WO2015152361A1 - 経路形状判定装置、運動支援システム及びプログラム - Google Patents

経路形状判定装置、運動支援システム及びプログラム Download PDF

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WO2015152361A1
WO2015152361A1 PCT/JP2015/060429 JP2015060429W WO2015152361A1 WO 2015152361 A1 WO2015152361 A1 WO 2015152361A1 JP 2015060429 W JP2015060429 W JP 2015060429W WO 2015152361 A1 WO2015152361 A1 WO 2015152361A1
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calorie consumption
unit
user
weight
pressure
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PCT/JP2015/060429
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筒井　多圭志
康介 朝長
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ソフトバンク株式会社
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    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1123—Discriminating type of movement, e.g. walking or running
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B3/00—Footwear characterised by the shape or the use
    • A43B3/34—Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements
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    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes
    • A61B5/6807—Footwear

Definitions

  • the present invention relates to a path shape determination device, an exercise support system, and a program.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-131091
  • the shape of the route on which the user walks or runs based on the pattern acquisition unit that acquires the motion pattern of the foot of the user who walks or runs and the motion pattern acquired by the pattern acquisition unit There is provided a path shape determination device including a path shape determination unit for determining the above.
  • the route shape determining unit may determine that the shape of the route is a flat ground, a slope, or a staircase.
  • the pattern acquisition unit includes the locus of the user's foot and the contact angle of the foot specified based on the output value of the gyro sensor attached to the user's foot or shoe and the output value of the acceleration sensor.
  • the movement pattern may be acquired, and the path shape determination unit may determine the path shape based on the trajectory of the foot and the contact angle of the foot.
  • the route shape determining unit may determine the shape of the route by comparing a plurality of pre-registered reference patterns and motion patterns.
  • the user's calorie consumption is calculated based on the weight acquisition unit for acquiring the user's weight, the user's weight, the movement pattern, and the route shape determined by the route shape determination unit.
  • An exercise support system including a calorie consumption estimation device including a calorie consumption estimation unit to be estimated and the path shape determination device is provided.
  • the calorie consumption estimation unit may estimate the calorie consumption by calculating kinetic energy from the user's weight, the duration of the exercise, and the movement distance.
  • the calorie consumption estimation device is based on the pressure acquired by the pressure acquisition unit that acquires the pressure detected by the pressure sensor disposed on the bottom of the footwear worn by the user, and the pressure acquired by the pressure acquisition unit.
  • a weight estimation unit that estimates the weight of the user wearing the footwear, and the weight acquisition unit may acquire the weight estimated by the weight estimation unit.
  • the calorie consumption estimation device further includes a weight storage unit that stores the first pressure acquired by the pressure acquisition unit and the first weight of the user when the first pressure is measured. The weight estimation unit may estimate the second weight corresponding to the second pressure by multiplying the first weight by the ratio of the second pressure and the first pressure acquired by the pressure acquisition unit. It's okay.
  • the calorie consumption estimation device includes a position information acquisition unit that acquires user position information, position information acquired by the position information acquisition unit, and a position indicated by the position information estimated by the calorie consumption estimation unit. You may further provide the consumed calorie memory
  • the calorie consumption estimation device includes a mapping unit that maps an image corresponding to the calorie consumption stored in the calorie consumption storage unit on a map image based on a position stored in association with the calorie consumption. Furthermore, you may prepare.
  • a program for causing a computer to function as the route shape determining device According to the 4th aspect of this invention, the program for functioning a computer as said exercise support system is provided.
  • An example of the communication environment of an information terminal is shown roughly.
  • An example of functional composition of an exercise support system is shown roughly.
  • An example of a foot trajectory and a foot contact angle on a flat ground is schematically shown.
  • An example of a foot trajectory and a foot contact angle on a slope is schematically shown.
  • foot is shown schematically.
  • An example of the map image which mapped the image showing calorie consumption is shown roughly.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a communication environment of the information terminal 100 according to the present embodiment.
  • the information terminal 100 is a terminal having a wireless communication function, and is, for example, a mobile phone, a tablet, a portable music player, and a dedicated terminal that executes the processing described in the present embodiment.
  • the information terminal 100 communicates wirelessly with the movement management unit 200 that detects the movement of the user's foot.
  • Examples of wireless communication standards include Bluetooth (registered trademark), BLE (Bluetooth Low Energy), and wireless LAN.
  • the information terminal 100 and the motion management unit 200 may perform wireless communication according to a unique protocol.
  • the movement management unit 200 may be installed in any location as long as it can detect the movement of the user's foot.
  • the case where the motion management unit 200 is installed on the right shoe 302 will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the motion management unit 200 may be installed on the left shoe 304 or installed on the user's foot. May be.
  • the case where the motion management unit 200 is installed on the sole of the right shoe 302 will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the motion management unit 200 may be installed on other parts such as shoelaces. .
  • the information terminal 100 receives, from the movement management unit 200, information related to the movement of the user's foot that is walking or running while wearing the shoes 300.
  • the information terminal 100 may determine the shape of the route on which the user walks or runs based on the received information regarding the movement of the foot.
  • the information terminal 100 may be an example of a route shape determination device.
  • the information terminal 100 may estimate a user's calorie consumption based on the received information regarding the movement of the foot.
  • the information terminal 100 may be an example of a calorie consumption estimation device.
  • the information terminal 100 may communicate with the exercise support server 40 via the network 20.
  • the network 20 may include the Internet and a telephone network.
  • the exercise support server 40 may receive, from the movement management unit 200 via the information terminal 100, information related to the movement of a user's foot that is walking or running while wearing the shoe 300.
  • the exercise support server 40 may receive information about the movement of the foot of the user who walks or runs while wearing the shoes 300 via the access point 30 from the movement management unit 200.
  • the access point 30 may be a wireless LAN access point, a Bluetooth access point, or the like.
  • the exercise support server 40 may determine the shape of the route on which the user walks or runs based on the received information regarding the movement of the foot.
  • the exercise support server 40 may be an example of a route shape determination device.
  • the exercise support server 40 may estimate the calorie consumption of the user based on the received information regarding the movement of the foot.
  • the exercise support server 40 may be an example of a calorie consumption estimation device.
  • the insole 420 and the insole 440 may be attached to the right shoe 302 and the left shoe 304, respectively.
  • the insole 420 and the insole 440 may be an example of a pressure detection unit.
  • the insole 420 includes a pressure sensor 422, a pressure sensor 424, and a pressure transmission unit 426.
  • the pressure sensor 422 and the pressure sensor 424 transmit the measured pressure to the pressure transmission unit 426.
  • the pressure transmitter 426 may transmit the received pressure to the motion management unit 200.
  • the pressure transmitting unit 426 may communicate with the motion management unit 200 by performing pairing so that information can be exchanged in a state where the pressure transmission unit 426 can communicate with the motion management unit 200 in advance.
  • the insole 440 includes a pressure sensor 442, a pressure sensor 444, and a pressure transmitter 446.
  • the pressure sensor 442 and the pressure sensor 444 transmit the measured pressure to the pressure transmission unit 446.
  • the pressure transmitter 446 may transmit the received pressure to the motion management unit 200.
  • the pressure transmission unit 446 may communicate with the motion management unit 200 by performing pairing so that information can be exchanged in a state where the pressure transmission unit 446 can communicate with the motion management unit 200 in advance.
  • the motion management unit 200 may transmit the pressure received from the pressure transmitter 426 and the pressure transmitter 446 to the information terminal 100. In addition, the motion management unit 200 may transmit the pressure received from the pressure transmission unit 426 and the pressure transmission unit 446 to the exercise support server 40. The motion management unit 200 may transmit the pressure received from the pressure transmission unit 426 and the pressure transmission unit 446 to the exercise support server 40 via the information terminal 100, and to the exercise support server 40 via the access point 30. You may send it.
  • FIG. 2 schematically shows an example of the functional configuration of the exercise support system 10 according to the present embodiment.
