間の変化量に基づいて算出し、ストライド時間と相関近
似式と切片変動量を用いることにより、被験者の走行ま
たは歩行時における一歩毎に対応した歩幅および速度を
正確に算出することができる。

【００２２】また、本発明の運動状態測定方法は、被験
者の走行または歩行時における歩数と、走行または歩行
の合計距離とを計測する第２の計測工程と、歩幅算出工
程において算出された歩幅の合計と、第２の計測工程に
おいて記憶された合計距離とが一致しない場合に、歩幅
算出工程において算出された歩幅の合計と、第２の計測
工程において計測された前記歩数と、第２の計測工程に
おいて計測された合計距離と、に基づいて歩幅算出工程
において算出された歩幅に補正処理を行う歩幅補正工程
とを更に備えることを特徴としてもよい。歩幅の合計と
合計距離とに基づいて歩幅に補正処理を行うことによっ
て、被験者の走行または歩行時における一歩毎に対応し
た歩幅および速度をより正確に算出することができる。

【００２３】また、本発明の運動状態測定方法は、記憶
工程において記憶された相関近似式が、統計的なストラ
イド時間と速度との相関近似式であることを特徴として
もよい。統計的な相関近似式を用いることにより、簡易
に被験者の走行または歩行時における一歩毎に対応した
歩幅および速度を算出することができる。

【００２４】また、本発明の運動状態測定方法は、記憶
工程において記憶された相関近似式が、試験的な方法で
計測された被験者の走行または歩行時におけるストライ
ド時間と、速度と、に基づいて算出された相関近似式で
あることを特徴としてもよい。試験的な方法で被験者の
ストライド時間および速度を計測し、相関近似式を算出
することにより、各被験者のその日の体調、運動能力の
変化などに対応した相関近似式を得ることができ、より
正確な走行または歩行時における一歩毎に対応した歩幅
および速度を算出することができる。

【００２５】また、本発明の運動状態測定方法は、試験
的な方法により計測されたストライド時間の変化量に基
づいて、被験者の走行または歩行時における一歩毎の速
度の加速または減速状態を判別する加速・減速状態判別
工程と、加速・減速状態判別工程において加速状態と判
断された一歩に対応するストライド時間と速度との相関
近似式と、減速状態と判断された一歩に対応するストラ
イド時間と速度との相関近似式と、に基づいて相関近似
式を最適化する相関近似式最適化工程とを更に備えるこ
とを特徴としてもよい。算出相関近似式を最適化するこ
とによって、より正確な被験者の走行または歩行時にお
ける一歩毎に対応した歩幅および速度を算出することが
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施形態の説明に先立ち、添付図
面を参照して、本願発明者による被験者の走行または歩
行時における一歩毎の歩幅および速度に関する考察につ
いて述べる。

【００２７】図１に、被験者の走行または歩行時におけ
る足跡Ａを示す。ここで、被験者の一歩毎のストライド
時間（一歩に要した時間）をｔ_n、歩幅をｌ_nとする。ま
た、Ｎは歩数である。このとき、走行または歩行合計距
離Ｄは、下記式（１）で表される。

【００２８】

【数１】

【００２９】また、運動合計時間Ｔは、下記式（２）で
表される。

【数２】

【００３０】また、ストライド時間ｔ_nの逆数をピッチ
ｐ_nとすると、ピッチの合計Ｐは下記式（３）で表され
る。

【数３】

【００３１】いま、走行または歩行合計距離Ｄおよびス
トライド時間ｔ_nのみが既知であるとすると、各ストラ
イド時間ｔ_nに対応する歩幅ｌｉ_nは、下記式（４）のよ
うに単純に走行または歩行合計距離Ｄをピッチで内分す
ることにより求めることができると考えられる。ｌｉ_n＝Ｄ×ｐ_n／Ｐ …（４）ここで、図２に、走行速度を１０ｋｍ／ｈから２１ｋｍ
／ｈに加速し、続いて２１ｋｍ／ｈから１２ｋｍ／ｈに
減速したときの、被験者の歩数に対する式（４）で求め
た内分計算歩幅ｌｉ_nと、実測した歩幅ｌ_nのグラフを示
す。図２から分かるように、内分計算歩幅ｌｉ_nは、実
測した歩幅ｌ_nとは精度よく一致していない。また、内
分計算歩幅ｌｉ_nは、実測した歩幅ｌ_nに比べて値が一歩
毎に大きく振動し、全体的にグラフの形状がなだらか
で、平均化された値となっていることが分かる。

【００３２】内分計算歩幅ｌｉ_nが大きく振動する原因
は、ストライド時間ｔ_nが大きく変動するためであると
考えられる。図３に、走行速度を１０ｋｍ／ｈから２１
ｋｍ／ｈに加速し、続いて２１ｋｍ／ｈから１２ｋｍ／
ｈに減速したときの、被験者の歩数に対する実測した速
度ｖ_nとストライド時間ｔ_nのグラフを示す。図３から、
ストライド時間ｔ_nは歩数に対して大きく振動してお
り、加速時および減速時において単純にストライド時間
ｔ_nを減少および増加させていくのではなく、ストライ
ド時間ｔ_nを増減させながら平均的に速度を加速および
減速しているのが分かる。つまり、被験者は加速および
減速する場合、小刻みにストライド時間ｔ_n（ピッチ
ｐ_n）を調整（増減）しながら走行していることが分か
る。これに対し、図１に示したように、実測した歩幅ｌ
_nはストライド時間ｔ_nに対応して変動しておらず、加速
および減速に対して緩やかに増加および減少している。
このため、大きく変動するストライド時間ｔ_nに基づい
て、単純に内分計算を行う式（４）から求めた内分計算
歩幅ｌｉ_nは、大きく変動してしまうのである。この問
題を解決する方法としては、ストライド時間ｔ_nを平均
処理して式（４）に適用する方法が考えられ、これによ
り、内分計算歩幅ｌｉ_nの大きな変動を防ぐことができ
ると考えられる。

