JP4894500B2 - Walking waveform processing method and walking waveform processing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は歩行波形処理方法及び歩行波形処理装置に関し、例えば歩数を検出する場合に適用して好適なものである。   The present invention relates to a walking waveform processing method and a walking waveform processing apparatus, and is suitable for application to, for example, detecting the number of steps.

従来、人体の歩行に伴って当該人体に形成される電界の変位(歩行波形)のうち、特異的に出現する振幅のピークを指標として、歩行の1歩に相当する1歩波形を特定する手法が本出願人により既に提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, a method of identifying a one-step waveform corresponding to one step of a walk, using an amplitude peak that appears specifically as an index among displacements of an electric field (walking waveform) formed in the human body as the human body walks Has already been proposed by the present applicant (see Patent Document 1).

かかる特異的な振幅のピークは、爪先が完全に離地した直後に出現する。右足(左足)の爪先が完全に離地した直後には、歩行態様の差異に係わらず左足(右足)は完全着地状態となることから、このときに対応する振幅のピークは、左右足相互間に帯電干渉が起こらないことにより、歩行波形のうち最も大きい振幅のピークとして8[Hz]±2[Hz]の帯域内にほぼ一律に出現する(図6中(2)及び(4))。   Such a specific amplitude peak appears immediately after the toe completely leaves. Immediately after the toe of the right foot (left foot) completely leaves the ground, the left foot (right foot) will be in a completely landing state regardless of the walking mode. Since no charging interference occurs, the largest amplitude peak in the walking waveform appears almost uniformly in the band of 8 [Hz] ± 2 [Hz] ((2) and (4) in FIG. 6).

歩行波形から、この8Hz±2Hzの帯域に出現する振幅のピークを検出し、これを1歩に相当する1歩波形の基準とすることによって的確に1歩波形を抽出可能となる。
特開2004−147793公報
By detecting a peak of amplitude appearing in the band of 8 Hz ± 2 Hz from the walking waveform, and using this as a reference for the one-step waveform corresponding to one step, it is possible to accurately extract the one-step waveform.
JP 2004-147793 A

ところが、その後の実験の結果、右足(左足)の爪先が離地するタイミングと、左足(右足)の踵が接地するタイミングが近いため、当該爪先の離地に対応する振幅のピークは、踵の接地に対応する振幅のピークと干渉することにより現れない場合があるということが分かった。   However, as a result of subsequent experiments, the timing of the right toe (left foot) toe and the timing to touch the left foot (right foot) heel is close, so the amplitude peak corresponding to the toe's detachment is It has been found that it may not appear due to interference with the peak of amplitude corresponding to grounding.

したがって、8Hz±2Hzの帯域内に出現する振幅のピークを1歩に相当する1歩波形の基準とすると、歩行における1歩を的確に特定することができないという問題があった。   Therefore, if the amplitude peak appearing in the band of 8 Hz ± 2 Hz is used as a reference for a one-step waveform corresponding to one step, there is a problem that one step in walking cannot be specified accurately.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、歩行検出を精度よく行い得る歩行波形処理方法及び歩行波形処理装置を提案しようとするものである。   The present invention has been made in consideration of the above points, and intends to propose a walking waveform processing method and a walking waveform processing apparatus capable of accurately detecting walking.

かかる課題を解決するため本発明は、歩数波形処理方法であって、人体周囲に形成される20[Hz]以下の周波数帯での電界変位から、直流成分を基準とする正負の極性のうち、設定された一方の極性の振幅ピークを探索し、探索された振幅ピークを中心とする所定の時間幅のなかで、該振幅ピークの極性と同極性となる最大の振幅ピークを、遊脚期に生ずる振幅ピークとして検出するようにした。   In order to solve such a problem, the present invention is a step waveform processing method, wherein electric field displacement in a frequency band of 20 [Hz] or less formed around a human body, from positive and negative polarities based on a DC component, The amplitude peak of one of the set polarities is searched, and the maximum amplitude peak having the same polarity as the polarity of the amplitude peak in the predetermined time width centered on the searched amplitude peak is set in the swing phase. Detection was made as the resulting amplitude peak.

