JP3801163B2 - 体動検出装置、ピッチ計、歩数計、腕時計型情報処理装置、制御方法及び制御プログラム - Google Patents
体動検出装置、ピッチ計、歩数計、腕時計型情報処理装置、制御方法及び制御プログラム Download PDFInfo
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Description
本発明は、体動検出装置、ピッチ計、腕時計型情報処理装置それらの制御方法、制御プログラムおよび記録媒体に係り、特にユーザが歩行状態にあるかあるいは走行状態にあるかにかかわらず検出した体動信号から確実にピッチを求めるための技術に関する。
ユーザの走行時あるいは歩行時に歩数を計測する歩数計においては、内蔵している加速度センサ（体動センサ）などによって体動信号を検出し、得られた体動信号を矩形波変換して、矩形波変換された体動信号から歩数を求めている。
具体的には、図４２の上部に示す体動信号（アナログ信号）を増幅した後に、所定のしきい値ＴＨ１を用いて矩形波変換すると、図４２の下部に示すパルス波形を有するパルス信号ＰＳが得られる。
具体的には、図４２の上部に示す体動信号（アナログ信号）を増幅した後に、所定のしきい値ＴＨ１を用いて矩形波変換すると、図４２の下部に示すパルス波形を有するパルス信号ＰＳが得られる。
しかしながら、腕を伸ばして歩いた場合と、走ったり腕を曲げて歩いた場合では、出力信号の波形の特徴が違うため、単純に矩形波変換しただけでは正確に歩数をカウントできないという問題がある。
そこで、パルス信号ＰＳのパルス数をカウントする際に、例えば、パルスを１発カウントする毎に一定期間のマスク時間を設定することによって、パルスを２発単位でカウントし、カウント数を２倍して歩数を求め、検出精度を向上させる方法が提案されている（特許文献１参照）。
実開平２−６１２号公報（実願昭６３−７９１１６号）
そこで、パルス信号ＰＳのパルス数をカウントする際に、例えば、パルスを１発カウントする毎に一定期間のマスク時間を設定することによって、パルスを２発単位でカウントし、カウント数を２倍して歩数を求め、検出精度を向上させる方法が提案されている（特許文献１参照）。
上記従来の歩数計では、マスク時間内に必ず、１回のパルスが含まれるようにしてパルスをカウントするようにマスク時間を設定しなければ、カウント数を２倍して歩数を求めて検出精度を向上させることはできない。
従って、歩行速度もしくは走行速度（ピッチに比例）によってマスク時間の設定を行う必要がある。
具体的には、ピッチが８１〜１５９回／分の場合は、マスク時間を０．７５秒に設定すれば、マスク時間内に次の１パルスが含まれることとなり、上述の方法で正確に歩数を求めることができる。
しかしながら、ピッチが８０回／分以下、あるいは、１６０回／分以上の場合は、マスク時間内に全くパルスが含まれないかあるいは複数のパルスが含まれることとなり、誤差の原因となってしまっていた。
しかしながら、ピッチ波形のみで歩行状態であるか、あるいは、走行状態であるかを判別することは困難であり、誤判定しやすくなってしまうという不具合も生じる。
また、歩行状態であるか、あるいは、走行状態であるかをユーザによるマニュアル操作で行えば誤判定がなされることはないものの、使い勝手が悪くなってしまうという問題点が生じる。
従って、歩行速度もしくは走行速度（ピッチに比例）によってマスク時間の設定を行う必要がある。
具体的には、ピッチが８１〜１５９回／分の場合は、マスク時間を０．７５秒に設定すれば、マスク時間内に次の１パルスが含まれることとなり、上述の方法で正確に歩数を求めることができる。
しかしながら、ピッチが８０回／分以下、あるいは、１６０回／分以上の場合は、マスク時間内に全くパルスが含まれないかあるいは複数のパルスが含まれることとなり、誤差の原因となってしまっていた。
しかしながら、ピッチ波形のみで歩行状態であるか、あるいは、走行状態であるかを判別することは困難であり、誤判定しやすくなってしまうという不具合も生じる。
また、歩行状態であるか、あるいは、走行状態であるかをユーザによるマニュアル操作で行えば誤判定がなされることはないものの、使い勝手が悪くなってしまうという問題点が生じる。
また、上記従来の方法のように、矩形波変換を用いて歩数を算出する方法では、例えば、図４３に示すように、ノイズが混入したり、動作方向とセンサの感度方向が不一致し、足の動きに応じてきれいに体動信号が出力されない場合には、ピッチの算出結果の誤差が大きくなってしまうという問題点があった。
より具体的には、本来カウントしたいポイント（図３２中、矢印で示すタイミング）に対し、ノイズが混入したポイントＥでは、パルスが誤ってカウントされてしまい、実際のピッチに対して算出したピッチが大きくなることとなる。逆に体動信号の信号レベルが、低いポイントＮＣでは、パルスがカウントされなくなり、実際のピッチに対してピッチが小さくなることとなる。
そこで、本発明の目的は、走行時および歩行時を区別することなく正確にピッチを計測できるとともに、ユーザの手間を低減することが可能な体動検出装置、ピッチ計、腕時計型情報処理装置それらの制御方法、制御プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
より具体的には、本来カウントしたいポイント（図３２中、矢印で示すタイミング）に対し、ノイズが混入したポイントＥでは、パルスが誤ってカウントされてしまい、実際のピッチに対して算出したピッチが大きくなることとなる。逆に体動信号の信号レベルが、低いポイントＮＣでは、パルスがカウントされなくなり、実際のピッチに対してピッチが小さくなることとなる。
そこで、本発明の目的は、走行時および歩行時を区別することなく正確にピッチを計測できるとともに、ユーザの手間を低減することが可能な体動検出装置、ピッチ計、腕時計型情報処理装置それらの制御方法、制御プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
上記課題を解決するため、人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置は、前記人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、前記第１加速度センサおよび前記第２加速度センサの出力信号に基づいて体動成分を抽出する体動成分抽出部と、を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、第１加速度センサは、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を体動成分抽出部に出力する。
第２加速度センサは、装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を体動成分抽出部に出力する。
これらにより、体動成分抽出部は、第１体動信号および第２体動信号に基づいて体動成分を抽出する。
上記構成によれば、第１加速度センサは、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を体動成分抽出部に出力する。
第２加速度センサは、装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を体動成分抽出部に出力する。
これらにより、体動成分抽出部は、第１体動信号および第２体動信号に基づいて体動成分を抽出する。
この場合において、前記第１加速度センサは、肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向の加速度を検出可能な位置に設けられ、前記第２加速度センサは、上腕に対して前記前腕を曲げたまま動かしたと仮定した場合に、腕を動かす面内において肩と手首とを結ぶ直線と略垂直方向の加速度を検出可能な位置に設けられるようにしてもよい。
また、前記第１加速度センサは、腕を動かす面内において、肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられ、前記第２加速度センサは、上腕に対して前記前腕を９０゜曲げ、肩関節から肘関節までの長さをＸ、肘関節から当該第２加速度センサまでの長さをＹと仮定した場合に、前記第１加速度センサの感度方向と、当該第２加速度センサの感度方向のなす角度θが次式を満たすような位置に設けられるようにしてもよい。
θ＝ｔａｎ-1（Ｘ／Ｙ）
また、前記第１加速度センサは、腕を動かす面内において肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられ、前記第２加速度センサは、前記第１加速度センサの感度方向と５０°±１５゜の範囲内に設定された所定角度ずらした方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられるようにしてもよい。
さらに、前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析部と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析部と、
前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、を備えるようにしてもよい。
また、前記第１加速度センサは、腕を動かす面内において、肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられ、前記第２加速度センサは、上腕に対して前記前腕を９０゜曲げ、肩関節から肘関節までの長さをＸ、肘関節から当該第２加速度センサまでの長さをＹと仮定した場合に、前記第１加速度センサの感度方向と、当該第２加速度センサの感度方向のなす角度θが次式を満たすような位置に設けられるようにしてもよい。
θ＝ｔａｎ-1（Ｘ／Ｙ）
また、前記第１加速度センサは、腕を動かす面内において肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられ、前記第２加速度センサは、前記第１加速度センサの感度方向と５０°±１５゜の範囲内に設定された所定角度ずらした方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられるようにしてもよい。
さらに、前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析部と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析部と、
前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、を備えるようにしてもよい。
また、前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号と前記第２体動信号とを合成して合成体動信号を出力する合成部と、前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析部と、前記周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、を備えるようにしてもよい。
さらに、前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を出力する増幅部と、前記増幅第１体動の周波数分析を行う第１周波数分析部と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析部と、
前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、を備えるようにしてもよい。
さらにまた、前記体動成分抽出部は、実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行った後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力する前処理演算部と、前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析部と、前記周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、を備えるようにしてもよい。
さらに、前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を出力する増幅部と、前記増幅第１体動の周波数分析を行う第１周波数分析部と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析部と、
前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、を備えるようにしてもよい。
