JP2020074908A - シューフィッター補助装置 - Google Patents

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Koichi Sagawa
貢一 佐川
杉山 裕一
Yuichi Sugiyama
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Abstract

【課題】靴の軌道に基づく客観性のある補助データを提供すること【解決手段】シューフィッター補助装置100は、靴20の予め定められた部位に取付けられる複数の3次元軌道センサ121,122と、複数の3次元軌道センサ121,122から靴20の予め定められた部位の軌道を得るように構成された第1処理部144aと、靴20の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴20のつま先の背屈角度αの変化を得るように構成された第2処理部144bとを備えている。【選択図】図1

Description

本発明は、シューフィッター補助装置に関する。
特開2007−144147号公報には、靴・履物フィッティング支援装置に関する提案がある。ここで提案されている支援装置は、靴・履物の中敷の一部を盛り上げ、利用者の歩行運動におけるバランスのずれをなくす靴・履物の中敷のフィッティングを支援する。支援装置は、利用者の歩行運動を計測して歩行運動データを取得する歩行計測装置を備えている。支援装置は、さらに歩行計測装置によって取得された利用者の歩行運動データを基に、フィッティング対象とされる中敷とそのフィッティングポイントとその盛り上げ高さとを決定するフィッティング決定部を備えている。
そして、フィッティングポイントごとにその盛り上げ高さを様々調整して生成した各標本中敷を用い、歩行者が各標本中敷を靴・履物に装着して歩行し、その歩行運動を歩行計測装置により計測した各データを歩行ずれデータとして収集する。利用者の歩行運動データと歩行ずれデータとを比較してもっとも近い歩行ずれデータと当該歩行ずれデータが計測された標本中敷とを検索する。そして、フィッティング対象とする中敷を検索処理にかかる標本中敷とは左右逆の足の中敷と決定し、フィッティングポイントを検索処理にかかる標本中敷のフィッティングポイントに相当する個所をフィッティングポイントと決定し、盛り上げ高さを検索処理にかかる標本中敷の盛り上げ高さの略半分の高さと決定する、とされている。
特開2007−144147号公報
ところで、シューフィッターは、靴や履物、歩行時の足の挙動などについての専門的な知識や経験を有し、各人に合った靴を提案する。ここでは、本発明者の独自の知見に基づき、シューフィッターが靴を提案する上で参考となりうる情報を提供する補助装置を提案するものである。
ここで提案されるシューフィッター補助装置の一形態は、靴の予め定められた部位に取付けられる複数の3次元軌道センサと、複数の3次元軌道センサから靴の予め定められた部位の軌道を得るように構成された第1処理部と、靴の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴のつま先の背屈角度αの変化を得るように構成された第2処理部とを備えている。
また、シューフィッター補助装置の他の一形態は、靴の予め定められた部位に取付けられる複数の3次元軌道センサと、複数の3次元軌道センサから靴の予め定められた部位の軌道を得るように構成された第1処理部と、靴の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴の背屈角速度の変化を得るように構成された第5処理部とを備えている。
かかるシューフィッター補助装置によれば、シューフィッターが靴を提案する上で参考となりうる靴の軌道に基づく客観性のある補助データが提供されうる。
図1は、ここで提案されるシューフィッター補助装置100を模式的に示すブロック図である。 図2は、靴20に3次元軌道センサ121,122が取付けられた状態が例示された靴の側面図である。 図3は、歩行時に靴20が地面を蹴り出すときの姿勢を示す側面図である。 図4は、健常者の典型的な歩行時の足の動きを示す説明図である。 図5は、歩行時の靴20のつま先部21の背屈角度αの変化を示すグラフx1〜x4が表示されたグラフである。 図6は、異なる靴で得られた、歩行時の靴20の背屈角速度の変化を示すグラフである。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るシューフィッター補助装置を説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら本発明を限定することを意図したものではない。
