JP7177994B2 - 情報処理装置、歩行環境判定装置、歩行環境判定システム、情報処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本実施形態に係る歩行環境判定システムについて説明する。本実施形態の歩行環境判定システムは、ユーザの歩行環境の判定を含む歩行状態の計測及び解析を行うためのシステムである。なお、本明細書において「歩行環境」とは、ユーザが歩行している場所の地面の状況を意味する。より具体的には、「歩行環境」とは、例えば、ユーザが歩行している場所が平地であるか、あるいは、階段、坂道等の平地以外の場所であるかを指す。また、「歩行状態」とは、歩行環境に加えて、ユーザの歩行パターンに含まれる特徴(歩容)を含む。
第1実施形態の歩行環境判定システムを用いて実際に歩行環境の判定を行った結果を実施例1として説明する。本実施例では、「平地」、「階段登り」、「階段下り」、「傾斜登り」、「傾斜下り」の5種の歩行環境を含む歩行データを取得した。これらの歩行データから多数の特徴量ベクトルを抽出して学習用及び検証用のデータ群を作成した。本実施例では、このデータ群を用いて交差検証を行った。具体的には、データ群のうちのランダムに選択した一部のデータを検証用データとし、残りのデータを学習用データとした。すなわち、データ群の一部の学習用データを用いて学習済みモデルを生成し、残りのデータを用いて学習済みモデルの認識率を検証した。なお、交差検証の分割数は10である。
本実施形態の歩行環境判定システムは、2つの荷重計測装置6a、6bから取得された時系列データを加算してから特徴量の抽出を行う点が第1実施形態と相違する。以下では主として第1実施形態との相違点について説明するものとし、共通部分については説明を省略又は簡略化する。
第2実施形態の歩行環境判定システムを用いて実際に歩行環境の判定を行った結果を実施例2として説明する。本実施例では、「平地」、「階段登り」、「階段下り」、「傾斜登り」、「傾斜下り」の5種の歩行環境を含む歩行データを取得した。これらの歩行データから多数の特徴量ベクトルを抽出して学習用及び検証用のデータ群を作成した。本実施例では、このデータ群を用いて実施例1と同様の交差検証を行った。なお、交差検証の分割数は10である。
本実施形態の歩行環境判定システムは、歩容解析用の歩行データの測定機能と、消費電力が異なる2種のモードの切り替え機能とを備える点が第1実施形態と相違する。以下では主として第1実施形態との相違点について説明するものとし、共通部分については説明を省略又は簡略化する。
図20は、第4実施形態に係る情報処理装置61の機能ブロック図である。情報処理装置61は、取得部611及び特徴量抽出部612を備える。取得部611は、ユーザの足底から荷重計測装置に加えられた荷重に基づく荷重情報を取得する。特徴量抽出部612は、荷重情報に含まれる少なくとも1歩行周期の時系列データから、歩行環境を示す特徴量を抽出する。
本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例や、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。
ユーザの足底から荷重計測装置に加えられた荷重に基づく荷重情報を取得する取得部と、
前記荷重情報に含まれる少なくとも1歩行周期の時系列データから、歩行環境を示す特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
を備える情報処理装置。
前記特徴量抽出部は、前記時系列データに含まれるピークに基づいて前記特徴量を抽出する、
付記1に記載の情報処理装置。
前記特徴量抽出部は、前記ピークの出現時刻及び前記ピークの大きさの少なくとも1つに基づいて前記特徴量を抽出する、
付記2に記載の情報処理装置。
前記取得部は、前記足底に設けられた第1の荷重計測装置によって計測された第1の時系列データと、前記第1の荷重計測装置よりも前記足底の爪先側に設けられた第2の荷重計測装置によって計測された第2の時系列データとを取得し、
前記特徴量抽出部は、前記第1の時系列データ及び前記第2の時系列データに基づいて、前記特徴量を抽出する、
ことを特徴とする付記1に記載の情報処理装置。
前記特徴量抽出部は、前記第1の時系列データと前記第2の時系列データとを加算することにより得られる第3の時系列データに基づいて前記特徴量を抽出する、
付記4に記載の情報処理装置。
前記特徴量抽出部は、前記第3の時系列データに含まれるピークに基づいて前記特徴量を抽出する、
付記5に記載の情報処理装置。
前記特徴量抽出部は、前記第3の時系列データに含まれる複数の前記ピークに基づいて前記特徴量を抽出する、
付記6に記載の情報処理装置。
前記第1の荷重計測装置は、前記ユーザの足のリスフラン関節よりも踵側に設けられており、
前記第2の荷重計測装置は、前記リスフラン関節よりも爪先側に設けられている、
付記4乃至7のいずれか1項に記載の情報処理装置。
前記特徴量抽出部は、前記第1の時系列データ及び前記第2の時系列データのみに基づいて、前記特徴量を抽出する、
付記4乃至8のいずれか1項に記載の情報処理装置。
前記取得部は、前記荷重計測装置によって計測された前記足底の荷重分布の時系列データを取得し、
前記特徴量抽出部は、前記荷重分布の時系列データに基づいて、前記特徴量を抽出する、
ことを特徴とする付記1に記載の情報処理装置。
前記特徴量は、前記ユーザの歩行環境が平地であるか否かの判定に用いられる、
付記1乃至10のいずれか1項に記載の情報処理装置。
前記情報処理装置又は前記荷重計測装置は、第1モードと、前記第1モードよりも消費電力が小さい第2モードとで動作可能であり、
前記ユーザの歩行環境が平地であると判定された場合には、前記情報処理装置又は前記荷重計測装置は、前記第1モードで動作し、
前記ユーザの歩行環境が平地ではないと判定された場合には、前記情報処理装置又は前記荷重計測装置は、前記第2モードで動作する、
付記11に記載の情報処理装置。
付記1乃至12のいずれか1項に記載の情報処理装置により抽出された前記特徴量に基づいて前記ユーザの歩行環境を判定する、
歩行環境判定装置。
