特開 2023-167029 膝軌跡情報生成装置、膝軌跡情報生成方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023167029

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】膝軌跡情報生成装置、膝軌跡情報生成方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

A61B5/11 230

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022077836

(22)【出願日】2022-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】井原 和紀

(72)【発明者】

【氏名】福司 謙一郎

(72)【発明者】

【氏名】オウ シンイ

(72)【発明者】

【氏名】梶谷 浩司

(72)【発明者】

【氏名】二瓶 史行

(72)【発明者】

【氏名】黄 晨暉

(72)【発明者】

【氏名】野崎 善喬

(72)【発明者】

【氏名】中原 謙太郎

【テーマコード（参考）】

4C038

【Ｆターム（参考）】

4C038VA04

4C038VA12

4C038VB14

4C038VC05

4C038VC20

(57)【要約】

【課題】左右方向への膝の挙動を含む膝軌跡に関する情報を生成できる膝軌跡情報生成装置等を提供する。
【解決手段】対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得する取得部と、歩行データに含まれる足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する第１計算部と、歩行データに含まれる膝位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点との間における膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する第２計算部と、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算し、算出された差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する情報生成部と、生成された膝軌跡情報を出力する出力部と、を備える膝軌跡情報生成装置とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得する取得手段と、
前記歩行データに含まれる前記足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する第１計算手段と、
前記歩行データに含まれる前記膝位置の時系列データを用いて、前記歩行周期の始点と終点との間における前記膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する第２計算手段と、
前記第１移動経路と前記第２移動経路との差分を計算し、算出された前記差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する情報生成手段と、
生成された前記膝軌跡情報を出力する出力手段と、を備える膝軌跡情報生成装置。

【請求項2】

前記取得手段は、
連続する踵接地を前記歩行周期の始点および終点とする前記対象者の前記歩行データを取得し、
前記第１計算手段は、
水平面内における前記歩行周期の始点と終点とを結ぶ前記第１移動経路を計算し、
前記第２計算手段は、
前記水平面内における前記歩行周期の始点と終点との間における前記膝位置の軌跡に相当する前記第２移動経路を計算し、
前記情報生成手段は、
前記歩行周期に含まれる歩行フェーズに対応付けて、前記水平面内における前記差分を計算し、
前記歩行フェーズに前記差分が対応付けられた前記視覚情報を含む前記膝軌跡情報を生成する請求項１に記載の膝軌跡情報生成装置。

【請求項3】

前記情報生成手段は、
前記差分の向きおよび大きさを示す矢印が、前記歩行周期に含まれる歩行フェーズに対応付けられた前記視覚情報を生成する請求項１に記載の膝軌跡情報生成装置。

【請求項4】

前記情報生成手段は、
前記膝位置の高さを示す第１標識と、前記差分の向きおよび大きさとを示す第２標識とを組み合わせた標識を、前記対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームに重ねた前記視覚情報を生成する請求項１に記載の膝軌跡情報生成装置。

【請求項5】

前記情報生成手段は、
前記フレームに表示された前記対象者の前記膝位置に、前記標識が重ねられた前記視覚情報を生成する請求項４に記載の膝軌跡情報生成装置。

【請求項6】

前記情報生成手段は、
前記フレームに表示された前記対象者から離れた位置に、前記標識が表示される前記視覚情報を生成する請求項４に記載の膝軌跡情報生成装置。

【請求項7】

前記情報生成手段は、
前記第１移動経路を示す直線と前記標識とが組み合わされた前記視覚情報を生成する請求項４に記載の膝軌跡情報生成装置。

【請求項8】

前記出力手段は、
前記対象者に関する前記膝軌跡情報を端末装置に出力し、
前記膝軌跡情報に関する表示情報を、前記端末装置の画面に表示させる請求項１乃至７のいずれか一項に記載の膝軌跡情報生成装置。

【請求項9】

コンピュータが、
対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得し、
前記歩行データに含まれる前記足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算し、
前記歩行データに含まれる前記膝位置の時系列データを用いて、前記歩行周期の始点と終点との間における前記膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算し、
前記第１移動経路と前記第２移動経路との差分を計算し、
算出された前記差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成し、
生成された前記膝軌跡情報を出力する膝軌跡情報生成方法。

【請求項10】

対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得する処理と、
前記歩行データに含まれる前記足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する処理と、
前記歩行データに含まれる前記膝位置の時系列データを用いて、前記歩行周期の始点と終点との間における前記膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する処理と、
前記第１移動経路と前記第２移動経路との差分を計算する処理と、
算出された前記差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する処理と、
生成された前記膝軌跡情報を出力する処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、歩行における膝軌跡に関する情報を生成する膝軌跡情報生成装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘルスケアへの関心の高まりに伴って、歩行パターンに含まれる特徴（歩容とも呼ぶ）に応じた情報に注目が集まっている。歩容に応じた情報を活用できれば、人々が抱える様々な症状に応じたヘルスケアサービスを提供できる。歩行における膝の動きを示す情報は、変形性膝関節症等の診断にとって有用である。特に、左右方向への膝の挙動を把握できれば、変形性膝関節症の早期発見や予防を実現できる可能性がある。

【0003】

特許文献１には、被験者の歩行動作の評価に用いられる歩行パラメータを算出する歩行解析システムについて開示されている。特許文献１のシステムは、被験者の下肢部分に装着された３軸加速度センサおよび３軸角速度センサを用いて、加速度および角速度を測定する。特許文献１のシステムは、測定された加速度および角速度に基づき、歩行中の下肢部分の姿勢を算出する。特許文献１のシステムは、算出された姿勢にある下肢部分を互いに連結して、関節の運動軌跡を含む３次元モデルを構築する。特許文献１のシステムは、矢状面において、踵接地時における関節の加速度ベクトルが運動軌跡に対してなす角を、歩行パラメータとして算出する。

【0004】

特許文献２には、生物の周期動作を表示する動作情報表示装置について開示されている。特許文献２の装置は、対象生物の動画から、対象生物の動作情報を取得する。特許文献２の装置は、動作情報の基準により、特定部位の並進運動の影響を補正する。特許文献２の装置は、補正された特定部位の位置情報を、動画の複数フレームに亘って記憶する。特許文献２の装置は、特定部位の軌跡を動画に重畳して、軌跡が重畳された動画を表示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－０２３４３６号公報

【特許文献2】特開２０２１－１７６３４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の手法では、下肢部分に装着された３軸加速度センサおよび３軸角速度センサを用いて、踵接地時における関節の加速度ベクトルが運動軌跡に対してなす角（膝の角度に相当）を、歩行パラメータとして算出する。しかしながら、特許文献１の手法では、左右方向への膝の挙動を把握できる情報を生成できなかった。

