電子機器、歩数計およびプログラム
【課題】歩行時であるか走行時であるかをより正確に判定することができる。
【解決手段】加速度センサ１０６は、第１の方向の加速度を検出し、第１の信号を出力する。加速度センサ１０７は、第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、第２の信号を出力する。加速度センサ１０８は、第１の方向と第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、第３の信号を出力する。ＣＰＵ１０２は、第１の信号と、第２の信号と、第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する。また、ＣＰＵ１０２は、第１の信号の移動平均値と、第２の信号の移動平均値と、第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する。また、ＣＰＵ１０２は、歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う。
【解決手段】加速度センサ１０６は、第１の方向の加速度を検出し、第１の信号を出力する。加速度センサ１０７は、第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、第２の信号を出力する。加速度センサ１０８は、第１の方向と第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、第３の信号を出力する。ＣＰＵ１０２は、第１の信号と、第２の信号と、第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する。また、ＣＰＵ１０２は、第１の信号の移動平均値と、第２の信号の移動平均値と、第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する。また、ＣＰＵ１０２は、歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行時や走行時の歩数を計測する電子機器、歩数計およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加速度センサ等の体動センサを用いて歩行による体動を検出し、検出した体動をカウントすることで、携帯者の走行時または歩行時の歩数を検出する歩数計がある。また、歩行時や走行時の歩数と、事前に入力された歩幅とに基づいて、歩行や走行による消費カロリーの計算を行う装置がある。しかしながら、歩行時と走行時の歩幅は明らかに異なるため、消費カロリーの計算を行うためには、ユーザが手動で歩行時であるか走行時であるかを指定する必要があった。
【０００３】
また、歩数の誤カウントを防止するために、１歩を検出した後、一定時間歩数をカウントしない時間（マスク時間）を設けている歩数計がある。なお、走行時と歩行時ではピッチ（歩行ピッチ、走行ピッチ）が異なるため、最適なマスク時間が異なる。具体的には、走行時よりも歩行時の方がピッチが遅いため、走行時の最適なマスク時間よりも歩行時の最適なマスク時間の方が長い。そのため、最適なマスク時間を設定するためには、ユーザが手動で歩行時であるか走行時であるかを指定する必要があった。
【０００４】
これを解決する歩数計測装置として、体動の種類に応じてマスク時間を可変させる歩数計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、生体の行動を「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩く」、「走る」に分類し、各行動ごとの消費カロリーを知ることができる運動量測定装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７７３２２号公報
【特許文献２】特開平８−１３１４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の歩数計測装置では、体動量（加速度センサの加速度振幅の大きさ）に応じて、体動の種類を判定している。しかしながら、加速度センサの加速度振幅の大きさからだけでは、歩行時であるか走行時であるかを正確に見分けることが難しい。また、振幅を判定するためには、振幅のピークを取り逃さない必要がある。そのため、振幅のピークを取り逃さないようにするには、歩数計測装置はピークホールド回路を備える、または加速度測定のサンプリング周期を細かくする必要があり、回路規模の増大または消費電流の増大を招いてしまうという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２の運動量測定装置においても、行動パターン「歩く」と「走る」の分類を、加速度センサの加速度振幅の大きさに応じて行っている。そのため、特許文献１の歩数計測装置と同様に、加速度センサの加速度振幅の大きさからだけでは、行動パターン「歩く」と「走る」の分類を正確に行うことが難しい。また、振幅を判定するためには、振幅のピークを取り逃さない必要がある。そのため、振幅のピークを取り逃さないようにするには、運動量計測装置はピークホールド回路を備える、または加速度測定のサンプリング周期を細かくする必要があり、回路規模の増大または消費電流の増大を招いてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、歩行時であるか走行時であるかをより正確に判定することができる電子機器、歩数計およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、を備えたことを特徴とする電子機器である。
【００１０】
また、本発明の電子機器において、前記歩行に適した処理は、歩行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて歩行距離を算出する処理であり、前記走行に適した処理は、走行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて走行距離を算出する処理であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電子機器において、前記歩行に適した処理は、歩行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理であり、前記走行に適した処理は、走行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電子機器において、前記歩数算出部は、マスク時間を用いて歩数を算出し、前記歩行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を歩行用のマスク時間に変更する処理であり、前記走行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を走行用のマスク時間に変更する処理であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、を備えたことを特徴とする歩数計である。
【００１４】
また、本発明は、コンピュータに、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度検出ステップと、前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度検出ステップと、前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度検出ステップと、前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出ステップと、前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定ステップと、前記歩行走行判定ステップで歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定ステップで走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１の加速度センサは、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する。また、第２の加速度センサは、第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する。また、第３の加速度センサは、第１の方向と第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する。また、歩数算出部は、第１の信号と、第２の信号と、第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する。また、歩行走行判定部は、第１の信号の移動平均値と、第２の信号の移動平均値と、第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する。また、処理部は、歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う。