【００３３】内分計算歩幅ｌｉ_nが平均化されてしまう
原因としては、最大速度（最大歩幅ｌ_max）および最小
速度（最小歩幅ｌ_min）が未知であるためだと考えられ
る。そこで、最大速度（最大歩幅ｌ_max）および最小速
度（最小歩幅ｌ_min）を求め、内分計算歩幅ｌｉ_nに補正
を加えることにより、実測した歩幅ｌ_nと一致した歩幅
を算出することが可能であると考えられる。ところで、
図４に、走行速度を１０ｋｍ／ｈから２１ｋｍ／ｈに加
速し、続いて２１ｋｍ／ｈから１２ｋｍ／ｈに減速した
ときの、ストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nの関係を示す。図
４に示すように、速度ｖ_nとストライド時間ｔ_nとの相関
は高く、一般的に線形式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）で近似でき
る。ここで、ｙは速度、ｘはストライド時間である。そ
こで、あらかじめ被験者のｙ＝ａｘ＋ｂで表される速度
ｖ_nとストライド時間ｔ_nの相関近似式を求めておき、被
験者の走行時に計測された最小ストライド時間ｔ_minお
よび最大ストライド時間ｔ_maxを代入することにより、
最大速度（最大歩幅ｌ_max）および最小速度（最小歩幅
ｌ_min）を求めることが可能で、これらの値を用いて内
分計算歩幅ｌｉ_nを補正することにより、内分計算歩幅
ｌｉ_nの平均化を防ぐことができると考えられる。

【００３４】ところで、ストライド時間ｔ_nの変化量ｄ
ｔ_nをｄｔ_n＝ｔ_n−ｔ_n-1とし、ストライド時間ｔ_nを変
化量ｄｔ_nが正のときを減速、０のときを等速、負のと
きを加速状態として分別し、図４に示すストライド時間
ｔ_nと速度ｖ_nの関係のグラフを書き直したものを図５に
示す。図から分かるように、加速状態のストライド時間
ｔ_nはストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式の下側
に、減速状態のストライド時間ｔ_nは相関近似式の上側
に偏って分布している。このため、ストライド時間ｔ_n
から速度ｖ_nを算出する場合、加速または減速状態を判
別し、その状態に応じて異なった相関近似式を適用する
ことによって、より正確に速度ｖ_nを算出できると考え
られる。この相関近似式は、加速および減速状態を判別
し、相関近似式の切片を増減させることにより求めるこ
とができると考えられる。

【００３５】また、図５において、ストライド時間ｔ_n
が変化量ｄｔ_nにより加速または減速状態と判別された
にもかかわらず、ストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近
似式にストライド時間を代入した際に、速度ｖ_nが増加
または減少していない座標が存在する場合がある。つま
り、変化量ｄｔ_nにより加速状態と判別されたストライ
ド時間ｔ_nが相関近似式の上に分布している、あるいは
変化量ｄｔ_nにより減速状態と判別されたストライド時
間ｔ_nが相関近似式の下に分布しているような、相関近
似式から大きく逸脱したストライド時間ｔ_nが存在する
場合がある。この場合、相関近似式に基づき速度ｖ_nを
求めると、誤差が大きくなってしまう。そのため、相関
近似式の最適化が必要である。図６に示すように、相関
近似式の最適化は、まず、加速状態のストライド時間ｔ
_nの座標のみから加速状態の相関近似式ｙ＝ａ１ｘ＋ｂ
１を求め、減速状態のストライド時間ｔ_nの座標のみか
ら減速状態の相関近似式ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２を求め、これ
らの相関近似式の平均をとることにより求められる。つ
まりｙ＝（ａ１＋ａ２）ｘ／２＋（ｂ１＋ｂ２）／２が
最適化された相関近似式となり、これより、より正確に
ストライド時間ｔ_nに対する速度ｖ_nを求めることができ
ると考えられる。

【００３６】以下、添付図面を参照して本発明にかかる
実施形態について説明する。ただし、同一要素には同一
符号を付し、重複する説明は省略する。

【００３７】図７に、本発明に係る運動状態測定装置の
実施形態のブロック図を示す。本発明に係る運動状態測
定装置は、走行または歩行したときの被験者の後述する
各種パラメータ等を記憶するメモリ部１０と、記憶され
た各種パラメータ等に基づいて各種演算を行う演算部２
０と、走行または歩行したときの被験者の歩数Ｎを計測
する歩数計測部３０と、走行または歩行の合計距離Ｄを
計測する合計距離計測部４０と、走行または歩行したと
きの被験者のストライド時間ｔ_nを計測するストライド
時間計測部５０と、被験者が走行または歩行する前に行
った試験的な走行または歩行におけるストライド時間ｔ
_nと速度ｖ_nとの相関近似式を算出する相関近似式算出部
６０と、走行または歩行における被験者の一歩毎の速度
が加速しているか、減速しているか、それとも等速であ
るかを判断する加速・等速・減速判断部７０と、相関近
似式算出部６０により算出された相関近似式の切片を動
的に変化させる相関近似式の切片動的変動部８０とを備
えている。