さらにまた、前記体動成分抽出部は、実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行った後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力する前処理演算部と、前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析部と、前記周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、を備えるようにしてもよい。
また、ピッチ計は、上記いずれかにの体動検出装置と、前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、を備えたことを特徴している。
また、歩数計は、上記いずれかの体動検出装置と、前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、求めた前記ピッチから歩数を算出する歩数算出部と、を備えたことを特徴としている。
また、腕時計型情報処理装置は、上記いずれかの体動検出装置と、前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法は、前記第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析過程と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析過程と、前記第１周波数分析過程および前記第２周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、歩数計は、上記いずれかの体動検出装置と、前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、求めた前記ピッチから歩数を算出する歩数算出部と、を備えたことを特徴としている。
また、腕時計型情報処理装置は、上記いずれかの体動検出装置と、前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法は、前記第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析過程と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析過程と、前記第１周波数分析過程および前記第２周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法は、前記第１体動信号と前記第２体動信号とを合成して合成体動信号を生成する合成過程と、前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析過程と、前記周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法において、前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を生成する増幅過程と、前記増幅第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析過程と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析過程と、前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法は、実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行った後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力する前処理演算過程と、前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析過程と、前記周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、体動検出装置を備えたピッチ計の制御方法は、特定された基準波に基づいて、パワーが最も高い信号に対してある比率以上のパワーを有する信号を抽出する信号抽出過程と、前記抽出した信号のうち、最も低周波数側の信号からピッチを求めるピッチ演算過程と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法において、前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を生成する増幅過程と、前記増幅第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析過程と、前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析過程と、前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法は、実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行った後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力する前処理演算過程と、前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析過程と、前記周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、を備えたことを特徴としている。
また、体動検出装置を備えたピッチ計の制御方法は、特定された基準波に基づいて、パワーが最も高い信号に対してある比率以上のパワーを有する信号を抽出する信号抽出過程と、前記抽出した信号のうち、最も低周波数側の信号からピッチを求めるピッチ演算過程と、を備えたことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムは、前記第１体動信号と前記第２体動信号とを合成させ、前記合成後の信号の周波数分析を行わせ、前記周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定させる、ことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムは、前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を生成させ、前記増幅第１体動信号の周波数分析を行わせ、前記第２体動信号の周波数分析を行わせ、前記増幅第１体動信号の周波数分析結果および前記第２体動信号の周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出させるための基準波を特定させる、ことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムは、前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を生成させ、前記増幅第１体動信号の周波数分析を行わせ、前記第２体動信号の周波数分析を行わせ、前記増幅第１体動信号の周波数分析結果および前記第２体動信号の周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出させるための基準波を特定させる、ことを特徴としている。
また、人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムは、実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行わせた後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力させ、前記合成体動信号の周波数分析を行わせ、前記周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定させる、ことを特徴としている。
本発明によれば、どのような歩行あるいは走行を行っても体動検出を精度良く行える。この結果、検出精度が良く信頼性の高いピッチ検出が行える。
次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
第１実施形態の詳細な説明に先立ち、体動成分を検出するための加速度センサの配置原理について説明する。
まず、図１を参照して、ピッチ検出時の加速度センサの出力信号のＦＦＴ分析結果について説明する。
歩行、走行時の加速度センサの出力信号は、ＦＦＴ分析を行うと、図１に示すようなスペクトルを有しており、通常、腕振りの往復成分（往復で１回とカウント）を基本波（第１高調波、周波数ｆ；図中、１波と示す。）とし、基本波の２倍の周波数成分である第２高調波（ピッチに相当；図中、２波と示す。）、基本波の３倍の周波数成分である第３高調波（図中、３波と示す。）、基本波の４倍の周波数成分である第４高調波（図中、４波と示す。）として高レベルの線スペクトルが現れる。
そこで、本実施形態では、これらの線スペクトルからピッチを求めるにあたって、歩行時の線スペクトルと走行時のスペクトルとの違いに関わらず、それぞれの場合に適した演算を行うべく、歩行時および走行時に対応する二つの加速度センサを配置しているのである。
［１］第１実施形態
第１実施形態の詳細な説明に先立ち、体動成分を検出するための加速度センサの配置原理について説明する。
まず、図１を参照して、ピッチ検出時の加速度センサの出力信号のＦＦＴ分析結果について説明する。
歩行、走行時の加速度センサの出力信号は、ＦＦＴ分析を行うと、図１に示すようなスペクトルを有しており、通常、腕振りの往復成分（往復で１回とカウント）を基本波（第１高調波、周波数ｆ；図中、１波と示す。）とし、基本波の２倍の周波数成分である第２高調波（ピッチに相当；図中、２波と示す。）、基本波の３倍の周波数成分である第３高調波（図中、３波と示す。）、基本波の４倍の周波数成分である第４高調波（図中、４波と示す。）として高レベルの線スペクトルが現れる。
そこで、本実施形態では、これらの線スペクトルからピッチを求めるにあたって、歩行時の線スペクトルと走行時のスペクトルとの違いに関わらず、それぞれの場合に適した演算を行うべく、歩行時および走行時に対応する二つの加速度センサを配置しているのである。
図２は第１加速度センサおよび第２加速度センサの配置例の説明図である。
本第１実施形態では加速度センサを二つ用いており、一方の加速度センサである第１加速度センサＡは、主として歩行時の体動成分を検出する。また、他方の加速度センサである第２加速度センサＢは、主として走行時の体動成分を検出するものである。
第１加速度センサＡは、図２に示すように、腕の軸方向に略垂直な方向に感度方向が設定されており、腕時計型の装置の場合、１２時方向および６時方向に感度方向が設定されている。
また、第２加速度センサＢは、図２に示すように、感度方向に略垂直な直線と腕の軸方向とが角度θをなすように配置されている。従って、第２加速度センサＢの感度方向は第１加速度センサＢの感度方向と角度θをなすように配置されていることとなる。ここで、角度θは、５０゜±１５゜程度に設定されるが、この角度θの設定方法については後に詳述する。
本第１実施形態では加速度センサを二つ用いており、一方の加速度センサである第１加速度センサＡは、主として歩行時の体動成分を検出する。また、他方の加速度センサである第２加速度センサＢは、主として走行時の体動成分を検出するものである。
第１加速度センサＡは、図２に示すように、腕の軸方向に略垂直な方向に感度方向が設定されており、腕時計型の装置の場合、１２時方向および６時方向に感度方向が設定されている。
また、第２加速度センサＢは、図２に示すように、感度方向に略垂直な直線と腕の軸方向とが角度θをなすように配置されている。従って、第２加速度センサＢの感度方向は第１加速度センサＢの感度方向と角度θをなすように配置されていることとなる。ここで、角度θは、５０゜±１５゜程度に設定されるが、この角度θの設定方法については後に詳述する。
次に図３乃至図１０を参照して、二つの加速度センサＡ、Ｂの配置を設定するための原理について説明する。
図３は感度方向を腕の軸方向と略垂直方向として配置した場合の加速度センサの配置説明図である。また、図４は、感度方向を腕の軸方向と略垂直方向として加速度センサを配置した場合の動作状態説明図である。さらに図５は、図４の状態で加速度センサを動作させた場合の加速度センサの出力信号の説明図である。
図４に示すように、通常の歩行状態においては、腕をほぼ伸ばした状態で腕を振ることとなる。このとき、加速度センサは腕の軸方向に略垂直な方向に感度方向が設定されている。すなわち、腕時計型の装置の場合、１２時方向および６時方向に感度方向が設定されることとなる。
このような感度方向の設定によれば、通常の歩行状態では、肩関節を支点として加速度センサが身体の前後方向に揺動され、加速度センサの出力信号は、図５に示すように、腕の一往復で１周期に相当する信号となる。
従って、図３の加速度センサの配置によれば、歩行時の体動成分の第１高調波を検出することができる。