【００１６】
これにより、第１の信号の移動平均値と、第２の信号の移動平均値と、第３の信号の移動平均値とに基づいて歩行中であるか走行中であるかを判定するため、より正確に歩行中であるか走行中であるかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における歩数計の外観を示した外観図である。
【図２】本実施形態における歩数計の構成を示したブロック図である。
【図３】本実施形態において、歩数計が使用者に装着されている場合でのＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向との向きを示した概略図である。
【図４】本実施形態において、使用者が歩行している際に、歩数計が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。
【図５】本実施形態において、使用者が走行している際に、歩数計が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。
【図６】本実施形態における歩数計が実行する候補検出処理の処理手順を示したフローチャートである。
【図７】本実施形態における歩数計が実行する歩数計歩数計測処理の処理手順を示したフローチャートである。
【図８】本実施形態における歩数計が実行する歩行走行判定処理の処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、電子機器の一例として、歩数計の例を用いて説明する。図１は、本実施形態における歩数計の外観を示した外観図である。図示する例では、歩数計１００は、上面に表示部１０５を備え、側面に入力部１０３を備えている。表示部１０５は表示面を備えており、表示面に歩数などの表示を行う。入力部１０３は、歩数計１００の使用者からの入力を受け付ける。なお、本実施形態では、歩数計１００が備える表示部１０５の表示面と同一の平面をＸＹ平面とし、表示部１０５の表示面と垂直な方向をＺ軸方向とする。また、歩数計１００は、使用者の腕に装着して使用する腕時計型の歩数計の例を示している。
【００１９】
図２は、本実施形態における歩数計１００の構成を示したブロック図である。図示する例では、歩数計１００は、発振部１０１と、ＣＰＵ１０２（中央処理装置、歩数算出部、歩行走行判定部、処理部）と、入力部１０３と、表示制御部１０４と、表示部１０５と、加速度センサ１０６（第１の加速度センサ）と、加速度センサ１０７（第２の加速度センサ）と、加速度センサ１０８（第３の加速度センサ）と、ＡＤコンバータ１０９と、記憶部１１０とを備える。
【００２０】
発振部１０１は、計時の基準となる時計信号と、ＣＰＵ１０２の動作用の基準クロック信号とを発生する。ＣＰＵ１０２は、歩数の算出処理や、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定処理や、歩数計を構成する各電子回路要素の制御や、計時動作等を行う。入力部１０３は、使用者から、歩数計測の開始や停止等を指示するための入力を受け付ける。表示制御部１０４は、ＣＰＵ１０２からの制御信号に応答して、表示部１０５に歩数や、歩行・走行距離や、時刻や、エネルギー消費量等を表示させる。表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）によって構成され、歩数や、歩行・走行距離や、時刻や、エネルギー消費量等を表示する。
【００２１】
加速度センサ１０６〜１０８は、相互に直交する直交座標軸のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分を検出して、各成分の加速度に対応する大きさの加速度信号を出力する。本実施形態では、加速度センサ１０６はＸ軸方向の加速度Ｘを検出する。また、加速度センサ１０７はＹ軸方向の加速度Ｙを検出する。また、加速度センサ１０８はＺ軸方向の加速度Ｚを検出する。なお、加速度センサ１０６〜１０８は、例えば、１つのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）３軸加速度センサによって構成してもよく、また、相互に直交する３軸方向に配設された３つの１軸加速度センサによって構成してもよい。
【００２２】
記憶部１１０は、ＣＰＵ１０２が実行するプログラムや、歩数計１００が備える各部が処理を行う過程で必要なデータ等を記憶する。なお、本実施形態では、例えば、ＣＰＵ１０２が、本発明の歩数算出部と、歩行走行判定部と、処理部として動作する。
【００２３】
次に、歩数計１００が使用者に装着されている場合でのＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向との向きについて説明する。図３は、本実施形態において、歩数計１００が使用者に装着されている場合でのＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向との向きを示した概略図である。図示するように、歩数計１００が使用者の腕に装着されている場合には、肘から手の甲に向かう方向がＹ軸方向であり、手の甲に垂直な方向がＺ軸方向であり、Ｙ軸方向とＺ軸方向とで一意に決まる平面に垂直な方向がＸ軸方向である。
【００２４】
次に、使用者が歩行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさについて説明する。図４は、本実施形態において、使用者が歩行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。図示する例では、横軸は時間であり、縦軸は、直近２秒間の加速度の平均である移動平均加速度［ｍＧ］の大きさである。また、曲線４０１はＸ軸方向の移動平均加速度Ｘの大きさを示しており、曲線４０２はＹ軸方向の移動平均加速度Ｙの大きさを示しており、曲線４０３はＺ軸方向の移動平均加速度Ｚの大きさを示している。
【００２５】
図示するとおり、使用者が歩行している際には、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７５０ｍＧ以上であり、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７５０ｍＧ以下である。従って、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７５０ｍＧ以上、かつＸ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７５０ｍＧである場合には、使用者は歩行中であると判定することができる。
【００２６】
次に、使用者が走行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさについて説明する。図５は、本実施形態において、使用者が走行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。図示する例では、横軸は時間であり、縦軸は、直近２秒間の加速度の平均である移動平均加速度［ｍＧ］の大きさである。また、曲線５０１はＸ軸方向の移動平均加速度Ｘの大きさを示しており、曲線５０２はＹ軸方向の移動平均加速度Ｙの大きさを示しており、曲線５０３はＺ軸方向の移動平均加速度Ｚの大きさを示している。
【００２７】
図示するとおり、使用者が走行している際には、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７００ｍＧ以上であり、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７００ｍＧ以下である。従って、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７００ｍＧ以上、かつＹ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７００ｍＧである場合には、使用者は走行中であると判定することができる。
【００２８】
従来のように加速度センサの出力の振幅に基づいて、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する場合には、振幅の間隔が短いため、正確に振幅を検知することは難しく、また、正確に振幅を検知できなければ、使用者は歩行中であるか走行中であるかを正確に判定することができない。しかしながら、本実施形態の歩数計１００は、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度とに基づいて、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する。また、加速度センサ１０６〜１０８の振幅をある程度検知することができれば、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度を正確に算出することができるため、歩数計１００は、使用者は歩行中であるか走行中であるかをより正確に判定することができる。
