JP6690701B2 - 推定プログラム、推定方法および情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、推定プログラム、推定方法および情報処理装置に関する。

サラブレッドに代表される馬全般において、健康管理に以下のような課題がある。一般的に馬の能力向上を図るためには馬の心身に負荷をかけるトレーニングが行われる。しかし、馬も生物であるため、体調が日々変動する。馬の体調の異変のひとつに跛行と呼ばれる異常歩様状態があげられる。跛行は、馬の四肢になんらかの異常が発生することにより、発生することが分かっているが、軽微なものの場合、発見が困難なことがある。軽微な状態であれ、跛行を発生させている馬に対して強度のトレーニングを課すと、屈腱炎などの更に重篤な障害を引き起こす場合がある。従って、跛行は、初期段階、軽微な段階で発見し、トレーニングを控える、治療を施すなどの対処をすることが馬の健康管理にとって望ましい。

特表２００８−５０００４６号公報

従来、跛行は、馬を管理する人間の経験と勘により発見してきた。しかし、上記したように、軽微な跛行については、健常状態と見分けがつかないこともある。また、馬を管理する人間が経験不足の場合、経験者であれば発見できたものを見逃す虞もある。さらに、馬を管理する人間は、一度に複数の馬を管理することが通常であるため、１頭１頭の軽微な異変については見逃す虞もある。これらのことにより、初期段階、軽微な跛行を見逃して馬に不適切なトレーニングを課すなどすることで、より重篤な障害を引き起こす場合がある。

さらに、跛行が検知された場合、治療の対象となる問題肢の特定に、熟練者の更なる経験と勘を要する。動物は、どの肢が痛いのかを人間に伝える事ができない。熟練者が歩様を目で見たり、肢を触ったりする事で問題肢の特定を行う。それでもわからない場合は、例えば、診断麻酔を用いて問題肢の特定を行う。診断麻酔を用いた方式では、問題肢と思われる肢に麻酔を打ち、馬が痛がらなくなったら該当肢と判断する。しかし、診断麻酔を用いた方式では、馬の肢に麻酔を打たなければならず、馬への負担が大きい。

また、近年、欧米諸国では核シンチグラフィーを用いて問題肢の特定を行う方式が導入されている。核シンチグラフィーを用いた方式では、検査に放射性同位元素を試薬として用いる。このため、核シンチグラフィーを用いた方式では、試薬の取り扱いに注意を要し、また、診断時における馬の排泄物や寝藁などが核廃棄物扱いとなるため、安全基準を満たす施設建設に多額の費用と用地を要する。このため、高い効果があることがわかっているにも関わらず、日本国内においては導入されていない。

なお、馬の跛行について説明したが、跛行は、四肢になんらかの異常が発生するため、牛や犬など、四肢で移動する動物全般に発生する。

一つの側面では、四肢で移動する動物に対して負担が少ない状態で跛行の原因となる問題肢を推定できる推定プログラム、推定方法および情報処理装置を提供することを目的とする。

第１の案では、推定プログラムは、コンピュータに、四肢で移動する動物に装着されたモーションセンサの測定データに基づいて、動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する処理を実行させる。推定プログラムは、コンピュータに、判別された前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングに基づいて、動物が移動する際の動作波形の乱れと連動する肢を特定する処理を実行させる。

本発明の一の実施態様によれば、四肢で移動する動物に対して負担が少ない状態で跛行の原因となる問題肢を推定できるという効果を奏する。

図１は、システムの概略的な構成の一例を示す図である。 図２は、実施例１に係るシステムにより馬の健康管理を行う流れの一例を示す図である。 図３は、実施例１に係る計測装置の機能的な構成の一例を示す図である。 図４は、実施例１に係る推定装置の機能的な構成の一例を示す図である。 図５は、位置の軌跡の一例を示す図である。 図６は、平面上での馬の胸前の位置の軌跡の一例を示す図である。 図７は、馬の胸前の位置の軌跡の一例を示す図である。 図８は、中心線ＣＬに対する軌跡の左右の面積の一例を示した図である。 図９は、線分Ｌ１および線分Ｌ２が中心線ＣＬに対して左側となる部分と右側となる部分の一例を示した図である。 図１０は、交点ＣＰからの点Ｐ１と点Ｐ３の低下量の一例を示した図である。 図１１Ａは、左右のバランスを適切に評価できない一例を示した図である。 図１１Ｂは、左右のバランスを適切に評価できない一例を示した図である。 図１１Ｃは、左右のバランスを適切に評価できない一例を示した図である。 図１２Ａは、左右のバランスの分布割合の一例を示す図である。 図１２Ｂは、左右のバランスの分布割合の一例を示す図である。 図１３は、複数完歩についての１完歩ごとの左右のバランスの評価結果の遷移の一例を示す図である。 図１４は、馬に対する方向を示す図である。 図１５は、馬が移動する際の四肢の位置関係を模式的に示した図である。 図１６は、トロットで移動する際の馬の動きを示した図である。 図１７は、トロットで移動する際の上下方向の加速度、左右方向の加速度、ヨー軸方向の加速度の変化を示す動作波形の一例を示す図である。 図１８Ａは、跛行が発生している場合の上下方向の加速度の動作波形の一例を示す図である。 図１８Ｂは、跛行が発生している場合の上下方向の加速度の動作波形とヨー軸方向の角速度の動作波形の一例を示す図である。 図１９Ａは、跛行が発生している場合の動作波形の一例を示す図である。 図１９Ｂは、跛行が発生している場合の動作波形の他の一例を示す図である。 図２０は、ウォークで移動する際の馬の動きを示した図である。 図２１は、ウォークで移動する際の上下方向の加速度、左右方向の加速度、ヨー軸方向の加速度の変化を示す動作波形の一例を示す図である。 図２２は、跛行が発生している場合の動作波形の一例を示す図である。 図２３は、跛行を発生していない正常な状態の動作波形の一例を示す図である。 図２４は、歩行中の馬の着地の流れを示す図である。 図２５は、跛行が発生している場合の動作波形の一例を示す図である。 図２６は、動作波形の一例を示す図である。 図２７は、問題肢の特定を説明する図である。 図２８Ａは、推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図２８Ｂは、推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図２８Ｃは、推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図２９は、第１波形解析処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図３０は、第２波形解析処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図３１は、実施例２に係る推定装置の機能的な構成の一例を示す図である。 図３２は、実施例２に係るシステムにより馬の健康管理を行う流れの一例を示す図である。 図３３は、実施例３に係るシステムにより馬の健康管理を行う流れの一例を示す図である。 図３４は、推定プログラムを実行するコンピュータの構成の一例を示す図である。

以下に、本発明にかかる推定プログラム、推定方法および情報処理装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせてもよい。

［システム構成］
最初に、実施例１に係る健康管理を行うシステムの一例を説明する。図１は、システムの概略的な構成の一例を示す図である。システム１０は、馬、牛や犬など、四肢で移動する動物の跛行の検知を行うシステムである。以下では、四肢で移動する動物として、馬の跛行を検知する場合を例に説明する。

馬の能力向上を図るためには馬の心身に負荷をかけるトレーニングが行われる。特に、サラブレッドなどの軽種馬は、体調管理を適切に行って故障の発生を抑えつつ、トレーニングを行うことが重要である。このため、軽種馬では、跛行を初期段階、軽微な段階で発見することが求められる。本実施例では、システム１０により、馬の跛行の検知の支援を行う。

図１に示すように、システム１０は、計測装置１１と、推定装置１２とを有する。計測装置１１は、馬に装着され、馬が四肢で移動する際の挙動を測定する装置である。例えば、計測装置１１は、モーションセンサが内蔵され、モーションセンサにより馬が四肢で移動する際の挙動を測定する。計測装置１１は、モーションセンサで測定された測定データ２４を記憶する。計測装置１１と推定装置１２は、有線通信や無線通信、フラッシュメモリなどの記憶媒体を介して、データの授受が可能とされている。計測装置１１で測定された測定データ２４は、有線通信や無線通信、記憶媒体などを介して推定装置１２へ送られる。

推定装置１２は、測定データ２４に基づき、跛行が発生した場合に、跛行の原因となる問題肢を推定する装置である。推定装置１２は、例えば、パーソナルコンピュータやサーバコンピュータなどのコンピュータである。推定装置１２は、例えば、タブレット端末、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯端末装置であってもよい。例えば、推定装置１２は、馬を管理する厩舎や牧場などの管理元に配置される。推定装置１２は、１台のコンピュータとして実装してもよく、また、複数台のコンピュータにより実装してもよい。なお、本実施例では、推定装置１２をそれぞれ１台のコンピュータとした場合を例として説明する。本実施例では、推定装置１２が情報処理装置に対応する。

次に、実施例１に係るシステム１０を使用して馬の健康管理を行う流れの一例を説明する。図２は、実施例１に係るシステムにより馬の健康管理を行う流れの一例を示す図である。計測装置１１は、健康管理を行う対象の馬１３の胸前に装着される。例えば、馬１３に装着された馬具１３Ａに計測装置１１を格納する。図２の例では、マルタンガールを用いて計測装置１１を馬１３の胸前に装着した例を示している。馬１３は、計測装置１１を装着した状態で各種のトレーニングを行う。計測装置１１は、モーションセンサによりトレーニング中の挙動に関するデータを収集し、測定データ２４を記憶する。

ここで、跛行は、馬の四肢になんらかの異常が発生することにより、発生するものであり、所謂、肢をひきずった状態である。跛行が発生している馬は、跛行が発生している肢を庇うため、左右のバランスが崩れる傾向がある。馬の左右のバランスを検出するため、馬の肢にモーションセンサを装着することも考えられる。しかし、馬の肢にモーションセンサを装着すると、モーションセンサなどの重みにより肢に負担がかかり、故障を発生させる虞がある。また、馬の頭部にモーションセンサを装着することも考えられる。しかし、頭部は、首を振るなど首の動きの影響が大きく、馬の左右のバランスを検出し難い。一方、馬の胸は、前肢に連動して動くため、馬の左右のバランスを検出し易い。そこで、本実施例に係るシステム１０では、計測装置１１を馬１３の胸前に装着して馬１３の胸の動きを測定する。

トレーニング後、計測装置１１は、管理元の事務所に運ばれ、記憶された測定データ２４が、記憶媒体を介して、又は、有線通信若しくは無線通信により推定装置１２にアップロードされる。推定装置１２は、アップロードされた測定データ２４に基づいて、跛行が発生しているか評価し、跛行が発生している場合、跛行の原因となる問題肢を推定する。

［計測装置の構成］
次に、各装置の構成について説明する。最初に、計測装置１１の構成について説明する。図３は、実施例１に係る計測装置の機能的な構成の一例を示す図である。図３に示すように、計測装置１１は、外部Ｉ／Ｆ（interface）部２０と、センサ部２１と、記憶部２２と、制御部２３とを有する。

外部Ｉ／Ｆ部２０は、例えば、他の装置と各種の情報を送受信するインタフェースである。実施例１に係る計測装置１１では、外部Ｉ／Ｆ部２０は、フラッシュメモリなどの記憶媒体に対してデータを入出力するポート、ケーブルなどにより有線通信を行う通信ポート、又は、無線通信を行う通信インタフェースである。

