JP2009106374A

JP2009106374A - 歩容情報表示システム

Info

Publication number: JP2009106374A
Application number: JP2007279467A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Mitsui; 雅之三井; Kenji Nishino; 健司西野; Yoshihiro Matsumura; 吉浩松村
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】自分の歩容を簡単に把握することができる歩容情報表示システムを提供する。
【解決手段】歩容情報表示システムは、測定対象者１００の体の所定部位に装着されて、当該装着部位の歩行時の体動を測定する活動量計１と、活動量計１から測定データを収集し、収集した測定データをネットワーク（携帯電話用通信網およびインターネットＮＴ）を介してサーバ装置３へ送信する携帯電話機２と、活動量計１の測定データを歩容に関わる基準データと比較することによって測定対象者１００の歩容を判断するサーバ装置３と、サーバ装置３にネットワークを介して接続されたパソコン４及びテレビ５を備える。サーバ装置３は、歩容の判断結果を、測定データの送信元である携帯電話機２、パソコン４またはテレビ５に送信し、携帯電話機２、パソコン４またはテレビ５に歩容の判断結果を表示させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、歩容情報表示システムに関するものである。

従来、人体に装着される器体の内部に、人体の体動を検知する検知手段と、所定時間における検知信号の変動平均を演算する第１の演算手段と、変動平均或いは変動平均の積分値より運動強度値を演算若しくは所定時間以上の時間における変動平均の時間平均値或いは変動平均の時間積分値により運動強度を演算する第２の演算手段と、演算により求めた運動強度値を記憶する記憶手段とを備えた活動量計が提供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００６−２０４４４６号公報

上述の活動量計では、測定対象者が行った運動強度を測定することは可能であるが、歩き方の良否を判断する機能は備えていなかった。

近年、健康や美容に対する関心が高まっており、歩き方を綺麗にしたいという願望をもつ人が増えている。歩き方が悪い場合は、見た目の印象が悪くなったり、内蔵や骨格に悪影響を与えて体調面に支障を及ぼすといった問題があるため、歩き姿を良くすることが望ましいが、自分がどのような歩き方をしているかを自分自身で判断するのは難しく、例えばウォーキングのレッスンを受けにいってインストラクターに歩き姿を見てもらう必要があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、自分の歩容を簡単に把握することができる歩容情報表示システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、測定対象者の腰部に装着されて、歩行時の腰部の体動を測定する体動測定装置と、歩容の種類毎の基準データを予め備え、歩容の種類毎の基準データと体動測定装置の測定データとを比較することによって、測定対象者の歩容の種類を判断する姿勢判断装置と、姿勢判断装置による歩容の判断結果を表示する姿勢表示装置とを備え、体動測定装置は加速度センサを有し、当該加速度センサの検出出力をもとに、進行方向の前方から見た腰部の軌跡を求めて当該軌跡より腰部の上下動の振幅ｂに対する左右方向の振幅ｂの比率（ａ／ｂ）を測定するとともに、鉛直上方から見た腰部の軌跡から左右方向の振幅ｃを測定し、且つ、測定より見た腰部の軌跡から上下方向の振幅ｄを測定しており、姿勢判断装置は、比率（ａ／ｂ）および振幅ｃ、ｄと、対応する基準データとの大小をそれぞれ比較し、各比較項目の比較結果の組み合わせから測定対象者の歩容の種類を判断することを特徴とする。なお歩容とは歩行を行っているときの身体運動の様子（歩き方）のことである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、体動測定装置と姿勢判断装置と姿勢表示装置とがネットワークを介して接続され、姿勢判断装置は、ネットワークを介して体動測定装置から送信された測定データをもとに測定対象者の歩容を判断し、ネットワークを介して判断結果を姿勢表示装置へ送信することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、体動測定装置が、装着部位に加わる加速度を測定する加速度測定部と、加速度測定部の測定データから運動強度を演算する運動強度演算部と、歩行時に加速度測定部が測定した測定データを記憶する記憶部と、操作部による送信操作に応じて記憶部に記憶された歩行時の測定データを外部へ送信する送信部とを備えた活動量計からなり、姿勢判断装置および姿勢表示装置が、活動量計の送信部から送信された測定データを受信する受信部と、受信した測定データを基準データと比較することによって歩容を判断する歩容判断部と、判断結果を表示する表示部とを備えた携帯機器からなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、体動測定装置が、歩行時の加速度センサの検出出力をもとに、進行方向の前方から見た腰部の軌跡を求めて当該軌跡より腰部の上下動の振幅ｂに対する左右方向の振幅ｂの比率（ａ／ｂ）を測定するとともに、鉛直上方から見た腰部の軌跡から左右方向の振幅ｃを測定し、且つ、測定より見た腰部の軌跡から上下方向の振幅ｄを測定し、姿勢判断装置が、上記の比率（ａ／ｂ）および振幅ｃ，ｄを対応する基準データと比較することで、各比較項目の比較結果の組み合わせから歩容の種類を判断し、その判断結果が姿勢表示装置に表示されるので、測定対象者は、姿勢表示装置の表示から、自分の歩き姿がどの種類に該当するのかを容易に理解することができる。したがって、特別なレッスンを受けなくても、自分１人で自身の歩き姿を把握することができるから、より良い姿勢で歩くにはどのようにすれば良いかといったことが分かり、歩容の改善に役立てることができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、１台の姿勢判断装置によって、ネットワークを介して接続された複数台の体動測定装置で測定された体動をもとに、複数の測定対象者の歩容を判断することができ、且つ、ネットワークに接続可能な場所であれば、どこでも歩き姿勢の判断が行えるという効果がある。

