步态数据管理系统及方法、步行支援装置、以及服务器与流程

文档序号:12069600阅读:358来源:国知局
步态数据管理系统及方法、步行支援装置、以及服务器与流程

本发明涉及步态数据管理系统、步态数据管理方法、步行支援装置以及服务器。



背景技术:

有一种被安装在人身上,安装后支援人(以后称为步行者)的步行的步行支援装置。步行支援装置,主要穿戴在步行者的腿部(下半身)。步行支援装置,具备由刚性部件构成的构造体和关节,此外,通过由动力源产生的动力来驱动关节,从而支援步行者的步行动作。

步行支援装置,通过传感器获得步行者的腿部的运动,与步行者的腿部的运动联动地调整由动力源产生的动力的大小或者定时等,从而支援步行者的步行动作。此时,需要按照步行者步行的特征(以下称为“步态”),来调整动力的大小或者定时。

在专利文献1中公开了通过用户穿戴传感器终端,计算用户运动量的时间序列数据,预测用户一天的运动量的动作支援系统等。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1∶日本特开2012-90651号公报

然而,以往的步行支援装置的问题是不存在合适的算法,该算法是在支援步行动作时,规定与步行者运动联动地产生的动力的大小或者定时等的算法(以后称为步行算法)。

在专利文献1公开的动作支援系统,只是将所预测的用户的运动量提示给用户,而不是决定用户运动的大小或者定时。因而,所述问题通过专利文献1是不能解决的。



技术实现要素:

本发明为了解决上述以往的课题而提出,其目的在于提供一种为了生成步行算法,恰当地管理步行支援装置支援步行时的步态数据的步态数据管理系统等。

为了解决所述课题,本发明的一个方案涉及的步态数据管理系统,具备服务器以及多个步行支援装置,该多个步行支援装置支援步行者的步行,所述服务器具备:获得部,从所述多个步行支援装置分别获得第一传感器值,该第一传感器值是步行者接受所述多个步行支援装置各自的支援而步行时获得的传感器值;以及蓄积部,将所述获得部获得的所述第一传感器值进行蓄积,所述多个步行支援装置的每一个步行支援装置具备:关节;执行机构,驱动所述关节;存储部,存储有用于决定所述执行机构的驱动量的步行算法,该步行算法是对表示步行的特征的步态数据进行统计处理而生成的算法,所述步态数据是根据所述蓄积部中蓄积的所述第一传感器值来计算的数据;传感器,获得第二传感器值,该第二传感器值是步行者接受该步行支援装置的支援而步行时的传感器值;控制部,根据所述步行算法,并且按照所述第二传感器值来决定所述执行机构的驱动量;以及发送部,将所述第二传感器值发送给所述服务器。

通过上述,在步态数据管理系统中,在服务器蓄积多个步行支援装置各自支援步行时获得的传感器值,根据通过被蓄积的传感器值而生成的步行算法,由步行支援装置支援步行者的步行。在此,步行算法是根据多个步行支援装置实际进行步行支援时的传感器值来生成的,从而能够减少步行者接受步行支援时的不协调感。因而,步态数据管理系统,为了生成步行算法,能够恰当地管理步行支援装置支援步行时的步态数据。

另外,作为与步行支援装置类似的技术存在自动步行的自动步行装置。自动步行装置的步行算法是用于决定自动步行装置的关节的动作等的算法,但是与人的步行动作无关地步行。另一方面,在步行支援装置中,需要与人(换言之,步行者)的步行动作联动地对步行进行支援。因而,步行支援装置的步行算法,与自动步行装置的不同点是,需要与步行者的步行动作联动地决定步行支援装置的关节的动作等。此外,因为是步行者穿戴的装置,所以给步行者带来的不协调感应该尽量小,这一点也与自动步行装置不同。

例如,所述获得部,将所述发送部发送的所述第二传感器值,作为所述第一传感器值来获得,在对根据获得的所述第二传感器值来计算的步态值进行统计处理,从而生成了新的步行算法的情况下,所述存储部存储被生成的所述新的步行算法。

通过上述,服务器通过通信从步行支援装置高效地获得传感器值。而且,步行支援装置按照步行算法支援步行,该步行算法是根据包含该步行支援装置的多个步行支援装置获得的传感器值来生成的。这样在步态数据管理系统,实现根据新获得的传感器值来生成新的步行算法的一连串的流程。因而,步态数据管理系统,为了生成步行算法,能够恰当地管理步行支援装置在支援步行时的步态数据。

例如,所述存储部,还存储有标准步行算法,该标准步行算法是预先规定的标准的步行算法,所述控制部,还在不使用所述步行算法的情况下,根据所述标准步行算法,并且按照所述第二传感器值来决定所述执行机构的驱动量。

通过上述,步行支援装置,能够利用规定的标准步行算法来进行步行支援。从步行支援装置获得的传感器值的数量不够充分的情况下等,根据该传感器值来生成恰当的步行算法是有困难的。在这样的情况下,步行支援装置,能够利用规定的标准步行算法来支援步行。

例如,所述发送部,将表示该步行支援装置的机种的机种信息与所述第二传感器值一起发送到所述服务器,所述获得部,从所述多个步行支援装置,与所述机种信息一起获得所述第一传感器值,所述蓄积部,将所述第一传感器值与所述获得部获得的所述机种信息建立对应,并蓄积建立了对应的所述第一传感器值,所述存储部,从按照每个机种信息而生成的所述步行算法中,存储适合该步行支援装置的机种的步行算法。

通过上述,步行算法按步行支援装置的每个机种来生成。其结果,按照步行支援装置的每个机种,生成适合步行支援的步行算法。因而,步行支援装置,能够进一步减少步行者接受步行支援的时候感觉到的不协调感。

例如,所述传感器至少包含以下传感器中的一个,获得所述步行支援装置的加速度的加速度传感器、获得所述关节的转动角度的角度传感器、以及获得从所述步行者的脚底施加的压力的压力传感器。

