JP2017006371A5 - - Google Patents

Description

例えば、ランニング時の身体の使い方における左右のバランスを調べるためには、ランニング中に計測される様々な事象が、右足の着地に起因するものか、左足の着地に起因するものかを、運動指標として判定することが重要である。このような左右の足の着地判定については、例えば特許文献１に、センサ（計測器）を装着した姿勢における左右方向の回転量を用い、最大回転量となる方向（プラス方向かマイナス方向か）に基づいて、一歩を成す脚の左右を判定する手法が記載されている。

一般に、ランニング時における身体の動きは、腰部分と胸部分の鉛直軸回りの回転が逆方向になることが知られている。しかしながら、ランニング動作において、スピードを上げた場合には、胸部分の回転が腰部分の回転よりも大きくなって、鉛直軸における回転の中間点（回転方向が切り替わる中心点）が腰に近い位置に移動することになる。そのため、センサ機器を人体の体幹軸上、例えば、腰に装着してランニング時の動作を計測する場合、ランニング時の振動等によりセンサ機器の装着位置が上下にずれることによって、腰部分の回転が適切に検知されにくくなり、左右の足の着地判定が不安定になったり不正確になったりするという問題を有している。

そこで、本発明においては上記問題点に鑑みて、センサ機器を人体の体幹軸上で装着した場合であっても、正確に左右の足の着地判定を行うことができる運動支援装置及び運動支援方法、運動支援プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る運動支援装置は、
利用者の体幹軸上に装着されたセンサ部が計測して出力するセンサデータを取得するセンサデータ取得手段と、
前記センサデータから判定されるタイミングであって、かつ、前記利用者の左右の足のいずれかが着地した着地タイミングを基準とした所定のタイミングにおける、前記センサデータの第１の成分を用いて、前記着地タイミングにおいて着地した足が前記利用者の前記左右の足のいずれであるかを判定する左右着地判定手段と、
を有し、
前記センサ部は、前記利用者の進行方向をＹ軸とし、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの一部として出力し、
前記左右着地判定手段は、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて、前記判定を行うことを特徴とする。

本発明に係る運動支援方法は、
利用者の体幹軸上に装着されたセンサ部が計測して出力するセンサデータを取得し、
前記センサデータから判定されるタイミングであって、かつ、前記利用者の左右の足のいずれかが着地した着地タイミングを基準とした所定のタイミングにおける、前記センサデータの第１の成分を用いて、前記着地タイミングにおいて着地した前記足が前記利用者の左右の足のいずれであるかを判定し、
前記判定において、前記センサ部は、前記利用者の進行方向をＹ軸とし、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの一部として出力し、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて、前記判定を行うことを特徴とする。

本発明に係る運動支援プログラムは、
コンピュータに、
利用者の体幹軸上に装着されたセンサ部が計測して出力するセンサデータを取得させ、
前記センサデータから判定されるタイミングであって、かつ、前記利用者の左右の足のいずれかが着地した着地タイミングを基準とした所定のタイミングにおける、前記センサデータの第１の成分を用いて、前記着地タイミングにおいて着地した前記足が前記利用者の左右の足のいずれであるかを判定させ、
前記判定において、前記センサ部は、前記利用者の進行方向をＹ軸とし、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの一部として出力し、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて、前記判定を行わせることを特徴とする。

Claims (11)

