JP2023158778A - 歩容情報生成装置、歩容情報生成方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】対象者の歩容を直感的に把握できる歩容情報を生成する歩容情報生成装置等を提供する。【解決手段】所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する取得部と、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する腰部動揺計算部と、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する歩容情報生成部と、生成された歩容情報を出力する出力部と、を備える歩容情報生成装置とする。【選択図】 図１

Description

本開示は、歩行パターンに含まれる特徴に応じた情報を生成する歩容情報生成装置等に関する。

ヘルスケアへの関心の高まりに伴って、歩行パターンに含まれる特徴（歩容とも呼ぶ）に応じた情報（歩容情報とも呼ぶ）を提供するサービスに注目が集まっている。歩容を直感的に把握できる歩容情報を提示できれば、ユーザのニーズに応じたヘルスケアサービスを提供できる。

特許文献１には、ユーザの運動情報を解析する運動解析方法について開示されている。特許文献１の方法では、慣性センサの検出結果を用いて、ユーザの運動を解析する。特許文献１の方法では、運動中のユーザに関して、複数の運動情報を生成する。特許文献１の方法では、複数の運動情報のうち少なくとも１つの運動情報と、予め設定された基準値との比較結果を、ユーザに提示する。

特許文献２には、慣性計測ユニットによって計測される加速度データに基づいて、歩容指標を計算する歩容計測システムについて開示されている。特許文献２のシステムは、慣性計測ユニットによって計測される加速度データから少なくとも一つの歩行フェーズを検出する。また、特許文献２のシステムは、加速度データを時間積分して速度データを計算する。特許文献２のシステムは、歩行フェーズと速度データとを用いて歩行フェーズに対応する補正量を計算する。特許文献２のシステムは、歩行フェーズに対応する速度データから補正量を減じて補正速度データを計算し、算出した補正速度データを時間積分して軌跡データを算出する。特許文献２のシステムは、算出された軌跡データを用いて、歩容を定量評価するための数値である歩容指標を計算する。

特開２０１６－０３４４７８号公報 国際公開第２０２０／１０５１１５号

特許文献１の手法によれば、ユーザの運動情報と基準値との比較結果を提示できる。しかしながら、特許文献１の手法では、ユーザの運動を直感的に把握できる情報を提示できなかった。

特許文献２の手法によれば、歩行フェーズに対応付けて補正された補正速度データを時間積分した軌跡データを用いて歩容指標を計算するため、精度よく歩容を計測できる。しかしながら、特許文献２の手法では、歩容を直感的に把握できる情報を提示できなかった。

本開示の目的は、対象者の歩容を直感的に把握できる歩容情報を生成する歩容情報生成装置等を提供することにある。

本開示の一態様の歩容情報生成装置は、所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する取得部と、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する腰部動揺計算部と、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する歩容情報生成部と、生成された歩容情報を出力する出力部と、を備える。

本開示の一態様の歩容情報生成方法においては、所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得し、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算し、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成し、生成された歩容情報を出力する。

本開示の一態様のプログラムは、所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する処理と、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する処理と、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する処理と、生成された歩容情報を出力する処理と、をコンピュータに実行させる。

本開示によれば、対象者の歩容を直感的に把握できる歩容情報を生成する歩容情報生成装置等を提供することが可能になる。

第１の実施形態に係る歩容情報生成装置の構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置が生成する歩容情報に関連する歩行イベントの一例について説明するための概念図である。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置が生成する歩容情報に含まれる表示情報におけるバーチャルカメラの追従中心と腰部位置との関係の一例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置が生成する歩容情報に含まれる表示情報の表示例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置が腰部位置を計算するために用いられる腰部位置の時系列データの一例を示すグラフである。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置による腰部位置の計算について説明するための概念図である。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置によって算出される腰部位置の時系列データの一例を示すグラフである。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置によって生成された表示情報の表示例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置が複数の歩行周期に亘る腰部位置を計算するために用いられる腰部位置の時系列データの一例を示すグラフである。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置によって算出される複数の歩行周期に亘る腰部位置の時系列データの一例を示すグラフである。 第１の実施形態に係る歩容情報生成装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態に関する適用例１－１について説明するための概念図である。 第１の実施形態に関する適用例１－２について説明するための概念図である。 第１の実施形態に関する適用例１－３について説明するための概念図である。 第１の実施形態に関する適用例１－３について説明するための概念図である。 第２の実施形態に係る歩容情報生成装置の構成の一例を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る歩容情報生成装置による腰部動揺の速度の計算について説明するためのグラフである。 第２の実施形態に係る歩容情報生成装置によって生成された表示情報の表示例を示す概念図である。 第２の実施形態に係る歩容情報生成装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態に関する適用例２－１について説明するための概念図である。 第３の実施形態に係る歩容情報生成装置の構成の一例を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る歩容情報生成装置が生成する歩容情報に含まれる表示情報における追従中心と腰部位置との関係の一例を示す概念図である。 第３の実施形態に係る歩容情報生成装置が生成する歩容情報に含まれる表示情報の表示例を示す概念図である。 第３の実施形態に係る歩容情報生成装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態に関する適用例３－１について説明するための概念図である。 第３の実施形態に関する適用例３－２について説明するための概念図である。 第４の実施形態に係る歩容情報生成装置の構成の一例を示すブロック図である。 各実施形態に係る処理を実行するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る歩容情報生成装置の構成について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る歩容情報生成装置は、検証の対象者（ユーザとも呼ぶ）の歩行に応じて計測された進行方向における腰部位置情報を用いて、腰部の変動（腰部動揺とも呼ぶ）を計算する。本実施形態に係る歩容情報生成装置は、算出された腰部動揺に応じて、歩行パターンに含まれる特徴（歩容とも呼ぶ）に応じた情報（歩容情報とも呼ぶ）を生成する。

（構成）
図１は、本実施形態に係る歩容情報生成装置１０の構成を示すブロック図である。歩容情報生成装置１０は、取得部１１、腰部動揺計算部１２、歩容情報生成部１５、および出力部１７を備える。

取得部１１は、対象者の進行方向における腰部位置情報を取得する。取得部１１は、所定歩行区間における腰部位置情報を取得する。例えば、所定歩行区間は、一歩行周期である。所定歩行区間は、複数の歩行周期であってもよい。以下においては、右足の踵が着地してから、その右足の踵が再び着地するまでの期間を、一歩行周期と定義する。

図２は、右足を基準とする一歩行周期において検出される歩行イベントについて説明するための概念図である。図２の横軸は、右足の踵が地面に着地した時点を起点とし、次に右足の踵が地面に着地した時点を終点とする右足の一歩行周期を１００パーセント（％）として正規化された歩行周期である。一歩行周期に含まれる複数のタイミングの各々を、歩行フェーズと呼ぶ。片足の一歩行周期は、足の裏側の少なくとも一部が地面に接している立脚相と、足の裏側が地面から離れている遊脚相とに大別される。図２の例では、立脚相が６０％を占め、遊脚相が４０％を占めるように、歩行周期が正規化される。立脚相は、さらに、立脚初期Ｔ１、立脚中期Ｔ２、立脚終期Ｔ３、遊脚前期Ｔ４に細分される。遊脚相は、さらに、遊脚初期Ｔ５、遊脚中期Ｔ６、遊脚終期Ｔ７に細分される。なお、一歩行周期の歩行波形は、踵が地面に着地した時点を起点としなくてもよい。例えば、一歩行周期の歩行波形の起点は、立脚相の中央の時点に設定されてもよい。