【００３８】メモリ部１０は、被験者の走行または歩行
時に、ストライド時間計測部５０によって計測されたス
トライド時間ｔ_nを記憶するメモリ領域１１と、合計距
離計測部により計測された合計距離Ｄを記憶するメモリ
領域１２と、歩数計測部３０によって計測された歩数Ｎ
を記憶するメモリ領域１３と、統計的なストライド時間
ｔ_nと速度ｖ_nとの相関近似式である統計的相関近似式を
記憶するメモリ領域１４と、被験者が運動前に行った試
験的な運動から相関近似式算出部６０によって算出され
たストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nとの相関近似式である算
出相関近似式を記憶するメモリ領域１５とを有してい
る。

【００３９】演算部２０は、メモリ部１０に記憶されて
いる各種パラメータおよび相関近似式から速度を算出す
る速度算出部２１と、歩幅を算出する歩幅算出部２２
と、後述する加減速量を算出する加減速量算出部２３
と、計測ストライド時間１１の平均処理を行う平均処理
部２４と、歩幅算出部２２によって算出した歩幅に補正
を加える補正処理部２５とを有している。

【００４０】次に、図７に示した運動状態測定装置を用
いた第１実施形態に係る運動状態測定方法と、第１実施
形態の運動状態測定方法を実施する際の運動状態測定装
置の作用について図８のフローチャートを参照して説明
する。第１実施形態の運動状態測定方法は、被験者の走
行または歩行時のストライド時間ｔ_nを計測し、ストラ
イド時間ｔ_nの平均処理を行い、平均処理を行ったスト
ライド時間ｔ１_nと走行または歩行合計距離Ｄとに基づ
いて内分計算した歩幅ｌｉ１_nに、ストライド時間ｔ_nと
速度ｖ_nの相関近似式を用いて補正を加えることによ
り、被験者の走行または歩行時の一歩毎に対応した歩幅
ｌ１_nを正確に算出する方法である。

【００４１】まず最初に、被験者が走行あるいは歩行を
行った際の歩数Ｎ、ストライド時間ｔ_nを歩数計測部３
０およびストライド時間計測部５０で計測し、走行ある
いは歩行を行った合計距離Ｄを合計距離計測部４０で計
測する（Ｓ１０１）。ここで、走行または歩行合計距離
Ｄは、被験者の走行または歩行後に合計距離計測部４０
によって計測してもよいし、あらかじめ合計距離計測部
４０で計測された距離Ｄを被験者が走行または歩行して
もよい。そして、計測されたストライド時間ｔ _nはメモ
リ領域１１に、合計距離Ｄはメモリ領域１２に、歩数Ｎ
はメモリ領域１３に記憶される。

【００４２】次に、被験者のストライド時間ｔ_nと速度
ｖ_nの相関近似式を求める。相関近似式を求める方法と
しては統計的なデータを使用する方法や被験者の過去の
データを利用する方法など考えられる。しかし、被験者
の運動時の健康あるいは精神状態または身体能力の変化
により、同一被験者であっても相関近似式が変化する場
合が考えられる。そのため、あらかじめ被験者に試験的
に短距離を走行あるいは歩行してもらい、その際のスト
ライド時間ｔ_nと速度ｖ_nを測定し、相関近似式を求める
のが理想的である。

【００４３】そこで、被験者が被験者のストライド時間
ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式を試験的な方法で求めること
が可能であるか判断する（Ｓ１０２）。可能であるなら
ば、あらかじめ試験的な方法、例えば図１に示すよう
に、被験者に足跡Ａが残るように数十ｍ走行または歩行
してもらう、あるいは、一歩毎の歩幅ｌ_nや速度ｖ_nが計
測できるトレッドミルのような装置で被験者に数十ｍ走
行または歩行してもらう、等の方法によりストライド時
間ｔ_nと速度ｖ_nを求めておく。そして、求めたストライ
ド時間ｔ_nと速度ｖ_nとの相関近似式を、最小二乗法など
の方法で相関近似式算出部６０により算出する（Ｓ１０
３）。算出された相関近似式はメモリ部１０のメモリ領
域１５に記憶される。試験的な方法で相関近似式を求め
ることができない場合は、あらかじめメモリ領域１４に
記憶されていた統計的なデータによる統計的相関近似式
を相関近似式として使用する（Ｓ１０４）。

【００４４】次に、内分計算歩幅ｌｉ_nの変動を防ぐた
めに、平均処理部２４によってストライド時間ｔ_nの平
均処理を行い、歩幅算出部２２によって平均処理を行っ
たストライド時間ｔ１_nの逆数であるピッチｐ１_n＝（１
／ｔ１_n）を求める（Ｓ１０５）。ここで、ストライド
時間ｔ_nの平均処理方法にはいろいろな方法が考えられ
るが、第１実施形態では、３区間移動平均処理を行っ
た。

