JP2018196575A - 足関節角度推定装置、歩行支援装置、足関節角度推定方法、歩行支援方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、マーカとカメラを用いたモーションキャプチャを利用する技術では、利用される装置のサイズが大きく装着負荷が高いので、反って歩行が阻害されてしまう可能性がある。ゴニオメータや慣性センサを用いる技術では、足首付近に設置された装置が、反って歩行動作を阻害してしまう可能性や、足の着地の衝撃によって故障してしまう可能性がある。筋電センサを用いる技術では、特に足関節角度の矯正にも筋電センサを用いる場合に、矯正のために筋電センサから電気刺激を提示している最中には正確な筋電位を測定することができず、継続的に足関節角度を推定して足関節角度を矯正することができなくなる。
[第1の実施形態]
(構成)
図1は、本実施形態に係る歩行支援装置1の機能構成を示すブロック図である。図1に図示される歩行支援装置1は、例えばマイクロコンピュータを内蔵した小型の専用ユニットやスマートフォン、ウェアラブル端末によって実現することができる。また歩行支援装置1は、足関節角度推定処理および歩行支援処理を実現するために、例えばユーザの脛部に配置された複数の距離センサ2、加速度センサ3、および複数のアクチュエータ4との間で通信をする機能を有する。
次に、以上のように構成された歩行支援装置1の動作を説明する。図2は、図1に示した歩行支援装置1中の制御ユニット11によって実行される足関節角度推定処理および歩行支援処理の例示的なフロー図である。図3では足関節のさまざまな動きの一例を図示しており、本実施形態に係る足関節角度推定処理および歩行支援処理では、例として、図3に図示する背屈方向の足関節角度を推定し、当該足関節角度を矯正するための処理を実現する。
本実施形態では、ユーザの脛部周辺部に配置された複数の距離センサ2から計測される距離データに基づいて、歩行中のユーザの足関節角度を推定する。距離センサ2としては、例えば合計8個のフォトリフレクタ2A〜2Hが使用される。
本実施形態では、歩行中のユーザの推定された足関節角度に基づいてユーザが適切な歩き方をしているか否かを判定し、適切な歩き方をしていないと判定された場合に、足関節角度を矯正して適切な歩き方となるようにする。
以上詳述したように、この発明の第1の実施形態では、以下のような効果が奏せられる。
なお、この発明は上記第1の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第1の実施形態では、距離センサから取得された距離データに基づいて足関節の背屈および底屈方向の角度を推定し、推定された足関節角度に基づいて背屈方向の足関節角度を矯正する例を説明したが、足関節の外転および内転、外反および内反のいずれかの足関節角度を推定し、推定された足関節角度に基づいて足関節角度を矯正するようにしてもよい。また、足関節の背屈・底屈、外転・内転、外反・内反の3次元の角度を推定して、推定された足関節の3次元の角度に基づいて足関節角度を矯正するようにしてもよい。この際には、アクチュエータテーブルにおいて、3次元の角度情報と複数のアクチュエータの各々の識別情報とを対応付けるようにする。なお、アクチュエータテーブルにおいて、特定の足関節角度に、各々が前脛骨筋や腓骨筋などの異なる筋肉に設置されている複数のアクチュエータを対応付けて、複数の筋肉が同時に動かされるようにアクチュエータが動作されるようにしてもよい。
Claims (8)
- ユーザの脛部周辺部に配置された距離センサから、前記ユーザの歩行動作に応じた、前記ユーザの脛部表面と前記距離センサとの間の距離を表す距離データを取得する距離取得部と、
前記取得された距離データに基づいて、前記歩行動作が反映された距離特徴量を算出する距離特徴量算出部と、
前記算出された距離特徴量から前記ユーザの足関節角度を推定する足関節角度推定部と
を備える足関節角度推定装置。 - 前記距離取得部は、各々が前記ユーザの脛部周辺部の異なる位置に配置された複数の距離センサから、当該各距離センサと前記ユーザの脛部表面との間の距離を表す距離データをそれぞれ取得し、
前記距離特徴量算出部は、前記取得された複数の距離データに基づいて、前記歩行動作が反映された距離特徴量を算出する、
請求項1に記載の足関節角度推定装置。 - 請求項1または2に記載の足関節角度推定装置を備える歩行支援装置であって、
前記推定された足関節角度に基づいて、前記ユーザの脛部に設置されたアクチュエータを動作させるための信号を送信するアクチュエータ駆動指示部を備える歩行支援装置。 - 前記アクチュエータ駆動指示部は、
各々が前記ユーザの脛部の異なる位置に設置された複数のアクチュエータの各々の識別情報と足関節角度とを対応付けて記憶するアクチュエータテーブルに基づいて、前記複数のアクチュエータの中から、前記推定された足関節角度に対応するアクチュエータを選択するアクチュエータ選択部と、
前記選択されたアクチュエータを動作させるための信号を送信する信号送信部と
を備える、請求項3に記載の歩行支援装置。 - 前記歩行支援装置は、前記歩行動作を検知する加速度センサから加速度データを取得する加速度取得部をさらに備え、
前記アクチュエータ駆動指示部は、
前記取得された加速度データから、前記アクチュエータを動作させるタイミングを判定するタイミング判定部と、
前記アクチュエータを前記判定されたタイミングで動作させるための信号を送信する信号送信部と
を備える、請求項3または4に記載の歩行支援装置。 - コンピュータおよびメモリを備える装置が実行する足関節角度推定方法であって、
ユーザの脛部周辺部に配置された距離センサから、前記ユーザの歩行動作に応じた、前記ユーザの脛部表面と前記距離センサとの間の距離を表す距離データを取得する過程と、