【００２９】
次に、歩数計１００が歩行信号の候補を検出する候補検出処理の処理手順について説明する。図６は、本実施形態における歩数計１００が実行する、候補検出処理の処理手順を示したフローチャートである。歩数計１００は、候補検出処理を繰り返し実行する。なお、以下の説明では、加速度センサ１０６の出力を用いて歩行信号の候補を検出する例を用いて説明するが、加速度センサ１０７または加速度センサ１０８の出力を用いて歩行信号の候補を検出するようにしてもよく、加速度センサ１０６〜１０８の出力のうち複数の出力を用いて歩行信号の候補を検出するようにしてもよい。
【００３０】
（ステップＳ１０１）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２以降の処理を行うタイミング（サンプリングタイミング）であるか否かを判定する。サンプリングタイミングであるとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０２の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０１の処理を再度実行する。例えば、サンプリングタイミングを５０ｍｓとした場合、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２以降の処理を５０ｍｓ毎に実行する。すなわち、ＣＰＵ１０２がステップＳ１０２以降の処理を行う間隔（サンプリング間隔）は、５０ｍｓである。なお、サンプリングタイミングは５０ｍｓ〜１００ｍｓとするのが望ましい。
【００３１】
（ステップＳ１０２）ＣＰＵ１０２は、ＡＤコンバータ１０９がデジタル信号に変換した、サンプリング間隔における加速度センサ１０６の出力を取得する。その後、ステップＳ１０３の処理に進む。例えば、サンプリングタイミングが５０ｍｓの場合、ＡＤコンバータ１０９は５０ｍｓ毎に加速度センサ１０６の出力値を出力し、ＣＰＵ１０２は、５０ｍｓ毎にＡＤコンバータ１０９が出力した加速度センサ１０６の出力値を取得する。
【００３２】
（ステップＳ１０３）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２で取得したサンプリング間隔における加速度センサ１０６の出力値が、閾値以下の値から閾値以上の値に変化しているか否かを判定する。ステップＳ１０２で取得したサンプリング間隔における加速度センサ１０６の出力値が、閾値以下の値から閾値以上の値に変化しているとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０６の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０４の処理に進む。例えば、閾値が１２００ｍＧであり、加速度センサ１０６の出力が１１５０ｍＧから１２５０ｍＧに変化した場合、ＣＰＵ１０２は、加速度センサ１０６の出力値が、閾値以下の値から閾値以上の値に変化していると判定する。
【００３３】
（ステップＳ１０４）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０３の処理を一定回数行ったか否かを判定する。ステップＳ１０３の処理を一定回数行ったとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０５の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０１の処理に戻る。例えば、一定回数としては、１０回とする。
（ステップＳ１０５）ＣＰＵ１０２は、使用者が歩行を停止したと判定し、処理を終了する。
【００３４】
（ステップＳ１０６）ＣＰＵ１０２は、前回歩行信号の候補であると判定してから一定時間経過しているか否かを判定する。前回歩行信号の候補であると判定してから一定時間（マスク時間）経過しているとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０７の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０１の処理に戻る。なお、マスク時間の決定方法については後述する。
【００３５】
（ステップＳ１０７）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２で取得した加速度センサ１０６の出力値は歩行信号の候補であると判定する。その後、処理を終了する。
【００３６】
次に、歩数計１００が歩数を計測する歩数計測処理の処理手順について説明する。図７は、本実施形態における歩数計１００が実行する、歩数計測処理の処理手順を示したフローチャートである。歩数計１００は、歩数計測処理を繰り返し実行する。
【００３７】
（ステップＳ２０１）ＣＰＵ１０２は、検出処理で検出した歩行信号の候補が連続しているか否かを判定する（連続性を確認する）。その後、ステップＳ２０２の処理に進む。例えば、６秒間の間に、１秒間隔以内の歩行信号の候補を６回以上検出した場合には、歩行信号の候補が連続していると判定する。
（ステップＳ２０２）ＣＰＵ１０２は、前回ステップＳ２０５の処理で歩数を加算した後に検出処理で検出した歩行信号の候補の数を、仮歩数としてカウントする。その後、ステップＳ２０３の処理に進む。
【００３８】
（ステップＳ２０３）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２０１の処理で歩行信号の候補が連続していると判定した場合、加速度センサ１０６の出力値は歩行による信号であると判定する。加速度センサ１０６の出力値は歩行による信号であるとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ２０４の処理に進み、それ以外の場合には処理を終了する。
（ステップＳ２０４）ＣＰＵ１０２は、使用者は歩行中であると判定する。その後、ステップＳ２０５の処理に進む。
（ステップＳ２０５）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２０２でカウントした仮歩数を、歩数に加算する。その後、処理を終了する。
【００３９】
次に、歩数計１００が、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定処理について説明する。図８は、本実施形態における歩数計１００が実行する、歩行走行判定処理の処理手順を示したフローチャートである。歩数計１００は、歩行走行判定処理を繰り返し実行する。
【００４０】
（ステップＳ３０１）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０２以降の処理を行うタイミング（サンプリングタイミング）であるか否かを判定する。サンプリングタイミングであるとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ３０２の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ３０１の処理を再度実行する。例えば、サンプリングタイミングを５０ｍｓとした場合、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０２以降の処理を５０ｍｓ毎に実行する。すなわち、ＣＰＵ１０２がステップＳ３０２以降の処理を行う間隔（サンプリング間隔）は、５０ｍｓである。なお、サンプリングタイミングは５０ｍｓ〜１００ｍｓとするのが望ましい。
【００４１】
（ステップＳ３０２）ＣＰＵ１０２は、ＡＤコンバータ１０９がデジタル信号に変換した、過去２秒間における加速度センサ１０６，１０７，１０８の出力を取得する。その後、ステップＳ３０３の処理に進む。例えば、ＡＤコンバータ１０９は５０ｍｓ毎に加速度センサ１０６，１０７，１０８の出力値を出力する場合、ＣＰＵ１０２は、過去２秒間の間にＡＤコンバータ１０９が出力した、４０個の加速度センサ１０６の出力値と、４０個の加速度センサ１０７の出力値と、４０個の加速度センサ１０８の出力値とを取得する。なお、本実施形態では過去２秒間における加速度センサ１０６，１０７，１０８の出力を取得する例を用いて説明するが、これに限らず、任意の期間とするようにしてもよい。
【００４２】
