電子機器、及び傾きバランス算出プログラム
【課題】被験者の運動中の姿勢異常を精度良く検知することである。
【解決手段】携帯電話１０は、６軸センサ１６とプロセッサ１１とバイブレータ部１７とを有する。６軸センサ１６は、第１の軸の方向の加速度を検出すると共に、前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定する。プロセッサ１１は、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する。バイブレータ部１７は、前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う。
【解決手段】携帯電話１０は、６軸センサ１６とプロセッサ１１とバイブレータ部１７とを有する。６軸センサ１６は、第１の軸の方向の加速度を検出すると共に、前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定する。プロセッサ１１は、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する。バイブレータ部１７は、前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、及び傾きバランス算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、加速度センサや角速度センサを組み合わせて、人体等の被験者の位置あるいは姿勢を検出するための技術が提案されている。例えば、加速度を測定する３軸加速度センサと、角速度を測定する３軸角速度センサと、を有する６軸センサによって、被験者の姿勢を示す情報を取得する技術がある。また、このような技術を用いて、被験者の歩行速度や歩幅から歩調を求め、歩行能力の低下による転倒リスクを判別し、判別結果を基に、被験者に適した運動メニューを提示する技術もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術では、歩行能力の低下を測定することはできるものの、歩行中の姿勢異常を検知することはできないという問題があった。すなわち、従来技術では、６軸センサの出力データから、歩行中の被験者の歩調を求め、転倒リスクを判別することはできるが、歩行中の被験者の腰部にバランスの乱れがあるといった姿勢の異常を検知することはできなかった。特に、腰部の傾きは骨盤等の歪みに直結することから、被験者が腰部の傾き異常を知ることは、美しい歩行姿勢や体形を維持する上で重要であり、腰部の傾きの有無から、被験者の歩行中の姿勢に異常があるか否かを精度良く判定することが望まれていた。
【０００５】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、被験者の運動中の姿勢異常を精度良く検知することのできる電子機器、及び傾きバランス算出プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する電子機器は、一つの態様において、加速度検出部と角速度検出部と制御部と通知部とを有する。前記加速度検出部は、第１の軸の方向の加速度を検出する。前記角速度検出部は、前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する。前記制御部は、前記加速度検出部により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出する。前記制御部は、前記角速度検出部により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定する。前記制御部は、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する。前記通知部は、前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本願の開示する電子機器の一つの態様によれば、被験者の運動中の姿勢異常を精度良く検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、携帯電話の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、異常検知処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、傾き角度算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、各時刻における右傾き角度の算出結果の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、各時刻における左傾き角度の算出結果の一例を示す図である。
【図５】図５は、傾き角度基準値算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、実施例１に係る傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、実施例２に係る傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、傾き異常回数の累計値の時間的変化を示す図である。
【図９】図９は、傾きバランス算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本願の開示する電子機器、及び傾きバランス算出プログラムの実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する電子機器、及び傾きバランス算出プログラムが限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
以下、本願の開示する電子機器の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施例１に係る携帯電話の構成を示すブロック図である。図１に示すように、携帯電話１０は、プロセッサ１１と、記憶部１２と、表示部１３と、入力部１４と、無線通信部１５と、６軸センサ１６と、バイブレータ部１７とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。
【００１１】
プロセッサ１１は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。プロセッサ１１は、例えば、被験者の歩行中における腰部の傾き角度の平均値を算出し、その算出結果を用いて、歩行姿勢（フォーム）が正常であるか否かの判定基準となる傾き角度基準値を算出する。また、プロセッサ１１は、被験者の歩行中における腰部の左右の傾き角度を算出する。更に、プロセッサ１１は、被験者の歩行中の傾き角度が傾き角度基準値を超えた回数を左右毎に計数し、左右何れかの回数が所定の閾値を超えた場合に、被験者の歩行姿勢が超えた側に傾いていると判定する。
【００１２】
記憶部１２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、あるいは、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。記憶部１２は、６軸センサ１６による、３軸方向の加速度や角速度の測定結果を、時刻情報と対応付けて記憶すると共に、プロセッサ１１による傾き角度、傾き角度基準値の算定結果、及び傾き異常の判定結果を更新可能に記憶する。
【００１３】
表示部１３は、各種情報を出力する出力デバイスであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やスピーカである。表示部１３は、例えば、記憶部１２に保持されている、傾き異常の判定結果を表示する。
【００１４】
入力部１４は、各種情報や操作指示を入力するための入力デバイスであり、例えば、数字および文字等を入力するテンキーや、メニュー選択および表示スクロール等に用いられるカーソルキーである。
【００１５】
無線通信部１５は、アンテナＡを介して、携帯電話網との間で無線通信を行う。無線通信部１５は、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＬＴＥ（Long Term Evolution）による通信や通話に関する処理を行うベースバンドプロセッサである。
【００１６】
６軸センサ１６は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ及び互いに直交する３軸周りの回転角速度を検出する３軸角速度センサ（ジャイロセンサ）を含む。６軸センサ１６は、周知慣用のセンサであることから詳細な説明は省略するが、６軸センサ１６に含まれる３軸加速度センサは、直交する３軸方向の加速度を検出する。Ｘ軸方向の加速度は、被験者の歩行において左右方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした左右方向の移動量であり、左方向の移動量がプラスとなり、右方向の移動量がマイナスとなる。Ｙ軸方向の加速度は、被験者の歩行において上下方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした上下方向の移動量であり、上方向の移動量がプラスとなり、下方向の移動量がマイナスとなる。Ｚ軸方向の加速度は、被験者の歩行において前後方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした前後方向の移動量であり、前方向の移動量がプラスとなり、後方向の移動量がマイナスとなる。
【００１７】
また、６軸センサ１６に含まれる３軸角速度センサは、直交する３軸周りの角速度を検出する。Ｘ軸周りの角速度は、被験者の歩行において前後方向の回転に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした前後方向の回転量であり、後方向（起き上がり方向）の回転量がプラスとなり、前方向（前傾方向）の回転量がマイナスとなる。Ｙ軸周りの角速度は、被験者の歩行において体幹方向の回転に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした左右方向の回転量であり、右方向の回転量がプラスとなり、左方向の回転量がマイナスとなる。Ｚ軸周りの角速度は、被験者の歩行において左右方向の回転に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした左右方向の回転量であり、右方向の回転量がプラスとなり、左方向の回転量がマイナスとなる。
【００１８】
バイブレータ部１７は、プロセッサ１１が被験者の歩行姿勢に異常を検知した場合に、振動または鳴動することで、被験者に対し異常の通知を行う。バイブレータ部１７は、傾き角度に異常のある側によって異なるパターンの振動または鳴動を被験者に与える。例えば、バイブレータ部１７は、右傾き角度に異常が検知された場合には、５秒間程度継続する振動を発し、左傾き角度に異常が検知された場合には、１秒間隔の断続的な振動を発する。バイブレータ部１７は、モータの重心を偏らせるための重りをモータ軸に取り付け、モータを回転させることで、振動を発生させるデバイスである。
【００１９】
次に、実施例１における携帯電話１０の動作を説明する。
【００２０】
