特許 6792690 ウェアラブルデバイス及びそれを作動させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6792690

(24)【登録日】2020年11月10日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】ウェアラブルデバイス及びそれを作動させる方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20201116BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   G01L5/00 101Z

   A61B5/11 210

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-211953(P2019-211953)

(22)【出願日】2019年11月25日

【審査請求日】2019年11月25日

(31)【優先権主張番号】108125915

(32)【優先日】2019年7月23日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】504429600

【氏名又は名称】緯創資通股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＩＳＴＲＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】▲ちゃん▼ 翔閔

(72)【発明者】

【氏名】張 耀宗

(72)【発明者】

【氏名】陳 胤語

(72)【発明者】

【氏名】高 全淵

(72)【発明者】

【氏名】鄒 宗穎

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５７４７０３４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１２−１１１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５９９３５７４（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ

Ａ６１Ｂ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

靴アセンブリと；
前記靴アセンブリに配置され、複数の圧力検出値を生成するように構成された、複数の圧力センサであって、中足骨領域の外側に配置される第１センサ、前記中足骨領域の内側に配置される第２センサ、踵領域の外側に配置される第３センサ、及び前記踵領域の内側に配置される第４センサを含む、複数の圧力センサと；
前記靴アセンブリに配置され、前記靴アセンブリの移動方向を感知するように構成される慣性センサであって、前記第１乃至前記第４センサの中心に配置される、慣性センサと；
前記複数の圧力検出値及び前記複数の圧力センサの座標にしたがって重心座標を計算するように構成されるとともに、前記重心座標と前記慣性センサの出力にしたがって判定結果を生成するように構成された処理回路と；
前記判定結果に従ってアラーム機能を実行するようアラーム信号を出力するように構成されたアラームモジュールと；を有する、
ウェアラブルデバイス。

【請求項2】

前記処理回路は、前記判定結果を生成するために前記重心座標が安全領域内に位置しているかどうかを判定し、前記判定結果が、前記重心座標が前記安全領域内に位置していないことを示すとき、前記アラームモジュールは、前記アラーム機能を実行するように前記アラーム信号を出力し、前記安全領域は、前記靴アセンブリの第１のアセンブリの内側に配置された前記圧力センサ及び前記靴アセンブリの第２のアセンブリの内側に配置された前記圧力センサによって形成された領域内である、
請求項１に記載のウェアラブルデバイス。

【請求項3】

前記靴アセンブリは、第１のアセンブリ及び第２のアセンブリを含み、前記複数の圧力センサは、前記第１のアセンブリに配置される第１の前記複数の圧力センサ及び前記第２のアセンブリに配置される第２の前記複数の圧力センサを含み、前記慣性センサは、前記第１のアセンブリに配置される第１の慣性センサ及び前記第２のアセンブリに配置される第２の慣性センサを含み、前記第１のアセンブリに配置された前記第１の複数の圧力センサは、前記第１センサ及び前記第２センサを含む第１のグループの圧力センサと前記第３センサ及び前記第４センサを含む第２のグループの圧力センサに分割され、前記第１のグループの圧力センサの各々によって感知された検出値が、前記第２のグループの圧力センサの各々によって感知された検出値より大きく、前記処理回路は、前記第１のグループの圧力センサの重心座標及び前記第２のグループの圧力センサの重心座標を計算し、前記第１のグループの圧力センサの前記重心座標から前記第２のグループの圧力センサの前記重心座標を差し引くことによって重心のトレンドベクトルを計算し、前記処理回路は、前記の計算された重心のトレンドベクトルの方向と前記第２のアセンブリに配置された前記第２の慣性センサによって感知された前記移動方向との間の角度が第２の閾値角度値以上であるかどうかを判定して前記判定結果を生成し、前記判定結果が、前記計算された重心のトレンドベクトルの前記方向と前記第２のアセンブリに配置された前記第２の慣性センサによって感知された前記移動方向との間の前記角度が前記第２の閾値角度値以上であるとき、前記アラームモジュールは、前記アラーム信号を出力して前記アラーム機能を実行する、
請求項１又は２に記載のウェアラブルデバイス。

【請求項4】

前記靴アセンブリは、第１のアセンブリ及び第２のアセンブリを含み、前記複数の圧力センサは、前記第１のアセンブリに配置される第１の前記複数の圧力センサ及び前記第２のアセンブリに配置される第２の前記複数の圧力センサを含み、前記慣性センサは、前記第１のアセンブリに配置される第１の慣性センサ及び前記第２のアセンブリに配置される第２の慣性センサを含み、前記処理回路は、第１の時点における前記第１の複数の圧力センサの座標及び前記第１の時点における前記第１の複数の圧力センサによって感知された圧力検出値に従って、前記第１の時点の重心座標を計算し、第２の時点における前記第１の複数の圧力センサの前記座標及び前記第２の時点における前記第１の複数の圧力センサによって感知された圧力検出値に従って、前記第２の時点の重心座標を計算し、前記第１の時点の前記重心座標から前記第２の時点の前記重心座標を差し引くことによって重心移動ベクトルを計算し、前記処理回路は、前記の計算された重心移動ベクトルの方向と前記第２のアセンブリに配置された前記第２の慣性センサによって感知された前記移動方向との間の角度が第３の閾値角度値以上であるかどうかを判定して前記判定結果を生成し、前記判定結果が、前記計算された重心移動ベクトルの前記方向と前記第２のアセンブリに配置された前記第２の慣性センサによって感知された前記移動方向との間の前記角度が前記第３の閾値角度値以上であるとき、前記アラームモジュールは、前記アラーム信号を出力して前記アラーム機能を実行する、
請求項１又は２に記載のウェアラブルデバイス。

