JPH11113884A - 歩行分析方法及び装置及びこの方法を記録した記録媒体 - Google Patents
歩行分析方法及び装置及びこの方法を記録した記録媒体Info
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- JPH11113884A JPH11113884A JP9274894A JP27489497A JPH11113884A JP H11113884 A JPH11113884 A JP H11113884A JP 9274894 A JP9274894 A JP 9274894A JP 27489497 A JP27489497 A JP 27489497A JP H11113884 A JPH11113884 A JP H11113884A
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- Japan
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- foot
- foot pressure
- point
- pressure
- pressure center
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 足圧分布の計測結果から歩き方の良さを反映
したパラメータを出力できる歩行分析方法および装置を
提供する。 【解決手段】 圧力センサ部１０１により計測した各時
刻での足圧分布から、１歩の足内の足圧中心軌跡を足圧
中心軌跡抽出部１０２で抽出する。正規化処理部１０３
は、足の大きさと足の向きにより足圧中心軌跡の大きさ
と方向の正規化を行う。方向検出部１０４は、正規化後
の足圧中心軌跡に対し、軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情
報に基づき始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、始
点Ｓから特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向を検出する。
また、方向検出部１０５は、特徴点Ｃから終点Ｅへの足
圧中心軌跡の方向を検出する。このように、足圧中心軌
跡を２つの線分で表現し、各線分の方向をパラメータと
して出力することで、歩行特徴を定量化し、歩き方の良
さを反映したパラメータを出力できるようにする。
したパラメータを出力できる歩行分析方法および装置を
提供する。 【解決手段】 圧力センサ部１０１により計測した各時
刻での足圧分布から、１歩の足内の足圧中心軌跡を足圧
中心軌跡抽出部１０２で抽出する。正規化処理部１０３
は、足の大きさと足の向きにより足圧中心軌跡の大きさ
と方向の正規化を行う。方向検出部１０４は、正規化後
の足圧中心軌跡に対し、軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情
報に基づき始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、始
点Ｓから特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向を検出する。
また、方向検出部１０５は、特徴点Ｃから終点Ｅへの足
圧中心軌跡の方向を検出する。このように、足圧中心軌
跡を２つの線分で表現し、各線分の方向をパラメータと
して出力することで、歩行特徴を定量化し、歩き方の良
さを反映したパラメータを出力できるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歩行時の足圧分布
を計測し、その計測結果から歩行動作を解析し、その特
徴をパラメータとして出力する歩行分析方法および装置
に関するものである。
を計測し、その計測結果から歩行動作を解析し、その特
徴をパラメータとして出力する歩行分析方法および装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】歩行時の足の接地状況を計測すること
で、良い歩き方、健康的な歩き方を判定したり、歩行障
害者の回復度を評価したりできる。
で、良い歩き方、健康的な歩き方を判定したり、歩行障
害者の回復度を評価したりできる。
【０００３】これまで、運動時の足圧分布を計測した
り、足圧中心軌跡を表示したりする装置がある。足圧中
心軌跡を表示する従来の装置は、計測結果をそのまま表
示するだけであり、その結果を解析しパラメータとして
出力する機能はない。
り、足圧中心軌跡を表示したりする装置がある。足圧中
心軌跡を表示する従来の装置は、計測結果をそのまま表
示するだけであり、その結果を解析しパラメータとして
出力する機能はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したように足圧中
心軌跡を表示する従来の装置は、計測結果をそのまま表
示するだけなので、歩行特徴を解析するには、足圧中心
軌跡を目視で判定する必要がある。このような装置で
は、熟知した人しか判定や判断ができないことと、自動
的に判定することが困難なので大量のデータを高速に処
理できないことの問題があった。
心軌跡を表示する従来の装置は、計測結果をそのまま表
示するだけなので、歩行特徴を解析するには、足圧中心
軌跡を目視で判定する必要がある。このような装置で
は、熟知した人しか判定や判断ができないことと、自動
的に判定することが困難なので大量のデータを高速に処
理できないことの問題があった。
【０００５】そこで、本発明は、足圧分布の計測結果か
ら、歩き方の良さを反映したパラメータを出力できるよ
うにした歩行分析方法および装置を提供することを課題
とする。
ら、歩き方の良さを反映したパラメータを出力できるよ
うにした歩行分析方法および装置を提供することを課題
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明による第１の発明は、物体が所定の面を通
過するとき、該面に接地したときの圧力分布を計測する
手順と、各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、
１歩の足が接地してから離地するまでの足内の足圧中心
