JP6870733B2 - 情報処理装置、情報処理システム、および情報処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態にかかる情報処理方法の一実施例を示す説明図である。情報処理装置100は、計測対象によって歩行が行われた歩行期間を特定するコンピュータである。計測対象は、生体または人工物である。生体は、人間であってもよいし、人間以外の動物であってもよい。生体は、例えば、医療機関による検査対象になる対象者である。生体は、具体的には、医師などの医療関係者による診断や治療、経過観察、または健康管理などを受ける患者である。人工物とは、例えば二足歩行ロボットである。
次に、図2を用いて、図1に示した情報処理装置100を適用した、情報処理システム200の一例について説明する。
次に、図3を用いて、図2に示した情報処理システム200に含まれる情報処理装置100のハードウェア構成例について説明する。
次に、図4を用いて、図2に示した情報処理システム200に含まれる計測機201のハードウェア構成例について説明する。
次に、図5を用いて、情報処理装置100の機能的構成例について説明する。
次に、図6〜図17を用いて、情報処理装置100の動作の流れの一例について説明する。
次に、図18〜図26を用いて、情報処理装置100が歩行期間を特定する第1の具体例について説明する。
次に、図27〜図33を用いて、情報処理装置100が歩行期間を特定する第2の具体例について説明する。
次に、図34を用いて、情報処理装置100が所定の特徴量を出力する一例について説明する。
次に、図35および図36を用いて、複数の帯域通過フィルタを適用する動作の別の例について説明する。
次に、図37を用いて、ステップ動作の時間長に複数の時間長上限の候補を設定する動作の別の例について説明する。
次に、図38を用いて、情報処理装置100が実行する全体処理手順の一例について説明する。
次に、図39を用いて、情報処理装置100が実行する歩行期間特定手順の一例について説明する。
次に、図40を用いて、情報処理装置100が実行する評価値算出処理手順の一例について説明する。
次に、図41を用いて、情報処理装置100が実行する尤度算出処理手順の一例について説明する。
取得した前記計測情報に基づいて、対象期間において、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群において、前記計測対象によって歩行運動が行われた場合に動作間に生じる複数の関係性のそれぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出し、
前記それぞれの関係性について算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間が前記計測対象によって歩行運動が行われた歩行期間であるか否かを判定する、
制御部を有することを特徴とする情報処理装置。
前記計測情報に対して複数の帯域通過フィルタのそれぞれの帯域通過フィルタを適用した場合について、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群ごとに、前記それぞれの関係性が表れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする付記1に記載の情報処理装置。
前記計測情報に対して所定の帯域通過フィルタを適用した場合について、前記所定の帯域通過フィルタを適用した結果が単ピーク性を有し、かつ、ピーク値が閾値以上になるように、前記所定の帯域通過フィルタにおける通過帯域を設定し、
前記計測情報に対して前記所定の帯域通過フィルタを適用した場合について、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知する、ことを特徴とする付記1または2に記載の情報処理装置。
前記計測情報または前記計測情報に所定の帯域通過フィルタを適用した結果に対して、複数の閾値のそれぞれの閾値を用いて極大値を検知した場合について、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群ごとに、前記それぞれの関係性が表れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の情報処理装置。
前記動作群において、それぞれの動作の時間長上限を複数の時間長上限の候補のそれぞれの候補に設定した場合について、前記計測情報からそれぞれの動作の動作開始および動作終了を表す時点を検知し、検知した結果に基づいて前記それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする付記1または2に記載の情報処理装置。
前記動作群において、設定した前記通過帯域が低いほど、それぞれの動作の時間長上限が大きくなるように設定し、前記計測情報からそれぞれの動作の動作開始および動作終了を表す時点を検知し、検知した結果に基づいて前記それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする付記3に記載の情報処理装置。
前記歩行期間であると判定した前記対象期間における所定の特徴量を出力する、ことを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の情報処理装置。
取得した前記計測情報に基づいて、前記計測対象が静止状態ではない動作期間を特定し、前記対象期間に設定する、ことを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の情報処理装置。
前記それぞれの関係性について算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間のうち前記歩行期間の候補期間を特定し、特定した前記候補期間の長さに応じた前記歩行期間としての尤度を算出し、
算出した前記尤度に基づいて、前記候補期間が前記歩行期間であるか否かを判定する、ことを特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載の情報処理装置。
前記対象期間において、前記動作群のそれぞれの動作に対して、前記それぞれの関係性について算出した前記評価値を用いて歩行状態または非歩行状態を割り当て、
前記歩行状態または前記非歩行状態を割り当てた結果に基づいて、前記対象期間のうち前記歩行期間の候補期間を特定する、ことを特徴とする付記9に記載の情報処理装置。
前記動作に対して、前記歩行状態として、歩行開始を表す初期状態と、歩行終了を表す末期状態とを含む、少なくとも2以上の状態のいずれかを割り当てる、ことを特徴とする付記10に記載の情報処理装置。
前記動作に対して、前記歩行状態として、左脚に関する歩行状態と、右脚に関する歩行状態とを含む、少なくとも2以上の状態のいずれかを割り当てる、ことを特徴とする付記10または11に記載の情報処理装置。
前記歩行状態および前記非歩行状態における、現在の状態と次に遷移する状態との間に定義された状態間遷移確率に基づいて、前記それぞれの動作に対して、前記歩行状態または前記非歩行状態を割り当てる、ことを特徴とする付記10〜12のいずれか一つに記載の情報処理装置。
前記制御部は、
