JP6650600B2 - 歩行杖及び歩行補助装置 - Google Patents

歩行杖及び歩行補助装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6650600B2
JP6650600B2 JP2016092688A JP2016092688A JP6650600B2 JP 6650600 B2 JP6650600 B2 JP 6650600B2 JP 2016092688 A JP2016092688 A JP 2016092688A JP 2016092688 A JP2016092688 A JP 2016092688A JP 6650600 B2 JP6650600 B2 JP 6650600B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
irradiation
walking
unit
balance
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016092688A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017158996A (ja
Inventor
佳州 佐藤
佳州 佐藤
透 中田
透 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JP2017158996A publication Critical patent/JP2017158996A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6650600B2 publication Critical patent/JP6650600B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45BWALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B3/00Sticks combined with other objects
    • A45B3/02Sticks combined with other objects with illuminating devices
    • A45B3/04Sticks combined with other objects with illuminating devices electrical
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45BWALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B3/00Sticks combined with other objects
    • A45B3/08Sticks combined with other objects with measuring or weighing appliances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45BWALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B9/00Details
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45BWALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B9/00Details
    • A45B9/02Handles or heads
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45BWALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B9/00Details
    • A45B9/04Ferrules or tips
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/02Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F21V23/0492Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors the sensor detecting a change in orientation, a movement or an acceleration of the lighting device, e.g. a tilt switch
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A45HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45BWALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B9/00Details
    • A45B2009/002Accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30Semiconductor lasers

Description

本開示は、安定した歩行を支援する歩行杖及び歩行補助装置に関する。
近年の高齢化に伴い、歩行機能の低下による転倒の予防が重要な課題となっている。歩行機能の低下を補うための手段としては、その程度や目的に応じて、手すり、歩行杖(以下、単に杖ともいう)、車いす、機械的な補助を行う歩行器などが存在する。
自立歩行可能なものの、転倒の危険性があるユーザが用いる歩行補助器としては、杖が最も一般的である。杖は、歩行の際のバランスをとり、ユーザの転倒を予防する効果がある。
杖を用いて、歩行の補助を行う従来技術としては、特許文献1が挙げられる。特許文献1では、ライトが組み込まれた杖が開示されている。ユーザが特許文献1の杖を持って夜道を歩く際に、杖に組み込まれたライトで通路や足元を照らすことによって、ユーザは、杖とは別に懐中電灯を持つ必要がない、杖での歩行を実現している。
特開2003−102526号公報
Ling BaoandStephen S. Intille, "Activity recognition from user annotated acceleration data.", Pervasive Computing, pp.1-17, 2004. 山田、平田、小野、安藤、「体幹加速度由来歩容指標による歩容異常の評価」、理学療法、第33巻、第1号、pp.14-21、2006年
しかしながら、上記従来の技術では、夜間歩行時の照明による補助に限られており、歩行時にユーザのバランス補助を適切に行うことができているかは考慮されていない。
本開示の非限定的で例示的な一態様は、ユーザの歩行バランスを効果的に安定させることができる歩行杖である。本開示の非限定的で例示的な一態様は、ユーザの歩行バランスを効果的に安定させることができる歩行補助装置である。
本開示の一態様に係る歩行杖は、棒状の杖本体部と、前記杖本体部の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、光を地面に照射する照射部と、(i)前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、(ii)前記杖本体部の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部の光の照射方向を制御する照射制御部を含む制御部と、を備える。
また、本開示の一態様に係る歩行補助装置は、歩行杖に取り付けられる歩行補助装置であって、前記歩行杖の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、光を地面に照射する照射部と、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、前記歩行杖の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部における光の照射角度を制御する照射制御部と、を備える。
本開示の一態様に係る歩行杖及び歩行補助装置は、ユーザの歩行を効果的に補助することができる。