歩行イベントＥ１は、一歩行周期の始まりの踵接地（ＨＳ：Heel Strike）を表す。踵接地は、遊脚相において地面から離れていた右足の踵が、地面に着地する事象である。歩行イベントＥ２は、反対足爪先離地（ＯＴＯ：Opposite Toe Off）を表す。反対足爪先離地は、右足の足裏の接地面が接地した状態で、左足の爪先が地面から離れる事象である。歩行イベントＥ３は、踵持ち上がり（ＨＲ：Heel Rise）を表す。踵持ち上がりは、右足の足裏の接地面が接地した状態で、右足の踵が持ち上がる事象である。歩行イベントＥ４は、反対足踵接地（ＯＨＳ：Opposite Heel Strike）を表す。反対足踵接地は、左足の遊脚相において地面から離れていた左足の踵が、地面に着地する事象である。歩行イベントＥ５は、爪先離地（ＴＯ：Toe Off）を表す。爪先離地は、左足の足裏の接地面が接地した状態で、右足の爪先が地面から離れる事象である。歩行イベントＥ６は、足交差（ＦＡ：Foot Adjacent）を表す。足交差は、左足の足裏の接地面が接地した状態で、左足と右足が交差する事象である。歩行イベントＥ７は、脛骨垂直（ＴＶ：Tibia Vertical）を表す。脛骨垂直は、左足の足裏が接地した状態で、右足の脛骨が地面に対してほぼ垂直になる事象である。歩行イベントＥ８は、一歩行周期の終わりの踵接地（ＨＳ：Heel Strike）を表す。歩行イベントＥ８は、歩行イベントＥ１から始まる歩行周期の終点に相当するとともに、次の歩行周期の起点に相当する。

腰部位置情報は、進行方向における腰部の位置情報の時間変化である。本実施形態においては、進行方向の前方が正と定義され、進行方向の後方が負と定義される。腰部位置情報の計測方法については、特に限定を加えない。

例えば、腰部位置情報は、モーションキャプチャによって計測される。モーションキャプチャでは、対象者の身体の各部位に、マーカが付けられる。例えば、マーカは、腰部を含む部位に付けられる。歩行する対象者をカメラで撮影し、撮影された画像（映像）におけるマーカの位置が計測される。モーションキャプチャによれば、腰部の位置を直接計測できるため、精度が高い腰部位置情報が得られる。

例えば、腰部位置情報は、カメラによって撮影された画像（映像）を解析することによって、計測される。ＯｐｅｎＰｏｓｅなどのソフトウェアを用いれば、画像に写った人物から検出された骨格や関節の位置に基づいて腰部の位置を計算することによって、腰部位置情報が計測される。

例えば、腰部位置情報は、腰部に装着された慣性センサによって計測された加速度や角速度を用いて、計測される。慣性センサを用いる場合、加速度や角速度を積分することによって、腰部の位置を計算できる。例えば、全身の各部位に慣性センサが装着されたスマートアパレルを用いて、腰部位置情報を計測してもよい。

図３は、歩行する対象者が画面１００に表示される一例を示す概念図である。対象者は、画面１００の中央に表示される。対象者に追従するバーチャルカメラ１５０の視点（追従中心ＦＣ）は、画面１００の中央を捉える位置に設定される。対象者の腰部位置ＬＰは、画面１００の中央に固定される。図３の例では、追従中心ＦＣと腰部位置ＬＰの位置が一致する。

図４は、図３のように設置されたバーチャルカメラ１５０によって追従された対象者の歩行に応じた画像の変化の一例を示す概念図である。バーチャルカメラ１５０の視点（追従中心ＦＣ）は、画面１００の中央に向けて固定されている。そのため、対象者の腰部位置ＬＰはほとんど変動せず、腰部位置ＬＰに対する足や手の相対的な動きが表示される。

腰部動揺計算部１２は、対象者の腰部位置情報を、取得部１１から取得する。腰部動揺計算部１２は、取得した腰部位置情報を用いて、平均速度に応じた対象者の位置と腰部位置との位置差分（腰部動揺とも呼ぶ）を計算する。腰部動揺は、所定歩行区間における腰部の移動に応じた位置差分である。腰部動揺計算部１２は、所定歩行区間における歩行速度を基準として、腰部動揺を計算する。例えば、腰部動揺計算部１２は、所定歩行区間における歩行速度が等速直線運動であると仮定して、その所定歩行区間における歩行速度を直線（基準直線とも呼ぶ）で近似する。腰部動揺計算部１２は、所定歩行区間に含まれる複数の歩行フェーズの各々に関して、腰部位置と基準直線との距離を、その歩行フェーズの腰部動揺として計算する。

腰部動揺計算部１２は、所定歩行区間における歩行速度を曲線で近似して、腰部動揺を計算してもよい。例えば、腰部動揺計算部１２は、所定歩行区間における歩行速度を曲線（基準曲線とも呼ぶ）で近似する。例えば、腰部動揺計算部１２は、所定歩行区間における腰部位置の時系列データに関して、始点および終点を滑らかに結ぶ基準曲線を設定する。例えば、腰部動揺計算部１２は、始点および終点を滑らかに結ぶベジュ曲線やスプライン曲線などを基準曲線として設定する。腰部動揺計算部１２は、所定歩行区間に含まれる複数の歩行フェーズの各々に関して、腰部位置と基準曲線との距離を、その歩行フェーズの腰部動揺として計算する。基準直線と基準曲線は、基準線と総称される。

腰部動揺計算部１２は、一歩行周期の腰部位置の時系列データから切り出された複数の区間に分割して、腰部動揺を計算してもよい。例えば、腰部動揺計算部１２は、複数の区間ごとに基準直線や基準曲線を設定する。腰部動揺計算部１２は、複数の区間ごとに設定された基準直線や基準曲線と、歩行フェーズごとの腰部位置との距離を、その歩行フェーズの腰部動揺として計算する。

図５は、進行方向における腰部位置の時系列データの一例について説明するためのグラフである。図５のグラフは、一歩行周期における進行方向における腰部位置の時系列データＣを示す。腰部位置は、歩行周期に応じて異なる速度で変化する。図５には、一歩行周期における腰部位置の時系列データＣを一次関数で近似した基準直線Ｓを示す。例えば、基準直線Ｓは、一歩行周期における腰部位置の時系列データＣの回帰直線である。腰部動揺計算部１２は、一歩行周期における腰部位置の時系列データＣの各点と基準直線Ｓとの距離を、腰部動揺として算出する。腰部動揺は、平均速度に応じた対象者の位置を基準とする腰部位置の指標である。腰部動揺が正の場合、平均速度に応じた対象者の位置よりも、腰部位置が前方に位置する。腰部動揺が負の場合、平均速度に応じた対象者の位置よりも、腰部位置が後方に位置する。腰部動揺を用いれば、足の動きだけでは把握できない、対象者の動きを把握できる。

図６は、図５のグラフにおける腰部動揺を強調して示した概念図である。腰部位置の時系列データＣの点Ｐ（ｘ、ｙ）は、歩行フェーズｘにおける腰部位置を示す。腰部位置の時系列データＣの点Ｐ（ｘ、ｙ）から基準直線Ｓに下ろした垂線の長さが、歩行フェーズｘにおける腰部動揺Ｄｘである。所定歩行区間における平均速度に応じた対象者の位置よりも、その対象者の腰部位置が前方にある場合、腰部動揺Ｄｘは正である。所定歩行区間における平均速度に応じた対象者の位置よりも、その対象者の腰部位置が後方にある場合、腰部動揺Ｄｘは負である。平均速度に応じた対象者の位置から腰部位置が離れるほど、腰部動揺Ｄｘの絶対値が大きい。平均速度に応じた対象者の位置から腰部位置が近いほど、腰部動揺Ｄｘの絶対値が小さい。

歩容情報生成部１５は、腰部動揺計算部１２によって算出された腰部動揺を取得する。歩容情報生成部１５は、腰部動揺計算部１２によって算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する。例えば、歩容情報生成部１５は、腰部動揺の時系列データを、歩容情報として生成する。例えば、歩容情報生成部１５は、腰部動揺の時系列データを示すグラフを、歩容情報として生成する。歩容情報生成部１５によって生成される歩容情報は、腰部動揺の時系列データやグラフに限定されない。

図７は、歩容情報生成部１５によって生成される歩容情報の一例を示すグラフである。図７は、腰部動揺の時系列データを歩行周期に対応付けて表示させた例である。図７のグラフによれば、歩行周期に対応させて、腰部動揺の変動を直感的に把握できる。すなわち、図７のグラフによれば、足の動きだけでは把握できない、歩行中の対象者の動きを把握できる。