  • the exercise support system 10 may include a path shape determination device 110, a calorie consumption estimation device 150, and a motion management unit 200.
  • the motion management unit 200 includes a gyro sensor 202, an acceleration sensor 204, a motion transmission unit 206, a position measurement unit 208, a position information transmission unit 210, a pressure reception unit 212, and a pressure transmission unit 214.
  • the motion management unit 200 may have only a part of the configuration without having all of these configurations. That is, it is only necessary to obtain information necessary for calculating calorie consumption.
  • the gyro sensor 202 and the acceleration sensor 204 can obtain more accurate information in walking and running, but either Even if it is not, the accuracy in walking is reduced, but information on walking and running can be acquired and calorie consumption can be calculated.
  • the motion transmission unit 206 transmits the output value of the gyro sensor 202 and the output value of the acceleration sensor 204 to the path shape determination device 110.
  • the position measuring unit 208 measures the position of the motion management unit 200.
  • the position measurement unit 208 measures the position of the motion management unit 200 by receiving GPS data, for example.
  • the position information transmission unit 210 transmits position information including the position measured by the position measurement unit 208 and the time when the position is measured to the calorie consumption estimation device 150.
  • the pressure receiving unit 212 receives pressure from the pressure transmitting unit 426 and the pressure transmitting unit 446.
  • the pressure transmission unit 214 transmits the pressure received by the pressure reception unit 212 to the calorie consumption estimation device 150.
  • the path shape determination device 110 includes a motion acquisition unit 112, a pattern acquisition unit 114, a path shape determination unit 116, and a reference pattern storage unit 118.
  • the path shape determining apparatus 110 may have only a part of the configuration without having all of these configurations. That is, it is only necessary to be able to acquire information necessary for calculating calorie consumption. For example, when the pattern acquisition unit 114 is not provided, since the contact angle of the foot and the movement distance cannot be calculated as will be described later, walking accuracy is low. And information on running can be acquired and calories burned can be calculated.
  • the motion acquisition unit 112 receives the output value of the gyro sensor 202 and the output value of the acceleration sensor 204 from the motion transmission unit 206.
  • the pattern acquisition unit 114 acquires the movement pattern of the user's foot based on the output value of the gyro sensor 202 and the output value of the acceleration sensor 204 received from the movement acquisition unit 112.
  • the user's foot movement pattern is, for example, a movement trajectory of the user's foot.
  • the pattern acquisition unit 114 calculates the movement distance by integrating the output value of the acceleration sensor 204 twice, and determines the movement direction of the foot by determining the movement direction from the output value of the gyro sensor 202.
  • the movement pattern of the user's foot may include the contact angle of the user's foot.
  • the contact angle of the foot is a difference between an angle detected by the gyro sensor 202 as an initial value when the user stands on a flat ground and an angle detected by the gyro sensor 202 when the shoe bottom of the right shoe 302 contacts the ground.
  • the pattern acquisition unit 114 stores in advance the angle detected by the gyro sensor 202 when the user stands on a flat ground, and calculates the difference from the angle of the right shoe 302 detected when the right shoe 302 contacts the ground.
  • the foot contact angle may be obtained.
  • the pattern acquisition unit 114 may determine the timing at which the right shoe 302 is grounded from the movement locus of the foot. Further, the timing at which the right shoe 302 is grounded may be determined by acquiring the output values of the pressure sensor 422 and the pressure sensor 424.
  • the pattern acquisition unit 114 may acquire at least one of the duration of movement, the movement speed, and the movement distance from the output value of the gyro sensor 202 and the output value of the acceleration sensor 204.
  • the pattern acquisition unit 114 may calculate the movement distance from the movement locus of the foot.
  • the route shape determination unit 116 determines the shape of the route on which the user walks or runs based on the movement pattern of the user's foot acquired by the pattern acquisition unit 114.
  • the path shape determination unit 116 may determine the shape of the path by comparing a plurality of reference patterns stored in the reference pattern storage unit 118 with the motion pattern acquired by the pattern acquisition unit 114.
  • the reference pattern storage unit 118 stores a plurality of reference patterns.
  • the reference pattern storage unit 118 may store, as a plurality of reference patterns, a plurality of motion patterns generated by causing a plurality of subjects wearing the shoes 300 to walk or run on each of a flat ground, a slope, and a staircase.
  • the reference pattern storage unit 118 stores a plurality of movement patterns generated by walking or running each of a flat ground, a hill, and a staircase for each subject according to age, gender, weight, system, and exercise experience. Good. To make a subject walk or run by system is to classify the subject into an obese type, a muscular type, or a lean type and to walk or run.
  • the path shape determination unit 116 includes a plurality of reference patterns that match at least one of age, sex, and exercise experience among the plurality of reference patterns stored in the reference pattern storage unit 118, and the movement acquired by the pattern acquisition unit 114.
  • the shape of the path may be determined by comparing the pattern.
  • the reference pattern storage unit 118 may store, as a reference pattern, a motion pattern acquired when the user who wears the shoe 300 experimentally walks or runs on each of a flat ground, a slope, and a staircase. Thereby, the determination accuracy of the shape of the path can be improved.
  • the route shape determination unit 116 may determine the shape of the route by analyzing the characteristics of the user's foot movement pattern acquired by the pattern acquisition unit 114. For example, the route shape determination unit 116 determines that the route is flat when the inclination in the traveling direction of the locus of the user's foot is smaller than a predetermined threshold value.
  • the path shape determination unit 116 determines that the path is determined when the inclination of the travel direction of the user's foot trajectory exceeds a predetermined threshold value and the ground contact angle of the foot is larger than the predetermined threshold value. You may determine that it is a slope. Further, the path shape determination unit 116 determines that the path is determined when the inclination of the travel direction of the user's foot trajectory exceeds a predetermined threshold value and the ground contact angle of the foot is smaller than the predetermined threshold value. You may determine that it is a staircase.
  • the calorie consumption estimation device 150 includes a weight storage unit 152, a weight estimation unit 154, a pressure acquisition unit 156, a weight acquisition unit 158, a calorie consumption estimation unit 160, a calorie consumption storage unit 162, a position information acquisition unit 164, a mapping unit 166, and A display control unit 168 is provided.
  • the calorie consumption estimation device 150 may have only a part of the configuration without having all of these configurations. That is, the calorie consumption estimation device 150 only needs to be able to estimate the calorie consumption. For example, the calorie consumption estimation device 150 may not include the mapping unit 166 and the display control unit 168.
  • the weight storage unit 152 stores the weight of the user.
  • the weight storage unit 152 stores, for example, the weight of the user input in advance by the user.
  • the user may input the weight measured before exercising into the calorie consumption estimation device 150.
  • the calorie consumption estimation device 150 may receive the weight of the user from a weight scale having a communication function and store it in the weight storage unit 152.
  • the weight estimation unit 154 estimates the weight of the user.
  • the weight estimation unit 154 may estimate the weight of the user based on the pressure received by the pressure acquisition unit 156 from the pressure transmission unit 214.
  • the weight estimation unit 154 may estimate the weight of the user by using, for example, a mathematical expression or a conversion table that converts the pressure acquired by the pressure acquisition unit 156 into body weight.
  • the weight estimation unit 154 estimates the current weight of the user based on the first pressure acquired by the pressure acquisition unit 156 and the first weight of the user when the first pressure is measured. Also good.
  • the first weight of the user when the first pressure is measured may be the weight set by the user when the first pressure is measured. Further, the first weight of the user when the first pressure is measured may be a weight set by the user before the first pressure is measured. Further, the first body weight of the user when the first pressure is measured may be a body weight set by the user after the first pressure is measured.
  • the weight estimation unit 154 estimates the second weight corresponding to the second pressure by multiplying the first weight by the ratio of the second pressure acquired by the pressure acquisition unit 156 and the first pressure. It's okay. For example, when the first weight is 60.0 kg and the ratio between the first pressure and the second pressure is 0.9, the weight estimation unit 154 estimates the second weight as 54.0 kg. To do.