（ステップＳ３０３）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０２で取得した、過去２秒間における加速度センサ１０６の出力値の平均値（Ｘ軸方向の移動平均加速度）と、過去２秒間における加速度センサ１０７の出力値の平均値（Ｙ軸方向の移動平均加速度）と、過去２秒間における加速度センサ１０８の出力値の平均値（Ｚ軸方向の移動平均加速度）とを算出する。その後、ステップＳ３０４の処理に進む。
【００４３】
（ステップＳ３０４）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０３で算出した、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度とに基づいて、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する。その後、ステップＳ３０５の処理に進む。使用者は歩行中であるか走行中であるかの判定方法としては、例えば、図４および図５を用いて説明したように、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７５０ｍＧ以上、かつＸ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とが７５０ｍＧである場合には、使用者は歩行中であると判定し、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７００ｍＧ以上、かつＹ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とが７００ｍＧである場合には、使用者は走行中であると判定する。なお、どちらにも当てはまらない場合には、前回判定した結果と同様の判定とする。また、歩行中であるとの判定基準および走行中であるとの判定基準については、環境に応じて任意に設定するようにしてもよい。
【００４４】
（ステップＳ３０５）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０４の処理において、使用者が歩行中であると判定した場合には歩行中に適した処理を行い、使用者が走行中であると判定した場合には走行中に適した処理を行う。その後、処理を終了する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、使用者は歩行中であると判定した場合、マスク時間を歩行に適した時間（例えば、３００ｍｓ）とし、使用者は走行中であると判定した場合、マスク時間を走行に適した時間（例えば、２００ｍｓ）とする。また、ＣＰＵ１０２は、使用者は走行中であると判定した場合、歩行による歩幅（例えば、５０ｃｍ〜６０ｃｍ）とカウントした歩数とを用いて歩行距離を算出し、使用者は走行中であると判定した場合、走行による歩幅（例えば、９０ｃｍ〜１１０ｃｍ）とカウントした歩数とを用いて走行距離を算出する。
【００４５】
また、ＣＰＵ１０２は、使用者は歩行中であると判定した場合、歩行中に適した計算式を用いてエネルギー消費量を算出し、使用者は走行中であると判定した場合、走行中に適した計算式を用いてエネルギー消費量を算出する。例えば、計算式としては、以下の計算式を用いる（参考文献：第３回運動所要量・運動指針の策定検討会資料 健康づくりのための運動指針２００６ 〜生活習慣病予防のために〜 健康づくりのための運動基準２００６ 〜身体活動・運動・体力〜）。なお、歩行中のエクササイズは３．０ＭＥＴｓとし、走行時のエクササイズは７．０ＭＥＴｓとする。
エネルギー消費量（ｋｃａｌ）＝１．０５×エクササイズ（メッツ・時、ＭＥＴｓ）×体重（ｋｇ）
【００４６】
上述したとおり、本実施形態によれば、歩数計１００は、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度との大きさに基づいて使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定するため、加速度の振幅を用いて判定する方法よりも、より正確に歩行中であるか走行中であるかを判定することができる。
【００４７】
また、歩数計１００は、移動平均加速度を用いて使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定するため、加速度のピークを取り逃がさないようするためのピークホールド回路を備える必要もなく、加速度測定のサンプリング周期も細かくする必要が無い。よって、歩数計１００は、回路規模をより小さくすることができ、消費電力もより少なくすることができる。
【００４８】
また、歩数計１００は、使用者は歩行中であると判定した場合には歩行中に適した処理を行い、使用者は走行中であると判定した場合には走行中に適した処理を行うため、より正確な処理結果を得ることができる。例えば、使用者が走行中である場合と歩行中である場合とでは歩行ピッチや歩幅やエクササイズ等は異なる。歩数計１００は、使用者は歩行中であると判定した場合には、歩行中の歩行ピッチや歩幅やエクササイズ等を用いて各種処理を行い、使用者は走行中であると判定した場合には、歩行中の歩行ピッチや歩幅やエクササイズ等を用いて各種処理を行う。そのため、歩数計１００は、より正確な処理結果を得ることができる。
【００４９】
なお、上述した実施形態における歩数計１００が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５０】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、電子機器の例として、図１に示すような腕時計型の歩数計を例に説明したが、これに限らず、使用者の腕に装着して使用する電子機器であればどのような電子機器でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・歩数計、１０１・・・発振部、１０２・・・ＣＰＵ、１０３・・・入力部、１０４・・・表示制御部、１０５・・・表示部、１０６〜１０８・・・加速度センサ、１０９・・・ＡＤコンバータ、１１０・・・記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行時や走行時の歩数を計測する電子機器、歩数計およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加速度センサ等の体動センサを用いて歩行による体動を検出し、検出した体動をカウントすることで、携帯者の走行時または歩行時の歩数を検出する歩数計がある。また、歩行時や走行時の歩数と、事前に入力された歩幅とに基づいて、歩行や走行による消費カロリーの計算を行う装置がある。しかしながら、歩行時と走行時の歩幅は明らかに異なるため、消費カロリーの計算を行うためには、ユーザが手動で歩行時であるか走行時であるかを指定する必要があった。
【０００３】
また、歩数の誤カウントを防止するために、１歩を検出した後、一定時間歩数をカウントしない時間（マスク時間）を設けている歩数計がある。なお、走行時と歩行時ではピッチ（歩行ピッチ、走行ピッチ）が異なるため、最適なマスク時間が異なる。具体的には、走行時よりも歩行時の方がピッチが遅いため、走行時の最適なマスク時間よりも歩行時の最適なマスク時間の方が長い。そのため、最適なマスク時間を設定するためには、ユーザが手動で歩行時であるか走行時であるかを指定する必要があった。
【０００４】
これを解決する歩数計測装置として、体動の種類に応じてマスク時間を可変させる歩数計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、生体の行動を「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩く」、「走る」に分類し、各行動ごとの消費カロリーを知ることができる運動量測定装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７７３２２号公報
【特許文献２】特開平８−１３１４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の歩数計測装置では、体動量（加速度センサの加速度振幅の大きさ）に応じて、体動の種類を判定している。しかしながら、加速度センサの加速度振幅の大きさからだけでは、歩行時であるか走行時であるかを正確に見分けることが難しい。また、振幅を判定するためには、振幅のピークを取り逃さない必要がある。そのため、振幅のピークを取り逃さないようにするには、歩数計測装置はピークホールド回路を備える、または加速度測定のサンプリング周期を細かくする必要があり、回路規模の増大または消費電流の増大を招いてしまうという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２の運動量測定装置においても、行動パターン「歩く」と「走る」の分類を、加速度センサの加速度振幅の大きさに応じて行っている。そのため、特許文献１の歩数計測装置と同様に、加速度センサの加速度振幅の大きさからだけでは、行動パターン「歩く」と「走る」の分類を正確に行うことが難しい。また、振幅を判定するためには、振幅のピークを取り逃さない必要がある。そのため、振幅のピークを取り逃さないようにするには、運動量計測装置はピークホールド回路を備える、または加速度測定のサンプリング周期を細かくする必要があり、回路規模の増大または消費電流の増大を招いてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、歩行時であるか走行時であるかをより正確に判定することができる電子機器、歩数計およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、を備えたことを特徴とする電子機器である。