【請求項5】

前記重心座標は、

【数1】

に従って、前記処理回路によって計算され、
ＣＯＧ（Ｘ_ＣＯＧ、Ｙ_ＣＯＧ）は前記重心座標を表し、Ｘ_ＣＯＧは、前記重心座標のｘ軸座標値を表し、Ｙ_ＣＯＧは、前記重心座標のｙ軸座標値を表し、ｘ_ｉは、第ｉセンサのｘ軸座標値を表し、Ｐ_ｉは第ｉセンサの圧力検出値を示し、ｙ_ｉは、第ｉセンサのｙ軸座標値を表し、ｎは前記センサの数を表す、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のウェアラブルデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェアラブルデバイス及びそれを作動させる方法に関し、より詳細には、圧力センサ及び慣性センサを備えたウェアラブルデバイス及びそれを作動させる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在の外骨格ロボットは、ユーザの動きを決定するために、ユーザの関節角度及び姿勢を集めることがある。しかし、現在の外骨格ロボットは、地面に接触し、重心（ＣＯＧ）を正確に予測することができる部品を有していない。そのため、ユーザが転倒したかどうかを確認することはできない。加えて、高齢者、若年者又は患者は、日常生活の中で転倒する可能性が高い。転倒事故はしばしば骨折、頭部外傷、又は死亡に至ることもある。そのため、転倒やけがをどのように防止するかは現場では重要な課題となっている。

【発明の概要】

【0003】

従って、本発明は、主として、圧力センサ及び慣性センサを備えたウェアラブルデバイスと、上記の問題を解決するためにそれを作動させる方法とを提供する。

【0004】

一実施形態の一態様によれば、ウェアラブルデバイスは、靴アセンブリ（shoe assembly）と；靴アセンブリ上に配置され、複数の圧力検出値を生成するように構成された、複数の圧力センサと；複数の圧力検出値及び複数の圧力センサの座標にしたがって重心座標を計算し、重心座標にしたがって判定結果を生成するように構成された処理回路と；判定結果に従ってアラーム機能を実行するようアラーム信号を出力するように構成されたアラームモジュールと；を含む。

【0005】

別の実施形態の一態様によれば、ウェアラブルデバイスを作動させる方法が開示される。ウェアラブルデバイスは、靴アセンブリと、靴アセンブリ上に配置された複数の圧力センサとを含む。方法は、複数の圧力検出値を生成するように複数の圧力センサを利用するステップと；複数の圧力検出値及び複数の圧力センサの座標にしたがって重心座標を計算し、重心座標にしたがって判定結果を生成するステップと；判定結果にしたがってアラーム機能を実行するようにアラーム信号を出力するステップと；を含む。

【0006】

本発明のこれら及び他の目的は、種々の図面及び図面に示されている好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、当業者には明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施形態によるウェアラブルデバイスを示す概略図である。

【図2】本発明の一実施形態による、図１に示す靴アセンブリ及び圧力センサを示す概略図である。

【図3】本発明の一実施形態による手順のフロー図である。

【図4】本発明の一実施形態による重心座標及び安全領域を示す概略図である。

【図5】本発明の一実施形態による重心座標の軌跡を示す概略図である。

【図6】本発明の代替の実施形態による重心座標及び安全領域を示す概略図である。

【図7】本発明の代替の実施形態による重心座標及び安全領域を示す概略図である。

【図8】本発明の一実施形態による重心座標及び移動方向のトレンドベクトルを示す概略図である。

【図9】本発明の一実施形態による重心移動方向及び慣性センサの移動方向を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

特定の用語が、特定の構成要素を参照するために、明細書及び以下の特許請求の範囲の全体にわたって使用される。当業者が理解するように、ハードウェア製造業者は、異なる名称で構成要素を指すことがある。本文書は、名前は異なるが機能は異ならない構成要素を区別することを意図していない。以下の説明及び特許請求の範囲において、「含む」及び「有する」という用語は、オープンエンド方式で使用され、したがって、「含むが、これに限定されない」を意味すると解釈されるべきである。また、用語「結合する」は、間接的又は直接的な電気的接続を意味することを意図している。従って、ある装置が別の装置に結合されている場合、その接続は、直接的な電気的接続を介して、又は他の装置及び接続を介した間接的な電気的接続を介して行うことができる。

【0009】

本発明の一実施形態によるウェアラブルデバイス１を示す概略図である図１を参照されたい。例えば、ウェアラブルデバイス１は、靴、補助装置、外骨格ロボット、靴下、衣服に適用することができるが、これらに限定されない。ウェアラブルデバイス１は、靴アセンブリ１０、処理回路２０、アラームモジュール３０、圧力センサＰＳ及び慣性センサＩＳを含む。靴アセンブリ１０は、アウトソール、インソール、地面に接触する外骨格ロボットの底部、又は足に装着できる任意の他の装置であることができる。処理回路２０は、マイクロプロセッサ制御ユニット（ＭＣＵ）、中央処理ユニット（ＣＰＵ）又はマイクロプロセッサであることができるが、これらに限定されない。アラームモジュール３０は、アラーム機能を実行するためのアラーム信号を出力するように構成されている。アラームモジュール３０は、限定されるものではないが、ユーザに知らせるために（あらゆる方法、例えば、音、光又は振動を介して）アラーム信号を発生するための、発光装置（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））、スピーカ、ブザー又はバイブレータを含む。

【0010】

圧力センサＰＳは、靴アセンブリ１０上に配置され、圧力検出値を感知し生成するように構成される。圧力センサＰＳは、力感知抵抗器（ＦＳＲ）、容量性圧力センサ、圧電性圧力センサ又は歪み型圧力センサを含むが、これらに限定されない。慣性センサＩＳは、靴アセンブリ１０上に配置され、変位値（例えば、移動方向及び移動距離を含む）及び傾斜角を感知し生成するように構成される。慣性センサＩＳは、加速度計、ジャイロスコープ及び磁力計を含み得るが、これらに限定されない。慣性センサＩＳは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）であることができる。圧力センサＰＳの数及び慣性センサＩＳの数は、制限されず、実際のシステム要求に従って変化し、設計することができる。加えて、ウェアラブルデバイス１は、さらに、アナログデジタルコンバータ（図示せず）を含む。アナログデジタルコンバータは、圧力センサＰＳによって感知されたアナログ圧力検出値をデジタル圧力検出値に変換することができ、処理回路２０に設けられる。アナログデジタルコンバータはまた、慣性センサＩＳによって感知されたアナログ検出値をデジタル検出値に変換することができ、処理回路２０に設けられる。

