JP2015163113A - 歩行支援装置、及び情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】歩行支援対象者の上腿長や下腿長の取得をより容易にする。【解決手段】画像解析システム５００では、携帯端末２００が、歩行支援装置１を装着した装着者１００の脚部を歩行支援装置１に設置されたマーカー１５とともに撮影して、その画像データを画像解析サーバ３００に送信する。画像解析サーバ３００は、画像データを受信すると、マーカー１５の形状から撮影時の携帯端末２００の傾きなどを補正し、股関節、膝関節、足首関節を認識する。そして、画像解析サーバ３００は、上腿長と下腿長を計算して歩行支援装置１に送信する。歩行支援装置１は、画像解析サーバ３００から受信した上腿長と下腿長を用いて関節モーメントを計算する。【選択図】図１
Description
本発明は、歩行支援装置、及び情報処理装置に関し、例えば、脚部の運動を支援するものである。
近年、歩行者に装着させ、歩行者の歩行動作をアクチュエータなどで支援（アシスト）する装着型の歩行支援装置（ウェアラブルモビリティ）が盛んに研究され、例えば、特許文献１の体重支持型の歩行補助装置が提案されている。
特許文献１の歩行支援装置は、歩行支援対象者の両脚の内側に装着され、上腿フレームと下腿フレームの接合部分に設けた歩行支援対象者の膝関節に対応するアクチュエータを駆動して着座部を上方に付勢し、これによって、歩行支援対象者の脚部に作用する体重を軽減するものである。
特許文献１の歩行支援装置は、歩行支援対象者の両脚の内側に装着され、上腿フレームと下腿フレームの接合部分に設けた歩行支援対象者の膝関節に対応するアクチュエータを駆動して着座部を上方に付勢し、これによって、歩行支援対象者の脚部に作用する体重を軽減するものである。
ところで、特許文献１の技術は、着座部が歩行支援対象者を上方向に付勢する付勢力を制御対象とするものであり、より細やかな歩行支援を行う場合、歩行支援対象者の脚部の関節に発生する関節モーメントを制御対象とし、モーメントアシストする必要がある。
そして、関節モーメントを制御対象とする場合、歩行支援対象者の上腿長と下腿長の長さを用いて関節モーメントを計算する必要がある。
しかし、これらの長さの計測は、歩行支援対象者にとって負担となるという問題があった。
しかし、これらの長さの計測は、歩行支援対象者にとって負担となるという問題があった。
また、統計データによる標準的な上腿長と下腿長を予め設定して用いることも考えられるが、上腿長と下腿長に個人差があるため、これが出力トルクの個人差となって現れてしまうため、歩行支援対象者の上腿長と下腿長を個別に実測するのが望ましい。
本発明は、歩行支援対象者の上腿長や下腿長の取得をより容易にすることを目的とする。
（１）上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、歩行支援対象者が跨いで着座する着座部と、左右一対の足装着部と、前記歩行支援対象者の両脚の内側に配設され、前記足装着部と前記着座部を連結し、前記歩行支援対象者の動作に合わせて屈伸する脚連結部と、前記着座部に対して前記脚連結部を駆動して前記歩行支援対象者の脚部の運動をアシストするアシスト手段と、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像から求めた、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する長さ取得手段と、前記取得した長さを用いて前記アシスト手段のアシスト力を調節する調節手段と、を具備したことを特徴とする歩行支援装置を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を取得する画像取得手段を備え、前記長さ取得手段は、前記画像取得手段で取得した前記画像から求めた、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影する撮影装置を備え、前記画像取得手段は、前記撮影装置で撮影した画像を取得する、ことを特徴とする請求項２に記載の歩行支援装置を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、撮影装置との間でデータ通信を行う通信手段を備え、前記画像取得手段は、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した前記撮影装置から送信される画像を前記通信手段で受信することで取得する、ことを特徴とする請求項２に記載の歩行支援装置を提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記画像取得手段は、前記脚部とともに前記歩行支援装置の所定部分の形状を撮影した画像を取得し、前記長さ取得手段は、前記取得した所定部分を基準にして得られた前記長さを取得する、ことを特徴とする請求項２、請求項３、又は、請求項４に記載の歩行支援装置を提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、前記長さ取得手段は、歩行支援装置の着座部に着座した歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を取得し、当該取得した画像から前記歩行支援対象者の脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを算出する情報処理装置から、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置を提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、脚部の長さを取得する脚部長取得手段を備え、前記長さ取得手段は、前記上腿部分と前記下腿部分の何れか一方の長さを取得した場合に、前記脚部の長さと前記取得した長さを用いて他方の長さを取得し、前記調節手段は、前記取得した上腿部分と下腿部分の長さを用いて前記アシスト力を調節する、ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１の請求項に記載の歩行支援装置を提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、請求項１に記載した歩行支援装置に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を受信する画像受信手段と、前記受信した画像に記録された脚部を用いて、当該脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを算出する長さ算出手段と、前記算出した長さを前記歩行支援装置に送信する送信手段と、を具備したことを特徴とする情報処理装置を提供する。
（９）請求項９に記載の発明では、前記画像受信手段は、前記歩行支援装置に設置された撮影装置、又は、それ以外の撮影装置を用いて撮影した画像を受信する、ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を取得する画像取得手段を備え、前記長さ取得手段は、前記画像取得手段で取得した前記画像から求めた、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影する撮影装置を備え、前記画像取得手段は、前記撮影装置で撮影した画像を取得する、ことを特徴とする請求項２に記載の歩行支援装置を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、撮影装置との間でデータ通信を行う通信手段を備え、前記画像取得手段は、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した前記撮影装置から送信される画像を前記通信手段で受信することで取得する、ことを特徴とする請求項２に記載の歩行支援装置を提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記画像取得手段は、前記脚部とともに前記歩行支援装置の所定部分の形状を撮影した画像を取得し、前記長さ取得手段は、前記取得した所定部分を基準にして得られた前記長さを取得する、ことを特徴とする請求項２、請求項３、又は、請求項４に記載の歩行支援装置を提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、前記長さ取得手段は、歩行支援装置の着座部に着座した歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を取得し、当該取得した画像から前記歩行支援対象者の脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを算出する情報処理装置から、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置を提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、脚部の長さを取得する脚部長取得手段を備え、前記長さ取得手段は、前記上腿部分と前記下腿部分の何れか一方の長さを取得した場合に、前記脚部の長さと前記取得した長さを用いて他方の長さを取得し、前記調節手段は、前記取得した上腿部分と下腿部分の長さを用いて前記アシスト力を調節する、ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１の請求項に記載の歩行支援装置を提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、請求項１に記載した歩行支援装置に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を受信する画像受信手段と、前記受信した画像に記録された脚部を用いて、当該脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを算出する長さ算出手段と、前記算出した長さを前記歩行支援装置に送信する送信手段と、を具備したことを特徴とする情報処理装置を提供する。
（９）請求項９に記載の発明では、前記画像受信手段は、前記歩行支援装置に設置された撮影装置、又は、それ以外の撮影装置を用いて撮影した画像を受信する、ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置を提供する。
本発明によれば、歩行支援対象者の脚部のデジタル画像を撮影して画像解析することにより、上腿長、下腿長を容易に取得することができる。
（１）実施形態の概要
