歩行姿勢判定装置
【課題】より精度よく詳細な歩行姿勢を評価すること。
【解決手段】歩行姿勢判定装置は、本体部と、本体部の加速度を検出するための加速度センサと、制御部とを備え、本体部を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための装置である。所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有し、当該パターンは、その特徴を規定する特徴点を複数含む。制御部は、加速度センサによって検出された加速度に基づき、鉛直、進行および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に進行方向の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定し（Ｓ１０３）、特定された位置に基づき、軌跡の特徴因子の値を算出し（Ｓ１０４）、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従い、算出された特徴因子の値に基づき、指標の値を算出し（Ｓ１０５）、算出された指標の値に基づき、歩行姿勢を判定する（Ｓ１１２）。
【解決手段】歩行姿勢判定装置は、本体部と、本体部の加速度を検出するための加速度センサと、制御部とを備え、本体部を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための装置である。所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有し、当該パターンは、その特徴を規定する特徴点を複数含む。制御部は、加速度センサによって検出された加速度に基づき、鉛直、進行および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に進行方向の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定し（Ｓ１０３）、特定された位置に基づき、軌跡の特徴因子の値を算出し（Ｓ１０４）、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従い、算出された特徴因子の値に基づき、指標の値を算出し（Ｓ１０５）、算出された指標の値に基づき、歩行姿勢を判定する（Ｓ１１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歩行姿勢判定装置に関し、特に、当該装置を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するのに適した歩行姿勢判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３軸の加速度データに基づいて、歩行の進行方向に垂直な面に投影した腰部の軌跡、鉛直方向に垂直な面に投影した腰部の軌跡、および、左右方向に垂直な面に投影した腰部の軌跡を用いて、歩行時の姿勢を判断するものがあった（たとえば、特許文献１の請求項１および図６参照）。
【０００３】
また、同様の軌跡を用いて、歩行介助において歩行運動の改善効果を客観的に評価するものがあった（たとえば、特許文献２の図１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０６３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の技術では、変化の幅のみを用いているため、より詳細な歩行姿勢を評価できないといった問題があった。また、姿勢がどのくらい目標とずれているかが分かり難いといった問題があった。
【０００６】
この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的の１つは、より精度よく詳細な歩行姿勢を評価することが可能な歩行姿勢判定装置を提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、歩行姿勢の状況を判り易く表示することが可能な歩行姿勢判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、この発明のある局面によれば、歩行姿勢判定装置は、本体部と、本体部の加速度を検出するための加速度センサと、制御部とを備え、本体部を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための装置である。本体部が装着される所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有する。当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含む。
【０００９】
制御部は、加速度センサによって検出された加速度に基づいて、鉛直方向、進行方向および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に進行方向の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定する特定部と、特定部によって特定された位置に基づいて、軌跡の特徴因子の値を算出する第１の算出部と、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、第１の算出部によって算出された特徴因子の値に基づいて、指標の値を算出する第２の算出部と、第２の算出部によって算出された指標の値に基づいて、歩行姿勢を判定する判定部とを含む。
【００１０】
好ましくは、歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備える。制御部は、さらに、判定部によって判定された歩行姿勢と目標の歩行姿勢とを比較可能に表示部に表示させる表示制御部を含む。
【００１１】
好ましくは、歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備える。制御部は、さらに、判定部によって判定された歩行姿勢を改善するためのアドバイスを表示部に表示させる表示制御部を含む。
【００１２】
好ましくは、相関関係は、重回帰分析によって得られる、目的変数としての特徴因子の値と説明変数としての指標の値との関係式である重回帰式で示される。
【００１３】
さらに好ましくは、特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、および、第１の足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、ならびに、第２の足が接地したときの第３の特徴点、および、第２の足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの第４の特徴点を含む。
【００１４】
特徴因子は、進行方向に垂直な面に投影した軌跡における第１の特徴点と第２の特徴点との鉛直方向の距離である第１の特徴因子、および、左右方向に垂直な面に投影した軌跡における第１の特徴点と第２の特徴点との距離および第３の特徴点と第４の特徴点との距離から算出される第２の特徴因子を含む。
【００１５】
指標は、歩幅を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および第１の特徴因子の積と、重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である。
【００１６】
さらに好ましくは、特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、第１の足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、軌跡の最も右側の第３の特徴点、および、軌跡の最も左側の第４の特徴点、ならびに、軌跡の右側で最も前側の第５の特徴点、軌跡の左側で最も前側の第６の特徴点、軌跡の右側で最も後ろ側の第７の特徴点、および、軌跡の左側で最も後ろ側の第８の特徴点を含む。
【００１７】
特徴因子は、進行方向に垂直な面に投影した軌跡における第１の特徴点と第２の特徴点との鉛直方向の距離を第３の特徴点と第４の特徴点との左右方向の距離で割った商である第１の特徴因子、および、鉛直方向に垂直な面に投影した軌跡における第５の特徴点と第６の特徴点との左右方向の距離を第７の特徴点と第８の特徴点との左右方向の距離で割った商である第２の特徴因子を含む。
【００１８】
指標は、歩隔を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および第１の特徴因子の積と、重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に従えば、本体部が装着される所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有し、当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含み、加速度センサによって検出された加速度に基づいて、鉛直方向、進行方向および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に進行方向の移動成分が除去されて投影された軌跡の特徴点の位置が特定され、特定された位置に基づいて、軌跡の特徴因子の値が算出され、算出された特徴因子の値に基づいて、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、指標の値が算出され、算出された指標の値に基づいて、歩行姿勢が判定される。
【００２０】
その結果、より精度よく詳細な歩行姿勢を評価することが可能な歩行姿勢判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態における活動量計の外観図である。
【図２】この実施の形態における活動量計の使用状態を示す図である。
【図３】ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第１の例を示す図である。
【図４】ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第２の例を示す図である。
【図５】ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た複数の例を示す図である。
【図６】この実施の形態において加速度データから算出したユーザの歩行時の腰の軌跡と実測したユーザの歩行時の腰の軌跡との相関を示す図である。
【図７】この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【図８】この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【図９】この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【図１０】この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【図１１】この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【図１２】この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【図１３】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第１の図である。
【図１４】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第２の図である。
【図１５】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第１の図である。
【図１６】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第２の図である。
【図１７】この実施の形態における活動量計の構成の概略を示すブロック図である。
【図１８】この実施の形態における活動量計の機能の概略を示す機能ブロック図である。
【図１９】この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第１の図である。
【図２０】この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第２の図である。
【図２１】この実施の形態における歩行姿勢の判定結果の表示の一例を示す図である。
【図２２】この実施の形態におけるユーザの歩行姿勢の画像の表示の一例を示す図である。
【図２３】この実施の形態における活動量計の制御部によって実行される歩行姿勢判定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
本実施の形態においては、歩行姿勢判定装置が、歩数測定だけでなく、運動や生活活動（たとえば、掃除機をかける、軽い荷物運び、炊事など）における活動量（運動量ともいう）も測定することが可能な活動量計であることとして実施の形態を説明する。しかし、これに限定されず、歩行姿勢判定装置は、歩数測定が可能な歩数計であってもよい。
【００２４】
図１は、この発明の実施の形態における活動量計１００の外観図である。図１を参照して、活動量計１００は、本体部１９１と、クリップ部１９２とから主に構成される。クリップ部１９２は、活動量計１００をユーザの着衣などに固定するために用いられる。
【００２５】
本体部１９１には、後述する操作部１３０の一部を構成する表示切換／決定スイッチ１３１、左操作／メモリスイッチ１３２、および、右操作スイッチ１３３、ならびに、後述する表示部１４０の一部を構成するディスプレイ１４１が設けられる。
【００２６】
本実施の形態においては、ディスプレイ１４１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid
Crystal Display）で構成されることとするが、これに限定されず、ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイなど他の種類のディスプレイであってもよい。
【００２７】
図２は、この実施の形態における活動量計１００の使用状態を示す図である。図２を参照して、活動量計１００は、たとえば、ユーザの腰部のベルトに、クリップ部１９２を用いて装着される。この実施の形態においては、活動量計１００は、ユーザの腰の近辺に固定して装着されることが望ましい。
【００２８】
なお、本実施の形態において、歩行時のユーザの進行方向をＺ軸（進む向きを正方向）とし、歩行時のユーザの左右方向をＸ軸（右向きを正方向）とし、鉛直方向をＹ軸（鉛直上向きを正方向）とする座標系を用いることとする。
【００２９】
図３は、ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第１の例を示す図である。図４は、ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第２の例を示す図である。図３（Ａ）および図４（Ａ）は、歩行時の腰の軌跡をユーザの画像と重ねた図である。図３（Ｂ）および図４（Ｂ）は、ユーザの歩行時の腰の軌跡をグラフで表わした図である。
【００３０】
図３および図４を参照して、この軌跡は、歩行時において、Ｚ軸に垂直な面であるＸＹ平面に投影した軌跡である。歩行においては、通常、右足が地面から離されてから、右足が最も高い位置に到達した後に、右足が地面に接触し、次に、左足が地面から離されてから、左足が最も高い位置に到達した後に、左足が地面に接触するといった過程で足が動かされる。
【００３１】
このような歩行の過程において、ユーザの腰の軌跡は、まず、右下から左上に向かい、左上の最も高い位置に到達した後に、左下に向かい、左下の最も低い位置に到達した後に、右上に向かい、右上の最も高い位置に到達した後に、右下に向かい、右下の最も低い位置に到達するといった特定のパターンとなる。
【００３２】
図５は、ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た複数の例を示す図である。図５を参照して、図５（Ａ）は、図３（Ｂ）で示した図と同様の図である。図５（Ａ）は、普通の歩行姿勢のときのユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）で示した図と同様の図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の場合よりも、歩隔が広い、いわゆる、がにまたの場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。
【００３３】
図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の場合よりも、歩隔が狭い場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｄ）は、図５（Ａ）の場合よりも、すり足で歩いた場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｅ）は、図５（Ａ）の場合よりも、猫背で歩いた場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｆ）は、図５（Ａ）の場合よりも、大またで歩いた場合のユーザの腰の軌跡を示す。
【００３４】
このように、図５（Ａ）から図５（Ｆ）までのそれぞれの軌跡は、異なるように見えるが、図３および図４で説明したような特定のパターンを有する。
【００３５】
図６は、この実施の形態において加速度データから算出したユーザの歩行時の腰の軌跡と実測したユーザの歩行時の腰の軌跡との相関を示す図である。図６（Ａ）は、実測したユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た図である。図６（Ａ）は、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、および、図５（Ａ）から図５（Ｆ）までと同様の図である。
【００３６】
図６（Ａ）の軌跡は、たとえば、ユーザが歩行しているところを、カメラで進行方向から撮影して、画像処理によって、腰の近辺の或る１点の動きを繋ぎ合わせることによって得られる。
【００３７】
図６（Ｂ）は、加速度データから算出したユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た図である。ここで、活動量計１００の加速度センサによって検出された３軸方向の加速度データに基づいて、ユーザの歩行時の腰の軌跡を算出する方法について説明する。なお、この軌跡は、活動量計１００の制御部によって算出される。
【００３８】