【0011】

例えば、図２を参照されたい。図２は、本発明の一実施形態による、図１に示す靴アセンブリ１０及び圧力センサＰＳを示す概略図である。図２に示すように、靴アセンブリ１０は、左靴アセンブリ１０２及び右靴アセンブリ１０４を含む。例えば、左靴アセンブリ１０２は左インソールであり、右靴アセンブリ１０４は右インソールである。圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４は、左靴アセンブリ１０２に配置される。圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８は、右靴アセンブリ１０４に配置される。各圧力センサによって感知された圧力検出値は、以下の動作のために処理回路２０に送信されることができる。ここで、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）は、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４の座標をそれぞれ表す。（Ｘ５，ｙ５）、（ｘ６，ｙ６）、（ｘ７，ｙ７）、（ｘ８，ｙ８）は、圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８の座標をそれぞれ表す。ｄ１は左足とＹ軸の間の初期距離、ｄ２は右足とＹ軸の間の初期距離であり、ユーザの足の間の距離は初期設定値として使用できるｄ１＋ｄ２として表すことができる。

【0012】

ウェアラブルデバイス１の動作の説明については、図３を参照されたい。図３は、本発明の一実施形態による手順３のフロー図である。図３のフローチャートは、主として、図１及び図２に示すウェアラブルデバイス１の動作に対応する。手順３によれば、ステップＳ３０２において、ユーザがウェアラブルデバイス１を装着し、ユーザの足が圧力センサに力を加えているとき、靴アセンブリ１０上に配置された圧力センサは、対応する圧力検出値を感知し、生成するように構成される。各圧力センサによって感知された圧力検出値は、無線又は有線接続を介して処理回路２０に送信することができる。靴アセンブリ１０上に配置された慣性センサＩＳは、移動方向と移動距離と傾斜角とを含む変位値を感知し、生成するように構成され、これらの検出値は、無線又は有線接続を介して処理回路２０に送信することができる。

【0013】

ステップＳ３０４において、処理回路２０は、ユーザが両足で立っているか（すなわち、両脚支持（double support））、片足で立っているか（すなわち、単脚支持（single support））を決定する。例えば、処理回路２０は、ユーザが両足で立っているか、片足で立っているかを、圧力センサによって感知される圧力検出値に従って決定することができる。例えば、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値と、右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値とが閾値以上であるとき、処理回路２０は、ユーザが両足で立っていると決定する。左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値（又は右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値）が閾値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが片足で立っていると決定する。例えば、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値の第１のパーセンテージ（例えば、５０％、７０％であるが、これに限定されない）と、右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値の第１のパーセンテージが閾値以上であるとき、処理回路２０は、ユーザが両足で立っていると決定する。左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値の第１のパーセンテージ（又は右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値の第１のパーセンテージ）が閾値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが片足で立っていると決定する。

【0014】

処理回路２０は、ステップＳ３０４において、ユーザが両足（すなわち、両脚支持）で立っていると決定したとき、ステップＳ３０６が実行される。ステップＳ３０６において、処理回路２０は、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値及び右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値にしたがって重心（ＣＯＧ）座標を計算する。ＣＯＧ座標は、以下の式に従って処理回路２０によって計算され得る：

【数1】

ここで、ＣＯＧ（Ｘ_ＣＯＧ、Ｙ_ＣＯＧ）はＣＯＧ座標を表し、Ｘ_ＣＯＧはＣＯＧ座標のＸ軸座標値を表し、Ｙ_ＣＯＧはＣＯＧ座標のＹ軸座標値を表し、ｘ_ｉはｉ番目の圧力センサ（例えば、圧力センサＰＳ_ｉ）のＸ軸座標値を表し、Ｐ_ｉはｉ番目の圧力センサ（例えば、圧力センサＰＳ_ｉ）の圧力検出値を表し、ｙ_ｉはｉ番目の圧力センサ（例えば、圧力センサＰＳ_ｉ）のＹ軸座標値を表し、ｎは圧力センサの数を表す。例えば、処理回路が、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値と、右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値とに従ってＣＯＧ座標を計算する場合。このような場合、ｎは８である。

【0015】

ステップＳ３０８において、処理回路２０は、計算されたＣＯＧ座標にしたがって、判定結果を生成するために、ユーザが安全な状態にあるか否かを判定する。例えば、処理回路２０は、ステップＳ３０６で計算されたＣＯＧ座標が安全領域ＳＡ内に位置するか否かを判定することができる。例えば、安全領域ＳＡは、左靴アセンブリ１０２と右靴アセンブリ１０４との間の領域であることができる。例えば、安全領域ＳＡは、左靴アセンブリ１０２内に配置された圧力センサ（例えば、左靴アセンブリ１０２上に配置され、右靴アセンブリ１０４に近づく圧力センサ）及び右靴アセンブリ１０４内に配置された圧力センサ（例えば、右靴アセンブリ１０４上に配置され、左靴アセンブリ１０２に近づく圧力センサ）によって形成された領域内にある。例えば、図４に示すように、圧力センサＰＳ２、ＰＳ４、ＰＳ５及びＰＳ７は、領域４０２を形成する。安全領域ＳＡは、圧力センサＰＳ２、ＰＳ４、ＰＳ５及びＰＳ７によって形成された領域４０２内にある。さらに、安全領域ＳＡは、左靴アセンブリ１０２と右靴アセンブリ１０４との間の基準点から外側に延びる領域であることができる。例えば、図４に示すように、基準点４０４が圧力センサＰＳ２、ＰＳ４、ＰＳ５、ＰＳ７の中心点である場合。安全領域ＳＡは、基準点４０４から外側に延びる領域である。安全領域ＳＡの領域サイズは、ユーザが調整することができる。セキュリティアラームのレベルは、異なる要件に従って安全領域ＳＡの領域サイズを調整することによって決定することができる。処理回路２０は、ステップＳ３０６において計算したＣＯＧ座標が安全領域ＳＡ内に位置するか否かを判定することができる。一実施形態では、ＣＯＧ座標ＣＯＧが、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８の現在の座標、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８によって感知される圧力検出値及び式（１）に従って処理回路２０によって計算される場合、図４に示すように、ＣＯＧ座標ＣＯＧは、安全領域ＳＡにあり、これは、ユーザがしっかりとした安定したステップで歩いていることを意味する。このように、処理回路２０は、ユーザが安全状態にあると判定し、ユーザが安全状態にあることを示す判定結果を生成する。さらに、ステップＳ３１０が実行される。