図1は、実施の形態1における歩行杖の使用シーンを示す図である。 図2は、実施の形態1における歩行杖の構造を示す図である。 図3は、実施の形態1における歩行杖の詳細な機能構成を示す図である。 図4は、実施の形態1における照射角度及び傾斜角度を説明するための図である。 図5は、実施の形態1における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。 図6は、ユーザの歩行バランスが安定しているときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。 図7は、ユーザの歩行バランスが不安定であるときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。 図8は、基準照射角度を減少させたときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。 図9は、実施の形態2における歩行杖の基準照射角度の決定処理を示すフローチャートである。 図10は、実施の形態3におけるバランス評価の閾値更新処理を示すフローチャートである。 図11は、転倒時の加速度の時間変化の一例を示すグラフである。 図12は、実施の形態4における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。 図13は、実施の形態5における照射角度記憶部に記憶される複数の基準照射角度の一例を示す図である。 図14は、実施の形態5における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。 図15は、歩行杖で階段を上っているときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。 図16は、歩行杖で階段を下っているときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。 図17は、他の実施の形態における照射部の機構の一例を示す図である。 図18は、他の実施の形態における歩行杖の機能構成を示す図である。
(本開示の概要)
本発明者は、杖を用いた歩行に関し、以下の問題が生じることを見出した。
杖を用いた歩行において、杖の先端を突く位置は歩行のバランスに大きな影響を与える。歩行バランスが安定する位置に杖を突くことができなければ、ユーザは、バランスを崩し、転倒してしまうことがある。しかしながら、ユーザは、どの位置に杖を突けば歩行バランスが安定するかわからない場合がある。
そこで、本開示の一態様に係る歩行杖は、棒状の杖本体部と、前記杖本体部の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサ部と、光を地面に照射する照射部と、(i)前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、(ii)前記杖本体部の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部の光の照射方向を制御する照射制御部を含む制御部と、を備える。
この構成によれば、検知された傾斜角度に基づいて、照射部の光の照射方向を制御することができる。したがって、杖本体部の先端を突く次の位置を指示するために光を地面に照射するときに、光の照射位置を安定させることができる。その結果、歩行杖は、杖本体部の先端を突く次の位置の指示を安定させることができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
さらに、この構成によれば、歩行中の歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて、照射方向を制御することができる。したがって、歩行中に歩行バランスが崩れたときに、歩行バランスを安定させるように照射方向を効果的に制御することができ、ユーザの転倒を抑制することができる。
例えば、前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、前記照射部からの光を前記地面の所定の照射位置に照射し続けてもよい。
この構成によれば、杖本体部の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、照射部からの光を地面の所定の照射位置に照射し続けることができる。したがって、所定時間の間、光の照射位置を安定させることができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
例えば、前記歩行杖は、さらに、前記杖本体部の先端部の地面への接地を検知する接地センサを備え、前記所定時間は、前記接地センサが前記先端部の接地を検知してから、次の接地を検知するまでの時間であってもよい。
この構成によれば、杖本体部の先端部の接地を検知してから次の接地を検知するまでの間に、照射部からの光を地面の所定の照射位置に照射し続けることができる。したがって、杖を突くサイクルに従って光の照射位置を安定させることができる。
例えば、前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度と、予め定められた基準傾斜角度に対して予め定められた照射方向を示す基準照射角度と、を用いて、前記照射方向を制御し、前記安定性の評価の結果に基づいて前記基準照射角度を調整してもよい。具体的には、例えば、前記照射制御部は、鉛直方向に対する基準傾斜角度が0度のときの基準照射角度をαと表し、前記杖本体部の長手方向と前記鉛直方向との間の傾斜角度をβと表したときに、前記α及び前記βを用いて、前記杖本体部の長手方向と前記照射部からの光の光軸との間の照射角度γを以下の式1で導出し、導出された照射角度γを用いて前記照射方向を制御してもよい。
Figure 0006650600
この構成によれば、検知された傾斜角度と、基準照射角度と、を用いて、照射方向を制御することができる。したがって、例えばユーザ及び歩行杖等の特徴に応じて基準照射角度を適切に定めれば、ユーザ及び歩行杖等の特徴に応じて適切に光の照射方向を制御することができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
例えば、前記照射制御部は、前記評価の結果として得られる歩行バランスの安定性の低さを表す評価値が所定の閾値より大きい場合に前記基準照射角度を減少させてもよい。
この構成によれば、評価値が閾値より大きい場合に基準照射角度を減少させることにより、照射位置を歩行者に近付けることができる。したがって、歩行バランスの安定性が低下したときに、より近い位置に杖本体部の先端を突くようにユーザを誘導することができ、ユーザの歩行バランスを改善し、転倒を抑制することができる。
例えば、前記照射制御部は、前記評価値が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記照射部に光の照射を開始させてもよい。
この構成によれば、評価値が閾値よりも大きい場合に光の照射を開始させることができる。したがって、歩行バランスが安定しているときには、光の照射が開始されないので、ユーザは、照射位置を意識することなく歩行することができ、光の照射位置に縛られず自由に歩行することができる。また、歩行バランスの安定性が低下したときに、ユーザに歩行バランスの低下を認知させることができ、ユーザ10の転倒を抑制することができる。一方、歩行バランスの安定性が低下したときに光の照射が開始されるので、歩行バランスが低下したことを光によってユーザに明示的に通知することができ、歩行バランスの改善をユーザに促すことができる。
例えば、前記評価値は、前記検知された加速度の時間的な分散値及び前記検知された角速度の時間的な分散値の少なくとも一方であってもよい。
この構成によれば、評価値として、加速度又は角速度の時間的な分散値を用いることができ、歩行バランスの安定性の評価を容易に行うことができる。
例えば、前記バランス評価部は、さらに、前記ユーザの転倒を検知し、前記転倒が検知される直前の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を算出し、算出された前記評価値は、前記所定の閾値として用いられてもよい。
この構成によれば、転倒が検知される直線の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を所定の閾値として用いることができる。したがって、実際に転倒したときの歩行バランスの安定性の評価値を、照射方向の制御に用いることができ、ユーザの転倒をより抑制することができる。
