JP2013255608A - 歩容計測装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳセンサや地図情報に頼ることなく地形を判定できるようにし、これにより地形を反映した歩容情報を簡単かつ精度良く求めることを可能とする。
【解決手段】携帯端末ＵＴａにおいて、加速度計測部１１によりユーザＵの動きの加速度データを計測すると共に、高度差計算部１２により歩行中の気圧の変化量からユーザＵの歩行経路における高度差を算出する。そして、上記計測された加速度データをもとにユーザＵの歩行動作の特徴を表す歩容データを算出すると共に、当該加速度データを二階積分することによりユーザＵの移動速度を算出してこの移動距離と上記高度差をもとにユーザＵが歩行した経路の地形を判定し、この判定された地形データと歩容データを歩容管理サーバＳＶａに送信する。歩容管理サーバＳＶａは、上記送られた地形データを含む歩容データをもとに、地形を反映した歩容データを表す歩容統計情報を生成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、歩行のテンポや規則正しさ、左右バランス等の人の歩容を計測する装置とこの装置で使用される歩容計測方法及びプログラムに関する。

人の歩容を計測するための方法として、人体に加速度計を取り付けて歩行時に生じる加速度を計測し、この加速度の計測値をもとに歩容を算出する方法が提案されている（例えば非特許文献１を参照）。この方法を用いると小型で安価な装置を提供することができる。しかし、加速度データだけではユーザがどのような地形を歩行しているのかを把握できず、歩容情報を正確に得ることが難しい。

一方、携帯端末において、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサを用いて位置情報と共に高度を計測し、この計測された位置情報と高度をもとに方路誘導を行う技術が提案されている（例えば特許文献１を参照）。この技術を適用すれば、ユーザが歩行している地形を考慮して歩容情報を求めることができる可能性がある。

特開２００３−２１９４７４号公報

山田実他、「体幹感加速度由来歩容指標による歩容異常の評価」、理学療法学 第３３巻第１号 １４〜２１頁 ２００６年

ところが、ＧＰＳセンサにより得られる高度情報の精度は一般に低い。この問題点は、特に複数のＧＰＳ衛星の信号を受信できない場合に顕著となる。また、ＧＰＳセンサにより計測された緯度経度をもとに地図情報を参照して歩行位置の地形を表す情報を取得することも考えられる。しかし、汎用の地図情報に記載された高度情報は精度がそれほど高くなく、また地図情報から高精度の高度情報を得ようとすると地図情報の情報量がきわめて大容量となり、端末では扱うことが困難となる。また、これらの技術は何れもＧＰＳセンサに頼るものであるため、ビルの屋内等のようにＧＰＳ信号を受信できない場所では使用できない。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ＧＰＳセンサや精密な地図情報に頼ることなく地形を判定できるようにし、これにより地形を反映した歩容情報を簡単かつ精度良く求めることを可能にした歩容計測装置、方法及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の第１の観点は、予め設定した単位計測期間ごとに、ユーザの歩行動作の加速度を計測してその計測結果を表す加速度データを得ると共に、上記ユーザの歩行場所における気圧を計測して当該気圧の計測データをもとに上記ユーザが歩行した経路の高度差を算出する。そして、上記単位計測期間ごとに、上記得られた加速度データをもとにユーザの歩行動作の特徴を表す歩容情報を算出すると共に、上記得られた加速度データをもとにユーザの移動距離を算出してこの算出された移動距離と上記算出された高度差とから上記ユーザが歩行した経路の地形を判定し、上記算出された歩容情報と上記判定された地形の情報とをもとに地形別の歩容情報を生成するようにしたものである。

また、この発明の第２の観点は、ユーザが所持する計測端末と、この計測端末との間でネットワークを介してデータ伝送を行う歩容管理サーバとを具備する歩容計測装置にあって、上記計測端末に、予め設定した単位計測期間ごとに、ユーザの歩行動作の加速度を計測してその計測結果を表す加速度データを得る加速度計測手段と、上記単位計測期間ごとに、上記ユーザの歩行場所における気圧を計測して当該気圧の計測データをもとに上記ユーザが歩行した経路の高度差を算出する高度差算出手段と、上記加速度計測手段により得られた加速度データ、及び上記高度差検出手段により算出された高度差を表すデータを、上記ネットワークを介して上記歩容管理サーバへ送信する手段を備え、かつ上記歩容管理サーバには、上記計測端末から送信された加速度データ及び高度差を表すデータを受信する手段と、上記受信された加速度データをもとに、上記単位計測期間ごとに上記ユーザの歩行動作の特徴を表す歩容情報を算出する歩容情報算出手段と、上記受信された加速度データをもとに、上記単位計測期間ごとの上記ユーザの移動距離を算出し、この算出された移動距離と上記受信された高度差を表す情報とをもとに、上記ユーザが歩行した経路の地形を判定する地形判定手段と、上記歩容情報算出手段により算出された歩容情報と、上記地形判定手段により判定された地形の情報とをもとに、地形別の歩容情報を生成する手段とを備えるようにしたものである。