請求項３の発明によれば、活動量計の加速度測定部によって測定された加速度データが送信部から外部へ送信されると、携帯機器の歩容判断部で歩容判断が行われ、その判断結果が携帯機器の表示部に表示されるので、自分の歩き姿勢を何時何処でも測定することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は歩容情報表示システムの概略的なシステム構成図であり、本システムは、測定対象者１００の体の所定部位（例えば腰部）に装着されて装着部位の体動を測定する活動量計１（体動測定装置）と、活動量計１から測定データを収集する携帯電話機２と、活動量計１の測定データに基づいて歩容を判断するサーバ装置３（姿勢判断装置）と、歩容姿勢の表示を行うパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略称する）４およびネットワーク接続機能付きのテレビ５を主要な構成として備えている。

活動量計１は、扁平な本体１０に図２に示す回路構成要素を内蔵したもので、図１０（ａ）に示すようにベルト１０ａを用いて測定対象者１００の背中の下側（腰付近）に本体１０を装着して使用される。

本体１０に内蔵される回路構成要素としては、例えば３軸の加速度センサ１１（加速度測定部）と、この加速度センサ１１の出力信号をＡ／Ｄ変換して得た測定データをもとに、当該活動量計１を装着した使用者の運動状態（運動強度）を演算する演算処理部１２と、時刻データを演算処理部１２に与える計時部１３と、操作部１４と、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、加速度センサ１１の測定データや演算処理部１２の演算結や個人の属性データなどを記憶するための記憶部１５と、例えば液晶表示器からなる表示部１６と、携帯電話機２との間で例えば赤外線通信により近距離の無線通信を行う無線通信部１７（データ送信部）と、電池を電源として各回路要素の動作に必要な所定の電圧を得る定電圧回路１８とを備えている。なお無線通信部１７として赤外線信号により無線通信を行うＩｒＤＡを例に説明を行っているが、無線通信部１７の通信方式は赤外線通信に限定されるものではなく、ブルートゥースなどの近距離の無線通信方式を用いても良い。

ここで加速度センサ１１の１軸は鉛直方向の加速度を検出し、他の２軸は水平方向の加速度を検出するのであるが、各軸が所望の検出方向からずれている場合、重力加速度の影響によって加速度センサ１１の検出結果に誤差が発生する可能性があるので、活動量計１は正規の向きに装着することが好ましい。しかしながら、活動量計１は測定者自身がベルト等を用いて装着するため、装着状態が正規の向きから多少ずれてしまうのは避けられず、装着時の傾きによって加速度センサ１１の検出結果に誤差が発生してしまうので、この誤差を補正（キャンセル）するプログラムを組み込んでおくことが好ましい。

操作部１４は、当該活動量計１の動作モードを運動強度測定モード、体動測定モード、データ設定モード、データ表示モード、データ送信モード等に切り替えるモード切替操作や、表示部１６に表示される表示画面でのカーソル操作や確認操作、或いは、データ設定モードにおいて運動強度の算出に用いる個人の属性データ（例えば年齢、性別、身長、体重、目的、健康状態（既往症歴）、地域）を入力するデータ入力操作に用いられる。ここにおいて、操作部１４により測定モードを運動強度測定モード又は体動測定モードの何れかに切り替える測定モード切替部が構成される。

運動強度演算部としての演算処理部１２は、活動量計１に予め組み込まれたプログラムに基づいて、例えば運動強度（ＭＥＴｓ）や使用者が歩いた歩数や消費カロリーなどを算出するためのデータ処理を行うものであり、操作部１４を用いてデータ設定モードに切り替えられると、表示部１６の表示を制御してデータ入力画面を表示させ、当該データ入力画面において、上記属性データの入力を使用者に促すためのガイダンスなどを表示させ、操作部１４を用いて属性データが入力されると、入力データを記憶部１５に書き込み、以後の演算処理では記憶部１５から読み込んだ属性データを運動強度などの活動量の演算に使用するようになっている。