センサ部２１は、挙動を検出するモーションセンサである。例えば、センサ部２１は、互いに直交する３軸方向の加速度と、当該３軸の角速度を測定する６軸センサである。なお、センサ部２１は、複数のセンサに分かれていてもよい。例えば、センサ部２１は、３軸方向の加速度を測定する３軸加速度センサと、３軸の角速度を測定するジャイロセンサで構成されてもよい。

記憶部２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ＮＶＳＲＡＭ（Non Volatile Static Random Access Memory）などのデータを書き換え可能な半導体メモリである。なお、記憶部２２は、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、光ディスクなどの記憶装置であってもよい。記憶部２２は、制御部２３で実行されるＯＳ（Operating System）や各種プログラムを記憶する。さらに、記憶部２２は、各種情報を記憶する。例えば、記憶部２２は、測定データ２４を記憶する。

測定データ２４は、馬の挙動に関する各種の情報を記憶したデータである。例えば、測定データ２４は、センサ部２１により測定された３軸方向の加速度および３軸の角速度の値が計測時間に対応付けて記憶される。

制御部２３は、計測装置１１全体を制御するデバイスである。制御部２３としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路を採用できる。

制御部２３は、センサ部２１によりそれぞれ検出される各種のデータを測定データ２４に格納する。例えば、制御部２３は、所定の周期で、センサ部２１により３軸方向の加速度および３軸の角速度を計測する。制御部２３は、計測する度に、３軸方向の加速度および３軸の角速度の値とその計測時間とを対応付けて測定データ２４に格納する。計測時間は、計測を開始した時刻を起点とする経過時間とすることもできるし、タイムスタンプ等によって計測されたグローバルな時間を用いることとしてもかまわない。計測時間を経過時間とする場合、ヘッダに計測を開始した計測開始日時を埋め込んだ測定データ２４を記憶部２２へ格納する。なお、以下では、３軸方向の加速度および３軸の角速度を０．０５秒周期で計測する場合を想定するが、計測周期はこれに限定されない。

［推定装置の構成］
次に、推定装置１２の構成について説明する。図４は、実施例１に係る推定装置の機能的な構成の一例を示す図である。図４に示すように、推定装置１２は、外部Ｉ／Ｆ部３０と、表示部３１と、入力部３２と、記憶部３３と、制御部３４とを有する。

外部Ｉ／Ｆ部３０は、例えば、他の装置と各種の情報を送受信するインタフェースである。実施例１に係る推定装置１２では、外部Ｉ／Ｆ部３０は、フラッシュメモリなどの記憶媒体に対してデータを入出力するポート、ケーブルなどにより有線通信を行う通信ポート、又は、無線通信を行う通信インタフェースである。例えば、外部Ｉ／Ｆ部３０は、記憶媒体や、有線通信、又は、無線通信により計測装置１１から測定データ２４を受信する。

表示部３１は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部３１としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などの表示デバイスが挙げられる。表示部３１は、各種情報を表示する。例えば、表示部３１は、操作画面など各種の画面を表示する。

入力部３２は、各種の情報を入力する入力デバイスである。入力部３２としては、マウスやキーボードなどの操作の入力を受け付ける入力デバイスが挙げられる。なお、入力部３２としては、推定装置１２に設けられた各種のボタンや、表示部３１上に設けられた透過型のタッチセンサであってもよい。入力部３２は、各種の情報の入力を受け付ける。例えば、入力部３２は、処理開始の指示など評価に関する各種の操作入力を受け付ける。入力部３２は、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作内容を示す操作情報を制御部３４に入力する。なお、図４の例では、機能的な構成を示したため、表示部３１と入力部３２を別に分けているが、例えば、タッチパネルなど表示部３１と入力部３２を一体的に設けたデバイスで構成してもよい。

記憶部３３は、各種のデータを記憶する記憶デバイスである。例えば、記憶部３３は、ハードディスク、ＳＳＤ、光ディスクなどの記憶装置である。なお、記憶部３３は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＮＶＳＲＡＭなどのデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。

記憶部３３は、制御部３４で実行されるＯＳ（Operating System）や各種プログラムを記憶する。さらに、記憶部３３は、各種情報を記憶する。例えば、記憶部３３は、測定データ３５と、評価データ３６とを記憶する。

測定データ３５は、計測装置１１から取得した測定データ２４を記憶したデータである。評価データ３６は、測定データ３５の評価結果を記憶したデータである。

制御部３４は、推定装置１２を制御するデバイスである。制御部３４としては、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の電子回路や、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路を採用できる。制御部３４は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部３４は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部３４は、格納部４０と、受付部４１と、評価部４２と、判定部４３と、候補特定部４４と、問題肢特定部４５と、判別部４６と、出力部４７とを有する。

格納部４０は、各種のデータの格納を行う。例えば、格納部４０は、外部Ｉ／Ｆ部３０を介して計測装置１１から取得した測定データ２４を測定データ３５として記憶部３３に格納する。

受付部４１は、各種の受け付けを行う。例えば、受付部４１は、各種の操作指示を受け付ける。例えば、受付部４１は、操作画面など各種の画面を表示部３１に表示させて、入力部３２から、測定データ３５の処理開始の指示などの操作指示を受け付ける。

評価部４２は、各種の評価を行う。例えば、評価部４２は、測定データ３５に基づいて、１完歩ごとに馬の移動の左右のバランスを評価する。以下、評価の方法を具体的に説明する。

最初に、評価部４２は、測定データ３５に基づいて、１完歩ごとに、馬の胸前の位置の軌跡を求める。ここで、測定データ３５に記憶された各計測時刻の３軸方向の加速度には、馬の四肢移動による振動成分と、重力による重力成分が含まれる。振動成分は、馬の１完歩に対応しており、周期的に変動する。一方、重力成分は、ほぼ一定となる。このため、３軸方向の加速度の変化に対して、適切なカットオフ周波数のローパスフィルタ（ＬＰＦ）やハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に通すと、馬の振動成分と、重力成分とに分離することができる。重力成分の方向は、鉛直方向となる。なお、評価部４２は、各計測時刻の３軸方向の加速度にローパスフィルタを通して重力成分を分離し、各計測時刻の３軸方向の加速度から重力成分を引いた差分の成分を、馬の移動による振動成分としてもよい。

ここで、馬が移動する際の歩様には、大きく分けて、ウォーク（ｗａｌｋ：常歩）、トロット（ｔｒｏｔ：速歩）、キャンター（ｃａｎｔｅｒ：駈歩）、ギャロップ（ｇａｌｌｏｐ：襲歩）がある。馬は、歩様がウォーク、トロット、キャンター、ギャロップの順に速度が速く、走る際の振動も大きいため、３軸方向の加速度の変化も大きくなる。また、トロット、キャンター、ギャロップでは、１完歩中に馬体が浮いている状態があり、３軸方向の加速度が何れも無い無重力状態が発生する。このため、評価部４２は、３軸方向の加速度の変化が小さい期間のデータを用いて重力成分の分離を行う。

そして、評価部４２は、各計測時刻の３軸方向の加速度のうち馬の移動による振動成分と、３軸の角速度を用いて、馬の胸前の位置の軌跡を求める。例えば、評価部４２は、各計測時刻の３軸方向の馬の移動による振動成分と、３軸の角速度を用いて、各計測時刻の３次元の位置を算出する。これにより、３次元の位置の軌跡が求まる。図５は、位置の軌跡の一例を示す図である。評価部４２は、各位置から測定された振動成分に同じ特徴がある特徴点を複数特定する。例えば、評価部４２は、振動が極大となる点や鉛直方向の加速度が最大となる点などを特徴点と特定する。図５の例では、特徴点として始点と終点が特定されている。評価部４２は、特徴点の間の位置を、特徴点が同じ位置となるように、平面上に座標変換して、平面上での位置の軌跡を求める。例えば、評価部４２は、特徴点の間の位置を、特徴点を結ぶ垂直な平面に投影して、馬を正面から見た平面上での馬の胸前の位置の軌跡を求める。図５の例では、始点の位置と終点の位置を結ぶ垂直な平面に、始点と終点の間の各位置の座標を投影して平面上での馬の胸前の位置の軌跡を求める。図６は、平面上での馬の胸前の位置の軌跡の一例を示す図である。図６の例では、軌跡の始点と終点が同じ位置となっている。

なお、平面上での馬の胸前の位置の軌跡の求め方は、これに限定されない。例えば、評価部４２は、測定データ３５に記憶された３軸方向の加速度および３軸の角速度から、馬の歩行の特性を用いて、馬の上下方向、馬の左右方向、馬の前後方向を求める。そして、評価部４２は、馬の上下方向の振動成分と馬の左右方向の振動成分を用いて平面上の軌跡を求めてもよい。例えば、評価部４２は、鉛直方向の成分を馬の上下方向として、馬の移動による振動成分から上下方向の振動成分を分離する。また、馬の移動速度が定常状態の場合、馬の移動は、左右方向に大きく、前後方向に小さい。そこで、評価部４２は、上下方向の振動成分を除いた馬の移動による振動成分のうち、鉛直方向に垂直な方向の中で、最も振動が大きい方向を馬の左右方向と求める。また、評価部４２は、馬の上下方向と馬の左右方向に垂直な方向を馬の前後方向と求める。評価部４２は、馬の移動による振動成分から馬の左右方向の振動成分と、馬の前後方向の振動成分を分離し、左右方向の振動成分と前後方向の振動成分を用いて、馬を正面から見た平面上での軌跡を求めてもよい。例えば、評価部４２は、測定データ３５に記憶された３軸方向の加速度および３軸の角速度から、前後方向の加速度、左右方向の加速度、上下方向の加速度を求める。また、評価部４２は、測定データ３５に記憶された３軸方向の加速度および３軸の角速度から、上下方向を軸としたヨー(yaw)方向の加速度を求める。なお、評価部４２は、左右方向を軸としたピッチング(pitching)方向の加速度、前後方向を軸としたローリング(rolling)方向の加速度を求めてもよい。そして、評価部４２は、左右方向の加速度および上下方向の加速度を用いて、馬を正面から見た平面上での軌跡を求めてもよい。なお、馬の上下方向、左右方向、前後方向の求め方は、これに限定されるものではない。例えば、本出願人が開示した「特開2015-84943号公報」に記載の手法を用いてもよい。

評価部４２は、平面上での馬の胸前の位置の軌跡を用いて馬の移動の左右のバランスを評価する。図７は、馬の胸前の位置の軌跡の一例を示す図である。図７の例では、横軸は、水平方向の移動量をｍｍ単位で表したものであり、Ｘ軸とする。縦軸は、上下方向の移動量をｍｍ単位で表したものであり、Ｙ軸とする。本実施例では、点の位置の変化量から左右のバランスを評価するため、Ｘ軸、Ｙ軸の基準（０となる点）は、何れとしてもよい。図７の例は、馬の歩様がトロットの場合の軌跡を示している。図７に示した軌跡は、計測時刻の順が点Ｐ０→点Ｐ１→点Ｐ２→点Ｐ３であるものとする。図７に示すように、一般的に胸前位置の軌跡は、∞の字形（横向きの８の字形）を描くことが多い。これは、馬が歩行する際に、頭を８の字形に動かしてバランスを取るためと考えられる。一方、馬に跛行が発生した場合、跛行が発生している肢を庇うため、軌跡が∞の字形から崩れる。そこで、評価部４２は、軌跡の左右のバランスを評価する。以下、軌跡の左右のバランスの評価の仕方を具体的に説明する。