軌跡を検出する手順と、前記足の大きさと足の向きによ
り、前記検出した足圧中心軌跡の大きさと方向を正規化
する手順と、前記正規化後の足圧中心軌跡に対し、該足
圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づいて、該
始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、該始点Ｓから
該特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、該特徴点Ｃから
該終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手順と、
を有する方法もしくはこの方法を記録した記録媒体とす
るか、または、物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する圧力センサ部と、各
時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足が
接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検出
する手段と、前記足の大きさと足の向きにより、前記検
出した足圧中心軌跡の大きさと方向を正規化する手段
と、前記正規化後の足圧中心軌跡に対して、該足圧中心
軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づいて、該始点Ｓ
と終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、該始点Ｓから該特徴
点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、該特徴点Ｃから該終点
Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手段と、を有す
る装置としたことを特徴とする。
めに、本発明による第１の発明は、物体が所定の面を通
過するとき、該面に接地したときの圧力分布を計測する
手順と、各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、
１歩の足が接地してから離地するまでの足内の足圧中心
軌跡を検出する手順と、前記足の大きさと足の向きによ
り、前記検出した足圧中心軌跡の大きさと方向を正規化
する手順と、前記正規化後の足圧中心軌跡に対し、該足
圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づいて、該
始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、該始点Ｓから
該特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、該特徴点Ｃから
該終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手順と、
を有する方法もしくはこの方法を記録した記録媒体とす
るか、または、物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する圧力センサ部と、各
時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足が
接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検出
する手段と、前記足の大きさと足の向きにより、前記検
出した足圧中心軌跡の大きさと方向を正規化する手段
と、前記正規化後の足圧中心軌跡に対して、該足圧中心
軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づいて、該始点Ｓ
と終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、該始点Ｓから該特徴
点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、該特徴点Ｃから該終点
Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手段と、を有す
る装置としたことを特徴とする。
【０００７】この第１の発明では、各時刻に計測した足
圧分布データから１歩の足内の足圧中心軌跡を抽出し、
この足圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設
定して足圧中心軌跡を２つの線分で表現し、各線分の方
向を検出してパラメータとして出力することで、歩行特
徴を自動的に定量化し、足圧分布や足圧中心軌跡を歩き
方の良さを反映したパラメータとして出力できるように
した。
圧分布データから１歩の足内の足圧中心軌跡を抽出し、
この足圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設
定して足圧中心軌跡を２つの線分で表現し、各線分の方
向を検出してパラメータとして出力することで、歩行特
徴を自動的に定量化し、足圧分布や足圧中心軌跡を歩き
方の良さを反映したパラメータとして出力できるように
した。
【０００８】また、同じく本発明による第２の発明は、
物体が所定の面を通過するとき、該面に接地したときの
圧力分布を計測する手順と、各時刻に前記計測した圧力
分布のデータから、１歩の足が接地してから離地するま
での足内の足圧中心軌跡を検出する手順と、前記足の向
きにより、前記検出した足圧中心軌跡の方向を正規化す
る手順と、各時刻に前記計測した圧力分布のデータか
ら、１歩の足が接地してから離地するまでの足内の床反
力を検出する手順と、前記検出した床反力が極小となる
時刻での足圧中心を特徴点Ｃとして検出する手順と、前
記足圧中心軌跡の始点Ｓから前記検出した特徴点Ｃへの
足圧中心軌跡の方向と該特徴点Ｃから前記足圧中心軌跡
の終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手順と、
を有する方法もしくはこの方法を記録した記録媒体とす
るか、または、物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する圧力センサ部と、各