さらに、この発明の第３の観点は、ユーザが所持する計測端末と、この計測端末との間でネットワークを介してデータ伝送を行う歩容管理サーバとを具備する歩容計測装置にあって、上記計測端末に、予め設定した単位計測期間ごとに、ユーザの歩行動作の加速度を計測してその計測結果を表す加速度データを得る加速度計測手段と、上記単位計測期間ごとに、上記ユーザの歩行場所における気圧を計測し、当該気圧の計測データをもとに上記ユーザが歩行した経路の高度差を算出する高度差算出手段と、上記受信された加速度データをもとに、上記単位計測期間ごとに上記ユーザの歩行動作の特徴を表す歩容情報を算出する歩容情報算出手段と、上記受信された加速度データをもとに、上記単位計測期間ごとの上記ユーザの移動距離を算出し、この算出された移動距離と上記受信された高度差を表す情報とをもとに、上記ユーザが歩行した経路の地形を判定する地形判定手段と、上記歩容情報算出手段により算出された歩容情報、及び上記地形判定手段により判定された地形の情報を、上記ネットワークを介して上記歩容管理サーバへ送信する手段とを備え、上記歩容管理サーバには、上記計測端末から送信された歩容情報及び地形の情報を受信する手段と、上記受信された歩容情報及び地形の情報をもとに、地形別の歩容情報を生成する手段とを備えるようにしたものである。

したがって、この発明の第１、第２及び第３の観点によれば、気圧の変化を基づく高度差の計算値と移動距離とをもとにユーザが歩行した経路の地形が判定されるので、ＧＰＳセンサや精密な地図情報に頼ることなく地形を判定することが可能となり、これにより地形を反映した歩容データを簡単かつ精度良く求めることが可能となる。また、ＧＰＳ信号を受信不可能な屋内等においても地形を判定することが可能となる。

また、第２の観点によれば、計測端末では加速度の計測処理及び気圧に基づく高度差の算出処理のみが行われ、歩容データの計算処理及び歩容統計情報の計算処理については歩容管理サーバにおいて行われる。このため、計測端末の処理負荷が軽減され、これにより計測端末のバッテリ寿命を延長することが可能となる。

さらに、第３の観点によれば、加速度の計測及び気圧に基づく高度差の算出処理から、歩容データの計算処理及び歩容統計情報の計算処理に至る全ての処理を計測端末において実行することができる。したがって、ユーザは、例えば計測端末が歩容管理サーバとの間で通信を行えない環境下に存在する場合でも、自身の計測端末において自身の歩容統計情報を確認することが可能となる。

また、この発明の第１、第２及び第３の観点は、地形を判定する際に、算出された移動距離と高度差を表す情報とをもとに傾斜角と歩行方向に対する上り／下りを判定し、これらの判定結果をもとに地形が平地、上り坂、下り坂、上り階段及び下り階段のいずれかに該当するかを判定することを特徴とする。
このようにすると、地形を比較的簡単に分類することができる。

すなわちこの発明によれば、ＧＰＳセンサや地図情報に頼ることなく地形を判定でき、これにより地形を反映した歩容情報を簡単かつ精度良く求めることが可能な歩容計測装置、方法及びプログラムを提供することができる。

この発明の第１の実施形態に係る歩容計測装置の全体構成を示す図。 図１に示した歩容計測装置の携帯端末の構成を示すブロック図。 図１に示した歩容計測装置の歩容管理サーバの構成を示すブロック図。 図２に示した携帯端末による歩容計測処理の手順と処理内容を示すフローチャート。 図３に示した歩容管理サーバにより算出される歩容統計情報の第１の例を示す図。 図３に示した歩容管理サーバにより算出される歩容統計情報の第２の例を示す図。 この発明の第２の実施形態に係る歩容計測装置の携帯端末の構成を示すブロック図。 この発明の第３の実施形態に係る歩容計測装置の歩容管理サーバの構成を示すブロック図。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
（構成）
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる歩容計測装置の全体構成を示す図である。この歩容計測装置は、計測対象となるユーザＵが所持する計測端末としての機能を有する携帯端末ＵＴと、歩容管理サーバＳＶとを具備し、これらの携帯端末ＵＴａと歩容管理サーバＳＶａとの間でネットワークＮＷを介してデータ通信を可能にしたものである。