【0016】

さらに、図４を参照すると、ＣＯＧ座標ＣＯＧ’が、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８の現在の座標、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８によって感知される圧力検出値、及び式（１）に従って処理回路２０によって計算される場合、図４に示すように、ＣＯＧ座標ＣＯＧ’は、安全領域ＳＡにない。これは、ＣＯＧ座標ＣＯＧ’が安全領域ＳＡの外側に位置し、ユーザがバランスを失い、転倒の危険にさらされている可能性があることを意味する。このように、処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあると判断し、それに応じてユーザが安全でない状態にあることを示す判定結果を生成する。詳細は、図５を参照されたい。図５は、本発明の一実施形態によるＣＯＧ座標の軌跡を示す概略図である。図５に示すように、安全領域ＳＡは、圧力センサＰＳ２、ＰＳ４、ＰＳ５、ＰＳ７によって形成された領域５０２内にある。ユーザが前方に歩くとき、ＣＯＧ座標の軌跡ＴＲが図５に示される。最初の時点で、ＣＯＧ座標ＣＯＧ’は、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８の現在の座標、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って処理回路２０によって計算される。図５に示すように、ＣＯＧ座標ＣＯＧ’は、安全領域ＳＡ内にない。このような状況では、処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあると判定する。処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあることを示す判定結果を生成する。さらに、ステップＳ３１２が実行される。換言すれば、処理回路２０は、ユーザが移動中に安全状態にあるか否かを同時に検出することができる。

【0017】

加えて、圧力センサの座標は、慣性センサによって感知される水平方向（ｘ−ｙ平面）の変位値に従って更新することができる。例えば、図４をさらに参照すると、第１の時点における圧力センサＰＳ８の座標が（ｘ８，ｙ８）として表される。第１の時点と第２の時点との間のＸ軸方向の変位値Δｘが、慣性センサＩＳ２によって感知される。第１の時点と第２の時点との間のＹ軸方向の変位値Δｙが、慣性センサＩＳ２によって感知される。このように、第２の時点における圧力センサＰＳ８の座標は、（ｘ８＋Δｘ，ｙ８＋Δｙ）などとして表される。

【0018】

一方、ステップＳ３０８において、処理回路２０は、以前の計算されたＣＯＧ座標及び現在の計算されたＣＯＧ座標に従って予測ＣＯＧ座標を計算し、予測ＣＯＧ座標が安全領域ＳＡ内に位置するか否かを判定することができる。例えば、処理回路２０は、以前の計算されたＣＯＧ座標と現在の計算されたＣＯＧ座標との間の距離及び移動時間に従って、以前の計算されたＣＯＧ座標から現在の計算されたＣＯＧ座標へ移動する移動速度を計算することができる。処理回路２０は、計算された移動速度及び計算された以前のＣＯＧ座標から現在の計算されたＣＯＧ座標への移動方向に従って、次の時点の予測ＣＯＧ座標を計算することができる。例えば、処理回路２０は、時点ｔ−１における圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８の座標、時点ｔ−１における圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）を計算する。処理回路２０は、時点ｔにおける圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８の座標、時点ｔにおける圧力センサＰＳ１〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）を計算する。処理回路２０は、ＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）とＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）との間の距離を計算し、計算された距離を時点ｔと時点ｔ−１との間の時間差で除してＣＯＧ座標の移動速度を計算する。処理回路２０は、計算されたＣＯＧ座標の移動速度に、時点ｔ＋１と時点ｔとの間の時間差を乗じて予測移動距離を計算する。処理回路２０は、計算された予測移動距離及びＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）からＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）への移動方向に従って、時点ｔ＋１の予測ＣＯＧ座標を計算する。その後、処理回路２０は、計算された予測ＣＯＧ座標が安全領域ＳＡ内に位置するかどうかを判定することができる。計算された予測ＣＯＧ座標が安全領域ＳＡ内にあると判定するとき、これは、ユーザが安全状態にあることを意味する。計算された予測ＣＯＧ座標が安全領域ＳＡの外にあると判定するとき、これは、ユーザが安全でない状態にあることを意味する。処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあることを示す判定結果を生成する。

【0019】

例えば、図６を参照されたい。時点ｔと時点ｔ−１との間の時間差が、時点ｔ＋１と時点ｔとの間の時間差に等しいと仮定する。処理回路２０は、時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）及び時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）に従って、ＣＯＧ座標の移動速度及び移動方向を計算する。処理回路２０は、時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）から時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）を差し引くことによってベクトルＭＶ１を計算する。ベクトルＭＶ１は、時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）と時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）との間の距離、及び時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）から時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）までの移動方向を含む。処理回路２０は、ＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）にベクトルＭＶ１を加えることにより、予測ＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ＋１）を計算する。図６に示すように、安全領域ＳＡは、圧力センサＰＳ２、ＰＳ４、ＰＳ５、ＰＳ７によって形成された領域６０２内にある。計算された予測ＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ＋１）は、安全領域ＳＡ内に位置し、これは、ユーザが次の時点において安全状態にあることを意味する。その後、ステップＳ３１０が実行される。

