JP6416722B2 - Step counting device, step counting method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、人の歩行または走行による歩数を計測するための歩数計測装置、歩数計測方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a step count measuring apparatus, a step count measuring method, and a program for measuring the number of steps due to walking or running of a person.
従来から、人の生体情報を測定するための生体情報測定装置として、着用した人の歩行または走行による歩数を計測するための歩数計測装置が知られている。歩数計測装置の多くは、直交する3軸の加速度センサを備え、その加速度センサによって着用した人の歩行または走行を検出し、歩行または走行による歩数を計測している。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a biological information measuring device for measuring human biological information, a step count measuring device for measuring the number of steps by walking or running of a worn person is known. Many of the step counting devices include three-axis acceleration sensors orthogonal to each other, detect the walking or running of a person wearing the acceleration sensor, and measure the number of steps by walking or running.
例えば、非特許文献1には、ピエゾ抵抗型3軸加速度センサによって、X軸、Y軸、およびZ軸の夫々の方向の加速度を検出し、検出した3軸の加速度を合成した値(3軸の加速度の合成値)が1Gよりも低くなった後に1Gよりも高くなったことを歩行の発生とみなして、歩数をカウントする技術が開示されている。また、非特許文献2には、3軸の合成値に基づいて歩数をカウントし、カウントした歩数を表示装置に表示させる従来の歩数計測装置のシステム構成図が開示されている。 For example, in Non-Patent Document 1, a piezoresistive three-axis acceleration sensor detects accelerations in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and a value obtained by combining the detected three-axis accelerations (three-axis The technique of counting the number of steps is considered that the fact that the combined value of the acceleration of (1) becomes higher than 1G after being lower than 1G is considered as the occurrence of walking. Non-Patent Document 2 discloses a system configuration diagram of a conventional step count measuring device that counts the number of steps based on a composite value of three axes and displays the counted number of steps on a display device.
非特許文献1や非特許文献2に開示された従来の歩数計測技術では、人の歩行を誤検出する場合があることが、本願発明者らの検討によって明らかとなった。以下、詳細に説明する。 It has been clarified by the inventors of the present application that the conventional step counting technique disclosed in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 may erroneously detect human walking. Details will be described below.
非特許文献1や非特許文献2に開示された従来の一般的な歩数計測技術では、(式1)によって、3軸の合成値を算出し、その値に基づいて人の歩行および走行を検出している。 In the conventional general step count measurement technique disclosed in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, a composite value of three axes is calculated by (Equation 1), and human walking and running are detected based on the calculated value. doing.
式(1)において、a[n]は3軸の加速度の合成値であり、ax[n]、ay[n]、およびaz[n]は、3軸の加速度センサによって計測された、歩数の計測を開始してからn(nは1以上の整数)番目の3軸夫々の方向の加速度の計測値である。 In equation (1), a [n] is a composite value of triaxial acceleration, and ax [n] , ay [n] , and az [n] are measured by a triaxial acceleration sensor. The measured values of acceleration in the directions of the nth (n is an integer of 1 or more) th axis from the start of step count measurement.
上記式(1)から理解されるように、3軸の加速度の合成値は常に“0”以上の値となる。そのため、各軸方向の加速度の値が全て“負”の値であったとしても、3軸の加速度の合成値は正となる。 As can be understood from the above equation (1), the combined value of the three-axis accelerations is always “0” or more. For this reason, even if the acceleration values in the respective axial directions are all “negative” values, the combined value of the triaxial accelerations is positive.
一般に、人の歩行時または走行時の動作(以下、「歩行動作」と称する。)では、左足および右足の一方が床に接触している接地期間と、左足および右足の両方が浮いている無接地期間とがある。接地期間では、一方の足が地面に就いた衝撃により、瞬間的に、地面から歩行者の身体に対して、地面に対して垂直上向き(鉛直上向き)に大きな力が加わる。無接地期間では、歩行者の身体は滞空しているので、身体に加わる力は地面に対して垂直下向き(鉛直下向き)の重力加速度のみが生じる。 In general, when a person walks or runs (hereinafter referred to as “walking motion”), the ground contact period in which one of the left foot and the right foot is in contact with the floor, and both the left foot and the right foot are not floating. There is a grounding period. In the ground contact period, due to the impact of one foot on the ground, a large force is instantaneously applied from the ground to the pedestrian's body vertically upward (vertically upward). Since the pedestrian's body is stagnant during the non-contact period, the force applied to the body generates only a gravitational acceleration that is vertically downward (vertically downward) with respect to the ground.
例えば、着用者の体動が大きい歩行動作時には、接地期間と無接地期間とが交互に繰り返され、歩行者の身体には、地面に対して垂直方向の加速度振動が生じる。この加速度振動の時間変化は、正弦的な周期波形になると考えられる。すなわち、歩行者の身体に生じる加速度の合成値は、接地期間において凸となり、無接地期間において凹となるような特性になる。したがって、この加速度の合成値のピークの発生を検出することで、歩数をカウントすることができる。 For example, during a walking motion in which the wearer's body movement is large, a ground contact period and a non-ground contact period are alternately repeated, and acceleration vibration in a direction perpendicular to the ground occurs in the pedestrian's body. This time change of acceleration vibration is considered to be a sinusoidal periodic waveform. In other words, the composite value of the acceleration generated in the pedestrian's body becomes a characteristic that is convex during the ground contact period and concave during the non-ground contact period. Therefore, the number of steps can be counted by detecting the occurrence of the peak of the composite value of acceleration.
一方、着用者の動きが緩慢で体動が小さい歩行動作時には、一つひとつが明確に分離され、且つ時間の長い接地期間が連続して発生する。これらの接地期間では、一方の足が着地したタイミングで3軸の加速度の合成値が上昇して上に凸となるピークが生じ、その後、加速度の合成値が低下する。すなわち、夫々の接地期間において、加速度の合成値は一つの大きなピークを有する波形となる。したがって、この場合も同様に、加速度の合成値のピークの発生を検出することで、歩数をカウントすることができる。 On the other hand, at the time of a walking motion in which the wearer's movement is slow and the body motion is small, each one is clearly separated and a long contact period is generated continuously. In these contact periods, the composite value of the triaxial acceleration rises at the timing when one of the feet lands, and a peak that protrudes upward is generated. Thereafter, the composite value of the acceleration decreases. That is, in each contact period, the composite value of acceleration becomes a waveform having one large peak. Therefore, in this case as well, the number of steps can be counted by detecting the occurrence of the peak of the acceleration composite value.
しかしながら、従来の歩数計測方法では、着用者の動きが緩慢で体動が小さい歩行動作のように、一つひとつの接地期間が長く、且つ夫々の接地時間が明確に分離されている歩行動作において、歩数の誤検出が発生する場合がある。 However, in the conventional step count measurement method, the number of steps in a walking operation in which each contact period is long and each contact time is clearly separated, such as a walking operation in which the wearer's movement is slow and the body motion is small. May occur.
図16は、従来の3軸の加速度センサを備えた歩数計測装置の歩数算出結果を示す図である。
図16には、着用者の動きが緩慢で体動が小さい歩行動作時における3軸の加速度の合成値の特性1001と、その合成値に基づいて計測された歩数1002とが示されている。
FIG. 16 is a diagram illustrating a step count calculation result of a step count measuring apparatus including a conventional triaxial acceleration sensor.
FIG. 16 shows a characteristic 1001 of a composite value of triaxial acceleration during a walking motion in which the wearer's movement is slow and the body motion is small, and the number of steps 1002 measured based on the composite value.
図16に示される歩数1002は、非特許文献1の「歩数の計測方法」および「表1」に記載された従来の歩数計測装置の歩数検出アルゴリズムにより計測したものである。具体的に、歩数1002は、第1ステップとして最初に3軸の合成値が閾値“0.9G”より低くなることを検出し、その後、第2ステップとして、一定時間(1秒)内に、3軸の合成値が閾値“1.1G”よりも高く且つ、前回の3軸の合成値との差が閾値“0.2G”以上であることを検出したら歩数としてカウントし、上記第2ステップが成立または不成立の場合に再び上記第1ステップに戻るという歩数検出アルゴリズムによって得られた結果である。 The step count 1002 shown in FIG. 16 is measured by the step count detection algorithm of the conventional step count measuring device described in “Step Count Measurement Method” and “Table 1” of Non-Patent Document 1. Specifically, the number of steps 1002 first detects that the combined value of the three axes is lower than the threshold “0.9G” as the first step, and then within a certain time (1 second) as the second step. If it is detected that the composite value of the three axes is higher than the threshold value “1.1G” and the difference from the previous composite value of the three axes is greater than or equal to the threshold value “0.2G”, the number of steps is counted. This is the result obtained by the step count detection algorithm that returns to the first step again when is established or not established.
図16に示されるように、一つひとつの接地期間において、一方の足が着地したタイミングで3軸の加速度の合成値が上昇し、上に凸となるピークが生じる。このピークの発生を検出することによって歩数がカウントされる。 As shown in FIG. 16, in each contact period, the combined value of the triaxial accelerations increases at the timing when one of the feet lands, and a peak that protrudes upward occurs. The number of steps is counted by detecting the occurrence of this peak.
しかしながら、これらの接地期間においては、接地後しばらくしてから一方の足で地面を蹴り出して前に進むタイミング(蹴り出しのタイミング)においても、3軸の加速度の合成値が上昇する。この蹴り出しタイミングにおいて、加速度の合成値の大きな上昇が発生した場合には、図16に示すように、合成値が上に凸となるピークが生じる。このピークが歩数検出に係る条件を満たした場合、参照符号1003に示すように、歩数の誤検出が発生してしまう。 However, in these contact periods, the composite value of the three-axis acceleration increases even at a timing when the ground is kicked out with one foot and then moves forward (the timing of kicking out) after a while. When a large increase in the composite value of acceleration occurs at the kicking-out timing, a peak in which the composite value is convex upward is generated as shown in FIG. When this peak satisfies the condition relating to the number of steps detection, as indicated by reference numeral 1003, the number of steps is erroneously detected.
このような歩数の誤検出があると、実際の歩数と検出された歩数との間に誤差が生じ、その誤差が累積されることで歩数計測装置としての正確性が著しく低下する。その結果、歩数計測装置の着用者に誤った情報を提示し、健康を心がけている着用者の生活の質を著しく損なわせるおそれがある。 If there is such an erroneous detection of the number of steps, an error occurs between the actual number of steps and the detected number of steps, and the error is accumulated, so that the accuracy as the step counting device is significantly lowered. As a result, wrong information is presented to the wearer of the pedometer, and there is a risk that the quality of life of the wearer who is keeping good health will be significantly impaired.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、人の歩行または走行による歩数の誤検出の発生を低減することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the occurrence of erroneous detection of the number of steps due to walking or running of a person.
本発明に係る歩数計測装置(1,2,3,4)は、複数の計測軸を有する加速度センサ(101)によって計測された夫々の計測軸(xa,ya,za)の加速度の計測値を合成して合成値を算出する合成値算出部(12)と、所定の条件を満たす合成値の変動を検出し、その検出回数に基づいて加速度センサの着用者による歩行または走行による歩数を算出する歩数算出部(14)とを有し、歩数算出部は、上記所定の条件を満たす合成値の変動を検出した後、所定期間(Tx)内に発生した所定の条件を満たす合成値の変動を歩数としてカウントしないことを特徴とする。 The step count measuring device (1, 2, 3, 4) according to the present invention obtains measured values of acceleration of the respective measurement axes (xa, ya, za) measured by the acceleration sensor (101) having a plurality of measurement axes. A composite value calculation unit (12) that combines and calculates a composite value, detects a change in the composite value that satisfies a predetermined condition, and calculates the number of steps by walking or running by the wearer of the acceleration sensor based on the number of detections. A step number calculating unit (14), and the step number calculating unit detects a variation of the composite value that satisfies the predetermined condition and detects a variation of the composite value that occurs within the predetermined period (Tx) after detecting the variation of the composite value that satisfies the predetermined condition. It is characterized by not counting as the number of steps.
上記歩数計測装置(1,2,3,4)において、合成値に基づいて着用者による歩行動作の歩行ピッチを推定する歩行ピッチ推定部(13)を更に有し、歩数算出部は、歩行ピッチ推定部によって推定された歩行ピッチに基づいて、上記所定期間の長さを変更してもよい。 The above step count measuring device (1, 2, 3, 4) further includes a walking pitch estimation unit (13) that estimates the walking pitch of the walking motion by the wearer based on the composite value, and the step calculation unit includes the walking pitch The length of the predetermined period may be changed based on the walking pitch estimated by the estimation unit.