図1は、ここで提案されるシューフィッター補助装置100を模式的に示すブロック図である。
シューフィッター補助装置100は、図1に示されているように、図1に示されているように、複数の3次元軌道センサ121,122と、処理装置140と、表示装置160とを備えている。処理装置140は、記憶部142と、処理部144とを備えている。処理部144は、第1処理部144a〜第6処理部144fの各処理部を備えている。また、図示は省略するが、シューフィッター補助装置100は、所要のユーザーインターフェースを備えているとよい。
ここで、処理装置140は、予め定められたプログラムに沿って駆動するコンピュータによって具現化されうる。具体的には、処理装置140の各機能は、処理装置140を構成する各コンピュータの演算装置(プロセッサ、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro-Processing Unit)とも称される)や記憶装置(メモリーやハードディスクなど)によって処理される。処理装置140の各機能をコンピュータに実行させるためのプログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されているとよい。
例えば、処理装置140の各構成は、コンピュータによって具現化されるデータを予め定められた形式で記憶するデータベース、データ構造、予め定められたプログラムに従って所定の演算処理を行う処理モジュールなどとして、または、それらの一部として、いわゆるソフトウェアとハードウェアの協働による処理にて具現化されうる。
3次元軌道センサ121,122は、靴の予め定められた部位に取付けられるセンサである。センサ121,122は、いわゆる慣性センサでありうる。ここで、慣性センサで得られる計測情報は、加速度や角速度である。いわゆるジャイロセンサとしての機能と、加速度センサとしての機能を有する。ジャイロセンサとしての機能と、加速度センサとしての機能とが組み込まれた慣性センサは、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の技術で小型化されており、軽量であり、靴に違和感なく取付けられるように構成されうる。3次元軌道センサ121,122には、GPS(Global Positioning System)がさらに実装されていてもよい。この場合、GPSによって取得される位置情報によって、3次元軌道センサ121,122の位置が記録されうる。また、3次元軌道センサ121,122は、測定された加速度や角速度など取得されるデータを記憶しうる記憶装置(例えば、SDカード(SD Memory Card))を備えているとよい。3次元軌道センサ121,122と処理装置140とは、例えば、ワイヤレスのデータ送受信方法によってデータ通信可能に接続されているとよい。
ここで、3次元軌道センサ121,122は、靴の予め定められた部位に取付けられるように構成されているとよい。3次元軌道センサ121,122が靴の予め定められた位置に取付けられることによって、処理装置140において靴の予め定められた位置において加速度や角速度が記録される。3次元軌道センサ121,122は、靴に予め定められた、少なくとも2箇所に取り付けられるとよい。図2は、靴20に3次元軌道センサ121,122が取付けられた状態が例示された靴の側面図である。図2では、靴20の裏側を下に向けて靴20が地面に設置した状態が示されている。3次元軌道センサ121,122が取付けられる位置は、例えば、図2に示されているように、靴20のつま先部21や甲部22であるとよい。
この実施形態では、3次元軌道センサ121が靴20のつま先部21に取付けられており、3次元軌道センサ122が、靴20の甲部22に取付けられている。
なお、ここでは、靴20のつま先部21と甲部22に取付けられる3次元軌道センサ121,122を備えた構成を例示するが、3次元軌道センサ121,122が靴に取付けられる位置は、つま先部21と甲部22に限定されない。
