步行评价系统、步行计、步行评价程序和记录介质的制作方法

专利名称：步行评价系统、步行计、步行评价程序和记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及步行评价系统等，其具备步行计，具有测定与被测定 者的步行有关的数据的测定器；以及计算机，能够以规定的受理形式来 受理通过该测定器测定的与步行有关的数据。
背景技术：
在步行中使用的肌肉有在脚的抬起等中使用的大腿四头肌等、在 着地时的支撑和脚尖抬起等中使用的胫骨前肌等、在踢出和脚后跟抬起 等中使用的下肢三头肌等。当这些肌肉因老化而衰弱时会成为戈足，会 产生摔倒的可能性。以往，为了预防高龄者或有步行障碍的人摔倒，在 高龄者等的摔倒预防教室中由理疗师(physical therapists)或者职业治 疗师(occupational therapists )等教练(trainer)进行各种指导。但是， 由于指导方法因教练而不同，所以为了做成准确的指导训练程序，需要 将步行的质量数值化。为此而开发了检测步行时的足的活动的各种装 置。作为上述装置的例子，有使用压力垫(mat)方式的装置，即在 人行路上铺设压力垫，通过在其上步行来检测足的活动(参照非专利文 献l)。或者，也有使用光学方法的运动捕4足(motion capture )方式的 装置，在暗房等专用工作室内在足上装接标示器等，通过多个摄像机来 检测标示器等的活动。非专利文献1:"歩行/《夕一:/測定、〉又亍厶(步行图形测定系统)"，[online], -7夕抹式会社、[平成19年6月11日检索],互联网，<URL: http:〃www. nitta.co.jp/ images/product/pdf/tactile—product/gaitscan_pdf>上述使用压力垫的装置和运动捕捉方式的装置，均存在是大型装置 且是价格极高的装置的问题。进而，使用压力垫的装置，需要铺设压力 垫或者展开必要的线缆等繁瑣的操作，存在不是教练等能简单使用的装 置的问题。运动捕捉方式的装置则存在需要特别的测定场所的问题。发明内容因此，本发明的目的是为了解决上述问题而做出的，提供一种步行 评价系统、步行计等，其中在检测步行时的足的活动时，作为小型且廉 价的装置，教练等能够简易地操作而无需选择测定场所。本发明的步行评价系统具备步行计，具有测定与被测定者的步行 有关的数据的测定器；以及计算机，能够以规定的受理形式受理通过该 测定器测定的与步行有关的数据，该步行评价系统其特征在于，上述计 算机具有推定部，基于受理的与步行有关的数据，推定被测定者的步 行状态。这里，在本发明的步行评价系统中，上述步行计具备加速度传感器 来作为上述测定器，上述与步行有关的数据，是通过该加速度传感器测 定的每个规定时间的被测定者足部上的规定方向加速度，上述推定部能行推定的下述单元中的任一个以上，即推定被测定者的踢足的强度的 踢足推定单元、推定被测定者的步行的速度(tempo)的速度推定单元、 推定被测定者的足的高度的高度推定单元、以及推定被测定者的步幅的 步幅推定单元。这里，在本发明的步行评价系统中，上述步行计还具备倾斜传感器 来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该倾斜传感器能够还具备着地推定单元，基于上述每个规定时间的被测定者足部上 的规定方向加速度、以及上述每个规定时间的净皮测定者足部上的规定方 向倾斜度，推定被测定者的足的着地状态。这里，在本发明的步行评价系统中，上述步行计还具备角速度传感 器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该角速度传 感器测定的每个规定时间的^f皮测定者足部角速度，上述推定部能够还具 备行进状态推定单元，基于上述每个规定时间的被测定者足部上的规 定方向加速度、以及上述每个^见定时间的^^皮测定者足部角速度，推定4皮 测定者的行进状态。这里，在本发明的步行评价系统中，上述步行计还能够具备动作 单元，基于通过上述测定器测定的与步行有关的数据，进行规定的动作。这里，在本发明的步行评价系统中，还能够具备评价单元，基于 上述推定部进行的推定，评价被测定者的步行状态。这里，在本发明的步行评价系统中，还能够具备显示单元，以规 定的形式显示上述评价单元做出的评价结果。该步行计其特征:于，、由该测I器测定的与步:有关的数据被能S J规 定的受理形式受理的计算机受理，通过该计算机，基于受理的与步行有 关的数据，推定被测定者的步行状态。