【0007】

特許文献２の手法によれば、対象生物の動画に基づいて、横方向の視座から見た足首の関節の軌跡を２次元的に表示できる。しかしながら、特許文献２の手法では、正面の視座から見た膝の挙動を把握できる情報を表示できなかった。

【0008】

本開示の目的は、左右方向への膝の挙動を含む膝軌跡に関する情報を生成できる膝軌跡情報生成装置等を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様の膝軌跡情報生成装置は、対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得する取得部と、歩行データに含まれる足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する第１計算部と、歩行データに含まれる膝位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点との間における膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する第２計算部と、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算し、算出された差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する情報生成部と、生成された膝軌跡情報を出力する出力部と、を備える。

【0010】

本開示の一態様の膝軌跡情報生成方法においては、対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得し、歩行データに含まれる足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算し、歩行データに含まれる膝位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点との間における膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算し、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算し、算出された差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成し、生成された膝軌跡情報を出力する。

【0011】

本開示の一態様のプログラムは、対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得する処理と、歩行データに含まれる足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する処理と、歩行データに含まれる膝位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点との間における膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する処理と、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算する処理と、算出された差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する処理と、生成された膝軌跡情報を出力する処理と、をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、左右方向への膝の挙動を含む膝軌跡に関する情報を生成できる膝軌跡情報生成装置等を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態における歩行イベントの一例について説明するための概念図である。

【図3】第１の実施形態における人体面の一例について説明するための概念図である。

【図4】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が計算する第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データの一例を示すグラフである。

【図5】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が計算する第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データの別の一例を示すグラフである。

【図6】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が生成する視覚情報の第一例について説明するための概念図である。

【図7】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が生成する視覚情報の第二例について説明するための概念図である。

【図8】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が生成する視覚情報の第三例について説明するための概念図である。

【図9】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が生成する視覚情報の第四例について説明するための概念図である。

【図10】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が生成する視覚情報の第五例について説明するための概念図である。

【図11】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が生成する視覚情報の第五例について説明するための概念図である。

【図12】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置が生成する視覚情報の第六例について説明するための概念図である。

【図13】第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。

【図14】第１の実施形態に関する適用例１－１について説明するための概念図である。

【図15】第１の実施形態に関する適用例１－１について説明するための概念図である。

【図16】第１の実施形態に関する適用例１－２について説明するための概念図である。

【図17】第１の実施形態に関する適用例１－２について説明するための概念図である。

【図18】第１の実施形態に関する適用例１－３について説明するための概念図である。

【図19】第１の実施形態に関する適用例１－３について説明するための概念図である。

【図20】第１の実施形態に関する適用例１－３について説明するための概念図である。

【図21】第２の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図22】各実施形態に係る処理を実行するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、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限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

【0015】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置の構成について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る膝軌跡情報生成装置は、対象者の歩行に応じて計測された歩行データを取得する。歩行データは、足位置データと膝位置データとを含む。本実施形態に係る膝軌跡情報生成装置は、歩行データを用いて、膝の動きを示す膝軌跡に関する情報（膝軌跡情報とも呼ぶ）を生成する。

【0016】

本実施形態においては、膝の中心位置を、膝位置と呼ぶ。膝軌跡の検証に影響がない程度であれば、膝位置は、膝の中心位置からずれていてもよい。また、本実施形態においては、足の中心位置を、足位置と呼ぶ。膝軌跡の検証に影響がない程度であれば、足位置は、足の中心位置からずれていてもよい。

【0017】

（構成）
図１は、本実施形態に係る膝軌跡情報生成装置１０の構成を示すブロック図である。膝軌跡情報生成装置１０は、取得部１１、第１計算部１２、第２計算部１３、情報生成部１５、および出力部１７を備える。

【0018】

取得部１１は、対象者の歩行データを取得する。歩行データは、対象者の足位置データおよび膝位置データを含む。足位置データは、３次元的な足位置の時間変化である。膝位置データは、３次元的な膝位置の時間変化である。足位置データおよび膝位置データの計測方法については、特に限定を加えない。

【0019】

例えば、足位置データおよび膝位置データは、モーションキャプチャによって計測される。モーションキャプチャでは、対象者の身体の各部位に、マーカが付けられる。例えば、マーカは、足や膝を含む部位に付けられる。歩行する対象者をカメラで撮影し、撮影された画像（映像）におけるマーカの位置に応じて、足位置および膝位置が計測される。モーションキャプチャによれば、足位置および膝位置を直接計測できるため、精度が高い足位置データおよび膝位置データが得られる。

【0020】

例えば、足位置データおよび膝位置データは、カメラによって撮影された画像（映像）を解析することによって、計測される。ＯｐｅｎＰｏｓｅなどのソフトウェアを用いれば、画像に写った人物から検出された骨格や関節の位置に基づいて、足位置および膝位置を計算することによって、足位置データおよび膝位置データが計測される。

【0021】

例えば、足位置データおよび膝位置データは、膝に装着された慣性センサによって計測された加速度や角速度を用いて、計測される。慣性センサを用いる場合、加速度や角速度を積分することによって、足位置および膝位置を計算できる。例えば、足位置データおよび膝位置データは、全身の各部位に慣性センサが装着されたスマートアパレルを用いて、計測されてもよい。

【0022】

例えば、足位置データは、履物に設置された慣性センサを用いて計測された足位置に応じて計測される。その場合、膝位置データは、計測された足位置に応じて推定される。

【0023】

取得部１１は、所定歩行区間における歩行データを取得する。例えば、所定歩行区間は、一歩行周期である。所定歩行区間は、複数の歩行周期であってもよい。以下においては、右足の踵が着地してから、その右足の踵が再び着地するまでの期間を、右足の一歩行周期と定義する。同様に、左足の踵が着地してから、その左足の踵が再び着地するまでの期間を、左足の一歩行周期と定義する。踵が着地する事象を、踵接地と呼ぶ。歩行周期の始点および終点は、踵着地以外の事象のタイミングに設定されてもよい。

【0024】

図２は、右足を基準とする一歩行周期において検出される歩行イベントについて説明するための概念図である。図２の横軸は、右足の一歩行周期を１００パーセント（％）として正規化された歩行周期である。右足の踵が地面に着地した時点を起点（０％）とし、次に右足の踵が地面に着地した時点を終点（１００％）とする。一歩行周期に含まれる複数のタイミングの各々を、歩行フェーズと呼ぶ。片足の一歩行周期は、足の裏側の少なくとも一部が地面に接している立脚相と、足の裏側が地面から離れている遊脚相とに大別される。図２の例では、立脚相が６０％を占め、遊脚相が４０％を占めるように、歩行周期が正規化される。立脚相は、立脚初期Ｔ１、立脚中期Ｔ２、立脚終期Ｔ３、遊脚前期Ｔ４に細分される。遊脚相は、遊脚初期Ｔ５、遊脚中期Ｔ６、遊脚終期Ｔ７に細分される。一歩行周期の歩行波形は、踵が地面に着地した時点を起点としなくてもよい。例えば、一歩行周期の歩行波形の起点は、立脚相の中央の時点などに設定されてもよい。