評価部４２は、胸前の位置の軌跡で左側の極大点となる点Ｐ０、右側の極小点となる点Ｐ１、右側の極大点となる点Ｐ２、左側の極小点となる点Ｐ３を求める。例えば、評価部４２は、各点の位置の座標を計測時刻の順に比較して、次の点の上下方向の位置が初めて低下する極大点と、次の点の上下方向の位置が初めて上昇する極小点を順に判別する。そして、評価部４２は、極大点の次に極小点と判定される点が、当該極大点よりも右側にある場合に、当該極大点を左側の極大点と特定し、当該極小点を右側の極小点と特定する。また、評価部４２は、極大点の次に極小点と判定される点が、当該極大点よりも左側にある場合に、当該極大点を右側の極大点と特定し、当該極小点を左側の極小点と特定する。左側、右側の極大点を特定する方法として、極大点のＸ座標が交点ＣＰのＸ座標より小さければ左、大きければ右と判断してもよい。図７に示した点Ｐ０→点Ｐ１→点Ｐ２→点Ｐ３→点Ｐ０の軌跡が、１完歩に対応する。評価部４２は、点Ｐ０→点Ｐ１→点Ｐ２→点Ｐ３→点Ｐ０・・・と特定を繰り返し、１完歩ごとの軌跡を求める。なお、１完歩の軌跡の始点とする点は、点Ｐ０〜点Ｐ３の何れであってもよい。

評価部４２は、１完歩ごとに、軌跡の左右のバランスを評価する。例えば、評価部４２は、点Ｐ０および点Ｐ１を結ぶ線分Ｌ１と、点Ｐ２および点Ｐ３を結ぶ線分Ｌ２を求める。評価部４２は、線分Ｌ１と線分Ｌ２の交点ＣＰを求める。

例えば、点Ｐ０のＸＹ座標を（Ｐ０．Ｘ，Ｐ０．Ｙ）、点Ｐ１のＸＹ座標を（Ｐ１．Ｘ，Ｐ１．Ｙ）、点Ｐ２のＸＹ座標を（Ｐ２．Ｘ，Ｐ２．Ｙ）、点Ｐ３のＸＹ座標を（Ｐ３．Ｘ，Ｐ３．Ｙ）とする。この場合、交点ＣＰのＸＹ座標（交点．Ｘ，交点．Ｙ）は、以下から求められる。

Ａ＝Ｐ１．Ｙ−Ｐ０．Ｙ
Ｂ＝Ｐ０．Ｘ−Ｐ１．Ｘ
Ｕ＝（Ｐ１．Ｙ−Ｐ０．Ｙ）×Ｐ０．Ｘ−（Ｐ１．Ｘ−Ｐ０．Ｘ）×Ｐ０．Ｙ
Ｃ＝Ｐ３．Ｙ−Ｐ２．Ｙ
Ｄ＝Ｐ２．Ｘ−Ｐ３．Ｘ
Ｖ＝（Ｐ３．Ｙ−Ｐ２．Ｙ） ×Ｐ２．Ｘ−（Ｐ３．Ｘ−Ｐ２．Ｘ）×Ｐ２．Ｙ
交点．Ｘ＝（Ｄ×Ｕ−Ｂ×Ｖ）／（Ａ×Ｄ−Ｂ×Ｃ）
交点．Ｙ＝（Ａ×Ｖ−Ｃ×Ｕ）／（Ａ×Ｄ−Ｂ×Ｃ）

評価部４２は、交点ＣＰを通る上下方向の垂直な中心線ＣＬを求める。そして、評価部４２は、中心線ＣＬに対する軌跡の左右の面積比を示す指標１を算出する。また、評価部４２は、線分Ｌ１および線分Ｌ２が中心線ＣＬに対して左側となる部分と右側となる部分の長さの比を示す指標２を算出する。また、評価部４２は、交点ＣＰからの点Ｐ１と点Ｐ３の低下量の比を示す指標３を算出する。なお、指標１〜３は、一例であり、軌跡の左右のバランスを示すものであれば何れを用いてもよい。以下、指標１〜３の求め方を具体的に説明する。

図８は、中心線ＣＬに対する軌跡の左右の面積の一例を示した図である。図８の例では、中心線ＣＬに対して軌跡の左側の面積Ｓ１と、中心線ＣＬに対して軌跡の右側の面積Ｓ２が示されている。例えば、軌跡の点の数をＮ個とし、Ｎ個の点の座標を（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）とすると、面積Ｓは、下記の式（１）から求められる。

評価部４２は、軌跡の左側の面積Ｓ１として、軌跡の左側の点と交点ＣＰの座標を式（１）に代入して軌跡の左側の点と交点ＣＰで描かれる多角形の面積を近似計算する。評価部４２は、軌跡の右側の面積Ｓ２として、軌跡の右側の点と交点ＣＰの座標を式（１）に代入して軌跡の右側の点と交点ＣＰで描かれる多角形の面積を近似計算する。評価部４２は、指標１の値として、軌跡の左側の面積Ｓ１÷軌跡の右側の面積Ｓ２を算出する。

図９は、線分Ｌ１および線分Ｌ２が中心線ＣＬに対して左側となる部分と右側となる部分の一例を示した図である。図９の例では、線分Ｌ１および線分Ｌ２の中心線ＣＬに対して左側となる部分に一点鎖線を付している。また、線分Ｌ１および線分Ｌ２の中心線ＣＬに対して右側となる部分に破線を付している。例えば、Ａ点のＸＹ座標を（Ａ．Ｘ，Ａ．Ｙ）、Ｂ点のＸＹ座標を（Ｂ．Ｘ，Ｂ．Ｙ）とした場合、Ａ点とＢ点の線分の長さである線分長（Ａ，Ｂ）は、以下の式（２）のように表せる。

線分長（Ａ，Ｂ）＝[（Ａ．Ｘ−Ｂ．Ｘ）^２＋（Ａ．Ｙ−Ｂ．Ｙ）^２]^１／２
・・・（２）

評価部４２は、線分Ｌ１および線分Ｌ２が中心線ＣＬに対して左側となる部分の左側線分長を、以下の式（３）から算出する。また、評価部４２は、線分Ｌ１および線分Ｌ２が中心線ＣＬに対して右側となる部分の右側線分長を、以下の式（４）から算出する。

左側線分長： 線分長（Ｐ０，交点）＋線分長（Ｐ３，交点）・・・（３）
右側線分長： 線分長（Ｐ２，交点）＋線分長（Ｐ１，交点）・・・（４）

評価部４２は、指標２の値として、左側線分長÷右側線分長を算出する。

図１０は、交点ＣＰからの点Ｐ１と点Ｐ３の低下量の一例を示した図である。図１０の例では、交点ＣＰからの点Ｐ１の低下量となる部分に破線を付している。また、交点ＣＰからの点Ｐ３の低下量となる部分に一点鎖線を付している。

評価部４２は、交点ＣＰからの点Ｐ１の右側低下量を、以下の式（５）から算出する。評価部４２は、交点ＣＰからの点Ｐ３の左側低下量を、以下の式（６）から算出する。

右側低下量： |交点．Ｙ−Ｐ１．Ｙ| ・・・（５）
左側低下量： |交点．Ｙ−Ｐ３．Ｙ| ・・・（６）

評価部４２は、指標３の値として、左側低下量÷右側低下量を算出する。

評価部４２は、１完歩の軌跡ごとに、指標１〜３を用いて、軌跡の左右のバランスを評価する。例えば、評価部４２は、指標１〜３によりそれぞれバランスが左右の何れであるかを評価する。指標１〜３は、右側に対する左側の比率であるため、１未満の場合、バランスが右側に崩れており、１より大きい場合、バランスが左側に崩れていると評価できる。評価部４２は、指標１〜３でバランスが左右の何れと評価されたかの多数決により、移動の左右のバランスを評価する。

ここで、歩行中の路面の変化や馬の動作により左右のバランスが変化し、軌跡も変化する。このため、指標１〜３は、それぞれ単独では左右のバランスを適切に評価できない場合がある。図１１Ａ〜図１１Ｃは、左右のバランスを適切に評価できない一例を示した図である。図１１Ａの例は、指標１のみでは、値が１未満であるため、バランスが右側に崩れていると判定される。しかし、図１１Ａの例は、実際はバランスが左側に崩れており、指標２、指標３を用いることで正しく判定できている。図１１Ｂの例は、指標２のみでは、値が１未満であるため、バランスが右側に崩れていると判定される。しかし、図１１Ｂの例は、実際はバランスが左側に崩れており、指標１、指標３を用いることで正しく判定できている。図１１Ｃの例は、指標３のみでは、値が１未満であるため、バランスが右側に崩れていると判定される。しかし、図１１Ｃの例は、実際はバランスが左側に崩れており、指標１、指標２を用いることで正しく判定できている。このように、評価部４２は、指標１〜３の評価の多数決を行うことにより、移動の左右のバランスを精度よく評価できる。

判定部４３は、各種の判定を行う。例えば、判定部４３は、測定データ３５に基づいて、馬の歩様を判定する。例えば、判定部４３は、測定データ３５から、上下方向の加速度の値αと、加速度の絶対値の２乗βを求め、αとβを用いて、馬が移動する際の歩様がウォーク、トロット、キャンター、ギャロップの何れであるかを判定する。歩様の判定の詳細は、本出願人が開示した「特開2015-84943号公報」に記載されているため、詳細な説明を省略する。なお、判定部４３は、別な技術を用いて歩様を判定してもよい。

図１２Ａは、左右のバランスの分布割合の一例を示す図である。図１２Ａの例は、跛行が発生していない正常な馬の複数完歩での左右のバランスの分布割合を円グラフで示している。歩行中の路面の変化や馬の動作により左右のバランスが変化する。このため、１完歩ごとに左右のバランスが変化するが、正常な馬は、複数完歩で見た場合、左右のバランスがほぼ均等になる。図１２Ｂは、左右のバランスの分布割合の一例を示す図である。図１２Ｂの例は、跛行が発生している馬の複数完歩での左右のバランスの分布割合を円グラフで示している。図１２Ｂには、２つの例が示されている。馬は、肢に異常が発生した場合、異常が発生した肢に体重がかからないように肢を庇って歩く。このため、複数完歩で見た場合、左右のバランスが崩れ、庇っていない肢（異常が発生していない肢）側にバランスがあると判定される割合が多くなる。図１２Ｂの例では、左側にバランスがあると判定される割合が多いため、馬を正面から見て右側の肢に異常が発生していると推測される。

