特許 6390303 測定装置、測定方法及び測定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6390303

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】測定装置、測定方法及び測定プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20180910BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/11 100

   A61B5/11 230

   A61B5/11ZDM

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-192120(P2014-192120)

(22)【出願日】2014年9月22日

(65)【公開番号】特開2016-59729(P2016-59729A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2017年9月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】広浜 雅行

(72)【発明者】

【氏名】長坂 知明

【審査官】 遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開平２−２０３８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３７４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３３７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６８９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０３６１３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００１−５１９１８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０６−５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

人体が進行方向に移動しているときに、当該人体に取り付けられた加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動きに関するタイミングを取得する制御部を備え、
前記制御部は、
上下方向の前記加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化処理後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとし、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとし、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得することを特徴とする測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の測定装置において、
前記制御部は、
前記第一探索期間内に前記減速動作に対応する前記極値が一つの場合は、当該極値のタイミングを前記着地タイミングとして取得し、
前記第一探索期間内に前記減速動作に対応する前記極値が二つ以上ある場合は、前記探索期間内において、左右方向の加速度信号の波形の極値が一定間隔内に三つ存在し、且つ、当該三つの極値のうち隣接する極値の差分が所定値以上であるときに、前記三つの極値のうち最初に発生した極値に最も近い前記極値のタイミングを着地タイミングとして取得することを特徴とする測定装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の測定装置において、
前記制御部は、
前記第一基準タイミングと、前記第一基準タイミングより時間的に後であって前記第一基準タイミングに最も近い前記第二基準タイミングとの間の第二探索期間内において、前記前後方向の加速度信号の波形が加速から減速へと変化した後に最初の減速を示す極値を探索し、当該最初の減速を示す極値が存在した場合に、前記極値のタイミングを前記人体の足の離地タイミングとして取得することを特徴とする測定装置。

【請求項4】

請求項３に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記最初の減速を示す極値が存在しなかった場合には、前記第二探索期間の開始から所定期間内のタイミングを離地タイミングとして取得することを特徴とする測定装置。

【請求項5】

請求項４に記載の測定装置において、
前記第二探索期間の開始から所定期間内のタイミングは、該第二探索期間の開始から該第二探索期間の９２〜９７％であることを特徴とする測定装置。

【請求項6】

請求項３から５の何れか一項に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記着地タイミングと前記離地タイミングとの差分を前記人体の足の接地時間として取得することを特徴とする測定装置。

【請求項7】

請求項１から６の何れか一項に記載の測定装置において、
人体に取り付けられ、加速度を所定時間毎に測定して前記加速度信号を出力する加速度センサを備えたことを特徴とする測定装置。

【請求項8】

人体が進行方向に移動しているときに、当該人体に取り付けられた加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動作に関するタイミングを取得する測定方法であって、
上下方向の前記加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとし、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとし、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得することを特徴とする測定方法。

【請求項9】

人体が進行方向に移動しているときに、当該人体に取り付けられた加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動作に関するタイミングを取得するコンピュータに、
上下方向の加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとして取得させ、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求めさせ、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとして取得させ、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得させることを特徴とする測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定装置、測定方法及び測定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、人体に加速度センサを取り付けた状態で歩行したときの、加速度センサの進行方向に対する出力結果と、鉛直方向に対する出力結果とから、例えば歩行時における着地タイミングや離地タイミング、接地時間等の着地に関するデータを測定することのできる測定装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１７９１１４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、走行時においては、両足が接地していない状態があるために、加速度センサからの前後方向の出力結果の波形が安定せず、着地に関するデータが正確に得られないおそれがある。
このため、本発明の課題は、走行時においても着地に関するデータを確実に測定可能とすることである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するために、本発明の一の態様によれば、
人体が進行方向に移動しているときに、当該人体に取り付けられた加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動きに関するタイミングを取得する制御部を備え、
前記制御部は、
上下方向の前記加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化処理後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとし、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとし、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得することを特徴とする測定装置が提供される。

