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JP7718913B2 - Gait analysis system, gait analysis method, and gait analysis program - Google Patents
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JP7718913B2 - Gait analysis system, gait analysis method, and gait analysis program - Google Patents

Gait analysis system, gait analysis method, and gait analysis program

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JP7718913B2
JP7718913B2 JP2021139453A JP2021139453A JP7718913B2 JP 7718913 B2 JP7718913 B2 JP 7718913B2 JP 2021139453 A JP2021139453 A JP 2021139453A JP 2021139453 A JP2021139453 A JP 2021139453A JP 7718913 B2 JP7718913 B2 JP 7718913B2
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Description

本発明は、歩行分析システム、歩行分析方法及び歩行分析プログラムに関する。 The present invention relates to a gait analysis system, a gait analysis method, and a gait analysis program.

従来、商品のレイアウトの最適化、繁忙期を予測する目的等のために、人の向き、速度、滞在時間など公共の場における人の動線情報を取得する方法が知られている。例えば、オムロン社製のHVC-C2W等では、カメラで撮像した撮像情報を基に人物を認識し、それぞれの人物の動線情報を取得するシステムが知られている。 Conventionally, methods have been known to acquire information on people's movements in public places, such as their direction, speed, and length of stay, for purposes such as optimizing product layout and predicting busy periods. For example, systems such as Omron's HVC-C2W recognize people based on image information captured by a camera and acquire information on each person's movement.

また、例えば、特許文献1では、ユーザの介在なしに、複数の検出手段の検出結果に基づく、対象物の行動の認識精度を向上させる行動認識装置が知られている。この行動認識装置は、動き検出部が、カメラ(第1のセンサ)が撮像した画像を分析して、人(対象物)の動きを検出し、動き検出部が、センサタグ(第2のセンサ)の出力を分析して、人の動きを検出する。そして、信頼度算出部が、センサタグの出力に基づく人の動きの検出結果に対して信頼度を付与する。また、信頼度算出部が、画像に基づく人の動きの検出結果に対して信頼度を付与する。さらに、行動認識部が、動き検出部が検出した人の動きの検出結果と当該検出結果の信頼度とに基づいて、ユーザの介在なしに、人の行動を認識する。こうすることにより、対象物の行動を精度良く認識することができる。 For example, Patent Document 1 discloses a behavior recognition device that improves the accuracy of recognizing the behavior of an object based on the detection results of multiple detection means, without user intervention. In this behavior recognition device, a motion detection unit analyzes images captured by a camera (first sensor) to detect the movement of a person (object), and the motion detection unit analyzes the output of a sensor tag (second sensor) to detect the movement of the person. A reliability calculation unit then assigns a reliability to the detection result of the movement of the person based on the output of the sensor tag. The reliability calculation unit also assigns a reliability to the detection result of the movement of the person based on the image. Furthermore, the behavior recognition unit recognizes the behavior of the person without user intervention, based on the detection result of the movement of the person detected by the motion detection unit and the reliability of the detection result. This enables the behavior of the object to be recognized with high accuracy.

特開2019-159726号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-159726

しかしながら、特許文献1に記載の行動認識装置では、撮像した画像に歩行者の顔が含まれてしまう場合には、肖像権の問題が生じるという課題がある。また、信頼度を算出する等の複雑な処理が必要となるため、特に、多数の人物の行動を認識する場合には、処理時間が長く必要であるという課題がある。 However, the behavior recognition device described in Patent Document 1 has the problem of portrait rights issues arising when the captured image includes the face of a pedestrian. Furthermore, because complex processing such as calculating reliability is required, there is also the problem of long processing times, particularly when recognizing the behavior of a large number of people.

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、肖像権の問題を生じさせることなく、不特定多数の歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析可能な歩行分析システムを提供することを主目的とする。また、不特定多数の歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析可能な分析方法及び歩行分析プログラムを提供することも目的とする。 The present invention was developed in consideration of these issues, and its primary objective is to provide a gait analysis system that can analyze information about the gait of an unspecified number of pedestrians with high accuracy and in a short time, without causing issues with portrait rights. It also aims to provide an analysis method and gait analysis program that can analyze information about the gait of an unspecified number of pedestrians with high accuracy and in a short time.

本発明は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採った。 The present invention employs the following measures to achieve at least one of the above-mentioned objectives.

本発明の歩行分析システムは、
歩行者の足裏由来の圧力値、前記圧力値の測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力手段と、
前記圧力情報入力手段に入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類する圧力情報分類手段と、
前記圧力情報分類手段によって分類された任意の足型を、任意の人物毎の足型に分類する足型分類手段と、
を備えたことを特徴とする、
ものである。
The gait analysis system of the present invention comprises:
pressure information input means for inputting pressure information output from a pressure information measurement means for measuring pressure information including pressure values from the soles of the feet of a walker, and information regarding measurement times and measurement locations of the pressure values;
a pressure information classification means for classifying the pressure information input to the pressure information input means into pressure information for each arbitrary foot shape;
a foot shape classifying means for classifying the arbitrary foot shapes classified by the pressure information classifying means into foot shapes for arbitrary persons;
characterized in that it comprises
It is something.

この歩行分析システムは、歩行者の足裏由来の圧力値、前記圧力値の測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力手段に入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類する圧力情報分類手段によって分類し、圧力情報分類手段によって分類された任意の足型を、足型分類手段で任意の人物毎の足型に分類することにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析することが可能な情報を取得することできる。 This gait analysis system uses a pressure information classification means to classify pressure information input into a pressure information input means that receives pressure information output from a pressure information measurement means that measures pressure information including pressure values from the soles of the walker's feet, the measurement time and measurement location of those pressure values, into pressure information for each arbitrary foot shape. The arbitrary foot shapes classified by the pressure information classification means are then classified into foot shapes for each arbitrary person using a foot shape classification means. This makes it possible to obtain information that can be used to analyze information about a walker's gait with high accuracy and in a short time, using only the pressure information from the soles of the walker's feet, without causing any issues with the walker's portrait rights.

本発明の歩行分析システムは、前記足型分類手段によって任意の人物毎に分類された足型から、前記任意の人物毎の歩行情報を分析する歩行情報分析手段と、を備えたことを特徴としてもよい。こうすることにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析することができる。 The gait analysis system of the present invention may also be characterized by including a gait information analysis means that analyzes gait information for each person based on the foot shapes classified for that person by the foot shape classification means. This makes it possible to analyze information about a pedestrian's gait with high accuracy and in a short time using only pressure information derived from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights.

この態様を採用した本発明の歩行分析システムにおいて、前記歩行情報分析手段は、前記足型分類手段によって任意の人物毎に分類された足型から、前記任意の人物毎の歩幅、歩隔、歩行速度又は歩行周期の少なくとも1つを算出することを特徴としてもよい。こうすることにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析し、任意の人物毎の歩幅、歩隔、歩行速度又は歩行周期の少なくとも1つを算出することができる。 In a gait analysis system of the present invention employing this aspect, the gait information analysis means may be characterized by calculating at least one of the stride length, stride width, walking speed, or walking cycle for each person from the foot shape classified for that person by the foot shape classification means. This makes it possible to analyze information about a pedestrian's gait with high accuracy and in a short time, and calculate at least one of the stride length, stride width, walking speed, or walking cycle for each person, using only pressure information derived from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights.

本発明の歩行分析システムにおいて、前記圧力情報分類手段は、K平均法を利用したクラスタリングアルゴリズムを用いて同一の足型由来の圧力情報にクラスタリングすることで、前記圧力情報を任意の足型毎の圧力情報に分類することを特徴としてもよい。こうすることにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析することができる。 In the gait analysis system of the present invention, the pressure information classification means may classify the pressure information into pressure information for any given foot shape by clustering pressure information derived from the same foot shape using a clustering algorithm that utilizes the K-means method. This makes it possible to analyze information about a pedestrian's gait with high accuracy and in a short time using only pressure information derived from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights.