また演算処理部１２の動作モードが、操作部１４を用いて運動強度測定モードに切り替えられると、演算処理部１２は、加速度センサ１１から測定データを取り込む取込周期を活動量の測定に必要な周期（例えば１６〜３２Ｈｚ）に設定し、当該取込周期が経過する毎に加速度センサ１１から取り込んだ加速度の検出データに基づいて、運動強度（ＭＥＴｓ）の算出処理や歩数を求める処理などを行うとともに、活動量（運動強度や歩数など）の算出結果を記憶部１５に書き込む処理を行い、且つ、算出結果を表示部１６にリアルタイムで表示する。ここにおいて、演算処理部６２は、所定の周期毎に取り込んだ加速度センサ６１の検出データをもとに、一定時間ｔｗ（秒）の加速度の変動平均（標準偏差値）を求める演算機能と、この変動平均から、運動強度ｗｉを求める演算機能とを備えている。尚、ＭＥＴｓとは、身体活動の“強さ”を安静時の何倍に相当するかで表す単位であり、アメリカスポーツ医学界で用いられている。

ところで、運動強度を変化させた状態で呼気ガス計測装置により測定した酸素消費量と、加速度分散値との関係式が予め求められて演算処理部６２に組み込まれており、演算処理部６２ではこの関係式を用いて、加速度分散値から運動強度を求めている。この演算方法について図５（ａ）（ｂ）を用いて以下に説明する。

図５（ａ）は加速度センサ１１による各軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の検出データを示し、演算処理部１２では、一定時間ｔｗが経過する毎に、一定時間ｔｗ内に取り込んだ加速度の検出データから、各軸の加速度変動分の合成値を算出する。ここで、加速度変動分の合成値の時間平均（標準偏差）をＳｗとすると、合成値Ｓｗは以下の式（１）から求めることができる。

なお、ａｘ_ｋ、ａｙ_ｋ、ａｚ_ｋは、ある期間ｔｗ（秒）内でｋ番目にサンプリングした加速度サンプリング値を示し、ｂｘ、ｂｙ、ｂｚは一定時間ｔｗ（秒）における平均値を示している。

また、図５（ｂ）は加速度変動値の測定結果と運動強度（ＭＥＴｓ）の測定結果との関係を示す散布図であり、散布図上にプロットされた点を最小自乗近似して得た直線式は以下の式（２）で示される。

Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂ、相関関数Ｒ＝０．９２ …（２）
但し、Ｙは加速度変動値、Ｘは運動強度（ＭＥＴｓ）である。

したがって、演算処理部１２では、上述の式（１）を用いて加速度変動分の合成値Ｓｗを求めた後、上述の式（２）を変形した得た以下の式（３）を用いて、ある期間ｔｗの運動強度ｗｉを求めている。

ｗｉ＝α×Ｓｗ＋β …（３）
ここで、α、βは、運動強度を変化させた状態で呼気ガス検出装置により測定した酸素消費量と、加速度分散値との間に得られた関係式における係数を示す。なお、加速度変動値を求める期間ｔｗとしては４秒から１５秒が適当な値であり、本実施形態ではｔｗ＝１２秒としてある。

また演算処理部１２の動作モードが、操作部１４を用いて体動測定モードに切り替えられるか、或いは、無線通信部１７が受信した外部からの切替信号に応じて体動測定モードに切り替えられると、演算処理部１２は、測定データの取込周期を歩行時の体動を測定するのに必要な周期（例えば５００Ｈｚ）に設定し、所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に、加速度センサ１１から取り込んだ加速度の測定データを記憶部１５に蓄積し、測定期間が経過すると、体動測定モードを終了して元のモードに復帰する。

さらに演算処理部１２の動作モードが、操作部１４を用いてデータ表示モードに切り替えられると、演算処理部１２は、記憶部１５に記憶されているデータや演算処理結果に基づいて、個人の属性データや活動量の測定結果などを表示部１６に表示させる処理を行う。

また更に演算処理部１２の動作モードが、操作部１４を用いてデータ送信モードに切り替えられるか、或いは、無線通信部１７が受信した外部からの切替信号に応じてデータ送信モードに切り替えられると、演算処理部１２は、体動軌跡測定モード時に検出された測定期間分の検出データや運動強度測定モード時に算出された活動量の算出結果を記憶部１５から読み出し、読み出した検出データや活動量の算出結果を無線通信部１７から赤外線信号により送信させる。