例えば、靴20のつま先部21と甲部22に3次元軌道センサ121,122が取付けられることによって、歩行時における靴20のつま先部21と甲部22の加速度や角速度が得られる。3次元軌道センサ121,122によって得られる歩行時における靴20のつま先部21と甲部22の加速度や角速度は、測定された時間の情報と紐付けられて記憶部142に随時記録される。また、この実施形態では、3次元軌道センサ121,122には、GPSが実装されており、被験者の位置(具体的には靴に取付けられた3次元軌道センサ121,122の位置)の情報も、測定された時間の情報と紐付けられて記憶される。
処理装置140は、3次元軌道センサ121,122によって得られた加速度や角速度に基づいて、靴20の所定部位の軌道や歩行時の靴20のつま先部21の背屈角度の変化や歩行時の靴20の背屈角速度の変化などが予め定められた演算によって得られるように構成されているとよい。
この実施形態では、処理装置140の各処理部144a〜144fは、3次元軌道センサ121,122から取得される計測データに基づいて所定の処理を行うように構成されている。
第1処理部144aは、複数の3次元軌道センサ121,122から靴20の予め定められた部位の軌道を得るように構成されている。この実施形態では、靴20に取付けられた複数の3次元軌道センサ121,122によって得られる加速度や角速度に基づいて靴20の予め定められた部位の軌道が計算されるように構成されているとよい。
靴20の予め定められた部位の軌道として、例えば、3次元軌道センサ121,122で得られるXYZ軸の加速度を積分することによって、三次元空間上の軌道が演算されうる。また、同様の手法で、一歩毎の靴20の歩幅や歩行速度、靴20のつま先部21の高さや角度などが算出されうる。
第2処理部144bは、靴20の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴20のつま先部21の背屈角度の変化を得るように構成されている。ここで、3次元軌道センサ121,122の軸方向121G,122Gの角度は、重力軸G1を基準に規定される。例えば、3次元軌道センサ121,122の軸方向121G,122Gの変化が観測されて、絶対的な基準の方向として重力軸G1が取られる。次に、重力軸G1を基準に3軸(直交3軸の方向)が定義される。次に、靴の動きに追従して変化する3次元軌道センサ121,122の軸方向121G,122Gが、どのように変化するかが観測される。これにより、靴の軌道や靴の背屈角度や角速度が測定されている。ここで、「歩行時の靴のつま先の背屈角度」は、例えば、図2に示されているように、立脚状態(換言すると、直立したときに靴20の裏が全設置した状態と同程度の状態)での靴20の姿勢を基準にした、歩行時のつま先の傾きとして規定されうる。靴20の基準の姿勢としては、例えば、靴20のインソールに沿った基準面20aが割り出されるとよい。そして、歩行時のつま先の傾きとして、歩行時の靴20の基準面20bが割り出され、立脚状態における靴20の基準面20aに対する歩行時の靴20の基準面20bの角度αが算出されるように構成されているとよい。この実施形態では、かかる角度αを靴20のつま先部21の背屈角度とする。ここで、角度αは、立脚状態を「0度」とし、立脚状態における基準面20aを基準に靴20のつま先部21が下を向くときを「マイナス(−)」、つま先部21が上を向くときを「プラス(+)」とする。
なお、ここでは、「靴20のつま先部21の背屈角度」を得る算出方法の一例を示しているが、「靴20のつま先部21の背屈角度」を得る算出方法はこれに限定されない。例えば、第2処理部144bは、靴20のつま先部21に取付けられた3次元軌道センサ121から靴20の軌道を得て、靴20のつま先部21の背屈角度αが得られるように構成してもよい。
図3は、歩行時に靴20が地面を蹴り出すときの姿勢を示す側面図である。図3に示されているように、歩行時に靴20が地面を蹴り出すときには、靴20のつま先部21の背屈角度αは、マイナス(−)となる。
図4は、健常者の典型的な歩行時の足の動きを示す説明図である。図4には、着地(4a)、立脚状態(4b)、蹴り出し(4c)、靴20が地面から浮いている遊脚状態(4d、4e)を経て、着地(4f)へと至る健常者の典型的な歩行時の足の動き(「歩行サイクル」とも称される)が順に示されている。各状態において、歩行時の靴20の基準面20bが1点鎖線で示されている。この場合、図4に示されているように、歩行時の靴20のつま先の背屈角度αは、着地(4a、4f)ではプラス(+)、立脚状態(4b)では(±0)、蹴り出し(4c)ではマイナス(−)、靴20が地面から浮いている遊脚状態(4d、4e)では、蹴り出し(4c)から着地(4f)へ向けてマイナス(−)からプラス(+)に転じていく。また、本発明者の知見では、図4に示されているように、歩行サイクルでは、着地(4a、4f)においてつま先の背屈角度αが最大になる。歩行サイクルにおけるつま先の背屈角度αが最大になるタイミングで、着地(4a)および着地(4f)の時点が割り出されるように設定されていてもよい。また、着地(4a)から着地(4f)のタイミングで、一歩に要する時間や歩幅d1を測定してもよい。