【0006】

本発明の他の態様によれば、
人体が進行方向に移動しているときに、当該人体に取り付けられた加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動作に関するタイミングを取得する測定方法であって、
上下方向の前記加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとし、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとし、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得することを特徴とする測定方法が提供される。

【0007】

本発明の他の態様によれば、
人体が進行方向に移動しているときに、当該人体に取り付けられた加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動作に関するタイミングを取得するコンピュータに、
上下方向の加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとして取得させ、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求めさせ、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとして取得させ、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得させることを特徴とする測定プログラムが提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、走行時においても着地に関するデータを確実に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る測定装置をユーザが装着した状態を示す説明図である。

【図2】本実施形態に係る本体部の主制御構成を示すブロック図である。

【図3】図１の測定装置で実行される測定処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度波形の一部分を例示的に抜き出して示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る測定装置１について説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

【0011】

図１は、本実施形態に係る測定装置１をユーザが装着した状態を示す説明図である。
図１に示すように、測定装置１は、本体部２と、ベルト部３とを有しており、ベルト部３によって、ユーザの腰の位置で本体部２が固定されている。ここで、左右方向をＸ軸とし、前後方向をＹ軸とし、上下方向をＺ軸とする。Ｘ軸においては左手方向を正、右手方向を負とする。Ｙ軸においては進行方向逆向きを正とし、進行方向を負とする。Ｚ軸においては上方向を正、下方向を負とする。

【0012】

図２は、本実施形態に係る本体部２の主制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように本体部２は、加速度センサ４、通信部５、表示部６、操作部７及びこれらを制御する制御部８を備えて構成されている。
加速度センサ４は、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度を所定時間（例えば５ｍｓ）毎に測定し、測定した加速度に対応する加速度信号を制御部８に出力するようになっている。
通信部５は、取得したデータを制御部８による制御に基づいて外部の情報端末に出力するものであり、例えばＵＳＢ端子などの有線式の通信部や、Bluetooth（登録商標）などの近距離無線通信規格を採用した通信部である。
表示部６は、取得したデータを制御部８による制御に基づいて表示するものであり、例えば液晶パネルなどである。
操作部７は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源ボタン（図示省略）、データ取得の開始／停止を指示する開始／停止ボタン（図示省略）、表示内容を切り替える表示切替ボタン（図示省略）等を備えており、この操作部７からの指示に基づいて制御部８は各部を制御するようになっている。

【0013】

制御部８は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示せず）からなり、ＲＯＭに記録された処理プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵによりこの処理プログラムを実行するものである。
具体的には、制御部８は、所定時間毎に加速度センサ４から出力される前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度信号をＲＡＭ中に記憶し、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの時間軸に対する加速度信号の波形を作成する。そして制御部８は、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度信号の波形に基づいて着地に関するデータを算出する。

【0014】

次に、本実施形態に係る測定装置１で実行される着地に関するデータの測定処理について説明する。この測定処理によって本発明に係る測定方法が実行される。
図３は、測定処理の流れを示すフローチャートである。
なお、この処理ではユーザが所定距離だけ走った分の前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度信号の波形が、処理の実行前に取得されている場合を例示して説明する。例えば、開始／停止ボタンが操作されることによってデータ取得が開始されてから、ユーザが所定距離だけ走り終わり、開始／停止ボタンが再度操作されデータ取得が停止されると、制御部８は上記測定処理に関するプログラムを読み出して実行する。
図４は、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度信号の波形の一部分を例示的に抜き出して示すグラフである。以下の説明では、前記測定処理に加速度信号の波形がどう用いられているかを、図４を参照して説明する。また、本実施形態では、図４に示す部分にのみ上記測定処理が施される場合を例示して説明するが、当該測定処理は、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度信号の波形の全体を対象として実行される。

【0015】

図３に示すように、前記測定処置が実行されると、制御部８は、上下方向の加速度信号Ｚ１に対して例えば移動平均等の周知の平滑化処理を行う（ステップＳ１）。
次いで、制御部８は、平滑化後の上下方向の加速度信号Ｚ２の波形の極大値Ｚ_ｍａｘを求め、この極大値Ｚ_ｍａｘを示すタイミングを第一基準タイミングとして時間軸を分割する（ステップＳ２）。図４では、極大値Ｚ_ｍａｘに基づいて線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で時間軸を分割している。この線Ｐ１と，線Ｐ２の間の分割領域、線Ｐ２と線Ｐ３との間の分割領域を第一分割領域Ｒ１と称す。