図３は携帯電話機２の概略的なブロック図であり、携帯電話機２の筐体２０内には、全体の制御を行う制御部２１と、通話操作などの各種の操作を行うための操作部２２と、液晶ディスプレイからなる表示部２４と、動作プログラムや通話に関わるデータなどを記憶するとともに、活動量計１から収集した測定データを記憶する記憶部２３（ＲＡＭおよびＲＯＭからなる）と、符号分割多重接続などの無線通信方式により携帯電話網を通じて無線通信を行うための無線通信部２５と、例えば赤外線通信により近距離の無線通信を行う無線通信部２６などの回路要素が収納されている。なお無線通信部２６として赤外線信号により無線通信を行うＩｒＤＡを例に説明を行っているが、無線通信部２６の通信方式は赤外線通信に限定されるものではなく、ブルートゥースなどの近距離の無線通信方式を用いても良い。

図４はサーバ装置３の概略的なブロック図であり、インターネットＮＴを介してデータ通信を行うデータ通信部３１と、データ通信部３１が受信した活動量計１による体動の測定データや歩容の判断に用いる基準データを記憶する記憶部３２と、記憶部３２から読み出した基準データと活動量計１により測定された体動の測定データとを比較することによって、測定対象者の歩容を判断するとともに、判断結果を姿勢表示装置としての携帯電話機２やパソコン４やテレビ５に送信する姿勢判断部３３とを備えている。

本システムでは、姿勢表示装置としての携帯電話機２やパソコン４およびテレビ５が、インターネットＮＴを介してサーバ装置３との間でデータ通信を行えるようになっており、サーバ装置３から送信された歩容を示す画像を画面上に表示することができる。

ここで、本システムにより歩容の良否を判断する場合の処理について以下に説明する。

測定対象者が所持する携帯電話機２の記憶部２３には、活動量計１により歩行時の体動を所定時間測定させるための測定プログラムが組み込まれており、測定対象者が操作部２２を操作して上記測定プログラムを実行させると、制御部２１は、携帯電話機２が内蔵するスピーカから「活動量計を腰につけ、準備ができたらスタート操作を行って下さい」といった音声メッセージを出力させる。測定対象者１００は、図１０（ａ）に示すようにベルト１０ａを用いて活動量計１を腰部に装着し、歩行の準備ができると、携帯電話機２の操作部２２を用いてスタート操作を行うとともに、歩行を開始する。

この時、携帯電話機２の制御部２１では、操作部２２のスタート操作に応じて、活動量計１の動作モードを体動測定モードに切り替えて測定を開始させる切替信号を無線通信部２６から活動量計１へ送信させる。活動量計１では、無線通信部１７が携帯電話機２から赤外線信号で送信されたモード切替信号を受信し、このモード切替信号に基づいて演算処理部１２が動作モードを体動測定モードに切り替える。演算処理部１２の動作モードが体動測定モードに切り替えられると、演算処理部１２は、先ず記憶部１５に記憶されている体動の測定データを消去するとともに、測定データの取込周期を例えば２ｍ秒（５００Ｈｚ）に設定し、所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に、加速度センサ１１から取り込んだ加速度の測定データを記憶部１５に記憶させる。

そして、所定の測定期間が経過すると、演算処理部１２は、動作モードを運動強度測定モードに切り替えて、歩行時の体動を測定する処理を終了するとともに、測定動作の終了を示す測定終了信号を無線通信部１７から携帯電話機２へ送信させる。携帯電話機２では、活動量計１からの測定終了信号を無線通信部２６が受信すると、制御部２１が、無線通信部２６の受信した測定終了信号に基づいて、測定終了を示す音声メッセージを図示しないスピーカから出力させる。そして、この音声メッセージを聞いた測定対象者１００が、活動量計１の操作部１４を操作して演算処理部１２の動作モードをデータ送信モードに切り替えると、演算処理部１２が、操作部１４による送信操作に応じて、上記測定期間中に記憶部１５に記憶された歩行時の測定データを、無線通信部１７から携帯電話機２へ送信させる。このとき、携帯電話機２では、活動量計１から送信された測定データを無線通信部２６が受信し、受信した測定データを記憶部２３に記憶させた後、この測定データを無線通信部２５からサーバ装置３へ送信させる。なお携帯電話機２から送信された測定データは、携帯電話用通話網の無線基地局６に受信され、インターネットＮＴを介してサーバ装置３へ送信される。

