JP2019013731A - Consumption energy amount calculation method and monitoring system - Google Patents

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Hiroshi Nose
博 能勢
静江 増木
Shizue Masuki
静江 増木
茂樹 池川
Shigeki Ikegawa
茂樹 池川
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Abstract

To provide a system capable of calculating a consumption energy amount for cycling movement.SOLUTION: A system 1 having a consumption energy monitoring unit 20 for calculating the amount of consumption energy of a person subject to measurement is provided. The consumption energy monitoring unit includes a first unit 22a for estimating a first consumption energy amount when the person subject to measurement travels by a bicycle, by the following expressions (2)-(5): eVOC=c1 VM+c2 Hu+c3 Hd (2); 0.048≤c1≤0.210 (3); 0.463≤c2≤2.605 (4); and 0.020≤c3≤0.602 (5).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、消費エネルギー量算出方法およびモニタリング装置に関するものである。   The present invention relates to an energy consumption calculation method and a monitoring device.

特許文献1には、被験者の高度変化のある運動時の消費カロリーを、運動形態、複数の算出式を必要とせず、単一の計算式で、簡便に精度良く算出できる消費カロリーの算出方法が提案されている。具体的には、被験者に取り付けた3軸加速度センサ、気圧センサの出力に基づき当該被験者の運動時の消費カロリーCalを次式(1)で算出することが記載されている。
Cal=W・(k1・Itotal+k2・(Ha+k6)+k3・(Hd+k7)+k4)・k5
・・・(1)
ただし、Wは被験者の体重、Itotalは累積加速度、Haは獲得上昇量、Hdは獲得下降量、k1は累積加速度を酸素摂取量に変換するための係数、k2は獲得上昇量による酸素摂取量補正のための係数、k3は獲得下降量による酸素摂取量補正のための係数、k4は安静時の酸素摂取量、k5は酸素摂取量をカロリーに変換するためのカロリー変換係数、k6は獲得上昇量を補正するための係数、k7は獲得下降量を補正するための係数である。
Patent Document 1 discloses a calorie consumption calculation method that can easily and accurately calculate calorie consumption during exercise with a change in altitude of a subject with a single calculation formula without requiring an exercise form and a plurality of calculation formulas. Proposed. Specifically, it is described that calorie consumption Cal at the time of exercise of the subject is calculated by the following equation (1) based on outputs of a triaxial acceleration sensor and an atmospheric pressure sensor attached to the subject.
Cal = W · (k1 · Itotal + k2 · (Ha + k6) + k3 · (Hd + k7) + k4) · k5
... (1)
Where W is the subject's body weight, Itotal is the cumulative acceleration, Ha is the acquired increase, Hd is the acquired decrease, k1 is a coefficient for converting the cumulative acceleration into the oxygen intake, and k2 is the oxygen intake correction by the acquired increase , K3 is a coefficient for correcting oxygen intake by the amount of decrease in acquisition, k4 is oxygen intake at rest, k5 is a calorie conversion coefficient for converting oxygen intake into calories, and k6 is an increase in acquisition And k7 is a coefficient for correcting the amount of decrease in acquisition.

特開2008−220517号公報JP 2008-220517 A

サイクリング運動における消費エネルギー量を求めることが要望されている。   There is a demand for determining the amount of energy consumed in cycling exercises.

本発明の一態様は、被測定者が自転車で移動中の第1の消費エネルギー量を推定する第1のステップを有する方法である。第1のステップは、以下のステップを含む。
1.被測定者の加速度を測定する3軸加速度センサーにより測定される単位時間当たりの累積加速度(ベクトルノルム)VM、被測定者の単位時間当たりの上昇量(上昇速度)Huおよび被測定者の単位時間当たりの下降量(下降速度)Hdを含む以下の式(2)から(5)により自転車で移動中の酸素消費量eVOCを推定すること。
2.推定された酸素消費量eVOCに基づいて第1の消費エネルギー量を求めること。
eVOC=c1・VM+c2・Hu+c3・Hd・・・(2)
0.048≦c1≦0.210・・・(3)
0.463≦c2≦2.605・・・(4)
0.020≦c3≦0.602・・・(5)
式(2)から(5)において、酸素消費量eVOCの単位は、ml/kg/min、累積加速度VMの単位はG/min、上昇量Huの単位はm/min、下降量Hdの単位はm/min、係数c1の単位はml/kg/G、係数c2およびc3の単位はml/kg/mである。
One aspect of the present invention is a method including a first step of estimating a first energy consumption amount when a measurement subject is moving on a bicycle. The first step includes the following steps.
1. Cumulative acceleration (vector norm) VM per unit time measured by a three-axis acceleration sensor that measures the measurement subject's acceleration, the amount of increase (velocity increase) Hu per unit time, and the unit time of the measurement subject Estimating the oxygen consumption eVO 2 C during movement by bicycle according to the following formulas (2) to (5) including the percentage descent amount (decrease speed) Hd.
2. A first energy consumption amount is obtained based on the estimated oxygen consumption amount eVO 2 C.
eVO 2 C = c1 · VM + c2 · Hu + c3 · Hd (2)
0.048 ≦ c1 ≦ 0.210 (3)
0.463 ≦ c2 ≦ 2.605 (4)
0.020 ≦ c3 ≦ 0.602 (5)
In equations (2) to (5), the unit of oxygen consumption eVO 2 C is ml / kg / min, the unit of cumulative acceleration VM is G / min, the unit of increase Hu is m / min, and the amount of decrease Hd. The unit is m / min, the unit of coefficient c1 is ml / kg / G, and the unit of coefficients c2 and c3 is ml / kg / m.

条件(3)の下限は、0.075であってもよく、0.102であってもよい。条件(3)の上限は、0.183であってもよく、0.156であってもよい。条件(4)の下限は、0.820であってもよく、1.177であってもよい。条件(4)の上限は、2.248であってもよく、1.891であってもよい。さらに条件(5)の下限は、0.117であってもよく、0.214であってもよい。条件(5)の上限は、0.505であってもよく、0.408であってもよい。   The lower limit of the condition (3) may be 0.075 or 0.102. The upper limit of condition (3) may be 0.183 or 0.156. The lower limit of condition (4) may be 0.820 or 1.177. The upper limit of the condition (4) may be 2.248 or 1.891. Further, the lower limit of the condition (5) may be 0.117 or 0.214. The upper limit of condition (5) may be 0.505 or 0.408.

近年若者から高齢世代まで、健康増進の目的でサイクリング運動の関心が高まっており、本発明の方法により、傾斜地を含む野外におけるサイクリング中のエネルギー消費量を推定することが可能となる。   In recent years, young people and older generations are increasingly interested in cycling exercises for the purpose of improving their health, and the method of the present invention makes it possible to estimate the energy consumption during cycling outdoors including slopes.

第1の消費エネルギー量を求めるための上記ステップ2は、酸素消費量eVOCおよび被測定者の体重Wを含む以下の式(6)により単位時間当たりの消費エネルギー量CALを求めることを含んでもよい。
CAL=k1・W・eVOC・・・(6)
ただし、消費エネルギー量CALの単位はkcal/min、体重Wの単位はkg、カロリー変換係数k1の単位はkcal/mlである。カロリー変換係数k1の一例は、4.825である。
The above step 2 for obtaining the first consumed energy amount includes obtaining the consumed energy amount CAL per unit time by the following equation (6) including the oxygen consumed amount eVO 2 C and the weight W of the measurement subject. But you can.
CAL = k1 · W · eVO 2 C (6)
However, the unit of energy consumption CAL is kcal / min, the unit of weight W is kg, and the unit of calorie conversion coefficient k1 is kcal / ml. An example of the calorie conversion coefficient k1 is 4.825.