まず、図２で説明したＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を特定する。ここで、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致している場合は、加速度センサで得られた検出値をそのままＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）とすればよい。一方、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致していない場合は、加速度センサで得られた検出値を座標変換することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を算出する。
【００３９】
次に、式１から式３をそれぞれ用いて加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を積分することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの速度Ｖx（ｔ），Ｖy（ｔ），Ｖz（ｔ）を算出する。
【００４０】
【数１】
【００４１】
【数２】
【００４２】
【数３】
【００４３】
次いで、式４から式６をそれぞれ用いて、±１歩分の時間の間の短時間での平均速度成分を除外した速度、つまり、短時間での平均速度に対する相対速度Ｖx'（ｔ），Ｖy'（ｔ），Ｖz'（ｔ）を算出する。なお、ここでは、１歩分の時間をＴ秒とし、たとえば、１歩ごとに加速度のピーク間の時間を算出することによってＴが算出される。
【００４４】
【数４】
【００４５】
【数５】
【００４６】
【数６】
【００４７】
最後に、式７から式９をそれぞれ用いて速度Ｖx'（ｔ），Ｖy'（ｔ），Ｖz'（ｔ）を積分することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの短時間での平均位置に対する相対位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）を算出する。
【００４８】
【数７】
【００４９】
【数８】
【００５０】
【数９】
【００５１】
このようにして算出された位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ）をそれぞれＸ，Ｙ座標の値とする点（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））をｔを変化させながらＸＹ平面にプロットしていくことによって、ユーザの歩行時の軌跡をＸＹ平面に投影した軌跡が得られる。この軌跡の一例が、図６（Ｂ）に示した軌跡である。
【００５２】
また、位置Ｘ（ｔ），Ｚ（ｔ）をそれぞれＸ，Ｚ座標の値とする点（Ｘ（ｔ），Ｚ（ｔ））をｔを変化させながらＸＺ平面にプロットしていくことによって、ユーザの歩行時の軌跡をＸＺ平面に投影した軌跡が得られる。
【００５３】
同様に、位置Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）をそれぞれＹ，Ｚ座標の値とする点（Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ））をｔを変化させながらＹＺ平面にプロットしていくことによって、ユーザの歩行時の軌跡をＹＺ平面に投影した軌跡が得られる。
【００５４】
これらの軌跡は、それぞれ、後述する図７（Ａ）から図９（Ａ）で示すようなパターンの軌跡となる。
【００５５】
図６（Ｃ）は、実測した軌跡の高さ（Ｙ軸方向の幅）と、検出した加速度データから算出した軌跡の高さ（Ｙ軸方向の幅）との相関関係を示すグラフである。このように、様々な歩き方をした場合のそれぞれの高さをプロットする。そして、回帰分析することによって、実測した軌跡の高さをｙとして、算出した軌跡の高さをｘとして、回帰式がｙ＝０．９８７８ｘ＋０．３４５２、決定係数Ｒ2が０．９５７５と求められる。
【００５６】
このことから、加速度データから算出した軌跡は、かなり高い精度で、実測した軌跡と一致すると言える。
【００５７】
図７は、この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。図８は、この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。図９は、この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【００５８】
図７を参照して、特徴点（１）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（１）を特定するための条件は、左右に関しては、右であり、上下に関しては、最も下であるという条件である。
【００５９】
特徴点（２）は、歩行周期のうち、右足が立脚しているときの点（特に鉛直方向に最も高い位置にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（２）を特定するための条件は、特徴点（１）の後であって、上下に関しては、最も上であるという条件である。
【００６０】
特徴点（３）は、歩行周期のうち、左足が接地したときの点である。特徴点（３）を特定するための条件は、特徴点（２）の後であって、上下に関しては、最も下であるという条件である。
【００６１】
特徴点（４）は、歩行周期のうち、左足が立脚しているときの点（特に鉛直方向に最も高い位置にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（４）を特定するための条件は、特徴点（３）の後であって、上下方向に関しては、最も上であるという条件である。
【００６２】
特徴点（５）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（５）を特定するための条件は、特徴点（４）の後であって、上下に関しては、最も下であるという条件である。なお、この特徴点（５）が、次の１サイクルの特徴点（１）である。
【００６３】
特徴点（６）は、歩行周期のうち、最も右側にユーザの腰があるときの点である。特徴点（６）を特定するための条件は、式７で算出されたＸ（ｔ）の値が１サイクルでＸ（ｔ）≧０において最大であるという条件である。
【００６４】
特徴点（７）は、歩行周期のうち、最も左側にユーザの腰があるときの点である。特徴点（７）を特定するための条件は、式７で算出されたＸ（ｔ）の値が１サイクルでＸ（ｔ）＜０において最小であるという条件である。
【００６５】
特徴点（８）は、歩行周期のうち、歩行１サイクルにおける、腰の軌跡の交点である。特徴点（８）を特定するための条件は、特徴点（２）から特徴点（３）にかける腰の軌跡と、特徴点（４）から特徴点（５）にかける腰の軌跡の、ＸＹ平面上における交点であるという条件である。
【００６６】
図８を参照して、特徴点（９）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（９）を特定するための条件は、左右に関しては、右であり、前後に関しては、最も後ろであるという条件である。
【００６７】
特徴点（１０）は、歩行周期のうち、右足が立脚しているときの点（特に進行方向の短時間での平均位置に対する相対位置が最も前にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（１０）を特定するための条件は、特徴点（９）の後であって、前後に関しては、最も前であるという条件である。
【００６８】
特徴点（１１）は、歩行周期のうち、左足が接地したときの点である。特徴点（１１）を特定するための条件は、特徴点（１０）の後であって、前後に関しては、最も後ろであるという条件である。
【００６９】
特徴点（１２）は、歩行周期のうち、左足が立脚しているときの点（特に進行方向の短時間での平均位置に対する相対位置が最も前にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（１２）を特定するための条件は、特徴点（１１）の後であって、前後に関しては、最も前であるという条件である。
【００７０】
特徴点（１３）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（１１）を特定するための条件は、特徴点（１２）の後であって、前後に関しては、最も後ろであるという条件である。なお、この特徴点（１３）が、次の１サイクルの特徴点（９）である。
【００７１】
特徴点（１４）は、歩行周期のうち、歩行１サイクルにおける、腰の軌跡の交点である。特徴点（１４）を特定するための条件は、特徴点（１０）から特徴点（１１）にかける腰の軌跡と、特徴点（１２）から特徴点（１３）にかける腰の軌跡の、ＸＹ平面上における交点であるという条件である。
【００７２】
図９を参照して、図７で説明した特徴点（１），（３），（５）は、それぞれ、ＹＺ平面に投影した軌跡のパターンのうち最も下の点となる。また、特徴点（２），（４）は、それぞれ、ＹＺ平面に投影した軌跡のパターンのうち最も上の点となる。
【００７３】
図１０は、この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。図１１は、この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。図１２は、この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【００７４】
図１０を参照して、特徴因子Ｗｕは、ＸＹ平面における特徴点（２）と特徴点（４）との間のＸ軸方向の距離（「上側左右幅」という）であり、特徴点（２）のＸ座標の値から特徴点（４）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００７５】
特徴因子Ｗｄは、ＸＹ平面における特徴点（１）と特徴点（３）との間のＸ軸方向の距離（「下側左右幅」という）であり、特徴点（１）のＸ座標の値から特徴点（３）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００７６】
特徴因子Ｗは、ＸＹ平面における特徴点（６）と特徴点（７）との間のＸ軸方向の距離（「左右幅」という）であり、特徴点（６）のＸ座標の値から特徴点（７）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００７７】
特徴因子Ｈｌは、ＸＹ平面における特徴点（４）と特徴点（３）との間のＹ軸方向の距離（「左側上下幅」という）であり、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００７８】
特徴因子Ｈｒは、ＸＹ平面における特徴点（２）と特徴点（１）との間のＹ軸方向の距離（「右側上下幅」という）であり、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００７９】
特徴因子Ｈは、ＸＹ平面における特徴因子Ｈｌと特徴因子Ｈｒとの平均（「上下幅」という）であり、ＨｌとＨｒとを足して２で割ることで算出される。
【００８０】
特徴因子Ｈｃｌは、ＸＹ平面における特徴点（３）を基準とした特徴点（８）の高さ（「左側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００８１】
特徴因子Ｈｃｒは、ＸＹ平面における特徴点（１）を基準とした特徴点（８）の高さ（「右側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００８２】
特徴因子ＩＳＯは、ＸＹ平面における軌跡の上下幅に対する、特徴点（８）の高さ（「位相」という）であり、特徴因子Ｈｃｌを特徴因子Ｈｌで割ったものと、特徴因子Ｈｃｒを特徴因子Ｈｒで割ったものとを足して２で割ることで算出される。
【００８３】
特徴因子Ｖｌｅｖは、ＸＹ平面における軌跡の上側が開いているのか、下側が開いているのかの度合（「形状∨ｏｒ∧」という）であり、特徴因子Ｗｕを特徴因子Ｗｄで割ることで算出される。
【００８４】
特徴因子Ｉｌｅｖは、ＸＹ平面における軌跡の形状が、縦長の形状であるのか、横長の形状であるのかを特定するための因子（「形状Ｉ」という）であり、特徴因子Ｈを特徴因子Ｗで割ることで算出される。
【００８５】
特徴因子Ｈｂは、ＸＹ平面における左右の上下幅の比（「左右上下幅比」という）であり、特徴因子Ｈｒを特徴因子Ｈｌで割ることで算出される。
【００８６】
特徴因子Ｙｂは、ＸＹ平面における左右の高さの比（「左右高さ比」という）であり、特徴点（４）のＹ座標の値と特徴点（１）のＹ座標の値との差を、特徴点（２）のＹ座標の値と特徴点（３）のＹ座標の値との差で割ることで算出される。
【００８７】
特徴因子Ｗｂは、ＸＹ平面における左右の幅の比（「左右幅の比」という）であり、特徴点（６）のＸ座標の値と特徴点（８）のＸ座標の値との差を、特徴点（８）のＸ座標の値と特徴点（７）のＹ座標の値との差で割ることで算出される。
【００８８】
特徴因子Ｓｔｌは、ＸＹ平面における右足が接地してから左足が接地するまでの上下振幅の合計（「右足接地から左足接地までの上下振幅」という）であり、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものと、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【００８９】
特徴因子Ｓｔｒは、ＸＹ平面における左足が接地してから右足が接地するまでの上下振幅の合計（「左足接地から右足接地までの上下振幅」という）であり、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものと、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（５）のＹ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【００９０】
特徴因子ｊｕｎは、軌跡が時計回りに書かれているか反時計回りに書かれているかを示す因子（「書き順」という）であり、特徴点（２）と特徴点（４）のＸ座標の正負判定を行なうことで算出される。
【００９１】
図１１を参照して、特徴因子ＷｕＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１０）と特徴点（１２）との間のＸ軸方向の距離（「上側左右幅」という）であり、特徴点（１０）のＸ座標の値から特徴点（１２）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００９２】
特徴因子ＷｄＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（９）と特徴点（１１）との間のＸ軸方向の距離（「下側左右幅」という）であり、特徴点（９）のＸ座標の値から特徴点（１１）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００９３】
特徴因子Ｗｓｕは、ＸＺ平面における特徴点（６）と特徴点（７）との間のＸ軸方向の距離（「左右幅」という）であり、特徴点（６）のＸ座標の値から特徴点（７）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００９４】
特徴因子ＨｌＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１２）と特徴点（１１）との間のＺ軸方向の距離（「左側上下幅」という）であり、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９５】
特徴因子ＨｒＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１０）と特徴点（９）との間のＺ軸方向の距離（「右側上下幅」という）であり、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（９）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９６】
特徴因子Ｈｓｕは、ＸＺ平面における特徴因子ＨｌＳｕと特徴因子ＨｒＳｕとの平均（「上下幅」という）であり、ＨｌＳｕとＨｒＳｕとを足して２で割ることで算出される。
【００９７】
特徴因子ＨｃｌＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１１）を基準とした特徴点（８）の高さ（「左側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９８】
特徴因子ＨｃｒＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（９）を基準とした特徴点（８）の高さ（「右側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＺ座標の値から特徴点（９）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９９】
特徴因子ＩＳＯＳｕは、ＸＹ平面における軌跡の上下幅に対する、特徴点（１４）の高さ（「位相」という）であり、図１０で説明したＸＹ平面のＩＳＯと同じ値である。
【０１００】
特徴因子ＶｌｅｖＳｕは、ＸＺ平面における軌跡の上側が開いているのか、下側が開いているのかの度合（「形状∨ｏｒ∧」という）であり、特徴因子ＷｕＳｕを特徴因子ＷｄＳｕで割ることで算出される。
【０１０１】
特徴因子ＩｌｅｖＳｕは、ＸＺ平面における軌跡の形状が、縦長の形状であるのか、横長の形状であるのかを特定するための因子（「形状Ｉ」という）であり、特徴因子Ｈｓｕを特徴因子Ｗｓｕで割ることで算出される。
【０１０２】
特徴因子ＨｂＳｕは、ＸＺ平面における左右の上下幅の比（「左右上下幅比」という）であり、特徴因子ＨｒＳｕを特徴因子ＨｌＳｕで割ることで算出される。
【０１０３】
特徴因子ＹｂＳｕは、ＸＺ平面における左右の高さの比（「左右高さ比」という）であり、特徴点（１３）のＺ座標の値と特徴点（９）のＺ座標の値との差を、特徴点（１０）のＺ座標の値と特徴点（１１）のＺ座標の値との差で割ることで算出される。
【０１０４】
特徴因子ＷｂＳｕは、ＸＺ平面における左右の幅の比（「左右幅の比」という）であり、図１０で説明したＸＹ平面のＷｂと同じ値である。
【０１０５】
特徴因子ＳｔｌＳｕは、ＸＺ平面における右足が接地してから左足が接地するまでの前後振幅の合計（「右足接地から左足接地までの前後振幅」という）であり、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（９）のＺ座標の値を引いたものと、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【０１０６】
特徴因子ＳｔｒＳｕは、ＸＺ平面における左足が接地してから右足が接地するまでの前後振幅の合計（「左足接地から右足接地までの前後振幅」という）であり、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引いたものと、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（１３）のＺ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【０１０７】