図３は感度方向を腕の軸方向と略垂直方向として配置した場合の加速度センサの配置説明図である。また、図４は、感度方向を腕の軸方向と略垂直方向として加速度センサを配置した場合の動作状態説明図である。さらに図５は、図４の状態で加速度センサを動作させた場合の加速度センサの出力信号の説明図である。
図４に示すように、通常の歩行状態においては、腕をほぼ伸ばした状態で腕を振ることとなる。このとき、加速度センサは腕の軸方向に略垂直な方向に感度方向が設定されている。すなわち、腕時計型の装置の場合、１２時方向および６時方向に感度方向が設定されることとなる。
このような感度方向の設定によれば、通常の歩行状態では、肩関節を支点として加速度センサが身体の前後方向に揺動され、加速度センサの出力信号は、図５に示すように、腕の一往復で１周期に相当する信号となる。
従って、図３の加速度センサの配置によれば、歩行時の体動成分の第１高調波を検出することができる。
図６は歩行時に加速度センサの感度方向を腕の軸方向と略同一方向とした場合の加速度センサの配置説明図である。また、図７は、感度方向を腕の軸方向と略同一方向とした場合の動作状態説明図である。さらに図８は、図７の状態で加速度センサを動作させた場合の加速度センサの出力信号の説明図である。
図７に示すように、通常の歩行状態においては、腕をほぼ伸ばした状態で腕を振ることとなる。このとき、加速度センサは、腕の軸方向と略一致させた方向に感度方向が設定されている。すなわち、腕時計型の装置の場合、９時方向および３時方向に感度方向が設定されることとなる。
このような感度方向の設定によれば、通常の歩行状態では、肩関節を支点として加速度センサが身体の前後方向に揺動され、加速度センサの出力信号は、図８に示すように、腕の一往復で２周期に相当する信号となる。
従って、図６の加速度センサの配置によれば、歩行時の体動成分の第２高調波を検出することができる。
図９は腕を下に垂らした状態で足踏み動作を行った場合の加速度センサの出力信号波形である。
この場合には加速度センサの配置状態（向き）に関係なく、足の着地による手の動きを検出することとなり、１回の足踏み（左右一回づつ）でピークが２回検出される。従って、歩行時に足の動きで体動成分の第２高調波を検出することが可能となる。
以上の結果に基づき、歩行動作および加速度センサ配置と加速度出力の基本的な関係から第１高調波を検出するために加速度センサの感度方向が腕の回動方向の周方向になるように加速度センサを配置すればよいということがわかる。
図７に示すように、通常の歩行状態においては、腕をほぼ伸ばした状態で腕を振ることとなる。このとき、加速度センサは、腕の軸方向と略一致させた方向に感度方向が設定されている。すなわち、腕時計型の装置の場合、９時方向および３時方向に感度方向が設定されることとなる。
このような感度方向の設定によれば、通常の歩行状態では、肩関節を支点として加速度センサが身体の前後方向に揺動され、加速度センサの出力信号は、図８に示すように、腕の一往復で２周期に相当する信号となる。
従って、図６の加速度センサの配置によれば、歩行時の体動成分の第２高調波を検出することができる。
図９は腕を下に垂らした状態で足踏み動作を行った場合の加速度センサの出力信号波形である。
この場合には加速度センサの配置状態（向き）に関係なく、足の着地による手の動きを検出することとなり、１回の足踏み（左右一回づつ）でピークが２回検出される。従って、歩行時に足の動きで体動成分の第２高調波を検出することが可能となる。
以上の結果に基づき、歩行動作および加速度センサ配置と加速度出力の基本的な関係から第１高調波を検出するために加速度センサの感度方向が腕の回動方向の周方向になるように加速度センサを配置すればよいということがわかる。
そこで、本実施形態では、歩行時の腕の振り方に基づいて、図２に示したように、歩行時に第１高調波を検出するために腕の軸方向とは略直交する方向に感度方向を有するように第１加速度センサＡを配置することとした。
さらに、走行時の腕の振り方に基づいて第１高調波を検出するために加速度センサの感度方向を走行時の腕の曲げ具合、実施形態では、上腕と前腕とのなす角度を略９０゜とした場合の肩関節と手首とを結ぶ直線の延在方向を軸方向とし、この軸方向とは略直交する方向に感度方向を有するように第２加速度センサＢを配置することとした。
図１０は、走行時の加速度センサの配置説明図である。
すなわち、図１０に示すように、肩関節から肘関節までの長さ（≒上腕の長さ）をＸとし、肘関節から手首（正確には加速度センサ）までの長さ（≒前腕の長さ）をＹとした場合に、角度θが次式を満たすように第２加速度センサＢを配置する。
θ＝ｔａｎ-1（Ｘ／Ｙ）
さらに、走行時の腕の振り方に基づいて第１高調波を検出するために加速度センサの感度方向を走行時の腕の曲げ具合、実施形態では、上腕と前腕とのなす角度を略９０゜とした場合の肩関節と手首とを結ぶ直線の延在方向を軸方向とし、この軸方向とは略直交する方向に感度方向を有するように第２加速度センサＢを配置することとした。
図１０は、走行時の加速度センサの配置説明図である。
すなわち、図１０に示すように、肩関節から肘関節までの長さ（≒上腕の長さ）をＸとし、肘関節から手首（正確には加速度センサ）までの長さ（≒前腕の長さ）をＹとした場合に、角度θが次式を満たすように第２加速度センサＢを配置する。
θ＝ｔａｎ-1（Ｘ／Ｙ）
より理想的な配置としては、ユーザ毎の走行時における腕の曲げ具合に応じて肩関節（肩における腕の回動中心）と第２加速度センサＢとを結ぶ直線に垂直な方向を当該第２加速度センサＢの感度方向に設定するようにすればよい。
この結果、走行時に第２加速度センサＢの感度方向が、走行時の腕（手首）の回動の周方向に沿って移動することとなる。
これらの結果、本実施形態では、歩行時あるいは走行時のいずれにおいても、第１高調波を必ず検出できるような加速度センサの配置となっているので、検出した第１高調波からピッチを算出している。
従って、歩行時あるいは走行時のいずれにおいても、第１高調波が検出されないことがなく、第１高調波と第２高調波の区別ができないことに起因して誤判定となってしまうのを回避できる。
この結果、走行時に第２加速度センサＢの感度方向が、走行時の腕（手首）の回動の周方向に沿って移動することとなる。
これらの結果、本実施形態では、歩行時あるいは走行時のいずれにおいても、第１高調波を必ず検出できるような加速度センサの配置となっているので、検出した第１高調波からピッチを算出している。
従って、歩行時あるいは走行時のいずれにおいても、第１高調波が検出されないことがなく、第１高調波と第２高調波の区別ができないことに起因して誤判定となってしまうのを回避できる。
次に具体的な実施形態について説明する。
図１１は、腕時計型情報機器１の装置本体を示す平面図である。この時計型情報機器は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを搭載しており、コンピュータとして情報機器の機能を実現している。
図１１において、装置本体１０には、ユーザの腕に巻き付けて腕時計型情報機器１を着脱自在に装着するためのリストバンド１２が設けられている。
装置本体１０は、樹脂製の時計ケース１１（本体ケース）を備えており、時計ケース１１の表面側には、現在時刻や日付に加えて、走行時や歩行時のピッチ、及び脈拍数などの脈波情報などを表示するＥＬバックライト付きの液晶表示装置１３（表示装置）が設けられている。
液晶表示装置１３には、表示面の左上側に位置する第１のセグメント表示領域１３１、右上側に位置する第２のセグメント表示領域１３２、右下側に位置する第３のセグメント表示領域１３３及び左下側に位置するドット表示領域１３４が構成されており、ドット表示領域１３４では、各種の情報をグラフィック表示可能である。
図１１は、腕時計型情報機器１の装置本体を示す平面図である。この時計型情報機器は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを搭載しており、コンピュータとして情報機器の機能を実現している。
図１１において、装置本体１０には、ユーザの腕に巻き付けて腕時計型情報機器１を着脱自在に装着するためのリストバンド１２が設けられている。
装置本体１０は、樹脂製の時計ケース１１（本体ケース）を備えており、時計ケース１１の表面側には、現在時刻や日付に加えて、走行時や歩行時のピッチ、及び脈拍数などの脈波情報などを表示するＥＬバックライト付きの液晶表示装置１３（表示装置）が設けられている。
液晶表示装置１３には、表示面の左上側に位置する第１のセグメント表示領域１３１、右上側に位置する第２のセグメント表示領域１３２、右下側に位置する第３のセグメント表示領域１３３及び左下側に位置するドット表示領域１３４が構成されており、ドット表示領域１３４では、各種の情報をグラフィック表示可能である。
時計ケース１１の内部には、ピッチを求めるための体動センサ９０が内蔵されており、この体動センサ９０としては、加速度センサなどを用いることができる。
また、時計ケース１１の内部には、各種の制御やデータ処理を行う制御部５が設けられている。この制御部５は、体動センサ９０による検出結果（体動信号）に基づいてピッチを求め、液晶表示装置１３に表示する。
この場合において、制御部５には、計時回路も構成されているため、通常時刻、ラップタイム、スプリットタイムなども液晶表示装置１３に表示可能となっている。
また、時計ケース１１の外周部には、時刻合わせや表示モードの切り換えなどの外部操作を行うためのボタンスイッチ１１１〜１１５が構成されている。また、時計ケースの表面には、大きめのボタンスイッチ１１６、１１７が構成されている。
また、時計ケース１１の内部には、各種の制御やデータ処理を行う制御部５が設けられている。この制御部５は、体動センサ９０による検出結果（体動信号）に基づいてピッチを求め、液晶表示装置１３に表示する。
この場合において、制御部５には、計時回路も構成されているため、通常時刻、ラップタイム、スプリットタイムなども液晶表示装置１３に表示可能となっている。
また、時計ケース１１の外周部には、時刻合わせや表示モードの切り換えなどの外部操作を行うためのボタンスイッチ１１１〜１１５が構成されている。また、時計ケースの表面には、大きめのボタンスイッチ１１６、１１７が構成されている。
図１２は第１実施形態のピッチ検出装置の概要構成ブロック図である。
ピッチ検出装置４００は、大別すると、第１体動センサ４０１、第１体動信号変換部４０２、第１体動信号記憶部４０３、第１体動信号演算部４０４、第２体動センサ４０５、第２体動信号変換部４０６、第２体動信号記憶部４０７、第２体動信号演算部４０８、体動成分抽出部４０９、ピッチ演算部４１０を備えている。
第１体動センサ４０１は、上述した第１加速度センサＡに相当するものである。
第１体動信号変換部４０２は、第１体動センサ４０１の出力信号を所定倍率で増幅する信号増幅部と、信号増幅部の出力信号のアナログ／ディジタル変換を行って第１体動信号データとして第１体動信号記憶部４０３に出力するＡ／Ｄ変換部とを有している。
第１体動信号記憶部４０３は、入力された第１体動信号データを記憶する。
第１体動信号演算部４０４は、第１体動信号記憶部４０３から第１体動信号データを読み出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行って体動成分抽出部４０９に出力する。
第２体動センサ４０５は、上述した第２加速度センサＢに相当するものである。
第２体動信号変換部４０６は、第２体動センサ４０５の出力信号を所定倍率で増幅する信号増幅部と、信号増幅部の出力信号のアナログ／ディジタル変換を行って第１体動信号データとして第２体動信号記憶部４０７に出力するＡ／Ｄ変換部とを有している。
ピッチ検出装置４００は、大別すると、第１体動センサ４０１、第１体動信号変換部４０２、第１体動信号記憶部４０３、第１体動信号演算部４０４、第２体動センサ４０５、第２体動信号変換部４０６、第２体動信号記憶部４０７、第２体動信号演算部４０８、体動成分抽出部４０９、ピッチ演算部４１０を備えている。
第１体動センサ４０１は、上述した第１加速度センサＡに相当するものである。
第１体動信号変換部４０２は、第１体動センサ４０１の出力信号を所定倍率で増幅する信号増幅部と、信号増幅部の出力信号のアナログ／ディジタル変換を行って第１体動信号データとして第１体動信号記憶部４０３に出力するＡ／Ｄ変換部とを有している。
第１体動信号記憶部４０３は、入力された第１体動信号データを記憶する。
第１体動信号演算部４０４は、第１体動信号記憶部４０３から第１体動信号データを読み出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行って体動成分抽出部４０９に出力する。
第２体動センサ４０５は、上述した第２加速度センサＢに相当するものである。
第２体動信号変換部４０６は、第２体動センサ４０５の出力信号を所定倍率で増幅する信号増幅部と、信号増幅部の出力信号のアナログ／ディジタル変換を行って第１体動信号データとして第２体動信号記憶部４０７に出力するＡ／Ｄ変換部とを有している。
第２体動信号記憶部４０７は、入力された第２体動信号データを記憶する。