【0016】

次いで、制御部８は、平滑化前の上下方向の加速度信号Ｚ１を第一分割領域Ｒ１毎に二度積分することで、加速度センサ４の高さ位置を表す高さ位置波形Ｔを求める（ステップＳ３）。
次いで、制御部８は、各第一分割領域Ｒ１内にある高さ位置波形Ｔの極大値Ｔ_ｍａｘを示すタイミングを第二基準タイミングとして時間軸を分割する。図４では、極大値Ｔ_ｍａｘに基づいて線Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６で時間軸を分割している。この線Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を歩の切れ目（例えば奇数歩目と偶数歩目の境界）に設定する（ステップＳ４）。この線Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６で分割された領域を第二分割領域と称す。なお、説明の便宜上、以下においては、連続する二つの第二分割領域のうち、先(時間的に前)の方を「先の第二分割領域Ｒ２１」とし、後（時間的に後）の方を「後の第二分割領域Ｒ２２」とする。

【0017】

次いで、制御部８は、各第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２のうち前半部分（例えば歩の切れ目（線Ｐ４，Ｐ５）から、平滑化後の上下方向の加速度信号Ｚ２の波形の極大値位置（線Ｐ２，Ｐ３））内において、前後方向の加速度信号Ｙの波形の正の極大値を探索する（ステップＳ５）。
図４では、先の第二分割領域Ｒ２１に正の極大値Ｙ_ｍａｘが一つあり、後の第二分割領域Ｒ２２に正の極大値Ｙ_ｍａｘが二つある場合を例示している。

【0018】

次いで、制御部８は、各第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２の前半部分にある正の極大値Ｙ_ｍａｘが一つであるか否かを判断し、一つである場合にはその正の極大値Ｙ_ｍａｘを特定しステップＳ８に移行し、二つ以上である場合にはステップＳ７に移行する（ステップＳ６）。
ここで、着地時においてはその着地動作による衝撃によって減速するために、前後方向の加速度信号Ｙの波形には正の値にピーク（極大値）が生じることになる。この正の極大値Ｙ_ｍａｘが、進行方向に対して減速を示す極値である。
しかし、走り方や速度によっては同様のピークが複数生じることもある。換言すると、着地時においては前後方向の加速度信号Ｙの波形に少なくとも一つは正の極大値が生じることになる。このため、ステップＳ６では、正の極大値が一つであるか否かを判断している。なお、本実施形態では、前後方向の加速度信号Ｙの波形は、進行方向逆向きを正とし、進行方向を負としているため、減速を示す極値が正の極大値Ｙ_ｍａｘとなっているが、正負が逆の場合は減速を示す極値が負の極小値となる。

【0019】

ステップＳ７では、制御部８は、左右方向の加速度信号Ｘの波形に基づいて複数の正の極大値Ｙ_ｍａｘから一つ特定する。例えば、走行による着地時においては、片足だけが着地することになるため、上体は左右方向に傾くことになる。このとき、無意識のうちに体勢を整えるために、左右方向に上体が揺れ動くことになる。つまり、左右方向の加速度信号Ｘの波形においては、着地時に左右のブレを示す波形が現れることになる。この波形を基にすれば、着地時を特定することが可能である。
具体的には、制御部８は、後の第二分割領域Ｒ２２の前半部分内において、所定間隔内に左右方向の加速度信号Ｘ波形の極値Ｘ_ｍ１，Ｘ_ｍ２，Ｘ_ｍ３が三つ存在し、なおかつ当該三つの極値Ｘ_ｍ１，Ｘ_ｍ２，Ｘ_ｍ３のうち隣接する極値Ｘ_ｍ１，Ｘ_ｍ２，Ｘ_ｍ３の差分が所定値以上であると、左右のブレを示す波形として認定する。そして、制御部８は三つの極値Ｘ_ｍ１，Ｘ_ｍ２，Ｘ_ｍ３のうち最初に発生した極値Ｘ_ｍ１に近い正の極大値Ｙ_ｍａｘを特定する。
なお、「所定間隔」や、「所定値」については、実験やシミュレーションなどにより得られた値が用いられる。具体的には所定間隔としては４０〜１００ｍｓの範囲に収まる値が好ましく、７０ｍｓがより好ましい。また、所定値としては５〜１５ｍ/ｓ^２の範囲に収まる値が好ましく、１０ｍ/ｓ^２がより好ましい。