特徴因子Ｚｆｌは、ＸＺ平面における左足が立脚中で腰の位置が最上点に達してから前後に移動した幅（「左足立脚の最上点からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（４）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１０８】
特徴因子Ｚｆｒは、ＸＺ平面における右足が立脚中で腰の位置が最上点に達してから前後に移動した幅（「右足立脚の最上点からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（２）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１０９】
特徴因子Ｚｆは、ＸＺ平面における立脚中で腰の位置が最上点に達してから前後に移動した幅（「立脚の最上点からの腰の前後移動」という）であり、特徴因子Ｚｆｌと特徴因子Ｚｆｒとを足して２で割ることで算出される。
【０１１０】
特徴因子Ｚｂｌは、ＸＺ平面における左足が接地してから腰の位置が前後に移動した幅（「左足接地からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（１１）のＺ座標の値から特徴点（３）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１１１】
特徴因子Ｚｂｒは、ＸＺ平面における右足が接地してから腰の位置が前後に移動した幅（「右足接地からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（９）のＺ座標の値から特徴点（５）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１１２】
特徴因子Ｚｂは、ＸＺ平面における足が接地してから腰の位置が前後に移動した幅（「接地からの腰の前後移動」という）であり、特徴因子Ｚｂｌと特徴因子Ｚｂｒとを足して２で割ることで算出される。
【０１１３】
図１２を参照して、特徴因子ｄＺは、ＹＺ平面における前後の傾き（「前後の傾き」という）であり、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものを、特徴点（２）のＺ座標の値から特徴点（１）のＺ座標の値を引いたもので割ることで算出される。
【０１１４】
特徴因子ＳｔｌＳｈｉは、ＹＺ平面における左の斜め方向の振幅の合計（「左の前後振幅」という）であり、ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（１）の距離と、ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（３）の距離とを足すことで算出される。ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（１）の距離は、特徴点（２）のＺ座標の値から特徴点（１）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（３）の距離は、特徴点（２）のＺ座標の値から特徴点（３）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。
【０１１５】
特徴因子ＳｔｒＳｈｉは、ＹＺ平面における右の斜め方向の振幅の合計（「右の前後振幅」という）であり、ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（３）の距離と、ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（１）の距離とを足すことで算出される。ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（３）の距離は、特徴点（４）のＺ座標の値から特徴点（３）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（１）の距離は、特徴点（４）のＺ座標の値から特徴点（１）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。
【０１１６】
特徴因子ＳｔＳｈｉは、ＹＺ平面における斜め方向の振幅の合計（「前後振幅」という）であり、特徴因子ＳｔｌＳｈｉと特徴因子ＳｔｒＳｈｉとを足して２で割ることで算出される。
【０１１７】
図１３は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第１の図である。図１４は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第２の図である。
【０１１８】
図１３を参照して、図１０で説明したＸＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子Ｈｒを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩幅の実際に測定した値を横軸（ｘ）として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．０７３５ｘ−４１．２７１、決定係数Ｒ2が０．７９３８と求められる。
【０１１９】
図１４を参照して、図１２で説明したＹＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子ＳｔＳｈｉを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩幅の実際に測定した値を横軸（ｘ）として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．１４８５ｘ−７８．９６３、決定係数Ｒ2が０．８１９２と求められる。
【０１２０】
このように、歩行姿勢を示す指標である歩幅は、特徴因子Ｈｒおよび特徴因子ＳｔＳｈｉと相関性が高いので、重回帰分析することによって、目的変数としての特徴因子Ｈｒおよび特徴因子ＳｔＳｈｉ、ならびに、説明変数としての歩幅の値との重回帰式である歩幅Length＝α×Ｈｒ＋β×ＳｔＳｈｉ＋γの式で歩幅の値を算出することができる。なお、α，β，γは、重回帰分析によって得られる偏回帰係数である。
【０１２１】
図１５は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第１の図である。図１６は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第２の図である。
【０１２２】
図１５を参照して、図１０で説明したＸＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子Ｈｒを特徴因子Ｗで割った特徴因子Ｈｒ／Ｗを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩隔の実際に測定した値を横軸として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．００３３ｘ−１．４０５６、決定係数Ｒ2が０．０９３２と求められる。
【０１２３】
図１４を参照して、図１１で説明したＸＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子ＷｕＳｕを特徴因子ＷｄＳｕで割った特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩隔の実際に測定した値を横軸（ｘ）として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．２３０９ｘ−４．０９２７、決定係数Ｒ2が０．１８６１と求められる。
【０１２４】
また、歩行姿勢を示す指標である歩隔は、重回帰分析することによって、目的変数としての特徴因子Ｈｒ／Ｗおよび特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕ、ならびに、説明変数としての歩幅の値との重回帰式である歩隔Width＝δ×Ｈｒ／Ｗ＋ε×ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕ＋ζの式で歩隔の値を算出することができる。なお、δ，ε，ζは、重回帰分析によって得られる係数である。
【０１２５】
図１７は、この実施の形態における活動量計１００の構成の概略を示すブロック図である。図１７を参照して、活動量計１００は、制御部１１０と、メモリ１２０と、操作部１３０と、表示部１４０と、加速度センサ１７０と、電源１９０とを含む。また、活動量計１００は、音を出力する報音部や外部のコンピュータと通信するためのインターフェイスを含むようにしてもよい。
【０１２６】
制御部１１０、メモリ１２０、操作部１３０、表示部１４０、加速度センサ１７０、および、電源１９０は、図１で説明した本体部１９１に内蔵される。
【０１２７】
操作部１３０は、図１で説明した表示切換／決定スイッチ１３１、左操作／メモリスイッチ１３２、および、右操作スイッチ１３３を含み、これらのスイッチが操作されたことを示す操作信号を制御部１１０に送信する。
【０１２８】
加速度センサ１７０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術の半導体式のものが用いられるが、これに限定されず、機械式または光学式など他の方式のものであってもよい。加速度センサ１７０は、本実施の形態においては、３軸方向それぞれの加速度を示す検出信号を制御部１１０に出力する。しかし、加速度センサ１７０は、３軸のものに限定されず、１軸または２軸のものであってもよい。
【０１２９】
メモリ１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）（たとえば、フラッシュメモリ）などの不揮発性メモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）（たとえば、ＳＤＲＡＭ（synchronous Dynamic Random Access Memory））などの揮発性メモリを含む。
【０１３０】
メモリ１２０は、活動量計１００を制御するためのプログラムのデータ、活動量計１００を制御するために用いられるデータ、活動量計１００の各種機能を設定するための設定データ、および、歩数や活動量などの所定時間ごと（たとえば日ごと）の測定結果のデータなどを記憶する。また、メモリ１２０は、プログラムが実行されるときのワークメモリなどとして用いられる。
【０１３１】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、メモリ１２０に記憶さ
れた活動量計１００を制御するためのプログラムに従って、操作部１３０からの操作信号に応じて、加速度センサ１７０および気圧センサ１８０からの検出信号に基づいて、メモリ１２０、および、表示部１４０を制御する。
【０１３２】
表示部１４０は、図１で説明したディスプレイ１４１を含み、制御部１１０からの制御信号に従った所定の情報を、ディスプレイ１４１に表示するよう制御する。
【０１３３】
電源１９０は、取替可能な電池を含み、電池からの電力を活動量計１００の制御部１１０などの動作するのに電力が必要な各部に供給する。
【０１３４】
図１８は、この実施の形態における活動量計１００の機能の概略を示す機能ブロック図である。図１８を参照して、活動量計１００の制御部１１０は、加速度読込制御部１１１と、特徴点位置特定部１１２と、特徴因子算出部１１３と、指標算出部１１４と、歩行姿勢判定部１１５と、表示制御部１１６とを含む。
【０１３５】
また、活動量計１００の記憶部１２０は、加速度データ記憶部１２１と、特徴点位置記憶部１２２と、特徴因子記憶部１２３と、相関関係記憶部１２４と、指標記憶部１２５とを含む。
【０１３６】
なお、本実施の形態においては、制御部１１０に含まれるこれらの各部は、制御部１１０によって、後述する図１９の処理を実行するためのソフトウェアが実行されることによって、制御部１１０に構成されることとする。しかし、これに限定されず、制御部１１０に含まれるこれらの各部は、それぞれ、ハードウェア回路として制御部１１０の内部に構成されるようにしてもよい。
【０１３７】
また、記憶部１２０に含まれるこれらの各部は、制御部１１０によって、後述する図１９の処理を実行するためのソフトウェアが実行されることによって、記憶部１２０に一時的に構成されることとする。しかし、これに限定されず、記憶部１２０に含まれるこれらの各部は、それぞれ、専用の記憶装置として構成されるようにしてもよい。
【０１３８】
また、記憶部１２０に含まれるこれらの各部は、記憶部１２０に構成されることに替えて、レジスタなどの制御部１１０の内蔵メモリに一時的に構成されるようにしてもよい。
【０１３９】
加速度読込制御部１１１は、加速度センサ１７０から３軸方向の加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を検出する。
【０１４０】
ここで、図６で説明したように、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致している場合は、加速度センサで得られた検出値をそのままＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）とすればよい。
【０１４１】
一方、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致していない場合は、加速度センサで得られた検出値を座標変換することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を算出する。
【０１４２】
そして、加速度読込制御部１１１は、サンプリング周期ごとの算出した加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を記憶部１２０の加速度データ記憶部１２１に記憶させる。
【０１４３】
特徴点位置特定部１１２は、加速度データ記憶部１２１に記憶された加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）に基づいて、図６で説明したように、式１から式９までを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの活動量計１００の短時間（ここでは、±１歩分の時間（±Ｔ秒））での平均位置に対する相対位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）を算出する。
【０１４４】
次に、特徴点位置特定部１１２は、算出された位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）に基づいて、図７から図９までで説明したような方法で、特徴点の位置の座標値を特定する。つまり、特徴点位置特定部１１２は、加速度センサ１７０によって検出された加速度に基づいて、Ｙ軸方向（鉛直方向）、Ｚ軸方向（進行方向）およびＸ軸方向（左右方向）の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面であるＸＺ平面、ＸＹ平面およびＹＺ平面にＺ軸方向の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定する。
【０１４５】
なお、特徴点は、すべて特定するのではなくて、後述する特徴因子の算出において必要なものだけを特定するようにしてもよい。
【０１４６】
そして、特徴点位置特定部１１２は、算出した特徴点の位置を特徴点位置記憶部１２２に記憶させる。
【０１４７】
特徴因子算出部１１３は、特徴点位置記憶部１２２に記憶された特徴点の位置に基づいて、図１０から図１２までで説明したような算出式に従って、特徴因子の値を算出する。そして、特徴因子算出部１１３は、算出した特徴因子の値を特徴因子記憶部１２３に記憶させる。
【０１４８】
相関関係記憶部１２４には、前述した図１３から図１６で説明した重回帰式が予め記憶されている。
【０１４９】
指標算出部１１４は、相関関係記憶部１２４に記憶された重回帰式に従って、特徴因子記憶部１２３に記憶された特徴因子の値に基づいて、歩行姿勢を示す指標（たとえば、歩幅、歩隔、腰の回転、足上げ高さ、背筋の伸び、重心バランスなど）の値を算出する。そして、指標算出部１１４は、算出した指標の値を指標記憶部１２５に記憶させる。
【０１５０】
歩行姿勢判定部１１５は、指標記憶部１２５に記憶された指標の値に基づいて、歩行姿勢を判定する。
【０１５１】
図１９は、この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第１の図である。図１９を参照して、図１９（Ａ）で示すように歩幅が所定の閾値よりも広い方が、図１９（Ｂ）で示すように歩幅が所定の閾値よりも狭い方よりも、歩行姿勢が良いと判定することが考えられる。
【０１５２】
また、図１９（Ｃ）で示すように歩隔が所定の閾値よりも狭い方が、図１９（Ｄ）で示すように歩隔が所定の閾値よりも広い方よりも、歩行姿勢が良いと判定することが考えられる。
【０１５３】
図２０は、この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第２の図である。ここで、歩幅をＬ、歩隔をＷ、腰の回転をＤ、足上げ高さをＨ、背筋の伸びをＢとする。歩幅Ｌを分類するための閾値をａ，ｂ，ｃ（ａ＜ｂ＜ｃ）とする。歩隔Ｗを分類するための閾値をｄ，ｅ，ｆ（ｄ＜ｅ＜ｆ）とする。腰の回転Ｄを分類するための閾値をｈ，ｉ，ｊ（ｈ＜ｉ＜ｊ）とする。足上げ高さＨを分類するための閾値をｋ，ｌ，ｍ（ｋ＜ｌ＜ｍ）とする。背筋の伸びＢを分類するための閾値をｎ，ｏ，ｐ（ｎ＜ｏ＜ｐ）とする。
【０１５４】
図２０を参照して、Ｌ＜ａ，ｄ≦Ｗ＜ｅ，ｉ≦Ｄ＜ｊ，Ｈ＜ｋ，ｏ≦Ｂ＜ｐの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＡタイプであると判定し、ａ≦Ｌ＜ｂ，Ｗ＜ｄ，ｊ≦Ｄ，ｋ≦Ｈ＜ｌ，ｐ≦Ｂの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＢタイプであると判定し、ｂ≦Ｌ＜ｃ，ｅ≦Ｗ＜ｆ，ｈ≦Ｄ＜ｉ，ｌ≦Ｈ＜ｍ，ｎ≦Ｂ＜ｏの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＣタイプであると判定し、ｃ≦Ｌ，ｆ≦Ｗ，Ｄ＜ｈ，ｍ≦Ｈ，Ｂ＜ｎの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＤタイプであると判定することが考えられる。
【０１５５】