サーバ装置３では、携帯電話機２から送信されてきた測定データをデータ通信部３１が受信すると、姿勢判断部３３が、受信した測定データをもとに、測定対象者の歩容を判断する処理を行う。ここで、携帯電話機２から送信されてくる測定データは、歩行時の腰部の動きを示す３軸の加速度データであり、姿勢判断部３３は、測定期間中の測定データをもとに、進行方向の前方から見た腰部の軌跡（図６のＧ１）、鉛直上方から見た腰部の軌跡（図６のＧ２）、進行方向の側方から見た腰部の軌跡（図６のＧ３）を求める。なお軌跡Ｇ３の山部は左足又は右足が着床したときの活動量計１（腰部）の位置をそれぞれ示している。

ここで、腰部の左右への動きが大きい場合、すなわち体幹の左右ぶれが大きい場合は腰痛になりやすい傾向があるので、正面から見た軌跡Ｇ１は、左右の動きが上下動に比べて小さくなるように、Ｖ字に近い軌跡となるのが好ましい。また、鉛直上方から見た軌跡Ｇ２は左右の足の運びを示し、足の筋力が弱いと体を安定させるために足幅が大きく（つまり左右の振幅ｃ１，ｃ２が大きく）なる傾向があるので、振幅ｃ１，ｃ２は小さい方が好ましい。また体の左右で柔軟性が異なると、左右の振幅ｃ１，ｃ２にばらつきが発生しやすいので、振幅ｃ１，ｃ２の差は小さい方が好ましい。また、側方から見た軌跡Ｇ３は腰部の上下動を示し、地面を蹴る力が弱い場合は足を上げずにすり足で歩き、その結果腰部の上下動が小さくなる傾向があるので、上下の振幅ｄはなるべく大きい方が好ましい。

したがって、姿勢判断部３３では、腰部の正面軌跡Ｇ１から上下動の振幅ｂに対する左右方向の振幅ａの比率（ａ／ｂ）を、鉛直上方から見た腰部の軌跡Ｇ２から左右方向の振幅ｃ（なお振幅ｃは左方向への振幅ｃ１と右方向への振幅ｃ２との平均値から求めた片振幅である）を、側方から見た腰部の軌跡Ｇ３から上下方向の振幅ｄ（＝振幅ｂ）をそれぞれ求めた後、比率（ａ／ｂ）と基準データＬ１との大小、振幅ｃと基準データＬ２，Ｌ３（Ｌ２＜Ｌ３）との大小、振幅ｄと基準データＬ４との大小をそれぞれ判断することで、測定対象者の歩容をＡ〜Ｄの４種類に分類している。

ここにおいて、Ａタイプの歩き方では、腰部の上下動が大きく且つ左右方向への動きが小さくなっており（比率（ａ／ｂ）＜Ｌ１、ｃ＜Ｌ２、ｄ≧Ｌ４）、理想的な歩き方である。またＢタイプの歩き方は、足幅は狭いものの（ｃ＜Ｌ２）、腰部の上下動が小さく（ｄ＜Ｌ４）、また比率（ａ／ｂ）が大きくなっており（（ａ／ｂ）≧Ｌ１）、臀部を左右に振って歩くような歩き方である。またＣタイプの歩き方では、Ｂタイプの歩き方に比べて足幅（振幅ｃ）が大きくなっており（Ｌ２≦ｃ＜Ｌ３）、すり足で左右に体を振って歩くような歩き方である。またＤタイプの歩き方では、Ｃタイプに比べて足幅（振幅ｃ）がさらに大きくなっており（Ｌ３≦ｃ）、すり足で体を大きく左右に振って歩くような歩き方である。つまりＡタイプの歩き方が最も美しく、以下Ｂ、Ｃ、Ｄの順番となっている。

而して、姿勢判断部３３では、上述した３つの指標と基準データとの大小を比較することで、測定対象者の歩き方がどの種類に該当するかを判断しており、その判断結果を、測定データの送信元である携帯電話機２へインターネットＮＴおよび携帯電話用通信網を介して返送する。このとき、携帯電話機２では無線通信部２５がサーバ装置３から送信された判断結果のデータを受信し、制御部２１が、判断結果の受信を報知する報知音をスピーカから出力させるとともに、判断結果を表示部２４に表示させているので、測定対象者１００は、表示部２４の表示から、自分の歩き姿を基準データと比較した結果を把握することができる。よって測定対象者１００は、ウォーキングのレッスンを受けに行かなくても、ネットワークを介してサーバ装置３に接続可能な場所であればどこでも活動量計１を装着して歩くだけで歩容の診断を受けることができ、より良い姿勢で歩くにはどのようにすれば良いかといったことが分かるから、歩容の改善に役立てることができる。