1. 利用者の体幹軸上に装着されたセンサ部が計測して出力するセンサデータを取得するセンサデータ取得手段と、
   前記センサデータから判定されるタイミングであって、かつ、前記利用者の左右の足のいずれかが着地した着地タイミングを基準とした所定のタイミングにおける、前記センサデータの第１の成分を用いて、前記着地タイミングにおいて着地した足が前記利用者の前記左右の足のいずれであるかを判定する左右着地判定手段と、
   を有し、
   前記センサ部は、前記利用者の進行方向をＹ軸とし、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの一部として出力し、
   前記左右着地判定手段は、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて、前記判定を行うことを特徴とする運動支援装置。
2. 前記センサ部は、更に、前記進行方向に対して直交し、且つ地面に水平な方向をＸ軸とし、前記進行方向に対して直交し、且つ地面に垂直な方向をＺ軸として、前記Ｙ軸の角速度データに加えて、前記Ｘ軸の加速度データと、前記Ｚ軸の角速度データを前記センサデータの一部として出力し、
   前記左右着地判定手段は、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて前記判定を行うことに加えて、前記Ｘ軸の加速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて前記判定を行うことと、前記Ｚ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて前記判定を行うこと、を特徴とする請求項１に記載の運動支援装置。
3. 前記左右着地判定手段は、それぞれの前記判定により、着地した足が前記利用者の右足であると判定した数と、着地した足が前記利用者の左足であると判定した数との比較に基づいて、前記着地タイミングにおいて着地した足が前記左右の足のいずれであるかを決定することを特徴とする請求項２に記載の運動支援装置。
4. 前記左右着地判定手段は、それぞれの前記判定により、着地した足が前記利用者の右足であると判定した数と、着地した足が前記利用者の左足であると判定した数の尤度に基づいて、前記着地タイミングにおいて着地した足が前記左右の足のいずれであるかを決定することを特徴とする請求項２に記載の運動支援装置。
5. 前記左右着地判定手段は、前記判定を間欠的に行い、
   前記左右着地判定手段が前記判定を行っていない期間において、前記センサ部による前記Ｙ軸の角速度データと前記Ｚ軸の角速度データの計測を無効状態に設定する計測制御手段を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の運動支援装置。
6. 前記計測制御手段は、前記センサ部による前記Ｙ軸の角速度データと前記Ｚ軸の角速度データの計測が無効になっている状態において、前記利用者の状態が所定の状態になった場合、前記センサ部による前記Ｙ軸の角速度データと前記Ｚ軸の角速度データの計測を有効状態に設定することを特徴とする請求項５に記載の運動支援装置。
7. 前記左右着地判定手段により前記左右いずれの足であるか判定された結果に基づいて算出される前記利用者の身体の動作状態に関する指標を、所定の形態で表示する表示部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の運動支援装置。
8. 前記左右着地判定手段により前記左右いずれの足であるか判定された結果に基づいて算出される前記利用者の身体の動作状態に関する指標を、所定の形態で表示する表示部を有し、
   前記左右着地判定手段は、前記左右いずれの足であるか判定した結果の尤度に応じて、前記表示部における前記指標の表示形態を変更することを特徴とする請求項４に記載の運動支援装置。
9. 前記センサ部は、更に、前記進行方向に対して直交し、地面に水平な方向をＸ軸とし、前記進行方向に対して直交し、地面に垂直な方向をＺ軸として、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記Ｚ軸の加速度データを前記センサデータの一部として出力し、
   前記Ｚ軸又は前記Ｙ軸の加速度データを、前記センサデータの、前記第１の成分と異なる第２の成分として用いて、前記着地タイミングを検出する歩判定手段を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の運動支援装置。
10. 利用者の体幹軸上に装着されたセンサ部が計測して出力するセンサデータを取得し、
    前記センサデータから判定されるタイミングであって、かつ、前記利用者の左右の足のいずれかが着地した着地タイミングを基準とした所定のタイミングにおける、前記センサデータの第１の成分を用いて、前記着地タイミングにおいて着地した前記足が前記利用者の左右の足のいずれであるかを判定し、
    前記判定において、前記センサ部は、前記利用者の進行方向をＹ軸とし、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの一部として出力し、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて、前記判定を行うことを特徴とする運動支援方法。
11. コンピュータに、
    利用者の体幹軸上に装着されたセンサ部が計測して出力するセンサデータを取得させ、
    前記センサデータから判定されるタイミングであって、かつ、前記利用者の左右の足のいずれかが着地した着地タイミングを基準とした所定のタイミングにおける、前記センサデータの第１の成分を用いて、前記着地タイミングにおいて着地した前記足が前記利用者の左右の足のいずれであるかを判定させ、
    前記判定において、前記センサ部は、前記利用者の進行方向をＹ軸とし、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの一部として出力し、前記Ｙ軸の角速度データを前記センサデータの前記第１の成分として用いて、前記判定を行わせることを特徴とする運動支援プログラム。