  • the weight acquisition unit 158 acquires the weight of the user.
  • the weight acquisition unit 158 may acquire the weight stored in the weight storage unit 152.
  • the weight acquisition unit 158 may acquire the weight estimated by the weight estimation unit 154.
  • the calorie consumption estimation unit 160 estimates the user's calorie consumption based on the user's weight acquired by the weight acquisition unit 158 and the motion pattern received from the pattern acquisition unit 114.
  • the calorie consumption estimation unit 160 estimates the calorie consumption according to, for example, the METs (Metabolic Equivalents) method. That is, the calorie consumption estimation unit 160 multiplies the weight of the user acquired by the weight acquisition unit 158, the duration of exercise, the number of METs for walking or the number of METs for running, and a count of 1.05. Calorie consumption may be estimated.
  • METs Metalabolic Equivalents
  • the calorie consumption estimation unit 160 may determine whether the exercise is walking or running from the moving speed of the user. For example, when the moving speed is slower than a predetermined threshold, it may be determined as walking, and when it is fast, it may be determined as running.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may calculate the movement speed of the user from the movement pattern received from the pattern acquisition unit 114, and may acquire the movement speed calculated by the pattern acquisition unit 114 from the pattern acquisition unit 114. .
  • the calorie consumption estimation unit 160 may calculate the movement speed based on the position information acquired by the position information acquisition unit 164.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may change the number of METs to be multiplied according to the moving speed. That is, the calorie consumption estimation unit 160 may multiply the number of METs according to the moving speed in walking or the number of METs according to the moving speed in running. Thereby, the estimation precision of calorie consumption can be improved.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may further estimate the calorie consumption based on the route shape determined by the route shape determination unit 116.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may use the number of METs corresponding to the activity going up the stairs when the shape of the route is determined to be the up stairs.
  • the calorie consumption estimation part 160 may use the number of METs corresponding to the activity which goes down a stairs, when the shape of a path
  • the calorie consumption estimation part 160 may use the number of METs corresponding to an uphill, when the shape of a path
  • the calorie consumption estimation part 160 may use the METs number corresponding to a downhill, when it determines with the shape of a path
  • the complexity of the user inputting the shape of the route can be eliminated by determining the shape of the route without causing the user to perform an input operation.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may estimate the user's calorie consumption by other calculation methods. For example, the calorie consumption estimation unit 160 multiplies the motion coefficient of walking or the motion coefficient of travel, the coefficient for each user's age, the weight of the user acquired by the weight acquisition unit 158, and the duration of the exercise. The calorie consumption may be estimated. Then, the calorie consumption estimation unit 160 may estimate the calorie consumption using the motion coefficient corresponding to the ascending stairs or the descending stairs when the shape of the route is determined to be the ascending stairs or the descending stairs. In addition, when the shape of the route is determined to be uphill or downhill, the calorie consumption estimation unit 160 may estimate the calorie consumption using the motion coefficient corresponding to the uphill or downhill.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may estimate the calorie consumption by calculating kinetic energy from the user's weight, the duration of the exercise, and the movement distance.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may acquire the duration and movement distance of the exercise by the user from the movement pattern acquired from the pattern acquisition unit 114.
  • the calorie consumption estimation unit 160 acquires the calorie consumption corresponding to the calculated kinetic energy by referring to a correspondence table in which kinetic energy and calorie consumption are associated with each other.
  • the calorie consumption estimation part 160 may convert the calculated kinetic energy into a calorie consumption using the conversion rule which converts a kinetic energy into a calorie consumption.
  • a correspondence table in which kinetic energy and calorie consumption are associated and a conversion rule for converting kinetic energy into calorie consumption may be registered in advance.
  • the calorie consumption estimation unit 160 may estimate the calorie consumption using a change in potential energy based on the movement displacement in the vertical direction. For example, the calorie consumption estimation unit 160 estimates the calorie consumption by referring to a correspondence table in which the amount of change in potential energy and the calorie consumption are associated with each other.
  • the calorie consumption estimation part 160 may convert the variation
  • a correspondence table in which the amount of change in potential energy and calorie consumption are associated and a conversion rule for converting the amount of change in potential energy into calorie consumption may be registered in advance.
  • the calorie consumption storage unit 162 stores the calorie consumption estimated by the calorie consumption estimation unit 160.
  • the calorie consumption storage unit 162 may store the position information acquired by the position information acquisition unit 164 and the calorie consumption at the position indicated by the position information estimated by the calorie consumption estimation unit 160 in association with each other.
  • the calorie consumption storage unit 162 stores a section specified by the position information in association with the calorie consumption in the section.
  • the calorie consumption storage unit 162 may store a certain section specified by the position information and the calorie consumption per unit time in the section in association with each other.
  • the mapping unit 166 maps the image corresponding to the calorie consumption stored in the calorie consumption storage unit 162 on the map image based on the positional information stored in association with the calorie consumption. For example, the mapping unit 166 maps a numerical image indicating calorie consumption in a certain section to a position corresponding to the section on the map image. Thereby, the mapping image which can grasp
  • the display control unit 168 controls the mapping unit 166 to display a map image obtained by mapping an image corresponding to the calorie consumption. As described above, the calorie consumption estimation device 150 does not have to include the mapping unit 166 and the display control unit 168. For example, the mapping unit 166 and the display control unit 168 included in another device include the calorie consumption storage unit. Using the information stored in 162, a process of displaying a map image in which an image corresponding to calorie consumption is mapped may be executed.
  • FIG. 3 schematically shows an example of a movement pattern on a flat ground.
  • FIG. 4 schematically shows an example of a movement pattern on a slope.
  • FIG. 5 schematically shows an example of a movement pattern on the stairs.
  • the horizontal axis indicates the traveling direction, and the vertical axis indicates the direction perpendicular to the traveling direction.
  • the movement patterns shown in FIGS. 3 to 5 include a foot trajectory 502 and a foot contact angle 504.
  • the traveling direction of the foot trajectory 502 is inclined upward or downward.
  • the ground contact angle 504 of the foot is inclined upward or downward. Therefore, the path shape determination unit 116 determines that the path is determined when the inclination of the traveling direction of the user's foot trajectory exceeds a predetermined threshold and the ground contact angle of the foot is larger than the predetermined threshold. You may determine that it is a slope. Note that the predetermined threshold value may be experimentally determined in advance.
  • the traveling direction of the foot trajectory 502 is inclined upward or downward. Further, in the movement pattern on the stairs, the foot contact angle 504 does not tilt upward or downward. Therefore, the path shape determination unit 116 determines that the path is determined when the inclination of the travel direction of the user's foot trajectory exceeds a predetermined threshold and the contact angle of the foot is smaller than the predetermined threshold. You may determine that it is a staircase. Note that the predetermined threshold value may be experimentally determined in advance.
  • FIG. 6 schematically shows an example of a map image 600 in which an image representing calorie consumption is mapped.
  • a map image 600 obtained by mapping an image representing calorie consumption may be referred to as a mapping image.
  • the image representing the calorie consumption may be an image that can identify the amount of calorie consumption.
  • an image representing calorie consumption is a line image having a thickness corresponding to the amount of calorie consumption.
  • the image representing the calorie consumption may be a line image colored with a color corresponding to the amount of calorie consumption. For example, it is an image colored red as the calorie consumption increases and blue as the calorie consumption decreases.
  • the image representing the calorie consumption may be a numerical image indicating the value of the calorie consumption.
  • FIG. 6 shows an example in which an arrow image 602 having a thickness corresponding to the amount of calories consumed in each section is mapped to each section.
  • the mapping unit 166 may map an image representing one calorie consumption when there is no difference in calorie consumption depending on the traveling direction. Moreover, the mapping part 166 may map the image showing a calorie consumption according to the advancing direction, when there is a difference in calorie consumption by the advancing direction.
  • the mapping unit 166 maps the image representing the shape of the route determined by the route shape determining unit 116 to the map image 600.