出力部１７は、歩容情報生成部１５によって生成された歩容情報を出力する。例えば、出力部１７は、画面を有する端末装置に、歩容情報を出力する。端末装置に出力された歩容情報は、端末装置の画面に表示される。例えば、出力部１７は、対象者（ユーザ）の携帯端末の画面に、歩容情報を表示させる。例えば、出力部１７は、対象者の身体状態を検証する医師や理学療法士、介護福祉士などの専門家に用いられる端末装置の画面に、歩容情報を表示させる。専門家は、端末装置の画面に表示された歩容情報に応じた対象者の診断や助言を、その対象者に対して出すことができる。例えば、出力部１７は、歩容情報を使用する外部システム等に対して、その歩容情報を出力してもよい。出力部１７から出力された歩容情報の使用に関しては、特に限定を加えない。

例えば、歩容情報生成装置１０は、対象者（ユーザ）が携帯する携帯端末（図示しない）を介して、クラウドやサーバに構築された外部システム等に接続される。携帯端末は、携帯可能な通信機器である。例えば、携帯端末は、スマートフォンや、スマートウォッチ、携帯電話等の通信機能を有する携帯型の通信機器である。

例えば、歩容情報生成装置１０は、対象者（ユーザ）の身体状態を検証する人物が使用する端末装置（図示しない）に接続される。端末装置には、歩容情報を処理したり、歩容情報に応じた画像を表示させたりするソフトウェアがインストールされる。例えば、端末装置は、据え置き型のパーソナルコンピュータや、ノート型のパーソナルコンピュータ、タブレット、携帯端末などの情報処理装置である。端末装置は、歩容情報を処理する専用端末であってもよい。

例えば、歩容情報生成装置１０は、ケーブルなどの有線を介して、携帯端末や端末装置に接続される。例えば、歩容情報生成装置１０は、無線通信を介して、携帯端末や端末装置に接続される。例えば、歩容情報生成装置１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）などの規格に則した無線通信機能（図示しない）を介して、携帯端末や端末装置に接続される。なお、歩容情報生成装置１０の通信機能は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）以外の規格に則していてもよい。歩容情報は、携帯端末や端末装置にインストールされたアプリケーションによって使用されてもよい。その場合、携帯端末や端末装置は、それの装置にインストールされたアプリケーションソフトウェア等によって、歩容情報を用いた処理を実行する。また、歩容情報生成装置１０は、携帯端末や端末装置に実装されてもよい。

図８は、歩容情報生成装置１０から出力された歩容情報を、歩行する対象者が表示された映像に重ねて表示させる一例を示す概念図である。図８の例では、歩行する対象者が表示された映像に、腰部動揺の時系列データを示すグラフを重ねて表示させる。図８の例では、画面１００の中央に対象者の腰部が表示される。画面１００の右上には、腰部動揺の時系列データを示すグラフが表示される。腰部動揺の時系列データを示すグラフの表示位置は、画面１００の右上以外の領域であってもよい。腰部動揺の時系列データを示すグラフには、対象者の歩行フェーズに合わせた位置に、インジケータＩ（縦線）が表示される様子を示す。

図８のように、腰部動揺のグラフを画面１００に表示させれば、画面１００の中央に表示されている対象者の歩行に合わせて、その対象者の腰部動揺を直感的に把握しやすい。例えば、映像には、実際に撮影された映像が用いられる。例えば、映像には、対象者の歩行に合わせて動作する仮想的な人物（キャラクター）が用いられてもよい。また、映像には、対象者の全身ではなく、腰から下の部分（下半身）だけが表示されてもよい。

図９は、複数の歩行周期に関する、進行方向における腰部位置の時系列データの一例について説明するためのグラフである。図９には、連続した複数の歩行周期における、進行方向における腰部位置の時系列データＣ１～Ｃ５を示す。腰部位置の時間経過は、時系列データＣ１、時系列データＣ２、時系列データＣ３、時系列データＣ４、時系列データＣ５の順番である。連続する腰部位置の時系列データに関して、先行する時系列データの終点の腰部位置と、後続する時系列データの始点の腰部位置とが一致する。腰部位置の時系列データＣ１～Ｃ５の形状は、歩行周期に応じて変化する。

図１０は、図９の腰部位置の時系列データに基づいて生成される歩容情報の一例を示すグラフである。図１０は、複数の歩行周期に関する腰部動揺の時系列データを、歩行周期に対応付けて、並べて表示させた例である。図１０のグラフによれば、歩行周期に対応させて、複数の歩行周期に関する腰部動揺の変化を、直感的に把握できる。図１０のグラフによれば、複数の歩行周期に亘る対象者の動きを検証できる。例えば、複数の歩行周期に関する腰部動揺の相加平均や相乗平均、分散、標準偏差などの統計値を導出してもよい。複数の歩行周期に関する腰部動揺の相加平均や相乗平均などの平均値を用いれば、複数の歩行周期における腰部の動きを平均的に把握できる。複数の歩行周期に関する腰部動揺の分散や標準偏差などを用いれば、複数の歩行周期における腰部の動きの変動を把握できる。

（動作）
次に、歩容情報生成装置１０の動作の一例について図面を参照しながら説明する。図１１は、歩容情報生成装置１０の動作の一例について説明するためのフローチャートである。図１１のフローチャートに沿った説明においては、歩容情報生成装置１０を動作主体とする。

図１１において、まず、歩容情報生成装置１０は、所定歩行周期における腰部位置情報を取得する（ステップＳ１１）。例えば、歩容情報生成装置１０は、一歩行周期の腰部位置情報を取得する。歩容情報生成装置１０は、複数の歩行周期の腰部位置情報を取得してもよい。

次に、歩容情報生成装置１０は、所定歩行周期における腰部位置に関する基準線を導出する（ステップＳ１２）。例えば、歩容情報生成装置１０は、一歩行周期の腰部位置に関する基準線を導出する。歩容情報生成装置１０は、複数の歩行周期の腰部位置に関する基準線を導出してもよい。

次に、歩容情報生成装置１０は、腰部位置と基準線との距離（腰部動揺）を、歩行周期ごとに計算する（ステップＳ１３）。

次に、歩容情報生成装置１０は、算出された腰部動揺に関する歩容情報を生成する（ステップＳ１４）。例えば、歩容情報生成装置１０は、腰部動揺の時系列データや、腰部動揺の時系列データのグラフを含む歩容情報を生成する。

次に、歩容情報生成装置１０は、生成した歩容情報を出力する（ステップＳ１５）。例えば、歩容情報生成装置１０は、腰部動揺の時系列データや、腰部動揺の時系列データのグラフを含む歩容情報を出力する。

（適用例）
次に、歩容情報生成装置１０に関する適用例について図面を参照しながら説明する。ここでは、歩容情報生成装置１０から出力された歩容情報を、端末装置の画面に表示させる例をあげる。以下の適用例においては、歩行する対象者の映像に、歩容情報を表示させる例をあげる。対象者の映像は、実際の映像であってもよいし、対象者の動きを模した仮想的な人物（キャラクター）であってもよい。以下においては、映像中にキャラクターを表示させる例をあげる。以下の適用例に示す表示情報は、歩容情報生成装置１０によって生成されてもよいし、歩容情報を取得した別の装置やシステムによって生成されてもよい。

〔適用例１－１〕
図１２は、歩容情報生成装置１０に関する適用例１－１に関する概念図である。適用例１－１では、歩容情報生成装置１０から出力された歩容情報として、腰部動揺の時系列データのグラフを、対象者の歩行に関する映像を構成するフレームに表示させる。図１２の例では、画面の右上の領域に、腰部動揺の時系列データのグラフを表示させる。腰部動揺の時系列データのグラフは、画面の右上以外の領域に表示されてもよい。

図１２には、対象者の歩行に関する映像に含まれる複数のフレームのうち、三つのフレームを抽出して示す。実際の映像は、より多くのフレームで構成される。図１２の三つのフレームは、左上から右下に向けて、時間（歩行周期）が進行する。各フレームに表示された腰部動揺の時系列データのグラフには、対象者の歩行フェーズに合わせた位置に、インジケータＩ（縦線）が表示される。インジケータＩは、対象者の歩行フェーズに合わせて、矢印で示す向きに移動する。