【0025】

歩行イベントＥ１は、一歩行周期の始まりの踵接地（ＨC：Heel Contact）を表す。踵接地は、遊脚相において地面から離れていた右足の踵が、地面に着地する事象である。歩行イベントＥ２は、反対足爪先離地（ＯＴＯ：Opposite Toe Off）を表す。反対足爪先離地は、右足の足裏の接地面が接地した状態で、左足の爪先が地面から離れる事象である。歩行イベントＥ３は、踵持ち上がり（ＨＲ：Heel Rise）を表す。踵持ち上がりは、右足の足裏の接地面が接地した状態で、右足の踵が持ち上がる事象である。歩行イベントＥ４は、反対足踵接地（ＯＨＳ：Opposite Heel Strike）を表す。反対足踵接地は、左足の遊脚相において地面から離れていた左足の踵が、地面に着地する事象である。歩行イベントＥ５は、爪先離地（ＴＯ：Toe Off）を表す。爪先離地は、左足の足裏の接地面が接地した状態で、右足の爪先が地面から離れる事象である。歩行イベントＥ６は、足交差（ＦＡ：Foot Adjacent）を表す。足交差は、左足の足裏の接地面が接地した状態で、左足と右足が交差する事象である。歩行イベントＥ７は、脛骨垂直（ＴＶ：Tibia Vertical）を表す。脛骨垂直は、左足の足裏が接地した状態で、右足の脛骨が地面に対してほぼ垂直になる事象である。歩行イベントＥ８は、一歩行周期の終わりの踵接地（ＨＳ：Heel Strike）を表す。歩行イベントＥ８は、歩行イベントＥ１から始まる歩行周期の終点に相当するとともに、次の歩行周期の起点に相当する。

【0026】

図３は、人体に対して設定される面（人体面とも呼ぶ）について説明するための概念図である。本実施形態では、身体を左右に分ける矢状面、身体を前後に分ける冠状面、身体を水平に分ける水平面が定義される。本実施形態においては、ｘ軸を回転軸とする矢状面内の回転をロール、ｙ軸を回転軸とする冠状面内の回転をピッチ、ｚ軸を回転軸とする水平面内の回転をヨーと定義する。また、ｘ軸を回転軸とする矢状面内の回転角をロール角、ｙ軸を回転軸とする冠状面内の回転角をピッチ角、ｚ軸を回転軸とする水平面内の回転角をヨー角と定義する。本実施形態において、冠状面内に関して、右足に関しては右側が正と定義され、左足に関しては左側が正と定義される。

【0027】

第１計算部１２は、所定歩行周期における足位置データを取得する。足位置データには、歩行周期ごとの始点と終点における足位置が含まれる。本実施形態では、連続する踵接地の時点を、歩行周期ごとの始点／終点に設定する。例えば、足位置データには、踵接地を始点／終点とする一歩行周期における足位置が含まれる。例えば、足位置データには、所定歩行周期に関して、始点（踵接地）の時点における水平面内の足位置と、終点（踵接地）の時点における水平面内の足位置とが含まれる。

【0028】

第１計算部１２は、足位置データに含まれる始点と終点とを結ぶ歩行移動経路（第１移動経路とも呼ぶ）を計算する。本実施形態では、始点（踵接地）の時点における水平面内の足位置と、終点（踵接地）の時点における水平面内の足位置とを結ぶ直線が、第１移動経路と定義される。

【0029】

第２計算部１３は、所定歩行周期における膝位置データを取得する。膝位置データには、歩行周期ごとの始点と終点における膝位置が含まれる。例えば、膝位置データには、踵接地を始点／終点とする一歩行周期における膝位置が含まれる。膝位置データには、所定歩行周期に関して、始点（踵接地）の時点における水平面内の膝位置と、終点（踵接地）の時点における水平面内の膝位置とが含まれる。

【0030】

第２計算部１３は、膝位置データに含まれる始点と終点とを結ぶ膝移動経路（第２移動経路とも呼ぶ）を計算する。本実施形態では、始点（踵接地）の時点における水平面内の膝位置と、終点（踵接地）の時点における水平面内の膝位置とを結ぶ曲線が、第２移動経路と定義される。第２移動経路は、膝軌跡に相当する。

【0031】

情報生成部１５は、所定歩行周期における、第１移動経路および第２移動経路を取得する。情報生成部１５は、所定歩行周期ごとに、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算する。本実施形態において、情報生成部１５は、水平面内における、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算する。情報生成部１５は、所定歩行区間に含まれる歩行フェーズに対応付けて、水平面内における第１移動経路と第２移動経路との差分を計算する。第１移動経路と第２移動経路との差分は、右足に関しては、右側が正である。第１移動経路と第２移動経路との差分は、左足に関しては、左側が正である。例えば、情報生成部１５は、一歩行周期分の水平面内における第１移動経路と第２移動経路との差分を計算する。例えば、情報生成部１５は、算出された差分を、一歩行周期分の矢状面内における位置（進行方向位置）に対応付ける。例えば、一歩行周期分の進行方向位置を歩行周期に変換して、差分に対応付ける。

【0032】

図４は、一歩行周期分の水平面内における第１移動経路と第２移動経路との差分を、一歩行周期分の進行方向位置に対応付けたグラフである。図４は、右足に関する差分である。差分が正の場合、第１移動経路から右方向に向けて、膝位置がすれている。すなわち、差分が正の場合、体の中心から外側に向けて、膝位置がずれている。それに対し、差分が負の場合、第１移動経路から左方向に向けて、膝位置がすれている。すなわち、差分が負の場合、体の中心から内側に向けて、膝がずれている。差分の絶対値が大きいほど、体の中心からの膝位置のずれ量が大きい。

【0033】

図５は、一歩行周期分の水平面内における第１移動経路と第２移動経路との差分を、歩行周期に対応付けたグラフである。図５は、図４のグラフの横軸（進行方向位置）を歩行周期に正規化したグラフである。図５のように、差分の時系列データの横軸を歩行周期に変換すれば、複数の歩行周期に亘る膝軌跡の変動を、歩行フェーズごとに比較できる。