第２体動信号演算部４０８は、第２体動信号記憶部４０７から第２体動信号データを読み出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行って体動成分抽出部４０９に出力する。
体動成分抽出部４０９は、入力された周波数分析結果のデータから体動成分に由来するデータを抽出してピッチ演算部４１０に出力する。
ピッチ演算部４１０は、入力された体動の周波数成分によりピッチを演算し、その結果を液晶表示装置４１４に表示させる。
この場合において、ピッチ演算部４１０は、大別すると、信号特定部４１１、信号判別部４１２およびピッチ算出部４１３を備えている。
信号特定部４１１は、パワーが最大の信号に対してある比率以上のパワーを有する信号のうち、最も低周波数側の信号を第１高調波候補信号として特定する。
信号補正部４１２は、第１高調波候補信号の周波数および体動信号の強さに基づいて第１高調波を特定する。
ピッチ算出部４１３は、信号補正部４１２で（補正され）特定された第１高調波に基づいて、ピッチを算出する。
このように構成したピッチ演算部４１０において、体動成分抽出部４０９から出力されてくる信号は、図１に示したようなスペクトルを有しており、これらのスペクトルからピッチを求めるにあたって、ピッチ演算部４１０は、歩行時のスペクトルと走行時のスペクトルとの違いに関わらず、それぞれの場合に適した演算を行うことによってピッチを求めるようになっている。
第２体動信号演算部４０８は、第２体動信号記憶部４０７から第２体動信号データを読み出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行って体動成分抽出部４０９に出力する。
体動成分抽出部４０９は、入力された周波数分析結果のデータから体動成分に由来するデータを抽出してピッチ演算部４１０に出力する。
ピッチ演算部４１０は、入力された体動の周波数成分によりピッチを演算し、その結果を液晶表示装置４１４に表示させる。
この場合において、ピッチ演算部４１０は、大別すると、信号特定部４１１、信号判別部４１２およびピッチ算出部４１３を備えている。
信号特定部４１１は、パワーが最大の信号に対してある比率以上のパワーを有する信号のうち、最も低周波数側の信号を第１高調波候補信号として特定する。
信号補正部４１２は、第１高調波候補信号の周波数および体動信号の強さに基づいて第１高調波を特定する。
ピッチ算出部４１３は、信号補正部４１２で（補正され）特定された第１高調波に基づいて、ピッチを算出する。
このように構成したピッチ演算部４１０において、体動成分抽出部４０９から出力されてくる信号は、図１に示したようなスペクトルを有しており、これらのスペクトルからピッチを求めるにあたって、ピッチ演算部４１０は、歩行時のスペクトルと走行時のスペクトルとの違いに関わらず、それぞれの場合に適した演算を行うことによってピッチを求めるようになっている。
次にピッチ検出の具体的な処理について説明する。
まず、歩行時の第１体動センサおよび第２体動センサの出力信号の周波数解析結果について説明する。
図１３は腕振りが弱い場合の歩行時における第１体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１４は腕振りが弱い場合の歩行時における第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１３に示すように、第１体動センサの出力信号は、第２高調波（ピッチ相当）が第１高調波と比較して大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波も判定レベルを超えて検出される。
一方、図１４に示すように、第２体動センサの出力信号は、第２高調波が第１高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波は判定レベル未満となる。
まず、歩行時の第１体動センサおよび第２体動センサの出力信号の周波数解析結果について説明する。
図１３は腕振りが弱い場合の歩行時における第１体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１４は腕振りが弱い場合の歩行時における第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１３に示すように、第１体動センサの出力信号は、第２高調波（ピッチ相当）が第１高調波と比較して大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波も判定レベルを超えて検出される。
一方、図１４に示すように、第２体動センサの出力信号は、第２高調波が第１高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波は判定レベル未満となる。
図１５は足踏みが弱く腕振りが強い場合の歩行時における第１体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１６は足踏みが弱く腕振りが強い場合の歩行時における第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１５に示すように、第１体動センサの出力信号は、第１高調波（ピッチ相当）が第２高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第２高調波は判定レベル未満となる。
一方、図１６に示すように、第２体動センサの出力信号は、第２高調波が第１高調波と比較して大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波も判定レベルを超えて検出されることとなる。
図１７は腕振りが弱い場合の走行時における第１体動センサの出力信号の周波数解析結果である。図１８は、腕振りが弱い場合の走行時における第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１７に示すように、第１体動センサの出力信号は、第２高調波（ピッチ相当）が第１高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波は判定レベル未満となる。
図１６は足踏みが弱く腕振りが強い場合の歩行時における第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１５に示すように、第１体動センサの出力信号は、第１高調波（ピッチ相当）が第２高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第２高調波は判定レベル未満となる。
一方、図１６に示すように、第２体動センサの出力信号は、第２高調波が第１高調波と比較して大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波も判定レベルを超えて検出されることとなる。
図１７は腕振りが弱い場合の走行時における第１体動センサの出力信号の周波数解析結果である。図１８は、腕振りが弱い場合の走行時における第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１７に示すように、第１体動センサの出力信号は、第２高調波（ピッチ相当）が第１高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波は判定レベル未満となる。
一方、図１８に示すように、第２体動センサの出力信号は、第２高調波が第１高調波と比較して大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波も判定レベルを超えて検出されることとなる。
図１９は足踏みが弱く腕振りが強い場合の走行時における第１体動センサの出力信号の周波数解析結果である。図２０は足踏みが弱く腕振りが強い場合の第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１９に示すように、第１体動センサの出力信号は、第２高調波が第１高調波と比較して大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波も判定レベルを超えて検出されることとなる。
一方、図２０に示すように、第２体動センサの出力信号は、第１高調波（ピッチ相当）が第２高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第２高調波は判定レベル未満となる。
図１９は足踏みが弱く腕振りが強い場合の走行時における第１体動センサの出力信号の周波数解析結果である。図２０は足踏みが弱く腕振りが強い場合の第２体動センサの出力信号の周波数解析結果である。
図１９に示すように、第１体動センサの出力信号は、第２高調波が第１高調波と比較して大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第１高調波も判定レベルを超えて検出されることとなる。
一方、図２０に示すように、第２体動センサの出力信号は、第１高調波（ピッチ相当）が第２高調波と比較してかなり大きなレベルで判定レベルを超えて検出され、第２高調波は判定レベル未満となる。
次にピッチ算出処理について説明する。
図２１は、第１実施形態のピッチ算出処理フローチャートである。
まず、ピッチ演算部４１０の信号特定部４１１は、体動成分抽出部４０９の出力信号に基づいて、パワーが最大の信号（最大基線）の高さｔmaxと周波数ｆmaxを求める（ステップＳ１）。
次に信号特定部４１１は、パワーが最大の信号に対してある比率以上のパワー（高さ）を有する信号、具体的には、高さｔmaxの２５％以上の高さを有する基線のうち、一番低い基線の周波数を求め第１高調波候補周波数ｆminとする（ステップＳ２）。
続いて信号特定部４１１は、第１高調波候補周波数ｆminが１２０（回／分）より高い周波数を有しているか否かを判別する（ステップＳ３）。
図２１は、第１実施形態のピッチ算出処理フローチャートである。
まず、ピッチ演算部４１０の信号特定部４１１は、体動成分抽出部４０９の出力信号に基づいて、パワーが最大の信号（最大基線）の高さｔmaxと周波数ｆmaxを求める（ステップＳ１）。
次に信号特定部４１１は、パワーが最大の信号に対してある比率以上のパワー（高さ）を有する信号、具体的には、高さｔmaxの２５％以上の高さを有する基線のうち、一番低い基線の周波数を求め第１高調波候補周波数ｆminとする（ステップＳ２）。
続いて信号特定部４１１は、第１高調波候補周波数ｆminが１２０（回／分）より高い周波数を有しているか否かを判別する（ステップＳ３）。
ステップ３の判別において、第１高調波候補周波数ｆminが１２０（回／分）より高い周波数である場合には（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、信号特定部４１１は、第１高調波候補周波数ｆminは、第２高調波の周波数であると判断できる。この結果、ピッチは第１高調波候補周波数ｆminに等しいとし処理を終了する（ステップＳ７）。この場合において、第１高調波候補周波数ｆminが１２０（回／分）より高い周波数である場合に、第１高調波候補周波数ｆminが第２高調波の周波数であると判断できる理由は、第１候補周波数ｆminが第１高調波であるとすると、ピッチは２４０（回／分）より高くなり、現実的な値とならないからである。
ステップ３の判別において、第１高調波候補周波数ｆminが１２０（回／分）未満の周波数を有している場合には、ピッチ演算部４１０は、第１体動センサ４０１および第２体動センサ４０５の出力信号に基づいて、体動が強いか否かを判別する（ステップＳ４）。
ステップＳ４の判別において、体動が強い、すなわち、走行時である場合には、ピッチ演算部４１０は、第１候補周波数ｆminが第１高調波であると判別し、ピッチは第１高調波候補周波数ｆminの二倍に等しいとして処理を終了する（ステップＳ５）。
ステップ３の判別において、第１高調波候補周波数ｆminが１２０（回／分）未満の周波数を有している場合には、ピッチ演算部４１０は、第１体動センサ４０１および第２体動センサ４０５の出力信号に基づいて、体動が強いか否かを判別する（ステップＳ４）。
ステップＳ４の判別において、体動が強い、すなわち、走行時である場合には、ピッチ演算部４１０は、第１候補周波数ｆminが第１高調波であると判別し、ピッチは第１高調波候補周波数ｆminの二倍に等しいとして処理を終了する（ステップＳ５）。
ステップＳ４の判別において、体動が弱い、すなわち、歩行時である場合には、信号特定部４１１は、第１高調波候補周波数ｆminが７５（回／分）より高い周波数を有しているか否かを判別する（ステップＳ６）。
ステップＳ６の判別において、第１高調波候補周波数ｆminが７５（回／分）より高い周波数である場合には（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、信号特定部４１１は、第１高調波候補周波数ｆminは、第２高調波の周波数であると判断できる。この結果、ピッチは第１高調波候補周波数ｆminに等しいとし処理を終了する（ステップＳ７）。この場合において、第１高調波候補周波数ｆminが７５（回／分）より高い周波数である場合に、第１高調波候補周波数ｆminが第２高調波の周波数であると判断できる理由は、第１候補周波数ｆminが第１高調波であるとすると、ピッチは１５０（回／分）より高くなり、現実的な値とならないからである。