本発明の歩行分析システムにおいて、前記足型分類手段は、圧力分布推移ベクトルに基づいて任意の人物毎の足型に分類することを特徴としてもよい。こうすることにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析することができる。なお、ここで、「圧力分布推移ベクトル」とは、クラスタリングされた圧力値の点群のクラスタ発生時と消失直前のフレームにおける圧力中心点又は面積中心点を算出し、その座標の発生時側の点を始点算出し、消失直前側の点と圧力値から終点を算出し、この始点から終点のベクトル(X座標、Y座標及び時刻tからなる三次元空間座標におけるベクトル)を意味するものであり、この圧力分布推移ベクトルは、クラスタの発生から消失までの反応箇所の広がりや足圧中心の軌跡などを用いて三次元的にベクトル化したものである。 In the gait analysis system of the present invention, the foot shape classification means may classify the foot shapes of any individual based on a pressure distribution transition vector. This allows for highly accurate and rapid analysis of information about a pedestrian's gait, without violating the pedestrian's portrait rights, using only pressure information from the soles of the feet. Note that the "pressure distribution transition vector" refers to a vector (a vector in three-dimensional spatial coordinates consisting of X coordinates, Y coordinates, and time t) that is calculated by calculating the center of pressure or area center in the frames immediately before the clusters appear and disappear from the clustered pressure value point cloud, calculating the point on the coordinates immediately before the clusters disappear, and calculating the end point from the point immediately before the clusters disappear. This pressure distribution transition vector is a three-dimensional vectorization using the spread of reaction points from the clusters' appearance to their disappearance, the trajectory of the center of foot pressure, and other data.

本発明の歩行分析システムにおいて、前記足型分類手段は、基準推定存在範囲に基づいて任意の人物毎の足型に分類することを特徴としてもよい。こうすることにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析することができる。なお、ここで「基準推定存在範囲」とは、次の足型が位置する可能性の高い範囲を意味する。 In the gait analysis system of the present invention, the foot shape classification means may classify the foot shapes of any person based on the reference estimated existence range. This makes it possible to analyze information about a pedestrian's gait with high accuracy and in a short time, using only pressure information from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights. Note that here, the "reference estimated existence range" refers to the range in which the next foot shape is likely to be located.

本発明の歩行分析方法は、
歩行者の足裏由来の圧力値、前記圧力値の測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力ステップと、
前記圧力情報入力ステップで入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類する圧力情報分類ステップと、
前記圧力情報分類ステップで分類された任意の足型を、任意の人物毎の足型に分類する足型分類ステップと、
を含むことを特徴とする、
ものである。
The gait analysis method of the present invention comprises:
a pressure information input step of inputting pressure information output from a pressure information measurement means that measures pressure information including a pressure value from the sole of a walker, and information regarding a measurement time and a measurement location of the pressure value;
a pressure information classification step of classifying the pressure information inputted in the pressure information input step into pressure information for each arbitrary foot shape;
a foot shape classification step of classifying the arbitrary foot shapes classified in the pressure information classification step into foot shapes for arbitrary persons;
characterized in that it comprises
It is something.

この歩行分析方法は、歩行者の足裏由来の圧力値、前記圧力値の測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力ステップで入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類する圧力情報分類ステップで分類し、圧力情報分類ステップで分類された任意の足型を、足型分類ステップで任意の人物毎の足型に分類することにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析することが可能な情報を取得することできる。 This gait analysis method involves inputting pressure information output from a pressure information measurement means that measures pressure information including pressure values from the soles of the walker's feet, and information about the measurement time and measurement location of the pressure values, in a pressure information input step, classifying the input pressure information into pressure information for any given foot shape in a pressure information classification step, and then classifying the any foot shapes classified in the pressure information classification step into foot shapes for any given person in a foot shape classification step.By doing so, it is possible to obtain information that can be used to analyze information about a walker's gait with high accuracy and in a short time, from only the pressure information from the soles of the walker's feet, without causing any issues with the walker's portrait rights.

本発明のプログラムは、1又は複数のコンピュータに、歩行分析方法の各ステップを実行させるためのプログラムである。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体(例えば、ハードディスク、ROM、CD、DVD、フラッシュメモリなど)に記録されていても良いし、伝送媒体(インターネットや有線/無線LANなどの通信網)を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ送信されても良いし、その他どのような形で授受されても良い。また、分析方法の各ステップを実行する装置で実行されるものであっても、プログラムが実行される装置と処理が行われる装置とが異なっていてもよい。いずれの場合であっても、このプログラムを1つのコンピュータに実行させるか又は複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させれば、上述した分析方法と同様の効果を得ることができる。 The program of the present invention is a program for causing one or more computers to execute each step of the gait analysis method. This program may be recorded on a computer-readable storage medium (e.g., a hard disk, ROM, CD, DVD, flash memory, etc.), or may be transmitted from one computer to another via a transmission medium (a communication network such as the Internet or a wired/wireless LAN), or may be transmitted in any other form. Furthermore, even if the program is executed on a device that executes each step of the analysis method, the device on which the program is executed may be different from the device on which the processing is performed. In either case, by executing this program on a single computer or by dividing the execution of each step among multiple computers, the same effects as the analysis method described above can be achieved.

図1は、本発明の歩行分析システム20の電気的な接続の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of electrical connections in a gait analysis system 20 of the present invention. 図2は、圧力情報入手手段10及び圧力情報の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the pressure information obtaining means 10 and pressure information. 図3は、本発明の歩行分析処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of a gait analysis processing routine of the present invention. 図4は、歩行分析処理ルーチンにおける生データ処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of raw data processing in the gait analysis processing routine. 図5は、歩行分析処理ルーチンにおける足型毎分類処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the foot shape classification process in the gait analysis process routine. 図6は、クラスタ化された圧力情報を模式的に表した模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing clustered pressure information. 図7は、歩行分析処理ルーチンにおける人物毎分類処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an example of a person-by-person classification process in the gait analysis process routine. 図8は、歩行分析処理ルーチンにおける歩行解析処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of the gait analysis process in the gait analysis process routine.

次に、本発明の実施の形態の一例として、歩行分析システム20について詳しく説明する。以下に説明する実施の形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。なお、各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号を付す。また、歩行分析システム20の分析方法の一例を示すことで、本発明の歩行分析方法及び歩行分析プログラムの一例も明らかにするとともに、歩行分析システム20の使用方法の一例を明らかにする。 Next, a gait analysis system 20 will be described in detail as an example embodiment of the present invention. The embodiments and drawings described below exemplify some of the embodiments of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. Appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Corresponding components in each drawing are designated by the same or similar reference numerals. Furthermore, by showing an example of an analysis method using the gait analysis system 20, an example of a gait analysis method and gait analysis program of the present invention will be clarified, as well as an example of how to use the gait analysis system 20.