【0020】

例えば、図７を参照されたい。時点ｔと時点ｔ−１との間の時間差が、時点ｔ＋１と時点ｔとの間の時間差に等しいと仮定する。処理回路２０は、時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）及び時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）に従って、ＣＯＧ座標の移動速度及び移動方向を計算する。処理回路２０は、時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）から時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）を差し引くことによってベクトルＭＶ２を計算する。処理回路２０は、ＣＯＧ座標ＣＯＧにベクトルＭＶ２を加えることによって予測ＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ＋１）を計算する。図７に示すように、安全領域ＳＡは、圧力センサＰＳ２、ＰＳ４、ＰＳ５、ＰＳ７によって形成された領域７０２内にある。計算された予測ＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ＋１）は安全領域ＳＡの外側に位置し、これは、ユーザが次の時点で安全でない状態になることを意味する。その後、ステップＳ３１２が実行される。

【0021】

ステップＳ３１０において、各慣性センサは、水平面に対する傾斜角を感知するように構成される。処理回路２０は、各慣性センサによって感知された傾斜角を、ユーザが平坦な地面又は傾斜地に立っているかどうかを判断するための第１の閾値角度値と比較する。第１の閾値角度値は、安息角（angle of repose）又は臨界安息角であり得るが、これらに限定されない。一実施形態では、図２に示される慣性センサＩＳ１及びＩＳ２は、それぞれ、水平面に対する傾斜角を感知するように構成される。慣性センサＩＳ１及びＩＳ２によって感知される傾斜角が第１の閾値角度値以上であるとき、これは、ユーザが傾斜地に立っていることを意味する。そして、ステップＳ３１２が実行され、アラームモジュール３０は、アラーム信号を出力し、ユーザが安全でない状態にあることを知らせる。慣性センサＩＳ１及びＩＳ２によって感知される傾斜角が、第１の閾値角度値より小さいとき、これは、ユーザが平らな地面に立っていることを意味する。代替実施形態では、図２に示される慣性センサＩＳ１及びＩＳ２は、それぞれ、水平面に対する傾斜角を感知するように構成される。慣性センサＩＳ１によって感知された傾斜角又は慣性センサＩＳ２によって感知された傾斜角が、第１の閾値角度値以上であるとき、これは、ユーザが傾斜地に立っていることを意味する。その後、ステップＳ３１２が実行され、アラームモジュール３０は、アラーム信号を出力し、ユーザが安全でない状態にあることを知らせる。慣性センサＩＳ１及びＩＳ２によって感知される傾斜角が、第１の閾値角度値より小さいとき、これは、ユーザが平らな地面に立っていることを意味する。換言すれば、慣性センサＩＳ１及びＩＳ２は靴アセンブリ１０上に配置され、ユーザはウェアラブルデバイス１を装着しているので、処理回路２０は、慣性センサＩＳ１及びＩＳ２によって感知された傾斜角にしたがって、ユーザが平らな地面に立っているのか傾斜地に立っているのかを判定することができ、それに応じて、アラームモジュール３０は、ユーザが、転倒事象が発生することに気付き、転倒を防止するアクションをとることを可能にするようにアラーム信号を出力する。

【0022】

ステップＳ３１２において、アラームモジュール３０は、ステップＳ３０８又はステップＳ３１０の判定結果に従って、アラーム機能を実行するためのアラーム信号を出力する。ステップＳ３０８又はステップＳ３１０の判定結果が、ユーザが安全でない状態にある又はユーザが安全でない状態になることを示すとき、アラームモジュール３０は、アラーム信号を出力し、アラーム機能を実行するために、ユーザが安全でない状態にあり、転倒事象が発生することを通知する。このように、アラーム信号を通知を通じて、ユーザは、転倒事象が発生することを直ちに理解し、認識することができ、転倒を防止するための措置を講じることができる。簡単に説明すると、アラームモジュール３０の通知を通じて、ユーザは、転倒事故を回避するために、容易かつ直ちに転倒予測アラームを得ることができる。加えて、ステップＳ３０８又はステップＳ３１０の判定結果が、ユーザが安全でない状態にあるか又はユーザが安全でない状態になることを示しているとき、処理回路２０は、外部装置がアラーム信号を生成する又は関連する転倒アラーム機能を実行するように、外部装置に通知信号を送ることもできる。

【0023】

処理回路２０は、ステップＳ３０４において、ユーザが片足で立っている（すなわち、単脚支持）と判定するとき、ステップＳ３１４が実行される。ステップＳ３１４において、処理回路は、ユーザがその左足で立っているか右足で立っているかを判定する。例えば、処理回路２０は、ユーザが、圧力センサによって感知された圧力検出値に従って、その左足で立っているか右足に立っているかを判定することができる。例えば、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値が閾値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザがその右足で立っている（すなわち、右側単脚支持）と判定する。右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値が閾値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザがその左足で立っている（すなわち、左側単脚支持）と判定する。例えば、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値の第１のパーセンテージが閾値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザがその右足で立っている（すなわち、右側単脚支持）と判定する。右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値の第１のパーセンテージが閾値よりも小さい場合、処理回路２０は、ユーザがその左足で立っている（すなわち、左側単脚支持）と判定する。

【0024】

処理回路２０が、ステップＳ３１４において、ユーザがその左足で立っている（すなわち左側単脚支持）と判定したとき、ステップＳ３１６が実行される。ステップＳ３１６において、処理回路２０は、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値に従ってＣＯＧ座標を計算する。一実施形態では、処理回路２０は、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４を第１のグループの圧力センサと第２のグループの圧力センサとに分割する。第２のグループの圧力センサと比較して、第１のグループの圧力センサは、第２のグループの圧力センサより大きい圧力検出値を有する。すなわち、第１のグループの圧力センサの各々によって感知される検出値は、第２のグループの圧力センサの各々によって感知される検出値よりも大きい。処理回路２０は、圧力センサの第１のグループの座標、圧力センサの第１のグループによって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、第１のグループの圧力センサのＣＯＧ座標を計算する。処理回路２０は、第２のグループの圧力センサの座標、第２のグループの圧力センサによって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、第２のグループの圧力センサのＣＯＧ座標を計算する。処理回路２０は、第１のグループの圧力センサのＣＯＧ座標から第２のグループの圧力センサのＣＯＧ座標を差し引くことによって、ＣＯＧのトレンドベクトルを計算する。加えて、右靴アセンブリ１０４上に配置された慣性センサＩＳ２は、水平ｘ−ｙ平面上の移動方向を感知する。