なお、サーバ装置３では歩き姿の種類を示す判断結果のみを携帯電話機２に送信して、歩き姿の種類を表示部２４に表示させているが、サーバ装置３から歩き姿の判断結果とともに上述した軌跡Ｇ１〜Ｇ３の画像データを携帯電話機２に送信させて、携帯電話機２の表示部２４に表示させるようにしても良い。また、サーバ装置３では、携帯電話機２から送信された測定データをもとに、測定対象者１００の歩き方を再現表示するアニメーション画像を作成して、このアニメーション画像を携帯電話機２に送信しても良く、図７に示すように携帯電話機２の表示部２４に表示されるアニメーション画像を見ることで、自分の歩き姿の悪い点を視覚的に理解することが可能になる。

また、上述の実施形態では、サーバ装置３の姿勢判断部３３が、活動量計１の測定データから上述の３つの指標を求め、これらの指標と基準データとを比較することによって、歩容の種類を判別しているが、活動量計１の測定データをもとに、歩くときの左右のバランスや、歩くときのペース（ピッチ）やそのバラツキを求め、それらを基準データと比較することで、測定対象者１００の歩容を求めても良い。

歩くときの左右のバランスを求める場合、姿勢判断部３３は、活動量計１の測定データをもとに鉛直上方から見た腰部の軌跡を求め（図８（ａ）〜（ｃ）参照）、体幹の中心から左方向への振幅ｃ１と右方向への振幅ｃ２との差の絶対値と基準データとの大小を比較しており、図８（ａ）に示すように振幅ｃ１，ｃ２の差の絶対値が基準データΔｃ未満であれば（｜ｃ１−ｃ２｜＜Δｃ）、左右のバランスがとれて良い歩き姿だと判断し、図８（ｂ）（ｃ）に示すように振幅ｃ１，ｃ２の差の絶対値が基準データΔｃ以上であれば（｜ｃ１−ｃ２｜≧Δｃ）、左又は右に傾いた悪い姿勢と判断する。

歩くときのペース（ピッチ）を求める場合、姿勢判断部３３は、活動量計１の測定データをもとに鉛直上方から見た腰部の軌跡を求めるとともに、左右方向の振幅のピークとピークの間の時間間隔（歩行ピッチ）を求めている。そして、姿勢判断部３３は、歩行ピッチの測定結果ＰＴと、所定の基準データＰＴ１，ＰＴ２（ＰＴ１＜ＰＴ２）との大小を比較しており、歩行ピッチの測定結果ＰＴがＰＴ１以上且つＰＴ２以下であれば（ＰＴ１≦ＰＴ≦ＰＴ２）、良いピッチで歩いていると判断し、測定結果ＰＴがＰＴ１未満であるか又はＰＴ２よりも大きければ、歩行ピッチが基準よりも短い又は長いと判断する。

また歩くときのペース（ピッチ）のばらつきを求める場合、姿勢判断部３３は、活動量計１の測定データをもとに鉛直上方から見た腰部の軌跡を求めるとともに（図９（ａ）（ｂ）参照）、左右方向の振幅ｃ１，ｃ２と、振幅ｃ１（又は振幅ｃ２）のピークとピークの時間間隔から歩行ピッチＰＴを求めており、図９（ａ）のように歩行ピッチＰＴのばらつきΔＰＴが所定の基準データ以下であり、且つ、振幅ｃ１，ｃ２のバラツキΔｃが所定の基準データ以下であれば、歩き姿が安定していることから、歩容姿勢が良いと判断する。一方、姿勢判断部３３は、図９（ｂ）のように歩行ピッチＰＴのばらつきΔＰＴが所定の基準データよりも大きいか、又は、振幅ｃ１，ｃ２のバラツキΔｃが所定の基準データよりも大きければ、歩き姿が不安定なことから、歩容姿勢が悪いと判断する。

また、姿勢判断部３３では歩くときの上半身の傾きから歩容姿勢を判断しても良い。上半身の傾きを測定する場合、測定対象者１００は、活動量計１の本体１０をベルト１０ａにより背中の上側（脇の下の高さ）に装着し、活動量計１により背中の上側部の体動を検出する。そして、サーバ装置３の姿勢判断部３３では、活動量計１の測定データをもとに、上半身の傾きを検出する。活動量計１は３軸の加速度センサ１１を備えており、図１１に示すように上半身の傾きによって活動量計１の本体１０が前傾している場合、重力加速度Ｇのｘ方向成分ｘ１、ｙ方向成分ｙ１を加速度センサ１１により測定することができる。したがって、サーバ装置３の姿勢判断部３３では、活動量計１により測定された加速度の測定データｘ１，ｙ１をもとに、以下の式（４）を用いて上半身の傾きθを求める。