この実施形態では、処理装置140の第2処理部144bは、歩行時の靴20のつま先部21の背屈角度αの変化を示すグラフを作成するように構成されている。第2処理部144bは、異なる靴で得られた、歩行時の靴20のつま先部21の背屈角度αの変化を示す複数のグラフが重ねて表示されるように構成されていてもよい。
図5は、歩行時の靴20のつま先部21の背屈角度αの変化を示すグラフx1〜x4が表示されたグラフである。図5では、異なる靴で得られた、歩行時の靴20のつま先部21の背屈角度αの変化を示す複数のグラフx1〜x4が歩行サイクルのタイミングを合わせて重ねて表示されている。
図5では、着地(5a)から立脚(5b)、蹴り出し(5c)、遊脚(5d)、着地(5a)に至る歩行サイクルに沿ったグラフが描かれている。
ここで、グラフx1は、被験者の足にぴったりサイズの合った靴20で歩行したときに得られるグラフであり、グラフx2〜x4は、被験者の足に対してサイズの大きい靴20で歩行したときに得られるグラフである。図5に示されているように、特に、蹴り出し(5c)から遊脚(5d)へ至るタイミングで、つま先部21の背屈角度αがマイナス側で最大となる傾向がある。つまり、つま先部21の背屈角度αが最小になる。また、上述したように着地(5a)のタイミングで、つま先部21の背屈角度αが最大になる。
また、図5に示されているように、本発明者の知見では、歩行時の1サイクル中において、被験者の足に対して大きいサイズの靴20で歩行したときには、靴20のつま先部21の背屈角度αが最小になった時刻が表れるタイミングが被験者の足にぴったりサイズの合った靴20で歩行したときよりも遅れる傾向がある。
大きい靴では、甲周りに隙間がある。このため、特に、足を蹴り出し、かかとが地面を離れるときに、足の動きに対して靴20が少し遅れる。このため、靴20のつま先部21の背屈角度αが最小になった時刻が表れるタイミングが遅れる傾向が現れると、本発明者は考えている。
この実施形態では、第3処理部144cは、靴20のつま先部21の背屈角度αが最小になった時刻を得るように構成されている。これにより、靴20のつま先部21の背屈角度αが最小になった時刻が、処理装置140の出力として得られる。背屈角度が最小となった時刻がシューフィッターや被験者に提供される。また、この実施形態では、第3処理部144cは、歩行時の1サイクル中において、靴20のつま先部21の背屈角度αが最小になった時刻が表れるタイミングを算出するように構成されている。歩行サイクルにおいて、背屈角度αが最小となった時刻が表れるタイミングが、シューフィッターや被験者に提供される。これにより、異なるサイズの靴を履いたときに、どのサイズの靴があっているかをより適切に評価できるようになる。ここで、歩行サイクルにおいて、背屈角度αが最小となった時刻が表れるタイミングは、例えば、図5のように着地から着地までの歩行サイクルの1サイクルに要する時間を100としたときに、背屈角度αが最小となった時刻が表れる時刻が、歩行サイクルのスタートから何パーセントの位置にあるかで評価されうる。この方法によれば、背屈角度αが最小となった時刻が表れるタイミングが定量的に評価できる。
第4処理部144dは、靴のつま先の背屈角度αが最大になった時刻および背屈角度αの最大値のうち何れか一方を得るように構成されている。第4処理部144dは、例えば、靴のつま先の背屈角度αが最大になった時刻を得るように構成されているとよい。この場合、この第4処理部144dによって、背屈角度αが最大となった時刻がシューフィッターや被験者に提供される。また、この実施形態では、第4処理部144dは、歩行時の1サイクル中において、靴20のつま先部21の背屈角度αが最大になった時刻が表れるタイミングを算出するように構成されていてもよい。背屈角度αが最大となった時刻が表れるタイミングをより適切に評価できる。ここで、背屈角度αが最大となった時刻が表れるタイミングは、例えば、歩行サイクルのスタートから何パーセントの位置にあるかで評価されうる。この方法によれば、背屈角度αが最大となった時刻が表れるタイミングが定量的に評価できる。また、第4処理部144dは、例えば、靴のつま先の背屈角度αの最大値を得るように構成されていてもよい。背屈角度αの最大値は、図5に示されているように、被験者の足に靴20が合っているか否かに応じて差が生じやすい。第4処理部144dは、靴のつま先の背屈角度αが最大になった時刻に合せて、あるいは、靴のつま先の背屈角度αが最大になった時刻に代えて背屈角度αの最大値を得るように構成されていてもよい。