  • FIG. 6 shows an example in which an image 604 showing a staircase is mapped to a section where the shape of the route is a staircase, and an image 606 showing a slope is mapped to a section where the shape of the route is a slope.
  • the mapping image allows the user to grasp the status of calorie consumption by browsing. Moreover, it can be set as the material which determines the course to exercise by browsing by a user or a person other than a user.
  • the mapping unit 166 may associate data such as the user's age, sex, and exercise experience with the mapping image. Then, the display control unit 168 may perform control to display a mapping image using data such as age, sex, and exercise experience as search conditions. Thereby, for example, it is possible to easily view a mapping image of a person other than the user who is similar to the user's age, sex, and exercise experience.
  • At least one of the route shape determination device 110, the calorie consumption estimation device 150, and the motion management unit 200 may further include a voice guidance function.
  • the motion management unit 200 receives a weight estimation instruction from the user, the motion management unit 200 outputs a voice guidance that urges the user to stand so that the weight is applied evenly to the entire shoe 300.
  • the pressure receiving unit 212 may receive pressure from the pressure transmitting unit 426 and the pressure transmitting unit 446 after a predetermined time has elapsed after outputting the voice guidance. Thereby, the estimation precision of a body weight can be improved.
  • the shoe 300 may be a pressure detection unit. That is, the right shoe 302 may include the pressure sensor 422, the pressure sensor 424, and the pressure transmission unit 426, and the left shoe 304 may include the pressure sensor 442, the pressure sensor 444, and the pressure transmission unit 446.
  • the route shape determination apparatus 110 may be the information terminal 100 or the exercise support server 40. Further, the movement management unit 200 may be the path shape determination device 110. That is, the motion management unit 200 may include the configuration of the path shape determination device 110.
  • the calorie consumption estimation device 150 may be the information terminal 100 or the exercise support server 40.
  • the motion management unit 200 may be the calorie consumption estimation device 150. That is, the motion management unit 200 may include the configuration of the calorie consumption estimation device 150.
  • the information terminal 100 may include both the route shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150. That is, the information terminal 100 may be an example of an exercise support system.
  • the exercise support server 40 may include both the route shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150. That is, the exercise support server 40 may be an example of an exercise support system.
  • the motion management unit 200 may include both the route shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150. That is, the motion management unit 200 may be an example of an exercise support system.
  • each part of the route shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150 may be realized by hardware or may be realized by software. Further, it may be realized by a combination of hardware and software.
  • a computer may function as a part of at least one of the path
  • the program may be installed in a computer constituting at least a part of at least one of the path shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150 from a computer-readable medium or a storage device connected to a network.
  • a program that is installed in a computer and causes the computer to function as at least one of the path shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150 according to the present embodiment works on a CPU or the like to cause the computer to operate the path shape determination device 110 and the calorie consumption estimation. It functions as at least one part of the device 150.
  • the information processing described in these programs functions as a specific means in which the software and at least one hardware resource of the path shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150 cooperate with each other by being read by a computer. To do. Then, by realizing calculation or processing of information according to the purpose of use of the computer in the present embodiment by these specific means, the unique path shape determination device 110 and the calorie consumption estimation device 150 according to the purpose of use are realized. At least one can be built.