这里，在本发明的步行计中，具备加速度传感器来作为上述测定器， 上述与步行有关的数据，是通过该加速度传感器测定的每个规定时间的 被测定者足部上的规定方向加速度，能够通过上述计算机，基于上述每 个规定时间的被测定者足部上的规定方向加速度来推定下述推定的任 一个以上，即被测定者的踢足的强度的推定、被测定者的步行的速度 的推定、被测定者的足的高度的推定、以及被测定者的步幅的推定。这里，在本发明的步行计中，还具备倾斜传感器来作为上述测定器， 上述与步行有关的数据还具备通过该倾斜传感器测定的每个规定时间 的被测定者足部上的规定方向倾斜度，能够通过上述计算机，基于上述 每个规定时间的被测定者足部上的规定方向加速度、以及上述每个规定 时间的被测定者足部上的规定方向倾斜度，进一步推定被测定者的足的 着地状态。在本发明的步行计中，还具备角速度传感器来作为上迷测定器，上 述与步行有关的数据还具备通过该角速度传感器测定的每个规定时间 的被测定者足部角速度，能够通过上述计算机，基于上述每个规定时间 的被测定者足部上的规定方向加速度、以及上述每个规定时间的被测定 者足部角速度，进一步推定被测定者的行进状态。这里，在本发明的步行计中，能够还具备动作单元，基于通过上 述测定器测定的与步行有关的数据，进行规定的动作。本发明的步行评价程序，是用于能够以规定的受理形式受理与步行 有关的数据的计算机进行步行评价的步行评价程序，该与步行有关的数 据通过具有测定与被测定者的步行有关的数据的测定器的步行计的该用，i^推定部基于受理的与步行有关的数据，推定被测定者的;步行状态。 这里，在本发明的步行评价程序中，上述步行计具备加速度传感器 来作为上述测定器，上述与步行有关的数据，是通过该加速度传感器测定的每个规定时间的被测定者足部上的规定方向加速度，上述推定部能;亍推定"下述推:单元的任一个以上，即推k被测定者的i足的强度的踢足推定单元、推定被测定者的步行的速度的速度推定单元、推定被 测定者的足的高度的高度推定单元、以及推定被测定者的步幅的步幅推 定单元。这里，在本发明的步行评价程序中，上述步行计还具备倾斜传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该倾斜传感器能够还具备着地推定单元，基于上述每个规定时间的被测定者足部上 的规定方向加速度、以及上述每个^见定时间的^皮测定者足部上的^见定方 向倾斜度，推定被测定者的足的着地状态。这里，在本发明的步行评价程序中，上述步行计还具备角速度传感 器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该角速度传 感器测定的每个规定时间的被测定者足部角速度，上述推定部能够还具 备行进状态推定单元，基于上述每个规定时间的被测定者足部上的规 定方向加速度、以及上述每个规定时间的被测定者足部角速度，推定被 测定者的行进状态。这里，在本发明的步行评价程序中，能够还具备评价单元，基于 上述推定部进行的推定，评价被测定者的步行状态。这里，在本发明的步行评价程序中，能够还具备显示单元，以规 定的形式，显示上述评价单元做出的评价结果。本发明的记录介质是记录本发明的任一步行评价程序的计算机能 够读取的记录介质。根据本发明的步行评价系统等，步行计具有测定与被测定者的步行 有关的数据的测定器。PC经由USB接口等受理通过测定器测定的与步 行有关的数据。PC的推定部基于受理的与步行有关的数据，推定被测 定者的步行状态。步行计作为测定器具备小型的加速度传感器。步行计 作为测定器还可以具备小型且轻量的倾斜传感器。倾斜传感器步行计作 为测定器还可以具备单片密封型的小型角速度传感器。其结果是，能够 将步行计做成小型且廉价的装置。由于步行计仅通过装接在被测定者足 部上，就能够测定与被测定者的步行有关的数据，所以具有教练和被测定者能够简易地操作、不需要选择测定场所并能够在被测定者的日常生 活中进行测定的效果。推定部具备基于每个取样时间的被测定者足部上的规定方向加速度进行推定的下述推定部的任一个以上，即推定被测 定者的踢足的强度的踢足推定部、推定步行的速度的速度推定部、推定 足的高度的高度推定部、以及步幅推定部。推定部可以还具备着地推 定部，基于每个取样时间的被测定者足部上的规定方向加速度、以及每 个取样时间的被测定者足部上的规定方向倾斜度，推定被测定者足部的 着地状态。推定部可以还具备行进状态推定部，基于每个取样时间的 被测定者足部上的规定方向加速度、以及每个取样时间的被测定者足部 角速度，推定被测定者的行进状态。PC还具备评价部，基于推定部 的推定，评价被测定者的步行状态；显示部，以规定的形式，显示评价 部做出的评价结果。通过评价部和显示部，能够视觉化显示被测定者的 步行。如上所述，步行评价系统能够根据通过步行计测定的与步行有关 的数据，自动地视觉性显示各种评价，因此，教练等能够简易地操作步 行评价系统。其结果是，能够有以下效果教练等能够容易地掌握被测 定者的步行状态，能够容易地进行高龄者等的步行训练的普查 (screening),能够使指导内容明确化。