【００４５】次に、ピッチｐ１_n、上記式（３）より求
められる合計ピッチＰ１およびメモリ領域１２に記憶さ
れている走行または歩行合計距離Ｄをもとに、歩幅算出
部２２によって内分計算歩幅ｌｉ１_nを下記式（５）の
内分計算により求める（Ｓ１０６）。ｌｉ１_n＝Ｄ×ｐ１_n／Ｐ１ …（５）次に、補正処理部２５によって相関近似式に平均処理を
行ったストライド時間ｔ１_nの最小値ｔ１_minを代入し最
大速度ｖ１_maxを、最大値ｔ１_maxを代入し最小速度ｖ１
_minを算出する。更に、最大歩幅ｌ１_max＝ｔ１_min×ｖ
１_max、最小歩幅ｌ１_min＝ｔ１_max×ｖ１_minを算出する
（Ｓ１０７）。

【００４６】次に、ピッチｐ１_nと平均ピッチＰ１_ave＝
Ｐ１／ｎとの差分ｄｐ１_n＝ｐ１_n−Ｐ１_aveと、最大歩
幅ｌ１_maxと最小歩幅ｌ１_minの差分ｄｌ１＝ｌ１_max−
ｌ１_mi _nとを用い、補正処理部２５によって内分計算歩
幅ｌｉ１_nを下記式（６）により補正し、歩幅ｌ１_nを算
出する（Ｓ１０８）。ｌ１_n＝ｄｌ１×ｄｐ１_n＋ｌｉ１_n …（６）これにより、被験者の一歩毎に対応した歩幅を求めるこ
とができる。

【００４７】図９に、式（６）から求めた歩幅ｌ１_nと
実測した歩幅ｌ_nの歩数に対するグラフを示す。図９よ
り、図２に示した補正を行う前の内分計算歩幅ｌｉ_nと
比較して、補正を行った歩幅ｌ１_nは実測した歩幅ｌ_nと
よく一致していることが分かる。

【００４８】以上のように、第１実施形態に係る運動状
態測定方法によれば、被験者の走行または歩行時のスト
ライド時間ｔ_nを計測し、ストライド時間の平均処理を
行い、平均処理を行ったストライド時間ｔ１_nと走行ま
たは歩行合計距離Ｄとに基づいて内分計算した歩幅ｌｉ
１_nに、ストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式を用
いて補正を加えることにより、被験者の走行または歩行
時の一歩毎に対応した歩幅ｌ１_nを正確に算出すること
ができる。

【００４９】次に、図７に示した運動状態測定装置を用
いた第２実施形態に係る運動状態測定方法と、第２実施
形態の運動状態測定方法を実施する際の運動状態測定装
置の作用について図１０のフローチャートを参照して説
明する。第２実施形態の運動状態測定方法は、被験者の
走行または歩行時のストライド時間ｔ_nを計測し、スト
ライド時間ｔ_nの平均処理を行い、平均処理したストラ
イド時間ｔ２_nと、ストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nとの相
関近似式を用いることにより、被験者の走行または歩行
時における一歩毎に対応した歩幅ｌ２_nおよび速度ｖ２_n
を正確に算出する方法である。

【００５０】まず最初に、第１実施形態と同様に、被験
者の走行あるいは歩行における歩数Ｎおよびストライド
時間ｔ_nを歩数計測部３０およびストライド時間計測部
５０で計測し、走行または歩行を行った合計距離Ｄを合
計距離計測部４０で計測する（Ｓ２０１）。ここで、走
行または歩行合計距離Ｄは、被験者の走行または歩行後
に合計距離計測部４０によって計測してもよいし、あら
かじめ合計距離計測部４０で計測された距離Ｄを被験者
が走行または歩行してもよい。そして、計測されたスト
ライド時間ｔ_nはメモリ領域１１に、走行または歩行合
計距離Ｄはメモリ領域１２に、歩数Ｎメモリ領域１３に
記憶される。

【００５１】次に、被験者のストライド時間ｔ_nと速度
ｖ_nの相関近似式を求める。被験者が被験者のストライ
ド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式を試験的な方法で求め
ることが可能であるか判断し（Ｓ２０２）、可能であれ
ば、第１実施形態と同様にあらかじめ試験的な方法でス
トライド時間ｔ_nと速度ｖ_nを求める。そして、ストライ
ド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式を、最小二乗法などの
方法で相関近似式算出部６０により算出する（Ｓ２０
３）。算出された相関近似式はメモリ領域１５に記憶さ
れる。試験的な方法で相関近似式を求めることができな
い場合は、あらかじめメモリ部１０に記憶されていた統
計的なデータによる統計的相関近似式を相関近似式とし
て使用する（Ｓ２０４）。

【００５２】次に、平均処理部２４によりストライド時
間ｔ_nの平均処理を行い、速度算出部２１により平均処
理したストライド時間ｔ２_nを相関近似式に代入し、速
度ｖ２_nを算出する。そして、歩幅算出部２２により歩
幅ｌ２_nを下記式（７）により算出する（Ｓ２０５）。ｌ２_n＝ｔ２_n×ｖ２_n …（７）ここで、歩幅ｌ２_nは、相関近似式に基づいて算出して
いるため、上記式（１）で求められるその合計距離Ｄ２
が実際の走行または歩行合計距離Ｄと一致しない場合が
ある。そのため、Ｄ２がＤと一致しているか確認し（Ｓ
２０６）、一致していない場合は一致するように、補正
処理部２５により下記式（８）により歩幅ｌ２_nを歩幅
ｌ２_n’に補正する（Ｓ２０７）。ｌ２_n’＝ｌ２_n＋（Ｄ−Ｄ２）／ｎ …（８）Ｄ２がＤと一致している場合は、補正は行わなくてもよ
い。