【００１０】
また、本発明の電子機器において、前記歩行に適した処理は、歩行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて歩行距離を算出する処理であり、前記走行に適した処理は、走行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて走行距離を算出する処理であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電子機器において、前記歩行に適した処理は、歩行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理であり、前記走行に適した処理は、走行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電子機器において、前記歩数算出部は、マスク時間を用いて歩数を算出し、前記歩行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を歩行用のマスク時間に変更する処理であり、前記走行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を走行用のマスク時間に変更する処理であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、を備えたことを特徴とする歩数計である。
【００１４】
また、本発明は、コンピュータに、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度検出ステップと、前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度検出ステップと、前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度検出ステップと、前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出ステップと、前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定ステップと、前記歩行走行判定ステップで歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定ステップで走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１の加速度センサは、第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する。また、第２の加速度センサは、第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する。また、第３の加速度センサは、第１の方向と第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する。また、歩数算出部は、第１の信号と、第２の信号と、第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する。また、歩行走行判定部は、第１の信号の移動平均値と、第２の信号の移動平均値と、第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する。また、処理部は、歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う。
【００１６】
これにより、第１の信号の移動平均値と、第２の信号の移動平均値と、第３の信号の移動平均値とに基づいて歩行中であるか走行中であるかを判定するため、より正確に歩行中であるか走行中であるかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における歩数計の外観を示した外観図である。
【図２】本実施形態における歩数計の構成を示したブロック図である。
【図３】本実施形態において、歩数計が使用者に装着されている場合でのＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向との向きを示した概略図である。
【図４】本実施形態において、使用者が歩行している際に、歩数計が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。
【図５】本実施形態において、使用者が走行している際に、歩数計が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。
【図６】本実施形態における歩数計が実行する候補検出処理の処理手順を示したフローチャートである。
【図７】本実施形態における歩数計が実行する歩数計歩数計測処理の処理手順を示したフローチャートである。
【図８】本実施形態における歩数計が実行する歩行走行判定処理の処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、電子機器の一例として、歩数計の例を用いて説明する。図１は、本実施形態における歩数計の外観を示した外観図である。図示する例では、歩数計１００は、上面に表示部１０５を備え、側面に入力部１０３を備えている。表示部１０５は表示面を備えており、表示面に歩数などの表示を行う。入力部１０３は、歩数計１００の使用者からの入力を受け付ける。なお、本実施形態では、歩数計１００が備える表示部１０５の表示面と同一の平面をＸＹ平面とし、表示部１０５の表示面と垂直な方向をＺ軸方向とする。また、歩数計１００は、使用者の腕に装着して使用する腕時計型の歩数計の例を示している。
【００１９】
図２は、本実施形態における歩数計１００の構成を示したブロック図である。図示する例では、歩数計１００は、発振部１０１と、ＣＰＵ１０２（中央処理装置、歩数算出部、歩行走行判定部、処理部）と、入力部１０３と、表示制御部１０４と、表示部１０５と、加速度センサ１０６（第１の加速度センサ）と、加速度センサ１０７（第２の加速度センサ）と、加速度センサ１０８（第３の加速度センサ）と、ＡＤコンバータ１０９と、記憶部１１０とを備える。
【００２０】
発振部１０１は、計時の基準となる時計信号と、ＣＰＵ１０２の動作用の基準クロック信号とを発生する。ＣＰＵ１０２は、歩数の算出処理や、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定処理や、歩数計を構成する各電子回路要素の制御や、計時動作等を行う。入力部１０３は、使用者から、歩数計測の開始や停止等を指示するための入力を受け付ける。表示制御部１０４は、ＣＰＵ１０２からの制御信号に応答して、表示部１０５に歩数や、歩行・走行距離や、時刻や、エネルギー消費量等を表示させる。表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）によって構成され、歩数や、歩行・走行距離や、時刻や、エネルギー消費量等を表示する。
【００２１】
加速度センサ１０６〜１０８は、相互に直交する直交座標軸のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分を検出して、各成分の加速度に対応する大きさの加速度信号を出力する。本実施形態では、加速度センサ１０６はＸ軸方向の加速度Ｘを検出する。また、加速度センサ１０７はＹ軸方向の加速度Ｙを検出する。また、加速度センサ１０８はＺ軸方向の加速度Ｚを検出する。なお、加速度センサ１０６〜１０８は、例えば、１つのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）３軸加速度センサによって構成してもよく、また、相互に直交する３軸方向に配設された３つの１軸加速度センサによって構成してもよい。
【００２２】
記憶部１１０は、ＣＰＵ１０２が実行するプログラムや、歩数計１００が備える各部が処理を行う過程で必要なデータ等を記憶する。なお、本実施形態では、例えば、ＣＰＵ１０２が、本発明の歩数算出部と、歩行走行判定部と、処理部として動作する。
【００２３】