上記歩数計測装置(1,2,3,4)において、歩行ピッチ推定部は、合成値の平均値からのばらつきの大きさに基づいて歩行ピッチを推定し、歩数算出部は、前記歩行ピッチの増大に応じて前記所定期間が短くなるように設定してもよい。 In the step count measuring device (1, 2, 3, 4), the walking pitch estimation unit estimates the walking pitch based on the magnitude of variation from the average value of the synthesized values, and the step count calculation unit calculates the walking pitch. You may set so that the said predetermined period may become short according to increase.
上記歩数計測装置(2,4)において、着用者の移動速度を算出する移動速度算出部(17)を更に有し、歩数算出部は、移動速度が閾値を超えていない場合には、所定の条件を満たす合成値の変動を前記歩数としてカウントし、移動速度算出部によって算出された移動速度が上記閾値を超えている場合には、上記所定の条件を満たす合成値の変動を歩数としてカウントしないようにしてもよい。 The step counting device (2, 4) further includes a moving speed calculating unit (17) for calculating the moving speed of the wearer, and the step calculating unit has a predetermined speed when the moving speed does not exceed the threshold value. The variation in the composite value that satisfies the condition is counted as the number of steps, and the variation in the composite value that satisfies the predetermined condition is not counted as the number of steps when the moving speed calculated by the moving speed calculation unit exceeds the threshold value. You may do it.
上記歩数計測装置(4)において、上記加速度センサを有するセンサ部(10)と、上記加速度センサによって計測された計測軸毎の加速度の計測値を出力する出力部(103)と、出力部から出力された計測軸毎の加速度の計測値を記憶する記憶部(11)とを更に有し、センサ部および出力部は第1端末(5)に形成され、記憶部、合成値算出部、前記歩行ピッチ推定部、および前記歩数算出部は上記第1端末とは異なる第2端末(6)に形成されていてもよい。 In the step counting device (4), a sensor unit (10) having the acceleration sensor, an output unit (103) for outputting a measured value of acceleration for each measurement axis measured by the acceleration sensor, and an output from the output unit A storage unit (11) for storing the measured acceleration value for each measurement axis, and the sensor unit and the output unit are formed in the first terminal (5), and the storage unit, the combined value calculation unit, and the walking The pitch estimation unit and the step count calculation unit may be formed in a second terminal (6) different from the first terminal.
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって表している。 In the above description, as an example, constituent elements on the drawing corresponding to the constituent elements of the invention are represented by reference numerals with parentheses.
本発明によれば、人の歩行または走行による歩数の誤検出の発生を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of erroneous detection of the number of steps due to walking or running of a person.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
≪実施の形態1≫
〈実施の形態1に係る歩数計測装置1の構成〉
図1は、実施の形態1に係る歩数計測装置の構成を示す図である。
同図に示される歩数計測装置1は、例えば人に代表される生体に装着され、加速度センサによる加速度の検出結果に基づいて、装着した生体(着用者)の歩行または走行による歩数を計測する装置である。歩数計測装置1は、加速度の検出結果に基づいて歩数を算出する際に、着用者の歩行動作の体動規模に応じて適切な歩数検出を行う機能を有している。
以下、歩数計測装置1の具体的な構成について説明する。
<< Embodiment 1 >>
<Configuration of Step Counting Apparatus 1 According to Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a step count measuring apparatus according to the first embodiment.
A step count measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 is mounted on a living body represented by a person, for example, and measures the number of steps by walking or running of the mounted living body (wearer) based on the detection result of acceleration by an acceleration sensor. It is. The step counting device 1 has a function of detecting an appropriate number of steps according to the body motion scale of the wearer's walking motion when calculating the number of steps based on the acceleration detection result.
Hereinafter, a specific configuration of the step count measuring apparatus 1 will be described.
図1に示すように、歩数計測装置1は、センサ部10、記憶部11、合成値算出部12、歩行ピッチ推定部13、歩数算出部14、および表示部15を含む。 As shown in FIG. 1, the step count measuring device 1 includes a sensor unit 10, a storage unit 11, a composite value calculation unit 12, a walking pitch estimation unit 13, a step count calculation unit 14, and a display unit 15.
センサ部10は、着用者の体の動きや重力によって生じる生体情報を読み取る機能部である。センサ部10は、例えば、複数の計測軸を有する加速度センサ101とA/D変換器102を含む。 The sensor unit 10 is a functional unit that reads biological information generated by the movement of the wearer's body and gravity. The sensor unit 10 includes, for example, an acceleration sensor 101 having a plurality of measurement axes and an A / D converter 102.
加速度センサ101は、例えば、X軸、Y軸、およびZ軸の3つの計測軸を有する3軸加速度センサであって、X軸、Y軸、およびZ軸の各計測軸の加速度を計測する。 The acceleration sensor 101 is a triaxial acceleration sensor having three measurement axes, for example, an X axis, a Y axis, and a Z axis, and measures the acceleration of each measurement axis of the X axis, the Y axis, and the Z axis.
A/D変換器102は、加速度センサ101によって計測されたアナログの各軸の計測値を所定の変換周期でディジタル信号に夫々変換し、X軸方向の加速度の計測値(X軸の加速度)ax[n]、Y軸方向の加速度の計測値(Y軸の加速度)ay[n]、およびZ軸方向の加速度の計測値(Z軸の加速度)az[n]として出力する。ここで、上述したように、nは1以上の整数であり、計測が開始されてからの順番(例えば、A/D変換処理が行われた順番)を表している。 The A / D converter 102 converts each analog axis measurement value measured by the acceleration sensor 101 into a digital signal at a predetermined conversion cycle, and measures an acceleration measurement value (X-axis acceleration) ax in the X-axis direction. [N], Y axis direction acceleration measurement value (Y axis acceleration) ay [n], and Z axis direction acceleration measurement value (Z axis acceleration) az [n]. Here, as described above, n is an integer equal to or greater than 1, and represents the order after the measurement is started (for example, the order in which the A / D conversion process is performed).
記憶部11は、センサ部10から出力された各軸の加速度の計測値を記憶するための機能部である。記憶部11としては、例えばフラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性のメモリやRAM(Random Access Memory)等を例示することができる。 The storage unit 11 is a functional unit for storing measured values of acceleration of each axis output from the sensor unit 10. Examples of the storage unit 11 include a rewritable nonvolatile memory such as a flash memory, a RAM (Random Access Memory), and the like.
合成値算出部12、歩行ピッチ推定部13、および歩数算出部14は、例えば、MCU(Memory Control Unit)等のプログラム処理装置が実行するプログラム処理によって実現される。 The composite value calculation unit 12, the walking pitch estimation unit 13, and the step count calculation unit 14 are realized by program processing executed by a program processing device such as an MCU (Memory Control Unit), for example.
合成値算出部12は、記憶部11に記憶された夫々の計測軸の加速度の計測値を合成して合成値を算出する。 The composite value calculation unit 12 calculates the composite value by combining the acceleration measurement values of the respective measurement axes stored in the storage unit 11.
歩行ピッチ推定部13は、歩行または走行時における着用者の体動規模を評価するための指標としての着用者の歩行ピッチを推定する機能部である。
ここで、歩行ピッチとは、単位時間(例えば、1分間)あたりの歩数である。
The walking pitch estimation unit 13 is a functional unit that estimates the wearer's walking pitch as an index for evaluating the wearer's body movement scale during walking or running.
Here, the walking pitch is the number of steps per unit time (for example, one minute).
歩数算出部14は、合成値算出部12によって算出された加速度の合成値に基づいて、着用者による歩行または走行による歩数を算出するための機能部である。具体的に、歩数算出部14は、歩数検出条件を満たす合成値の変動を検出し、その検出回数に基づいて歩数を算出する。 The number-of-steps calculation unit 14 is a functional unit for calculating the number of steps due to walking or running by the wearer based on the combined acceleration value calculated by the combined value calculation unit 12. Specifically, the step count calculation unit 14 detects a change in the composite value that satisfies the step count detection condition, and calculates the step count based on the number of detections.
ここで、歩数検出条件とは、加速度の合成値の時間経過に伴う変動に基づいて、歩行または走行の有無を判定するための条件である。なお、歩数検出条件の詳細については、後述する。 Here, the step count detection condition is a condition for determining the presence or absence of walking or running based on the variation of the combined value of acceleration with time. Details of the step count detection condition will be described later.
また、歩数算出部14は、歩数の算出処理を実行している期間において、合成値の変動が歩数検出条件を満たした場合であっても歩数としてカウントしない期間(以下、「制限期間Tx」と称する。)を有している。制限期間Txは、歩数算出部14が歩数検出条件を満たす合成値の変動を検出した直後(例えば、歩数をカウントした直後)に設定されている。 Also, the step count calculation unit 14 does not count as a step count (hereinafter referred to as “limit period Tx”) even when the change in the composite value satisfies the step count detection condition during the step count calculation process. It has). The limit period Tx is set immediately after the step count calculation unit 14 detects a change in the composite value that satisfies the step count detection condition (for example, immediately after counting the number of steps).
また、歩数算出部14は、歩行ピッチ推定部13による歩行ピッチの推定結果に基づいて、制限期間Txの長さを設定する。 In addition, the number-of-steps calculation unit 14 sets the length of the limit period Tx based on the walking pitch estimation result by the walking pitch estimation unit 13.
表示部15は、歩数算出部14によって算出された歩数の情報を、着用者を含むユーザに対して視覚的に提供するための機能部である。表示部15としては、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示装置を例示することができる。 The display unit 15 is a functional unit for visually providing information on the number of steps calculated by the number-of-steps calculation unit 14 to users including the wearer. Examples of the display unit 15 include display devices such as a liquid crystal display and an organic EL display.
〈実施の形態1に係る歩数計測装置1による歩数計測処理〉
次に、実施の形態1に係る歩数計測装置1による歩数計測処理について説明する。
図2は、実施の形態1に係る歩数計測装置による歩数計測処理の概要を示す図である。
<Step Counting Process by Step Counting Apparatus 1 According to Embodiment 1>
Next, the step count measurement process by the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the step count measurement process by the step count measuring apparatus according to the first embodiment.
先ず、歩数計測装置1は、記憶部11に記憶された加速度センサ101による3軸の加速度の計測値を合成して、加速度の合成値を算出する(S1)。次に、歩数計測装置1は、ステップS1で算出した加速度の合成値に基づいて、着用者による歩行ピッチを推定する(S2)。次に、歩数計測装置1は、ステップS2で推定した歩行ピッチに基づいて、歩数をカウントする際の制限期間Txの長さを決定する(S3)。その後、歩数計測装置1は、ステップS3で決定した制限期間Txに従って歩数検出条件を満たす加速度の合成値の変動を検出し、その検出回数に基づいて加速度センサの着用者による歩行または走行による歩数を算出する(S4)。 First, the step count measuring apparatus 1 synthesizes the measured values of triaxial acceleration by the acceleration sensor 101 stored in the storage unit 11 and calculates a combined value of acceleration (S1). Next, the step count measuring apparatus 1 estimates the walking pitch by the wearer based on the combined value of the accelerations calculated in step S1 (S2). Next, the step count measuring apparatus 1 determines the length of the limit period Tx when counting the number of steps based on the walking pitch estimated in step S2 (S3). Thereafter, the step counting device 1 detects a change in the combined value of accelerations that satisfies the step detection condition according to the limit period Tx determined in step S3, and based on the number of detections, calculates the number of steps due to walking or running by the wearer of the acceleration sensor. Calculate (S4).
その後は、算出された歩数の情報が表示部15に表示される。なお、上記歩数の情報は、表示部15に表示されるのみならず、記憶部11に記憶されてもよいし、外部の装置に無線または有線によって送信されてもよい。 Thereafter, the information on the calculated number of steps is displayed on the display unit 15. Note that the information on the number of steps is not only displayed on the display unit 15 but may be stored in the storage unit 11 or may be transmitted to an external device wirelessly or by wire.
次に、図2に示した歩数計測処理における各ステップについて、詳細に説明する。 Next, each step in the step count measurement process shown in FIG. 2 will be described in detail.
(1)ステップS1(加速度の合成値a[n]の算出処理)
ステップS1では、合成値算出部12が、記憶部11に記憶されたX軸の加速度ax[n]、Y軸の加速度ay[n]、およびZ軸の加速度az[n]に基づいて、3軸の加速度の合成値a[n]を算出する。具体的には、合成値算出部12は、上述した式(1)を解くことにより、3軸の加速度の合成値a[n]を算出する。
(1) Step S1 (calculation process of acceleration composite value a [n] )
In step S < b > 1, the composite value calculation unit 12 is based on the X-axis acceleration a x [n] , the Y-axis acceleration a y [n] , and the Z-axis acceleration a z [n] stored in the storage unit 11. Thus, a composite value a [n] of the triaxial acceleration is calculated. Specifically, the composite value calculation unit 12 calculates a composite value a [n] of triaxial acceleration by solving the above-described equation (1).