【0034】

膝軌跡情報生成装置１０は、第１移動経路と第２移動経路との差分に応じた膝軌跡情報を生成する。膝軌跡情報は、対象者の歩行に応じた膝軌跡を表現する視覚情報を含む。
例えば、膝軌跡に関する視覚情報は、第１移動経路と第２移動経路との差分の向きおよび大きさを示す矢印である。例えば、膝軌跡に関する視覚情報は、複数の歩行周期に亘る第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データを重ねたグラフである。例えば、膝軌跡に関する視覚情報は、膝の高さを示す目印（第１標識とも呼ぶ）である。例えば、膝軌跡に関する視覚情報は、第１移動経路と第２移動経路との差分の向きおよび大きさを表す矢印（第２標識とも呼ぶ）である。例えば、膝軌跡に関する視覚情報は、第１標識と第２標識とを組み合わせた標識である。例えば、標識は、歩行する対象者（キャラクター）の映像に合わせて表示される。膝軌跡情報は、膝軌跡に関する視覚情報を含めば、特に限定を加えない。

【0035】

図６は、膝軌跡に関する視覚情報の第一例である。図６は、進行方向位置に対応付けて、第１移動経路と第２移動経路との差分の向きおよび大きさを表す矢印を、画面１００に表示させる例である。矢印の向きが、差分の向きを示す。矢印の長さが、差分の大きさを示す。矢印は、差分の大きさに応じた長さに設定される。例えば、矢印は、差分の大きさと一致する長さに設定される。例えば、矢印は、差分の大きさを逓倍した長さに設定される。第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データを表示させずに、差分の向きおよび大きさを表す矢印だけを表示させてもよい。図６の視覚情報によれば、進行方向位置に対応付けられた矢印の向きおよび長さによって、膝軌跡の変化を直感的に把握できる。

【0036】

図７は、膝軌跡に関する視覚情報の第二例である。図７は、歩行周期に対応付けて、第１移動経路と第２移動経路との差分の向きおよび大きさを表す矢印を、画面１００に表示させる例である。図７は、図６のグラフの横軸を歩行周期に変換したグラフである。第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データを表示させずに、差分の向きおよび大きさを表す矢印だけを表示させてもよい。図７の視覚情報によれば、歩行周期に対応付けられた矢印の向きおよび大きさによって、歩行フェーズに応じた膝軌跡の変化を直感的に把握できる。

【0037】

図８は、膝軌跡に関する視覚情報の第三例である。図８の例では、第１移動経路と第２移動経路との差分の向きおよび大きさを表す矢印を、歩行周期に対応付けて、画面１００に表示させる。図８のグラフは、図７のグラフと同じである。また、図８の例では、歩行周期に対応付けて、歩行イベントに応じた歩行状態を示すキャラクターを、画面１００に表示させる。キャラクターは、人物の歩行を模した概念的なものであってもよいし、歩行する人物の画像であってもよい。第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データを表示させずに、差分の向きおよび大きさを表す矢印だけを表示させてもよい。図８の視覚情報によれば、歩行周期に対応付けられた矢印の向きおよび大きさと、歩行イベントに応じた歩行状態を示すキャラクターとによって、歩行イベントに応じた膝軌跡の変化を直感的に把握できる。

【0038】

図９は、膝軌跡に関する視覚情報の第四例である。図９は、複数の歩行周期に亘る第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データを、画面１００に重ねて表示させる例である。図９の視覚情報によれば、複数の歩行周期に亘る差分の時系列データを比較することによって、膝軌跡の変動を直感的に把握できる。例えば、複数の歩行周期に亘る膝軌跡（膝位置）に関する相加平均や相乗平均、分散、標準偏差などの統計値を導出してもよい。複数の歩行周期に関する膝軌跡（膝位置）の相加平均や相乗平均などの平均値を用いれば、複数の歩行周期における膝の動きを平均的に把握できる。また、複数の歩行周期に関する膝軌跡（膝位置）の分散や標準偏差などを用いれば、複数の歩行周期における膝の動きの変動を把握できる。

【0039】

図１０～図１１は、膝軌跡に関する視覚情報の第五例について説明するための概念図である。図１０は、歩行する人物（キャラクター）を正面から見た概念図である。図１０の人物（キャラクター）は、左足を支持脚として、右足が地面から離れた状態である。図１０には、冠状面内における膝位置Ｋ、冠状面内における膝高さＨ、第１移動経路Ｗ、第１移動経路Ｗと第２移動経路（膝位置Ｋ）との差分ｄ、第１移動経路Ｗの直上における膝高さＨの位置Ｋ₀を示す。

【0040】

図１１は、人物（キャラクター）が歩行する状態を表す映像に合わせて、膝軌跡に関する視覚情報を画面１００に表示させる一例を示す概念図である。図１１には、左右の足の各々に関して、連続する踵接地の位置（始点Ｈ１、終点Ｈ２）と、始点Ｈ１と終点Ｈ２を結ぶ第１移動経路Ｗとを示す。また、図１１では、第１移動経路Ｗの直上における膝高さＨの位置（図１０の位置Ｋ₀）にヘッドを有するピンＰを、第１移動経路Ｗに立てる。ピンＰは、左右の足の各々に関する歩行フェーズに対応付けられて、第１移動経路Ｗに立てられる。ピンＰを立てる位置は、第１移動経路Ｗからずれていてもよい。また、ピンＰを立てた第１移動経路Ｗを、始点Ｈ１および終点Ｈ２を結ぶ直線上からずらしてもよい。図１１の例において、第１移動経路Ｗを示す直線は、進行方向を示す矢尻を含む。第１移動経路Ｗを示す直線は、進行方向を示す矢尻を含まなくてもよい。

【0041】

図１１の例では、ピンＰのヘッドを始点として、第１移動経路Ｗと第２移動経路（図１０の膝位置Ｋ）との差分の向きおよび大きさを示す矢印Ａを表示させる。図７～図８の矢印と同様に、矢印Ａの向きは、第１移動経路と第２移動経路との差分の向きを示す。矢印Ａの長さが、差分の大きさを示す。例えば、矢印Ａは、差分の大きさ一致する長さに設定される。例えば、矢印Ａは、差分の大きさを逓倍した長さに設定される。矢印Ａの向きおよび長さは、人物（キャラクター）の歩行フェーズに連動させて、変化させる。例えば、映像には、人物（キャラクター）の全身ではなく、腰から下の部分（下半身）だけが表示されてもよい。図１１の視覚情報によれば、人物（キャラクター）の映像に合わせて変動するピンＰおよび矢印Ａの動きに応じて、歩行に応じた膝軌跡の変動を直感的に把握できる。