当該方法は、さらに、被測定者が徒歩で移動中の第2の消費エネルギー量を推定する第2のステップを有してもよい。この第2のステップは、以下のステップを含んでいてもよい。
3.累積加速度VM、上昇量Huおよび下降量Hdを含む以下の式(7)から(10)により歩行中の酸素消費量eVOWを推定すること。
4.推定された酸素消費量eVOWに基づいて第2の消費エネルギー量を求めること。
eVOW=w1・VM+w2・Hu+w3・Hd・・・(7)
0.022≦w1≦0.070・・・(8)
0.770≦w2≦1.886・・・(9)
0.098≦w3≦1.082・・・(10)
ただし、係数w1の単位はml/kg/G、係数w2およびw3の単位はml/kg/mである。
The method may further include a second step of estimating a second energy consumption amount that the measurement subject is moving on foot. This second step may include the following steps.
3. Estimating the oxygen consumption amount eVO 2 W during walking from the following equations (7) to (10) including the cumulative acceleration VM, the increase amount Hu, and the decrease amount Hd.
4). A second energy consumption amount is obtained based on the estimated oxygen consumption amount eVO 2 W.
eVO 2 W = w1 · VM + w2 · Hu + w3 · Hd (7)
0.022 ≦ w1 ≦ 0.070 (8)
0.770 ≦ w2 ≦ 1.886 (9)
0.098 ≦ w3 ≦ 1.082 (10)
However, the unit of the coefficient w1 is ml / kg / G, and the units of the coefficients w2 and w3 are ml / kg / m.

条件(8)の下限は、0.030であってもよく、0.038であってもよい。条件(8)の上限は、0.062であってもよく、0.054であってもよい。条件(9)の下限は、0.956であってもよく、1.142であってもよい。条件(9)の上限は、1.700であってもよく、1.514であってよい。条件(10)の下限は、0.262であってもよく、0.426であってもよい。条件(10)の上限は、0.918であってもよく、0.754であってもよい。上記工程4においては、式(6)にeVOCの代わりにeVOWを用いることにより消費エネルギー量を求めることができる。 The lower limit of condition (8) may be 0.030 or 0.038. The upper limit of condition (8) may be 0.062 or 0.054. The lower limit of the condition (9) may be 0.956 or 1.142. The upper limit of condition (9) may be 1.700 or 1.514. The lower limit of condition (10) may be 0.262 or 0.426. The upper limit of condition (10) may be 0.918 or 0.754. In the above step 4, it is possible to obtain the energy consumption by using the EVO 2 W instead of EVO 2 C in equation (6).

本発明の他の態様の1つは、被測定者の加速度を測定する3軸加速度センサーにより測定される単位時間当たりの累積加速度VMと、被測定者の高度の変位を測定する第1のセンサーにより測定される被測定者の単位時間当たりの上昇量Huおよび被測定者の単位時間当たりの下降量Hdとを含む測定データに基づいて、被測定者の消費エネルギー量を求める消費エネルギーモニタリングユニットを有するシステムである。消費エネルギーモニタリングユニットは、被測定者が自転車で移動中の第1の消費エネルギー量を推定する第1のユニットを含み、第1のユニットは、上記式(2)から(5)により自転車で移動中の酸素消費量eVOCを推定するユニットを含む。消費エネルギーモニタリングユニットは、上記式(6)により単位時間当たりの消費エネルギー量CALを求めるユニットを含んでもよい。 Another aspect of the present invention is a first sensor that measures a cumulative acceleration VM per unit time measured by a three-axis acceleration sensor that measures a measurement person's acceleration, and a displacement of the measurement person's altitude. An energy consumption monitoring unit for determining the energy consumption amount of the subject based on the measurement data including the increase amount Hu per unit time of the subject and the decrease amount Hd per unit time of the subject measured by It is a system that has. The energy consumption monitoring unit includes a first unit that estimates a first energy consumption amount that the measurement subject is moving on a bicycle, and the first unit moves on a bicycle according to the above formulas (2) to (5). A unit for estimating the oxygen consumption eVO 2 C in the medium. The consumption energy monitoring unit may include a unit for obtaining the consumption energy amount CAL per unit time according to the above equation (6).

また、消費エネルギーモニタリングユニットは、被測定者が徒歩で移動中の第2の消費エネルギー量を推定する第2のユニットを含んでもよく、第2のユニットは、上記式(7)から(10)により歩行中の酸素消費量eVOWを推定するユニットを含んでもよい。 The energy consumption monitoring unit may include a second unit that estimates a second energy consumption amount that the measurement subject is moving on foot, and the second unit is calculated from the above formulas (7) to (10). May include a unit that estimates the oxygen consumption eVO 2 W during walking.

このシステムは、3軸加速度センサーおよび第1のセンサーを含むユーザー端末から測定データを受信するインターフェイスを有する、クラウドに接続されたシステムであってもよい。このシステムは、3軸加速度センサーおよび第1のセンサーを有するユーザー端末であってもよい。本発明の一態様は、上記に記載のシステムを搭載した携帯端末であってもよい。また、本発明の他の態様の1つは、コンピュータを、上記に記載のシステムとして機能させるための命令を有するプログラムである。   This system may be a system connected to the cloud having an interface for receiving measurement data from a user terminal including a three-axis acceleration sensor and a first sensor. The system may be a user terminal having a triaxial acceleration sensor and a first sensor. One embodiment of the present invention may be a mobile terminal equipped with the system described above. Another aspect of the present invention is a program having instructions for causing a computer to function as the system described above.

システムの概要を示すブロック図。The block diagram which shows the outline | summary of a system. 水平地サイクリング試験において測定された酸素消費量とベクトルノルムVMとの相関を示す図。The figure which shows the correlation of the oxygen consumption measured in the horizontal ground cycling test, and vector norm VM. 被測定者の情報を示す図。The figure which shows the information of a to-be-measured person. 測定プロトコルを示す図。The figure which shows a measurement protocol. 傾斜地サイクリング試験において測定された諸数値を示す図。The figure which shows the various numerical values measured in the slope cycling test. 被測定者の情報を示す図。The figure which shows the information of a to-be-measured person. 測定プロトコルを示す図。The figure which shows a measurement protocol. 測定された値の一例を示す図。The figure which shows an example of the measured value. 検証測定において測定された酸素消費量の実測値と推定値との相関を示す図。The figure which shows the correlation with the actual value of the oxygen consumption measured in verification measurement, and an estimated value. Bland−Altman解析結果を示す図。The figure which shows a Bland-Altman analysis result. 被測定者の情報を示す図。The figure which shows the information of a to-be-measured person. 測定プロトコルを示す図。The figure which shows a measurement protocol. 測定された値の一例を示す図。The figure which shows an example of the measured value. モニタリングユニットにおける処理の概要を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline | summary of the process in a monitoring unit.