通过上述,步行支援装置,根据步行支援装置的加速度、关节的转动角度、从步行者的脚底施加的压力,来决定执行机构的驱动量。此外,通过这些加速度、转动角度以及压力,能够生成高精度地决定执行机构的驱动量的步行算法。因而,步行支援装置,能够进一步减少步行者接受步行支援的时候感觉到的不协调感。

例如,所述存储部存储有步行算法,该步行算法是作为所述统计处理,对所述蓄积部中蓄积的所述第一传感器值计算平均值、中位值或者众数,从而生成的步行算法。

通过上述,步行支援装置,具体而言,利用通过计算平均值、中位值或者众数的处理来生成的步行算法来进行步行支援。

例如,所述存储部存储有所述步行算法,该步行算法是至少包含分别用于支援步行者的平地步行、上坡步行以及下坡步行的步行算法中的一个的步行算法,所述传感器,还包含气压传感器,所述控制部,进一步基于该步行支援装置的当前位置的标高的变化,来判断所述步行者是在平地步行,还是在上坡步行或者在下坡步行,该当前位置是根据所述气压传感器的传感器值来规定的,并且从所述存储部存储的多个所述步行算法中选定恰当的步行算法,按照选定的所述步行算法,决定所述执行机构的驱动量。

通过上述,步行支援装置,能够利用按照步行的种类(换言之,平地步行、上坡步行、以及下坡步行)来生成的步行算法,进行步行的支援。因而,步行支援装置,能够进一步减少步行者接受步行支援的时候感觉到的不协调感。

此外,本发明的一个方案涉及的步行支援装置,该步行支援装置是步态数据管理系统中的多个步行支援装置之一,所述步态数据管理系统具备服务器和支援步行者的步行的所述多个步行支援装置,所述服务器具备:获得部,从所述多个步行支援装置分别获得第一传感器值,该第一传感器值是步行者接受所述多个步行支援装置各自的支援而步行时获得的传感器值;以及蓄积部,将所述获得部获得的所述第一传感器值进行蓄积,所述步行支援装置具备:关节;执行机构,驱动所述关节;存储部,存储有用于决定所述执行机构的驱动量的步行算法,该步行算法是对表示步行的特征的步态数据进行统计处理而生成的算法,该步态数据是根据所述蓄积部中蓄积的所述第一传感器值来计算的数据;传感器,获得第二传感器值,该第二传感器值是步行者接受该步行支援装置的支援而步行时的传感器值;控制部,根据所述步行算法,并且按照所述第二传感器值来决定所述执行机构的驱动量;以及发送部,将所述第二传感器值发送给所述服务器。

这样,能够起到与所述步态数据管理系统同样的效果。

此外,本发明的一个方案涉及的服务器,该服务器是步态数据管理系统中的服务器,所述步态数据管理系统具备所述服务器和支援步行者的步行的多个步行支援装置,所述服务器具备:获得部,从所述多个步行支援装置分别获得第一传感器值,该第一传感器值是步行者接受所述多个步行支援装置各自的支援而步行时获得的传感器值;以及蓄积部,将所述获得部获得的所述第一传感器值进行蓄积,所述多个步行支援装置的每一个步行支援装置具备:关节;执行机构,驱动所述关节;存储部,存储有用于决定所述执行机构的驱动量的步行算法,该步行算法是对表示步行的特征的步态数据进行统计处理而生成的算法,该步态数据是根据所述蓄积部中蓄积的所述第一传感器值来计算的数据;传感器,获得第二传感器值,该第二传感器值是步行者接受该步行支援装置的支援而步行时的传感器值;控制部,根据所述步行算法,并且按照所述第二传感器值来决定所述执行机构的驱动量;以及发送部,将所述第二传感器值发送给所述服务器。

这样,能够起到与所述步态数据管理系统同样的效果。

此外,本发明的一个方案涉及的步态数据管理方法,是步态数据管理系统的步态数据管理方法,该步态数据管理系统具备服务器以及支援步行者的步行的多个步行支援装置,所述步态数据管理方法包括:获得步骤,从所述多个步行支援装置分别获得第一传感器值,该第一传感器值是步行者接受所述多个步行支援装置各自的支援而步行时获得的传感器值;以及蓄积步骤,将在所述获得步骤获得的所述第一传感器值进行蓄积,所述多个步行支援装置的每一个步行支援装置具备:关节;执行机构,驱动所述关节;存储部,存储有步行算法,该步行算法是用于决定所述执行机构的驱动量的算法;以及传感器,获得第二传感器值,该第二传感器值是步行者接受该步行支援装置的支援而步行时的传感器值,所述步态数据管理方法还包括:计算步骤,计算表示步行的特征的步态数据,该步态数据是根据在所述蓄积步骤蓄积的所述第一传感器值来计算的数据;生成步骤,生成步行算法,该步行算法是对所述计算步骤中计算出的所述步态数据进行统计处理而生成的算法;控制步骤,根据所述步行算法,并且按照所述第二传感器值,决定所述执行机构的驱动量;以及发送步骤,将所述第二传感器值发送给所述服务器。

这样,能够起到与所述步态数据管理系统同样的效果。

另外,这些全体或具体的实施方式,可以用系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机能够读取的CD-ROM等非一时的记录介质来实现,也可以任意组合系统、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质来实现。