まず、図２を参照しながら、携帯電話１０が被験者の姿勢異常を検知する動作について、全体の流れを説明する。図２は、異常検知処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ１では、携帯電話１０は、被験者の歩行開始の有無を監視する。携帯電話１０は、歩行開始を検出すると（Ｓ１；Ｙｅｓ）、６軸センサ１６により３軸方向の加速度及び角速度を測定し、測定結果を時刻と対応付けて記録する。携帯電話１０は、この記録を基に傾き角度算出処理を実行することにより、左右毎の傾き角度と、その傾き角度となった時刻とを算出する（Ｓ２）。
【００２１】
傾き角度算出処理は、１００歩分の測定結果が得られるまで繰り返し実行され、１００歩分の測定が終了した時点（Ｓ３；Ｙｅｓ）で、携帯電話１０は、傾き角度基準値算出処理の実行を開始する。歩数のカウントは、上記記録中における後述のステップマーカの時刻を基に行われる。詳細については後述するが、携帯電話１０は、傾き角度基準値の算出に際し、Ｓ２で算出された傾き角度の平均値を左右別々に算出し、これらの平均値の内、小さい値を傾き角度の基準値として設定する（Ｓ４）。そして、携帯電話１０は、後述の傾き異常判定処理を実行し、傾き角度が基準値を超えた回数に基づき、被験者の腰部の傾き異常を検知する（Ｓ５）。
【００２２】
以下、図３〜図６を参照しながら、上述した各処理について具体的に説明する。
【００２３】
まず、上述した各処理の前提として、ステップマーカ抽出処理及びステップマーカ左右判断処理について説明する。プロセッサ１１は、Ｙ軸方向の加速度、すなわち上下方向の移動量に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴時点を歩行タイミング（以降、「ステップマーカ」と記す。）として抽出する。本実施例では、ステップマーカを、一歩の着地時点（脚の踵が地面に着地した時点）であるものとして説明する。具体的には、プロセッサ１１は、記憶部１２に記憶された生データから上下方向の移動量を参照し、複数時点の上下方向の移動量の中で下方向（マイナス）の折り返し時点を選択する。
【００２４】
また、プロセッサ１１は、選択された折り返し時点の移動量が当該折り返し時点より５サンプル前の時点の移動量より小さく、かつ、選択された折り返し時点の移動量が当該折り返し時点より５サンプル後の時点の移動量より小さいか否かを判定する。そして、プロセッサ１１は、選択された折り返し時点の移動量が５サンプル前より小さく、かつ、選択された折り返し時点の移動量が５サンプル後より小さい場合には、この折り返し時点をステップマーカとして抽出する。
【００２５】
また、プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから２５０ｍｓ未満であるか否かを判定する。次に、プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから２５０ｍｓ未満であると判定する場合には、歩行における正常な歩行姿勢の１歩でないと判断し、抽出されたステップマーカをステップマーカと判断しない。そして、プロセッサ１１は、ステップマーカか否かを示すステップマーカの区別を生データに追加した生データをプロセッサ１１に出力する。
【００２６】
なお、プロセッサ１１は、歩行における正常な歩行姿勢の１歩の判断を、下限値を用いて判断したが、これに限定されず、さらに上限値を用いて判断してもよい。上限値を用いて判断する場合には、例えば、プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから１０００ｍｓを越えているか否かを判定する。プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから１０００ｍｓを越えていると判定する場合には、歩行における正常な歩行姿勢の１歩でないと判断し、抽出されたステップマーカをステップマーカと判断しない。
【００２７】
プロセッサ１１は、ステップマーカ前後のＺ軸周りの角速度、すなわち左右方向の最大回転量の左右方向（正負の符号）に基づいて、ステップマーカにおける１歩を成す脚の左右を判断する。具体的には、プロセッサ１１は、上記生データから、脚の左右を判断するためのステップマーカと、当該ステップマーカの直前と直後のステップマーカを選択する。なお、本実施例では、脚の左右を判断するステップマーカを左右判断ステップマーカと記すものとする。そして、プロセッサ１１は、左右判断ステップマーカと直前のステップマーカとの間の前期間、及び左右判断ステップマーカと直後のステップマーカとの間の後期間を算出する。そして、プロセッサ１１は、上記左右判断ステップマーカを中心に前期間３０％の時点から後期間３０％の時点までの範囲を、前後検索範囲として算出する。
【００２８】
また、プロセッサ１１は、算出された前後検索範囲から左右方向の最大回転量を、生データから読み出す。また、プロセッサ１１は、読み出された最大回転量がプラス方向であるか否かを判定する。そして、プロセッサ１１は、読み出された最大回転量がプラス方向であると判定する場合には、回転が右方向であると判断し、左脚着地と判定する。一方、プロセッサ１１は、読み出された最大回転量がマイナス方向であると判定する場合には、回転が左方向であると判断し、右脚着地と判定する。そして、プロセッサ１１は、生データのステップマーカに対するデータに対し、１歩を成す脚の左右の区別を追加し、そのデータを出力する。
【００２９】
続いて、傾き角度算出処理について説明する。図３は、傾き角度算出処理を説明するためのフローチャートである。携帯電話１０は、傾き角度算出の前提処理として、３軸方向の加速度及び角速度の履歴データから、ステップマーカ時刻を特定し、その時刻を記憶部１２に記録する（Ｓ２１）。Ｓ２１において、携帯電話１０は、例えば、上下方向（ｙ軸方向）の加速度がマイナスからプラスに転じた時刻をステップマーカ時刻（着地時刻）とすることができる。
【００３０】
次に、携帯電話１０は、Ｓ２１で記録された各ステップマーカ時刻間の履歴データが、左右何れの足が踏み出された（浮いている）場合のものであるかの判別を行う（Ｓ２２）。判別の結果、上記履歴データが被験者の右足に関するデータである場合（Ｓ２２；右）には、被験者の軸足である左足と反対側の右側腰部が上方に傾くため、携帯電話１０は、該当するステップマーカ時刻間の履歴データを基に、右傾き角度を算出する（Ｓ２３）。携帯電話１０は、算出した右傾き角度を、その角度をとった時刻と共に記憶部１２に記録する（Ｓ２４）。
【００３１】
一方、Ｓ２２における判別の結果、上記履歴データが被験者の左足に関するデータである場合（Ｓ２２；左）には、被験者の軸足と反対側（左側）の腰部が上方に傾くため、携帯電話１０は、該当するステップマーカ時刻間の履歴データを基に、左傾き角度を算出する（Ｓ２５）。携帯電話１０は、算出した左傾き角度を、その角度をとった時刻と共に記憶部１２に記録する（Ｓ２６）。
【００３２】
傾き角度算出処理の終了に伴い、携帯電話１０の記憶部１２には、各時刻における左右の傾き角度の算出結果が、時系列に記録される。図４Ａは、各時刻における右傾き角度の算出結果の一例を示す図である。図４Ａに示すように、10時10分10秒における被験者の右腰部の傾き角度は８度と算出されている。同様に、その４秒後の右傾き角度は１０度、その更に４秒後の右傾き角度は１０度と算出されている。また、図４Ｂは、各時刻における左傾き角度の算出結果の一例を示す図である。図４Ｂでは、右傾き角度の時刻から２秒ずつ遅れて、それぞれ６度、６度、７度の傾き角度が、左側腰部の傾き角度として、算出されている。傾き角度のデータが片側につき５０歩分（両側で１００歩分）溜まった時点で、携帯電話１０は、上述の傾き角度算出処理を終了し、傾き角度基準値算出処理に移行する。
【００３３】
続いて、傾き角度基準値算出処理について説明する。図５は、傾き角度基準値算出処理を説明するためのフローチャートである。図５において、Ｓ４１では、携帯電話１０は、右傾き角度の平均値を算出する。例えば、各時刻における右傾き角度が、図４Ａに示した値を採るとき、右傾き角度の平均値として、８、１０、１０度の平均値である“９．３度”が算出される。携帯電話１０は、左傾き角度の平均値についても、同様に算出する（Ｓ４２）。例えば、各時刻における左傾き角度が、図４Ｂに示した値を採るとき、左傾き角度の平均値として、６、６、７度の平均値である“６．３度”が算出される。携帯電話１０は、Ｓ４１、Ｓ４２でそれぞれ算出された平均値のうち、値の小さい方を傾き角度基準値に設定する。
【００３４】
すなわち、携帯電話１０は、Ｓ４３において、左右の傾き角度の平均値を比較し（Ｓ４３）、比較の結果、右傾き角度の平均値＜左傾き角度の平均値の関係にある場合には、右傾き角度の平均値を傾き角度基準値に設定する（Ｓ４４）。反対に、右傾き角度の平均値＞左傾き角度の平均値の関係にある場合には、左傾き角度の平均値を傾き角度基準値に設定する（Ｓ４５）。なお、右傾き角度の平均値と左傾き角度の平均値とが同じ値をとる場合には、携帯電話１０は、その値を傾き角度基準値とする。上述のように、携帯電話１０は、左右の傾き角度平均値のうち、小さい値を傾き角度基準値として設定する。したがって、携帯電話１０は、その他の値（例えば、大きい値）を基準値とする場合と比較して、腰部の傾きを、より早くかつ確実に検出することができる。
【００３５】
次に、傾き異常判定処理について説明する。図６は、傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。傾き異常判定処理では、携帯電話１０は、まず、図３を参照して上述した傾き角度算出処理を実行する（Ｓ５１）。傾き角度が算出されると、携帯電話１０は、上述の傾き角度基準値算出処理（図５参照）により算出された基準値と、Ｓ５１で算出された傾き角度の値との比較を行い（Ｓ５２）、傾き角度が上記基準値以上となった回数を左右別々にカウント（計数）する。すなわち、携帯電話１０は、傾き角度≧基準値となった場合（Ｓ５２；Ｙｅｓ）、左右何れの傾き角度が異常であるか（基準値以上となったか）を、Ｘ軸方向の加速度の測定結果に基づいて判定する（Ｓ５３）。
【００３６】
携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右毎に保持しており、Ｓ５３における判定の結果、右傾き角度が異常である場合（Ｓ５３；Ｙｅｓ）、右側の傾き異常回数の累計値に“１”を加算する（Ｓ５４）。加算の結果、当該累計値が１００以上となった場合（Ｓ５５；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、右側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ５６）、右側に傾き異常のあることを被験者に通知する。その後、携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右共に“０”にリセットする（Ｓ５７）。なお、Ｓ５５において、右側の傾き異常回数の累計値が１００に達しない場合（Ｓ５５；Ｎｏ）には、携帯電話１０は、Ｓ５６、Ｓ５７の処理を省略して、傾き異常判定処理を終了する。
【００３７】
一方、Ｓ５３における判定の結果、左傾き角度が異常である場合（Ｓ５３；Ｎｏ）、携帯電話１０は、左側の傾き異常回数の累計値に“１”を加算する（Ｓ５８）。加算の結果、当該累計値が１００以上となった場合（Ｓ５９；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、左側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ６０）、左側に傾き異常のあることを被験者に通知する。その後、携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右共に“０”にリセットする（Ｓ５７）。なお、Ｓ５９において、左側の傾き異常回数の累計値が１００に達しない場合（Ｓ５９；Ｎｏ）には、携帯電話１０は、Ｓ６０、Ｓ５７の処理を省略して、傾き異常判定処理を終了する。
