特許 7485064 歩行判別装置、歩行判別システム、歩行判別方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】歩行判別装置、歩行判別システム、歩行判別方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20240509BHJP

【ＦＩ】

A61B5/11 230

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022553406

(86)(22)【出願日】2020-10-02

(86)【国際出願番号】 JP2020037611

(87)【国際公開番号】W WO2022070417

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2023-03-31

(73)【特許権者】

【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】黄 晨暉

(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】二瓶 史行

【審査官】冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２７６２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１６３７１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１４１２７５（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】

ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形と、進行方向の足圧中心位置の時系列データである第２波形とを生成する波形生成手段と、
前記波形生成手段によって生成された前記第１波形と前記第２波形とを合成して合成波形を生成する波形合成手段と、
足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と前記合成波形の値とを比較することによって、前記ユーザが歩行しているか判別する判別手段と、を備える歩行判別装置。

【請求項2】

前記判別手段は、
前記第１波形の値が前記歩行判別閾値を超える場合、前記ユーザが歩行していると判別する請求項１に記載の歩行判別装置。

【請求項3】

前記波形生成手段は、
足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データを前記第１波形として生成し、
前記判別手段は、
足の前方３分の１の部分の足底圧の値に対して予め設定された前記歩行判別閾値に基づいて、前記ユーザが歩行しているか判別する請求項１または２に記載の歩行判別装置。

【請求項4】

前記波形合成手段は、
前記第１波形の値と前記第２波形の値とを積算して前記合成波形を生成する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の歩行判別装置。

【請求項5】

前記判別手段は、
ユニバーサルな前記歩行判別閾値に基づいて、前記ユーザが歩行しているか判別する請求項３または４に記載の歩行判別装置。

【請求項6】

前記波形合成手段は、
前記第１波形および前記第２波形の各々に重みづけをした前記合成波形を生成し、
前記判別手段は、
前記合成波形の値に対して予め設定されたユニバーサルな前記歩行判別閾値に基づいて、前記ユーザが歩行しているか判別する請求項５に記載の歩行判別装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の歩行判別装置と、
ユーザの足底圧を計測し、計測結果である足底圧データを前記歩行判別装置に送信する足底圧計測装置と、を備える歩行判別システム。

【請求項8】

コンピュータが、
ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形と、進行方向の足圧中心位置の時系列データである第２波形とを生成し、
生成された前記第１波形と前記第２波形とを合成して合成波形を生成し、
足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と前記合成波形の値とを比較することによって、前記ユーザが歩行しているか判別する歩行判別方法。

【請求項9】

ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形と、進行方向の足圧中心位置の時系列データである第２波形とを生成する処理と、
生成された前記第１波形と前記第２波形とを合成して合成波形を生成する処理と、
足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と前記合成波形の値とを比較することによって、前記ユーザが歩行しているか判別する処理と、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、歩行状態を判別する判別装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

体調管理を行うヘルスケアへの関心の高まりから、歩行の特徴を含む歩容を計測し、その歩容に応じた情報をユーザに提供するサービスが注目されている。例えば、靴等の履物に荷重計測装置や慣性計測装置を実装し、ユーザの歩容を解析する装置が開発されている。例えば、荷重計測装置によって計測された足底の圧力（足底圧とも呼ぶ）に応じて、歩行状態を判別する技術が求められている。

【0003】

特許文献１には、インソールの所定位置に配設された荷重センサによって計測された荷重値に基づいて歩行判別する足底圧計測装置について開示されている。特許文献１の装置は、計測された荷重値の最大値と平均値の差と、歩行や座位を判別するための閾値との大小関係に応じて、歩行、直立、および座位のいずれであるかを判別する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５３０１８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の手法によれば、荷重値の大小関係に基づいて、歩行と直立を判別できる。しかしながら、特許文献１の手法では、荷重値に大差がないため、その場で足踏みしている状態と、歩行している状態を区別することができなかった。

【0006】

本開示の目的は、歩行状態を適切に判別できる歩行判別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】

【0007】

本開示の一態様の歩行判別装置は、ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形を生成する波形生成部と、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と第１波形の値を比較することによって、ユーザが歩行しているか判別する判別部と、を備える。

【0008】

本開示の一態様の歩行判別方法においては、コンピュータが、ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形を生成し、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と第１波形の値を比較することによって、ユーザが歩行しているか判別する。

【0009】

本開示の一態様のプログラムは、ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形を生成する処理と、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と第１波形の値を比較することによって、ユーザが歩行しているか判別する処理と、をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、歩行状態を適切に判別できる歩行判別装置等を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係る歩行判別システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る歩行判別システムの足底圧計測装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図4】歩行周期について説明するための概念図である。

【図5】第１の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する足底圧の時系列データについて説明するための概念図である。

【図6】第１の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する足全体の足底圧の時系列データの一例である。

【図7】第１の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する足の前方３分１の部分の足底圧の時系列データの一例である。

【図8】第１の実施形態に係る歩行判別システム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9】第２の実施形態に係る歩行判別システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図10】第２の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図11】足圧中心軌跡について説明するための概念図である。

【図12】第２の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する進行方向における足圧中心位置の時系列データの一例である。

【図13】第２の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）と、を重ね合わせた一例である。

【図14】第２の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する合成波形の一例である。

【図15】第２の実施形態に係る歩行判別システム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16】第３の実施形態に係る歩行判別システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図17】第３の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図18】第３の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する足全体の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）と、を重ね合わせた一例である。

【図19】第３の実施形態に係る歩行判別システムの歩行判別装置が生成する合成波形の一例である。

【図20】第３の実施形態に係る歩行判別システム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21】第４の実施形態に係る歩行判別システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図22】各実施形態の歩行判別装置を実現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】