この実施の形態においては、歩行姿勢を示す指標を定量的に算出できるので、歩行姿勢の判定についても、様々な指標を組合せて、ユーザに応じたきめ細かい判定を行なうことが可能である。
【０１５６】
図１８に戻って、表示制御部１１６は、歩行姿勢判定部１１５で判定された歩行姿勢の判定結果を表示部１４０に表示させるよう制御する。なお、活動量計１００をパーソナルコンピュータなどの外部装置に接続して、外部装置の表示部に判定結果を表示させるようにしても良い。
【０１５７】
図２１は、この実施の形態における歩行姿勢の判定結果の表示の一例を示す図である。図２１を参照して、右側の列の１番上に、目標が、「減量したい」こと、「体力を維持したい」こと、および、「若々しく歩きたい」ことであることが表示されている。この目標は、予めユーザによって、いくつかの目標候補の選択肢から選択されることによって設定される。
【０１５８】
そして、その下に、目標の歩行姿勢を正面から見た画像および側面から見た画像が表示される。さらにその下に、算出した歩行姿勢を示す指標に基づいて生成されたユーザの歩行姿勢を正面から見た画像および側面から見た画像が表示される。また、ユーザの歩行姿勢の画像においては、歩行姿勢を示す指標のうち評価が低い指標に関連する体の部位に印（図では、楕円形の囲み）が表示される。
【０１５９】
左側の列には、１番上に、歩行姿勢を示す指標のうち歩幅、歩隔および腰の回転についてのレーダーチャートおよび重心バランスが左右のどの辺りにあるかを示すチャートが表示される。これらのチャートにおいては、目標の歩行姿勢の指標の値が、ひし形のプロットで示され、ユーザの歩行姿勢の指標の値が、正方形のプロットで示される。
【０１６０】
レーダーチャートでは、歩幅、歩隔および腰の回転について、目標の値が、４段階のうち、それぞれ、３段階目であるのに対して、ユーザの値が、それぞれ、２段階目、３段階目、１段階目であることが示されている。また、重心バランスのチャートにおいては、目標のバランスが、中央であることに対して、ユーザのバランスは、右寄りであることが示されている。このように腰の回転が目標に対して比較的低くなっているので、前述したように、右側の列のユーザの歩行姿勢の画像で、腰の位置に印が付されている。
【０１６１】
なお、印を付すことに替えて、色を変えるなどにより、注意する点を表示するようにしてもよい。たとえば、歩幅にギャップがある場合は、足の色を赤くする。
【０１６２】
左側の列のチャートの下には、ユーザへのアドバイスが表示される。ここでは、歩幅の値が目標より少し低く、腰の回転が目標より比較的低くなっているので、「歩幅を広く、腰を回転させて歩いてください」といったアドバイスが表示されている。このようなアドバイスは、目標との乖離の度合に応じて、予め活動量計１００の記憶部１２０に記憶されており、歩行姿勢判定部１１５によって、記憶されているアドバイスのうちから、目標との乖離の度合に応じたアドバイスが選択され、選択されたアドバイスが、表示制御部１１６によって表示部１４０に表示される。
【０１６３】
なお、アドバイスに替えて、または、アドバイスとともに、目標の歩行姿勢に近づくためのトレーニング内容を表示するようにしてもよい。
【０１６４】
図２２は、この実施の形態におけるユーザの歩行姿勢の画像の表示の一例を示す図である。図２２を参照して、図２２（Ａ）は、標準的な歩行姿勢を示す画像である。図２２（Ｂ）は、歩幅が大きい場合の歩行姿勢を示す画像である。図２２（Ｃ）は、重心バランスが右側によっている場合の歩行姿勢を示す画像である。
【０１６５】
図２３は、この実施の形態における活動量計１００の制御部１１０によって実行される歩行姿勢判定処理の流れを示すフローチャートである。図２３を参照して、ステップＳ１０１で、制御部１１０は、加速度センサ１７０から加速度センサの検出値を読込み、図１８の加速度読込制御部１１１で説明したように、加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を、サンプリング周期ごとに、記憶部１２０に記憶させる。
【０１６６】
次に、ステップＳ１０２で、制御部１１０は、１歩分の歩行を検出したか否かを判断する。ここでは、図７で説明した特徴点（１）（特徴点（５））が検出されることによって、一歩分が検出されたと判断する。一歩分を検出してないと判断した場合（ステップＳ１０２でＮＯと判断した場合）、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１１１の処理に進める。
【０１６７】
一方、一歩分を検出したと判断した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１０３で、制御部１１０は、ステップＳ１０１で記憶部１２０に記憶された１歩分の加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を読出し、図１８の特徴点位置特定部１１２で説明したように、特徴点の位置の座標値を算出する。
【０１６８】
次に、ステップＳ１０４で、制御部１１０は、ステップＳ１０３で算出された特徴点の位置の座標値に基づいて、図１８の特徴因子算出部１１３で説明したように、特徴因子の値を算出する。
【０１６９】
次いで、ステップＳ１０５で、制御部１１０は、ステップＳ１０４で算出された特徴因子の値に基づいて、図１８の指標算出部１１４で説明したように、特徴因子と歩行姿勢の指標との相関関係に従い、指標の値を算出して、記憶部１２０に記憶させる。その後、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１１の処理に進める。
【０１７０】
ステップＳ１１１では、制御部１１０は、操作部１３０がユーザによって操作されることによって、歩行姿勢の判定結果を表示する指示が受付けられたか否かを判断する。結果表示指示が受付けられていないと判断した場合（ステップＳ１１１でＮＯと判断した場合）、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。
【０１７１】
一方、結果表示指示が受付けられたと判断した場合（ステップＳ１１１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１１２で、制御部１１０は、ステップＳ１０５で記憶部１２０に記憶された歩行姿勢を示す指標を読出し、当該指標に基づいて、図１８の歩行姿勢判定部１１５で説明したように、歩行姿勢を判定する。
【０１７２】
次に、ステップＳ１１３で、制御部１１０は、図１８の表示制御部１１６で説明したように、ステップＳ１１２で判定された歩行姿勢の判定結果を表示部１４０に表示させるよう制御する。その後、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。
【０１７３】
（１） 以上説明したように、本実施の形態における活動量計１００は、本体部１９１と、加速度センサ１７０と、制御部１１０とを備え、本体部１９１を腰に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための装置である。本体部１９１が装着される腰の歩行時の進行方向（Ｚ軸方向）の移動成分を除去した３次元の軌跡は、図７から図９までで説明したパターンを有する。当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含む。
【０１７４】
制御部１１０は、加速度センサ１７０によって検出された加速度に基づいて、鉛直方向（Ｙ軸方向）、進行方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）のそれぞれに垂直な面であるＸＺ平面、ＸＹ平面およびＹＺ平面に、進行方向（Ｚ軸方向）の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定する特徴点位置特定部１１２と、特徴点位置特定部１１２によって特定された位置に基づいて、軌跡の特徴因子の値を算出する特徴因子算出部１１３と、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、特徴因子算出部１１３によって算出された特徴因子の値に基づいて、指標の値を算出する指標算出部１１４と、指標算出部１１４によって算出された指標の値に基づいて、歩行姿勢を判定する歩行姿勢判定部１１５とを含む。
【０１７５】
このため、精度よい相関関係に基づいて、歩行姿勢を示す指標が精度良く算出され、また、様々な歩行姿勢を示す指標が算出されるので、より精度良く詳細な歩行姿勢を評価することができる。
【０１７６】
（２） また、活動量計１００は、さらに、表示部１４０を備える。制御部１１０は、歩行姿勢判定部１１５によって判定された歩行姿勢と目標の歩行姿勢とを比較可能に表示部１４０に表示させる表示制御部１１６を含む。このため、ユーザの歩行姿勢の状況を判り易く表示することができる。
【０１７７】
（３） また、制御部１１０は、歩行姿勢判定部１１５によって判定された歩行姿勢を改善するためのアドバイスを表示部１４０に表示させる表示制御部１１６を含む。このため、ユーザの歩行姿勢の状況を判り易く表示することができる。
【０１７８】
（４） また、図１３から図１６で説明したように、相関関係は、重回帰分析によって得られる、目標変数としての特徴因子の値と説明変数としての指標の値との関係式である重回帰式で示される。
【０１７９】
（５） さらに、特徴点は、右足が接地したときの特徴点（１）、および、右足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの特徴点（２）、ならびに、左足が接地したときの特徴点（３）、および左足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの特徴点（４）を含む。
【０１８０】
特徴因子は、進行方向（Ｚ軸方向）に垂直なＸＹ平面に投影した軌跡における特徴点（１）と特徴点（２）との鉛直方向（Ｙ軸方向）の距離である特徴因子Ｈｒ、および、左右方向（Ｘ軸方向）に垂直なＹＺ平面に投影した軌跡における特徴点（１）と特徴点（２）との距離および特徴点（３）と特徴点（４）との距離から算出される特徴因子ＳｔＳｈｉを含む。
【０１８１】
指標は、歩幅を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた偏回帰係数αおよび特徴因子Ｈｒの積と、重回帰分析によって得られた偏回帰係数βおよび特徴因子ＳｔＳｈｉの積と、偏回帰係数γとの和を算出する歩幅Length＝α×Ｈｒ＋β×ＳｔＳｈｉ＋γの式である。
【０１８２】
（６） さらに、特徴点は、右足が接地したときの特徴点（１）、右足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの特徴点（２）、軌跡の最も右側の特徴点（６）、および、軌跡の最も左側の特徴点（７）、ならびに、軌跡の右側で最も前側の特徴点（１０）、軌跡の左側で最も前側の特徴点（１２）、軌跡の右側で最も後ろ側の特徴点（９）、および、軌跡の左側で最も後ろ側の特徴点（１１）を含む。
【０１８３】
特徴因子は、進行方向（Ｚ軸方向）に垂直なＸＹ平面に投影した軌跡における特徴点（１）と特徴点（２）との鉛直方向（Ｙ軸方向）の距離Ｈｒを特徴点（６）と特徴点（７）との左右方向（Ｘ軸方向）の距離Ｗで割った商である特徴因子Ｈｒ／Ｗ、および、鉛直方向（Ｙ軸方向）に垂直なＸＺ平面に投影した軌跡における特徴点（１０）と特徴点（１２）との左右方向（Ｘ軸方向）の距離ＷｕＳｕを特徴点（９）と特徴点（１１）との左右方向（Ｘ軸方向）の距離ＷｄＳｕで割った商である特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕを含む。
【０１８４】
指標は、歩隔を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた偏回帰係数δおよび特徴因子Ｈｒ／Ｗの積と、重回帰分析によって得られた偏回帰係数εおよび特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕの積と、偏回帰係数ζとの和を算出する歩隔Width＝δ×Ｈｒ／Ｗ＋ε×ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕ＋ζの式である。
【０１８５】
次に、上述した実施の形態の変形例について説明する。
（１） 前述した実施の形態においては、指標の値と閾値との関係に基づいて、歩行姿勢を判定するようにした。しかし、これに限定されず、歩行姿勢との関係が予め求められた指標の組合せと、算出された指標の組合せとの類似度に基づいて、歩行姿勢を判定するようにしてもよい。
【０１８６】
（２） 歩行姿勢を示す指標の閾値は、実際に歩行姿勢の良い人に歩いてもらったときの実測データに基づいて、定めるようにしてもよい。
【０１８７】
（３） 前述した実施の形態においては、図２１で説明したように、目標の歩行姿勢とユーザの歩行姿勢とを別々に表示するようにした。しかし、これに限定されず、目標の歩行姿勢とユーザの歩行姿勢とを重ねて表示するようにしてもよい。
【０１８８】
（４） 前述した実施の形態においては、式４から式６において説明したように、平均速度成分は、±１歩分の時間の平均速度成分であることとした。しかし、これに限定されず、±ｎ歩（ｎは所定数）分の時間の平均速度成分であることとしてもよいし、−ｎ歩（算出対象の時間の前、ｎ歩）分の時間の平均速度成分であることとしてもよいし、±ｓ秒（ｓは所定数）の平均速度成分としてもよいし、−ｓ秒（算出対象の前、ｓ秒）の平均速度成分としてもよい。
【０１８９】
（５） 前述した実施の形態においては、活動量計１００の装置の発明として説明した。しかし、これに限定されず、活動量計１００を制御するための制御方法の発明として捉えることができる。
【０１９０】
（６） 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１９１】
１００ 活動量計、１１０ 制御部、１１１ 加速度読込制御部、１１２ 特徴点位置特定部、１１３ 特徴因子算出部、１１４ 指標算出部、１１５ 歩行姿勢判定部、１１６ 表示制御部、１２０ メモリ、１２１ 加速度データ記憶部、１２２ 特徴点位置記憶部、１２３ 特徴因子記憶部、１２４ 相関関係記憶部、１２５ 指標記憶部、１３０ 操作部、１３１ 表示切換／決定スイッチ、１３２ 左操作／メモリスイッチ、１３３ 右操作スイッチ、１４０ 表示部、１４１ ディスプレイ、１７０ 加速度センサ、１９０ 電源、１９１ 本体部、１９２ クリップ部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歩行姿勢判定装置に関し、特に、当該装置を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するのに適した歩行姿勢判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３軸の加速度データに基づいて、歩行の進行方向に垂直な面に投影した腰部の軌跡、鉛直方向に垂直な面に投影した腰部の軌跡、および、左右方向に垂直な面に投影した腰部の軌跡を用いて、歩行時の姿勢を判断するものがあった（たとえば、特許文献１の請求項１および図６参照）。
【０００３】
また、同様の軌跡を用いて、歩行介助において歩行運動の改善効果を客観的に評価するものがあった（たとえば、特許文献２の図１１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０６３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の技術では、変化の幅のみを用いているため、より詳細な歩行姿勢を評価できないといった問題があった。また、姿勢がどのくらい目標とずれているかが分かり難いといった問題があった。
【０００６】
この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的の１つは、より精度よく詳細な歩行姿勢を評価することが可能な歩行姿勢判定装置を提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、歩行姿勢の状況を判り易く表示することが可能な歩行姿勢判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、この発明のある局面によれば、歩行姿勢判定装置は、本体部と、本体部の加速度を検出するための加速度センサと、制御部とを備え、本体部を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための装置である。本体部が装着される所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有する。当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含む。
【０００９】
制御部は、加速度センサによって検出された加速度に基づいて、鉛直方向、進行方向および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に進行方向の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定する特定部と、特定部によって特定された位置に基づいて、軌跡の特徴因子の値を算出する第１の算出部と、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、第１の算出部によって算出された特徴因子の値に基づいて、指標の値を算出する第２の算出部と、第２の算出部によって算出された指標の値に基づいて、歩行姿勢を判定する判定部とを含む。
【００１０】
好ましくは、歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備える。制御部は、さらに、判定部によって判定された歩行姿勢と目標の歩行姿勢とを比較可能に表示部に表示させる表示制御部を含む。
【００１１】
好ましくは、歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備える。制御部は、さらに、判定部によって判定された歩行姿勢を改善するためのアドバイスを表示部に表示させる表示制御部を含む。
【００１２】
好ましくは、相関関係は、重回帰分析によって得られる、目的変数としての特徴因子の値と説明変数としての指標の値との関係式である重回帰式で示される。
【００１３】
さらに好ましくは、特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、および、第１の足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、ならびに、第２の足が接地したときの第３の特徴点、および、第２の足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの第４の特徴点を含む。
【００１４】