本发明涉及的步态数据管理系统,为了生成步行算法,能够恰当地管理步行支援装置支援步行时的步态数据。

附图说明

图1是实施方式1涉及的步态数据管理系统的系统概要图。

图2是表示实施方式1涉及的步行支援装置的关节的说明图。

图3是实施方式1涉及的步行支援装置的压力传感器的说明图。

图4是实施方式1涉及的步态数据管理系统的功能框图。

图5是表示实施方式1涉及的传感器值的说明图。

图6是表示实施方式1涉及的步态值的说明图。

图7是实施方式1涉及的步态值的统计处理的说明图。

图8是表示实施方式1涉及的步行支援装置进行的处理的流程图。

图9是表示实施方式1涉及的服务器等进行的处理的流程图。

图10是实施方式1的变形例1涉及的按照步行的每个种类的步态值的说明图。

图11是实施方式1的变形例2涉及的按照每个体格的步态值的说明图。

图12是表示实施方式2涉及的步态数据管理系统的装置以及信息的流程的模式图。

具体实施方式

另外,下面说明的实施方式都是示出本发明优选的一个具体例子。以下的实施例中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形式、步骤、步骤的顺序等,都是本发明的一个例子,主旨不是限制本发明。此外,以下的实施方式的构成要素中,表示本发明的最上位概念的技术方案所没有记载的构成要素,可以说明为是构成优选的形态的任意的构成要素。

另外,相同的构成要素附上相同的符号,有时省略说明。

(实施方式1)

在本实施方式说明为了生成步行算法,恰当地管理步行支援装置支援步行时的步态数据的步态数据管理系统等。

图1是本实施方式涉及的步态数据管理系统1的系统构成图。

如图1所示,步态数据管理系统1具备:步行支援装置10、服务器20。步行支援装置10与服务器20,通过通信线路来连接。

步行支援装置10是支援步行者的步行动作(以后,简称为“步行”)的步行支援装置。步行支援装置10具备:由刚性部件构成的框架、以转动自由地方式与该框架连接的关节、以及执行机构,该执行机构是用于使连接在关节的框架转动的驱动装置。

步行支援装置10,由步行者穿戴,按照用于步行支援的算法(以后称为“步行算法”),与步行者的动作联动地动作,从而支援步行者的步行。具体而言,步行支援装置10,通过执行机构使关节产生旋转力,进行关节的角度控制以及框架的驱动,从而支援步行者的步行。

步行支援装置10具备检测关节的角度等的多个传感器。多个传感器的各自,获得步行的支援时的传感器值,将获得的传感器值经由通信线路发送到服务器20。此外,步行支援装置10通过恰当的方法来更新步行算法。

服务器20是从步行支援装置10获得传感器值并蓄积的服务器。服务器20,从多个步行支援装置10获得传感器。另外,服务器20可以与步行支援装置10的产品种类等信息建立对应来管理。

此外,服务器20按照获得请求,提供蓄积的传感器值。获得请求,例如由步行支援装置10的开发者或者维修者等来进行。

图2是表示本实施方式涉及的步行支援装置10的关节的说明图。参考图2来说明步行支援装置10的关节。另外,图2是图1中的A表示的虚线框内部的放大图。

如图2所示,步行支援装置10具备框架101以及102、关节103、执行机构104。

框架101以及102是刚性的结构部件。框架101以及102是构成步行支援装置10的框架中,经由关节103连接的两个框架。另外,作为例子示出了框架101以及102的两个框架,其他框架也可以如上述一样经由关节来连接。

关节103是将框架101以及102以自由转动的方式连接的转动机构。关节103,例如设置在穿戴着步行支援装置10的步行者的左右侧腰部的附近、左右膝部的附近、或左右外果部(踝)的附近等的位置。以后,以关节103为中心,将框架101和框架102构成的角度称为转动角θ。

执行机构104是驱动装置,生成支援步行所需要的动力。执行机构104具有电动机、以及用于驱动电动机的电源。

执行机构104是驱动装置,使关节103的转动角θ的大小,在恰当的定时以恰当量变化,从而使框架101以及102相对地驱动。执行机构104、以及步行支援装置10具备的其他执行机构协力驱动框架,从而步行支援装置10对步行者的步行进行支援。

图3是本实施方式涉及的步行支援装置10的压力传感器的说明图。图3表示在图1中的B表示的承载步行者的脚底的脚底板。

如图3所示,脚底板具备三个压力传感器311、312以及313。在图3,轮廓301是估计步行者的脚掌会载置的区域的轮廓。此外,轮廓321表示脚底板与框架连接的位置。

压力传感器311被设置在估计步行者的脚后跟会载置的位置。压力传感器313,被设置在估计步行者的脚尖会载置的位置。压力传感器312,被设置在估计步行者脚后跟与脚尖的中间部分当中,脚心以外的部分载置的位置,该脚心是不怎么承受体重的部分。

根据由所述三个压力传感器311、312以及313分别检测出的压力值,步行支援装置10能够检测步行者的步行动作或者步行状态。具体而言,例如由三个压力传感器311、312以及313检测出压力值,时间经过也大致一定的情况下,能够检测出步行者处于站立的状态。另一方面,三个压力传感器311,312以及313各自检测出的压力值,在时间经过也大致一定的状态下,压力传感器313的压力值上升的情况下,能够检测出从步行者站立的状态开始向前方步行。相反,在三个压力传感器311、312以及313分别检测出大致一定的压力值的状态下,压力传感器311的压力值上升的情况下,则检测出从步行者站立的状态开始向后方步行。

图4是本实施方式涉及的步态数据管理系统1的功能框图。

如图4所示,步态数据管理系统1具备:步行支援装置10、服务器20。

步行支援装置10具备:执行机构111、传感器112、控制部113、存储部114、发送部116。

存储部114存储通过对步态值进行统计处理而生成的步行算法115,所述步态值是表示步行者的步态的步态值,且是根据服务器20的蓄积部212(传感器值DB213)中蓄积的传感器值(第一传感器值)所算出的步态值。另外,步态值也称为步态数据。

此外,在获得新的传感器值的情况下,存储部114存放新的步行算法115,该新的步行算法115是对根据新获得的传感器值而算出的步态值进行统计处理而生成的。其结果,存储部114成为存储了所述新的步行算法的状态。

此外,存储部114,可以存储有预先规定的标准的步行算法即标准步行算法。标准步行算法,例如是支援标准体型的人的步行动作的步行算法。

步态值是表示步行者的步行特征的值,例如步幅、或步行的周期。此外,步态值可以使用左脚和右脚的各自,也可以使用不区分左脚右脚的一个步幅值。此外,步行算法115是根据传感器112获得的传感器值来决定执行机构111的驱动量以及驱动定时的算法。换句话说,步行算法115是包含为了支援步行者的步行,哪个关节在哪个定时驱动多少的信息的算法。

