JP2017009432A - 情報処理装置、測定値の補正方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補正係数算出部2020は、ユーザが歩行動作中の一歩において地面にかける負荷の測定値を用いて補正係数を算出する。補正係数算出部2020が用いる測定値は、1)ミッドスタンスにおいてユーザの立脚足が地面にかける第1負荷、2)ターミナルスタンスにおいてユーザの立脚足が地面にかける第2負荷、及び3)プレスイングにおいてユーザの立脚足が地面にかける第3負荷のそれぞれを測定した値である。補正部2040は、補正係数算出部2020によって算出された補正係数を用いて、上記負荷を測定する負荷測定器の測定値を補正する。
【選択図】図1
Description
図1は、実施形態1に係る情報処理装置2000を例示するブロック図である。図1において、各ブロックは、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位の構成を表している。
本実施形態の情報処理装置2000によれば、ユーザの一歩ごとの動作における上記3つの期間で、立脚足が地面にかける負荷に基づき、補正係数が算出される。そして、この補正係数に基づいて、測定器(足圧分布センサなど)の測定値が補正される。このように、本実施形態によれば、測定器により測定される、ユーザの歩行中に立脚足が地面にかける負荷の測定値を、立脚足が地面にかける負荷の代表値(第1の負荷、第2の負荷、及び第3の負荷)に基づいて算出される補正係数に基づいて補正するため、測定器の測定感度誤差を一歩ごとに修正することができる。よって、本実施形態によれば、測定器の種類や仕様に依存することなく、人が歩行動作で地面にかける負荷の測定精度を高めることができる。そのため、足圧分布センサなどの安価のセンサを用いたとしても、ユーザの歩行足が地面にかける負荷を高い精度で把握できるようになる。
実施形態1の情報処理装置2000の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア(例:ハードワイヤードされた電子回路など)で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ(例:電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど)で実現されてもよい。以下、情報処理装置2000の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
図3は、実施形態1の情報処理装置2000によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。補正係数算出部2020は、第1負荷、第2負荷、及び第3負荷の測定値を取得する(S102)。補正係数算出部2020は、取得した第1負荷、第2負荷、及び第3負荷の測定値を用いて、補正係数を算出する(S104)。補正部2040は、上記補正係数を用いて負荷測定器10の測定値を補正する(S106)。
歩行分析の分野において、人の歩行動作における一歩が、複数の期間に分類されている。非特許文献1は、ユーザの一歩が地面に負荷をかける(ユーザの身体を支える)期間(立脚期)を、1)イニシャルコンタクト、2)ローディングレスポンス、3)ミッドスタンス、4)ターミナルスタンス、5)プレスイングという5つの期間に分類している。これらの各期間はそれぞれ、立脚期を 0% から 100% の期間として表した場合に、1)0%、2)0% から 20%、3)20% から 50%、4)50% から 80%、5)80% から 100% の各期間である。
補正係数算出部2020は各負荷の測定値を取得する(S102)。負荷測定器10は、少なくとも上述のミッドスタンス、ターミナルスタンス、及びプレスイングにおいてユーザが地面にかける負荷を計測する。例えば負荷測定器10は、負荷を測定するセンサの出力を所定のサンプリングレートでサンプリングし、サンプリングした値を測定値として出力する。そして補正係数算出部2020は、サンプリングされた値の内、ミッドスタンス、ターミナルスタンス、及びプレスイングのそれぞれで測定された測定値を、第1負荷、第2負荷、及び第3負荷として取得する。
実施形態2に係る情報処理装置2000は、例えば実施形態1と同様に図1で表される。以下で説明する点を除き、実施形態2の情報処理装置2000は、実施形態1の情報処理装置2000と同様である。
まず補正係数算出部2020は、第1から第3の負荷の測定値を用いてユーザの推定体重を算出する。例えば補正係数算出部2020は、以下の数式(1)を用いて、ユーザの推定体重を算出する。
補正部2040は、ユーザの体重の真値、及び補正係数算出部2020によって算出されたユーザの推定体重を取得する。ユーザの体重の真値は、例えば別途の方法で予め測定された値である。例えばユーザの体重の真値は、体重計などを用いて測定された値である。また例えば、ユーザの体重の真値は、ユーザから申告された値でもよい。
図6は、負荷測定器10の出力が補正部2040によって補正された様子を表すグラフである。X軸は立脚期の長さを 100% 時間とする相対時間を表し、Y軸は負荷測定器10の測定値を表す。本例における負荷測定器10のセンサは足圧分布センサである。そのため、Y軸は足圧の大きさを表す。点線は補正前の足圧(負荷測定器10の出力)の変化を表し、実線は補正後の足圧(補正された負荷測定器10の出力)の変化を表す。
例えば補正部2040は、負荷測定器10の内部に設けられる。こうすることで、センサの出力をそのまま測定値として外部に出力するのではなく、補正部2040によって補正された値を測定値として外部に出力するように、負荷測定器10を構成する。