また本発明は、歩行波形処理装置であって、電界を検出する検出部と、検出部により検出される電界から、20[Hz]以下の周波数帯における信号成分を抽出する抽出部と、抽出部により抽出される信号成分から、遊脚期に生ずる振幅ピークを検出するピーク検出部とを設け、ピーク検出部では、信号成分から、該信号成分における直流成分を基準とする正負の極性のうち、設定された一方の極性の振幅ピークを探索し、探索した振幅ピークを中心とする所定の時間幅のなかで、該振幅ピークの極性と同極性となる最大の振幅ピークを、遊脚期に生ずる振幅ピークとして検出するようにした。   The present invention is also a walking waveform processing apparatus, a detection unit that detects an electric field, an extraction unit that extracts a signal component in a frequency band of 20 [Hz] or less from the electric field detected by the detection unit, and an extraction unit A peak detection unit that detects an amplitude peak that occurs in the swing phase from the signal component extracted by the signal component, and the peak detection unit, from the signal component, out of positive and negative polarities based on the DC component in the signal component, An amplitude peak having one of the set polarities is searched, and a maximum amplitude peak having the same polarity as the polarity of the amplitude peak is generated in the swing phase during a predetermined time width centered on the searched amplitude peak. Detection was made as an amplitude peak.

以上のように本発明によれば、1歩につき1つ出現し、かつ、一方の足が路面から最も離間し、他方の足の立脚が安定した状態となるときに対応して出現するもの、つまり遊脚している足に起因する成分と、立脚している足に起因する成分の干渉の影響が最小となるピークを、1歩の基準とすることができ、この結果、例えば歩数をより一段と正確にカウントすることができる。   As described above, according to the present invention, one appears for each step, and one corresponding to appear when one foot is most separated from the road surface and the other leg is in a stable state, That is, the peak at which the influence of the interference between the component caused by the free leg and the component caused by the standing foot can be used as a reference for one step. It can count more accurately.

また、探索した振幅ピークを直ちに遊脚期の振幅ピークとせず、該振幅ピークを中心とする所定の時間幅のなかで、振幅ピークの極性と同極性となる最大の振幅ピークを遊脚期の振幅ピークとしていることから、歩行に対応しない電位変化(ノイズ)に起因する振幅ピークを排除することができ、この結果、例えば歩数をより一段と正確にカウントすることができる。   In addition, the searched amplitude peak is not immediately set as the amplitude peak of the swing phase, but the maximum amplitude peak having the same polarity as the polarity of the amplitude peak within the predetermined time width centered on the amplitude peak is Since the amplitude peak is used, an amplitude peak caused by a potential change (noise) that does not correspond to walking can be eliminated. As a result, for example, the number of steps can be counted more accurately.

(1)歩行による人体の帯電と、人体周囲の電界との関係
歩行によって人体が帯電することはよく知られている。この人体帯電圧は、文献([作成者]木村裕和、[表題]繊維・高分子材料の帯電性とその評価方法、[媒体のタイプ]online、[発行日]平成10年6月29日、[作成元]評価技術部産業用繊維グループ、[情報源アドレス]http://www.tri.pref.osaka.jp/group/sense/sangyoseni/static.ele.pdf)によれば、敷物(床表面の材料)と、履物の種類に強く依存し、当該敷物と、履物の組み合わせで最も人体帯電圧の絶対値が低いのは、およそ480[V]とある。
(1) Relationship between charging of human body by walking and electric field around human body It is well known that human body is charged by walking. This human body voltage can be found in the literature ([Creator] Hirokazu Kimura, [Title] Chargeability of fiber / polymer material and its evaluation method, [Media type] online, [Issue date] June 29, 1998. [Source] Industrial Technology Textile Group, Evaluation Technology Department, [Source Address] http://www.tri.pref.osaka.jp/group/sense/sangyoseni/static.ele.pdf) It is strongly dependent on the surface material) and the type of footwear, and the combination of the rug and footwear has the lowest absolute value of the human body voltage at about 480 [V].

床を基準電位0[V]とし、人体が480[V]に帯電した場合の人体周囲における電界をシミュレーションし、当該シミュレーションより得られた電界強度の分布パターンを図1に示す。なおこのシミュレーションの条件としては、壁と天井がなく床のみが存在する空間に、図2に示す生体組織の誘電率でなる直立姿勢の人体モデルが存在することとした。ちなみに、シミュレーションのソフトウェアはポアソン方程式で3次元空間の電界を計算するものである。   The electric field around the human body is simulated when the floor is at a reference potential of 0 [V] and the human body is charged to 480 [V], and the distribution pattern of the electric field strength obtained from the simulation is shown in FIG. As a condition for the simulation, a human body model in an upright posture having a dielectric constant of a living tissue shown in FIG. 2 exists in a space where there is only a floor without walls and ceilings. Incidentally, the simulation software calculates the electric field in the three-dimensional space using the Poisson equation.