(2)ステップS2(歩行ピッチの推定処理)
ステップS2では、歩行ピッチ推定部13が着用者の歩行ピッチを推定する。
本願発明者による検討によれば、歩行ピッチと加速度の合成値a[n]の統計量との間に相関関係があることがわかっている。
(2) Step S2 (walking pitch estimation process)
In step S2, the walking pitch estimation unit 13 estimates the wearer's walking pitch.
According to the study by the present inventor, it has been found that there is a correlation between the statistic of the walking pitch and the synthesized value a [n] of acceleration.
図3は、歩行動作における加速度の合成値の統計量と歩行ピッチとの関係を示す図である。
図3には、被験者11名による歩行または走行時の歩行ピッチ(1分間あたりの歩数)と、歩行動作における加速度の合成値の統計量の一つである、加速度の合成値の平均値からのばらつきの大きさを表す分散S[n] 2の実測結果が示されている。
また、図3において、縦軸は加速度の合成値の分散〔G2〕を表し、横軸は歩行ピッチ〔spm:steps per minute〕を表している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a statistic of a composite value of acceleration in a walking motion and a walking pitch.
FIG. 3 shows the walking pitch (number of steps per minute) during walking or running by 11 subjects and the average value of the combined acceleration values, which is one of the statistics of the combined acceleration values in walking motion. An actual measurement result of the variance S [n] 2 representing the magnitude of the variation is shown.
In FIG. 3, the vertical axis represents the variance [G 2 ] of the synthesized value of acceleration, and the horizontal axis represents the walking pitch [spm: steps per minute].
図3から理解されるように、右上がりに計測結果が散布しており、歩行ピッチと分散との間には相関関係がある。例えば、歩行ピッチが低い歩行時には分散が小さくなり、歩行ピッチが高い走行時には分散が大きくなる。すなわち、歩行ピッチが高くなるほど、分散も高くなる傾向がある。したがって、加速度の合成値の分散を求めれば、着用者の歩行ピッチ(体動規模)を推定することができる。 As can be understood from FIG. 3, the measurement results are scattered in the upward direction, and there is a correlation between the walking pitch and the variance. For example, the variance decreases when walking with a low walking pitch, and increases when traveling with a high walking pitch. That is, the higher the walking pitch, the higher the variance. Therefore, if the variance of the composite value of acceleration is obtained, the walking pitch (body movement scale) of the wearer can be estimated.
n番目の加速度の合成値に対する分散S[n] 2は、式(2)によって表すことができる。
ここでは、一例として、分散を算出する際の合成値のサンプル数を“25”とし、n番目に計測された加速度の合成値に関する直近の時系列25個の加速度の合成値を用いている。
The variance S [n] 2 with respect to the composite value of the nth acceleration can be expressed by equation (2).
Here, as an example, the number of samples of the composite value when calculating the variance is “25”, and the composite value of the 25 most recent time series accelerations related to the composite value of the nth measured acceleration is used.
式(2)において、Av[n]は、加速度の合成値の平均値であり、式(3)で表すことができる。 In the equation (2), Av [n] is an average value of the combined acceleration values and can be represented by the equation (3).
ステップS2では、歩行ピッチ推定部13が、上記式(2),(3)の演算を行うことにより、n番目の加速度の合成値の分散S[n] 2を算出し、歩行ピッチを推定する。 In step S2, the walking pitch estimator 13 calculates the variance S [n] 2 of the composite value of the nth acceleration by calculating the above equations (2) and (3), and estimates the walking pitch. .
(3)ステップS3(制限期間Txの決定処理)
ステップS3では、歩数算出部14が制限期間Txの長さを決定する。
具体的には、歩数算出部14は、歩行ピッチの増大に応じて制限期間Txが短くなるように設定する。より具体的には、歩数算出部14は、歩行ピッチ推定部13によって算出されたn番目の加速度の合成値の分散S[n] 2に基づいて制限期間Txを決定する。
(3) Step S3 (determination process of the limit period Tx)
In step S3, the step count calculation unit 14 determines the length of the limit period Tx.
Specifically, the step count calculation unit 14 sets the limit period Tx to be shorter as the walking pitch increases. More specifically, the step count calculation unit 14 determines the limit period Tx based on the variance S [n] 2 of the composite value of the nth acceleration calculated by the walking pitch estimation unit 13.
図4は、制限期間Txの決定方法の一例を示す図である。
図4に示されるように、歩数算出部14は、分散S[n] 2の範囲に応じて異なる制限期間Txを定める。例えば、分散S[n] 2が0.26未満の場合には、制限期間Txを320msとし、分散S[n] 2が0.26以上0.6未満の場合には、制限期間Txを240msとし、分散S[n] 2が0.6以上の場合には、制限期間Txを120msとする。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for determining the limit period Tx.
As shown in FIG. 4, the step count calculation unit 14 determines different limit periods Tx according to the range of the variance S [n] 2 . For example, when the variance S [n] 2 is less than 0.26, the limit period Tx is 320 ms, and when the variance S [n] 2 is 0.26 or more and less than 0.6, the limit period Tx is 240 ms. When the variance S [n] 2 is 0.6 or more, the limit period Tx is set to 120 ms.
このように、歩数算出部14は、分散S[n] 2が大きいほど制限期間Txが短くなるように設定する。これによれば、例えば、歩行のように体動の小さい歩行動作の場合には制限期間Txが長く設定され、走行のように体動が大きい歩行動作の場合には、制限期間Txが短く設定される。 As described above, the step count calculation unit 14 sets the limit period Tx to be shorter as the variance S [n] 2 is larger. According to this, for example, the restriction period Tx is set to be long in the case of a walking action with a small body movement such as walking, and the restriction period Tx is set to be short in the case of a walking action with a large body movement like running. Is done.
なお、上記の例では、加速度の合成値の平均値からのばらつきの大きさを表す指標として分散を用いたが、分散の代わりに標準偏差を用いてもよい。標準偏差Sは、式(4)に示すように、分散S2の平方根をとることによって算出することができる。 In the above example, variance is used as an index representing the magnitude of variation from the average value of the combined acceleration values. However, standard deviation may be used instead of variance. The standard deviation S can be calculated by taking the square root of the variance S 2 as shown in equation (4).
(5)ステップS4(歩数の算出処理)
ステップS4では、歩数算出部14が、ステップS3で設定した制限期間Txに従って、ステップS1で算出された加速度の合成値a[n]の時間経過に伴う変動が歩数検出条件を満たした回数をカウントし、その回数を歩数として算出する。
(5) Step S4 (step count calculation process)
In step S4, the number-of-steps calculation unit 14 counts the number of times that the variation with time of the combined acceleration value a [n] calculated in step S1 satisfies the number of steps detection condition according to the limit period Tx set in step S3. The number of times is calculated as the number of steps.
ここでは、一例として、歩数算出部14は、図16に示した従来の歩数計測装置と同様の歩数検出条件を採用する。すなわち、歩数算出部14は、加速度の合成値a[n]が第1閾値(例えば0.9G)より低くなった後の一定時間(例えば1秒)内に、加速度の合成値a[n]が第2閾値(例えば1.1G)よりも高く、且つ前回の加速度の合成値a[n]との差が第3閾値(例えば0.2G)以上であることを、歩数検出条件とする。 Here, as an example, the step count calculation unit 14 employs the same step count detection condition as that of the conventional step count measuring apparatus shown in FIG. In other words, the step count calculation unit 14 determines that the combined acceleration value a [n] within a certain time (for example, 1 second) after the combined acceleration value a [n] becomes lower than the first threshold (for example, 0.9 G) . Is greater than the second threshold (eg, 1.1 G) and the difference from the previous acceleration composite value a [n] is greater than or equal to the third threshold (eg, 0.2 G) as a step count detection condition.
歩数算出部14は、加速度の合成値a[n]が上記歩数検出条件を満たした場合には、歩行または走行があったと判定し、歩数をカウントアップする。一方、加速度の合成値a[n]が上記歩数検出条件を満たさない場合には、歩数をカウントアップしない。 When the combined acceleration value a [n] satisfies the above-described step count detection condition, the step count calculation unit 14 determines that there has been a walk or a run and counts up the number of steps. On the other hand, when the combined value a [n] of acceleration does not satisfy the above step detection condition, the step count is not counted up.
また、歩数算出部14は、歩数検出条件を満たす合成値の変動を検出してから制限期間Txが経過するまで検出した次の合成値の変動は、歩数としてカウントしない。すなわち、歩行または走行を検出した直後の制限期間Tx内に、加速度の合成値a[n]の変動が上記歩数検出条件を満たした場合であっても、歩行または走行があったとは判定せず、歩数をカウントアップしない。 In addition, the step count calculation unit 14 does not count the next change in the composite value detected until the limit period Tx elapses after the change in the composite value satisfying the step count detection condition is detected. That is, even if the change in the acceleration acceleration value a [n] satisfies the above step detection condition within the limit period Tx immediately after detection of walking or running, it is not determined that walking or running has occurred. , Don't count up steps.
〈実施の形態1に係る歩数計測装置1による効果〉
図5は、実施の形態1に係る歩数計測装置1の歩数計測結果を示す図である。
図5には、図16に示した従来の歩数計測装置と同様の各計測軸の加速度のデータを用いることによって、歩数計測装置1が算出した加速度の合成値a[n]の特性2001と、歩数計測装置1が加速度の合成値a[n]に基づいて算出した歩数2002とが示されている。また、比較例として、図16に示した従来の歩数計測装置によって算出した歩数1002も示されている。
<Effects of the step counting device 1 according to Embodiment 1>
FIG. 5 is a diagram showing the step count measurement result of the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment.
In FIG. 5, by using the acceleration data of each measurement axis similar to the conventional step counting device shown in FIG. 16, the characteristic 2001 of the acceleration synthesized value a [n] calculated by the step counting device 1; A step count 2002 calculated by the step count measuring apparatus 1 based on the combined acceleration value a [n] is shown. As a comparative example, a step count 1002 calculated by the conventional step count measuring apparatus shown in FIG. 16 is also shown.
上述したように、歩数計測装置1では、歩数検出条件を満たす加速度の合成値a[n]の変動が検出されてから制限期間Txが経過するまでの間は、歩数検出条件を満たす加速度の合成値a[n]の次の変動が起こったとしても、歩行または走行があったと判定されない。その結果、歩数計測装置1では、図5に示すように、時刻t4からt5の接地期間において発生した蹴り出し時における加速度の合成値a[n]の上昇に伴う歩数のカウントは行われず、従来の歩数計測装置において発生していた歩数の誤検出を防止することができる。 As described above, in the step count measuring apparatus 1, a combination of accelerations satisfying the step count detection condition is detected until a limit period Tx elapses after a change in the synthesized value a [n] of the acceleration satisfying the step count detection condition is detected. Even if the next fluctuation of the value a [n] occurs, it is not determined that there was walking or running. As a result, as shown in FIG. 5, the step counting device 1 does not count the number of steps associated with the increase in the composite value a [n] of acceleration at the time of kicking that occurs during the contact period from time t4 to t5. It is possible to prevent erroneous detection of the number of steps that has occurred in the step counting device.
以上、実施の形態1に係る歩数計測装置1によれば、歩数検出条件を満たす加速度の合成値a[n]の変動が検出された後に歩数の検出をマスクする制限期間Txを設けるので、例えば、体動が小さい歩行動作において片足を蹴り出すタイミングで発生する加速度の合成値の上昇に伴う歩数の誤検出を防止することができる。 As described above, according to the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment, since the limit period Tx for masking the detection of the step count is provided after the change in the synthesized value a [n] of the acceleration satisfying the step count detection condition is provided, for example, Further, it is possible to prevent erroneous detection of the number of steps due to an increase in the composite value of acceleration generated at the timing of kicking one leg in a walking motion with a small body motion.
これにより、従来の歩数計測装置に比べて、歩数の誤検出の発生を低減することができ、歩数計測装置の着用者に対して、より正確な歩数の情報を提示することが可能となる。 Thereby, compared with the conventional step counting device, it is possible to reduce the occurrence of erroneous detection of the step number, and it is possible to present more accurate step number information to the wearer of the step counting device.
また、歩数計測装置1によれば、制限期間Txを着用者の歩行ピッチに応じて変更するので、様々な歩行動作に対応した適切な歩数計測を実現することができる。 Moreover, according to the step count measuring apparatus 1, since the restriction | limiting period Tx is changed according to a wearer's walking pitch, the suitable step count measurement corresponding to various walking motion is realizable.
例えば、歩行ピッチの低い(体動が小さい)歩行動作において、1回の歩行を検出してから280ms後に、歩数検出条件を満たす加速度の合成値の変動が起きる場合には、図5に示すように制限期間Txを320msに設定すれば、その変動は歩数としてカウントされないようにすることができる。 For example, in a walking action with a low walking pitch (small body movement), if a change in the combined value of accelerations that satisfies the step count detection condition occurs 280 ms after detecting one walk, as shown in FIG. If the limit period Tx is set to 320 ms, the fluctuation can be prevented from being counted as the number of steps.