前記評価値を用いた論理演算の結果に基づいて、前記対象期間が前記歩行期間であるか否かを判定する、ことを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の情報処理装置。
前記複数の関係性は、
前記計測対象の各脚の動作が交互に発生する第1の関係性と、
前記計測対象の一方の脚の動作が終了してから所定時間内に、前記計測対象の他方の脚の動作が開始する第2の関係性と、
前記計測対象の一方の脚の動作の最中は、前記計測対象の他方の脚の動作の動作量が所定範囲内である第3の関係性と、
前記計測対象の一方の脚の複数の動作の特徴量が類似する第4の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の特徴量が類似する第5の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の回転方向が同一である第6の関係性との少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする付記1〜7のいずれか一つに記載の情報処理装置。
前記複数の関係性は、
前記計測対象の各脚の動作が終了する前後の所定時間の範囲に、前記計測対象の体幹の上下方向の動作が発生する第7の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の最中は、前記計測対象の体幹の前進方向の動作が発生する第8の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の回転方向と、前記計測対象の各脚の動作が終了した後の前記計測対象の体幹の動作の回転方向が同一である第9の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作が示す移動量と、前記計測対象の体幹の動作が示す移動量とが類似する第10の関係性との少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の情報処理装置。
前記計測機は、
計測対象の複数の部位のそれぞれの部位の動きに関する計測情報を生成し、
前記情報処理装置は、
前記計測機から前記計測情報を取得し、
取得した前記計測情報に基づいて、対象期間において、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群において、前記計測対象によって歩行運動が行われた場合に動作間に生じる複数の関係性のそれぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出し、
前記それぞれの関係性について算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間が前記計測対象によって歩行運動が行われた歩行期間であるか否かを判定する、
ことを特徴とする情報処理システム。
計測対象の複数の部位のそれぞれの部位の動きに関する計測情報を取得し、
取得した前記計測情報に基づいて、対象期間において、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群において、前記計測対象によって歩行運動が行われた場合に動作間に生じる複数の関係性のそれぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出し、
前記それぞれの関係性について算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間が前記計測対象によって歩行運動が行われた歩行期間であるか否かを判定する、
処理を実行することを特徴とする情報処理方法。
101,102,1801,1802 センサデータ
200 情報処理システム
201 計測機
210 ネットワーク
300,400 バス
301,401 CPU
302,402 メモリ
303,403 ネットワークI/F
304 記録媒体I/F
305 記録媒体
404 センサ部
405 タイマー部
500 記憶部
501 取得部
502 検知部
503 評価部
504 判定部
505 算出部
506 出力部
711〜714,721〜724,811,812,821,1301,1302,1401,1402,1501,1601,1602 ステップ動作
901〜903,1201,1202 角速度
1001〜1004,1111〜1114,1121〜1124 ピーク振幅
1311〜1313 上下動作
1411,1412 前後動作
1511,1611,1612 体幹前進動作
1700,3300,3400 結果管理テーブル
2400 脚動作管理テーブル
2500,3100 評価値管理テーブル
2900,3000,3010 表
3200 尤度管理テーブル
3700 関数
Claims (18)
- 計測対象の複数の部位のそれぞれの部位の動きに関する計測情報を取得し、
取得した前記計測情報に基づいて、対象期間において、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群において、前記計測対象によって歩行運動が行われた場合に前記複数の部位のうち異なる部位の動作間に生じる複数の関係性のそれぞれの関係性ごとに、当該それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出し、
前記それぞれの関係性ごとに算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間が前記計測対象によって歩行運動が行われた歩行期間であるか否かを判定する、
制御部を有することを特徴とする情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記計測情報に対して複数の帯域通過フィルタのそれぞれの帯域通過フィルタを適用した場合について、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群ごとに、当該動作群において、前記複数の関係性のそれぞれの関係性ごとに、当該それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記計測情報に対して所定の帯域通過フィルタを適用した場合について、前記所定の帯域通過フィルタを適用した結果が単ピーク性を有し、かつ、ピーク値が閾値以上になるように、前記所定の帯域通過フィルタにおける通過帯域を設定し、