例えば、前記制御部は、さらに、複数の基準照射角度の候補を記憶するための記憶部をさらに備え、前記バランス評価部は、前記予め定められた複数の基準照射角度の候補に従って光を照射したときの歩行バランスの安定性の評価を行い、当該評価の結果に基づいて前記複数の基準照射角度の候補のうちのいずれかを前記基準照射角度として前記記憶部に格納し、前記照射制御部は、前記記憶部から前記基準照射角度を取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御してもよい。
この構成によれば、歩行杖を用いて歩行したときの歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて基準照射角度を記憶部に格納することができる。したがって、歩行杖及びユーザの特徴に適した基準照射角度を予め定めることができる。このように定められた基準照射角度を用いて光の照射方向を制御することで、ユーザ及び歩行杖等の特徴により適した光の照射方向の制御が可能となり、ユーザの歩行バランスの補助をより効果的に行うこと可能となる。
例えば、前記記憶部は、複数の歩行条件に対応する複数の基準照射角度を記憶しており、前記バランス評価部は、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方を用いて、前記歩行杖で歩行中のユーザの歩行条件を推定し、前記照射制御部は、推定された前記歩行条件に対応する基準照射角度を前記記憶部から取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御してもよい。
この構成によれば、推定された歩行条件に対応する基準照射角度を用いて照射方向を制御することができる。したがって、例えば平地歩行及び階段歩行等に適した基準照射角度を用いて照射方向を制御することができ、ユーザの歩行バランスの補助をより効果的に行うことができる。
例えば、前記照射制御部は、前記杖本体部の先端が接地しているときに前記照射部に光を照射させてもよい。
この構成によれば、杖本体部の先端が接地しているときに照射部に光を照射させることができるので、次に杖を突くための動作を開始するときに光を照射することができ、杖本体部の先端を突く次の位置を適切に誘導することができる。
例えば、前記センサは、さらに、前記杖本体部の傾斜角度を検知してもよい。また例えば、前記歩行杖は、さらに、前記センサによって検知された加速度及び角速度の少なくとも一方に基づいて、前記杖本体部の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部を備えてもよい。
これらの構成によれば、センサに関する設計の自由度を増加させることができる。
本開示の一態様に係る歩行補助装置は、歩行杖に取り付けられる歩行補助装置であって、前記歩行杖の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、光を地面に照射する照射部と、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、前記歩行杖の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部における光の照射角度を制御する照射制御部と、を備える。
この構成によれば、歩行補助装置は、上記歩行杖と同様の効果を実現することができる。
以下実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
[歩行杖の利用シーン]
図1は、実施の形態1における歩行杖の利用シーンを示す。図1に示すように、ユーザ10は、歩行杖100の握り(ハンドル)部101を握って杖本体部110の先端102地面に突くことでバランスを取りながら歩行する。このとき、歩行杖100は、ユーザ10が先端102を突く次の位置を指示するための光103を地面に照射する。ユーザ10は、光103が照射された地面上の照射位置103aを歩行杖100の先端102で次に突くことにより、歩行中に適切にバランスをとることができる。
なお、地面とは、ユーザ10が歩行している面を意味し、土地の表面(地表)に限定されない。地面は、建物内の床面であってもよい。
[歩行杖の構成]
このような歩行杖100の構成について図2〜図4を参照しながら具体的に説明する。
図2は、実施の形態1における歩行杖の構造を示す。図3は、実施の形態1における歩行杖の詳細な機能構成を示すブロック図である。図4は、実施の形態1における照射角度及び傾斜角度を説明するための図である。
各図において、X軸方向は、握り部101のT形状の横線方向である。Z軸方向は、杖本体部110の長手方向である。Y軸方向は、X軸方向及びZ軸方向と直交する方向である。なお、X軸方向は、歩行杖100を用いて歩行するユーザの進行方向と略一致する。図4において、破線は、基準傾斜角度(0度)のときの歩行杖100を表し、一点鎖線は、光軸を表す。
歩行杖100は、杖本体部110と、握り部101と、を備える。また、歩行杖100は、歩行補助装置112を備える。
杖本体部110は、長尺の棒である。杖本体部110の一端には握り部101が設けられ、他端には、接地検知部120が設けられている。
握り部101は、ユーザ10が握る部分であり、T字状、L字状などの形状を有する。
歩行補助装置112は、ユーザ10の歩行を補助するために歩行杖100に取り付けられる。歩行補助装置112は、歩行杖100に脱着可能に構成されてもよい。歩行補助装置112は、接地検知部120と、センサ130と、制御部140と、照射部150と、を有する。
接地検知部120は、杖本体部110の先端の地面への接触(以下において接地という)を検知する接地センサの一例である。本実施の形態では、接地検知部120は、圧力センサを用いて杖本体部110の接地を検知する。具体的には、接地検知部120は、圧力センサの圧力値が所定の閾値以上になった場合、杖本体部110の接地を検知する。所定の閾値としては、例えば、杖の先端部の面積を10平方センチメートル、杖の重さを0.5kgとしたとき、単純に杖を地面においたときの圧力の2倍程度の値(0.1kg/平方センチメートル)を用いることができる。
センサ130は、杖本体部110の傾斜角度を検知する。また、センサ130は、杖本体部110の動き(例えば、加速度及び角速度の少なくとも一方)を検知する。具体的には、センサ130は、例えば、握り部101内に設けられた(i)傾斜角センサ、及び、(ii)加速度センサ又は角速度センサを含む。傾斜角度とは、杖本体部110の鉛直方向又は水平方向に対する傾きを表す。
制御部140は、センサ130によって検知された傾斜角度に基づいて、照射部150による光の照射方向を制御する。具体的には、制御部140は、杖本体部110の傾斜角度が変化しても照射部150からの光の地面への照射位置が変化しないように光の照射方向を制御する。具体的には、制御部140は、杖本体部110の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、照射部150からの光を地面の所定の照射位置に照射し続ける。所定時間は、例えば、杖本体部110の先端102の接地を検知してから、次の接地を検知するまでの時間である。つまり、制御部140は、杖本体部110の先端102が接地してから次に接地するまでの間に、先端102から照射位置103aまでの距離が一定距離(例えば、50cm〜100cmのうちのいずれかの距離)に保たれるように光の照射方向を制御する。
制御部140は、制御機能を備えるものであればよく、どのように実現されてもよい。例えば、制御部140は、専用のハードウェアで構成されてもよい。また例えば、制御部140は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。この場合、制御部140は、例えば、演算処理部(図示せず)と制御プログラムを記憶する記憶部(図示せず)とを備えてもよい。演算処理部としては、MPU(Micro Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)が例示される。記憶部としては、半導体メモリが例示される。なお、制御部140は、集中制御を行う単独の制御部で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御部で構成されていてもよい。
図3に示すように、制御部140は、バランス評価部142と照射制御部144と照射角度記憶部146とを含む。
バランス評価部142は、接地検知部120によって杖本体部110の先端102が地面についたことが検知されたときに、センサ130で得られたセンサ値に基づいて、ユーザの歩行バランスの安定性を評価する。具体的には、バランス評価部142は、歩行バランスの安定性の低さを示す評価値を算出する。この評価値は、例えば、センサ130から得られる加速度又は角速度の時間的な分散値である。