【００５３】図１１に、算出した速度ｖ２_nと実測した
速度ｖ_nの歩数に対するグラフを示す。また、図１２
に、算出した歩幅ｌ２_n’と実測した歩幅ｌｎの歩数に
対するグラフを示す。図より、算出した速度ｖ２_nおよ
び歩幅ｌ２_n’ともに実測した速度ｖ_nおよび実測した歩
幅ｌｎとよく一致していることが分かる。

【００５４】以上のように、第２実施形態に係る運動状
態測定方法によれば、被験者の走行または歩行時のスト
ライド時間ｔ_nを計測し、ストライド時間ｔ_nの平均処理
を行い、平均処理したストライド時間ｔ２_nと、ストラ
イド時間ｔ_nと速度ｖ_nとの相関近似式を用いることによ
り、被験者の走行または歩行時における一歩毎に対応し
た歩幅ｌ２_n’および速度ｖ２_nを正確に算出することが
できる。

【００５５】次に、図７に示した運動状態測定装置を用
いた第３実施形態の運動状態測定方法と、第３実施形態
の運動状態測定方法を実施する際の運動状態測定装置の
作用について図１３のフローチャートを参照して説明す
る。第３実施形態の運動状態測定方法は、被験者の走行
または歩行時のストライド時間ｔ_nを計測し、ストライ
ド時間ｔ_nと速度ｖ_nとの相関近似式の切片変動量αをス
トライド時間ｔ_nの変化量ｄｔ_nに基づいて算出し、スト
ライド時間ｔ_nと相関近似式と切片変動量αを用いるこ
とにより、被験者の走行または歩行時における一歩毎に
対応した歩幅ｌ３_nおよび速度ｖ３_nを正確に算出する方
法である。

【００５６】まず最初に、第１実施形態および第２実施
形態と同様に、被験者の走行あるいは歩行における歩数
Ｎおよびストライド時間ｔ_nを歩数計測部３０およびス
トライド時間計測部５０で計測し、走行または歩行を行
った合計距離Ｄを合計距離計測部４０で計測する（Ｓ３
０１）。ここで、走行または歩行合計距離Ｄは、被験者
の走行または歩行後に合計距離計測部４０によって計測
してもよいし、あらかじめ合計距離計測部４０で計測さ
れた距離Ｄを被験者が走行または歩行してもよい。そし
て、計測されたストライド時間ｔ_nはメモリ領域１１
に、走行または歩行合計距離Ｄはメモリ領域１２に、歩
数Ｎはメモリ領域１３に記憶される。

【００５７】次に、被験者のストライド時間ｔ_nと速度
ｖ_nの相関近似式を求める。被験者が被験者のストライ
ド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式を試験的な方法で求め
ることが可能か判断し（Ｓ３０２）、可能であれば、第
１実施形態および第２実施形態と同様に、あらかじめ試
験的な方法でストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nを求める。そ
して、ストライド時間ｔ_nと速度ｖ_nの相関近似式を、最
小二乗法などの方法で相関近似式算出部６０により算出
する（Ｓ３０３）。算出された相関近似式はメモリ領域
１５に記憶される。

【００５８】ここで、第３実施形態は、相関近似式の切
片を動的に変化させ、その相関近似式に計測したストラ
イド時間ｔ_nを代入することにより、被験者の走行また
は歩行における一歩毎の歩幅ｌ３_nと速度ｖ３_nを求める
方法であるため、算出した相関近似式が最適でないと算
出した歩幅ｌ３_nと速度ｖ３_nと、実際の歩幅ｌ_nおよび
速度ｖ_nとの誤差が大きくなってしまう。そこで、第３
実施形態では相関近似式の最適化を行う。

【００５９】まず、試験的な方法で求めたストライド時
間ｔ_nの変化量ｄｔ_nをｄｔ_n＝ｔ_n−ｔ_n-1とし、ストラ
イド時間ｔ_nを変化量ｄｔ_nが正のときを減速、０のとき
を等速、負のときを加速状態として加速・等速・減速判
断部７０により分別する（Ｓ３０４）。次に、変化量ｄ
ｔ_nにより加速状態と判別されたストライド時間ｔ_nが相
関近似式の上に分布している、あるいは変化量ｄｔ_nに
より減速状態と判別されたストライド時間ｔ_nが相関近
似式の下に分布しているような、例外座標が存在するか
確認する（Ｓ３０５）。例外座標が存在する場合、加速
状態と判断された座標のみから相関近似式ｙ＝ａ１ｘ＋
ｂ１を求め、減速状態と判断されたストライド時間ｔ_n
の座標のみから相関近似式ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２を求め、こ
れらの相関近似式の平均、つまりｙ＝（ａ１＋ａ２）ｘ
／２＋（ｂ１＋ｂ２）／２を最適化した相関近似式とす
る（Ｓ３０６）。そして、メモリ領域１５に相関近似式
として記憶させる。ここで、例外座標が存在しない場
合、算出相関近似式を最適化する必要はない。

【００６０】また、被験者のストライド時間ｔ_nと速度
ｖ_nの相関近似式を試験的な方法で求めることができな
い場合は、あらかじめメモリ部１０に記憶されていた統
計的なデータによる統計的相関近似式１４を相関近似式
として使用する（Ｓ３０７）。