次に、歩数計１００が使用者に装着されている場合でのＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向との向きについて説明する。図３は、本実施形態において、歩数計１００が使用者に装着されている場合でのＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向との向きを示した概略図である。図示するように、歩数計１００が使用者の腕に装着されている場合には、肘から手の甲に向かう方向がＹ軸方向であり、手の甲に垂直な方向がＺ軸方向であり、Ｙ軸方向とＺ軸方向とで一意に決まる平面に垂直な方向がＸ軸方向である。
【００２４】
次に、使用者が歩行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさについて説明する。図４は、本実施形態において、使用者が歩行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。図示する例では、横軸は時間であり、縦軸は、直近２秒間の加速度の平均である移動平均加速度［ｍＧ］の大きさである。また、曲線４０１はＸ軸方向の移動平均加速度Ｘの大きさを示しており、曲線４０２はＹ軸方向の移動平均加速度Ｙの大きさを示しており、曲線４０３はＺ軸方向の移動平均加速度Ｚの大きさを示している。
【００２５】
図示するとおり、使用者が歩行している際には、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７５０ｍＧ以上であり、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７５０ｍＧ以下である。従って、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７５０ｍＧ以上、かつＸ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７５０ｍＧである場合には、使用者は歩行中であると判定することができる。
【００２６】
次に、使用者が走行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさについて説明する。図５は、本実施形態において、使用者が走行している際に、歩数計１００が検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の移動平均加速度の大きさを示したグラフである。図示する例では、横軸は時間であり、縦軸は、直近２秒間の加速度の平均である移動平均加速度［ｍＧ］の大きさである。また、曲線５０１はＸ軸方向の移動平均加速度Ｘの大きさを示しており、曲線５０２はＹ軸方向の移動平均加速度Ｙの大きさを示しており、曲線５０３はＺ軸方向の移動平均加速度Ｚの大きさを示している。
【００２７】
図示するとおり、使用者が走行している際には、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７００ｍＧ以上であり、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７００ｍＧ以下である。従って、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７００ｍＧ以上、かつＹ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とがそれぞれ７００ｍＧである場合には、使用者は走行中であると判定することができる。
【００２８】
従来のように加速度センサの出力の振幅に基づいて、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する場合には、振幅の間隔が短いため、正確に振幅を検知することは難しく、また、正確に振幅を検知できなければ、使用者は歩行中であるか走行中であるかを正確に判定することができない。しかしながら、本実施形態の歩数計１００は、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度とに基づいて、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する。また、加速度センサ１０６〜１０８の振幅をある程度検知することができれば、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度を正確に算出することができるため、歩数計１００は、使用者は歩行中であるか走行中であるかをより正確に判定することができる。
【００２９】
次に、歩数計１００が歩行信号の候補を検出する候補検出処理の処理手順について説明する。図６は、本実施形態における歩数計１００が実行する、候補検出処理の処理手順を示したフローチャートである。歩数計１００は、候補検出処理を繰り返し実行する。なお、以下の説明では、加速度センサ１０６の出力を用いて歩行信号の候補を検出する例を用いて説明するが、加速度センサ１０７または加速度センサ１０８の出力を用いて歩行信号の候補を検出するようにしてもよく、加速度センサ１０６〜１０８の出力のうち複数の出力を用いて歩行信号の候補を検出するようにしてもよい。
【００３０】
（ステップＳ１０１）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２以降の処理を行うタイミング（サンプリングタイミング）であるか否かを判定する。サンプリングタイミングであるとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０２の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０１の処理を再度実行する。例えば、サンプリングタイミングを５０ｍｓとした場合、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２以降の処理を５０ｍｓ毎に実行する。すなわち、ＣＰＵ１０２がステップＳ１０２以降の処理を行う間隔（サンプリング間隔）は、５０ｍｓである。なお、サンプリングタイミングは５０ｍｓ〜１００ｍｓとするのが望ましい。
【００３１】
（ステップＳ１０２）ＣＰＵ１０２は、ＡＤコンバータ１０９がデジタル信号に変換した、サンプリング間隔における加速度センサ１０６の出力を取得する。その後、ステップＳ１０３の処理に進む。例えば、サンプリングタイミングが５０ｍｓの場合、ＡＤコンバータ１０９は５０ｍｓ毎に加速度センサ１０６の出力値を出力し、ＣＰＵ１０２は、５０ｍｓ毎にＡＤコンバータ１０９が出力した加速度センサ１０６の出力値を取得する。
【００３２】
（ステップＳ１０３）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２で取得したサンプリング間隔における加速度センサ１０６の出力値が、閾値以下の値から閾値以上の値に変化しているか否かを判定する。ステップＳ１０２で取得したサンプリング間隔における加速度センサ１０６の出力値が、閾値以下の値から閾値以上の値に変化しているとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０６の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０４の処理に進む。例えば、閾値が１２００ｍＧであり、加速度センサ１０６の出力が１１５０ｍＧから１２５０ｍＧに変化した場合、ＣＰＵ１０２は、加速度センサ１０６の出力値が、閾値以下の値から閾値以上の値に変化していると判定する。
【００３３】
（ステップＳ１０４）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０３の処理を一定回数行ったか否かを判定する。ステップＳ１０３の処理を一定回数行ったとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０５の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０１の処理に戻る。例えば、一定回数としては、１０回とする。
（ステップＳ１０５）ＣＰＵ１０２は、使用者が歩行を停止したと判定し、処理を終了する。
【００３４】
（ステップＳ１０６）ＣＰＵ１０２は、前回歩行信号の候補であると判定してから一定時間経過しているか否かを判定する。前回歩行信号の候補であると判定してから一定時間（マスク時間）経過しているとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ１０７の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０１の処理に戻る。なお、マスク時間の決定方法については後述する。
【００３５】