【0025】

例えば、図８を参照されたい。圧力センサＰＳ１によって感知される圧力検出値をＰ１とする。圧力センサＰＳ２によって感知される圧力検出値はＰ２である。圧力センサＰＳ３によって感知される圧力検出値はＰ３である。圧力センサＰＳ４によって感知される圧力検出値はＰ４である。圧力検出値ＰＳ１〜ＰＳ４の関係は、Ｐ２＞Ｐ１＞Ｐ４＞Ｐ３として表される。圧力センサＰＳ１及びＰＳ２は、処理回路２０によって第１のグループの圧力センサとして設定される。圧力センサＰＳ３及びＰＳ４は、処理回路２０によって第２のグループの圧力センサとして設定される。図８に示すように、処理回路２０は、圧力センサＰＳ１、ＰＳ２の座標、圧力センサＰＳ１、ＰＳ２によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、第１のグループの圧力センサのＣＯＧ座標ＣＯＧ１を計算し、圧力センサＰＳ３、ＰＳ４の座標、圧力センサＰＳ３、ＰＳ４によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、第２のグループの圧力センサのＣＯＧ座標ＣＯＧ２を計算する。ベクトルＭＶはＣＯＧのトレンドベクトルを表す。右靴アセンブリ１０４上に配置された慣性センサＩＳ２は、移動方向ＤＲを感知する。

【0026】

さらに、ステップＳ３１８において、処理回路２０は、計算されたＣＯＧのトレンドベクトルと慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向とを比較する。処理回路２０は、計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向との間の角度が、第２の閾値角度値以上であるかどうかを判定する。計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって感知される移動方向との間の角度は、０から１８０度の間である劣角（inferior angle）であり得る。計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向との間の角度が第２の閾値角度値以上であるとき、これは、ユーザの左足のＣＯＧが、ユーザの右足の移動方向と著しく異なることを意味する。したがって、処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあると判定し、それに応じてユーザが安全でない状態にあることを示す判定結果を生成する。図８に示すように、計算されたＣＯＧのトレンドベクトルＭＶの方向と慣性センサＩＳ２によって検知された移動方向ＤＲとの間の角度θが第２の閾値角度値以上であるとき、処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあると判断し、その後ステップＳ３２２が実行される。計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向との間の角度が第２の閾値角度値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが安全状態にあると判定する。図８に示すように、計算されたＣＯＧのトレンドベクトルＭＶの方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向ＤＲとの間の角度θが第２の閾値角度値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが安全な状態にあると判定し、その後ステップＳ３２０が実行される。

【0027】

代替実施形態では、ステップＳ３１６において、処理回路は、左靴アセンブリ１０２上に配置された圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値に従ってＣＯＧ座標を計算する。処理回路２０は、時点ｔ−１における圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４の座標、時点ｔ−１における圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）を計算する。処理回路２０は、時点ｔにおける圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４の座標、時点ｔにおける圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）を計算する。処理回路２０は、時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）から時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）を差し引くことによってＣＯＧ移動ベクトルを計算する。加えて、右靴アセンブリ１０４上に配置された慣性センサＩＳ２は、水平ｘ−ｙ平面上の移動方向を感知する。例えば、図９を参照されたい。ＣＯＧ（ｔ−１）は時点ｔ−１のＣＯＧ座標を表す。ＣＯＧ（ｔ）は、時点ｔのＣＯＧ座標を表す。ＭＶ３は、ＣＯＧ移動ベクトルを表す。ＤＲは、慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向を表す。

【0028】

さらに、ステップＳ３１８において、処理回路２０は、計算されたＣＯＧ移動ベクトルと慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向とを比較する。処理回路２０は、計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向との間の角度が第３の閾値角度値以上であるかどうかを判定する。計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向との間の角度は、０から１８０度の間の劣角であり得る。計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向との間の角度が第３の閾値角度値以上であるとき、これは、ユーザの左足のＣＯＧ変動が、ユーザの右足の移動方向と著しく異なることを意味する。したがって、処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあると判定し、それに応じてユーザが安全でない状態にあることを示す判定結果を生成する。図９に示すように、計算されたＣＯＧ移動ベクトルＭＶ３の方向と慣性センサＩＳ２によって感知された移動方向ＤＲとの間の角度θが第３の閾値角度値以上であるとき、処理回路２０は、それに応じてユーザが安全でない状態であると判定し、ステップＳ３２２がその後実行される。計算されたＣＯＧ移動ベクトルＭＶ３の方向と慣性センサＩＳ２によって検知された移動方向との間の角度が、第２の閾値角度値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが安全状態にあると判断する。図９に示すように、計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ２によって検知された移動方向ＤＲとの間の角度θが第２の閾値角度値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが安全状態にあると判定し、ステップＳ３２０がその後実行される。

【0029】

ステップＳ３２０において、左靴アセンブリ１０２上に配置された慣性センサＩＳ１は、水平面に対する傾斜角を感知するように構成される。処理回路２０は、慣性センサＩＳ１によって感知された傾斜角を、ユーザが平坦な地面に立っているか傾斜地に立っているかを判定するための第１の閾値角度値と比較する。第１の閾値角度値は、安息角又は臨界安息角であり得るが、これらに限定されない。一実施形態では、図２に示す慣性センサＩＳ１は、水平面に対する傾斜角を感知するように構成される。慣性センサＩＳ１によって感知された傾斜角が、第１の閾値角度値以上であるとき、これは、ユーザが傾斜地に立っている可能性があることを意味する。ステップＳ３２２がその後実行され、アラームモジュール３０は、アラーム信号を出力し、ユーザが安全でない状態にあることを通知する。慣性センサＩＳ１によって感知された傾斜角が第１の閾値角度値より小さいとき、これは、ユーザが平らな地面に立っている可能性があることを意味する。