図１３は、複数完歩についての１完歩ごとの左右のバランスの評価結果の遷移の一例を示す図である。図１３の例は、５分間の速歩（トロット）のトレーニングを行った際の３９５完歩について１完歩ごとに左右のバランスの評価結果が計測時間の順に示されている。図１３の例は、１完歩ごとの評価結果に応じてパターンを変えて示している。図１３の例では、トレーニングの当初、バランスが左との評価とバランスが右との評価が混在しており、異常が見られない。しかし、図１３の例では、時間Ｔ１以降、バランスが左との評価が多く発生している。この結果から、時間Ｔ１以降に馬を正面から見て右側の肢に異常が発生して跛行が発生していると推測される。

候補特定部４４は、評価部４２により移動の際の左右のバランスを評価した結果に基づいて、問題肢の候補を特定する。例えば、候補特定部４４は、評価部４２により移動の際の左右のバランスを評価した結果、左右のバランスに傾きがあるか否かを判定する。例えば、候補特定部４４は、左右のバランスを評価した結果の割合に所定以上の差がある場合、左右のバランスに傾きがあると判定する。例えば、候補特定部４４は、左右のうち一方にバランスがあると評価された割合が、左右のうち他方にバランスがある評価された割合よりも所定（例えば、２０％）以上大きい場合、一方に傾きがあると判定する。図１２Ｂの例では、左にバランスがあると評価された割合が、右にバランスがある評価された割合よりも２０％以上大きいため、左に傾きがあると判定される。なお、候補特定部４４は、左右のバランスを、図１２Ａに示すように、全ての左右のバランスの分布割合から評価してもよい。また、候補特定部４４は、図１３に示す計測時間の順に並んだ１完歩ごとの左右のバランスの評価結果について、先頭から所定歩（例えば、２０歩）ずつで左右のバランスの分布割合から評価してもよい。

候補特定部４４は、左右のバランスに傾きがあると判定した場合、跛行が発生している問題肢の候補を特定する。候補特定部４４は、右に傾いている場合、左前肢および右後肢を問題肢の候補と特定し、左に傾いている場合、右前肢および左後肢を問題肢の候補と特定する。

ここで、跛行は、ウォーク、トロットで発見しく、特に、トロットで発見しやすい。これは、馬は、キャンターやギャロップで走っている場合、走ることに集中して四肢になんらかの異常が発生していても跛行が発生し難いためである。このため、候補特定部４４は、馬がウォークまたはトロットの歩様で移動する際の左右のバランスを評価した結果から、問題肢の候補を特定する。

問題肢特定部４５は、候補特定部４４により特定された問題肢の候補とされた肢のなかから、問題肢を特定する。

ここで、馬は、四肢になんらかの異常があり、跛行している場合、点頭運動を行う場合がある。点頭運動とは、肢に痛みを感じた時に馬が首を上下する運動である。馬は、前肢の跛行の場合、上向きに首を振る点頭運動を行う。馬は、後肢の跛行の場合、下向きに首を振る点頭運動を行う。

そこで、問題肢特定部４５は、測定データ３５から、問題肢の候補とされた前肢および後肢を移動する際に上向きの点頭運動が検出された場合、問題肢の候補とされた前肢を問題肢と特定する。また、問題肢特定部４５は、問題肢の候補とされた前肢および後肢を移動する際に下向きの点頭運動が検出された場合、問題肢の候補とされた後肢を問題肢と特定する。問題肢特定部４５は、問題肢の候補とされた前肢および後肢を移動する間の測定データ３５に、上方向または下方向に点頭運動と見なせる所定以上の加速度が発生しているか判定する。問題肢特定部４５は、上方向に所定以上の加速度が発生している場合、上方向の点頭運動が発生したと判定し、下方向に所定以上の加速度が発生している場合、下方向の点頭運動が発生したと判定する。なお、問題肢特定部４５は、点頭運動を、上方向または下方向の移動速度から検出してもよい。例えば、問題肢特定部４５は、上方向に点頭運動と見なせる所定以上の移動速度が発生している場合、上方向の点頭運動が発生したと判定し、下方向に点頭運動と見なせる所定以上の移動速度が発生している場合、下方向の点頭運動が発生したと判定してもよい。

問題肢特定部４５は、上向きの点頭運動が検出された場合、問題肢の候補とされた前肢を問題肢と特定し、下向きの点頭運動が検出された場合、問題肢の候補とされた後肢を問題肢と特定する。

また、馬は、後肢になんらかの異常があり、跛行している場合、トロットの歩様とウォークの歩様で左右のバランスが反転する場合がある。一方、馬は、前肢になんらかの異常があり、跛行している場合、トロットの歩様とウォークの歩様で左右のバランスが反転しない。

そこで、問題肢特定部４５は、評価データ３６のトロットの歩様とウォークの歩様について、それぞれ左右の何れかに偏っているか評価する。例えば、問題肢特定部４５は、候補特定部４４によりトロットの歩様で左右のバランスに傾きがあると判定され、点頭運動が検出されない場合、ウォークの歩様の左右のバランスを評価した結果の割合に所定以上の差があるか判定する。問題肢特定部４５は、バランスを評価した結果の割合に所定以上の差がある場合、左右のバランスに傾きがあると判定する。問題肢特定部４５は、トロットの歩様とウォークの歩様で左右のバランスが反転している場合、問題肢の候補とされた後肢を問題肢と特定する。また、問題肢特定部４５は、トロットの歩様とウォークの歩様で左右のバランスが反転していない場合、問題肢の候補とされた前肢を問題肢と特定する。

ところで、馬は、跛行が発生すると、ウォーク、トロットの歩様で移動する際の非対称の動作波形が表れる。このため、馬がウォーク、トロットの歩様で移動する際の動作波形から問題肢を求めることができる。例えば、候補特定部４４は、左右のバランスに傾きがなく、候補特定部４４により問題肢の候補を特定できていない場合、測定データ３５に基づいて、馬がトロットの歩様で移動する際の上下方向、左右方向、ヨー軸方向、前後方向の何れかの動作波形を求める。例えば、候補特定部４４は、測定データ３５に記憶された３軸方向の加速度および３軸の角速度から、上下方向の加速度、左右方向の加速度、前後方向の加速度を求める。また、評価部４２は、測定データ３５に記憶された３軸方向の加速度および３軸の角速度から、ヨー軸方向の加速度を求める。候補特定部４４は、馬がトロットの歩様で移動する際の上下方向の加速度、左右方向の加速度、ヨー軸方向の加速度、前後方向の加速度の変化を示す動作波形を求める。また、候補特定部４４は、馬がトロットの歩様で移動する際の上下方向の加速度、左右方向の加速度、ヨー軸方向の加速度、前後方向の加速度から、上下方向の速度、左右方向の速度、ヨー軸方向の速度、前後方向の速度の変化を示す動作波形を求める。

図１４は、馬に対する方向を示す図である。馬の胸前に計測装置１１が装着される。本実施例では、図１４に示すように、馬に対して上方向を上下方向のプラスとし、馬に対して下方向を上下方向のマイナスとする。また、本実施例では、馬の進行方向に対して右方向を左右方向のプラスとし、馬の進行方向に対して左方向を左右方向のマイナスとする。また、本実施例では、馬の上下方向の上向きの軸に対して右回り方向をヨー軸方向のプラスとし、馬の上下方向の上向きの軸に対して左回り方向をヨー軸方向のマイナスとする。

図１５は、馬が移動する際の四肢の位置関係を模式的に示した図である。図１５には、（１）ウォーク（ｗａｌｋ）、（２）トロット（ｔｒｏｔ）の馬の四肢の位置関係を示している。図１５では、図中左側に各歩様の馬の四肢の位置関係を模式的に示し、各歩様の「１」〜「８」で示す期間における各肢（右前（肢）、左前（肢）、右後（肢）、左後（肢））の接地の有無をそれぞれの模式図の右隣に示す。なお、図１５では、トロットにおいて、「１」や「４」に示す期間では四肢とも接地しているように見えるが、実際のデータを詳細に確認すると、これらの期間では肢の切り替えが素早く行われており、馬体が宙に浮いている時間が存在する。

馬は、トロットの時、図１５の（２）に示すように、斜体歩となり、右前肢と左後肢、左前肢と右後肢を対で動かす。

図１６は、トロットで移動する際の馬の動きを示した図である。図１６に示すように馬の胸前に計測装置１１を装着した場合、馬の前肢遊脚を前に出すタイミングで、ヨー軸の角速度は、符号が反転する。また、支持脚となる左前肢に体重をかけるため、胸の位置は、左右方向のマイナス方向に加速する。また、前肢支持脚に体重を乗せ身体を上に跳ね上げるため、上下加速度が、プラスの符号の波形となる。また、前肢支持脚の着地タイミングで、馬の上下加速度は、符号がプラスに反転する。

図１７は、トロットで移動する際の上下方向の加速度、左右方向の加速度、ヨー軸方向の加速度の変化を示す動作波形の一例を示す図である。馬は、トロットの場合、遊脚を前に出すと同時に支持脚に体重をかけ（一旦、身体が沈み込む）、次に身体を上に跳ね上げる。このとき、馬体は支持脚側に傾く。このため、上下方向の加速度、左右方向の加速度、ヨー軸方向の加速度は、図１７に示す動作波形を描く。

馬は、跛行が発生すると、跛行が発生している肢を庇うため、左右のバランスが崩れる傾向がある。例えば、馬は、遊脚が痛いと肢の出る速度が下がる。このため、加速度や速度の振幅が小さくなる。また、馬は、支持脚が痛いと早く遊脚を着地させようとする。このため、加速度や速度の波長が短くなる。これにより、例えば、ヨー軸の角速度や加速度の動作波形が非対称となる。また、馬は、支持脚が痛いと体重をかけないようにする。このため、痛くない側を支持脚にした場合と痛い側を支持脚にした場合で、上下方向の速度や加速度の動作波形、左右方向の速度や加速度の動作波形、ヨー軸方向の角速度や加速度が非対称となる。

このため、移動する際の動作波形から問題肢を求めることができる。例えば、上述のように、馬は、トロットの時、斜体歩となり、右前肢と左後肢、左前肢と右後肢を対で動かす。このため、例えば、馬は、跛行が発生すると、トロットの時の動作波形に左右非対称が規則的に表れる。動作波形に非対称が規則的に表れた場合、問題肢は、右前肢と左後肢、または、左前肢と右後肢と候補が絞られる。

そこで、候補特定部４４は、評価部４２により移動の際の左右のバランスを評価した結果、左右のバランスに傾きが無い場合、馬がトロットの歩様で移動する際の上下方向、左右方向、ヨー軸方向の何れかの動作波形の対称性から跛行の有無を判定する。例えば、動作波形の対称性は、波形の振幅（ピーク値）で評価してもよく、波形の波長で評価してもよく、波形の面積で評価してもよい。