图l是表示本发明的实施例1中的步行评价系统1的图。图2是用于说明足部40的活动与加速度ACC之间的关系的图。图3是表示显示部31将评价部30做出的评价结果显示在显示器等显示装置35上的例子的图。图4是表示显示部31将评价部30做出的评价结果显示在显示器等显示装置35上的另 一例子的图。图5是表示本发明的步行评价程序的功能流程的流程图。 图6是表示PC 20的计算机的内部电路60的框图，该PC 20执行用于实现上述各实施例的本发明的计算机程序。 附图标记说明1:步行评价系统；10:步行计；11:内部才莫块；12:测定器；13: 加速度传感器；14:倾斜传感器；15:角速度传感器；16:动作部；20: PC; 21:功能模块；22:推定部；23:踢足推定部；24:速度推定部；25:高度推定部；26:步幅推定部；27:着地推定部；28:行进状态推 定部；30:评价部；31:显示部；35:显示装置；40:足部；45:地面 或地板面；50:表；51:步行状态等栏；52:评价栏；53:注释栏；60: 内部电路；61: CPU; 62: ROM; 63: RAM; 64:显示部；65: VRAM; 66:图像控制部；67:控制器；68a:》兹盘；68n: CD - ROM; 69:输 入控制部；7(h输入操作部；71:外部I/F部；72:总线具体实施方式
下面，参照附图对各实施例进行详细说明。 实施例1图1表示本发明的实施例1中的步行评价系统1。在图1中，附图 标记40是被测定者的足部(foot) , 10是装接在被测定者足部40上的 步行计，20是受理与被测定者的步行有关的数据Data并进行各种推定 和评价等的个人计算机PC, 35是PC 20的显示器等显示装置。如图1 所示，作为足部40优选为足的脚背(instep)。请注意本说明书中使 用的用语"足(foot)",不只是足，有时也包括脚踝(ankle )、下肢(lower leg)等。步行计IO仅在被测定者的单足(优势足)上装接一台即可， 但是也可以装接在双足上。如图1的步行计10的内部^t块11所示，步 行计10具有测定与被测定者的步行有关的数据的测定器12。 PC 20 能够以规定的受理形式，受理通过测定器12测定的与步行有关的数据 Data。作为规定的受理形式，优选例如通过USB ( Universal Serial Bus: 通用串行总线)接口等有线连接步行计和PC20,从步行计10向PC 20 发送与步行有关的数据Data。作为规定的受理形式，可以使用无线方式。 如图1的表示PC20功能的功能模块21所示，PC20具备推定部22， 基于受理的与步行有关的数据Data,推定被测定者的步行状态。下面，说明测定器12的类别、和推定部22基于通过测定器12测 定的与步行有关的数据Data进行的推定。如图1的内部模块11所示， 步行计IO具备加速度传感器13作为测定器12。作为加速度传感器13, 优选为采用MEMS ( Micro Electro Mechanical System:微机电系统)技 术制造的三维加速度传感器。在使用了加速度传感器13的情况下，与 步行有关的数据Data是通过加速度传感器13测定的、每个取样时间(规 定的时间)的被测定者足部40上的规定方向加速度ACC。推定部22具推定的下述推定部(推定单元)的任一个以上，即推定被测定者的踢 足的强度的踢足推定部(踢足推定单元)23、推定步行的速度的速度推 定部(速度推定单元)24、推定足的高度的高度推定部(高度推定单元) 25、以及步幅推定部(步幅推定单元)26。这里，对足部40的活动和加速度ACC之间的关系进行简单说明。 图2是用于说明足部40的活动和加速度ACC之间的关系的图。如图2 所示，被测定者的行进方向为箭头A所示方向。图2(A)表示被测定 者足部40的活动，纵轴为距离地面的高度，横轴为取样时间。图2(B) 表示与被测定者足部40的活动相伴的行进方向加速度ACCx的变化， 纵轴为行进方向加速度ACCx的强度，横轴为取样时间。图2 (C)表 示与被测定者足部40的活动相伴的纵向加速度ACCz的变化，纵轴为 纵向加速度ACCz的强度，横轴为取样时间。上述的规定方向加速度ACC 是指行进方向的加速度ACCx和纵向的加速度ACCz，有时也仅指任一 方。