一方、ランニング等のように歩行ピッチの高い(体動が大きい)歩行動作は、ピッチの低い歩行動作に比べて一つひとつの接地期間が短いので、制限期間Txを上述の歩行時と同一の値に設定すると、本来検出すべき歩行が検出できなくなるような事態が生じる可能性がある。 On the other hand, a walking action with a high walking pitch (large body movement) such as running has a shorter ground contact period than a walking action with a low pitch, so the limit period Tx is set to the same value as the above walking time. If set, there is a possibility that a situation in which a walk that should be detected cannot be detected occurs.
そこで、実施の形態1に係る歩数計測装置1のように、歩行ピッチが高いほど制限期間Txが短くなるように設定することで、本来検出すべき歩行または走行が検出できなくなるという事態を回避することができる。
すなわち、歩数計測装置1によれば、歩行時のように体動が小さい場合には、制限期間Txが長く設定され、走行時のように体動が大きい場合には、制限期間Txが短く設定されるので、様々な歩行動作に対応した適切な歩数検出を実現することができる。
Therefore, as in the step counting device 1 according to the first embodiment, by setting the restriction period Tx to be shorter as the walking pitch is higher, it is possible to avoid a situation in which the originally detected walking or running cannot be detected. be able to.
That is, according to the step count measuring apparatus 1, when the body movement is small as during walking, the restriction period Tx is set to be long, and when the body movement is large as during running, the restriction period Tx is set to be short. Therefore, it is possible to realize appropriate number of steps detection corresponding to various walking motions.
≪実施の形態2≫
図6は、実施の形態2に係る歩数計測装置の構成を示す図である。
実施の形態2に係る歩数計測装置2は、着用者の移動速度に基づいて歩数検出を制限する機能を備える点において、実施の形態1に係る歩数計測装置1と相違し、その他の点においては、実施の形態1に係る歩数計測装置1と同様である。
<< Embodiment 2 >>
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the step count measuring apparatus according to the second embodiment.
The step count measuring apparatus 2 according to the second embodiment is different from the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment in that it has a function of limiting the detection of the number of steps based on the moving speed of the wearer. This is the same as the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment.
具体的に、歩数計測装置2は、実施の形態1に係る歩数計測装置1を構成する機能部に加えて位置情報取得部16と移動速度算出部17を更に有し、歩数算出部14の代わりに歩数検出部18を備える。 Specifically, the step count measuring device 2 further includes a position information acquisition unit 16 and a moving speed calculation unit 17 in addition to the functional units constituting the step count measuring device 1 according to the first embodiment. The step number detecting unit 18 is provided.
なお、実施の形態2に係る歩数計測装置2において実施の形態1に係る歩数計測装置1と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 In the step count measuring apparatus 2 according to the second embodiment, the same components as those in the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
位置情報取得部16は、着用者の位置情報を取得するための機能部である。 The position information acquisition unit 16 is a functional unit for acquiring the wearer's position information.
ここで、上記位置情報は、例えばGPSや携帯電話などの無線通信システムより提供される位置に関する情報である。上記位置情報には、例えば、人工衛星から不連続に到来する、着用者が存在する場所の緯度の情報と経度の情報とが含まれる。 Here, the position information is information related to a position provided by a wireless communication system such as a GPS or a mobile phone. The position information includes, for example, latitude information and longitude information of a place where a wearer exists discontinuously from an artificial satellite.
例えば、位置情報取得部16は、GPSや携帯電話などの無線通信システムから送信されたデータを受信するためのアンテナや通信回路等を含んでいる。 For example, the position information acquisition unit 16 includes an antenna, a communication circuit, and the like for receiving data transmitted from a wireless communication system such as a GPS or a mobile phone.
移動速度算出部17は、位置情報取得部16によって取得した位置情報に基づいて、着用者の移動速度を算出する機能部である。
具体的に、移動速度算出部17は、位置情報取得部16によって取得した緯度および経度の情報の時間変化から移動速度を算出する。より具体的には、移動速度算出部17は、球(地球)の中心からその球面における2つの地点を夫々結んだ2つ直線によって作られる角度を算出し、その角度に基づいて移動速度を算出する。
以下、移動速度算出部17による移動速度の算出方法について詳細に説明する。
The movement speed calculation unit 17 is a functional unit that calculates the movement speed of the wearer based on the position information acquired by the position information acquisition unit 16.
Specifically, the movement speed calculation unit 17 calculates the movement speed from the time change of the latitude and longitude information acquired by the position information acquisition unit 16. More specifically, the moving speed calculation unit 17 calculates an angle formed by two straight lines connecting two points on the spherical surface from the center of the sphere (Earth), and calculates the moving speed based on the angle. To do.
Hereinafter, a method for calculating the moving speed by the moving speed calculator 17 will be described in detail.
先ず、移動速度算出部17は、n番目に計測された着用者の地点の緯度をδ[n]、経度をλ[n]、n+1番目に計測された着用者の地点の緯度をδ[n+1]、経度をλ[n+1]としたとき、地球の中心から2つの地点を夫々結んだ2つ直線によって作られる角度dを算出する。 First, the moving speed calculation unit 17 sets the latitude of the wearer's point measured nth to δ [n], the longitude is λ [n], and the latitude of the wearer's point measured n + 1 is δ [n + 1]. ] When longitude is λ [n + 1], an angle d formed by two straight lines connecting two points from the center of the earth is calculated.
ここで、角度dは、球面三角法の公式より、式(5)で表すことができる。
式(5)において、経度は,東経を正、西経を負とし、緯度は,北緯を正、南緯を負としている。また、角度dの単位はラジアンである。
Here, the angle d can be expressed by Expression (5) from the spherical trigonometric formula.
In equation (5), longitude is positive in east longitude, negative in west longitude, and latitude is positive in north latitude and negative in south latitude. The unit of the angle d is radians.
ここで、知りたいのは角度dであるが、徒歩での移動距離は、地球の大きさに対して非常に小さく、角度が小さいとき余弦はほとんど変化しないため、GPSなどの機械精度の誤差の影響を受ける可能性がある。そこで、式(5)を、左辺の余弦を正弦に変換した式(6)に書き換える。 Here, what we want to know is the angle d, but the walking distance is very small with respect to the size of the earth, and when the angle is small, the cosine hardly changes. May be affected. Therefore, Equation (5) is rewritten to Equation (6) in which the cosine on the left side is converted to sine.
ここで、上記式(6)は、式(5)を半角・倍角公式を用いて変形したものであり、いかなる近似も使用していないので、式(5)と等価である。それ故、原理を変えずに、歩行へ適応条件を広げることを可能にしている。 Here, the above equation (6) is obtained by modifying the equation (5) using the half-width / double-angle formula and does not use any approximation, and therefore is equivalent to the equation (5). Therefore, it is possible to expand the adaptation condition to walking without changing the principle.
そこで、移動速度算出部17は、先ず、式(6)からsin2(d/2)を算出する。次に、移動速度算出部17は、sin2(d/2)の平方根に対する正弦の逆関数(arcsin)を算出した上で、その値を2倍することにより、角度dを算出する。 Therefore, the moving speed calculation unit 17 first calculates sin 2 (d / 2) from the equation (6). Next, the moving speed calculation unit 17 calculates an angle d by calculating an inverse function (arcsin) of the sine with respect to the square root of sin 2 (d / 2) and then doubling the value.
次に、移動速度算出部17は、2つの地点間の距離Rを算出する。
扇形の弧の長さは中心角と半径の積で表されることから、角度dに地球の平均半径(=6370km)を乗じることにより、2つ地点間の距離Rを求めることができる。具体的には、移動速度算出部17は、下記式(7)を解くことによって、2つの地点間の距離R〔km〕を算出する。
Next, the moving speed calculation unit 17 calculates the distance R between the two points.
Since the length of the fan-shaped arc is expressed by the product of the central angle and the radius, the distance R between the two points can be obtained by multiplying the angle d by the average radius of the earth (= 6370 km). Specifically, the moving speed calculation unit 17 calculates a distance R [km] between two points by solving the following equation (7).
式(7)において、距離Rは、位置情報を取得するサンプリング間隔あたりの移動距離である。したがって、上記サンプリング間隔をT[秒]とすれば、移動速度v〔km/h〕を算出することができる。具体的には、移動速度算出部17は、式(8)を解くことによって、着用者の移動速度v〔km/h〕を算出する。 In Expression (7), the distance R is a moving distance per sampling interval for acquiring position information. Therefore, if the sampling interval is T [seconds], the moving speed v [km / h] can be calculated. Specifically, the movement speed calculation unit 17 calculates the wearer's movement speed v [km / h] by solving Equation (8).
歩数算出部18は、移動速度算出部17によって算出された着用者の移動速度vに基づいて、歩数検出の有効/無効を判定する。 The number-of-steps calculation unit 18 determines the validity / invalidity of the number of steps detection based on the wearer's movement speed v calculated by the movement speed calculation unit 17.
図7は、移動速度vに基づく歩数検出の有効/無効の決定方法の一例を示す図である。
歩数算出部18は、移動速度vが閾値よりも大きいか否かを判定することにより、歩数検出の有効/無効を決定する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a method for determining whether to detect the number of steps based on the moving speed v.
The step count calculation unit 18 determines whether the step count detection is valid / invalid by determining whether or not the moving speed v is greater than a threshold value.
例えば、図7に示されるように、移動速度vが閾値vt=35km/h未満の場合には、歩数検出を有効とし、制限期間Tx以外の期間において歩数検出条件を満たす加速度の合成値の変動を検出したら歩数としてカウントする。一方、移動速度vが閾値vt=35km/h以上の場合には、歩数検出を無効とし、歩数検出条件を満たす加速度の合成値の変動を検出したとしても、歩数としてカウントしない。 For example, as shown in FIG. 7, when the moving speed v is less than the threshold value vt = 35 km / h, the detection of the number of steps is validated, and the change in the combined value of the accelerations satisfying the number of steps detection condition in the period other than the limit period Tx. When it is detected, it is counted as the number of steps. On the other hand, when the moving speed v is greater than or equal to the threshold value vt = 35 km / h, the step count detection is invalidated, and even if a change in the combined value of accelerations that satisfies the step count detection condition is detected, the step count is not counted.
以上、実施の形態2に係る歩数計測装置2によれば、着用者の移動速度に応じて歩数検出の有効/無効を切り替えることができるので、例えば、着用者の移動速度が一般的な歩行や走行とかけ離れた値(例えば時速35km以上)であり、着用者が自動車、自転車または電車等の乗り物で移動していることが推察される場合には、歩数検出条件を満たす加速度の合成値の変動が生じても、歩数をカウントしないように設定することができる。これにより、歩数の誤検出の発生を更に低減することができる。 As described above, according to the step count measuring apparatus 2 according to the second embodiment, the validity / invalidity of the step count detection can be switched according to the wearer's moving speed. If the value is far from running (for example, 35 km / h or more) and it is assumed that the wearer is moving on a vehicle such as an automobile, bicycle, or train, the change in the combined value of acceleration that satisfies the step detection condition It can be set so that the number of steps is not counted even if this occurs. Thereby, the occurrence of erroneous detection of the number of steps can be further reduced.
≪実施の形態3≫
図8は、実施の形態3に係る歩数計測装置の構成を示す図である。
実施の形態3に係る歩数計測装置3は、着用者の歩行動作時の地面に対して垂直方向の加速度振動を考慮して加速度の合成値を補正し、補正した合成値に基づいて歩数検出を行う点において、実施の形態1に係る歩数計測装置1と相違し、その他の点においては、実施の形態1に係る歩数計測装置1と同様である。
<< Embodiment 3 >>
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the step count measuring apparatus according to the third embodiment.
The step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment corrects a composite value of acceleration in consideration of acceleration vibration in a direction perpendicular to the ground during the wearer's walking motion, and detects the number of steps based on the corrected composite value. The steps are different from the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment, and the other points are the same as the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment.
具体的に、歩数計測装置3は、傾斜算出部20、振動方向判定部21、および合成値補正部22を更に有している。傾斜算出部20、振動方向判定部21、および合成値補正部22は、歩行ピッチ推定部13等と同様に、MCU等のプログラム処理装置が実行するプログラム処理によって実現される。 Specifically, the step count measuring device 3 further includes an inclination calculation unit 20, a vibration direction determination unit 21, and a composite value correction unit 22. Similar to the walking pitch estimation unit 13 and the like, the inclination calculation unit 20, the vibration direction determination unit 21, and the composite value correction unit 22 are realized by program processing executed by a program processing device such as an MCU.