ここで、測定対象者１００が直立している場合は、θ＝９０°であるから、ｃｏｓθ＝１となり、前傾するにつれてｃｏｓθの値が小さくなる。而して、サーバ装置３の姿勢判断部３３では、傾きθの測定値と所定の基準データとの大小を比較しており、傾きθが基準データθ１以上且つθ２未満であれば（θ１≦θ＜θ２）、前後方向の傾きが小さいことから良い姿勢と判断し、傾きθがθ１よりも小さいかまたはθ２よりも大きければ、上半身が前又は後に大きく傾いていると判断する。尚、姿勢判断部３３では、上述の式（４）により上半身の前後方向の傾きを求めているが、同様の方法で左右方向の傾きを求めるようにしても良い。

（実施形態２）
上述の実施形態１では、活動量計１にネットワークを介して接続されるサーバ装置３が、活動量計１の測定データをもとに歩容の良否を判断していたが、本実施形態では、携帯電話機２に歩容の良否を判断するプログラムを組み込み、携帯電話機２において歩容の良否を判断するようにしている。すなわち、本実施形態では活動量計１と携帯電話機２とで歩容情報表示システムが構成される。尚、活動量計１および携帯電話機２の回路構成は実施形態１と同様であるので、図示および説明は省略する。また本実施形態では携帯機器として携帯電話機２を例に説明を行うが、測定対象者が携帯する機器であって、活動量計１との間で通信を行う機能や、活動量計１から取得した測定データをもとに歩容を判断する機能を備えた携帯機器であればどのような機器でも良い。

携帯電話機２の記憶部２３には、歩容に関わる基準データや、活動量計１の測定データを基準データと比較することによって歩容の良否を判断する歩容判定プログラムが予め格納されており、歩容判断部としての制御部２１が、上記の歩容判定プログラムを実行し、無線通信部２６（受信部）の受信した活動量計１の測定データと基準データとの高低を比較することによって、歩容の良否の判断を行っている。

測定対象者が、携帯電話機２の操作部２２を操作して上記の歩容判定プログラムを実行させると、制御部２１は、携帯電話機２が内蔵するスピーカから「活動量計を腰につけ、準備ができたらスタート操作を行って下さい」といった音声メッセージを出力させる。測定対象者１００は、図１０（ａ）に示すようにベルト１０ａを用いて活動量計１を腰部に装着し、歩行の準備ができると、携帯電話機２の操作部２２を用いてスタート操作を行うとともに、歩行を開始する。

この時、携帯電話機２の制御部２１では、操作部２２のスタート操作に応じて、活動量計１の動作モードを体動測定モードに切り替えて測定を開始させる切替信号を無線通信部２６から活動量計１へ送信させる。活動量計１では、無線通信部１７が携帯電話機２から赤外線信号で送信されたモード切替信号を受信し、このモード切替信号に基づいて演算処理部１２が動作モードを体動測定モードに切り替える。演算処理部１２の動作モードが体動測定モードに切り替えられると、演算処理部１２は、先ず記憶部１５に記憶された過去の測定データを消去するとともに、測定データの取込周期を例えば２ｍ秒（５００Ｈｚ）に設定し、所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に、加速度センサ１１から取り込んだ加速度の測定データを記憶部１５に記憶させる。

所定の測定期間が経過すると、演算処理部１２は、動作モードを運動強度測定モードに切り替えて、歩行時の体動を測定する処理を終了するとともに、測定動作の終了を示す測定終了信号と、上記測定期間中に記憶部１５に蓄積した測定データとを無線通信部１７から携帯電話機２へ送信させる。携帯電話機２では、活動量計１から送信された測定終了信号と測定データとを無線通信部２６が受信すると、制御部２１が、無線通信部２６の受信した測定終了信号に基づいて、測定終了を示す音声メッセージを図示しないスピーカから出力させるとともに、受信した測定データを記憶部２３に記憶させた後、この測定データをもとに、測定対象者の歩容を判断する処理を行う。ここで、活動量計１による測定データは、歩行時の腰部の動きを示す３軸の加速度データであり、姿勢判断部３３は、測定期間中の測定データをもとに、進行方向の前方から見た腰部の軌跡（図６のＧ１）、鉛直上方から見た腰部の軌跡（図６のＧ２）、進行方向の側方から見た腰部の軌跡（図６のＧ３）を求める。

そして、制御部２１では、腰部の正面軌跡Ｇ１から上下動の振幅ｂに対する左右方向の振幅ａの比率（ａ／ｂ）を、鉛直上方から見た腰部の軌跡Ｇ２から左右方向の振幅ｃ（なお、振幅ｃは左方向への振幅ｃ１と右方向への振幅ｃ２との平均値から求めた片振幅である）を、側方から見た腰部の軌跡Ｇ３から上下方向の全振幅ｄ（＝振幅ｂ）をそれぞれ求めた後、比率（ａ／ｂ）と基準データＬ１、振幅ｃと基準データＬ２，Ｌ３（Ｌ２＜Ｌ３）、振幅ｄと基準データＬ４との大小をそれぞれ判断することで、測定対象者の歩容を上述したＡ〜Ｄの４種類に分類する。

