状態判断装置、状態判断方法、プログラム、および記録媒体
【課題】装置自身の移動量の大小に関わらず、方位の情報だけを用いてユーザの運動状態を判断できる状態判断装置を実現する。
【解決手段】携帯端末１０自身が向いている方位の単位時間あたりの変位量を検出する３軸センサ４０と、前記変位量が、所定の範囲内で滞留しているか否かを検出する演算部２２と、前記滞留の検出に基づいて、携帯端末１０を保持するユーザの周期的な運動状態を判断する判断部２６とを備えている。
【解決手段】携帯端末１０自身が向いている方位の単位時間あたりの変位量を検出する３軸センサ４０と、前記変位量が、所定の範囲内で滞留しているか否かを検出する演算部２２と、前記滞留の検出に基づいて、携帯端末１０を保持するユーザの周期的な運動状態を判断する判断部２６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置を保持するユーザの運動状態を判断する状態判断装置、状態判断方法、プログラム、および記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、メタボリック症候群等に代表される生活習慣病が大きく喧伝されるようになり、人々の健康への意識が高まってきている。このような状況の中、比較的気軽に始められ、高い年齢層でも無理なくできる運動としてウォーキングが挙げられる。ウォーキングは、体内に十分な酸素を取り込みながら行える運動であり、生活習慣病の原因ともなる体脂肪の燃焼に効果的と言われている。
【０００３】
このように、手軽に始められるウォーキングであるが、ただ歩くだけでは十分な効果が得られないことが多い。好ましいウォーキングの方法としては、背筋を伸ばし、腕を大きく振り、普段より速めに、大股で、ひざを伸ばして歩くといった動きが大事になる。
【０００４】
上述のようなウォーキング運動に対して、アドバイスを行うための手法が考えられている。特許文献１では、あらかじめ年齢別の適性脈拍を設定した上で人体に装着した装置により脈拍を測定し、適正脈拍差分により、「もう少し早く」もしくは「もう少しゆっくり」といったのアドバイスを行うウォーキング指導装置について、開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、感度軸が異なる複数のセンサと複数の歩数計測アルゴリズムとの組み合わせで、歩行時、ウォーキング時、走行時のそれぞれの場面で組み合わせ設定を変更する事で、適切な歩数を計測する歩数計測装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３では、設定歩行速度の上下の閾値と閾値内に収まる歩行速度の継続時間によりウォーキングと判断する歩数計が開示されている。
【０００７】
また、特許文献４では、加速度センサを腕に装着し、加速度データの２回積分による位置ベクトルを算出し、算出した位置ベクトルの大きさと方向で運動の種類を識別する運動識別方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２９７０６９号公報（２００６年１１月０２日公開）
【特許文献２】特開２００７−２１８７３２号公報（２００７年０８月３０日公開）
【特許文献３】特開２００７−０４８２２４号公報（２００７年０２月２２日公開）
【特許文献４】特開２００３−０９３５６６号公報（２００３年０４月０２日公開）
【特許文献５】特開２００５−１９５４３１号公報（２００５年０７月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１や４では、従来の構成では、ヘッドフォン型の音声出力・脈拍検知ユニットを頭部に装着したり、腕時計型のユニットを手首に装着したりする必要があるという問題を生じる。
【０００９】
また、加速度センサなどを用いてユーザの運動状態を把握する場合には、個々のユーザの身体的特徴や、行動の癖などを詳細に把握した上で運動状態の判断を行う必要がある。
【００１０】
また、身長、体重、年齢、歩幅などの設定値を入力してウォーキングアドバイスを行う場合には、手足の長さや、手を振り上げる高さ、前後に振り上げる割合、腰の回転といった個々の身体的特徴や行動までは反映されておらず、必ずしも適切なアドバイスを行えるわけではないという問題が生じる。
【００１１】
また、運動の種類を集積した位置ベクトルの大きさや方向に基づいて識別する場合でも、位置ベクトルの大きさや方向が、個人個人の体格や癖によって異なる可能性があるので、適切なウォーキング運動を判別できない場合があるという問題を生じる。
【００１２】
さらに、歩行速度の閾値と歩行速度の継続時間でウォーキング運動状態を判断する場合には、設定歩行速度が適切ではない場合があり、一定の歩行速度を継続した後にしかウォーキング運動状態を判断できないことが多いという問題を生じる。
【００１３】
また、ユーザが意識してウォーキング運動を行っているのか、偶然設定閾値に該当する行動をしているかを判別する事は、一般的に困難である。逆にユーザが意識してウォーキング運動を行っても、設定閾値に達していないためウォーキング運動している状態であると判断されない場合がある。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる状態判断装置、状態判断方法、プログラム、および記憶媒体を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本願発明者等は種々の検討を行った結果、ユーザが保持する方位センサが検出する方位の単位時間あたりの変位量に滞留が存在するか否かを検出することにより、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関係なく、ユーザの運動状態を判断できることを見出し、以下の解決手段を案出した。
【００１６】
本発明の状態判断装置は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置であって、自装置の方位を検出する方位検出部と、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出手段と、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出手段と、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の状況判断方法は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置における状態判断方法であって、自装置の方位を検出する方位検出ステップと、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含むことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、変位レートの滞留を検出し、滞留の状態からユーザの運動状態を判断するので、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる状態判断装置および状態判断方法を構成することができる。
【００１９】
なお、滞留とは、変位レートが所定の範囲内において、所定の時間以上留まっていることを指し、滞留の状態とは、変位レートが留まっている所定の範囲が、変位レートの全変動範囲内において占める位置を意味するものとしている。
【００２０】
上記の状態判断装置では、前記方位検出部は、３次元の方位を検出するものであり、前記変位レート算出手段は、検出された前記３次元の方位の変位レートを算出することが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、３次元の方位から変位レートを算出するので、自装置が保持される方向に関わらず、滞留の判断を行うことができる。
【００２２】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段は、異なる２つの変位レートで滞留が存在する場合、前記ユーザの移動状態をウォーキング運動状態であると判断することが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、ユーザのウォーキング運動状態を正確に判断することができる。
【００２４】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する周期が揃っている場合に、ユーザが自装置を手に持っていると判断することが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、合成変位量の変動範囲に基づいて自装置が保持されている位置を検出するので、方位の変位レートから保持位置の情報を取得し、保持位置の情報に基づいた各種処理を行うことができる。
【００２６】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段が判断した結果を通知する通知手段をさらに備えることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、判別した運動状態に応じて、任意の出力デバイスを介してユーザへの情報提示を行うことができるため、適切な出力デバイスを選択してユーザに情報を提示することができる。
【００２８】
上記の状態判断装置では、前記通知手段は、前記状態判断手段が検出した保持位置が所定の位置ではなかった場合、保持位置の変更指示を通知することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、ユーザに対して保持位置の変更を通知することで、ユーザに保持位置をより適切な状態判断を行うことができる位置に変更させて、より正確な状態判断を行うことができる。
【００３０】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する実際の周期と理想的な周期とを比較し、前記通知手段は、前記比較の結果に基づいて、前記ユーザに対して適正なウォーキング運動へのアドバイスを通知することを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、理想的な周期と、センサによって検出された周期を比較することで、ユーザに対してより適切なアドバイスを提示することができる。
【００３２】
なお、上記状態判断装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記状態判断装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の状態判断装置は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置であって、自装置の方位を検出する方位検出部と、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出手段と、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出手段と、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断手段とを備えている。
【００３４】
また、本発明の状況判断方法は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置における状態判断方法であって、自装置の方位を検出する方位検出ステップと、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含んでいる。
【００３５】
上記の構成によれば、変位レートの滞留を検出し、滞留の状態からユーザの運動状態を判断するので、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる状態判断装置および状態判断方法を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の一実施形態について図１から図８に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３７】
なお、以下の実施形態では、状態判断装置として携帯端末を例に説明するが、これに限るものではない。傾き情報を自身の姿勢情報として取得するセンサを備えた電子機器であれば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子辞書、ゲーム機、コンピュータ、ナビゲーション装置、およびその他の電子機器であっても好適に適用することができる。ただし、本実施形態のような携帯端末の場合は、端末の姿勢情報からユーザの運動状態を把握して適切なメッセージを通知することができるので、特に効果が大きい。
【００３８】
まず、図１および図２を参照して本実施形態で説明する携帯端末について説明する。図１は、携帯端末１０の要部構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１で示した制御部の機能をさらに詳細に説明する機能ブロック図である。
【００３９】
携帯端末１０（状態判断装置）は、制御部２０、３軸センサ（方位検出部）４０、記録部４２、表示部４４、音声出力部４６、および操作部４８を備えている。制御部２０は、携帯端末１０の各部を制御し、各機能ブロック間のデータの入出力を制御する処理装置であり、内部にさらに、演算部２２、判断部（状態判断手段）２６、および通知部（通知手段）３０を備えている。
【００４０】
３軸センサ４０は、携帯端末１０の３次元空間における各次元軸に対する回転角度によって決まる傾き情報を自身の姿勢情報として取得する方位センサであり、ここでは３軸の地磁気センサを用いて、図３に示すような、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）、垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）、垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）の各角度情報を取得している。
【００４１】
記録部４２は、半導体メモリや光学、磁気などの記録媒体をもちいた記録デバイスに対して、３軸センサ４０が検出した姿勢情報や、制御部２０による演算結果や、携帯端末１０で用いる各種設定データ、歩行記録データなどの記録を行う。
【００４２】
表示部４４は、液晶や有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの表示素子を用いた表示出力デバイスである。音声出力部４６は、スピーカまたは外部音声出力端子などで構成された音声出力デバイスである。操作部４８は、スイッチ、ボタン、キーボード、タッチパネル、ダイアル、およびその他の入力デバイスで構成された操作入力デバイスである。
【００４３】