照射角度記憶部146は、基準照射角度を記憶している。基準照射角度とは、予め定められた基準傾斜角度に対して予め定められた照射方向を示す角度である。つまり、基準照射角度とは、ユーザの歩行バランスを安定させるために適する位置に光を照射するための照射方向を示す基準となる角度である。ユーザの歩行バランスを安定させるために適する位置は、例えば、杖の先端から進行方向に一定距離(例えば、50cm〜100cm)離れた位置である。
図4では、基準傾斜角度は0度であり、基準照射角度はαで表されている。なお、基準傾斜角度は、特に0度に限定される必要はない。基準照射角度は、歩行杖100あるいは照射部150の特徴に応じて経験的あるいは実験的に予め定められればよい。基準照射角度の決定方法の具体例については、実施の形態2で後述する。
照射制御部144は、照射角度記憶部146から基準照射角度を取得し、当該基準照射角度と、センサ130によって検知された杖本体部110の傾斜角度とを用いて、照射部150の光の照射方向を制御する。具体的には、照射制御部144は、図4に示すように、基準照射角度αと、杖本体部110の長手方向(Z軸方向)と鉛直方向との間の傾斜角度βと、を用いて、杖本体部110の長手方向と照射部150からの光の光軸との間の照射角度γを上記式1で導出する。
照射制御部144は、このように導出した照射角度γで照射部150に光を照射させることにより、杖本体部110の傾斜角度が変化しても照射部150からの光の地面への照射位置が変化しないように光の照射方向を制御する。
照射部150は、ユーザが杖を突く次の位置を指示するための光を地面に照射する。照射部150は、図2に示すように、光源152、シャフト154及びアクチュエータ156を備える。
光源152は、指向性を有する光を出射する。例えば、光源152は、一般的なレーザーポインタ等で用いられる半導体レーザ光を出射するレーザ光源である。また、光源152は、懐中電灯のように、電球あるいは発光ダイオード(LED)の光を反射鏡あるいはレンズにより集光させて出射する光源であってもよい。
シャフト154は、光源152をY軸回りに回動可能に軸支する。つまり、光源152は、杖本体部110の軸を含む平面(XZ平面)上で照射方向を変更可能に支持される。
アクチュエータ156は、制御部140からの指示に従って、光源152をY軸回りに回動させる。具体的には、アクチュエータ156は、制御部140から指示された照射角度γに従って光源152をY軸回りに回動させ、光の照射方向を変化させる。具体的には、アクチュエータ156は、例えば、回転角度を制御可能な電動モータである。
[歩行杖の動作]
次に、以上のように構成された歩行杖100の動作について説明する。図5は、実施の形態1における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。まず、接地検知部120は、杖本体部110の接地を検知する(S10)。
ここで、杖本体部110の接地が検知されなかった場合には(S10のNo)、ステップS10に戻る。つまり、杖本体部110の接地が検知されるまでステップS10が繰り返される。したがって、歩行杖100は、杖本体部110の接地が検知されたときに光の照射を開始することができる。
一方、杖本体部110の接地が検知された場合(S10のYes)、バランス評価部142は、センサ130から取得されたユーザの歩行時のセンサ値を用いて、歩行バランスの安定性の評価を行う(S20)。本実施の形態では、歩行バランスの安定性の評価指標として、歩行中の加速度又は角速度の時間的な分散を用いている。つまり、バランス評価部142は、加速度又は角速度の分散値を評価値として算出する。評価指標として分散を用いる場合、評価値が小さいほど歩行バランスが安定していることを意味する。つまり、本実施の形態では、評価値は、値が大きいほど歩行バランスの安定性が低いことを示しており、歩行バランスの安定性の低さを表す値である。
図6及び図7は、実施の形態1における歩行中の杖本体部の加速度の一例を示すグラフである。具体的には、図6は、ユーザ10の歩行バランスが安定しているときの加速度の時間変化の一例を示す。一方、図7は、ユーザ10の歩行バランスが不安定であるときの加速度の時間変化の一例を示す。図6及び図7において、横軸は時間を表し、縦軸は加速度を表す。図6及び図7から明らかなように、歩行バランスが不安定であるときは、各軸の加速度の時間的な分散が増加している。つまり、歩行バランスの安定性が低下すれば、加速度の分散値が増加する。
次に、バランス評価部142は、評価値が閾値より大きいか否かを判定する(S30)。つまり、バランス評価部142は、ユーザ10の歩行バランスが不安定か否かを判定する。この閾値は、ユーザ10の歩行バランスが不安定であることを示す分散値の下限値であり、経験的あるいは実験的に予め定められればよい。この閾値の決定方法の具体例については、実施の形態3で後述する。
ここで、評価値が閾値より大きい場合(S30のYes)、照射制御部144は、基準照射角度を調整する(S40)。具体的には、照射制御部144は、基準照射角度を減少させる。これにより、光の照射位置をユーザ10に近付けることができる。その結果、次に杖を付く位置を体に近い位置に誘導することができ、悪化した歩行バランスを改善することができる。
図8は、基準照射角度を減少させたときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。基準照射角度を減少させている区間(0秒〜10秒)では、徐々に加速度の分散が減少し、歩行バランスの安定性が向上していることがわかる。
評価値が閾値以下の場合(S30のNo)、照射制御部144は、基準照射角度の調整を行わない。
続いて、センサ130は、杖の傾斜角度を検知する(S50)。つまり、センサ130は、杖本体部110の長手方向と鉛直方向との間の傾斜角度βを検知する。傾斜角度は、傾斜角センサを用いて検知することができる。
照射制御部144は、検知された傾斜角度、及び基準傾斜角度を用いて、照射角度を決定する(S60)。具体的には、照射制御部144は、上記式1に従って、照射角度γを算出する。
照射制御部144は、決定された照射角度で照射部150に光を照射させる。具体的には、照射制御部144は、アクチュエータ156を制御して光源152を回動させることにより、照射部150に光を照射角度γで照射させる。
制御部140は、ユーザが歩行を継続しているか否かを判定する(S80)。具体的には、制御部140は、センサ130から得られる杖本体部110の加速度又は角速度の値に基づいて、ユーザが歩行を継続しているか否かを判定する。例えば、一定時間内に加速度または角速度の変化が全くない場合には、制御部140は、歩行を終了したと判定することができる。ここで、ユーザが歩行を継続していると判定された場合には(S80のYes)、ステップS20に戻る。一方、ユーザが歩行を継続していないと判定された場合には(S80のNo)、処理を終了する。
[効果]
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、検知された傾斜角度に基づいて、照射部150の光の照射方向を制御することができる。したがって、歩行杖100を突く次の位置を指示するために光を地面に照射するときに、光の照射位置を安定させることができる。その結果、歩行杖100は、次に歩行杖100を突く位置の指示を安定させることができ、ユーザ10の歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
また、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、杖本体部110の傾斜角度と、基準照射角度と、を用いて、照射方向を制御することができる。したがって、例えばユーザ10及び歩行杖100等の特徴に応じて基準照射角度を適切に定めれば、ユーザ10及び歩行杖100等の特徴に応じて適切に光の照射方向を制御することができ、ユーザ10の歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