【００３８】
上述したように、傾き異常判定処理では、傾き角度は、被験者が片足を踏み出す度に一歩ずつ求まるため、傾き角度と基準値との比較処理についても、１歩毎に実行される。その比較結果の累積が、左右の何れかに偏った場合に、携帯電話１０は、偏った側に姿勢異常があると判断し、その旨を、被験者であるユーザに通知する。
【００３９】
なお、Ｓ５２において、傾き角度＜基準値の関係にある場合（Ｓ５２；Ｎｏ）には、携帯電話１０は、Ｓ５３〜Ｓ６０の一連の処理を省略して、上述した傾き異常判定処理を終了する。
【００４０】
上述してきたように、実施例１に係る携帯電話１０によれば、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度の平均値を用いて、運動姿勢が正常か否かの判定基準となる基準値を算出する。また、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度を左右毎に算出する。そして、プロセッサ１１は、算出された左右毎の傾き角度が、算出された基準値以上となった回数に基づき、被験者の運動姿勢を判定する。より具体的には、プロセッサ１１は、算出された傾き角度が基準値以上となった回数を左右毎に計数し、左右何れかの回数が所定値以上となった場合に、被験者の運動姿勢が異常であると判定する。
【００４１】
換言すれば、携帯電話１０は、６軸センサ１６とプロセッサ１１とバイブレータ部１７とを有する。６軸センサ１６は、第１の軸の方向の加速度を検出すると共に、第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点（上述のステップマーカとしての歩行タイミング）を抽出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された角速度の変位値に基づいて、時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定する。プロセッサ１１は、時点、角速度の変位値、及び方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する。バイブレータ部１７は、左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う。特に、プロセッサ１１は、上記時点、上記角速度の変位値、及び上記方向と、所定の基準値とを比較し、当該比較の結果を上記左右の傾きバランスに関する情報として算出する。
【００４２】
すなわち、携帯電話１０は、所定時間における腰部傾き角度の平均値から、歩行姿勢の異常を判定する際の基準値を事前に求めておき、被験者の歩行中の傾き角度が当該基準値を超えた回数を用いて、姿勢異常を検知する。そして、携帯電話１０は、バイブレータの鳴動により、異常のある旨とその異常が左右何れの側にあるかを被験者に通知する。したがって、被験者であるユーザは、携帯電話１０を閉じ、腰部後方に装着するだけで、携帯電話１０からの通知を基に、歩行中の姿勢異常を簡易迅速に把握することができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例２における携帯電話について説明する。実施例２は、携帯電話が姿勢異常と判定する契機が実施例１と異なる。すなわち、実施例１では、携帯電話１０は、左右何れかの傾き異常回数が１００回に達した際に、姿勢異常と判定したが、実施例２では、左右の傾き異常回数の「差分」が１００回に到達した際に、姿勢異常と判定する。
【００４４】
実施例２における携帯電話の構成は、実施例１における携帯電話１０の構成と同様である。したがって、各構成要素には、同一の符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。また、動作についても、傾き異常判定処理を除き、実施例１における携帯電話１０の動作と同様である。したがって、各ステップには、同一の符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００４５】
図７は、実施例２に係る傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。実施例２に係る傾き異常判定処理は、Ｓ６５及びＳ６９を除き、実施例１に係る異常判定処理と同様である。したがって、共通するステップには、末尾が同一の参照番号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、実施例１における図６のＳ５１〜Ｓ５４、Ｓ５６〜Ｓ５８、及びＳ６０の各処理は、実施例２における図７のＳ６１〜Ｓ６４、Ｓ６６〜Ｓ６８、及びＳ７０の各処理にそれぞれ対応する。
【００４６】
以下、実施例１との差異であるＳ６５及びＳ６９について詳述する。携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右毎に保持している。Ｓ６４における加算の結果、右側の傾き異常回数の累計値と左側の傾き異常回数の累計値との差分が１００以上となった場合（Ｓ６５；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、右側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ６６）、右側に傾き異常のあることを被験者に通知する。これに対して、Ｓ６８における加算の結果、左側の傾き異常回数の累計値と右側の傾き異常回数の累計値との差分が１００以上となった場合（Ｓ６９；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、左側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ７０）、左側に傾き異常のあることを被験者に通知する。
【００４７】
図８は、傾き異常回数の累計値の時間的変化を示す図である。図８では、横軸に時間、縦軸に傾き異常回数の累計値が規定されている。図８に示すように、例えば、傾き異常回数が左右異なるペースで累積されていき、時刻ｔ１において、右側の累計値が“１２０回”、左側の累計値が“２０回”となった場合を想定する。この場合、右側の傾き異常回数の累計値に１が加算された時に、左右の累計値の差分が１００回（＝右１２０回−左２０回）に到達したことになる。したがって、携帯電話１０は、右側腰部に傾きの異常があることを検知し、これに対応するパターンのバイブレータを起動する。
【００４８】
上述してきたように、実施例２に係る携帯電話１０によれば、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度の平均値を用いて、運動姿勢が正常か否かの判定基準となる基準値を算出する。また、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度を左右毎に算出する。そして、プロセッサ１１は、算出された左右毎の傾き角度が、算出された基準値以上となった回数に基づき、被験者の運動姿勢を判定する。より具体的には、プロセッサ１１は、算出された傾き角度が基準値以上となった回数を左右毎に計数し、左右の回数の差分が所定値以上となった場合に、被験者の運動姿勢が異常であると判定する。
【００４９】
すなわち、携帯電話１０は、回数そのものではなく、その差分に基づいて傾き異常を判定するため、左右何れかの傾き角度が他方の傾き角度と比較して相対的に大きい場合にのみ、異常が検知されることとなる。例えば、被験者の歩行する途上に段差や階段がある場合には、被験者の姿勢異常の有無に拘らず、両側の腰部が傾くこととなる。このような場合にまで、両側の傾き異常をカウントすると、実際には姿勢が正常であるにも拘らず、早い段階で姿勢異常がアラームされることとなり、正確な異常通知が行われないという不都合が生じる可能性がある。そこで、実施例２に係る携帯電話１０では、傾き異常回数の累計値の差分をとることにより、傾きが発生してもやむを得ない状況では、傾き異常の計数を結果として行わないようにする（ノーカウントとする）ことで、傾き異常回数の累計値のノイズを除去する。これにより、左右の腰部の傾きに有意な差が生じない限り、姿勢の異常は、被験者に通知されないこととなる。したがって、被験者は、異常の通知があった際には、腰部の傾きに真に偏りが生じている旨を、その通知を基に正確かつ容易に認識することができる。その結果、携帯電話１０の信頼性が向上する。
【００５０】
［歩行姿勢診断プログラム］
また、上記各実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図９を用いて、図１に示した携帯電話１０と同様の機能を有する歩行姿勢診断プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。
【００５１】
図９は、傾きバランス算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図９に示すように、コンピュータ１００は、ＣＰＵ１１０と、入力装置１２０と、モニタ１３０と、音声入出力装置１４０と、無線通信装置１５０と、６軸センサ１６０とを有する。更に、コンピュータ１００は、ＲＡＭ１７０と、ハードディスク装置１８０等のデータ記憶装置とを有し、これらをバス１９０で接続して構成される。ＣＰＵ１１０は、各種演算処理を実行する。入力装置１２０は、ユーザからのデータの入力を受け付ける。モニタ１３０は、各種情報を表示する。音声入出力装置１４０は、音声を入出力する。無線通信装置１５０は、無線通信を介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行う。６軸センサ１６０は、３軸方向の加速度及び３軸周りの角速度を検出する。ＲＡＭ１７０は、各種情報を一時的に記憶する。
【００５２】
そして、ハードディスク装置１８０には、図１に示したプロセッサ１１と同様の機能を有する傾きバランス算出プログラム１８１が記憶される。また、ハードディスク装置１８０には、図１に示した記憶部１２に記憶される各種データ（３軸方向の加速度及び角速度の履歴データ、ステップマーカ時刻、各時刻における左右の傾き角度の算出結果、傾き異常回数の累計値など）に対応する傾きバランス算出処理関連データ１８２及び算出履歴ファイル１８３が記憶される。
【００５３】
そして、ＣＰＵ１１０が傾きバランス算出プログラム１８１をハードディスク装置１８０から読み出してＲＡＭ１７０に展開することにより、傾きバランス算出プログラム１８１は、傾きバランス算出プロセス１７１として機能するようになる。そして、傾きバランス算出プロセス１７１は、傾きバランス算出処理関連データ１８２から読み出した情報等を適宜ＲＡＭ１７０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。そして、傾きバランス算出プロセス１７１は、所定の情報を算出履歴ファイル１８３に出力する。
【００５４】