この図1からも明らかなように、人体周囲をまとうようにして電界が分布していることが分かる。この電界のベクトルは人体表面の法線方向となるものであることから、人体表面と、その人体表面から法線方向に離間した電極とを配置し、これら一対の電極間の電位差を検出すれば、歩行による人体の帯電圧の変化を得ることが可能となる。この電位差は、一般に、人体の帯電圧に比例するものであり、該帯電圧に対しておよそ0.02倍となる。   As is clear from FIG. 1, it can be seen that the electric field is distributed around the human body. Since the electric field vector is in the normal direction of the human body surface, if the human body surface and an electrode spaced in the normal direction from the human body surface are arranged and the potential difference between the pair of electrodes is detected, It becomes possible to obtain a change in the charged voltage of the human body due to walking. This potential difference is generally proportional to the charged voltage of the human body, and is approximately 0.02 times the charged voltage.

一対の電極の配置対象を例えば手首とした場合、当該手首での電界強度はおよそ1000[V/m]となるが、電極間距離が1[cm]の電極を手首に配置したとすれば、その電極間の電位差はおよそ10[V]となる。この場合の理論上のノイズフロアは、電極面積を1[cm]×1[cm]、雑音係数を10、歩行波形の周波数帯域を10[Hz]と仮定すると、-154[dB]であるので、電界に換算すると、およそ6×10-9[V/m]となる。よって、かかる条件下では、歩行による人体の電位変化が6×10-9[V/m]以上であれば、該変化を検出することができる。 For example, when the placement target of the pair of electrodes is a wrist, the electric field strength at the wrist is about 1000 [V / m], and if an electrode with an interelectrode distance of 1 [cm] is placed on the wrist, The potential difference between the electrodes is approximately 10 [V]. The theoretical noise floor in this case is -154 [dB] assuming that the electrode area is 1 [cm] x 1 [cm], the noise coefficient is 10, and the frequency band of the walking waveform is 10 [Hz]. When converted into an electric field, it becomes approximately 6 × 10 −9 [V / m]. Therefore, under such conditions, if the potential change of the human body due to walking is 6 × 10 −9 [V / m] or more, the change can be detected.

(2)歩行態様と、歩行波形との関係
右足における歩行態様としては、図3に示すように、踵が離地(路面から離れることをいう。以下同じ)した直後から爪先が離地する直前までの離地プロセス(図3(A))と、爪先が離地した直後から踵が着地する直前までの蹴出プロセス(図3(B))と、踵が着地した直後から足底面全体が路面に対して着地(以下、これを完全着地と呼ぶ)するまでの着地プロセス(図3(C))との大きく3種類のプロセスが順次繰り返されている。
(2) Relationship between walking mode and walking waveform As shown in FIG. 3, the walking mode on the right foot is immediately after the heel has taken off (referred to as leaving from the road surface; the same applies hereinafter) and immediately before the toes off. The ground removal process (FIG. 3 (A)), the kicking process (FIG. 3 (B)) from immediately after the toe has just landed to just before the heel has landed, and the entire sole from immediately after the heel has landed. Three types of processes are sequentially repeated, including a landing process (FIG. 3C) until landing on the road surface (hereinafter referred to as complete landing).

また左足における人体歩行態様としては、右足と同様に3種類のプロセスが順次繰り返されるが、当該左足の各プロセスの開始時期については右足とは異なっており、右足の離地プロセスの途中で着床プロセスを開始し(図3(A)において矢印で示す)、当該右足における着地プロセスの途中で左足における離地プロセスを開始する(図3(C)において矢印で示す)。   As for the human body walking mode on the left foot, the three types of processes are repeated in the same way as the right foot, but the start time of each process for the left foot is different from that for the right foot, and the landing process occurs during the right foot takeoff process. A process is started (indicated by an arrow in FIG. 3A), and a takeoff process in the left foot is started in the middle of the landing process in the right foot (indicated by an arrow in FIG. 3C).