【0042】

図１２は、人物（キャラクター）が歩行する状態を表す映像に合わせて、膝軌跡に関する視覚情報を画面１００に表示させる第六例を示す概念図である。図１２には、左右の足の各々に関して、連続する踵接地の位置（始点Ｈ１、終点Ｈ２）と、始点Ｈ１と終点Ｈ２を結ぶ第１移動経路Ｗとを示す。また、図１２では、膝の動きに連動させて、膝軌跡Ｔを表示させる。膝軌跡Ｔは、図７～図８における、第１移動経路と第２移動経路との差分の時系列データに相当する。図１２の例では、膝位置に対応付けて、膝軌跡Ｔが表示される。膝軌跡が表示される位置は、膝位置からずれていてもよい。例えば、人物（キャラクター）の歩行フェーズに連動させて、膝軌跡Ｔにおける膝位置を変化させる。図１２の視覚情報によれば、人物（キャラクター）の映像に合わせて表示される膝軌跡Ｔに応じて、歩行に応じた膝軌跡の変動を直感的に把握できる。

【0043】

出力部１７は、情報生成部１５によって生成された膝軌跡情報を出力する。例えば、出力部１７は、画面を有する端末装置に、膝軌跡情報を出力する。端末装置に出力された膝軌跡情報は、端末装置の画面に表示される。例えば、出力部１７は、対象者（ユーザ）の携帯端末の画面に、膝軌跡情報を表示させる。例えば、出力部１７は、対象者の身体状態を検証する医師や理学療法士、介護福祉士などの専門家に用いられる端末装置の画面に、膝軌跡情報を表示させる。専門家は、端末装置の画面に表示された膝軌跡情報に応じた診断や助言を、その対象者に対して出すことができる。例えば、出力部１７は、膝軌跡情報を使用する外部システム等に対して、その膝軌跡情報を出力してもよい。出力部１７から出力された膝軌跡情報の使用に関しては、特に限定を加えない。

【0044】

例えば、膝軌跡情報生成装置１０は、対象者（ユーザ）が携帯する携帯端末（図示しない）を介して、クラウドやサーバに構築された外部システム等に接続される。携帯端末は、携帯可能な通信機器である。例えば、携帯端末は、スマートフォンや、スマートウォッチ、携帯電話等の通信機能を有する携帯型の通信機器である。

【0045】

例えば、膝軌跡情報生成装置１０は、対象者（ユーザ）の身体状態を検証する人物が使用する端末装置（図示しない）に接続される。端末装置には、膝軌跡情報を処理したり、膝軌跡情報に応じた画像を表示させたりするソフトウェアがインストールされる。例えば、端末装置は、据え置き型のパーソナルコンピュータや、ノート型のパーソナルコンピュータ、タブレット、携帯端末などの情報処理装置である。端末装置は、膝軌跡情報を処理する専用端末であってもよい。

【0046】

例えば、膝軌跡情報生成装置１０は、ケーブルなどの有線を介して、携帯端末や端末装置に接続される。例えば、膝軌跡情報生成装置１０は、無線通信を介して、携帯端末や端末装置に接続される。例えば、膝軌跡情報生成装置１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）などの規格に則した無線通信機能（図示しない）を介して、携帯端末や端末装置に接続される。なお、膝軌跡情報生成装置１０の通信機能は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）以外の規格に則していてもよい。膝軌跡情報は、携帯端末や端末装置にインストールされたアプリケーションによって使用されてもよい。その場合、携帯端末や端末装置は、それの装置にインストールされたアプリケーションソフトウェア等によって、膝軌跡情報を用いた処理を実行する。また、膝軌跡情報生成装置１０は、携帯端末や端末装置に実装されてもよい。

【0047】

（動作）
次に、膝軌跡情報生成装置１０の動作の一例について図面を参照しながら説明する。図１３は、膝軌跡情報生成装置１０の動作の一例について説明するためのフローチャートである。図１３のフローチャートに沿った説明においては、膝軌跡情報生成装置１０を動作主体とする。

【0048】

図１３において、まず、膝軌跡情報生成装置１０は、所定歩行周期における歩行データを取得する（ステップＳ１１）。歩行データには、足位置の時系列データ（足位置データ）と膝位置の時系列データ（膝位置データ）とが含まれる。例えば、膝軌跡情報生成装置１０は、一歩行周期の歩行データを取得する。膝軌跡情報生成装置１０は、複数の歩行周期に亘る歩行データを取得してもよい。

【0049】

次に、膝軌跡情報生成装置１０は、歩行データに含まれる足位置データから踵接地を検出する（ステップＳ１２）。膝軌跡情報生成装置１０は、一歩行周期の足位置データの始点／終点に相当する踵接地を検出する。複数の歩行周期に亘る場合、膝軌跡情報生成装置１０は、足位置データの始点／終点に相当する踵接地を、歩行周期ごとに検出する。

【0050】

次に、膝軌跡情報生成装置１０は、連続する踵接地における足位置を結ぶ第１移動経路を計算する（ステップＳ１３）。第１移動経路は、膝軌跡の基準になる直線である。

【0051】

次に、膝軌跡情報生成装置１０は、連続する踵接地を始点／終点とする膝位置データを、歩行データから抽出する（ステップＳ１４）。複数の歩行周期に亘る場合、膝軌跡情報生成装置１０は、連続する踵接地を始点／終点とする歩行周期ごとの膝位置データを、歩行データから抽出する。

【0052】

次に、膝軌跡情報生成装置１０は、抽出された腰位置データを用いて、第２移動経路を計算する（ステップＳ１５）。第２移動経路は、膝軌跡に相当する曲線である。複数の歩行周期に亘る場合、膝軌跡情報生成装置１０は、歩行周期ごとの第２移動経路を計算する。

【0053】

次に、膝軌跡情報生成装置１０は、第２移動経路と第１移動経路との差分を計算する（ステップＳ１６）。第２移動経路と第１移動経路との差分は、第１移動経路を基準とする膝軌跡に相当する曲線である。複数の歩行周期に亘る場合、膝軌跡情報生成装置１０は、歩行周期ごとに差分を計算する。

【0054】

次に、膝軌跡情報生成装置１０は、算出された差分に応じた膝軌跡情報を生成する（ステップＳ１７）。膝軌跡情報は、膝軌跡に関する視覚情報を含む。例えば、膝軌跡情報生成装置１０は、上述した第一例～第六例（図６～図１２）のうちいずれかに応じた視覚情報を生成する。

【0055】

次に、膝軌跡情報生成装置１０は、生成した膝軌跡情報を出力する（ステップＳ１８）。膝軌跡情報生成装置１０は、膝軌跡に関する視覚情報を含む膝軌跡情報を出力する。出力された膝軌跡情報に含まれる視覚情報は、膝軌跡情報を用いるユーザが使用する端末装置（図示しない）等の画面に表示される。