如图2 (A)所示，从附图标记S表示的取样时间起，位于身体后 侧的足部40从踢足开始活动，在附图标记M表示的取样时间，足部40 被拉近身体而使其高度变为最大，在附图标记E表示的取样时间，足部 40前进到身体前侧而在地面上着地。如图2 (B)所示，由于从附图标 记S表示的取样时间起从踢足开始行进，因此行进方向加速度ACCx从 O开始增强，在附图标记S和M之间的附近达到峰值P1的强度，然后， 由于足部40 ^皮拉近身体减速而减小，在附图标记M表示的取样时间， 由于足部40被拉近身体而变为0。接着，行进方向加速度ACCx,由于 足部40前进到身体前侧而开始变强，在附图标记M和E之间的附近达 到峰值P2的强度，然后，由于足部40接近着地减速而减小，在附图标 记E表示的取样时间，由于足部40着地而变为0。如图2(C)所示， 纵向加速度ACCz,从附图标记S表示的取样时间起，由于足部40从踢 足起开始上升而从0开始向正方向变强，在附图标记S和M之间的附近 达到峰值P3的强度，然后，由于足部40被拉近身体减速而减小，在附 图标记M表示的取样时间，由于足部40被拉近身体而变为0。接着， 纵向加速度ACCz,由于足部40下降而开始向负方向变强，在附图标记 M和E之间的附近达到峰值P4的强度，然后，由于足部40接近着地减速而减小，在附图标记E表示的取样时间，由于足部40着地而变为0。 推定部22的各推定部23等，能够基于每个取样时间的被测定者足部40 上的行进方向加速度ACCx (规定方向加速度)，获得步行的开始时间 (附图标记S表示的取样时间，以下简称为"步行的开始时间S，，)和结 束时间(附图标记E表示的取样时间，以下简称为"步行的结束时间E")。踢足推定部23能够根据图2(C)所示的在步行的开始时间S时的 纵向加速度ACCx的强度(=0)、和在峰值P3时的取样时间以及纵向 加速度ACCz的强度(=H),推定被测定者的踢足强度。如上所述，能 够基于每个取样时间的被测定者足部40上的行进方向加速度ACCx获 得步行的开始时间S。速度推定部24能够根据图2 (A)的步行的结束时间E和附图标记 E，表示的下一着地时的取样时间之间的时间T来推定步行的速度。如上 所述，能够基于每个取样时间的被测定者足部40上的行进方向加速度 ACCx获得着地。由时间T也能够推定步数。足部40的高度可以使用例如利用了超声波传感器等高度传感器(未 图示)来测定。或者，高度推定部25也能够根据图2 (C)所示的在峰 值P3时的纵向加速度ACCz的强度H、和足部40到达峰值P3之前的 时间(t),获得足部40的纵向的平均速度，根据该平均速度和时间t 推定足部40的高度。步幅推定部26也能够根据图2(B)所示的从步行的开始时间S起 到步行的结束时间E为止的行进方向加速度ACCx、以及从结束时间E 减去开始时间S后得到的时间L (步行时间)，来获得足部40的行进方 向的平均速度，根据该平均速度和时间L，推定作为足部40的行进距离 的步幅。如上所述，能够基于每个取样时间的被测定者足部40上的行 进方向加速度ACCx，获得步行的开始时间S和结束时间E。步行计IO可以还具备倾斜传感器14作为测定器12。作为倾斜传感 器14,优选为小型且轻量的传感器。在使用了倾斜传感器14的情况下， 可以在与步行有关的数据Data中，进一步添加通过倾斜传感器14测 定的每个取样时间的^皮测定者足部40上的纵向(失见定方向)的倾斜度 CLI。推定部22可以还具备着地推定部(着地推定单元)27，基于每 个取样时间的^皮测定者足部40上的^见定方向加速度ACC、以及每个取 样时间的被测定者足部40上的规定方向倾斜度CLI,推定被测定者足部40的着地状态。作为着地推定部27所推定的着地状态，可以举出是否 以脚后跟着地。如上所述，能够基于每个取样时间的纟皮测定者足部40 上的行进方向加速度ACCx获得着地。着地推定部27能够根据在着地 时通过倾斜传感器14测定的足部40的纵向的倾斜度CLI，推定是否以 脚后跟着地。例如，在图2所示的行进方向A上，当足部40在水平时 的纵向的倾斜度CLI为0。时，在以脚后跟着地的情况下，纵向的倾斜度 CLI为正的30。左右，在戈足等从脚尖开始着地的情况下，纵向的倾斜 度CLI为负的30。左右。如上所述，着地推定部27能够根据纵向的倾斜 度CLI的正负和角度，推定是否以脚后跟着地。步行计IO可以还具备角速度传感器15来作为测定器12。作为角速 度传感器15,优选为单片密封型的小型角速度传感器等。在使用了角速 度传感器15的情况下，与步行有关的数据Data,进一步添加了通过 角速度传感器15测定的每个取样时间的被测定者足部40角速度ANG。 