このように人体の歩行は、右足の着地プロセスに相反する左足の離地プロセスと、右足の離地プロセスに相反する左足の着地プロセスとがおよそ半周期ずれながら、当該右足及び左足の各プロセスが交互に繰り返されている。   In this way, the walking of the human body is caused by the left foot landing process, which is opposite to the right foot landing process, and the left foot landing process, which is opposite to the right foot landing process, approximately half a cycle apart, It is repeated alternately.

一方、歩行により人体周囲に形成される電位変化(歩行波形)は、該人体の導電率及び誘電率が高いので、等電位となり、主に、足底面における帯電量(即ち人体の帯電量)と、足底面と路面との間における静電容量との変化に対応する。   On the other hand, the potential change (walking waveform) formed around the human body by walking is equipotential because the human body has high electrical conductivity and dielectric constant, and mainly the charge amount on the sole of the foot (that is, the charge amount of the human body). This corresponds to a change in capacitance between the bottom surface of the foot and the road surface.

ここで、人体の電位を「V」、人体の帯電量を「Q」、人体の静電容量を「C」とすると、該人体の電位は、「V=Q/C」と表すことができる。この人体の帯電量Qは、路面と、靴底(足底)との材質に起因する帯電系列の関係によって、正になる場合、負になる場合の双方の場合がある。   Here, when the potential of the human body is “V”, the charge amount of the human body is “Q”, and the capacitance of the human body is “C”, the potential of the human body can be expressed as “V = Q / C”. . The charge amount Q of the human body may be either positive or negative depending on the relationship between the charge series caused by the material of the road surface and the sole (sole).

例えば、路面の材質が軟質塩ビであり、足底が皮膚であるという条件では、人体の帯電量Qは正になる。この条件下において、片足に起因する電位変化(歩行波形)を図4に示す。   For example, the charge amount Q of the human body is positive under the condition that the material of the road surface is soft PVC and the sole is skin. FIG. 4 shows a potential change (walking waveform) caused by one leg under this condition.

この図4からも分かるように、片足の1歩(1step)に起因する歩行波形には、いくつかの特徴的な振幅ピークがある。まず、踵が離地した時点(図3(A)における左から2番目に相当)では、路面に対する踵の急速な剥離に伴って帯電量Qが増加し(剥離帯電)、かつ静電容量Cが減少することにより、負の振幅ピーク(以下、これをH波と呼ぶ)が現れる。   As can be seen from FIG. 4, the walking waveform resulting from one step of one foot has several characteristic amplitude peaks. First, at the time when the kite leaves (corresponding to the second from the left in FIG. 3A), the charge amount Q increases (peeling charging) with rapid peeling of the kite from the road surface, and the capacitance C Decreases, a negative amplitude peak (hereinafter referred to as an H wave) appears.

その後、路面に対して足底面が徐々に離れ、爪先が離地した時点(図3(A)における右端に相当)でも、H波の発生の場合と同様に、路面に対する爪先の急速な剥離に伴って帯電量Qが増加し(剥離帯電)、かつ静電容量Cが減少することにより、負の振幅ピーク(以下、これをI波と呼ぶ)が現れる。   After that, even when the bottom of the foot is gradually separated from the road surface and the toe is released (corresponding to the right end in FIG. 3 (A)), the toe is rapidly separated from the road surface as in the case of the generation of the H wave. Along with this, the charge amount Q increases (peeling charge) and the capacitance C decreases, so that a negative amplitude peak (hereinafter referred to as an I wave) appears.

やがて、路面から離れた足が加速し始め、その足の加速が最速となる時点(図3(B)における左から2番目に相当(加速期と呼ばれる))では、路面に対する足の位置が最も離れ、路面及び足間の静電容量が最小となるため、正の振幅ピーク(以下、これをJ波と呼ぶ)が現れる。   Eventually, when the foot away from the road surface starts to accelerate and the acceleration of the foot becomes the fastest (corresponding to the second from the left in FIG. 3B (called the acceleration period)), the position of the foot relative to the road surface is the most. Since the capacitance between the road surface and the foot is minimized, a positive amplitude peak (hereinafter referred to as a J wave) appears.