【0012】

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。

【0013】

（第１の実施形態）
本開示に係る第１の実施形態の推定システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の歩行判別システムは、ユーザの歩行パターンに含まれる特徴（歩容とも呼ぶ）を計測し、計測された歩容を解析することによって、歩行状態を判別する。具体的には、本実施形態の歩行判別システムは、足底圧データに基づいて歩行状態を判別する。本実施形態においては、歩行しているか否かを判別することを歩行判別と呼ぶ。本実施形態においては、右足を基準の足とし、左足を反対足とする系について説明する。本実施形態の手法は、左足を基準の足とし、右足を反対足とする系についても適用できる。

【0014】

（構成）
図１は、本実施形態の歩行判別システム１の構成を示すブロック図である。歩行判別システム１は、足底圧計測装置１１および歩行判別装置１２を備える。足底圧計測装置１１と歩行判別装置１２は、有線で接続されてもよいし、無線で接続されてもよい。また、足底圧計測装置１１と歩行判別装置１２は、単一の装置で構成してもよい。また、歩行判別システム１の構成から足底圧計測装置１１を除き、歩行判別装置１２だけで歩行判別システム１を構成してもよい。

【0015】

足底圧計測装置１１は、ユーザの足裏から受ける荷重（足底圧とも呼ぶ）を計測する装置である。足底圧計測装置１１は、足底圧を計測する圧力センサを少なくとも一つ含む。足底圧計測装置１１は、圧力センサによって計測される足底圧データを歩行判別装置１２に送信する。足底圧計測装置１１は、個々の圧力センサによって計測されるセンサデータを計測箇所に紐付けて個々に送信してもよいし、全てのセンサデータをまとめて送信してもよい。

【0016】

歩行判別装置１２は、足底圧計測装置１１から足底圧データを取得する。歩行判別装置１２は、受信した足底圧データを用いて、足（ここでは足裏とも呼ばれる）の所定部分から受ける足底圧の時系列データを生成する。以降、足の所定部分から受ける足底圧を、足の所定部分の足底圧と呼ぶ。足の所定部分の足底圧は、一歩分における、その所定部分の足底圧の時系列データの値の合計値を示す。例えば、足の所定部分は、足の前方３分の１の部分である。例えば、足の所定部分は、足の前方２分の１の部分である。例えば、足の所定部分は、足全体であってもよい。本実施形態では、足の前方３分の１の部分を、足の所定部分として用いる。

【0017】

歩行判別装置１２は、足の所定部分の足底圧を、予め設定された閾値（歩行判別閾値とも呼ぶ）と比較する。足の所定部分の足底圧が歩行判別閾値よりも大きい場合、歩行判別装置１２は、そのユーザが歩行していると判別する。一方、足の所定部分の足底圧が歩行判別閾値よりも小さい場合、歩行判別装置１２は、そのユーザが歩行していないと判別する。足の所定部分の足底圧と歩行判別閾値が等しい場合、歩行判別装置１２は、予め決められた基準に基づいて、歩行しているか否かを判別すればよい。

【0018】

歩行判別装置１２は、歩行しているか否かの判別結果を出力する。歩行判別装置１２による判別結果は、上位システムやデータベースが構築されたサーバ、歩行波形の取得元のユーザの携帯端末等に出力される。歩行判別装置１２による判別結果の出力先には、特に限定を加えない。例えば、歩行判別装置１２は、図示しないサーバ等に実装される。例えば、歩行判別装置１２は、アプリケーションサーバによって実現されてもよい。例えば、歩行判別装置１２は、携帯端末（図示しない）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実現されてもよい。

【0019】

〔足底圧計測装置〕
次に、足底圧計測装置１１の詳細構成について図面を参照しながら説明する。図２は、足底圧計測装置１１の構成の一例を示す概念図である。足底圧計測装置１１は、少なくとも一つの足圧センサ１１０と、データ送信部１１５とを有する。足圧センサ１１０は、本体１１１と、感圧センサ１１２とを含む。足圧センサ１１０は、靴の中に中敷きとして設置された状態で使用される。足圧センサ１１０は、左右両足に設置されてもよいし、一方の足に設置されてもよい。

【0020】

本体１１１は、靴の中敷き状の外形を有する。本体１１１は、左足用と右足用とで異なる形状であってもよいし、同じ形状であってもよい。また、本体１１１は、一般的な中敷きの素材で構成してもよいし、剛性や機能性を高めた素材で構成してもよい。例えば、本体１１１は、少なくとも２層の層状構造とし、層状構造の層間に感圧センサ１１２が挿入された構造とすればよい。

【0021】

感圧センサ１１２は、本体１１１の内部や表面に設置される。感圧センサ１１２は、データ送信部１１５に接続される。感圧センサ１１２は、少なくとも一つの圧力センサを含み、足裏から受ける足底圧を計測する。感圧センサ１１２は、計測した足底圧を示す足底圧データをデータ送信部１１５に出力する。

【0022】

例えば、感圧センサ１１２は、足底圧や足裏に対面するセンス領域内での足底圧の分布を表す圧力分布に関する物理量やその変化量を検出する。例えば、感圧センサ１１２は、足底圧計測装置１１が設置された靴を履いたユーザの足裏から受ける足底圧を検出する圧力センサによって構成できる。また、例えば、感圧センサ１１２は、圧力分布を測定できるシート状のセンサシートで構成できる。感圧センサ１１２としてセンサシートを用いれば、足裏の各部から受ける圧力をマッピングすることによって、圧力分布を計測できる。なお、感圧センサ１１２は、単一のセンサで構成してもよいし、複数のセンサを組み合わせて構成してもよい。感圧センサ１１２が、足裏に対面する領域内の複数の区画に配置される複数のセンサで構成される場合、感圧センサ１１２は、同一種類の複数のセンサで構成してもよいし、異なる種類の複数のセンサを組み合わせて構成してもよい。