画像解析システム５００（図１）では、携帯端末２００が、歩行支援装置１を装着した装着者１００の脚部を歩行支援装置１に設置されたマーカー１５とともに撮影して、その画像データ（画像ファイル）を画像解析サーバ３００に送信する。
なお、装着者１００は、屈んだ状態で（進行方向に対して）側方から撮影することにより、股関節、膝関節、足首関節の屈曲が画像に記録されるようにする。
画像解析システム５００（図１）では、携帯端末２００が、歩行支援装置１を装着した装着者１００の脚部を歩行支援装置１に設置されたマーカー１５とともに撮影して、その画像データ（画像ファイル）を画像解析サーバ３００に送信する。
なお、装着者１００は、屈んだ状態で（進行方向に対して）側方から撮影することにより、股関節、膝関節、足首関節の屈曲が画像に記録されるようにする。
画像解析サーバ３００は、画像データを受信すると、マーカー１５の形状から撮影時の携帯端末２００の傾きや距離などを補正し、股関節、膝関節、足首関節を認識する。
そして、画像解析サーバ３００は、これらから上腿長と下腿長を計算して歩行支援装置１に送信する。
歩行支援装置１は、画像解析サーバ３００から受信した上腿長と下腿長を人体パラメータとして記憶する。以後、歩行支援装置１は、記憶した上腿長と下腿長を用いて関節モーメントを計算する。
そして、画像解析サーバ３００は、これらから上腿長と下腿長を計算して歩行支援装置１に送信する。
歩行支援装置１は、画像解析サーバ３００から受信した上腿長と下腿長を人体パラメータとして記憶する。以後、歩行支援装置１は、記憶した上腿長と下腿長を用いて関節モーメントを計算する。
（２）実施形態の詳細
（第１の実施の形態）
図１は、画像解析により上腿長と下腿長を算出して歩行支援装置１に提供する画像解析システム５００を説明するための図である。
画像解析システム５００は、歩行支援装置１、携帯端末２００、画像解析サーバ３００などから構成されている。
以下、図に括弧で示した番号に従って説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、画像解析により上腿長と下腿長を算出して歩行支援装置１に提供する画像解析システム５００を説明するための図である。
画像解析システム５００は、歩行支援装置１、携帯端末２００、画像解析サーバ３００などから構成されている。
以下、図に括弧で示した番号に従って説明する。
（ａ）まず、携帯端末２００が歩行支援装置１を装着した装着者１００（歩行支援対象者）の脚部を撮影する。
この撮影は、装着者１００とは別の第三者（例えば、友人）が行ってもよいし、あるいは、装着者１００が自身を鏡に映してこれを撮影してもよいし、更には、タイマーを用いたり、無線や有線による遠隔操作により撮影してもよい。
この撮影は、装着者１００とは別の第三者（例えば、友人）が行ってもよいし、あるいは、装着者１００が自身を鏡に映してこれを撮影してもよいし、更には、タイマーを用いたり、無線や有線による遠隔操作により撮影してもよい。
（ｂ）携帯端末２００は、脚部を撮影すると、その画像データを画像解析サーバ３００に送信する。これは、自動で送信してもよいし、あるいは、ユーザが携帯端末２００を操作して送信してもよい。
（ｃ）画像解析サーバ３００は、画像データを受信すると、以下の画像処理を行う。
まず、画像解析サーバ３００は、歩行支援装置１に設置されているマーカー１５の画像の歪みを用いて、撮影時における携帯端末２００の傾き、歩行支援装置１からの距離や方位（方向）などを解析し、被写体に対する所定の基準位置から被写体に向かう基準方向に向けて当該被写体を撮影した画像に補正する。この補正した画像におけるマーカー１５のサイズｓと、マーカー１５の実際のサイズＳとから、画像の縮尺（ｓ／Ｓ）が求まる。
そして、画像解析サーバ３００は、補正後の画像から装着者１００の脚部の股関節、膝関節、足首関節を認識し、股関節から膝関節までの画像上の距離を縮尺で除することで上腿長（上腿部分の長さ）を算出し、膝関節から足首関節までの画像上の距離を縮尺で除することで下腿長（下腿部分の長さ）を算出する。
（ｃ）画像解析サーバ３００は、画像データを受信すると、以下の画像処理を行う。
まず、画像解析サーバ３００は、歩行支援装置１に設置されているマーカー１５の画像の歪みを用いて、撮影時における携帯端末２００の傾き、歩行支援装置１からの距離や方位（方向）などを解析し、被写体に対する所定の基準位置から被写体に向かう基準方向に向けて当該被写体を撮影した画像に補正する。この補正した画像におけるマーカー１５のサイズｓと、マーカー１５の実際のサイズＳとから、画像の縮尺（ｓ／Ｓ）が求まる。
そして、画像解析サーバ３００は、補正後の画像から装着者１００の脚部の股関節、膝関節、足首関節を認識し、股関節から膝関節までの画像上の距離を縮尺で除することで上腿長（上腿部分の長さ）を算出し、膝関節から足首関節までの画像上の距離を縮尺で除することで下腿長（下腿部分の長さ）を算出する。
（ｄ）画像解析サーバ３００は、以上の画像解析を行うと解析結果（上腿長と下腿長）を歩行支援装置１に送信する。
（ｅ）歩行支援装置１では、制御装置２が解析結果を受信し、これを人体パラメータとして記憶する。
なお、歩行支援装置１には、解析結果による上腿長と下腿長の設定前でもある程度機能するように統計データに基づく上腿長と下腿長のデフォルト値が記憶されており、制御装置２は、これを解析結果による上腿長と下腿長に書き換える。
以後、制御装置２は、新たに記憶した（書き換え後の）人体パラメータを用いて関節モーメントを計算し、当該関節モーメントに応じた出力となるように各アクチュエータを制御する。
なお、制御装置２は、人体パラメータとして上腿長、下腿長の解析結果を取得して書き換えるまでの間は、デフォルト値として記憶されている上腿長、下腿長を使用して各アクチュエータを制御する。
（ｅ）歩行支援装置１では、制御装置２が解析結果を受信し、これを人体パラメータとして記憶する。
なお、歩行支援装置１には、解析結果による上腿長と下腿長の設定前でもある程度機能するように統計データに基づく上腿長と下腿長のデフォルト値が記憶されており、制御装置２は、これを解析結果による上腿長と下腿長に書き換える。
以後、制御装置２は、新たに記憶した（書き換え後の）人体パラメータを用いて関節モーメントを計算し、当該関節モーメントに応じた出力となるように各アクチュエータを制御する。
なお、制御装置２は、人体パラメータとして上腿長、下腿長の解析結果を取得して書き換えるまでの間は、デフォルト値として記憶されている上腿長、下腿長を使用して各アクチュエータを制御する。
次づいて、携帯端末２００が歩行支援装置１の脚部の撮影と画像解析サーバ３００への送信を行い、画像解析サーバ３００が撮影画像から上腿長等の算出を行う場合の詳細について説明するが、後述するように、次の場合のように撮影、送信、算出等を他が行うようにしてもよい。
（ａ）携帯端末２００が撮像した画像を歩行支援装置１が受信し、歩行支援装置１が画像解析サーバ３００に撮影画像を送信し、画像解析サーバ３００が撮影画像から上腿長、下腿長を算出し、画像解析サーバ３００で算出した上腿長等を歩行支援装置１が取得する場合。
（ｂ）歩行支援装置１が、自身に配設された撮像装置で脚部等を撮影し、歩行支援装置１が撮影した画像を画像解析サーバ３００に送信し、受信した撮影画像から画像解析サーバ３００が上腿長、下腿長を算出し、画像解析サーバ３００で算出した上腿長等を歩行支援装置１が取得する場合。
（ｃ）携帯端末２００が撮像した画像を歩行支援装置１が受信し、受信した撮影画像から歩行支援装置１が上腿長、下腿長を算出する場合。
（ｄ）歩行支援装置１が、自身に配設された撮像装置で脚部等を撮影し、撮影した画像から歩行支援装置１が上腿長、下腿長を算出する場合。
（ａ）携帯端末２００が撮像した画像を歩行支援装置１が受信し、歩行支援装置１が画像解析サーバ３００に撮影画像を送信し、画像解析サーバ３００が撮影画像から上腿長、下腿長を算出し、画像解析サーバ３００で算出した上腿長等を歩行支援装置１が取得する場合。
（ｂ）歩行支援装置１が、自身に配設された撮像装置で脚部等を撮影し、歩行支援装置１が撮影した画像を画像解析サーバ３００に送信し、受信した撮影画像から画像解析サーバ３００が上腿長、下腿長を算出し、画像解析サーバ３００で算出した上腿長等を歩行支援装置１が取得する場合。
（ｃ）携帯端末２００が撮像した画像を歩行支援装置１が受信し、受信した撮影画像から歩行支援装置１が上腿長、下腿長を算出する場合。
（ｄ）歩行支援装置１が、自身に配設された撮像装置で脚部等を撮影し、撮影した画像から歩行支援装置１が上腿長、下腿長を算出する場合。
図２は、歩行支援装置１の構成を説明するための図である。
図２（ａ）は、歩行支援装置１の構成を側面（進行方向に対して横方向）から見たところを示している。
図２（ｂ）は、図２（ａ）で示した状態の歩行支援装置１を正面（進行方向）から見た状態と、装着者１００の下半身部分を点線で表している。
図２（ｂ）に示したように、歩行支援装置１は、装着者１００が跨って乗ることにより、装着者１００の体重の一部を支持（負担）し、装着者１００の脚部の関節に発生する負荷（関節モーメント）を軽減するものである。
このように、歩行支援装置１では、装着者１００は、腰部、上腿部、下腿部を固定する必要がないので、着脱が容易である。
図２（ａ）は、歩行支援装置１の構成を側面（進行方向に対して横方向）から見たところを示している。
図２（ｂ）は、図２（ａ）で示した状態の歩行支援装置１を正面（進行方向）から見た状態と、装着者１００の下半身部分を点線で表している。
図２（ｂ）に示したように、歩行支援装置１は、装着者１００が跨って乗ることにより、装着者１００の体重の一部を支持（負担）し、装着者１００の脚部の関節に発生する負荷（関節モーメント）を軽減するものである。
このように、歩行支援装置１では、装着者１００は、腰部、上腿部、下腿部を固定する必要がないので、着脱が容易である。
なお、図２（ａ）（ｂ）に示すように、点線で示した装着者１００が脚を伸ばした状態（直立状態）において、歩行支援装置１が膝関節部分で屈曲している。これにより、直立状態においても、サドル部６１に上方の力を発生させて、体重の一部を負担するとともに、サドル部６１を装着者１００の股間に固定することができる。
図２（ａ）に戻り、歩行支援装置１は、サドル部６１、連結部材６３、プレート６２、ガイドレール６４、６５、荷重センサ６７、股関節アクチュエータ１７、膝関節アクチュエータ１８、足首関節アクチュエータ１９、上腿連結部材２６、下腿連結部材２７、足連結部材２８、足装着部２４、床反力センサ２４１などから構成されている。
なお、股関節アクチュエータ１７、膝関節アクチュエータ１８、足首関節アクチュエータ１９、上腿連結部材２６、下腿連結部材２７、足連結部材２８、足装着部２４、床反力センサ２４１については、図２（ｂ）に示すように、右脚用と左脚用の各部材が存在するが、一方の脚用を指定して説明する場合には、部材名の頭に左右を付け、符号の後にＬＲを付けて区別して説明する。