図1に、人の活動をモニタリングするシステムの一例の概要を示している。このシステム(モニタリングシステム)1は、ユーザー(被測定者、被験者)2に装着される携帯型またはウェアラブルの端末(ユーザー端末)10と、クラウド9、例えばインターネットなどのコンピュータネットワークを介して端末10と接続されたサーバーシステム50とを含む。活動量をモニタリングするシステムは、端末10のみで提供することも可能であるが、本例では、クラウド9を介してサーバーシステム50でデータを蓄積し、後日、さらに詳しく、またはアップデートされた方法により解析されるシステム1をもとに本発明を説明する。端末10の一例は、スマートホン、またはユーザー2の身体に装着できる携帯端末であり自転車3にて移動中は自転車3に搭載されるものであってもよい。端末10は、腕時計型や、眼鏡型のウェアラブルな端末であってもよい。   FIG. 1 shows an outline of an example of a system for monitoring human activities. This system (monitoring system) 1 includes a portable or wearable terminal (user terminal) 10 worn by a user (measured person, subject) 2 and a terminal 10 via a cloud 9 such as a computer network such as the Internet. And a connected server system 50. Although the system for monitoring the amount of activity can be provided only by the terminal 10, in this example, data is accumulated in the server system 50 via the cloud 9, and later, in more detail or by an updated method. The present invention will be described based on the system 1 to be analyzed. An example of the terminal 10 is a smart phone or a portable terminal that can be worn on the body of the user 2 and may be mounted on the bicycle 3 while moving on the bicycle 3. The terminal 10 may be a wristwatch-type or glasses-type wearable terminal.

端末10は、センサー群11と、センサー群11から得られたデータを処理する機能を含むプロセッサ12と、入出力を行うユーザーインターフェイス13と、携帯電話網などを介してクラウド9に接続可能な通信ユニット14と、メモリー15とを含む。センサー群11は、3軸加速度センサー11a、高度計11b、脈拍計11c、体温計11dなどを含み、これらに限定されない。高度を測定するセンサー(第1のセンサー)11bの一例は、気圧計であり、本例においては、高度の絶対値ではなく、移動に伴う相対的な高度変位(高度変化)を精度よく測定できるセンサーが好適である。   The terminal 10 includes a sensor group 11, a processor 12 including a function for processing data obtained from the sensor group 11, a user interface 13 that performs input / output, and communication that can be connected to the cloud 9 via a mobile phone network or the like. A unit 14 and a memory 15 are included. The sensor group 11 includes, but is not limited to, a three-axis acceleration sensor 11a, an altimeter 11b, a pulse meter 11c, and a thermometer 11d. An example of the sensor (first sensor) 11b for measuring the altitude is a barometer. In this example, not the absolute value of the altitude but a relative altitude displacement (altitude change) associated with movement can be accurately measured. A sensor is preferred.

プロセッサ12では、メモリー15にダウンロードされたアプリケーション(ソフトウェア、以下で説明する処理を実行する命令を含むプログラム)15aを展開することにより様々な機能が提供される。プロセッサ12により提供される機能の1つが活動量(消費エネルギー量)のモニタリング機能(消費エネルギーモニタリングユニット)20である。モニタリングユニット(モニター)20は、センサー群11から所定の測定データを取得する測定ユニット26と、ユーザー2の活動の種別、例えば、歩行中か、サイクリング中(自転車での移動中)か、自家用車あるいは他の交通機関で移動中か、休憩中かなどを判断する活動形態判断ユニット21と、活動形態に基づいて所定の推定式により酸素消費量eVOを推定する酸素消費量推定ユニット(VO2ユニット)22と、推定された酸素消費量を用いてエネルギー消費量を求めるエネルギー消費量推定ユニット(CALユニット)23と、推定値および推定に用いられたセンサーの測定値を含めた測定データ29を、通信ユニット14を介してサーバーシステム50に提供するユニット24と、求められた消費エネルギー量などをユーザーインターフェイス13を介してユーザー2に提供する出力ユニット25とを含む。 The processor 12 provides various functions by expanding an application (software, a program including an instruction for executing processing described below) 15 a downloaded to the memory 15. One of the functions provided by the processor 12 is an activity amount (consumption energy amount) monitoring function (consumption energy monitoring unit) 20. The monitoring unit (monitor) 20 includes a measurement unit 26 that acquires predetermined measurement data from the sensor group 11, and the type of activity of the user 2, for example, walking, cycling (moving on a bicycle), private vehicle Alternatively, an activity type determination unit 21 that determines whether the vehicle is moving or taking a break in other transportation, and an oxygen consumption amount estimation unit (VO2 unit) that estimates the oxygen consumption amount eVO 2 by a predetermined estimation formula based on the activity type. ) 22, an energy consumption estimation unit (CAL unit) 23 for obtaining an energy consumption using the estimated oxygen consumption, and measurement data 29 including an estimation value and a sensor measurement value used for estimation, The unit 24 provided to the server system 50 via the communication unit 14 and the required energy consumption and the like are used. And an output unit 25 provided to the user 2 via the user interface 13.

VO2ユニット22は、活動形態(移動形態)が自転車で移動中(サイクリング中)と判断されたときにサイクリング用として設定された酸素消費量の推定式(2)を用いてサイクリング時の単位時間当たりの酸素消費量eVOCを求める第1のユニット22aと、歩行と判断されたときに歩行用に設定された酸素消費量の推定式(7)を用いて歩行時の単位時間当たりの酸素消費量eVOWを求める第2のユニット22bとを含む。それぞれの推定式およびパラメータは上記式(2)から(5)および(7)から(10)に示した通りである。 The VO2 unit 22 uses the oxygen consumption estimation formula (2) set for cycling when it is determined that the activity mode (movement mode) is moving (cycling) on a bicycle. Oxygen consumption per unit time during walking using the first unit 22a for determining the oxygen consumption amount eVO 2 C of the child and the estimation formula (7) of the oxygen consumption amount set for walking when it is determined to be walking And a second unit 22b for determining the quantity eVO 2 W. Respective estimation equations and parameters are as shown in the above equations (2) to (5) and (7) to (10).

CALユニット23は、VO2ユニット22により求められた酸素消費量を含む式(6)を用いて、サイクリング中および歩行中の消費エネルギーを随時計算する。また、求められたエネルギー消費量は、出力ユニット25によりユーザーインターフェイス13を介してユーザー2に提供される。出力ユニット25は、同時にあるいは平行して、他のセンサーで測定される脈拍、体温などの生体情報をユーザーインターフェイス13を介してユーザー2に提供してもよい。   The CAL unit 23 calculates energy consumption during cycling and walking as needed using the equation (6) including the oxygen consumption determined by the VO2 unit 22. Further, the determined energy consumption is provided to the user 2 by the output unit 25 via the user interface 13. The output unit 25 may provide biological information such as a pulse and a body temperature measured by another sensor to the user 2 via the user interface 13 simultaneously or in parallel.

クラウド9を介して端末10と通信可能なサーバーシステム50は、クラウド9を介して測定データ29を受信するインターフェイス51と、測定データ29などを格納するデータベース52と、端末10から提供される情報、例えば測定データ29に基づきユーザー2の活動をモニタリングするユニット54と、測定データ29およびモニタリングユニット54の処理結果に基づいてユーザー2に活動方針などについてのアドバイスを行うサービスプロバイダ(アドバイザー)ユニット53とを含む。   The server system 50 that can communicate with the terminal 10 via the cloud 9 includes an interface 51 that receives the measurement data 29 via the cloud 9, a database 52 that stores the measurement data 29 and the like, information provided from the terminal 10, For example, a unit 54 that monitors the activity of the user 2 based on the measurement data 29 and a service provider (advisor) unit 53 that advises the user 2 on the activity policy based on the processing results of the measurement data 29 and the monitoring unit 54 Including.

