JP2009106386A - 歩容改善支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】歩容を容易に改善させることができる歩容改善支援システムを提供する。
【解決手段】使用者の歩行時の腰の動きを検出する加速度センサ１０およびジャイロセンサ２０と、使用者の左右の足毎に足裏の接地圧力を測定する圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒと、加速度センサ１０およびジャイロセンサ２０、圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒの検出結果に基づいて使用者の歩容を解析する歩容解析部３０２と、歩容解析部３０２の解析結果に基づいて、使用者の歩容を改善するための音声情報を生成する改善情報生成部３０３と、改善情報生成部３０３が生成した音声情報を出力するヘッドフォン装置６０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用者の歩容を改善する歩容改善支援システムに関するものである。

従来、使用者の腰部またはその周辺に加速度計を装着して、歩行動作の角速度ベクトルと共に歩行動作の加速度ベクトルを検出し、これらのデータに基づいて歩行動作を検出する歩行動作検出処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１１４５３７号公報

しかし、従来の技術では、使用者の歩行動作を検出することはできるが、歩容を改善させる構成はなく、使用者は自分で改善方法を考える必要があり、歩容の改善が容易ではなかった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、歩容を容易に改善させることができる歩容改善支援システムを提供することにある。

請求項１の発明は、使用者の歩行時の所定部位の体動を検出する体動検出手段と、体動検出手段の検出結果に基づいて使用者の歩容を解析する歩容解析手段と、歩容解析手段の解析結果に基づいて、使用者の歩容を改善するための情報を生成する改善情報生成手段と、改善情報生成手段が生成した情報を出力する改善情報出力手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、歩容を解析した結果に基づいて生成された改善情報によって、歩容を容易に改善させることができる。

なお、本発明における「歩行」とは、散歩やウォーキング等に加えて、ジョギングやランニング等の走行も含むものとする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記体動検出手段は、使用者の腰の動きを検出することを特徴とする。

この発明によれば、腰の動きを検出することで、歩行動作による使用者の体動を精度よく検出できる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記体動検出手段は、使用者が履いた靴のインナーソールに設けられる圧力センサで構成され、使用者の足裏の接地圧力を検出することを特徴とする。

この発明によれば、複数の靴、複数の使用者に対して本システムを構成できるので、システムとしての汎用性が高くなる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記歩容解析手段は、使用者の歩行時の所定部位の軌跡を導出することを特徴とする。

この発明によれば、改善情報を生成するために有用な解析結果を導出できる。

請求項５の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記歩容解析手段は、使用者の歩行ピッチを導出することを特徴とする。

この発明によれば、改善情報を生成するために有用な解析結果を導出できる。

請求項６の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記歩容解析手段は、使用者の歩行時の重心位置を導出することを特徴とする。

この発明によれば、改善情報を生成するために有用な解析結果を導出できる。

請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかにおいて、前記改善情報生成手段は、使用者の歩容を改善するための音声情報を生成し、前記改善情報出力手段は当該音声情報を出力することを特徴とする。

この発明によれば、使用者は音声情報を参照することで歩容が容易に改善される。

請求項８の発明は、請求項７において、前記改善情報生成手段は、使用者の歩容を改善するための情報を音の性質で表すことを特徴とする。

この発明によれば、音声情報を簡易化できる。

以上説明したように、本発明では、歩容を容易に改善させることができるという効果がある。

以下、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）
本実施形態の歩容改善支援システムは、図２に示すように、使用者Ｈの腰に取り付けられた３軸の加速度センサ１０、ジャイロセンサ２０、コントローラ３０と、使用者Ｈが履いている左靴Ｓ_Ｌ，右靴Ｓ_Ｒの各インナーソールＳ１_Ｌ，Ｓ１_Ｒに設けられた圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒおよび無線送信部５０_Ｌ，５０_Ｒと、使用者Ｈの頭部に装着されたヘッドフォン装置６０と、使用者Ｈが携行する携帯電話７０とで構成され、使用者Ｈの歩容を解析して改善するものである。

図１は本システムのブロック構成を示し、加速度センサ１０およびジャイロセンサ２０は、歩行時の使用者Ｈの腰の動きによる加速度データおよび角速度データを検出し、検出した加速度データおよび角速度データをコントローラ３０へ配線を介して出力する。このように腰の動きを検出することで、歩行動作による使用者Ｈの体動を精度よく検出できる。

圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒは、使用者Ｈの足裏のかかとに対向して配置され、かかとの接地圧力を測定しており、左右の足毎に足裏の接地圧力を測定している。この圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒは、圧電式、または圧力による抵抗変化を利用する方式のものである。

無線送信部５０_Ｌ，５０_Ｒは電池等の動作電源を備えており、無線送信部５０_Ｌは、圧力センサ４０_Ｌからの測定データ（圧力データ）をコントローラ３０へ無線信号で送信し、無線送信部５０_Ｒは、圧力センサ４０_Ｒからの測定データ（圧力データ）をコントローラ３０へ無線信号で送信する。