時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足が
接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検出
する手段と、前記足の向きにより、前記検出した足圧中
心軌跡の方向を正規化する手段と、各時刻に前記計測し
た圧力分布のデータから、１歩の足が接地してから離地
するまでの足内の床反力を検出する手段と、前記検出し
た床反力が極小となる時刻での足圧中心を特徴点Ｃとし
て検出する手段と、前記足圧中心軌跡の始点Ｓから前記
検出した特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と該特徴点Ｃ
から前記足圧中心軌跡の終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向
とを検出する手段と、を有する装置としたことを特徴と
する。
物体が所定の面を通過するとき、該面に接地したときの
圧力分布を計測する手順と、各時刻に前記計測した圧力
分布のデータから、１歩の足が接地してから離地するま
での足内の足圧中心軌跡を検出する手順と、前記足の向
きにより、前記検出した足圧中心軌跡の方向を正規化す
る手順と、各時刻に前記計測した圧力分布のデータか
ら、１歩の足が接地してから離地するまでの足内の床反
力を検出する手順と、前記検出した床反力が極小となる
時刻での足圧中心を特徴点Ｃとして検出する手順と、前
記足圧中心軌跡の始点Ｓから前記検出した特徴点Ｃへの
足圧中心軌跡の方向と該特徴点Ｃから前記足圧中心軌跡
の終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手順と、
を有する方法もしくはこの方法を記録した記録媒体とす
るか、または、物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する圧力センサ部と、各
時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足が
接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検出
する手段と、前記足の向きにより、前記検出した足圧中
心軌跡の方向を正規化する手段と、各時刻に前記計測し
た圧力分布のデータから、１歩の足が接地してから離地
するまでの足内の床反力を検出する手段と、前記検出し
た床反力が極小となる時刻での足圧中心を特徴点Ｃとし
て検出する手段と、前記足圧中心軌跡の始点Ｓから前記
検出した特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と該特徴点Ｃ
から前記足圧中心軌跡の終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向
とを検出する手段と、を有する装置としたことを特徴と
する。
【０００９】この第２の発明では、各時刻に計測した足
圧分布データから１歩の足内の足圧中心軌跡を抽出し、
この足圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの間に床反力が極小
となる時刻での足圧中心を特徴点Ｃとして検出して足圧
中心軌跡を２つの線分で表現し、各線分の方向を検出し
てパラメータとして出力することで、歩行特徴を自動的
に定量化し、足圧分布や足圧中心軌跡を歩き方の良さを
反映したパラメータとして出力できるようにした。
圧分布データから１歩の足内の足圧中心軌跡を抽出し、
この足圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの間に床反力が極小
となる時刻での足圧中心を特徴点Ｃとして検出して足圧
中心軌跡を２つの線分で表現し、各線分の方向を検出し
てパラメータとして出力することで、歩行特徴を自動的
に定量化し、足圧分布や足圧中心軌跡を歩き方の良さを
反映したパラメータとして出力できるようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１１】図１に、本発明による第１の発明の一実施
形態例の構成図を示す。
形態例の構成図を示す。
【００１２】図１において、１０１は圧力センサ部、１
０２は足圧中心軌跡抽出部、１０３は正規化処理部、１
０４は始点Ｓから特徴点Ｃへの方向検出部、１０５は特
徴点Ｃから終点Ｅへの方向検出部である。
０２は足圧中心軌跡抽出部、１０３は正規化処理部、１
０４は始点Ｓから特徴点Ｃへの方向検出部、１０５は特
徴点Ｃから終点Ｅへの方向検出部である。
【００１３】圧力センサ部１０１は足が接地することに
より生じる圧力分布（足圧分布）を計測し、計測した圧
力分布データを足圧中心軌跡抽出部１０２に出力する。
人物の歩行を床に設置した圧力センサで計測する様子を
図２に示す。また、毎秒３０回の速度で計測したときの
足圧分布を図３に示す。
より生じる圧力分布（足圧分布）を計測し、計測した圧
力分布データを足圧中心軌跡抽出部１０２に出力する。
人物の歩行を床に設置した圧力センサで計測する様子を
図２に示す。また、毎秒３０回の速度で計測したときの
足圧分布を図３に示す。
【００１４】足圧中心軌跡抽出部１０２は足内における
足圧中心軌跡を求め、その結果を正規化処理部１０３に
出力する。各時刻に計測した足圧分布から、その空間的
中心である足圧中心を求める。足圧中心は、圧力値で重
み付けした分布の空間的中心として算出できる。図３の
圧力分布から足圧中心を求めた結果を図４に示す。同図
の×印が足圧中心である。各時刻の足圧中心を連結すれ
ば図５に示すような足圧中心軌跡が得られる。圧力セン
サ部１０１での足圧計測において、複数歩にわたる足圧
分布を連続して計測した場合には、前処理として各足領
域を分離すればよい。足領域を分離する方法としては、
各足領域の位置を推定し、その推定位置を初期位置とし
て圧力値を有する画素をグルーピングすることで切り出
す方法が有効である（参考文献：嶌田、大塚、伴野、新
井『圧力センサによる歩行運動分析装置の検討』電子情
報通信学会ＭＥとサイバネティックス研究会ＭＢＥ９６
−１３８、１９９６年）。
足圧中心軌跡を求め、その結果を正規化処理部１０３に