ステップ６の判別において、第１高調波候補周波数ｆminが７５（回／分）未満の周波数を有している場合には、ピッチ演算部４１０は、第１候補周波数ｆminが第１高調波であると判別し、ピッチは第１高調波候補周波数ｆminの二倍に等しいとして処理を終了する（ステップＳ５）。
ステップＳ６の判別において、第１高調波候補周波数ｆminが７５（回／分）より高い周波数である場合には（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、信号特定部４１１は、第１高調波候補周波数ｆminは、第２高調波の周波数であると判断できる。この結果、ピッチは第１高調波候補周波数ｆminに等しいとし処理を終了する（ステップＳ７）。この場合において、第１高調波候補周波数ｆminが７５（回／分）より高い周波数である場合に、第１高調波候補周波数ｆminが第２高調波の周波数であると判断できる理由は、第１候補周波数ｆminが第１高調波であるとすると、ピッチは１５０（回／分）より高くなり、現実的な値とならないからである。
ステップ６の判別において、第１高調波候補周波数ｆminが７５（回／分）未満の周波数を有している場合には、ピッチ演算部４１０は、第１候補周波数ｆminが第１高調波であると判別し、ピッチは第１高調波候補周波数ｆminの二倍に等しいとして処理を終了する（ステップＳ５）。
図２２はピッチと加速度の強さの関係説明図である。
図２２に示すように腕振りの振幅が同じである場合には、ピッチが早いほど加速度出力は強くなる。
このことから、加速度がＫ１以下の場合には、ピッチは、Ｐｔ1 以下であることがわかる。
図２３は第１高調波と加速度の強さの関係説明図である。
また図２３に示すように第１高調波の周波数と加速度の強さとの関係にも同様のことが言え、加速度の強さがＫ１以下であるならば、第１高調波の周波数は、ｆ１以下であるということが言える。
言い換えれば、加速度の強さがＫ１以下の場合には、第１高調波の周波数がｆ１以上になることはない。
従って、第１高調波候補周波数ｆminがｆ１以上になったならば、第１高調波候補周波数ｆminは、第２高調波の周波数であるということが言える。
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、走行時および歩行時を区別することなく正確にピッチを計測できるとともに、走行時と歩行時とで切換操作がいらないのでユーザの手間を低減することができる。
図２２に示すように腕振りの振幅が同じである場合には、ピッチが早いほど加速度出力は強くなる。
このことから、加速度がＫ１以下の場合には、ピッチは、Ｐｔ1 以下であることがわかる。
図２３は第１高調波と加速度の強さの関係説明図である。
また図２３に示すように第１高調波の周波数と加速度の強さとの関係にも同様のことが言え、加速度の強さがＫ１以下であるならば、第１高調波の周波数は、ｆ１以下であるということが言える。
言い換えれば、加速度の強さがＫ１以下の場合には、第１高調波の周波数がｆ１以上になることはない。
従って、第１高調波候補周波数ｆminがｆ１以上になったならば、第１高調波候補周波数ｆminは、第２高調波の周波数であるということが言える。
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、走行時および歩行時を区別することなく正確にピッチを計測できるとともに、走行時と歩行時とで切換操作がいらないのでユーザの手間を低減することができる。
［２］第２実施形態
本第２実施形態は、上記第１実施形態においては、各体動センサ毎に周波数分析処理（ＦＦＴ）を行っていたのを、両体動センサの出力信号を合成してから周波数分析を行うことにより処理手順を簡略化する場合の実施形態である。
図２４は第２実施形態のピッチ検出装置の概要構成ブロック図である。
ピッチ検出装置５００は、大別すると、第１体動センサ５０１、体動信号変換部５０２、体動信号記憶部５０３、体動信号演算部５０４、第２体動センサ５０５、体動成分抽出部５０６、ピッチ演算部５０７および液晶表示装置５０８を備えている。
第１体動センサ５０１は、上述した第１加速度センサＡに相当するものである。
図２５に第２実施形態の体動信号変換部の概要構成ブロック図を示す。
体動信号変換部５０２は、大別すると、信号合成部５１２と、信号増幅部５１３と、Ａ／Ｄ変換部５１４と、を備えている。
信号合成部５１２は、第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５の出力信号を加算して合成し、体動合成信号として信号増幅部５１３に出力する。
信号増幅部５１３は、合成された第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５の出力信号の信号レベルを所定レベル以上とすべく増幅処理を行ってＡ／Ｄ変換部５１４へと出力する。
本第２実施形態は、上記第１実施形態においては、各体動センサ毎に周波数分析処理（ＦＦＴ）を行っていたのを、両体動センサの出力信号を合成してから周波数分析を行うことにより処理手順を簡略化する場合の実施形態である。
図２４は第２実施形態のピッチ検出装置の概要構成ブロック図である。
ピッチ検出装置５００は、大別すると、第１体動センサ５０１、体動信号変換部５０２、体動信号記憶部５０３、体動信号演算部５０４、第２体動センサ５０５、体動成分抽出部５０６、ピッチ演算部５０７および液晶表示装置５０８を備えている。
第１体動センサ５０１は、上述した第１加速度センサＡに相当するものである。
図２５に第２実施形態の体動信号変換部の概要構成ブロック図を示す。
体動信号変換部５０２は、大別すると、信号合成部５１２と、信号増幅部５１３と、Ａ／Ｄ変換部５１４と、を備えている。
信号合成部５１２は、第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５の出力信号を加算して合成し、体動合成信号として信号増幅部５１３に出力する。
信号増幅部５１３は、合成された第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５の出力信号の信号レベルを所定レベル以上とすべく増幅処理を行ってＡ／Ｄ変換部５１４へと出力する。
Ａ／Ｄ変換部５１４は、入力された信号レベルが所定レベル以上とされた体動合成信号のアナログ／ディジタル変換を行って、体動信号記憶部５０３に体動信号データとして出力する。
本第２実施形態によれば、体動信号演算部５０４は、第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５に対応する体動合成信号の周波数分析（例えば、ＦＦＴ）を行えばよいので、周波数分析処理量を低減することができ、演算時間の短縮化、ひいては、消費電力の低減化を図ることができる。
上記説明においては、信号合成部５１２を別途設けるような構成としていたが、単純に第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５の出力端子を単に電気的に接続する構成とすることも可能である。
本第２実施形態によれば、体動信号演算部５０４は、第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５に対応する体動合成信号の周波数分析（例えば、ＦＦＴ）を行えばよいので、周波数分析処理量を低減することができ、演算時間の短縮化、ひいては、消費電力の低減化を図ることができる。
上記説明においては、信号合成部５１２を別途設けるような構成としていたが、単純に第１体動センサ５０１および第２体動センサ５０５の出力端子を単に電気的に接続する構成とすることも可能である。
［３］第３実施形態
本第３実施形態は、第２実施形態と同様に、二つの体動センサの出力信号を合成するに先立って、二つの出力信号の増幅処理における増幅率を異ならせて一方の出力信号に他方の出力信号が埋もれてしまうのを防止する場合の実施形態であり、さらに二つの体動センサの出力信号の振幅範囲を同一にする場合の実施形態である。
図２６は第３実施形態の体動信号変換部の概要構成ブロック図である。
体動信号変換部５５０は、第２実施形態の体動信号変換部５０２に代えて用いられるものである。
体動信号変換部５５０は、大別すると、第１信号増幅部５５１と、第１Ａ／Ｄ変換部５５２と、第２信号増幅部５５３と、第２Ａ／Ｄ変換部５５４と、前処理演算部５５５と、を備えている。
第１信号増幅部５５１は、第１体動センサ５０１の出力信号を所定倍率で増幅し、第１増幅信号として第１Ａ／Ｄ変換部５５２に出力する。
第１Ａ／Ｄ変換部５５２は、第１増幅信号のアナログ／ディジタル変換を行って、前処理演算部５５５に第１体動信号データとして出力する。
本第３実施形態は、第２実施形態と同様に、二つの体動センサの出力信号を合成するに先立って、二つの出力信号の増幅処理における増幅率を異ならせて一方の出力信号に他方の出力信号が埋もれてしまうのを防止する場合の実施形態であり、さらに二つの体動センサの出力信号の振幅範囲を同一にする場合の実施形態である。
図２６は第３実施形態の体動信号変換部の概要構成ブロック図である。
体動信号変換部５５０は、第２実施形態の体動信号変換部５０２に代えて用いられるものである。
体動信号変換部５５０は、大別すると、第１信号増幅部５５１と、第１Ａ／Ｄ変換部５５２と、第２信号増幅部５５３と、第２Ａ／Ｄ変換部５５４と、前処理演算部５５５と、を備えている。
第１信号増幅部５５１は、第１体動センサ５０１の出力信号を所定倍率で増幅し、第１増幅信号として第１Ａ／Ｄ変換部５５２に出力する。
第１Ａ／Ｄ変換部５５２は、第１増幅信号のアナログ／ディジタル変換を行って、前処理演算部５５５に第１体動信号データとして出力する。
第２信号増幅部５５３は、第２体動センサ５０５の出力信号を所定倍率で増幅し、第２増幅信号として第２Ａ／Ｄ変換部５５４に出力する。
第２Ａ／Ｄ変換部５５４は、第２増幅信号のアナログ／ディジタル変換を行って、前処理演算部５５５に第２体動信号データとして出力する。
前処理演算部５５５は、第１体動信号データおよび第２体動信号データに基づいて、所定期間内における第１体動信号データに対応する第１体動信号の振幅範囲および第２体動信号データに対応する第２体動信号の振幅範囲が等しくなるように最大振幅が一致するように処理を行ってから、合成を行う。
すなわち、前処理演算部５５５は、図２７および図２８に示すように、時刻ｔにおける第１体動信号データをＡ（ｔ）、第２体動信号データをＢ（ｔ）とした場合に、第１体動信号データＡ（ｔ）および第２体動信号データＢ（ｔ）に対応する第１体動信号および第２体動信号の最大振幅が一致するようにした上で、図２９に示すように、両信号を合成したものに相当する次式で表される合成体動信号データＣ（ｔ）を求める。
Ｃ（ｔ）＝［｛Ａ（ｔ）＋（ａ／ｂ）・Ｂ（ｔ）｝］／ｄ
第２Ａ／Ｄ変換部５５４は、第２増幅信号のアナログ／ディジタル変換を行って、前処理演算部５５５に第２体動信号データとして出力する。
前処理演算部５５５は、第１体動信号データおよび第２体動信号データに基づいて、所定期間内における第１体動信号データに対応する第１体動信号の振幅範囲および第２体動信号データに対応する第２体動信号の振幅範囲が等しくなるように最大振幅が一致するように処理を行ってから、合成を行う。
すなわち、前処理演算部５５５は、図２７および図２８に示すように、時刻ｔにおける第１体動信号データをＡ（ｔ）、第２体動信号データをＢ（ｔ）とした場合に、第１体動信号データＡ（ｔ）および第２体動信号データＢ（ｔ）に対応する第１体動信号および第２体動信号の最大振幅が一致するようにした上で、図２９に示すように、両信号を合成したものに相当する次式で表される合成体動信号データＣ（ｔ）を求める。
Ｃ（ｔ）＝［｛Ａ（ｔ）＋（ａ／ｂ）・Ｂ（ｔ）｝］／ｄ
ここで、ｄは最大振幅を制限するための変数であり、合成体動信号データＣ（ｔ）に対応する合成体動信号の振幅を元の第１体動信号データＡ（ｔ）あるいは第２体動信号データＢ（ｔ）の許容最大振幅と一致させる場合には、ｄ＝２とすればよい。
従って、本第３実施形態の構成によれば、手の振りが弱い歩行時などのように歩行時の第１高調波を検出する体動センサ（第１体動センサ）の出力信号が走行時の第１高調波を検出する体動センサ（第２体動センサ）の出力信号に埋もれてしまうのを防止でき、確実に歩行時に体動成分を検出することができる。従って、確実にピッチを検出することも可能となる。
従って、本第３実施形態の構成によれば、手の振りが弱い歩行時などのように歩行時の第１高調波を検出する体動センサ（第１体動センサ）の出力信号が走行時の第１高調波を検出する体動センサ（第２体動センサ）の出力信号に埋もれてしまうのを防止でき、確実に歩行時に体動成分を検出することができる。従って、確実にピッチを検出することも可能となる。
［４］第４実施形態