本発明の実施の形態の一例である歩行分析システム20は、図1に示すように、歩行者の足裏由来の圧力値、前記圧力値の測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段10から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力手段22と、圧力情報入力手段22に入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類し、分類された任意の足型を、任意の人物毎の足型に分類する制御手段30(本発明の圧力情報分類手段及び足型分類手段に相当)と、制御手段30によって分類された任意の人物毎の足型情報を出力する出力手段24と、が、それぞれ電気的に接続されている。この歩行分析システム20は、圧力情報測定手段10から出力された歩行者の足裏由来の圧力情報が圧力情報入力手段22から入力され、この圧力情報を制御手段30が任意の足型毎の圧力情報に分類し、任意の人物毎の足型に分類して出力手段24からすることにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を高精度かつ短時間で分析することが可能な情報を取得することできる。 As shown in Figure 1, a gait analysis system 20, an example of an embodiment of the present invention, comprises: a pressure information input means 22 that inputs pressure information output from a pressure information measurement means 10 that measures pressure information including pressure values derived from the soles of a walker's feet and information regarding the measurement time and measurement location of the pressure values; a control means 30 (corresponding to the pressure information classification means and foot shape classification means of the present invention) that classifies the pressure information input to the pressure information input means 22 into pressure information for each arbitrary foot shape and classifies the classified arbitrary foot shapes into foot shapes for each arbitrary person; and an output means 24 that outputs the foot shape information for each arbitrary person classified by the control means 30, all of which are electrically connected. This gait analysis system 20 receives pressure information derived from the soles of a walker's feet output from the pressure information measurement means 10 via the pressure information input means 22, and the control means 30 classifies this pressure information into pressure information for each arbitrary foot shape and classifies it into foot shapes for each arbitrary person, and outputs it from the output means 24. This makes it possible to obtain information that can be used to analyze information about a walker's gait with high accuracy and in a short time, from only the pressure information derived from the soles of the walker's feet, without causing issues with the walker's portrait rights.

圧力情報測定手段10は、公知の圧力センサであり、例えば、所定の間隔で複数の圧力センサを備えた樹脂製シートを用いてもよい。この樹脂製シートの上を歩行者が歩行すると、歩行者の足裏に位置する圧力センサが検知し、検知した圧力センサの位置に関する情報を含む位置情報、検知した時間に関する情報を含む時間情報及び検知した圧力値を含む圧力情報を圧力情報入力手段22に出力される。こうすることにより、制御手段30は、この圧力情報に基づいて歩行者の歩行に関する情報を取得することができる。なお、複数の圧力センサは、図2(A)に示すように、格子状に設けられており、圧力センサの位置は、X-Y座標の座標位置によって表されるものとする。この圧力センサの位置情報、圧力センサが検知した圧力値及び検知した時間に関する情報は、図2(B)に示すように、時間毎に座標位置と圧力値とが対応するテーブル状態の圧力情報として圧力情報入力手段22に出力される。ここで、図2(A)は、圧力情報測定手段10の一例を示す模式図であり、図2(B)は、圧力情報の一例を示す説明図である。 The pressure information measurement means 10 is a known pressure sensor, and may be, for example, a resin sheet equipped with multiple pressure sensors spaced at predetermined intervals. When a pedestrian walks on this resin sheet, the pressure sensors located on the soles of the pedestrian's feet detect the pedestrian's movements and output position information, including information about the position of the detected pressure sensor, time information, including information about the time of detection, and pressure information, including the detected pressure value, to the pressure information input means 22. In this manner, the control means 30 can acquire information about the pedestrian's movements based on this pressure information. Note that, as shown in FIG. 2(A), the multiple pressure sensors are arranged in a grid pattern, and the positions of the pressure sensors are represented by coordinate positions on an X-Y coordinate system. This pressure sensor position information, pressure values detected by the pressure sensors, and information about the time of detection are output to the pressure information input means 22 as pressure information in a table format in which coordinate positions correspond to pressure values for each time period, as shown in FIG. 2(B). Here, FIG. 2(A) is a schematic diagram showing an example of the pressure information measurement means 10, and FIG. 2(B) is an explanatory diagram showing an example of pressure information.

圧力情報入力手段22は、圧力情報測定手段10から出力された圧力情報を含む信号を制御手段30に出力する公知の入出力手段である。 The pressure information input means 22 is a known input/output means that outputs a signal including the pressure information output from the pressure information measurement means 10 to the control means 30.

出力手段24は、制御手段30から出力された歩行者の歩行に関する情報を含む信号を出力する公知の出力手段である。なお、この出力手段24は、歩行者の歩行に関する情報を含む信号をモニタやプリンタ等に出力し表示する表示手段を兼ねてもよい。 The output means 24 is a known output means that outputs a signal containing information about the pedestrian's walking output from the control means 30. The output means 24 may also serve as a display means that outputs and displays the signal containing information about the pedestrian's walking on a monitor, printer, etc.

制御手段30は、CPU31を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、圧力情報を任意の足型毎に分類し、任意の人物毎に分類する歩行分析処理ルーチン等の各種処理ルーチンが記憶されたROM32と、圧力情報入力手段22から入力された圧力情報等を一時的に記憶するRAM33と、圧力情報入力手段22や出力手段24等との間の各種信号の送受信を行うインタフェース34(以下、「I/F34」と言う。)がそれぞれバス35を介して電気的に接続されている。この制御手段30は、圧力情報入力手段22から入力された圧力情報に基づいて任意の人物毎に分類し、歩行者の歩行に関する情報を出力手段24から出力する。 The control means 30 is configured as a microprocessor centered around a CPU 31, and is electrically connected via a bus 35 to a ROM 32 that stores various processing routines, such as a gait analysis processing routine that classifies pressure information by arbitrary foot shape and by arbitrary person, a RAM 33 that temporarily stores pressure information input from the pressure information input means 22, and an interface 34 (hereinafter referred to as "I/F 34") that sends and receives various signals between the pressure information input means 22, output means 24, etc. This control means 30 classifies pressure information input from the pressure information input means 22 by arbitrary person, and outputs information related to the pedestrian's gait from the output means 24.

次に、圧力情報入力手段22から入力された圧力情報を分類する動作について、制御手段30によって実行される歩行分析処理ルーチンを一例に説明する。この歩行分析処理ルーチンは、所定のタイミング(例えば、開始信号を受信した場合や圧力情報を含む信号を受信した場合等)に繰り返し実行される。なお、ここで、図3は、歩行分析処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 Next, the operation of classifying pressure information input from the pressure information input means 22 will be described using as an example a gait analysis processing routine executed by the control means 30. This gait analysis processing routine is executed repeatedly at predetermined times (for example, when a start signal is received or when a signal containing pressure information is received). Note that Figure 3 is a flowchart showing an example of a gait analysis processing routine.

この歩行分析処理ルーチンがCPU31によって実行されると、圧力情報入力手段22に入力された圧力情報を後の処理に適したデータに処理する生データ処理(ステップS100)が実行され、後述する足型毎分類処理(ステップS200)に適した形式のデータに変換される。この生データ処理では、入力された圧力情報(図2(B)参照)から、足型毎分類処理(ステップS200)で必要な情報を処理する。 When this gait analysis processing routine is executed by the CPU 31, raw data processing (step S100) is executed, which processes the pressure information input to the pressure information input means 22 into data suitable for subsequent processing, and converts it into data in a format suitable for the foot shape classification processing (step S200) described below. In this raw data processing, the information required for the foot shape classification processing (step S200) is processed from the input pressure information (see Figure 2 (B)).

ここで、生データ処理について、図4を用いて詳しく説明する。なお、ここで、図4は、生データ処理一例を示すフローチャートである。生データ処理がCPU31によって実行されると、圧力情報のテーブル番号を意味する変数tに値0を代入し(ステップS110)、t番目のテーブルに含まれる圧力情報をRAM33に一時的に記憶する(ステップS120)。続いて、CPU31は、圧力情報に記憶された圧力値が予め定められた閾値以上であるか否かを判定し(ステップS130)、圧力値が予め定められた閾値より小さいと判定した場合には、圧力値に値0を代入する(ステップS140)。このように、予め定められた閾値より小さい値を0とすることにより、足型由来でない圧力によって計測された圧力値を排除することができるため、全ての圧力値に基づいて後続処理を行うよりも、演算労力を低減し、演算時間を短縮することができる。 Now, raw data processing will be described in detail using Figure 4. Note that Figure 4 is a flowchart showing an example of raw data processing. When raw data processing is executed by CPU 31, the value 0 is assigned to variable t, which indicates the table number of the pressure information (step S110), and the pressure information contained in the tth table is temporarily stored in RAM 33 (step S120). Next, CPU 31 determines whether the pressure value stored in the pressure information is equal to or greater than a predetermined threshold (step S130), and if it determines that the pressure value is less than the predetermined threshold, assigns the value 0 to the pressure value (step S140). In this way, by setting values less than the predetermined threshold to 0, pressure values measured using pressures not derived from the foot shape can be eliminated, thereby reducing computational effort and time compared to performing subsequent processing based on all pressure values.