（ステップＳ１０７）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０２で取得した加速度センサ１０６の出力値は歩行信号の候補であると判定する。その後、処理を終了する。
【００３６】
次に、歩数計１００が歩数を計測する歩数計測処理の処理手順について説明する。図７は、本実施形態における歩数計１００が実行する、歩数計測処理の処理手順を示したフローチャートである。歩数計１００は、歩数計測処理を繰り返し実行する。
【００３７】
（ステップＳ２０１）ＣＰＵ１０２は、検出処理で検出した歩行信号の候補が連続しているか否かを判定する（連続性を確認する）。その後、ステップＳ２０２の処理に進む。例えば、６秒間の間に、１秒間隔以内の歩行信号の候補を６回以上検出した場合には、歩行信号の候補が連続していると判定する。
（ステップＳ２０２）ＣＰＵ１０２は、前回ステップＳ２０５の処理で歩数を加算した後に検出処理で検出した歩行信号の候補の数を、仮歩数としてカウントする。その後、ステップＳ２０３の処理に進む。
【００３８】
（ステップＳ２０３）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２０１の処理で歩行信号の候補が連続していると判定した場合、加速度センサ１０６の出力値は歩行による信号であると判定する。加速度センサ１０６の出力値は歩行による信号であるとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ２０４の処理に進み、それ以外の場合には処理を終了する。
（ステップＳ２０４）ＣＰＵ１０２は、使用者は歩行中であると判定する。その後、ステップＳ２０５の処理に進む。
（ステップＳ２０５）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ２０２でカウントした仮歩数を、歩数に加算する。その後、処理を終了する。
【００３９】
次に、歩数計１００が、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定処理について説明する。図８は、本実施形態における歩数計１００が実行する、歩行走行判定処理の処理手順を示したフローチャートである。歩数計１００は、歩行走行判定処理を繰り返し実行する。
【００４０】
（ステップＳ３０１）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０２以降の処理を行うタイミング（サンプリングタイミング）であるか否かを判定する。サンプリングタイミングであるとＣＰＵ１０２が判定した場合にはステップＳ３０２の処理に進み、それ以外の場合にはステップＳ３０１の処理を再度実行する。例えば、サンプリングタイミングを５０ｍｓとした場合、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０２以降の処理を５０ｍｓ毎に実行する。すなわち、ＣＰＵ１０２がステップＳ３０２以降の処理を行う間隔（サンプリング間隔）は、５０ｍｓである。なお、サンプリングタイミングは５０ｍｓ〜１００ｍｓとするのが望ましい。
【００４１】
（ステップＳ３０２）ＣＰＵ１０２は、ＡＤコンバータ１０９がデジタル信号に変換した、過去２秒間における加速度センサ１０６，１０７，１０８の出力を取得する。その後、ステップＳ３０３の処理に進む。例えば、ＡＤコンバータ１０９は５０ｍｓ毎に加速度センサ１０６，１０７，１０８の出力値を出力する場合、ＣＰＵ１０２は、過去２秒間の間にＡＤコンバータ１０９が出力した、４０個の加速度センサ１０６の出力値と、４０個の加速度センサ１０７の出力値と、４０個の加速度センサ１０８の出力値とを取得する。なお、本実施形態では過去２秒間における加速度センサ１０６，１０７，１０８の出力を取得する例を用いて説明するが、これに限らず、任意の期間とするようにしてもよい。
【００４２】
（ステップＳ３０３）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０２で取得した、過去２秒間における加速度センサ１０６の出力値の平均値（Ｘ軸方向の移動平均加速度）と、過去２秒間における加速度センサ１０７の出力値の平均値（Ｙ軸方向の移動平均加速度）と、過去２秒間における加速度センサ１０８の出力値の平均値（Ｚ軸方向の移動平均加速度）とを算出する。その後、ステップＳ３０４の処理に進む。
【００４３】
（ステップＳ３０４）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０３で算出した、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度とに基づいて、使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定する。その後、ステップＳ３０５の処理に進む。使用者は歩行中であるか走行中であるかの判定方法としては、例えば、図４および図５を用いて説明したように、Ｙ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７５０ｍＧ以上、かつＸ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とが７５０ｍＧである場合には、使用者は歩行中であると判定し、Ｘ軸方向の移動平均加速度の絶対値が７００ｍＧ以上、かつＹ軸方向の移動平均加速度の絶対値とＺ軸方向の移動平均加速度の絶対値とが７００ｍＧである場合には、使用者は走行中であると判定する。なお、どちらにも当てはまらない場合には、前回判定した結果と同様の判定とする。また、歩行中であるとの判定基準および走行中であるとの判定基準については、環境に応じて任意に設定するようにしてもよい。
【００４４】
（ステップＳ３０５）ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０４の処理において、使用者が歩行中であると判定した場合には歩行中に適した処理を行い、使用者が走行中であると判定した場合には走行中に適した処理を行う。その後、処理を終了する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、使用者は歩行中であると判定した場合、マスク時間を歩行に適した時間（例えば、３００ｍｓ）とし、使用者は走行中であると判定した場合、マスク時間を走行に適した時間（例えば、２００ｍｓ）とする。また、ＣＰＵ１０２は、使用者は走行中であると判定した場合、歩行による歩幅（例えば、５０ｃｍ〜６０ｃｍ）とカウントした歩数とを用いて歩行距離を算出し、使用者は走行中であると判定した場合、走行による歩幅（例えば、９０ｃｍ〜１１０ｃｍ）とカウントした歩数とを用いて走行距離を算出する。
【００４５】
また、ＣＰＵ１０２は、使用者は歩行中であると判定した場合、歩行中に適した計算式を用いてエネルギー消費量を算出し、使用者は走行中であると判定した場合、走行中に適した計算式を用いてエネルギー消費量を算出する。例えば、計算式としては、以下の計算式を用いる（参考文献：第３回運動所要量・運動指針の策定検討会資料 健康づくりのための運動指針２００６ 〜生活習慣病予防のために〜 健康づくりのための運動基準２００６ 〜身体活動・運動・体力〜）。なお、歩行中のエクササイズは３．０ＭＥＴｓとし、走行時のエクササイズは７．０ＭＥＴｓとする。
エネルギー消費量（ｋｃａｌ）＝１．０５×エクササイズ（メッツ・時、ＭＥＴｓ）×体重（ｋｇ）
【００４６】
上述したとおり、本実施形態によれば、歩数計１００は、Ｘ軸方向の移動平均加速度と、Ｙ軸方向の移動平均加速度と、Ｚ軸方向の移動平均加速度との大きさに基づいて使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定するため、加速度の振幅を用いて判定する方法よりも、より正確に歩行中であるか走行中であるかを判定することができる。
【００４７】
また、歩数計１００は、移動平均加速度を用いて使用者は歩行中であるか走行中であるかを判定するため、加速度のピークを取り逃がさないようするためのピークホールド回路を備える必要もなく、加速度測定のサンプリング周期も細かくする必要が無い。よって、歩数計１００は、回路規模をより小さくすることができ、消費電力もより少なくすることができる。
【００４８】
また、歩数計１００は、使用者は歩行中であると判定した場合には歩行中に適した処理を行い、使用者は走行中であると判定した場合には走行中に適した処理を行うため、より正確な処理結果を得ることができる。例えば、使用者が走行中である場合と歩行中である場合とでは歩行ピッチや歩幅やエクササイズ等は異なる。歩数計１００は、使用者は歩行中であると判定した場合には、歩行中の歩行ピッチや歩幅やエクササイズ等を用いて各種処理を行い、使用者は走行中であると判定した場合には、歩行中の歩行ピッチや歩幅やエクササイズ等を用いて各種処理を行う。そのため、歩数計１００は、より正確な処理結果を得ることができる。
【００４９】