【0056】

（適用例）
次に、膝軌跡情報生成装置１０に関する適用例について図面を参照しながら説明する。適用例では、図１０～図１１の第五例に関する膝軌跡情報を、端末装置の画面に表示させる例をあげる。以下の適用例においては、歩行する対象者を斜め上方から見下ろした映像に、視覚情報を含む膝軌跡情報（表示情報とも呼ぶ）を重ねて表示させる例をあげる。対象者の映像は、実際の映像であってもよいし、対象者の動きを模した仮想的な人物（キャラクター）であってもよい。以下においては、映像中にキャラクターを表示させる例をあげる。以下に示す表示情報は、膝軌跡情報生成装置１０によって生成されてもよいし、膝軌跡情報を取得した別の装置やシステムによって生成されてもよい。

【0057】

〔適用例１－１〕
図１４～図１５は、膝軌跡情報生成装置１０に関する適用例１－１に関する概念図である。図１４～図１５は、第１表示パターンＤ１である。第１表示パターンＤ１では、第１移動経路Ｗの直上にピンＰを立てる膝軌跡情報を、画面１００に表示させる。

【0058】

画面１００の右上隅の位置には、表示パターンを切り替えるボタンを含む表示切替領域１１０が表示される。図１４～図１５は、第１表示パターンＤ１が選択された状態である。第２表示パターンＤ２および第３表示パターンＤ３については、後述する。

【0059】

画面１００の左上隅の位置には、視座を切り替えるボタンを含む視座切替領域１１１が表示される。視座切替領域１１１には、人物（キャラクター）を中心として、正面の視座（第１視座Ｖ１）と左斜め前方の視座（第２視座Ｖ２）とで視座を切り替えるためのボタンが表示される。視座は、画面１００を見るユーザの視座に対応する。表示切替領域１１０および視座切替領域１１１は、ユーザの操作を受け付けるインターフェース領域である。

【0060】

図１４は、人物（キャラクター）を中心として、正面の視座（第１視座Ｖ１）から見た人物（キャラクター）の映像を、画面１００に表示させた例である。図１４では、表示切替領域１１０において、第１表示パターンＤ１が選択されている。また、視座切替領域１１１において、第１視座Ｖ１が選択されている。第１視座Ｖ１から見ると、冠状面内における膝軌跡を把握しやすい。すなわち、第１視座Ｖ１から見ると、左右方向（冠状面内）における膝の挙動を把握しやすい。

【0061】

図１５は、人物（キャラクター）を中心として、左斜め前方の視座（第２視座Ｖ２）から見た人物（キャラクター）の映像を、画面１００に表示させた例である。図１５は、視座切替領域１１１において、第２視座Ｖ２の選択に応じて、第１視座Ｖ１（図１４）から第２視座Ｖ２に、視座が切り替わった状態である。第２視座Ｖ２のように、人物（キャラクター）の進行方向に対して斜め前方の視座から見ると、膝軌跡を３次元的に把握しやすい。

【0062】

〔適用例１－２〕
図１６～図１７は、膝軌跡情報生成装置１０に関する適用例１－２に関する概念図である。図１６～図１７は、第２表示パターンＤ２である。第２表示パターンでは、冠状面内において第１移動経路Ｗから離れた位置にピンＰを立てた膝軌跡情報を、画面１００に表示させる。例えば、膝位置から、体の重心と膝位置との距離の逓倍離れた位置に、ピンＰが表示される。

【0063】

画面１００の右上隅の位置には、表示パターンを切り替えるボタンを含む表示切替領域１１０が表示される。図１６は、第２表示パターンＤ２の選択に応じて、第１表示パターンＤ１（図１５）から第２表示パターンＤ２に、表示パターンが切り替わった状態である。第２表示パターンＤ２では、冠状面内において第１移動経路Ｗから離れた位置に、ピンＰが立てられる。

【0064】

画面１００の左上隅の位置には、視座を切り替えるボタンを含む視座切替領域１１２が表示される。例えば、第１表示パターンＤ１から第２表示パターンＤ２への表示パターンの切替に応じて、視座切替領域１１１が視座切替領域１１２に切り替わるように設定されてもよい。また、第１表示パターンＤ１において視座切替領域１１２が設定されてもよいし、第２表示パターンＤ２において視座切替領域１１１が設定されてもよい。

【0065】

視座切替領域１１２には、視座を選択するための９個のボタンが表示される。視座切替領域１１２の上段には、人物（キャラクター）を中心として、右斜め後方の視座ＢＲ、背面の視座Ｂ、および左斜め後方の視座ＢＬを選択するためのボタンが表示される。視座切替領域１１２の中段には、人物（キャラクター）を中心として、右方の視座Ｒ、上方の視座Ｕ、および左方の視座Ｌを選択するためのボタンが表示される。視座切替領域１１２の下段には、人物（キャラクター）を中心として、右斜め前方の視座ＦＲ、正面の視座Ｆ、および左斜め前方の視座ＦＬを選択するためのボタンが表示される。図１６～図１７は一例であって、視座切替領域１１２で選択できる視座を限定するものではない。表示切替領域１１０および視座切替領域１１２は、ユーザの操作を受け付けるインターフェース領域である。

【0066】

図１６は、人物（キャラクター）を中心として、正面の視座（視座Ｆ）から見た人物（キャラクター）の映像を、画面１００に表示させた例である。図１６は、表示切替領域１１０における第２表示パターンＤ２の選択に応じて、第１表示パターンＤ１（図１５）から第２表示パターンＤ２に、表示パターンが切り替わった状態である。図１６では、表示切替領域１１０において、第２表示パターンＤ２が選択されている。また、視座切替領域１１２において、視座Ｆが選択されている。視座Ｆは、第１視座Ｖ１（図１４）と同じ視座である。視座Ｆから見ると、左右方向（冠状面内）における膝の挙動を把握しやすい。

【0067】

図１７は、人物（キャラクター）を中心として、左斜め前方の視座（視座ＦＬ）から見た人物（キャラクター）の映像を、画面１００に表示させた例である。図１７は、視座切替領域１１２における視座ＦＬの選択に応じて、視座Ｆ（図１６）から視座ＦＬに、視座が切り替わった状態である。視座ＦＬは、第２視座Ｖ２（図１５）と同じ視座である。視座ＦＬから見ると、３次元的な膝軌跡を把握しやすい。

【0068】

本適用例では、冠状面内において第１移動経路Ｗから離れた位置に、ピンＰを立てた膝軌跡情報を、画面１００に表示させる。本適用例によれば、ピンＰおよび矢印Ａが人物（キャラクター）と重ならないため、ピンＰおよび矢印Ａの変化に応じて、膝軌跡を把握しやすい。