続いて、ステップS130で圧力値が閾値以上であるとCPU31が判定した場合、又は、ステップS140が実行された後に、全ての圧力値についてステップS130が実行されたか否かを判定し、全ての圧力値についてステップS130が実行されていないと判定した場合には、他の圧力値について、ステップS130を実行する。こうすることにより、閾値よりも低い値の圧力値を全て値ゼロに置き換えることができる。 Next, if the CPU 31 determines in step S130 that the pressure value is equal to or greater than the threshold value, or after step S140 is executed, it determines whether step S130 has been executed for all pressure values, and if it determines that step S130 has not been executed for all pressure values, it executes step S130 for the other pressure values. By doing this, all pressure values lower than the threshold value can be replaced with a value of zero.

一方、ステップS150で全ての圧力値について終了したとCPU31が判定した場合には、全ての圧力値の値が全て値ゼロであるか否かを判定し(ステップS160)、全ての圧力値の値が値ゼロであると判定した場合には、当該圧力テーブルを削除する。このような圧力テーブルには、足型由来の圧力によって計測された圧力値を有しないことは明らかであるため、この圧力テーブルを削除することで、後述する処理を行う労力を低減し、演算時間を短縮することができる。 On the other hand, if the CPU 31 determines in step S150 that processing has been completed for all pressure values, it determines whether all pressure values are zero (step S160), and if it determines that all pressure values are zero, it deletes the pressure table. Since such a pressure table clearly does not contain pressure values measured using pressure derived from the foot shape, deleting this pressure table reduces the effort required to perform the processing described below and shortens the calculation time.

続いて、ステップS160で全ての圧力値のいずれかの値が値ゼロでないとCPU31が判定した場合、又は、ステップS170が実行された後に、変数tに値1を加算し(ステップS180)、変数tの値がテーブル数以上であるか否かを判定し、テーブルの数未満であると判定した場合には、ステップS130を再度実行する。こうすることにより、時間毎に圧力値が記憶された全てのテーブルについて、圧力値が閾値以上の圧力値が記憶された時間のテーブルのみを抽出すると共に、閾値より小さな圧力値を0とすることで、必要な情報に整理し、後述する処理を行う労力を低減し、演算時間を短縮することができる。 Next, if the CPU 31 determines in step S160 that any of the pressure values is not zero, or after step S170 is executed, it adds 1 to variable t (step S180) and determines whether the value of variable t is equal to or greater than the number of tables. If it determines that the value is less than the number of tables, it executes step S130 again. By doing this, for all tables in which pressure values are stored for each time period, only tables for times when pressure values equal to or greater than the threshold value are stored are extracted, and pressure values less than the threshold value are set to 0, thereby organizing the information into the necessary form, reducing the effort required for the processing described below and shortening the calculation time.

さて、CPU31は、図3に示すように、生データ処理(ステップS100)に続き、足型毎分類処理(ステップS200)を実行する。この足型毎分類処理では、同一の足型由来の圧力による圧力値毎に圧力値の集合体をクラスタリングする。このように、圧力値を足型由来の圧力値の集合としてクラスタリングすることができるため、クラスタリングされた圧力値の集合体を歩行の一歩分の圧力値として扱うことができる。 As shown in FIG. 3, following raw data processing (step S100), the CPU 31 executes foot shape classification processing (step S200). In this foot shape classification processing, a collection of pressure values is clustered for each pressure value derived from the same foot shape. In this way, pressure values can be clustered as a collection of pressure values derived from foot shapes, and the collection of clustered pressure values can be treated as the pressure value for one walking step.

ここで、足型毎分類処理について、図5を用いて詳しく説明する。なお、ここで、図5は、足型毎分類処理一例を示すフローチャートである。足型毎分類処理がCPU31によって実行されると、三次元クラスタリング処理が実行され(ステップS210)、圧力情報がクラスタリングされる。具体的には、非階層型クラスタリングのアルゴリズムであるK平均法(k-means clustering)を用いてクラスタリングされる。このとき、クラスタ化されたデータは、図6に示すように、模式的に圧力値の集合によって足型の位置及び時間空間に表される。なお、ここで、図6は、クラスタリングされた圧力情報を模式的に表した模式図であり、X-Y座標面に位置の推移を示すと共に、高さ方向で時間推移を示したものである。 The foot shape classification process will now be described in detail using Figure 5. Note that Figure 5 is a flowchart showing an example of the foot shape classification process. When the foot shape classification process is executed by the CPU 31, a three-dimensional clustering process is executed (step S210), and the pressure information is clustered. Specifically, clustering is performed using k-means clustering, a non-hierarchical clustering algorithm. At this time, the clustered data is represented in foot shape position and time space by a set of pressure values, as shown in Figure 6. Note that Figure 6 is a schematic diagram showing the clustered pressure information, showing the positional transition on the X-Y coordinate plane and the time transition in the height direction.

続いて、CPU31は、ステップS210でクラスタ化した各クラスタに値1から連続でクラスタ番号を付与し(ステップS220)、クラスタ番号を示す変数n及び変数mに値1を代入する(ステップS230)。続いて、n番目のクラスタの大きさが予め記憶した閾値以上であるか否かを判定し(ステップS240)、閾値以上であると判定した場合には、圧力分布推移ベクトルを算出する(ステップS250)。なお、ここで「クラスタの大きさ」とは、例えば、図6に示した模式図で表した際のX-Y座標面の面積を「クラスタの大きさ」とすることができる。このX-Y座標面の面積は足型の大きさを意味するため、X-Y座標面の面積を「クラスタの大きさ」とすることで、例えば、杖等のように小さな物に由来するクラスタを排除することができる。加えて、図6に示した模式図で表した際の高さ方向の値を「クラスタの大きさ」とすることもできる。この高さ方向の値は、足型の接地時間を意味するため、高さ方向の値を「クラスタの大きさ」とすることで、例えば、通常の歩行では取り得ないような短時間接地された物に由来するクラスタを除外することができる。また、「圧力分布推移ベクトル」とは、クラスタリングされた圧力値の点群のクラスタ発生時と消失直前のフレームにおける圧力中心点又は面積中心点を算出し、その座標の発生時側の点を始点算出し、消失直前側の点と圧力値から終点を算出し、この始点から終点のベクトル(X座標、Y座標及び時刻tからなる三次元空間座標におけるベクトル)を意味する。この圧力分布推移ベクトルは、クラスタの発生から消失までの反応箇所の広がりや足圧中心の軌跡などを用いて三次元的にベクトル化したものである。 Next, the CPU 31 assigns consecutive cluster numbers starting from 1 to each cluster clustered in step S210 (step S220) and assigns the value 1 to variables n and m, which indicate the cluster numbers (step S230). Next, it determines whether the size of the nth cluster is equal to or greater than a pre-stored threshold (step S240). If it is determined that the size is equal to or greater than the threshold, it calculates a pressure distribution transition vector (step S250). Note that the "cluster size" here can refer to, for example, the area of the X-Y coordinate plane when represented in the schematic diagram shown in FIG. 6. Since the area of this X-Y coordinate plane represents the size of the footprint, using the area of the X-Y coordinate plane as the "cluster size" can eliminate clusters resulting from small objects such as canes. Additionally, the height value when represented in the schematic diagram shown in FIG. 6 can also be used as the "cluster size." Since this height value represents the time the footprint remains on the ground, using the height value as the "cluster size" can eliminate clusters resulting from objects that remain on the ground for a short period of time that would not occur during normal walking. Additionally, "pressure distribution transition vector" refers to the vector (a vector in three-dimensional spatial coordinates consisting of X coordinates, Y coordinates, and time t) from the start point to the end point calculated by calculating the pressure center point or area center point in the frames when the cluster of clustered pressure values occurs and immediately before it disappears, with the point on the coordinates on the occurrence side of the cluster being the start point, and the point on the side immediately before it disappears being the end point. This pressure distribution transition vector is a three-dimensional vector created using the spread of reaction points from the occurrence to disappearance of the cluster, the trajectory of the center of foot pressure, etc.