また、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、歩行中の歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて、照射方向を制御することができる。したがって、歩行中に歩行バランスが崩れたときに、歩行バランスを安定させるように照射方向を効果的に制御することができ、ユーザ10の転倒を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、評価値が閾値より大きい場合に基準照射角度を減少させることにより、照射位置を歩行者に近付けることができる。したがって、歩行バランスの安定性が低下したときに、より近い位置に歩行杖を突くようにユーザ10を誘導することができ、ユーザ10の歩行バランスを改善し、転倒を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、評価値が閾値よりも大きい場合に光の照射を開始させることができる。したがって、歩行バランスの安定性が低下したときに、ユーザに歩行バランスの低下を認知させることができ、ユーザ10の転倒を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、評価値として、加速度又は角速度の時間的な分散値を用いることができ、歩行バランスの安定性の評価を容易に行うことができる。
また、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、杖本体部110の先端102が接地しているときに照射部150に光を照射させることができるので、次に杖を突くための動作を開始するときに光を照射することができ、杖を突く次の位置を適切に誘導することができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。実施の形態2では、実施の形態1で照射角度記憶部146に記憶されていた基準照射角度の決定方法の一例について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態1に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を省略する。
[歩行杖の動作]
図9は、実施の形態2における歩行杖の基準照射角度の決定処理を示すフローチャートである。この図9の処理は、図5の歩行支援処理よりも前に行われる。
まず、照射制御部144は、予め定められた複数の基準照射角度の候補の中から未選択の候補を選択する(S11)。複数の基準照射角度の候補としては、例えば、一定間隔(例えば5度毎)の複数の角度(例えば、5度、10度、15度、20度、25度及び30度)を用いることができる。これらの複数の基準照射角度の候補は、歩行補助装置に含まれる記憶部が保持してもよい。例えば、これらの複数の基準照射角度の候補を、照射角度記憶部146の第1領域が保持してもよい。
次に、接地検知部120は、杖本体部110の接地を検知する(S12)。この接地の検知は、実施の形態1におけるステップS10と同様である。
ここで、杖本体部110の接地が検知されなかった場合には(S12のNo)、ステップS12に戻る。つまり、杖本体部110の接地が検知されるまでステップS12が繰り返される。
一方、杖本体部110の接地が検知された場合(S12のYes)、照射制御部144は、ステップS11で選択された基準照射角度の候補に従って照射部150に光を照射させる(S13)。具体的には、照射制御部144は、選択された基準照射角度の候補を用いて、式1に従って光の照射角度を制御する。
バランス評価部142は、歩行バランスの安定性を評価するための予め定められた一定時間経過したか否かを判定する(S14)。なお、バランス評価部142は、一定時間ではなく、歩行バランスの安定性を評価するための予め定められた一定の歩数以上、ユーザが歩行したか否かを判定してもよい。一定時間は、例えば数秒から10秒程度でよい。また、後述のバランス評価の評価値が安定するまで一定時間を適応的に調整してもよい。
ここで、一定時間経過していないと判定された場合には(S14のNo)、ステップS12に戻る。一方、一定時間経過したと判定された場合(S14のYes)、バランス評価部142は、センサ130から取得されたユーザの歩行時のセンサ値を用いて、歩行バランスの安定性の評価を行う(S15)。つまり、バランス評価部142は、実施の形態1におけるステップS20と同様に評価値を算出する。ここで算出された評価値は、ステップS11で選択された基準照射角度の候補と対応付けて保持される。
次に、制御部140は、複数の基準照射角度の候補の中に未選択の候補があるか否かを判定する(S16)。未選択の基準照射角度の候補が存在する場合には(S16のYes)、ステップS11に戻り、未選択の基準照射角度の候補が選択される。
未選択の基準照射角度の候補がない場合には(S16のNo)、バランス評価部142は、ステップS15における評価結果である評価値に基づいて、複数の基準照射角度の候補のうちのいずれかを基準照射角度として照射角度記憶部146に格納する。具体的には、バランス評価部142は、複数の基準照射角度の候補のうち、歩行バランスの安定性が最も高い評価値に対応する基準照射角度の候補を基準照射角度として照射角度記憶部146に格納する。例えば、図6、図7は、それぞれ基準照射角度の候補として10度及び30度が選択された場合のセンサ値を示す。図6において、加速度の時間分散は261.1であり、図7において加速度の時間分散は183678.1である。したがって、図6の基準照射角度の候補が10度のときの歩行バランスが、図7の基準照射角度の候補が30度のときの歩行バランスよりも安定していることがわかる。この場合、基準照射角度の候補である10度及び基準照射角度の候補である30度の中から歩行バランスの安定性が高い10度が基準照射角度として照射角度記憶部146に格納される。この決定された基準照射角度を、照射角度記憶部146の第2領域が保持してもよい。
[効果]
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖によれば、歩行杖100を用いて歩行したときの歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて複数の基準照射角度の候補のいずれかを基準照射角度として記憶部に格納することができる。したがって、歩行杖及びユーザの特徴に適した基準照射角度を予め定めることができる。このように定められた基準照射角度を用いて光の照射方向を制御することで、ユーザ及び歩行杖等の特徴により適した光の照射方向の制御が可能となり、ユーザの歩行バランスの補助をより効果的に行うことが可能となる。
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について説明する。本実施の形態では、ユーザの転倒を検知し、転倒が検知された際の歩行バランスの安定性の評価値を保持しておき、この評価値をバランス評価の閾値(図5のS30)として利用する。
本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態1に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を省略する。
[歩行杖の動作]
図10は、実施の形態3におけるバランス評価の閾値更新処理を示すフローチャートである。
まず、バランス評価部142は、ユーザ10の転倒を検知する(S21)。具体的には、バランス評価部142は、例えば、センサ130から得られる加速度又は角速度に基づいて転倒を検知する。転倒時には、杖本体部110が急に倒れるので、杖をついた時よりも、センサ値が大きく変動する。
図11は、転倒時の加速度センサのセンサ値の時間変化を示す。図11に示すように、転倒時には、加速度の値が大きく振れる。バランス評価部142は、このセンサ値を用いて、一般的な閾値処理等によって転倒を検知する。例えば、図11では、バランス評価部142は、Z軸(杖本体部110の長手方向)の加速度+4000mGを閾値として用いることで、転倒を検知することができる。
ここで、転倒が検知されなかった場合(S21のNo)、ステップS21に戻る。つまり、転倒の検知が繰り返される。転倒が検知された場合(S21のYes)、バランス評価部142は、転倒が検知された直前の所定期間における歩行バランスの評価値を算出し、算出した評価値をバランス評価の閾値として、照射角度記憶部146に格納する(S23)。つまり、バランス評価部142は、バランス評価の閾値を転倒の直前の評価値で更新する。例えば、図11では、転倒直前の約5秒間の非安定区間における加速度の分散値「184456.6」がバランス評価の閾値として、照射角度記憶部146に格納される。ここで格納された評価値が、図5のステップS30で閾値として用いられる。
[効果]