図１８Ａは、跛行が発生している場合の上下方向の加速度の動作波形の一例を示す図である。馬は、跛行が発生すると、跛行が発生している肢を庇うため、跛行が発生している肢を動かす際の動作波形が小さくなる。このため、図１８Ａに示すように、上下方向の加速度の動作波形には、高い山と低い山のリズムが繰り返し現れる。図１８Ｂは、跛行が発生している場合の上下方向の加速度の動作波形とヨー軸方向の角速度の動作波形の一例を示す図である。図１８Ｂは、図１８Ａに示した上下方向の加速度の動作波形に、ヨー軸方向の角速度の動作波形を重ねたものである。馬は、右前肢を前に出した場合、ヨー軸方向の角速度がプラス側へ回転し、左前肢を前に出した場合、ヨー軸方向の角速度がマイナス側へ回転する。このことから、ヨー軸方向の角速度により、上下方向に小さい動作波形が発生した際の右前肢、左前肢のどちらを出しているか判別できる。候補特定部４４は、上下方向に所定割合（例えば、８０％）以上小さい動作波形が発生した際にヨー軸方向に右回転（図１８Ｂのヨー軸方向のプラス側に回転）している場合、左前肢と右後肢を問題肢の候補と特定する。また、候補特定部４４は、上下方向に所定割合以上小さい動作波形が発生した際にヨー軸方向に左回転（図１８Ｂのヨー軸方向のプラス側に回転）している場合、右前肢と左後肢を問題肢の候補と特定する。なお、問題肢の候補は、複数歩での評価から特定してもよい。例えば、候補特定部４４は、複数歩で所定割合（例えば、８０％）以上同じ肢が候補とされる場合に、問題肢の候補と特定してもよい。

問題肢特定部４５は、トロットの歩様で問題肢の候補が特定された場合、測定データ３５からウォークの歩様時のデータを読み出し、馬がウォークの歩様で移動する際の動作波形を求める。例えば、問題肢特定部４５は、馬がウォークの歩様で移動する際の上下方向、左右方向、ヨー軸方向の何れかの動作波形を求める。そして、問題肢特定部４５は、ウォークの歩様での動作波形の対称性から問題肢を特定する。例えば、問題肢特定部４５は、馬がウォークの歩様で移動する際の上下方向、左右方向、ヨー軸方向の何れかの動作波形を求める。問題肢特定部４５は、求めた動作波形に非対称の動作波形が表れるか判定する。例えば、動作波形の対称性は、波形の振幅で評価してもよく、波形の波長で評価してもよく、波形の面積で評価してもよい。非対称の動作波形が表れた場合、問題肢特定部４５は、非対称となる乱れが問題肢の候補と特定された何れかの肢が連動するか判定する。問題肢特定部４５は、乱れが問題肢の候補と特定された何れかの肢が連動する場合、連動する肢を問題肢と特定する。

図１９Ａは、跛行が発生している場合の動作波形の一例を示す図である。図１９Ａには、右前肢、左前肢の離地、着地のタイミングが示されている。ウォークでの馬の各肢の離地、着地のタイミングの求め方は、後述する。図１９Ａの例では、左右方向の加速度が非対称となっており、右側（図１９Ａのプラス側）よりも左側（図１９Ａのマイナス側）の動作波形が大きく、右前肢の離地中に馬体が左に傾いている。この場合、右前肢の離地、もしくは、右後肢の着地のタイミングに馬が痛みを感じている。

問題肢特定部４５は、左右方向の加速度の動作波形で左側に大きい動作波形が発生した場合、右前肢の離地、もしくは右後肢の着地タイミングにて馬が痛みを感じていると一次判定する。また、問題肢特定部４５は、左右方向の加速度の動作波形で右側に大きい動作波形が発生した場合、左前肢の離地、もしくは左後肢の着地タイミングにて馬が痛みを感じていると一次判定する。図１９Ａの例では、左前肢と右後肢が問題肢の候補と一次判定される。

問題肢特定部４５は、図１９Ａの例では、上下方向の加速度の動作波形から右後肢の着地後の沈み込み（マイナス方向の加速度）が直前の浮き上がり（プラス方向の加速度）や１歩前の沈み込みと比較して振幅が小さく、波形も短い。このことにより、着地時に痛みがあり、荷重を回避する動きがあったと判断する。

図１９Ｂは、跛行が発生している場合の動作波形の他の一例を示す図である。図１９Ｂには、右前肢、左前肢の離地、着地のタイミングが示されている。図１９Ｂの例では、右前肢の離地から着地までの間（以下振出中と記載）と、左前肢の振出中の時間が異なる。また、右前肢振出中におけるヨー軸の角速度のピークが左前肢振出中のピークと比較して小さい。このことから、図１９Ｂの例は「右肢が前に出にくい状態」である。「右肢が前に出にくい状態」には、振り出している右前肢そのものに問題があるケースと、右前肢を上げることで荷重がかかるその他の肢に問題があるケースが考えられるが、上下加速度成分、左右加速度成分に非対称性が見られない。このことから、図１９Ｂの例は、右前肢跛行（離地時に痛みあり）と判断する。

問題肢特定部４５は、右前肢振出中におけるヨー軸の角速度のピークが左前肢振出中のピークと比較して小さい場合、「右肢が前に出にくい状態」であると判定する。そして、問題肢特定部４５は、上下加速度成分、左右加速度成分に非対称性が見られない場合、右前肢を問題肢と特定する。また、問題肢特定部４５は、左前肢振出中におけるヨー軸の角速度のピークが右前肢振出中のピークと比較して小さい場合、「左肢が前に出にくい状態」であると判定する。そして、問題肢特定部４５は、上下加速度成分、左右加速度成分に非対称性が見られない場合、左前肢を問題肢と特定する。

また、馬がウォークの歩様で移動する際の動作波形から問題肢を求めることができる。馬は、ウォークの時、図１５の（１）に示すように、各肢を別に動かす。

図２０は、ウォークで移動する際の馬の動きを示した図である。図２０に示すように馬の胸前に計測装置１１を装着した場合、馬の前肢を前に出すタイミングで、ヨー軸の角速度は、符号が反転する。例えば、左前肢を前に出すタイミングで、ヨー軸の角速度は、マイナスに反転する。また、前肢を着地したタイミングで、着地した肢に体重を乗せ身体を上に伸び上がる動きをするため、上下方向の加速度は、プラスに反転する。また、左前肢を前に出すタイミングで、胸の位置は、左右方向のプラス方向に加速する。

図２１は、ウォークで移動する際の上下方向の加速度、左右方向の加速度、ヨー軸方向の加速度の変化を示す動作波形の一例を示す図である。馬は、前肢を前に出すタイミングで、ヨー軸の角速度の符号が反転し、ヨー軸方向の加速度が左回転方向に増加する場合は右前肢を前に出し、ヨー軸方向の加速度が右回転方向に増加する場合は左前肢を前に出している。また、馬は、前肢を着地したタイミングで、着地した肢に体重を乗せ身体を上に伸び上がる動きをするため、上下方向の加速度が負から正に反転し、上下方向の加速度がプラス符号の波形となる。また、馬は、右前肢を着地したタイミングでヨー軸方向が左回転し、左前肢を着地したタイミングでヨー軸方向が右回転する。また、馬は、左右の前肢の離地タイミングの半分の位置に左右の後肢の離地のタイミングがある。また、馬は、左右の前肢の着地タイミングの半分の位置に左右の後肢の着地のタイミングがある。

判別部４６は、馬がウォークの歩様で移動する際の動作波形から、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する。例えば、判別部４６は、馬がウォークの歩様で移動する際の上下方向、ヨー軸方向の動作波形から、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する。例えば、判別部４６は、ヨー軸方向の加速度の正負が反転した時点を、当該時点からヨー軸方向の加速度が左回転方向に増加すると右前肢の離地のタイミング、当該時点からヨー軸方向の加速度が右回転方向に増加すると左前肢の離地のタイミングと判別する。また、例えば、判別部４６は、上下方向の加速度が負から正に反転した時点を、当該時点でヨー軸方向が左回転方向であると右前肢の着地のタイミング、当該時点でヨー軸方向が右回転方向であると左前肢の着地のタイミングと判別する。また、例えば、判別部４６は、右前肢の離地のタイミングと左前肢の離地のタイミングの中間を左後肢の離地のタイミングと判別する。判別部４６は、左前肢の離地のタイミングと右前肢の離地のタイミングの中間を右後肢の離地のタイミングと判別する。判別部４６は、右前肢の着地のタイミングと左前肢の着地のタイミングの中間を左後肢の着地のタイミングと判別する。判別部４６は、左前肢の着地のタイミングと右前肢の着地のタイミングの中間を右後肢の着地のタイミングと判別する。図２１には、上側に各肢（右前（肢）、左前（肢）、右後（肢）、左後（肢））の離地タイミングが示さ、下側に各肢の着地タイミングが示されている。

問題肢特定部４５は、判別部４６により判別された馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングに基づいて、動作波形の乱れと連動する肢を特定する。例えば、問題肢特定部４５は、左右方向、前後方向、上下方向、ヨー軸方向の少なくともいずれか１つの動作波形に基づいて、異常がある肢を特定する。

図２２は、跛行が発生している場合の動作波形の一例を示す図である。図２２の例では、ヨー軸方向の角速度が負の値を取る時、すなわち左前肢が遊脚の場合に回転速度に鈍りが発生し、２峰波形となっている。２峰波形の発生のタイミングは、左前肢が遊脚となってから右前肢に遊脚が変わる中間地点、すなわち右後肢を動かすタイミングである。

また、図２２の例では、ヨー軸方向の角速度が正の値を取るピーク波形が左に傾いて尖った波形となっている。これは、痛い右後肢で右側に支えているので、早く右前肢を着地し、右後肢の痛みを回避したい行動である。また、１周期の動作波形の半波長に着目した時、正の値を取る波形の期間が負の値を取る波形の期間より短い。これも、痛い右後肢の動作をゆっくり行っていることを表しており、右後肢の痛みを回避したい行動である。

問題肢特定部４５は、２峰波形が発生した場合、２峰波形の発生タイミングに対応する肢を異常がある肢と特定する。図２２の例では、例えば、問題肢特定部４５は、左前肢が遊脚となってから右前肢に遊脚が変わる中間地点、すなわち右後肢を動かすタイミングに２峰波形が発生しているため、右後肢を異常がある肢と特定する。

また、問題肢特定部４５は、左に傾いた尖ったピーク波形が発生した場合、ピーク波形の発生タイミングに対応する肢を異常がある肢と特定する。また、問題肢特定部４５は、１周期の動作波形の正の値を取る波形の期間と負の値を取る波形の期間に所定の割合（例えば、８５％）以上の差がある場合、波形の期間に対応する肢を異常がある肢と特定する。

図２３は、跛行を発生していない正常な状態の動作波形の一例を示す図である。跛行を発生していない場合、前後方向の加速度は、上下方向の加速度と同じ周波数の波形となる。これは、馬が前肢着地を起点に身体を上方向および前方に伸ばして前に進むことを表してしている。前後方向の加速度の波形は、上下方向の加速度の波形と位相差を持つ。これは、着地タイミングである上下方向の加速度が正から負へ変わる点が、正確には着地後、支持脚肢の、所謂「つなぎ」に体重をかけて沈み込んだ点を表すからである。一方、前後方向の加速度は、遊肢の動きと連動して前方向へ加速を始めるためである。図２４は、歩行中の馬の着地の流れを示す図である。図２４に示すように、馬は、着地すると所謂「つなぎ」に体重をかけて沈み込んだ状態となる。この、上下方向の加速度は、負から正へ変化する０時点となる。なお、肢運びのタイミングにより、上下方向への加速と前方方向への加速が同時に始まるケースもある。図２３の動作波形は一例である。