本第４実施形態は、第２実施形態と同様に、二つの体動センサの出力信号を合成するに先立って、二つの出力信号の増幅処理における増幅率を異ならせて一方の出力信号に他方の出力信号が埋もれてしまうのを防止する場合の実施形態である。
図３０は第４実施形態の体動信号変換部の概要構成ブロック図である。
体動信号変換部６００は、第２実施形態の体動信号変換部５０２に代えて用いられるものである。
体動信号変換部６００は、大別すると、第１信号増幅部６０１と、第２信号増幅部６０２と、信号合成部６０３と、Ａ／Ｄ変換部６０４と、を備えている。
第１信号増幅部６０１は、第１体動センサ５０１の出力信号の信号レベルを第１の所定レベルＬ1 以上とすべく増幅処理を行って第１増幅信号として信号合成部６０３に出力する。一方、第２信号増幅部６０２は、第２体動センサ５０５の出力信号のレベルを第２の所定レベルＬ2 以上とすべく増幅処理を行って第２増幅信号として信号合成部６０３に出力する。
本第４実施形態は、第２実施形態と同様に、二つの体動センサの出力信号を合成するに先立って、二つの出力信号の増幅処理における増幅率を異ならせて一方の出力信号に他方の出力信号が埋もれてしまうのを防止する場合の実施形態である。
図３０は第４実施形態の体動信号変換部の概要構成ブロック図である。
体動信号変換部６００は、第２実施形態の体動信号変換部５０２に代えて用いられるものである。
体動信号変換部６００は、大別すると、第１信号増幅部６０１と、第２信号増幅部６０２と、信号合成部６０３と、Ａ／Ｄ変換部６０４と、を備えている。
第１信号増幅部６０１は、第１体動センサ５０１の出力信号の信号レベルを第１の所定レベルＬ1 以上とすべく増幅処理を行って第１増幅信号として信号合成部６０３に出力する。一方、第２信号増幅部６０２は、第２体動センサ５０５の出力信号のレベルを第２の所定レベルＬ2 以上とすべく増幅処理を行って第２増幅信号として信号合成部６０３に出力する。
この場合において、第１の所定レベルＬ1は第２の所定レベルＬ2に対し、
Ｌ1 ＞Ｌ2
の関係にする。これは、手の振りが弱い歩行時に、第１体動センサ５０１の出力信号レベルが、第２体動センサ５０５の出力信号レベルよりも低くなってしまい、第１高調波の成分が第２高調波の成分に埋もれてしまう可能性があるからである。
信号合成部６０３は、第１増幅信号および第２増幅信号を合成し、体動合成増幅信号としてＡ／Ｄ変換部６０４に出力する。
Ａ／Ｄ変換部６０４は、入力された体動合成増幅信号のアナログ／ディジタル変換を行って、体動信号記憶部５０３に体動信号データとして出力する。
本第４実施形態によれば、体動が少ない（加速度が小さい）場合、例えば、歩行時のように動作が不安定であり加速度センサの出力が元々小さい動作の場合に歩行時側の加速度センサの出力が大きくなるようにしているため、他方の加速度センサ（走行時側の加速度センサ）のノイズの影響を受けにくくなり、確実に第１高調波を検出することが可能となる。
Ｌ1 ＞Ｌ2
の関係にする。これは、手の振りが弱い歩行時に、第１体動センサ５０１の出力信号レベルが、第２体動センサ５０５の出力信号レベルよりも低くなってしまい、第１高調波の成分が第２高調波の成分に埋もれてしまう可能性があるからである。
信号合成部６０３は、第１増幅信号および第２増幅信号を合成し、体動合成増幅信号としてＡ／Ｄ変換部６０４に出力する。
Ａ／Ｄ変換部６０４は、入力された体動合成増幅信号のアナログ／ディジタル変換を行って、体動信号記憶部５０３に体動信号データとして出力する。
本第４実施形態によれば、体動が少ない（加速度が小さい）場合、例えば、歩行時のように動作が不安定であり加速度センサの出力が元々小さい動作の場合に歩行時側の加速度センサの出力が大きくなるようにしているため、他方の加速度センサ（走行時側の加速度センサ）のノイズの影響を受けにくくなり、確実に第１高調波を検出することが可能となる。
［５］第５実施形態
以上の各実施形態においては、体動センサを複数設けていたが、本第５実施形態は、一つの加速度センサを体動センサとして設ける場合の実施形態である。
上記第１実施形態では加速度センサを二つ用いており、第１加速度センサＡは、図２に示したように、腕の軸方向に略垂直な方向に感度方向が設定されており、腕時計型の装置の場合、１２時方向および６時方向に感度方向が設定されていた。また、第２加速度センサＢは、図２に示したように、感度方向に略垂直な直線と腕の軸方向とが角度θをなすように配置されている。従って、第２加速度センサＢの感度方向は第１加速度センサＢの感度方向と角度θ＝５０゜±１５゜程度となるように配置されていた。
以上の各実施形態においては、体動センサを複数設けていたが、本第５実施形態は、一つの加速度センサを体動センサとして設ける場合の実施形態である。
上記第１実施形態では加速度センサを二つ用いており、第１加速度センサＡは、図２に示したように、腕の軸方向に略垂直な方向に感度方向が設定されており、腕時計型の装置の場合、１２時方向および６時方向に感度方向が設定されていた。また、第２加速度センサＢは、図２に示したように、感度方向に略垂直な直線と腕の軸方向とが角度θをなすように配置されている。従って、第２加速度センサＢの感度方向は第１加速度センサＢの感度方向と角度θ＝５０゜±１５゜程度となるように配置されていた。
図３１は、第５実施形態の加速度センサの配置例の説明図である。
この場合において、一つの加速度センサ６５１に第１実施形態の第１加速度センサ及び第２加速度センサＢの機能を持たせようとする場合には、加速度センサ６５１は、前腕の軸に沿って指先方向を向いた第１ベクトルと、上腕に対して前腕を所定角度に曲げた場合に肩と手首とを結ぶ直線に沿って肩から手首側に向かう第２ベクトルと、を仮定し、第１ベクトルと第２ベクトルの合成ベクトルの向きに垂直な方向の加速度を検出可能な位置に設けるようにすればよい。
したがって、両加速度センサＡ、Ｂの感度方向の中間方向、すなわち、前腕の軸方向を角度θ１＝０゜とし、１２時方向を角度θ１＝９０゜とした場合に、第１ベクトルの向きと合成ベクトルの向きとのなす角度、すなわち、加速度センサ６５１の配置角度θ１＝２５±８゜に配置すれば良いこととなる。
この場合において、一つの加速度センサ６５１に第１実施形態の第１加速度センサ及び第２加速度センサＢの機能を持たせようとする場合には、加速度センサ６５１は、前腕の軸に沿って指先方向を向いた第１ベクトルと、上腕に対して前腕を所定角度に曲げた場合に肩と手首とを結ぶ直線に沿って肩から手首側に向かう第２ベクトルと、を仮定し、第１ベクトルと第２ベクトルの合成ベクトルの向きに垂直な方向の加速度を検出可能な位置に設けるようにすればよい。
したがって、両加速度センサＡ、Ｂの感度方向の中間方向、すなわち、前腕の軸方向を角度θ１＝０゜とし、１２時方向を角度θ１＝９０゜とした場合に、第１ベクトルの向きと合成ベクトルの向きとのなす角度、すなわち、加速度センサ６５１の配置角度θ１＝２５±８゜に配置すれば良いこととなる。
図３２は、第５実施形態のピッチ検出装置の概要構成ブロック図である。
ピッチ検出装置６５０は、大別すると、体動センサ６５１、体動信号変換部６５２、体動信号記憶部６５３、体動信号演算部６５４、体動成分抽出部６５５、ピッチ演算部６５６および液晶表示装置６５７を備えている。
体動センサ６５１は、機能的に上述した第１加速度センサＡ及び第２加速度センサＢに相当するものである。
体動信号変換部６５２は、体動センサ６５１の出力信号を所定倍率で増幅する信号増幅部と、信号増幅部の出力信号のアナログ／ディジタル変換を行って第１体動信号データとして体動信号記憶部６５３に出力するＡ／Ｄ変換部とを有している。
第１体動信号記憶部６５３は、入力された体動信号データを記憶し、体動信号演算部６５４は、体動信号記憶部６５３から体動信号データを読み出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行って体動成分抽出部６５５に出力する。
ピッチ検出装置６５０は、大別すると、体動センサ６５１、体動信号変換部６５２、体動信号記憶部６５３、体動信号演算部６５４、体動成分抽出部６５５、ピッチ演算部６５６および液晶表示装置６５７を備えている。
体動センサ６５１は、機能的に上述した第１加速度センサＡ及び第２加速度センサＢに相当するものである。
体動信号変換部６５２は、体動センサ６５１の出力信号を所定倍率で増幅する信号増幅部と、信号増幅部の出力信号のアナログ／ディジタル変換を行って第１体動信号データとして体動信号記憶部６５３に出力するＡ／Ｄ変換部とを有している。
第１体動信号記憶部６５３は、入力された体動信号データを記憶し、体動信号演算部６５４は、体動信号記憶部６５３から体動信号データを読み出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行って体動成分抽出部６５５に出力する。
体動成分抽出部６５５は、入力された周波数分析結果のデータから体動成分に由来するデータを抽出してピッチ演算部６５６に出力し、ピッチ演算部６５６は、入力された体動の周波数成分によりピッチを演算し、その結果を液晶表示装置６５７に表示させる。
この場合において、ピッチ演算部６５６は、大別すると、信号特定部６５８、信号補正部６５９およびピッチ算出部６６０を備え、信号特定部６５８は、パワーが最大の信号に対してある比率以上のパワーを有する信号のうち、最も低周波数側の信号を第１高調波候補信号として特定する。これにより、信号補正部６５９は、第１高調波候補信号の周波数および体動信号の強さに基づいて第１高調波を特定し、補正する。
ピッチ算出部６６０は、信号補正部６５９で（補正され）特定された第１高調波に基づいて、ピッチを算出する。
この場合において、ピッチ演算部６５６は、大別すると、信号特定部６５８、信号補正部６５９およびピッチ算出部６６０を備え、信号特定部６５８は、パワーが最大の信号に対してある比率以上のパワーを有する信号のうち、最も低周波数側の信号を第１高調波候補信号として特定する。これにより、信号補正部６５９は、第１高調波候補信号の周波数および体動信号の強さに基づいて第１高調波を特定し、補正する。
ピッチ算出部６６０は、信号補正部６５９で（補正され）特定された第１高調波に基づいて、ピッチを算出する。
本第５実施形態によれば、体動信号演算部６５４は、体動センサ６５１の出力信号、すなわち、第１体動センサＡおよび第２体動センサＢに対応する体動合成信号に相当する信号の周波数分析（例えば、ＦＦＴ）を行うこととなり、周波数分析処理量を低減することができ、演算時間の短縮化、ひいては、消費電力の低減化を図ることができる。
さらに体動センサとしての加速度センサを二つ設ける場合と比較して装置構成を簡略化し、製造コストの低減が図れる。
さらに体動センサとしての加速度センサを二つ設ける場合と比較して装置構成を簡略化し、製造コストの低減が図れる。
［６］加速度センサの具体例
以上の説明においては、加速度センサの具体的態様については説明しなかったが、以下、具体例として差動キャパシタ型加速度センサおよび圧電バイモルフ型加速度センサについて説明する。
［６．１］差動キャパシタ型加速度センサ
図３３は、加速度センサとして用いる差動キャパシタ型加速度センサのセンサ構造概略図である。図３４は、加速度の加わっていない状態における差動キャパシタ型加速度センサの一部拡大図である。
差動キャパシタ型加速度センサ７００は、１軸の加速度センサであり、感度軸ＬＸを有している。
差動キャパシタ型センサ７００は、一対の固定軸７０１に可撓性を有する各テザー７０２が支持されている。そして一対のテザー７０２は、両側からビーム（梁）７０３を支持している。
各ビーム７０３には、側方に突設された電極７０３Ａが設けられている。この電極７０３Ａは、一対の固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂに対し、対向する位置、かつ、ほぼ同一の距離を有する位置に保持されている。
以上の説明においては、加速度センサの具体的態様については説明しなかったが、以下、具体例として差動キャパシタ型加速度センサおよび圧電バイモルフ型加速度センサについて説明する。
［６．１］差動キャパシタ型加速度センサ
図３３は、加速度センサとして用いる差動キャパシタ型加速度センサのセンサ構造概略図である。図３４は、加速度の加わっていない状態における差動キャパシタ型加速度センサの一部拡大図である。
差動キャパシタ型加速度センサ７００は、１軸の加速度センサであり、感度軸ＬＸを有している。
差動キャパシタ型センサ７００は、一対の固定軸７０１に可撓性を有する各テザー７０２が支持されている。そして一対のテザー７０２は、両側からビーム（梁）７０３を支持している。
各ビーム７０３には、側方に突設された電極７０３Ａが設けられている。この電極７０３Ａは、一対の固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂに対し、対向する位置、かつ、ほぼ同一の距離を有する位置に保持されている。
この場合において、図３３に示すように、ビーム７０３の延在方向が差動キャパシタ型加速度センサ７００の感度方向となる。従って、実際の使用においては、ビーム７０３の延在方向を検出対象の加速度の向きに一致させておく必要がある。