【0030】

処理回路２０が、ステップＳ３１４において、ユーザが右足で立っている（すなわち、右側単脚支持）と判定するとき、ステップＳ３２４が実行される。ステップＳ３１６と同様に、ステップＳ３２４において、処理回路２０は、右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値に従ってＣＯＧ座標を計算する。一実施形態では、処理回路２０は、圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８を第１のグループの圧力センサと第２のグループの圧力センサに分割する。第２のグループの圧力センサと比較して、第１のグループの圧力センサは、第２のグループの圧力センサよりも大きい圧力検出値を有する。すなわち、第１のグループの圧力センサの各々によって感知される検出値は、第２のグループの圧力センサの各々によって感知される検出値よりも大きい。さらに、処理回路２０は、第１のグループの圧力センサの座標、第１のグループの圧力センサによって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、第１のグループの圧力センサのＣＯＧ座標を計算する。処理回路２０は、第２のグループの圧力センサの座標、第２のグループの圧力センサによって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、第２のグループの圧力センサのＣＯＧ座標を計算する。処理回路２０は、第１のグループの圧力センサのＣＯＧ座標から第２のグループの圧力センサのＣＯＧ座標を差し引くことによって、ＣＯＧのトレンドベクトルを計算する。加えて、左靴アセンブリ１０２上に配置された慣性センサＩＳ１は、水平ｘ−ｙ平面上の移動方向を感知する。

【0031】

さらに、ステップＳ３２６において、処理回路２０は、計算されたＣＯＧのトレンドベクトルを慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向と比較する。処理回路２０は、計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との間の角度が、第２の閾値角度値以上であるかどうかを判定する。計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との間の角度は、０から１８０度の間の劣角であり得る。計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との間の角度が第２の閾値角度値以上であるとき、処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあると判定し、それに応じてユーザが安全でない状態にあることを示す判定結果を生成する。その後、ステップＳ３２２が実行される。計算されたＣＯＧのトレンドベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との角度が第２の閾値角度値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが安全状態にあると判定し、ステップＳ３２８がその後実行される。

【0032】

代替実施形態では、ステップＳ３２４において、処理回路は、右靴アセンブリ１０４上に配置された圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値に従ってＣＯＧ座標を計算する。処理回路２０は、時点ｔ−１における圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８の座標、時点ｔ−１における圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）を計算する。処理回路２０は、時点ｔにおける圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８の座標、時点ｔにおける圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８によって感知された圧力検出値及び式（１）に従って、時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）を計算する。処理回路２０は、時点ｔのＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ）から時点ｔ−１のＣＯＧ座標ＣＯＧ（ｔ−１）を差し引くことによってＣＯＧ移動ベクトルを計算する。加えて、左靴アセンブリ１０２上に配置された慣性センサＩＳ１は、水平ｘ−ｙ平面上の移動方向を感知する。さらに、ステップＳ３２６において、処理回路２０は、計算されたＣＯＧ移動ベクトルと慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向とを比較する。処理回路２０は、計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との間の角度が第３の閾値角度値以上であるかどうかを判定する。計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との間の角度は、０から１８０度の間の劣角であり得る。計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との間の角度が第３の閾値角度値以上であるとき、これは、ユーザの右足のＣＯＧ変動が、ユーザの左足の移動方向と著しく異なることを意味する。したがって、処理回路２０は、ユーザが安全でない状態にあると判定し、それに応じてユーザが安全でない状態にあることを示す判定結果を生成する。ステップＳ３２２がその後実行される。計算されたＣＯＧ移動ベクトルの方向と慣性センサＩＳ１によって感知された移動方向との間の角度が、第２の閾値角度値より小さいとき、処理回路２０は、ユーザが安全な状態にあると判定する。ステップＳ３２８がその後実行される。

【0033】

ステップＳ３２８において、右靴アセンブリ１０４上に配置された慣性センサＩＳ２は、水平面に対する傾斜角を感知するように構成される。処理回路２０は、慣性センサＩＳ２によって感知された傾斜角を、ユーザが平坦な地面又は傾斜地に立っているかどうかを判断するための第１の閾値角度値と比較する。第１の閾値角度値は、安息角又は臨界安息角であり得るが、これらに限定されない。一実施形態では、慣性センサＩＳ２によって感知される傾斜角が第１の閾値角度値以上であるとき、これは、ユーザが傾斜地に立っている可能性があることを意味する。次いで、ステップＳ３２２が実行され、アラームモジュール３０は、アラーム信号を出力し、ユーザが安全でない状態にあることを通知する。慣性センサＩＳ２によって感知される傾斜角が第１の閾値角度値より小さいとき、これは、ユーザが平らな地面に立っている可能性が有ることを意味する。

【0034】

ステップＳ３２２において、アラームモジュール３０は、ステップＳ３１８、Ｓ３２０、Ｓ３２６又はＳ３２８の判定結果に従ってアラーム機能を実行するためのアラーム信号を出力する。ステップＳ３１８、Ｓ３２０、Ｓ３２６又はＳ３２８の判定結果が、ユーザが安全でない状態にある又はユーザが安全でない状態になることを示しているとき、アラームモジュール３０は、アラーム信号を出力し、アラーム機能を実行するために、ユーザが安全でない状態にあり、転倒事象が発生することを通知する。このように、アラーム信号の通知を通じて、ユーザは、転倒事象が発生することを直ちに理解し、認識することができ、転倒を防止するための措置を講じることができる。従って、アラームモジュール３０の通知を通じて、ユーザは、転倒事故を回避するために、容易かつ直ちに転倒予測アラームを得ることができる。加えて、ステップＳ３１８、Ｓ３２０、Ｓ３２６又はＳ３２８の判定結果が、ユーザが安全でない状態にある又はユーザが安全でない状態になることを示しているとき、処理回路２０は、外部装置がアラーム信号を発生させる又は関連する転倒アラーム機能を実行するように、外部装置に通知信号を送信することもできる。