此外,存储部114中存储的步行算法115是根据服务器20的蓄积部212中蓄积的传感器值而生成的。具体而言,步行算法115根据蓄积在服务器20的蓄积部212的传感器值,计算包含步行者的步行的步幅以及周期的信息,并对所算出的所述信息进行统计处理来导出。统计处理例如包含取平均值、中位值或者众数的处理。统计处理,可以由用户操作来进行,也可以按照规定的顺序,通过信息处理装置来自动地进行。

此外,代替统计处理,也可以利用在算出的所述信息中预先规定的方法来生成包含一组步幅以及周期的信息的处理,从而生成步行算法115。另外,如步幅或者周期一样,表示步行者的步行的特征的值也称为步态值。

执行机构111是产生步行的支援所需要的动力的驱动装置,相当于图2的执行机构104。执行机构111具体而言是产生使框架转动的动力的驱动装置,该框架与步行支援装置10的关节连接。执行机构111的驱动量,由控制部113来决定。执行机构111例如由电力来驱动的电动机来实现。

传感器112是步行者接受由执行机构111生成的动力的支援而步行的时候,获得传感器值的传感器。具体而言,传感器112,至少包含获得步行支援装置10的加速度的加速度传感器、获得步行支援装置10的关节的转动角的角度传感器、以及获得步行者脚底的规定位置的压力的压力传感器中的一个。加速度传感器,可以设置在构成步行支援装置10的任意位置。加速度传感器,例如设置在步行者穿戴的情况下与步行者的腰部后方侧接触的位置,该位置是步行支援时比较难受到脚的前后移动的影响的位置。另外,步行者根据由执行机构111生成的动力的支援来步行时,传感器112获得的传感器,也称为第二传感器值。

控制部113是根据步行算法115,按照传感器112获得的传感器值来决定执行机构111的驱动量的控制电路。控制部113,具体而言是根据传感器112获得的传感器值,判断为步行者正在步行的情况下,按照步行算法115决定执行机构111驱动关节的驱动量,以及驱动的定时。而且,控制部113,在被决定的定时,按照被决定的驱动量,来驱动执行机构111。

控制部113,在不使用步行算法115的情况下,按照存储部114中存储的标准步行算法,来决定基于传感器值的执行机构111的驱动量。不使用步行算法115的情况可以有各种情况,例如是该步行者设定支援该步行者的步行时不使用该步行算法115的情况。

发送部116,将传感器112获得的传感器值发送到服务器20。具体而言,在按照步行算法115控制部113驱动执行机构111,从而步行支援装置10支援步行者的步行的时候,发送部116将传感器112获得的传感器值发送到服务器20。发送部116,使用作为连接步行支援装置10与服务器20的通信线路而恰当的通信接口,向服务器20发送信息。通信线路的标准可以是任意标准,例如无线LAN(Local Area Network)、便携式电话网、或公众通信网等。

服务器20具备获得部211、蓄积部212。

获得部211,从多个步行支援装置10获得传感器值,该传感器值是步行者接受步行支援装置10的支援而步行时获得的值。具体而言,获得部211,获得步行支援装置10的发送部116经由通信线路而发送的传感器值。另外,将服务器20从步行支援装置10获得的传感器值称为第一传感器值。

蓄积部212是蓄积获得部211获得的传感器值的记忆装置。具体而言,蓄积部212,将获得部211获得的传感器值,作为数据蓄积到传感器值数据库(DB)213。另外,蓄积部212,在传感器值DB213蓄积的数据成为规定数据量以上的情况下,可以删除蓄积的数据中的一部分,或者使数据移动到其他记忆装置中。成为删除或者移动的对象的数据,可以是比规定时刻早的时刻获得的数据,也可以是通过步行支援装置的规定的机种来获得的数据。

针对第一传感器值与第二传感器值之间的关系,下面进行补充说明。如上所述,第一传感器值是指服务器20从步行支援装置10获得的传感器值,第二传感器值是指传感器112获得的传感器值。在步态数据管理系统1中,在步行支援装置10与服务器20之间,收发传感器值以及步行算法。关于这个收发,注目于传感器值时,能够进行以下说明。

步行支援装置10,获得在使用步行算法115来支援步行者步行时的第二传感器值,将获得的第二传感器值发送给服务器20。服务器20,将步行支援装置10发送的第二传感器值,作为第一传感器值来接收,将接收的第一传感器值蓄积。之后,步行支援装置10,获得根据服务器20中蓄积的第一传感器值来新生成的步行算法115,使用获得的新的步行算法115来支援步行者的步行。

步态数据管理系统1,通过反复进行这样的收发,能够根据支援了步行者的步行时的传感器值,来更新步行算法115。

另外,在步行支援装置10有多个机种的情况下,可以按每个机种来生成步行算法。具体而言,发送部116,将传感器值与表示步行支援装置10的机种的机种信息一起发送到服务器20。获得部211,从多个步行支援装置10与机种信息一起获得传感器值。蓄积部212,将传感器值与获得部211获得的机种信息建立对应,并蓄积建立了对应的传感器值。存储部114,从按照每个机种信息来生成的步行算法中,存储适合步行支援装置10的机种的步行算法。这样,步态数据管理系统1,能够按照每个机种来生成反映了机种的不同的步行算法,使用生成的步行算法,来支援步行者的步行。

图5是表示本实施方式涉及的传感器值的说明图。图5表示的传感器值串501表示步行支援装置10的传感器112多次获得的传感器值的一例。

传感器值串501表示,在步行支援装置10中设置在步行者的侧腰部的角度传感器,按照每隔规定时间而获得的转动角θ。规定时间只要是能够测量因步行者的步行转动角θ变动的程度的短的时间就可以,例如设为0.1秒。