モニタリングユニット54は、消費エネルギー量をモニタリングするユニット55を含む。消費エネルギーモニター55は、活動形態判断ユニット56と、活動形態に基づいて所定の推定式により酸素消費量eVOを推定する酸素消費量推定ユニット(VO2ユニット)57と、推定された酸素消費量を用いてエネルギー消費量を求めるエネルギー消費量推定ユニット(CALユニット)58と、求められた消費エネルギー量などをユーザー2の端末10に供給する出力ユニット59とを含む。VO2ユニット57は、式(2)を用いてサイクリング時の単位時間当たりの酸素消費量eVOCを求める第1のユニット57aと、式(7)を用いて歩行時の単位時間当たりの酸素消費量eVOWを求める第2のユニット57bとを含む。VO2ユニット57で用いられるそれぞれの推定式およびパラメータは上記式(2)から(5)および(7)から(10)に示した通りである。ユーザー2の端末10の処理能力が低い場合は、インターフェイス51を介して受信した、加速度センサー11aおよび高度センサー11bのデータを含む測定データ29に基づきエネルギー消費量を求めて、出力ユニット59がクラウド9を介して端末10に提供してユーザー2が確認できるようにする機能を含む。 The monitoring unit 54 includes a unit 55 that monitors the amount of energy consumed. The energy consumption monitor 55 includes an activity type determination unit 56, an oxygen consumption amount estimation unit (VO2 unit) 57 that estimates the oxygen consumption amount eVO 2 by a predetermined estimation formula based on the activity type, and an estimated oxygen consumption amount. An energy consumption amount estimation unit (CAL unit) 58 that uses the energy consumption amount to obtain the energy consumption amount and an output unit 59 that supplies the obtained energy consumption amount to the terminal 10 of the user 2 are included. The VO2 unit 57 includes a first unit 57a for obtaining an oxygen consumption amount eVO 2 C per unit time during cycling using the equation (2), and an oxygen consumption per unit time during walking using the equation (7). A second unit 57b for determining the quantity eVO 2 W. Respective estimation formulas and parameters used in the VO2 unit 57 are as shown in the above formulas (2) to (5) and (7) to (10). When the processing capability of the terminal 10 of the user 2 is low, the output unit 59 obtains the energy consumption based on the measurement data 29 received via the interface 51 and includes the data of the acceleration sensor 11a and the altitude sensor 11b, and the output unit 59 Is provided to the terminal 10 via the terminal 2 so that the user 2 can confirm.

アドバイザーユニット(アドバイザー)53は、定期的にデータベースに格納された、各ユーザーの消費エネルギー量の履歴52aなどを参照し、各ユーザー2が計画したスケジュールとエネルギー消費量との差をアドバイスしたり、過剰または過少なエネルギー消費に対するアラームを提供したり、生活環境・活動環境のアドバイスを提供するなどの機能を含む。   The advisor unit (advisor) 53 refers to the history of energy consumption 52a of each user periodically stored in the database, and advises the difference between the schedule planned by each user 2 and the energy consumption, This includes functions such as providing alarms for excessive or insufficient energy consumption and providing advice on living and activity environments.

このシステム1に採用されているモニタリングユニット20および55は、加速度計11aと高度計(気圧計)11bとを用いた傾斜地におけるサイクリング中の酸素消費量eVOCを推定する新しい機能を備えた装置である。近年若者から高齢世代まで、健康増進の目的でサイクリング運動の関心が高まっており、傾斜地を含む野外におけるサイクリング中のエネルギー消費量を推定する装置の提供が望まれていた。本願の発明者らは、傾斜歩行時のエネルギー消費量を推定するカロリー計を提案しており、エネルギー消費量の計算に必要な単位時間あたりの酸素消費量を推定する式として以下の式(11)を提案している。
VO=a・VM+b・Hu+c・Hd・・・(11)
VOは単位時間・単位体重当たりの酸素消費量(ml/kg/min)であり、VMは3軸加速度センサーのベクトルノルム、すなわち、各方向の加速度を累積した単位時間当たりの累積加速度(G/min、Gは重力加速度)であり、Huは単位時間当たりの上昇量(上昇速度、m/min)であり、Hdは単位時間当たりの下降量(下降速度、m/min)である。気圧計を用いた場合、上昇速度および下降速度H(単位時間当たりの上昇量および下降量)は以下の式(12)を用いて求めることができる。
H=18410(1+0.003661・tv){log(P1)−log(P2)}
・・・(12)
P1およびP2は、1分間隔で測定された移動前後の地点における気圧(hPa)であり、tvは測定中の平均温度(℃)である。
The monitoring units 20 and 55 employed in the system 1 are devices having a new function for estimating the oxygen consumption eVO 2 C during cycling in a slope using an accelerometer 11a and an altimeter (barometer) 11b. is there. In recent years, young people and older generations have become increasingly interested in cycling exercises for the purpose of improving their health, and it has been desired to provide a device for estimating energy consumption during cycling in the outdoors including slopes. The inventors of the present application have proposed a calorimeter that estimates energy consumption during inclined walking, and the following equation (11) is used to estimate the oxygen consumption per unit time necessary for calculating energy consumption. ).
VO 2 = a · VM + b · Hu + c · Hd (11)
VO 2 is the oxygen consumption per unit time / unit weight (ml / kg / min), and VM is the vector norm of the triaxial acceleration sensor, that is, the accumulated acceleration per unit time (G / Min, G is gravitational acceleration), Hu is the amount of increase per unit time (increase speed, m / min), and Hd is the amount of decrease per unit time (downward speed, m / min). When the barometer is used, the ascending speed and the descending speed H (the ascending amount and the descending amount per unit time) can be obtained using the following equation (12).
H = 18410 (1 + 0.003661 · tv) {log (P1) −log (P2)}
(12)
P1 and P2 are atmospheric pressures (hPa) at points before and after movement measured at 1 minute intervals, and tv is an average temperature (° C.) during measurement.

移動中の速度と勾配とが判明している場合は、上昇速度および下降速度Hを以下の式(13)で求めてもよい。
H=ν・sin{tan−1(s/100)}・・・(13)
νは速度(m/min)であり、sは勾配(%)である。
When the moving speed and the gradient are known, the ascending speed and the descending speed H may be obtained by the following equation (13).
H = ν · sin {tan −1 (s / 100)} (13)
ν is the velocity (m / min), and s is the gradient (%).

発明者らは次のように上記式(11)の係数a、bおよびcの値を求めた。まず、平地における測定を行った。この測定においては、携帯用呼気ガス分析計(Metamax 3B、Cortex社(ライプツィヒ))を用いた酸素消費量VOと、加速度計によるベクトルノルム(累積加速度)VMとを測定し、係数aを求めた。具体的には、成人男性5名、成人女性2名(29−57歳)に対し、平らな平地(自転車サーキット)において5、10、15、25km/hの速度で5分間のサイクリング試験を行い、酸素消費量VOと、ベクトルノルムVMとを測定した。その結果を図2に示している。なお、図3に被測定者7人の情報を示し、図4に、本測定のプロトコルを示している。 The inventors obtained the values of the coefficients a, b and c in the above equation (11) as follows. First, measurements were taken on flat ground. In this measurement, the oxygen consumption VO 2 using a portable breath gas analyzer (Metamax 3B, Cortex (Leipzig)) and the vector norm (cumulative acceleration) VM using an accelerometer are measured to obtain the coefficient a. It was. Specifically, 5 adult males and 2 adult females (29-57 years old) performed a 5-minute cycling test at a speed of 5, 10, 15, 25 km / h on a flat ground (bicycle circuit). The oxygen consumption VO 2 and the vector norm VM were measured. The result is shown in FIG. FIG. 3 shows information on seven persons to be measured, and FIG. 4 shows a protocol for this measurement.