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖によれば、転倒が検知される直線の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を所定の閾値として用いることができる。したがって、実際に転倒したときの歩行バランスの安定性の評価値を、照射方向の制御に用いることができ、ユーザの転倒をより抑制することができる。
この転倒前の所定時間の分散の値(184456.6)を保持しておくことで、現在の歩行が転倒の危険がある状態かをユーザに知らせることができる。ユーザが歩行する際には、保存されたバランス評価値と、現在のバランス評価値を比較し、現在のバランス評価値が転倒時のバランス評価値よりも悪かった場合、ユーザの歩行に転倒の可能性があると判断し、照射角度を小さくし、歩行の速度を落とすよう促す。以上の手順により、実際に転倒した際のバランス評価値よりも歩行時のバランスが悪化しないよう、指示角度を制御することで、ユーザの転倒を未然に防止することが可能になる。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について説明する。本実施の形態では、歩行バランスの安定性が低下したときに光の照射が開始される点が、上記各実施の形態と異なる。なお、本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態1に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を省略する。
[歩行杖の動作]
図12は、実施の形態4における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。図12において、図5と実質的に同一の処理には、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施の形態では、評価値が閾値以下である場合に(S30のNo)、ステップS50〜ステップS70がスキップされ、ステップS80が実行される。逆に、評価値が閾値より大きい場合に(S30のYes)、ステップS50〜ステップS70が実行される。つまり、照射制御部144は、評価値が閾値よりも大きい場合に(S30のYes)、照射部150に光の照射を開始させる(S70)。
[効果]
本実施の形態に係る歩行杖100によれば、評価値が閾値よりも大きい場合に光の照射を開始させることができる。したがって、歩行バランスが安定しているときには光の照射が開始されないので、ユーザ10は、照射位置を意識することなく歩行することができ、光の照射に縛られず自由に歩行することができる。一方、歩行バランスの安定性が低下した場合に光の照射を開始することができるので、歩行バランスが低下してきたことを光によってユーザに明示的に通知することができ、歩行バランスの改善をユーザに促すことができる。
(実施の形態5)
次に、実施の形態5について説明する。本実施の形態では、歩行条件に対応する基準照射角度を用いて光の照射方向が制御される。なお、本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態1に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を適宜省略する。
本実施の形態では、照射角度記憶部146は、複数の歩行条件に対応する複数の基準照射角度を記憶している。歩行条件とは、ユーザの歩行バランスに影響を与える周囲の条件を表す。具体的には、歩行条件は、例えば、平地、階段上り、階段下り、坂道上り、及び坂道下り等を含む。本実施の形態では、歩行条件として、平地、階段上り及び階段下りを用いる。なお、歩行条件は、典型的な条件を事前に決定しておいてもよいし、予め決定された歩行条件に分類不可能な歩行条件が現れたときに、適応的に順次追加していってもよい。
図13は、実施の形態5における照射角度記憶部に記憶される複数の基準照射角度の一例を示す図である。図13では、「平地」、「階段上り」、及び「階段下り」に対応する基準照射角度として、それぞれ、「30度」、「20度」、「15度」が記憶されている。
バランス評価部142は、センサ130によって検知された加速度又は角速度を用いて、ユーザ10の歩行条件を推定する。この歩行条件の推定の詳細については、図14〜図16を用いて後述する。
照射制御部144は、バランス評価部142によって推定された歩行条件に対応する基準照射角度を照射角度記憶部146から取得する。そして、照射制御部144は、取得した基準照射角度を用いて照射部150の光の照射方向を制御する。
[歩行杖の動作]
図14は、実施の形態5における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。本実施の形態では、杖本体部110の接地が検知された場合(S10のYes)、バランス評価部142は、歩行杖100で歩行中のユーザ10の歩行条件を推定する(S110)。具体的には、バランス評価部142は、センサ130によって検知された加速度又は角速度を用いて、ユーザ10の歩行条件を推定する。
図15は、歩行杖で階段を上っているときの加速度の時間変化の一例を示す。図16は、歩行杖で階段を下っているときの加速度の時間変化の一例を示す。図6の平地を歩行中の加速度の時間変化と比べて、図15では、Z軸方向の加速度の変動が大きくなっており、図16では、逆にZ軸方向の加速度の変動が小さくなっている。このように歩行条件によって加速度の特徴が異なる。
そこで、加速度から特徴量を算出し、決定木、ロジスティック回帰、SVM(Support Vector Machine)等の一般的な機械学習の手法を利用して、算出された特徴量から歩行条件を推定することができる。歩行条件の推定は、例えば、非特許文献1で示されるような機械学習手法で実現できる。
次に、照射制御部144は、推定された歩行条件に対応する基準照射角度を照射角度記憶部146から取得する(S120)。例えば、歩行条件が平地であると推定された場合には、照射制御部144は、図13を参照して基準照射角度として30度を取得する。
その後、ステップS120で取得された基準照射角度を用いて、実施の形態1の図5と同様に、ステップS20〜ステップS80が実行される。
[効果]
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖100によれば、推定された歩行条件に対応する基準照射角度を用いて照射方向を制御することができる。したがって、例えば平地歩行及び階段歩行等に適した基準照射角度を用いて照射方向を制御することができ、ユーザ10の歩行バランスの補助をより効果的に行うことができる。
(他の実施の形態)
以上、1つまたは複数の態様に係る歩行杖及び歩行補助装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、1つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
例えば、上記実施の形態1〜5のすべてを組み合わせてもよい。
なお、上記各実施の形態では、歩行バランスの安定性の評価指標として、分散が用いられていたが、これに限定されない。例えば、以下の非特許文献2に示されるような、パワースペクトラム解析、RMS(Root Mean Square)、自己相関係数、相互相関係数が歩行バランスの安定性の評価指標として用いられてもよい。これらは非特許文献2において、それぞれ、歩行の滑らかさ、動揺性、対称・規則性、正常歩行波形との類似性、を表す指標として用いられている。
なお、上記各実施の形態では、歩行補助装置112は、接地検知部120を備えていたが、必ずしも接地検知部120を備えなくてもよい。歩行補助装置112は、少なくとも、センサ130と、制御部140と、照射部150と、を備えればよい。この場合であっても、検知された傾斜角度に基づいて、照射部150の光の照射方向を制御することができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
なお、上記各実施の形態では、接地検知部120は、圧力センサを用いて杖本体部110の接地を検知していたが、これに限定されない。例えば、加速度センサを用いて歩行杖100の接地が検知されてもよい。地面に杖が付く際には、杖に衝撃が加わるため、図6に示すように加速度が大きく変動する。したがって、この衝撃を加速度センサで検知することによって、杖本体部110が接地したことを検知することができる。
なお、上記各実施の形態では、センサ130が加速度センサを備える場合を中心に説明したが、角速度センサであっても同様に光の照射方向を制御することができる。