例如,步行者为了步行而向前方迈出脚,并且通过步行步行者的身体向前方移动,从而迈出的脚向身体接近的情况下,脚向前方迈出时成为“30°”,之后随着迈出的脚逐渐向身体接近变化为“29°,27°,···”的值。在这样的情况下,获得如图5表示的传感器值串501。

另外,在步行者的左右侧的侧腰部有角度传感器的情况下,成为包含从左右各个角度传感器获得的传感器值的传感器值串。此外,步行者的侧腰部以外的位置上也设置了角度传感器的情况下,按照每个传感器获得传感器值串。

图6是表示本实施方式涉及的步态值的说明图。图6表示的步态值601是步态值的一例,该步态值表示穿戴着步行支援装置10步行的步行者的步态,根据图5表示的传感器值串501算出的值。

步态值601包含左脚的步幅(“步幅(左)”)、右脚的步幅(“步幅(右)”)以及周期。

步幅是表示步行者的一个脚着地到第一着地点之后,另一个脚着地到第二着地点时,第一着地点到第二着地点为止的距离的量。步幅,通常同一个人的左脚和右脚都是不一样的。通过分别计算左脚的步幅和右脚的步幅,从而能够更正确地获得步行者的步态。

另一方面,考虑到左脚的步幅和右脚的步幅的差异微小,可以将其一方或者平均值作为步行者的步幅也可以。这样能够削减从步行支援装置10向服务器20的通信的通信量、以及服务器20中蓄积时的数据容量。

另外,步幅可以表示如下距离的量,即步行者的一个脚在第一着地点着地之后,离开地面,之后该一个脚在第二着地点着地时的第一着地点到第二着地点的距离。

周期是表示从步行者的一个脚着地之后,为了步行从地面离开,该一个脚再次着地为止的时间的量。此外,周期可以是表示步行者的一个脚着地之后,另一方的脚着地为止的时间的量。周期,也与步幅相同,通常一个人的左脚和右脚的周期不同,并且该差异微小。

另外,一个步态值601从一个传感器值串501算出。但是一个传感器值串501,可以作为构成该传感器值串501的多个传感器值串(以后,也称为“部分传感器值串”)来处理。在这个情况下,一个步态值601,根据一个部分传感器值串来算出。这样,有时根据一个传感器值串501来计算多个步态值601。

图7是本实施方式涉及的步态值的统计处理的说明图。

图7表示多个步态值701和统计处理后的步态值702。

多个步态值701是包含多个步行者(A,B,···,J)分别接受步行支援装置10的支援而行走时的步态值的值。可以知道每个步行者,步幅以及周期的值都有一点点不同。

步态值702是将多个步态值701包含的步态值作为对象进行统计处理而导出的步态值。统计处理,例如是按照每个步态值的种类,取步态值的平均值的处理。另外,取代平均值,也可以进行按照每个步态值的种类,取步态值的中位值或者众数的处理。

图8是表示本实施方式涉及的步行支援装置10进行的处理的流程图。图8的流程图表示步行者穿戴步行支援装置10,从步行停止的状态开始步行,之后步行停止为止的一连串的流程。在步行者停止步行的状态下,进行步骤S101的处理。

在步骤S101,控制部113,判断传感器112即压力传感器的传感器值是否有变化。具体而言,压力传感器,在穿戴步行支援装置10的步行者停止步行时,反复检测传感器值。控制部113,在压力传感器检测出的传感器值比上次检测的传感器值之间的差为规定值以上的情况下,检测出压力传感器的传感器值发生了变化。

在步骤S101,控制部113判断为压力传感器的传感器值发生了变化的情况下,进入步骤S102。另一方面,控制部113判断为压力传感器的传感器值没有发生变化的情况下,再次执行步骤S101。换言之,控制部113,直到判断为压力传感器的传感器值发生变化为止,反复执行步骤S101。换句话说,控制部113,直到判断为压力传感器的传感器值发生变化为止,采取待机状态。

在步骤S102,控制部113,根据在步骤S101获得的压力传感器的传感器值,判断穿戴着步行支援装置10的步行者是否开始了步行。步行的开始,例如根据多个压力传感器的传感器值的变化来判断。

例如,传感器112包含图3表示的3个压力传感器311、312以及313的情况下,压力传感器311(设置在估计步行者脚后跟载置的位置上的压力传感器)的传感器值比上次测量值减少,并且压力传感器313(设置在估计步行者脚尖载置的位置上的压力传感器)的传感器值比上次测量值增加的情况下,控制部113判断步行者开始向前方步行。另外,在所述状况下,压力传感器311的传感器值比上次测量值增加,并且压力传感器313的传感器值比上次测量值减少的情况下,控制部113可以判断为步行者开始向后方步行。

在步骤S102,控制部113检测出开始步行的情况下,进入步骤S103。另一方面,控制部113没有检测出开始步行的情况下,再次执行步骤S101。

在步骤S103,控制部113,获得传感器112即角度传感器的传感器值。角度传感器的传感器值表示,与步行支援装置10的关节连接的框架之间构成的角度(例如,与关节103连接的框架102以及103构成的角度即转动角θ)。控制部113,通过获得角度传感器的传感器值,来掌握步行支援装置10采取怎样的姿势,此外,掌握穿戴着步行支援装置10的步行者采取了怎样的姿势。

在步骤S104,控制部113,判断穿戴步行支援装置10的步行者是否结束了步行。步行的结束,例如根据多个压力传感器的传感器值的变化来判断。

例如,传感器112包含图3表示的三个压力传感器311、312以及313的情况下,所述三个压力传感器的各自的传感器值不是零,并且与上次测量值是大致相同的值的情况下,控制部113判断为步行者结束了步行。

在步骤S104,在控制部113检测出步行的结束的情况下,进入步骤S107。另一方面,控制部113没有检测出步行的结束,换言之,检测出步行继续的情况下,进入步骤S105。