【0035】

また、ステップＳ３０４において、左靴アセンブリ１０２上に配置されたＰＳ１〜ＰＳ４の圧力センサによって感知された圧力検出値、及び右靴アセンブリ１０４上に配置されたＰＳ５〜ＰＳ８の圧力センサによって感知された圧力検出値が閾値を下回ったとき、ステップＳ３１０、Ｓ３２０又はＳ３２８を直接実行し、ユーザが平らな地面に立っているか傾斜地に立っているかを判定し、それに応じて感知した傾斜角に基づいて転倒リスクを判定する。

【0036】

図１に示すウェアラブルデバイス１は、本発明の例示的な実施形態を表し、当業者は、それに応じて、変更及び修正を行うことができることに留意されたい。例えば、処理回路２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、移動通信技術（３Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ、５Ｇ）、赤外線又は無線周波数識別（ＲＦＩＤ）などの無線伝送技術を利用して、信号を伝送するために、各圧力センサ、各慣性センサ、アラームモジュール３０又は外部装置（例えば、外骨格ロボット、移動通信装置）と通信することができるが、これらに限定されない。例えば、処理回路２０は、信号を送信するために各圧力センサ、各慣性センサ、アラームモジュール３０又は外部装置と通信するように、ユニバーサル非同期受信機／送信機（ＵＡＲＴ）インターフェース、集積回路間バス（Ｉ^２Ｃ）インターフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース又はコントローラエリアネットワークバス（ＣＡＮ ｂｕｓ）インターフェースなどの送信インターフェース技術を利用することができるが、これらに限定されない。手順３は、ほぼ同一の結果が得られた場合には、図３に示す厳密なシーケンスに従って実行されるものではないことに留意されたい。図３に示された手順３は、本発明の精神から逸脱することなく、適切な修正のために、他の中間ステップを含むことができ、或いは、いくつかのステップを単一のステップにマージすることができ、或いは、ステップの一部を省略することができる。例えば、ステップＳ３０８、Ｓ３１８及びＳ３２６は省略してもよい。例えば、ステップＳ３１０、Ｓ３２０及びＳ３２８は省略されてもよい。このような変更は、本発明の範囲にも含まれるべきである。

【0037】

一方、圧力センサの設置位置に関しては、図２に示すように、靴アセンブリ１０は足底の形状に対応している。左靴アセンブリ１０２の形状は、ユーザの左足底の形状に対応する。右靴アセンブリ１０４の形状は、ユーザの右足底の形状に対応する。圧力センサは、靴アセンブリ１０の中足骨領域に配置することができる。ユーザがウェアラブルデバイス１を着用するとき、足の中足骨は、靴アセンブリ１０の中足骨領域に配置された圧力センサと接触し、靴アセンブリ１０の中足骨領域に配置された圧力センサに力を加えることができる。例えば、圧力センサＰＳ１及びＰＳ２は、左靴アセンブリ１０２の中足骨領域に配置される。圧力センサＰＳ５及びＰＳ６は、中足骨領域に配置される。圧力センサはまた、左靴アセンブリ１０２及び右靴アセンブリ１０４の踵領域又は足底領域に配置することができるが、これらに限定されない。慣性センサの設置位置に関しては、慣性センサを圧力センサの中心又はＣＯＧに配置することができる。例えば、図２に示すように、慣性センサＩＳ１は、左靴アセンブリ１０２上に配置され、圧力センサＰＳ１〜ＰＳ４の中心に配置される。慣性センサＩＳ２は、右靴アセンブリ１０４上に配置され且つ圧力センサＰＳ５〜ＰＳ８の中心に配置される。加えて、処理回路２０は、左靴アセンブリ１０２又は右靴アセンブリ１０４に配置することもできる。

【0038】

当業者は、上述の説明及び例に関して、組み合わせ、修正及び／又は変更を容易に行うであろう。提案されたステップを含む手順の上述のステップは、ハードウェア、ハードウェア装置とコンピュータ命令との組み合わせとして知られるファームウェア、及びハードウェア装置、電子システム、又は上述のウェアラブルデバイス１上の読み取り専用ソフトウェアとして存在するデータであり得る手段によって実現することができる。上記の手順及び例は、いずれも、記憶装置に記憶されるプログラムコード又は命令にコンパイルされ得る。処理回路２０は、上記機能を実現するために、記憶装置に記憶されたプログラムコード又は命令を読み出して実行することができる。

【0039】

要約すると、本発明の実施形態は、人体の重心の傾向を予測し、靴アセンブリ上に配置された圧力センサ及び慣性センサの検出値を用いて足底姿勢を測定することができ、従って、ユーザが転倒するリスクがあるかどうかを判定し、アラーム信号を出力することによってユーザに安全でない状態を知らせることができ、したがって、ユーザの日常生活における安全を効果的に改善することができる。

【0040】

当業者は、本発明の教示を保持しながら、装置及び方法の多くの修正及び変更を行うことができることを容易に理解するであろう。従って、上記の開示は、添付の請求項の範囲によってのみ限定されると解釈されるべきである。

【要約】      （修正有）

【課題】ウェアラブルデバイス及びそれを作動させる方法を提供する。
【解決手段】ウェアラブルデバイスは、靴アセンブリ１０と、複数の圧力センサＰＳと、処理回路２０とアラームモジュール３０とを含む。複数の圧力センサは、靴アセンブリ上に配置されるとともに、複数の圧力検出値を生成するように構成される。処理回路は、複数の圧力検出値及び複数の圧力センサの座標に従って重心座標を計算するとともに重心座標に従って判定結果を生成するように構成される。アラームモジュールは、アラーム信号を出力してアラーム機能を実行するように構成される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】