続いて、CPU31は、n番目のクラスタ情報及びn番目の圧力分布推移ベクトルをm番目の構造体配列に記憶し(ステップS260)、変数nに値1を、変数mに値1をそれぞれ加算する(ステップS270)。こうすることにより、クラスタ情報と対応する圧力分布推移ベクトルを構造体配列に関連付けて記憶することができる。 Next, the CPU 31 stores the nth cluster information and the nth pressure distribution transition vector in the mth structure array (step S260), and adds a value of 1 to the variable n and a value of 1 to the variable m (step S270). By doing so, the cluster information and the corresponding pressure distribution transition vector can be stored in association with the structure array.

一方、ステップS240において、CPU31がn番目のクラスタの大きさが閾値未満であると判定した場合には、変数nに値1を、変数mに値1をそれぞれ加算する(ステップS270)。このようにクラスタの大きさが閾値未満である場合には、クラスタが足跡由来の圧力値のクラスタでないと判定されるため、このようなクラスタの圧力分布推移ベクトルを算出する必要がない。 On the other hand, if the CPU 31 determines in step S240 that the size of the nth cluster is less than the threshold, it adds a value of 1 to the variable n and a value of 1 to the variable m (step S270). In this way, if the size of the cluster is less than the threshold, it is determined that the cluster is not a cluster of pressure values derived from footprints, and there is no need to calculate the pressure distribution transition vector of such a cluster.

続いて、CPU31は、変数nの値がクラスタの総数の値以上か否かを判定し(ステップS280)、クラスタの総数未満であると判定した場合は、ステップS240を再度実行する。こうすることにより、全てのクラスタについて、クラスタの大きさが閾値以上である場合には、圧力分布推移ベクトルを算出し、構造体配列に記憶することができる。 Next, the CPU 31 determines whether the value of variable n is equal to or greater than the total number of clusters (step S280), and if it determines that it is less than the total number of clusters, executes step S240 again. By doing so, if the cluster size is equal to or greater than the threshold for all clusters, the pressure distribution transition vector can be calculated and stored in the structure array.

一方、ステップS280において変数nの値がクラスタの総数未満であると判定した場合は、CPU31が構造体配列を変数tの小さい順にソートし(ステップS290)し、足型毎分類処理を終了する。こうすることにより、クラスタとクラスタに対応する圧力分布推移ベクトルとが格納された経時的な構造体配列データを得ることができる。 On the other hand, if it is determined in step S280 that the value of variable n is less than the total number of clusters, the CPU 31 sorts the structure array in ascending order of variable t (step S290) and terminates the foot shape classification process. This makes it possible to obtain structure array data over time that stores clusters and their corresponding pressure distribution transition vectors.

さて、CPU31は、図3に示すように、足型毎分類処理(ステップS200)に続き、人物毎分類処理(ステップS300)を実行する。この人物毎分類処理では、足型毎分類処理で得られた1つの足型が表されたクラスタを人物毎に分類する。こうすることにより、歩行者毎に足型を分類できるため、複数の足型を任意の歩行者毎に分類することができるため、分類された歩行者毎の歩行に関する情報を得ることができる。 As shown in FIG. 3, the CPU 31 executes the foot print classification process (step S200) followed by the person classification process (step S300). In this person classification process, the cluster representing one footprint obtained in the foot print classification process is classified by person. This allows the foot print to be classified by pedestrian, and multiple footprints to be classified by any pedestrian, thereby obtaining information about the gait of each classified pedestrian.

ここで、人物毎分類処理について、図7を用いて、詳しく説明する。ここで、図7は、人物毎分類処理の一例を示すフローチャートである。人物毎分類処理がCPU31によって実行されると、変数j及び変数kにそれぞれ値1を代入し(ステップS310)、j番目のクラスタを基準クラスタとして登録して(ステップS320)、RAM33に一時的に記憶する。なお、この変数jは、足型毎分類処理で分類したそれぞれのクラスタ番号に対応する変数を意味する。 The person-specific classification process will now be described in detail using Figure 7. Figure 7 is a flowchart showing an example of the person-specific classification process. When the person-specific classification process is executed by the CPU 31, the value 1 is assigned to each of variables j and k (step S310), and the jth cluster is registered as a reference cluster (step S320) and temporarily stored in RAM 33. Note that this variable j refers to a variable corresponding to each cluster number classified in the foot shape classification process.

続いて、CPU31は、ステップS320でRAM33に一時的に記憶された基準クラスタが停止状態であるか否かを判定し(ステップS330)、基準クラスタが停止状態であると判定した場合には、基準推定存在範囲として停止状態の推定存在範囲を(ステップS340)、停止状態でないと判定した場合には、基準推定存在範囲として歩行状態の推定存在範囲を(ステップS350)、それぞれ登録する。具体的には、基準クラスタに含まれる圧力分布推移ベクトルの時間成分の値が所定の閾値(例えば、2000msや1500ms)以上であるか否かを判定し、閾値以上である場合に停止状態であると判定し、閾値未満である場合を停止状態でないと判定する。通常の歩行状態では、圧力分布推移ベクトルの時間成分の値は、長い場合でも1000ms前後であるとの結果が発明者らの実験によって確認されているため、閾値を1000msより大きくすることにより、歩行状態か停止状態化を判定することができる。なお、ここで、「推定存在範囲」とは、次の足型が位置する可能性の高い範囲を意味し、現在の足型に由来するクラスタが停止状態である場合と歩行状態である場合とで、異なる推定存在範囲を用いることで、同一人物の足型に由来するクラスタを分類する際、より精度が高く、かつ、高速に処理を行うことができる。 Next, the CPU 31 determines whether the reference cluster temporarily stored in RAM 33 in step S320 is in a stopped state (step S330). If it determines that the reference cluster is in a stopped state, it registers the estimated presence range for the stopped state as the reference estimated presence range (step S340). If it determines that the reference cluster is not in a stopped state, it registers the estimated presence range for the walking state as the reference estimated presence range (step S350). Specifically, it determines whether the value of the time component of the pressure distribution transition vector included in the reference cluster is equal to or greater than a predetermined threshold (e.g., 2000 ms or 1500 ms). If it is equal to or greater than the threshold, it determines that the object is in a stopped state. If it is less than the threshold, it determines that the object is not in a stopped state. Experiments by the inventors have confirmed that in a normal walking state, the value of the time component of the pressure distribution transition vector is around 1000 ms at the longest. Therefore, by setting the threshold greater than 1000 ms, it is possible to determine whether the object is in a walking state or a stopped state. Note that here, "estimated presence range" refers to the range in which the next footprint is likely to be located. By using different estimated presence ranges depending on whether the cluster derived from the current footprint is in a stationary state or a walking state, more accurate and faster processing can be performed when classifying clusters derived from the same person's footprints.