【0023】

データ送信部１１５は、感圧センサ１１２が配置される履物に設置される。データ送信部１１５は、感圧センサ１１２と一体化してもよいし、履物の内部の隙間に設置されてもよいし、履物の外部に設置されてもよい。データ送信部１１５は、感圧センサ１１２に接続される。また、データ送信部１１５は、有線通信または無線通信によって歩行判別装置１２に接続される。例えば、データ送信部１１５は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）や近距離無線通信などの無線通信によって歩行判別装置１２に接続される。データ送信部１１５は、各感圧センサ１１２から足底圧データを取得する。データ送信部１１５は、取得した足底圧データを歩行判別装置１２に送信する。データ送信部１１５は、感圧センサ１１２を構成する個々のセンサによって計測されるセンサデータ（足底圧の値）をセンサの配置箇所に紐付けた足底圧データを個々に送信してもよいし、全てのセンサデータ（足底圧の値）をまとめて送信してもよい。

【0024】

〔歩行判別装置〕
次に、歩行判別装置１２の詳細構成について図面を参照しながら説明する。図３は、歩行判別装置１２の構成の一例を示すブロック図である。歩行判別装置１２は、データ取得部１２１、波形生成部１２３、記憶部１２５、および判別部１２７を有する。

【0025】

データ取得部１２１は、足底圧計測装置１１から足底圧データを取得する。データ取得部１２１は、取得された足底圧データに含まれる計測箇所ごとの足底圧を、計測箇所に対応付けて波形生成部１２３に出力する。

【0026】

波形生成部１２３は、取得された足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する。例えば、波形生成部１２３は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データを生成する。例えば、波形生成部１２３は、足の前方２分の１の部分の足底圧の時系列データを生成する。例えば、波形生成部１２３は、足全体の足底圧の時系列データを生成する。

【0027】

記憶部１２５には、歩行状態を判別するために予め設定された歩行判別閾値が記憶される。記憶部１２５には、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部１２５には、足の前方３分の１の部分に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部１２５には、足の前方２分の１の部分に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部１２５には、足全体に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。

【0028】

判別部１２７は、足の所定部分の足底圧の値を、歩行判別閾値と比較する。足の所定部分の足底圧が歩行判別閾値よりも大きい場合、判別部１２７は、そのユーザが歩行していると判別する。一方、足の所定部分の足底圧が歩行判別閾値よりも小さい場合、判別部１２７は、そのユーザが歩行していないと判別する。足の所定部分の足底圧と歩行判別閾値が等しい場合、判別部１２７は、予め決められた基準に基づいて、歩行しているか否かを判別すればよい。

【0029】

判別部１２７は、歩行しているか否かの判別結果を出力する。判別部１２７による判別結果は、上位システムやデータベースが構築されたサーバ、歩行波形の取得元のユーザの携帯端末等に出力される。例えば、判別部１２７は、パーソナルコンピュータやサーバなどの据え置き型の情報処理装置や、スマートフォンや携帯電話などの携帯端末、表示装置などのように、表示部を有する装置に判別結果を出力してもよい。判別結果は、ケーブルを介した有線通信で出力されてもよいし、電磁波や音波などを用いる無線通信で出力されてもよい。判別部１２７による判別結果の出力先には、特に限定を加えない。

【0030】

図４は、右足を基準とする一歩行周期について説明するための概念図である。図４の横軸は、右足の踵が地面に着地した時点を起点とし、次に右足の踵が地面に着地した時点を終点とする右足の一歩行周期を１００％として正規化された歩行周期である。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。立脚相は、さらに、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、さらに、遊脚初期Ｔ５、遊脚中期Ｔ６、遊脚終期Ｔ７に細分される。なお、一歩行周期分の歩行波形は、立脚終期の期間を特定できれば、踵接地を起点としなくてもよい。

【0031】

図４（ａ）は、右足の踵が接地する事象（踵接地）を表す（ＨＳ：Heel Strike）。図４（ｂ）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（反対足爪先離地）を表す（ＯＴＯ：Opposite Toe Off）。図４（ｃ）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（踵持ち上がり）を表す（ＨＲ：Heel Rise）。図４（ｄ）は、左足の踵が接地した事象（反対足踵接地）である（ＯＨＳ：Opposite Heel Strike）。図４（ｅ）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（爪先離地）を表す（ＴＯ：Toe Off）。図４（ｆ）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（足交差）を表す（ＦＡ：Foot Adjacent）。図４（ｇ）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（脛骨垂直）を表す（ＴＶ：Tibia Vertical）。図４（ｈ）は、右足の踵が接地する事象（踵接地）を表す（ＨＳ：Heel Strike）。図４（ｈ）は、図４（ａ）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。

【0032】

図５は、歩行時における両足の垂直分力の時間推移の一例を示すグラフである。図５の横軸は、歩行に伴う時間経過を正規化した歩行周期である。図５に示す曲線は、実線が右足の垂直分力の時間推移であり、破線が左足の垂直分力の時間推移である。

【0033】

歩行時の右足の垂直分力の時間推移（実線）には、二つの山（第１ピークＰ₁、第２ピークＰ₂）と一つの谷（ディップＤ）が表れる。例えば、第１ピークＰ₁、第２ピークＰ₂、ディップＤは、それぞれの示す波形に波形分離できる。第１ピークＰ₁は、右足の踵接地後の足関節垂直方向回転運動によって、足底全体が地面に接触する際の衝撃によるものである。第２ピークＰ₂は、右足立脚終期と遊脚前期の間に発生する左足踵接地と右足の爪先離地の前進姿勢の際に右足の爪先が地面に与える圧力によるものである。第２ピークＰ₂の頂点における足底圧の値は、体重による荷重と、歩行者が前進する際に筋肉が発生させる力の垂直分力とを足した値に相当する。ディップＤは、右足の立脚中期に発生する左足の上向き運動に起因する重力と反対方向の加速度に起因する。歩行時の左足の垂直分力の時間推移（破線）についても、右足と同様である。

【0034】

図６は、右足全体の足底圧の時系列データの一例を示すグラフである。図６のグラフには、種々の状態において計測された足底圧が含まれる。図６には、足全体に対して予め設定された歩行判別閾値を図示する。