図2は、水平地サイクリング試験における各試験の最終3分間の酸素消費量VOと、ベクトルノルムVMとの関係を示す。この測定により、相関係数rが0.972、危険率Pが0.0001以下で、係数aの平均値が0.129(±標準偏差(SD)0.027、ml/kg/G)として求められた。 FIG. 2 shows the relationship between the oxygen consumption VO 2 in the final 3 minutes and the vector norm VM in each horizontal cycling test. By this measurement, the correlation coefficient r is 0.972, the risk factor P is 0.0001 or less, and the average value of the coefficient a is 0.129 (± standard deviation (SD) 0.027, ml / kg / G). I was asked.

次に、傾斜地における測定を行った。この測定では、傾斜地を自転車で移動した際の携帯用呼気ガス分析計を用いた酸素消費量VOと、加速度計によるベクトルノルムVMとを測定し、係数bおよびcを求めた。具体的には、成人男性8名、成人女性1名(25−57歳)に対し、傾斜地において、各人が主観的に速い速度と遅い速度とで2回のサイクリング試験を行い、酸素消費量VOと、ベクトルノルムVMとを測定した。傾斜地の条件は、水平距離1150mおよび高度差62mであり、試験のプロトコルは第1フェーズ111で最高高度で5分間の休憩を行い、第2フェーズ112で最低高度に向かって自転車で下り、第3フェーズ113で最低高度で5分間の休憩を行い、第4フェーズ114で最高高度に向かい自転車で上るという活動を順番に行った。その結果を図5に示している。なお、図6に被測定者9人の情報を示し、図7に、本測定のプロトコルを示し、図8に本試験で測定された測定値の例を示している。 Next, measurements were taken on slopes. In this measurement, the oxygen consumption VO 2 using a portable breath gas analyzer when moving on a slope by bicycle and the vector norm VM using an accelerometer were measured, and the coefficients b and c were obtained. Specifically, eight adult males and one adult female (aged 25-57 years old) performed cycling tests twice on a slope with each person subjectively at a fast speed and a slow speed. VO 2 and vector norm VM were measured. The slope conditions are a horizontal distance of 1150m and an altitude difference of 62m. The test protocol is a first phase 111 with a 5-minute break at the highest altitude, a second phase 112 with a bicycle down to the lowest altitude, In Phase 113, we took a break for 5 minutes at the lowest altitude, and in the fourth phase 114, we went to the highest altitude and climbed by bicycle. The result is shown in FIG. FIG. 6 shows information on nine persons to be measured, FIG. 7 shows a protocol for the main measurement, and FIG. 8 shows an example of measurement values measured in the main test.

具体的には、5分間休憩した後(第1フェーズ111)、被験者は自転車で斜面を下り(第2フェーズ112)、5分間休憩した後(第3フェーズ113)、斜面を自転車で上った(第4フェーズ114)。1回目の試験において上り坂ではゆっくりとペダルを漕ぎ、2回目の試験においては上り坂では速い速度でペダルを漕いだ。このサイクリング中、水平地サイクリング試験と同様に酸素消費量VOと、ベクトルノルムVMとを測定し、さらに脈拍数HR(beats/min)を測定した。サイクリング中の高度変位は、気圧計における気圧の変化を測定した。 Specifically, after a 5-minute break (first phase 111), the subject went down the slope by bicycle (second phase 112), and after a 5-minute break (third phase 113), climbed the slope by bicycle. (Fourth phase 114). In the first test, the pedal was slowly pedaled on the uphill, and in the second test, the pedal was pedaled at a high speed on the uphill. During this cycling, the oxygen consumption VO 2 and the vector norm VM were measured as in the horizontal cycling test, and the pulse rate HR (beats / min) was further measured. Altitude displacement during cycling was measured by changing the barometric pressure on the barometer.

図5に示すように、上昇時の係数bの平均値が1.534(±標準偏差(SD)0.357、ml/kg/m)として、下降時の係数cの平均値が0.311(±標準偏差(SD)0.097、ml/kg/m)として、求められた。   As shown in FIG. 5, the average value of the coefficient b when rising is 1.534 (± standard deviation (SD) 0.357, ml / kg / m), and the average value of the coefficient c when falling is 0.311. (± standard deviation (SD) 0.097, ml / kg / m).

さらに、検証測定を行った。この測定では、水平および傾斜を含む屋外コースを自転車で移動し、その際の携帯用呼気ガス分析計を用いた酸素消費量VOと、加速度計によるベクトルノルムVMと、高度変位とを測定し、酸素消費量の推定値と実測値とを比較した。推定値は、上記の結果より求められた係数a、bおよびcを用いて以下の式(14)を用いた。
eVO=0.129VM+1.534Hu+0.311Hd・・・(14)
Furthermore, a verification measurement was performed. In this measurement, an outdoor course including horizontal and tilt is moved by bicycle, and oxygen consumption VO 2 using a portable breath gas analyzer, vector norm VM using an accelerometer, and altitude displacement are measured. The estimated value of oxygen consumption was compared with the measured value. The estimated value used the following formula | equation (14) using the coefficient a, b, and c calculated | required from said result.
eVO 2 = 0.129VM + 1.534Hu + 0.311Hd (14)

具体的には、成人男性5名、成人女性2名(28−57歳)が、水平距離2,500mおよび高度差15mの水平・上り・下りからなる屋外コースでサイクリング(試験)を行い、酸素消費量VOと、ベクトルノルムVMと、高度変位である上昇量Huおよび下降量(降下量)Hdとを測定した。図9に、酸素消費量の実測値に対する式(14)を用いた推定値との関係を示し、図10に、Bland−Altman解析を行った結果を示している。また、図11に被測定者(被験者)7人の情報を示し、図12に本測定に用いた屋外コースの標高差を示し、図13に本試験で測定された測定値の例を示している。被測定者は自転車に5分間またがって休憩した後、次に屋外コースで約15分間ペダルを漕ぎ、その間の酸素消費量VOと、ベクトルノルムVMと、高度変位HuおよびHd(気圧変化を測定した)と、脈拍(心拍数)HRとを測定した。 Specifically, 5 adult males and 2 adult females (28-57 years old) cycling (testing) on an outdoor course with a horizontal distance of 2,500 m and an altitude difference of 15 m, and going up and down. the consumption VO 2, and the vector norm VM, and a high displacement at which increase amount Hu and descent amount (drop) Hd were measured. FIG. 9 shows the relationship between the measured value of the oxygen consumption and the estimated value using the equation (14), and FIG. 10 shows the result of the Bland-Altman analysis. In addition, FIG. 11 shows information of seven persons to be measured (subjects), FIG. 12 shows the altitude difference of the outdoor course used for the main measurement, and FIG. 13 shows an example of the measured values measured in the main test. Yes. After the person to be measured who break over 5 minutes to a bicycle, then paddled for about 15 minutes pedal outdoors course, measured oxygen consumption VO 2 therebetween, and the vector norm VM, high displacement Hu and Hd (atmospheric pressure variation And pulse (heart rate) HR.