また、図示しないが、本実施形態では、制御装置２やバッテリがサドル部６１内、またはサドル部６１の下側などに配設されるが、他の位置例えば、上腿連結部材２６などに配設するようにしてもよい。
なお、図２（ａ）は、図面に向かって右側（足装着部２４のつま先側）が前方である。
また、図示しないが、本実施形態では、制御装置２やバッテリがサドル部６１内、またはサドル部６１の下側などに配設されるが、他の位置例えば、上腿連結部材２６などに配設するようにしてもよい。
なお、図２（ａ）は、図面に向かって右側（足装着部２４のつま先側）が前方である。
サドル部６１は、装着者１００が跨いで腰掛ける着座部である。サドル部６１は、歩行支援対象者が跨いで着座する着座部として機能している。
サドル部６１の上面には、装着者１００からサドル部６１が受ける圧力を検出する荷重センサ６７が配設されている。
サドル部６１は、装着者１００の体重の少なくとも一部を下方から支える。サドル部６１は、下方から装着者１００の股間部に押圧されるため、これにより、歩行支援装置１の上部が直立状態、及び歩行状態の何れでも装着者１００の腰部に対して固定される。
サドル部６１の上面には、装着者１００からサドル部６１が受ける圧力を検出する荷重センサ６７が配設されている。
サドル部６１は、装着者１００の体重の少なくとも一部を下方から支える。サドル部６１は、下方から装着者１００の股間部に押圧されるため、これにより、歩行支援装置１の上部が直立状態、及び歩行状態の何れでも装着者１００の腰部に対して固定される。
なお、特許文献１の技術では、装着者が支えるべき体重の一部を装置が負担することでアシストするもので、荷重センサの検出値が一定値となるように各アクチュエータを駆動している。即ち、荷重センサの検出値を制御対象としている。
これに対し、本実施形態の歩行支援装置１では、加重センサ６７の検出値が一定値となるように制御することで装着者が支えるべき体重の一部を装置が負担するだけでなく、更に、歩行時に必要となる脚の上げ下げの動作に対してもアシストを行うものであり、そのために関節モーメントも制御対象としている。例えば、各関節に発生する関節モーメントの一定割合を補助するように各アクチュエータを制御する。この関節モーメントの計算のために装着者１００の上腿長と下腿長が必要となる。
これに対し、本実施形態の歩行支援装置１では、加重センサ６７の検出値が一定値となるように制御することで装着者が支えるべき体重の一部を装置が負担するだけでなく、更に、歩行時に必要となる脚の上げ下げの動作に対してもアシストを行うものであり、そのために関節モーメントも制御対象としている。例えば、各関節に発生する関節モーメントの一定割合を補助するように各アクチュエータを制御する。この関節モーメントの計算のために装着者１００の上腿長と下腿長が必要となる。
連結部材６３は、サドル部６１の後方に延設されており、この延設部分には左右用２枚のプレート６２が固定されている。連結部材６３は、プレート６２に対するサドル部６１の位置を固定している。
２枚のプレート６２は、連結部材６３の軸心を中心に回転自在に配設されることで、連結部材６３が２枚のプレート６２に対する開閉軸として機能している。これにより、装着者１００の脚の開閉に伴い、２枚のプレート６２も連結部材６３の軸心を中心に開閉する。
２枚のプレート６２は、連結部材６３の軸心を中心に回転自在に配設されることで、連結部材６３が２枚のプレート６２に対する開閉軸として機能している。これにより、装着者１００の脚の開閉に伴い、２枚のプレート６２も連結部材６３の軸心を中心に開閉する。
プレート６２は、サドル部６１の後端側からサドル部６１の前端側の下部まで形成され、下肢側に凸となった扇形の部材である。プレート６２は、下肢の運動に対してサドル部６１を保持する部材であり、それに耐えうる剛性を有している。
プレート６２の表面にはガイドレール６４、６５（以下代表してガイドレール６５という）が、サドル部６１の上方に位置する装着者１００の股関節Ｋを中心とする同心円状に形成されている。股関節Ｋの位置は、サドル部６１に着座した際の股関節位置の統計データを用いて既定の位置が設定されている。
ガイドレール６５は、股関節アクチュエータ１７が装着者１００の歩行運動に伴って前後方向に移動する軌道を規定している。
プレート６２の表面にはガイドレール６４、６５（以下代表してガイドレール６５という）が、サドル部６１の上方に位置する装着者１００の股関節Ｋを中心とする同心円状に形成されている。股関節Ｋの位置は、サドル部６１に着座した際の股関節位置の統計データを用いて既定の位置が設定されている。
ガイドレール６５は、股関節アクチュエータ１７が装着者１００の歩行運動に伴って前後方向に移動する軌道を規定している。
股関節アクチュエータ１７は、ガイドレール６５による軌道上を股関節アクチュエータ１７の発揮する駆動力で移動するように構成されており、装着者１００の歩行運動に伴って股関節アクチュエータ１７がガイドレール６４、６５による軌道上を移動する。
例えば、装着者１００が右脚を前に出すことで重心が前方に移動した状態では、右股関節アクチュエータ１７Ｒは脚の動きに連動して軌道上を前方に移動し、立脚側の左脚は重心よりも後方への移動に連動して左股関節アクチュエータ１７Ｌは軌道上を後方に移動する。
例えば、装着者１００が右脚を前に出すことで重心が前方に移動した状態では、右股関節アクチュエータ１７Ｒは脚の動きに連動して軌道上を前方に移動し、立脚側の左脚は重心よりも後方への移動に連動して左股関節アクチュエータ１７Ｌは軌道上を後方に移動する。
股関節アクチュエータ１７には、剛性を有する部材（例えば、柱状部材）で構成された上腿連結部材２６の一端が固定され、上腿連結部材２６の他端には膝関節アクチュエータ１８が接続されている。
上腿連結部材２６の一端は股関節アクチュエータ１７に対して固定されているため、股関節アクチュエータ１７に対する角度は変わらないが、股関節アクチュエータ１７が円弧上のガイドレール６５上を移動することにより、上腿連結部材２６は、ガイドレール６５の接線との角度を一定に保ちながら、水平面に対する角度が変化する。
即ち、装着者１００の膝を上げる動作に伴い股関節アクチュエータ１７がガイドレール６５上を前方に移動するため、上腿連結部材２６は水平面との角度が小さくなる（水平に近づく）。
上腿連結部材２６の一端は股関節アクチュエータ１７に対して固定されているため、股関節アクチュエータ１７に対する角度は変わらないが、股関節アクチュエータ１７が円弧上のガイドレール６５上を移動することにより、上腿連結部材２６は、ガイドレール６５の接線との角度を一定に保ちながら、水平面に対する角度が変化する。
即ち、装着者１００の膝を上げる動作に伴い股関節アクチュエータ１７がガイドレール６５上を前方に移動するため、上腿連結部材２６は水平面との角度が小さくなる（水平に近づく）。
そして、上腿連結部材２６の他端側に位置する膝関節アクチュエータ１８は、ガイドレール６５の中心軸である股関節Ｋを中心とする円弧上を前後に移動する。即ち、膝関節アクチュエータ１８は、股関節アクチュエータ１７の移動に伴い、股関節Ｋから一定距離を保ちながら円弧運動をする。これにより装着者１００の股関節の関節モーメントを補助することができる。
また、上腿連結部材２６の膝関節アクチュエータ１８側の側面には、マーカー１５が設置されている。
詳細は後述するが、マーカー１５は、装着者１００の脚部とともに画像に記録され、画像を解析する際に用いられる。
マーカー１５の基準形状（大きさ、外形）は予め決まっており（図の例では長方形）、画像に記録されたマーカー１５の形状と基準形状を対比することにより、カメラと被写体（歩行支援装置１、及びこれを装着した装着者１００の脚部）の相対位置関係（方位・距離・カメラの傾きなど）が求まる。これにより、同じ画像に記録された装着者１００の脚部の形状を解析し、上腿長と下腿長を算出することができる。
詳細は後述するが、マーカー１５は、装着者１００の脚部とともに画像に記録され、画像を解析する際に用いられる。
マーカー１５の基準形状（大きさ、外形）は予め決まっており（図の例では長方形）、画像に記録されたマーカー１５の形状と基準形状を対比することにより、カメラと被写体（歩行支援装置１、及びこれを装着した装着者１００の脚部）の相対位置関係（方位・距離・カメラの傾きなど）が求まる。これにより、同じ画像に記録された装着者１００の脚部の形状を解析し、上腿長と下腿長を算出することができる。
このため、マーカー１５は、装着者１００が歩行支援装置１を装着した際に、撮影方向から見て脚部に遮られない位置に設置されている。
本実施の形態では、装着者１００が歩行支援装置１を装着した状態で側方から撮影することを想定しており、上腿連結部材２６の膝関節アクチュエータ１８側の側面は、装着者１００が歩行支援装置１を装着した状態で装着者１００の膝部分から前方に突出して側方から見えるため、この位置に設置した。
本実施の形態では、装着者１００が歩行支援装置１を装着した状態で側方から撮影することを想定しており、上腿連結部材２６の膝関節アクチュエータ１８側の側面は、装着者１００が歩行支援装置１を装着した状態で装着者１００の膝部分から前方に突出して側方から見えるため、この位置に設置した。
上腿連結部材２６の他端側は、回転軸を介して下腿連結部材２７が接続されている。
膝関節アクチュエータ１８は、装着者１００の膝関節Ｌに対応する回転軸を軸心として、上腿連結部材２６と下腿連結部材２７との膝関節角度を前後方向に変えるように構成されている。なお、この回転軸は股関節Ｋよりも前方に位置している。
膝関節アクチュエータ１８は、膝関節角度を大きくする（直線に近づける）ことで、上腿連結部材２６にプレート６２等を介して接続されているサドル部６１に対する上方の付勢力を発生させるようになっており、この上付勢力により装着者１００の体重の一部が支持され、これにより装着者１００の膝関節の関節モーメントを補助することができる。
膝関節アクチュエータ１８は、装着者１００の膝関節Ｌに対応する回転軸を軸心として、上腿連結部材２６と下腿連結部材２７との膝関節角度を前後方向に変えるように構成されている。なお、この回転軸は股関節Ｋよりも前方に位置している。
膝関節アクチュエータ１８は、膝関節角度を大きくする（直線に近づける）ことで、上腿連結部材２６にプレート６２等を介して接続されているサドル部６１に対する上方の付勢力を発生させるようになっており、この上付勢力により装着者１００の体重の一部が支持され、これにより装着者１００の膝関節の関節モーメントを補助することができる。
なお、本実施形態の膝関節アクチュエータ１８は、回転軸（上腿連結部材２６と下腿連結部材２７の接続点）の位置に配設される場合について説明するが、例えば、連結部材６３やサドル部６１内、サドル部６１下、股関節アクチュエータ１７の後方等の他の位置に配置するようにしてもよい。