  • the exercise support server 40 includes a data unit having a CPU, a ROM, a RAM, a communication interface, an input unit such as a keyboard, a touch panel, and a microphone, an output unit such as a display and a speaker, and a storage unit such as a memory and an HDD.
  • a data unit having a CPU, a ROM, a RAM, a communication interface, an input unit such as a keyboard, a touch panel, and a microphone, an output unit such as a display and a speaker, and a storage unit such as a memory and an HDD.
  • the exercise support server 40 may be a virtual server or a cloud system.
  • 10 exercise support system 20 network, 30 access point, 40 exercise support server, 100 information terminal, 110 route shape determination device, 112 motion acquisition unit, 114 pattern acquisition unit, 116 route shape determination unit, 118 reference pattern storage unit, 150 Calorie consumption estimation device, 152 weight storage unit, 154 weight estimation unit, 156 pressure acquisition unit, 158 weight acquisition unit, 160 calorie consumption estimation unit, 162 calorie consumption storage unit, 164 position information acquisition unit, 166 mapping unit, 168 display control Unit, 200 motion management unit, 202 gyro sensor, 204 acceleration sensor, 206 motion transmission unit, 208 position measurement unit, 210 position information transmission unit, 212 pressure reception unit, 214 pressure transmission unit, 300 shoes, 302 right shoes, 3 4 Left shoe, 420 insole, 422 pressure sensor, 424 pressure sensor, 426 pressure transmitter, 440 insole, 442 pressure sensor, 444 pressure sensor, 446 pressure transmitter, 502 locus, 504 contact angle, 600 map image, 602 arrow image , 604 images, 606 images

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Abstract

　ユーザの階段歩行、登り坂歩行、又はランニングによる消費カロリーの基準値を設定しておき、ユーザのスイッチ操作等により階段歩行と判断した場合に、階段歩行に対応する消費カロリーを演算する装置が知られていたが、運動中のスイッチ操作はユーザにとって煩雑であった。そこで、歩行又は走行するユーザの足の動きパターンを取得するパターン取得部と、パターン取得部により取得された動きパターンに基づいて、ユーザが歩行又は走行した経路の形状を判定する経路形状判定部とを備える経路形状判定装置を提供する。

Description

経路形状判定装置、運動支援システム及びプログラム
　本発明は、経路形状判定装置、運動支援システム及びプログラムに関する。
　ユーザの階段歩行、登り坂歩行、又はランニングによる消費カロリーの基準値を設定しておき、ユーザのスイッチ操作等により階段歩行と判断した場合に、階段歩行に対応する消費カロリーを演算する装置が知られていた。（例えば、特許文献１参照）。
　［先行技術文献］
　［特許文献］
　［特許文献１］特開２０００－１３１０９１号公報
　しかし、運動中のスイッチ操作はユーザにとって煩雑であった。
　本発明の第１の態様においては、歩行又は走行するユーザの足の動きパターンを取得するパターン取得部と、パターン取得部により取得された動きパターンに基づいて、ユーザが歩行又は走行した経路の形状を判定する経路形状判定部とを備える経路形状判定装置が提供される。
　上記経路形状判定装置において、経路形状判定部は、経路の形状が平地、坂、又は階段であることを判定してよい。上記経路形状判定装置において、パターン取得部は、ユーザの足又は靴に装着されたジャイロセンサの出力値及び加速度センサの出力値に基づいて特定されたユーザの足の軌跡及び足の接地角度を含む動きパターンを取得してよく、経路形状判定部は、足の軌跡及び足の接地角度に基づいて、経路の形状を判定してよい。上記経路形状判定装置において、経路形状判定部は、予め登録された複数の参照パターンと動きパターンとを比較することによって、経路の形状を判定してよい。
　本発明の第２の態様においては、ユーザの体重を取得する体重取得部と、ユーザの体重と、動きパターンと、経路形状判定部が判定した経路の形状とに基づいて、ユーザの消費カロリーを推定する消費カロリー推定部とを備える消費カロリー推定装置と、上記経路形状判定装置とを有する運動支援システムが提供される。上記運動支援システムにおいて、消費カロリー推定部は、ユーザの体重と、運動の継続時間と、移動距離とから運動エネルギーを算出することによって、消費カロリーを推定してよい。
　上記運動支援システムにおいて、消費カロリー推定装置は、ユーザに装着された履物の底部に配置された圧力センサが検出した圧力を取得する圧力取得部と、圧力取得部により取得された圧力に基づいて、履物を装着したユーザの体重を推定する体重推定部とをさらに備えてよく、体重取得部は、体重推定部が推定した体重を取得してよい。上記運動支援システムにおいて、消費カロリー推定装置は、圧力取得部が取得した第１の圧力と、第１の圧力が測定されたときのユーザの第１の体重とを記憶する体重記憶部をさらに備えてよく、体重推定部は、圧力取得部が取得した第２の圧力と第１の圧力との比を第１の体重に乗じることにより、第２の圧力に対応する第２の体重を推定してよい。上記運動支援システムにおいて、消費カロリー推定装置は、ユーザの位置情報を取得する位置情報取得部と、位置情報取得部が取得した位置情報と、消費カロリー推定部が推定した、位置情報が示す位置における消費カロリーとを対応付けて記憶する消費カロリー記憶部とをさらに備えてよい。上記運動支援システムにおいて、消費カロリー推定装置は、消費カロリー記憶部に記憶された消費カロリーに対応する画像を、消費カロリーに対応付けて記憶された位置に基づいて地図画像上にマッピングするマッピング部をさらに備えてよい。
　本発明の第３の態様によれば、コンピュータを、上記経路形状判定装置として機能させるためのプログラムが提供される。本発明の第４の態様によれば、コンピュータを、上記運動支援システムとして機能させるためのプログラムが提供される。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
情報端末の通信環境の一例を概略的に示す。 運動支援システムの機能構成の一例を概略的に示す。 平地における足の軌跡及び足の接地角度の一例を概略的に示す。 坂における足の軌跡及び足の接地角度の一例を概略的に示す。 階段における足の軌跡及び足の接地角度の一例を概略的に示す。 消費カロリーを表す画像をマッピングした地図画像の一例を概略的に示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、本実施形態に係る情報端末１００の通信環境の一例を概略的に示す。情報端末１００は、無線通信機能を備える端末であって、例えば、携帯電話、タブレット、携帯型音楽プレイヤー、及び本実施形態に記載の処理を実行する専用の端末等である。
　情報端末１００は、ユーザの足の動きを検出する動き管理ユニット２００と無線通信する。無線通信の通信規格としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ　Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙ）、及び無線ＬＡＮなどが例示できる。情報端末１００と動き管理ユニット２００とは、独自のプロトコルに従って無線通信してもよい。
　動き管理ユニット２００は、ユーザの足の動きを検出できれば、何れの場所に設置されてもよい。本実施形態では、動き管理ユニット２００が右靴３０２に設置された場合を例に挙げて説明するが、これに限らず、左靴３０４に設置されてもよく、また、ユーザの足に設置されてもよい。また、本実施形態では、動き管理ユニット２００が右靴３０２の靴底に設置された場合を例に挙げて説明するが、これに限らず、靴紐等の他の部位に設置されてもよい。