特徴因子は、進行方向に垂直な面に投影した軌跡における第１の特徴点と第２の特徴点との鉛直方向の距離である第１の特徴因子、および、左右方向に垂直な面に投影した軌跡における第１の特徴点と第２の特徴点との距離および第３の特徴点と第４の特徴点との距離から算出される第２の特徴因子を含む。
【００１５】
指標は、歩幅を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および第１の特徴因子の積と、重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である。
【００１６】
さらに好ましくは、特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、第１の足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、軌跡の最も右側の第３の特徴点、および、軌跡の最も左側の第４の特徴点、ならびに、軌跡の右側で最も前側の第５の特徴点、軌跡の左側で最も前側の第６の特徴点、軌跡の右側で最も後ろ側の第７の特徴点、および、軌跡の左側で最も後ろ側の第８の特徴点を含む。
【００１７】
特徴因子は、進行方向に垂直な面に投影した軌跡における第１の特徴点と第２の特徴点との鉛直方向の距離を第３の特徴点と第４の特徴点との左右方向の距離で割った商である第１の特徴因子、および、鉛直方向に垂直な面に投影した軌跡における第５の特徴点と第６の特徴点との左右方向の距離を第７の特徴点と第８の特徴点との左右方向の距離で割った商である第２の特徴因子を含む。
【００１８】
指標は、歩隔を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および第１の特徴因子の積と、重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に従えば、本体部が装着される所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有し、当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含み、加速度センサによって検出された加速度に基づいて、鉛直方向、進行方向および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に進行方向の移動成分が除去されて投影された軌跡の特徴点の位置が特定され、特定された位置に基づいて、軌跡の特徴因子の値が算出され、算出された特徴因子の値に基づいて、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、指標の値が算出され、算出された指標の値に基づいて、歩行姿勢が判定される。
【００２０】
その結果、より精度よく詳細な歩行姿勢を評価することが可能な歩行姿勢判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態における活動量計の外観図である。
【図２】この実施の形態における活動量計の使用状態を示す図である。
【図３】ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第１の例を示す図である。
【図４】ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第２の例を示す図である。
【図５】ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た複数の例を示す図である。
【図６】この実施の形態において加速度データから算出したユーザの歩行時の腰の軌跡と実測したユーザの歩行時の腰の軌跡との相関を示す図である。
【図７】この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【図８】この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【図９】この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【図１０】この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【図１１】この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【図１２】この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【図１３】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第１の図である。
【図１４】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第２の図である。
【図１５】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第１の図である。
【図１６】この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第２の図である。
【図１７】この実施の形態における活動量計の構成の概略を示すブロック図である。
【図１８】この実施の形態における活動量計の機能の概略を示す機能ブロック図である。
【図１９】この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第１の図である。
【図２０】この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第２の図である。
【図２１】この実施の形態における歩行姿勢の判定結果の表示の一例を示す図である。
【図２２】この実施の形態におけるユーザの歩行姿勢の画像の表示の一例を示す図である。
【図２３】この実施の形態における活動量計の制御部によって実行される歩行姿勢判定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
本実施の形態においては、歩行姿勢判定装置が、歩数測定だけでなく、運動や生活活動（たとえば、掃除機をかける、軽い荷物運び、炊事など）における活動量（運動量ともいう）も測定することが可能な活動量計であることとして実施の形態を説明する。しかし、これに限定されず、歩行姿勢判定装置は、歩数測定が可能な歩数計であってもよい。
【００２４】
図１は、この発明の実施の形態における活動量計１００の外観図である。図１を参照して、活動量計１００は、本体部１９１と、クリップ部１９２とから主に構成される。クリップ部１９２は、活動量計１００をユーザの着衣などに固定するために用いられる。
【００２５】
本体部１９１には、後述する操作部１３０の一部を構成する表示切換／決定スイッチ１３１、左操作／メモリスイッチ１３２、および、右操作スイッチ１３３、ならびに、後述する表示部１４０の一部を構成するディスプレイ１４１が設けられる。
【００２６】
本実施の形態においては、ディスプレイ１４１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid
Crystal Display）で構成されることとするが、これに限定されず、ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイなど他の種類のディスプレイであってもよい。
【００２７】
図２は、この実施の形態における活動量計１００の使用状態を示す図である。図２を参照して、活動量計１００は、たとえば、ユーザの腰部のベルトに、クリップ部１９２を用いて装着される。この実施の形態においては、活動量計１００は、ユーザの腰の近辺に固定して装着されることが望ましい。
【００２８】
なお、本実施の形態において、歩行時のユーザの進行方向をＺ軸（進む向きを正方向）とし、歩行時のユーザの左右方向をＸ軸（右向きを正方向）とし、鉛直方向をＹ軸（鉛直上向きを正方向）とする座標系を用いることとする。
【００２９】
図３は、ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第１の例を示す図である。図４は、ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た第２の例を示す図である。図３（Ａ）および図４（Ａ）は、歩行時の腰の軌跡をユーザの画像と重ねた図である。図３（Ｂ）および図４（Ｂ）は、ユーザの歩行時の腰の軌跡をグラフで表わした図である。
【００３０】
図３および図４を参照して、この軌跡は、歩行時において、Ｚ軸に垂直な面であるＸＹ平面に投影した軌跡である。歩行においては、通常、右足が地面から離されてから、右足が最も高い位置に到達した後に、右足が地面に接触し、次に、左足が地面から離されてから、左足が最も高い位置に到達した後に、左足が地面に接触するといった過程で足が動かされる。
【００３１】
このような歩行の過程において、ユーザの腰の軌跡は、まず、右下から左上に向かい、左上の最も高い位置に到達した後に、左下に向かい、左下の最も低い位置に到達した後に、右上に向かい、右上の最も高い位置に到達した後に、右下に向かい、右下の最も低い位置に到達するといった特定のパターンとなる。
【００３２】
図５は、ユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た複数の例を示す図である。図５を参照して、図５（Ａ）は、図３（Ｂ）で示した図と同様の図である。図５（Ａ）は、普通の歩行姿勢のときのユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）で示した図と同様の図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の場合よりも、歩隔が広い、いわゆる、がにまたの場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。
【００３３】
図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の場合よりも、歩隔が狭い場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｄ）は、図５（Ａ）の場合よりも、すり足で歩いた場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｅ）は、図５（Ａ）の場合よりも、猫背で歩いた場合のユーザの歩行時の腰の軌跡を示す。図５（Ｆ）は、図５（Ａ）の場合よりも、大またで歩いた場合のユーザの腰の軌跡を示す。
【００３４】
このように、図５（Ａ）から図５（Ｆ）までのそれぞれの軌跡は、異なるように見えるが、図３および図４で説明したような特定のパターンを有する。
【００３５】
図６は、この実施の形態において加速度データから算出したユーザの歩行時の腰の軌跡と実測したユーザの歩行時の腰の軌跡との相関を示す図である。図６（Ａ）は、実測したユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た図である。図６（Ａ）は、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、および、図５（Ａ）から図５（Ｆ）までと同様の図である。
【００３６】
図６（Ａ）の軌跡は、たとえば、ユーザが歩行しているところを、カメラで進行方向から撮影して、画像処理によって、腰の近辺の或る１点の動きを繋ぎ合わせることによって得られる。
【００３７】
図６（Ｂ）は、加速度データから算出したユーザの歩行時の腰の軌跡を歩行の進行方向から見た図である。ここで、活動量計１００の加速度センサによって検出された３軸方向の加速度データに基づいて、ユーザの歩行時の腰の軌跡を算出する方法について説明する。なお、この軌跡は、活動量計１００の制御部によって算出される。
【００３８】
まず、図２で説明したＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を特定する。ここで、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致している場合は、加速度センサで得られた検出値をそのままＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）とすればよい。一方、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致していない場合は、加速度センサで得られた検出値を座標変換することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を算出する。
【００３９】
次に、式１から式３をそれぞれ用いて加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を積分することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの速度Ｖx（ｔ），Ｖy（ｔ），Ｖz（ｔ）を算出する。
【００４０】
【数１】
【００４１】
【数２】
【００４２】
【数３】
【００４３】
次いで、式４から式６をそれぞれ用いて、±１歩分の時間の間の短時間での平均速度成分を除外した速度、つまり、短時間での平均速度に対する相対速度Ｖx'（ｔ），Ｖy'（ｔ），Ｖz'（ｔ）を算出する。なお、ここでは、１歩分の時間をＴ秒とし、たとえば、１歩ごとに加速度のピーク間の時間を算出することによってＴが算出される。
【００４４】
【数４】
【００４５】
【数５】
【００４６】
【数６】
【００４７】
最後に、式７から式９をそれぞれ用いて速度Ｖx'（ｔ），Ｖy'（ｔ），Ｖz'（ｔ）を積分することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの短時間での平均位置に対する相対位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）を算出する。
【００４８】
【数７】
【００４９】
【数８】
【００５０】
【数９】
【００５１】
このようにして算出された位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ）をそれぞれＸ，Ｙ座標の値とする点（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））をｔを変化させながらＸＹ平面にプロットしていくことによって、ユーザの歩行時の軌跡をＸＹ平面に投影した軌跡が得られる。この軌跡の一例が、図６（Ｂ）に示した軌跡である。
【００５２】
また、位置Ｘ（ｔ），Ｚ（ｔ）をそれぞれＸ，Ｚ座標の値とする点（Ｘ（ｔ），Ｚ（ｔ））をｔを変化させながらＸＺ平面にプロットしていくことによって、ユーザの歩行時の軌跡をＸＺ平面に投影した軌跡が得られる。
【００５３】
同様に、位置Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）をそれぞれＹ，Ｚ座標の値とする点（Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ））をｔを変化させながらＹＺ平面にプロットしていくことによって、ユーザの歩行時の軌跡をＹＺ平面に投影した軌跡が得られる。
【００５４】
これらの軌跡は、それぞれ、後述する図７（Ａ）から図９（Ａ）で示すようなパターンの軌跡となる。
【００５５】
図６（Ｃ）は、実測した軌跡の高さ（Ｙ軸方向の幅）と、検出した加速度データから算出した軌跡の高さ（Ｙ軸方向の幅）との相関関係を示すグラフである。このように、様々な歩き方をした場合のそれぞれの高さをプロットする。そして、回帰分析することによって、実測した軌跡の高さをｙとして、算出した軌跡の高さをｘとして、回帰式がｙ＝０．９８７８ｘ＋０．３４５２、決定係数Ｒ2が０．９５７５と求められる。
【００５６】
このことから、加速度データから算出した軌跡は、かなり高い精度で、実測した軌跡と一致すると言える。
【００５７】
図７は、この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。図８は、この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。図９は、この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点を説明するための図である。
【００５８】
図７を参照して、特徴点（１）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（１）を特定するための条件は、左右に関しては、右であり、上下に関しては、最も下であるという条件である。
【００５９】
特徴点（２）は、歩行周期のうち、右足が立脚しているときの点（特に鉛直方向に最も高い位置にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（２）を特定するための条件は、特徴点（１）の後であって、上下に関しては、最も上であるという条件である。
【００６０】
特徴点（３）は、歩行周期のうち、左足が接地したときの点である。特徴点（３）を特定するための条件は、特徴点（２）の後であって、上下に関しては、最も下であるという条件である。
【００６１】
特徴点（４）は、歩行周期のうち、左足が立脚しているときの点（特に鉛直方向に最も高い位置にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（４）を特定するための条件は、特徴点（３）の後であって、上下方向に関しては、最も上であるという条件である。
【００６２】
特徴点（５）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（５）を特定するための条件は、特徴点（４）の後であって、上下に関しては、最も下であるという条件である。なお、この特徴点（５）が、次の１サイクルの特徴点（１）である。
【００６３】
特徴点（６）は、歩行周期のうち、最も右側にユーザの腰があるときの点である。特徴点（６）を特定するための条件は、式７で算出されたＸ（ｔ）の値が１サイクルでＸ（ｔ）≧０において最大であるという条件である。
【００６４】
特徴点（７）は、歩行周期のうち、最も左側にユーザの腰があるときの点である。特徴点（７）を特定するための条件は、式７で算出されたＸ（ｔ）の値が１サイクルでＸ（ｔ）＜０において最小であるという条件である。
【００６５】
特徴点（８）は、歩行周期のうち、歩行１サイクルにおける、腰の軌跡の交点である。特徴点（８）を特定するための条件は、特徴点（２）から特徴点（３）にかける腰の軌跡と、特徴点（４）から特徴点（５）にかける腰の軌跡の、ＸＹ平面上における交点であるという条件である。
【００６６】
図８を参照して、特徴点（９）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（９）を特定するための条件は、左右に関しては、右であり、前後に関しては、最も後ろであるという条件である。