この場合、膝関節アクチュエータ１８の出力は、プーリを必要箇所に配置しワイヤーやベルトによる伝達機構、その他の力伝達機構により、上腿連結部材２６と下腿連結部材２７に作用させるようにしてもよい。また、上に述べた股関節アクチュエータ１７や、下に述べる足首関節アクチュエータ１９も同様である。
この場合、膝関節アクチュエータ１８の出力は、プーリを必要箇所に配置しワイヤーやベルトによる伝達機構、その他の力伝達機構により、上腿連結部材２６と下腿連結部材２７に作用させるようにしてもよい。また、上に述べた股関節アクチュエータ１７や、下に述べる足首関節アクチュエータ１９も同様である。
下腿連結部材２７は、剛性を有する部材（例えば、柱状部材）で構成され、膝関節アクチュエータ１８と反対の他端側には、足首関節アクチュエータ１９が取り付けられている。
足首関節アクチュエータ１９には、剛性を有する部材（例えば、柱状部材）で構成された足連結部材２８が取り付けられている。
足連結部材２８には、足首関節アクチュエータ１９の位置が装着者１００の足首関節と略同じ高さとなるように、装着者１００の足が挿入される左右一対の足装着部２４が固定されている。
足首関節アクチュエータ１９は、下腿連結部材２７に対して、足連結部材２８と足装着部２４を足首関節Ｍの回りに駆動する。これにより装着者１００の足首関節の関節モーメントを補助することができる。
足首関節アクチュエータ１９には、剛性を有する部材（例えば、柱状部材）で構成された足連結部材２８が取り付けられている。
足連結部材２８には、足首関節アクチュエータ１９の位置が装着者１００の足首関節と略同じ高さとなるように、装着者１００の足が挿入される左右一対の足装着部２４が固定されている。
足首関節アクチュエータ１９は、下腿連結部材２７に対して、足連結部材２８と足装着部２４を足首関節Ｍの回りに駆動する。これにより装着者１００の足首関節の関節モーメントを補助することができる。
足装着部２４は、対向する一対の足連結部材２８の外側に配置されることで、図２（ｂ）に示されるように、足装着部２４以外の各部材は両脚の間に収まることになる。足装着部２４は、左右一対の足装着部として機能している。
足装着部２４の底面には、歩行面からの床反力を検出する右床反力センサ２４１Ｒ、左床反力センサ２４１Ｌが配置されている。この床反力は、関節モーメントを計算するのに用いられる。
本実施形態では、各足装着部２４の底面略中央部に１つずつの床反力センサ２４１が配置されているが、立脚、遊脚の状態をより正確に判定するために、前後方向の複数箇所（例えば、つま先と踵の２箇所）に床反力センサを配置するようにしてもよい。
足装着部２４の底面には、歩行面からの床反力を検出する右床反力センサ２４１Ｒ、左床反力センサ２４１Ｌが配置されている。この床反力は、関節モーメントを計算するのに用いられる。
本実施形態では、各足装着部２４の底面略中央部に１つずつの床反力センサ２４１が配置されているが、立脚、遊脚の状態をより正確に判定するために、前後方向の複数箇所（例えば、つま先と踵の２箇所）に床反力センサを配置するようにしてもよい。
また、図示しないが、膝関節アクチュエータ１８と足首関節アクチュエータ１９にはエンコーダ（回転角度センサ）が設置されており、これらの角度を検出することができる。
更に、股関節アクチュエータ１７には位置センサが設置されており、ガイドレール６４、ガイドレール６５での位置を検出することができる。
更に、股関節アクチュエータ１７には位置センサが設置されており、ガイドレール６４、ガイドレール６５での位置を検出することができる。
制御装置２は、これらのセンサ値から装着者１００の脚部の関節角度（股関節角度、膝関節角度、足首関節角度）を計算することができる。このため、これらセンサは関節角度センサとして機能している。
更に、制御装置２は、脚部の関節角度、上腿長と下腿長、荷重センサ６７の圧力と床反力センサ２４１による床反力などを用いて各関節の関節モーメントを計算し、これら関節モーメントを補助するように各アクチュエータを出力させる。
更に、制御装置２は、脚部の関節角度、上腿長と下腿長、荷重センサ６７の圧力と床反力センサ２４１による床反力などを用いて各関節の関節モーメントを計算し、これら関節モーメントを補助するように各アクチュエータを出力させる。
足連結部材２８から連結部材６３に至る構成は、歩行支援対象者の両脚の内側に配設され、足装着部と着座部を連結し、歩行支援対象者の動作に合わせて屈伸する脚連結部として機能すると共に、着座部に対して脚連結部を駆動して歩行支援対象者の脚部の運動をアシストするアシスト手段として機能している。
また、制御装置２は、上腿長、下腿長を用いて計算した関節モーメントを制御対象とするため、上腿長や下腿長を用いて前記アシスト手段のアシスト力を調節する調節手段として機能している。
また、制御装置２は、上腿長、下腿長を用いて計算した関節モーメントを制御対象とするため、上腿長や下腿長を用いて前記アシスト手段のアシスト力を調節する調節手段として機能している。
図３は、歩行支援装置１のシステム構成を示した図である。
制御装置２は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、記憶部、各種インターフェースなどを備えた電子制御ユニットであり、歩行支援装置１の各部を電子制御する。
制御装置２は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、記憶部、各種インターフェースなどを備えた電子制御ユニットであり、歩行支援装置１の各部を電子制御する。
制御装置２は、ＣＰＵで記憶部に記憶された歩行支援プログラム等の各種プログラムを実行することにより構成され、センサ情報取得部３、関節モーメント演算部４、アクチュエータ出力決定部８、デバイスパラメータ記憶部５、人体パラメータ記憶部６、通信制御部７などを備えている。
センサ情報取得部３は、関節角度センサ９（各エンコーダなど）から各関節の角度を取得し、床反力センサ２４１から床反力を取得し、荷重センサ６７から荷重を取得する。
関節モーメント演算部４は、各関節角度や、床反力センサ２４１の検出値や、デバイスパラメータ記憶部５や人体パラメータ記憶部６が記憶した各パラメータを用いて装着者１００の股関節、膝関節、足首関節の関節モーメントを演算する。
関節モーメント演算部４は、各関節角度や、床反力センサ２４１の検出値や、デバイスパラメータ記憶部５や人体パラメータ記憶部６が記憶した各パラメータを用いて装着者１００の股関節、膝関節、足首関節の関節モーメントを演算する。
アクチュエータ出力決定部８は、関節モーメント演算部４の算出した各関節モーメントに例えばアシスト率を乗じてアシスト力を算出し、更に、当該アシスト力を発揮させるために必要な各アクチュエータの出力トルクを算出して、股関節アクチュエータ１７、膝関節アクチュエータ１８、足首関節アクチュエータ１９を駆動する。
デバイスパラメータ記憶部５は、歩行支援装置１の各関節間の長さ、各部の重量や重心位置、股関節Ｋの位置など、関節モーメントを計算するのに必要なパラメータを記憶している。
人体パラメータ記憶部６は、装着者の身長、体重、上腿長、下腿長などの身体的特徴を表すデータを記憶している。
このように、デバイスパラメータ記憶部５と人体パラメータ記憶部６には、関節モーメントなどを計算するのに必要な各種パラメータを記憶している。
人体パラメータ記憶部６は、装着者の身長、体重、上腿長、下腿長などの身体的特徴を表すデータを記憶している。
このように、デバイスパラメータ記憶部５と人体パラメータ記憶部６には、関節モーメントなどを計算するのに必要な各種パラメータを記憶している。
通信制御部７は、外部機器と通信する手段であって、例えば、無線ＬＡＮ(Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)通信規格を満たす無線モジュールを備え、インターネットなどの通信ネットワークを介して画像解析サーバ３００と通信し、画像解析サーバ３００から解析結果として上腿長と下腿長を受信して人体パラメータ記憶部６に記憶する。
通信制御部７は、撮影した画像を所定の情報処理装置（画像解析サーバ３００）に送信する画像送信手段、及び撮影した画像に記録された脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを画像解析サーバ３００からの受信により取得する長さ取得手段として機能している。
通信制御部７は、撮影した画像を所定の情報処理装置（画像解析サーバ３００）に送信する画像送信手段、及び撮影した画像に記録された脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを画像解析サーバ３００からの受信により取得する長さ取得手段として機能している。
図４（ａ）は、携帯端末２００の構成の一例を説明するための図である。
携帯端末２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、通信制御装置２０５、撮像装置２０６、入力装置２０７、出力装置２０８などから構成されている。
携帯端末２００は、カメラ機能、及び画像解析サーバ３００との通信機能を備えた携帯端末であって、例えば、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型ゲーム機などの一般的な携帯端末を用いて構成することができ、撮影した画像をデジタル化する手段として機能している。
携帯端末２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、通信制御装置２０５、撮像装置２０６、入力装置２０７、出力装置２０８などから構成されている。
携帯端末２００は、カメラ機能、及び画像解析サーバ３００との通信機能を備えた携帯端末であって、例えば、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型ゲーム機などの一般的な携帯端末を用いて構成することができ、撮影した画像をデジタル化する手段として機能している。
ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０４などに記憶されたプログラムに従って各種の情報処理を行う中央処理装置である。
本実施の形態では、ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０４に記憶されたアプリケーションプログラムを実行することにより、画像を撮影する撮影アプリケーション、撮影した画像の画像データを画像解析サーバ３００に送信する画像転送アプリケーションなどを実現することができる。
本実施の形態では、ＣＰＵ２０１は、記憶装置２０４に記憶されたアプリケーションプログラムを実行することにより、画像を撮影する撮影アプリケーション、撮影した画像の画像データを画像解析サーバ３００に送信する画像転送アプリケーションなどを実現することができる。