傾斜算出部20は、歩数計測装置を生体に着用したときの加速度センサ101の取り付け角度を検出するための機能部である。具体的に、傾斜算出部20は、記憶部11に記憶された各計測軸の加速度の計測値に基づいて、加速度センサ101の地面に対して垂直な方向(鉛直方向)に対する傾き(傾斜)を算出する。 The inclination calculation unit 20 is a functional unit for detecting an attachment angle of the acceleration sensor 101 when the step count measuring device is worn on a living body. Specifically, the inclination calculation unit 20 calculates an inclination (inclination) with respect to a direction (vertical direction) perpendicular to the ground of the acceleration sensor 101 based on the measurement value of the acceleration of each measurement axis stored in the storage unit 11. calculate.
振動方向判定部21は、傾斜算出部20によって算出された傾斜に基づいて、加速度センサ101を着用した着用者の鉛直方向の振動の向き(位相)を判定する機能部である。 The vibration direction determination unit 21 is a functional unit that determines the direction (phase) of vibration in the vertical direction of the wearer wearing the acceleration sensor 101 based on the inclination calculated by the inclination calculation unit 20.
合成値補正部22は、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の動きに応じて、加速度の合成値を補正するための機能部である。具体的に、合成値補正部22は、振動方向判定部21によって判定された着用者の鉛直方向の振動の向きに基づいて、合成値算出部12によって算出された合成値を補正する。 The composite value correction unit 22 is a functional unit for correcting the composite value of acceleration according to the vertical movement of the wearer of the acceleration sensor 101. Specifically, the composite value correction unit 22 corrects the composite value calculated by the composite value calculation unit 12 based on the vibration direction of the wearer in the vertical direction determined by the vibration direction determination unit 21.
歩行ピッチ推定部23および歩数算出部24は、合成値算出部12によって算出された加速度の合成値の代わりに、合成値補正部22によって補正された加速度の合成値を用いて、実施の形態1に係る歩行ピッチ推定部13および歩数算出部14と同様の処理を行う。 The walking pitch estimation unit 23 and the step count calculation unit 24 use the composite value of acceleration corrected by the composite value correction unit 22 in place of the composite value of acceleration calculated by the composite value calculation unit 12, and the first embodiment. The same processing as the walking pitch estimation unit 13 and the step count calculation unit 14 is performed.
次に、実施の形態3に係る歩数計測装置3による歩数計測処理について説明する。 Next, step count measurement processing by the step count measuring apparatus 3 according to Embodiment 3 will be described.
図9は、実施の形態3に係る歩数計測装置による歩数計測処理の概要を示す図である。
先ず、歩数計測装置3は、実施の形態1に係る歩数計測装置1と同様に、記憶部11に記憶された加速度センサ101による3軸の加速度の計測値を合成して、加速度の合成値を算出する(S1)。次に、歩数計測装置3は、各計測軸の加速度の計測値に基づいて、加速度センサ101の鉛直方向に対する傾斜を算出する(S6)。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of the step count measurement process by the step count measuring apparatus according to the third embodiment.
First, similarly to the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment, the step count measuring apparatus 3 synthesizes the measurement values of the three axes of acceleration by the acceleration sensor 101 stored in the storage unit 11, and obtains the synthesized value of the acceleration. Calculate (S1). Next, the step count measuring device 3 calculates the inclination of the acceleration sensor 101 with respect to the vertical direction based on the measurement value of the acceleration of each measurement axis (S6).
次に、歩数計測装置3は、ステップS6で算出した傾斜に基づいて、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動の向きを判定する(S7)。次に、歩数計測装置3は、ステップS7で判定した振動の向きに基づいて、ステップS1で算出した各計測軸の加速度の合成値を補正する(S8)。 Next, the step counting device 3 determines the direction of vibration in the vertical direction of the wearer of the acceleration sensor 101 based on the inclination calculated in step S6 (S7). Next, the step count measuring device 3 corrects the synthesized value of the acceleration of each measurement axis calculated in step S1 based on the vibration direction determined in step S7 (S8).
その後、歩数計測装置3は、実施の形態1に係る歩数計測装置1と同様に、ステップS8で算出した補正後の合成値に基づいて、歩行ピッチの推定処理(S2)、制限期間Txの決定処理(S3)、および歩数の算出処理(S4)を実行する。 After that, the step counting device 3 determines the walking pitch estimation process (S2) and the limit period Tx based on the corrected composite value calculated in step S8, similarly to the step counting device 1 according to the first embodiment. Processing (S3) and step count calculation processing (S4) are executed.
次に、図9に示した歩数計測処理における各ステップについて、詳細に説明する。
ここでは、実施の形態3に係る歩数計測装置3に特有の処理ステップであるステップS6、ステップS7、およびステップS8について詳細に説明し、実施の形態1に係る歩数計測装置1と同様の処理ステップS2〜S4については、説明を省略する。
Next, each step in the step count measurement process shown in FIG. 9 will be described in detail.
Here, step S6, step S7, and step S8, which are processing steps unique to the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment, will be described in detail, and the same processing steps as the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment will be described. A description of S2 to S4 is omitted.
(1)ステップS6(傾斜の算出処理)
ステップS6では、傾斜算出部20が、加速度センサ101の鉛直方向に対する傾斜を算出する。
具体的に、傾斜算出部20は、先ず、3軸の加速度の合成値a[n]から高周波成分を除去することにより、重力加速度に基づくベクトル量を抽出する処理を行う。次に、傾斜算出部20は、抽出した重力加速度に基づくベクトル量に基づいて、重力加速度に対する加速度センサ101の各計測軸の傾斜を算出する処理を行う。以下、上記の各処理について具体的に説明する。
(1) Step S6 (inclination calculation process)
In step S6, the inclination calculation unit 20 calculates the inclination of the acceleration sensor 101 with respect to the vertical direction.
Specifically, the inclination calculating unit 20 first performs a process of extracting a vector amount based on the gravitational acceleration by removing a high-frequency component from the combined value a [n] of the triaxial acceleration. Next, the inclination calculation unit 20 performs a process of calculating the inclination of each measurement axis of the acceleration sensor 101 with respect to the gravitational acceleration based on the extracted vector amount based on the gravitational acceleration. Hereinafter, each of the above processes will be specifically described.
図10は、傾斜算出部20の内部構成の一例を示す図である。
図10に示されるように、傾斜算出部20は、ローパスフィルタ201と、角度算出部202とを含む。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of the inclination calculation unit 20.
As shown in FIG. 10, the inclination calculation unit 20 includes a low-pass filter 201 and an angle calculation unit 202.
ローパスフィルタ201は、上述の重力加速度に基づくベクトル量を抽出する処理を実現するための機能であり、記憶部11に記憶されたX軸の加速度ax[n]、Y軸の加速度ay[n]、Z軸の加速度az[n]、および3軸の加速度の合成値a[n]に対して、帯域制限処理を行う。
本実施の形態では、ローパスフィルタ201として、式(9)で示される帯域制限処理を行うフィルタを例にとり、説明する。
The low-pass filter 201 is a function for realizing the process of extracting the vector quantity based on the gravitational acceleration described above, and the X-axis acceleration a x [n] and the Y-axis acceleration a y [ n] , the Z-axis acceleration a z [n] , and the combined value a [n] of the three-axis acceleration are subjected to band limiting processing.
In the present embodiment, the low-pass filter 201 will be described using a filter that performs the band limiting process represented by Expression (9) as an example.
式(9)において、β[n]はローパスフィルタ201の入力を表し、上述したax[n]、ay[n]、az[n]、およびa[n]の何れかが代入される。β´[n]は、ローパスフィルタ201の出力を表している。また、hは任意のフィルタ係数であり、0から1の範囲の値である。hを“1”に近いほど、ローパスフィルタ201の帯域制限の効果が強くなり、除去される周波数帯域が広くなる。 In equation (9), β [n] represents the input of the low-pass filter 201, and any of the above-described a x [n] , a y [n] , a z [n] , and a [n] is substituted. The β ′ [n] represents the output of the low-pass filter 201. Further, h is an arbitrary filter coefficient and is a value in the range of 0 to 1. The closer h is to “1”, the stronger the band limiting effect of the low-pass filter 201 and the wider the frequency band to be removed.
式(9)において、例えばh=0.9とした場合、1つ前の計測周期で計測された加速度の90%が、次の計測周期で計測された加速度に引き継がれるということを意味する。フィルタ係数hを0.9程度(例えば、h=0.85〜0.95)に設定することにより、鋭い凹凸の発生のみを前回測定値の継続という手段によって除去できる。 In equation (9), for example, when h = 0.9, it means that 90% of the acceleration measured in the previous measurement cycle is taken over by the acceleration measured in the next measurement cycle. By setting the filter coefficient h to about 0.9 (for example, h = 0.85 to 0.95), only the occurrence of sharp irregularities can be removed by means of continuation of the previous measurement value.
このように、ローパスフィルタ201に加速度のデータを入力すると、その加速度のデータに含まれる高周波成分、すなわち鋭い凹凸が除去されるので、時間経過に伴う加速度の変化(加速度の特性)が正弦波に近い形状となる。 As described above, when acceleration data is input to the low-pass filter 201, high-frequency components included in the acceleration data, that is, sharp irregularities are removed, so that a change in acceleration (acceleration characteristics) with time elapses into a sine wave. Close shape.
上述のステップS6における、重力加速度に基づくベクトル量を抽出するため処理では、ローパスフィルタ201に加速度の合成値a[n]を入力することにより、高周波成分が除去され、低周波数成分のみを含む合成値a´[n]が算出される。これにより、加速度センサ101の着用者の体動による加速度成分が除去され、重力加速度の成分が支配的なベクトル量a´[n]を得ることができる。以下、このベクトル量a´[n]を、重力加速度に基づくベクトル量a´[n]と称する。 In the process for extracting the vector quantity based on the gravitational acceleration in the above-described step S6, the high frequency component is removed by inputting the acceleration composite value a [n] to the low-pass filter 201, and the synthesis includes only the low frequency component. The value a ′ [n] is calculated. Thereby, the acceleration component due to the body movement of the wearer of the acceleration sensor 101 is removed, and the vector amount a ′ [n] in which the gravitational acceleration component is dominant can be obtained. Hereinafter, the vector quantity a'[n], referred to as vector quantity a'[n] based on the gravitational acceleration.
この重力加速度に基づくベクトル量a´[n]を参照することにより、重力加速度の向きを判定することが可能となる。また、式(9)で表されるローパスフィルタ201によれば、式(9)における右辺の2項目“(1−h)β[n]”によって、次の計測周期で計測された加速度のデータの一部(h=0.9の場合、次の計測周期の加速度のデータの10%)が更新されるため、着用者の姿勢の大まかな変動にも追随することが可能となる。 By referring to the vector quantity a ′ [n] based on the gravitational acceleration, it is possible to determine the direction of the gravitational acceleration. Further, according to the low-pass filter 201 represented by the equation (9), acceleration data measured in the next measurement cycle by the two items “(1-h) β [n]” on the right side in the equation (9). Is updated (in the case of h = 0.9, 10% of the acceleration data of the next measurement cycle), it is possible to follow a rough change in the posture of the wearer.
なお、一般的に加速度センサでは、重力加速度そのものではなく、その抗力を反作用として計測しているため、重力加速度に基づくベクトル量a´[n]は、重力加速度の反作用を表している。 In general, an acceleration sensor measures not the gravitational acceleration itself but the reaction force as a reaction, and thus the vector amount a ′ [n] based on the gravitational acceleration represents the reaction of the gravitational acceleration.
角度算出部202は、上述の重力加速度に対する加速度センサ101の各計測軸の傾斜を算出する処理を実現するための機能部であり、重力加速度に対する加速度センサ101の各計測軸の傾きを算出する。 The angle calculation unit 202 is a functional unit for realizing the process of calculating the inclination of each measurement axis of the acceleration sensor 101 with respect to the gravitational acceleration, and calculates the inclination of each measurement axis of the acceleration sensor 101 with respect to the gravitational acceleration.
図11は、重力加速度に対する加速度センサ101の各計測軸の傾きを算出する処理を説明するための図である。
図11において、Z軸は、地面に対して垂直な方向(鉛直方向)の軸である。X軸およびY軸は、互いに直交し、且つZ軸に対しても直交する軸である。また、xa軸、ya軸、およびza軸は、加速度センサ101の計測軸である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a process of calculating the inclination of each measurement axis of the acceleration sensor 101 with respect to the gravitational acceleration.
In FIG. 11, the Z axis is an axis perpendicular to the ground (vertical direction). The X axis and the Y axis are orthogonal to each other and also orthogonal to the Z axis. Further, the xa axis, the ya axis, and the za axis are measurement axes of the acceleration sensor 101.