図9は散布図であり、本図に示すように、呼気ガス分析による酸素消費量の実測値(横軸に示す)と、検証試験により求められた式(14)により得られた酸素消費量の推定値(縦軸に示す)とは、相関係数rが0.923、危険率Pが0.0001以下で、実線で示す回帰直線の傾きが0.994という高い相関を示した。なお、図9にはidentical lineを破線で示している。図10のBland−Altman解析は、縦軸に示した酸素消費量の推定値と実測値との差と、横軸に示した酸素消費量の推定値と実測値との平均値との相関を示し、実線に示す平均誤差の上下に破線で示した95%信頼区間(±2SD、SD:標準偏差)にほとんどの測定点が含まれている。したがって、この解析においても、酸素消費量の推定値と実測値とが高い相関を示すことがわかる。   FIG. 9 is a scatter diagram. As shown in the figure, the oxygen consumption amount obtained from the actual value (shown on the horizontal axis) of the oxygen consumption amount by expiration gas analysis and the formula (14) obtained by the verification test. The estimated value (shown on the vertical axis) is a high correlation with a correlation coefficient r of 0.923, a risk factor P of 0.0001 or less, and a slope of the regression line shown by a solid line of 0.994. In FIG. 9, the identity line is indicated by a broken line. The Bland-Altman analysis of FIG. 10 shows the correlation between the difference between the estimated value of the oxygen consumption shown on the vertical axis and the measured value and the average value of the estimated value of the oxygen consumption shown on the horizontal axis and the measured value. The 95% confidence interval (± 2SD, SD: standard deviation) indicated by a broken line above and below the average error indicated by the solid line includes most measurement points. Therefore, it can be seen that also in this analysis, the estimated value of the oxygen consumption amount and the actually measured value show a high correlation.

以上より、サイクリング時(自転車で移動する際)の酸素消費量の推定値eVOCを求める式として、上記にて求められた係数a、bおよびcを用いて、上述したように式(2)を設定した。
eVOC=c1・VM+c2・Hu+c3・Hd・・・(2)
係数c1は、上記にて求められた係数aより、0.129±3SDが好ましく、0.129±2SDであってもよく、0.129±1SDであってもよい。なお、係数c1(係数a)の標準偏差SDは0.027である。係数c2は、上記にて求められた係数bより、1.534±3SDが好ましく、1.534±2SDであってもよく、1.534±1SDであってもよい。なお、係数c2(係数b)の標準偏差SDは0.357である。係数c3は、上記にて求められた係数cより、0.311±3SDが好ましく、0.311±2SDであってもよく、0.311±1SDであってもよい。なお、係数c3(係数c)の標準偏差SDは0.097である。
From the above, as an equation for obtaining the estimated value eVO 2 C of oxygen consumption during cycling (when traveling by bicycle), using the coefficients a, b and c obtained above, the equation (2 )It was set.
eVO 2 C = c1 · VM + c2 · Hu + c3 · Hd (2)
The coefficient c1 is preferably 0.129 ± 3SD, may be 0.129 ± 2SD, or 0.129 ± 1SD based on the coefficient a obtained above. The standard deviation SD of the coefficient c1 (coefficient a) is 0.027. The coefficient c2 is preferably 1.534 ± 3SD, more preferably 1.534 ± 2SD, or 1.534 ± 1SD based on the coefficient b obtained above. The standard deviation SD of the coefficient c2 (coefficient b) is 0.357. The coefficient c3 is preferably 0.311 ± 3SD, may be 0.311 ± 2SD, or 0.311 ± 1SD from the coefficient c obtained above. The standard deviation SD of the coefficient c3 (coefficient c) is 0.097.

図14に、モニタリングユニット20における処理の概要をフローチャートにより示している。ステップ71において、単位時間ごと、本例では1分毎に、測定ユニット26が3軸加速度センサー11aの出力と、高度計11b、例えば気圧計の出力とを含む測定データ29を取得する。ステップ72において、活動形態判断ユニット21がユーザー2の活動形態、例えば、移動形態を判断する。本例では、ユーザー2が歩行中かサイクリング中かを判断する。移動形態の判断手法としては、例えば、本願の発明者らが特開2011−30643号公報(特許5330143号)にて開示している、3軸加速度センサー11aの出力値と比率のデータを用いて判断する手法を採用できる。   In FIG. 14, the outline | summary of the process in the monitoring unit 20 is shown with the flowchart. In step 71, the measurement unit 26 acquires measurement data 29 including the output of the triaxial acceleration sensor 11a and the output of the altimeter 11b, for example, the barometer, every unit time, in this example, every minute. In step 72, the activity form determination unit 21 determines the activity form of the user 2, for example, the movement form. In this example, it is determined whether the user 2 is walking or cycling. As a method for determining the movement form, for example, the inventors of the present application use the output value and ratio data of the three-axis acceleration sensor 11a disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-30603 (Japanese Patent No. 5330143). A method of judging can be adopted.

ユーザー2がサイクリング中(自転車にて移動中)と判断されると、サイクリング中(自転車で移動中)の消費エネルギー量(第1の消費エネルギー量)を推定する処理(第1のステップ)を行う。本例では、ステップ73において、酸素消費量推定ユニット22は、第1のユニット22aにより式(2)からサイクリング時の単位時間当たりの酸素消費量eVOCを求める。 When it is determined that the user 2 is cycling (moving on a bicycle), a process (first step) for estimating an energy consumption (first energy consumption) during cycling (moving on a bicycle) is performed. . In this example, in step 73, the oxygen consumption amount estimation unit 22 obtains the oxygen consumption amount eVO 2 C per unit time during cycling from the equation (2) by the first unit 22a.

一方、ユーザー2が歩行中と判断されると、歩行中(徒歩で移動中)の消費エネルギー量(第2の消費エネルギー量)を推定する処理(第2のステップ)を行う。本例では、ステップ74においては、酸素消費量推定ユニット22は、第2のユニット22bにより、歩行用に設定された酸素消費量の推定式(7)を用いて歩行時の単位時間当たりの酸素消費量eVOWを求める。歩行中の酸素消費量の推定値eVOWを求める推定式(7)については、本願の発明者らの「Yamazaki T, Gen-no H, Kamijo Y, Okazaki K, Masuki S, and Nose H. A new device to estimate VO2 during incline walking by accelerometry and barometry. Med Sci Sports Exerc, 41: 2213-2219, 2009」に開示されている。この文献において、係数aの平均値は0.044、係数bの平均値は1.365、係数cの平均値は0.553であり、発明者らの最新の測定結果によると、係数aの平均値は0.046(±標準偏差SD0.008)、係数bの平均値は1.328(±SD0.186)、係数cの平均値は0.590(±SD0.164)である。したがって、ステップ74においては以下の推定式(7)が用いられる。
eVOW=w1・VM+w2・Hu+w3・Hd・・・(7)
係数w1は、上記にて求められた係数aより、0.046±3SDが好ましく、0.046±2SDであってもよく、0.046±1SDであってもよい。係数w2は、上記にて求められた係数bより、1.328±3SDが好ましく、1.328±2SDであってもよく、1.328±1SDであってもよい。係数w3は、上記にて求められた係数cより、0.590±3SDが好ましく、0.590±2SDであってもよく、0.590±1SDであってもよい。
On the other hand, when it is determined that the user 2 is walking, a process (second step) for estimating an energy consumption amount (second energy consumption amount) while walking (moving on foot) is performed. In this example, in step 74, the oxygen consumption estimation unit 22 uses the second unit 22b to estimate oxygen consumption per unit time during walking using the oxygen consumption estimation formula (7) set for walking. The consumption eVO 2 W is obtained. Regarding the estimation formula (7) for obtaining the estimated value eVO 2 W of the oxygen consumption during walking, “Yamazaki T, Gen-no H, Kamijo Y, Okazaki K, Masuki S, and Nose H. A new device to estimate VO2 during incline walking by accelerometry and barometry. Med Sci Sports Exerc, 41: 2213-2219, 2009 ”. In this document, the average value of the coefficient a is 0.044, the average value of the coefficient b is 1.365, and the average value of the coefficient c is 0.553. According to the latest measurement results of the inventors, the coefficient a The average value is 0.046 (± standard deviation SD0.008), the average value of coefficient b is 1.328 (± SD 0.186), and the average value of coefficient c is 0.590 (± SD 0.164). Therefore, in step 74, the following estimation formula (7) is used.
eVO 2 W = w1 · VM + w2 · Hu + w3 · Hd (7)
The coefficient w1 is preferably 0.046 ± 3SD from the coefficient a obtained above, may be 0.046 ± 2SD, or may be 0.046 ± 1SD. The coefficient w2 is preferably 1.328 ± 3SD, preferably 1.328 ± 2SD, or 1.328 ± 1SD from the coefficient b obtained above. The coefficient w3 is preferably 0.590 ± 3SD from the coefficient c obtained above, may be 0.590 ± 2SD, or may be 0.590 ± 1SD.