出力する。各時刻に計測した足圧分布から、その空間的
中心である足圧中心を求める。足圧中心は、圧力値で重
み付けした分布の空間的中心として算出できる。図３の
圧力分布から足圧中心を求めた結果を図４に示す。同図
の×印が足圧中心である。各時刻の足圧中心を連結すれ
ば図５に示すような足圧中心軌跡が得られる。圧力セン
サ部１０１での足圧計測において、複数歩にわたる足圧
分布を連続して計測した場合には、前処理として各足領
域を分離すればよい。足領域を分離する方法としては、
各足領域の位置を推定し、その推定位置を初期位置とし
て圧力値を有する画素をグルーピングすることで切り出
す方法が有効である（参考文献：嶌田、大塚、伴野、新
井『圧力センサによる歩行運動分析装置の検討』電子情
報通信学会ＭＥとサイバネティックス研究会ＭＢＥ９６
−１３８、１９９６年）。
【００１５】正規化処理部１０３は、足圧中心軌跡抽出
部１０２より受けた足圧中心軌跡の方向と大きさに関す
る正規化処理を行い、正規化後の足圧分布を方向検出部
１０４と１０５に出力する。
部１０２より受けた足圧中心軌跡の方向と大きさに関す
る正規化処理を行い、正規化後の足圧分布を方向検出部
１０４と１０５に出力する。
【００１６】以下に、方向と大きさの正規化処理の実施
形態例について説明する。
形態例について説明する。
【００１７】まず、足領域を内包する外接矩形を求め
る。この外接矩形を求めるには、足領域の最大長方向を
長軸とし、各辺が足圧分布領域を内接する矩形を求めれ
ばよい。矩形を求めた例を図６に示す。同図において、
ｕ−ｖ座標系は１０１の足圧センサ部で計測する圧力分
布の座標系である。
る。この外接矩形を求めるには、足領域の最大長方向を
長軸とし、各辺が足圧分布領域を内接する矩形を求めれ
ばよい。矩形を求めた例を図６に示す。同図において、
ｕ−ｖ座標系は１０１の足圧センサ部で計測する圧力分
布の座標系である。
【００１８】次に、求めた外接矩形の長軸をＸ軸とし、
Ｘ軸に直交し、足の内側から外側に向けた方向をＹ軸と
するＸ−Ｙ座標系を設定し、足圧中心軌跡をｕ−ｖ座標
系からＸ−Ｙ座標系に変換することにより方向の正規化
処理を行う。
Ｘ軸に直交し、足の内側から外側に向けた方向をＹ軸と
するＸ−Ｙ座標系を設定し、足圧中心軌跡をｕ−ｖ座標
系からＸ−Ｙ座標系に変換することにより方向の正規化
処理を行う。
【００１９】最後に、求めた外接矩形の長さｌと幅ｗを
求め、これらが予め設定しておいた値、長さＬ、幅Ｗと
なるように変換することにより大きさの正規化を行う。
具体的には足圧中心軌跡をＸ方向にＬ／ｌ倍、Ｙ方向に
Ｗ／ｗ倍だけ拡大（または縮小）する変換を施せばよ
い。
求め、これらが予め設定しておいた値、長さＬ、幅Ｗと
なるように変換することにより大きさの正規化を行う。
具体的には足圧中心軌跡をＸ方向にＬ／ｌ倍、Ｙ方向に
Ｗ／ｗ倍だけ拡大（または縮小）する変換を施せばよ
い。
【００２０】Ｘ軸方向の大きさの正規化については、図
７に示すように、足圧中心軌跡の始点と終点のＸ方向の
長さをｌ′とし、この長さがＬ′となるように大きさの
正規化を行い、Ｘ軸の原点を足圧中心の始点とする方法
も有効である。この方法を適用した場合には、足圧中心
の始点と終点のＸ座標値が全ての計測において一致する
ので、他の計測と比較する上で都合がよい。
７に示すように、足圧中心軌跡の始点と終点のＸ方向の
長さをｌ′とし、この長さがＬ′となるように大きさの
正規化を行い、Ｘ軸の原点を足圧中心の始点とする方法
も有効である。この方法を適用した場合には、足圧中心
の始点と終点のＸ座標値が全ての計測において一致する
ので、他の計測と比較する上で都合がよい。
【００２１】方向検出部１０４は正規化処理部１０３か
ら受けた正規化後の足圧中心軌跡について始点Ｓから特
徴点Ｃへの方向を求め、その方向を出力する。図８に示
すように始点Ｓから特徴点Ｃへの方向がＸ軸となす角度
αを求めればよい。特徴点Ｃは、始点ＳからＣまでと始
点Ｓから終点ＥまでのＸ方向の距離の比が、例えば７：
１０となるように設定すればよい。
ら受けた正規化後の足圧中心軌跡について始点Ｓから特
徴点Ｃへの方向を求め、その方向を出力する。図８に示
すように始点Ｓから特徴点Ｃへの方向がＸ軸となす角度
αを求めればよい。特徴点Ｃは、始点ＳからＣまでと始
点Ｓから終点ＥまでのＸ方向の距離の比が、例えば７：
１０となるように設定すればよい。
【００２２】方向検出部１０５は正規化処理部１０３か
ら受けた正規化後の足圧中心軌跡について特徴点Ｃから
終点Ｅへの方向を求め、その方向を出力する。具体的に
は、図８に示すように特徴点Ｃから終点Ｅへの方向がＸ
軸となす角度βを求めればよい。
ら受けた正規化後の足圧中心軌跡について特徴点Ｃから
終点Ｅへの方向を求め、その方向を出力する。具体的に
は、図８に示すように特徴点Ｃから終点Ｅへの方向がＸ
軸となす角度βを求めればよい。
【００２３】次に、本発明の第１の発明による方法の一
実施形態例を、図１の実施形態例の全体の動作として説
明する。
実施形態例を、図１の実施形態例の全体の動作として説
明する。
【００２４】圧力センサ部１０１は足圧分布を計測し、
計測した足圧分布を足圧中心軌跡抽出部１０２に出力す
る。足圧中心軌跡抽出部１０２は圧力センサ部１０１よ
り受けた足圧分布の一歩の足内における足圧中心軌跡を
求め、その結果を正規化処理部１０３に出力する。正規
化処理部１０３は、足圧中心軌跡抽出部１０２より受け
た足圧中心軌跡の方向と大きさに関する正規化処理を行
い、正規化後の足圧分布を方向検出部１０４と１０５に
出力する。方向検出部１０４は正規化処理部１０３から
受けた正規化後の足圧中心軌跡における始点Ｓから特徴
点Ｃへの方向を求め、その方向を出力する。方向検出部
１０５は正規化処理部１０３から受けた正規化後の足圧
中心軌跡における特徴点Ｃから終点Ｅへの方向を求め、
その方向を出力する。
計測した足圧分布を足圧中心軌跡抽出部１０２に出力す
る。足圧中心軌跡抽出部１０２は圧力センサ部１０１よ
り受けた足圧分布の一歩の足内における足圧中心軌跡を
求め、その結果を正規化処理部１０３に出力する。正規
化処理部１０３は、足圧中心軌跡抽出部１０２より受け
た足圧中心軌跡の方向と大きさに関する正規化処理を行
い、正規化後の足圧分布を方向検出部１０４と１０５に
出力する。方向検出部１０４は正規化処理部１０３から