【0069】

〔適用例１－３〕
図１８～図１９は、膝軌跡情報生成装置１０に関する適用例１－３に関する概念図である。図１８～図１９は、第３表示パターンＤ３である。第３表示パターンＤ３では、人物（キャラクター）から離れた位置に、第１移動経路Ｗが設定された膝軌跡情報を、画面１００に表示させる。また、第３表示パターンＤ３では、第１移動経路Ｗの直上にピンＰを立てた膝軌跡情報を表示させる。例えば、膝位置から、体の重心と膝位置との距離の逓倍離れた位置に、第１移動経路Ｗが表示される。

【0070】

画面１００の右上隅の位置には、表示パターンを切り替えるボタンを含む表示切替領域１１０が表示される。図１８は、第３表示パターンＤ３の選択に応じて、第２表示パターンＤ２（図１７）から第３表示パターンＤ３に、表示パターンが切り替わった状態である。第３表示パターンＤ３では、人物（キャラクター）から離れた位置に、第１移動経路Ｗを表示させる。また、第３表示パターンＤ３では、第１移動経路Ｗの直上に、ピンＰが立てられる。

【0071】

画面１００の左上隅の位置には、視座を切り替えるためのユーザインターフェースを含む視座切替領域１１３が表示される。例えば、第２表示パターンＤ２から第３表示パターンＤ３への表示パターンの切替に応じて、視座切替領域１１２が視座切替領域１１３に切り替わるように設定されてもよい。また、第１表示パターンＤ１や第２表示パターンＤ２において、視座切替領域１１３が設定されてもよい。

【0072】

視座切替領域１１３には、視座を切り替えるためのサークル状のユーザインターフェース（以下、サークルと呼ぶ）が表示される。サークルには、視座を選択するためのスライダー（ハッチング）が表示される。スライダーは、サークルの円周に沿って移動する。所望の視座の位置にスライダーを合わせることによって、視座が選択される。ユーザインターフェースを通じて選択される視座は、人物（キャラクター）を中心とした視座である。図１８～図１９の例の場合、スライダーの位置は、水平面内における視座に対応付けられる。サークルにおいて、下方が正面の視座Ｆ、右方が左方の視座Ｌ、上方が背面の視座Ｂ、左方が右方の視座Ｒに対応する。スライダーの位置をサークルの円周に沿って移動させることによって、水平面内における３６０度の視座が切り替わる。表示切替領域１１０および視座切替領域１１３は、ユーザの操作を受け付けるインターフェース領域である。図１８～図１９は一例であって、視座切替領域１１３で選択できる視座を限定するものではない。

【0073】

図１８は、人物（キャラクター）を中心として、正面の視座Ｆから見た人物（キャラクター）の映像を、画面１００に表示させた例である。図１８は、表示切替領域１１０における第３表示パターンＤ３の選択に応じて、第２表示パターンＤ２（図１７）から第３表示パターンＤ３に、表示パターンが切り替わった状態である。図１８では、表示切替領域１１０において、第３表示パターンＤ３が選択されている。また、視座切替領域１１３において、視座Ｆが選択されている。視座Ｆは、第１視座Ｖ１（図１４）と同じ視座である。視座Ｆから見ると、左右方向（冠状面内）における膝の挙動を把握しやすい。

【0074】

図１９は、人物（キャラクター）を中心として、正面の視座Ｆと左方の視座Ｌとの間の左斜め前方の視座から見た人物（キャラクター）の映像を、画面１００に表示させた例である。図１９は、視座切替領域１１３におけるサークルのスライダーの操作に応じて、人物（キャラクター）を中心として、正面上方の視座Ｆ（図１８）から左斜め前方の視座に、視座が切り替わった状態である。人物（キャラクター）を中心として左斜め前方の視座は、第２視座Ｖ２（図１５）と同じ視座である。人物（キャラクター）の進行方向に対して左斜め前方の視座から見ると、３次元的な膝軌跡を把握しやすい。

【0075】

図２０は、適用例１－３における第１移動経路Ｗ、ピンＰ、および矢印Ａを、動画に対応付けて表示させる一例を示す概念図である。図２０は、人物（キャラクター）を中心として、右斜め前方の視座から見た様子を表す。図２０には、人物（キャラクター）の歩行に関する映像に含まれる複数のフレームのうち、三つのフレームを抽出して示す。実際の映像は、より多くのフレームで構成される。図２０の三つのフレームは、左上から右下に向けて、時間（歩行周期）が進行する。時間（歩行周期）の進行に応じて、人物（キャラクター）の歩行状態を示す映像が変化する。人物（キャラクター）の歩行における歩行フェーズに合わせて、第１移動経路Ｗ、ピンＰ、および矢印Ａが変化する。

【0076】

本適用例では、人物（キャラクター）から離れた位置に、第１移動経路Ｗが表示される。また、本適用例では、第１移動経路Ｗの直上に、ピンＰが立てられる。本適用例では、第１移動経路Ｗ、ピンＰ、および矢印Ａが、人物（キャラクター）と重ならない。そのため、第１移動経路の直上を移動するピンＰおよび矢印Ａの移動に応じて、第１移動経路に対する膝軌跡の変化を把握しやすい。

【0077】

以上のように、本実施形態の膝軌跡情報生成装置は、取得部、第１計算部、第２計算部、情報生成部、および出力部を備える。取得部は、対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得する。第１計算部は、歩行データに含まれる足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する。第２計算部は、歩行データに含まれる膝位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点との間における膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する。情報生成部は、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算する。情報生成部は、算出された差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する。出力部は、生成された膝軌跡情報を出力する。

【0078】

本実施形態では、対象者の膝軌跡を表す視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する。対象者の膝軌跡を表す視覚情報は、膝の左右方向への挙動を含む。すなわち、本実施形態によれば、左右方向への膝の挙動を含む膝軌跡に関する情報を生成できる。

【0079】

本実施形態の一態様において、取得部は、連続する踵接地を歩行周期の始点および終点とする対象者の歩行データを取得する。第１計算部は、水平面内における歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する。第２計算部は、水平面内における歩行周期の始点と終点との間における膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する。情報生成部は、歩行周期に含まれる歩行フェーズに対応付けて、水平面内における差分を計算する。情報生成部は、歩行フェーズに差分が対応付けられた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する。本態様によれば、連続する踵接地を始点および終点とする歩行周期に関して、左右方向への膝の挙動を含む膝軌跡に関する情報を生成できる。

【0080】

本実施形態の一態様において、情報生成部は、差分の向きおよび大きさを示す矢印が、歩行周期に含まれる歩行フェーズに対応付けられた視覚情報を生成する。本態様によれば、歩行フェーズに対応付けられた矢印の向きおよび長さに応じて、膝の挙動を直感的に把握できる。