例えば実施形態2の情報処理装置2000のハードウエア構成は、実施形態1の情報処理装置2000と同様に、図2で表される。本実施形態において、前述したストレージ1080に記憶される各プログラムモジュールには、本実施形態で説明する各機能を実現するプログラムがさらに含まれる。
実施形態3に係る情報処理装置2000は、例えば実施形態1と同様に図1で表される。以下で説明する点を除き、実施形態3の情報処理装置2000は、実施形態1の情報処理装置2000と同様である。
図7及び図8を用いて、本実施形態の情報処理装置2000の動作例について具体的に説明する。なお、図7及び図8に示すグラフは、あくまで実施形態の理解を深めるための一例である。以下の具体例では、補正係数としてユーザの推定体重を用いている。
例えば補正部2040は、ユーザの歩行動作の解析を行う計算機などに設けられる。例えばこの計算機は、補正部2040によって補正された後のデータを表示画面や記憶装置等に出力する。ただし、補正部2040は、負荷測定器10の内部に設けられてもよい。
上述した実施形態3の情報処理装置2000の機能を、実施形態2の情報処理装置2000の機能と組み合わせてもよい。具体的には、補正部2040は、1)実施形態3の補正部2040の機能により、各一歩に関する測定値を相対的に補正した後、2)これら補正後の値を、実施形態2の補正部2040の機能によってさらに補正する。
例えば実施形態3の情報処理装置2000のハードウエア構成は、実施形態1の情報処理装置2000と同様に、図2で表される。本実施形態において、前述したストレージ1080に記憶される各プログラムモジュールには、本実施形態で説明する各機能を実現するプログラムがさらに含まれる。
前記補正係数を用いて、前記負荷測定器の測定値を補正する補正手段と、
を有する情報処理装置。
<2> 前記補正係数算出手段は、前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いて、ユーザの推定体重を算出し、前記ユーザの体重の真値と前記推定された体重との比を前記補正係数として算出する、
<1>に記載の情報処理装置。
<3> 前記補正係数算出手段は、前記ユーザの歩行動作中の第1の一歩について第1の前記補正係数を算出し、前記ユーザの歩行動作中の第2の一歩について第2の前記補正係数を算出し、
前記補正手段は、第1の前記補正係数と第2の前記補正係数との比を用いて、前記第2の一歩の負荷の測定値を補正する、
<1>に記載の情報処理装置。
<4> 前記補正係数算出手段は、
前記第1の一歩について測定された前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いてユーザの推定体重を算出し、その値を第1の前記補正係数とし、
前記第2の一歩について測定された前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いてユーザの推定体重を算出し、その値を第2の前記補正係数とし、
前記ユーザの体重の真値と第1の前記補正係数との比を第3の補正係数として算出し、
前記補正手段は、第1の前記補正係数と第2の前記補正係数との比を用いて補正された第2の一歩の負荷の測定値を、第3の前記補正係数を用いてさらに補正する、
<3>に記載の情報処理装置。
<5> 前記補正係数算出手段は、各前記負荷の測定値と、各前記負荷に対応する所定の係数とをそれぞれ掛け合わせた値を合算することで、前記ユーザの推定体重を算出し、前記補正係数の算出に用いる、
<1>乃至<4>いずれか一つに記載の情報処理装置。
<6> 前記補正係数算出手段は、前記負荷測定器によって測定された、前記第1の負荷、前記第2の負荷、前記第3の負荷、ローディングレスポンスにおいて立脚足が地面にかける第4の負荷、及びターミナルスタンスにおいて立脚足が地面にかける負荷であり、前記第2の負荷とは異なるタイミングにおける負荷である第5の負荷の各測定値を用いて、前記補正係数を算出する、
<1>乃至<5>いずれか一つに記載の情報処理装置。
<7> 各前記負荷は、立脚期の長さに対して相対的に定められている各タイミングで測定される、
<1>乃至<6>いずれか一つに記載の情報処理装置。
<8> 前記負荷測定器は足圧分布センサである、<1>乃至<7>いずれか一つに記載の情報処理装置。
<9> ユーザの歩行動作中の或る一歩について負荷測定器によって測定された、ミッドスタンスにおいて立脚足が地面にかける第1の負荷、ターミナルスタンスにおいて立脚足が地面にかける第2の負荷、及びプレスイングにおいて立脚足が地面にかける第3の負荷の各測定値を用いて補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数を用いて、前記負荷測定器の測定値を補正する補正ステップと、
を有する測定値の補正方法。
<10> 前記補正係数算出ステップは、前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いて、ユーザの推定体重を算出し、前記ユーザの体重の真値と前記推定体重との比を前記補正係数として算出する、前記負荷測定器の測定値を補正する、
<9>に記載の測定値の補正方法。
<11> 前記補正係数算出ステップは、前記ユーザの歩行動作中の第1の一歩について第1の前記補正係数を算出し、前記ユーザの歩行動作中の第2の一歩について第2の前記補正係数を算出し、
前記補正ステップは、第1の前記補正係数と第2の前記補正係数との比を用いて、前記第2の一歩の負荷の測定値を補正する、
<9>に記載の測定値の補正方法。
<12> 前記補正係数算出ステップは、
前記第1の一歩について測定された前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いてユーザの推定体重を算出し、その値を第1の前記補正係数とし、