なお、上述の説明では、表示部４４および音声出力部４６によって、携帯端末１０からの出力を行うものとしたが、これに限らない。スピーカからのアラーム音や、音声合成等による音声メッセージ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを用いた光による通知、バイブレータなどを用いた振動による通知などを用いて、ユーザに通知する構成であってもよい。
【００４４】
演算部２２は、３軸センサ４０から入力された姿勢情報を演算し、時系列に沿って集計を行い、判断部２６における状態判断に用いることができる形式に変換してデータ出力を行う。本実施形態の演算部２２は、図２に示すように、内部にさらに方位変位量演算部（変位レート算出手段）２３と、上下変位量演算部（滞留検出手段）２４を備えている。
【００４５】
方位変位量演算部２３は、３軸センサ４０から入力された３軸の角度情報（図４の（ａ））を合成して、合成角度情報（図４の（ｂ））を演算して算出する。上下変位量演算部２４は、方位変位量演算部２３によって算出された合成角度情報から、変位量の上限値および下限値を検出し、現在の変位量の値と共に出力する。なお、上下変位量の検出については、詳細は後述する。
【００４６】
判断部２６は、演算部２２による演算結果の出力を受けて、様々な判断を行う処理部である。本実施形態の判断部２６は、図２に示すように、ウォーキング状態判断部２７を備えている。ウォーキング状態判断部２７は、上下変位量演算部２４から出力された演算結果を用いて、変位範囲の上部（図４（ｂ）の３５４度前後）および下部（図４（ｂ）の５０度前後）付近で所定時間、値が所定の範囲内の変化に留まっているか否かを検出する。
【００４７】
ウォーキング状態判断部２７は、合成角度情報の変位量の値が、変位量の上限値および下限値の近傍で、一定時間保たれていた場合に、携帯端末１０を保持するユーザがウォーキング運動状態であるものと判断している。なお、以下ではウォーキング運動状態とは、通常の歩行とは異なる、カロリー消費や運動量を考慮した好ましい歩き方を意味し、具体的には、背筋を伸ばし、腕を大きく振り、普段より早めに、大股で、ひざを伸ばして歩くといったの動きを指すものとして説明する。詳細については、後述する。
【００４８】
通知部３０は、判断部２６からの判断結果の出力に基づいて表示部４４や音声出力部４６に対する出力を制御する。本実施形態の通知部３０は、内部にウォーキング状態通知部３１を備えている。ウォーキング状態通知部３１は、ウォーキング状態判断部２７による判断結果を受けて、現在、携帯端末１０を保持しているユーザがウォーキング運動状態で歩行できているか否かを画面への映像出力または音声案内で出力させる。
【００４９】
次に、図３から図５を参照して、検出および演算する姿勢情報および合成角度情報について説明する。図３は、略直方体形状の携帯端末１０の各方向に対して設定された方向の定義を示す模式図である。図４は、３軸センサ４０によって取得された、水平方向に対する回転角度、垂直横方向に対する回転角度、垂直縦方向に対する回転角度の各角度情報の具体例を示すグラフである。図５は、携帯端末１０を手に持った場合の、各角度情報の具体例を示すグラフである。
【００５０】
図３（ａ）は、略直方体形状の２つ折りの、いわゆるクラムシェル型の携帯端末１０を開いて地面に水平に保持した場合、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）の検出を示す概略図を示している。同様に、図３（ｂ）は垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）の検出を、図３（ｃ）は垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）の各角度情報を取得している。
【００５１】
図４（ａ）は、図３の方向と検出角度の設定において、３軸センサ４０の地磁気センサによって検出された各角度情報の具体例を示すグラフである。グラフの上から順に、垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）、垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）の変位量の値を示している。
【００５２】
横軸は、経過時間をミリセカンド［ｍｓ］単位で、２０００ｍｓまで示している。縦軸は、回転角度を０．１度単位で、０．０度から４００．０［°／ｓｅｃ］前後までの変位量として値を示している。図４（ａ）に示された所定期間の変位量９１は、時間ｘ１からｘ２の間の変位角度ｙ１からｙ２までを示している。
【００５３】
図４（ａ）に示された３軸の各回転角度情報は、方位変位量演算部２３によって、以下の数式（１）を用いて合成角度情報として計算される。
【００５４】
【数１】
【００５５】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のグラフに示された各回転角度の変位量の値を、数式（１）を用いて演算し、合成したグラフである。図４（ｂ）に示すように、垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）、垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）の変位量の値を合成した場合には、変位量の幅は５０度から４００度前後の範囲内の値で納まっている。図４（ｂ）に示された範囲９２は、時間ｘ３からｘ４の間の変位角度ｙ３からｙ４までを示している。
【００５６】
図４（ｂ）では、グラフ下部の変位量が５０度から１００度前後の範囲内と、グラフ上部の変位量が３００度から４００度前後の範囲内で、一定期間、回転角度の変位量の値が滞留している期間が存在している。携帯端末１０を保持するユーザがウォーキング運動状態で歩行している場合、このグラフ上部および下部の双方において、滞留状態が存在することが、本発明の発明者によって見出された。これを用いて、本発明では、携帯端末１０を保持するユーザのウォーキング運動状態をより正確に把握している。
【００５７】
ユーザが、携帯端末１０を衣服のポケット等に保持しながらウォーキング運動を行った場合には、図４（ｂ）のグラフに示すように変位の３軸合成波形が、上部および下部に、所定時間の間、ある一定範囲で値が滞留する期間が生じる。
【００５８】
一方、図１３（ａ）に示すように、ユーザが衣服のポケットに携帯端末１０を保持して歩行した場合には、上下両方の端で所定時間、値を維持するような波形は得られない。
【００５９】
同様に、図１３（ｂ）に走行時における変位の３軸合成波形のグラフを示す。同じくウォーキング時の波形とは異なり、上下端の所定時間以上の保持時間を得る事はできない。
【００６０】
本実施形態では、所定期間（期間ＴＡ）における合成角度の変位量の値が、それぞれ最大値および最小値の値の間で、差が規定値（規定値Ｖα）よりも大きく、かつ各上部および下部で次の反対の極が最大値と最小値の中間点より越えない区間の上部の区間を上部滞留区間、下部の区間を下部滞留区間としている。
【００６１】
また、３軸の変位量を合成した波形より変位量の上部および下部における停滞を検出する事により、ウォーキング運動の判断を行う。例えば、ある時間からの合成値の変化の極大点より初期の上端を検出し、初期上端の値をベースに規定値Ｄの範囲内にある場合を、上端の値を保持している時間を上端保持時間とする。これら上下の端の値を保持する時間をベースにウォーキング運動の判断を行う。
【００６２】
具体的には、上部および下部の滞留の期間が規定値より短い場合は、上部および下部の滞留区間から除外している。また、規定期間内（期間ＴＢ）の上部滞留区間の時間および下部滞留区間の時間が占める比率が、所定の比率より小さい場合には、ウォーキング運動状態と判断する。
【００６３】
例えば、上部および下部における変位量の値の差が例えば、４０：６０の様に小さい場合は、携帯端末１０を保持するユーザはウォーキング運動状態であると判断している。逆に、上部および下部における変位量の値の差が、例えば、１０：１８０の様に大きい場合は、ウォーキング運動状態ではないと判断している。
【００６４】
さらに、図５に示すように、一定の周期性を持って上部滞留区間、または、下部滞留区間が規定値（規定値Ｖβ）よりも長くなる場合には、携帯端末１０を手に持っているか、手首などの腕の先端付近に装着した状態で、ウォーキング運動をしていると判断することもできる。図５は、ユーザが携帯端末１０を手で保持してウォーキング歩行を行った場合における角度変位量の合成値の例を示すグラフである。
【００６５】
上記の判断に基づいて、ユーザが携帯端末１０を、手または手首などの腕の先端付近に保持していない場合には、音、光、振動等を用いて、ユーザに保持位置を変更するように促してもよい。この保持位置の変更を促す処理については、詳細は後述する。
【００６６】
また、上部または下部における、角度変位量の変化が所定の範囲に納まる時間が長くなる周期は、ユーザが歩行する際に腕を振って歩く周期（歩行ピッチ９３）と概ね一致するため、上記周期を参照してウォーキング運動時の腕振りピッチを検出し、腕振りピッチの変化をウォーキング運動アドバイスとしてユーザにフィードバックしてもよい。このユーザに対するウォーキング方法のアドバイスについては、詳細は後述する。
【００６７】
次に、図６から図８を用いて、携帯端末１０の各機能ブロックで行われる処理の流れについて、順に説明する。
【００６８】
図６は、携帯端末１０を保持するユーザの歩行状態がウォーキング運動状態であるか否かを判断する処理の流れを示すフロー図である。図７は、ユーザがウォーキング運動状態であるか否かを判断するために、図４（ｂ）のような３軸合成グラフにおいて、上部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを、同様に、図８は下部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを示すフロー図である。
【００６９】
図６において、処理が開始されると、まず、Ｓ１０１において、携帯端末１０における各初期設定が制御部２０によって行われる。具体的には、上端の初期値ＵＴｘ＝０、下端の初期値ＤＴＸ＝０、上部滞留時間の初期値ＵＴＳ＝０、下部滞留時間の初期知ＤＴＳ＝０、および、ユーザがウォーキング運動状態であるか否かを判断する状態フラグＳｔａｔｕｓＷ＝「非ウォーキング運動状態」といった初期値をそれぞれ設定する。
【００７０】
次に、Ｓ１０２において、制御部２０の演算部２２は、３軸センサ４０から出力された各方向に対する回転角度の角度情報を変位量の値として受け取り、数式（１）を用いて３軸合成の演算を行い、角度合成値Ｓｖとして出力する。
【００７１】
次に、Ｓ１０３において、Ｓ１０２の処理で算出された角度情報Ｓｖが上部の所定の範囲内、具体例をあげれば、図４（ｂ）における３００度から４００度付近の範囲内で滞留しているか否かを検出する。上部の所定の範囲内で滞留していることを検出した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、処理はＳ１０４に進む。上部の所定の範囲内で滞留していることを検出しなかった場合（Ｓ１０３でＮＯ）、処理はＳ１０５に進む。
【００７２】
Ｓ１０４において、上下変位量演算部２４は、後述する図７のフローで示す処理を用いて、上部の所定の範囲内で角度合成値の値が滞留している時間である上部滞留時間ＵＴｘを取得し、新たな値であった場合には更新する。
【００７３】
Ｓ１０６において、判断部２６は、Ｓ１０４で上部滞留時間ＵＴｘが更新されたか否かを判断する。ＵＴｘが更新されており、Ｓ１０４で新たな値を取得していた場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、処理はＳ１０７に進む。ＵＴｘが更新されておらず、Ｓ１０４で新たな値を取得していなかった場合（Ｓ１０６でＮＯ）、処理はＳ１０２に戻る。
【００７４】
Ｓ１０７において、制御部２０は記録部４２に対して、更新された新たな上部滞留時間ＵＴｘを記録させる。処理はＳ１１１に進む。
【００７５】
Ｓ１０５において、Ｓ１０２の処理で算出された角度情報Ｓｖが下部の所定の範囲内、具体例をあげれば、図４（ｂ）における０度から５０度付近の範囲内で滞留しているか否かを検出する。下部の所定の範囲内で滞留していることを検出した場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、処理はＳ１０８に進む。下部の所定の範囲内で滞留していることを検出しなかった場合（Ｓ１０５でＮＯ）、処理はＳ１０２に戻る。
【００７６】
Ｓ１０８において、上下変位量演算部２４は、後述する図８のフローで示す処理を用いて、下部の所定の範囲内で角度合成値の値が滞留している時間である下部滞留時間ＤＴｘを取得し、新たな値であった場合には更新する。
【００７７】
Ｓ１０９において、判断部２６は、Ｓ１０５で下部滞留時間ＤＴｘが更新されたか否かを判断する。ＤＴｘが更新されており、Ｓ１０５で新たな値を取得していた場合（Ｓ１０９でＹＥＳ）、処理はＳ１１０に進む。ＤＴｘが更新されておらず、Ｓ１０８で新たな値を取得していなかった場合（Ｓ１０９でＮＯ）、処理はＳ１０２に戻る。
【００７８】
Ｓ１１０において、制御部２０は記録部４２に対して、更新された新たな下部滞留時間ＤＴｘを記録させる。処理はＳ１１１へ進む。
【００７９】
Ｓ１１１において、上下変位量演算部２４は、上部滞留時間ＵＴｘあるいは下部滞留時間ＤＴｘが記録された後、規定期間Ａ時間前から滞留時間終了までの期間における上部滞留時間の積算ＵＴＳおよび下部滞留時間の積算ＤＴＳを演算する。なお、本実施形態では、上部滞留時間ＵＴｘおよび下部滞留時間ＤＴｘｗ、ＵＴ０、ＵＴ１、ＵＴ２、……、ＵＴｘという様に、時系列に沿って順に記録している。
【００８０】
次に、Ｓ１１２において、ウォーキング状態判断部２７は、ＵＴＳおよびＤＴＳの合計が規定値Ｂ以上であるか否か判断する。（ＵＴＳ＋ＤＴＳ）の値が規定時間Ｂ以上である場合（Ｓ１１２でＹＥＳ）、処理はＳ１１３に進む。（ＵＴＳ＋ＤＴＳ）の値が規定時間Ｂ未満である場合（Ｓ１１２でＮＯ）、処理はＳ１１５に進む。
【００８１】
なお、この規定時間Ｂは、経過時間に対する上部および下部の滞留時間が占める時間を規定するものであり、ウォーキング状態を判断する判断条件の１つが規定時間Ｂ以上であることと設定している。例えば、過去１分間のデータから条件判断する場合の上部及び下部の滞留時間占有率の条件を８０％以上とした場合は、規定時間Ｂは、６０、０００ｍｓ×０．８＝４８、０００ｍｓとする事などが考えられる。
【００８２】
Ｓ１１３において、ウォーキング状態判断部２７は、ＵｖおよびＤｖの差の絶対値が規定値Ｃ以上であるか否か判断する。｜Ｕｖ−Ｄｖ｜の値が規定値Ｃ以上である場合（Ｓ１１３でＹＥＳ）、処理はＳ１１４に進む。｜Ｕｖ−Ｄｖ｜の値が規定値Ｃ未満である場合（Ｓ１１３でＮＯ）、処理はＳ１１５に進む。
【００８３】
なお、この規定時間この規定値Ｃは、上端滞留値と下端滞留値の差異の規定であり、上下部滞留値の差異が規定値Ｃ以上の場合はウォーキング状態と判断するものとする。例えば、ウォーキング状態の判断条件として、上下端滞留値の差異が１００°以上とする事などが考えられる。
【００８４】