ＲＯＭ２０２は、携帯端末２００を動作させる基本的なパラメータやプログラムなどを記憶した読み取り専用の記憶装置である。
ＲＡＭ２０３は、装着者１００の脚部を画像撮影したり、画像データを画像解析サーバ３００に送信したりする際に、ＣＰＵ２０１が使用するメモリ空間を提供する読み書き可能な記憶装置である。
ＲＡＭ２０３は、装着者１００の脚部を画像撮影したり、画像データを画像解析サーバ３００に送信したりする際に、ＣＰＵ２０１が使用するメモリ空間を提供する読み書き可能な記憶装置である。
記憶装置２０４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などの大容量の記憶媒体を用いて構成されており、画像撮影するアプリケーションプログラムや、画像解析サーバ３００に画像データを送信するアプリケーションプログラムなどの各種のプログラムを記憶するほか、撮影した画像データやその他のデータを記憶したりする。
通信制御装置２０５は、例えば、図示しないがＣＰＵ２０１に接続したＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）カードを用いることにより携帯電話網を介してインターネットに接続したり、無線ＬＡＮモジュールを用いてインターネットに接続するなどして画像解析サーバ３００と通信し、画像解析サーバ３００に画像データを送信する。
撮像装置２０６は、被写体を投影面に結像するレンズなどの光学系や、結像した画像を電子データである画像データに変換するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどの撮像素子を用いて構成されている。
入力装置２０７は、タッチパネルやキーボードなどの操作入力デバイスやマイクロフォンなどの音声入力デバイスを備えており、例えば、撮影操作や画像データの画像解析サーバ３００への転送命令の入力を利用者から受け付ける。
出力装置２０８は、液晶ディスプレイなどの画面表示デバイスやスピーカなどの音声出力デバイスを備えており、例えば、画像撮影するための撮影操作画面や、画像データを画像解析サーバ３００に転送するための転送命令入力画面などを表示する。
出力装置２０８は、液晶ディスプレイなどの画面表示デバイスやスピーカなどの音声出力デバイスを備えており、例えば、画像撮影するための撮影操作画面や、画像データを画像解析サーバ３００に転送するための転送命令入力画面などを表示する。
図４（ｂ）は、画像解析サーバ３００の構成の一例を説明するための図である。
画像解析サーバ３００は、歩行支援装置１を製造した会社が自社で構築し、予め作成した画像解析（画像認識）アルゴリズムを用いて画像データから、上腿長と下腿長を算出する。また、画像解析サーバ３００の運営は他社としてもよい。
画像解析サーバ３００は、歩行支援装置１を製造した会社が自社で構築し、予め作成した画像解析（画像認識）アルゴリズムを用いて画像データから、上腿長と下腿長を算出する。また、画像解析サーバ３００の運営は他社としてもよい。
画像解析サーバ３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、記憶装置３０４、通信制御装置３０５などから構成されている。
ＣＰＵ３０１は、記憶装置３０４などに記憶されたプログラムに従って各種の情報処理を行う中央処理装置である。
本実施の形態では、ＣＰＵ３０１は、携帯端末２００から画像データを受信して画像解析し、装着者１００の上腿長、下腿長を算出して歩行支援装置１に送信する。
本実施の形態では、ＣＰＵ３０１は、携帯端末２００から画像データを受信して画像解析し、装着者１００の上腿長、下腿長を算出して歩行支援装置１に送信する。
ＲＯＭ３０２は、画像解析サーバ３００を動作させる基本的なパラメータやプログラムなどを記憶した読み取り専用の記憶装置である。
ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１が携帯端末２００や歩行支援装置１と通信したり、画像解析を行う際のメモリ空間を提供する読み書き可能な記憶装置である。
ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１が携帯端末２００や歩行支援装置１と通信したり、画像解析を行う際のメモリ空間を提供する読み書き可能な記憶装置である。
記憶装置３０４は、例えば、ハードディスクなどの大容量の記憶媒体を用いて構成されており、ＣＰＵ３０１が画像解析処理を行うための画像解析プログラムを記憶するほか、携帯端末２００から受信した画像データを記憶したりする。
通信制御装置３０５は、例えば、インターネットなどの通信ネットワークに接続しており、携帯端末２００と通信して画像データを受信したり、歩行支援装置１と通信して解析結果を送信したりする。
通信制御装置３０５は、例えば、インターネットなどの通信ネットワークに接続しており、携帯端末２００と通信して画像データを受信したり、歩行支援装置１と通信して解析結果を送信したりする。
ＣＰＵ３０１は、通信制御装置３０５を用いて携帯端末２００から歩行支援装置１に跨った装着者１００の画像データを受信するため、歩行支援装置に着座した歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を取得する画像取得手段として機能している。
また、ＣＰＵ３０１は、画像解析により上腿長と下腿長を算出して取得するため、画像に記録された脚部を用いて、当該脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する長さ取得手段として機能している。
また、ＣＰＵ３０１は、画像解析により上腿長と下腿長を算出して取得するため、画像に記録された脚部を用いて、当該脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する長さ取得手段として機能している。
そして、ＣＰＵ３０１は、通信制御装置３０５を用いて算出した長さを制御装置２に送信して提供するため、長さを前記調節手段に提供する提供手段として機能している。
更に、画像取得手段は、通信ネットワークを介して画像データを取得し、提供手段は、通信ネットワークを介して調節手段（制御装置２）に取得した長さを提供している。
更に、画像取得手段は、通信ネットワークを介して画像データを取得し、提供手段は、通信ネットワークを介して調節手段（制御装置２）に取得した長さを提供している。
図５は、携帯端末２００で撮影した画像を模式的に表した図である。
画像解析サーバ３００は、当該画像の画像データを以下のように解析して上腿長と下腿長を求める。
まず、装着者１００は、歩行支援装置１を装着し、膝を曲げた状態（即ち、少し屈んだ状態）で、装着者１００の体側面方向（前方に向かって横方向）から画像を撮影する。
このように膝を曲げた状態で横から画像を撮影することにより、股関節Ｋ、膝関節Ｌ、足首関節Ｍの位置が屈曲し、画像解析により認識・抽出しやすくなる。
画像解析サーバ３００は、当該画像の画像データを以下のように解析して上腿長と下腿長を求める。
まず、装着者１００は、歩行支援装置１を装着し、膝を曲げた状態（即ち、少し屈んだ状態）で、装着者１００の体側面方向（前方に向かって横方向）から画像を撮影する。
このように膝を曲げた状態で横から画像を撮影することにより、股関節Ｋ、膝関節Ｌ、足首関節Ｍの位置が屈曲し、画像解析により認識・抽出しやすくなる。
また、画像には、装着者１００の脚部とともにマーカー１５が撮影されている。
このため、画像取得手段、または、撮影手段は、脚部とともに画像に記録された歩行支援装置の所定部分の形状（マーカー１５）を取得、または、撮影している。
マーカー１５の基準形状は、予め決まっているので、マーカー１５の形状と、基準形状を比較することにより、被写体（装着者１００の脚部やマーカー１５）に対するカメラ（携帯端末２００）の方位、距離、傾きなどを算出することができる。
このため、画像取得手段、または、撮影手段は、脚部とともに画像に記録された歩行支援装置の所定部分の形状（マーカー１５）を取得、または、撮影している。
マーカー１５の基準形状は、予め決まっているので、マーカー１５の形状と、基準形状を比較することにより、被写体（装着者１００の脚部やマーカー１５）に対するカメラ（携帯端末２００）の方位、距離、傾きなどを算出することができる。
そこで、画像解析サーバ３００は、画像に記録されたマーカー１５が基準形状となるように画像を変換して、カメラの方向、距離、傾きなどを補正する。
即ち、画像を装着者１００の真横の所定の基準位置からカメラをマーカー１５方向に向けて撮影した画像に変換する。これにより、補正後の画像におけるマーカ１５のサイズｓと実際のマーカ１５のサイズＳ（既知）とから、被写体の縮尺（ｓ／Ｓ）が定まり、被写体上の２点間の距離を実際の距離に変換できるようになる。
なお、脚部はマーカー１５よりも脚部の厚さだけカメラ寄りになるため、脚部の縮尺はマーカー１５の縮尺と若干異なるが、変換で用いる縮尺は、この差異を考慮した値となっている。
即ち、画像を装着者１００の真横の所定の基準位置からカメラをマーカー１５方向に向けて撮影した画像に変換する。これにより、補正後の画像におけるマーカ１５のサイズｓと実際のマーカ１５のサイズＳ（既知）とから、被写体の縮尺（ｓ／Ｓ）が定まり、被写体上の２点間の距離を実際の距離に変換できるようになる。
なお、脚部はマーカー１５よりも脚部の厚さだけカメラ寄りになるため、脚部の縮尺はマーカー１５の縮尺と若干異なるが、変換で用いる縮尺は、この差異を考慮した値となっている。
画像解析サーバ３００は、このようにマーカー１５を用いて補正した補正後の画像に対して画像解析を行って装着者１００の股関節Ｋ、膝関節Ｌ、足首関節Ｍを認識・抽出し、画像上での上腿長Ａ（股関節Ｋと膝関節Ｌの間の距離）、下腿長Ｂ（膝関節Ｌと足首関節Ｍの距離）を計算し、更に、画像における長さＡ、Ｂを縮尺（ｓ／Ｓ）で除することで実際の上腿長Ａ、下腿長Ｂを算出する。
このように、画像解析サーバ３００の画像取得手段は、脚部とともに画像に記録された歩行支援装置の所定部分（マーカー１５）の形状を取得し、長さ取得手段は、所定部分（マーカー１５）を基準にして上腿長Ａや下腿長Ｂの長さを取得している。
図６は、画像解析システム５００の動作を説明するためのフローチャートである。
以下の動作は、携帯端末２００のＣＰＵ２０１、画像解析サーバ３００のＣＰＵ３０１、及び制御装置２のＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、装着者１００が歩行支援装置１を装着し、膝を曲げたポーズをとる。