第5処理部144eは、靴20の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴20の背屈角速度の変化を得るように構成されている。
ここで、靴20の背屈角速度は、上述のように、靴20の軌道から背屈角度αについて角速度を得てもよい。靴20の背屈角速度は、直立時の無動作時を0とする。背屈角速度は軌道背屈角度αの時間変化率を指標にしている。このため、靴20の背屈角速度は、靴20のつま先部21の背屈角度αと概ね連動する。
この場合、甲部22に取付けられた3次元軌道センサ122から角速度を得てもよい。また、上述のように、3次元軌道センサ121,122で測定された加速度と角速度のデータから靴20の基準面20a(図1参照)を得て、当該基準面20aの角速度の変化を得てもよい。かかる第5処理部144eの処理によって、1回の歩行サイクルにおける靴の背屈角速度の変化がシューフィッターや被験者に提供される。
第5処理部144eは、歩行時の靴20の背屈角速度の変化を示すグラフを作成するように構成されていてもよい。第5処理部144eは、異なる靴で得られた、歩行時の靴の背屈角速度の変化を示す複数のグラフを重ねて表示するように構成されていてもよい。
図6は、異なる靴で得られた、歩行時の靴20の背屈角速度の変化を示すグラフである。図6では、異なる靴で得られた、歩行時の靴の背屈角速度の変化を示す複数のグラフy1,y2が歩行サイクルのタイミングを合わせて重ねて表示されている。背屈角速度による評価によって、靴と足との連携度合が測られる。図6においてA1で示された部分は、背屈角速度の変化が大きい領域を示している。フィットした靴で典型的に得られるグラフy1では背屈加速度が緩やかに変化している。フィットしていない靴で典型的にグラフy2では、背屈加速度が急激に変化している。このように、背屈角速度の変化が大きい領域A1は、例えば、歩行サイクル中の蹴り出し動作のところで生じうる。フィットしない靴では靴と、靴の中の足の動きとの連動が悪く、ある時刻から急激に加速度が変化する傾向があるものと本発明者は推考している。
第6処理部144fは、靴20の背屈角速度の変化を得るように構成されている。第6処理部144fは、例えば、歩行時の1サイクル中において、靴20の背屈角速度が最大となった時刻が表れるタイミングが算出されるように構成されていてもよい。この場合、靴20の背屈角速度が最大になった時刻が得られる。
このように歩行サイクルにおける靴20の背屈角速度および靴20の背屈角速度の変化がシューフィッターや被験者に提供される。ここで、靴20の背屈角速度の変化は、図6のように歩行サイクルの1サイクルにおいて、背屈角速度αの変化が緩やかであるか急激であるかによって評価されうる。このため、背屈角速度αの変化の度合い、例えば、図6で示されるような背屈角速度αのグラフの傾きに、閾値を設定することになどによって評価されうる。
背屈角速度αのグラフの傾きが大きくなったタイミングなどは、歩行サイクルの1サイクルに要する時間を100としたときに、背屈角速度αのグラフの傾きが、予め定められた閾値よりも大きくなった時刻が、歩行サイクルのスタートから何パーセントから何パーセントの領域にあるか、などによって評価されうる。この方法によれば、背屈角速度の変化が大きい領域が表れるタイミングが定量的に評価できる。
このように、複数の3次元軌道センサ121,122は、靴のつま先部に取付けられる第1センサ121と、靴の甲部に取付けられる第2センサ122とを少なくとも含むとよい。このような3次元軌道センサ121,122の配置によって、シューフィッターや被験者に提供される所要のデータ、例えば、背屈角度αや背屈角速度が、精度良く得られる。なお、靴20には、さらに多くの3次元軌道センサ121,122が取り付けられてもよい。
ここで提案されるシューフィッター補助装置100によれば、靴20のつま先の背屈角度αや靴20の背屈角速度の歩行サイクル中の変化について、計測されたグラフや、靴20のつま先の背屈角度αや靴20の背屈角速度の最大値や最小値、歩行サイクル中において最大値や最小値が計測されるタイミングが定量的に評価される。
ここで得られたグラフや計測データは、適宜に表示装置160に表示されるように構成されているとよい。