ここで、「推定存在範囲」について、より詳しく説明する。この推定存在範囲は、次の足型が位置する可能性の高い範囲を意味し、歩行状態の推定存在範囲と停止状態の推定存在範囲とでは、異なる範囲を意味する。具体的には、歩行状態の推定存在範囲は、圧力分布推移ベクトルの中心点から圧力分布推移ベクトルの方向に予め定められた所定の距離だけ離れた点を中心として予め定められた範囲を、停止状態の推定存在範囲は、圧力分布推移ベクトルの中心点を中心とした予め定められた任意の形状(例えば、矩形形状や圧力分布推移ベクトルの中心点方向を中心点とする扇形形状等)の位置を、それぞれ意味する。通常、停止時には両足が近くに位置し、歩行時には、両足が歩幅分だけ離れた位置に位置することになるため、このように、停止状態の推定存在範囲と歩行状態の推定存在範囲とをそれぞれ異なる位置に定義し、停止状態と歩行状態とで異なる推定存在範囲を用いることで、次の一歩の足型に由来するクラスタを抽出する際、対象となるクラスタを適切な範囲に定めることができるため、より精度が高く、かつ、高速に処理を行うことができる。 Here, we will explain the "estimated presence range" in more detail. This estimated presence range refers to the range in which the next footstep is likely to be located. It means a different range for the walking state and the stationary state. Specifically, the walking state's estimated presence range refers to a predetermined range centered on a point a predetermined distance away from the center point of the pressure distribution transition vector in the direction of the pressure distribution transition vector. The stationary state's estimated presence range refers to a position of any predetermined shape (e.g., a rectangular shape or a sector shape with its center point in the direction of the center point of the pressure distribution transition vector) centered on the center point of the pressure distribution transition vector. Typically, when stationary, both feet are positioned close together, and when walking, both feet are positioned a stride apart. Therefore, by defining the estimated presence range for the stationary state and the estimated presence range for the walking state as different positions and using different estimated presence ranges for the stationary state and the walking state, the target cluster can be set to an appropriate range when extracting a cluster derived from the footstep of the next step, resulting in higher accuracy and faster processing.

続いて、CPU31は、足型分類処理で分類されたクラスタ情報が基準推定存在範囲内に存在するか否かを判定し(ステップS360)、基準推定存在範囲内にクラスタ情報が存在すると判定した場合には、基準推定存在範囲内に存在すると判定したクラスタ情報が、基準クラスタと同一人物と推定されるか否かを判定する(ステップS370)。このように、基準推定存在範囲内に存在するクラスタ情報のみを同一人物と推定されるか否かを判定することにより、全てのクラスタ情報について推定する場合と比較して、高速に処理を行うことができる。 Next, the CPU 31 determines whether the cluster information classified in the foot print classification process is present within the reference estimated presence range (step S360), and if it determines that cluster information is present within the reference estimated presence range, it determines whether the cluster information determined to be present within the reference estimated presence range is presumed to be the same person as the reference cluster (step S370). In this way, by determining whether only the cluster information present within the reference estimated presence range is presumed to be the same person, processing can be performed faster than when making an estimation for all cluster information.

ここで、基準クラスタと同一人物と推定されるか否かを判定する判定方法について、詳しく説明する。この推定方法としては、例えば、基準クラスタに含まれる圧力分布推移ベクトルの方向と比較するクラスタ情報に含まれる圧力分布推移ベクトルの方向とを比較し、それぞれの圧力分布推移ベクトルが進行方向に対して一方が左方向、他方が右方向を指す場合に、同一人物と推定してもよい。同一人物の足型由来の圧力は、必ず左右順番に現れるため、推定存在範囲内に位置し、圧力分布推移ベクトルが進行方向に対してそれぞれ左右方向を向いている場合には、同一人物の足型由来のクラスタである可能性が高いためである。また、基準クラスタ情報に含まれる圧力値と比較するクラスタ情報に含まれる圧力値の値との差が閾値以下である場合に、同一人物と推定してもよい。同一人物の足型由来の圧力値は、同程度であるため、圧力値の差が小さい場合には、同一人物の足型由来のクラスタである可能性が高いためである。また、j-1番目のクラスタ情報を有する場合には、j-1番目のクラスタ情報に含まれる足型形状とj+1番目のクラスタ情報に含まれる足型形状とが似ている場合には、同一人物と推定してもよい。足型形状が似ている場合には、同一人物の足型由来のクラスタである可能性が高いためである。なお、ここで、「似ている」とは、例えば、クラスタにおける圧力値の分布(例えば、図6に示した模式図で表した際のX-Y座標面の分布)の類似性が高い場合に、「似ている」と判断してもよい。X-Y座標面の分布は由来する足型の外形に由来するため、圧力値の分布の類似性が高い場合には、同一人物由来である可能性が高いと言える。加えて、圧力値の高低分布の類似性が高い場合に、「似ている」と判断してもよい。歩行する際、どの位置の圧力値が高い(又は低い)かは、個人の習慣や癖に起因することが多いため、高低分布の類似性が高い場合には、同一人物由来である可能性が高いと言える。他にも、それぞれの圧力値が足のどの部位(例えば、踵やつま先等)に相当するかを判定したのち、圧力値の時間変化傾向(例えば、足が接地してから離れるまでのクラスタを構成する圧力値の反応の時間毎の総和の推移等)等を用いてもよい。また、これらの2以上を組み合わせて判定しても良いし、それぞれをパラメータとし、それぞれのパラメータの重み付けをして組み合わせて判定してもよい。 Here, we will explain in detail the method for determining whether a reference cluster is estimated to represent the same person. For example, this estimation method involves comparing the direction of the pressure distribution transition vector contained in the reference cluster with the direction of the pressure distribution transition vector contained in the cluster information to be compared. If one of the pressure distribution transition vectors points leftward and the other points rightward relative to the direction of travel, it may be inferred that the clusters are the same person. Pressures derived from the footprints of the same person always appear in left-right order. Therefore, if the clusters are located within the estimated presence range and the pressure distribution transition vectors point leftward and rightward relative to the direction of travel, it is highly likely that the clusters are derived from the footprints of the same person. Furthermore, if the difference between the pressure values contained in the reference cluster information and the pressure values contained in the cluster information to be compared is below a threshold, it may be inferred that the clusters are the same person. Because pressure values derived from footprints of the same person are similar, a small difference in pressure values is highly likely that the clusters are derived from the footprints of the same person. Furthermore, if the j-1th cluster information is available, it may be inferred that the clusters are the same person if the footprint shapes contained in the j-1th cluster information and the j+1th cluster information are similar. This is because similar foot shapes are likely to be clusters derived from the same person's foot shapes. Here, "similar" may be determined, for example, when the distribution of pressure values in the cluster (e.g., the distribution on the X-Y coordinate plane when represented in the schematic diagram shown in FIG. 6 ) is highly similar. Because the distribution on the X-Y coordinate plane is derived from the contours of the derived footprints, a high similarity in the distribution of pressure values indicates a high probability that the clusters originate from the same person. Additionally, a high similarity in the distribution of high and low pressure values may be determined to be "similar." When walking, the location of high (or low) pressure values often depends on personal habits and habits. Therefore, a high similarity in the distribution of high and low pressure values indicates a high probability that the clusters originate from the same person. Alternatively, after determining which part of the foot (e.g., the heel, the toe, etc.) corresponds to each pressure value, the time-varying trend of the pressure values (e.g., the transition over time of the sum of the pressure value responses constituting the cluster from the time the foot touches the ground to the time the foot leaves the ground) may be used. Furthermore, two or more of these may be combined for determination, or each may be used as a parameter, weighted, and combined for determination.

ステップS370において、CPU31が、クラスタ情報が基準クラスタと同一人物と推定されると判定した場合には、k人目情報としてクラスタ情報を登録し、当該情報をクラスタリストから削除する(ステップS380)。こうすることにより、k番目の基準クラスタと同一人物とされるクラスタ情報を抽出するとともに、次回以降の処理から除外することができるため、より高速化することができる。 If the CPU 31 determines in step S370 that the cluster information is presumed to be the same person as the reference cluster, it registers the cluster information as the kth person information and deletes that information from the cluster list (step S380). This allows the CPU 31 to extract cluster information that is presumed to be the same person as the kth reference cluster and to exclude it from subsequent processing, thereby speeding up the process.