酸素消費量が求められると、ステップ75において、エネルギー消費量推定ユニット23は、以下の推定式(6)により消費エネルギー量CALを求める。
CAL=k1・W・eVOC・・・(6)
体重Wは、予めユーザーによりモニタリングユニット20を介してメモリー15に格納された値を使用できる。カロリー変換係数k1の一例として、糖質50%、脂質50%、蛋白質0%を仮定した値として4.825を用いてもよい。求められた消費エネルギーCALは、ステップ76において、出力ユニット25を介してユーザー2に随意提供されてもよく、クラウド9を介してサーバーシステム50に提供されてもよい。
When the oxygen consumption amount is obtained, in step 75, the energy consumption amount estimation unit 23 obtains the consumed energy amount CAL by the following estimation formula (6).
CAL = k1 · W · eVO 2 C (6)
As the weight W, a value stored in advance in the memory 15 by the user via the monitoring unit 20 can be used. As an example of the calorie conversion coefficient k1, 4.825 may be used as a value assuming 50% sugar, 50% lipid, and 0% protein. The determined energy consumption CAL may be optionally provided to the user 2 via the output unit 25 in step 76 or may be provided to the server system 50 via the cloud 9.

以上に説明したように、本発明のモニタリングシステム1においては、傾斜を含む屋外道路でのサイクリング運動中において酸素消費量を精度よく推定することが可能であり、消費エネルギー量を精度よく求めてユーザーに提供することが可能となる。また、得られた消費エネルギー量に基づいて、ユーザーの健康維持および促進につながるサービスを提供することができる。   As described above, in the monitoring system 1 of the present invention, it is possible to accurately estimate the oxygen consumption amount during cycling exercise on an outdoor road including a slope, and the user can obtain the energy consumption amount with high accuracy. Can be provided. Further, based on the obtained energy consumption, it is possible to provide a service that leads to maintaining and promoting the health of the user.

1 モニタリングシステム 1 Monitoring system

Claims (10)