加速度センサ101の計測軸であるxa軸、ya軸、およびza軸の向きは、着用者の身体への加速度センサ101の取り付け角度に依存するため、必ずしも、xa軸、ya軸、およびza軸の何れかが地面に対して垂直の軸となる訳ではない。そこで、角度算出部202により、地面に対して垂直なZ軸に対するxa軸、ya軸、およびza軸の傾斜(ずれ)を、重力加速度の反作用と加速度センサ101の各計測軸との間の角度として算出する。 The directions of the measurement axes of the acceleration sensor 101, the xa axis, the ya axis, and the za axis, depend on the angle at which the acceleration sensor 101 is attached to the wearer's body, and therefore are not necessarily the xa axis, ya axis, and za axis. Neither is an axis perpendicular to the ground. Therefore, the angle calculation unit 202 determines the inclination (deviation) of the xa axis, the ya axis, and the za axis with respect to the Z axis perpendicular to the ground as an angle between the reaction of gravity acceleration and each measurement axis of the acceleration sensor 101. Calculate as
具体的には、図11に示すように、角度算出部202は、重力加速度に基づくベクトル量a´[n]に対する、ローパスフィルタ201を通した後のxa軸の加速度a´x[n]、ya軸の加速度a´y[n]、およびza軸の加速度a´z[n]との間の角度の情報を夫々算出する。より具体的には、下記式(10)、(11)、および(12)を解くことによって、重力加速度に基づくベクトル量a´[n]に対するxa軸、ya軸、およびza軸の角度の情報sinθx[n],sinθy[n],sinθz[n]を夫々算出する。 Specifically, as illustrated in FIG. 11, the angle calculation unit 202 performs the acceleration a ′ x [n] of the xa axis after passing through the low-pass filter 201 with respect to the vector amount a ′ [n] based on the gravitational acceleration. Information on the angle between the ya-axis acceleration a ′ y [n] and the za-axis acceleration a ′ z [n] is calculated. More specifically, by solving the following equations (10), (11), and (12), information on the angles of the xa axis, the ya axis, and the za axis with respect to the vector quantity a ′ [n] based on the gravitational acceleration. sin θx [n], sin θy [n], and sin θz [n] are calculated.
(2)ステップS7(鉛直方向の振動の向きの判定処理)
ステップS7では、振動方向判定部21が、ステップS6で算出した傾斜に基づいて、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動の向きを判定する。
(2) Step S7 (Vertical vibration direction determination process)
In step S7, the vibration direction determination unit 21 determines the direction of vibration in the vertical direction of the wearer of the acceleration sensor 101 based on the inclination calculated in step S6.
具体的に、振動方向判定部21は、先ず、加速度センサ101の各計測軸xa、ya、およびzaのうち、鉛直方向の軸(Z軸)に最も近い最垂直軸を決定する処理を行う。具体的には、振動方向判定部14は、角度算出部202によって上記式(10)乃至(12)に基づいて算出された角度の情報sinθx[n],sinθy[n],sinθz[n]を夫々比較し、最も小さい上記角度の情報を有する計測軸を最垂直軸とする。 Specifically, the vibration direction determination unit 21 first performs a process of determining the closest vertical axis to the vertical axis (Z axis) among the measurement axes xa, ya, and za of the acceleration sensor 101. Specifically, the vibration direction determination unit 14 uses the angle information sin θx [n], sin θy [n], sin θz [n] calculated by the angle calculation unit 202 based on the above formulas (10) to (12). Each measurement is compared, and the measurement axis having the smallest information on the angle is defined as the most vertical axis.
例えば、|sinθx[n]|≦|sinθy[n]|、且つ|sinθx[n]|≦|sinθz[n]|のとき、加速度センサ101のxa軸が最垂直軸となる。また、|sinθy[n]|≦|sinθx[n]|、且つ|sinθy[n]|≦|sinθz[n]|のとき、加速度センサ101のya軸が最垂直軸となる。また、|sinθz[n]|≦|sinθx[n]|、且つ|sinθz[n]|≦|sinθy[n]|のとき、加速度センサ101のza軸が最垂直軸となる。 For example, when | sin θx [n] | ≦ | sin θy [n] | and | sin θx [n] | ≦ | sin θz [n] |, the xa axis of the acceleration sensor 101 becomes the most vertical axis. When | sin θy [n] | ≦ | sin θx [n] | and | sin θy [n] | ≦ | sin θz [n] |, the ya axis of the acceleration sensor 101 is the most vertical axis. Also, when | sin θz [n] | ≦ | sin θx [n] | and | sin θz [n] | ≦ | sin θy [n] |, the za axis of the acceleration sensor 101 is the most vertical axis.
次に、振動方向判定部21は、最垂直軸の地面に対する向きを判定する処理を行う。具体的に、振動方向判定部21は、ローパスフィルタ201を通した後の最垂直軸の加速度の値の符号から、その最垂直軸が地面に対して上向き(鉛直上向き)であるか、下向き(鉛直下向き)であるかを判定する。 Next, the vibration direction determination unit 21 performs a process of determining the direction of the most vertical axis with respect to the ground. Specifically, from the sign of the acceleration value of the most vertical axis after passing through the low-pass filter 201, the vibration direction determination unit 21 determines whether the most vertical axis is upward (vertically upward) or downward ( Vertically downward).
例えば、xa軸が最垂直軸である場合に、ローパスフィルタ201を通した後のxa軸の加速度a´x[n]≧0であれば、最垂直軸であるxa軸が鉛直上向きであると判定され、a´x[n]<0であれば、最垂直軸であるxa軸が鉛直下向きであると判定される。また、例えば、ya軸が最垂直軸である場合に、ローパスフィルタ201を通した後のya軸の加速度a´y[n]≧0であれば、最垂直軸であるya軸が鉛直上向きであると判定され、a´y[n]<0であれば、最垂直軸であるya軸が鉛直下向きであると判定される。また、例えば、za軸が最垂直軸である場合に、ローパスフィルタ201を通した後のza軸の加速度a´z[n]≧0であれば、最垂直軸であるza軸が鉛直上向きであると判定され、a´z[n]<0であれば、最垂直軸であるza軸が鉛直下向きであると判定される。 For example, when the xa axis is the most vertical axis and the acceleration a ′ x [n] ≧ 0 after passing through the low-pass filter 201, the most vertical axis xa axis is vertically upward. If a ′ x [n] <0, it is determined that the xa axis that is the most vertical axis is vertically downward. For example, when the ya axis is the most vertical axis, if the acceleration a ′ y [n] ≧ 0 after passing through the low-pass filter 201, the ya axis that is the most vertical axis is vertically upward. If it is determined that there is a ′ y [n] <0, it is determined that the ya axis that is the most vertical axis is vertically downward. Further, for example, when the za axis is the most vertical axis, if the acceleration a ′ z [n] ≧ 0 after passing through the low-pass filter 201, the za axis that is the most vertical axis is vertically upward. If it is determined that there is a ′ z [n] <0, it is determined that the za axis which is the most vertical axis is vertically downward.
次に、振動方向判定部21は、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動の向きを判定する処理を行う。具体的に、振動方向判定部21は、最垂直軸の加速度の計測値と、上記処理で判定した最垂直軸の方向とに基づいて、合成値a[n]の最垂直軸に対する位相を判定する。 Next, the vibration direction determination unit 21 performs a process of determining the vibration direction of the wearer of the acceleration sensor 101 in the vertical direction. Specifically, the vibration direction determination unit 21 determines the phase of the composite value a [n] with respect to the most vertical axis based on the measured value of the acceleration of the most vertical axis and the direction of the most vertical axis determined in the above processing. To do.
例えば、最垂直軸であるxa軸が鉛直上向きである場合に、ローパスフィルタ201を通す前のxa軸の加速度ax[n]≧0ならば、合成値a[n]は最垂直軸に対して順位相であり、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動が鉛直上向きであると判定する。一方、xa軸の加速度ax[n]<0ならば、合成値a[n]は最垂直軸に対して逆位相であり、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動が鉛直下向きであると判定する。 For example, when the xa axis that is the most vertical axis is vertically upward, if the acceleration a x [n] ≧ 0 before passing through the low-pass filter 201, the combined value a [n] is relative to the most vertical axis. It is determined that the vibration in the vertical direction of the wearer of the acceleration sensor 101 is vertically upward. On the other hand, if the acceleration a x [n] <0 of the xa axis, the combined value a [n] is in an opposite phase to the most vertical axis, and the vertical vibration of the wearer of the acceleration sensor 101 is vertically downward. Is determined.
また、例えば、最垂直軸であるya軸が鉛直上向きである場合に、ローパスフィルタ201を通す前のya軸の加速度ay[n]≧0ならば、合成値a[n]は最垂直軸に対して順位相であり、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動が鉛直上向きであると判定する。一方、xa軸の加速度ay[n]<0ならば、合成値a[n]は最垂直軸に対して逆位相であり、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動が鉛直下向きであると判定する。 Further, for example, when the ya axis that is the most vertical axis is vertically upward, if the acceleration a y [n] ≧ 0 of the ya axis before passing through the low-pass filter 201, the combined value a [n] is the most vertical axis. It is determined that the vibration in the vertical direction of the wearer of the acceleration sensor 101 is vertically upward. On the other hand, if the acceleration a y [n] <0 of the xa axis, the combined value a [n] is in an opposite phase with respect to the most vertical axis, and the vertical vibration of the wearer of the acceleration sensor 101 is vertically downward. Is determined.
また、例えば、最垂直軸であるza軸が鉛直上向きである場合に、ローパスフィルタ201を通す前のza軸の加速度az[n]≧0ならば、合成値a[n]は最垂直軸に対して順位相であり、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動が鉛直上向きであると判定する。一方、za軸の加速度az[n]<0ならば、合成値a[n]は最垂直軸に対して逆位相であり、加速度センサ101の着用者の鉛直方向の振動が鉛直下向きであると判定する。 Further, for example, when the za axis that is the most vertical axis is vertically upward, and the acceleration a z [n] ≧ 0 of the za axis before passing through the low-pass filter 201, the combined value a [n] is the most vertical axis. It is determined that the vibration in the vertical direction of the wearer of the acceleration sensor 101 is vertically upward. On the other hand, if the acceleration a z [n] <0 of the za axis, the composite value a [n] is in an opposite phase with respect to the most vertical axis, and the vertical vibration of the wearer of the acceleration sensor 101 is vertically downward. Is determined.
(3)ステップS8(加速度の合成値の補正処理)
ステップS8では、合成値補正部22が、ステップS7で判定した着用者の鉛直方向の振動の向きに基づいて、各計測軸の加速度の合成値を補正する。
具体的には、ステップS7において、着用者の鉛直方向の振動が鉛直上向きであると判定された場合には、合成値算出部12によって算出された合成値a[n]の符号を“正”とし、着用者の鉛直方向の振動が鉛直下向きであると判定された場合には、合成値算出部12によって算出された合成値a[n]の符号を“負”とする。
(3) Step S8 (Acceleration value correction processing)
In step S8, the composite value correction unit 22 corrects the composite value of the acceleration of each measurement axis based on the wearer's vertical vibration direction determined in step S7.
Specifically, when it is determined in step S7 that the vibration in the wearer's vertical direction is vertically upward, the sign of the composite value a [n] calculated by the composite value calculator 12 is “positive”. When the wearer's vertical vibration is determined to be vertically downward, the sign of the composite value a [n] calculated by the composite value calculation unit 12 is set to “negative”.
すなわち、補正後の加速度の合成値A[n]は、着用者の鉛直方向の振動が鉛直上向きであると判定された場合には、式(13)で表され、着用者の鉛直方向の振動が鉛直下向きであると判定された場合には、式(14)で表される。 That is, the corrected composite value A [n] of acceleration is expressed by equation (13) when it is determined that the wearer's vertical vibration is vertically upward, and the wearer's vertical vibration is Is determined to be vertically downward, it is expressed by equation (14).
これにより、着用者の鉛直方向の振動の向きと同じ符号のベクトルを持つ合成値を得ることができる。 Thereby, a composite value having a vector having the same sign as the vibration direction of the wearer in the vertical direction can be obtained.
ステップテップS8で得られた補正後の加速度の合成値は、上述したように、歩行ピッチ推定部23および歩数算出部24に供給され、実施の形態1に係る歩数計測装置1と同様に、歩行ピッチの推定処理(S2)、制限期間Txの決定処理(S3)、および歩数の算出処理(S4)に利用される。 As described above, the corrected acceleration composite value obtained in step S8 is supplied to the walking pitch estimation unit 23 and the step count calculation unit 24, and as with the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment, the walking is performed. It is used for the pitch estimation process (S2), the limit period Tx determination process (S3), and the step count calculation process (S4).