在步骤S105,控制部113,根据步行算法115,并且按照步骤S103获得的传感器值来决定执行机构111的驱动量。在步骤S103获得的传感器值,是能够决定步行支援装置10的各个框架的位置关系的信息。步行算法,根据所述传感器值而决定的步行支援装置10的各框架的当前的位置关系,来决定各个框架的下一个时刻的位置关系。这样,控制部113,根据步行支援装置10的当前的姿势,来决定下一个时刻的姿势。

在步骤S106,通过执行机构111驱动,从而步行支援装置10支援步行者的步行。执行机构111的驱动量是在步骤S105规定的,是将步行支援装置10的姿势变化为下一个时刻的姿势而恰当的驱动量。

在结束步骤S106的处理之后,步行支援装置10再次执行步骤S104。

在步骤S107,发送部116,将步行支援装置10支援步行时传感器112获得的传感器值,发送到服务器20。被发送的传感器值是在步行的支援继续的期间,在步骤S103重复获得的传感器值。例如,被发送的传感器值,包含由角度传感器多次获得的角度值。

另外,步骤S107,可以如图5所示在每次从步骤S101到步骤S106为止的一连串的处理结束时执行一次,也可以在从步骤S101到步骤S106为止的一连串的处理进行多次之后执行一次。

如上所述,进行步行者开始步行之后到结束为止的一连串的流程。

图9是表示本实施方式涉及的服务器20等进行的步行算法的更新的处理的流程图。参考图9来说明服务器20等进行的处理。

在步骤S201,获得部211从步行支援装置10获得传感器值,将获得的传感器值蓄积到蓄积部212。获得部211获得的传感器值包含由角度传感器多次获得的角度值,例如是图5表示的传感器值串501。获得部211,在每次从步行支援装置10获得传感器值时,将获得的传感器值蓄积到蓄积部212。其结果,蓄积部212中蓄积步行支援装置10在不同期间获得的传感器值,此外,也可以积蓄从两个以上的步行支援装置10获得的传感器值。

在步骤S202,根据在步骤S201获得的传感器值,计算步态值。另外,步态值的计算处理,利用预先规定的计算方法通过服务器20来进行,也可以由人手来进行。所算出的步态值是例如图6表示的步态值601。

在步骤S203,进行在步骤S202算出的步态值的统计处理。成为统计处理的对象的步态值是在步骤S202针对从多个步行支援装置10获得并蓄积的传感器值串的每一个进行计算的步态值,其数量与传感器值串的数量相同。在所述统计处理中,根据传感器值串的数量相同数量的步态值,算出一个步态值。另外,一个步态值的计算处理,可以利用预先规定的计算方法在服务器20进行,也可以由人手来进行。

在步骤S204,根据在步骤S203算出的一个步态值,生成步行算法。在步骤S203算出的一个步态值可以说是表示标准的一个步态的值,该一个步态值是获得了传感器值串的步行支援装置10的支援而步行的步行者步态而决定的。在步骤S204,生成用于支援以标准的一个步态来步行的步行者的步行的步行算法。另外,步行算法的生成处理,可以利用预先规定的方法由服务器20来进行,也可以利用任意的信息处理装置由人手来进行。

在步骤S205,将在步骤S204生成的步行算法存放到步行支援装置10。具体而言,在步骤S204生成的步行算法,作为步行算法115被存放到步行支援装置10的存储部114。另外,已经在存储部114存放着步行算法115的情况下,以优先参照在步骤S204生成的步行算法的方式来存放。

另外,步行算法的存放处理,可以通过通信线路等在服务器20与步行支援装置10之间进行。此外,在步骤S204,步行算法通过信息处理装置由人手来生成的情况下,步行算法可以从该信息处理装置利用移动型的存储媒体等,由人手来存放到步行支援装置10。

如上所述,服务器20等进行步行算法更新的一连串的处理。

如上所述,本实施方式涉及的步态数据管理系统1,具备服务器20以及多个步行支援装置10,该多个步行支援装置10支援步行者的步行,服务器20具备:获得部211,从多个步行支援装置10分别获得第一传感器值,该第一传感器值是步行者接受多个步行支援装置10各自的支援而步行时获得的传感器值;以及蓄积部212,将获得部211获得的第一传感器值进行蓄积,所述多个步行支援装置10的每一个步行支援装置具备:关节;执行机构111,驱动所述关节;存储部114,存储有用于决定执行机构111的驱动量的步行算法115,该步行算法是对表示步行的特征的步态数据进行统计处理而生成的算法,所述步态数据是根据蓄积部212中蓄积的第一传感器值来计算的数据;传感器,获得第二传感器值,该第二传感器值是步行者接受该步行支援装置10的支援而步行时的传感器值;控制部113,根据步行算法115,并且按照第二传感器值来决定执行机构111的驱动量;以及发送部116,将第二传感器值发送给服务器20。

通过上述,在步态数据管理系统1,将多个步行支援装置10分别支援步行时获得的传感器值,蓄积到服务器20,根据被蓄积的传感器值来生成的步行算法115,步行支援装置10能够支援步行者的步行。在此,步行算法115,是根据多个步行支援装置10的实际进行步行支援时的传感器值而生成的,所以能够进一步减少步行者接受步行支援时感觉的不协调感。因而,步态数据管理系统1,为了生成步行算法115,能够恰当地管理步行支援装置10支援步行时的步态数据。

另外,作为与步行支援装置10类似的技术的装置,有自动步行的自动步行装置。自动步行装置的步行算法是,用于决定自动步行装置的关节的动作等的算法,与人的步行动作没有关系。另一方面,在步行支援装置10中,需要与人(换言之,步行者)的步行动作联动地对步行进行支援。因而,步行支援装置10的步行算法115,与自动步行装置的不同点是,与步行者的步行动作联动地决定步行支援装置10的关节的动作等。此外,因为是步行者穿戴的装置,所以给步行者带来的不协调感应该尽量小,这一点也与自动步行装置不同。