被測定者が自転車で移動中の第1の消費エネルギー量を推定する第1のステップを有する方法であって、
前記第1のステップは、前記被測定者の加速度を測定する3軸加速度センサーにより測定される単位時間当たりの累積加速度VM、前記被測定者の単位時間当たりの上昇量Huおよび前記被測定者の単位時間当たりの下降量Hdを含む以下の式により自転車で移動中の酸素消費量eVOCを推定することと、
推定された前記酸素消費量eVOCに基づいて前記第1の消費エネルギー量を求めることとを含む、方法。
eVOC=c1・VM+c2・Hu+c3・Hd
0.048≦c1≦0.210
0.463≦c2≦2.605
0.020≦c3≦0.602
ただし、前記酸素消費量eVOCの単位は、ml/kg/min、前記累積加速度VMの単位はG/min、前記上昇量Huの単位はm/min、前記下降量Hdの単位はm/min、前記係数c1の単位はml/kg/G、前記係数c2およびc3の単位はml/kg/mである。
A method having a first step of estimating a first energy consumption amount when a measurement subject is moving on a bicycle,
In the first step, the accumulated acceleration VM per unit time measured by a three-axis acceleration sensor that measures the acceleration of the measurement subject, the amount of increase Hu per unit time of the measurement subject, and the measurement subject's Estimating the oxygen consumption eVO 2 C while traveling by bicycle according to the following formula including the descending amount Hd per unit time;
Determining the first energy consumption based on the estimated oxygen consumption eVO 2 C.
eVO 2 C = c1 · VM + c2 · Hu + c3 · Hd
0.048 ≦ c1 ≦ 0.210
0.463 ≦ c2 ≦ 2.605
0.020 ≦ c3 ≦ 0.602
However, the unit of the oxygen consumption amount eVO 2 C is ml / kg / min, the unit of the cumulative acceleration VM is G / min, the unit of the increase amount Hu is m / min, and the unit of the decrease amount Hd is m / min. The unit of min, the coefficient c1 is ml / kg / G, and the units of the coefficients c2 and c3 are ml / kg / m.
請求項1において、
前記第1の消費エネルギー量を求めることは、前記酸素消費量eVOCおよび前記被測定者の体重Wを含む以下の式により単位時間当たりの消費エネルギー量CALを求めることを含む、方法。
CAL=k1・W・eVO
ただし、前記消費エネルギー量CALの単位はkcal/min、前記体重Wの単位はkg、前記カロリー変換係数k1の単位はkcal/mlである。
In claim 1,
Determining the first consumed energy amount includes obtaining a consumed energy amount CAL per unit time according to the following formula including the oxygen consumed amount eVO 2 C and the weight W of the measurement subject.
CAL = k1 ・ W ・ eVO 2 C
However, the unit of the energy consumption CAL is kcal / min, the unit of the weight W is kg, and the unit of the calorie conversion coefficient k1 is kcal / ml.
請求項1または2において、さらに、
前記被測定者が徒歩で移動中の第2の消費エネルギー量を推定する第2のステップを有し、
前記第2のステップは、前記累積加速度VM、前記上昇量Huおよび前記下降量Hdを含む以下の式により歩行中の酸素消費量eVOWを推定することと、
推定された前記酸素消費量eVOWに基づいて前記第2の消費エネルギー量を求めることとを含む、方法。
eVOW=w1・VM+w2・Hu+w3・Hd
0.022≦w1≦0.070
0.770≦w2≦1.886
0.098≦w3≦1.082
ただし、前記係数w1の単位はml/kg/G、前記係数w2およびw3の単位はml/kg/mである。
In claim 1 or 2, further
A second step of estimating a second energy consumption amount when the measurement subject is moving on foot;
The second step includes estimating the oxygen consumption amount eVO 2 W during walking by the following equation including the cumulative acceleration VM, the increase amount Hu, and the decrease amount Hd:
Determining the second energy consumption based on the estimated oxygen consumption eVO 2 W.
eVO 2 W = w1 ・ VM + w2 ・ Hu + w3 ・ Hd
0.022 ≦ w1 ≦ 0.070
0.770 ≦ w2 ≦ 1.886
0.098 ≦ w3 ≦ 1.082
However, the unit of the coefficient w1 is ml / kg / G, and the units of the coefficients w2 and w3 are ml / kg / m.
被測定者の加速度を測定する3軸加速度センサーにより測定される単位時間当たりの累積加速度VMと、前記被測定者の高度の変位を測定する第1のセンサーにより測定される前記被測定者の単位時間当たりの上昇量Huおよび前記被測定者の単位時間当たりの下降量Hdとを含む測定データに基づいて、前記被測定者の消費エネルギー量を求める消費エネルギーモニタリングユニットを有するシステムであって、
前記消費エネルギーモニタリングユニットは、前記被測定者が自転車で移動中の第1の消費エネルギー量を推定する第1のユニットを含み、
前記第1のユニットは、前記被測定者の加速度を測定する3軸加速度センサーにより測定される単位時間当たりの累積加速度VM、前記被測定者の単位時間当たりの上昇量Huおよび前記被測定者の単位時間当たりの下降量Hdを含む以下の式により自転車で移動中の酸素消費量eVOCを推定するユニットを含む、システム。
eVOC=c1・VM+c2・Hu+c3・Hd
0.048≦c1≦0.210
0.463≦c2≦2.605
0.020≦c3≦0.602
ただし、前記酸素消費量eVOCの単位は、ml/kg/min、前記累積加速度VMの単位はG/min、前記上昇量Huの単位はm/min、前記下降量Hdの単位はm/min、前記係数c1の単位はml/kg/G、前記係数c2およびc3の単位はml/kg/mである。
Cumulative acceleration VM per unit time measured by a three-axis acceleration sensor that measures the measurement subject's acceleration, and the unit of the measurement subject measured by a first sensor that measures the altitude displacement of the measurement subject. A system having an energy consumption monitoring unit for obtaining an amount of energy consumed by the measurement subject based on measurement data including an increase amount Hu per time and a decrease amount Hd per unit time of the measurement subject,
The energy consumption monitoring unit includes a first unit that estimates a first energy consumption amount when the measurement subject is moving on a bicycle.
The first unit includes a cumulative acceleration VM per unit time measured by a three-axis acceleration sensor that measures acceleration of the measurement subject, an amount of increase Hu per unit time of the measurement subject, and a measurement result of the measurement subject. A system including a unit that estimates an oxygen consumption amount eVO 2 C while traveling by bicycle according to the following formula including a descending amount Hd per unit time.
eVO 2 C = c1 · VM + c2 · Hu + c3 · Hd
0.048 ≦ c1 ≦ 0.210
0.463 ≦ c2 ≦ 2.605
0.020 ≦ c3 ≦ 0.602
However, the unit of the oxygen consumption amount eVO 2 C is ml / kg / min, the unit of the cumulative acceleration VM is G / min, the unit of the increase amount Hu is m / min, and the unit of the decrease amount Hd is m / min. The unit of min, the coefficient c1 is ml / kg / G, and the units of the coefficients c2 and c3 are ml / kg / m.
請求項4において、さらに、
前記消費エネルギーモニタリングユニットは、前記酸素消費量eVOCおよび前記被測定者の体重Wを含む以下の式により単位時間当たりの消費エネルギー量CALを求めるユニットを含む、システム。
CAL=k1・W・eVO
ただし、前記消費エネルギー量CALの単位はkcal/min、前記体重Wの単位はkg、前記カロリー変換係数k1の単位はkcal/mlである。
In claim 4, further:
The energy consumption monitoring unit includes a unit for obtaining an energy consumption amount CAL per unit time according to the following formula including the oxygen consumption amount eVO 2 C and the weight W of the measurement subject.
CAL = k1 ・ W ・ eVO 2 C
However, the unit of the energy consumption CAL is kcal / min, the unit of the weight W is kg, and the unit of the calorie conversion coefficient k1 is kcal / ml.
請求項4または5において、さらに、
前記消費エネルギーモニタリングユニットは、前記被測定者が徒歩で移動中の第2の消費エネルギー量を推定する第2のユニットを含み、
前記第2のユニットは、前記累積加速度VM、前記上昇量Huおよび前記下降量Hdを含む以下の式により歩行中の酸素消費量eVOWを推定するユニットを含む、システム。
eVOW=w1・VM+w2・Hu+w3・Hd
0.022≦w1≦0.070
0.770≦w2≦1.886
0.098≦w3≦1.082
ただし、前記係数w1の単位はml/kg/G、前記係数w2およびw3の単位はml/kg/mである。
In claim 4 or 5, further
The energy consumption monitoring unit includes a second unit that estimates a second energy consumption amount that the measurement subject is moving on foot,
The second unit includes a unit that estimates an oxygen consumption amount eVO 2 W during walking by the following expression including the cumulative acceleration VM, the increase amount Hu, and the decrease amount Hd.
eVO 2 W = w1 ・ VM + w2 ・ Hu + w3 ・ Hd
0.022 ≦ w1 ≦ 0.070
0.770 ≦ w2 ≦ 1.886
0.098 ≦ w3 ≦ 1.082
However, the unit of the coefficient w1 is ml / kg / G, and the units of the coefficients w2 and w3 are ml / kg / m.
請求項4ないし6のいずれかにおいて、さらに、
前記3軸加速度センサーおよび前記第1のセンサーを含むユーザー端末から前記測定データを受信するインターフェイスを有する、システム。
In any of claims 4 to 6, further
A system comprising an interface for receiving the measurement data from a user terminal including the three-axis acceleration sensor and the first sensor.
請求項4ないし6のいずれかにおいて、さらに、
前記3軸加速度センサーおよび前記第1のセンサーを有する、システム。
In any of claims 4 to 6, further
A system comprising the triaxial acceleration sensor and the first sensor.
請求項4ないし6のいずれかに記載のシステムを搭載した携帯端末。   A portable terminal equipped with the system according to claim 4. コンピュータを、請求項4ないし8のいずれかに記載のシステムとして機能させるための命令を有するプログラム。   A program having instructions for causing a computer to function as the system according to claim 4.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001258870A (en) * 2000-03-14 2001-09-25 Tabai Espec Corp Method and device for measuring exercising calorie
JP2005230340A (en) * 2004-02-20 2005-09-02 Intelligent Cosmos Research Institute Energy consumption estimation apparatus, energy consumption estimation system, and database
JP2008220517A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Npo Jukunen Taiiku Daigaku Research Center Calorie consumption calculation method and portable calorie consumption measuring instrument
JP2011030643A (en) * 2009-07-30 2011-02-17 Npo Jukunen Taiiku Daigaku Research Center Moving form discrimination method, moving form discrimination apparatus, and calorie consumption calculating method
US20120083705A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Shelten Gee Jao Yuen Activity Monitoring Systems and Methods of Operating Same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001258870A (en) * 2000-03-14 2001-09-25 Tabai Espec Corp Method and device for measuring exercising calorie
JP2005230340A (en) * 2004-02-20 2005-09-02 Intelligent Cosmos Research Institute Energy consumption estimation apparatus, energy consumption estimation system, and database
JP2008220517A (en) * 2007-03-09 2008-09-25 Npo Jukunen Taiiku Daigaku Research Center Calorie consumption calculation method and portable calorie consumption measuring instrument
JP2011030643A (en) * 2009-07-30 2011-02-17 Npo Jukunen Taiiku Daigaku Research Center Moving form discrimination method, moving form discrimination apparatus, and calorie consumption calculating method
US20120083705A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Shelten Gee Jao Yuen Activity Monitoring Systems and Methods of Operating Same

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