このシューフィッター補助装置100は、被験者にサイズ違いの靴など、異なる靴などを履いてもらい背屈角度αや背屈角速度についてのデータを得ると良い。また、同じ靴でも、靴にパットを入れた時や中敷きを変更した状態でも、「異なる靴」として扱って比較評価しうる。つまり、ここでは、同じく靴も「異なる靴」として扱いうる。
かかるシューフィッター補助装置100によって、サイズ違いの靴や、靴にパットを入れた時や中敷きを変更したときに測定されたデータやグラフが異なる靴のデータとして比較されうる。そして、サイズ違いの靴や異なる靴、パットを入れた時や中敷きを変更した時の効果について、客観性のあるデータが提供されうる。
シューフィッター補助装置100が利用されることによって、シューフィッターにとっては、提案する靴についての評価に客観性を持たせて顧客に提案できる。シューフィッター補助装置100によって顧客の感覚と、シューフィッター補助装置100によって機械的に得られるデータを比較することによって、顧客により適当な靴を提案できるようになる。また、被験者としての顧客にとっては、シューフィッターに提案された靴が合っているか否かについて、客観的な評価が得られ、より適切な靴を選びやすくなる。
以上の通りに、ここで提案されるシューフィッター補助装置の一実施形態を種々説明したが、ここで提案されるシューフィッター補助装置は、上述した実施形態に限定されない。また、ここで提案されるシューフィッター補助装置は、種々変更でき、特段の問題が生じない限りにおいて、各構成要素やここで言及された各処理は適宜に省略され、または、適宜に組み合わされうる。
例えば、上述したシューフィッター補助装置100は、歩行時の靴のつま先の背屈角度αの変化と靴の背屈角速度の変化との両方を提供する。ここで提案されるシューフィッター補助装置は、歩行時の靴のつま先の背屈角度αの変化のみを提供するものでもよいし、靴の背屈角速度の変化のみを提供するものでもよい。
20 靴
20a 立脚状態における靴20の基準面
20b 歩行時の靴20の基準面
21 つま先部
22 甲部
100 シューフィッター補助装置
121,122 3次元軌道センサ
140 処理装置
142 記憶部
144 処理部
144a 第1処理部
144b 第2処理部
144c 第3処理部
144d 第4処理部
144e 第5処理部
144f 第6処理部
160 表示装置
d1 歩幅
α 背屈角度

Claims (7)

  1. 靴の予め定められた部位に取付けられる複数の3次元軌道センサと、
    前記複数の3次元軌道センサから靴の予め定められた部位の軌道を得るように構成された第1処理部と、
    前記靴の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴のつま先の背屈角度の変化を得るように構成された第2処理部と
    を備えた、シューフィッター補助装置。
  2. 前記靴のつま先の背屈角度が最小になった時刻を得るように構成された第3処理部をさらに備えた、請求項1に記載されたシューフィッター補助装置。
  3. 前記靴のつま先の背屈角度が最大になった時刻および前記背屈角度の最大値のうち少なくとも何れか一方を得るように構成された第4処理部をさらに備えた、請求項1または2に記載されたシューフィッター補助装置。
  4. 前記靴の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴の背屈角速度の変化を得るように構成された第5処理部をさらに備えた、請求項1から3までの何れか一項に記載されたシューフィッター補助装置。
  5. 靴の予め定められた部位に取付けられる複数の3次元軌道センサと、
    前記複数の3次元軌道センサから靴の予め定められた部位の軌道を得るように構成された第1処理部と、
    前記靴の予め定められた部位の軌道に基づいて、歩行時の靴の背屈角速度の変化を得るように構成された第5処理部と
    を備えた、シューフィッター補助装置。
  6. 前記靴の背屈角速度の変化を得るように構成された第6処理部をさらに備えた、請求項4または5に記載されたシューフィッター補助装置。
  7. 複数の3次元軌道センサは、
    靴のつま先部に取付けられる第1センサと、
    靴の甲部に取付けられる第2センサと
    を少なくとも含む、請求項1から6までの何れか一項に記載されたシューフィッター補助装置。
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