その後、足を進行方向にスイングし、そのスイングした足が減速し始める時点には緩やかな正の振幅ピーク(以下、これをK波と呼ぶ)が現れ、当該減速し終わる時点にも緩やかな正の振幅ピーク(以下、これをL波と呼ぶ)が現れる。   Thereafter, a gentle positive amplitude peak (hereinafter referred to as a K wave) appears when the foot is swung in the traveling direction, and the swung foot begins to decelerate. Amplitude peak (hereinafter referred to as L wave) appears.

やがて、減速した足の踵が路面に接地した時点(図3(C)における左端に相当)では、路面に対する踵の離地に伴って帯電量Qが減少し(足底から電荷が放電)、かつ静電容量Cが増加することにより正の振幅ピーク(以下、これをM波と呼ぶ)が現れ、また、当該足底が路面に対して完全に接地した時点(図3(C)における右端に相当)では、路面に対する足底面の離地面積がなくなるため、正の振幅ピーク(以下、これをN波と呼ぶ)が現れる。   Eventually, when the decelerated foot heel touches the road surface (corresponding to the left end in FIG. 3C), the charge amount Q decreases as the heel leaves the road surface (electric charge is discharged from the sole), When the capacitance C increases, a positive amplitude peak (hereinafter referred to as an M wave) appears, and when the sole completely contacts the road surface (the right end in FIG. 3C). Correspond to the road surface, there is no take-off area of the bottom of the foot with respect to the road surface, so a positive amplitude peak (hereinafter referred to as N wave) appears.

なお、I波からM波までの期間は、足が路面から完全に浮いていることから遊脚期(swing phase)と呼ばれ、またM波から次のI波までの期間は、足が路面に着いていることから立脚期(stance phase)と呼ばれている。   The period from the I wave to the M wave is called the swing phase because the foot is completely lifted off the road surface, and the period from the M wave to the next I wave is the road surface. It is called the stance phase because it has arrived.

一方、図4と同じ条件下において、両足に起因する電位変化(歩行波形)を図5(A)に示す。この両足に基づく歩行波形は、右足及び左足の歩行プロセスが半周期ずれることに起因して片足に基づく歩行波形(図4)とは大きく異なるが、歩行の基本的な動作となる離地及び接地のときには、特徴的なピーク(図5(A)における実線で示す部分(J波に相当)と、破線で示す部分(I波及びM波に相当))が出現する。ちなみに、片足の歩行波形(図4)では、J波よりもM波(N波)が高いものとなっていたが、両足の歩行波形では、M波(N波)はI波との干渉等によりJ波よりも低いものとなる。   On the other hand, FIG. 5 (A) shows a potential change (walking waveform) caused by both feet under the same conditions as FIG. The walking waveform based on both feet differs greatly from the walking waveform based on one foot (Fig. 4) due to a half-cycle shift in the walking process of the right and left feet, but the ground movement and ground contact, which are the basic motions of walking. In this case, characteristic peaks (a portion indicated by a solid line (corresponding to a J wave) and a portion indicated by a broken line (corresponding to an I wave and an M wave) in FIG. 5A) appear. By the way, in the walking waveform of one foot (Fig. 4), the M wave (N wave) is higher than the J wave, but in the walking waveform of both feet, the M wave (N wave) interferes with the I wave, etc. Is lower than the J wave.

これら特徴的なピークのうち、既に本出願人により開示した特開2004−147793では、右足(左足)の爪先が完全に離地した時点に左足(右足)が完全着地状態となるため、当該時点に対応して現れる負の振幅ピーク(I波)は、およそ半周期ずれながら交互に両足が動作していたとしても、およそ8[Hz]±2[Hz]に現れることから、1歩の検出指標とされた。   Among these characteristic peaks, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-147793 already disclosed by the present applicant, the left foot (right foot) is completely landed when the right foot (left foot) toe completely leaves the ground. The negative amplitude peak (I wave) that appears corresponding to 1 appears at about 8 [Hz] ± 2 [Hz] even if both feet are moving alternately with a shift of about a half cycle. It was an indicator.