図２５は、跛行が発生している場合の動作波形の一例を示す図である。図２５の例では、前後方向の加速度の波形は、上下方向の加速度の波形と同期している。また、図２５の例では、前肢の着地におけるヨー軸方向の角速度が正の値を取る時、すなわち、左前肢が支持脚の場合に前後方向の加速度の波形の面積が小さくなっている。これは、痛い右後肢を庇うために、右前肢の遊脚を早く着地させる動きを優先させた結果であり、前後方向の加速度の波形が左右の期間で非対称となっている。

問題肢特定部４５は、前後方向の加速度の波形の面積に所定の割合（例えば、８５％）以上の差がある場合、小さい面積の波形の期間に対応する肢を問題肢と特定する。

また、問題肢特定部４５は、理想的な波形と実際の波形を比較した乖離度から、問題肢を特定してもよい。例えば、問題肢特定部４５は、左右方向、前後方向、上下方向、ヨー軸方向の少なくともいずれか１つの動作波形について、理想的な波形と実際の波形を比較した乖離度から、問題肢を特定してもよい。

図２６は、動作波形の一例を示す図である。図２６は、ヨー軸方向の角速度の理想的な波形と実際の波形を重ねた結果の一例を示している。理想的な波形は、例えば、次のようにする。

波長＝比較対象とする実際の波形の上側の半波長＋実際の波形の下側の半波長
振幅＝比較対象とする実際の波形の上側、下側の振幅の大きい方の値
周波数＝１／波長
経過時刻＝半波長の短い方の波形の開始時刻を開始点とした経過時刻
理想値＝振幅×ｓｉｎ（２π×周波数×経過時刻）

痛みが発生した肢は、ゆっくりとした動作になるため、半波長が長い。痛くない半波長の短い方の波形から理想値の波形を描くことで、理想値との乖離ポイントを検知できる。

問題肢特定部４５は、理想的な波形を求め、実際の波形が理想的な波形から所定の割合（例えば、８５％）以上乖離している期間に離地および着地のタイミングが対応する肢を問題肢と特定してもよい。問題肢特定部４５は、理想値と実際の波形を比較して所定割合以離れている乖離ポイントを特定する。なお、問題肢特定部４５は、理想値と実際の波形のピーク値が所定割合以離れている点を乖離ポイントと特定してもよい。

図２７は、問題肢の特定を説明する図である。図２７には、前後方向の加速度の動作波形、上下方向の加速度の動作波形、ヨー軸方向の角速度の動作波形が示されている。また、図２７には、ヨー軸の理想的な動作波形が示されている。また、図２７には、四肢それぞれに対応して、ギザギザの山型の波形で四肢それぞれの離地、着地の時点との時間差が示されている。波形ＲＦ＿Ｔは、右前肢の離地タイミングとの時間差を示している。波形ＲＨ＿Ｔは、右後肢の離地タイミングとの時間差を示している。波形ＬＦ＿Ｔは、左前肢の離地タイミングとの時間差を示している。波形ＬＨ＿Ｔは、左後肢の離地タイミングとの時間差を示している。波形ＲＦ＿Ｌは、右前肢の着地タイミングとの時間差を示している。波形ＲＨ＿Ｌは、右後肢の着地タイミングとの時間差を示している。波形ＬＦ＿Ｌは、左前肢の着地タイミングとの時間差を示している。波形ＬＨ＿Ｌは、左後肢の着地タイミングとの時間差を示している。波形ＲＦ＿Ｔ、ＲＨ＿Ｔ、ＬＦ＿Ｔ、ＬＨ＿Ｔは、それそれぞれがゼロとなる時点が四肢それぞれの離地のタイミングである。波形ＲＦ＿Ｌ、ＲＨ＿Ｌ、ＬＦ＿Ｌ、ＬＨ＿Ｌは、それそれぞれがゼロとなる時点が四肢それぞれの着地のタイミングである。ここで、右後肢の着地のタイミングｔ１では、ヨー軸方向の角速度の実際の動作波形と理想的な動作波形に乖離が発生し、問題が発生している。このタイミングｔ１の直前でヨー軸方向の角速度の実際の動作波形と理想的な動作波形に乖離が無くなるタイミングｔ２が問題の発生時点となる。図２７の例では、問題発生時点と四肢の離地、着地のタイミングに一致する点は存在しない。この場合、問題肢特定部４５は、問題発生時点に対応する肢を異常がある肢と特定する。例えば、問題肢特定部４５は、問題発生時点と四肢の離着時点との時間差から、どの肢をどう動かしたときに痛みが発生するのかを特定する。図２７の例は、ヨー軸方向の角速度の実際の動作波形と理想的な動作波形の差分が大きくなる方向において、最も近い事象は、右後肢の離地である。このことから、該当事象の直前、すなわち、右後肢を地面から持ち上げるために肢の筋肉を動かした時点で痛みが発生し、関節を曲げる動作に合わせて痛みが大きくなっていると推測される。このように、問題発生時点と四肢の離着時点との時間差から、どの肢をどう動かしたときに痛みが発生するのかを特定できる。例えば、問題肢特定部４５は、実際の動作波形と理想的な動作波形に乖離が発生している場合、直前で乖離が無くなる問題発生時点（タイミングｔ２）を特定し、問題発生時点に最も近いタイミングで離地または着地した肢を問題肢と特定してもよい。図２７の例では、タイミングｔ２で最もゼロに近いのは、右後肢の離地の波形ＲＨ＿Ｔであることから、右後肢が問題肢と特定される。

出力部４７は、問題肢の特定結果について各種の出力を行う。例えば、出力部４７は、問題肢が特定された場合、特定された肢の名称を表示した画面を表示部３１に出力する。また、出力部４７は、問題肢が２択で特定された場合、２択とされた肢の名称を表示した画面を表示部３１に出力する。また、出力部４７は、問題肢が特定されなかった場合、問題肢が無い旨を表示した画面を表示部３１に出力する。

［処理の流れ］
次に、本実施例に係る推定装置１２が、跛行の原因となる問題肢を推定する推定処理の流れについて説明する。図２８Ａ〜図２８Ｃは、推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。この推定処理は、所定のタイミング、例えば、入力部３２から処理開始の指示を受け付けたタイミングで実行される。

図２８Ａに示すように、評価部４２は、測定データ３５に基づいて、１完歩ごとに馬の移動の左右のバランスを評価する（Ｓ１０）。例えば、評価部４２は、測定データ３５を読み出し、測定データ３５から平面上での馬の胸前の位置の軌跡を求める。そして、評価部４２は、軌跡から胸前の位置の軌跡で左側の極大点となる点Ｐ０、右側の極小点となる点Ｐ１、右側の極大点となる点Ｐ２、左側の極小点となる点Ｐ３を順に求め、１完歩ごとに、軌跡の左右のバランスを評価する。

判定部４３は、測定データ３５から、１完歩ごとに、上下方向の加速度の値αと、加速度の絶対値の２乗βを求め、αとβを用いて、馬が移動する際の歩様を判定する（Ｓ１１）。なお、判定部４３は、測定データ３５の複数完歩ごとに馬が移動する際の歩様を判定してもよい。また、判定部４３は、測定データ３５の所定期間ごとのデータから馬が移動する際の歩様を判定してもよい。

候補特定部４４は、問題肢を未定に初期化する（Ｓ１２）。判定部４３は、判定された歩様にトロットがあるか否かを判定する（Ｓ１３）。判定された歩様にトロットがない場合（Ｓ１３否定）、後述する図２８ＣのＳ１００へ移行する。

一方、判定された歩様にトロットがある場合（Ｓ１３肯定）、候補特定部４４は、評価部４２により移動の際の左右のバランスを評価した結果、トロットでの左右のバランスが正常であるか判定する（Ｓ１４）。候補特定部４４は、トロットでの左右のバランスに傾きが無い場合、左右のバランスが正常であると判定する。左右のバランスが正常である場合（Ｓ１４肯定）、後述するＳ４０へ移行する。

一方、トロットでの左右のバランスが正常ではない場合（Ｓ１４否定）、候補特定部４４は、左右のバランスが右に傾いているか判定する（Ｓ１５）。左右のバランスが右に傾いていない場合（Ｓ１５否定）、候補特定部４４は、右前肢および左後肢を問題肢の候補と特定する（Ｓ１６）。

問題肢特定部４５は、測定データ３５から問題肢の候補とされた前肢および後肢を移動する際に点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ１７）。点頭運動が検出された場合（Ｓ１７肯定）、問題肢特定部４５は、上向きの点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ１８）。上向きの点頭運動が検出された場合（Ｓ１８肯定）、問題肢特定部４５は、右前肢を問題肢と特定する（Ｓ１９）。一方、上向きの点頭運動が検出されない場合（Ｓ１８否定）、問題肢特定部４５は、左後肢を問題肢と特定する（Ｓ２０）。そして、後述するＳ４０へ移行する。

一方、点頭運動が検出されない場合（Ｓ１７否定）、候補特定部４４は、測定データ３５からウォークの歩様のデータを抽出する（Ｓ２１）。候補特定部４４は、ウォークの歩様での左右のバランスが正常であるか判定する（Ｓ２２）。左右のバランスが正常である場合（Ｓ２２肯定）、後述するＳ４０へ移行する。

一方、左右のバランスが正常ではない場合（Ｓ２２否定）、トロットとウォークで左右のバランスが反転しているか判定する（Ｓ２３）。反転している場合（Ｓ２３肯定）、問題肢特定部４５は、左後肢を問題肢と特定する（Ｓ２４）。一方、反転していない場合（Ｓ２３否定）、問題肢特定部４５は、右前肢を問題肢と特定する（Ｓ２５）。そして、後述するＳ４０へ移行する。

一方、左右のバランスが右に傾いている場合（Ｓ１５肯定）、図２８Ｂに示すように、候補特定部４４は、左前肢および右後肢を問題肢の候補と特定する（Ｓ３０）。

問題肢特定部４５は、測定データ３５から問題肢の候補とされた前肢および後肢を移動する際に点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ３１）。点頭運動が検出された場合（Ｓ３１肯定）、問題肢特定部４５は、上向きの点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ３２）。上向きの点頭運動が検出された場合（Ｓ３２肯定）、問題肢特定部４５は、左前肢を問題肢と特定する（Ｓ３３）。一方、上向きの点頭運動が検出されない場合（Ｓ３２否定）、問題肢特定部４５は、右後肢を問題肢と特定する（Ｓ３４）。そして、後述するＳ４０へ移行する。

一方、点頭運動が検出されない場合（Ｓ３１否定）、候補特定部４４は、測定データ３５からウォークの歩様のデータを抽出する（Ｓ３５）。候補特定部４４は、ウォークの歩様での左右のバランスが正常であるか判定する（Ｓ３６）。左右のバランスが正常である場合（Ｓ３６肯定）、後述するＳ４０へ移行する。