以下の動作は、携帯端末２００のＣＰＵ２０１、画像解析サーバ３００のＣＰＵ３０１、及び制御装置２のＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、装着者１００が歩行支援装置１を装着し、膝を曲げたポーズをとる。
携帯端末２００は、撮像装置２０６によって、このような状態で静止した装着者１００の脚部を被写体として側方面からマーカー１５とともに撮影する（ステップ５）。
この撮影処理は、携帯端末２００の利用者が出力装置２０８に表示された撮影操作画面を参照しながら入力装置２０７から（アイコンをタッチするなどして）撮影命令を入力することにより撮像装置２０６などが実行するものである。
この撮影処理は、携帯端末２００の利用者が出力装置２０８に表示された撮影操作画面を参照しながら入力装置２０７から（アイコンをタッチするなどして）撮影命令を入力することにより撮像装置２０６などが実行するものである。
次に、携帯端末２００は、撮影した画像データを画像解析サーバ３００に送信する（ステップ１０）。
この画像データ送信処理は、利用者が出力装置２０８に表示された画像データ転送画面に対して入力装置２０７から転送命令（アイコンをタッチするなど）を入力することにより通信制御装置２０５などが実行するものである。
この画像データ送信処理は、利用者が出力装置２０８に表示された画像データ転送画面に対して入力装置２０７から転送命令（アイコンをタッチするなど）を入力することにより通信制御装置２０５などが実行するものである。
携帯端末２００が画像データを送信すると、画像解析サーバ３００が当該画像データを受信して（ステップ１５）、記憶装置３０４に記憶する。
次に、画像解析サーバ３００は、記憶した画像データから画像をＲＡＭ３０３に展開し、マーカー１５を認識する。
そして、画像解析サーバ３００は、認識したマーカー１５が基準形状となるような画像補正パラメータを算出し、当該補正パラメータに従って画像を補正して補正後の画像をＲＡＭ３０３に展開する（ステップ２０）。
次に、画像解析サーバ３００は、記憶した画像データから画像をＲＡＭ３０３に展開し、マーカー１５を認識する。
そして、画像解析サーバ３００は、認識したマーカー１５が基準形状となるような画像補正パラメータを算出し、当該補正パラメータに従って画像を補正して補正後の画像をＲＡＭ３０３に展開する（ステップ２０）。
次に、画像解析サーバ３００は、ＲＡＭ３０３に展開した補正後の画像において装着者１００の脚部を画像解析し、股関節Ｋ、膝関節Ｌ、足首関節Ｍを認識する（ステップ２５）。
そして、画像解析サーバ３００は、補正語の画像におけるマーカー１５のサイズｓと、実際のマーカーサイズＳとから、画像の縮尺（ｓ／Ｓ）を求める。また、画像解析サーバ３００は、補正後の画像上での股関節Ｋと膝関節Ｌの距離、及び、膝関節Ｌと足首関節Ｍの距離を、画像の縮尺（ｓ／Ｓ）で除することで装着者１００の上腿長Ａ、下腿長Ｂの実際の値を算出し（ステップ３０）、歩行支援装置１に送信する（ステップ３５）。
そして、画像解析サーバ３００は、補正語の画像におけるマーカー１５のサイズｓと、実際のマーカーサイズＳとから、画像の縮尺（ｓ／Ｓ）を求める。また、画像解析サーバ３００は、補正後の画像上での股関節Ｋと膝関節Ｌの距離、及び、膝関節Ｌと足首関節Ｍの距離を、画像の縮尺（ｓ／Ｓ）で除することで装着者１００の上腿長Ａ、下腿長Ｂの実際の値を算出し（ステップ３０）、歩行支援装置１に送信する（ステップ３５）。
歩行支援装置１では、制御装置２が通信制御部７を用いて画像解析サーバ３００から上腿長、下腿長を受信する（ステップ４０）。
そして、制御装置２のＣＰＵは、人体パラメータ記憶部６に記憶されている上腿長と下腿長のデフォルト値のそれぞれを、画像解析サーバ３００から受信した上腿長Ａと下腿長Ｂに書き換えることにより人体パラメータを設定する（ステップ４５）。
そして、制御装置２のＣＰＵは、人体パラメータ記憶部６に記憶されている上腿長と下腿長のデフォルト値のそれぞれを、画像解析サーバ３００から受信した上腿長Ａと下腿長Ｂに書き換えることにより人体パラメータを設定する（ステップ４５）。
人体パラメータの書き換えは、歩行支援装置１と画像解析サーバ３００が通信を行いながら行ってもよいし、あるいは、歩行支援装置１が上腿長Ａと下腿長Ｂを制御装置２のＲＡＭなどに一時記憶しておき、通信終了後に行ってもよい。
以上のようにして、画像解析システム５００は、携帯端末２００で装着者１００の脚部を撮影することにより、装着者１００に固有な上腿長と下腿長を人体パラメータとして歩行支援装置１に容易に設定することができる。
図７は、歩行支援装置１が行う歩行支援手順を説明するためのフローチャートである。
以下の処理は、制御装置２のＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、制御装置２は、各センサからセンサ値を取得する（ステップ１０５）。
次に、制御装置２は、これらセンサ値、デバイスパラメータ、及び、装着者１００の上腿長Ａと下腿長Ｂに書き換え後の人体パラメータを用いて、装着者１００の脚部の各関節に発生する関節モーメントを算出する（ステップ１１０）。
以下の処理は、制御装置２のＣＰＵが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、制御装置２は、各センサからセンサ値を取得する（ステップ１０５）。
次に、制御装置２は、これらセンサ値、デバイスパラメータ、及び、装着者１００の上腿長Ａと下腿長Ｂに書き換え後の人体パラメータを用いて、装着者１００の脚部の各関節に発生する関節モーメントを算出する（ステップ１１０）。
次に、制御装置２は、算出した各関節モーメントの一定割合をアシストするために各アクチュエータに出力させる出力値を算出する（ステップ１１５）。
更に、制御装置２は、算出した出力値のトルクを各アクチュエータに出力させる（ステップ１２０）。
そして、制御装置２は、電源スイッチがオフされたか否かを確認するなどして（電源オフの場合は歩行支援処理を終了し、オンの場合は歩行支援処理を継続する）歩行支援を継続するか否かを判断し（ステップ１２５）、歩行支援を継続する場合は（ステップ１２５；Ｙ）、ステップ１０５に戻り、継続しない場合は（ステップ１２５；Ｎ）、支援を終了する。
更に、制御装置２は、算出した出力値のトルクを各アクチュエータに出力させる（ステップ１２０）。
そして、制御装置２は、電源スイッチがオフされたか否かを確認するなどして（電源オフの場合は歩行支援処理を終了し、オンの場合は歩行支援処理を継続する）歩行支援を継続するか否かを判断し（ステップ１２５）、歩行支援を継続する場合は（ステップ１２５；Ｙ）、ステップ１０５に戻り、継続しない場合は（ステップ１２５；Ｎ）、支援を終了する。
以上、実施の形態の一例について説明したが、これには各種の変形が可能である。以下、これら変形例について説明する。
画像解析システム５００では、マーカー１５を上腿連結部材２６の膝関節アクチュエータ１８側に設定したが、例えば、膝関節アクチュエータ１８の表面、下腿連結部材２７の膝関節アクチュエータ１８側の側面、あるいは、足装着部２４の側面など他の位置にマーカー１５を設置してもよい。
画像解析システム５００では、マーカー１５を上腿連結部材２６の膝関節アクチュエータ１８側に設定したが、例えば、膝関節アクチュエータ１８の表面、下腿連結部材２７の膝関節アクチュエータ１８側の側面、あるいは、足装着部２４の側面など他の位置にマーカー１５を設置してもよい。
また、本実施の形態では、単一のマーカー１５を用いたが複数のマーカー１５を組み合わせることも可能である。
例えば、直線上にないお互いの相対位置が固定された３点（例えば、一体となって動作する股関節アクチュエータ１７と上腿連結部材２６の上など歩行支援装置１が動くことにより位置関係が変化しない箇所）にそれぞれマーカー１５、１５、１５を設置し、これらマーカー１５、１５、１５が画像上で形成する三角形の大きさ、及び外形の歪みから画像補正パラメータを算出するようにしてもよい。
ここで補正パラメータは、任意の角度から撮影された画像を、歪みの無い、適正位置から撮像した場合の画像に修正するためのパラメータである。
例えば、直線上にないお互いの相対位置が固定された３点（例えば、一体となって動作する股関節アクチュエータ１７と上腿連結部材２６の上など歩行支援装置１が動くことにより位置関係が変化しない箇所）にそれぞれマーカー１５、１５、１５を設置し、これらマーカー１５、１５、１５が画像上で形成する三角形の大きさ、及び外形の歪みから画像補正パラメータを算出するようにしてもよい。
ここで補正パラメータは、任意の角度から撮影された画像を、歪みの無い、適正位置から撮像した場合の画像に修正するためのパラメータである。
また、プレート６２、上腿連結部材２６、下腿連結部材２７のそれぞれにマーカー１５、１５、１５を配置し、画像撮影時のこれらの位置関係をエンコーダなどのセンサ値で検出して撮影時におけるこれらマーカー１５、１５、１５の位置関係を特定してもよい。
この場合は、歩行支援装置１と携帯端末２００を通信可能としておき、携帯端末２００が撮影と同時に撮影した旨の信号を歩行支援装置１に送信する。
これに対して、歩行支援装置１は、マーカー１５、１５、１５の位置関係を携帯端末２００に送信する。
この場合は、歩行支援装置１と携帯端末２００を通信可能としておき、携帯端末２００が撮影と同時に撮影した旨の信号を歩行支援装置１に送信する。
これに対して、歩行支援装置１は、マーカー１５、１５、１５の位置関係を携帯端末２００に送信する。
そして、携帯端末２００は、画像データとともにマーカー１５、１５、１５の位置関係を画像解析サーバ３００に送信する。
画像解析サーバ３００は、携帯端末２００から送信されてきたマーカー１５、１５、１５による三角形（これが基準形状となる）と、画像に記録されているマーカー１５、１５、１５の三角形を対比して画像補正パラメータを算出する。
画像解析サーバ３００は、携帯端末２００から送信されてきたマーカー１５、１５、１５による三角形（これが基準形状となる）と、画像に記録されているマーカー１５、１５、１５の三角形を対比して画像補正パラメータを算出する。
更には、歩行支援装置１にマーカー１５を設けずに、例えば、連結部材６３や足装着部２４など、歩行支援装置１の一部を、その実寸が既知であるマーカーとして使用することも可能である。
例えば、画像解析サーバ３００は、股関節アクチュエータ１７を画像データから抽出し、股関節アクチュエータ１７の画像の歪みを用いて画像データを補正すると共に、マーカー部分の画像サイズと実寸値とから縮尺を求める。
例えば、画像解析サーバ３００は、股関節アクチュエータ１７を画像データから抽出し、股関節アクチュエータ１７の画像の歪みを用いて画像データを補正すると共に、マーカー部分の画像サイズと実寸値とから縮尺を求める。
また、画像解析サーバ３００は、画像解析に静止画を用いたがこれを動画とすることも可能である。