本適用例では、対象者の歩行フェーズに対応付けて、腰部動揺の時系列データのグラフが表示される。本適用例によれば、対象者の歩行に対応付けられた腰部動揺の時系列データのグラフに基づいて、直感的に歩容を把握できる。特に、本適用例によれば、腰部動揺の時系列データのグラフに表示されたインジケータＩの動きに応じて、直感的に歩容を把握できる。

〔適用例１－２〕
図１３は、歩容情報生成装置１０に関する適用例１－２に関する概念図である。適用例１－２では、歩容情報生成装置１０から出力された歩容情報として、複数の歩行周期における腰部動揺の時系列データのグラフを、対象者の歩行に関する映像を構成するフレームに表示させる。図１３の例では、画面の右上の領域に、複数の歩行周期における腰部動揺の時系列データのグラフを表示させる。複数の歩行周期における腰部動揺の時系列データのグラフは、画面の右上以外の領域に表示されてもよい。

図１３には、対象者の歩行に関する映像に含まれる複数のフレームのうち、一つのフレームを抽出して示す。実際の映像は、複数のフレームで構成される。フレームに表示された腰部動揺の時系列データのグラフには、対象者の歩行フェーズに合わせた位置に、インジケータＩ（縦線）が表示される。インジケータＩは、対象者の歩行フェーズに合わせて、矢印で示す向きに移動する。

図１３には、複数の歩行周期における腰部動揺の時系列データの変動に応じた情報が表示される。図１３は、複数の歩行周期における腰部動揺の分散や標準偏差が、歩行に応じて増大した例である。画面１００には、腰部動揺の分散や標準偏差の増大に応じて、「歩行が不安定になってきました。」という情報が表示される。例えば、対象者の歩行をリアルタイムで画面１００に表示させる場合、腰部動揺の分散や標準偏差の増大に応じて、対象者に対する推薦情報を表示させてもよい。例えば、腰部動揺の分散や標準偏差の増大に応じて、休憩を薦めたり、歩行を修正することを薦めたりする推薦情報を表示させてもよい。

本適用例では、対象者の歩行フェーズに対応付けて、複数の歩行周期における腰部動揺の時系列データのグラフが表示される。本適用例によれば、対象者の歩行に対応付けられた複数の歩行周期における腰部動揺の時系列データのグラフに基づいて、複数の歩行周期に亘る歩容を直感的に把握できる。また、本適用例によれば、腰部動揺の分散や標準偏差の変動に応じた情報を表示させることによって、歩行の継続に応じた歩容の変化を直感的に把握できる。

〔適用例１－３〕
図１４～図１５は、歩容情報生成装置１０に関する適用例１－３に関する概念図である。適用例１－３では、フレーム中のキャラクターに対して設定されたバーチャルカメラの視座を、対象者の操作に応じて切り替える。また、適用例１－３では、歩容情報生成装置１０から出力された歩容情報として、腰部動揺の時系列データのグラフを、対象者の歩行に関する映像を構成するフレームに表示させる。図１４～図１５では、画面の右上の領域に、腰部動揺の時系列データのグラフを表示させる。複数の歩行周期における腰部動揺の時系列データのグラフは、画面の右上以外の領域に表示されてもよい。図１４～図１５では、バーチャルカメラの視座に合わせて、グラフの向きが変更される。

図１４～図１５の例では、画面の左上に、バーチャルカメラの視座を変更するためのボタンが表示される。図１４～図１５の例では、バーチャルカメラの視座は、後方ＲＥ、左方Ｌ、右方Ｒ、上方Ｕ、および前方ＦＲに設定できる。バーチャルカメラの視座が設定される位置や、ボタンの配置については、図１４～図１５の例に限定されない。

図１４は、バーチャルカメラの視座が右方Ｒに設定された状態（左上）において、バーチャルカメラの視座を左方Ｌに変更するボタンが選択された例である。バーチャルカメラの視座を左方Ｌに変更するボタンの選択に応じて、バーチャルカメラの視座が左方Ｌに設定された状態（右下）に変化する。図１４の例では、対象者の進行方向に合わせて、グラフの横軸の向きが反対に変更される。図１４の例では、歩行フェーズに対応させたインジケータＩ（縦線）が移動する向きも、対象者の進行方向に合わせて、反対向きに変更される。バーチャルカメラの視座を変更するためのボタンの選択に応じて、ボタンやグラフの表示位置が変更されてもよい。

図１５は、バーチャルカメラの視座が右方Ｒに設定された状態（左上）において、バーチャルカメラの視座を上方Ｕに変更するボタンが選択された例である。バーチャルカメラの視座を上方Ｕに変更するボタンの選択に応じて、バーチャルカメラの視座が上方Ｕに設定された状態（右下）に変化する。図１５の例では、画面１００における対象者の進行方向が変わらないため、グラフの横軸の向きは変更されない。図１５の例では、歩行フェーズに対応させたインジケータＩ（縦線）が移動する向きは、変更されない。バーチャルカメラの視座を変更するためのボタンの選択に応じて、ボタンやグラフの表示位置が変更されてもよい。

本適用例では、対象者の操作に応じて、バーチャルカメラの視座を変更する。本適用例によれば、バーチャルカメラの視座を変更することによって、複数の視座から歩行を検証できるため、より直感的に歩容を把握できる。

以上のように、本実施形態の歩容情報生成装置は、取得部、腰部動揺計算部、歩容情報生成部、および出力部を備える。取得部は、所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する。腰部動揺計算部は、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、腰部動揺を計算する。腰部装用は、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する。歩容情報生成部は、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する。出力部は、生成された歩容情報を出力する。

対象者の歩行と連動させて歩容情報（表示情報）を動画で表示させれば、歩容を直感的に捉えやすくなる。例えば、対象者の腰部にバーチャルカメラの視点（追従中心）を追従させれば、対象者の足の動きによって、歩容を直感的に捉えることができる。しかし、対象者の腰部に追従中心を追従させる場合、足の動きは直感的に把握できるものの、歩行における加減速を直感的に把握することはできなかった。

本実施形態では、対象者の腰部動揺に応じた歩容情報を生成する。そのため、本実施形態によれば、対象者の歩行に応じて変動する腰部動揺に関する情報を含む歩容情報によって、対象者の歩容を直感的に把握できる。

本実施形態の一態様において、取得部は、一歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する。腰部動揺計算部は、一歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する。歩容情報生成部は、一歩行周期に関して算出された腰部動揺の変動に応じた情報を含む歩容情報を生成する。本態様によれば、一歩行周期における腰部動揺に応じた歩容情報によって、その歩行周期における対象者の歩容を直感的に把握できる。

本実施形態の一態様において、取得部は、複数の歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する。腰部動揺計算部は、複数の歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、複数の歩行周期の各々における対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する。歩容情報生成部は、複数の歩行周期ごとに算出された腰部動揺の変動に応じた情報を含む歩容情報を生成する。本態様によれば、複数の歩行周期における腰部動揺に応じた歩容情報によって、それらの歩行周期における対象者の歩容の変動を直感的に把握できる。

本実施形態の一態様において、歩容情報生成部は、歩容情報として、対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームに、所定歩行周期における腰部動揺の時系列データを重ねた表示情報を生成する。本態様によれば、映像を構成するフレームに表示された腰部動揺の時系列データによって、対象者が歩行する映像に合わせて、その対象者の歩容をより直感的に把握できる。

本実施形態の一態様において、歩容情報生成部は、所定歩行周期における腰部動揺の時系列データに、対象者の歩行フェーズに対応付けられたインジケータを重ねた表示情報を生成する。本態様によれば、腰部動揺の時系列データに重ねられたインジケータによって、対象者が歩行する映像に合わせて、その対象者の歩容をより直感的に把握できる。