受けた正規化後の足圧中心軌跡における始点Ｓから特徴
点Ｃへの方向を求め、その方向を出力する。方向検出部
１０５は正規化処理部１０３から受けた正規化後の足圧
中心軌跡における特徴点Ｃから終点Ｅへの方向を求め、
その方向を出力する。
【００２５】健常者２０人に対して自然歩行１１回、歩
行速度を規定した場合１１回の合計２２回の試行を行
い、足圧中心軌跡から２つの方向を求めた結果を図９に
示す。図９は各人の２２試行の平均値のみ示している。
Ｗ＝２，Ｌ＝５と設定して正規化処理を行っている。２
０人のなかでαの値は正と負の場合があるが、正のとき
は踵を着いてから足圧中心が足の外側に傾いたことを示
す。また、βは全て負であり、足圧中心軌跡が特徴点Ｃ
からは親指の方に傾くことを示す。ＨｕｍａｎＩＤが
１、３の人は、αが正の値で、βが約−１０°であるの
で、図８に示したように足圧中心軌跡が特徴点Ｃで大き
く曲がっていることを示す。このような変化は、あおり
運動と呼ばれる健康的な歩き方をしているからと考えら
れる。一方、ＨｕｍａｎＩＤが２の人はαもβも小さ
く、足圧中心軌跡は直線的であり、あおり運動ができて
いないことを示す。
行速度を規定した場合１１回の合計２２回の試行を行
い、足圧中心軌跡から２つの方向を求めた結果を図９に
示す。図９は各人の２２試行の平均値のみ示している。
Ｗ＝２，Ｌ＝５と設定して正規化処理を行っている。２
０人のなかでαの値は正と負の場合があるが、正のとき
は踵を着いてから足圧中心が足の外側に傾いたことを示
す。また、βは全て負であり、足圧中心軌跡が特徴点Ｃ
からは親指の方に傾くことを示す。ＨｕｍａｎＩＤが
１、３の人は、αが正の値で、βが約−１０°であるの
で、図８に示したように足圧中心軌跡が特徴点Ｃで大き
く曲がっていることを示す。このような変化は、あおり
運動と呼ばれる健康的な歩き方をしているからと考えら
れる。一方、ＨｕｍａｎＩＤが２の人はαもβも小さ
く、足圧中心軌跡は直線的であり、あおり運動ができて
いないことを示す。
【００２６】このように、第１の発明では足圧中心軌跡
を２つの線分で表現し、各線分の方向をパラメータとし
て出力するので、歩行特徴を自動的に定量化することが
できる。
を２つの線分で表現し、各線分の方向をパラメータとし
て出力するので、歩行特徴を自動的に定量化することが
できる。
【００２７】次に、本発明による第２の発明の一実施形
態例を説明する。図１０に本実施形態例の構成図を示
す。
態例を説明する。図１０に本実施形態例の構成図を示
す。
【００２８】図１０において、１０１は圧力センサ部、
１０２は足圧中心軌跡抽出部であり、図１のものと同じ
である。また、９０１は床反力算出部、９０２は特徴点
検出部、９０３は方向正規化処理部、９０４始点Ｓから
特徴点Ｃへの方向検出部、９０５は特徴点Ｃから終点Ｅ
への方向検出部である。
１０２は足圧中心軌跡抽出部であり、図１のものと同じ
である。また、９０１は床反力算出部、９０２は特徴点
検出部、９０３は方向正規化処理部、９０４始点Ｓから
特徴点Ｃへの方向検出部、９０５は特徴点Ｃから終点Ｅ
への方向検出部である。
【００２９】圧力センサ部１０１は、図１の実施形態例
と同様にして足が接地することにより生じる圧力分布
（足圧分布）を計測し、計測した圧力データを足圧中心
軌跡抽出部１０２と床反力算出部９０１に出力する。
と同様にして足が接地することにより生じる圧力分布
（足圧分布）を計測し、計測した圧力データを足圧中心
軌跡抽出部１０２と床反力算出部９０１に出力する。
【００３０】足圧中心軌跡抽出部１０２も、図１の実施
形態例と同様にして足内における足圧中心軌跡を求め、
その結果を方向正規化処理部９０３に出力する。すなわ
ち、各時刻に計測した足圧分布から、その空間的中心で
ある足圧中心を求める。
形態例と同様にして足内における足圧中心軌跡を求め、
その結果を方向正規化処理部９０３に出力する。すなわ
ち、各時刻に計測した足圧分布から、その空間的中心で
ある足圧中心を求める。
【００３１】床反力算出部９０１は、圧力センサ部１０
１で計測した足圧分布から、一歩の足による床反力を算
出し、その結果を特徴点検出部９０２に出力する。床反
力は一歩の足内の圧力値の総和として算出できる。
１で計測した足圧分布から、一歩の足による床反力を算
出し、その結果を特徴点検出部９０２に出力する。床反
力は一歩の足内の圧力値の総和として算出できる。
【００３２】特徴点検出部９０２は、床反力算出部９０
１より受けた床反力の時間的変化から特徴点を検出し、
特徴点Ｃを方向検出部９０４と９０５に出力する。特徴
点の抽出は、図１１に示すように、床反力の時間変化が
極小となる時刻Ｔｃを検出し、この時刻での足圧分布の
中心位置を求めればよい。
１より受けた床反力の時間的変化から特徴点を検出し、
特徴点Ｃを方向検出部９０４と９０５に出力する。特徴
点の抽出は、図１１に示すように、床反力の時間変化が
極小となる時刻Ｔｃを検出し、この時刻での足圧分布の
中心位置を求めればよい。
【００３３】方向正規化処理部９０３は、足圧中心軌跡
抽出部１０２より受けた足圧中心軌跡の方向を正規化
し、正規化後の足圧中心軌跡を方向検出部９０４と９０
５に出力する。方向の正規化処理は、図１の正規化処理
部１０３と同様の処理で実現できる。
抽出部１０２より受けた足圧中心軌跡の方向を正規化
し、正規化後の足圧中心軌跡を方向検出部９０４と９０
５に出力する。方向の正規化処理は、図１の正規化処理
部１０３と同様の処理で実現できる。
【００３４】方向検出部９０４は、方向正規化処理部９
０３から受けた正規化後の足圧中心軌跡および特徴点検
出部９０２から受けた特徴点Ｃに基づいて、足圧中心軌
跡の始点Ｓから特徴点Ｃへの方向を求め、その方向を出
力する。図８の場合と同様に、始点Ｓから特徴点Ｃへの
方向がＸ軸となす角度αを求めればよい。
０３から受けた正規化後の足圧中心軌跡および特徴点検
出部９０２から受けた特徴点Ｃに基づいて、足圧中心軌
跡の始点Ｓから特徴点Ｃへの方向を求め、その方向を出
力する。図８の場合と同様に、始点Ｓから特徴点Ｃへの
方向がＸ軸となす角度αを求めればよい。
【００３５】方向検出部１０５は、特徴点検出部９０２
から受けた特徴点Ｃおよび方向正規化処理部９０３から
受けた正規化後の足圧中心軌跡に基づいて、特徴点Ｃか
ら足圧中心軌跡の終点Ｅへの方向を求め、その方向を出