なお、上述した実施形態における歩数計１００が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５０】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、電子機器の例として、図１に示すような腕時計型の歩数計を例に説明したが、これに限らず、使用者の腕に装着して使用する電子機器であればどのような電子機器でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・歩数計、１０１・・・発振部、１０２・・・ＣＰＵ、１０３・・・入力部、１０４・・・表示制御部、１０５・・・表示部、１０６〜１０８・・・加速度センサ、１０９・・・ＡＤコンバータ、１１０・・・記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、
前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、
前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、
前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、
前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記歩行に適した処理は、歩行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて歩行距離を算出する処理であり、
前記走行に適した処理は、走行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて走行距離を算出する処理である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記歩行に適した処理は、歩行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理であり、
前記走行に適した処理は、走行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理である
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項４】
前記歩数算出部は、マスク時間を用いて歩数を算出し、
前記歩行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を歩行用のマスク時間に変更する処理であり、
前記走行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を走行用のマスク時間に変更する処理である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、
前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、
前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、
前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、
前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、
を備えたことを特徴とする歩数計。
【請求項６】
コンピュータに、
第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度検出ステップと、
前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度検出ステップと、
前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度検出ステップと、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出ステップと、
前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定ステップと、
前記歩行走行判定ステップで歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定ステップで走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、
前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、
前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、
前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、
前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記歩行に適した処理は、歩行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて歩行距離を算出する処理であり、
前記走行に適した処理は、走行用の歩幅を選択し、当該歩幅と前記歩数算出部が算出した歩数とを用いて走行距離を算出する処理である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記歩行に適した処理は、歩行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理であり、
前記走行に適した処理は、走行用のエネルギー消費量の計算式を用いてエネルギー消費量を算出する処理である
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項４】
前記歩数算出部は、マスク時間を用いて歩数を算出し、
前記歩行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を歩行用のマスク時間に変更する処理であり、
前記走行に適した処理は、前記歩数算出部が歩数を算出する際に用いる前記マスク時間を走行用のマスク時間に変更する処理である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度センサと、
前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度センサと、
前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度センサと、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出部と、
前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定部と、
前記歩行走行判定部が歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定部が走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理部と、
を備えたことを特徴とする歩数計。
【請求項６】
コンピュータに、
第１の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第１の信号を出力する第１の加速度検出ステップと、
前記第１の方向と直交する第２の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第２の信号を出力する第２の加速度検出ステップと、
前記第１の方向と前記第２の方向とで一意に特定される平面と直交する第３の方向の加速度を検出し、当該加速度に対応する第３の信号を出力する第３の加速度検出ステップと、
前記第１の信号と、前記第２の信号と、前記第３の信号とのうち、１つまたは複数の信号を用いて歩数を算出する歩数算出ステップと、
前記第１の信号の移動平均値と、前記第２の信号の移動平均値と、前記第３の信号の移動平均値とに基づいて、歩行中であるか走行中であるかを判定する歩行走行判定ステップと、
前記歩行走行判定ステップで歩行中であると判定した場合には歩行に適した処理を行い、前記歩行走行判定ステップで走行中であると判定した場合には走行に適した処理を行う処理ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１８７２４（Ｐ２０１２−１１８７２４Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７３７５（Ｐ２０１０−２６７３７５）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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