【００６１】次に、相関近似式の切片を動的に変化させ
るときの切片変動量αを求めるために、加減速量という
概念を導入する。加減速量ｄｔ３_nとは、ストライド時
間ｔ_nに対応する一歩と前後の一歩のストライド時間ｔ
_n-1およびｔ_n+1との差分の平均であり、下記式（９）で
表される。ｄｔ３_n＝｛（ｔ_n−ｔ_n-1）＋（ｔ_n−ｔ_n+1）｝／２ …（９）式（９）で定義された加減速量ｄｔ３_nは、ストライド
時間ｔ_nに対応して加減速量算出部２３によって算出さ
れる（Ｓ３０８）。

【００６２】切片変動量αは、この加減速量ｄｔ３_nを
もとに決定される。本発明者は、実験的に加減速量ｄｔ
３_nの８％程度が切片変動量αとして最適であることを
見出した。そこで、第３実施形態では切片変動量α＝ｄ
ｔ３_n×０．０８とした。この切片変動量αは、相関近
似式の切片動的変動部８０により算出され、ストライド
時間ｔ_nに対応して相関近似式の切片を切片変動量αだ
け変化させる、つまり、相関近似式をｙ＝ａｘ＋ｂ＋α
とする。そして、この相関近似式にストライド時間ｔ_n
を代入し、速度算出部２１により速度ｖ３_nを算出す
る。そして、歩幅算出部２２により歩幅ｌ３_nをｌ３_n＝
ｔ_n×ｖ３_nにより算出する（Ｓ３０９）。

【００６３】ここで、歩幅ｌ３_nは、第２実施形態と同
様、相関近似式に基づき算出しているため、上記式
（１）で求められるその合計距離Ｄ３が実際の走行また
は歩行合計距離Ｄと一致しない場合がある。そのため、
Ｄ３がＤと一致しているか確認し（Ｓ３１０）、一致し
ていない場合は一致するように、補正処理部２５により
下記式（１０）に示すように歩幅ｌ３_nを歩幅ｌ３_n’に
補正する（Ｓ３１１）。ｌ３_n’＝ｌ３_n＋（Ｄ−Ｄ３）／ｎ …（１０）Ｄ３がＤと一致している場合は、補正は行わなくてもよ
い。

【００６４】図１４に、算出した速度ｖ３_nと実測した
速度ｖ_nの歩数に対するグラフを示す。また、図１５
に、算出した歩幅ｌ３_n’と実測した歩幅ｌｎの歩数に
対するグラフを示す。図より算出した速度ｖ３_nおよび
歩幅ｌ３_n’ともに実測した速度ｖ _nおよび実測した歩幅
ｌｎによく一致していることが分かる。

【００６５】以上のように、第３実施形態に係る運動状
態測定法方によれば、被験者の走行または歩行時のスト
ライド時間ｔ_nを計測し、ストライド時間ｔ_nと速度ｖ_n
との相関近似式の切片変動量αをストライド時間ｔ_nの
変化量ｄｔ_nに基づいて算出し、ストライド時間ｔ_nと相
関近似式と切片変動量αを用いることにより、被験者の
走行または歩行時における一歩毎に対応した歩幅ｌ
３_n’および速度ｖ３_nを正確に算出することができる。

【００６６】なお、本発明にかかる第１〜第３実施形態
はこれに限られるものではない。第１〜第３実施形態で
は、被験者の運動状態を測定する前に試験的な方法で相
関近似式を求めるとしたが、運動状態を測定した後に試
験的な方法で相関近似式を求めてもよい。また、第１お
よび第２実施形態では、相関近似式の最適化を行ってい
ないが、もちろん最適化を行ってもよく、これにより、
より正確な一歩毎の速度および歩幅を求めることができ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかる運動状態測定装置によれば、被験者の走行または
歩行時のストライド時間、合計運動距離、ストライド時
間と速度の相関近似式に基づいて、被験者の走行あるい
は歩行時における一歩毎に対応した歩幅および速度を正
確に算出することが可能である。

【００６８】また、本発明にかかる運動状態測定方法に
よれば、本発明にかかる運動状態測定装置と同様に、被
験者の走行または歩行時のストライド時間、合計運動距
離、ストライド時間と速度の相関近似式に基づいて、被
験者の走行あるいは歩行時における一歩毎に対応した歩
幅および速度を正確に算出することが可能である。

【００６９】これより、被験者の走行または歩行時の一
歩毎に対応した歩幅および速度をもとに、科学的に被験
者の運動状態を解析することができ、被験者各個人に対
応した科学的なトレーニングや身体の健康状態の診断を
行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】被験者の走行あるいは歩行時の足跡Ａを示す図
である。

【図２】被験者の一歩毎に対応する実測した歩幅ｌ_nと
内分計算歩幅ｌｉ_nを示したグラフである。

【図３】被験者の実測した一歩毎に対応する速度ｖ_nと
ストライド時間ｔ_nのグラフである。

【図４】被験者の実測した速度ｖ_nとストライド時間ｔ_n
の相関関係を示したグラフである。

【図５】ストライド時間ｔ_nの加速状態と減速状態を分
別して表示した場合の速度ｖ_nとストライド時間ｔ_nの相
関関係を示したグラフである。

【図６】ストライド時間ｔ_nの加速状態と減速状態を分
別し、相関近似式を最適化した場合の速度ｖ_nとストラ
イド時間ｔ_nの相関関係を示したグラフである。

【図７】本発明に係る運動状態測定装置の実施形態を示
すブロック図である。

【図８】運動状態測定方法の第１実施形態を示すフロー
チャートである。

【図９】第１実施形態に係る運動状態測定方法により算
出した一歩毎に対応する歩幅のグラフである。

【図１０】運動状態測定方法の第２実施形態を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】第２実施形態に係る運動状態測定方法により
算出した一歩毎に対応する速度のグラフである。