力する。具体的には、図８の場合と同様に、特徴点Ｃか
ら終点Ｅへの方向がＸ軸となす角度βを求めればよい。
から受けた特徴点Ｃおよび方向正規化処理部９０３から
受けた正規化後の足圧中心軌跡に基づいて、特徴点Ｃか
ら足圧中心軌跡の終点Ｅへの方向を求め、その方向を出
力する。具体的には、図８の場合と同様に、特徴点Ｃか
ら終点Ｅへの方向がＸ軸となす角度βを求めればよい。
【００３６】次に、本発明の第２の発明による方法の一
実施形態例を、図１０の実施形態例の全体の動作として
説明する。
実施形態例を、図１０の実施形態例の全体の動作として
説明する。
【００３７】圧力センサ部１０１は、足圧分布を計測
し、計測した足圧分布を足圧中心軌跡抽出部１０２と床
反力算出部９０１に出力する。足圧中心軌跡抽出部１０
２は、圧力センサ部１０１より受けた足圧分布の一歩の
足内における足圧中心軌跡を求め、その結果を方向正規
化処理部９０３に出力する。方向正規化処理部９０３
は、足圧中心軌跡の方向を正規化し、正規化後の軌跡を
方向検出部９０４と９０５に出力する。床反力検出部９
０１は、圧力センサ部１０１より受けた足圧分布の一歩
の足内における床反力を求め、その結果を特徴点検出部
９０２に出力する。特徴点検出部９０２は、床反力検出
部９０１より受けた床反力の時間変化から特徴点Ｃを検
出し、その特徴点位置を方向検出部９０４と９０５に出
力する。方向検出部９０４は、足圧中心軌跡の始点Ｓか
ら、特徴点検出部１０２より受けた特徴点Ｃへの方向を
求め、その方向を出力する。方向検出部９０５は、特徴
点検出部１０２より受けた特徴点Ｃから、足圧中心軌跡
の終点Ｅへの方向を求め、その方向を出力する。
し、計測した足圧分布を足圧中心軌跡抽出部１０２と床
反力算出部９０１に出力する。足圧中心軌跡抽出部１０
２は、圧力センサ部１０１より受けた足圧分布の一歩の
足内における足圧中心軌跡を求め、その結果を方向正規
化処理部９０３に出力する。方向正規化処理部９０３
は、足圧中心軌跡の方向を正規化し、正規化後の軌跡を
方向検出部９０４と９０５に出力する。床反力検出部９
０１は、圧力センサ部１０１より受けた足圧分布の一歩
の足内における床反力を求め、その結果を特徴点検出部
９０２に出力する。特徴点検出部９０２は、床反力検出
部９０１より受けた床反力の時間変化から特徴点Ｃを検
出し、その特徴点位置を方向検出部９０４と９０５に出
力する。方向検出部９０４は、足圧中心軌跡の始点Ｓか
ら、特徴点検出部１０２より受けた特徴点Ｃへの方向を
求め、その方向を出力する。方向検出部９０５は、特徴
点検出部１０２より受けた特徴点Ｃから、足圧中心軌跡
の終点Ｅへの方向を求め、その方向を出力する。
【００３８】なお、本発明は、データを保存し、それら
を自由に読み出し可能なハードディスクやそれに準ずる
装置と、データを処理する際に必要なバッファやそれに
準ずる装置と、所望の情報を表示、出力するディスプレ
イなどの装置を備え、それらハードディスク、バッファ
及びディスプレイなどをあらかじめ定められた手順に基
いて制御する中央演算装置などを備えたコンピュータや
それに準ずる装置を基に、上述した図１、図１０で説明
した実施形態例での各部の処理、ないしは手順もしくは
アルゴリズムを記述した処理プログラムやそれに準ずる
物を、該コンピュータに対して与え、制御、実行させる
ことで実現することが可能である。ここで、該処理プロ
グラムやそれに準ずる物を、コンピュータが実行する際
に読み出しを実行できるＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディ
スク（ＦＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）あるいはそれら
に準ずる記憶媒体に記録して、配布することが可能であ
る。
を自由に読み出し可能なハードディスクやそれに準ずる
装置と、データを処理する際に必要なバッファやそれに
準ずる装置と、所望の情報を表示、出力するディスプレ
イなどの装置を備え、それらハードディスク、バッファ
及びディスプレイなどをあらかじめ定められた手順に基
いて制御する中央演算装置などを備えたコンピュータや
それに準ずる装置を基に、上述した図１、図１０で説明
した実施形態例での各部の処理、ないしは手順もしくは
アルゴリズムを記述した処理プログラムやそれに準ずる
物を、該コンピュータに対して与え、制御、実行させる
ことで実現することが可能である。ここで、該処理プロ
グラムやそれに準ずる物を、コンピュータが実行する際
に読み出しを実行できるＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディ
スク（ＦＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）あるいはそれら
に準ずる記憶媒体に記録して、配布することが可能であ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による第１
の発明によれば、各時刻に計測した足圧分布データから
１歩の足内の足圧中心軌跡を抽出し、足の大きさと足の
向きにより足圧中心軌跡の大きさと方向の正規化を行う
手順もしくは手段と、正規化後の足圧中心軌跡に対し
て、足圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づい
て始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、始点Ｓから
特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、特徴点Ｃと終点Ｅ
の足圧中心軌跡の方向とを検出する手順もしくは手段を
有するので、足圧中心軌跡から歩き方の良さをパラメー
タとして出力することができる。
の発明によれば、各時刻に計測した足圧分布データから
１歩の足内の足圧中心軌跡を抽出し、足の大きさと足の
向きにより足圧中心軌跡の大きさと方向の正規化を行う
手順もしくは手段と、正規化後の足圧中心軌跡に対し
て、足圧中心軌跡の始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づい
て始点Ｓと終点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、始点Ｓから