なお、図2に示した照射部150の構造は一例であり、これに限定されない。例えば、図2では、照射部150は、1軸で回動可能に構成されていたが、2軸で回動可能な機構を有してもよい。この場合、照射部150Aは、例えば、図17に示すようなジンバル機構を有してもよい。
なお、上記各実施の形態では、センサは、杖本体部110の傾斜角度を検知する傾斜角センサを含んでいたが、これに限定されない。例えば、センサは、傾斜角センサを含まなくてもよい。この場合、歩行補助装置112の制御部140は、図18に示すように、角速度センサ及び加速度センサの少なくとも一方の出力値を用いて杖本体部110の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部147を備えてもよい。傾斜角度算出部147は、例えば、重力加速度をg、傾斜角度をβ、加速度センサのZ軸方向の出力値をzと表すと、cosβ=z/gにより傾斜角度βを算出できる。また例えば、傾斜角度算出部147は、角速度センサの出力値の積分値を用いて算出してもよい。なお、傾斜角算出部で算出された傾斜角度を検知された傾斜角度と呼ぶ場合がある。
なお、上記各実施の形態における制御部140は、1つの電子回路で構成されてもよいし、複数の電子回路で構成されてもよい。また、歩行補助装置112は、プロセッサと非一時的なメモリとを備え、プロセッサがメモリに格納されたソフトウェアプログラムまたはインストラクションを実行したときに、プロセッサが制御部140として機能してもよい。
本開示は、ユーザの歩行を補助することができる歩行杖及びその歩行杖に取り付けられる歩行補助装置として利用することができる。
10 ユーザ
100 歩行杖
101 握り部
102 先端
103 光
103a 照射位置
110 杖本体部
120 接地検知部
130 センサ
140 制御部
142 バランス評価部
144 照射制御部
146 照射角度記憶部
147 傾斜角度算出部
150、150A 照射部
152 光源
154 シャフト
156 アクチュエータ

Claims (15)

  1. 棒状の杖本体部と、
    前記杖本体部の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、
    光を地面に照射する照射部と、
    (i)前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、(ii)前記杖本体部の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部の光の照射方向を制御する照射制御部を含む制御部と、を備える、
    歩行杖。
  2. 前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、前記照射部からの光を前記地面の所定の照射位置に照射し続ける、
    請求項1に記載の歩行杖。
  3. 前記歩行杖は、さらに、
    前記杖本体部の先端部の地面への接地を検知する接地センサを備え、
    前記所定時間は、前記接地センサが前記先端部の接地を検知してから、次の接地を検知するまでの時間である、
    請求項2に記載の歩行杖。
  4. 前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度と、予め定められた基準傾斜角度に対して予め定められた照射方向を示す基準照射角度と、を用いて、前記照射方向を制御し、前記安定性の評価の結果に基づいて前記基準照射角度を調整する、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の歩行杖。
  5. 前記照射制御部は、鉛直方向に対する基準傾斜角度が0度のときの基準照射角度をαと表し、前記杖本体部の長手方向と前記鉛直方向との間の傾斜角度をβと表したときに、前記α及び前記βを用いて、前記杖本体部の長手方向と前記照射部からの光の光軸との間の照射角度γを以下の式で導出し、導出された照射角度γを用いて前記照射方向を制御する、
    Figure 0006650600
    請求項4に記載の歩行杖。
  6. 前記照射制御部は、前記評価の結果として得られる歩行バランスの安定性の低さを表す評価値が所定の閾値より大きい場合に前記基準照射角度を減少させる、
    請求項4又は5に記載の歩行杖。
  7. 前記照射制御部は、前記評価値が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記照射部に光の照射を開始させる、
    請求項6に記載の歩行杖。
  8. 前記評価値は、前記検知された加速度の時間的な分散値及び前記検知された角速度の時間的な分散値の少なくとも一方である、
    請求項6又は7に記載の歩行杖。
  9. 前記バランス評価部は、さらに、前記ユーザの転倒を検知し、前記転倒が検知される直前の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を算出し、 算出された前記評価値は、前記所定の閾値として用いられる、
    請求項6〜8のいずれか1項に記載の歩行杖。
  10. 前記制御部、さらに、
    複数の基準照射角度の候補を記憶するための記憶部をさらに備え、
    前記バランス評価部は、前記予め定められた複数の基準照射角度の候補に従って光を照射したときの歩行バランスの安定性の評価を行い、当該評価の結果に基づいて前記複数の基準照射角度の候補のうちのいずれかを前記基準照射角度として前記記憶部に格納し、
    前記照射制御部は、前記記憶部から前記基準照射角度を取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御する、
    請求項4〜9のいずれか1項に記載の歩行杖。
  11. 前記記憶部は、複数の歩行条件に対応する複数の基準照射角度を記憶しており、
    前記バランス評価部は、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方を用いて、前記歩行杖で歩行中のユーザの歩行条件を推定し、
    前記照射制御部は、推定された前記歩行条件に対応する基準照射角度を前記記憶部から取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御する、
    請求項10に記載の歩行杖。
  12. 前記照射制御部は、前記杖本体部の先端が接地しているときに前記照射部に光を照射させる、
    請求項1〜11のいずれか1項に記載の歩行杖。
  13. 前記センサは、さらに、前記杖本体部の傾斜角度を検知する、
    請求項1〜12のいずれか1項に記載の歩行杖。
  14. 前記制御部はさらに、
    前記センサによって検知された加速度及び角速度の少なくとも一方に基づいて、前記杖本体部の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部を備える、
    請求項1〜12のいずれか1項に記載の歩行杖。
  15. 歩行杖に取り付けられる歩行補助装置であって、
    前記歩行杖の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、
    光を地面に照射する照射部と、
    前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、
    前記歩行杖の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部における光の照射角度を制御する照射制御部と、を備える、
    歩行補助装置。
JP2016092688A 2015-08-31 2016-05-02 歩行杖及び歩行補助装置 Active JP6650600B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015171576 2015-08-31
JP2015171576 2015-08-31
JP2016042542 2016-03-04
JP2016042542 2016-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017158996A JP2017158996A (ja) 2017-09-14
JP6650600B2 true JP6650600B2 (ja) 2020-02-19

Family