なお、上記の傾きバランス算出プログラム１８１は、必ずしもハードディスク装置１８０に格納されている必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ１００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータ（またはサーバ）等にこのプログラムを記憶させておいてもよい。この場合には、コンピュータ１００がこれらからプログラムを読み出して実行する。
【００５５】
なお、上記各実施例では、携帯電話１０は、傾き角度の基準値の算出に際して、傾き角度の平均値を左右毎に求め、左右の平均値のうち、値の小さい方を基準値に設定するものとした。しかしながら、これに限らず、携帯電話１０は、上記左右の平均値の、平均値を算出し、その値を基準値として使用してもよい。例えば、基準値の算出に際して、右傾き角度が図４Ａに示した値を採るとき、右傾き角度の平均値は“９．３度”であり、左傾き角度が図４Ｂに示した値を採るとき、左傾き角度の平均値は“６．３度”である。したがって、この場合の基準値は、（９．３度＋６．３度）÷２により、“７．８度”と算出される。携帯電話１０は、この算出された平均値を基準値として傾き異常を判定することで、大きい方の傾き角度も考慮した基準値の設定と姿勢異常の判定が可能となる。
【００５６】
更に、携帯電話１０は、傾き角度の基準値の設定に関し、左右の平均値のうち値の小さい平均値と、左右の平均値の平均値とを併用することもできる。すなわち、携帯電話１０は、歩行姿勢の異常を判定する際の基準値として上記２つの値（例えば、６．３度と７．８度）を共に設定する。そして、携帯電話１０は、傾き異常判定処理の実行に際し、算出された傾き角度が何れかの基準値以上となった場合に、傾き異常回数の累計値に１を加算する。かかる態様では、傾き角度が、左右の平均値の平均値以上となった場合には、必然的に小さい平均値も超えるため、この場合には、２が加算されることになる。また、傾き角度が、小さい平均値以上となった場合には通常通り“１”を加算し、左右の平均値の平均値以上となった場合には“３”を加算するというように、傾き異常回数の累計に重み付けを行ってもよい。これにより、携帯電話１０は、被験者の歩行中における傾きの程度が特に大きい場合には、より早い段階で、その旨を通知することができる。したがって、基準値に到達した回数のみならず、歩行中の傾きの程度（どの位傾いたか）をも考慮に入れた、木目細やかな姿勢診断を実現することができる。その結果、姿勢診断の精度が向上する。
【００５７】
また、実施例１においては、携帯電話１０は、傾き角度が基準値を超えた回数を基に傾き異常の有無を判定するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、回数そのものではなく、所定時間における回数（頻度）を基に傾き異常の有無を判定するものとしてもよい。例えば、携帯電話１０は、１分間に基準値を超えた回数が３０回以上となった場合に、傾き異常を被験者に通知するものとしてもよい。携帯電話１０が回数を基に異常判定を行うと、傾きが異常となった頻度が少ない場合でも、被験者が長時間の歩行を継続したことに伴い、必ず通知が行われることになる。そこで、携帯電話１０は、傾き異常が所定の頻度となった場合に初めて、姿勢異常を通知するものとすれば、被験者は、その通知を基に、有意な程度の傾き異常が実際にあったことを容易に知ることができる。
【００５８】
更に、実施例２においては、携帯電話１０は、傾き角度が基準値を超えた回数の差分を計数し、差分が所定値となった場合に傾き異常と判定するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、差分の累計値そのものではなく、所定時間（例えば１分間）毎に差分を監視し、所定時間に発生した差分を基に傾き異常の有無を判定するものとしてもよい。例えば、携帯電話１０は、１分間における差分が２０回以上となった場合に初めて、傾き異常を被験者に通知するものとしてもよい。携帯電話１０が差分の累計値を基に異常判定を行うと、差分の発生頻度は小さくても（実際にはあまり異常がなくても）、長時間の歩行に伴い、傾き異常と判定されてしまう可能性がある。そこで、携帯電話１０が、傾き異常の判定対象となる時間を所定時間単位に区切って、差分を監視するものとすれば、差分が発生しても、その差分が所定時間の間に閾値に達しない限りは、姿勢異常は通知されないこととなる。したがって、被験者は、通知があった場合には、歩行姿勢に相当程度の傾き異常があったことを、その通知を基に容易に知ることができる。
【００５９】
また、上記各実施例では、携帯電話１０は、傾き角度が基準値以上となった回数やその差分に基づき、傾き異常を判定するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、傾き角度が基準値以上となった程度（傾き角度の値）を考慮に入れて、傾き異常を判定するものとしてもよい。すなわち、上記各実施例では、回数や差分は参照されるものの、傾き角度が基準値を超えた量については勘案されないが、携帯電話１０は、回数や差分のみならず、傾き角度がどの程度基準値を上回ったかをも考慮に入れて傾き異常を判定するものとしてもよい。これを実現するために、例えば、携帯電話１０は、傾き異常の回数ではなく、傾き角度自体の累計値を用いて、異常の有無を判定する。具体的には、携帯電話１０は、傾き角度の累計値または累計値の差分が所定の角度（例えば、１０００度程度）以上となった場合に、異常と判定することができる。かかる態様では、携帯電話１０は、必ずしも傾き角度基準値を設定することなく、傾き異常の判定を行うことができる。
【００６０】
また、例えば、携帯電話１０は、基準値以上であれば“１”を加算し、基準値未満であれば加算しないという二者択一的なカウントではなく、傾き角度が基準値を上回った程度に応じて、加算する回数を段階的に増減させてもよい。具体的には、携帯電話１０は、傾き角度が基準値を３度未満しか超えなかった場合には通常通り“１”を加算するが、３度以上上回った場合には“２”を加算し、５度以上上回った場合には“４”を加算する、というように、傾き角度の大きさに応じて加算回数を変動させる。これにより、携帯電話１０は、累計値やその差分の閾値を変えることなく、結果として、少ない回数や差分で、被験者の傾き異常を検知することができる。したがって、携帯電話１０は、より実態に即した姿勢異常の検知及び通知を、より早い段階で迅速に行うことが可能となる。その結果、携帯電話１０の信頼性や利便性が向上する。
【００６１】
更に、上記各実施例では、携帯電話１０は、傾き異常を検知した際、異常があった旨と、左右何れの側に異常があったかの通知を行うものとした。しかしながら、これらの情報に限らず、携帯電話１０は、傾き角度の平均値や、傾き角度が基準値以上となった回数や頻度を左右毎に表示するものとしてもよい。例えば、携帯電話１０は、傾き異常を検知した際、「右側の腰の傾き角度は６．６度でしたが、左側は１０．３度でした。左右の傾き角度に３．７度の差がありました。」等というメッセージを表示する。あるいは、携帯電話１０は、「左側の腰は１６０回中３０回傾きましたが、右側の腰は１６０回中１００回傾きました。右側の傾きを抑えて歩行して下さい。」等というメッセージを表示する。これにより、被験者は、傾きの有無やサイドのみならず、傾きの度合いといった、より詳細な情報を得ることができる。したがって、被験者は、この情報を基に、歩行中に如何なる注意が必要であり、歩行姿勢をどのように修正すれば良いかといった具体的な改善策を、簡易かつ適確に知ることができる。その結果、携帯電話１０の利便性が向上する。
【００６２】
更に、上記各実施例では、運動の一例として歩行を例に採り、歩行姿勢の異常を検知する携帯電話について説明したが、本発明は、これに限らず、スキップや小走り、ランニング等、歩行以外の運動についても適用可能である。また、本発明は、携帯電話に限らず、スマートフォンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）といった様々な携帯型端末装置に適用可能である。
【００６３】
また、上記各実施例では、傾き角度の基準値の算出に際し、歩数を指標として、１００歩分の加速度及び角速度の測定が終了したことを以って、基準値の算定を行うものとした。しかしながら、これに限らず、歩行時間を指標としてもよい。すなわち、携帯電話１０は、傾き角度算出処理を所定時間（例えば、１〜３分間程度）の歩行に対して実行した後に、基準値の算定を行うものとしてもよい。
【００６４】
更に、携帯電話１０は、６軸センサ１６を有するものとした。すなわち、携帯電話１０は、６軸センサ１６から出力される左右方向の移動量、上下方向の移動量、前後方向の移動量、前後方向の回転量、体幹方向の回転量、及び左右方向の回転量を検出するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、これに限定されず、３軸加速度センサのうち上下方向の移動量を検出するｙ軸方向の加速度センサを有し、ｙ軸方向以外の座標軸方向の加速度センサまたは何れか１つの座標軸周りの角速度センサを有するようにしてもよい。
【００６５】
また、図示した携帯電話の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、基準値算出部と傾き角度算出部とを１つの構成要素として統合してもよい。反対に、判定部に関し、左右毎の傾き角度が基準値以上となった回数を計数する部分と、該計数結果に基づいて被験者の運動姿勢を判定する部分とに分散してもよい。また、記憶部１２を、携帯電話１０の外部装置としてネットワークやケーブル経由で接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 携帯電話
１１ プロセッサ
１２ 記憶部
１３ 表示部
１４ 入力部
１５ 無線通信部
１６ ６軸センサ
１７ バイブレータ部
１００ コンピュータ
１１０ ＣＰＵ
１２０ 入力装置
１３０ モニタ
１４０ 音声入出力装置
１５０ 無線通信装置
１６０ ６軸センサ
１７０ ＲＡＭ
１７１ 傾きバランス算出プロセス
１８０ ハードディスク装置
１８１ 傾きバランス算出プログラム
１８２ 傾きバランス算出処理関連データ
１８３ 算出履歴ファイル
１９０ バス
Ａ アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、及び傾きバランス算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、加速度センサや角速度センサを組み合わせて、人体等の被験者の位置あるいは姿勢を検出するための技術が提案されている。例えば、加速度を測定する３軸加速度センサと、角速度を測定する３軸角速度センサと、を有する６軸センサによって、被験者の姿勢を示す情報を取得する技術がある。また、このような技術を用いて、被験者の歩行速度や歩幅から歩調を求め、歩行能力の低下による転倒リスクを判別し、判別結果を基に、被験者に適した運動メニューを提示する技術もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した技術では、歩行能力の低下を測定することはできるものの、歩行中の姿勢異常を検知することはできないという問題があった。すなわち、従来技術では、６軸センサの出力データから、歩行中の被験者の歩調を求め、転倒リスクを判別することはできるが、歩行中の被験者の腰部にバランスの乱れがあるといった姿勢の異常を検知することはできなかった。特に、腰部の傾きは骨盤等の歪みに直結することから、被験者が腰部の傾き異常を知ることは、美しい歩行姿勢や体形を維持する上で重要であり、腰部の傾きの有無から、被験者の歩行中の姿勢に異常があるか否かを精度良く判定することが望まれていた。