コントローラ３０は、マイクロコンピュータや、動作電源としての電池等を具備しており、圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒから無線信号で送信された各圧力データを受信する無線受信部３０１と、加速度センサ１０およびジャイロセンサ２０からの腰の加速度データおよび角速度データ、圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒからの足裏の圧力データに基づいて使用者Ｈの歩容を解析する歩容解析部３０２と、歩容解析部３０２の解析結果に基づいて使用者Ｈの歩容を改善するための音声情報を生成する改善情報生成部３０３と、改善情報生成部３０３が生成した音声情報をヘッドフォン装置６０へ配線を介して送信する改善情報送信部３０４と、携帯電話７０との間でデータ授受を行う通信部３０５と、操作部３０６とで構成される。

ヘッドフォン装置６０は、歩容を改善するための音声情報を使用者Ｈへ提示する。

携帯電話７０は、移動体通信網、インターネット網等のネットワークＮＴを介して通信を行い、通話および各種データ授受を行う。

次に、本歩容改善支援システムによる、使用者Ｈの歩容の改善について説明する。

まず、コントローラ３０の歩容解析部３０２は、操作部３０６の操作によって、加速度センサ１０およびジャイロセンサ２０から配線を介して送信された加速度データおよび角速度データのピーク間の時間を計測することによって、使用者Ｈの歩行ピッチを導出するとともに、加速度データおよび角速度データに基づいて歩行時の腰の軌跡を導出する。特に腰の軌跡は、改善情報生成部３０３において後述の改善ポイントを抽出する際に有用なデータとなる。

さらに、歩容解析部３０２は、圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒから無線信号で送信された各接地圧力データに基づいて使用者Ｈの重心位置も導出する（例えば、使用者Ｈの左側に重心が偏っている、または右側に重心が偏っている、身体の中心に重心がある等）。

そして、改善情報生成部３０３は、図３に示すように、改善ポイント抽出部３０３ａと、音声情報記憶部３０３ｂと、音声情報取得部３０３ｃとで構成され、改善ポイント抽出部３０３ａは、使用者Ｈの歩容の基準となるデータ（基準データ）を予め記憶しており、歩容解析部３０２の解析結果（ピッチ、腰の軌跡、重心位置）を基準データ（基準ピッチ、腰の基準軌跡、重心の基準位置）と比較することによって改善ポイント：［ピッチを合わせる］、［ピッチを速くする］、［ピッチを遅くする］、［重心を左にずらす］、［重心を右にずらす］等を容易に抽出できる。

音声情報記憶部３０３ｂは、各改善ポイントに対応した音声情報を予め格納しており、音声情報取得部３０３ｃは、改善ポイント抽出部３０３ａによって抽出された改善ポイントに対応する音声情報を音声情報記憶部３０３ｂから取得する。例えば、［ピッチを合わせる］場合には、基準データの基準ピッチに同期したピッチ音データを取得し、［ピッチを速くする］場合には早いテンポの音楽データを取得し、［ピッチを遅くする］場合には遅いテンポの音楽データを取得する。さらに、［重心を左にずらす］および［重心を右にずらす］場合には、特定の強弱、高低、音質で構成される音データを取得し、［重心を左にずらす］場合と［重心を右にずらす］場合とでは、音の性質である音の強弱、高低、音質を互いに異なる設定としておく。

改善情報送信部３０４は、音声情報取得部３０３ｃが取得した音声情報をヘッドフォン装置６０へ配線を介して送信する。

また、携帯電話７０は、赤外線通信機能やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能を備えており、図３に示すように、ネットワークＮＴを介して音楽配信サーバ１００から音楽データをダウンロードして格納し、格納した音楽データを赤外線通信機能やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能を用いてコントローラ３０へ送信する。またコントローラ３０の通信部３０５も、赤外線通信機能やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能を備えており、携帯電話７０から通信部３０５を介して受信した音楽データを音声情報記憶部３０３ｂに格納する。このようにコントローラ３０は使用者Ｈの所望の楽曲を携帯電話７０から取得でき、操作部３０６の操作によって、これらの楽曲を［ピッチを速くする］場合にヘッドフォン装置６０から出力する音楽データに設定したり、または［ピッチを遅くする］場合にヘッドフォン装置６０から出力する音楽データ等に設定でき、使用者Ｈの好みに合わせた音声情報を作成できる。

このように、本システムでは、使用者Ｈの歩容を解析した結果に基づいて、歩容を改善するための音声情報を使用者Ｈへ提示することで、使用者Ｈはヘッドフォン装置６０から聴こえてくる音声を参照して歩行動作を行えばよく、歩容（例えば、左右の足の荷重移動の癖や、右一歩時間と左一歩時間との時間差、右歩幅と左歩幅との差、歩隔など）が容易に改善される。

また、圧力センサ，無線送信部を設けたインナーソールＳ１を靴に装着する構成であり、複数の靴、複数の使用者に対して本システムを構成できるので、システムとしての汎用性が高くなる。