推定部22还具备行进状态推定部(行进状态推定单元)28,基于每 个取样时间的^皮测定者足部40上的规定方向加速度ACC、以及每个取 样时间的被测定者足部角速度ANG，推定被测定者的行进状态。作为行 进状态推定部28所推定的行进状态，可以举出被测定者的步行是否不 稳。如上所述，作为加速度传感器13，如果使用三维加速度传感器，则 能够推定被测定者在行进方向的平面上的移动状态。此外，进一步通过 使用角速度传感器15，从而能够获得足部40的旋转状态，因此能够推 定被测定者的步行是否不稳。PC 20还具备评价部(评价单元)30,其基于推定部22进行的推 定，评价被测定者的步行状态；显示部(显示单元)31，其以规定的形 式显示评价部30做出的评价结果。图3表示显示部31将评价部30做 出的评价结果显示在显示器等显示装置35上的例子。作为上述规定的 形式，可以举出下面说明的图3所示的表形式50。图3中，附图标记 51表示通过推定部22推定的各种步行状态等的栏，从上起为通过步 幅推定部26推定的被测定者的步幅、通过着地推定部27推定的被测定 者的足的着地(状态)、通过踢足推定部23推定的被测定者的踢足(的 强度)、以及通过速度推定部24推定的被测定者的步行的速度，最后 为评价部30做出的综合(评价)。附图标记52为表示评价部30做出 的评价的评价栏，如图3所示，用Level (水平)表示被测定者的步行状态处于0到100%为止的哪一程度。具体而言，评价部30在将与被测 定者性别相同、年龄相同或者年龄段相同的人的步幅等步行状态的平均 值作为50%的情况下，用Level表示被测定者的步幅等步行状态。评价 部30将综合评价各种步行状态的结果表示在评价栏52的最后。具体而 言，表示各种步行状态的Level的平均或者加权平均。附图标记53是评 价部30对评价栏52用Level表示的评价添加的注释栏。图3中仅简略 表示了对综合评价的注释。如图3所示，由于被测定者除了着地状态以 外其他的步行状态都超过了平均值，因此附加了 "你的步行是没有问题 的水平。不过，还请更有意识地从脚后跟开始着地。"的注释。如上所 述，评价部30使用预先在PC 20中记录的按性别、年龄、年龄段的步 幅等步行状态的平均，基于推定部22进行的推定并通过Level对被测定 者的各种步行状态进行评价，进而适当选择预先记录在PC 20中的与 Level对应的注释。显示部31通过图3所示的表形式50将评价部30做 出的评价(Level)和注释显示在显示器等显示装置35上。图4示出了显示部31将评价部30做出的评价结果显示在显示器等 显示装置35上的另一个例子。图4 ( A)表示正确的步行状态的被测定 者的例子，图4 (B)表示曳足的步行状态的被测定者的例子，步行从 右向左侧进行。在图4(A)中，附图标记45为地面或者地板面，Fl至 F9表示每个取样时间的^L测定者足部40, FS表示离地(takeoff)的状 态，FE表示着地的状态，FL表示步幅。图4(B)中，附图标记45与 图4(A)同样表示地面或者地板面，Wl至W8表示每个取样时间的^皮 测定者足部40， WS表示离地的状态，WE表示着地的状态，WL表示 步幅。评价部30能够基于推定部22进行的推定，以能够将被测定者的 步行状态作为每个取样时间的足的形状进行图像显示的方式，计算(评 价)图像数据。显示部31能够将通过评价部30计算得到的图像数据(评 价结果)如图4 (A)和(B)所示进行显示。即，通过评价部30和显 示部31,能够将被测定者的步行视觉化。如果对图4 ( A)和(B)进行 比较，则示出曳足的步行状态的被测定者的离地WS与正确的步行状 态的测定者的离地FS相比，足部40的角度小、离地弱。示出相对于曳 足的步行状态的被测定者的着地WE从脚尖开始进行，正确的步行状态 的被测定者的着地FE从脚后跟开始进行。示出戈足的步行状态的被测 定者的步幅WL比正确的步行状态的被测定者的步幅FL小。尽管在图4中对被测定者的步行状态进行了平面的表示，但是也能够进行立体的表示。虽然在图4中表示了两个人的比较，但是也可以进行三人以上的比较。图5用流程图表示本发明的步行评价程序的功能流程。在图5中， 左侧的流程图表示步行计10的功能流程，右侧的流程图表示PC 20的 功能流程，从步行计10向PC 20的发送用虚线表示。首先进行概要说 明，如图5所示，步行计IO通过测定器12测定与^L测定者的步行有关 的数据Data,将测定的与步行有关的数据Data经由上述的USB接口等 向PC20发送(步骤SIO) 。 PC20的推定部22基于发送来的与步行有 关的数据Data推定被测定者的步行状态(步骤S20)。