特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、特徴点Ｃと終点Ｅ
の足圧中心軌跡の方向とを検出する手順もしくは手段を
有するので、足圧中心軌跡から歩き方の良さをパラメー
タとして出力することができる。
【００４０】また、本発明による第２の発明によれば、
各時刻に計測した足圧分布データから１歩の足内の足圧
中心軌跡を抽出し、床反力が極小となる時刻での足圧中
心を特徴点Ｃとして検出する手順もしくは手段と、始点
Ｓから特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、特徴点Ｃか
ら終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手順もし
くは手段を有するので、足圧中心軌跡から歩き方の良さ
をパラメータとして出力することができる。
各時刻に計測した足圧分布データから１歩の足内の足圧
中心軌跡を抽出し、床反力が極小となる時刻での足圧中
心を特徴点Ｃとして検出する手順もしくは手段と、始点
Ｓから特徴点Ｃへの足圧中心軌跡の方向と、特徴点Ｃか
ら終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手順もし
くは手段を有するので、足圧中心軌跡から歩き方の良さ
をパラメータとして出力することができる。
【図１】本発明による第１の発明の装置の一実施形態例
の構成を示すとともに、方法の一実施形態例を説明する
ための図である。
の構成を示すとともに、方法の一実施形態例を説明する
ための図である。
【図２】上記第１の発明の実施形態例での足圧分布をセ
ンシングする様子を説明する図である。
ンシングする様子を説明する図である。
【図３】上記第１の発明の実施形態例での足圧分布の例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】上記第１の発明の実施形態例での足圧中心の例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】上記第１の発明の実施形態例での足圧中心軌跡
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図６】上記第１の発明の実施形態例における正規化処
理の第１の方法を説明する図である。
理の第１の方法を説明する図である。
【図７】上記第１の発明の実施形態例における正規化処
理の第２の方法を説明する図である。
理の第２の方法を説明する図である。
【図８】上記第１の発明の実施形態例において足圧中心
軌跡から抽出するパラメータを説明する図である。
軌跡から抽出するパラメータを説明する図である。
【図９】上記第１の発明の実施形態例による試行結果を
示す図である。
示す図である。
【図１０】本発明の第２の発明の装置の一実施形態例の
構成を示すとともに、方法の一実施形態例を説明するた
めの図である。
構成を示すとともに、方法の一実施形態例を説明するた
めの図である。
【図１１】上記第２の発明の実施形態例における特徴点
Ｃの検出方法を説明する図である。
Ｃの検出方法を説明する図である。
１０１…圧力センサ部 １０２…足圧中心軌跡抽出部 １０３…正規化処理部 １０４…始点Ｓから特徴点Ｃへの方向検出部 １０５…特徴点Ｃから終点Ｅへの方向検出部 ９０１…床反力算出部 ９０２…特徴点検出部 ９０３…方向正規化処理部 ９０４…始点Ｓから特徴点Ｃへの方向検出部 ９０５…特徴点Ｃから終点Ｅへの方向検出部
Claims (5)
- 【請求項１】 物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する手順と、 各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足
が接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検
出する手順と、 前記足の大きさと足の向きにより、前記検出した足圧中
心軌跡の大きさと方向を正規化する手順と、 前記正規化後の足圧中心軌跡に対し、該足圧中心軌跡の
始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づいて、該始点Ｓと終点
Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、該始点Ｓから該特徴点Ｃへ
の足圧中心軌跡の方向と、該特徴点Ｃから該終点Ｅへの
足圧中心軌跡の方向とを検出する手順と、 を有することを特徴とする歩行分析方法。 - 【請求項２】 物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する手順と、 各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足
が接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検
出する手順と、 前記足の向きにより、前記検出した足圧中心軌跡の方向
を正規化する手順と、 各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足
が接地してから離地するまでの足内の床反力を検出する
手順と、 前記検出した床反力が極小となる時刻での足圧中心を特
徴点Ｃとして検出する手順と、 前記足圧中心軌跡の始点Ｓから前記検出した特徴点Ｃへ
の足圧中心軌跡の方向と該特徴点Ｃから前記足圧中心軌
跡の終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手順
と、 を有することを特徴とする歩行分析方法。 - 【請求項３】 物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する圧力センサ部と、 各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足
が接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検
出する手段と、 前記足の大きさと足の向きにより、前記検出した足圧中