次に、実施の形態3に係る歩数計測装置3による効果について説明する。 Next, effects of the step count measuring device 3 according to the third embodiment will be described.
図12は、実施の形態3に係る歩数計測装置3の比較例として、従来の3軸の加速度センサを備えた歩数計測装置の歩数計測結果を示す図である。
図13は、実施の形態3に係る歩数計測装置3の歩数計測結果を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a step count measurement result of a step count measuring apparatus including a conventional triaxial acceleration sensor as a comparative example of the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing the step count measurement result of the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment.
図12には、着用者の体動が大きい歩行動作時における3軸の加速度の合成値の特性3001と、その合成値に基づいて計測された歩数3002とが示されている。
また、図13には、図12に示した従来の歩数計測装置と同様の各計測軸の加速度の計測値を用いることによって、実施の形態3に係る歩数計測装置3が算出した補正後の加速度の合成値a´[n]の特性4001と、歩数計測装置3が補正後の加速度の合成値a´[n]とに基づいて算出した歩数4002とが示されている。
FIG. 12 shows a characteristic 3001 of a composite value of triaxial acceleration during a walking motion in which the wearer's body movement is large, and the number of steps 3002 measured based on the composite value.
Further, FIG. 13 shows the corrected acceleration calculated by the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment by using the acceleration measurement values of the respective measurement axes similar to those of the conventional step count measuring apparatus shown in FIG. and the combined value a'characteristics 4001 of [n], is pedometer device 3 is shown a number of steps 4002 calculated based on the combined value a'acceleration after correction [n] is.
なお、図12、13に示される従来の歩数計測装置の歩数の算出結果と、実施の形態3に係る歩数計測装置3による歩数の算出結果は、実施の形態1に係る歩数計測装置1と同様の歩数検出条件を用いた歩数検出アルゴリズムを適用することにより、得られたものである。 Note that the step count calculation result of the conventional step count measuring apparatus shown in FIGS. 12 and 13 and the step count calculation result by the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment are the same as those of the step count measuring apparatus 1 according to the first embodiment. This is obtained by applying a step count detection algorithm using the step count detection condition.
図12、13から理解されるように、従来の歩数計測装置では、上記(1)に従って加速度の合成値を算出しているため、当該加速度の合成値は正の値となる。これに対し、歩数計測装置3では、上記(1)に従って算出した加速度の合成値に対して、着用者の鉛直方向の振動の向きを考慮した補正を行うため、補正後の合成値A[n]は正または負の値となる。 As can be understood from FIGS. 12 and 13, in the conventional step count measuring apparatus, the combined value of acceleration is calculated according to the above (1), so the combined value of acceleration is a positive value. On the other hand, the step count measuring device 3 performs correction in consideration of the direction of vibration in the wearer's vertical direction with respect to the combined acceleration value calculated according to the above (1). ] Is a positive or negative value.
従来の歩数計測装置では、図12に示すように、時刻t2からt3までの無接地期間において、3軸の加速度の合成値が上に凸となるピークが発生する。このピークの発生は、上記式(1)に基づいて加速度の合成値を算出することによる、各軸の加速度の合成値の符号の反転に起因する。すなわち、上記式(1)に従って加速度の合成値を算出すると、各軸の加速度の測定値の符号の情報が失われるため、一つでも大きな負の加速度が計測された場合には、加速度の合成値が大きな正の値に変換されてしまう。この加速度の合成値の正のピークの発生が、上述した歩数検出条件を満足すると、図12の参照符号3003に示すように、歩数の誤検出が起こる。 In the conventional step counting device, as shown in FIG. 12, a peak in which the combined value of the three-axis accelerations is convex is generated in the non-contact period from time t2 to time t3. The occurrence of this peak is caused by the inversion of the sign of the combined acceleration value of each axis by calculating the combined acceleration value based on the above equation (1). That is, if the composite value of acceleration is calculated according to the above equation (1), the information of the sign of the measured value of acceleration of each axis is lost. Therefore, if even one large negative acceleration is measured, the composite of acceleration The value is converted to a large positive value. If the generation of the positive peak of the composite value of acceleration satisfies the above-described step detection condition, an erroneous detection of the step occurs as indicated by reference numeral 3003 in FIG.
これに対し、実施の形態3に係る歩数計測装置3によれば、着用者の歩行動作時の地面に対して垂直方向の加速度振動を考慮して加速度の合成値に符号を付す補正を行うので、図13に示すように、補正後の合成値A[n]には加速度の合成値の符号の反転に起因する凸のピークが抑えられる。これにより、従来の歩数計測装置の計測結果において見られた時刻t2からt3までの無接地期間における歩数の誤検出を防止することができる。 On the other hand, according to the step count measuring device 3 according to the third embodiment, correction is performed by adding a sign to the acceleration composite value in consideration of acceleration vibration in the vertical direction with respect to the ground during the wearer's walking motion. As shown in FIG. 13, the corrected composite value A [n] suppresses a convex peak due to the inversion of the sign of the composite value of acceleration. Thereby, it is possible to prevent erroneous detection of the number of steps in the non-contact period from time t2 to t3, which is seen in the measurement result of the conventional step counting device.
以上、実施の形態3に係る歩数計測装置3によれば、加速度センサ101の各計測軸の鉛直方向に対する傾斜に基づいて加速度センサ101を身に付けた着用者の鉛直方向の振動の向きを判定するとともに、判定した鉛直方向の振動の向きに応じて加速度センサ101の各計測軸の加速度の合成値を補正し、補正した合成値に基づいて歩数を検出するので、例えば、体動が大きい歩行動作時に発生する無接地期間における歩数の誤検出を防止することができる。 As described above, according to the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment, the direction of vibration in the vertical direction of the wearer wearing the acceleration sensor 101 is determined based on the inclination of each measurement axis of the acceleration sensor 101 with respect to the vertical direction. In addition, the combined value of the acceleration of each measurement axis of the acceleration sensor 101 is corrected according to the determined vertical vibration direction, and the number of steps is detected based on the corrected combined value. It is possible to prevent erroneous detection of the number of steps during the non-ground period that occurs during operation.
すなわち、実施の形態3に係る歩数計測装置3によれば、実施の形態1に係る歩数計測装置と同様に、体動が小さい歩行動作における歩数の誤検出を防止することができ、且つランニングのような体動が大きい歩行動作における歩数の誤検出を防止することができるので、従来の歩数計測装置に比べて、より高精度な歩数検出を実現することができる。 That is, according to the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment, as in the step count measuring apparatus according to the first embodiment, it is possible to prevent erroneous detection of the number of steps in a walking motion with a small body movement, and Since it is possible to prevent erroneous detection of the number of steps in such a walking motion with a large body motion, it is possible to realize more accurate detection of the number of steps compared to a conventional step counting device.
≪実施の形態4≫
図14は、実施の形態4に係る歩数計測装置の構成を示す図である。
実施の形態4に係る歩数計測装置4は、加速度センサ101を含むセンサ部10と、歩行ピッチ推定部13等の歩数を算出するための信号処理部とが別個の端末に形成されている点において、実施の形態1乃至3に係る歩数計測装置1乃至3と相違する。
<< Embodiment 4 >>
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a step count measuring apparatus according to the fourth embodiment.
The step counting device 4 according to the fourth embodiment is such that the sensor unit 10 including the acceleration sensor 101 and the signal processing unit for calculating the number of steps such as the walking pitch estimation unit 13 are formed in separate terminals. This is different from the step counting devices 1 to 3 according to the first to third embodiments.
なお、実施の形態4に係る歩数計測装置4において実施の形態1乃至3に係る歩数計測装置1乃至3と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Note that in the step count measuring apparatus 4 according to the fourth embodiment, the same components as those in the step count measuring apparatuses 1 to 3 according to the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
具体的に、歩数計測装置4は、センサ端末5と子端末6とから構成される。
センサ端末5は、センサ部10と、センサ部10によって計測された各計測軸の加速度の計測値(ax[n]、ay[n]、およびaz[n])を出力する出力部103とを有するウェアラブル装置である。
Specifically, the step count measuring device 4 includes a sensor terminal 5 and a child terminal 6.
The sensor terminal 5 includes a sensor unit 10 and an output unit that outputs measurement values (ax [n] , ay [n] , and az [n] ) of acceleration of each measurement axis measured by the sensor unit 10. 103 is a wearable device.
子端末6は、センサ部10、記憶部11、合成値算出部12、歩行ピッチ推定部13、表示部15、位置情報取得部16、移動速度算出部17、傾斜算出部20、振動方法判定部21、合成値補正部22、歩数算出部24、およびデータ取得部25を有している。 The child terminal 6 includes a sensor unit 10, a storage unit 11, a composite value calculation unit 12, a walking pitch estimation unit 13, a display unit 15, a position information acquisition unit 16, a movement speed calculation unit 17, an inclination calculation unit 20, and a vibration method determination unit. 21, a composite value correction unit 22, a step count calculation unit 24, and a data acquisition unit 25.
データ取得部25は、センサ端末5から出力された各計測軸の加速度の計測値を取得し、記憶部11に記憶する。合成値算出部12、位置情報取得部16、移動速度算出部17、傾斜算出部20、振動方法判定部21、合成値補正部22、歩行ピッチ推定部23、および歩数算出部24は、実施の形態1乃至3に係る歩数計測装置1乃至3と同様に、歩数を算出するための各種信号処理を行う。 The data acquisition unit 25 acquires the measurement value of the acceleration of each measurement axis output from the sensor terminal 5 and stores it in the storage unit 11. The composite value calculation unit 12, the position information acquisition unit 16, the movement speed calculation unit 17, the inclination calculation unit 20, the vibration method determination unit 21, the composite value correction unit 22, the walking pitch estimation unit 23, and the step count calculation unit 24 are Similar to the step count measuring apparatuses 1 to 3 according to the first to third aspects, various signal processes for calculating the number of steps are performed.
図15は、実施の形態2に係る歩数計測装置の具体的な実現例を示す図である。
図15に示すように、センサ端末5は、ユーザ(生体)が身に着けることが可能な衣類7等に装着される。図15では、衣類7としてシャツを例示しているが、衣類7はユーザが身に着けることができるものであればよく、例えば、パンツ、腹まき、サポータ、バンド等であってもよい。
FIG. 15 is a diagram illustrating a specific implementation example of the step count measuring apparatus according to the second embodiment.
As shown in FIG. 15, the sensor terminal 5 is attached to clothing 7 or the like that can be worn by the user (living body). In FIG. 15, a shirt is illustrated as the garment 7, but the garment 7 may be anything that can be worn by the user, and may be, for example, a pant, a belly, a supporter, a band, or the like.
センサ端末5と子端末6とは、有線または無線により、通信を行うことが可能になっている。具体的に、子端末6は、例えばBluetooth(登録商標)等の小電力無線によってセンサ端末5と接続され、センサ端末5から出力された加速度の計測値を受信する。子端末6は、例えば、携帯電話やスマートフォン、タブレット端末等の情報処理端末である。 The sensor terminal 5 and the child terminal 6 can communicate by wire or wireless. Specifically, the child terminal 6 is connected to the sensor terminal 5 by low-power radio such as Bluetooth (registered trademark), for example, and receives an acceleration measurement value output from the sensor terminal 5. The child terminal 6 is an information processing terminal such as a mobile phone, a smartphone, or a tablet terminal.
子端末6は、センサ端末5から受信した加速度の計測値に基づいて、実施の形態1乃至3に係る歩数計測装置1乃至3と同様の手法により歩数を算出し、算出した歩数の情報を表示部15に表示する。また、子端末6は、セルラー方式や無線LAN方式などの無線通信により通信網と接続され、例えば、算出した歩数の情報や子端末6の位置情報等を上記通信網を介してサーバ等に送信してもよい。 The child terminal 6 calculates the number of steps based on the acceleration measurement value received from the sensor terminal 5 by the same method as the step number measuring apparatuses 1 to 3 according to the first to third embodiments, and displays the calculated step number information. Displayed on the unit 15. The child terminal 6 is connected to a communication network by wireless communication such as a cellular method or a wireless LAN method. For example, the calculated step count information and the position information of the child terminal 6 are transmitted to the server or the like via the communication network. May be.
以上、実施の形態4に係る歩数計測装置4によれば、センサ部10とその他の信号処理部とを分離し、夫々をセンサ端末5と子端末6とに分けて構成しているので、センサ端末5を小型化することができ、ユーザが携帯する上で邪魔にならないようにすることができる。また、センサ端末5の省電力化が可能となるので、長時間動作が可能となり、ユーザの充電の手間を減らすことが可能となる。 As described above, according to the step count measuring apparatus 4 according to the fourth embodiment, the sensor unit 10 and the other signal processing units are separated from each other, and the sensor terminal 5 and the child terminal 6 are configured separately. The terminal 5 can be reduced in size and can be kept out of the way for the user to carry. In addition, since the power saving of the sensor terminal 5 is possible, it is possible to operate for a long time, and it is possible to reduce the user's trouble of charging.