然后，评价部 30评价被测定者的步行状态(步骤S24),显示部31显示评价结果(步 骤S25 )。下面进行详细说明。首先，加速度传感器13测定每个取样时间的 被测定者足部40上的规定方向加速度ACC。该每个取样时间的加速度 ACC被经由上述的USB接口等发送到PC20(以上为步骤Sll ) 。 PC20 基于发送来的每个取样时间的加速度ACC执行下述推定的任一个以上， 即踢足推定部23进行的被测定者的踢足的强度的推定、速度推定部 24进行的被测定者的步行速度的推定、高度推定部25进行的被测定者 的足高度的推定、以及步幅推定部26进行的被测定者的步幅的推定(步 骤S21 )。进而，倾斜传感器14测定每个取样时间的被测定者足部40上的规 定方向倾斜度CLI。该每个取样时间的倾斜度CLI被经由上述的USB接 口等向PC20发送(以上为步骤S12)。着地推定部27基于发送来的每 个取样时间的加速度ACC和发送来的每个取样时间的倾斜度CLI,推定 被测定者的足的着地状态(步骤S22 )。进而，角速度传感器15测定每个取样时间的净皮测定者足部40角速 度ANG。该每个取样时间的角速度ANG，被经由上述的USB接口等发 送到PC20 (以上为步骤S13)。行进状态推定部28基于发送来的每个 取样时间的加速度ACC和发送来的每个取样时间的角速度ANG,推定 被测定者的行进状态(步骤S23)。评价部30基于上述的步骤S21至S23的推定，评价被测定者的步 行状态(步骤S24)。显示部31以规定的形式显示步骤S24的评价结果(步骤S25 )。如上所述，根据本发明的实施例1，步行计IO具有测定与被测定者 的步行有关的数据的测定器12。PC 20经由USB接口等受理通过测定器 12测定的与步行有关的数据Data。 PC 20的推定部22基于受理的与步 行有关的数据Data，推定被测定者的步行状态。步行计10具备加速度 传感器13来作为测定器12。作为加速度传感器13，优选为采用MEMS 技术制造的三维加速度传感器。步行计IO还可以具备倾斜传感器14来 作为测定器12。作为倾斜传感器14,优选为小型且轻量的传感器。步 行计IO还可以具备角速度传感器15来作为测定器12。作为角速度传感 器15,优选为单片密封式的小型角速度传感器等。其结果是，能够将步 行计10做成小型且廉价的装置。步行计IO在检测步行时的足的活动时， 仅通过装接在被测定者足部40上，即可测定与被测定者的步行有关的 数据，因此教练和被测定者能够简易地操作，不需要选择测定场所而能 够在被测定者的日常生活中进行测定。推定部22具备基于每个取样时间的被测定者足部40上的规定方向 加速度ACC进行推定的下述推定部的任一个以上，即推定^皮测定者 的踢足的强度的踢足推定部23、推定被测定者的步行的速度的速度推定 部24、推定被测定者的足的高度的高度推定部25、以及推定被测定者 的步幅的步幅推定部26。推定部22可以还具备着地推定部27，基于 每个取样时间的^皮测定者足部40上的规定方向加速度ACC、以及每个 取样时间的被测定者足部40上的规定方向倾斜度CLI，推定被测定者足 部40的着地状态。推定部22还可以具备行进状态推定部28,基于每 个取样时间的被测定者足部40上的规定方向加速度ACC、以及每个取 样时间的被测定者足部角速度ANG,推定被测定者的行进状态。PC 20 还具备评价部30,其基于推定部22进行的推定来评价被测定者的步 行状态；显示部31,其以规定的形式显示评价部30做出的评价结果。 评价部30使用预先在PC 20内记录的按性别、年龄、年龄段的步幅等 步行状态的平均，基于推定部22进行的推定，用Level评价被测定者的 各种步^f亍状态，进而适当选择预先记录在PC 20中的与Level对应的注 释。显示部31将评价部30做出的评价(Level)和注释，以表形式50 显示到显示器等显示装置35上。或者，也可以通过评价部30和显示部 31,将被测定者的步行进行视觉化显示。如上所述，步行评价系统l能够根据通过步行计10测定的与步行有关的数据Data,自动地将各种评 价进行视觉性显示，因此教练等能够简易地操作步行评价系统1。其结 果是，教练等能够容易地掌握被测定者的步行状态，能够容易地进行高 龄者等的步行训练的普查，能够使指导内容明确化。 实施例2步行计10可以还具备动作部(动作单元)16,基于通过测定器 12测定的与步行有关的数据Data进行规定的动作。作为动作部16,可 以举出进行振动等动作的装置、进行蜂鸣等声音输出动作的装置、进 行发出光等的动作的装置等，或者组合这些装置而成的装置等。