前記第2の一歩について測定された前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いてユーザの推定体重を算出し、その値を第2の前記補正係数とし、
前記ユーザの体重の真値と第1の前記補正係数との比を第3の補正係数として算出し、
前記補正ステップは、第1の前記補正係数と第2の前記補正係数との比を用いて補正された第2の一歩の負荷の測定値を、第3の前記補正係数を用いてさらに補正する、
<11>に記載の測定値の補正方法。
<13> 前記補正係数算出ステップは、各前記負荷の測定値と、各前記負荷に対応する所定の係数とをそれぞれ掛け合わせた値を合算することで、前記ユーザの推定体重を算出し、前記補正係数の算出に用いる、
<9>乃至<12>いずれか一つに記載の測定値の補正方法。
<14> 前記補正係数算出ステップは、前記負荷測定器によって測定された、前記第1の負荷、前記第2の負荷、前記第3の負荷、ローディングレスポンスにおいて立脚足が地面にかける第4の負荷、及びターミナルスタンスにおいて立脚足が地面にかける負荷であり、前記第2の負荷とは異なるタイミングにおける負荷である第5の負荷の各測定値を用いて、前記補正係数を算出する、
<9>乃至<13>いずれか一つに記載の測定値の補正方法。
<15> 各前記負荷は、立脚期の長さに対して相対的に定められている各タイミングで測定される、
<9>乃至<14>いずれか一つに記載の測定値の補正方法。
<16> 前記負荷測定器は足圧分布センサである、
<9>乃至<15>いずれか一つに記載の測定値の補正方法。
<17> <9>乃至<16>いずれか一つに記載の測定値の補正方法における各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
30、40、50、60 線
1000 計算機
1020 バス
1040 プロセッサ
1060 メモリ
1080 ストレージ
1100 入出力インタフェース
2000 情報処理装置
2020 補正係数算出部
2040 補正部
Claims (10)
- ユーザの歩行動作中の或る一歩について負荷測定器によって測定された、ミッドスタンスにおいて立脚足が地面にかける第1の負荷、ターミナルスタンスにおいて立脚足が地面にかける第2の負荷、及びプレスイングにおいて立脚足が地面にかける第3の負荷の各測定値を用いて、補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数を用いて、前記負荷測定器の測定値を補正する補正手段と、
を有する情報処理装置。 - 前記補正係数算出手段は、前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いて、ユーザの推定体重を算出し、前記ユーザの体重の真値と前記推定体重との比を前記補正係数として算出する、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記補正係数算出手段は、前記ユーザの歩行動作中の第1の一歩について第1の前記補正係数を算出し、前記ユーザの歩行動作中の第2の一歩について第2の前記補正係数を算出し、
前記補正手段は、第1の前記補正係数と第2の前記補正係数との比を用いて、前記第2の一歩の負荷の測定値を補正する、請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記補正係数算出手段は、
前記第1の一歩について測定された前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いてユーザの推定体重を算出し、その値を第1の前記補正係数とし、
前記第2の一歩について測定された前記第1の負荷、前記第2の負荷、及び前記第3の負荷を用いてユーザの推定体重を算出し、その値を第2の前記補正係数とし、
前記ユーザの体重の真値と第1の前記補正係数との比を第3の前記補正係数として算出し、
前記補正手段は、第1の前記補正係数と第2の前記補正係数との比を用いて補正された第2の一歩の負荷の測定値を、第3の前記補正係数を用いてさらに補正する、請求項3に記載の情報処理装置。 - 前記補正係数算出手段は、各前記負荷の測定値と、各前記負荷に対応する所定の係数とをそれぞれ掛け合わせた値を合算することで、前記ユーザの推定体重を算出し、前記補正係数の算出に用いる、請求項1乃至4いずれか一項に記載の情報処理装置。
- 前記補正係数算出手段は、前記負荷測定器によって測定された、前記第1の負荷、前記第2の負荷、前記第3の負荷、ローディングレスポンスにおいて立脚足が地面にかける第4の負荷、及びターミナルスタンスにおいて立脚足が地面にかける負荷であり、前記第2の負荷とは異なるタイミングにおける負荷である第5の負荷の各測定値を用いて、前記補正係数を算出する、請求項1乃至5いずれか一項に記載の情報処理装置。
- 各前記負荷は、立脚期の長さに対して相対的に定められている各タイミングで測定される、請求項1乃至6いずれか一項に記載の情報処理装置。
- 前記負荷測定器は足圧分布センサである、請求項1乃至7いずれか一項に記載の情報処理装置。
- ユーザの歩行動作中の或る一歩について負荷測定器によって測定された、ミッドスタンスにおいて立脚足が地面にかける第1の負荷、ターミナルスタンスにおいて立脚足が地面にかける第2の負荷、及びプレスイングにおいて立脚足が地面にかける第3の負荷の各測定値を用いて、補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数に基づいて、前記負荷測定器の測定値を補正する補正ステップと、
を有する測定値の補正方法。 - 請求項9に記載の測定値の補正方法における各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
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