【0035】

図６のグラフには、歩行Ｗ（Walking）、直立Ｕ（Upright）、ターンＴ（Turn）、その場足踏みＳ（Stepping on the spot）の４つの状態が含まれる。例えば、歩行Ｗ、ターンＴ、その場足踏みＳの足底圧を比較すると、全体的に歩行Ｗの値が大きいものの、その場足踏みＳの値が歩行Ｗの値を上回っている場合がある。また、ターンＴの最大値が歩行Ｗの最小値を上回っている場合もある。図６のように、右足全体の足底圧の時系列データでは、歩行判別閾値に基づいて、ユーザが歩行しているか判別することは難しい。

【0036】

図７は、右足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データの一例を示すグラフである。図７のグラフには、種々の状態において計測された足底圧が含まれる。図７には、足の前方３分の１の部分に対して予め設定された歩行判別閾値を図示する。

【0037】

図７のグラフには、歩行Ｗ、直立Ｕ、ターンＴ、その場足踏みＳの４つの状態が含まれる。例えば、歩行Ｗ、ターンＴ、その場足踏みＳの足底圧を比較すると、全体的に歩行Ｗの値が大きいため、ターンＴとその場足踏みＳの値と区別しやすい。図７のように、足の前方３分の１の部分の時系列データを用いれば、歩行判別閾値に基づいて、ユーザが歩行していることを判別できる。

【0038】

その場足踏みＳにおいて、垂直方向に足裏にかかる荷重は、歩行Ｗと比べて顕著に差が出るわけではない。その一方で、その場足踏みＳにおいては、前方に移動するための推進力が発生しないため、踵側に比べて爪先側の足底圧が小さくなる。そのため、図７のように足の前方３分の１の部分の足底圧を用いれば、その場足踏みＳと歩行Ｗを区別しやすくなるものと推察される。例えば、その場で爪先立ちした場合は、踵側に比べて爪先側の足底圧が大きくなるため、踵側の部分の足底圧を比べれば、歩行Ｗと区別しやすくなる。

【0039】

（動作）
次に、本実施形態の歩行判別システム１の歩行判別装置１２の動作について図面を参照しながら説明する。図８は、歩行判別装置１２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。以下においては、歩行判別装置１２を動作主体として説明するが、歩行判別システム１を動作主体とみなすこともできる。

【0040】

図８において、まず、歩行判別装置１２は、足底圧計測装置１１から足底圧データを取得する（ステップＳ１１）。例えば、歩行判別装置１２は、無線ＬＡＮや近距離無線通信などの無線通信を介して足底圧データを取得する。

【0041】

次に、歩行判別装置１２は、取得した足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データを生成する（ステップＳ１２）。例えば、歩行判別装置１２は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データを生成する。例えば、歩行判別装置１２は、足の前方２分の１の部分の足底圧の時系列データを生成する。例えば、歩行判別装置１２は、足全体の足底圧の時系列データを生成する。

【0042】

次に、歩行判別装置１２は、足の所定部分の足底圧の値を歩行判別閾値と比較し、歩行しているか否かを判別する（ステップＳ１３）。足の所定部分の足底圧の値が歩行判別閾値よりも大きい場合、歩行判別装置１２は、歩行していると判別する。足の所定部分の足底圧の値が歩行判別閾値よりも小さい場合、歩行判別装置１２は、歩行していないと判別する。足の所定部分の足底圧の値が歩行判別閾値と等しい場合、歩行判別装置１２は、予め設定された判別基準に基づいて、歩行しているか否かを判別する。

【0043】

次に、歩行判別装置１２は、判別結果を出力する（ステップＳ１４）。例えば、歩行判別装置１２は、上位システムやデータベースが構築されたサーバ、歩行波形の取得元のユーザの携帯端末等に判別結果を出力する。

【0044】

以上のように、本実施形態の歩行判別システムは、足底圧計測装置と歩行判別装置を備える。足底圧計測装置は、ユーザの足底圧を計測し、計測結果である足底圧データを歩行判別装置に送信する。歩行判別装置は、データ取得部、波形生成部、記憶部、判別部を備える。データ取得部は、足底圧計測装置から足底圧データを取得する。波形生成部は、ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形を生成する。記憶部には、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。判別部は、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と第１波形の値を比較することによって、ユーザが歩行しているか判別する。例えば、判別部は、第１波形の値が歩行判別閾値を超える場合、ユーザが歩行していると判別する。

【0045】

本実施形態の歩行判別システムによれば、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形の値を歩行判別閾値と比較することによって、歩行状態を適切に判別できる。

【0046】

本実施形態の一態様において、波形生成部は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データを第１波形として生成する。判別部は、足の前方３分の１の部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値に基づいて、ユーザが歩行しているか判別する。本態様によれば、歩行している状態と、その場足踏みしている状態を区別することで、歩行状態を適切に区別できる。

【0047】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る歩行判別システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の歩行判別システムは、足の所定部分の足底圧の時系列データに加えて、足圧中心（ＣｏＰ：Center of Pressure）の時系列データを用いる点において、第１の実施形態とは異なる。以下においては、第１の実施形態と同様の箇所については、説明を省略する場合がある。

【0048】

（構成）
図９は、本実施形態の歩行判別システム２の構成を示すブロック図である。歩行判別システム２は、足底圧計測装置２１および歩行判別装置２２を備える。足底圧計測装置２１は、第１の実施形態の足底圧計測装置１１と同様であるので、詳細な説明は省略する。歩行判別装置２２についても、第１の実施形態の歩行判別装置２２と同様の箇所については、説明を省略する場合がある。

【0049】

図１０は、歩行判別装置２２の構成の一例を示すブロック図である。歩行判別装置２２は、データ取得部２２１、波形生成部２２３、波形合成部２２４、記憶部２２５、および判別部２２７を有する。