【0020】

ステップＳ８では、制御部８は、特定した正の極大値Ｙ_ｍａｘの位置（時間）を着地タイミングとして設定する。

【0021】

次いで、制御部８は、各第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２のうち後半部分で、前後方向の加速度信号Ｙの波形の値が負から正、つまり加速から減速へと変化した後の最初の正の極大値Ｙ_ｍａｘ１を探索し、当該最初の正の極大値Ｙ_ｍａｘ１が存在した場合には、その位置（時間）を離地タイミングとする（ステップＳ９）。
なお、前記最初の正の極大値Ｙ_ｍａｘ１が存在しなかった場合には、制御部８は、第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２の９２〜９７％の範囲に収まる所定地点を離地タイミングとする。

【0022】

次いで、制御部８は、着地タイミングと離地タイミングとの差分から接地時間を求める（ステップＳ１０）。
これにより、着地に関するデータ（着地タイミング、離地タイミング及び接地時間）が算出されたので、制御部８は測定処理を終了する。

【0023】

以上のように、本実施形態によれば、加速度センサ４により得られた前後方向、上下方向それぞれの加速度信号Ｙ，Ｚ１の波形に基づいて着地タイミングが求められているので、走行時においても着地に関するデータの一つである着地タイミングを確実に測定することができる。

【0024】

また、着地タイミングの候補となる正の極大値Ｙ_ｍａｘが複数ある場合には、左右方向の加速度信号Ｘの波形に基づいて一つの正の極大値Ｙ_ｍａｘが特定されるので、より確実に着地タイミングを特定することができる。

【0025】

また、第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２のうち、後半部分内において前後方向の加速度信号Ｙの波形が加速から減速へと変化した後の最初の正の極大値Ｙ_ｍａｘ１を探索し、当該極大値Ｙ_ｍａｘ１が存在した場合には離地タイミングとしているので、着地に関するデータの一つである離地タイミングにおいても加速度センサ４の検出結果に基づいて測定することができる。
また、最初の正の極大値Ｙ_ｍａｘ１が存在しなかった場合には、第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２の９２〜９７％の範囲に収まる所定地点を離地タイミングとするので、最初の正の極大値Ｙ_ｍａｘ１が存在しない場合でも離地タイミングを推測することができる。

【0026】

また、着地タイミングと離地タイミングとの差分から接地時間が求められるので、着地に関するデータの一つである接地時間においても、求めることができる。
この接地時間においては、足の裏に圧力センサを取り付けて測定された接地時間と比しても相関が高いことが見受けられた。

【0027】

なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。

【0028】

例えば、上記実施形態では、予め取得された前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度信号Ｙ，Ｘ，Ｚ１の波形に対して測定処理が施される場合を例示して説明したが、加速度信号Ｙ，Ｘ，Ｚ１の波形を取得しながらリアルタイムで測定処理を実行するようにしてもよい。
また、各第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２のうち後半部分で、前後方向の加速度信号Ｙの波形の値が負から正、つまり加速から減速へと変化した地点を離地タイミングとしてもよい。この地点が存在しなかった場合には、第二分割領域Ｒ２１，Ｒ２２の９２〜９７％の範囲に収まる所定地点を離地タイミングとする。