【００６７】
特徴点（１０）は、歩行周期のうち、右足が立脚しているときの点（特に進行方向の短時間での平均位置に対する相対位置が最も前にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（１０）を特定するための条件は、特徴点（９）の後であって、前後に関しては、最も前であるという条件である。
【００６８】
特徴点（１１）は、歩行周期のうち、左足が接地したときの点である。特徴点（１１）を特定するための条件は、特徴点（１０）の後であって、前後に関しては、最も後ろであるという条件である。
【００６９】
特徴点（１２）は、歩行周期のうち、左足が立脚しているときの点（特に進行方向の短時間での平均位置に対する相対位置が最も前にユーザの腰があるときの点）である。特徴点（１２）を特定するための条件は、特徴点（１１）の後であって、前後に関しては、最も前であるという条件である。
【００７０】
特徴点（１３）は、歩行周期のうち、右足が接地したときの点である。特徴点（１１）を特定するための条件は、特徴点（１２）の後であって、前後に関しては、最も後ろであるという条件である。なお、この特徴点（１３）が、次の１サイクルの特徴点（９）である。
【００７１】
特徴点（１４）は、歩行周期のうち、歩行１サイクルにおける、腰の軌跡の交点である。特徴点（１４）を特定するための条件は、特徴点（１０）から特徴点（１１）にかける腰の軌跡と、特徴点（１２）から特徴点（１３）にかける腰の軌跡の、ＸＹ平面上における交点であるという条件である。
【００７２】
図９を参照して、図７で説明した特徴点（１），（３），（５）は、それぞれ、ＹＺ平面に投影した軌跡のパターンのうち最も下の点となる。また、特徴点（２），（４）は、それぞれ、ＹＺ平面に投影した軌跡のパターンのうち最も上の点となる。
【００７３】
図１０は、この実施の形態においてＸＹ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。図１１は、この実施の形態においてＸＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。図１２は、この実施の形態においてＹＺ平面に投影した軌跡のパターンに含まれる特徴点の位置に基づいて算出される特徴因子を説明するための図である。
【００７４】
図１０を参照して、特徴因子Ｗｕは、ＸＹ平面における特徴点（２）と特徴点（４）との間のＸ軸方向の距離（「上側左右幅」という）であり、特徴点（２）のＸ座標の値から特徴点（４）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００７５】
特徴因子Ｗｄは、ＸＹ平面における特徴点（１）と特徴点（３）との間のＸ軸方向の距離（「下側左右幅」という）であり、特徴点（１）のＸ座標の値から特徴点（３）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００７６】
特徴因子Ｗは、ＸＹ平面における特徴点（６）と特徴点（７）との間のＸ軸方向の距離（「左右幅」という）であり、特徴点（６）のＸ座標の値から特徴点（７）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００７７】
特徴因子Ｈｌは、ＸＹ平面における特徴点（４）と特徴点（３）との間のＹ軸方向の距離（「左側上下幅」という）であり、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００７８】
特徴因子Ｈｒは、ＸＹ平面における特徴点（２）と特徴点（１）との間のＹ軸方向の距離（「右側上下幅」という）であり、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００７９】
特徴因子Ｈは、ＸＹ平面における特徴因子Ｈｌと特徴因子Ｈｒとの平均（「上下幅」という）であり、ＨｌとＨｒとを足して２で割ることで算出される。
【００８０】
特徴因子Ｈｃｌは、ＸＹ平面における特徴点（３）を基準とした特徴点（８）の高さ（「左側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００８１】
特徴因子Ｈｃｒは、ＸＹ平面における特徴点（１）を基準とした特徴点（８）の高さ（「右側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引くことで算出される。
【００８２】
特徴因子ＩＳＯは、ＸＹ平面における軌跡の上下幅に対する、特徴点（８）の高さ（「位相」という）であり、特徴因子Ｈｃｌを特徴因子Ｈｌで割ったものと、特徴因子Ｈｃｒを特徴因子Ｈｒで割ったものとを足して２で割ることで算出される。
【００８３】
特徴因子Ｖｌｅｖは、ＸＹ平面における軌跡の上側が開いているのか、下側が開いているのかの度合（「形状∨ｏｒ∧」という）であり、特徴因子Ｗｕを特徴因子Ｗｄで割ることで算出される。
【００８４】
特徴因子Ｉｌｅｖは、ＸＹ平面における軌跡の形状が、縦長の形状であるのか、横長の形状であるのかを特定するための因子（「形状Ｉ」という）であり、特徴因子Ｈを特徴因子Ｗで割ることで算出される。
【００８５】
特徴因子Ｈｂは、ＸＹ平面における左右の上下幅の比（「左右上下幅比」という）であり、特徴因子Ｈｒを特徴因子Ｈｌで割ることで算出される。
【００８６】
特徴因子Ｙｂは、ＸＹ平面における左右の高さの比（「左右高さ比」という）であり、特徴点（４）のＹ座標の値と特徴点（１）のＹ座標の値との差を、特徴点（２）のＹ座標の値と特徴点（３）のＹ座標の値との差で割ることで算出される。
【００８７】
特徴因子Ｗｂは、ＸＹ平面における左右の幅の比（「左右幅の比」という）であり、特徴点（６）のＸ座標の値と特徴点（８）のＸ座標の値との差を、特徴点（８）のＸ座標の値と特徴点（７）のＹ座標の値との差で割ることで算出される。
【００８８】
特徴因子Ｓｔｌは、ＸＹ平面における右足が接地してから左足が接地するまでの上下振幅の合計（「右足接地から左足接地までの上下振幅」という）であり、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものと、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【００８９】
特徴因子Ｓｔｒは、ＸＹ平面における左足が接地してから右足が接地するまでの上下振幅の合計（「左足接地から右足接地までの上下振幅」という）であり、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものと、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（５）のＹ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【００９０】
特徴因子ｊｕｎは、軌跡が時計回りに書かれているか反時計回りに書かれているかを示す因子（「書き順」という）であり、特徴点（２）と特徴点（４）のＸ座標の正負判定を行なうことで算出される。
【００９１】
図１１を参照して、特徴因子ＷｕＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１０）と特徴点（１２）との間のＸ軸方向の距離（「上側左右幅」という）であり、特徴点（１０）のＸ座標の値から特徴点（１２）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００９２】
特徴因子ＷｄＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（９）と特徴点（１１）との間のＸ軸方向の距離（「下側左右幅」という）であり、特徴点（９）のＸ座標の値から特徴点（１１）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００９３】
特徴因子Ｗｓｕは、ＸＺ平面における特徴点（６）と特徴点（７）との間のＸ軸方向の距離（「左右幅」という）であり、特徴点（６）のＸ座標の値から特徴点（７）のＸ座標の値を引くことで算出される。
【００９４】
特徴因子ＨｌＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１２）と特徴点（１１）との間のＺ軸方向の距離（「左側上下幅」という）であり、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９５】
特徴因子ＨｒＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１０）と特徴点（９）との間のＺ軸方向の距離（「右側上下幅」という）であり、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（９）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９６】
特徴因子Ｈｓｕは、ＸＺ平面における特徴因子ＨｌＳｕと特徴因子ＨｒＳｕとの平均（「上下幅」という）であり、ＨｌＳｕとＨｒＳｕとを足して２で割ることで算出される。
【００９７】
特徴因子ＨｃｌＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（１１）を基準とした特徴点（８）の高さ（「左側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９８】
特徴因子ＨｃｒＳｕは、ＸＺ平面における特徴点（９）を基準とした特徴点（８）の高さ（「右側クロス点高さ）であり、特徴点（８）のＺ座標の値から特徴点（９）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【００９９】
特徴因子ＩＳＯＳｕは、ＸＹ平面における軌跡の上下幅に対する、特徴点（１４）の高さ（「位相」という）であり、図１０で説明したＸＹ平面のＩＳＯと同じ値である。
【０１００】
特徴因子ＶｌｅｖＳｕは、ＸＺ平面における軌跡の上側が開いているのか、下側が開いているのかの度合（「形状∨ｏｒ∧」という）であり、特徴因子ＷｕＳｕを特徴因子ＷｄＳｕで割ることで算出される。
【０１０１】
特徴因子ＩｌｅｖＳｕは、ＸＺ平面における軌跡の形状が、縦長の形状であるのか、横長の形状であるのかを特定するための因子（「形状Ｉ」という）であり、特徴因子Ｈｓｕを特徴因子Ｗｓｕで割ることで算出される。
【０１０２】
特徴因子ＨｂＳｕは、ＸＺ平面における左右の上下幅の比（「左右上下幅比」という）であり、特徴因子ＨｒＳｕを特徴因子ＨｌＳｕで割ることで算出される。
【０１０３】
特徴因子ＹｂＳｕは、ＸＺ平面における左右の高さの比（「左右高さ比」という）であり、特徴点（１３）のＺ座標の値と特徴点（９）のＺ座標の値との差を、特徴点（１０）のＺ座標の値と特徴点（１１）のＺ座標の値との差で割ることで算出される。
【０１０４】
特徴因子ＷｂＳｕは、ＸＺ平面における左右の幅の比（「左右幅の比」という）であり、図１０で説明したＸＹ平面のＷｂと同じ値である。
【０１０５】
特徴因子ＳｔｌＳｕは、ＸＺ平面における右足が接地してから左足が接地するまでの前後振幅の合計（「右足接地から左足接地までの前後振幅」という）であり、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（９）のＺ座標の値を引いたものと、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【０１０６】
特徴因子ＳｔｒＳｕは、ＸＺ平面における左足が接地してから右足が接地するまでの前後振幅の合計（「左足接地から右足接地までの前後振幅」という）であり、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（１１）のＺ座標の値を引いたものと、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（１３）のＺ座標の値を引いたものとを足すことで算出される。
【０１０７】
特徴因子Ｚｆｌは、ＸＺ平面における左足が立脚中で腰の位置が最上点に達してから前後に移動した幅（「左足立脚の最上点からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（１２）のＺ座標の値から特徴点（４）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１０８】
特徴因子Ｚｆｒは、ＸＺ平面における右足が立脚中で腰の位置が最上点に達してから前後に移動した幅（「右足立脚の最上点からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（１０）のＺ座標の値から特徴点（２）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１０９】
特徴因子Ｚｆは、ＸＺ平面における立脚中で腰の位置が最上点に達してから前後に移動した幅（「立脚の最上点からの腰の前後移動」という）であり、特徴因子Ｚｆｌと特徴因子Ｚｆｒとを足して２で割ることで算出される。
【０１１０】
特徴因子Ｚｂｌは、ＸＺ平面における左足が接地してから腰の位置が前後に移動した幅（「左足接地からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（１１）のＺ座標の値から特徴点（３）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１１１】
特徴因子Ｚｂｒは、ＸＺ平面における右足が接地してから腰の位置が前後に移動した幅（「右足接地からの腰の前後移動」という）であり、特徴点（９）のＺ座標の値から特徴点（５）のＺ座標の値を引くことで算出される。
【０１１２】
特徴因子Ｚｂは、ＸＺ平面における足が接地してから腰の位置が前後に移動した幅（「接地からの腰の前後移動」という）であり、特徴因子Ｚｂｌと特徴因子Ｚｂｒとを足して２で割ることで算出される。
【０１１３】
図１２を参照して、特徴因子ｄＺは、ＹＺ平面における前後の傾き（「前後の傾き」という）であり、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものを、特徴点（２）のＺ座標の値から特徴点（１）のＺ座標の値を引いたもので割ることで算出される。
【０１１４】
特徴因子ＳｔｌＳｈｉは、ＹＺ平面における左の斜め方向の振幅の合計（「左の前後振幅」という）であり、ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（１）の距離と、ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（３）の距離とを足すことで算出される。ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（１）の距離は、特徴点（２）のＺ座標の値から特徴点（１）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。ＹＺ平面における特徴点（２）および特徴点（３）の距離は、特徴点（２）のＺ座標の値から特徴点（３）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（２）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。
【０１１５】
特徴因子ＳｔｒＳｈｉは、ＹＺ平面における右の斜め方向の振幅の合計（「右の前後振幅」という）であり、ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（３）の距離と、ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（１）の距離とを足すことで算出される。ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（３）の距離は、特徴点（４）のＺ座標の値から特徴点（３）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（３）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。ＹＺ平面における特徴点（４）および特徴点（１）の距離は、特徴点（４）のＺ座標の値から特徴点（１）のＺ座標の値を引いたものの２乗と、特徴点（４）のＹ座標の値から特徴点（１）のＹ座標の値を引いたものの２乗とを足したものの平方根として算出される。
【０１１６】
特徴因子ＳｔＳｈｉは、ＹＺ平面における斜め方向の振幅の合計（「前後振幅」という）であり、特徴因子ＳｔｌＳｈｉと特徴因子ＳｔｒＳｈｉとを足して２で割ることで算出される。
【０１１７】
図１３は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第１の図である。図１４は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩幅との相関関係を説明するための第２の図である。
【０１１８】
図１３を参照して、図１０で説明したＸＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子Ｈｒを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩幅の実際に測定した値を横軸（ｘ）として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．０７３５ｘ−４１．２７１、決定係数Ｒ2が０．７９３８と求められる。
【０１１９】
図１４を参照して、図１２で説明したＹＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子ＳｔＳｈｉを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩幅の実際に測定した値を横軸（ｘ）として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．１４８５ｘ−７８．９６３、決定係数Ｒ2が０．８１９２と求められる。
【０１２０】
このように、歩行姿勢を示す指標である歩幅は、特徴因子Ｈｒおよび特徴因子ＳｔＳｈｉと相関性が高いので、重回帰分析することによって、目的変数としての特徴因子Ｈｒおよび特徴因子ＳｔＳｈｉ、ならびに、説明変数としての歩幅の値との重回帰式である歩幅Length＝α×Ｈｒ＋β×ＳｔＳｈｉ＋γの式で歩幅の値を算出することができる。なお、α，β，γは、重回帰分析によって得られる偏回帰係数である。
【０１２１】
図１５は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第１の図である。図１６は、この実施の形態における特徴因子と歩行姿勢を示す指標のうち歩隔との相関関係を説明するための第２の図である。
【０１２２】