【0050】

データ取得部２２１は、足底圧計測装置２１から足底圧データを取得する。データ取得部２２１は、取得された足底圧データに含まれる計測箇所ごとの足底圧を、計測箇所に対応付けて波形生成部２２３に出力する。

【0051】

波形生成部２２３は、取得された足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データ（第１波形とも呼ぶ）を生成する。例えば、波形生成部２２３は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データを第１波形として生成する。例えば、波形生成部２２３は、足の前方２分の１の部分の足底圧の時系列データを第１波形として生成する。例えば、波形生成部２２３は、足全体の足底圧の時系列データを第１波形として生成する。

【0052】

また、波形生成部２２３は、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形とも呼ぶ）を生成する。例えば、波形生成部２２３は、足圧中心軌跡を生成し、進行方向における足圧中心位置と時刻を対応付けた足圧中心位置の時系列データを第２波形として生成する。本実施形態において、進行方向の原点は、踵の一番後ろの位置に設定される。

【0053】

図１１は、足圧中心軌跡について説明するための概念図である。足圧中心軌跡は、床面内（ＸＹ面内）における足圧分布をＹ軸に平行な直線で切断した線上における、足底圧の最大点（最大荷重中心）を、Ｙ軸方向に沿って踵接地点（始点）から爪先離地点（終点）まで結んだ軌跡である。例えば、踵、土踏まず、親指の付け根、小指の付け根、足指（中指辺り）の付け根、および親指の６か所の足底圧があれば、足圧中心軌跡を生成できる。波形生成部２２３は、足圧中心軌跡を生成し、進行方向（Ｙ方向）における足圧中心位置と時刻を対応付けた足圧中心位置の時系列データを第２波形として生成する。

【0054】

波形合成部２２４は、波形生成部２２３によって生成された第１波形と第２波形を合成することによって合成波形を生成する。例えば、波形合成部２２４は、第１波形と第２波形に関して、同一時刻における足底圧の値を積算することによって合成波形を生成する。

【0055】

記憶部２２５には、合成波形を用いて歩行状態を判別するために、予め設定された歩行判別閾値が記憶される。記憶部２２５には、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部２２５には、足の前方３分の１の部分に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部２２５には、足の前方２分の１の部分に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部２２５には、足全体に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。

【0056】

判別部２２７は、合成波形の足底圧の値を、歩行判別閾値と比較する。合成波形の足底圧の値が歩行判別閾値よりも大きい場合、判別部２２７は、そのユーザが歩行していると判別する。一方、合成波形の足底圧の値が歩行判別閾値よりも小さい場合、判別部２２７は、そのユーザが歩行していないと判別する。合成波形の足底圧の値と歩行判別閾値が等しい場合、判別部２２７は、予め決められた基準に基づいて、歩行しているか否かを判別すればよい。

【0057】

判別部２２７は、歩行しているか否かの判別結果を出力する。判別部２２７による判別結果は、上位システムやデータベースが構築されたサーバ、歩行波形の取得元のユーザの携帯端末等に出力される。判別部２２７による判別結果の出力先には、特に限定を加えない。

【0058】

図１２は、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）の一例を示すグラフである。図１２のグラフには、種々の状態において計測された、進行方向における足圧中心位置（ＣｏＰ位置とも呼ぶ）が含まれる。図１２には、足圧中心に対して予め設定された歩行判別閾値を図示する。図１２のグラフには、歩行Ｗ、直立Ｕ、ターンＴ、その場足踏みＳの４つの状態が含まれる。例えば、歩行Ｗ、ターンＴ、その場足踏みＳの足底圧を比較すると、大差がなく、歩行判別閾値に基づいて、ユーザが歩行しているか判別することは難しい。

【0059】

図１３は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）とを重ねたグラフである。歩行している期間においては、第１波形と第２波形におけるピークのタイミングが同調している。それに対し、その他の期間においては、第１波形と第２波形におけるピークのタイミングがずれている。本実施形態では、この特性に着目し、第１波形と第２波形に対して所定の演算を行うことによって、歩行している期間において同調するピークを強調し、その他の期間においてずれているピークを相殺することで、歩行判別しやすくする。

【0060】

例えば、関数Ｆを用いて合成した第１波形Ｐと第２波形Ｃの合成波形Ｓは、以下の式１で表現できる。
Ｓ＝Ｆ（Ｐ、Ｃ）・・・（１）
本実施形態では、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）とを合成する。例えば、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）をＰＦと表記すると、関数Ｆを用いて合成した第１波形ＰＦと第２波形Ｃの合成波形Ｓは、以下の式２で表現できる。
Ｓ＝Ｆ（ＰＦ、Ｃ）・・・（２）
例えば、関数Ｆは、同一時刻における第１波形と第２波形の値を積算する演算である。

【0061】

図１４は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）とを積算した合成波形の一例である。図１４のグラフには、種々の状態における合成波形の値（合成値とも呼ぶ）が含まれる。図１４には、合成関数に対して予め設定された歩行判別閾値を図示する。

【0062】

図１４のグラフには、歩行Ｗ、直立Ｕ、ターンＴ、その場足踏みＳの４つの状態が含まれる。例えば、歩行Ｗ、ターンＴ、その場足踏みＳの足底圧を比較すると、全体的に歩行Ｗの値が大きいため、ターンＴとその場足踏みＳの値と区別しやすい。第１の実施形態のように、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）だけでは、爪先立ちと歩行を区別しにくい。本実施形態のように、第１波形と第２波形の合成波形を用いれば、歩行判別閾値に基づいて、爪先立ちと歩行も明確に区別することができる。

【0063】

（動作）
次に、本実施形態の歩行判別システム２の歩行判別装置２２の動作について図面を参照しながら説明する。図１５は、歩行判別装置２２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。以下においては、歩行判別装置２２を動作主体として説明するが、歩行判別システム２を動作主体とみなすこともできる。

【0064】

図１５において、まず、歩行判別装置２２は、足底圧計測装置２１から足底圧データを取得する（ステップＳ２１）。例えば、歩行判別装置２２は、無線ＬＡＮや近距離無線通信などの無線通信を介して足底圧データを取得する。