【０００５】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、被験者の運動中の姿勢異常を精度良く検知することのできる電子機器、及び傾きバランス算出プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する電子機器は、一つの態様において、加速度検出部と角速度検出部と制御部と通知部とを有する。前記加速度検出部は、第１の軸の方向の加速度を検出する。前記角速度検出部は、前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する。前記制御部は、前記加速度検出部により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出する。前記制御部は、前記角速度検出部により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定する。前記制御部は、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する。前記通知部は、前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本願の開示する電子機器の一つの態様によれば、被験者の運動中の姿勢異常を精度良く検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、携帯電話の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、異常検知処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、傾き角度算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、各時刻における右傾き角度の算出結果の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、各時刻における左傾き角度の算出結果の一例を示す図である。
【図５】図５は、傾き角度基準値算出処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、実施例１に係る傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、実施例２に係る傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、傾き異常回数の累計値の時間的変化を示す図である。
【図９】図９は、傾きバランス算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本願の開示する電子機器、及び傾きバランス算出プログラムの実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する電子機器、及び傾きバランス算出プログラムが限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
以下、本願の開示する電子機器の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施例１に係る携帯電話の構成を示すブロック図である。図１に示すように、携帯電話１０は、プロセッサ１１と、記憶部１２と、表示部１３と、入力部１４と、無線通信部１５と、６軸センサ１６と、バイブレータ部１７とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。
【００１１】
プロセッサ１１は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。プロセッサ１１は、例えば、被験者の歩行中における腰部の傾き角度の平均値を算出し、その算出結果を用いて、歩行姿勢（フォーム）が正常であるか否かの判定基準となる傾き角度基準値を算出する。また、プロセッサ１１は、被験者の歩行中における腰部の左右の傾き角度を算出する。更に、プロセッサ１１は、被験者の歩行中の傾き角度が傾き角度基準値を超えた回数を左右毎に計数し、左右何れかの回数が所定の閾値を超えた場合に、被験者の歩行姿勢が超えた側に傾いていると判定する。
【００１２】
記憶部１２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、あるいは、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。記憶部１２は、６軸センサ１６による、３軸方向の加速度や角速度の測定結果を、時刻情報と対応付けて記憶すると共に、プロセッサ１１による傾き角度、傾き角度基準値の算定結果、及び傾き異常の判定結果を更新可能に記憶する。
【００１３】
表示部１３は、各種情報を出力する出力デバイスであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やスピーカである。表示部１３は、例えば、記憶部１２に保持されている、傾き異常の判定結果を表示する。
【００１４】
入力部１４は、各種情報や操作指示を入力するための入力デバイスであり、例えば、数字および文字等を入力するテンキーや、メニュー選択および表示スクロール等に用いられるカーソルキーである。
【００１５】
無線通信部１５は、アンテナＡを介して、携帯電話網との間で無線通信を行う。無線通信部１５は、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＬＴＥ（Long Term Evolution）による通信や通話に関する処理を行うベースバンドプロセッサである。
【００１６】
６軸センサ１６は、互いに直交する３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサ及び互いに直交する３軸周りの回転角速度を検出する３軸角速度センサ（ジャイロセンサ）を含む。６軸センサ１６は、周知慣用のセンサであることから詳細な説明は省略するが、６軸センサ１６に含まれる３軸加速度センサは、直交する３軸方向の加速度を検出する。Ｘ軸方向の加速度は、被験者の歩行において左右方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした左右方向の移動量であり、左方向の移動量がプラスとなり、右方向の移動量がマイナスとなる。Ｙ軸方向の加速度は、被験者の歩行において上下方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした上下方向の移動量であり、上方向の移動量がプラスとなり、下方向の移動量がマイナスとなる。Ｚ軸方向の加速度は、被験者の歩行において前後方向の移動に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした前後方向の移動量であり、前方向の移動量がプラスとなり、後方向の移動量がマイナスとなる。
【００１７】
また、６軸センサ１６に含まれる３軸角速度センサは、直交する３軸周りの角速度を検出する。Ｘ軸周りの角速度は、被験者の歩行において前後方向の回転に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした前後方向の回転量であり、後方向（起き上がり方向）の回転量がプラスとなり、前方向（前傾方向）の回転量がマイナスとなる。Ｙ軸周りの角速度は、被験者の歩行において体幹方向の回転に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした左右方向の回転量であり、右方向の回転量がプラスとなり、左方向の回転量がマイナスとなる。Ｚ軸周りの角速度は、被験者の歩行において左右方向の回転に伴う変位値となる。すなわち、所定時点の６軸センサ１６の装着姿勢を基準とした左右方向の回転量であり、右方向の回転量がプラスとなり、左方向の回転量がマイナスとなる。
【００１８】
バイブレータ部１７は、プロセッサ１１が被験者の歩行姿勢に異常を検知した場合に、振動または鳴動することで、被験者に対し異常の通知を行う。バイブレータ部１７は、傾き角度に異常のある側によって異なるパターンの振動または鳴動を被験者に与える。例えば、バイブレータ部１７は、右傾き角度に異常が検知された場合には、５秒間程度継続する振動を発し、左傾き角度に異常が検知された場合には、１秒間隔の断続的な振動を発する。バイブレータ部１７は、モータの重心を偏らせるための重りをモータ軸に取り付け、モータを回転させることで、振動を発生させるデバイスである。
【００１９】
次に、実施例１における携帯電話１０の動作を説明する。
【００２０】
まず、図２を参照しながら、携帯電話１０が被験者の姿勢異常を検知する動作について、全体の流れを説明する。図２は、異常検知処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ１では、携帯電話１０は、被験者の歩行開始の有無を監視する。携帯電話１０は、歩行開始を検出すると（Ｓ１；Ｙｅｓ）、６軸センサ１６により３軸方向の加速度及び角速度を測定し、測定結果を時刻と対応付けて記録する。携帯電話１０は、この記録を基に傾き角度算出処理を実行することにより、左右毎の傾き角度と、その傾き角度となった時刻とを算出する（Ｓ２）。
【００２１】
傾き角度算出処理は、１００歩分の測定結果が得られるまで繰り返し実行され、１００歩分の測定が終了した時点（Ｓ３；Ｙｅｓ）で、携帯電話１０は、傾き角度基準値算出処理の実行を開始する。歩数のカウントは、上記記録中における後述のステップマーカの時刻を基に行われる。詳細については後述するが、携帯電話１０は、傾き角度基準値の算出に際し、Ｓ２で算出された傾き角度の平均値を左右別々に算出し、これらの平均値の内、小さい値を傾き角度の基準値として設定する（Ｓ４）。そして、携帯電話１０は、後述の傾き異常判定処理を実行し、傾き角度が基準値を超えた回数に基づき、被験者の腰部の傾き異常を検知する（Ｓ５）。
【００２２】
以下、図３〜図６を参照しながら、上述した各処理について具体的に説明する。
【００２３】
まず、上述した各処理の前提として、ステップマーカ抽出処理及びステップマーカ左右判断処理について説明する。プロセッサ１１は、Ｙ軸方向の加速度、すなわち上下方向の移動量に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴時点を歩行タイミング（以降、「ステップマーカ」と記す。）として抽出する。本実施例では、ステップマーカを、一歩の着地時点（脚の踵が地面に着地した時点）であるものとして説明する。具体的には、プロセッサ１１は、記憶部１２に記憶された生データから上下方向の移動量を参照し、複数時点の上下方向の移動量の中で下方向（マイナス）の折り返し時点を選択する。
【００２４】
また、プロセッサ１１は、選択された折り返し時点の移動量が当該折り返し時点より５サンプル前の時点の移動量より小さく、かつ、選択された折り返し時点の移動量が当該折り返し時点より５サンプル後の時点の移動量より小さいか否かを判定する。そして、プロセッサ１１は、選択された折り返し時点の移動量が５サンプル前より小さく、かつ、選択された折り返し時点の移動量が５サンプル後より小さい場合には、この折り返し時点をステップマーカとして抽出する。
【００２５】