一方、左右のバランスが正常ではない場合（Ｓ３６否定）、トロットとウォークで左右のバランスが反転しているか判定する（Ｓ３７）。反転している場合（Ｓ３７肯定）、問題肢特定部４５は、右後肢を問題肢と特定する（Ｓ３８）。一方、反転していない場合（Ｓ３７否定）、問題肢特定部４５は、左前肢を問題肢と特定する（Ｓ３９）。そして、後述するＳ４０へ移行する。

図２８Ａに示すように、問題肢特定部４５は、第１波形解析処理を実行する（Ｓ４０）。

図２９は、第１波形解析処理の手順の一例を示すフローチャートである。この第１波形解析処理は、推定処理のＳ４０から実行される。

図２９に示すように、問題肢特定部４５は、問題肢が未定であるか判定する（Ｓ５０）。問題肢がまだ特定されていない場合、問題肢が未定と判定する。問題肢が特定されており、問題肢が未定ではない場合（Ｓ５０否定）、後述するＳ５６へ移行する。

一方、問題肢が未定である場合（Ｓ５０肯定）、候補特定部４４は、測定データ３５に基づいて、馬がトロットの歩様で移動する際の上下方向、左右方向、ヨー軸方向、前後方向の何れかの動作波形を求め、動作波形に非対称が規則的に表れるか判定する（Ｓ５１）。動作波形に非対称が規則的に表れない場合（Ｓ５１否定）、問題肢特定部４５は、問題肢をなしと特定し（Ｓ５２）、推定処理のＳ４１へ移行する。

一方、動作波形に非対称が規則的に表れる場合（Ｓ５１肯定）、候補特定部４４は、庇っている肢を出すタイミングでヨー軸が右回転であるか判定する（Ｓ５３）。ここで、例えば、馬は、跛行が発生すると、跛行が発生している肢を庇うため、跛行が発生している肢を動かす際の上下方向の加速度の動作波形が小さくなる。例えば、候補特定部４４は、上下方向に所定割合以上小さい動作波形が発生したタイミングでヨー軸が右回転であるか判定する。ヨー軸が右回転している場合（Ｓ５３肯定）、候補特定部４４は、左前肢と右後肢を問題肢の候補と特定する（Ｓ５４）。一方、ヨー軸が左回転しており、右回転していない場合（Ｓ５３否定）、候補特定部４４は、右前肢と左後肢を問題肢の候補と特定する（Ｓ５５）。

問題肢特定部４５は、問題肢が、問題肢の候補として２択の状態であるか判定する（Ｓ５６）。既に問題肢が特定され、２択の状態ではない場合（Ｓ５６否定）、推定処理のＳ４１へ移行する。

一方、２択の状態である場合（Ｓ５６肯定）、問題肢特定部４５は、馬がウォークの歩様で移動する際の上下方向、左右方向、ヨー軸方向の何れかの動作波形を求め、動作波形に非対称の動作波形が規則的に表れるか判定する（Ｓ５７）。非対称の動作波形が規則的に表れない場合（Ｓ５７否定）、問題肢特定部４５は、問題肢を２択の状態と特定し（Ｓ５８）、推定処理のＳ４１へ移行する。

一方、非対称の動作波形が規則的に表れる場合（Ｓ５７肯定）、問題肢特定部４５は、非対称の乱れが前肢の移動と連動するか判定する（Ｓ５９）。非対称の乱れが前肢の移動と連動する場合（Ｓ５９肯定）、問題肢特定部４５は、問題肢の候補のうちの前肢を問題肢と特定し（Ｓ６０）、推定処理のＳ４１へ移行する。

一方、非対称の乱れが前肢の移動と連動しない場合（Ｓ５９否定）、問題肢特定部４５は、問題肢の候補のうちの後肢を問題肢と特定し（Ｓ６１）、推定処理のＳ４１へ移行する。

図２８Ａに戻り、出力部４７は、特定された問題肢を出力し（Ｓ４１）、処理を終了する。例えば、出力部４７は、問題肢が特定された場合、特定された肢の名称を表示した画面を表示部３１に出力する。また、出力部４７は、問題肢が２択で特定された場合、２択とされた肢の名称を表示した画面を表示部３１に出力する。また、出力部４７は、問題肢が特定されなかった場合、問題肢が無い旨を表示した画面を表示部３１に出力する。

一方、判定された歩様にトロットがない場合（Ｓ１３否定）、図２８Ｃに示すように、判定部４３は、判定された歩様にウォークがあるか否かを判定する（Ｓ１００）。判定された歩様にウォークがない場合（Ｓ１００否定）、後述するＳ１２１へ移行する。

一方、判定された歩様にウォークがある場合（Ｓ１００肯定）、候補特定部４４は、評価部４２により移動の際の左右のバランスを評価した結果、ウォークでの左右のバランスが正常であるか判定する（Ｓ１０１）。候補特定部４４は、ウォークでの左右のバランスに傾きが無い場合、左右のバランスが正常であると判定する。左右のバランスが正常である場合（Ｓ１０１肯定）、後述するＳ１２０へ移行する。

一方、ウォークでの左右のバランスが正常ではない場合（Ｓ１０１否定）、候補特定部４４は、左右のバランスが右に傾いているか判定する（Ｓ１０２）。左右のバランスが右に傾いていない場合（Ｓ１０２否定）、候補特定部４４は、右前肢および左後肢を問題肢の候補と特定する（Ｓ１０３）。

問題肢特定部４５は、測定データ３５から問題肢の候補とされた前肢および後肢を移動する際に点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ１０４）。点頭運動が検出された場合（Ｓ１０４肯定）、問題肢特定部４５は、上向きの点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ１０５）。上向きの点頭運動が検出された場合（Ｓ１０５肯定）、問題肢特定部４５は、右前肢を問題肢と特定する（Ｓ１０６）。一方、上向きの点頭運動が検出されない場合（Ｓ１０５否定）、問題肢特定部４５は、左後肢を問題肢と特定する（Ｓ１０７）。そして、後述するＳ１２０へ移行する。また、点頭運動が検出されない場合（Ｓ１０４否定）、後述するＳ１２０へ移行する。

一方、左右のバランスが右に傾いている場合（Ｓ１０２肯定）、候補特定部４４は、左前肢および右後肢を問題肢の候補と特定する（Ｓ１０８）。

問題肢特定部４５は、測定データ３５から問題肢の候補とされた前肢および後肢を移動する際に点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ１０９）。点頭運動が検出された場合（Ｓ１０９肯定）、問題肢特定部４５は、上向きの点頭運動が検出されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。上向きの点頭運動が検出された場合（Ｓ１１０肯定）、問題肢特定部４５は、左前肢を問題肢と特定する（Ｓ１１１）。一方、上向きの点頭運動が検出されない場合（Ｓ１１０否定）、問題肢特定部４５は、右後肢を問題肢と特定する（Ｓ１１２）。そして、後述するＳ１２０へ移行する。また、点頭運動が検出されない場合（Ｓ１０９否定）、後述するＳ１２０へ移行する。

問題肢特定部４５は、第２波形解析処理を実行する（Ｓ１２０）。

図３０は、第２波形解析処理の手順の一例を示すフローチャートである。この第２波形解析処理は、推定処理のＳ１２０から実行される。

図３０に示すように、問題肢特定部４５は、問題肢が未定であるか判定する（Ｓ１５０）。問題肢がまだ特定されていない場合、問題肢が未定と判定する。問題肢が特定されており、問題肢が未定ではない場合（Ｓ１５０否定）、推定処理のＳ１２１へ移行する。

一方、問題肢が未定である場合（Ｓ１５０肯定）、判別部４６は、馬がウォークの歩様で移動する際の動作波形から、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する（Ｓ１５１）。例えば、判別部４６は、馬がウォークの歩様で移動する際の上下方向、ヨー軸方向の動作波形を求め、上下方向、ヨー軸方向の動作波形から馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する。

候補特定部４４は、測定データ３５に基づいて、馬がウォークの歩様で移動する際の上下方向、左右方向、ヨー軸方向、前後方向の何れかの動作波形を求め、動作波形に非対称が規則的に表れるか判定する（Ｓ１５２）。動作波形に非対称が規則的に表れない場合（Ｓ１５２否定）、問題肢特定部４５は、問題肢をなしと特定し（Ｓ１５３）、推定処理のＳ１２１へ移行する。

一方、動作波形に非対称が規則的に表れる場合（Ｓ１５２肯定）、問題肢特定部４５は、判別部４６により判別された馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングに基づいて動作波形の乱れと連動する問題肢を特定し（Ｓ１５４）、推定処理のＳ１２１へ移行する。

図２８Ｃに戻り、出力部４７は、特定された問題肢を出力し（Ｓ１２１）、処理を終了する。例えば、出力部４７は、問題肢が特定された場合、特定された肢の名称を表示した画面を表示部３１に出力する。また、出力部４７は、問題肢が２択で特定された場合、２択とされた肢の名称を表示した画面を表示部３１に出力する。また、出力部４７は、問題肢が特定されなかった場合、問題肢が無い旨を表示した画面を表示部３１に出力する。

［効果］
上述してきたように、本実施例に係る推定装置１２は、馬に装着されたモーションセンサの測定データ２４に基づいて、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する。推定装置１２は、判別された馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングに基づいて、動作波形の乱れと連動する肢を特定する。これにより、推定装置１２は、馬に対して負担が少ない状態で跛行の原因となる問題肢を推定できる。

また、本実施例に係る推定装置１２は、測定データ２４に基づいて、前記動物の歩様を判定する。推定装置１２は、馬がウォークの歩様で移動する際の動作波形から、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する。ここで、生産・育成牧場で導入されている馬の運動は、ウォークが基本である。推定装置１２は、ウォークの動作波形からで跛行の原因となる問題肢を推定できることにより、意図的に跛行を発見しやすいトロットが調教メニューに組み込まれていなくても、問題肢を推定できる。また、多くの牧場で導入されているウォーキングマシンによる馬の運動は、無人で行われる。ウォーキングマシンによる運動時の歩様は、ウォークのみである。推定装置１２は、ウォークの動作波形からで跛行の原因となる問題肢を推定できることにより、例えば、ウォーキングマシンによる運動中の異常歩様を検知することができる。

また、本実施例に係る推定装置１２は、馬がウォークの歩様で移動する際の上下方向、ヨー軸方向の動作波形から、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する。評価装置１２は、左右方向、前後方向、上下方向、ヨー軸方向の少なくともいずれか１つの動作波形に基づいて、異常がある肢を特定する。これにより、推定装置１２は、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別でき、跛行の原因となる問題肢を精度良く推定できる。

また、本実施例に係る推定装置１２は、ヨー軸方向の加速度の正負が反転した時点を、当該時点からヨー軸方向の加速度が左回転方向に増加する場合は右前肢の離地のタイミング、当該時点からヨー軸方向の加速度が右回転方向に増加する場合は左前肢の離地のタイミングと判別する。また、推定装置１２は、上下方向の加速度の負から正に反転した時点を、当該時点でヨー軸方向が左回転方向である場合は右前肢の着地のタイミング、当該時点でヨー軸方向が右回転方向である場合は左前肢の着地のタイミングと判別する。また、評価装置１２は、右前肢の離地のタイミングと左前肢の離地のタイミングの中間を左後肢の離地のタイミングと判別する。また、評価装置１２は、左前肢の離地のタイミングと右前肢の離地のタイミングの中間を右後肢の離地のタイミングと判別する。また、評価装置１２は、右前肢の着地のタイミングと左前肢の着地のタイミングの中間を左後肢の着地のタイミングと判別する。また、評価装置１２は、左前肢の着地のタイミングと右前肢の着地のタイミングの中間を右後肢の着地のタイミングと判別する。これにより、評価装置１２は、馬の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを求めることができる。