例如,获得部211,将发送部116发送的第二传感器值,作为第一传感器值来获得,在对根据获得的第二传感器值来计算的步态值进行统计处理,从而生成了新的步行算法115的情况下,存储部114存储被生成的新的步行算法115。

通过上述,服务器20,通过通信从步行支援装置10高效地获得传感器值。而且,步行支援装置10按照步行算法进行步行的支援,该步行算法是根据包含该步行支援装置10的多个步行支援装置10获得的传感器值来生成的。这样,在步态数据管理系统1,实现根据新获得的传感器值来生成新的步行算法115的一连串的流程。因而,步态数据管理系统1,为了生成步行算法,能够恰当地管理步行支援装置10在支援步行时的步态数据。

例如,存储部114还存储有标准步行算法,该标准步行算法是预先规定的标准的步行算法,控制部113,还在不使用步行算法115的情况下,根据标准步行算法,并且按照第二传感器值来决定执行机构111的驱动量。

通过上述,步行支援装置10,能够利用规定的标准步行算法来进行步行支援。从步行支援装置10获得的传感器值的数量不够充分的情况下等,根据该传感器值来生成恰当的步行算法115是有困难的。在这样的情况下,步行支援装置10,能够利用规定的标准步行算法来支援步行。

例如,发送部116,将表示该步行支援装置10的机种的机种信息与第二传感器值一起发送到服务器20,获得部211,从多个步行支援装置10,与机种信息一起获得第一传感器值,蓄积部212,将第一传感器值与获得部211获得的机种信息建立对应,并蓄积建立了对应的第一传感器值,存储部114,从按照每个机种信息而生成的步行算法115中,存储适合该步行支援装置10的机种的步行算法。

通过上述,步行算法115,按步行支援装置10的每个机种来生成。其结果,按照步行支援装置10的每个机种,生成适合步行支援的步行算法。因而,步行支援装置10,能够进一步减少步行者接受步行支援的时候感觉到的不协调感。

例如,传感器112至少包含以下传感器中的一个,获得步行支援装置10的加速度的加速度传感器、获得关节的转动角度的角度传感器、以及获得从步行者的脚底施加的压力的压力传感器。

通过上述,步行支援装置10,根据步行支援装置10的加速度、关节的转动角度、从步行者的脚底施加的压力,来决定执行机构111的驱动量。此外,通过这些加速度、转动角度以及压力,高精度地生成步行算法115,通过该步行算法115来高精度地决定执行机构111的驱动量。因而,步行支援装置10,能够进一步减少步行者接受步行支援的时候感觉到的不协调感。

例如,存储部114存储有步行算法115,该步行算法115是作为统计处理,对蓄积部212中蓄积的第一传感器值计算平均值、中位值或者众数,从而生成的步行算法。

通过上述,步行支援装置10,具体而言,利用通过计算平均值、中位值或者众数的处理来生成的步行算法115来进行步行支援。

(实施方式1的变形例1)

在实施方式1说明了在步态数据管理系统中,根据从多个步行支援装置10获得的传感器值计算一个步态值,并生成一个步行算法的情况。在本变形例说明在步态数据管理系统中,计算与不同的种类对应的多个步态值,并且生成与计算出的多个步态值的各自对应的步行算法的情况。

图10是本变形例涉及的按照步行的每个种类的步态值的说明图。

如图10表示,本变形例涉及的步行种类表1001中有多个种类,例如,“平地步行”种类1011、“上坡步行”种类1012、以及“下坡步行”种类1013。以后“‘平地步行’的种类”仅表述为“平地步行”。对于“上坡步行”以及“下坡步行”也相同。

平地步行1011是表示步行者在平地步行的情况下的步态的步态值。平地步行1011的步态是步行支援装置10支援步行者在平地步行时的步态。

上坡步行1012是表示步行者通过步行走上坡的情况下的步态的步态值。上坡步行1012的步态是步行支援装置10支援走上坡的步行者的时候的步态。另外,上坡步行1012的步态值,例如,具有比平地步行1011的情况步幅变小的倾向,但是本发明的技术范围不受此限。

下坡步行1013是表示步行者通过步行走下坡的情况下的步态的步态值。下坡步行1013的步态是步行支援装置10支援走下坡的步行者的时候的步态。另外,“上坡步行”的步态值,例如具有比“平地步行”的情况步幅小,并且周期比较短的倾向,但是本发明的技术范围不受此限。

此外,作为步态的种类,除了所述以外,还可以有“拖着行李平地步行”,“拖着行李上坡步行”以及“拖着行李下坡步行”等。所述的种类分别是指拖着行李(沉重物),步行者“平地步行”、“上坡步行”以及“下坡步行”的步行的种类。

这样,根据按每个步行的种类表示步态的步态值,生成步行支援装置10用于步行支援的步行算法(图9的步骤S204)。

此外,本变形例的步行支援装置10,作为传感器112,具备气压传感器。气压传感器是获得周围空气的气压的传感器。

控制部113,根据传感器112的气压传感器获得的气压,来计算步行支援装置10的现在位置的标高。而且,控制部113,根据多次算出的标高的变化,来判断步行者是在平地步行、还是在上坡步行、或者在下坡步行,存储部114存储的多个步行算法中选定恰当的步行算法,按照选定的步行算法,决定执行机构111的驱动量。这样,步行支援装置10,能够按照步行者的步行的种类来进行步行支援。

如上所述,在本变形例涉及的步行支援系统,存储部114存储有步行算法115,该步行算法115是至少包含分别用于支援步行者的平地步行、上坡步行以及下坡步行的步行算法中的一个的步行算法,传感器112,还包含气压传感器,控制部113,进一步基于该步行支援装置10的当前位置的标高的变化,来判断步行者是在平地步行,还是在上坡步行或者在下坡步行,该当前位置是根据气压传感器的传感器值来规定的,并且从存储部114存储的多个步行算法115中选定恰当的步行算法115,按照选定的步行算法115,决定执行机构111的驱动量。