　情報端末１００は、靴３００を装着して歩行又は走行するユーザの足の動きに関する情報を、動き管理ユニット２００から受信する。情報端末１００は、受信した足の動きに関する情報に基づいて、ユーザが歩行又は走行した経路の形状を判定してよい。情報端末１００は、経路形状判定装置の一例であってよい。また、情報端末１００は、受信した足の動きに関する情報に基づいて、ユーザの消費カロリーを推定してよい。情報端末１００は、消費カロリー推定装置の一例であってよい。
　情報端末１００は、ネットワーク２０を介して運動支援サーバ４０と通信してよい。ネットワーク２０は、インターネット及び電話網を含んでよい。運動支援サーバ４０は、靴３００を装着して歩行又は走行するユーザの足の動きに関する情報を、情報端末１００を介して動き管理ユニット２００から受信してよい。なお、運動支援サーバ４０は、アクセスポイント３０を介して、靴３００を装着して歩行又は走行するユーザの足の動きに関する情報を動き管理ユニット２００から受信してもよい。アクセスポイント３０は、無線ＬＡＮアクセスポイント及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈアクセスポイントなどであってよい。
　運動支援サーバ４０は、受信した足の動きに関する情報に基づいて、ユーザが歩行又は走行した経路の形状を判定してよい。運動支援サーバ４０は、経路形状判定装置の一例であってよい。また、運動支援サーバ４０は、受信した足の動きに関する情報に基づいて、ユーザの消費カロリーを推定してよい。運動支援サーバ４０は、消費カロリー推定装置の一例であってよい。
　右靴３０２及び左靴３０４のそれぞれには、インソール４２０及びインソール４４０のそれぞれが装着されてよい。インソール４２０及びインソール４４０は、圧力検出ユニットの一例であってよい。
　インソール４２０は、圧力センサ４２２、圧力センサ４２４、及び圧力送信部４２６を有する。圧力センサ４２２及び圧力センサ４２４は、測定した圧力を圧力送信部４２６に送信する。圧力送信部４２６は、受信した圧力を動き管理ユニット２００に送信してよい。圧力送信部４２６は、予め動き管理ユニット２００と通信可能な状態にして情報の授受ができるようペアリングをすること等によって、動き管理ユニット２００と通信してよい。
　インソール４４０は、圧力センサ４４２，圧力センサ４４４、及び圧力送信部４４６を有する。圧力センサ４４２及び圧力センサ４４４は、測定した圧力を圧力送信部４４６に送信する。圧力送信部４４６は、受信した圧力を動き管理ユニット２００に送信してよい。圧力送信部４４６は、予め動き管理ユニット２００と通信可能な状態にして情報の授受ができるようペアリングすること等によって、動き管理ユニット２００と通信してよい。
　動き管理ユニット２００は、圧力送信部４２６及び圧力送信部４４６から受信した圧力を、情報端末１００に送信してよい。また、動き管理ユニット２００は、圧力送信部４２６及び圧力送信部４４６から受信した圧力を、運動支援サーバ４０に送信してよい。動き管理ユニット２００は、圧力送信部４２６及び圧力送信部４４６から受信した圧力を、情報端末１００を介して運動支援サーバ４０に送信してよく、また、アクセスポイント３０を介して運動支援サーバ４０に送信してもよい。
　図２は、本実施形態に係る運動支援システム１０の機能構成の一例を概略的に示す。運動支援システム１０は、経路形状判定装置１１０、消費カロリー推定装置１５０及び動き管理ユニット２００を有してよい。
　動き管理ユニット２００は、ジャイロセンサ２０２、加速度センサ２０４、動き送信部２０６、位置測定部２０８、位置情報送信部２１０、圧力受信部２１２、及び圧力送信部２１４を備える。動き管理ユニット２００は、これらのすべての構成を有さずに一部の構成のみを備えてもよい。すなわち、消費カロリーを算出する上で必要な情報を取得できればよく、例えば、ジャイロセンサ２０２と加速度センサ２０４とで歩行や走行におけるより精度の高い情報を得ることが可能ではあるが、どちらかを有していない場合でも精度は低くなるものの歩行や走行における情報を取得でき消費カロリーを算出することができる。動き送信部２０６は、ジャイロセンサ２０２の出力値及び加速度センサ２０４の出力値を経路形状判定装置１１０に送信する。
　位置測定部２０８は、動き管理ユニット２００の位置を測定する。位置測定部２０８は、例えば、ＧＰＳデータを受信することによって動き管理ユニット２００の位置を測定する。位置情報送信部２１０は、位置測定部２０８が測定した位置と、当該位置を測定した時刻とを含む位置情報を消費カロリー推定装置１５０に送信する。
　圧力受信部２１２は、圧力送信部４２６及び圧力送信部４４６から圧力を受信する。圧力送信部２１４は、圧力受信部２１２が受信した圧力を消費カロリー推定装置１５０に送信する。
　経路形状判定装置１１０は、動き取得部１１２、パターン取得部１１４、経路形状判定部１１６、及び参照パターン格納部１１８を備える。経路形状判定装置１１０は、これらのすべての構成を有さずに一部の構成のみを備えてもよい。すなわち、消費カロリーを算出する上で必要な情報を取得できればよく、例えば、パターン取得部１１４を有しない場合、後述するように足の接地角度や移動距離の算出はできないので精度は低くなるものの歩行や走行における情報は取得でき消費カロリーを算出することができる。動き取得部１１２は、動き送信部２０６から、ジャイロセンサ２０２の出力値及び加速度センサ２０４の出力値を受信する。
　パターン取得部１１４は、動き取得部１１２から受信したジャイロセンサ２０２の出力値及び加速度センサ２０４の出力値に基づいて、ユーザの足の動きパターンを取得する。ユーザの足の動きパターンとは、例えば、ユーザの足の移動軌跡である。パターン取得部１１４は、例えば、加速度センサ２０４の出力値を２回積分することによって移動距離を算出し、ジャイロセンサ２０２の出力値から移動方向を判定することにより、足の移動軌跡を特定する。
　また、ユーザの足の動きパターンは、ユーザの足の接地角度を含んでよい。足の接地角度とは、ユーザが平地に立った時にジャイロセンサ２０２が初期値として検出した角度と、右靴３０２の靴底面が接地したときにジャイロセンサ２０２が検出した角度との差分であってよい。パターン取得部１１４は、ユーザが平地に立った時にジャイロセンサ２０２が検出した角度を予め記憶しておき、右靴３０２が接地したときに検出した右靴３０２の角度との差分を算出することにより、足の接地角度を取得してよい。パターン取得部１１４は、足の移動軌跡から、右靴３０２が接地したタイミングを判断してよい。また、圧力センサ４２２及び圧力センサ４２４の出力値を取得することによって、右靴３０２が接地したタイミングを判断してもよい。
　また、パターン取得部１１４は、ジャイロセンサ２０２の出力値及び加速度センサ２０４の出力値から、運動の継続時間、移動速度、及び移動距離の少なくともいずれかを取得してよい。パターン取得部１１４は、足の移動軌跡から移動距離を算出してよい。
　経路形状判定部１１６は、パターン取得部１１４が取得したユーザの足の動きパターンに基づいて、ユーザが歩行又は走行した経路の形状を判定する。経路形状判定部１１６は、参照パターン格納部１１８に格納された複数の参照パターンと、パターン取得部１１４が取得した動きパターンとを比較することによって、経路の形状を判定してよい。
　参照パターン格納部１１８は、複数の参照パターンを格納する。参照パターン格納部１１８は、靴３００を装着した複数の被験者に、平地、坂、及び階段のそれぞれを歩行又は走行させて生成した複数の動きパターンを、複数の参照パターンとして格納してよい。参照パターン格納部１１８は、年齢別、男女別、体重別、体系別、及び運動経験別に、被験者に平地、坂、及び階段のそれぞれを歩行又は走行させて生成した複数の動きパターンを格納してよい。体系別に被験者に歩行又は走行させるとは、例えば、被験者を肥満型、筋肉質型、又は痩せ型に分類して、歩行又は走行させることである。また、運動経験別に被験者を歩行又は走行させるとは、被験者を運動の経験年数及び経験した運動の種類の少なくともいずれかに基づいて分類して、歩行又は走行させることである。経路形状判定部１１６は、参照パターン格納部１１８に格納された複数の参照パターンのうち、年齢、性別、運動経験の少なくともいずれかが一致する複数の参照パターンと、パターン取得部１１４が取得した動きパターンとを比較することによって、経路の形状を判定してよい。
　参照パターン格納部１１８は、靴３００を装着したユーザ本人が、平地、坂、及び階段のそれぞれを実験的に歩行又は走行したときに取得した動きパターンを、参照パターンとして格納してもよい。これにより、経路の形状の判定精度を向上させることができる。
　経路形状判定部１１６は、パターン取得部１１４が取得したユーザの足の動きパターンの特徴を解析することによって、経路の形状を判定してもよい。例えば、経路形状判定部１１６は、ユーザの足の軌跡の進行方向の傾きが予め定められた閾値よりも小さい場合に、経路が平地であると判定する。
　また、経路形状判定部１１６は、ユーザの足の軌跡の進行方向の傾きが予め定められた閾値を超えており、かつ、足の接地角度が予め定められた閾値よりも大きい場合に、経路が坂であると判定してよい。また、経路形状判定部１１６は、ユーザの足の軌跡の進行方向の傾きが予め定められた閾値を超えており、かつ、足の接地角度が予め定められた閾値よりも小さい場合に、経路が階段であると判定してよい。
　消費カロリー推定装置１５０は、体重記憶部１５２、体重推定部１５４、圧力取得部１５６、体重取得部１５８、消費カロリー推定部１６０、消費カロリー記憶部１６２、位置情報取得部１６４、マッピング部１６６、及び表示制御部１６８を備える。消費カロリー推定装置１５０は、これらのすべての構成を有さずに一部の構成のみを備えてもよい。すなわち、消費カロリー推定装置１５０は、消費カロリーを推定できればよく、例えば、マッピング部１６６及び表示制御部１６８を有さなくてもよい。
　体重記憶部１５２は、ユーザの体重を記憶する。体重記憶部１５２は、例えば、予めユーザによって入力されたユーザの体重を記憶する。ユーザは、例えば、運動をする前に測定した体重を消費カロリー推定装置１５０に入力してよい。また、消費カロリー推定装置１５０が、通信機能を有する体重計からユーザの体重を受信して、体重記憶部１５２に記憶してもよい。