なお、ネットワークＮＷは、例えばインターネットに代表されるＩＰ（Internet Protocol）網と、このＩＰ網に対しアクセスするための複数のアクセス網とから構成される。アクセス網としては、３Ｇ等の携帯電話網や無線ＬＡＮ（Local Area Network）等が用いられる。

ところで、上記携帯端末ＵＴａは以下のような機能を備えている。図２はその機能構成を示すブロック図である。
携帯端末ＵＴａは例えばスマートホンからなり、制御ユニット１ａと、記憶ユニット２ａと、無線ユニット３とを備え、さらに加速度センサ４、気圧センサ５及び表示デバイス６を備えている。無線ユニット３は、ネットワークＮＷが備えるアクセスポイント等の基地局に接続され、この基地局からＩＰ網を介して歩容管理サーバＳＶとの間で無線データ通信を行う。表示デバイス６は、例えば液晶又は有機ＥＬを用いたもので、制御ユニット１ａから出力された歩容情報等を表す表示データを表示するために用いられる。

加速度センサ４は三軸加速度センサからなり、一定の計測周期で三軸それぞれの加速度を計測してその計測信号をディジタル化したのち制御ユニット１ａへ出力する。気圧センサ５は、一定の計測周期で気圧を計測してその計測信号をディジタル化したのち制御ユニット１ａへ出力する。

記憶ユニット２ａは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の随時書込み読出しが可能な不揮発性メモリを用いたもので、この発明の第１の実施形態を実現する上で必要な記憶領域として、加速度データ記憶部２１及び高度差データ記憶部２２を備えている。加速度データ記憶部２１は、後述する加速度計測部１１により得られる加速度データを記憶するために使用される。高度差データ記憶部２２は、後述する高度差計算部１２により計算された高度差を表すデータを記憶するために用いられる。

制御ユニット１ａは中央処理ユニット（ＣＰＵ）を有し、この発明の第１の実施形態を実現するために必要な制御機能として、加速度計側部１１と、高度差計算部１２と、歩容計算部１３と、歩容データ送信部１４を備えている。これらの制御機能部は図示しないプログラムメモリに格納されたアプリケーション・プログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより実現される。

加速度計側部１１は、予め設定された単位計測期間において一定の周期で上記加速度センサ４から三軸それぞれの加速度検出データを取り込み、この取り込んだ加速度データをその計測時刻を表す情報と関連付けて記憶ユニット２ａの加速度データ記憶部２１に順次格納する処理を行う。上記単位計測周期は、例えば２０msec、つまりサンプリングレート５０Hzの時間間隔で、一定時間（１０秒間）連続的に計測するように設定される。

高度差計算部１２は、上記単位計測期間ごとに、その開始タイミングと終了タイミングにおいて上記気圧センサ５から気圧の計測データを取り込み、この取り込んだ気圧の変化量をもとに、上記単位計測期間にユーザＵが移動した経路の高度差を算出する。そして、この算出された高度差を表すデータを、上記単位計測期間を表す日時情報と関連付けて高度差データ記憶部２２に格納する処理を行う。なお、上記気圧は、上記単位計測期間内において一定の時間間隔で複数回計測し、これらの計測値の中で最も高い値と低い値を選択してその差分をもとに高度差を算出するようにしてもよい。

歩容計算部１３は以下の処理機能を有する。
(1) 上記単位計測期間ごとに、上記加速度データ記憶部２１に記憶された加速度データを二階積分することによりユーザＵの移動速度を算出し、この算出された移動距離と上記高度差データ記憶部２２に記憶された高度差とをもとに、ユーザＵが歩行した経路の地形を判定する処理。
(2) 上記単位計測期間ごとに、上記加速度データ記憶部２１に記憶された加速度データをもとに、ユーザＵの歩行動作の特徴を表す歩容データを算出する処理。
(3) 上記(1) により判定された地形を表すデータと、上記(2) により算出された歩容データを、単位計測期間の日時を表す情報と関連付けて図示しない歩容データ記憶部に格納する処理。