【0065】

次に、歩行判別装置２２は、取得した足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する（ステップＳ２２）。例えば、歩行判別装置２２は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する。例えば、歩行判別装置２２は、足の前方２分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する。例えば、歩行判別装置２２は、足全体の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する。

【0066】

次に、歩行判別装置２２は、取得した足底圧データを用いて、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）を生成する（ステップＳ２３）。例えば、歩行判別装置２２は、足圧中心軌跡を生成し、進行方向における足圧中心位置と時刻を対応付けた足圧中心位置の時系列データを第２波形として生成する。

【0067】

次に、歩行判別装置２２は、第１波形と第２波形を合成して合成波形を生成する（ステップＳ２４）。例えば、歩行判別装置２２は、第１波形と第２波形に関して、同一時刻における足底圧を積算することによって合成波形を生成する。

【0068】

次に、歩行判別装置２２は、合成波形の値を歩行判別閾値と比較し、歩行しているか否かを判別する（ステップＳ２５）。合成波形の値が歩行判別閾値よりも大きい場合、歩行判別装置２２は、歩行していると判別する。合成波形の値が歩行判別閾値よりも小さい場合、歩行判別装置２２は、歩行していないと判別する。合成波形の値が歩行判別閾値と等しい場合、歩行判別装置２２は、予め設定された判別基準に基づいて、歩行しているか否かを判別する。

【0069】

次に、歩行判別装置２２は、判別結果を出力する（ステップＳ２６）。例えば、歩行判別装置２２は、上位システムやデータベースが構築されたサーバ、歩行波形の取得元のユーザの携帯端末等に判別結果を出力する。

【0070】

以上のように、本実施形態の歩行判別システムは、足底圧計測装置と歩行判別装置を備える。足底圧計測装置は、ユーザの足底圧を計測し、計測結果である足底圧データを歩行判別装置に送信する。歩行判別装置は、データ取得部、波形生成部、波形合成部、記憶部、および判別部を備える。データ取得部は、足底圧計測装置から足底圧データを取得する。波形生成部は、ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形を生成する。また、波形生成部は、ユーザの足底圧データを用いて、進行方向の足圧中心位置の時系列データである第２波形を生成する。波形合成部は、第１波形と第２波形を合成して合成波形を生成する。記憶部には、合成波形の値に対して予め設定された歩行判別閾値が記憶される。判別部は、合成波形の値に対して予め設定された歩行判別閾値に基づいて、ユーザが歩行しているか判別する。例えば、判別部は、合成波形の値が歩行判別閾値を超える場合、ユーザが歩行していると判別する。例えば、波形合成部は、記第１波形の値と第２波形の値とを積算して合成波形を生成する。

【0071】

本実施形態の歩行判別システムによれば、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形と、進行方向の足底圧の時系列データである第２波形とを合成した合成波形の値を歩行判別閾値と比較することによって、歩行状態を適切に判別できる。

【0072】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る歩行判別システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態の歩行判別システムは、多くの人に適用可能なユニバーサルな歩行判別閾値を設定する点において、第１～第２の実施形態とは異なる。以下においては、第１～第２の実施形態と同様の箇所については、説明を省略する場合がある。

【0073】

（構成）
図１６は、本実施形態の歩行判別システム３の構成を示すブロック図である。歩行判別システム３は、足底圧計測装置３１および歩行判別装置３２を備える。足底圧計測装置３１は、第１～第２の実施形態の足底圧計測装置と同様であるので、詳細な説明は省略する。歩行判別装置３２についても、第１～第２の実施形態の歩行判別装置と同様の箇所については、説明を省略する場合がある。

【0074】

図１７は、歩行判別装置３２の構成の一例を示すブロック図である。歩行判別装置３２は、データ取得部３２１、波形生成部３２３、波形合成部３２４、記憶部３２５、および判別部３２７を有する。

【0075】

データ取得部３２１は、足底圧計測装置３１から足底圧データを取得する。データ取得部３２１は、取得された足底圧データに含まれる計測箇所ごとの足底圧を、計測箇所に対応付けて波形生成部３２３に出力する。

【0076】

波形生成部３２３は、取得された足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データ（第１波形とも呼ぶ）を生成する。例えば、波形生成部３２３は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データを第１波形として生成する。例えば、波形生成部３２３は、足の前方２分の１の部分の足底圧の時系列データを第１波形として生成する。例えば、波形生成部３２３は、足全体の足底圧の時系列データを第１波形として生成する。

【0077】

また、波形生成部３２３は、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形とも呼ぶ）を生成する。例えば、波形生成部３２３は、足圧中心軌跡を生成し、進行方向における足圧中心位置と時刻を対応付けた足圧中心位置の時系列データを第２波形として生成する。

【0078】

波形合成部３２４は、波形生成部３２３によって生成された第１波形および第２波形の各々に重みづけをし、重みづけがされた第１波形と第２波形を合成することによって合成波形を生成する。例えば、波形合成部３２４は、重みづけがされた第１波形と第２波形に関して、同一時刻における足底圧を積算することによって合成波形を生成する。

【0079】

記憶部３２５には、合成波形を用いて歩行状態を判別するために、予め設定されたユニバーサルな歩行判別閾値が記憶される。記憶部３２５には、合成波形ごとに、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された、多くの人に適用可能なユニバーサルな歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部３２５には、世界中の人々の統計データに基づいて設定されたユニバーサルな歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部３２５には、国内の人々の統計データに基づいて設定されたユニバーサルな歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部３２５には、特定の地域の人々の統計データに基づいて設定されたユニバーサルな歩行判別閾値が記憶される。例えば、記憶部３２５には、学校や会社等の特定の集団に属する人々の統計データに基づいて設定されたユニバーサルな歩行判別閾値が記憶される。