步行计 10在根据通过测定器12测定的与步行有关的数据Data (通过加速度传 感器13测定的加速度ACC和通过倾斜传感器14测定的倾斜度CLI)检 测出例如被测定者为戈足状态的情况时，能够进行振动等动作。检测可 以预先将上述的着地推定部27等的功能嵌入到步行计10中。其结果是， 被测定者通过装接步行计IO,从而能够容易地在日常生活中掌握自己的 步行状态。实施例3图6是表示PC 20的计算机的内部电路60的框图，该PC 20执行 用于实现上述的各实施例的本发明的计算机程序。如图6所示，CPU61、 ROM 62、 RAM 63、图像控制部66、控制器67、输入控制部69和外部 接口 (I/F)部71与总线72连接。在图6中，上述的本发明的计算机程 序记录在ROM 62、磁盘(disc ) 68a或者CD - ROM 68n等记录介质(包 括可装卸的记录介质)中。在》兹盘68a中，可以预先记录评价部30使 用的按性别、年龄、年龄段的步幅等步行状态的平均、以及与Level对 应的注释等。本发明的计算机程序从ROM62经由总线72、或者从磁盘 68a或CD-ROM 68n等记录介质经由控制器67并经总线72载入到 RAM 63。输入控制部69与鼠标、数字键盘(ten key)等输入操作部70 连接，进行输入控制等。作为图像存储器的VRAM 65，具有相当于显 示器等显示装置35的至少一画面部分的数据容量的容量，图像控制部 66具有将VRAM 65的数据转换为图像数据向显示装置35送出的功能。 外部1/F部71具有与步行计IO之间的USB等输入输出接口功能。如上所述，通过CPU 61执行上述的本发明的计算机程序，从而能 够实现本发明的目的。如上所述，该计算机程序能够以CD-ROM 68n等记录介质的形态向计算机CPU 61供给，记录了该计算机程序的CD -ROM 68n等记录介质也同样地构成本发明。作为记录该计算机程序的 记录介质，除了上述记录介质以外还可以采用例如存储卡、存储棒、 DVD、光盘、FD等。作为本发明的活用例，可以举出在高龄者等的摔倒预防教室中，理 疗师或者职业治疗师等教练进行各种指导的情况中的适用。
权利要求
1.一种步行评价系统，具备步行计，具有测定与被测定者的步行有关的数据的测定器；以及计算机，能够通过规定的受理形式受理通过该测定器测定的与步行有关的数据，该步行评价系统其特征在于，上述计算机具备推定部，基于受理的与步行有关的数据来推定被测定者的步行状态。
2. 根据权利要求1所述的步行评价系统，其特征在于， 上述步行计具备加速度传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据，是通过该加速器传感器测定的每个规定时间的被测定者足部上 的^见定方向加速度，方向加速度来进行推定的下述单元的任一个以上，即推定被测定者的 踢足的强度的踢足推定单元、推定被测定者的步行的速度的速度推定单 元、推定被测定者的足的高度的高度推定单元、以及推定被测定者的步 幅的步幅推定单元。
3. 根据权利要求2所述的步行评价系统，其特征在于， 上述步行计还具备倾斜传感器来作为上述测定器，上述与步行有关上的规定方向倾斜度，上述推定部还具备着地推定单元，基于上述每个规定时间的#:测 定者足部上的^L定方向加速度、以及上述每个A见定时间的^皮测定者足部 上的规定方向倾斜度，推定#:测定者的足的着地状态。
4. 根据权利要求2或3所述的步行评价系统，其特征在于， 上述步行计还具备角速度传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该角速度传感器测定的每个规定时间的被测定者 足部角速度，上述推定部还具备行进状态推定单元，基于上述每个规定时间的 -帔测定者足部上的规定方向加速度、以及上述每个规定时间的#:测定者 足部角速度，推定被测定者的行进状态。
5. 根据权利要求2至4任一项所述的步行评价系统，其特征在于， 上述步行计还具备动作单元，基于通过上述测定器测定的与步行有关 的数据来进行规定的动作。
6. 根据权利要求2至5任一项所述的步行评价系统，其特征在于， 还具备评价单元，基于上述推定部进行的推定，评价被测定者的步行 状态。
7. 根据权利要求6所述的步行评价系统，其特征在于，还具备 显示单元，以规定的形式显示上述评价单元做出的评价结果。
8. —种步行计，具有测定与被测定者的步行有关的数据的测定器， 该步行计其特征在于，通过该测定器测定的与步行有关的数据被能够以 规定的受理形式受理的计算机受理，通过该计算机，基于受理的与步行 有关的数据来推定被测定者的步行状态。