【図１２】第２実施形態に係る運動状態測定方法により
算出した一歩毎に対応する歩幅のグラフである。

【図１３】運動状態測定方法の第３実施形態を示すフロ
ーチャートである。

【図１４】第３実施形態に係る運動状態測定方法により
算出した一歩毎に対応する速度のグラフである。

【図１５】第３実施形態に係る運動状態測定方法により
算出した一歩毎に対応する歩幅のグラフである。

【符号の説明】

１０…メモリ部、１１〜１５…メモリ領域、２０…演算
部、２１…速度算出部、２２…歩幅算出部、２３…加減
速量算出部、２４…平均処理部、２５…補正処理部、３
０…歩数計測部、４０…合計距離計測部、５０…ストラ
イド時間計測部、６０…相関近似式算出部、７０…加速
・等速・減速判断部、８０…相関近似式の切片動的変動
部、ｔ_n…ストライド時間、ｖ_n…速度、ｌ_n…歩幅、Ｎ
…歩数、Ｄ…走行または歩行合計距離、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被験者の走行または歩行時における運動
状態を測定する装置であって、前記被験者の走行または歩行時におけるストライド時間
と、歩数と、走行または歩行の合計距離と、を計測する
計測手段と、別途求めたストライド時間と速度との相関近似式を記憶
する記憶手段と、前記計測手段により計測された前記ストライド時間の平
均処理を行うストライド時間平均処理手段と、前記計測手段により計測された前記歩数と、前記計測手
段により計測された前記合計距離と、前記ストライド時
間平均処理手段により平均処理された平均処理ストライ
ド時間と、に基づいて被験者の一歩毎の歩幅を算出する
歩幅算出手段と、前記記憶手段により記憶された前記相関近似式と、前記
ストライド時間平均処理手段により平均処理された前記
平均処理ストライド時間と、に基づいて前記歩幅算出手
段により算出された前記歩幅に補正処理を行う補正処理
手段とを備え、前記被験者の走行または歩行時における
一歩毎の歩幅を算出することを特徴とする運動状態測定
装置。
【請求項２】被験者の走行または歩行時における運動
状態を測定する装置であって、前記被験者の走行または歩行時におけるストライド時間
を計測する計測手段と、別途求めたストライド時間と速度との相関近似式を記憶
する記憶手段と、前記計測手段により計測された前記ストライド時間の平
均処理を行うストライド時間平均処理手段と、前記記憶手段により記憶された前記相関近似式と、前記
ストライド時間平均処理手段により平均処理された平均
処理ストライド時間と、に基づいて前記被験者の走行ま
たは歩行時における一歩毎の速度を算出する速度算出手
段と、前記ストライド時間平均処理手段により平均処理を行っ
た前記平均処理ストライド時間と、前記速度算出手段に
より算出された前記速度と、に基づいて前記被験者の走
行または歩行時における一歩毎の歩幅を算出する歩幅算
出手段とを備え、前記被験者の走行または歩行時におけ
る一歩毎の歩幅および速度を算出することを特徴とする
運動状態測定装置。
【請求項３】被験者の走行または歩行時における運動
状態を測定する装置であって、前記被験者の走行または歩行時におけるストライド時間
を計測する計測手段と、別途求めたストライド時間と速度との相関近似式を記憶
する記憶手段と、前記計測手段により計測された前記ストライド時間の変
化量に基づいて、前記記憶手段により記憶された前記相
関近似式の切片変動量を算出する切片変動量算出手段
と、前記計測手段によって計測された前記ストライド時間
と、前記記憶手段により記憶された前記相関近似式と、
前記切片変動量算出手段により算出された前記切片変動
量と、に基づいて前記被験者の走行または歩行時におけ
る一歩毎の速度を算出する速度算出手段と、前記計測手段によって計測された前記ストライド時間
と、前記速度算出手段により算出された前記速度と、に
基づいて前記被験者の走行または歩行時における一歩毎
の歩幅を算出する歩幅算出手段とを備え、前記被験者の
走行または歩行時における一歩毎の歩幅および速度を算
出することを特徴とする運動状態測定装置。
【請求項４】前記被験者の走行または歩行時における
歩数と、走行または歩行の合計距離とを計測する第２の
計測手段と、前記歩幅算出手段により算出された前記歩幅の合計と、
前記第２の計測手段により計測された前記合計距離とが
一致しない場合に、前記歩幅算出手段により算出された
前記歩幅の合計と、前記第２の計測手段により計測され
た前記歩数と、前記第２の計測手段により計測された前
記合計距離と、に基づいて前記歩幅算出手段により算出
された前記歩幅に補正処理を行う歩幅補正手段とを更に
備えることを特徴とした請求項２または３に記載の運動
状態測定装置。
【請求項５】前記記憶手段により記憶された前記相関
近似式が、統計的なストライド時間と速度との相関近似
式であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に
記載の運動状態測定装置。
【請求項６】前記記憶手段により記憶された前記相関
近似式が、試験的な方法で計測された前記被験者の走行
または歩行時におけるストライド時間と、速度と、に基
づいて算出された相関近似式であることを特徴とする請
求項１〜４いずれか１項に記載の運動状態測定装置。
【請求項７】前記試験的な方法により計測された前記
ストライド時間の変化量に基づいて、前記被験者の走行