また、プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから２５０ｍｓ未満であるか否かを判定する。次に、プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから２５０ｍｓ未満であると判定する場合には、歩行における正常な歩行姿勢の１歩でないと判断し、抽出されたステップマーカをステップマーカと判断しない。そして、プロセッサ１１は、ステップマーカか否かを示すステップマーカの区別を生データに追加した生データをプロセッサ１１に出力する。
【００２６】
なお、プロセッサ１１は、歩行における正常な歩行姿勢の１歩の判断を、下限値を用いて判断したが、これに限定されず、さらに上限値を用いて判断してもよい。上限値を用いて判断する場合には、例えば、プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから１０００ｍｓを越えているか否かを判定する。プロセッサ１１は、抽出されたステップマーカが直前のステップマーカから１０００ｍｓを越えていると判定する場合には、歩行における正常な歩行姿勢の１歩でないと判断し、抽出されたステップマーカをステップマーカと判断しない。
【００２７】
プロセッサ１１は、ステップマーカ前後のＺ軸周りの角速度、すなわち左右方向の最大回転量の左右方向（正負の符号）に基づいて、ステップマーカにおける１歩を成す脚の左右を判断する。具体的には、プロセッサ１１は、上記生データから、脚の左右を判断するためのステップマーカと、当該ステップマーカの直前と直後のステップマーカを選択する。なお、本実施例では、脚の左右を判断するステップマーカを左右判断ステップマーカと記すものとする。そして、プロセッサ１１は、左右判断ステップマーカと直前のステップマーカとの間の前期間、及び左右判断ステップマーカと直後のステップマーカとの間の後期間を算出する。そして、プロセッサ１１は、上記左右判断ステップマーカを中心に前期間３０％の時点から後期間３０％の時点までの範囲を、前後検索範囲として算出する。
【００２８】
また、プロセッサ１１は、算出された前後検索範囲から左右方向の最大回転量を、生データから読み出す。また、プロセッサ１１は、読み出された最大回転量がプラス方向であるか否かを判定する。そして、プロセッサ１１は、読み出された最大回転量がプラス方向であると判定する場合には、回転が右方向であると判断し、左脚着地と判定する。一方、プロセッサ１１は、読み出された最大回転量がマイナス方向であると判定する場合には、回転が左方向であると判断し、右脚着地と判定する。そして、プロセッサ１１は、生データのステップマーカに対するデータに対し、１歩を成す脚の左右の区別を追加し、そのデータを出力する。
【００２９】
続いて、傾き角度算出処理について説明する。図３は、傾き角度算出処理を説明するためのフローチャートである。携帯電話１０は、傾き角度算出の前提処理として、３軸方向の加速度及び角速度の履歴データから、ステップマーカ時刻を特定し、その時刻を記憶部１２に記録する（Ｓ２１）。Ｓ２１において、携帯電話１０は、例えば、上下方向（ｙ軸方向）の加速度がマイナスからプラスに転じた時刻をステップマーカ時刻（着地時刻）とすることができる。
【００３０】
次に、携帯電話１０は、Ｓ２１で記録された各ステップマーカ時刻間の履歴データが、左右何れの足が踏み出された（浮いている）場合のものであるかの判別を行う（Ｓ２２）。判別の結果、上記履歴データが被験者の右足に関するデータである場合（Ｓ２２；右）には、被験者の軸足である左足と反対側の右側腰部が上方に傾くため、携帯電話１０は、該当するステップマーカ時刻間の履歴データを基に、右傾き角度を算出する（Ｓ２３）。携帯電話１０は、算出した右傾き角度を、その角度をとった時刻と共に記憶部１２に記録する（Ｓ２４）。
【００３１】
一方、Ｓ２２における判別の結果、上記履歴データが被験者の左足に関するデータである場合（Ｓ２２；左）には、被験者の軸足と反対側（左側）の腰部が上方に傾くため、携帯電話１０は、該当するステップマーカ時刻間の履歴データを基に、左傾き角度を算出する（Ｓ２５）。携帯電話１０は、算出した左傾き角度を、その角度をとった時刻と共に記憶部１２に記録する（Ｓ２６）。
【００３２】
傾き角度算出処理の終了に伴い、携帯電話１０の記憶部１２には、各時刻における左右の傾き角度の算出結果が、時系列に記録される。図４Ａは、各時刻における右傾き角度の算出結果の一例を示す図である。図４Ａに示すように、10時10分10秒における被験者の右腰部の傾き角度は８度と算出されている。同様に、その４秒後の右傾き角度は１０度、その更に４秒後の右傾き角度は１０度と算出されている。また、図４Ｂは、各時刻における左傾き角度の算出結果の一例を示す図である。図４Ｂでは、右傾き角度の時刻から２秒ずつ遅れて、それぞれ６度、６度、７度の傾き角度が、左側腰部の傾き角度として、算出されている。傾き角度のデータが片側につき５０歩分（両側で１００歩分）溜まった時点で、携帯電話１０は、上述の傾き角度算出処理を終了し、傾き角度基準値算出処理に移行する。
【００３３】
続いて、傾き角度基準値算出処理について説明する。図５は、傾き角度基準値算出処理を説明するためのフローチャートである。図５において、Ｓ４１では、携帯電話１０は、右傾き角度の平均値を算出する。例えば、各時刻における右傾き角度が、図４Ａに示した値を採るとき、右傾き角度の平均値として、８、１０、１０度の平均値である“９．３度”が算出される。携帯電話１０は、左傾き角度の平均値についても、同様に算出する（Ｓ４２）。例えば、各時刻における左傾き角度が、図４Ｂに示した値を採るとき、左傾き角度の平均値として、６、６、７度の平均値である“６．３度”が算出される。携帯電話１０は、Ｓ４１、Ｓ４２でそれぞれ算出された平均値のうち、値の小さい方を傾き角度基準値に設定する。
【００３４】
すなわち、携帯電話１０は、Ｓ４３において、左右の傾き角度の平均値を比較し（Ｓ４３）、比較の結果、右傾き角度の平均値＜左傾き角度の平均値の関係にある場合には、右傾き角度の平均値を傾き角度基準値に設定する（Ｓ４４）。反対に、右傾き角度の平均値＞左傾き角度の平均値の関係にある場合には、左傾き角度の平均値を傾き角度基準値に設定する（Ｓ４５）。なお、右傾き角度の平均値と左傾き角度の平均値とが同じ値をとる場合には、携帯電話１０は、その値を傾き角度基準値とする。上述のように、携帯電話１０は、左右の傾き角度平均値のうち、小さい値を傾き角度基準値として設定する。したがって、携帯電話１０は、その他の値（例えば、大きい値）を基準値とする場合と比較して、腰部の傾きを、より早くかつ確実に検出することができる。
【００３５】
次に、傾き異常判定処理について説明する。図６は、傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。傾き異常判定処理では、携帯電話１０は、まず、図３を参照して上述した傾き角度算出処理を実行する（Ｓ５１）。傾き角度が算出されると、携帯電話１０は、上述の傾き角度基準値算出処理（図５参照）により算出された基準値と、Ｓ５１で算出された傾き角度の値との比較を行い（Ｓ５２）、傾き角度が上記基準値以上となった回数を左右別々にカウント（計数）する。すなわち、携帯電話１０は、傾き角度≧基準値となった場合（Ｓ５２；Ｙｅｓ）、左右何れの傾き角度が異常であるか（基準値以上となったか）を、Ｘ軸方向の加速度の測定結果に基づいて判定する（Ｓ５３）。
【００３６】
携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右毎に保持しており、Ｓ５３における判定の結果、右傾き角度が異常である場合（Ｓ５３；Ｙｅｓ）、右側の傾き異常回数の累計値に“１”を加算する（Ｓ５４）。加算の結果、当該累計値が１００以上となった場合（Ｓ５５；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、右側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ５６）、右側に傾き異常のあることを被験者に通知する。その後、携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右共に“０”にリセットする（Ｓ５７）。なお、Ｓ５５において、右側の傾き異常回数の累計値が１００に達しない場合（Ｓ５５；Ｎｏ）には、携帯電話１０は、Ｓ５６、Ｓ５７の処理を省略して、傾き異常判定処理を終了する。
【００３７】
一方、Ｓ５３における判定の結果、左傾き角度が異常である場合（Ｓ５３；Ｎｏ）、携帯電話１０は、左側の傾き異常回数の累計値に“１”を加算する（Ｓ５８）。加算の結果、当該累計値が１００以上となった場合（Ｓ５９；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、左側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ６０）、左側に傾き異常のあることを被験者に通知する。その後、携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右共に“０”にリセットする（Ｓ５７）。なお、Ｓ５９において、左側の傾き異常回数の累計値が１００に達しない場合（Ｓ５９；Ｎｏ）には、携帯電話１０は、Ｓ６０、Ｓ５７の処理を省略して、傾き異常判定処理を終了する。
【００３８】
上述したように、傾き異常判定処理では、傾き角度は、被験者が片足を踏み出す度に一歩ずつ求まるため、傾き角度と基準値との比較処理についても、１歩毎に実行される。その比較結果の累積が、左右の何れかに偏った場合に、携帯電話１０は、偏った側に姿勢異常があると判断し、その旨を、被験者であるユーザに通知する。
【００３９】
なお、Ｓ５２において、傾き角度＜基準値の関係にある場合（Ｓ５２；Ｎｏ）には、携帯電話１０は、Ｓ５３〜Ｓ６０の一連の処理を省略して、上述した傾き異常判定処理を終了する。
【００４０】
上述してきたように、実施例１に係る携帯電話１０によれば、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度の平均値を用いて、運動姿勢が正常か否かの判定基準となる基準値を算出する。また、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度を左右毎に算出する。そして、プロセッサ１１は、算出された左右毎の傾き角度が、算出された基準値以上となった回数に基づき、被験者の運動姿勢を判定する。より具体的には、プロセッサ１１は、算出された傾き角度が基準値以上となった回数を左右毎に計数し、左右何れかの回数が所定値以上となった場合に、被験者の運動姿勢が異常であると判定する。
【００４１】
換言すれば、携帯電話１０は、６軸センサ１６とプロセッサ１１とバイブレータ部１７とを有する。６軸センサ１６は、第１の軸の方向の加速度を検出すると共に、第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点（上述のステップマーカとしての歩行タイミング）を抽出する。プロセッサ１１は、６軸センサ１６により検出された角速度の変位値に基づいて、時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定する。プロセッサ１１は、時点、角速度の変位値、及び方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する。バイブレータ部１７は、左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う。特に、プロセッサ１１は、上記時点、上記角速度の変位値、及び上記方向と、所定の基準値とを比較し、当該比較の結果を上記左右の傾きバランスに関する情報として算出する。