前記計測情報に対して前記所定の帯域通過フィルタを適用した場合について、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記計測情報または前記計測情報に所定の帯域通過フィルタを適用した結果に対して、複数の閾値のそれぞれの閾値を用いて極大値を検知した場合について、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群ごとに、当該動作群において、前記複数の関係性のそれぞれの関係性ごとに、当該それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記動作群において、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作の時間長上限を複数の時間長上限の候補のそれぞれに設定した場合について、前記計測情報から前記それぞれの部位の動作の動作開始および動作終了を表す時点を特定し、特定した前記動作開始を表す時点から前記動作終了を表す時点の間に検知された計測情報に基づいて前記それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記動作群において、設定した前記通過帯域が低いほど、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作の時間長上限が大きくなるように設定し、前記計測情報から前記それぞれの部位の動作の動作開始および動作終了を表す時点を特定し、特定した前記動作開始を表す時点から前記動作終了を表す時点の間に検知された計測情報に基づいて前記それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出する、ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
取得した前記計測情報に基づいて、前記計測対象が静止状態ではない動作期間を特定し、前記対象期間に設定する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記それぞれの関係性ごとに算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間のうち前記歩行期間の候補期間を特定し、特定した前記候補期間の長さに応じた前記歩行期間としての尤度を算出し、
算出した前記尤度に基づいて、前記候補期間が前記歩行期間であるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記対象期間において、前記動作群に含まれる前記それぞれの部位の動作に対して、前記それぞれの関係性ごとに算出した前記評価値を用いて歩行状態または非歩行状態を割り当て、
前記歩行状態または前記非歩行状態を割り当てた結果に基づいて、前記対象期間のうち前記歩行期間の候補期間を特定する、ことを特徴とする請求項8に記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記動作に対して、前記歩行状態として、歩行開始を表す初期状態と、歩行終了を表す末期状態とを含む、少なくとも2以上の状態のいずれかを割り当てる、ことを特徴とする請求項9に記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記動作に対して、前記歩行状態として、左脚に関する歩行状態と、右脚に関する歩行状態とを含む、少なくとも2以上の状態のいずれかを割り当てる、ことを特徴とする請求項9または10に記載の情報処理装置。 - 前記制御部は、
前記歩行状態および前記非歩行状態における、現在の状態と次に遷移する状態との間に定義された状態間遷移確率に基づいて、前記それぞれの部位の動作に対して、前記歩行状態または前記非歩行状態を割り当てる、ことを特徴とする請求項9〜11のいずれか一つに記載の情報処理装置。 - 前記複数の関係性は、さらに、前記計測対象によって歩行運動が行われた場合に前記複数の部位のうち1つの部位の一連の動作間に生じる関係性を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記動作は、前記計測対象の脚の動作を含み、
前記複数の関係性は、
前記計測対象の各脚の動作が交互に発生する第1の関係性と、
前記計測対象の一方の脚の動作が終了してから所定時間内に、前記計測対象の他方の脚の動作が開始する第2の関係性と、
前記計測対象の一方の脚の動作の最中は、前記計測対象の他方の脚の動作の動作量が所定範囲内である第3の関係性と、
前記計測対象の一方の脚の複数の動作の特徴量が類似する第4の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の特徴量が類似する第5の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の回転方向が同一である第6の関係性との少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の情報処理装置。 - 前記動作は、前記計測対象の脚および前記計測対象の体幹の動作を含み、
前記複数の関係性は、
前記計測対象の各脚の動作が終了する前後の所定時間の範囲に、前記計測対象の体幹の上下方向の動作が発生する第7の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の最中は、前記計測対象の体幹の前進方向の動作が発生する第8の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作の回転方向と、前記計測対象の各脚の動作が終了した後の前記計測対象の体幹の動作の回転方向が同一である第9の関係性と、
前記計測対象の各脚の動作が示す移動量と、前記計測対象の体幹の動作が示す移動量とが類似する第10の関係性との少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の情報処理装置。 - 前記歩行運動動作の一部は、歩行運動の1歩である、ことを特徴とする請求項1〜15のいずれか一つに記載の情報処理装置。
- 計測機と、前記計測機と通信可能な情報処理装置とを含む情報処理システムであって、
前記計測機は、
計測対象の複数の部位のそれぞれの部位の動きに関する計測情報を生成し、
前記情報処理装置は、
前記計測機から前記計測情報を取得し、
取得した前記計測情報に基づいて、対象期間において、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群において、前記計測対象によって歩行運動が行われた場合に前記複数の部位のうち異なる部位の動作間に生じる複数の関係性のそれぞれの関係性ごとに、当該それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出し、
前記それぞれの関係性ごとに算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間が前記計測対象によって歩行運動が行われた歩行期間であるか否かを判定する、
ことを特徴とする情報処理システム。 - コンピュータが、
計測対象の複数の部位のそれぞれの部位の動きに関する計測情報を取得し、
取得した前記計測情報に基づいて、対象期間において、前記計測対象の歩行運動動作の一部に対応する特徴が現れた前記それぞれの部位の動作を含む動作群を検知し、
検知した前記動作群において、前記計測対象によって歩行運動が行われた場合に前記複数の部位のうち異なる部位の動作間に生じる複数の関係性のそれぞれの関係性ごとに、当該それぞれの関係性が現れた度合いを示す評価値を算出し、
前記それぞれの関係性ごとに算出した前記評価値に基づいて、前記対象期間が前記計測対象によって歩行運動が行われた歩行期間であるか否かを判定する、
処理を実行することを特徴とする情報処理方法。
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