Ｓ１１４において、ウォーキング状態判断部２７は、ユーザのウォーキング運動状態を示すＳｔａｔｕｓＷの値を「ウォーキング運動状態」を示す値（例えば、１）に設定し、処理はＳ１０２に戻る。Ｓ１１５において、ウォーキング状態判断部２７は、ユーザのウォーキング運動状態を示すＳｔａｔｕｓＷの値を「非ウォーキング運動状態」を示す値（例えば、０）に設定し、処理はＳ１０２に戻る。
【００８５】
以上の一連の処理によって、携帯端末１０は、端末自身を保持するユーザの歩行状態がウォーキング運動状態であるか否か、判断する。
【００８６】
次に、図６のＳ１０４で行われた上部滞留時間ＵＴｘを更新する処理の流れについて、図７を参照して詳細を説明する。
【００８７】
まず、処理が開始されると、Ｓ２０１において、演算部２２の方位変位量演算部２３は、３軸センサ４０からの出力から算出した角度合成値Ｓｖから最大の値を算出し、上端値Ｕｖとして更新する。さらに、上端値Ｕｖが新たな値に更新された場合、角度合成値の上部滞留範囲を示す変動範囲値Ｒｖを更新する。
【００８８】
ここで、変動範囲値Ｒｖは、それまでに得られた上端値Ｕｖと下端値Ｄｖより得られる変動値としている。具体例をあげれば、例えば、上端値Ｕｖと下端値Ｄｖの差に占める割合から、変動範囲値Ｒｖを定義する方法が考えられる。具体例としてとしては、例えば、上端および下端における値の差分の４０％とする事などが考えられる。
【００８９】
次に、Ｓ２０２において、上下変位量演算部２４は、３軸合成値Ｓｖと上端値Ｕｖが変動範囲値Ｒｖの範囲内にあるか否かを、ＳｖおよびＵｖの差の絶対値がＲｖより大きいか否かによって判断する。｜Ｓｖ−Ｕｖ｜がＲｖよりも大きい場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、処理はＳ２０３に進む。｜Ｓｖ−Ｕｖ｜がＲｖ以下の場合（Ｓ２０２でＮＯ）、処理はＳ２０７に進む。
【００９０】
Ｓ２０７において、上下変位量演算部２４は、Ｒｖ範囲内にある場合は磁気センサのサンプリング周期等を元に上端保持時間ＵＴｘをインクリメントし、処理はＳ２０９に進む。
【００９１】
Ｓ２０３において、上下変位量演算部２４は、ＵｖおよびＲｖの差を演算し、３軸合成値Ｓｖが変動範囲値Ｒｖの範囲以下か判断する。（Ｕｖ−Ｒｖ）がＳｖより大きい場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、処理はＳ２０４に進む。（Ｕｖ−Ｒｖ）がＳｖ以下の場合（Ｓ２０３でＮＯ）、処理はＳ２０８に進む。
【００９２】
Ｓ２０４において、上下変位量演算部２４は、上部滞留時間ＵＴｘが規定時間Ｄ以上であるか判断を行う。ＵＴｘが規定時間Ｄよりも短い場合（Ｓ２０４でＮＯ）、処理はＳ２０８へ進む。ＵＴｘが規定時間Ｄよりも長い場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、処理はＳ２０５へ進む。なお、この規定時間Ｄは、滞留継続時間を規定するものである。例えば、滞留継続時間１０ｍｓを規定時間Ｄとするような事が考えられる。
【００９３】
Ｓ２０５において、上下変位量演算部２４は上部滞留時間ＵＴｘを新たな値で更新し、Ｓ２０６において、取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＵＴｘ取得済みの状態に設定することで、ＵＴｘの更新処理は終了する。
【００９４】
Ｓ２０８において、上下変位量演算部２４は上部滞留時間ＵＴｘをクリアし、Ｓ２０９において取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＵＴｘ未取得の状態に設定することで、ＵＴｘの更新処理は終了する。
【００９５】
次に、図６のＳ１０８で行われた上部滞留時間ＤＴｘを更新する処理の流れについて、図８を参照して詳細を説明する。
【００９６】
まず、処理が開始されると、Ｓ３０１において、演算部２２の方位変位量演算部２３は、３軸センサ４０からの出力から算出した角度合成値Ｓｖから最小の値を算出し、下端値Ｄｖとして更新する。さらに、上端値Ｕｖが新たな値に更新された場合、角度合成値の上部滞留範囲を示す変動範囲値Ｒｖを更新する。
【００９７】
次に、Ｓ３０２において、上下変位量演算部２４は、３軸合成値Ｓｖと下端値Ｄｖが変動範囲値Ｒｖの範囲内にあるか否かを、ＳｖおよびＤｖの差の絶対値がＲｖより大きいか否かによって判断する。｜Ｓｖ−Ｄｖ｜がＲｖよりも大きい場合（Ｓ３０２でＹＥＳ）、処理はＳ３０３に進む。｜Ｓｖ−Ｄｖ｜がＲｖ以下の場合（Ｓ３０２でＮＯ）、処理はＳ３０７に進む。
【００９８】
Ｓ３０７において、上下変位量演算部２４は、Ｒｖ範囲内にある場合は磁気センサのサンプリング周期等を元に下部滞留時間ＤＴｘをインクリメントし、処理はＳ３０９に進む。
【００９９】
Ｓ３０３において、上下変位量演算部２４は、ＤｖおよびＲｖの和を演算し、３軸合成値Ｓｖより大きいか否かを判断する。（Ｄｖ＋Ｒｖ）がＳｖより小さい場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、処理はＳ３０４に進む。（Ｄｖ＋Ｒｖ）がＳｖ以上の場合（Ｓ３０３でＮＯ）、処理はＳ３０８に進む。
【０１００】
Ｓ３０４において、上下変位量演算部２４は、下部滞留時間ＤＴｘが規定時間Ｄ以上であるか判断を行う。ＤＴｘが規定時間Ｄよりも短い場合（Ｓ３０４でＮＯ）、処理はＳ２０８へ進む。ＵＴｘが規定時間Ｄよりも長い場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、処理はＳ３０５へ進む。
【０１０１】
Ｓ３０５において、上下変位量演算部２４は下部滞留時間ＤＴｘを新たな値で更新し、Ｓ３０６において、取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＤＴｘ取得済みの状態に設定することで、更新処理は終了する。
【０１０２】
Ｓ３０８において、上下変位量演算部２４は上部滞留時間ＤＴｘをクリアし、Ｓ３０９において取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＤｔｘ未取得の状態に設定することで、更新処理は終了する。
【０１０３】
以上の手順で、本実施形態の携帯端末１０は、上部滞留時間ＵＴｘおよび下部滞留時間ＤＴｘを更新し、携帯端末１０を保持するユーザの状態がウォーキング運動状態であるか否かを判断している。
【０１０４】
なお、上述の実施形態では、制御部２０の判断部２６がウォーキング状態判断部２７を備え、通知部３０がウォーキング状態通知部３１を備える構成として説明したが、図９に示すように、判断部２６がさらに端末状態判断部２８を備え、通知部３０がさらに端末状態通知部３２を備える構成としてもよい。
【０１０５】
この場合、演算部２２の方位変位量演算部２３および上下変位量演算部２４は、３軸センサ４０からの方位情報の３軸合成値Ｓｖから、携帯端末１０を保持するユーザが携帯端末自身を、体のどの部分で保持しているかを判断する構成とすることができる。
【０１０６】
図５は、ユーザが携帯端末１０を手にもって歩行した場合の３軸センサ４０からの出力の合成値の変化を示すグラフである。図５に示すように、一定の周期性を持って上部滞留区間、または、下部滞留区間が規定値（規定値Ｖβ）よりも長くなる場合には、携帯端末１０を手に持っているか、手首などの腕の先端付近に装着した状態で、ウォーキング運動をしていると判断することもできる。
【０１０７】
具体的には、合成変位量の値がグラフの上部または下部どちらかの端に規定時間Ｅ以上の滞留時間を有し、規定誤差範囲Ｇ以下の周期性を有する場合に、ユーザが携帯端末１０を手に持ってウォーキング運動を行っていると判断する事ができる。
【０１０８】
端末状態判断部２８は、演算部２２の方位変位量演算部２３および上下変位量演算部２４の演算結果に基づいて、携帯端末１０がユーザの身体部位のどの部分で保持されているかを判断する処理を行う。端末状態通知部３２は、端末状態判断部２８の判断結果に基づいて、ユーザに対して携帯端末１０の保持位置を通知したり、保持位置の変更を指示したりするメッセージを出力する処理を行う。
【０１０９】
上記の判断に基づいて、ユーザが携帯端末１０を、手または手首などの腕の先端付近に保持していない場合には、音、光、振動等を用いて、ユーザに保持位置を変更するように促してもよい。
【０１１０】
上述のユーザによる携帯端末１０の保持位置の判断手順について、図１０を参照して説明する。図１０は、ユーザが携帯端末１０を保持している身体部位を判断する処理の流れを示すフロー図である。
【０１１１】
Ｓ４０１において、携帯端末１０における各初期設定が制御部２０によって行われる。具体的には、上端の初期値ＵＴｘ＝０、下端の初期値ＤＴＸ＝０、上部滞留時間の初期値ＵＴＳ＝０、下部滞留時間の初期知ＤＴＳ＝０、ユーザがウォーキング運動状態であるか否かを判断する状態フラグＳｔａｔｕｓＷ＝「非ウォーキング運動状態」、およびユーザが携帯端末１０を保持している部位を示す保持部位フラグＳｔａｔｕｓＨ＝「非手持ち状態」といった初期値をそれぞれ設定する。その後、Ｓ４０２において、ウォーキング状態判断部２７は、図６のフロー図で示した手順でウォーキング運動状態の検知を行う。
【０１１２】
Ｓ４０３において、判断部２６は、ウォーキング運動状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＷが「ウォーキング運動」状態であるか否か判断する。「ウォーキング運動」状態の場合（Ｓ４０３でＹＥＳ）、処理はＳ４０４へ進む。「ウォーキング運動」状態でない場合（Ｓ４０３でＮＯ）、処理はＳ４０２に戻る。
【０１１３】
Ｓ４０４において、端末状態判断部２８は、現在検知している上部または下部の滞留に対し、上部滞留であれば上端滞留時間ＵＴｘが規定時間Ｅ以上保持しているか否かを判断し、下部滞留であれば下部滞留時間ＤＴｘが規定時間Ｅ以上であるか否か判断する。上記の条件を満たす場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、処理はＳ４０５へ進む。上記の条件を満たさない場合（Ｓ４０４でＮＯ）、処理はＳ４０８へ進む。
【０１１４】
Ｓ４０８において、端末状態判断部２８は、携帯端末１０のユーザによる保持状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＨを「ウォーキング運動」状態、かつ「非手持ち」状態であることを示すように設定し、処理はＳ４０２に戻る。
【０１１５】
Ｓ４０５において、端末状態判断部２８は、上部滞留または下部滞留を開始した時刻をＰＴｘ、開始周期をＣｘとして記録する。Ｓ４０６において、端末状態判断部２８は、規定時間Ｆ内の滞留開始周期Ｃｘの誤差範囲が規定時間Ｇ以下であるか否かを判断する。Ｃｘが規定時間Ｇ以下の場合（Ｓ４０６でＹＥＳ）、処理はＳ４０７に進む。Ｃｘが規定時間Ｇより大きい場合（Ｓ４０６でＮＯ）、処理はＳ４０８に進む。
【０１１６】
なお、図５に示すように、歩行ピッチ９３は、滞留開始周期Ｃとほぼ一致しており、ユーザがウォーキング運動時に携帯端末１０を手に持つ事により正確な歩行ピッチを計測する事ができるようになる。
【０１１７】
Ｓ４０７において、端末状態判断部２８は、端末保持状態が「手持ち」状態であると判断し、ＳｔａｔｕｓＨを「ウォーキング運動」状態、かつ、「手持ち」状態であると設定して、処理を終了する。端末状態通知部３２は、上述の処理で設定したＳｔａｔｕｓＨを参照して、ユーザに対して携帯端末１０の状態を通知する。
【０１１８】
以上の一連の処理を用いて、携帯端末１０を保持するユーザがウォーキング運動状態にある場合に、携帯端末１０を手に保持しているか否かを判断する事ができる。なお、ユーザがウォーキング運動状態にあり、かつ携帯端末１０を手に保持していない場合には、ユーザに対して手に持つよう通知を行う構成としてもよい。
【０１１９】
その場合、制御部２０の判断部２６がウォーキング状態判断部２７および端末状態判断部２８を備え、通知部３０がウォーキング状態通知部３１および端末状態通知部３２を備えるだけではなく、図１１に示すように、判断部２６がさらにアドバイス判断部２９を備え、通知部３０がさらにアドバイス通知部３３を備える構成とすることが好ましい。
【０１２０】
アドバイス判断部２９は、端末状態判断部２８は、演算部２２の方位変位量演算部２３および上下変位量演算部２４の演算結果と、端末状態判断部２８におけるウォーキング運動状態および端末保持位置の判断結果とに基づいて、ユーザに対してよりよいウォーキング運動を行うためのアドバイスを行う。具体的には、携帯端末１０を所定の位置（例えば、手で持つ）ように指示する、歩行ピッチを上げる（早く歩く）、歩幅を大きくする、手を大きく振る、手足を進めるタイミングを整える、左右同時に足を出す、休憩することを促すなどといった、運動効果を高めるアドバイス、または、体調を管理するためのアドバイスなどを提示する。
【０１２１】
上述のユーザによる携帯端末１０によるアドバイスの提示手順について、図１２を参照して説明する。図１２は、ユーザが携帯端末１０を保持している身体部位に基づいて判断する処理の流れを示すフロー図である。
【０１２２】
Ｓ５０１において、携帯端末１０における各初期設定が制御部２０によって行われる。
その後、Ｓ５０２において、ウォーキング状態判断部２７は、図６のフロー図で示した手順でウォーキング運動状態の検知を行い、ウォーキング状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＷの更新を行う。
【０１２３】
Ｓ５０３において、端末状態判断部２８は、ウォーキング状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＷが「ウォーキング運動」状態であるか否かを判断する。ＳｔａｔｕｓＷが「ウォーキング運動」状態の場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）、処理はＳ５０４へ進む。「ウォーキング運動」状態でない場合（Ｓ５０３でＮＯ）、処理はＳ５０２に戻り、ウォーキング状態の検知を繰り返す。Ｓ５０４において、端末状態判断部２８は、図１０のフロー図で示した手順で「手持ち」状態の検出し、手持ち状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＨを更新する。
【０１２４】
Ｓ５０５において、端末状態判断部２８は、手持ち状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＨが「手持ち」状態であるか否か判断する。ＳｔａｔｕｓＨが「手持ち」状態の場合（Ｓ５０５でＹＥＳ）、処理はＳ５０６に進む。ＳｔａｔｕｓＨが「非手持ち」状態の場合（Ｓ５０５でＮＯ）、処理はＳ５０７に進む。
【０１２５】
Ｓ５０６において、アドバイス通知部３３は、演算部２２から出力された検知および演算結果に基づいて、よりよいウォーキング運動を行うためのアドバイスを行い、処理はＳ５０２に戻る。Ｓ５０７において、アドバイス通知部３３は、ユーザに対して携帯端末１０を手に持つように指示するアドバイスを提示し、処理はＳ５０２に戻る。
【０１２６】