【0080】

判別部３２７は、合成波形の足底圧の値を、ユニバーサルな歩行判別閾値と比較する。合成波形の足底圧の値がユニバーサルな歩行判別閾値よりも大きい場合、判別部３２７は、そのユーザが歩行していると判別する。一方、合成波形の足底圧の値がユニバーサルな歩行判別閾値よりも小さい場合、判別部３２７は、そのユーザが歩行していないと判別する。合成波形の足底圧の値とユニバーサルな歩行判別閾値が等しい場合、判別部３２７は、予め決められた基準に基づいて、歩行しているか否かを判別すればよい。

【0081】

判別部３２７は、歩行しているか否かの判別結果を出力する。判別部３２７による判別結果は、上位システムやデータベースが構築されたサーバ、歩行波形の取得元のユーザの携帯端末等に出力される。判別部２２７による判別結果の出力先には、特に限定を加えない。

【0082】

ここで、合成波形Ｓに対して設定されるユニバーサルな歩行判別閾値について一例を挙げて説明する。足底圧は、体重に関連する状態量である。歩行できる一般的な人の体重が１５～２５０ｋｇ（キログラム）の範囲内に収まると仮定すると、その変動範囲は２３５ｋｇに及ぶ。足圧中心は、足の大きさに関連する状態量である。歩行できる一般的な人の大きさが１５～３５ｃｍ（センチメートル）の範囲内に収まると仮定すると、その変動範囲は２０ｃｍに及ぶ。そのため、ユニバーサルな歩行判別閾値は、体重が１５ｋｇで足の大きさが１５ｃｍの人（Ｈ１）から、体重が２５０ｋｇで足の大きさが３５ｃｍの人（Ｈ２）まで対応することが求められる。すなわち、ユニバーサルな歩行判別閾値は、Ｈ１の歩行時の合成波形Ｓの最大値より小さく、かつＨ２の非歩行時の合成関数の値よりも大きい値に設定されればよい。なお、ユニバーサルな歩行判別閾値は、世界中の人々を対象とせず、日本人やアメリカ人等の国ごとに設定されてもよい。また、ユニバーサルな歩行判別閾値は、特定の地域や集団ごとに設定されてもよい。

【0083】

歩行時において、足圧中心は、足の前方４分の１に入るので、進行方向（Ｙ方向）における足圧中心位置をｙ、足の大きさをｆとすると、以下の式３の関係が成り立つ。また、非歩行時において、足圧中心は、足の後方４分の１にはほとんど入らないので、以下の式４の関係が成り立つ。
ｙ≧０．７５×ｆ・・・（３）
ｙ＜０．２５×ｆ・・・（４）
なお、上記の範囲は、一般的な歩行に関して成り立つ関係である。

【0084】

Ｈ１の歩行時の合成波形Ｓの最大値より小さく、かつＨ２の非歩行時の合成関数の値よりも大きい値に設定するためには、合成波形Ｓ（＝Ｆ（Ｐ、Ｃ））に関して以下の式５が成り立つように、ユニバーサルな歩行判別閾値Ｔを設定する。
Ｆ（ｇ₁（２５０、ｗ₁）、ｇ₂（３５×０．２５、ｗ₂））＜Ｔ＜Ｆ（ｇ₁（１５、ｗ₁）、ｇ₂（１５×０．７５、ｗ₂））・・・（５）
上記式５において、ｇ₁およびｇ₂は独立関数である。また、上記式５において、ｗ_-1は第１波形Ｐに対する重みであり、ｗ₂は第２波形Ｃに対する重みである。

【0085】

独立関数ｇ₁を単調減少関数にし、独立関数ｇ₂を単調増加関数にすれば、上記の式５を成り立たせる一組の重みｗ₁と重みｗ₂のペアが存在する。例えば、独立関数ｇ₁を単調減少する指数関数、独立関数ｇ₂を単調増加する指数関数とする。そして、第１波形Ｐに対する重みをｍ、第２波形Ｃに対する重みをｎとすると、合成波形Ｓは以下の式６で表される。
Ｓ＝Ｐ^m×Ｃⁿ・・・（６）
ただし、ｍは負の実数、ｎは正の実数である。

【0086】

例えば、上記の式６の場合、以下の不等式（式７）を成り立たせるｍとｎが一組存在する。
２５０^m×８．７５ⁿ＜Ｔ＜１５^m×１１．２５ⁿ・・・（７）
上記の式７を満たすＴがユニバーサルな歩行判別閾値である。

【0087】

図１８は、足全体の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）とを重ねたグラフである。歩行している期間においては、第１波形と第２波形におけるピークのタイミングが同調している。それに対し、その他の期間においては、第２の実施形態の例（図１３）ほどではないものの、第１波形と第２波形におけるピークのタイミングがずれている。本実施形態では、第２の実施形態と同様に、第１波形と第２波形に対して所定の演算を行うことによって、歩行している期間において同調するピークを強調し、その他の期間においてずれているピークを相殺することで、歩行判別しやすくする。さらに、本実施形態では、多くの人に適用可能なユニバーサルな歩行判別閾値を設定することにより、多くの人々の歩行判別が可能になる。

【0088】

図１９は、足全体の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）に関して、重みが設定された合成波形の一例である。図１９の合成波形は、第１波形をマイナス４分の１乗（ｍ＝－１／４）した波形と、第２波形を３乗（ｎ＝３）した波形とを積算させた波形である。図１９のグラフには、種々の状態における合成波形の値（合成値とも呼ぶ）が含まれる。図１９には、重みが設定された合成関数に対して予め設定された歩行判別閾値を図示する。

【0089】

図１９のグラフには、歩行Ｗ、直立Ｕ、ターンＴ、その場足踏みＳの４つの状態が含まれる。例えば、歩行Ｗ、ターンＴ、その場足踏みＳの足底圧を比較すると、全体的に歩行Ｗの値が大きいため、ターンＴとその場足踏みＳの値と区別しやすい。第２実施形態では、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）と、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）の合成波形を用いた。第２の実施形態の手法では、特定の個人に対しては歩行判別できるが、他人に対する歩行判別には適用できない場合があった。本実施形態の手法を用いれば、ユニバーサルな歩行判別閾値を用いることによって、特定の個人に限らず、任意の人物の歩行判別に適用できる。