図１５を参照して、図１０で説明したＸＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子Ｈｒを特徴因子Ｗで割った特徴因子Ｈｒ／Ｗを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩隔の実際に測定した値を横軸として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．００３３ｘ−１．４０５６、決定係数Ｒ2が０．０９３２と求められる。
【０１２３】
図１４を参照して、図１１で説明したＸＺ平面に投影した軌跡のパターンの特徴因子ＷｕＳｕを特徴因子ＷｄＳｕで割った特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕを縦軸（ｙ）とし、歩行姿勢を示す指標の１つである歩隔の実際に測定した値を横軸（ｘ）として、データをプロットする。そして、回帰分析することによって、回帰式がｙ＝０．２３０９ｘ−４．０９２７、決定係数Ｒ2が０．１８６１と求められる。
【０１２４】
また、歩行姿勢を示す指標である歩隔は、重回帰分析することによって、目的変数としての特徴因子Ｈｒ／Ｗおよび特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕ、ならびに、説明変数としての歩幅の値との重回帰式である歩隔Width＝δ×Ｈｒ／Ｗ＋ε×ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕ＋ζの式で歩隔の値を算出することができる。なお、δ，ε，ζは、重回帰分析によって得られる係数である。
【０１２５】
図１７は、この実施の形態における活動量計１００の構成の概略を示すブロック図である。図１７を参照して、活動量計１００は、制御部１１０と、メモリ１２０と、操作部１３０と、表示部１４０と、加速度センサ１７０と、電源１９０とを含む。また、活動量計１００は、音を出力する報音部や外部のコンピュータと通信するためのインターフェイスを含むようにしてもよい。
【０１２６】
制御部１１０、メモリ１２０、操作部１３０、表示部１４０、加速度センサ１７０、および、電源１９０は、図１で説明した本体部１９１に内蔵される。
【０１２７】
操作部１３０は、図１で説明した表示切換／決定スイッチ１３１、左操作／メモリスイッチ１３２、および、右操作スイッチ１３３を含み、これらのスイッチが操作されたことを示す操作信号を制御部１１０に送信する。
【０１２８】
加速度センサ１７０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術の半導体式のものが用いられるが、これに限定されず、機械式または光学式など他の方式のものであってもよい。加速度センサ１７０は、本実施の形態においては、３軸方向それぞれの加速度を示す検出信号を制御部１１０に出力する。しかし、加速度センサ１７０は、３軸のものに限定されず、１軸または２軸のものであってもよい。
【０１２９】
メモリ１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）（たとえば、フラッシュメモリ）などの不揮発性メモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）（たとえば、ＳＤＲＡＭ（synchronous Dynamic Random Access Memory））などの揮発性メモリを含む。
【０１３０】
メモリ１２０は、活動量計１００を制御するためのプログラムのデータ、活動量計１００を制御するために用いられるデータ、活動量計１００の各種機能を設定するための設定データ、および、歩数や活動量などの所定時間ごと（たとえば日ごと）の測定結果のデータなどを記憶する。また、メモリ１２０は、プログラムが実行されるときのワークメモリなどとして用いられる。
【０１３１】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、メモリ１２０に記憶さ
れた活動量計１００を制御するためのプログラムに従って、操作部１３０からの操作信号に応じて、加速度センサ１７０および気圧センサ１８０からの検出信号に基づいて、メモリ１２０、および、表示部１４０を制御する。
【０１３２】
表示部１４０は、図１で説明したディスプレイ１４１を含み、制御部１１０からの制御信号に従った所定の情報を、ディスプレイ１４１に表示するよう制御する。
【０１３３】
電源１９０は、取替可能な電池を含み、電池からの電力を活動量計１００の制御部１１０などの動作するのに電力が必要な各部に供給する。
【０１３４】
図１８は、この実施の形態における活動量計１００の機能の概略を示す機能ブロック図である。図１８を参照して、活動量計１００の制御部１１０は、加速度読込制御部１１１と、特徴点位置特定部１１２と、特徴因子算出部１１３と、指標算出部１１４と、歩行姿勢判定部１１５と、表示制御部１１６とを含む。
【０１３５】
また、活動量計１００の記憶部１２０は、加速度データ記憶部１２１と、特徴点位置記憶部１２２と、特徴因子記憶部１２３と、相関関係記憶部１２４と、指標記憶部１２５とを含む。
【０１３６】
なお、本実施の形態においては、制御部１１０に含まれるこれらの各部は、制御部１１０によって、後述する図１９の処理を実行するためのソフトウェアが実行されることによって、制御部１１０に構成されることとする。しかし、これに限定されず、制御部１１０に含まれるこれらの各部は、それぞれ、ハードウェア回路として制御部１１０の内部に構成されるようにしてもよい。
【０１３７】
また、記憶部１２０に含まれるこれらの各部は、制御部１１０によって、後述する図１９の処理を実行するためのソフトウェアが実行されることによって、記憶部１２０に一時的に構成されることとする。しかし、これに限定されず、記憶部１２０に含まれるこれらの各部は、それぞれ、専用の記憶装置として構成されるようにしてもよい。
【０１３８】
また、記憶部１２０に含まれるこれらの各部は、記憶部１２０に構成されることに替えて、レジスタなどの制御部１１０の内蔵メモリに一時的に構成されるようにしてもよい。
【０１３９】
加速度読込制御部１１１は、加速度センサ１７０から３軸方向の加速度Ａx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を検出する。
【０１４０】
ここで、図６で説明したように、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致している場合は、加速度センサで得られた検出値をそのままＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）とすればよい。
【０１４１】
一方、加速度センサの３軸方向がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向と一致していない場合は、加速度センサで得られた検出値を座標変換することによって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を算出する。
【０１４２】
そして、加速度読込制御部１１１は、サンプリング周期ごとの算出した加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を記憶部１２０の加速度データ記憶部１２１に記憶させる。
【０１４３】
特徴点位置特定部１１２は、加速度データ記憶部１２１に記憶された加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）に基づいて、図６で説明したように、式１から式９までを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向それぞれの活動量計１００の短時間（ここでは、±１歩分の時間（±Ｔ秒））での平均位置に対する相対位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）を算出する。
【０１４４】
次に、特徴点位置特定部１１２は、算出された位置Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ），Ｚ（ｔ）に基づいて、図７から図９までで説明したような方法で、特徴点の位置の座標値を特定する。つまり、特徴点位置特定部１１２は、加速度センサ１７０によって検出された加速度に基づいて、Ｙ軸方向（鉛直方向）、Ｚ軸方向（進行方向）およびＸ軸方向（左右方向）の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面であるＸＺ平面、ＸＹ平面およびＹＺ平面にＺ軸方向の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定する。
【０１４５】
なお、特徴点は、すべて特定するのではなくて、後述する特徴因子の算出において必要なものだけを特定するようにしてもよい。
【０１４６】
そして、特徴点位置特定部１１２は、算出した特徴点の位置を特徴点位置記憶部１２２に記憶させる。
【０１４７】
特徴因子算出部１１３は、特徴点位置記憶部１２２に記憶された特徴点の位置に基づいて、図１０から図１２までで説明したような算出式に従って、特徴因子の値を算出する。そして、特徴因子算出部１１３は、算出した特徴因子の値を特徴因子記憶部１２３に記憶させる。
【０１４８】
相関関係記憶部１２４には、前述した図１３から図１６で説明した重回帰式が予め記憶されている。
【０１４９】
指標算出部１１４は、相関関係記憶部１２４に記憶された重回帰式に従って、特徴因子記憶部１２３に記憶された特徴因子の値に基づいて、歩行姿勢を示す指標（たとえば、歩幅、歩隔、腰の回転、足上げ高さ、背筋の伸び、重心バランスなど）の値を算出する。そして、指標算出部１１４は、算出した指標の値を指標記憶部１２５に記憶させる。
【０１５０】
歩行姿勢判定部１１５は、指標記憶部１２５に記憶された指標の値に基づいて、歩行姿勢を判定する。
【０１５１】
図１９は、この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第１の図である。図１９を参照して、図１９（Ａ）で示すように歩幅が所定の閾値よりも広い方が、図１９（Ｂ）で示すように歩幅が所定の閾値よりも狭い方よりも、歩行姿勢が良いと判定することが考えられる。
【０１５２】
また、図１９（Ｃ）で示すように歩隔が所定の閾値よりも狭い方が、図１９（Ｄ）で示すように歩隔が所定の閾値よりも広い方よりも、歩行姿勢が良いと判定することが考えられる。
【０１５３】
図２０は、この実施の形態における歩行姿勢の判定の一例を示す第２の図である。ここで、歩幅をＬ、歩隔をＷ、腰の回転をＤ、足上げ高さをＨ、背筋の伸びをＢとする。歩幅Ｌを分類するための閾値をａ，ｂ，ｃ（ａ＜ｂ＜ｃ）とする。歩隔Ｗを分類するための閾値をｄ，ｅ，ｆ（ｄ＜ｅ＜ｆ）とする。腰の回転Ｄを分類するための閾値をｈ，ｉ，ｊ（ｈ＜ｉ＜ｊ）とする。足上げ高さＨを分類するための閾値をｋ，ｌ，ｍ（ｋ＜ｌ＜ｍ）とする。背筋の伸びＢを分類するための閾値をｎ，ｏ，ｐ（ｎ＜ｏ＜ｐ）とする。
【０１５４】
図２０を参照して、Ｌ＜ａ，ｄ≦Ｗ＜ｅ，ｉ≦Ｄ＜ｊ，Ｈ＜ｋ，ｏ≦Ｂ＜ｐの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＡタイプであると判定し、ａ≦Ｌ＜ｂ，Ｗ＜ｄ，ｊ≦Ｄ，ｋ≦Ｈ＜ｌ，ｐ≦Ｂの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＢタイプであると判定し、ｂ≦Ｌ＜ｃ，ｅ≦Ｗ＜ｆ，ｈ≦Ｄ＜ｉ，ｌ≦Ｈ＜ｍ，ｎ≦Ｂ＜ｏの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＣタイプであると判定し、ｃ≦Ｌ，ｆ≦Ｗ，Ｄ＜ｈ，ｍ≦Ｈ，Ｂ＜ｎの各条件を満たす場合、歩行姿勢がＤタイプであると判定することが考えられる。
【０１５５】
この実施の形態においては、歩行姿勢を示す指標を定量的に算出できるので、歩行姿勢の判定についても、様々な指標を組合せて、ユーザに応じたきめ細かい判定を行なうことが可能である。
【０１５６】
図１８に戻って、表示制御部１１６は、歩行姿勢判定部１１５で判定された歩行姿勢の判定結果を表示部１４０に表示させるよう制御する。なお、活動量計１００をパーソナルコンピュータなどの外部装置に接続して、外部装置の表示部に判定結果を表示させるようにしても良い。
【０１５７】
図２１は、この実施の形態における歩行姿勢の判定結果の表示の一例を示す図である。図２１を参照して、右側の列の１番上に、目標が、「減量したい」こと、「体力を維持したい」こと、および、「若々しく歩きたい」ことであることが表示されている。この目標は、予めユーザによって、いくつかの目標候補の選択肢から選択されることによって設定される。
【０１５８】
そして、その下に、目標の歩行姿勢を正面から見た画像および側面から見た画像が表示される。さらにその下に、算出した歩行姿勢を示す指標に基づいて生成されたユーザの歩行姿勢を正面から見た画像および側面から見た画像が表示される。また、ユーザの歩行姿勢の画像においては、歩行姿勢を示す指標のうち評価が低い指標に関連する体の部位に印（図では、楕円形の囲み）が表示される。
【０１５９】
左側の列には、１番上に、歩行姿勢を示す指標のうち歩幅、歩隔および腰の回転についてのレーダーチャートおよび重心バランスが左右のどの辺りにあるかを示すチャートが表示される。これらのチャートにおいては、目標の歩行姿勢の指標の値が、ひし形のプロットで示され、ユーザの歩行姿勢の指標の値が、正方形のプロットで示される。
【０１６０】
レーダーチャートでは、歩幅、歩隔および腰の回転について、目標の値が、４段階のうち、それぞれ、３段階目であるのに対して、ユーザの値が、それぞれ、２段階目、３段階目、１段階目であることが示されている。また、重心バランスのチャートにおいては、目標のバランスが、中央であることに対して、ユーザのバランスは、右寄りであることが示されている。このように腰の回転が目標に対して比較的低くなっているので、前述したように、右側の列のユーザの歩行姿勢の画像で、腰の位置に印が付されている。
【０１６１】
なお、印を付すことに替えて、色を変えるなどにより、注意する点を表示するようにしてもよい。たとえば、歩幅にギャップがある場合は、足の色を赤くする。
【０１６２】
左側の列のチャートの下には、ユーザへのアドバイスが表示される。ここでは、歩幅の値が目標より少し低く、腰の回転が目標より比較的低くなっているので、「歩幅を広く、腰を回転させて歩いてください」といったアドバイスが表示されている。このようなアドバイスは、目標との乖離の度合に応じて、予め活動量計１００の記憶部１２０に記憶されており、歩行姿勢判定部１１５によって、記憶されているアドバイスのうちから、目標との乖離の度合に応じたアドバイスが選択され、選択されたアドバイスが、表示制御部１１６によって表示部１４０に表示される。
【０１６３】
なお、アドバイスに替えて、または、アドバイスとともに、目標の歩行姿勢に近づくためのトレーニング内容を表示するようにしてもよい。
【０１６４】
図２２は、この実施の形態におけるユーザの歩行姿勢の画像の表示の一例を示す図である。図２２を参照して、図２２（Ａ）は、標準的な歩行姿勢を示す画像である。図２２（Ｂ）は、歩幅が大きい場合の歩行姿勢を示す画像である。図２２（Ｃ）は、重心バランスが右側によっている場合の歩行姿勢を示す画像である。
【０１６５】
図２３は、この実施の形態における活動量計１００の制御部１１０によって実行される歩行姿勢判定処理の流れを示すフローチャートである。図２３を参照して、ステップＳ１０１で、制御部１１０は、加速度センサ１７０から加速度センサの検出値を読込み、図１８の加速度読込制御部１１１で説明したように、加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を、サンプリング周期ごとに、記憶部１２０に記憶させる。
【０１６６】
次に、ステップＳ１０２で、制御部１１０は、１歩分の歩行を検出したか否かを判断する。ここでは、図７で説明した特徴点（１）（特徴点（５））が検出されることによって、一歩分が検出されたと判断する。一歩分を検出してないと判断した場合（ステップＳ１０２でＮＯと判断した場合）、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１１１の処理に進める。
【０１６７】
一方、一歩分を検出したと判断した場合（ステップＳ１０２でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１０３で、制御部１１０は、ステップＳ１０１で記憶部１２０に記憶された１歩分の加速度データＡx（ｔ），Ａy（ｔ），Ａz（ｔ）を読出し、図１８の特徴点位置特定部１１２で説明したように、特徴点の位置の座標値を算出する。
【０１６８】
次に、ステップＳ１０４で、制御部１１０は、ステップＳ１０３で算出された特徴点の位置の座標値に基づいて、図１８の特徴因子算出部１１３で説明したように、特徴因子の値を算出する。
【０１６９】
次いで、ステップＳ１０５で、制御部１１０は、ステップＳ１０４で算出された特徴因子の値に基づいて、図１８の指標算出部１１４で説明したように、特徴因子と歩行姿勢の指標との相関関係に従い、指標の値を算出して、記憶部１２０に記憶させる。その後、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１１の処理に進める。
【０１７０】
ステップＳ１１１では、制御部１１０は、操作部１３０がユーザによって操作されることによって、歩行姿勢の判定結果を表示する指示が受付けられたか否かを判断する。結果表示指示が受付けられていないと判断した場合（ステップＳ１１１でＮＯと判断した場合）、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。
【０１７１】
一方、結果表示指示が受付けられたと判断した場合（ステップＳ１１１でＹＥＳと判断した場合）、ステップＳ１１２で、制御部１１０は、ステップＳ１０５で記憶部１２０に記憶された歩行姿勢を示す指標を読出し、当該指標に基づいて、図１８の歩行姿勢判定部１１５で説明したように、歩行姿勢を判定する。
【０１７２】
次に、ステップＳ１１３で、制御部１１０は、図１８の表示制御部１１６で説明したように、ステップＳ１１２で判定された歩行姿勢の判定結果を表示部１４０に表示させるよう制御する。その後、制御部１１０は、実行する処理をステップＳ１０１の処理に戻す。
【０１７３】
（１） 以上説明したように、本実施の形態における活動量計１００は、本体部１９１と、加速度センサ１７０と、制御部１１０とを備え、本体部１９１を腰に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための装置である。本体部１９１が装着される腰の歩行時の進行方向（Ｚ軸方向）の移動成分を除去した３次元の軌跡は、図７から図９までで説明したパターンを有する。当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含む。
【０１７４】