9. 根据权利要求8所述的步行计，其特征在于， 具备加速度传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据，是向加速度，通过上述计算机，基于上述每个规定时间的被测定者足部上的规定 方向加速度来推定下述推定的任一个以上，即被测定者的踢足的强度 的推定、被测定者的步行的速度的推定、被测定者的足的高度的推定、 以及#皮测定者的步幅的推定。
10. 根据权利要求9所述的步行计，其特征在于， 还具备倾斜传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该倾斜传感器测定的每个规定时间的#:测定者足部上的规定方向倾杀+度，通过上述计算机，基于上述每个规定时间的被测定者足部上的规定度，进而推定被测定者的足的着地状态。
11. 根据权利要求9或IO所述的步行计，其特征在于， 还具备角速度传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还度， 通过上述计算机，基于上述每个规定时间的被测定者足部上的规定 方向加速度、以及上述每个规定时间的被测定者足部角速度，进而推定 被测定者的行进状态 。
12. 根据权利要求9至11任一项所述的步行计，其特征在于，还具备动作单元，基于通过上述测定器测定的与步行有关的数据来进行 规定的动作。
13. —种步行评价程序，其用于使能够以规定的受理形式受理与步 行有关的数据的计算机进行步行评价，该与步行有关的数据是，通过具 有测定与被测定者的步行有关的数据的测定器的步行计的该测定器而 测定的，该步行评价程序其特征在于，其用于使上述计算机作为推定部发挥功能，其中该推定部是基于受 理的与步行有关的数据来推定被测定者的步行状态。
14. 根据权利要求13所述的步行评价程序，其特征在于， 上述步行计具备加速度传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据，是通过该加速度传感器测定的每个规定时间的被测定者足部上 的规定方向加速度，方向加速度来进行推定的下述单元的任一个以上，即推定被测定者的 踢足的强度的踢足推定单元、推定被测定者的步行的速度的速度推定单 元、推定被测定者的足的高度的高度推定单元、以及推定被测定者的步 幅的步幅推定单元。
15. 根据权利要求14所述的步行评价程序，其特征在于， 上述步行计还具备倾斜传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该倾斜传感器测定的每个规定时间的被测定者足部 上的爿见定方向倾斜度，上述推定部还具备着地推定单元，基于上述每个规定时间的被测 定者足部上的规定方向加速度、以及上述每个规定时间的被测定者足部 上的规定方向倾斜度，推定被测定者的足的着地状态。
16. 根据权利要求14或15所述的步行评价程序，其特征在于， 上述步行计还具备角速度传感器来作为上述测定器，上述与步行有关的数据还具备通过该角速度传感器测定的每个规定时间的被测定者 足部角速度，上述推定部还具备行进状态推定单元，基于上述每个规定时间的 -故测定者足部上的规定方向加速度、以及上述每个规定时间的被测定者 足部角速度，推定被测定者的行进状态。
17. 根据权利要求14至16任一项所述的步行评价程序，其特征在于，还具备评价单元，基于上述推定部进行的推定，评价被测定者的 步行状态。
18. 根据权利要求17所述的步行评价程序，其特征在于，还具备 显示单元，以规定的形式显示上述评价单元做出的评价结果。
19. 一种计算机能够读取的记录介质，其记录权利要求13至18任 一项所述的步行评价程序。
全文摘要
本发明提供一种步行评价系统等，其在检测步行时的足活动时，作为小型且廉价的装置，教练等可以简易地操作，无需选择测定场所。步行计(10)具有测定与被测定者的步行有关的数据Data的加速度传感器(13)等测定器(12)，PC(20)经由USB接口等受理Data，推定部(22)基于受理的Data推定被测定者的步行状态。推定部(22)具备基于每个取样时间的被测定者足部(40)上的规定方向加速度ACC进行推定的下述推定部的任一个以上，即推定被测定者的踢足的强度的踢足推定部(23)、推定步行的速度的速度推定部(24)、推定足的高度的高度推定部(25)、以及步幅推定部(26)。评价部(30)基于推定部(22)的推定来评价被测定者的步行状态，显示部(31)以规定的形式显示评价部(30)做出的评价结果。
文档编号G06M3/00GK101327125SQ20081012867
公开日2008年12月24日 申请日期2008年6月23日 优先权日2007年6月23日
发明者竹原克, 西林贤二 申请人:株式会社百利达