なお、歩容データは、例えばｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向のそれぞれの加速度計測値に対し、高速フーリエ変換による周波数解析、自己相関解析、ＲＭＳ（Root Mean Square）値の算出、積分値の算出の各処理を行うことによって算出される。ただし、これらの処理以外にも歩容の特徴を定量的に表すための算出処理があれば、上記処理に加えるか或いは代えてもよい。

また、ユーザＵの歩行中の体の動きを的確に計測するには、加速度センサ４はユーザＵの体の重心、例えば腰部に装着することが望ましいが、歩容を算出可能であれば腰部に限ることなく他の位置に取り付けてもよい。

歩容データ送信部１４は、定期的又は任意のタイミングで上記歩容データ記憶部から未送信の歩容データ及び高度差データを読み出し、この読み出した歩容データ及び高度差データを無線ユニット３から歩容管理サーバＳＶａへ送信する処理を行う。なお、歩容データは、上記計測期間における歩容データが算出されるごとにその都度歩容管理サーバＳＶへ送信するようにしてもよい。

一方、歩容管理サーバＳＶａは以下のような機能を備えている。図３はその構成を示す機能ブロック図である。
すなわち、歩容管理サーバＳＶａは、制御ユニット７ａと、記憶ユニット８ａと、通信ユニット９を備えている。通信ユニット９は、ネットワークＮＷを介して携帯端末ＵＴａとの間でデータ通信を行う。

記憶ユニット８は、ＨＤＤ等の大容量の記憶装置を備えたもので、この発明の第１の実施形態を実施するために必要な記憶領域として、歩容データ記憶部８１と、歩容統計情報記憶部８２を備えている。歩容データ記憶部８１は、後述する歩容データ受信処理部７１により受信された歩容データを記憶するために使用される。歩容統計情報記憶部８２は、後述する歩容統計情報計算部７２により計算された歩容統計情報を記憶するために使用される。

制御ユニット７ａはコンピュータからなり、この発明の第１の実施形態を実施するために必要な制御機能として、歩容データ受信処理部７１と、歩容統計情報計算部７２を備えている。これらの処理機能は、何れも図示しないプログラムメモリに格納されたアプリケーション・プログラムを上記コンピュータに実行させることにより実現される。

歩容データ受信処理部７１は、携帯端末ＵＴａから歩容データ及び高度差データが送信されるごとに、この歩容データ及び高度差データを通信ユニット９を介して受信し、この受信した歩容データ及び高度差データを、送信元の携帯端末ＵＴａ又はその所持者であるユーザＵの識別情報（端末ＩＤ又はユーザＩＤ）と関連付けて、歩容データ記憶部８１に格納する処理を行う。

歩容統計情報計算部７２は、上記歩容データ記憶部８１に記憶されたユーザの歩容データ及び高度差データをもとに、例えば日付ごとの歩数や歩行時間を地形別に表した情報や、歩行テンポ、規則正しさ、左右バランスの変化等を地形別に生成し、これらを歩容統計情報として歩容統計情報記憶部８２に格納する処理を行う。

（動作）
次に、以上のように構成された歩容計測装置の動作を説明する。
携帯端末ＵＴａでは、歩容データの計測動作が以下のように実行される。図４はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
すなわち、携帯端末ＵＴａでは、先ずステップＳ１において加速度計側部１１が起動され、この加速度計測部１１の制御の下で、加速度センサ４から一定の周期（例えば２０msec）で三軸それぞれの加速度検出データが取り込まれ、この取り込まれた三軸それぞれの加速度データが計測タイミングを表す情報と関連付けられて加速度データ記憶部２１に順次格納される。この加速度データの取得・蓄積処理は、予め設定された単位計測期間（例えば１０秒間）が経過するまで繰り返し実行される。

また、ステップＳ２において高度差計算部１２が起動され、この高度差計算部１２の制御の下、上記単位計測期間において一定の周期で気圧センサ５により計測された気圧のデータが取り込まれる。そして、この取り込まれた気圧の計測データは計測タイミングを表す日時情報と関連付けられて図示しない気圧データ記憶部に格納される。

さて、上記単位計測期間の経過がステップＳ３で検出されると、ステップＳ４において高度差計算部１２が再び起動され、この高度差計算部１２の制御の下、上記単位計測期間の開始タイミング及び終了タイミングにおいてそれぞれ計測された気圧データが上記気圧データ記憶部から読み出され、これらの気圧の差、つまり変化量が算出される。そして、この算出された気圧の変化量をもとに、上記単位計測期間にユーザＵが移動した経路の高度差が算出される。この算出された高度差データは、上記単位計測期間を表す日時情報と関連付けられて高度差データ記憶部２２に格納される。