以上の手順で処理を行うことで、携帯端末１０を持つユーザに対してウォーキング運動の挙動を検知しやすく、よりアドバイスがしやすい端末の保持状態へユーザを誘導し、かつ年齢や性別等の統計データによらないウォーキングアドバイスを行う事ができるようになる。
【０１２７】
次に、携帯端末１０を様々な保持位置で保持し、歩行および走った場合の３軸合成のグラフについて、図１３〜図１７に示す。いずれの図も、横軸が時間［ｍｓｅｃ］、縦軸が単位時間あたりの変位量［°／ｓｅｃ］を示している。
【０１２８】
図１３は、ポケットに携帯端末１０を入れて運動した場合の３軸合成のグラフを示すものであり、図１３（ａ）はポケットに携帯端末１０をいれて歩行した場合、図１３（ｂ）はポケットに携帯端末１０をいれて走った場合のグラフである。
【０１２９】
図１３（ａ）では、３５４度付近に上部滞留状態が見られ、下部滞留は見られない。図１３（ｂ）では、歩行時よりも短い周期でグラフが繰り返され、上部滞留は見られず、下部でわずかに滞留している箇所が存在している。
【０１３０】
図１４は、保持する場所を変えた場合の３軸合成のグラフを示すものである。
【０１３１】
図１４（ａ）は、携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、上部および下部に滞留している期間が見られる。
【０１３２】
図１４（ｂ）は、携帯端末１０を手に持って歩行した場合の３軸合成のグラフであり、上部および下部に滞留期間がみられ、上部の滞留が下部の滞留に比べて長くなる傾向が見られる。
【０１３３】
図１５は、携帯端末１０を持って走った場合の３軸合成のグラフであり、図１５（ａ）は携帯端末１０をポケットにいれて走った場合のグラフ、図１５（ｂ）は携帯端末１０を手に持って走った場合のグラフを示している。
【０１３４】
図１６は、携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、図１６（ａ）はズボンのポケットに携帯端末１０をいれて歩行した場合、図１６（ｂ）は胸のポケットに携帯端末１０をいれて歩行した場合を示している。
【０１３５】
図１７は、携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合と手に持って歩行した場合を比較するグラフであり、図１７（ａ）は携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合を、図１７（ｂ）は携帯端末１０を手に持って歩行した場合を示している。
【０１３６】
上述のように、携帯端末を構成することで、携帯端末の向きの変位量を検出し、そのパターンによりウォーキング運動状態の判別ができるようになる。また、ウォーキング運動状態時に携帯端末を手首付近に保持しているか判別も可能となる。
【０１３７】
これによりウォーキング運動時に携帯端末を手首の付近に保持していない場合には、ユーザに手に持つ等のフィードバックを行い、ユーザが手首付近に保持した事を検出した後は、ユーザに対してウォーキング運動を適切に行うためのアドバイスを開始する事ができる。
【０１３８】
さらに携帯端末を手首付近に保持しながらウォーキング運動を行った場合には腕の振りピッチを正確に計測する事が可能になり、あらかじめユーザの年齢・性別・身長等のその他身体的特徴を設定するといった負担が無く、腕振りピッチの変化データより腕振りピッチを適正に行えるようユーザにアドバイスする事ができる携帯端末を構成することができる。
【０１３９】
以上のように、本実施形態の携帯端末１０は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する携帯端末１０であって、自装置の方位を検出する３軸センサ４０と、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する方位変位レート演算部２３と、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する上下変位レート演算部２４と、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する判断部２６とを備えている。
【０１４０】
また、本実施形態の状況判断方法は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する携帯端末１０における状態判断方法であって、自装置の方位を検出する方位検出ステップと、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含んでいる。
【０１４１】
上記の構成によれば、変位レートの滞留を検出し、滞留の状態からユーザの運動状態を判断するので、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる携帯端末１０および状態判断方法を構成することができる。
【０１４２】
上記の携帯端末１０では、３軸センサ４０は、３次元の方位を検出するものであり、方位変位レート演算部２３は、検出された前記３次元の方位の変位レートを算出している。
【０１４３】
上記の構成によれば、３次元の方位から変位レートを算出するので、自装置が保持される方向に関わらず、滞留の判断を行うことができる。
【０１４４】
上記の携帯端末１０では、判断部２６は、異なる２つの変位レートで滞留が存在する場合、前記ユーザの移動状態をウォーキング運動状態であると判断している。
【０１４５】
上記の構成によれば、ユーザのウォーキング運動状態を正確に判断することができる。
【０１４６】
上記の携帯端末１０では、判断部２６は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する周期が揃っている場合に、ユーザが携帯端末１０を手に持っていると判断している。
【０１４７】
上記の構成によれば、合成変位量の変動範囲に基づいて自装置が保持されている位置を検出するので、方位の変位レートから保持位置の情報を取得し、保持位置の情報に基づいた各種処理を行うことができる。
【０１４８】
上記の携帯端末１０では、判断部２６が判断した結果を通知する通知部３０をさらに備えている。
【０１４９】
上記の構成によれば、任意の出力デバイス、具体的には、表示部４４や音声出力部４６などを介して判別した運動状態に応じたユーザへの情報提示を行うことができるため、適切な出力デバイスを選択してユーザに情報を提示することができる。
【０１５０】
上記の携帯端末１０では、通知部３０は、判断部２６が検出した前記保持位置が所定の位置ではなかった場合、保持位置の変更指示を通知している。
【０１５１】
上記の構成によれば、ユーザに対して保持位置の変更を通知することで、ユーザに保持位置をより適切な状態判断を行うことができる位置に変更させて、より正確な状態判断を行うことができる。
【０１５２】
上記の携帯端末１０では、判断部２６は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する実際の周期と理想的な周期とを比較し、通知部３０は、前記比較の結果に基づいて、前記ユーザに対して適正なウォーキング運動へのアドバイスを通知している。
【０１５３】
上記の構成によれば、理想的な周期と、センサによって検出された周期を比較することで、ユーザに対してより適切なアドバイスを提示することができる。
【０１５４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５５】
最後に、携帯端末１０の各ブロック、特に制御部２０の演算部２２、判断部２６、および通知部３０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１５６】
すなわち、携帯端末１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである携帯端末１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記携帯端末１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１５７】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１５８】
また、携帯端末１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明によれば、装置自身が向いている方位を検出し、方位が所定の範囲内で滞留している時間を演算し、滞留している時間に基づいて装置自身の周期的な移動の状態を判断するため、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できるので、携帯端末、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子辞書、ゲーム機、コンピュータ、ナビゲーション装置、およびその他の電子機器として好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、携帯端末の要部構成を示す機能ブロック図である。
【図２】上記携帯端末の制御部の機能をさらに詳細に説明する機能ブロック図である。
【図３】略直方体形状の携帯端末の各方向に対して設定された方向の定義を示す模式図である。
【図４】上記携帯端末の３軸センサによって取得された、水平方向に対する回転角度、垂直横方向に対する回転角度、垂直縦方向に対する回転角度の各角度情報の具体例を示すグラフである。
【図５】上記携帯端末を手に持った場合の、各角度情報の具体例を示すグラフである。
【図６】携帯端末を保持するユーザの歩行状態がウォーキング運動状態であるか否かを判断する処理の流れを示すフロー図である。
【図７】３軸合成グラフにおいて、上部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを示すフロー図である。
【図８】３軸合成グラフにおいて、下部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを示すフロー図である。
【図９】本発明の別の実施形態を示すものであり、判断部２６がさらに端末状態判断部２８を備え、通知部３０がさらに端末状態通知部３２を備える携帯端末の制御部の機能を説明する機能ブロック図である。
【図１０】ユーザが上記携帯端末を保持している身体部位を判断する処理の流れを示すフロー図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態を示すものであり、判断部２６がさらにアドバイス判断部２９を備え、通知部３０がさらにアドバイス通知部３３を備える携帯端末の制御部の機能を説明する機能ブロック図である。
【図１２】ユーザが上記携帯端末を保持している身体部位に基づいて判断する処理の流れを示すフロー図である。
【図１３】ポケットに携帯端末を入れて運動した場合の３軸合成のグラフを示すものであり、（ａ）はポケットにいれて歩行した場合、（ｂ）はポケットにいれて走った場合のグラフである。
【図１４】携帯端末を保持する場所を変えた場合の３軸合成のグラフを示すものであり、（ａ）は、携帯端末をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、上部および下部に滞留している期間が見られる
【図１５】携帯端末を持って走った場合の３軸合成のグラフであり、（ａ）は携帯端末をポケットにいれて走った場合のグラフ、（ｂ）は携帯端末１０を手に持って走った場合のグラフを示している。
【図１６】携帯端末をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、（ａ）はズボンのポケットに携帯端末をいれて歩行した場合、（ｂ）は胸のポケットに携帯端末をいれて歩行した場合を示している。
【図１７】携帯端末をポケットにいれて歩行した場合と手に持って歩行した場合を比較するグラフであり、（ａ）は携帯端末をポケットにいれて歩行した場合を、（ｂ）は携帯端末を手に持って歩行した場合を示している。
【符号の説明】
【０１６１】
１０ 携帯端末（状態判断装置、自装置）
２０ 制御部
２２ 演算部
２３ 方位変位レート演算部（変位レート算出手段）
２４ 上下変位レート演算部（滞留検出手段）
２６ 判断部（状態判断手段）
２７ ウォーキング状態判断部
２８ 端末状態判断部
３０ 通知部（通知手段）
３１ ウォーキング状態通知部
３２ 端末状態通知部
４０ ３軸センサ（方位検出部）
４２ 記録部
４４ 表示部
４６ 音声出力部
４８ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置を保持するユーザの運動状態を判断する状態判断装置、状態判断方法、プログラム、および記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、メタボリック症候群等に代表される生活習慣病が大きく喧伝されるようになり、人々の健康への意識が高まってきている。このような状況の中、比較的気軽に始められ、高い年齢層でも無理なくできる運動としてウォーキングが挙げられる。ウォーキングは、体内に十分な酸素を取り込みながら行える運動であり、生活習慣病の原因ともなる体脂肪の燃焼に効果的と言われている。
【０００３】
このように、手軽に始められるウォーキングであるが、ただ歩くだけでは十分な効果が得られないことが多い。好ましいウォーキングの方法としては、背筋を伸ばし、腕を大きく振り、普段より速めに、大股で、ひざを伸ばして歩くといった動きが大事になる。
【０００４】
上述のようなウォーキング運動に対して、アドバイスを行うための手法が考えられている。特許文献１では、あらかじめ年齢別の適性脈拍を設定した上で人体に装着した装置により脈拍を測定し、適正脈拍差分により、「もう少し早く」もしくは「もう少しゆっくり」といったのアドバイスを行うウォーキング指導装置について、開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、感度軸が異なる複数のセンサと複数の歩数計測アルゴリズムとの組み合わせで、歩行時、ウォーキング時、走行時のそれぞれの場面で組み合わせ設定を変更する事で、適切な歩数を計測する歩数計測装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３では、設定歩行速度の上下の閾値と閾値内に収まる歩行速度の継続時間によりウォーキングと判断する歩数計が開示されている。
【０００７】
また、特許文献４では、加速度センサを腕に装着し、加速度データの２回積分による位置ベクトルを算出し、算出した位置ベクトルの大きさと方向で運動の種類を識別する運動識別方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２９７０６９号公報（２００６年１１月０２日公開）
【特許文献２】特開２００７−２１８７３２号公報（２００７年０８月３０日公開）
【特許文献３】特開２００７−０４８２２４号公報（２００７年０２月２２日公開）
【特許文献４】特開２００３−０９３５６６号公報（２００３年０４月０２日公開）