（実施形態２）
本実施形態の歩容改善支援システムは、図４に示すように、実施形態１のヘッドフォン装置６０の代わりに振動装置７０_Ｌを使用者Ｈの腰の左側に、振動装置７０_Ｒを使用者Ｈの腰右側に各々装着しており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

コントローラ３０は、マイクロコンピュータ等を具備しており、圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒから無線信号で送信された各圧力データを受信する無線受信部３０１と、加速度センサ１０およびジャイロセンサ２０からの腰の加速度データおよび角速度データ、圧力センサ４０_Ｌ，４０_Ｒからの足裏の圧力データに基づいて使用者Ｈの歩容を解析する歩容解析部３０２と、歩容解析部３０２の解析結果に基づいて使用者Ｈの歩容を改善するための振動情報を生成する改善情報生成部３１０と、改善情報生成部３１０が生成した振動情報に基づいて振動装置７０_Ｌ，７０_Ｒを各々駆動する駆動部３１１と、操作部３０６とで構成される。

無線受信部３０１および歩容解析部３０２の各動作は、実施形態１と同様であり、そして改善情報生成部３１０は、改善ポイント抽出部３１０ａと、振動情報出力部３１０ｂとで構成され、改善ポイント抽出部３１０ａは、使用者Ｈの歩容の基準となるデータ（基準データ）を予め記憶しており、歩容解析部３０２の解析結果（ピッチ、腰の軌跡、重心位置）を基準データ（基準ピッチ、腰の基準軌跡、重心の基準位置）と比較することによって改善ポイント：［ピッチを合わせる］、［ピッチを速くする］、［ピッチを遅くする］、［重心を左にずらす］、［重心を右にずらす］等を容易に抽出できる。

振動情報出力部３１０ｂは、各改善ポイントに対応した振動情報を出力し、駆動部３１１は、この振動情報に基づいて振動装置７０_Ｌ，７０_Ｒを各々駆動する。例えば、［ピッチを合わせる］場合には、基準データの基準ピッチに同期して振動装置７０_Ｌ，７０_Ｒを振動させ、［ピッチを速くする］場合には振動装置７０_Ｌ，７０_Ｒの振動ピッチを早くし、［ピッチを遅くする］場合には振動装置７０_Ｌ，７０_Ｒの振動ピッチを遅くする。さらに、［重心を左にずらす］場合には、振動装置７０_Ｌのみを振動させ、［重心を右にずらす］場合には、振動装置７０_Ｒのみを振動させる。

このように、本システムでは、使用者Ｈの歩容を解析した結果に基づいて、歩容を改善するための振動情報を生成して使用者Ｈへ提示することで、使用者Ｈは伝達された振動を参照して歩行動作を行えばよく、歩容が容易に改善される。

なお、上述の各実施形態における「歩行」とは、散歩やウォーキング等に加えて、ジョギングやランニング等の走行も含むものとする。

実施形態１の歩容改善支援システムのブロック構成を示す図である。 同上の使用者への装着状態を示す図である。 同上の改善情報生成部のブロック構成を示す図である。 実施形態２の歩容改善支援システムのブロック構成を示す図である。 同上の改善情報生成部のブロック構成を示す図である。

符号の説明

１０ 加速度センサ
２０ ジャイロセンサ
３０ コントローラ
３０１ 無線受信部
３０２ 歩容解析部
３０３ 改善情報生成部
３０４ 改善情報送信部
３０５ 通信部
４０_Ｌ，４０_Ｒ 圧力センサ
５０_Ｌ，５０_Ｒ 無線送信部
６０ ヘッドフォン装置
７０ 携帯電話

Claims (8)

1. 使用者の歩行時の所定部位の体動を検出する体動検出手段と、
   体動検出手段の検出結果に基づいて使用者の歩容を解析する歩容解析手段と、
   歩容解析手段の解析結果に基づいて、使用者の歩容を改善するための情報を生成する改善情報生成手段と、
   改善情報生成手段が生成した情報を出力する改善情報出力手段と
   を備えることを特徴とする歩容改善支援システム。
2. 前記体動検出手段は、使用者の腰の動きを検出することを特徴とする請求項１記載の歩容改善支援システム。
3. 前記体動検出手段は、使用者が履いた靴のインナーソールに設けられる圧力センサで構成され、使用者の足裏の接地圧力を検出することを特徴とする請求項１または２記載の歩容改善支援システム。
4. 前記歩容解析手段は、使用者の歩行時の所定部位の軌跡を導出することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の歩容改善支援システム。
5. 前記歩容解析手段は、使用者の歩行ピッチを導出することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の歩容改善支援システム。
6. 前記歩容解析手段は、使用者の歩行時の重心位置を導出することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の歩容改善支援システム。
7. 前記改善情報生成手段は、使用者の歩容を改善するための音声情報を生成し、前記改善情報出力手段は当該音声情報を出力することを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の歩容改善支援システム。
8. 前記改善情報生成手段は、使用者の歩容を改善するための情報を音の性質で表すことを特徴とする請求項７記載の歩容改善支援システム。

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