次に、歩容計算部１３が起動され、この歩容計算部１３により以下のような歩容計算処理が行われる。すなわち、先ずステップＳ５において、上記加速度データ記憶部２１から上記単位計測期間に計測された加速度データが読み出され、この読み出された加速度データを二階積分することによりユーザＵの移動速度が算出される。続いてステップＳ６において、上記算出された移動距離と、上記高度差データ記憶部２２に記憶された高度差とから、ユーザＵが歩行した経路の傾斜角と歩行方向に対する上り／下りが判定され、この傾斜角及び上り／下りの判定結果をもとにユーザＵが歩行した経路の地形が判定される。

例えば、傾斜角が５度未満であれば「平地」と判定される。また傾斜角が５度以上２０度未満であれば「坂道」と判定され、さらに傾斜角が２０度以上であれば「階段」と判定される。そして、このうち「坂道」と「階段」については、歩行方向に対する上り／下りの判定結果をもとに、「上り坂」、「下り坂」、「上り階段」、「下り階段」がさらに判定される。

次にステップＳ７において、上記単位計測期間ごとに、上記加速度データ記憶部２１に記憶された加速度データをもとに、ユーザＵの歩行動作の特徴を表す歩容データが以下のように算出される。すなわち、上記加速度データ記憶部２１から計測時刻ごとにｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向のそれぞれの加速度計測値が読み出され、この読み出された加速度計測値に対し高速フーリエ変換による周波数解析、自己相関解析、ＲＭＳ（Root Mean Square）値の算出、積分値の算出等のデータ解析処理が実行される。なお、この歩容データの算出処理内容は非特許文献１に詳しく記載されている。
そして、上記判定された地形を表すデータと、上記算出された歩容データは、単位計測期間の日時を表す情報と関連付けられて図示しない歩容データ記憶部に格納される。

最後に携帯端末ＵＴでは、送信タイミングになるとステップＳ８において歩容データ送信部１４が起動され、この歩容データ送信部１４の制御の下、上記歩容データ記憶部から未送信の歩容データが読み出され、無線ユニット３から歩容管理サーバＳＶａへ向け送信される。

一方、歩容管理サーバＳＶａでは、携帯端末ＵＴから歩容データが送信されると、歩容データ受信処理部７１の制御の下、上記歩容データの受信処理が行われる。そしてこの受信され歩容データが、送信元の携帯端末ＵＴａの端末ＩＤ又はその所持者であるユーザＵのユーザＩＤと関連付けられて歩容データ記憶部８１に格納される。

次に、上記歩容データ記憶部８１に歩容データが所定時間分又は所定日数分格納されると、歩容統計情報計算部７２により、上記歩容データ記憶部８１に記憶された上記所定期間分の歩容データをもとに、各ユーザについて例えば日付ごとに地形別の歩数又は歩行時間を表す統計データが生成され、歩容統計情報記憶部８２に格納される。

図５にその一例を示す。このような統計情報を生成することで、ユーザＵは日ごとにどのくらいの時間歩き、その中でどのような地形を歩いたかを把握することができる。なお、図５では縦軸に歩行時間を示したが、歩行距離を示してもよい。歩行距離は、歩数と歩幅とから算出してもよいが、携帯端末ＵＴａがＧＰＳを利用した位置計測機能を有している場合にはこの位置計測機能により得られる位置情報と時間とから算出するようにしてもよい。

また、歩容統計情報計算部７２において、上記歩容データをもとに、規則正しさ、歩行テンポ及び左右バランスを表す値を地形別に算出し、この算出された各指標の値を３軸空間に表したデータを生成してもよい。図６はその一例を示すものである。このような統計情報を生成することで、ユーザＵは自身の地形別の特徴の変化を比較しながら確認することが可能となる。

上記歩容統計情報記憶部８２に格納された統計情報は、例えば携帯端末ＵＴａからの閲覧要求に応じて該当するユーザに関するものが選択的に読み出され、通信ユニット９から要求元の携帯端末ＵＴａに送信される。携帯端末ＵＴａでは、Ｗｅｂブラウザの制御の下で、上記歩容管理サーバＳＶａから送られた統計情報が表示デバイス６に表示される。なお、携帯端末ＵＴａでは歩容計算部１３により計算された歩容データを表示デバイス６に表示することも可能である。また、上記歩容統計情報記憶部８２に格納された統計情報は、ユーザから事前に閲覧が許可された家族や運動トレーナ、医療関係者等の端末から閲覧要求が送られた場合にも読み出されて送信可能である。