この場合、携帯端末２００は、装着者１００が歩行支援装置１を装着して歩行する様子を動画撮影し、画像解析サーバ３００は、動画解析により股関節、膝関節、及び足首関節を認識する。
この場合、携帯端末２００は、装着者１００が歩行支援装置１を装着して歩行する様子を動画撮影し、画像解析サーバ３００は、動画解析により股関節、膝関節、及び足首関節を認識する。
更に、以上に説明した実施の形態では、画像解析サーバ３００が画像解析を行うため、歩行支援装置１に高性能なコンピュータを搭載する必要がないという利点があるが、例えば、歩行支援装置１や携帯端末２００で画像解析を行うように構成することもできる。
この場合は、歩行支援装置１や携帯端末２００が上腿長や下腿長を取得する情報処理装置として機能している。
この場合は、歩行支援装置１や携帯端末２００が上腿長や下腿長を取得する情報処理装置として機能している。
例えば、歩行支援装置１の制御装置２で画像解析を行う場合、携帯端末２００は、撮影した画像データを歩行支援装置１に送信し、歩行支援装置１が画像解析を自ら行って、上腿長と下腿長を算出し、人体パラメータ記憶部６に記憶する。
また、携帯端末２００が画像解析アプリケーションを搭載している場合、携帯端末２００は、撮影、及び画像解析を行って上腿長と下腿長を算出し、これを歩行支援装置１に送信する。歩行支援装置１は、これを受信し、人体パラメータ記憶部６に記憶する。
また、携帯端末２００が画像解析アプリケーションを搭載している場合、携帯端末２００は、撮影、及び画像解析を行って上腿長と下腿長を算出し、これを歩行支援装置１に送信する。歩行支援装置１は、これを受信し、人体パラメータ記憶部６に記憶する。
更に、携帯端末２００が撮影後、画像データを歩行支援装置１に送信し、歩行支援装置１がこれを画像解析サーバ３００に送信するように構成することもできる。
この場合、画像解析サーバ３００は、画像解析後に上腿長と下腿長を歩行支援装置１に送信し、歩行支援装置１は、これを人体パラメータ記憶部６に記憶する。
この場合、画像解析サーバ３００は、画像解析後に上腿長と下腿長を歩行支援装置１に送信し、歩行支援装置１は、これを人体パラメータ記憶部６に記憶する。
また、以上に説明した実施の形態では、画像解析により上腿長と下腿長の両方を算出したが、脚部の長さは装着者１００が直立した際に歩行支援装置１の各種センサ値から計算できるため（足装着部２４の裏面から足首関節Ｍまでの距離は統計値などを用いて補正する）、上腿長と下腿長のうち、何れか一方が分かれば、他方は脚部の長さから当該一方の長さを減じることにより算出することができる。
そのため、画像解析サーバ３００で、上腿長と下腿長の何れか一方を計算し、他方を歩行支援装置１で計算するように構成することもできる。
そのため、画像解析サーバ３００で、上腿長と下腿長の何れか一方を計算し、他方を歩行支援装置１で計算するように構成することもできる。
このように、脚部の長さ、上腿長、下腿長のうちの何れか２つが分かれば残りの１つも定まる。
この場合、長さ取得手段は、上腿部分と下腿部分の何れか一方の長さを取得した場合に、脚部の長さと取得した長さを用いて他方の長さを取得し、調節手段は、取得した上腿部分と下腿部分の長さを用いて前記アシスト力を調節している。
この場合、長さ取得手段は、上腿部分と下腿部分の何れか一方の長さを取得した場合に、脚部の長さと取得した長さを用いて他方の長さを取得し、調節手段は、取得した上腿部分と下腿部分の長さを用いて前記アシスト力を調節している。
また、本実施の形態では、装着者１００は、屈んだ状態で画像を撮影したが、直立状態の画像から上腿長と下腿長を画像認識できる場合、直立状態の画像を用いてもよい。
更に、本実施の形態では、制御装置２が歩行支援装置１の制御を行ったが、制御装置２を携帯端末２００などのハンディタイプの機器と連携して動作するように構成することもできる。
例えば、制御装置２の機能を全て携帯端末２００に搭載して携帯端末２００が歩行支援装置１を制御するように構成することもできるし、あるいは、制御装置２の機能の一部（例えば人体パラメータの記憶）を携帯端末２００に搭載して制御装置２と携帯端末２００を連携させることも可能である。
例えば、制御装置２の機能を全て携帯端末２００に搭載して携帯端末２００が歩行支援装置１を制御するように構成することもできるし、あるいは、制御装置２の機能の一部（例えば人体パラメータの記憶）を携帯端末２００に搭載して制御装置２と携帯端末２００を連携させることも可能である。
以上に説明した実施の形態により、次のような効果を得ることができる。
（１）画像解析システム５００は、画像を撮影することにより上腿長と下腿長を正確、迅速、容易に計測することができる。
（２）歩行支援装置１は、装着者１００に固有な上腿長と下腿長を用いて関節モーメントを計算するため、上腿長と下腿長の個人差による制御のばらつきを防ぐことができる。
（３）筋電センサを取り付けたり、歩行支援装置１を腰部、大腿部、下腿部に固定する必要がないため、容易に着脱でき、装着に要する時間と手間を省くことができる。
（１）画像解析システム５００は、画像を撮影することにより上腿長と下腿長を正確、迅速、容易に計測することができる。
（２）歩行支援装置１は、装着者１００に固有な上腿長と下腿長を用いて関節モーメントを計算するため、上腿長と下腿長の個人差による制御のばらつきを防ぐことができる。
（３）筋電センサを取り付けたり、歩行支援装置１を腰部、大腿部、下腿部に固定する必要がないため、容易に着脱でき、装着に要する時間と手間を省くことができる。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、携帯端末２００で装着者１００の脚部を撮影したが、本実施の形態では、歩行支援装置１にカメラを備え、装着者１００が自身で脚部の撮影を手軽に行えるようにする。
この場合、画像解析サーバ３００の画像取得手段は、歩行支援装置に設置されたカメラを用いて画像を取得している。
第１の実施の形態では、携帯端末２００で装着者１００の脚部を撮影したが、本実施の形態では、歩行支援装置１にカメラを備え、装着者１００が自身で脚部の撮影を手軽に行えるようにする。
この場合、画像解析サーバ３００の画像取得手段は、歩行支援装置に設置されたカメラを用いて画像を取得している。
図８（ａ）は、サドル部６１の前部中央の斜め下にカメラ１６を設置した例である。カメラ１６は、制御装置２によって制御されている。
カメラ１６は、例えば、魚眼レンズを用いるなどして前方から下方まで、また、左右方向の画像を一度に撮影することができる。
カメラ１６は、着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影する撮影手段として機能している。
マーカー１５は、カメラ１６によって撮影されるように上腿連結部材２６の内側に設置されている。マーカー１５は、少なくとも片方の上腿連結部材２６に配設されていればよい。
カメラ１６は、例えば、魚眼レンズを用いるなどして前方から下方まで、また、左右方向の画像を一度に撮影することができる。
カメラ１６は、着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影する撮影手段として機能している。
マーカー１５は、カメラ１６によって撮影されるように上腿連結部材２６の内側に設置されている。マーカー１５は、少なくとも片方の上腿連結部材２６に配設されていればよい。
装着者１００は、歩行支援装置１を装着後、膝を屈曲した状態で、図示しないシャッターボタンを押すことにより（あるいは、歩行を検知して自動的に）、カメラ１６によって画像を撮影する。
制御装置２（図示せず）は、このように脚部をマーカー１５とともに撮影すると、その画像データから脚部とマーカー１５の撮影されている領域を側方からの平面画像（即ち、マーカー１５とともに内股側から撮影した平面画像）に変換し、更に、マーカー１５が基準形状となるように画像を補正する。
制御装置２（図示せず）は、このように脚部をマーカー１５とともに撮影すると、その画像データから脚部とマーカー１５の撮影されている領域を側方からの平面画像（即ち、マーカー１５とともに内股側から撮影した平面画像）に変換し、更に、マーカー１５が基準形状となるように画像を補正する。
そして、制御装置２は、平面画像の脚部から膝関節と足首関節を認識し、これらにそれぞれ膝関節Ｌと足首関節Ｍを抽出する。
その後、制御装置２は、膝関節Ｌと足首関節Ｍの画像上での距離を縮尺で除することで下腿長Ｂを算出する。
その後、制御装置２は、膝関節Ｌと足首関節Ｍの画像上での距離を縮尺で除することで下腿長Ｂを算出する。
そして、更に、脚部の長さ（上腿と下腿の長さ）から下腿長Ｂを減算して上腿長Ａを算出して、上腿長Ａと下腿長Ｂを人体パラメータ記憶部６に記憶する。
なお、脚部の長さについては、直立時に各センサ値を用いて計測することで可能である。すなわち、図２（ａ）に示すように、装着者１００が直立した状態における、既知の長さ（上腿連結部材２６、下腿連結部材２７の長さ）と、各アクチュエータで求まる各部材２６、２７の角度、及び、座面から股関節までの距離から求めることができる。
なお、脚部の長さについては、直立時に各センサ値を用いて計測することで可能である。すなわち、図２（ａ）に示すように、装着者１００が直立した状態における、既知の長さ（上腿連結部材２６、下腿連結部材２７の長さ）と、各アクチュエータで求まる各部材２６、２７の角度、及び、座面から股関節までの距離から求めることができる。
また、装着者１００がサドル部６１に着座した状態で、股関節Ｋの位置が定まるので、装着者１００の膝関節を認識して膝関節Ｌの位置を抽出した後、股関節Ｋの位置と膝関節Ｌの位置の距離を算出して上腿長Ａとすることもできる。
この場合、脚部の長さから上腿長Ａを減算して下腿長Ｂを算出するか、あるいは、上に説明したようにして画像解析により下腿長Ｂを算出する。
この場合、脚部の長さから上腿長Ａを減算して下腿長Ｂを算出するか、あるいは、上に説明したようにして画像解析により下腿長Ｂを算出する。
この例では、制御装置２が画像解析を行ったが（即ち、歩行支援装置１が、撮影した画像に記録された脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する長さ取得手段を備えている）、画像データを制御装置２から画像解析サーバ３００に送信して解析結果を画像解析サーバ３００から受信したり、あるいは、携帯端末２００に画像解析アプリケーションをインストールしておき、制御装置２から携帯端末２００に画像データを送信して解析結果を携帯端末２００から受信するように構成することもできる。
何れの場合も歩行支援装置１の長さ取得手段は、取得した所定部分（マーカー１５）を基準にして得られた長さを取得している。
何れの場合も歩行支援装置１の長さ取得手段は、取得した所定部分（マーカー１５）を基準にして得られた長さを取得している。