上記構成によれば、電極７０３Ａと各固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂとはそれぞれ、略同一の容量を有するコンデンサとして機能している。
図３５は、加速度の加わった状態における差動キャパシタ型加速度センサの一部拡大図である。
図３４で示した状態において、差動キャパシタ型加速度センサ７００に加速度が印加されるとテザー７０２がたわみ、図３５に示したような状態となる。
上記構成によれば、電極７０３Ａと各固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂとはそれぞれ、略同一の容量を有するコンデンサとして機能している。
図３５は、加速度の加わった状態における差動キャパシタ型加速度センサの一部拡大図である。
図３４で示した状態において、差動キャパシタ型加速度センサ７００に加速度が印加されるとテザー７０２がたわみ、図３５に示したような状態となる。
この結果、例えば、図３５に示すような場合には、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ａとの距離Ｇ１は、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとの距離Ｇ２よりも大きくなる。すなわち、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとで構成されるコンデンサの容量の方が大きくなる。
従って、この容量差は、印加された加速度の大きさに比例することとなるので、容量差を計測することにより加速度の大きさを検出することが可能となるのである。
この場合において、実際には差動キャパシタ型加速度センサ７００は地上で使用することととなるため、重力（重力加速度＝１Ｇ）の影響を受ける。このため、差動キャパシタ型加速度センサ７００の出力電圧にはバイアス電圧が発生するので、外部で校正することが必要となる。
従って、この容量差は、印加された加速度の大きさに比例することとなるので、容量差を計測することにより加速度の大きさを検出することが可能となるのである。
この場合において、実際には差動キャパシタ型加速度センサ７００は地上で使用することととなるため、重力（重力加速度＝１Ｇ）の影響を受ける。このため、差動キャパシタ型加速度センサ７００の出力電圧にはバイアス電圧が発生するので、外部で校正することが必要となる。
図３６は、差動キャパシタ型加速度センサに対応するセンサ回路の基本回路構成図である。図３７は加速度が印加されていない場合の波形図である。図３８は加速度が印加されている場合の波形図である。
センサ回路７１０は、発振器７１１により差動キャパシタ型加速度センサ７００の固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂのそれぞれに互いに逆相のパルス信号を印加する。
図３４に示したように、加速度が印加されていない場合には、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ａとの距離Ｇ１は、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとの距離Ｇ２とが等しいので、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ａとで構成されるコンデンサの容量と、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとで構成されるコンデンサの容量は同じになる。
このため、図３７に示すように、固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂのそれぞれに印加されたパルス信号には位相ずれが発生せず、電極７０３Ａに印加されるパルスは逆相で打ち消され、電極７０３Ａの出力信号の電圧は一定となり、オペアンプ７１２に入力される。
センサ回路７１０は、発振器７１１により差動キャパシタ型加速度センサ７００の固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂのそれぞれに互いに逆相のパルス信号を印加する。
図３４に示したように、加速度が印加されていない場合には、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ａとの距離Ｇ１は、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとの距離Ｇ２とが等しいので、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ａとで構成されるコンデンサの容量と、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとで構成されるコンデンサの容量は同じになる。
このため、図３７に示すように、固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂのそれぞれに印加されたパルス信号には位相ずれが発生せず、電極７０３Ａに印加されるパルスは逆相で打ち消され、電極７０３Ａの出力信号の電圧は一定となり、オペアンプ７１２に入力される。
これに対し、図３５に示したように、加速度が印加されている場合には、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ａとの距離Ｇ１は、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとの距離Ｇ２と異なることとなり、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ａとで構成されるコンデンサの容量と、電極７０３Ａと固定外側電極７０４Ｂとで構成されるコンデンサの容量も異なることとなる。
このため、図３８に示すように、固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂのそれぞれに印加されたパルス信号に位相ずれが発生し、電極７０３Ａに印加されるパルスは互いに加算されて、電極７０３Ａの出力信号が印加された加速度に応じた電圧値を有するものとなり、オペアンプ７１２に入力される。
従って、復調器７１３は、固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂに印加されたパルス信号に同期してオペアンプ７１２の出力信号を取り込み、加速度方向が正方向であれば正電圧の信号を復調信号として、加速度方向が逆方向であれば負電圧の信号を復調信号として出力オペアンプ７１４に出力することとなる。この場合において、不要な信号は外部のコンデンサ７１５により除去されて復調信号が出力される。
この結果、出力オペアンプ７１４は、検出した加速度に応じた電圧を有する加速度検出信号を出力することとなる。
このため、図３８に示すように、固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂのそれぞれに印加されたパルス信号に位相ずれが発生し、電極７０３Ａに印加されるパルスは互いに加算されて、電極７０３Ａの出力信号が印加された加速度に応じた電圧値を有するものとなり、オペアンプ７１２に入力される。
従って、復調器７１３は、固定外側電極７０４Ａ、７０４Ｂに印加されたパルス信号に同期してオペアンプ７１２の出力信号を取り込み、加速度方向が正方向であれば正電圧の信号を復調信号として、加速度方向が逆方向であれば負電圧の信号を復調信号として出力オペアンプ７１４に出力することとなる。この場合において、不要な信号は外部のコンデンサ７１５により除去されて復調信号が出力される。
この結果、出力オペアンプ７１４は、検出した加速度に応じた電圧を有する加速度検出信号を出力することとなる。
［６．２］圧電バイモルフ型加速度センサ
図３９は、加速度センサとして用いる圧電バイモルフ型加速度センサの加速度の加わっていない状態におけるセンサ構造概略図である。
同図に示すように圧電バイモルフ型加速度センサ７５０は、ケース７５１の中央部に２枚の長方形の板状の圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂが張り合わされて、ケース７５１の底面７５１Ａに立設固定されている。そして圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂのそれぞれにリード線７５３Ａ、７５３Ｂが電気的に接続され、このリード線７５３Ａ、７５３Ｂは外部に引き出され、外部接続端子として機能している。
図４０は、圧電バイモルフ型加速度センサに加速度が印加された状態におけるセンサ構造概略図である。
圧電バイモルフ型加速度センサ７５０の感度方向は、図中、左右方向、すなわち、圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂの板厚方向となっている。従って、実際の使用においては、この感度方向を検出対象の加速度の向きに一致させておく必要がある。
加速度が印加されたときには、圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂは屈曲状態となり、圧電効果により圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂの表面に電荷が発生する。
この発生電荷が、リード線７５３Ａ、７５３Ｂを介して出力される。
図４０において、＋あるいは−の符号は、電荷の発生状態の一例を示している。
図３９は、加速度センサとして用いる圧電バイモルフ型加速度センサの加速度の加わっていない状態におけるセンサ構造概略図である。
同図に示すように圧電バイモルフ型加速度センサ７５０は、ケース７５１の中央部に２枚の長方形の板状の圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂが張り合わされて、ケース７５１の底面７５１Ａに立設固定されている。そして圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂのそれぞれにリード線７５３Ａ、７５３Ｂが電気的に接続され、このリード線７５３Ａ、７５３Ｂは外部に引き出され、外部接続端子として機能している。
図４０は、圧電バイモルフ型加速度センサに加速度が印加された状態におけるセンサ構造概略図である。
圧電バイモルフ型加速度センサ７５０の感度方向は、図中、左右方向、すなわち、圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂの板厚方向となっている。従って、実際の使用においては、この感度方向を検出対象の加速度の向きに一致させておく必要がある。
加速度が印加されたときには、圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂは屈曲状態となり、圧電効果により圧電素子７５２Ａ、７５２Ｂの表面に電荷が発生する。
この発生電荷が、リード線７５３Ａ、７５３Ｂを介して出力される。
図４０において、＋あるいは−の符号は、電荷の発生状態の一例を示している。
図４１は、圧電バイモルフ型加速度センサに対応するセンサ回路の基本回路構成図である。
センサ回路７６０は、大別すると、圧電バイモルフ型加速度センサ７５０に並列に接続された抵抗７６１と、抵抗７６１に接続された体動信号変換部７６２と、を備えている。
圧電バイモルフ型加速度センサ７５０で発生した電荷は、抵抗７６１により電圧に変換される。
この電圧は体動信号変換部７６２の信号増幅部７６３に印加され、信号増幅部７６３は、入力信号から図示しないロウパスフィルタあるいはハイパスフィルタなどにより不要なノイズ成分やバイアス成分を除去するとともに、増幅を行ってセンサ増幅出力信号としてＡ／Ｄ変換部７６４に出力する。
Ａ／Ｄ変換部７６４は、センサ増幅出力信号のアナログ／ディジタル変換を行い、圧電バイモルフ型加速度センサ７５０が検出した加速度の大きさ応じた値を有する加速度検出信号を出力する。
以上の説明においては、腕時計型情報機器に制御用プログラムがあらかじめ記憶されている場合を想定して説明したが、各種磁気ディスク、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に制御用プログラムをあらかじめ記録し、腕時計型情報機器がこれらの記録媒体から読み込み、インストールするように構成することも可能である。また、腕時計型情報機器に通信インターフェースを設け、インターネット、ＬＡＮなどのネットワークを介して制御用プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能である。
センサ回路７６０は、大別すると、圧電バイモルフ型加速度センサ７５０に並列に接続された抵抗７６１と、抵抗７６１に接続された体動信号変換部７６２と、を備えている。
圧電バイモルフ型加速度センサ７５０で発生した電荷は、抵抗７６１により電圧に変換される。