（第１の実施形態の効果）
以上詳述したように第１の実施形態では、携帯端末ＵＴａにおいて、加速度計測部１１によりユーザＵの動きの加速度データを計測すると共に、高度差計算部１２により歩行中の気圧の変化量からユーザＵの歩行経路における高度差を算出する。そして、上記計測された加速度データをもとにユーザＵの歩行動作の特徴を表す歩容データを算出すると共に、当該加速度データを二階積分することによりユーザＵの移動速度を算出して、この移動距離と上記高度差をもとにユーザＵが歩行した経路の地形を判定する。そして、この判定された地形データを含む歩容データを歩容管理サーバＳＶａに送信する。歩容管理サーバＳＶａは、上記送られた地形データを含む歩容データをもとに、地形を反映した歩容データを表す歩容統計情報を生成する。

したがって、気圧の変化を基づく高度差の計算値と移動距離とをもとにユーザＵが歩行した経路の地形が判定されるので、ＧＰＳセンサや精密な地図情報に頼ることなく地形を判定することが可能となり、これにより地形を反映した歩容データを簡単かつ精度良く求めることが可能となる。また、ＧＰＳ信号を受信不可能な屋内等においても地形を判定することが可能となる。

また、地形を加味した歩容データの統計情報を生成することで、より詳細な歩容を把握することが可能となる。例えば、消費カロリの正確な計算を行うことが可能となり、また地形ごとの歩き方の変化の確認、その日の体調の確認、最適な歩行経路の選択等を行うことができる。

［第２の実施形態］
この発明の第２の実施形態は、携帯端末に加速度計算機能、高度差計測機能及び歩容計算機能に加え、さらに歩容統計情報計算機能を設けたものである。
図７は、この発明の第２の実施形態に係る歩容計測装置の主要部である携帯端末ＵＴｂの構成を示すブロック図である。なお、同図において前記図２と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

携帯端末ＵＴｂの記憶ユニット２ｂは、加速度データ記憶部２１及び高度差データ記憶部２２に加え、歩行統計情報記憶部２３を備えている。この歩行統計情報記憶部２３は、後述する歩容統計情報計算部１５により計算された歩容統計情報を記憶するために使用される。

制御ユニット１ｂは、加速度計側部１１と、高度差計算部１２と、歩容計算部１３に加え、歩容統計情報計算部１５を備えている。この歩容統計情報計算部１５は、上記歩容計算部１３により計算されたのち図示しない歩容データ記憶部に保存されていた歩容データ及び高度差データをもとに、例えば日付ごとの歩数や歩行時間を地形別に表した情報や、歩行テンポ、規則正しさ、左右バランスの変化等を地形別に生成し、これらを歩容統計情報として歩容統計情報記憶部２３に格納する処理を行う。

このような構成であるから、加速度の計測及び気圧に基づく高度差の算出処理から、歩容データの計算処理及び歩容統計情報の計算処理に至る全ての処理を携帯端末ＵＴｂにおいて実行することができる。したがって、ユーザＵは、歩容管理サーバＳＶａを利用できない場合でも、例えば携帯端末ＵＴｂが歩容管理サーバＳＶａとの間で通信を行えない環境下で歩行運動を行っている場合でも、自身の携帯端末ＵＴｂにおいて自身の歩容統計情報を確認することが可能となる。

［第３の実施形態］
この発明の第３の実施形態は、携帯端末には加速度データの計測機能と高度差データの計算機能のみを設けて、これらの機能により得られた加速度データ及び高度差データを歩容管理サーバへ送信し、歩容管理サーバに歩容計算機能と歩容統計情報計算機能を設けて、上記送られた加速度データ及び高度差データをもとに歩容データの計算処理及び歩容統計情報の生成処理を行うようにしたものである。

図８は、この発明の第３の実施形態に係る歩容計測装置の主要部である歩容管理サーバＳＶｂの構成を示すブロック図である。なお、同図において前記図３と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
同図において、記憶ユニット８ｂは、歩容データ記憶部８１及び歩容統計情報記憶部８２に加えて、計測データ記憶部８３を備えている。計測データ記憶部８３は、後述する計測データ受信部７３により受信された加速度データ及び高度差データを記憶するために用いられる。

制御ユニット７ｂは、計測データ受信部７３と、歩容計算部７４と、歩容統計情報計算部７２を備えている。計測データ受信部７３は、携帯端末から送信された加速度データ及び高度差データを通信ユニット９により受信し、この受信された加速度データ及び高度差データを、送信元のユーザＩＤと関連付けて上記計測データ記憶部８３に格納する処理を行う。