CPU31が、ステップS380を実行した後、又は、ステップS370で基準クラスタと同一人物でないと推定した場合には、基準推定存在範囲内に他のクラスタ情報があるか否かを判定し(ステップS390)、他のクラスタ情報があると判定した場合には、他のクラスタ情報について、ステップS370を再度実行する。こうすることにより、基準推定存在範囲内に複数のクラスタ情報が存在する場合、それぞれのクラスタ情報について基準クラスタと同一人物と推定されるか否かを判定することができる。 After executing step S380, or if the CPU 31 estimates in step S370 that the person is not the same as the reference cluster, it determines whether there is other cluster information within the reference estimated existence range (step S390), and if it determines that there is other cluster information, it executes step S370 again for the other cluster information. By doing this, if there is multiple cluster information within the reference estimated existence range, it can determine for each cluster information whether it is estimated to be the same person as the reference cluster.

一方、ステップS390で他にクラスタ情報が存在しないとCPU31が判定した場合には、変数j及び変数kに値1をそれぞれ加算し(ステップS400)、変数jが足型毎分類処理で抽出したクラスタの総数である定数J以上であるか否かを判定し(ステップS410)、定数J未満であると判定した場合には、ステップS320を再度実行する。一方、ステップS410で変数kが定数J以上であると判定した場合には、本ルーチンを終了する。こうすることにより、足型毎分類処理で分類した全てのクラスタ情報について、人物毎に分類することができる。 On the other hand, if the CPU 31 determines in step S390 that no other cluster information exists, it adds a value of 1 to each of variables j and k (step S400), and determines whether variable j is equal to or greater than constant J, which is the total number of clusters extracted in the foot shape classification process (step S410). If it determines that variable j is less than constant J, it executes step S320 again. On the other hand, if it determines in step S410 that variable k is equal to or greater than constant J, it terminates this routine. In this way, all cluster information classified in the foot shape classification process can be classified by person.

さて、CPU31は、図3に示すように、人物毎分類処理(ステップS300)に続き、歩行解析処理(ステップS500)を実行する。この歩行解析処理では、人物毎分類処理で得られた一人の人物毎の歩行状態を解析する。こうすることにより、人物毎に分類された複数の足型から、歩行者毎の歩行に関する情報を得ることができる。 As shown in Figure 3, the CPU 31 executes the gait analysis process (step S500) following the person classification process (step S300). In this gait analysis process, the walking state of each person obtained in the person classification process is analyzed. In this way, information about the gait of each walker can be obtained from the multiple foot shapes classified for each person.

ここで、歩行解析処理について、図8を用いて、詳しく説明する。ここで、図8は、歩行解析処理の一例を示すフローチャートである。歩行解析処理がCPU31によって実行されると、変数hに値1を代入し(ステップS510)、人物毎分類処理で分類したh人目のクラスタ情報をRAM33に一時的に記憶する(ステップS520)。続いて、RAM33に一時的に記憶されたh人目のクラスタ情報から、歩幅及び歩隔を算出する(ステップS530)。h人目のクラスタ情報には、足型毎分類処理で分類された足型のうち、人物毎分類処理で分類されたh人目に該当するクラスタ情報が含まれているため、それぞれのクラスタ情報に基づいて歩幅及び歩隔を算出することができる。 The gait analysis process will now be described in detail using Figure 8. Figure 8 is a flowchart showing an example of the gait analysis process. When the gait analysis process is executed by the CPU 31, the value 1 is assigned to the variable h (step S510), and the cluster information of the hth person classified in the person-by-person classification process is temporarily stored in RAM 33 (step S520). Next, the stride length and step width are calculated from the cluster information of the hth person temporarily stored in RAM 33 (step S530). The cluster information of the hth person includes cluster information corresponding to the hth person classified in the person-by-person classification process, out of the foot shapes classified in the foot shape classification process, and therefore the stride length and step width can be calculated based on the respective cluster information.

続いて、CPU31は、歩行速度及び歩行周期を算出する(ステップS540)。h人目のクラスタ情報には、足型毎分類処理で分類された足型のうち、人物毎分類処理で分類されたh人目に該当するクラスタ情報が含まれているため、ステップS530で算出した歩幅、歩隔及びクラスタ情報から導き出される測定間隔に基づいて歩行速度及び歩行周期を算出することができる。 Next, the CPU 31 calculates the walking speed and walking period (step S540). The cluster information for the hth person includes cluster information corresponding to the hth person classified in the person-by-person classification process among the footprints classified in the foot-shape classification process, so the walking speed and walking period can be calculated based on the stride length, stride width calculated in step S530, and the measurement interval derived from the cluster information.

続いて、CPU31は、圧力中心の軌跡の推移を算出する(ステップS550)。h人目のクラスタ情報には、足型毎分類処理で分類された足型のうち、人物毎分類処理で分類されたh人目に該当するクラスタ情報が含まれているため、圧力中心の軌跡を算出することができる。 Next, the CPU 31 calculates the progression of the trajectory of the center of pressure (step S550). The cluster information for the hth person includes cluster information corresponding to the hth person classified by the person classification process among the footprints classified by the foot shape classification process, so the trajectory of the center of pressure can be calculated.

続いて、CPU31は、一歩毎・部位毎の圧力推移を算出する(ステップS560)。h人目のクラスタ情報には、足型毎分類処理で分類された足型のうち、人物毎分類処理で分類されたh人目に該当するクラスタ情報が含まれているため、一歩毎・部位毎の圧力推移を算出することができる。 Next, the CPU 31 calculates the pressure transition for each step and each body part (step S560). The cluster information for the hth person includes the cluster information corresponding to the hth person classified by the person classification process among the footprints classified by the foot shape classification process, so it is possible to calculate the pressure transition for each step and each body part.

続いて、CPU31は、変数hに値1を加算し(ステップS570)、変数hが人数毎分類処理で算出した人数値(変数kの最終値)以上であるか否かを判定し(ステップS580)、人数値未満であると判定した場合には、再度ステップS530を実行し、人数値以上であると判定した場合には、本ルーチンを終了する。こうすることにより、人物毎分類処理で分類した全ての人物に相当するクラスタ情報について、歩行情報を算出することができる。 Next, the CPU 31 adds the value 1 to the variable h (step S570), and determines whether the variable h is equal to or greater than the person number calculated in the person-by-person classification process (final value of the variable k) (step S580). If it determines that the variable h is less than the person number, it executes step S530 again; if it determines that the variable h is equal to or greater than the person number, it terminates this routine. In this way, it is possible to calculate walking information for cluster information corresponding to all people classified in the person-by-person classification process.

以上詳述した実施の形態の歩行分析システム20によれば、歩行者の足裏由来の圧力値、測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段10から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力手段22に入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類する圧力情報分類処理(ステップS200)によって分類し、圧力情報分類処理によって分類された任意の足型を、足型分類処理(ステップS300)で任意の人物毎の足型に分類することにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を取得することができる。 According to the embodiment of the gait analysis system 20 described above, the pressure information input to the pressure information input means 22, which receives pressure information output from the pressure information measurement means 10 that measures pressure information including information about the pressure value, measurement time, and measurement location from the soles of the walker's feet, is classified by a pressure information classification process (step S200) that classifies the pressure information into pressure information for each arbitrary foot shape, and the arbitrary foot shapes classified by the pressure information classification process are then classified into foot shapes for each arbitrary person by a foot shape classification process (step S300).This makes it possible to obtain information about the walker's gait from only the pressure information from the soles of the walker's feet, without causing any issues with the walker's portrait rights.