【特許文献５】特開２００５−１９５４３１号公報（２００５年０７月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１や４では、従来の構成では、ヘッドフォン型の音声出力・脈拍検知ユニットを頭部に装着したり、腕時計型のユニットを手首に装着したりする必要があるという問題を生じる。
【０００９】
また、加速度センサなどを用いてユーザの運動状態を把握する場合には、個々のユーザの身体的特徴や、行動の癖などを詳細に把握した上で運動状態の判断を行う必要がある。
【００１０】
また、身長、体重、年齢、歩幅などの設定値を入力してウォーキングアドバイスを行う場合には、手足の長さや、手を振り上げる高さ、前後に振り上げる割合、腰の回転といった個々の身体的特徴や行動までは反映されておらず、必ずしも適切なアドバイスを行えるわけではないという問題が生じる。
【００１１】
また、運動の種類を集積した位置ベクトルの大きさや方向に基づいて識別する場合でも、位置ベクトルの大きさや方向が、個人個人の体格や癖によって異なる可能性があるので、適切なウォーキング運動を判別できない場合があるという問題を生じる。
【００１２】
さらに、歩行速度の閾値と歩行速度の継続時間でウォーキング運動状態を判断する場合には、設定歩行速度が適切ではない場合があり、一定の歩行速度を継続した後にしかウォーキング運動状態を判断できないことが多いという問題を生じる。
【００１３】
また、ユーザが意識してウォーキング運動を行っているのか、偶然設定閾値に該当する行動をしているかを判別する事は、一般的に困難である。逆にユーザが意識してウォーキング運動を行っても、設定閾値に達していないためウォーキング運動している状態であると判断されない場合がある。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる状態判断装置、状態判断方法、プログラム、および記憶媒体を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本願発明者等は種々の検討を行った結果、ユーザが保持する方位センサが検出する方位の単位時間あたりの変位量に滞留が存在するか否かを検出することにより、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関係なく、ユーザの運動状態を判断できることを見出し、以下の解決手段を案出した。
【００１６】
本発明の状態判断装置は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置であって、自装置の方位を検出する方位検出部と、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出手段と、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出手段と、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断手段とを備えることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の状況判断方法は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置における状態判断方法であって、自装置の方位を検出する方位検出ステップと、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含むことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、変位レートの滞留を検出し、滞留の状態からユーザの運動状態を判断するので、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる状態判断装置および状態判断方法を構成することができる。
【００１９】
なお、滞留とは、変位レートが所定の範囲内において、所定の時間以上留まっていることを指し、滞留の状態とは、変位レートが留まっている所定の範囲が、変位レートの全変動範囲内において占める位置を意味するものとしている。
【００２０】
上記の状態判断装置では、前記方位検出部は、３次元の方位を検出するものであり、前記変位レート算出手段は、検出された前記３次元の方位の変位レートを算出することが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、３次元の方位から変位レートを算出するので、自装置が保持される方向に関わらず、滞留の判断を行うことができる。
【００２２】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段は、異なる２つの変位レートで滞留が存在する場合、前記ユーザの移動状態をウォーキング運動状態であると判断することが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、ユーザのウォーキング運動状態を正確に判断することができる。
【００２４】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する周期が揃っている場合に、ユーザが自装置を手に持っていると判断することが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、合成変位量の変動範囲に基づいて自装置が保持されている位置を検出するので、方位の変位レートから保持位置の情報を取得し、保持位置の情報に基づいた各種処理を行うことができる。
【００２６】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段が判断した結果を通知する通知手段をさらに備えることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、判別した運動状態に応じて、任意の出力デバイスを介してユーザへの情報提示を行うことができるため、適切な出力デバイスを選択してユーザに情報を提示することができる。
【００２８】
上記の状態判断装置では、前記通知手段は、前記状態判断手段が検出した保持位置が所定の位置ではなかった場合、保持位置の変更指示を通知することを特徴としている。
【００２９】
上記の構成によれば、ユーザに対して保持位置の変更を通知することで、ユーザに保持位置をより適切な状態判断を行うことができる位置に変更させて、より正確な状態判断を行うことができる。
【００３０】
上記の状態判断装置では、前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する実際の周期と理想的な周期とを比較し、前記通知手段は、前記比較の結果に基づいて、前記ユーザに対して適正なウォーキング運動へのアドバイスを通知することを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、理想的な周期と、センサによって検出された周期を比較することで、ユーザに対してより適切なアドバイスを提示することができる。
【００３２】
なお、上記状態判断装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記状態判断装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の状態判断装置は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置であって、自装置の方位を検出する方位検出部と、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出手段と、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出手段と、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断手段とを備えている。
【００３４】
また、本発明の状況判断方法は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置における状態判断方法であって、自装置の方位を検出する方位検出ステップと、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含んでいる。
【００３５】
上記の構成によれば、変位レートの滞留を検出し、滞留の状態からユーザの運動状態を判断するので、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる状態判断装置および状態判断方法を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の一実施形態について図１から図８に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３７】
なお、以下の実施形態では、状態判断装置として携帯端末を例に説明するが、これに限るものではない。傾き情報を自身の姿勢情報として取得するセンサを備えた電子機器であれば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子辞書、ゲーム機、コンピュータ、ナビゲーション装置、およびその他の電子機器であっても好適に適用することができる。ただし、本実施形態のような携帯端末の場合は、端末の姿勢情報からユーザの運動状態を把握して適切なメッセージを通知することができるので、特に効果が大きい。
【００３８】
まず、図１および図２を参照して本実施形態で説明する携帯端末について説明する。図１は、携帯端末１０の要部構成を示す機能ブロック図である。図２は、図１で示した制御部の機能をさらに詳細に説明する機能ブロック図である。
【００３９】
携帯端末１０（状態判断装置）は、制御部２０、３軸センサ（方位検出部）４０、記録部４２、表示部４４、音声出力部４６、および操作部４８を備えている。制御部２０は、携帯端末１０の各部を制御し、各機能ブロック間のデータの入出力を制御する処理装置であり、内部にさらに、演算部２２、判断部（状態判断手段）２６、および通知部（通知手段）３０を備えている。
【００４０】
３軸センサ４０は、携帯端末１０の３次元空間における各次元軸に対する回転角度によって決まる傾き情報を自身の姿勢情報として取得する方位センサであり、ここでは３軸の地磁気センサを用いて、図３に示すような、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）、垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）、垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）の各角度情報を取得している。
【００４１】
記録部４２は、半導体メモリや光学、磁気などの記録媒体をもちいた記録デバイスに対して、３軸センサ４０が検出した姿勢情報や、制御部２０による演算結果や、携帯端末１０で用いる各種設定データ、歩行記録データなどの記録を行う。
【００４２】
表示部４４は、液晶や有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの表示素子を用いた表示出力デバイスである。音声出力部４６は、スピーカまたは外部音声出力端子などで構成された音声出力デバイスである。操作部４８は、スイッチ、ボタン、キーボード、タッチパネル、ダイアル、およびその他の入力デバイスで構成された操作入力デバイスである。
【００４３】
なお、上述の説明では、表示部４４および音声出力部４６によって、携帯端末１０からの出力を行うものとしたが、これに限らない。スピーカからのアラーム音や、音声合成等による音声メッセージ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを用いた光による通知、バイブレータなどを用いた振動による通知などを用いて、ユーザに通知する構成であってもよい。
【００４４】
演算部２２は、３軸センサ４０から入力された姿勢情報を演算し、時系列に沿って集計を行い、判断部２６における状態判断に用いることができる形式に変換してデータ出力を行う。本実施形態の演算部２２は、図２に示すように、内部にさらに方位変位量演算部（変位レート算出手段）２３と、上下変位量演算部（滞留検出手段）２４を備えている。
【００４５】
方位変位量演算部２３は、３軸センサ４０から入力された３軸の角度情報（図４の（ａ））を合成して、合成角度情報（図４の（ｂ））を演算して算出する。上下変位量演算部２４は、方位変位量演算部２３によって算出された合成角度情報から、変位量の上限値および下限値を検出し、現在の変位量の値と共に出力する。なお、上下変位量の検出については、詳細は後述する。
【００４６】
判断部２６は、演算部２２による演算結果の出力を受けて、様々な判断を行う処理部である。本実施形態の判断部２６は、図２に示すように、ウォーキング状態判断部２７を備えている。ウォーキング状態判断部２７は、上下変位量演算部２４から出力された演算結果を用いて、変位範囲の上部（図４（ｂ）の３５４度前後）および下部（図４（ｂ）の５０度前後）付近で所定時間、値が所定の範囲内の変化に留まっているか否かを検出する。
【００４７】
ウォーキング状態判断部２７は、合成角度情報の変位量の値が、変位量の上限値および下限値の近傍で、一定時間保たれていた場合に、携帯端末１０を保持するユーザがウォーキング運動状態であるものと判断している。なお、以下ではウォーキング運動状態とは、通常の歩行とは異なる、カロリー消費や運動量を考慮した好ましい歩き方を意味し、具体的には、背筋を伸ばし、腕を大きく振り、普段より早めに、大股で、ひざを伸ばして歩くといったの動きを指すものとして説明する。詳細については、後述する。
【００４８】
通知部３０は、判断部２６からの判断結果の出力に基づいて表示部４４や音声出力部４６に対する出力を制御する。本実施形態の通知部３０は、内部にウォーキング状態通知部３１を備えている。ウォーキング状態通知部３１は、ウォーキング状態判断部２７による判断結果を受けて、現在、携帯端末１０を保持しているユーザがウォーキング運動状態で歩行できているか否かを画面への映像出力または音声案内で出力させる。
【００４９】
次に、図３から図５を参照して、検出および演算する姿勢情報および合成角度情報について説明する。図３は、略直方体形状の携帯端末１０の各方向に対して設定された方向の定義を示す模式図である。図４は、３軸センサ４０によって取得された、水平方向に対する回転角度、垂直横方向に対する回転角度、垂直縦方向に対する回転角度の各角度情報の具体例を示すグラフである。図５は、携帯端末１０を手に持った場合の、各角度情報の具体例を示すグラフである。
【００５０】
図３（ａ）は、略直方体形状の２つ折りの、いわゆるクラムシェル型の携帯端末１０を開いて地面に水平に保持した場合、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）の検出を示す概略図を示している。同様に、図３（ｂ）は垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）の検出を、図３（ｃ）は垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）の各角度情報を取得している。