歩容計算部７４は、以下の処理機能を有する。
(1) 単位計測期間ごとに、上記計測データ記憶部８３に記憶された加速度データを二階積分することによりユーザＵの移動速度を算出し、この算出された移動距離と上記計測データ記憶部８３に記憶された高度差とをもとに、ユーザＵが歩行した経路の地形を判定する処理。
(2) 上記単位計測期間ごとに、上記計測データ記憶部８３に記憶された加速度データをもとに、ユーザＵの歩行動作の特徴を表す歩容データを算出する処理。
(3) 上記(1) により判定された地形を表すデータと、上記(2) により算出された歩容データを、単位計測期間の日時を表す情報と関連付けて歩容データ記憶部８１に格納する処理。

なお、歩容データは、先に述べた第１の実施形態と同様に、例えばｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向のそれぞれの加速度計測値に対し、高速フーリエ変換による周波数解析、自己相関解析、ＲＭＳ（Root Mean Square）値の算出、積分値の算出の各処理を行うことによって算出される。ただし、これらの処理以外にも歩容の特徴を定量的に表すための算出処理があれば、上記処理に加えるか或いは代えてもよい。

歩容統計情報計算部７２は、上記歩容データ記憶部８１に記憶されたユーザの歩容データ及び高度差データをもとに、例えば日付ごとの歩数や歩行時間を地形別に表した情報や、歩行テンポ、規則正しさ、左右バランスの変化等を地形別に生成し、これらを歩容統計情報として歩容統計情報記憶部８２に格納する処理を行う。

このような構成であるから、携帯端末では加速度の計測処理及び気圧に基づく高度差の算出処理のみが行われ、歩容データの計算処理及び歩容統計情報の計算処理については歩容管理サーバＳＶｂにおいて行われる。このため、携帯端末の処理負荷は軽減され、これにより携帯端末のバッテリ寿命を延長することが可能となる。

［他の実施形態］
ある種の関節炎は、関節の可動範囲、腫れ、痛みが気圧と密接な関係を有していることが知られている。そこで、単位計測期間ごとに歩容データと当該期間に計測された気圧とを相互に関連付けて記憶しておき、このデータを参照できるようにするとよい。このようにすると、ユーザの歩行動作に対する気圧の影響を分析することが可能となり、その日の気圧により歩行経路や歩行時間を変えることが可能となる。

その他、加速度の検出手段、移動距離の算出手段、気圧の計測手段、歩容データの計算方法、歩容統計情報の計算方法、計測端末の種類や構成等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

Ｕ…ユーザ、ＵＴａ，ＵＴｂ…携帯端末、ＳＶａ，ＳＶｂ…歩容管理サーバ、ＮＷ…ネットワーク、１ａ，１ｂ，７ａ，７ｂ…制御ユニット、２ａ，２ｂ，８ａ，８ｂ…記憶ユニット、３…無線ユニット、４…加速度センサ、５…気圧センサ、６…表示デバイス、９…通信ユニット、１１…加速度計側部、１２…高度差計算部、１３，７４…歩容計算部、１４…歩容データ送信部、１５，７２…歩容統計情報計算部、２１…加速度データ記憶部、２２…高度差データ記憶部、２３，８２…歩容統計情報記憶部、８１…歩容データ記憶部、８３…計測データ記憶部。

Claims (7)