また、ステップ500において、足型分類処理によって任意の人物毎に分類された足型から、歩行分析処理により任意の人物の歩幅や歩隔、歩行速度又は歩行周期を含む行動特性を推測することにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、歩行者の歩行に関する情報を取得し、この歩行に関する情報を利用することで、任意の人物の行動特性を推定することができる。 Furthermore, in step 500, by using a gait analysis process to infer the behavioral characteristics of a person, including their stride length, stride width, walking speed, and walking cycle, from the foot shapes classified for each person by the foot shape classification process, information about the pedestrian's gait can be obtained from only the pressure information derived from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights, and by using this information about gait, the behavioral characteristics of a person can be estimated.

更に、ステップS200において、K平均法を利用したクラスタリングアルゴリズムを用いて同一の足型由来の圧力情報にクラスタリングすることで、前記圧力情報を任意の足型毎の圧力情報に分類することにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、高精度かつ短時間で歩行者の歩行に関する情報を取得することができる。 Furthermore, in step S200, a clustering algorithm using the K-means method is used to cluster pressure information derived from the same foot shape, thereby classifying the pressure information into pressure information for any given foot shape. This makes it possible to obtain information about a pedestrian's gait with high accuracy and in a short time from only the pressure information derived from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights.

更にまた、ステップS200において、圧力分布推移ベクトルに基づいて任意の人物毎の足型に分類することにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、高精度かつ短時間で歩行者の歩行に関する情報を取得することができる。 Furthermore, in step S200, by classifying the foot shape of any person based on the pressure distribution transition vector, information about the pedestrian's gait can be obtained with high accuracy and in a short time from only the pressure information derived from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights.

そして、ステップS200において、基準推定存在範囲に基づいて任意の人物毎の足型に分類することにより、歩行者の足裏由来の圧力情報のみから、歩行者の肖像権の問題を生じさせることなく、高精度かつ短時間で歩行者の歩行に関する情報を取得することができる。 Then, in step S200, by classifying the foot shape of each person based on the reference estimated existence range, information about the pedestrian's gait can be obtained with high accuracy and in a short time from only the pressure information derived from the soles of the pedestrian's feet, without causing any issues with the pedestrian's portrait rights.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is in no way limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present invention.

例えば、上述した実施の形態では、ステップS200を実行する前に、ステップS100を実行するものとしたが、ステップS100はなくともよい。この場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。 For example, in the embodiment described above, step S100 is executed before step S200 is executed, but step S100 does not have to be executed. Even in this case, the same effects as those of the embodiment described above can be obtained.

上述した実施の形態では、ステップS300の後にステップS500を実行するものとしたが、ステップS500はなくともよい。ステップS300で出力したデータを公知の情報処理装置及び情報処理方法を用いて分析することで、歩行者の特性に関する情報を算出することができる。 In the above-described embodiment, step S500 is executed after step S300, but step S500 does not have to be performed. By analyzing the data output in step S300 using a known information processing device and information processing method, information regarding pedestrian characteristics can be calculated.

上述した実施の形態で示すように、情報処理分野、特に歩行分析システムとして利用することができる。 As shown in the above-mentioned embodiment, it can be used in the information processing field, particularly as a gait analysis system.

10…圧力情報測定手段、20…歩行分析システム、22…圧力情報入力手段、24…出力手段、30…制御手段、31…CPU、32…ROM、33…RAM、34…インタフェース、35…バス。 10... Pressure information measurement means, 20... Gait analysis system, 22... Pressure information input means, 24... Output means, 30... Control means, 31... CPU, 32... ROM, 33... RAM, 34... Interface, 35... Bus.

Claims (6)

歩行者の足裏由来の圧力値、前記圧力値の測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力手段と、
前記圧力情報入力手段に入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類する圧力情報分類手段と、
前記圧力情報分類手段によって分類された任意の足型を、圧力分布推移ベクトルに基づいて任意の人物毎の足型に分類する足型分類手段と、
を備えたことを特徴とする、
歩行分析システム。
pressure information input means for inputting pressure information output from a pressure information measurement means for measuring pressure information including pressure values from the soles of the feet of a walker, and information regarding measurement times and measurement locations of the pressure values;
a pressure information classification means for classifying the pressure information input to the pressure information input means into pressure information for each arbitrary foot shape;
a foot shape classifying means for classifying the arbitrary foot shapes classified by the pressure information classifying means into arbitrary foot shapes for each person based on a pressure distribution transition vector ;
characterized in that it comprises
Gait analysis system.
請求項1に記載の歩行分析システムにおいて、
前記足型分類手段によって任意の人物毎に分類された足型から、任意の人物の歩行情報を分析する歩行情報分析手段と、
を備えたことを特徴とする、
歩行分析システム。
The gait analysis system according to claim 1 ,
a gait information analysis means for analyzing gait information of an arbitrary person from the foot shapes classified for each arbitrary person by the foot shape classification means;
characterized in that it comprises
Gait analysis system.
前記歩行情報分析手段は、前記足型分類手段によって任意の人物毎に分類された足型から、前記任意の人物毎の歩幅、歩隔、歩行速度又は歩行周期の少なくとも1つを算出することを特徴とする、
請求項2に記載の方向分析システム。
the walking information analysis means calculates at least one of a stride length, a step width, a walking speed, and a walking cycle for each of the arbitrary persons from the foot shapes classified for each of the arbitrary persons by the foot shape classification means,
The directional analysis system of claim 2 .
前記圧力情報分類手段は、K平均法を利用したクラスタリングアルゴリズムを用いて同一の足型由来の圧力情報にクラスタ化することで、前記圧力情報を任意の足型毎の圧力情報に分類することを特徴とする、
請求項1から3のいずれか1項に記載の歩行分析システム。
The pressure information classification means classifies the pressure information into pressure information for each arbitrary foot shape by clustering the pressure information derived from the same foot shape using a clustering algorithm that utilizes the K-means method.
The gait analysis system according to any one of claims 1 to 3.
歩行者の足裏由来の圧力値、前記圧力値の測定時間及び測定場所に関する情報を含む圧力情報を測定する圧力情報測定手段から出力された圧力情報を入力する圧力情報入力ステップと、a pressure information input step of inputting pressure information output from a pressure information measurement means that measures pressure information including a pressure value from the sole of a walker's foot, and information regarding a measurement time and a measurement location of the pressure value;
前記圧力情報入力ステップで入力された圧力情報を、任意の足型毎の圧力情報に分類する圧力情報分類ステップと、a pressure information classification step of classifying the pressure information inputted in the pressure information input step into pressure information for each arbitrary foot shape;
前記圧力情報分類ステップで分類された任意の足型を、圧力分布推移ベクトルに基づいて任意の人物毎の足型に分類する足型分類ステップと、a foot shape classification step of classifying the arbitrary foot shapes classified in the pressure information classification step into an arbitrary person's foot shape based on a pressure distribution transition vector;
を含むことを特徴とする、characterized in that it comprises
歩行分析方法。Gait analysis methods.
請求項5に記載の歩行分析方法を1又は2以上のコンピュータで実行するためのプログA program for executing the gait analysis method according to claim 5 on one or more computers.
ラム。Rum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060171570A1 (en) 2005-01-31 2006-08-03 Artis Llc Systems and methods for area activity monitoring and personnel identification
CN104434128A (en) 2014-12-25 2015-03-25 中国科学院合肥物质科学研究院 Left and right foot dynamic recognition method based on plantar pressure distribution information
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3404566A1 (en) * 2017-05-15 2018-11-21 RS Biomechanics BVBA System and method for providing foot shape and motion characteristics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060171570A1 (en) 2005-01-31 2006-08-03 Artis Llc Systems and methods for area activity monitoring and personnel identification
JP2016050845A (en) 2014-08-29 2016-04-11 大日本印刷株式会社 Personal authentication system
CN104434128A (en) 2014-12-25 2015-03-25 中国科学院合肥物质科学研究院 Left and right foot dynamic recognition method based on plantar pressure distribution information
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