または歩行時における一歩毎の速度の加速または減速状
態を判別する加速・減速状態判別手段と、前記加速・減速状態判別手段により加速状態と判断され
た一歩に対応するストライド時間と速度との相関近似式
と、減速状態と判断された一歩に対応するストライド時
間と速度との相関近似式と、に基づいて前記相関近似式
を最適化する相関近似式最適化手段とを更に備えること
を特徴とする請求項６に記載の運動状態測定装置。
【請求項８】被験者の走行または歩行時における運動
状態を測定する方法であって、前記被験者の走行または歩行時におけるストライド時間
と、歩数と、走行または歩行の合計距離と、を計測する
計測工程と、別途求めたストライド時間と速度との相関近似式を記憶
する記憶工程と、前記計測工程において計測された前記ストライド時間の
平均処理を行うストライド時間平均処理工程と、前記計測工程において計測された前記歩数と、前記計測
工程において計測された前記合計距離と、前記ストライ
ド時間平均処理工程において平均処理された平均処理ス
トライド時間と、に基づいて被験者の一歩毎の歩幅を算
出する歩幅算出工程と、前記記憶工程において記憶された前記相関近似式と、前
記ストライド時間平均処理工程において平均処理された
前記平均処理ストライド時間と、に基づいて前記歩幅算
出工程において算出された前記歩幅に補正処理を行う補
正処理工程とを備え、前記被験者の走行または歩行時に
おける一歩毎の歩幅を算出することを特徴とする運動状
態測定方法。
【請求項９】被験者の走行または歩行時における運動
状態を測定する方法であって、前記被験者の走行または歩行時におけるストライド時間
を計測する計測工程と、別途求めたストライド時間と速度の相関近似式とを記憶
する記憶工程と、前記計測工程において計測された前記ストライド時間の
平均処理を行うストライド時間平均処理工程と、前記記憶工程において記憶された前記相関近似式と、前
記ストライド時間平均処理工程において平均処理された
平均処理ストライド時間と、に基づいて前記被験者の走
行または歩行時における一歩毎の速度を算出する速度算
出工程と、前記ストライド時間平均処理工程において平均処理を行
った前記平均処理ストライド時間と、前記速度算出工程
において算出された前記速度と、に基づいて前記被験者
の走行または歩行時における一歩毎の歩幅を算出する歩
幅算出工程とを備え、前記被験者の走行または歩行時に
おける一歩毎の歩幅および速度を算出することを特徴と
する運動状態測定方法。
【請求項１０】被験者の走行または歩行時における運
動状態を測定する方法であって、前記被験者の走行または歩行時におけるストライド時間
を計測する計測工程と、別途求めたストライド時間と速度の相関近似式と、を記
憶する記憶工程と、前記計測工程において計測された前記ストライド時間の
変化量に基づいて、前記記憶工程において記憶された前
記相関近似式の切片変動量を算出する切片変動量算出工
程と、前記計測工程において計測された前記ストライド時間
と、前記記憶工程において記憶された前記相関近似式
と、前記切片変動量算出工程において算出された前記切
片変動量と、に基づいて前記被験者の走行または歩行時
における一歩毎の速度を算出する速度算出工程と、前記計測工程において計測された前記ストライド時間
と、前記速度算出工程において算出された前記速度と、
に基づいて前記被験者の走行または歩行時における一歩
毎の歩幅を算出する歩幅算出工程とを備え、前記被験者
の走行または歩行時における一歩毎の歩幅および速度を
算出することを特徴とする運動状態測定方法。
【請求項１１】前記被験者の走行または歩行時におけ
る歩数と、走行または歩行の合計距離とを計測する第２
の計測工程と、前記歩幅算出工程において算出された前記歩幅の合計
と、前記第２の計測工程において記憶された前記合計距
離とが一致しない場合に、前記歩幅算出工程において算
出された前記歩幅の合計と、前記第２の計測工程におい
て計測された前記歩数と、前記前記第２の計測工程にお
いて計測された合計距離と、に基づいて前記歩幅算出工
程において算出された前記歩幅に補正処理を行う歩幅補
正工程とを更に備えることを特徴とした請求項９または
１０に記載の運動状態測定方法。
【請求項１２】前記記憶工程において記憶された前記
相関近似式が、統計的なストライド時間と速度との相関
近似式であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれ
か１項に記載の運動状態測定方法。
【請求項１３】前記記憶工程において記憶された前記
相関近似式が、試験的な方法で計測された前記被験者の
走行または歩行時におけるストライド時間と、速度と、
に基づいて算出された相関近似式であることを特徴とす
る請求項８〜１１のいずれか１項に記載の運動状態測定
方法。
【請求項１４】前記試験的な方法により計測された前
記ストライド時間の変化量に基づいて、前記被験者の走
行または歩行時における一歩毎の速度の加速または減速
状態を判別する加速・減速状態判別工程と、前記加速・減速状態判別工程において加速状態と判断さ
れた一歩に対応するストライド時間と速度との相関近似
式と、減速状態と判断された一歩に対応するストライド
時間と速度との相関近似式と、に基づいて前記相関近似
式を最適化する相関近似式最適化工程とを更に備えるこ
とを特徴とする請求項１３に記載の運動状態測定方法。