【0081】

本実施形態の一態様において、情報生成部は、膝位置の高さを示す第１標識と、差分の向きおよび大きさとを示す第２標識とを組み合わせた標識を、対象者の歩行状態を示す映像を構成するフレームに重ねた視覚情報を生成する。本態様によれば、対象者の歩行に連動する変化する標識に応じて、膝の挙動を直感的に把握できる。

【0082】

本実施形態の一態様において、情報生成部は、フレームに表示された対象者の膝位置に、標識が重ねられた前記視覚情報を生成する。本態様によれば、対象者の膝位置に表示された標識に応じて、膝の挙動を直感的に把握できる。

【0083】

本実施形態の一態様において、情報生成部は、フレームに表示された対象者から離れた位置に、標識が表示される視覚情報を生成する。本態様によれば、対象者から離れた位置に表示された標識に応じて、膝の挙動を直感的に把握できる。

【0084】

本実施形態の一態様において、情報生成部は、第１移動経路を示す直線と標識とが組み合わされた視覚情報を生成する。本態様によれば、対象者の歩行フェーズに合わせて、膝の挙動を直感的に把握しやすくなる。

【0085】

本実施形態の一態様において、出力部は、対象者に関する膝軌跡情報を端末装置に出力する。出力部は、膝軌跡情報に関する表示情報を、端末装置の画面に表示させる。本態様によれば、端末装置の画面に表示された表示情報を視認することによって、膝の挙動を直感的に把握できる。

【0086】

変形性膝関節症は、膝関節の軟骨の退化変性により、膝関節に炎症等が発生する症状である。変形性膝関節症は、疾患の早期発見や予防が重要である。変形性膝関節症に関しては、主に、医師の主観による診断が行われている。そのため、医師による診断をサポートする情報の提供が求められる。特に、立脚初期における膝の挙動は、変形性膝関節症などの診断指標の一つとして重要である。早期発見や予防の観点から、変形性膝関節症などの膝に関する疾患の予兆が早期に発見されることが望ましい。本実施形態の手法によれば、対象者の膝軌跡を表す視覚情報によって、左右方向への膝の挙動を明確に観察できる。そのため、本実施形態の手法によれば、軽度なラテラルスラストを、画像に表示された視覚情報に応じて見つけやすくなる。本実施形態の手法は、膝に関する症状であれば、変形性膝関節症以外にも適用できる。本実施形態の手法は、脚に関する症状の診断やリハビリ、フレイルの予防、転倒リスクの判定など、各種の分野に適用できる。

【0087】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る膝軌跡情報生成装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の膝軌跡情報生成装置は、第１の膝軌跡情報生成装置を簡略化した構成である。

【0088】

図２１は、本実施形態に係る膝軌跡情報生成装置２０の構成の一例を示すブロック図である。膝軌跡情報生成装置２０は、取得部２１、第１計算部２２、第２計算部２３、情報生成部２５、および出力部２７を備える。

【0089】

取得部２１は、対象者の足位置および膝位置の時系列データを含む歩行データを取得する。第１計算部２２は、歩行データに含まれる足位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点とを結ぶ第１移動経路を計算する。第２計算部２３は、歩行データに含まれる膝位置の時系列データを用いて、歩行周期の始点と終点との間における膝位置の軌跡に相当する第２移動経路を計算する。情報生成部２５は、第１移動経路と第２移動経路との差分を計算する。情報生成部２５は、算出された差分に応じた視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する。出力部２７は、生成された膝軌跡情報を出力する。

【0090】

本実施形態では、対象者の膝軌跡を表す視覚情報を含む膝軌跡情報を生成する。対象者の膝軌跡を表す視覚情報は、膝の左右方向への挙動を含む。すなわち、本実施形態によれば、左右方向への膝の挙動を含む膝軌跡に関する情報を生成できる。

【0091】

（ハードウェア）
ここで、本開示の各実施形態に係る処理を実行するハードウェア構成について、図２２の情報処理装置９０（コンピュータ）を一例としてあげて説明する。なお、図２２の情報処理装置９０は、各実施形態の処理を実行するための構成例であって、本開示の範囲を限定するものではない。

【0092】

図２２のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６を備える。図２２においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５、および通信インターフェース９６は、バス９８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

【0093】

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラム（命令）を、主記憶装置９２に展開する。例えば、プログラムは、各実施形態の処理を実行するためのソフトウェアプログラムである。プロセッサ９１は、主記憶装置９２に展開されたプログラムを実行する。プロセッサ９１は、プログラムを実行することによって、各実施形態に係る処理を実行する。

【0094】

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２には、プロセッサ９１によって、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムが展開される。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリによって実現される。また、主記憶装置９２として、ＭＲＡＭ（Magneto resistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリが構成／追加されてもよい。

【0095】

補助記憶装置９３は、プログラムなどの種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって実現される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

【0096】

入出力インターフェース９５は、規格や仕様に基づいて、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。外部機器と接続されるインターフェースとして、入出力インターフェース９５と通信インターフェース９６とが共通化されてもよい。

【0097】

情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器が接続されてもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。入力機器としてタッチパネルが用いられる場合、タッチパネルの機能を有する画面がインターフェースになる。プロセッサ９１と入力機器とは、入出力インターフェース９５を介して接続される。

【0098】

情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器が備え付けられてもよい。表示機器が備え付けられる場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられる。情報処理装置９０と表示機器は、入出力インターフェース９５を介して接続される。

【0099】

情報処理装置９０には、ドライブ装置が備え付けられてもよい。ドライブ装置は、プロセッサ９１と記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体に格納されたデータやプログラムの読み込みや、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みを仲介する。情報処理装置９０とドライブ装置は、入出力インターフェース９５を介して接続される。

【0100】

以上が、本発明の各実施形態に係る処理を可能とするためのハードウェア構成の一例である。図２２のハードウェア構成は、各実施形態に係る処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。各実施形態に係る処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。

【0101】

各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も、本発明の範囲に含まれる。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体によって実現されてもよい。また、記録媒体は、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現されてもよい。プロセッサが実行するプログラムが記録媒体に記録されている場合、その記録媒体はプログラム記録媒体に相当する。

【0102】

各実施形態の構成要素は、任意に組み合わせられてもよい。各実施形態の構成要素は、ソフトウェアによって実現されてもよい。各実施形態の構成要素は、回路によって実現されてもよい。

【0103】

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0104】

１０、２０ 膝軌跡情報生成装置
１１、２１ 取得部
１２、２２ 第１計算部
１３、２３ 第２計算部
１５、２５ 情報生成部
１７、２７ 出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】