付記1乃至12のいずれか1項に記載の情報処理装置と、
前記特徴量に基づいて前記ユーザの歩行環境を判定する歩行環境判定装置と、
前記荷重計測装置と、
を備える、歩行環境判定システム。
ユーザの足底から荷重計測装置に加えられた荷重に基づく荷重情報を取得するステップと、
前記荷重情報に含まれる少なくとも1歩行周期の時系列データから、歩行環境を示す特徴量を抽出するステップと、
を備える情報処理方法。
コンピュータに、
ユーザの足底から荷重計測装置に加えられた荷重に基づく荷重情報を取得するステップと、
前記荷重情報に含まれる少なくとも1歩行周期の時系列データから、歩行環境を示す特徴量を抽出するステップと、
を備える情報処理方法を実行させるためのプログラムが記憶された記憶媒体。
2 情報通信端末
3 サーバ
4 ユーザ
5 靴
6a、6b 荷重計測装置
7 リスフラン関節
61 情報処理装置
101、201 CPU
102、202 RAM
103、203 ROM
104、204 フラッシュメモリ
105、205 通信I/F
106 センサ制御装置
107 バッテリ
120、611 取得部
130、612 特徴量抽出部
131 歩行周期特定部
132 特徴量演算部
133 時系列データ処理部
140 歩行環境判定部
150 記憶部
160 通信部
170 モード切替部
206 入力装置
207 出力装置
Claims (7)
- ユーザの足底から荷重計測装置に加えられた荷重に基づく荷重情報を取得する取得部と、
前記荷重情報に含まれる少なくとも1歩行周期の時系列データから、歩行環境を示す特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
を備え、
前記取得部は、前記足底に設けられた第1の荷重計測装置によって計測された第1の時系列データと、前記第1の荷重計測装置よりも前記足底の爪先側に設けられた第2の荷重計測装置によって計測された第2の時系列データとを取得し、
前記特徴量抽出部は、前記第1の時系列データと前記第2の時系列データとを加算することにより得られる第3の時系列データに基づいて前記特徴量を抽出する、
情報処理装置。 - 前記特徴量抽出部は、前記第3の時系列データに含まれるピークに基づいて前記特徴量を抽出する、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記特徴量抽出部は、前記ピークの出現時刻及び前記ピークの大きさの少なくとも1つに基づいて前記特徴量を抽出する、
請求項2に記載の情報処理装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置により抽出された前記特徴量に基づいて前記ユーザの歩行環境を判定する、
歩行環境判定装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置と、
前記特徴量に基づいて前記ユーザの歩行環境を判定する歩行環境判定装置と、
前記荷重計測装置と、
を備える、歩行環境判定システム。 - ユーザの足底から荷重計測装置に加えられた荷重に基づく荷重情報を取得するステップと、
前記荷重情報に含まれる少なくとも1歩行周期の時系列データから、歩行環境を示す特徴量を抽出するステップと、
を備え、
前記荷重情報は、前記足底に設けられた第1の荷重計測装置によって計測された第1の時系列データと、前記第1の荷重計測装置よりも前記足底の爪先側に設けられた第2の荷重計測装置によって計測された第2の時系列データとを含み、
前記第1の時系列データと前記第2の時系列データとを加算することにより得られる第3の時系列データに基づいて前記特徴量が抽出される、
情報処理方法。 - コンピュータに、
ユーザの足底から荷重計測装置に加えられた荷重に基づく荷重情報を取得するステップと、
前記荷重情報に含まれる少なくとも1歩行周期の時系列データから、歩行環境を示す特徴量を抽出するステップと、
を備える情報処理方法を実行させるためのプログラムであって、
前記荷重情報は、前記足底に設けられた第1の荷重計測装置によって計測された第1の時系列データと、前記第1の荷重計測装置よりも前記足底の爪先側に設けられた第2の荷重計測装置によって計測された第2の時系列データとを含み、
前記第1の時系列データと前記第2の時系列データとを加算することにより得られる第3の時系列データに基づいて前記特徴量が抽出される、
プログラム。
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Non-Patent Citations (4)
Title |
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堀江 直正,満田 隆,川村 貞夫,足圧情報による歩行状態の推定法,生体医工学,公益社団法人 日本生体医工学会,2006年,Vol.44,No.4,p.621-627,ISSN 1881-4379, 特にp.621左欄-p.626左欄, 第1-3章 |
大橋 勇介,榎掘 優,間瀬 健二,歩行時の最大圧選択足圧デ-タを用いた路面コンテキストの識別,情報処理学会研究報告,一般社団法人 情報処理学会,2014年10月07日,Vol.2014-UBI-44,No.17,p.1-8,特にp.2右欄-p.3左欄, 第2章 |
大西 鮎美,寺田 努,塚本 昌彦,足圧分布センサを用いた姿勢認識手法,マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2017)シンポジウム論文集 情報処理学会シンポジ,日本,一般社団法人情報処理学会,2017年06月28日,Vo.2017,No.1,p.810-818,ISSN 1882-0840,特にp.810右欄-p.811右欄, 第2章 |
葉山 浩樹,福田 博也,インソ-ル型フォ-スセンサによる足圧中心軌跡の推定,生体医工学,公益社団法人 日本生体医工学会,2016年02月10日,Vol.54,No.1,p.15-21,ISSN 1881-4379, 特にp.15左欄-p.17左欄, 第1-2章, 図1-5 |
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