制御部１１０は、加速度センサ１７０によって検出された加速度に基づいて、鉛直方向（Ｙ軸方向）、進行方向（Ｚ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）のそれぞれに垂直な面であるＸＺ平面、ＸＹ平面およびＹＺ平面に、進行方向（Ｚ軸方向）の移動成分を除去して投影した軌跡の特徴点の位置を特定する特徴点位置特定部１１２と、特徴点位置特定部１１２によって特定された位置に基づいて、軌跡の特徴因子の値を算出する特徴因子算出部１１３と、特徴因子の値と歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、特徴因子算出部１１３によって算出された特徴因子の値に基づいて、指標の値を算出する指標算出部１１４と、指標算出部１１４によって算出された指標の値に基づいて、歩行姿勢を判定する歩行姿勢判定部１１５とを含む。
【０１７５】
このため、精度よい相関関係に基づいて、歩行姿勢を示す指標が精度良く算出され、また、様々な歩行姿勢を示す指標が算出されるので、より精度良く詳細な歩行姿勢を評価することができる。
【０１７６】
（２） また、活動量計１００は、さらに、表示部１４０を備える。制御部１１０は、歩行姿勢判定部１１５によって判定された歩行姿勢と目標の歩行姿勢とを比較可能に表示部１４０に表示させる表示制御部１１６を含む。このため、ユーザの歩行姿勢の状況を判り易く表示することができる。
【０１７７】
（３） また、制御部１１０は、歩行姿勢判定部１１５によって判定された歩行姿勢を改善するためのアドバイスを表示部１４０に表示させる表示制御部１１６を含む。このため、ユーザの歩行姿勢の状況を判り易く表示することができる。
【０１７８】
（４） また、図１３から図１６で説明したように、相関関係は、重回帰分析によって得られる、目標変数としての特徴因子の値と説明変数としての指標の値との関係式である重回帰式で示される。
【０１７９】
（５） さらに、特徴点は、右足が接地したときの特徴点（１）、および、右足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの特徴点（２）、ならびに、左足が接地したときの特徴点（３）、および左足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの特徴点（４）を含む。
【０１８０】
特徴因子は、進行方向（Ｚ軸方向）に垂直なＸＹ平面に投影した軌跡における特徴点（１）と特徴点（２）との鉛直方向（Ｙ軸方向）の距離である特徴因子Ｈｒ、および、左右方向（Ｘ軸方向）に垂直なＹＺ平面に投影した軌跡における特徴点（１）と特徴点（２）との距離および特徴点（３）と特徴点（４）との距離から算出される特徴因子ＳｔＳｈｉを含む。
【０１８１】
指標は、歩幅を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた偏回帰係数αおよび特徴因子Ｈｒの積と、重回帰分析によって得られた偏回帰係数βおよび特徴因子ＳｔＳｈｉの積と、偏回帰係数γとの和を算出する歩幅Length＝α×Ｈｒ＋β×ＳｔＳｈｉ＋γの式である。
【０１８２】
（６） さらに、特徴点は、右足が接地したときの特徴点（１）、右足で立脚している間で軌跡が最も高い位置に達したときの特徴点（２）、軌跡の最も右側の特徴点（６）、および、軌跡の最も左側の特徴点（７）、ならびに、軌跡の右側で最も前側の特徴点（１０）、軌跡の左側で最も前側の特徴点（１２）、軌跡の右側で最も後ろ側の特徴点（９）、および、軌跡の左側で最も後ろ側の特徴点（１１）を含む。
【０１８３】
特徴因子は、進行方向（Ｚ軸方向）に垂直なＸＹ平面に投影した軌跡における特徴点（１）と特徴点（２）との鉛直方向（Ｙ軸方向）の距離Ｈｒを特徴点（６）と特徴点（７）との左右方向（Ｘ軸方向）の距離Ｗで割った商である特徴因子Ｈｒ／Ｗ、および、鉛直方向（Ｙ軸方向）に垂直なＸＺ平面に投影した軌跡における特徴点（１０）と特徴点（１２）との左右方向（Ｘ軸方向）の距離ＷｕＳｕを特徴点（９）と特徴点（１１）との左右方向（Ｘ軸方向）の距離ＷｄＳｕで割った商である特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕを含む。
【０１８４】
指標は、歩隔を含む。重回帰式は、重回帰分析によって得られた偏回帰係数δおよび特徴因子Ｈｒ／Ｗの積と、重回帰分析によって得られた偏回帰係数εおよび特徴因子ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕの積と、偏回帰係数ζとの和を算出する歩隔Width＝δ×Ｈｒ／Ｗ＋ε×ＷｕＳｕ／ＷｄＳｕ＋ζの式である。
【０１８５】
次に、上述した実施の形態の変形例について説明する。
（１） 前述した実施の形態においては、指標の値と閾値との関係に基づいて、歩行姿勢を判定するようにした。しかし、これに限定されず、歩行姿勢との関係が予め求められた指標の組合せと、算出された指標の組合せとの類似度に基づいて、歩行姿勢を判定するようにしてもよい。
【０１８６】
（２） 歩行姿勢を示す指標の閾値は、実際に歩行姿勢の良い人に歩いてもらったときの実測データに基づいて、定めるようにしてもよい。
【０１８７】
（３） 前述した実施の形態においては、図２１で説明したように、目標の歩行姿勢とユーザの歩行姿勢とを別々に表示するようにした。しかし、これに限定されず、目標の歩行姿勢とユーザの歩行姿勢とを重ねて表示するようにしてもよい。
【０１８８】
（４） 前述した実施の形態においては、式４から式６において説明したように、平均速度成分は、±１歩分の時間の平均速度成分であることとした。しかし、これに限定されず、±ｎ歩（ｎは所定数）分の時間の平均速度成分であることとしてもよいし、−ｎ歩（算出対象の時間の前、ｎ歩）分の時間の平均速度成分であることとしてもよいし、±ｓ秒（ｓは所定数）の平均速度成分としてもよいし、−ｓ秒（算出対象の前、ｓ秒）の平均速度成分としてもよい。
【０１８９】
（５） 前述した実施の形態においては、活動量計１００の装置の発明として説明した。しかし、これに限定されず、活動量計１００を制御するための制御方法の発明として捉えることができる。
【０１９０】
（６） 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１９１】
１００ 活動量計、１１０ 制御部、１１１ 加速度読込制御部、１１２ 特徴点位置特定部、１１３ 特徴因子算出部、１１４ 指標算出部、１１５ 歩行姿勢判定部、１１６ 表示制御部、１２０ メモリ、１２１ 加速度データ記憶部、１２２ 特徴点位置記憶部、１２３ 特徴因子記憶部、１２４ 相関関係記憶部、１２５ 指標記憶部、１３０ 操作部、１３１ 表示切換／決定スイッチ、１３２ 左操作／メモリスイッチ、１３３ 右操作スイッチ、１４０ 表示部、１４１ ディスプレイ、１７０ 加速度センサ、１９０ 電源、１９１ 本体部、１９２ クリップ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、前記本体部の加速度を検出するための加速度センサと、制御部とを備え、前記本体部を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための歩行姿勢判定装置であって、
前記本体部が装着される前記所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有し、当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含み、
前記制御部は、
前記加速度センサによって検出された加速度に基づいて、鉛直方向、前記進行方向および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に前記進行方向の移動成分を除去して投影した前記軌跡の前記特徴点の位置を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記位置に基づいて、前記軌跡の特徴因子の値を算出する第１の算出手段と、
前記特徴因子の値と前記歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、前記第１の算出手段によって算出された前記特徴因子の値に基づいて、前記指標の値を算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段によって算出された前記指標の値に基づいて、前記歩行姿勢を判定する判定手段とを含む、歩行姿勢判定装置。
【請求項２】
前記歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備え、
前記制御部は、さらに、
前記判定手段によって判定された前記歩行姿勢と目標の歩行姿勢とを比較可能に前記表示部に表示させる表示制御手段を含む、請求項１に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項３】
前記歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備え、
前記制御部は、さらに、
前記判定手段によって判定された前記歩行姿勢を改善するためのアドバイスを前記表示部に表示させる表示制御手段を含む、請求項１に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項４】
前記相関関係は、重回帰分析によって得られる、目的変数としての前記特徴因子の値と説明変数としての前記指標の値との関係式である重回帰式で示される、請求項１に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項５】
前記特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、および、前記第１の足で立脚している間で前記軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、ならびに、前記第２の足が接地したときの第３の特徴点、および、前記第２の足で立脚している間で前記軌跡が最も高い位置に達したときの第４の特徴点を含み、
前記特徴因子は、前記進行方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第１の特徴点と前記第２の特徴点との前記鉛直方向の距離である第１の特徴因子、および、前記左右方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第１の特徴点と前記第２の特徴点との距離および前記第３の特徴点と前記第４の特徴点との距離から算出される第２の特徴因子を含み、
前記指標は、歩幅を含み、
前記重回帰式は、前記重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および前記第１の特徴因子の積と、前記重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および前記第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である、請求項４に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項６】
前記特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、前記第１の足で立脚している間で前記軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、前記軌跡の最も右側の第３の特徴点、および、前記軌跡の最も左側の第４の特徴点、ならびに、前記軌跡の右側で最も前側の第５の特徴点、前記軌跡の左側で最も前側の第６の特徴点、前記軌跡の右側で最も後ろ側の第７の特徴点、および、前記軌跡の左側で最も後ろ側の第８の特徴点を含み、
前記特徴因子は、前記進行方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第１の特徴点と前記第２の特徴点との前記鉛直方向の距離を前記第３の特徴点と前記第４の特徴点との前記左右方向の距離で割った商である第１の特徴因子、および、前記鉛直方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第５の特徴点と前記第６の特徴点との前記左右方向の距離を前記第７の特徴点と前記第８の特徴点との前記左右方向の距離で割った商である第２の特徴因子を含み、
前記指標は、歩隔を含み、
前記重回帰式は、前記重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および前記第１の特徴因子の積と、前記重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および前記第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である、請求項４に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項１】
本体部と、前記本体部の加速度を検出するための加速度センサと、制御部とを備え、前記本体部を所定部位に装着するユーザの歩行姿勢を判定するための歩行姿勢判定装置であって、
前記本体部が装着される前記所定部位の歩行時の進行方向の移動成分を除去した３次元の軌跡は、パターンを有し、当該パターンは、当該パターンの特徴を規定する特徴点を複数含み、
前記制御部は、
前記加速度センサによって検出された加速度に基づいて、鉛直方向、前記進行方向および左右方向の直交３軸方向のそれぞれに垂直な面に前記進行方向の移動成分を除去して投影した前記軌跡の前記特徴点の位置を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記位置に基づいて、前記軌跡の特徴因子の値を算出する第１の算出手段と、
前記特徴因子の値と前記歩行姿勢を示す指標の値との予め求められた相関関係に従って、前記第１の算出手段によって算出された前記特徴因子の値に基づいて、前記指標の値を算出する第２の算出手段と、
前記第２の算出手段によって算出された前記指標の値に基づいて、前記歩行姿勢を判定する判定手段とを含む、歩行姿勢判定装置。
【請求項２】
前記歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備え、
前記制御部は、さらに、
前記判定手段によって判定された前記歩行姿勢と目標の歩行姿勢とを比較可能に前記表示部に表示させる表示制御手段を含む、請求項１に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項３】
前記歩行姿勢判定装置は、さらに、表示部を備え、
前記制御部は、さらに、
前記判定手段によって判定された前記歩行姿勢を改善するためのアドバイスを前記表示部に表示させる表示制御手段を含む、請求項１に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項４】
前記相関関係は、重回帰分析によって得られる、目的変数としての前記特徴因子の値と説明変数としての前記指標の値との関係式である重回帰式で示される、請求項１に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項５】
前記特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、および、前記第１の足で立脚している間で前記軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、ならびに、前記第２の足が接地したときの第３の特徴点、および、前記第２の足で立脚している間で前記軌跡が最も高い位置に達したときの第４の特徴点を含み、
前記特徴因子は、前記進行方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第１の特徴点と前記第２の特徴点との前記鉛直方向の距離である第１の特徴因子、および、前記左右方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第１の特徴点と前記第２の特徴点との距離および前記第３の特徴点と前記第４の特徴点との距離から算出される第２の特徴因子を含み、
前記指標は、歩幅を含み、
前記重回帰式は、前記重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および前記第１の特徴因子の積と、前記重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および前記第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である、請求項４に記載の歩行姿勢判定装置。
【請求項６】
前記特徴点は、第１の足が接地したときの第１の特徴点、前記第１の足で立脚している間で前記軌跡が最も高い位置に達したときの第２の特徴点、前記軌跡の最も右側の第３の特徴点、および、前記軌跡の最も左側の第４の特徴点、ならびに、前記軌跡の右側で最も前側の第５の特徴点、前記軌跡の左側で最も前側の第６の特徴点、前記軌跡の右側で最も後ろ側の第７の特徴点、および、前記軌跡の左側で最も後ろ側の第８の特徴点を含み、
前記特徴因子は、前記進行方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第１の特徴点と前記第２の特徴点との前記鉛直方向の距離を前記第３の特徴点と前記第４の特徴点との前記左右方向の距離で割った商である第１の特徴因子、および、前記鉛直方向に垂直な面に投影した前記軌跡における前記第５の特徴点と前記第６の特徴点との前記左右方向の距離を前記第７の特徴点と前記第８の特徴点との前記左右方向の距離で割った商である第２の特徴因子を含み、
前記指標は、歩隔を含み、
前記重回帰式は、前記重回帰分析によって得られた第１の偏回帰係数および前記第１の特徴因子の積と、前記重回帰分析によって得られた第２の偏回帰係数および前記第２の特徴因子の積と、第３の偏回帰係数との和を算出する式である、請求項４に記載の歩行姿勢判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２４２７５（Ｐ２０１２−２４２７５Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６４９５４（Ｐ２０１０−１６４９５４）
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（５０３２４６０１５）オムロンヘルスケア株式会社 (584)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（５０３２４６０１５）オムロンヘルスケア株式会社 (584)
【Ｆターム（参考）】
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