【００５１】
図４（ａ）は、図３の方向と検出角度の設定において、３軸センサ４０の地磁気センサによって検出された各角度情報の具体例を示すグラフである。グラフの上から順に、垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）、垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）の変位量の値を示している。
【００５２】
横軸は、経過時間をミリセカンド［ｍｓ］単位で、２０００ｍｓまで示している。縦軸は、回転角度を０．１度単位で、０．０度から４００．０［°／ｓｅｃ］前後までの変位量として値を示している。図４（ａ）に示された所定期間の変位量９１は、時間ｘ１からｘ２の間の変位角度ｙ１からｙ２までを示している。
【００５３】
図４（ａ）に示された３軸の各回転角度情報は、方位変位量演算部２３によって、以下の数式（１）を用いて合成角度情報として計算される。
【００５４】
【数１】
【００５５】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のグラフに示された各回転角度の変位量の値を、数式（１）を用いて演算し、合成したグラフである。図４（ｂ）に示すように、垂直横方向に対する回転角度（Ｐｉｔｃｈ）、垂直縦方向に対する回転角度（Ｙａｗ）、水平方向に対する回転角度（Ｒｏｌｌ）の変位量の値を合成した場合には、変位量の幅は５０度から４００度前後の範囲内の値で納まっている。図４（ｂ）に示された範囲９２は、時間ｘ３からｘ４の間の変位角度ｙ３からｙ４までを示している。
【００５６】
図４（ｂ）では、グラフ下部の変位量が５０度から１００度前後の範囲内と、グラフ上部の変位量が３００度から４００度前後の範囲内で、一定期間、回転角度の変位量の値が滞留している期間が存在している。携帯端末１０を保持するユーザがウォーキング運動状態で歩行している場合、このグラフ上部および下部の双方において、滞留状態が存在することが、本発明の発明者によって見出された。これを用いて、本発明では、携帯端末１０を保持するユーザのウォーキング運動状態をより正確に把握している。
【００５７】
ユーザが、携帯端末１０を衣服のポケット等に保持しながらウォーキング運動を行った場合には、図４（ｂ）のグラフに示すように変位の３軸合成波形が、上部および下部に、所定時間の間、ある一定範囲で値が滞留する期間が生じる。
【００５８】
一方、図１３（ａ）に示すように、ユーザが衣服のポケットに携帯端末１０を保持して歩行した場合には、上下両方の端で所定時間、値を維持するような波形は得られない。
【００５９】
同様に、図１３（ｂ）に走行時における変位の３軸合成波形のグラフを示す。同じくウォーキング時の波形とは異なり、上下端の所定時間以上の保持時間を得る事はできない。
【００６０】
本実施形態では、所定期間（期間ＴＡ）における合成角度の変位量の値が、それぞれ最大値および最小値の値の間で、差が規定値（規定値Ｖα）よりも大きく、かつ各上部および下部で次の反対の極が最大値と最小値の中間点より越えない区間の上部の区間を上部滞留区間、下部の区間を下部滞留区間としている。
【００６１】
また、３軸の変位量を合成した波形より変位量の上部および下部における停滞を検出する事により、ウォーキング運動の判断を行う。例えば、ある時間からの合成値の変化の極大点より初期の上端を検出し、初期上端の値をベースに規定値Ｄの範囲内にある場合を、上端の値を保持している時間を上端保持時間とする。これら上下の端の値を保持する時間をベースにウォーキング運動の判断を行う。
【００６２】
具体的には、上部および下部の滞留の期間が規定値より短い場合は、上部および下部の滞留区間から除外している。また、規定期間内（期間ＴＢ）の上部滞留区間の時間および下部滞留区間の時間が占める比率が、所定の比率より小さい場合には、ウォーキング運動状態と判断する。
【００６３】
例えば、上部および下部における変位量の値の差が例えば、４０：６０の様に小さい場合は、携帯端末１０を保持するユーザはウォーキング運動状態であると判断している。逆に、上部および下部における変位量の値の差が、例えば、１０：１８０の様に大きい場合は、ウォーキング運動状態ではないと判断している。
【００６４】
さらに、図５に示すように、一定の周期性を持って上部滞留区間、または、下部滞留区間が規定値（規定値Ｖβ）よりも長くなる場合には、携帯端末１０を手に持っているか、手首などの腕の先端付近に装着した状態で、ウォーキング運動をしていると判断することもできる。図５は、ユーザが携帯端末１０を手で保持してウォーキング歩行を行った場合における角度変位量の合成値の例を示すグラフである。
【００６５】
上記の判断に基づいて、ユーザが携帯端末１０を、手または手首などの腕の先端付近に保持していない場合には、音、光、振動等を用いて、ユーザに保持位置を変更するように促してもよい。この保持位置の変更を促す処理については、詳細は後述する。
【００６６】
また、上部または下部における、角度変位量の変化が所定の範囲に納まる時間が長くなる周期は、ユーザが歩行する際に腕を振って歩く周期（歩行ピッチ９３）と概ね一致するため、上記周期を参照してウォーキング運動時の腕振りピッチを検出し、腕振りピッチの変化をウォーキング運動アドバイスとしてユーザにフィードバックしてもよい。このユーザに対するウォーキング方法のアドバイスについては、詳細は後述する。
【００６７】
次に、図６から図８を用いて、携帯端末１０の各機能ブロックで行われる処理の流れについて、順に説明する。
【００６８】
図６は、携帯端末１０を保持するユーザの歩行状態がウォーキング運動状態であるか否かを判断する処理の流れを示すフロー図である。図７は、ユーザがウォーキング運動状態であるか否かを判断するために、図４（ｂ）のような３軸合成グラフにおいて、上部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを、同様に、図８は下部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを示すフロー図である。
【００６９】
図６において、処理が開始されると、まず、Ｓ１０１において、携帯端末１０における各初期設定が制御部２０によって行われる。具体的には、上端の初期値ＵＴｘ＝０、下端の初期値ＤＴＸ＝０、上部滞留時間の初期値ＵＴＳ＝０、下部滞留時間の初期知ＤＴＳ＝０、および、ユーザがウォーキング運動状態であるか否かを判断する状態フラグＳｔａｔｕｓＷ＝「非ウォーキング運動状態」といった初期値をそれぞれ設定する。
【００７０】
次に、Ｓ１０２において、制御部２０の演算部２２は、３軸センサ４０から出力された各方向に対する回転角度の角度情報を変位量の値として受け取り、数式（１）を用いて３軸合成の演算を行い、角度合成値Ｓｖとして出力する。
【００７１】
次に、Ｓ１０３において、Ｓ１０２の処理で算出された角度情報Ｓｖが上部の所定の範囲内、具体例をあげれば、図４（ｂ）における３００度から４００度付近の範囲内で滞留しているか否かを検出する。上部の所定の範囲内で滞留していることを検出した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、処理はＳ１０４に進む。上部の所定の範囲内で滞留していることを検出しなかった場合（Ｓ１０３でＮＯ）、処理はＳ１０５に進む。
【００７２】
Ｓ１０４において、上下変位量演算部２４は、後述する図７のフローで示す処理を用いて、上部の所定の範囲内で角度合成値の値が滞留している時間である上部滞留時間ＵＴｘを取得し、新たな値であった場合には更新する。
【００７３】
Ｓ１０６において、判断部２６は、Ｓ１０４で上部滞留時間ＵＴｘが更新されたか否かを判断する。ＵＴｘが更新されており、Ｓ１０４で新たな値を取得していた場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、処理はＳ１０７に進む。ＵＴｘが更新されておらず、Ｓ１０４で新たな値を取得していなかった場合（Ｓ１０６でＮＯ）、処理はＳ１０２に戻る。
【００７４】
Ｓ１０７において、制御部２０は記録部４２に対して、更新された新たな上部滞留時間ＵＴｘを記録させる。処理はＳ１１１に進む。
【００７５】
Ｓ１０５において、Ｓ１０２の処理で算出された角度情報Ｓｖが下部の所定の範囲内、具体例をあげれば、図４（ｂ）における０度から５０度付近の範囲内で滞留しているか否かを検出する。下部の所定の範囲内で滞留していることを検出した場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）、処理はＳ１０８に進む。下部の所定の範囲内で滞留していることを検出しなかった場合（Ｓ１０５でＮＯ）、処理はＳ１０２に戻る。
【００７６】
Ｓ１０８において、上下変位量演算部２４は、後述する図８のフローで示す処理を用いて、下部の所定の範囲内で角度合成値の値が滞留している時間である下部滞留時間ＤＴｘを取得し、新たな値であった場合には更新する。
【００７７】
Ｓ１０９において、判断部２６は、Ｓ１０５で下部滞留時間ＤＴｘが更新されたか否かを判断する。ＤＴｘが更新されており、Ｓ１０５で新たな値を取得していた場合（Ｓ１０９でＹＥＳ）、処理はＳ１１０に進む。ＤＴｘが更新されておらず、Ｓ１０８で新たな値を取得していなかった場合（Ｓ１０９でＮＯ）、処理はＳ１０２に戻る。
【００７８】
Ｓ１１０において、制御部２０は記録部４２に対して、更新された新たな下部滞留時間ＤＴｘを記録させる。処理はＳ１１１へ進む。
【００７９】
Ｓ１１１において、上下変位量演算部２４は、上部滞留時間ＵＴｘあるいは下部滞留時間ＤＴｘが記録された後、規定期間Ａ時間前から滞留時間終了までの期間における上部滞留時間の積算ＵＴＳおよび下部滞留時間の積算ＤＴＳを演算する。なお、本実施形態では、上部滞留時間ＵＴｘおよび下部滞留時間ＤＴｘｗ、ＵＴ０、ＵＴ１、ＵＴ２、……、ＵＴｘという様に、時系列に沿って順に記録している。
【００８０】
次に、Ｓ１１２において、ウォーキング状態判断部２７は、ＵＴＳおよびＤＴＳの合計が規定値Ｂ以上であるか否か判断する。（ＵＴＳ＋ＤＴＳ）の値が規定時間Ｂ以上である場合（Ｓ１１２でＹＥＳ）、処理はＳ１１３に進む。（ＵＴＳ＋ＤＴＳ）の値が規定時間Ｂ未満である場合（Ｓ１１２でＮＯ）、処理はＳ１１５に進む。
【００８１】
なお、この規定時間Ｂは、経過時間に対する上部および下部の滞留時間が占める時間を規定するものであり、ウォーキング状態を判断する判断条件の１つが規定時間Ｂ以上であることと設定している。例えば、過去１分間のデータから条件判断する場合の上部及び下部の滞留時間占有率の条件を８０％以上とした場合は、規定時間Ｂは、６０、０００ｍｓ×０．８＝４８、０００ｍｓとする事などが考えられる。
【００８２】
Ｓ１１３において、ウォーキング状態判断部２７は、ＵｖおよびＤｖの差の絶対値が規定値Ｃ以上であるか否か判断する。｜Ｕｖ−Ｄｖ｜の値が規定値Ｃ以上である場合（Ｓ１１３でＹＥＳ）、処理はＳ１１４に進む。｜Ｕｖ−Ｄｖ｜の値が規定値Ｃ未満である場合（Ｓ１１３でＮＯ）、処理はＳ１１５に進む。
【００８３】
なお、この規定時間この規定値Ｃは、上端滞留値と下端滞留値の差異の規定であり、上下部滞留値の差異が規定値Ｃ以上の場合はウォーキング状態と判断するものとする。例えば、ウォーキング状態の判断条件として、上下端滞留値の差異が１００°以上とする事などが考えられる。
【００８４】
Ｓ１１４において、ウォーキング状態判断部２７は、ユーザのウォーキング運動状態を示すＳｔａｔｕｓＷの値を「ウォーキング運動状態」を示す値（例えば、１）に設定し、処理はＳ１０２に戻る。Ｓ１１５において、ウォーキング状態判断部２７は、ユーザのウォーキング運動状態を示すＳｔａｔｕｓＷの値を「非ウォーキング運動状態」を示す値（例えば、０）に設定し、処理はＳ１０２に戻る。
【００８５】
以上の一連の処理によって、携帯端末１０は、端末自身を保持するユーザの歩行状態がウォーキング運動状態であるか否か、判断する。
【００８６】
次に、図６のＳ１０４で行われた上部滞留時間ＵＴｘを更新する処理の流れについて、図７を参照して詳細を説明する。
【００８７】
まず、処理が開始されると、Ｓ２０１において、演算部２２の方位変位量演算部２３は、３軸センサ４０からの出力から算出した角度合成値Ｓｖから最大の値を算出し、上端値Ｕｖとして更新する。さらに、上端値Ｕｖが新たな値に更新された場合、角度合成値の上部滞留範囲を示す変動範囲値Ｒｖを更新する。
【００８８】
ここで、変動範囲値Ｒｖは、それまでに得られた上端値Ｕｖと下端値Ｄｖより得られる変動値としている。具体例をあげれば、例えば、上端値Ｕｖと下端値Ｄｖの差に占める割合から、変動範囲値Ｒｖを定義する方法が考えられる。具体例としてとしては、例えば、上端および下端における値の差分の４０％とする事などが考えられる。
【００８９】
次に、Ｓ２０２において、上下変位量演算部２４は、３軸合成値Ｓｖと上端値Ｕｖが変動範囲値Ｒｖの範囲内にあるか否かを、ＳｖおよびＵｖの差の絶対値がＲｖより大きいか否かによって判断する。｜Ｓｖ−Ｕｖ｜がＲｖよりも大きい場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、処理はＳ２０３に進む。｜Ｓｖ−Ｕｖ｜がＲｖ以下の場合（Ｓ２０２でＮＯ）、処理はＳ２０７に進む。
【００９０】
Ｓ２０７において、上下変位量演算部２４は、Ｒｖ範囲内にある場合は磁気センサのサンプリング周期等を元に上端保持時間ＵＴｘをインクリメントし、処理はＳ２０９に進む。
【００９１】
Ｓ２０３において、上下変位量演算部２４は、ＵｖおよびＲｖの差を演算し、３軸合成値Ｓｖが変動範囲値Ｒｖの範囲以下か判断する。（Ｕｖ−Ｒｖ）がＳｖより大きい場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、処理はＳ２０４に進む。（Ｕｖ−Ｒｖ）がＳｖ以下の場合（Ｓ２０３でＮＯ）、処理はＳ２０８に進む。
【００９２】
Ｓ２０４において、上下変位量演算部２４は、上部滞留時間ＵＴｘが規定時間Ｄ以上であるか判断を行う。ＵＴｘが規定時間Ｄよりも短い場合（Ｓ２０４でＮＯ）、処理はＳ２０８へ進む。ＵＴｘが規定時間Ｄよりも長い場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、処理はＳ２０５へ進む。なお、この規定時間Ｄは、滞留継続時間を規定するものである。例えば、滞留継続時間１０ｍｓを規定時間Ｄとするような事が考えられる。
【００９３】
Ｓ２０５において、上下変位量演算部２４は上部滞留時間ＵＴｘを新たな値で更新し、Ｓ２０６において、取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＵＴｘ取得済みの状態に設定することで、ＵＴｘの更新処理は終了する。
【００９４】