本実施形態においては、現実世界の人物（対象者）の動作に応じた腰部動揺に関する歩容情報を生成する例をあげた。本実施形態の手法は、仮想世界におけるアバターなどの仮想人物の動作に応じた腰部動揺に関する歩容情報の生成に適用されてもよい。腰部動揺に応じた動きでアバターを動作させれば、アバターの動きをより現実的に表現できる。また、本実施形態の手法は、腰部以外の部位の動揺に関する歩容情報の生成に適用されてもよい。また、本実施形態の手法は、歩行以外の腰部動揺の検証に用いられてもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る歩容情報生成装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、腰部動揺に応じた速度情報を計算する点において、第１の実施形態とは異なる。以下においては、第１の実施形態と同様の構成や機能について、説明を省略する場合がある。

（構成）
図１６は、本実施形態に係る歩容情報生成装置２０の構成を示すブロック図である。歩容情報生成装置２０は、取得部２１、腰部動揺計算部２２、速度情報計算部２３、歩容情報生成部２５、および出力部２７を備える。

取得部２１は、第１の実施形態の取得部１１と同様の構成である。取得部２１は、対象者の進行方向における腰部位置情報を取得する。取得部２１は、所定歩行区間における腰部位置情報を取得する。

腰部動揺計算部２２は、第１の実施形態の腰部動揺計算部１２と同様の構成である。腰部動揺計算部２２は、対象者の腰部位置情報を、取得部２１から取得する。腰部動揺計算部２２は、取得した腰部位置情報を用いて、平均速度に応じた対象者の位置と腰部位置との位置差分（腰部動揺）を計算する。腰部動揺計算部２２は、所定歩行区間における平均速度に応じた対象者の位置を基準として、腰部動揺を計算する。

速度情報計算部２３は、腰部動揺計算部２２によって算出された腰部動揺を取得する。速度情報計算部２３は、取得した腰部動揺に応じた速度情報を計算する。例えば、速度情報計算部２３は、腰部動揺の時系列データを示す曲線の各歩行フェーズにおける、接線の傾き（速度）に応じた速度情報を計算する。例えば、速度情報計算部２３は、腰部動揺の時系列データを示す曲線の微小区間における、腰部動揺の変化率（速度）に応じた速度情報を計算する。

図１７は、速度情報計算部２３によって計算される速度情報について説明するためのグラフである。例えば、速度情報計算部２３は、腰部動揺の時系列データを示す曲線に関して、歩行フェーズｘ₁の点Ｐ₁（ｘ₁、ｙ₁）における接線Ｔｘ₁の傾きを、腰部動揺の速度として計算する。例えば、速度情報計算部２３は、腰部動揺の時系列データを示す曲線に関して、歩行フェーズｘ₂の点Ｐ₂（ｘ₂、ｙ₂）と歩行フェーズｘ₃の点Ｐ₃（ｘ₃、ｙ₃）との間の微小区間における腰部動揺の変化率を、腰部動揺の速度として計算する。点Ｐ₂（ｘ₂、ｙ₂）と点Ｐ₂₃（ｘ₃、ｙ₃）との間の微小区間における腰部動揺の変化率は、点Ｐ₂（ｘ₂、ｙ₂）と点Ｐ₂₃（ｘ₃、ｙ₃）とを通過する直線Ｔｘ₂の傾きに相当する。

歩容情報生成部２５は、速度情報計算部２３によって算出された、腰部動揺に関する速度情報を取得する。歩容情報生成部２５は、腰部動揺に関する速度情報に応じた歩容情報を生成する。例えば、歩容情報生成部２５は、腰部動揺に関する速度の向きや大きさを歩行フェーズに対応付けた時系列データを、歩容情報として生成する。歩容情報には、腰部動揺計算部２２によって算出された腰部動揺に関する情報が含まれてもよい。その場合、歩容情報生成部２５は、腰部動揺計算部２２によって算出された腰部動揺を取得する。例えば、歩容情報生成部２５は、腰部動揺の時系列データや、腰部動揺の時系列データを示すグラフを含む歩容情報を生成する。歩容情報生成部２５によって生成される歩容情報は、腰部動揺に関する速度の向きや大きさ、腰部動揺の時系列データやグラフに限定されない。

出力部２７は、第１の実施形態の出力部１７と同様の構成である。出力部２７は、歩容情報生成部２５によって生成された歩容情報を出力する。出力部２７から出力された歩容情報の使用に関しては、特に限定を加えない。

図１８は、歩容情報生成装置２０から出力された歩容情報を、歩行する対象者が表示された映像に重ねて表示させる一例を示す概念図である。図１８は、腰部動揺の速度の向きや大きさを示す矢印（指標とも呼ぶ）が、画面２００の対象者に対応付けて表示される例である。図１８の例では、画面２００の中央に対象者の腰部が表示される。画面２００の右上には、第１の実施形態と同様に、腰部動揺の時系列データを示すグラフが表示される。腰部動揺の時系列データを示すグラフの表示位置は、画面２００の右上以外の領域であってもよい。腰部動揺の時系列データを示すグラフには、対象者の歩行フェーズに合わせた位置に、インジケータＩ（縦線）が表示される様子を示す。腰部動揺の時系列データを示すグラフは、省略されてもよい。また、画面２００には、腰部動揺の速度の時系列データを示すグラフが表示されてもよい。

図１８のように、腰部動揺に関する速度の向きや大きさを示す矢印を画面２００に表示させれば、画面２００の中央に表示されている対象者の歩行に合わせて、その対象者の腰部動揺の速度を直感的に把握しやすい。腰部動揺の速度の向きや大きさは、矢印の太さや色、濃淡、模様などで表現されてもよい。腰部動揺の速度の向きや大きさを、矢印の太さや色、濃淡、模様などで表現すれば、腰部動揺の変動をより視覚的に把握しやすくなる。

（動作）
次に、歩容情報生成装置２０の動作の一例について図面を参照しながら説明する。図１９は、歩容情報生成装置２０の動作の一例について説明するためのフローチャートである。図１９のフローチャートに沿った説明においては、歩容情報生成装置２０を動作主体とする。

図１９において、まず、歩容情報生成装置２０は、所定歩行周期における腰部位置情報を取得する（ステップＳ２１）。例えば、歩容情報生成装置２０は、一歩行周期の腰部位置情報を取得する。歩容情報生成装置２０は、複数の歩行周期の腰部位置情報を取得してもよい。

次に、歩容情報生成装置２０は、所定歩行周期における腰部位置に関する基準線を導出する（ステップＳ２２）。例えば、歩容情報生成装置２０は、一歩行周期の腰部位置に関する基準線を導出する。歩容情報生成装置２０は、複数の歩行周期の腰部位置に関する基準線を導出してもよい。

次に、歩容情報生成装置２０は、腰部位置と基準線との距離（腰部動揺）を、歩行周期ごとに計算する（ステップＳ２３）。

次に、歩容情報生成装置２０は、算出された腰部動揺に応じた速度情報を生成する（ステップＳ２４）。例えば、歩容情報生成装置２０は、腰部動揺に関する速度の大きさや向きを示す速度情報を生成する。

次に、歩容情報生成装置２０は、算出された腰部動揺および速度情報に関する歩容情報を生成する（ステップＳ２５）。例えば、歩容情報生成装置２０は、腰部動揺に関する速度の大きさや向きを示す矢印（指標）を含む歩容情報を生成する。例えば、歩容情報生成装置２０は、腰部動揺の時系列データや、腰部動揺の時系列データのグラフを含む歩容情報を生成する。

次に、歩容情報生成装置２０は、生成した歩容情報を出力する（ステップＳ２６）。例えば、歩容情報生成装置２０は、腰部動揺の速度の大きさや向きを示す矢印（指標）や、腰部動揺の時系列データのグラフを含む歩容情報を出力する。

（適用例）
次に、歩容情報生成装置２０に関する適用例について図面を参照しながら説明する。ここでは、歩容情報生成装置２０から出力された歩容情報を、端末装置の画面に表示させる例をあげる。以下の適用例においては、歩行する対象者の映像に、歩容情報を表示させる例をあげる。対象者の映像は、実際の映像であってもよいし、仮想的な人物（キャラクター）であってもよい。以下においては、映像中にキャラクターを表示させる例をあげる。以下の適用例に示す表示情報は、歩容情報生成装置２０によって生成されてもよいし、歩容情報を取得した別の装置やシステムによって生成されてもよい。