【0029】

また、上記実施形態においては、制御部８が加速度センサ４とともに一体化されている場合を例示して説明したが、制御部は加速度センサ４と別体であってもよい。具体的には、加速度センサ４が取得した前後方向、左右方向、上下方向のそれぞれの加速度波形Ｙ，Ｘ，Ｚ１を外部の制御部に出力し、当該加速度波形Ｙ，Ｘ，Ｚ１に基づいて算出部が着地に関するデータを算出するようにしてもよい。外部の制御部としては、例えばパソコンや携帯電話、スマートフォン、タブレット機器、リストバンド型端末などの情報端末が挙げられる。

【0030】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲をその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

【0031】

〔付記〕
＜請求項１＞
人体に取り付けられ、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度を所定時間毎に測定して加速度信号を出力する加速度センサと、
前記人体が進行方向に移動しているときに、前記加速度センサから出力される前後方向、左右方向、上下方向のそれぞれの前記加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動きに関するタイミングを取得する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
上下方向の前記加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化処理後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとし、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとし、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前記前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得することを特徴とする測定装置。
＜請求項２＞
請求項１に記載の測定装置において、
前記制御部は、
前記第一探索期間内に前記減速動作に対応する前記極値が一つの場合は、当該極値のタイミングを前記着地タイミングとして取得し、
前記第一探索期間内に前記減速動作に対応する前記極値が二つ以上ある場合は、前記探索期間内において、前記左右方向の加速度信号の波形の極値が一定間隔内に三つ存在し、且つ、当該三つの極値のうち隣接する極値の差分が所定値以上であるときに、前記三つの極値のうち最初に発生した極値に最も近い前記極値のタイミングを着地タイミングとして取得することを特徴とする測定装置。
＜請求項３＞
請求項１又は２に記載の測定装置において、
前記制御部は、
前記第一基準タイミングと、前記第一基準タイミングより時間的に後であって前記第一基準タイミングに最も近い前記第二基準タイミングとの間の第二探索期間内において、前記前後方向の加速度信号の波形が加速から減速へと変化した後に最初の減速を示す極値を探索し、当該最初の減速を示す極値が存在した場合に、前記極値のタイミングを前記人体の足の離地タイミングとして取得することを特徴とする測定装置。
＜請求項４＞
請求項３に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記最初の減速を示す極値が存在しなかった場合には、前記第二探索期間の開始から該第二探索期間の９２〜９７％のタイミングを離地タイミングとして取得することを特徴とする測定装置。
＜請求項５＞
請求項３又は４に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記着地タイミングと前記離地タイミングとの差分を前記人体の足の接地時間として取得することを特徴とする測定装置。
＜請求項６＞
進行方向に移動している人体に取り付けられ、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度を所定時間毎に測定する加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動作に関するタイミングを取得する測定方法であって、
上下方向の前記加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとし、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求め、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとし、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前記前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得することを特徴とする測定方法。
＜請求項７＞
進行方向に移動している人体に取り付けられ、前後方向、左右方向、上下方向それぞれの加速度を所定時間毎に測定する加速度センサから出力される加速度信号の波形に基づいて、前記人体の足の動作に関するタイミングを取得するコンピュータに、
上下方向の加速度信号に対して平滑化処理を行い、前記上下方向の加速度信号の前記平滑化後の波形が極大値を示すタイミングを第一基準タイミングとして取得させ、
前記上下方向の加速度信号を二度積分することで、前記加速度センサの高さ位置を表す高さ位置の波形を求めさせ、
当該高さ位置の波形が極大値を示すタイミングを第二基準タイミングとして取得させ、
前記第二基準タイミングと、前記第二基準タイミングより時間的に後であって前記第二基準タイミングに最も近い前記第一基準タイミングとの間の第一探索期間において、前記前後方向の加速度信号の波形における前記進行方向に対する減速動作に対応する極値を求め、前記極値のタイミングに基づいて前記人体の足の着地タイミングを取得させることを特徴とする測定プログラム。

【符号の説明】

【0032】

１ 測定装置
２ 本体部
３ ベルト部
４ 加速度センサ
５ 通信部
６ 表示部
７ 操作部
８ 制御部
Ｒ１ 第一分割領域
Ｒ２１，Ｒ２２ 第二分割領域
Ｘ 左右方向の加速度信号
Ｙ 前後方向の加速度信号
Ｚ１ 上下方向の加速度信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】