心軌跡の大きさと方向を正規化する手段と、 前記正規化後の足圧中心軌跡に対して、該足圧中心軌跡
の始点Ｓと終点Ｅの位置情報に基づいて、該始点Ｓと終
点Ｅの間に特徴点Ｃを設定し、該始点Ｓから該特徴点Ｃ
への足圧中心軌跡の方向と、該特徴点Ｃから該終点Ｅへ
の足圧中心軌跡の方向とを検出する手段と、 を有することを特徴とする歩行分析装置。 - 【請求項４】 物体が所定の面を通過するとき、該面に
接地したときの圧力分布を計測する圧力センサ部と、 各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足
が接地してから離地するまでの足内の足圧中心軌跡を検
出する手段と、 前記足の向きにより、前記検出した足圧中心軌跡の方向
を正規化する手段と、 各時刻に前記計測した圧力分布のデータから、１歩の足
が接地してから離地するまでの足内の床反力を検出する
手段と、 前記検出した床反力が極小となる時刻での足圧中心を特
徴点Ｃとして検出する手段と、 前記足圧中心軌跡の始点Ｓから前記検出した特徴点Ｃへ
の足圧中心軌跡の方向と該特徴点Ｃから前記足圧中心軌
跡の終点Ｅへの足圧中心軌跡の方向とを検出する手段
と、 を有することを特徴とする歩行分析装置。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の歩行分
析方法における手順をコンピュータに実行させるプログ
ラムを、該コンピュータが読み取り可能な媒体に記録し
た、 ことを特徴とする歩行分析方法を記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9274894A JPH11113884A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 歩行分析方法及び装置及びこの方法を記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9274894A JPH11113884A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 歩行分析方法及び装置及びこの方法を記録した記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11113884A true JPH11113884A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17548018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9274894A Pending JPH11113884A (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 歩行分析方法及び装置及びこの方法を記録した記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11113884A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007526028A (ja) * | 2004-03-08 | 2007-09-13 | クレーグ， イー． ロウ， | 矯正装具を作成するシステム及び方法 |
| JP2008237832A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Comfort-Lab:Kk | ウォーキングナビゲーションシステム |
| WO2009005078A1 (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | Asics Corporation | 足関節の動的アライメントの評価システムおよび足関節の動的アライメントの評価方法 |
| JP2013536040A (ja) * | 2010-08-26 | 2013-09-19 | ネーデルランセ オルハニサチエ フォール トゥーヘパスト−ナツールウェーテンシャッペルック オンデルズク テーエヌオー | 人の歩く又は走る速さを決定するための方法及びシステム |
| JPWO2013153806A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2015-12-17 | テルモ株式会社 | 整形疾患リスク評価システム及び情報処理装置 |
| KR20180052513A (ko) * | 2016-11-10 | 2018-05-18 | 한양대학교 산학협력단 | 낙상 방지용 보행 매트 |
| CN110226932A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-09-13 | 杭州电子科技大学 | 人体日常行为动作的足底压力特征提取方法 |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP9274894A patent/JPH11113884A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009011527A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Asics Corp | 足関節の動的アライメントの評価システムおよび足関節の動的アライメントの評価方法 |
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| JPWO2013153806A1 (ja) * | 2012-04-12 | 2015-12-17 | テルモ株式会社 | 整形疾患リスク評価システム及び情報処理装置 |
| KR20180052513A (ko) * | 2016-11-10 | 2018-05-18 | 한양대학교 산학협력단 | 낙상 방지용 보행 매트 |
| CN110226932A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-09-13 | 杭州电子科技大学 | 人体日常行为动作的足底压力特征提取方法 |
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