また、本実施例に係る推定装置１２は、左右方向の動作波形でピークが大きい波形に離地のタイミングおよび着地のタイミングがある肢のうち、前後方向の動作波形が小さい肢を異常がある肢と特定する。これにより、推定装置１２は、問題肢を精度良く推定できる。

また、本実施例に係る推定装置１２は、理想的な動作波形に対して実際の動作波形が所定の割合以上乖離している期間に離地および着地のタイミングが対応する肢を問題肢と特定する。これにより、推定装置１２は、問題肢を精度良く推定できる。

次に、実施例２について説明する。実施例２では、推定装置１２を携帯端末装置とした場合について説明する。実施例２に係るシステム１０、計測装置１１の構成は、図１、図３に示した実施例１と同様であるため、説明を省略する。

図３１は、実施例２に係る推定装置の機能的な構成の一例を示す図である。実施例２に係る推定装置１２の構成は、図４に示した実施例１と略同様であるため、同一の部分については同一の符号を付し、主に異なる部分について説明する。

図３１に示すように、推定装置１２は、報知部３７をさらに有する。

報知部３７は、報知を行うデバイスである。例えば、報知部３７は、振動により報知を行うバイブレータや音により報知を行うスピーカーである。

また、制御部３４は、警告部４８をさらに有する。

警告部４８は、各種の警告を行う。例えば、警告部４８は、評価部４２による複数完歩の評価で左右のバランスが何れか一方に偏る状態が検出された場合、報知部３７を制御して警告を行う。例えば、警告部４８は、直近の所定期間または所定数の完歩の評価で左又は右の割合が、一方に偏る状態とみなす所定の閾値（例えば、８０％）以上である場合、警告を行う。この閾値は、外部から設定可能としてもよい。また、例えば、警告部４８は、問題肢が、特定の肢または２択の状態に特定された場合、報知部３７を制御して警告を行う。

図３２は、実施例２に係るシステムにより馬の健康管理を行う流れの一例を示す図である。計測装置１１は、健康管理を行う対象の馬１３の胸前に装着される。また、例えば、スマートフォンにアプリケーションソフトウェアをインストールしてスマートフォンを推定装置１２として機能させる。

馬１３のトレーニングを行う担当者は、推定装置１２を所持して、馬１３のトレーニングを行う。推定装置１２と計測装置１１は、ブルートゥース（登録商標）などの短距離無線通信により通信可能とする。推定装置１２は、計測装置１１から測定データ２４を随時受信して、リアルタイムに左右のバランスの評価を行う。推定装置１２は、評価の結果、複数完歩の評価で左右のバランスが何れか一方に偏る状態が検出された場合、警告を行う。また、推定装置１２は、問題肢が、特定の肢または２択の状態に特定された場合、警告を行い、問題肢と特定の肢または２択の状態の肢を表示する。これにより、推定装置１２は、トレーニング中にリアルタイムで跛行を検出して警告を行うことができるため、異常の発生を早期に検出できる。例えば、推定装置１２は、トレーニング中に跛行が検出された場合、警告を行うことで、トレーニングを中止させることができ、肢の異常の悪化を抑制させることができる。

トレーニング後、推定装置１２は、管理元の事務所に運ばれ、測定データ３５や評価データ３６が、記憶媒体を介して、又は、有線通信若しくは無線通信により端末装置１４にアップロードされる。端末装置１４は、アップロードされた測定データ３５や評価データ３６の管理を行う。なお、端末装置１４は、測定データ３５や評価データ３６を用いて馬１３の健康管理についてさらに詳細な分析を行ってもよい。

［効果］
上述してきたように、本実施例に係る推定装置１２は、トレーニング中に跛行が検出された場合、警告を行うことで、肢の異常が発生した場合に、異常の悪化を抑制させることができる。上述のように、生産・育成牧場で導入されている馬の運動は、ウォークが基本である。競馬や乗馬における調教において、ウォーミングアップは、ウォークから始まる。このため、推定装置１２は、ウォークの動作波形からで跛行の原因となる問題肢を推定できることにより、ウォーミングアップで問題肢を推定できる。

さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、開示の技術は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。

例えば、上記実施例２では、推定装置１２が測定データ３５や評価データ３６を管理元の事務所の端末装置１４にアップロードする場合を例示した。しかしながら、これらに限定されるものではない。例えば、推定装置１２が測定データ３５や評価データ３６をクラウド上のサーバ装置にアップロードしてもよい。図３３は、実施例３に係るシステムにより馬の健康管理を行う流れの一例を示す図である。例えば、推定装置１２は、測定データ３５や評価データ３６を移動体通信網などを介して、クラウド上のサーバ装置１５にアップロードする。サーバ装置１５は、アップロードされた測定データ３５や評価データ３６の管理を行う。また、サーバ装置１５は、測定データ３５や評価データ３６を用いて馬１３の健康管理についてさらに詳細な分析を行う。このように、クラウド上のサーバ装置１５で測定データ３５や評価データ３６の管理や分析を行うことで、調教師等は、外出先でもサーバ装置１５にアクセスして馬１３の健康状態を把握できる。

また、上記実施例では、馬の跛行の検知に適用した場合を例示した。しかしながら、これらに限定されるものではない。四肢で移動する動物は、四肢になんらかの異常が発生すると、異常が発生した肢を庇って跛行が発生する。よって、推定装置１２は、四肢で移動する動物の跛行の検知に用いることができる。

また、上記実施例では、左右のバランスの評価および点頭運動の検出を行って問題肢が特定されない場合、ウォークの動作波形から問題肢を特定する場合を例示した。しかしながら、これらに限定されるものではない。評価装置１２は、左右のバランスの評価および点頭運動の検出を行わず、ウォークの動作波形から問題肢を特定してもよい。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的状態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、格納部４０、受付部４１、評価部４２、判定部４３、候補特定部４４、問題肢特定部４５、判別部４６および出力部４７の各処理部が適宜統合されてもよい。また、各処理部の処理が適宜複数の処理部の処理に分離されてもよい。さらに、各処理部にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

［推定プログラム］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。図３４は、推定プログラムを実行するコンピュータの構成の一例を示す図である。

図３４に示すように、コンピュータ４００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１０、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４０を有する。これら４００〜４４０の各部は、バス５００を介して接続される。

ＨＤＤ４２０には上記の格納部４０、受付部４１、評価部４２、判定部４３、候補特定部４４、問題肢特定部４５、判別部４６および出力部４７と同様の機能を発揮する推定プログラム４２０Ａが予め記憶される。なお、推定プログラム４２０Ａについては、適宜分離してもよい。

また、ＨＤＤ４２０は、各種情報を記憶する。例えば、ＨＤＤ４２０は、ＯＳや発注量の決定に用いる各種データを記憶する。

そして、ＣＰＵ４１０が、推定プログラム４２０ＡをＨＤＤ４２０から読み出して実行することで、実施例の各処理部と同様の動作を実行する。すなわち、推定プログラム４２０Ａは、格納部４０、受付部４１、評価部４２、判定部４３、候補特定部４４、問題肢特定部４５、判別部４６および出力部４７と同様の動作を実行する。

なお、上記した推定プログラム４２０Ａについては、必ずしも最初からＨＤＤ４２０に記憶させることを要しない。

例えば、コンピュータ４００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ４００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ４００に接続される「他のコンピュータ（又はサーバ）」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ４００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

１０ システム
１１ 計測装置
１２ 推定装置
１３ 馬
２１ センサ部
２２ 記憶部
２３ 制御部
２４ 測定データ
３１ 表示部
３２ 入力部
３３ 記憶部
３４ 制御部
３５ 測定データ
３６ 評価データ
３７ 報知部
４０ 格納部
４１ 受付部
４２ 評価部
４３ 判定部
４４ 候補特定部
４５ 問題肢特定部
４６ 判別部
４７ 出力部
４８ 警告部

Claims (8)

1. コンピュータに、
   四肢で移動する動物の胸前に装着されたモーションセンサの測定データに基づいて、前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別し、
   判別された前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングに基づいて、前記動物が移動する際の動作波形の乱れと連動する肢を特定する
   処理を実行させることを特徴とする推定プログラム。
2. 前記コンピュータに、
   前記測定データに基づいて、前記動物の歩様を判定する処理をさらに実行させ、
   前記判別する処理は、前記動物がウォークの歩様で移動する際の動作波形から、前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の推定プログラム。
3. 前記判別する処理は、前記動物がウォークの歩様で移動する際の上下方向、ヨー軸方向の動作波形から、前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別し、
   前記特定する処理は、左右方向、前後方向、上下方向、ヨー軸方向の少なくともいずれか１つの動作波形に基づいて、異常がある肢を特定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の推定プログラム。
4. 前記判別する処理は、ヨー軸方向の加速度の正負が反転した時点を、当該時点からヨー軸方向の加速度が左回転方向に増加する場合は右前肢の離地のタイミング、当該時点からヨー軸方向の加速度が右回転方向に増加する場合は左前肢の離地のタイミングと判別し、上下方向の加速度の負から正に反転した時点を、当該時点でヨー軸方向が左回転方向である場合は右前肢の着地のタイミング、当該時点でヨー軸方向が右回転方向である場合は左前肢の着地のタイミングと判別し、右前肢の離地のタイミングと左前肢の離地のタイミングの中間を左後肢の離地のタイミングと判別し、左前肢の離地のタイミングと右前肢の離地のタイミングの中間を右後肢の離地のタイミングと判別し、右前肢の着地のタイミングと左前肢の着地のタイミングの中間を左後肢の着地のタイミングと判別し、左前肢の着地のタイミングと右前肢の着地のタイミングの中間を右後肢の着地のタイミングと判別する
   ことを特徴とする請求項２に記載の推定プログラム。
5. 前記特定する処理は、左右方向の動作波形でピークが大きい波形に離地のタイミングおよび着地のタイミングがある肢のうち、前後方向の動作波形が小さい肢を異常がある肢と特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の推定プログラム。
6. 前記特定する処理は、理想的な動作波形に対して実際の動作波形が所定の割合以上乖離している期間に離地および着地のタイミングが対応する肢を問題肢と特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の推定プログラム。
7. コンピュータが、
   四肢で移動する動物の胸前に装着されたモーションセンサの測定データに基づいて、前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別し、
   判別された前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングに基づいて、前記動物が移動する際の動作波形の乱れと連動する肢を特定する
   処理を実行することを特徴とする推定方法。
8. 四肢で移動する動物の胸前に装着されたモーションセンサの測定データに基づいて、前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングを判別する判別部と、
   前記判別部により判別された前記動物の四肢それぞれの離地および着地のタイミングに基づいて、前記動物が移動する際の動作波形の乱れと連動する肢を特定する特定部と、
   を有することを特徴とする情報処理装置。

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