なお、カメラ１６は、脚部の計測のみならず、例えば、列車のホームの縁など危険箇所を検出して装着者１００が危険箇所の方向に行かないように制御したりなど、より高度な歩行支援にも用いることができる。
図８（ｂ）は、上腿連結部材２６にカメラ１６を設置した例である。
カメラ１６は、一方の側の上腿連結部材２６の内側に設置してあり、他方の上腿連結部材２６の内側には、装着者１００の脚部に隠れない位置にマーカー１５が設置してある。
カメラ１６は、一方の側の上腿連結部材２６の内側に設置してあり、他方の上腿連結部材２６の内側には、装着者１００の脚部に隠れない位置にマーカー１５が設置してある。
そして、制御装置２（図示せず）は、他方の脚部が屈曲した状態の時（例えば、他方の脚部を歩行のために持ち上げている時点を各センサ値から検出する）に当該脚部の膝と足首関節をマーカー１５とともに自動的に撮影し、画像処理にて膝関節Ｌと足首関節Ｍを抽出する。
図の例では、右上腿連結部材２６Ｒに設置したカメラ１６によって、右上腿連結部材２６Ｒ、及び右下腿連結部材２７Ｒの側から、左上腿連結部材２６Ｌ、及び左下腿連結部材２７Ｌの側を撮影している。
図の例では、右上腿連結部材２６Ｒに設置したカメラ１６によって、右上腿連結部材２６Ｒ、及び右下腿連結部材２７Ｒの側から、左上腿連結部材２６Ｌ、及び左下腿連結部材２７Ｌの側を撮影している。
その後、制御装置２は、膝関節Ｌと足首関節Ｍの距離を下腿長Ｂとした後、脚部の長さから下腿長Ｂを減じて上腿長Ａを算出する。
あるいは、膝関節Ｌの位置を検出して股関節Ｋ位置との距離を上腿長Ａとし、脚部の長さから上腿長Ａを減じて下腿長Ｂとしてもよい。
また、画像データを画像解析サーバ３００や携帯端末２００に送信し、これらに解析を分担してもらってもよい。
あるいは、膝関節Ｌの位置を検出して股関節Ｋ位置との距離を上腿長Ａとし、脚部の長さから上腿長Ａを減じて下腿長Ｂとしてもよい。
また、画像データを画像解析サーバ３００や携帯端末２００に送信し、これらに解析を分担してもらってもよい。
以上に説明した第２の実施の形態によれば、歩行支援装置１にカメラ１６が設置されているため、装着者１００が自身で脚部の撮影を行うことができる。
そのため、携帯端末２００による撮影を第三者に依頼する必要がなく、より容易に画像による上腿長と下腿長の設定を行うことができる。
そのため、携帯端末２００による撮影を第三者に依頼する必要がなく、より容易に画像による上腿長と下腿長の設定を行うことができる。
１ 歩行支援装置
２ 制御装置
３ センサ情報取得部
４ 関節モーメント演算部
５ デバイスパラメータ記憶部
６ 人体パラメータ記憶部
７ 通信制御部
８ アクチュエータ出力決定部
９ 関節角度センサ
１５ マーカー
１６ カメラ
１７ 股関節アクチュエータ
１８ 膝関節アクチュエータ
１９ 足首関節アクチュエータ
２４ 足装着部
２４１ 床反力センサ
２６ 上腿連結部材
２７ 下腿連結部材
２８ 足連結部材
６１ サドル部
６２ プレート
６３ 連結部材
６４ ガイドレール
６５ ガイドレール
６７ 荷重センサ
１００ 装着者
２００ 携帯端末
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
２０４ 記憶装置
２０５ 通信制御装置
２０６ 撮像装置
２０７ 入力装置
２０８ 出力装置
３００ 画像解析サーバ
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ 記憶装置
３０５ 通信制御装置
Ｋ 股関節
Ｌ 膝関節
Ｍ 足首関節
２ 制御装置
３ センサ情報取得部
４ 関節モーメント演算部
５ デバイスパラメータ記憶部
６ 人体パラメータ記憶部
７ 通信制御部
８ アクチュエータ出力決定部
９ 関節角度センサ
１５ マーカー
１６ カメラ
１７ 股関節アクチュエータ
１８ 膝関節アクチュエータ
１９ 足首関節アクチュエータ
２４ 足装着部
２４１ 床反力センサ
２６ 上腿連結部材
２７ 下腿連結部材
２８ 足連結部材
６１ サドル部
６２ プレート
６３ 連結部材
６４ ガイドレール
６５ ガイドレール
６７ 荷重センサ
１００ 装着者
２００ 携帯端末
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
２０４ 記憶装置
２０５ 通信制御装置
２０６ 撮像装置
２０７ 入力装置
２０８ 出力装置
３００ 画像解析サーバ
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ 記憶装置
３０５ 通信制御装置
Ｋ 股関節
Ｌ 膝関節
Ｍ 足首関節
Claims (9)
- 歩行支援対象者が跨いで着座する着座部と、
左右一対の足装着部と、
前記歩行支援対象者の両脚の内側に配設され、前記足装着部と前記着座部を連結し、前記歩行支援対象者の動作に合わせて屈伸する脚連結部と、
前記着座部に対して前記脚連結部を駆動して前記歩行支援対象者の脚部の運動をアシストするアシスト手段と、
前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像から求めた、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する長さ取得手段と、
前記取得した長さを用いて前記アシスト手段のアシスト力を調節する調節手段と、
を具備したことを特徴とする歩行支援装置。 - 前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を取得する画像取得手段を備え、
前記長さ取得手段は、前記画像取得手段で取得した前記画像から求めた、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置。 - 前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影する撮影装置を備え、
前記画像取得手段は、前記撮影装置で撮影した画像を取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の歩行支援装置。 - 撮影装置との間でデータ通信を行う通信手段を備え、
前記画像取得手段は、前記着座部に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した前記撮影装置から送信される画像を前記通信手段で受信することで取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の歩行支援装置。 - 前記画像取得手段は、前記脚部とともに前記歩行支援装置の所定部分の形状を撮影した画像を取得し、
前記長さ取得手段は、前記取得した所定部分を基準にして得られた前記長さを取得する、
ことを特徴とする請求項２、請求項３、又は、請求項４に記載の歩行支援装置。 - 前記長さ取得手段は、歩行支援装置の着座部に着座した歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を取得し、当該取得した画像から前記歩行支援対象者の脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを算出する情報処理装置から、前記脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置。 - 脚部の長さを取得する脚部長取得手段を備え、
前記長さ取得手段は、前記上腿部分と前記下腿部分の何れか一方の長さを取得した場合に、前記脚部の長さと前記取得した長さを用いて他方の長さを取得し、
前記調節手段は、前記取得した上腿部分と下腿部分の長さを用いて前記アシスト力を調節する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１の請求項に記載の歩行支援装置。 - 請求項１に記載した歩行支援装置に着座した前記歩行支援対象者の脚部を撮影した画像を受信する画像受信手段と、
前記受信した画像に記録された脚部を用いて、当該脚部の上腿部分と下腿部分のうちの少なくとも一方の長さを算出する長さ算出手段と、
前記算出した長さを前記歩行支援装置に送信する送信手段と、
を具備したことを特徴とする情報処理装置。 - 前記画像受信手段は、前記歩行支援装置に設置された撮影装置、又は、それ以外の撮影装置を用いて撮影した画像を受信する、
ことを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
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|---|---|---|---|
| JP2014039413A JP2015163113A (ja) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | 歩行支援装置、及び情報処理装置 |
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| JP2015163113A true JP2015163113A (ja) | 2015-09-10 |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105496735A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-04-20 | 郑凯 | 一种履带驱动的助行外骨骼 |
| CN114028192A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 深圳市第二人民医院(深圳市转化医学研究院) | 一种便携式气压治疗仪交互系统 |
-
2014
- 2014-02-28 JP JP2014039413A patent/JP2015163113A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105496735A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-04-20 | 郑凯 | 一种履带驱动的助行外骨骼 |
| CN114028192A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-11 | 深圳市第二人民医院(深圳市转化医学研究院) | 一种便携式气压治疗仪交互系统 |
| CN114028192B (zh) * | 2021-11-18 | 2024-05-07 | 深圳市第二人民医院(深圳市转化医学研究院) | 一种便携式气压治疗仪交互系统 |
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