前記取得された距離データに基づいて、前記歩行動作が反映された距離特徴量を算出する過程と、
前記算出された距離特徴量から前記ユーザの足関節角度を推定する過程と
を備える足関節角度推定方法。 - 請求項6に記載の足関節角度推定方法を使用して、前記コンピュータおよびメモリを備える装置が実行する歩行支援方法であって、
前記推定された足関節角度に基づいて、前記ユーザの脛部に設置されたアクチュエータを動作させるための信号を送信する過程を備える歩行支援方法。 - 請求項1または2に記載の足関節角度推定装置、あるいは、請求項3乃至5のいずれかに記載の歩行支援装置が備える各部としてコンピュータを機能させるプログラム。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020138456A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 運動補助プログラム、運動補助システムおよび運動補助システムの制御方法 |
JP2020103652A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システム |
JP2020103651A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システム |
CN114533039A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-27 | 重庆邮电大学 | 基于冗余传感器的人体关节位置及角度解算方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60119949A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-27 | 三輪精機株式会社 | 電気刺激による歩行補助装置 |
JP2013094305A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Kakei Gakuen | 足関節駆動による歩行支援機能的電気刺激システム |
JP2016086996A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 学校法人早稲田大学 | ロボットの動作指令装置 |
US20160331557A1 (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | The Hong Kong Polytechnic University | Exoskeleton Ankle Robot |
-
2017
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60119949A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-06-27 | 三輪精機株式会社 | 電気刺激による歩行補助装置 |
JP2013094305A (ja) * | 2011-10-28 | 2013-05-20 | Kakei Gakuen | 足関節駆動による歩行支援機能的電気刺激システム |
JP2016086996A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 学校法人早稲田大学 | ロボットの動作指令装置 |
US20160331557A1 (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | The Hong Kong Polytechnic University | Exoskeleton Ankle Robot |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
新島 有信 ARINOBU NIIJIMA: "フォトリフレクタアレイを用いた足の傾斜角度推定手法の提案 Foot Inclination Angle Estimation with Pho", 電子情報通信学会論文誌D VOLUMEJ101−D NO.10 [ONLINE], vol. 第J101-D巻, JPN6020028305, JP, ISSN: 0004317921 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020138456A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 運動補助プログラム、運動補助システムおよび運動補助システムの制御方法 |
JP2020103652A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システム |
JP2020103651A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 運動補助プログラムおよびこれを備える運動補助システム |
CN114533039A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-05-27 | 重庆邮电大学 | 基于冗余传感器的人体关节位置及角度解算方法 |
CN114533039B (zh) * | 2021-12-27 | 2023-07-25 | 重庆邮电大学 | 基于冗余传感器的人体关节位置及角度解算方法 |
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