而して、携帯電話機２の制御部２１では、上述した３つの指標と基準データとの大小を比較することで、測定対象者の歩き方がどの種類に該当するかを判断しており、判断結果を表示部２４に表示するとともに、判断結果の表示を知らせる報知音をスピーカから出力させているので、測定対象者１００は、表示部２４の表示から、自分の歩き姿を基準データと比較した結果を把握することができる。よって、測定対象者１００は、ウォーキングのレッスンを受けに行かなくても、活動量計１を装着して歩くだけで歩容の診断を受けることができ、より良い姿勢で歩くにはどのようにすれば良いかといったことが分かり、歩容の改善に役立つという効果がある。

なお、本実施形態では姿勢判断装置としての携帯電話機２の制御部２１が、活動量計１の測定データより上述の３つの指標を求め、これらの指標と基準データとの高低を比較することで、歩容の良否を判断しているが、実施形態１で説明したのと同様の方法で、活動量計１の測定データをもとに、歩くときの左右のバランスや、歩くときのペース（ピッチ）やそのバラツキを求め、それらを基準データと比較することで、測定対象者１００の歩容を求めるようにしても良いし、上半身の傾きを基準データと比較することで、歩容の良否を判断しても良い。

実施形態１の歩容情報表示システムの概略的なシステム構成図である。同上に用いる活動量計の概略的なブロック図である。同上に用いる携帯電話機の概略的なブロック図である。同上に用いるサーバ装置の概略的なブロック図である。（ａ）（ｂ）は運動強度の演算方法を説明するための説明図である。歩容の種類の判断方法を説明する図表である。同上に用いる携帯電話機の画面表示の一例を示す例図である。（ａ）〜（ｃ）は歩容の良否を判断する判断方法の説明図である。（ａ）（ｂ）は歩容の良否を判断する他の判断方法の説明図である。（ａ）（ｂ）は同上に用いる活動量計の装着状態を示す説明図である。同上に用いる活動量計により上半身の傾きを測定する測定方法の説明図である。

符号の説明

１活動量計（体動測定装置）
２携帯電話機（姿勢表示装置）
３サーバ装置（姿勢判断装置）
４パソコン（姿勢表示装置）
５テレビ（姿勢表示装置）
１００測定対象者
ＮＴインターネット

Claims

測定対象者の腰部に装着されて、歩行時の腰部の体動を測定する体動測定装置と、
歩容の種類毎の基準データを予め備え、歩容の種類毎の基準データと体動測定装置の測定データとを比較することによって、測定対象者の歩容の種類を判断する姿勢判断装置と、姿勢判断装置による歩容の判断結果を表示する姿勢表示装置とを備え、
前記体動測定装置は加速度センサを有し、当該加速度センサの検出出力をもとに、進行方向の前方から見た腰部の軌跡を求めて当該軌跡より腰部の上下動の振幅ｂに対する左右方向の振幅ｂの比率（ａ／ｂ）を測定するとともに、鉛直上方から見た腰部の軌跡から左右方向の振幅ｃを測定し、且つ、測定より見た腰部の軌跡から上下方向の振幅ｄを測定しており、
前記姿勢判断装置は、前記比率（ａ／ｂ）および前記振幅ｃ、ｄと、対応する基準データとの大小をそれぞれ比較し、各比較項目の比較結果の組み合わせから測定対象者の歩容の種類を判断することを特徴とする歩容情報表示システム。
前記体動測定装置と前記姿勢判断装置と前記姿勢表示装置とがネットワークを介して接続され、姿勢判断装置は、ネットワークを介して体動測定装置から送信された測定データをもとに測定対象者の歩容を判断し、ネットワークを介して判断結果を姿勢表示装置へ送信することを特徴とする請求項１記載の歩容情報表示システム。
前記体動測定装置が、装着部位に加わる加速度を測定する加速度測定部と、加速度測定部の測定データから運動強度を演算する運動強度演算部と、歩行時に加速度測定部が測定した測定データを記憶する記憶部と、操作部による送信操作に応じて記憶部に記憶された歩行時の測定データを外部へ送信する送信部とを備えた活動量計からなり、
前記姿勢判断装置および前記姿勢表示装置が、活動量計の送信部から送信された測定データを受信する受信部と、受信した測定データを前記基準データと比較することによって歩容を判断する歩容判断部と、判断結果を表示する表示部とを備えた携帯機器からなることを特徴とする請求項１又は２記載の歩容情報表示システム。