通过上述,步行支援系统,能够利用按照步行的种类(换言之,平地步行、上坡步行、以及下坡步行)来生成的步行算法115,进行步行的支援。因而,步行支援装置10,能够进一步减少步行者接受步行支援的时候感觉到的不协调感。

(实施方式1的变形例2)

在本变形例说明在步态数据管理系统中,计算与步行者的体格相对应的多个步态值,并且生成与所算出的多个步态值的各自对应的步行算法的情况。

图11是本变形例涉及的按体格的步态值表1101的说明图。另外,图11中示出的例子是作为表示体格的指标使用身高的例子。

如图11表示,本变形例涉及的体格有多个,例如“低身高”种类1111,“中等程度”种类1112、以及,“高身高”种类1113。以后,“‘低身高’种类”仅表述为“低身高”。关于“中等程度”以及“高身高”也同样。

低身高1111、或高身高1113,分别表示步行者的身高比规定小或者大,中等程度1112,是表示步行者的身高,处于低身高1111与高身高1113之间。另外,成为中等程度1112、低身高1111或者高身高1113的边界的身高,可以任意规定,只要是能够将步行者整体有意地分为几个的表示身高的数值就可以。例如身高小于150cm的步行者分类为低身高1111,身高在150cm以上且小于160cm的步行者分类为中等程度1112,身高在160cm以上的步行者分类为高身高1113。

另外,在所述例子中,将体格分类定为三个,但是分类数可以不是三个。通过将分类数设为比3大,从而能够按照与步行者的体格高精度地匹配的步行算法进行步行支援。

另外,在所述例子中示出了作为体格只使用了身高的例子,但不限于此。具体而言,也可以采用脚的长度。此外,也可以对每个步行者,分别生成步行算法。通过上述,步行支援装置,更加高精度地生成用于与步行者步态联动地支援步行的步行算法,能够进一步高精度地与步行者步态联动地支援步行。

这样,根据表示每个步行者的体格的步态的步态值,生成步行支援装置10的步行支援的步行算法(图9的步骤S204)。这样,步行支援装置10,能够按照步行者的体格来进行步行支援。

如上所述,本变形例涉及的步行支援装置,能够通过更加高精度地与步行者匹配的步行算法来支援步行。

(实施方式2)

在本实施方式说明在用户以及多个从业方等之间交往的步行支援装置10及其改良装置、以及步态值以及步行算法等的信息的例子。

图12是本实施方式涉及的步态数据管理系统2的系统构成图。

如图12所示,步态数据管理系统2具备制造公司1201、数据管理公司1203、维修公司1204。此外,图12还表示了利用所述步态数据管理系统2的用户1202。

制造公司1201是制造以及改良步行支援装置10的业者。此外,制造公司1201,将制造的步行支援装置10或者改良装置(以下仅称为“装置”)提供给用户1202。

用户1202接受制造公司1201提供的装置,作为步行者,边接受步行支援装置10的支援边步行。

数据管理公司1203是对蓄积传感器值的服务器20进行管理的业者。数据管理公司1203,拥有服务器20。

维修公司1204是维修管理步行支援装置10的业者。

以后说明从提供步行支援装置10到步行算法的更新或者改良装置的提供为止的一连串的流程。

在图12的(a),制造公司1201将步行支援装置10提供给用户1202。

在图12的(b),用户1202步行时的步行支援装置10的传感器值,通过步行支援装置10经由通信线路发送到服务器20。被发送的传感器值是用户接受制造公司1201提供的步行支援装置10,作为步行者接受步行支援装置10的支援来步行的时候的步行支援装置10的传感器值。

在图12的(c),传感器值从服务器20提供到制造公司1201。另外提供的方法可以有各种各样。例如,制造公司1201向数据管理公司1203发送请求,以获得传感器值,数据管理公司1203提供蓄积在服务器20的传感器值的方法。另外,所述请求的发送、传感器值的获得,可以经由通信线路来进行,也可以经由人手来进行。

在图12的(d),制造公司1201将步行算法提供给维修公司。向维修公司提供的步行算法是对制造公司1201从数据管理公司1203获得的传感器值,进行统计处理而得到的结果。(图9的步骤S204)。

在图12的(e),进行步行算法的更新。具体而言,维修公司1204,获得制造公司1201提供的步行支援装置10的步行算法,将被提供的步行算法存放到用户1202各自持有的步行支援装置10。这样,步行支援装置10利用被存放的步行算法,进行支援步行者步行的动作。

在图12的(f),制造公司1201,将步行支援装置10的改良装置提供给用户1202。另外,改良装置意味着步行支援装置10的下一代版本,包括以下装置,相对于当前或者过去的步行支援装置10搭载了新的功能的装置,解决了当前或者过去的步行支援装置10产生的问题或者不良之处的装置,或者改进了当前或者过去的步行支援装置10的设计的装置。此外,制造公司1201向用户1202提供装置时,可以经由销售公司来进行。

另外,图12的(e)和(f)可以是任一方在先,也可以是只进行任意一方。

如上所述,通过本实施方式涉及的步态数据管理系统,在用户和多个从业方等之间对步行支援装置10及其改良装置、以及步态值和步行算法等的信息恰当地进行交往。

以上,针对本发明的步行支援装置等,根据实施方式进行了说明,但是本发明不被这些实施方式所限制。只要不超出本发明的宗旨,则技术者想出的各种变形例实施在本实施方式的例子,对不同实施方式中的构成要素进行组合而构筑的例子也都包括在本发明的范围中。

本发明能够利用于如下的步态数据管理系统,该步态数据管理系统是为了生成步行算法而恰当地管理步行支援装置支援步行时的步态数据的系统。

符号说明

1,2 步态数据管理系统

10 步行支援装置

20 服务器

101,102 框架

103 关节

104,111 执行机构

112 传感器

113 控制部

114 存储部

115 步行算法

116 发送部

211 获得部

212 蓄积部

213 传感器值DB

311,312,313 压力传感器

1201 制造公司

1202 用户

1203 数据管理公司

1204 维修公司

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