【００４２】
すなわち、携帯電話１０は、所定時間における腰部傾き角度の平均値から、歩行姿勢の異常を判定する際の基準値を事前に求めておき、被験者の歩行中の傾き角度が当該基準値を超えた回数を用いて、姿勢異常を検知する。そして、携帯電話１０は、バイブレータの鳴動により、異常のある旨とその異常が左右何れの側にあるかを被験者に通知する。したがって、被験者であるユーザは、携帯電話１０を閉じ、腰部後方に装着するだけで、携帯電話１０からの通知を基に、歩行中の姿勢異常を簡易迅速に把握することができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例２における携帯電話について説明する。実施例２は、携帯電話が姿勢異常と判定する契機が実施例１と異なる。すなわち、実施例１では、携帯電話１０は、左右何れかの傾き異常回数が１００回に達した際に、姿勢異常と判定したが、実施例２では、左右の傾き異常回数の「差分」が１００回に到達した際に、姿勢異常と判定する。
【００４４】
実施例２における携帯電話の構成は、実施例１における携帯電話１０の構成と同様である。したがって、各構成要素には、同一の符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。また、動作についても、傾き異常判定処理を除き、実施例１における携帯電話１０の動作と同様である。したがって、各ステップには、同一の符号を用いると共に、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００４５】
図７は、実施例２に係る傾き異常判定処理を説明するためのフローチャートである。実施例２に係る傾き異常判定処理は、Ｓ６５及びＳ６９を除き、実施例１に係る異常判定処理と同様である。したがって、共通するステップには、末尾が同一の参照番号を付すと共に、その詳細な説明は省略する。具体的には、実施例１における図６のＳ５１〜Ｓ５４、Ｓ５６〜Ｓ５８、及びＳ６０の各処理は、実施例２における図７のＳ６１〜Ｓ６４、Ｓ６６〜Ｓ６８、及びＳ７０の各処理にそれぞれ対応する。
【００４６】
以下、実施例１との差異であるＳ６５及びＳ６９について詳述する。携帯電話１０は、傾き異常回数の累計値を左右毎に保持している。Ｓ６４における加算の結果、右側の傾き異常回数の累計値と左側の傾き異常回数の累計値との差分が１００以上となった場合（Ｓ６５；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、右側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ６６）、右側に傾き異常のあることを被験者に通知する。これに対して、Ｓ６８における加算の結果、左側の傾き異常回数の累計値と右側の傾き異常回数の累計値との差分が１００以上となった場合（Ｓ６９；Ｙｅｓ）、携帯電話１０は、左側異常用のバイブレータを起動し（Ｓ７０）、左側に傾き異常のあることを被験者に通知する。
【００４７】
図８は、傾き異常回数の累計値の時間的変化を示す図である。図８では、横軸に時間、縦軸に傾き異常回数の累計値が規定されている。図８に示すように、例えば、傾き異常回数が左右異なるペースで累積されていき、時刻ｔ１において、右側の累計値が“１２０回”、左側の累計値が“２０回”となった場合を想定する。この場合、右側の傾き異常回数の累計値に１が加算された時に、左右の累計値の差分が１００回（＝右１２０回−左２０回）に到達したことになる。したがって、携帯電話１０は、右側腰部に傾きの異常があることを検知し、これに対応するパターンのバイブレータを起動する。
【００４８】
上述してきたように、実施例２に係る携帯電話１０によれば、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度の平均値を用いて、運動姿勢が正常か否かの判定基準となる基準値を算出する。また、プロセッサ１１は、被験者の運動中における腰部の傾き角度を左右毎に算出する。そして、プロセッサ１１は、算出された左右毎の傾き角度が、算出された基準値以上となった回数に基づき、被験者の運動姿勢を判定する。より具体的には、プロセッサ１１は、算出された傾き角度が基準値以上となった回数を左右毎に計数し、左右の回数の差分が所定値以上となった場合に、被験者の運動姿勢が異常であると判定する。
【００４９】
すなわち、携帯電話１０は、回数そのものではなく、その差分に基づいて傾き異常を判定するため、左右何れかの傾き角度が他方の傾き角度と比較して相対的に大きい場合にのみ、異常が検知されることとなる。例えば、被験者の歩行する途上に段差や階段がある場合には、被験者の姿勢異常の有無に拘らず、両側の腰部が傾くこととなる。このような場合にまで、両側の傾き異常をカウントすると、実際には姿勢が正常であるにも拘らず、早い段階で姿勢異常がアラームされることとなり、正確な異常通知が行われないという不都合が生じる可能性がある。そこで、実施例２に係る携帯電話１０では、傾き異常回数の累計値の差分をとることにより、傾きが発生してもやむを得ない状況では、傾き異常の計数を結果として行わないようにする（ノーカウントとする）ことで、傾き異常回数の累計値のノイズを除去する。これにより、左右の腰部の傾きに有意な差が生じない限り、姿勢の異常は、被験者に通知されないこととなる。したがって、被験者は、異常の通知があった際には、腰部の傾きに真に偏りが生じている旨を、その通知を基に正確かつ容易に認識することができる。その結果、携帯電話１０の信頼性が向上する。
【００５０】
［歩行姿勢診断プログラム］
また、上記各実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図９を用いて、図１に示した携帯電話１０と同様の機能を有する歩行姿勢診断プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。
【００５１】
図９は、傾きバランス算出プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図９に示すように、コンピュータ１００は、ＣＰＵ１１０と、入力装置１２０と、モニタ１３０と、音声入出力装置１４０と、無線通信装置１５０と、６軸センサ１６０とを有する。更に、コンピュータ１００は、ＲＡＭ１７０と、ハードディスク装置１８０等のデータ記憶装置とを有し、これらをバス１９０で接続して構成される。ＣＰＵ１１０は、各種演算処理を実行する。入力装置１２０は、ユーザからのデータの入力を受け付ける。モニタ１３０は、各種情報を表示する。音声入出力装置１４０は、音声を入出力する。無線通信装置１５０は、無線通信を介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行う。６軸センサ１６０は、３軸方向の加速度及び３軸周りの角速度を検出する。ＲＡＭ１７０は、各種情報を一時的に記憶する。
【００５２】
そして、ハードディスク装置１８０には、図１に示したプロセッサ１１と同様の機能を有する傾きバランス算出プログラム１８１が記憶される。また、ハードディスク装置１８０には、図１に示した記憶部１２に記憶される各種データ（３軸方向の加速度及び角速度の履歴データ、ステップマーカ時刻、各時刻における左右の傾き角度の算出結果、傾き異常回数の累計値など）に対応する傾きバランス算出処理関連データ１８２及び算出履歴ファイル１８３が記憶される。
【００５３】
そして、ＣＰＵ１１０が傾きバランス算出プログラム１８１をハードディスク装置１８０から読み出してＲＡＭ１７０に展開することにより、傾きバランス算出プログラム１８１は、傾きバランス算出プロセス１７１として機能するようになる。そして、傾きバランス算出プロセス１７１は、傾きバランス算出処理関連データ１８２から読み出した情報等を適宜ＲＡＭ１７０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。そして、傾きバランス算出プロセス１７１は、所定の情報を算出履歴ファイル１８３に出力する。
【００５４】
なお、上記の傾きバランス算出プログラム１８１は、必ずしもハードディスク装置１８０に格納されている必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ１００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータ（またはサーバ）等にこのプログラムを記憶させておいてもよい。この場合には、コンピュータ１００がこれらからプログラムを読み出して実行する。
【００５５】
なお、上記各実施例では、携帯電話１０は、傾き角度の基準値の算出に際して、傾き角度の平均値を左右毎に求め、左右の平均値のうち、値の小さい方を基準値に設定するものとした。しかしながら、これに限らず、携帯電話１０は、上記左右の平均値の、平均値を算出し、その値を基準値として使用してもよい。例えば、基準値の算出に際して、右傾き角度が図４Ａに示した値を採るとき、右傾き角度の平均値は“９．３度”であり、左傾き角度が図４Ｂに示した値を採るとき、左傾き角度の平均値は“６．３度”である。したがって、この場合の基準値は、（９．３度＋６．３度）÷２により、“７．８度”と算出される。携帯電話１０は、この算出された平均値を基準値として傾き異常を判定することで、大きい方の傾き角度も考慮した基準値の設定と姿勢異常の判定が可能となる。
【００５６】
更に、携帯電話１０は、傾き角度の基準値の設定に関し、左右の平均値のうち値の小さい平均値と、左右の平均値の平均値とを併用することもできる。すなわち、携帯電話１０は、歩行姿勢の異常を判定する際の基準値として上記２つの値（例えば、６．３度と７．８度）を共に設定する。そして、携帯電話１０は、傾き異常判定処理の実行に際し、算出された傾き角度が何れかの基準値以上となった場合に、傾き異常回数の累計値に１を加算する。かかる態様では、傾き角度が、左右の平均値の平均値以上となった場合には、必然的に小さい平均値も超えるため、この場合には、２が加算されることになる。また、傾き角度が、小さい平均値以上となった場合には通常通り“１”を加算し、左右の平均値の平均値以上となった場合には“３”を加算するというように、傾き異常回数の累計に重み付けを行ってもよい。これにより、携帯電話１０は、被験者の歩行中における傾きの程度が特に大きい場合には、より早い段階で、その旨を通知することができる。したがって、基準値に到達した回数のみならず、歩行中の傾きの程度（どの位傾いたか）をも考慮に入れた、木目細やかな姿勢診断を実現することができる。その結果、姿勢診断の精度が向上する。
【００５７】
また、実施例１においては、携帯電話１０は、傾き角度が基準値を超えた回数を基に傾き異常の有無を判定するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、回数そのものではなく、所定時間における回数（頻度）を基に傾き異常の有無を判定するものとしてもよい。例えば、携帯電話１０は、１分間に基準値を超えた回数が３０回以上となった場合に、傾き異常を被験者に通知するものとしてもよい。携帯電話１０が回数を基に異常判定を行うと、傾きが異常となった頻度が少ない場合でも、被験者が長時間の歩行を継続したことに伴い、必ず通知が行われることになる。そこで、携帯電話１０は、傾き異常が所定の頻度となった場合に初めて、姿勢異常を通知するものとすれば、被験者は、その通知を基に、有意な程度の傾き異常が実際にあったことを容易に知ることができる。