〔適用例２－１〕
図２０は、歩容情報生成装置２０に関する適用例２－１に関する概念図である。適用例２－１では、歩容情報生成装置２０から出力された歩容情報として、腰部動揺の速度情報に応じた矢印を、対象者の歩行に関する映像を構成するフレームに表示させる。腰部動揺の速度情報に応じた矢印は、フレーム中のキャラクターの腰部位置に合わせて表示される。腰部動揺の速度情報に応じた矢印は、腰部位置とは異なる位置に表示されてもよい。例えば、腰部動揺の速度情報に応じた矢印は、腰部動揺の速度の向きに応じて、フレーム中のキャラクターの前方や後方に表示されてもよい。また、図２０の例では、第１の実施形態と同様に、フレームの右上の領域に、腰部動揺の時系列データのグラフを表示させる。腰部動揺の時系列データのグラフは、省略されてもよい。フレームには、腰部動揺の速度に関する時系列データのグラフが表示されてもよい。

図２０には、対象者の歩行に関する映像に含まれる複数のフレームのうち、三つのフレームを抽出して示す。実際の映像は、より多くのフレームで構成される。図２０の三つのフレームは、左上から右下に向けて、時間（歩行周期）が進行する。フレーム中のキャラクターの腰部位置には、腰部動揺の速度情報に応じた矢印が表示される。矢印は、腰部動揺の速度の向きおよび大きさを反映させた形状を有する。矢印の向きは、腰部動揺の速度の向きに向けられる。矢印の大きさは、腰部動揺の速度に対応付けた長さに設定される。腰部動揺の速度が大きいほど矢印の長さが長く、腰部動揺の速度が小さいほど矢印の長さが短い。また、フレームに表示された腰部動揺の時系列データのグラフには、対象者の歩行フェーズに合わせた位置に、インジケータＩ（縦線）が表示される。インジケータＩは、対象者の歩行フェーズに合わせて、矢印で示す向きに移動する。フレーム中のキャラクターの腰部位置に表示された矢印は、グラフのインジケータＩにおける腰部動揺の速度情報を示す。

左上のフレームでは、腰部動揺の速度が正であるため、腰部動揺の速度情報に応じた矢印の向きは前方である。中央のフレームでは、腰部動揺の速度が負であるため、腰部動揺の速度情報に応じた矢印の向きは後方である。左上のフレームと中央のフレームとでは、腰部動揺の向きが反対であるため、矢印の向きが反対である。また、左上のフレームと比べて、中央のフレームにおいては、腰部動揺の速度の絶対値が大きい。そのため、左上のフレームよりも、中央のフレームにおいては、矢印の長さが長い。右下のフレームでは、腰部動揺の速度が正であるため、腰部動揺の速度情報に応じた矢印の向きは前方である。左上のフレームと比べて、右下のフレームにおいては、腰部動揺の速度が小さい。そのため、左上のフレームよりも、右下のフレームにおいては、矢印の長さが短い。腰部動揺の速度がゼロの場合は、腰部動揺の速度情報に応じた矢印は表示させない。腰部動揺の速度がゼロの場合、矢印ではない記号や図形を表示させてもよい。

本適用例では、対象者の歩行フェーズに対応付けて、腰部動揺の速度情報に応じた矢印が表示される。本適用例によれば、対象者の歩行に対応付けられた腰部動揺の速度情報に応じた矢印に基づいて、直感的に歩容を把握できる。特に、本適用例によれば、腰部動揺の速度情報に応じた矢印の向きや長さの変化に応じて、直感的に歩容を把握できる。

以上のように、本実施形態の歩容情報生成装置は、取得部、腰部動揺計算部、速度情報生成部、歩容情報生成部、および出力部を備える。取得部は、所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する。腰部動揺計算部は、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する。速度情報生成部は、腰部動揺の速度の向きおよび大きさに応じた速度情報を生成する。歩容情報生成部は、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する。歩容情報生成部は、歩容情報として、対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームに、腰部動揺の速度の向きおよび大きさを表す矢印を重ねた表示情報を生成する。出力部は、生成された表示情報を含む歩容情報を出力する。

本実施形態では、対象者に関して、腰部動揺の速度の向きおよび大きさに応じた矢印を含む歩容情報を生成する。そのため、本実施形態によれば、対象者の歩行による腰部動揺の速度に応じた矢印によって、対象者の歩容をより直感的に把握できる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る歩容情報生成装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、腰部動揺に応じて、バーチャルカメラの視点（追従中心）を変更する点において、第１～第２の実施形態とは異なる。以下においては、第１の実施形態の構成に、バーチャルカメラの追従中心を変更する構成を追加する例について説明する。バーチャルカメラの追従中心を変更する構成は、第２の実施形態の構成に追加されてもよい。以下においては、第１～第２の実施形態と同様の構成や機能について、説明を省略する場合がある。

（構成）
図２１は、本実施形態に係る歩容情報生成装置３０の構成を示すブロック図である。歩容情報生成装置３０は、取得部３１、腰部動揺計算部３２、追従中心計算部３４、歩容情報生成部３５、および出力部３７を備える。

取得部３１は、第１の実施形態の取得部１１と同様の構成である。取得部３１は、対象者の進行方向における腰部位置情報を取得する。取得部３１は、所定歩行区間における腰部位置情報を取得する。

腰部動揺計算部３２は、第１の実施形態の腰部動揺計算部１２と同様の構成である。腰部動揺計算部３２は、対象者の腰部位置情報を、取得部３１から取得する。腰部動揺計算部３２は、取得した腰部位置情報を用いて、平均速度に応じた対象者の位置と腰部位置との位置差分（腰部動揺）を計算する。腰部動揺計算部３２は、所定歩行区間における平均速度に応じた対象者の位置を基準として、腰部動揺を計算する。

追従中心計算部３４は、腰部動揺計算部３２によって算出された腰部動揺を取得する。追従中心計算部３４は、取得した腰部動揺に応じて、バーチャルカメラの視点（追従中心）の位置を計算する。追従中心は、映像を構成する複数のフレームの中心に相当する。追従中心は、対象者の歩容に関する映像を表示させる画面の中央に設定される。腰部位置と追従中心との差分が、腰部動揺に相当する。

図２２は、歩行する対象者が画面３００に表示される一例を示す概念図である。対象者に追従するバーチャルカメラ３５０の視点（追従中心ＦＣ）は、画面３００の中央を捉える位置に設定される。画面３００において、対象者は、腰部位置ＬＰと追従中心ＦＣとの差分である腰部動揺Ｄｘに応じた位置に表示される。図２２の例では、追従中心ＦＣと腰部位置ＬＰの位置が異なる。

歩容情報生成部３５は、追従中心計算部３４によって算出された追従中心の位置と、腰部動揺計算部３２によって算出された腰部動揺との差分に応じた歩容情報を生成する。例えば、歩容情報生成部３５は、追従中心から、腰部動揺の分だけずらした位置に腰部位置が設定された表示情報を生成する。歩容情報生成部３５は、腰部動揺の時系列データや、腰部動揺の時系列データを示すグラフを含む歩容情報として生成してもよい。また、歩容情報生成部３５は、腰部動揺に関する速度の向きや大きさが歩行フェーズに対応付けられた時系列データを含む、歩容情報を生成してもよい。歩容情報生成部３５によって生成される歩容情報は、腰部位置と追従中心との差分（腰部動揺）を反映させた表示情報や、腰部動揺に関する速度の向きや大きさ、腰部動揺の時系列データやグラフに限定されない。

出力部３７は、第１の実施形態の出力部１７と同様の構成である。出力部３７は、歩容情報生成部３５によって生成された歩容情報を出力する。出力部３７から出力された歩容情報の使用に関しては、特に限定を加えない。