この電圧は体動信号変換部７６２の信号増幅部７６３に印加され、信号増幅部７６３は、入力信号から図示しないロウパスフィルタあるいはハイパスフィルタなどにより不要なノイズ成分やバイアス成分を除去するとともに、増幅を行ってセンサ増幅出力信号としてＡ／Ｄ変換部７６４に出力する。
Ａ／Ｄ変換部７６４は、センサ増幅出力信号のアナログ／ディジタル変換を行い、圧電バイモルフ型加速度センサ７５０が検出した加速度の大きさ応じた値を有する加速度検出信号を出力する。
以上の説明においては、腕時計型情報機器に制御用プログラムがあらかじめ記憶されている場合を想定して説明したが、各種磁気ディスク、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に制御用プログラムをあらかじめ記録し、腕時計型情報機器がこれらの記録媒体から読み込み、インストールするように構成することも可能である。また、腕時計型情報機器に通信インターフェースを設け、インターネット、ＬＡＮなどのネットワークを介して制御用プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能である。
１…腕時計型情報機器（ピッチ計、腕時計型情報処理装置）、５…制御部、１０…装置本体、１２…リストバンド、１３…液晶表示装置、４０１…第１体動センサ、４０２…第１体動信号変換部、４０３…第１体動信号記憶部、４０４…第１体動信号演算部、４０５…第２体動センサ、４０７…第２体動信号記憶部、４０８…第２体動信号演算部、４０９…体動成分抽出部、４１０…ピッチ演算部（信号特定部、信号補正部、ピッチ演算部）、４１１…信号特定部、４１２…信号補正部、４１３…ピッチ算出部（ピッチ演算部）５０１…第１体動センサ、５０２…体動信号変換部、５０３…体動信号記憶部、５０４…体動信号演算部、５０５…第２体動センサ、５０６…体動成分抽出部、５０７…ピッチ演算部（信号特定部、信号補正部、ピッチ演算部）、５０８…液晶表示装置、５０９…信号特定部、５１０…信号補正部、５１１…ピッチ算出部（ピッチ演算部）、５１２…合成部、５１３…信号増幅部、５１４…Ａ／Ｄ変換部、５５１…第１信号増幅部、５５２…第１Ａ／Ｄ変換部、５５３…第２信号増幅部、５５４…第２Ａ／Ｄ変換部、５５５…前処理演算部、６０１…第１信号増幅部、６０２…第２信号増幅部、６０３…合成部、６０４…Ａ／Ｄ変換部、６５０…ピッチ検出装置、６５１…体動センサ、６５２…体動信号変換部、６５３…体動信号記憶部、６５４…体動信号演算部、６５５…体動成分抽出部、６５６…ピッチ演算部、６５７…液晶表示装置、６５８…信号特定部、６５８…信号補正部、６６０…ピッチ算出部、７００…差動キャパシタ型加速度センサ、７５０…圧電バイモルフ型加速度センサ。
Claims (19)
- 人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置において、
前記人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、
前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、
前記第１体動信号および前記第２体動信号に基づいて体動成分を抽出する体動成分抽出部と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置。 - 請求項１記載の体動検出装置において、
前記第１加速度センサは、肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向の加速度を検出可能な位置に設けられ、
前記第２加速度センサは、上腕に対して前記前腕を曲げたまま腕を動かしたと仮定した場合に、腕を動かす面内において肩と手首とを結ぶ直線と略垂直方向の加速度を検出可能な位置に設けられた、
ことを特徴とする体動検出装置。 - 請求項１記載の体動検出装置において、
前記第１加速度センサは、腕を動かす面内において、肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられ、
前記第２加速度センサは、上腕に対して前記前腕を９０゜曲げ、肩関節から肘関節までの長さをＸ、肘関節から当該第２加速度センサまでの長さをＹと仮定した場合に、前記第１加速度センサの感度方向と、当該第２加速度センサの感度方向のなす角度θが次式を満たすような位置に設けられた、
ことを特徴とする体動検出装置。
θ＝ｔａｎ-1（Ｘ／Ｙ） - 請求項１記載の体動検出装置において、
前記第１加速度センサは、腕を動かす面内において、肘を通り前腕の延在方向に延びる前腕の軸の方向である前腕の軸方向と略垂直方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられ、
前記第２加速度センサは、前記第１加速度センサの感度方向と５０°±１５゜の範囲内に設定された所定角度ずらした方向に加速度の感度方向を有し、加速度を検出可能な位置に設けられた、
ことを特徴とする体動検出装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の体動検出装置において、
前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析部と、
前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析部と、
前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の体動検出装置において、
前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号と前記第２体動信号とを合成して合成体動信号を出力する合成部と、
前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析部と、
前記周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の体動検出装置において、
前記体動成分抽出部は、前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を出力する増幅部と、
前記増幅第１体動の周波数分析を行う第１周波数分析部と、
前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析部と、
前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の体動検出装置において、
前記体動成分抽出部は、実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行った後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力する前処理演算部と、
前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析部と、
前記周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定部と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置。 - 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の体動検出装置と、
前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、
を備えたことを特徴とするピッチ計。 - 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の体動検出装置と、
前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、
求めた前記ピッチから歩数を算出する歩数算出部と、
を備えたことを特徴とする歩数計。 - 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の体動検出装置と、
前記抽出された体動成分に基づいてピッチを求めるピッチ演算部と、
を備えたことを特徴とする腕時計型情報処理装置。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法において、
前記第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析過程と、
前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析過程と、
前記第１周波数分析過程および前記第２周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置の制御方法。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法において、
前記第１体動信号と前記第２体動信号とを合成して合成体動信号を生成する合成過程と、
前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析過程と、
前記周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置の制御方法。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法において、
前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を生成する増幅過程と、
前記増幅第１体動信号の周波数分析を行う第１周波数分析過程と、
前記第２体動信号の周波数分析を行う第２周波数分析過程と、
前記第１周波数分析部および前記第２周波数分析部における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置の制御方法。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置の制御方法において、
実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行った後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力する前処理演算過程と、
前記合成体動信号の周波数分析を行う周波数分析過程と、
前記周波数分析過程における周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定する基準波特定過程と、
を備えたことを特徴とする体動検出装置の制御方法。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
前記第１体動信号の周波数分析を行わせ、
前記第２体動信号の周波数分析を行わせ、
前記第１体動信号の周波数分析結果および前記第２体動信号の周波数分析結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定させる、
ことを特徴とする制御プログラム。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
前記第１体動信号と前記第２体動信号とを合成させ、
前記合成後の信号の周波数分析を行わせ、
前記周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定させる、
ことを特徴とする制御プログラム。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
前記第１体動信号を所定増幅率で増幅して増幅第１体動信号を生成させ、
前記増幅第１体動信号の周波数分析を行わせ、
前記第２体動信号の周波数分析を行わせ、
前記増幅第１体動信号の周波数分析結果および前記第２体動信号の周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出させるための基準波を特定させる、
ことを特徴とする制御プログラム。 - 人体への装着時に歩行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第１体動信号を出力する第１加速度センサと、前記装着時に走行時の腕の動きに起因する加速度を検出可能な位置に設けられ第２体動信号を出力する第２加速度センサと、を有し、前記人体に装着されて前記人体の体動を検出する体動検出装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
実効的に前記第１体動信号および前記第２体動信号の最大振幅が略一致するように前処理を行わせた後、両体動信号を合成して合成体動信号を出力させ、
前記合成体動信号の周波数分析を行わせ、
前記周波数分析の結果に基づいて体動成分を抽出するための基準波を特定させる、
ことを特徴とする制御プログラム。
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