【００５８】
更に、実施例２においては、携帯電話１０は、傾き角度が基準値を超えた回数の差分を計数し、差分が所定値となった場合に傾き異常と判定するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、差分の累計値そのものではなく、所定時間（例えば１分間）毎に差分を監視し、所定時間に発生した差分を基に傾き異常の有無を判定するものとしてもよい。例えば、携帯電話１０は、１分間における差分が２０回以上となった場合に初めて、傾き異常を被験者に通知するものとしてもよい。携帯電話１０が差分の累計値を基に異常判定を行うと、差分の発生頻度は小さくても（実際にはあまり異常がなくても）、長時間の歩行に伴い、傾き異常と判定されてしまう可能性がある。そこで、携帯電話１０が、傾き異常の判定対象となる時間を所定時間単位に区切って、差分を監視するものとすれば、差分が発生しても、その差分が所定時間の間に閾値に達しない限りは、姿勢異常は通知されないこととなる。したがって、被験者は、通知があった場合には、歩行姿勢に相当程度の傾き異常があったことを、その通知を基に容易に知ることができる。
【００５９】
また、上記各実施例では、携帯電話１０は、傾き角度が基準値以上となった回数やその差分に基づき、傾き異常を判定するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、傾き角度が基準値以上となった程度（傾き角度の値）を考慮に入れて、傾き異常を判定するものとしてもよい。すなわち、上記各実施例では、回数や差分は参照されるものの、傾き角度が基準値を超えた量については勘案されないが、携帯電話１０は、回数や差分のみならず、傾き角度がどの程度基準値を上回ったかをも考慮に入れて傾き異常を判定するものとしてもよい。これを実現するために、例えば、携帯電話１０は、傾き異常の回数ではなく、傾き角度自体の累計値を用いて、異常の有無を判定する。具体的には、携帯電話１０は、傾き角度の累計値または累計値の差分が所定の角度（例えば、１０００度程度）以上となった場合に、異常と判定することができる。かかる態様では、携帯電話１０は、必ずしも傾き角度基準値を設定することなく、傾き異常の判定を行うことができる。
【００６０】
また、例えば、携帯電話１０は、基準値以上であれば“１”を加算し、基準値未満であれば加算しないという二者択一的なカウントではなく、傾き角度が基準値を上回った程度に応じて、加算する回数を段階的に増減させてもよい。具体的には、携帯電話１０は、傾き角度が基準値を３度未満しか超えなかった場合には通常通り“１”を加算するが、３度以上上回った場合には“２”を加算し、５度以上上回った場合には“４”を加算する、というように、傾き角度の大きさに応じて加算回数を変動させる。これにより、携帯電話１０は、累計値やその差分の閾値を変えることなく、結果として、少ない回数や差分で、被験者の傾き異常を検知することができる。したがって、携帯電話１０は、より実態に即した姿勢異常の検知及び通知を、より早い段階で迅速に行うことが可能となる。その結果、携帯電話１０の信頼性や利便性が向上する。
【００６１】
更に、上記各実施例では、携帯電話１０は、傾き異常を検知した際、異常があった旨と、左右何れの側に異常があったかの通知を行うものとした。しかしながら、これらの情報に限らず、携帯電話１０は、傾き角度の平均値や、傾き角度が基準値以上となった回数や頻度を左右毎に表示するものとしてもよい。例えば、携帯電話１０は、傾き異常を検知した際、「右側の腰の傾き角度は６．６度でしたが、左側は１０．３度でした。左右の傾き角度に３．７度の差がありました。」等というメッセージを表示する。あるいは、携帯電話１０は、「左側の腰は１６０回中３０回傾きましたが、右側の腰は１６０回中１００回傾きました。右側の傾きを抑えて歩行して下さい。」等というメッセージを表示する。これにより、被験者は、傾きの有無やサイドのみならず、傾きの度合いといった、より詳細な情報を得ることができる。したがって、被験者は、この情報を基に、歩行中に如何なる注意が必要であり、歩行姿勢をどのように修正すれば良いかといった具体的な改善策を、簡易かつ適確に知ることができる。その結果、携帯電話１０の利便性が向上する。
【００６２】
更に、上記各実施例では、運動の一例として歩行を例に採り、歩行姿勢の異常を検知する携帯電話について説明したが、本発明は、これに限らず、スキップや小走り、ランニング等、歩行以外の運動についても適用可能である。また、本発明は、携帯電話に限らず、スマートフォンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）といった様々な携帯型端末装置に適用可能である。
【００６３】
また、上記各実施例では、傾き角度の基準値の算出に際し、歩数を指標として、１００歩分の加速度及び角速度の測定が終了したことを以って、基準値の算定を行うものとした。しかしながら、これに限らず、歩行時間を指標としてもよい。すなわち、携帯電話１０は、傾き角度算出処理を所定時間（例えば、１〜３分間程度）の歩行に対して実行した後に、基準値の算定を行うものとしてもよい。
【００６４】
更に、携帯電話１０は、６軸センサ１６を有するものとした。すなわち、携帯電話１０は、６軸センサ１６から出力される左右方向の移動量、上下方向の移動量、前後方向の移動量、前後方向の回転量、体幹方向の回転量、及び左右方向の回転量を検出するものとした。しかしながら、携帯電話１０は、これに限定されず、３軸加速度センサのうち上下方向の移動量を検出するｙ軸方向の加速度センサを有し、ｙ軸方向以外の座標軸方向の加速度センサまたは何れか１つの座標軸周りの角速度センサを有するようにしてもよい。
【００６５】
また、図示した携帯電話の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、基準値算出部と傾き角度算出部とを１つの構成要素として統合してもよい。反対に、判定部に関し、左右毎の傾き角度が基準値以上となった回数を計数する部分と、該計数結果に基づいて被験者の運動姿勢を判定する部分とに分散してもよい。また、記憶部１２を、携帯電話１０の外部装置としてネットワークやケーブル経由で接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 携帯電話
１１ プロセッサ
１２ 記憶部
１３ 表示部
１４ 入力部
１５ 無線通信部
１６ ６軸センサ
１７ バイブレータ部
１００ コンピュータ
１１０ ＣＰＵ
１２０ 入力装置
１３０ モニタ
１４０ 音声入出力装置
１５０ 無線通信装置
１６０ ６軸センサ
１７０ ＲＡＭ
１７１ 傾きバランス算出プロセス
１８０ ハードディスク装置
１８１ 傾きバランス算出プログラム
１８２ 傾きバランス算出処理関連データ
１８３ 算出履歴ファイル
１９０ バス
Ａ アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸の方向の加速度を検出する加速度検出部と、
前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する角速度検出部と、
前記加速度検出部により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出し、前記角速度検出部により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定し、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する制御部と、
前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う通知部と
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向と、所定の基準値とを比較し、当該比較の結果を前記左右の傾きバランスに関する情報として算出することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
第１の軸の方向の加速度を検出する加速度検出部と、前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する角速度検出部と、制御部と、通知部とを有する電子機器により実行される傾きバランス算出プログラムであって、
前記加速度検出部により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出し、
前記角速度検出部により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定し、
前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出し、
前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を、前記通知部に行わせる処理
を前記制御部に実行させることを特徴とする傾きバランス算出プログラム。
【請求項１】
第１の軸の方向の加速度を検出する加速度検出部と、
前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する角速度検出部と、
前記加速度検出部により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出し、前記角速度検出部により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定し、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出する制御部と、
前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を行う通知部と
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向と、所定の基準値とを比較し、当該比較の結果を前記左右の傾きバランスに関する情報として算出することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
第１の軸の方向の加速度を検出する加速度検出部と、前記第１の軸と直交する第２の軸周りの角速度を検出する角速度検出部と、制御部と、通知部とを有する電子機器により実行される傾きバランス算出プログラムであって、
前記加速度検出部により検出された複数時点の加速度の変位値に基づいて、１歩毎に現れる所定の特徴変位の時点を抽出し、
前記角速度検出部により検出された角速度の変位値に基づいて、前記時点の変位が何れの方向に対応する変位であるかを判定し、
前記時点、前記角速度の変位値、及び前記方向に基づいて、左右の傾きバランスに関する情報を算出し、
前記左右の傾きバランスに関する情報に基づいた通知を、前記通知部に行わせる処理
を前記制御部に実行させることを特徴とする傾きバランス算出プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４８９６９（Ｐ２０１２−２４８９６９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１７４５０（Ｐ２０１１−１１７４５０）
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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