図２３は、腰部動揺に応じた対象者の表示位置について説明するための概念図である。腰部動揺Ｄｘが正の場合（左）、腰部位置ＬＰに対して追従中心ＦＣが遅れる。そのため、腰部動揺Ｄｘが正の場合（左）、画面３００の中心（追従中心ＦＣ）から、腰部動揺Ｄｘの絶対値｜Ｄｘ｜の分だけ右側にずれた位置に対象者が表示される。腰部動揺Ｄｘがゼロの場合（中央）、腰部位置ＬＰと追従中心ＦＣとが一致する。そのため、腰部動揺Ｄｘがゼロの場合（中央）、腰部位置ＬＰと追従中心ＦＣとが重なる画面３００の中央の位置に対象者が表示される。腰部動揺Ｄｘが負の場合（右）、腰部位置ＬＰに対して追従中心ＦＣが進む。そのため、腰部動揺Ｄｘが負の場合（右）、画面３００の中心（追従中心ＦＣ）から、腰部動揺Ｄｘの絶対値｜Ｄｘ｜の分だけ左側にずれた位置に対象者が表示される。

図２３のように、腰部位置と追従中心との差分（腰部動揺）に応じた位置に対象者を表示させれば、対象者の歩行における加減速を直感的に把握しやすい。

（動作）
次に、歩容情報生成装置３０の動作の一例について図面を参照しながら説明する。図２４は、歩容情報生成装置３０の動作の一例について説明するためのフローチャートである。図２４のフローチャートに沿った説明においては、歩容情報生成装置３０を動作主体とする。

図２４において、まず、歩容情報生成装置３０は、所定歩行周期における腰部位置情報を取得する（ステップＳ３１）。例えば、歩容情報生成装置３０は、一歩行周期の腰部位置情報を取得する。歩容情報生成装置３０は、複数の歩行周期の腰部位置情報を取得してもよい。

次に、歩容情報生成装置３０は、所定歩行周期における腰部位置に関する基準線を導出する（ステップＳ３２）。例えば、歩容情報生成装置３０は、一歩行周期の腰部位置に関する基準線を導出する。歩容情報生成装置３０は、複数の歩行周期の腰部位置に関する基準線を導出してもよい。

次に、歩容情報生成装置３０は、腰部位置と基準線との距離（腰部動揺）を、歩行周期ごとに計算する（ステップＳ３３）。

次に、歩容情報生成装置３０は、算出された腰部動揺に応じて、バーチャルカメラ３５０の追従中心を計算する（ステップＳ３４）。例えば、歩容情報生成装置３０は、腰部位置および腰部動揺に基づいて、追従中心を計算する。

次に、歩容情報生成装置３０は、算出された腰部動揺および追従中心に応じた表示情報を含む、歩容情報を生成する（ステップＳ３５）。例えば、歩容情報生成装置３０は、腰部位置と追従中心との差分（腰部動揺）を反映させた表示情報を含む、歩容情報を生成する。例えば、歩容情報生成装置３０は、腰部動揺の時系列データや、腰部動揺の時系列データのグラフを含む歩容情報を生成する。

次に、歩容情報生成装置３０は、生成した歩容情報を出力する（ステップＳ３６）。例えば、歩容情報生成装置３０は、腰部位置と追従中心との差分（腰部動揺）を反映させた表示情報や、腰部動揺の時系列データのグラフを含む歩容情報を出力する。

（適用例）
次に、歩容情報生成装置３０に関する適用例について図面を参照しながら説明する。ここでは、歩容情報生成装置３０から出力された歩容情報を、端末装置の画面に表示させる例をあげる。以下の適用例においては、歩行する対象者の映像に、歩容情報を表示させる例をあげる。対象者の映像は、実際の映像であってもよいし、仮想的な人物（キャラクター）であってもよい。以下においては、映像中にキャラクターを表示させる例をあげる。以下の適用例に示す表示情報は、歩容情報生成装置３０によって生成されてもよいし、歩容情報を取得した別の装置やシステムによって生成されてもよい。

〔適用例３－１〕
図２５は、歩容情報生成装置３０に関する適用例３－１に関する概念図である。適用例３－１では、歩容情報生成装置３０から出力された歩容情報として、対象者の腰部動揺に応じて、その対象者の表示位置が変化する表示情報を表示させる。また、図２５の例では、第１の実施形態と同様に、フレームの右上の領域に、腰部動揺の時系列データのグラフを表示させる。腰部動揺の時系列データのグラフは、省略されてもよい。フレームには、腰部動揺の速度に関する時系列データのグラフが表示されてもよい。

図２５には、対象者の歩行に関する映像に含まれる複数のフレームのうち、三つのフレームを抽出して示す。実際の映像は、より多くのフレームで構成される。図２５の三つのフレームは、左上から右下に向けて、時間（歩行周期）が進行する。フレーム中のキャラクターは、腰部動揺に応じた位置に表示される。キャラクターは、追従中心ＦＣに対する腰部動揺の向きに応じた位置に表示される。腰部動揺の大きさに応じた位置に表示される。腰部動揺が大きいほど、追従中心ＦＣに対するキャラクターのずれ量が大きい。腰部動揺が小さいほど、追従中心ＦＣに対するキャラクターのずれ量が小さい。また、フレームに表示された腰部動揺の時系列データのグラフには、対象者の歩行フェーズに合わせた位置に、インジケータＩ（縦線）が表示される。インジケータＩは、対象者の歩行フェーズに合わせて、矢印で示す向きに移動する。フレームにおけるキャラクターの位置は、グラフのインジケータＩにおける腰部動揺に対応する。

左上のフレームでは、腰部動揺が正であるため、追従中心ＦＣに対して右側にキャラクターが表示される。中央のフレームでは、腰部動揺がゼロであるため、追従中心ＦＣの位置にキャラクターが表示される。右下のフレームでは、腰部動揺が負であるため、追従中心ＦＣに対して左側にキャラクターが表示される。

本適用例では、対象者の歩行フェーズに対応付けて、腰部動揺の向きや大きさに応じた位置に対象者を模したキャラクターが表示される。本適用例によれば、腰部動揺の向きや大きさに応じた位置に表示されるキャラクターの動きに基づいて、対象者の歩容を直感的に把握できる。

〔適用例３－２〕
図２６は、歩容情報生成装置３０に関する適用例３－２に関する概念図である。適用例３－２では、腰部動揺に応じたキャラクターの表示位置を、ユーザの操作に応じて切り替える。図２６では、キャラクターの動きをより明確にするために、実際の腰部動揺よりも大きな変位量でキャラクターの動きを表現する。

図２６の例では、画面の左上に、画面３００における対象者の変位量を変更するためのボタンが表示される。図２６の例では、実際の腰部動揺の５倍（×５）に変位量を変更するためのボタンが、表示される。設定できる変位量（倍率）や、ボタンの配置については、図２６の例に限定されない。

左上の画面３００の状態では、ボタンが押下されていない。左上の画面３００の状態では、追従中心ＦＣに対して、腰部動揺Ｄｘの絶対値｜Ｄｘ｜だけ右方の位置に対象者が表示される。右下の画面３００の状態では、ボタンが押下されて、変位量の変更がアクティブになっている。右下の画面３００の状態では、ボタンの押下に応じて、対象者の表示位置が腰部動揺Ｄｘの絶対値｜Ｄｘ｜の５倍（５×｜Ｄｘ｜）だけ右方の位置に対象者が表示される。右下の画面３００の状態では、腰部動揺が強調されるため、対象者の歩行における腰部位置の変動を認識しやすい。

本適用例では、ユーザの操作に応じて、画面３００における対象者の変位量を変更する。本適用例によれば、対象者の歩行に応じた腰部動揺を強調表示できるため、より直感的に歩容を把握できる。

以上のように、本実施形態の歩容情報生成装置は、取得部、腰部動揺計算部、追従中心計算部、歩容情報生成部、および出力部を備える。取得部は、所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する。腰部動揺計算部は、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、腰部動揺を計算する。腰部動揺は、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する。追従中心計算部は、腰部動揺の向きおよび大きさに応じて、対象者に追従する追従中心を計算する。歩容情報生成部は、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する。歩容情報生成部は、歩容情報として、対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームにおいて、追従中心と腰部動揺との差分に応じた位置に対象者を表示させた表示情報を生成する。出力部は、生成された表示情報を含む歩容情報を出力する。