ID=56409510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016092688A Active JP6650600B2 (ja) 2015-08-31 2016-05-02 歩行杖及び歩行補助装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9986797B2 (ja)
EP (1) EP3135148B1 (ja)
JP (1) JP6650600B2 (ja)
CN (1) CN106473342B (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6617235B1 (ja) * 2018-03-30 2019-12-11 ペンギンシステム株式会社 角度計測モジュール、ポール、角度計測方法及びプログラム
CN109276001A (zh) * 2018-11-18 2019-01-29 刘献伟 一种自动跟随和安全助力的平衡手杖
JP7439353B2 (ja) * 2019-08-29 2024-02-28 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 認知機能評価方法、認知機能評価装置及び認知機能評価プログラム
CN110522613B (zh) * 2019-09-04 2021-08-06 西安交通大学医学院第一附属医院 一种康复拐杖
KR102124558B1 (ko) * 2019-12-30 2020-06-18 위덕대학교 산학협력단 뇌졸중 환자의 보행보조를 위한 스마트 피드백 지팡이
CN113966905B (zh) * 2021-09-30 2022-11-25 昆明理工大学 一种伸缩式特殊人群出行辅助设备
KR102460866B1 (ko) * 2022-04-19 2022-11-01 한국보훈복지의료공단 보행 유도 장치 및 방법
CN115054037A (zh) * 2022-06-02 2022-09-16 华东师范大学 一种能智能判断使用者是否跌倒的智能手杖
JP7455263B1 (ja) 2023-08-10 2024-03-25 社会福祉法人兵庫県社会福祉事業団 フレイル状態評価支援装置、フレイル状態評価支援システム、フレイル状態評価支援方法及びフレイル状態評価支援プログラム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003102526A (ja) 2001-09-30 2003-04-08 Yoshimaro Ishii ライト付きの杖
US20060292533A1 (en) * 2005-06-22 2006-12-28 Selod Omar F System and method for gait training
JP5321002B2 (ja) * 2008-11-18 2013-10-23 オムロンヘルスケア株式会社 体動バランス検出装置、体動バランス検出プログラム、体動バランス検出方法
US7784479B2 (en) * 2008-12-15 2010-08-31 Randal A. Navarro Adjustable lighted walking aid
JP5441598B2 (ja) * 2009-10-02 2014-03-12 日昭ハイテック株式会社
US9125790B2 (en) * 2010-04-12 2015-09-08 Mayo Foundation For Medical Education And Research System and method for alleviating freezing gait and gait hypokinesia in users with extrapyramidal disorder
KR101394490B1 (ko) * 2013-01-21 2014-05-13 한국과학기술원 보행자의 낙상사고를 방지하는 보행 보조장치
CN203388386U (zh) * 2013-06-18 2014-01-15 钱立生 拐杖握把结构
CN103859721B (zh) * 2014-04-09 2016-01-06 江南大学 远程跌倒监护智能拐杖
JP5988227B2 (ja) 2015-03-05 2016-09-07 東興電気株式会社 歩行補助装置
US9675515B2 (en) * 2015-04-27 2017-06-13 Chimei Medical Center Mobility aid with rehabilitative and guiding functions and rehabilitation and guiding method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN106473342A (zh) 2017-03-08
CN106473342B (zh) 2020-03-13
EP3135148A1 (en) 2017-03-01
JP2017158996A (ja) 2017-09-14
US20170055650A1 (en) 2017-03-02
US9986797B2 (en) 2018-06-05
EP3135148B1 (en) 2018-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6650600B2 (ja) 歩行杖及び歩行補助装置
US10583564B2 (en) Robot and method used in robot
KR102429612B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
CA2952310C (en) Mobility aid
US10449108B2 (en) Robot and method of supporting walking using robot
US20180039751A1 (en) Information processing apparatus, information processing method, and program
JP6332574B1 (ja) 移動能力評価装置、移動能力評価システム、移動能力評価プログラムおよび移動能力評価方法
WO2014181604A1 (ja) 歩行姿勢計およびプログラム
US20190358821A1 (en) Walking training robot
US20180271739A1 (en) Walking support robot and walking support method
US20170344006A1 (en) Autonomous control system, server device, and autonomous control method
US20200300626A1 (en) Laser marker and electronic leveling method of laser marker
JP2014184047A (ja) 歩行補助装置及び歩行補助方法
KR20190026243A (ko) 보행 보조 장치의 토크 출력 방법 및 장치
WO2014181603A1 (ja) 歩行姿勢計およびプログラム
JP3128818U (ja) すくみ足用「始めの一歩」杖
KR102244860B1 (ko) 보행 자세 분석 시스템
JP2014217692A (ja) 歩行姿勢計およびプログラム
RU2556498C1 (ru) Устройство контроля системы движений
JP2020022596A (ja) 運動機能評価装置、運動機能評価システム、運動機能評価プログラムおよび運動機能評価方法
JP7303522B2 (ja) 歩行制御装置
WO2016190154A1 (ja) 運動支援装置、運動支援方法、及び運動支援プログラム
WO2021001354A1 (en) Wearable cueing systems for assisting a subject with walking
CN110430853B (zh) 步行支援系统、步行支援方法及程序
WO2023181288A1 (ja) 姿勢制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190107

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191226

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6650600

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151