Ｓ２０８において、上下変位量演算部２４は上部滞留時間ＵＴｘをクリアし、Ｓ２０９において取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＵＴｘ未取得の状態に設定することで、ＵＴｘの更新処理は終了する。
【００９５】
次に、図６のＳ１０８で行われた上部滞留時間ＤＴｘを更新する処理の流れについて、図８を参照して詳細を説明する。
【００９６】
まず、処理が開始されると、Ｓ３０１において、演算部２２の方位変位量演算部２３は、３軸センサ４０からの出力から算出した角度合成値Ｓｖから最小の値を算出し、下端値Ｄｖとして更新する。さらに、上端値Ｕｖが新たな値に更新された場合、角度合成値の上部滞留範囲を示す変動範囲値Ｒｖを更新する。
【００９７】
次に、Ｓ３０２において、上下変位量演算部２４は、３軸合成値Ｓｖと下端値Ｄｖが変動範囲値Ｒｖの範囲内にあるか否かを、ＳｖおよびＤｖの差の絶対値がＲｖより大きいか否かによって判断する。｜Ｓｖ−Ｄｖ｜がＲｖよりも大きい場合（Ｓ３０２でＹＥＳ）、処理はＳ３０３に進む。｜Ｓｖ−Ｄｖ｜がＲｖ以下の場合（Ｓ３０２でＮＯ）、処理はＳ３０７に進む。
【００９８】
Ｓ３０７において、上下変位量演算部２４は、Ｒｖ範囲内にある場合は磁気センサのサンプリング周期等を元に下部滞留時間ＤＴｘをインクリメントし、処理はＳ３０９に進む。
【００９９】
Ｓ３０３において、上下変位量演算部２４は、ＤｖおよびＲｖの和を演算し、３軸合成値Ｓｖより大きいか否かを判断する。（Ｄｖ＋Ｒｖ）がＳｖより小さい場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、処理はＳ３０４に進む。（Ｄｖ＋Ｒｖ）がＳｖ以上の場合（Ｓ３０３でＮＯ）、処理はＳ３０８に進む。
【０１００】
Ｓ３０４において、上下変位量演算部２４は、下部滞留時間ＤＴｘが規定時間Ｄ以上であるか判断を行う。ＤＴｘが規定時間Ｄよりも短い場合（Ｓ３０４でＮＯ）、処理はＳ２０８へ進む。ＵＴｘが規定時間Ｄよりも長い場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、処理はＳ３０５へ進む。
【０１０１】
Ｓ３０５において、上下変位量演算部２４は下部滞留時間ＤＴｘを新たな値で更新し、Ｓ３０６において、取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＤＴｘ取得済みの状態に設定することで、更新処理は終了する。
【０１０２】
Ｓ３０８において、上下変位量演算部２４は上部滞留時間ＤＴｘをクリアし、Ｓ３０９において取得フラグＳｔａｔｕｓＸをＤｔｘ未取得の状態に設定することで、更新処理は終了する。
【０１０３】
以上の手順で、本実施形態の携帯端末１０は、上部滞留時間ＵＴｘおよび下部滞留時間ＤＴｘを更新し、携帯端末１０を保持するユーザの状態がウォーキング運動状態であるか否かを判断している。
【０１０４】
なお、上述の実施形態では、制御部２０の判断部２６がウォーキング状態判断部２７を備え、通知部３０がウォーキング状態通知部３１を備える構成として説明したが、図９に示すように、判断部２６がさらに端末状態判断部２８を備え、通知部３０がさらに端末状態通知部３２を備える構成としてもよい。
【０１０５】
この場合、演算部２２の方位変位量演算部２３および上下変位量演算部２４は、３軸センサ４０からの方位情報の３軸合成値Ｓｖから、携帯端末１０を保持するユーザが携帯端末自身を、体のどの部分で保持しているかを判断する構成とすることができる。
【０１０６】
図５は、ユーザが携帯端末１０を手にもって歩行した場合の３軸センサ４０からの出力の合成値の変化を示すグラフである。図５に示すように、一定の周期性を持って上部滞留区間、または、下部滞留区間が規定値（規定値Ｖβ）よりも長くなる場合には、携帯端末１０を手に持っているか、手首などの腕の先端付近に装着した状態で、ウォーキング運動をしていると判断することもできる。
【０１０７】
具体的には、合成変位量の値がグラフの上部または下部どちらかの端に規定時間Ｅ以上の滞留時間を有し、規定誤差範囲Ｇ以下の周期性を有する場合に、ユーザが携帯端末１０を手に持ってウォーキング運動を行っていると判断する事ができる。
【０１０８】
端末状態判断部２８は、演算部２２の方位変位量演算部２３および上下変位量演算部２４の演算結果に基づいて、携帯端末１０がユーザの身体部位のどの部分で保持されているかを判断する処理を行う。端末状態通知部３２は、端末状態判断部２８の判断結果に基づいて、ユーザに対して携帯端末１０の保持位置を通知したり、保持位置の変更を指示したりするメッセージを出力する処理を行う。
【０１０９】
上記の判断に基づいて、ユーザが携帯端末１０を、手または手首などの腕の先端付近に保持していない場合には、音、光、振動等を用いて、ユーザに保持位置を変更するように促してもよい。
【０１１０】
上述のユーザによる携帯端末１０の保持位置の判断手順について、図１０を参照して説明する。図１０は、ユーザが携帯端末１０を保持している身体部位を判断する処理の流れを示すフロー図である。
【０１１１】
Ｓ４０１において、携帯端末１０における各初期設定が制御部２０によって行われる。具体的には、上端の初期値ＵＴｘ＝０、下端の初期値ＤＴＸ＝０、上部滞留時間の初期値ＵＴＳ＝０、下部滞留時間の初期知ＤＴＳ＝０、ユーザがウォーキング運動状態であるか否かを判断する状態フラグＳｔａｔｕｓＷ＝「非ウォーキング運動状態」、およびユーザが携帯端末１０を保持している部位を示す保持部位フラグＳｔａｔｕｓＨ＝「非手持ち状態」といった初期値をそれぞれ設定する。その後、Ｓ４０２において、ウォーキング状態判断部２７は、図６のフロー図で示した手順でウォーキング運動状態の検知を行う。
【０１１２】
Ｓ４０３において、判断部２６は、ウォーキング運動状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＷが「ウォーキング運動」状態であるか否か判断する。「ウォーキング運動」状態の場合（Ｓ４０３でＹＥＳ）、処理はＳ４０４へ進む。「ウォーキング運動」状態でない場合（Ｓ４０３でＮＯ）、処理はＳ４０２に戻る。
【０１１３】
Ｓ４０４において、端末状態判断部２８は、現在検知している上部または下部の滞留に対し、上部滞留であれば上端滞留時間ＵＴｘが規定時間Ｅ以上保持しているか否かを判断し、下部滞留であれば下部滞留時間ＤＴｘが規定時間Ｅ以上であるか否か判断する。上記の条件を満たす場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、処理はＳ４０５へ進む。上記の条件を満たさない場合（Ｓ４０４でＮＯ）、処理はＳ４０８へ進む。
【０１１４】
Ｓ４０８において、端末状態判断部２８は、携帯端末１０のユーザによる保持状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＨを「ウォーキング運動」状態、かつ「非手持ち」状態であることを示すように設定し、処理はＳ４０２に戻る。
【０１１５】
Ｓ４０５において、端末状態判断部２８は、上部滞留または下部滞留を開始した時刻をＰＴｘ、開始周期をＣｘとして記録する。Ｓ４０６において、端末状態判断部２８は、規定時間Ｆ内の滞留開始周期Ｃｘの誤差範囲が規定時間Ｇ以下であるか否かを判断する。Ｃｘが規定時間Ｇ以下の場合（Ｓ４０６でＹＥＳ）、処理はＳ４０７に進む。Ｃｘが規定時間Ｇより大きい場合（Ｓ４０６でＮＯ）、処理はＳ４０８に進む。
【０１１６】
なお、図５に示すように、歩行ピッチ９３は、滞留開始周期Ｃとほぼ一致しており、ユーザがウォーキング運動時に携帯端末１０を手に持つ事により正確な歩行ピッチを計測する事ができるようになる。
【０１１７】
Ｓ４０７において、端末状態判断部２８は、端末保持状態が「手持ち」状態であると判断し、ＳｔａｔｕｓＨを「ウォーキング運動」状態、かつ、「手持ち」状態であると設定して、処理を終了する。端末状態通知部３２は、上述の処理で設定したＳｔａｔｕｓＨを参照して、ユーザに対して携帯端末１０の状態を通知する。
【０１１８】
以上の一連の処理を用いて、携帯端末１０を保持するユーザがウォーキング運動状態にある場合に、携帯端末１０を手に保持しているか否かを判断する事ができる。なお、ユーザがウォーキング運動状態にあり、かつ携帯端末１０を手に保持していない場合には、ユーザに対して手に持つよう通知を行う構成としてもよい。
【０１１９】
その場合、制御部２０の判断部２６がウォーキング状態判断部２７および端末状態判断部２８を備え、通知部３０がウォーキング状態通知部３１および端末状態通知部３２を備えるだけではなく、図１１に示すように、判断部２６がさらにアドバイス判断部２９を備え、通知部３０がさらにアドバイス通知部３３を備える構成とすることが好ましい。
【０１２０】
アドバイス判断部２９は、端末状態判断部２８は、演算部２２の方位変位量演算部２３および上下変位量演算部２４の演算結果と、端末状態判断部２８におけるウォーキング運動状態および端末保持位置の判断結果とに基づいて、ユーザに対してよりよいウォーキング運動を行うためのアドバイスを行う。具体的には、携帯端末１０を所定の位置（例えば、手で持つ）ように指示する、歩行ピッチを上げる（早く歩く）、歩幅を大きくする、手を大きく振る、手足を進めるタイミングを整える、左右同時に足を出す、休憩することを促すなどといった、運動効果を高めるアドバイス、または、体調を管理するためのアドバイスなどを提示する。
【０１２１】
上述のユーザによる携帯端末１０によるアドバイスの提示手順について、図１２を参照して説明する。図１２は、ユーザが携帯端末１０を保持している身体部位に基づいて判断する処理の流れを示すフロー図である。
【０１２２】
Ｓ５０１において、携帯端末１０における各初期設定が制御部２０によって行われる。
その後、Ｓ５０２において、ウォーキング状態判断部２７は、図６のフロー図で示した手順でウォーキング運動状態の検知を行い、ウォーキング状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＷの更新を行う。
【０１２３】
Ｓ５０３において、端末状態判断部２８は、ウォーキング状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＷが「ウォーキング運動」状態であるか否かを判断する。ＳｔａｔｕｓＷが「ウォーキング運動」状態の場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）、処理はＳ５０４へ進む。「ウォーキング運動」状態でない場合（Ｓ５０３でＮＯ）、処理はＳ５０２に戻り、ウォーキング状態の検知を繰り返す。Ｓ５０４において、端末状態判断部２８は、図１０のフロー図で示した手順で「手持ち」状態の検出し、手持ち状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＨを更新する。
【０１２４】
Ｓ５０５において、端末状態判断部２８は、手持ち状態を示す変数ＳｔａｔｕｓＨが「手持ち」状態であるか否か判断する。ＳｔａｔｕｓＨが「手持ち」状態の場合（Ｓ５０５でＹＥＳ）、処理はＳ５０６に進む。ＳｔａｔｕｓＨが「非手持ち」状態の場合（Ｓ５０５でＮＯ）、処理はＳ５０７に進む。
【０１２５】
Ｓ５０６において、アドバイス通知部３３は、演算部２２から出力された検知および演算結果に基づいて、よりよいウォーキング運動を行うためのアドバイスを行い、処理はＳ５０２に戻る。Ｓ５０７において、アドバイス通知部３３は、ユーザに対して携帯端末１０を手に持つように指示するアドバイスを提示し、処理はＳ５０２に戻る。
【０１２６】
以上の手順で処理を行うことで、携帯端末１０を持つユーザに対してウォーキング運動の挙動を検知しやすく、よりアドバイスがしやすい端末の保持状態へユーザを誘導し、かつ年齢や性別等の統計データによらないウォーキングアドバイスを行う事ができるようになる。
【０１２７】
次に、携帯端末１０を様々な保持位置で保持し、歩行および走った場合の３軸合成のグラフについて、図１３〜図１７に示す。いずれの図も、横軸が時間［ｍｓｅｃ］、縦軸が単位時間あたりの変位量［°／ｓｅｃ］を示している。
【０１２８】
図１３は、ポケットに携帯端末１０を入れて運動した場合の３軸合成のグラフを示すものであり、図１３（ａ）はポケットに携帯端末１０をいれて歩行した場合、図１３（ｂ）はポケットに携帯端末１０をいれて走った場合のグラフである。
【０１２９】
図１３（ａ）では、３５４度付近に上部滞留状態が見られ、下部滞留は見られない。図１３（ｂ）では、歩行時よりも短い周期でグラフが繰り返され、上部滞留は見られず、下部でわずかに滞留している箇所が存在している。
【０１３０】
図１４は、保持する場所を変えた場合の３軸合成のグラフを示すものである。
【０１３１】
図１４（ａ）は、携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、上部および下部に滞留している期間が見られる。
【０１３２】
図１４（ｂ）は、携帯端末１０を手に持って歩行した場合の３軸合成のグラフであり、上部および下部に滞留期間がみられ、上部の滞留が下部の滞留に比べて長くなる傾向が見られる。
【０１３３】
図１５は、携帯端末１０を持って走った場合の３軸合成のグラフであり、図１５（ａ）は携帯端末１０をポケットにいれて走った場合のグラフ、図１５（ｂ）は携帯端末１０を手に持って走った場合のグラフを示している。
【０１３４】
図１６は、携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、図１６（ａ）はズボンのポケットに携帯端末１０をいれて歩行した場合、図１６（ｂ）は胸のポケットに携帯端末１０をいれて歩行した場合を示している。
【０１３５】
図１７は、携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合と手に持って歩行した場合を比較するグラフであり、図１７（ａ）は携帯端末１０をポケットにいれて歩行した場合を、図１７（ｂ）は携帯端末１０を手に持って歩行した場合を示している。
【０１３６】
上述のように、携帯端末を構成することで、携帯端末の向きの変位量を検出し、そのパターンによりウォーキング運動状態の判別ができるようになる。また、ウォーキング運動状態時に携帯端末を手首付近に保持しているか判別も可能となる。
【０１３７】
これによりウォーキング運動時に携帯端末を手首の付近に保持していない場合には、ユーザに手に持つ等のフィードバックを行い、ユーザが手首付近に保持した事を検出した後は、ユーザに対してウォーキング運動を適切に行うためのアドバイスを開始する事ができる。
【０１３８】
さらに携帯端末を手首付近に保持しながらウォーキング運動を行った場合には腕の振りピッチを正確に計測する事が可能になり、あらかじめユーザの年齢・性別・身長等のその他身体的特徴を設定するといった負担が無く、腕振りピッチの変化データより腕振りピッチを適正に行えるようユーザにアドバイスする事ができる携帯端末を構成することができる。
【０１３９】