1. 予め設定した単位計測期間ごとに、ユーザの歩行動作の加速度を計測してその計測結果を表す加速度データを得る加速度計測手段と、
   前記単位計測期間ごとに、前記ユーザの歩行場所における気圧を計測し、当該気圧の計測データをもとに前記ユーザが歩行した経路の高度差を算出する高度差算出手段と、
   前記単位計測期間ごとに、前記加速度計測手段により得られた加速度データをもとに、前記ユーザの歩行動作の特徴を表す歩容情報を算出する歩容情報算出手段と、
   前記単位計測期間ごとに、前記加速度計測手段により得られた加速度データをもとに前記ユーザの移動距離を算出し、この算出された移動距離と前記高度差算出手段により算出された高度差とをもとに、前記ユーザが歩行した経路の地形を判定する地形判定手段と、
   前記歩容情報算出手段により算出された歩容情報と、前記地形判定手段により判定された地形の情報とをもとに、地形別の歩容情報を生成する手段と
   を具備することを特徴とする歩容計測装置。
2. ユーザが所持する計測端末と、この計測端末との間でネットワークを介してデータ伝送を行う歩容管理サーバとを具備する歩容計測装置であって、
   前記計測端末は、
   予め設定した単位計測期間ごとに、ユーザの歩行動作の加速度を計測してその計測結果を表す加速度データを得る加速度計測手段と、
   前記単位計測期間ごとに、前記ユーザの歩行場所における気圧を計測し、当該気圧の計測データをもとに前記ユーザが歩行した経路の高度差を算出する高度差算出手段と、
   前記加速度計測手段により得られた加速度データ、及び前記高度差検出手段により算出された高度差を表すデータを、前記ネットワークを介して前記歩容管理サーバへ送信する手段と
   を備え、
   前記歩容管理サーバは、
   前記計測端末から送信された加速度データ及び高度差を表すデータを受信する手段と、
   前記受信された加速度データをもとに、前記単位計測期間ごとに前記ユーザの歩行動作の特徴を表す歩容情報を算出する歩容情報算出手段と、
   前記受信された加速度データをもとに、前記単位計測期間ごとの前記ユーザの移動距離を算出し、この算出された移動距離と前記受信された高度差を表す情報とをもとに、前記ユーザが歩行した経路の地形を判定する地形判定手段と、
   前記歩容情報算出手段により算出された歩容情報と、前記地形判定手段により判定された地形の情報とをもとに、地形別の歩容情報を生成する手段と
   を備えることを特徴とする歩容計測装置。
3. ユーザが所持する計測端末と、この計測端末との間でネットワークを介してデータ伝送を行う歩容管理サーバとを具備する歩容計測装置であって、
   前記計測端末は、
   予め設定した単位計測期間ごとに、ユーザの歩行動作の加速度を計測してその計測結果を表す加速度データを得る加速度計測手段と、
   前記単位計測期間ごとに、前記ユーザの歩行場所における気圧を計測し、当該気圧の計測データをもとに前記ユーザが歩行した経路の高度差を算出する高度差算出手段と、
   前記受信された加速度データをもとに、前記単位計測期間ごとに前記ユーザの歩行動作の特徴を表す歩容情報を算出する歩容情報算出手段と、
   前記受信された加速度データをもとに、前記単位計測期間ごとの前記ユーザの移動距離を算出し、この算出された移動距離と前記受信された高度差を表す情報とをもとに、前記ユーザが歩行した経路の地形を判定する地形判定手段と、
   前記歩容情報算出手段により算出された歩容情報、及び前記地形判定手段により判定された地形の情報を、前記ネットワークを介して前記歩容管理サーバへ送信する手段と
   を備え、
   前記歩容管理サーバは、
   前記計測端末から送信された歩容情報及び地形の情報を受信する手段と、
   前記受信された歩容情報及び地形の情報をもとに、地形別の歩容情報を生成する手段と
   を備えることを特徴とする歩容計測装置。
4. 前記地形判定手段は、前記算出された移動距離と高度差を表す情報とをもとに傾斜角と歩行方向に対する上り／下りを判定し、これらの判定結果をもとに地形が平地、上り坂、下り坂、上り階段及び下り階段のいずれかに該当するかを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の歩容計測装置。
5. 予め設定した単位計測期間ごとに、ユーザの歩行動作の加速度を計測してその計測結果を表す加速度データを得る過程と、
   前記単位計測期間ごとに、前記ユーザの歩行場所における気圧を計測し、当該気圧の計測データをもとに前記ユーザが歩行した経路の高度差を算出する課程と、
   前記単位計測期間ごとに、前記得られた加速度データをもとに前記ユーザの歩行動作の特徴を表す歩容情報を算出する過程と、
   前記単位計測期間ごとに、前記得られた加速度データをもとに前記ユーザの移動距離を算出し、この算出された移動距離と前記算出された高度差とをもとに、前記ユーザが歩行した経路の地形を判定する過程と、
   前記算出された歩容情報と前記判定された地形の情報とをもとに、地形別の歩容情報を生成する過程と
   を具備することを特徴とする歩容計測方法。
6. 前記地形を判定する過程は、前記算出された移動距離と高度差を表す情報とをもとに傾斜角と歩行方向に対する上り／下りを判定し、これらの判定結果をもとに地形が平地、上り坂、下り坂、上り階段及び下り階段のいずれかに該当するかを判定することを特徴とする請求項５記載の歩容計測方法。
7. 請求項１乃至４のいずれかに記載の歩容計測装置が具備する各手段の処理機能を、当該歩容計測装置が備えるコンピュータに実行させるプログラム。

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