【0090】

（動作）
次に、本実施形態の歩行判別システム３の歩行判別装置２２の動作について図面を参照しながら説明する。図２０は、歩行判別装置３２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。以下においては、歩行判別装置３２を動作主体として説明するが、歩行判別システム３を動作主体とみなすこともできる。

【0091】

図２０において、まず、歩行判別装置３２は、足底圧計測装置３１から足底圧データを取得する（ステップＳ３１）。例えば、歩行判別装置３２は、無線ＬＡＮや近距離無線通信などの無線通信を介して足底圧データを取得する。

【0092】

次に、歩行判別装置３２は、取得した足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する（ステップＳ３２）。例えば、歩行判別装置３２は、足の前方３分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する。例えば、歩行判別装置３２は、足の前方２分の１の部分の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する。例えば、歩行判別装置３２は、足全体の足底圧の時系列データ（第１波形）を生成する。

【0093】

次に、歩行判別装置３２は、取得した足底圧データを用いて、進行方向における足圧中心位置の時系列データ（第２波形）を生成する（ステップＳ３３）。例えば、歩行判別装置３２は、足圧中心軌跡を生成し、進行方向における足圧中心位置と時刻を対応付けた足圧中心位置の時系列データを第２波形として生成する。

【0094】

次に、歩行判別装置３２は、重みづけされた第１波形と第２波形を合成して合成波形を生成する（ステップＳ３４）。例えば、歩行判別装置３２は、重みづけされた第１波形と第２波形に関して、同一時刻における足底圧を積算することによって合成波形を生成する。

【0095】

次に、歩行判別装置３２は、ユニバーサルな歩行判別閾値と合成波形の値を比較し、歩行しているか否かを判別する（ステップＳ３５）。ユニバーサルな歩行判別閾値よりも合成波形の値が大きい場合、歩行判別装置３２は、歩行していると判別する。ユニバーサルな歩行判別閾値よりも合成波形の値が小さい場合、歩行判別装置３２は、歩行していないと判別する。ユニバーサルな歩行判別閾値が合成波形の値と等しい場合、歩行判別装置３２は、予め設定された判別基準に基づいて、歩行しているか否かを判別する。

【0096】

次に、歩行判別装置３２は、判別結果を出力する（ステップＳ３６）。例えば、歩行判別装置３２は、上位システムやデータベースが構築されたサーバ、歩行波形の取得元のユーザの携帯端末等に判別結果を出力する。

【0097】

以上のように、本実施形態の歩行判別システムは、足底圧計測装置と歩行判別装置を備える。足底圧計測装置は、ユーザの足底圧を計測し、計測結果である足底圧データを歩行判別装置に送信する。歩行判別装置は、データ取得部、波形生成部、波形合成部、記憶部、および判別部を備える。データ取得部は、足底圧計測装置から足底圧データを取得する。波形生成部は、ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形を生成する。また、波形生成部は、ユーザの足底圧データを用いて、進行方向の足底圧の時系列データである第２波形を生成する。波形合成部は、第１波形および第２波形の各々に重みづけをした合成波形を生成する。記憶部には、合成波形の値に対して予め設定されたユニバーサルな歩行判別閾値が記憶される。判別部は、合成波形の値に対して予め設定されたユニバーサルな歩行判別閾値に基づいて、ユーザが歩行しているか判別する。

【0098】

本実施形態の歩行判別システムによれば、ユニバーサルな歩行判別閾値を用いることによって、多くの人々の歩行状態を適切に判別できる。

【0099】

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る歩行判別装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の歩行判別装置は、第１～第３の実施形態の歩行判別装置を簡略化した構成である。図２１は、本実施形態の歩行判別装置４２の構成の一例を示すブロック図である。歩行判別装置４２は、波形生成部４２３と判別部４２７を備える。

【0100】

波形生成部４２３は、ユーザの足底圧データを用いて、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形を生成する。判別部４２７は、足の所定部分の足底圧の値に対して予め設定された歩行判別閾値と第１波形の値を比較することによって、ユーザが歩行しているか判別する。

【0101】

本実施形態の歩行判別装置によれば、足の所定部分の足底圧の時系列データである第１波形の値を歩行判別閾値と比較することによって、歩行状態を適切に判別できる。

【0102】

（ハードウェア）
ここで、本発明の各実施形態に係る歩行判別装置の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を一例として挙げて説明する。なお、図２２の情報処理装置９０は、各実施形態の歩行判別装置の処理を実行するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。

【0103】

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）と略して表記する。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。

【0104】

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を主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る歩行判別装置による処理を実行する。

【0105】

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は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。

【0106】

補助記憶装置９３は、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構成される。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。

【0107】

入出力インターフェース９５は、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。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、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

【0108】

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を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

【0109】

また、情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、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）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

【0110】

以上が、本発明の各実施形態に係る歩行判別装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図２２のハードウェア構成は、各実施形態に係る歩行判別装置の演算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。また、各実施形態に係る歩行判別装置に関す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。さらに、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。また、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や、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してもよい。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。

【0111】

各実施形態の歩行判別装置の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、各実施形態の歩行判別装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。

【0112】

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】

【0113】

１、２、３ 歩行判別システム
１１、２１、３１ 足底圧計測装置
１２、２２、３２、４２ 歩行判別装置
１１０ 足圧センサ
１１１ 本体
１１２ 感圧センサ
１１５ データ送信部
１２１、２２１、３２１ データ取得部
１２３、２２３、３２３、４２３ 波形生成部
１２５、２２５、３２５ 記憶部
１２７、２２７、３２７、４２７ 判別部
２２４、３２４ 波形合成部

【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】