　体重推定部１５４は、ユーザの体重を推定する。体重推定部１５４は、圧力取得部１５６が圧力送信部２１４から受信した圧力に基づいて、ユーザの体重を推定してよい。体重推定部１５４は、例えば、圧力取得部１５６が取得した圧力を体重に換算する数式又は換算テーブルを用いることによって、ユーザの体重を推定してよい。
　体重推定部１５４は、圧力取得部１５６が取得した第１の圧力と、当該第１の圧力が測定されたときのユーザの第１の体重とに基づいて、ユーザの現在の体重を推定してもよい。第１の圧力が測定されたときのユーザの第１の体重とは、第１の圧力が測定されたときに、ユーザによって設定された体重であってよい。また、第１の圧力が測定されたときのユーザの第１の体重とは、第１の圧力が測定される前に、ユーザによって設定された体重であってよい。また、第１の圧力が測定されたときのユーザの第１の体重とは、第１の圧力が測定された後に、ユーザによって設定された体重であってよい。
　体重推定部１５４は、圧力取得部１５６が取得した第２の圧力と、第１の圧力との比を第１の体重に乗じることにより、第２の圧力に対応する第２の体重を推定してよい。例えば、第１の体重が６０．０ｋｇであり、第１の圧力と第２の圧力との比が０．９であった場合、体重推定部１５４は、第２の体重を５４．０ｋｇと推定する。
　体重取得部１５８は、ユーザの体重を取得する。体重取得部１５８は、体重記憶部１５２に記憶された体重を取得してよい。また、体重取得部１５８は、体重推定部１５４によって推定された体重を取得してよい。
　消費カロリー推定部１６０は、体重取得部１５８が取得したユーザの体重と、パターン取得部１１４から受信した動きパターンとに基づいて、ユーザの消費カロリーを推定する。消費カロリー推定部１６０は、例えば、ＭＥＴｓ（Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓ）法に従って、消費カロリーを推定する。すなわち、消費カロリー推定部１６０は、体重取得部１５８が取得したユーザの体重と、運動の継続時間と、歩行のＭＥＴｓ数又は走行のＭＥＴｓ数と、計数である１．０５とを乗算することによって消費カロリーを推定してよい。
　消費カロリー推定部１６０は、運動が歩行であるか走行であるかを、ユーザの移動速度から判断してよい。例えば、移動速度が予め定められた閾値より遅い場合に歩行と判断し、速い場合に走行と判断してよい。消費カロリー推定部１６０は、パターン取得部１１４から受信した動きパターンからユーザの移動速度を算出してよく、また、パターン取得部１１４によって算出された移動速度をパターン取得部１１４から取得してもよい。また、消費カロリー推定部１６０は、位置情報取得部１６４が取得した位置情報に基づいて、移動速度を算出してもよい。
　消費カロリー推定部１６０は、乗算するＭＥＴｓ数を移動速度に応じて変更してよい。すなわち、消費カロリー推定部１６０は、歩行における移動速度に応じたＭＥＴｓ数又は走行における移動速度に応じたＭＥＴｓ数を乗算してよい。これにより、消費カロリーの推定精度を向上させることができる。
　消費カロリー推定部１６０は、さらに経路形状判定部１１６が判定した経路の形状に基づいて、消費カロリーを推定してもよい。消費カロリー推定部１６０は、経路の形状が上り階段と判定された場合、階段を上る活動に対応するＭＥＴｓ数を使用してよい。また、消費カロリー推定部１６０は、経路の形状が下り階段と判定された場合、階段を降りる活動に対応するＭＥＴｓ数を使用してよい。また、消費カロリー推定部１６０は、経路の形状が上り坂と判定された場合、上り坂に対応するＭＥＴｓ数を使用してよい。また、消費カロリー推定部１６０は、経路の形状が下り坂と判定された場合、下り坂に対応するＭＥＴｓ数を使用してよい。
　これにより、消費カロリーの推定精度を向上させることができる。また、ユーザに入力操作をさせることなく、経路の形状を判定することにより、ユーザが経路の形状を入力する煩雑さを解消することができる。
　消費カロリー推定部１６０は、他の算出法によってユーザの消費カロリーを推定してもよい。例えば、消費カロリー推定部１６０は、歩行の運動係数又は走行の運動係数と、ユーザの年齢別の係数と、体重取得部１５８が取得したユーザの体重と、運動の継続時間とを乗算することによって、消費カロリーを推定してもよい。そして、消費カロリー推定部１６０は、経路の形状が上り階段又は下り階段と判定された場合、上り階段又は下り階段に対応する運動係数を使用して、消費カロリーを推定してよい。また、消費カロリー推定部１６０は、経路の形状が上り坂又は下り坂と判定された場合、上り坂又は下り坂に対応する運動係数を使用して、消費カロリーを推定してよい。
　また、消費カロリー推定部１６０は、ユーザの体重と、運動の継続時間と、移動距離とから運動エネルギーを算出することによって、消費カロリーを推定してもよい。消費カロリー推定部１６０は、パターン取得部１１４から取得した動きパターンから、ユーザによる運動の継続時間と移動距離とを取得してよい。例えば、消費カロリー推定部１６０は、運動エネルギーと消費カロリーとを対応付けた対応テーブルを参照することによって、算出した運動エネルギーに対応する消費カロリーを取得する。また、消費カロリー推定部１６０は、運動エネルギーを消費カロリーに換算する換算ルールを用いて、算出した運動エネルギーを消費カロリーに換算してもよい。運動エネルギーと消費カロリーとを対応付けた対応テーブル及び運動エネルギーを消費カロリーに換算する換算ルールは、予め登録されてよい。またさらに、消費カロリー推定部１６０は、垂直方向の移動変位に基づく位置エネルギーの変化を用いて、消費カロリーを推定してもよい。例えば、消費カロリー推定部１６０は、位置エネルギーの変化量と消費カロリーとを対応付けた対応テーブルを参照することによって、消費カロリーを推定する。また、消費カロリー推定部１６０は、位置エネルギーの変化量を消費カロリーに換算する換算ルールを用いて、位置エネルギーの変化量を消費カロリーに換算してもよい。位置エネルギーの変化量と消費カロリーとを対応付けた対応テーブル及び位置エネルギーの変化量を消費カロリーに換算する換算ルールは、予め登録されてよい。
　消費カロリー記憶部１６２は、消費カロリー推定部１６０が推定した消費カロリーを記憶する。消費カロリー記憶部１６２は、位置情報取得部１６４が取得した位置情報と、消費カロリー推定部１６０が推定した、位置情報が示す位置における消費カロリーとを対応付けて記憶してよい。例えば、消費カロリー記憶部１６２は、位置情報によって特定されるある区間と、当該区間における消費カロリーとを対応付けて記憶する。また、消費カロリー記憶部１６２は、位置情報によって特定されるある区間と、当該区間における単位時間あたりの消費カロリーとを対応付けて記憶してもよい。
　マッピング部１６６は、消費カロリー記憶部１６２に記憶された消費カロリーに対応する画像を、消費カロリーに対応付けて記憶された位置情報に基づいて、地図画像上にマッピングする。例えば、マッピング部１６６は、ある区間における消費カロリーを示す数値画像を、地図画像上の当該区間に対応する位置にマッピングする。これにより、地図画像上の各区間におけるユーザの消費カロリーを容易に把握できるマッピング画像を生成することができる。表示制御部１６８は、マッピング部１６６が、消費カロリーに対応する画像をマッピングした地図画像を表示するよう制御する。なお、上述したように、消費カロリー推定装置１５０がマッピング部１６６及び表示制御部１６８を有さなくてもよく、例えば、他の装置が備えるマッピング部１６６及び表示制御部１６８が、消費カロリー記憶部１６２に記憶された情報を用いて、消費カロリーに対応する画像をマッピングした地図画像を表示する処理を実行してもよい。
　図３は、平地における動きパターンの一例を概略的に示す。図４は、坂における動きパターンの一例を概略的に示す。図５は、階段における動きパターンの一例を概略的に示す。横軸が進行方向、縦軸が進行方向に対して垂直な方向を示す。図３から図５に示す動きパターンは、足の軌跡５０２及び足の接地角度５０４を含む。
　図４に示すように、坂における動きパターンでは、足の軌跡５０２の進行方向が、上方向又は下方向に傾く。また、坂における動きパターンでは、足の接地角度５０４が、上方向又は下方向に傾く。したがって、経路形状判定部１１６は、ユーザの足の軌跡の進行方向の傾きが予め定められた閾値を超えており、かつ、足の接地角度が予め定められた閾値よりも大きい場合に、経路が坂であると判定してよい。なお、予め定められた閾値は、予め実験的に決定されてよい。
　図５に示すように、階段における動きパターンでは、足の軌跡５０２の進行方向が、上方向又は下方向に傾く。また、階段における動きパターンでは、足の接地角度５０４は、上方向又は下方向に傾かない。したがって、経路形状判定部１１６は、ユーザの足の軌跡の進行方向の傾きが予め定められた閾値を超えており、かつ、足の接地角度が予め定められた閾値よりも小さい場合に、経路が階段であると判定してよい。なお、予め定められた閾値は、予め実験的に決定されてよい。
　図６は、消費カロリーを表す画像をマッピングした地図画像６００の一例を概略的に示す。消費カロリーを表す画像をマッピングした地図画像６００を、マッピング画像と呼ぶ場合がある。
　消費カロリーを表す画像は、消費カロリーの多少を識別可能な画像であってよい。例えば、消費カロリーを表す画像は、消費カロリーの多少に応じた太さの線画像である。また、消費カロリーを表す画像は、消費カロリーの多少に応じた色で彩色した線画像であってもよい。例えば、消費カロリーが多いほど赤く、消費カロリーが少ないほど青く彩色した画像である。また、消費カロリーを表す画像は、消費カロリーの数値を示す数値画像であってもよい。
　図６は、各区間に、各区間の消費カロリーの多少に応じた太さの矢印画像６０２をマッピングした例を示す。マッピング部１６６は、進行方向によって消費カロリーに差がない場合には、一の消費カロリーを表す画像をマッピングしてよい。また、マッピング部１６６は、進行方向によって消費カロリーに差がある場合には、進行方向別に消費カロリーを表す画像をマッピングしてよい。
　マッピング部１６６は、経路形状判定部１１６によって判定された経路の形状を表す画像を、地図画像６００にマッピングする。図６では、経路の形状が階段である区間に階段を示す画像６０４がマッピングされ、経路の形状が坂である区間に坂を示す画像６０６がマッピングされた例を示す。
　マッピング画像は、ユーザが閲覧することによって消費カロリーの状況を把握することができる。また、ユーザ又はユーザ以外の人が閲覧することによって、運動するコースを決定する材料とすることができる。