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventors has been specifically described based on the embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the scope of the invention. Yes.
例えば、上記実施の形態において、加速度センサ101が3軸加速度センサである場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、加速度センサ101は、2つの計測軸を有する加速度センサであってもよいし、4つ以上の計測軸を有する加速度センサであってもよい。 For example, in the above embodiment, the case where the acceleration sensor 101 is a triaxial acceleration sensor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the acceleration sensor 101 may be an acceleration sensor having two measurement axes, or may be an acceleration sensor having four or more measurement axes.
また、上記実施の形態において、加速度の計測値の情報および位置情報等を一つの記憶部11に記憶させる構成を例示したが、記憶する情報の種類等に応じて記憶部を複数設け、各情報を対応する記憶部に記憶させるようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the structure which memorize | stores the information of the measured value of acceleration, position information, etc. in the one memory | storage part 11 was illustrated, multiple memory | storage parts are provided according to the kind etc. of the information to memorize | store, and each information May be stored in a corresponding storage unit.
また、実施の形態2に係る歩数計測装置2として、実施の形態1に係る歩数計測装置1に位置情報取得部16および移動速度算出部17を追加した構成を例示したが、これに限られない。例えば、実施の形態3に係る歩数計測装置3に、位置情報取得部16および移動速度算出部17を追加することもできる。 Moreover, although the structure which added the position information acquisition part 16 and the movement speed calculation part 17 to the step count measuring apparatus 1 which concerns on Embodiment 1 as the step count measuring apparatus 2 which concerns on Embodiment 2 was illustrated, it is not restricted to this. . For example, the position information acquisition unit 16 and the movement speed calculation unit 17 can be added to the step count measuring apparatus 3 according to the third embodiment.
また、上記実施の形態において、歩数算出部14,18による歩数算出アルゴリズムにおいて、加速度の合成値が第1閾値より低くなった後に、加速度の合成値が第2閾値よりも高くなることを歩数検出条件とする場合を例示したが、これに限られない。例えば、加速度の合成値が第2閾値より高くなった後に、加速度の合成値が第1閾値よりも低くなることを歩数検出条件としてもよいし、加速度の合成値が第1閾値よりも低下したことを検出せずに、加速度の合成値が第2閾値よりも高くなることを歩数検出条件としてもよい。なお、加速度の合成値の代わりに合成値補正部22による補正後の加速度の合成値を用いる歩数算出部24においても同様である。 Further, in the above embodiment, in the step count calculation algorithm by the step count calculation units 14 and 18, it is detected that the acceleration composite value becomes higher than the second threshold after the acceleration composite value becomes lower than the first threshold. Although the case where it was set as conditions was illustrated, it is not restricted to this. For example, the step count detection condition may be that the composite value of acceleration becomes lower than the first threshold value after the composite value of acceleration becomes higher than the second threshold value, or the composite value of acceleration is lower than the first threshold value. It is good also as a step count detection condition that the synthesized value of acceleration becomes higher than a 2nd threshold value, without detecting this. The same applies to the step count calculation unit 24 that uses the composite value of acceleration corrected by the composite value correction unit 22 instead of the composite value of acceleration.
一般に、歩行発生時には、最初に加速度センサが上側に振れることから、上記のように、合成値の正方向(上側)への変動の検出を優先することにより、時間的に素早い歩数検出が可能となる。 In general, when a gait occurs, the acceleration sensor first swings upward. As described above, priority is given to the detection of the fluctuation of the composite value in the positive direction (upward), so that it is possible to detect the number of steps quickly in time. Become.
また、歩数計測装置1乃至4において、加速度センサ101の各計測軸の加速度の計測値(ax[n]、ay[n]、az[n])や合成値a[n]を用いて信号処理を行う場合には、帯域制限を適宜施すことも可能である。例えば、各種の信号処理を行う前または後に、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ等を使用することで、高周波のノイズ成分を除去してもよい。例えば、サンプリングレートが非常に細かく、高周波成分のノイズが顕著に見える場合等には、加速度の合成値の算出の前後に複数回の帯域制限用のフィルタリングを施しても良い。 Further, in the step count measuring apparatuses 1 to 4, the measured values (ax [n] , ay [n] , az [n] ) of the acceleration of each measurement axis of the acceleration sensor 101 and the composite value a [n] are used. When performing signal processing, it is possible to appropriately limit the bandwidth. For example, a high-frequency noise component may be removed by using a low-pass filter, a band-pass filter, or the like before or after performing various signal processing. For example, when the sampling rate is very fine and the noise of high frequency components is noticeable, the band limiting filtering may be performed a plurality of times before and after the calculation of the synthesized value of acceleration.
また、合成値算出部12、歩行ピッチ推定部13、および歩数算出部14等の機能部が、プログラム処理によって実現される場合を例示したが、上記機能部の一部を専用のハードウェア回路によって実現してもよい。 Moreover, although the case where functional units such as the composite value calculation unit 12, the walking pitch estimation unit 13, and the step count calculation unit 14 are realized by program processing is illustrated, a part of the functional unit is performed by a dedicated hardware circuit. It may be realized.
また、実施の形態4に係る歩数計測装置4において、合成値算出部12を子端末6に設ける場合を例示したが、合成値算出部12をセンサ端末5に内蔵し、センサ端末5から各計測軸の加速度の計測値と合成値算出部12によって算出した合成値とを子端末6に出力するようにしてもよい。 Further, in the step count measuring device 4 according to the fourth embodiment, the case where the composite value calculation unit 12 is provided in the child terminal 6 is illustrated, but the composite value calculation unit 12 is built in the sensor terminal 5 and each measurement is performed from the sensor terminal 5. The measurement value of the axis acceleration and the composite value calculated by the composite value calculator 12 may be output to the child terminal 6.
1,2,3,4…歩数計測装置、5…センサ端末、6…子端末、7…衣類、10…センサ部、11…記憶部、12…合成値算出部、13,23…歩行ピッチ推定部、14,18,24…歩数算出部、15…表示部、16…位置情報取得部、17…移動速度算出部、20…傾斜算出部、21…振動方向判定部、22…合成値補正部、25…データ取得部、101…加速度センサ、102…A/D変換器、201…ローパスフィルタ、202…角度算出部。 1, 2, 3, 4 ... step counting device, 5 ... sensor terminal, 6 ... child terminal, 7 ... clothing, 10 ... sensor unit, 11 ... storage unit, 12 ... composite value calculation unit, 13, 23 ... walking pitch estimation , 14, 18, 24 ... step calculation unit, 15 ... display unit, 16 ... position information acquisition unit, 17 ... moving speed calculation unit, 20 ... tilt calculation unit, 21 ... vibration direction determination unit, 22 ... composite value correction unit , 25 ... data acquisition unit, 101 ... acceleration sensor, 102 ... A / D converter, 201 ... low pass filter, 202 ... angle calculation unit.
Claims (8)
歩数を検出するための条件を満たす前記合成値の変動を検出し、その検出回数に基づいて前記加速度センサの着用者による歩行または走行による歩数を算出する歩数算出部と、を有し、
前記歩数算出部は、歩数を検出するための条件を満たす前記合成値の変動を検出した後、歩数ピッチによって定められる期間内に発生した前記歩数を検出するための条件を満たす前記合成値の変動を前記歩数としてカウントしないこと、かつ前記合成値に、前記着用者の鉛直方向の振動の向きに応じた符号を付す
ことを特徴とする歩数計測装置。 A synthesized value calculation unit that calculates a synthesized value by synthesizing the measured values of acceleration of the respective measuring axes measured by an acceleration sensor having a plurality of measuring axes;
Detecting a change in the composite value that satisfies a condition for detecting the number of steps, and calculating a number of steps by walking or running by a wearer of the acceleration sensor based on the number of detections, and
The step number calculating unit detects a change in the composite value that satisfies a condition for detecting the number of steps, and then detects a change in the composite value that satisfies the condition for detecting the number of steps generated within a period determined by a step number pitch. Is not counted as the number of steps , and a sign corresponding to the direction of vibration of the wearer in the vertical direction is attached to the composite value .
前記合成値に基づいて、前記着用者による歩行動作の歩行ピッチを推定する歩行ピッチ推定部を更に有し、
前記歩数算出部は、前記歩行ピッチ推定部によって推定された前記歩行ピッチに基づいて、前記歩数ピッチによって定められる期間の長さを変更する
ことを特徴とする歩数計測装置。 In the step counting device according to claim 1,
Based on the composite value, further has a walking pitch estimation unit that estimates the walking pitch of the walking motion by the wearer,
The step count calculating device changes the length of a period defined by the step pitch based on the walking pitch estimated by the walking pitch estimation unit.
前記歩行ピッチ推定部は、
前記合成値の平均値からのばらつきの大きさに基づいて、前記歩行ピッチを推定し、
前記歩数算出部は、前記歩行ピッチの増大に応じて前記歩数ピッチによって定められる期間が短くなるように設定する
ことを特徴とする歩数計測装置。 In the step counting device according to claim 2,
The walking pitch estimation unit
Based on the magnitude of variation from the average value of the composite value, the walking pitch is estimated,
The step count calculating device, wherein the step count calculating unit sets the time period determined by the step pitch pitch to be shorter as the walking pitch increases.
前記着用者の移動速度を算出する移動速度算出部を更に有し、
前記歩数算出部は、前記移動速度が閾値を超えていない場合には、前記歩数を検出するための条件を満たす前記合成値の変動を前記歩数としてカウントし、前記移動速度算出部によって算出された移動速度が前記閾値を超えている場合には、前記歩数を検出するための条件を満たす前記合成値の変動を前記歩数としてカウントしない
ことを特徴とする歩数計測装置。 In the step counting device of Claim 2 or 3,
It further has a movement speed calculation part for calculating the movement speed of the wearer,
When the moving speed does not exceed a threshold value, the step count calculating unit counts the change in the composite value that satisfies the condition for detecting the step count as the step count, and is calculated by the moving speed calculating unit When the moving speed exceeds the threshold value, the step count measuring device does not count the change in the composite value that satisfies the condition for detecting the step count as the step count.
前記加速度センサを有するセンサ部と、
前記加速度センサによって計測された前記計測軸毎の加速度の計測値を出力する出力部と、
前記出力部から出力された前記計測軸毎の加速度の計測値を記憶する記憶部と、を更に有し、
前記センサ部および前記出力部は、第1端末に形成され、
前記記憶部、前記合成値算出部、前記歩行ピッチ推定部、および前記歩数算出部は、前記第1端末とは異なる第2端末に形成されている
ことを特徴とする歩数計測装置。 In the step counting device as described in any one of Claims 2 thru | or 4,
A sensor unit having the acceleration sensor;
An output unit that outputs a measured value of acceleration for each measurement axis measured by the acceleration sensor;
A storage unit that stores a measurement value of acceleration for each measurement axis output from the output unit;
The sensor unit and the output unit are formed in the first terminal,
The said memory | storage part, the said synthesized value calculation part, the said walk pitch estimation part, and the said step count calculation part are formed in the 2nd terminal different from the said 1st terminal. The step count measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
歩数を検出するための条件を満たす前記合成値の変動を検出し、その検出回数に基づいて前記加速度センサの着用者による歩行または走行による歩数を算出する第2ステップと、
前記第2ステップは、前記合成値の変動を検出してから歩数ピッチによって定められる期間内に発生した前記歩数を検出するための条件を満たす前記合成値の変動を前記歩数としてカウントしないステップと、前記合成値に、前記着用者の鉛直方向の振動の向きに応じた符号を付すステップを含む
ことを特徴とする歩数計測方法。 A first step of calculating a combined value by combining measured values of acceleration for each of the measurement axes measured by an acceleration sensor having a plurality of measurement axes;
A second step of detecting a change in the composite value that satisfies a condition for detecting the number of steps, and calculating a number of steps by walking or running by the wearer of the acceleration sensor based on the number of detections;
The second step does not count the variation of the composite value that satisfies the condition for detecting the number of steps generated within a period determined by the step pitch after detecting the variation of the composite value as the number of steps . A step counting method comprising the step of attaching a sign corresponding to the direction of vibration of the wearer in the vertical direction to the composite value .
前記着用者による歩行動作の歩行ピッチを推定する第3ステップを更に含み、
前記第2ステップは、前記第3ステップにおいて推定された前記歩行ピッチに基づいて、前記歩数ピッチによって定められる期間の長さを変更するステップを含む
ことを特徴とする歩数計測方法。 In the step count measuring method of Claim 6,
A third step of estimating a walking pitch of the walking motion by the wearer;
The second step includes a step of changing a length of a period defined by the step pitch based on the walking pitch estimated in the third step.
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