以上のように、本実施形態の携帯端末１０は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する携帯端末１０であって、自装置の方位を検出する３軸センサ４０と、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する方位変位レート演算部２３と、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する上下変位レート演算部２４と、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する判断部２６とを備えている。
【０１４０】
また、本実施形態の状況判断方法は、自装置を保持するユーザの移動状態を判断する携帯端末１０における状態判断方法であって、自装置の方位を検出する方位検出ステップと、検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含んでいる。
【０１４１】
上記の構成によれば、変位レートの滞留を検出し、滞留の状態からユーザの運動状態を判断するので、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できる携帯端末１０および状態判断方法を構成することができる。
【０１４２】
上記の携帯端末１０では、３軸センサ４０は、３次元の方位を検出するものであり、方位変位レート演算部２３は、検出された前記３次元の方位の変位レートを算出している。
【０１４３】
上記の構成によれば、３次元の方位から変位レートを算出するので、自装置が保持される方向に関わらず、滞留の判断を行うことができる。
【０１４４】
上記の携帯端末１０では、判断部２６は、異なる２つの変位レートで滞留が存在する場合、前記ユーザの移動状態をウォーキング運動状態であると判断している。
【０１４５】
上記の構成によれば、ユーザのウォーキング運動状態を正確に判断することができる。
【０１４６】
上記の携帯端末１０では、判断部２６は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する周期が揃っている場合に、ユーザが携帯端末１０を手に持っていると判断している。
【０１４７】
上記の構成によれば、合成変位量の変動範囲に基づいて自装置が保持されている位置を検出するので、方位の変位レートから保持位置の情報を取得し、保持位置の情報に基づいた各種処理を行うことができる。
【０１４８】
上記の携帯端末１０では、判断部２６が判断した結果を通知する通知部３０をさらに備えている。
【０１４９】
上記の構成によれば、任意の出力デバイス、具体的には、表示部４４や音声出力部４６などを介して判別した運動状態に応じたユーザへの情報提示を行うことができるため、適切な出力デバイスを選択してユーザに情報を提示することができる。
【０１５０】
上記の携帯端末１０では、通知部３０は、判断部２６が検出した前記保持位置が所定の位置ではなかった場合、保持位置の変更指示を通知している。
【０１５１】
上記の構成によれば、ユーザに対して保持位置の変更を通知することで、ユーザに保持位置をより適切な状態判断を行うことができる位置に変更させて、より正確な状態判断を行うことができる。
【０１５２】
上記の携帯端末１０では、判断部２６は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する実際の周期と理想的な周期とを比較し、通知部３０は、前記比較の結果に基づいて、前記ユーザに対して適正なウォーキング運動へのアドバイスを通知している。
【０１５３】
上記の構成によれば、理想的な周期と、センサによって検出された周期を比較することで、ユーザに対してより適切なアドバイスを提示することができる。
【０１５４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５５】
最後に、携帯端末１０の各ブロック、特に制御部２０の演算部２２、判断部２６、および通知部３０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１５６】
すなわち、携帯端末１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである携帯端末１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記携帯端末１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１５７】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１５８】
また、携帯端末１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本発明によれば、装置自身が向いている方位を検出し、方位が所定の範囲内で滞留している時間を演算し、滞留している時間に基づいて装置自身の周期的な移動の状態を判断するため、ユーザが保持する位置、ユーザの身体的特徴、およびユーザの移動の癖に関わらず、ユーザの運動状態を判断できるので、携帯端末、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子辞書、ゲーム機、コンピュータ、ナビゲーション装置、およびその他の電子機器として好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、携帯端末の要部構成を示す機能ブロック図である。
【図２】上記携帯端末の制御部の機能をさらに詳細に説明する機能ブロック図である。
【図３】略直方体形状の携帯端末の各方向に対して設定された方向の定義を示す模式図である。
【図４】上記携帯端末の３軸センサによって取得された、水平方向に対する回転角度、垂直横方向に対する回転角度、垂直縦方向に対する回転角度の各角度情報の具体例を示すグラフである。
【図５】上記携帯端末を手に持った場合の、各角度情報の具体例を示すグラフである。
【図６】携帯端末を保持するユーザの歩行状態がウォーキング運動状態であるか否かを判断する処理の流れを示すフロー図である。
【図７】３軸合成グラフにおいて、上部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを示すフロー図である。
【図８】３軸合成グラフにおいて、下部における変位角度の停滞状態を検出するための処理の流れを示すフロー図である。
【図９】本発明の別の実施形態を示すものであり、判断部２６がさらに端末状態判断部２８を備え、通知部３０がさらに端末状態通知部３２を備える携帯端末の制御部の機能を説明する機能ブロック図である。
【図１０】ユーザが上記携帯端末を保持している身体部位を判断する処理の流れを示すフロー図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態を示すものであり、判断部２６がさらにアドバイス判断部２９を備え、通知部３０がさらにアドバイス通知部３３を備える携帯端末の制御部の機能を説明する機能ブロック図である。
【図１２】ユーザが上記携帯端末を保持している身体部位に基づいて判断する処理の流れを示すフロー図である。
【図１３】ポケットに携帯端末を入れて運動した場合の３軸合成のグラフを示すものであり、（ａ）はポケットにいれて歩行した場合、（ｂ）はポケットにいれて走った場合のグラフである。
【図１４】携帯端末を保持する場所を変えた場合の３軸合成のグラフを示すものであり、（ａ）は、携帯端末をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、上部および下部に滞留している期間が見られる
【図１５】携帯端末を持って走った場合の３軸合成のグラフであり、（ａ）は携帯端末をポケットにいれて走った場合のグラフ、（ｂ）は携帯端末１０を手に持って走った場合のグラフを示している。
【図１６】携帯端末をポケットにいれて歩行した場合の３軸合成のグラフであり、（ａ）はズボンのポケットに携帯端末をいれて歩行した場合、（ｂ）は胸のポケットに携帯端末をいれて歩行した場合を示している。
【図１７】携帯端末をポケットにいれて歩行した場合と手に持って歩行した場合を比較するグラフであり、（ａ）は携帯端末をポケットにいれて歩行した場合を、（ｂ）は携帯端末を手に持って歩行した場合を示している。
【符号の説明】
【０１６１】
１０ 携帯端末（状態判断装置、自装置）
２０ 制御部
２２ 演算部
２３ 方位変位レート演算部（変位レート算出手段）
２４ 上下変位レート演算部（滞留検出手段）
２６ 判断部（状態判断手段）
２７ ウォーキング状態判断部
２８ 端末状態判断部
３０ 通知部（通知手段）
３１ ウォーキング状態通知部
３２ 端末状態通知部
４０ ３軸センサ（方位検出部）
４２ 記録部
４４ 表示部
４６ 音声出力部
４８ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置であって、
自装置の方位を検出する方位検出部と、
検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出手段と、
前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出手段と、
検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断手段とを備えることを特徴とする状態判断装置。
【請求項２】
前記方位検出部は、３次元の方位を検出するものであり、
前記変位レート算出手段は、検出された前記３次元の方位の変位レートを算出することを特徴とする請求項１に記載の状態判断装置。
【請求項３】
前記状態判断手段は、異なる２つの変位レートで滞留が存在する場合、前記ユーザの移動状態をウォーキング運動状態であると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の状態判断装置。
【請求項４】
前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する周期が揃っている場合に、ユーザが自装置を手に持っていると判断することを特徴とする請求項３に記載の状態判断装置。
【請求項５】
前記状態判断手段が判断した結果を通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の状態判断装置。
【請求項６】
前記通知手段は、前記状態判断手段が検出した保持位置が所定の位置ではなかった場合、保持位置の変更指示を通知することを特徴する請求項５に記載の状態判断装置。
【請求項７】
前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する実際の周期と理想的な周期とを比較し、
前記通知手段は、前記比較の結果に基づいて、前記ユーザに対して適正なウォーキング運動へのアドバイスを通知することを特徴とする請求項５または６に記載の状態判断装置。
【請求項８】
自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置における状態判断方法であって、
自装置の方位を検出する方位検出ステップと、
検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、
前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、
検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含むことを特徴とする状態判断方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の状態判断装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置であって、
自装置の方位を検出する方位検出部と、
検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出手段と、
前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出手段と、
検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断手段とを備えることを特徴とする状態判断装置。
【請求項２】
前記方位検出部は、３次元の方位を検出するものであり、
前記変位レート算出手段は、検出された前記３次元の方位の変位レートを算出することを特徴とする請求項１に記載の状態判断装置。
【請求項３】
前記状態判断手段は、異なる２つの変位レートで滞留が存在する場合、前記ユーザの移動状態をウォーキング運動状態であると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の状態判断装置。
【請求項４】
前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する周期が揃っている場合に、ユーザが自装置を手に持っていると判断することを特徴とする請求項３に記載の状態判断装置。
【請求項５】
前記状態判断手段が判断した結果を通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の状態判断装置。
【請求項６】
前記通知手段は、前記状態判断手段が検出した保持位置が所定の位置ではなかった場合、保持位置の変更指示を通知することを特徴する請求項５に記載の状態判断装置。
【請求項７】
前記状態判断手段は、滞留の存在する前記２つの変位レートのうち、滞留を維持している時間が長い方の変位レートに存在する滞留に関して、前記滞留の発生する実際の周期と理想的な周期とを比較し、
前記通知手段は、前記比較の結果に基づいて、前記ユーザに対して適正なウォーキング運動へのアドバイスを通知することを特徴とする請求項５または６に記載の状態判断装置。
【請求項８】
自装置を保持するユーザの移動状態を判断する状態判断装置における状態判断方法であって、
自装置の方位を検出する方位検出ステップと、
検出された前記方位の単位時間あたりの変位量を変位レートとして算出する変位レート算出ステップと、
前記変位レートの滞留が存在するか否かを検出する滞留検出ステップと、
検出結果から、前記ユーザの移動状態を判断する状態判断ステップとを含むことを特徴とする状態判断方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の状態判断装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２７３７８６（Ｐ２００９−２７３７８６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３００３８（Ｐ２００８−１３００３８）
【出願日】平成２０年５月１６日（２００８．５．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１６日（２００８．５．１６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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