本実施形態では、追従中心と腰部位置との差分（腰部動揺）に応じた位置に対象者を表示させた表示情報を生成する。そのため、本実施形態によれば、映像を構成するフレームにおける対象者の位置の変動に応じて、対象者の歩容をより直感的に把握できる。本実施形態では、腰部動揺に応じた位置に対象者を表示させた表示情報を生成する例をあげた。本実施形態の手法は、腰部動揺の速度情報に応じた位置に対象者を表示させた表示情報の生成に適用されてもよい。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る歩容情報生成装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の歩容情報生成装置は、第１～第３の歩容情報生成装置を簡略化した構成である。

図２７は、本実施形態に係る歩容情報生成装置４０の構成の一例を示すブロック図である。歩容情報生成装置４０は、取得部４１、腰部動揺計算部４２、歩容情報生成部４５、および出力部４７を備える。

取得部４１は、所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する。腰部動揺計算部４２は、所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、対象者の腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する。歩容情報生成部４５は、所定歩行周期に関して算出された腰部動揺に応じた歩容情報を生成する。出力部４７は、生成された歩容情報を出力する。

本実施形態によれば、対象者の腰部動揺に応じた歩容情報を生成することによって、対象者の歩容を直感的に把握できる歩容情報を生成する。

（ハードウェア）
ここで、本開示の各実施形態に係る処理を実行するハードウェア構成について、図２８の情報処理装置９０（コンピュータ）を一例としてあげて説明する。なお、図２８の情報処理装置９０は、各実施形態の処理を実行するための構成例であって、本開示の範囲を限定するものではない。

図２８のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６を備える。図２８においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６は、バス９８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラム（命令）を、主記憶装置９２に展開する。例えば、プログラムは、各実施形態の処理を実行するためのソフトウェアプログラムである。プロセッサ９１は、主記憶装置９２に展開されたプログラムを実行する。プロセッサ９１は、プログラムを実行することによって、各実施形態に係る処理を実行する。

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２には、プロセッサ９１によって、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムが展開される。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリによって実現される。また、主記憶装置９２として、ＭＲＡＭ（Magneto resistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリが構成／追加されてもよい。

補助記憶装置９３は、プログラムなどの種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって実現される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

入出力インターフェース９５は、規格や仕様に基づいて、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。外部機器と接続されるインターフェースとして、入出力インターフェース９５と通信インターフェース９６とが共通化されてもよい。

情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器が接続されてもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。入力機器としてタッチパネルが用いられる場合、タッチパネルの機能を有する画面がインターフェースになる。プロセッサ９１と入力機器とは、入出力インターフェース９５を介して接続される。

情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器が備え付けられてもよい。表示機器が備え付けられる場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられる。情報処理装置９０と表示機器は、入出力インターフェース９５を介して接続される。

情報処理装置９０には、ドライブ装置が備え付けられてもよい。ドライブ装置は、プロセッサ９１と記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体に格納されたデータやプログラムの読み込みや、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みを仲介する。情報処理装置９０とドライブ装置は、入出力インターフェース９５を介して接続される。

以上が、本発明の各実施形態に係る処理を可能とするためのハードウェア構成の一例である。図２８のハードウェア構成は、各実施形態に係る処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。各実施形態に係る処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。

各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も、本発明の範囲に含まれる。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体によって実現されてもよい。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現されてもよい。プロセッサが実行するプログラムが記録媒体に記録されている場合、その記録媒体はプログラム記録媒体に相当する。

各実施形態の構成要素は、任意に組み合わせられてもよい。各実施形態の構成要素は、ソフトウェアによって実現されてもよい。各実施形態の構成要素は、回路によって実現されてもよい。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０、２０、３０、４０ 歩容情報生成装置
１１、２１、３１、４１ 取得部
１２、２２、３２、４２ 腰部動揺計算部
１５、２５、３５、４５ 歩容情報生成部
１７、２７、３７、４７ 出力部
２３ 速度情報計算部
３４ 追従中心計算部

Claims (10)

1. 所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する取得手段と、
   前記所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、前記対象者の前記腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の歩行フェーズの各々における前記腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する腰部動揺計算手段と、
   前記所定歩行周期に関して算出された前記腰部動揺に応じた歩容情報を生成する歩容情報生成手段と、
   生成された前記歩容情報を出力する出力手段と、を備える歩容情報生成装置。
2. 前記取得手段は、
   一歩行周期における前記対象者の前記腰部位置の時系列データを含む前記腰部位置情報を取得し、
   前記腰部動揺計算手段は、
   前記一歩行周期に含まれる複数の前記歩行フェーズに関して、前記対象者の前記腰部位置の時系列データに対して設定された前記基準線と、複数の前記歩行フェーズの各々における前記腰部位置との距離に相当する前記腰部動揺を計算し、
   前記歩容情報生成手段は、
   前記一歩行周期に関して算出された前記腰部動揺の変動に応じた情報を含む前記歩容情報を生成する請求項１に記載の歩容情報生成装置。
3. 前記取得手段は、
   複数の歩行周期における前記対象者の前記腰部位置の時系列データを含む前記腰部位置情報を取得し、
   前記腰部動揺計算手段は、
   複数の前記歩行周期に含まれる複数の前記歩行フェーズに関して、複数の前記歩行周期の各々における前記対象者の前記腰部位置の時系列データに対して設定された前記基準線と、複数の前記歩行フェーズの各々における前記腰部位置との距離に相当する前記腰部動揺を計算し、
   前記歩容情報生成手段は、
   複数の前記歩行周期ごとに算出された前記腰部動揺の変動に応じた情報を含む前記歩容情報を生成する請求項１に記載の歩容情報生成装置。
4. 前記歩容情報生成手段は、
   前記歩容情報として、前記対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームに、前記所定歩行周期における前記腰部動揺の時系列データを重ねた表示情報を生成する請求項１に記載の歩容情報生成装置。
5. 前記歩容情報生成手段は、
   前記所定歩行周期における前記腰部動揺の時系列データに、前記対象者の前記歩行フェーズに対応付けられたインジケータを重ねた前記表示情報を生成する請求項４に記載の歩容情報生成装置。
6. 前記腰部動揺の速度の向きおよび大きさに応じた速度情報を生成する速度情報計算手段を備え、
   前記歩容情報生成手段は、
   前記歩容情報として、前記対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームに、前記腰部動揺の速度の向きおよび大きさを表す矢印を重ねた表示情報を生成する請求項１に記載の歩容情報生成装置。
7. 前記腰部動揺の向きおよび大きさに応じて、前記対象者に追従する追従中心を計算する追従中心計算手段を備え、
   前記歩容情報生成手段は、
   前記歩容情報として、前記対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームにおいて、前記追従中心と前記腰部動揺との差分に応じた位置に前記対象者を表示させた表示情報を生成する請求項１に記載の歩容情報生成装置。
8. 前記出力手段は、
   前記対象者に関する前記表示情報を端末装置に出力し、
   前記端末装置の画面に前記表示情報を表示させる請求項４乃至７のいずれか一項に記載の歩容情報生成装置。
9. コンピュータが、
   所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得し、
   前記所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、前記対象者の前記腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の前記歩行フェーズの各々における前記腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算し、
   前記所定歩行周期に関して算出された前記腰部動揺に応じた歩容情報を生成し、
   生成された前記歩容情報を出力する歩容情報生成方法。
10. 所定歩行周期における対象者の腰部位置の時系列データを含む腰部位置情報を取得する処理と、
    前記所定歩行周期に含まれる複数の歩行フェーズに関して、前記対象者の前記腰部位置の時系列データに対して設定された基準線と、複数の前記歩行フェーズの各々における前記腰部位置との距離に相当する腰部動揺を計算する処理と、
    前記所定歩行周期に関して算出された前記腰部動揺に応じた歩容情報を生成する処理と、
    生成された前記歩容情報を出力する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。

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