　マッピング部１６６は、マッピング画像に、ユーザの年齢、性別、及び運動経験等のデータを対応付けてよい。そして、表示制御部１６８は、年齢、性別、及び運動経験等のデータを検索条件として、マッピング画像を表示するべく制御してよい。これにより、例えば、ユーザの年齢、性別、及び運動経験に類似したユーザ以外の人のマッピング画像を閲覧しやすくできる。
　本実施形態において、経路形状判定装置１１０、消費カロリー推定装置１５０、及び動き管理ユニット２００の少なくともいずれかが音声ガイダンス機能をさらに備えてもよい。例えば、動き管理ユニット２００は、ユーザから体重推定の指示を受け付けた場合に、靴３００全体に均等に体重がかかるように立つことを促す音声ガイダンスを出力する。そして、音声ガイダンス出力後、予め定められた時間が経過した後に、圧力受信部２１２が圧力送信部４２６及び圧力送信部４４６から圧力を受信してよい。これにより、体重の推定精度を向上させることができる。
　本実施形態において、圧力検出ユニットとしてインソール４２０及びインソール４４０を採用した場合を例に挙げて説明したが、これに限らない。靴３００が圧力検出ユニットであってもよい。すなわち、右靴３０２が圧力センサ４２２、圧力センサ４２４、及び圧力送信部４２６を備え、左靴３０４が圧力センサ４４２、圧力センサ４４４、及び圧力送信部４４６を備えてもよい。
　本実施形態に係る経路形状判定装置１１０は、情報端末１００であってよく、また、運動支援サーバ４０であってもよい。また、動き管理ユニット２００が、経路形状判定装置１１０であってもよい。すなわち、動き管理ユニット２００が、経路形状判定装置１１０の構成を備えてもよい。
　本実施形態に係る消費カロリー推定装置１５０は、情報端末１００であってよく、また、運動支援サーバ４０であってもよい。また、動き管理ユニット２００が、消費カロリー推定装置１５０であってもよい。すなわち、動き管理ユニット２００が、消費カロリー推定装置１５０の構成を備えてもよい。
　情報端末１００は、経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の両方を備えてもよい。すなわち、情報端末１００は、運動支援システムの一例であってよい。また、運動支援サーバ４０は、経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の両方を備えてもよい。すなわち、運動支援サーバ４０は、運動支援システムの一例であってよい。また、動き管理ユニット２００は、経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の両方を備えてもよい。すなわち、動き管理ユニット２００は、運動支援システムの一例であってよい。
　以上の説明において、経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の各部は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよい。また、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の少なくとも一方の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体又はネットワークに接続された記憶装置から、経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の少なくとも一方の少なくとも一部を構成するコンピュータにインストールされてよい。
　コンピュータにインストールされ、コンピュータを本実施形態に係る経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の少なくとも一方として機能させるプログラムは、ＣＰＵ等に働きかけて、コンピュータを、経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の少なくとも一方の各部としてそれぞれ機能させる。これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアと経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の少なくとも一方のハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータの使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の経路形状判定装置１１０及び消費カロリー推定装置１５０の少なくとも一方を構築することができる。
　また、運動支援サーバ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インターフェースなどを有するデータユニットと、キーボード、タッチパネル、マイクなどの入力ユニットと、ディスプレイ、スピーカなどの出力ユニットと、メモリ、ＨＤＤなどの記憶ユニットとを備えた一般的な構成の情報処理装置において、運動支援サーバ４０の各部の動作を規定したソフトウエア又はプログラムを起動することにより実現されてよい。運動支援サーバ４０は、仮想サーバまたはクラウドシステムであってもよい。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０　運動支援システム、２０　ネットワーク、３０　アクセスポイント、４０　運動支援サーバ、１００　情報端末、１１０　経路形状判定装置、１１２　動き取得部、１１４　パターン取得部、１１６　経路形状判定部、１１８　参照パターン格納部、１５０　消費カロリー推定装置、１５２　体重記憶部、１５４　体重推定部、１５６　圧力取得部、１５８　体重取得部、１６０　消費カロリー推定部、１６２　消費カロリー記憶部、１６４　位置情報取得部、１６６　マッピング部、１６８　表示制御部、２００　動き管理ユニット、２０２　ジャイロセンサ、２０４　加速度センサ、２０６　動き送信部、２０８　位置測定部、２１０　位置情報送信部、２１２　圧力受信部、２１４　圧力送信部、３００　靴、３０２　右靴、３０４　左靴、４２０　インソール、４２２　圧力センサ、４２４　圧力センサ、４２６　圧力送信部、４４０　インソール、４４２　圧力センサ、４４４　圧力センサ、４４６　圧力送信部、５０２　軌跡、５０４　接地角度、６００　地図画像、６０２　矢印画像、６０４　画像、６０６　画像

Claims (12)

  1. 　歩行又は走行するユーザの足の動きパターンを取得するパターン取得部と、
    　前記パターン取得部により取得された前記動きパターンに基づいて、前記ユーザが歩行又は走行した経路の形状を判定する経路形状判定部と
    を備える経路形状判定装置。
  2. 　前記経路形状判定部は、前記経路の形状が平地、坂、又は階段であることを判定する、請求項１に記載の経路形状判定装置。
  3. 　前記パターン取得部は、前記ユーザの足又は靴に装着されたジャイロセンサ及び加速度センサの出力値に基づいて特定された前記ユーザの足の軌跡及び前記足の接地角度を含む前記動きパターンを取得し、
    　前記経路形状判定部は、前記足の軌跡及び前記足の接地角度に基づいて、前記経路の形状を判定する、請求項１又は２に記載の経路形状判定装置。
  4. 　前記経路形状判定部は、予め登録された複数の参照パターンと前記動きパターンとを比較することによって、前記経路の形状を判定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の経路形状判定装置。
  5. 　前記ユーザの体重を取得する体重取得部と、
    　前記ユーザの体重と、前記動きパターンと、前記経路形状判定部が判定した前記経路の形状とに基づいて、前記ユーザの消費カロリーを推定する消費カロリー推定部と
    を備える消費カロリー推定装置と、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の経路形状判定装置と
    を有する運動支援システム。
  6. 　前記消費カロリー推定部は、前記ユーザの体重と、運動の継続時間と、移動距離とから運動エネルギーを算出することによって、前記消費カロリーを推定する、請求項５に記載の運動支援システム。
  7. 　前記消費カロリー推定装置は、
    　前記ユーザに装着された履物の底部に配置された圧力センサが検出した圧力を取得する圧力取得部と、
    　前記圧力取得部により取得された圧力に基づいて、前記履物を装着したユーザの体重を推定する体重推定部と
    をさらに備え、
    　前記体重取得部は、前記体重推定部が推定した前記体重を取得する、請求項５又は６に記載の運動支援システム。
  8. 　前記消費カロリー推定装置は、
    　前記圧力取得部が取得した第１の圧力と、前記第１の圧力が測定されたときの前記ユーザの第１の体重とを記憶する体重記憶部
    をさらに備え、
    　前記体重推定部は、前記圧力取得部が取得した第２の圧力と前記第１の圧力との比を前記第１の体重に乗じることにより、前記第２の圧力に対応する第２の体重を推定する、請求項７に記載の運動支援システム。
  9. 　前記消費カロリー推定装置は、
    　前記ユーザの位置情報を取得する位置情報取得部と、
    　前記位置情報取得部が取得した位置情報と、前記消費カロリー推定部が推定した、前記位置情報が示す位置における消費カロリーとを対応付けて記憶する消費カロリー記憶部と
    をさらに備える、請求項５から８のいずれか一項に記載の運動支援システム。
  10. 　前記消費カロリー推定装置は、
    　前記消費カロリー記憶部に記憶された消費カロリーに対応する画像を、前記消費カロリーに対応付けて記憶された位置に基づいて地図画像上にマッピングするマッピング部
    をさらに備える、請求項９に記載の運動支援システム。
  11. 　コンピュータを、請求項１から４のいずれか１項に記載の経路形状判定装置として機能させるためのプログラム。
  12. 　コンピュータを、請求項５から１０のいずれか１項に記載の運動支援システムとして機能させるためのプログラム。
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