しかしながら、一方の足における爪先の離地に対応する振幅ピーク(I波)は、図5(B)に示す両足に起因する電位変化(歩行波形)からも明らかなように、その振幅が低い状態で(図5(B)における破線で示す部分(I波及びM波に相当))出現する場合があることがわかった。これは、主に、右足(左足)の爪先が離地するタイミングと、左足(右足)の踵が接地するタイミングが近いため、双方の振幅ピークが干渉するということが考えられる。ちなみに、図5(B)に示した歩行波形も、図4と同じ条件下である。   However, the amplitude peak (I wave) corresponding to the toe separation on one foot is in a state where the amplitude is low, as is apparent from the potential change (walking waveform) caused by both feet shown in FIG. (A portion indicated by a broken line in FIG. 5B (corresponding to I wave and M wave)) may appear. This is mainly because the timing at which the toe of the right foot (left foot) leaves and the timing at which the heel of the left foot (right foot) contacts are close to each other, so that both amplitude peaks interfere with each other. Incidentally, the walking waveform shown in FIG. 5B is also under the same conditions as in FIG.

そこで、一方の足が路面から完全に浮いており、他方の足で立脚している遊脚期(I波からM波までの期間)のうち、加速期(図3(B)における左から2番目に相当)に現れるJ波を、1歩の検出指標として採用することにした。   Therefore, in the free leg period (period from the I wave to the M wave) in which one leg is completely lifted from the road surface and is standing on the other leg, it is 2 from the left in the acceleration period (FIG. 3B). J wave appearing in the second) is adopted as a detection index for one step.

このJ波を採用した理由は、加速期は、一方の足が路面から最も離間するときであるが、このときには、他方の足の立脚が特に安定した状態となるため、このときの波形成分は、遊脚している足に起因する成分が主である、つまり遊脚している足に起因する成分と、立脚している足に起因する成分の干渉の程度が最も小さいからである。   The reason for adopting this J-wave is that the acceleration period is when one foot is farthest from the road surface. At this time, the stance of the other foot is in a particularly stable state, so the waveform component at this time is This is because the component caused by the free leg is mainly, that is, the interference between the component caused by the free leg and the component caused by the leg standing is the smallest.

したがって、本発明では、人体の2足運動に伴って当該人体に形成される電界の変位のうち、一方の足が路面から最も離間するとき、つまり遊脚期に生ずる振幅ピークが指標とされることになる。   Therefore, in the present invention, of the displacement of the electric field formed in the human body due to the biped movement of the human body, the amplitude peak that occurs when one foot is farthest from the road surface, that is, during the swing phase, is used as an index. It will be.

なお、図4及び図5では、J波は正の振幅ピークとして出現し、I波は負の振幅ピークとして出現する場合を図示したが、上述したように、路面と、靴底(足底)における帯電系列の関係により振幅の正負の極性が逆になることがあるため、J波が負の振幅ピークとして出現し、I波が正の振幅ピークとして出現する場合もある。   4 and 5, the case where the J wave appears as a positive amplitude peak and the I wave appears as a negative amplitude peak is illustrated. However, as described above, the road surface and the sole (sole) In some cases, the positive and negative polarities of the amplitudes may be reversed depending on the relationship of the charging series in FIG. 6, so that the J wave may appear as a negative amplitude peak and the I wave may appear as a positive amplitude peak.

(3)実施の形態
以下、本発明の一実施の形態を詳述する。
(3) Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.

(3−1)歩数計の全体構成
本実施の形態による歩数計の全体構成を図6に示す。この歩数計1は、矩形状の本体2に対してリストバンド3を連結することにより構成される。この本体2の筐体うち、図7に示すように、人体表面に対向される面(以下、これを表皮対向面と呼ぶ)KTaには、該表皮対向面と人体との距離を一定に保つための導電性パッドPDが設けられており、これにより、振動等を要因とする距離の変化に基づく、歩数計側の誤差を未然に回避し得るようになされている。
(3-1) Overall Configuration of Pedometer FIG. 6 shows the overall configuration of the pedometer according to the present embodiment. The pedometer 1 is configured by connecting a wristband 3 to a rectangular main body 2. As shown in FIG. 7, the surface of the body 2 facing the human body surface (hereinafter referred to as the skin-facing surface) KTa keeps the distance between the skin-facing surface and the human body constant. For this reason, an error on the pedometer side based on a change in distance caused by vibration or the like can be avoided in advance.

またこの本体2には、表皮対向面KTaの裏面に第1の電極(以下、これを人体側電極と呼ぶ)E1が設けられ、その表皮対向面KTaに対向する面の裏面に第2の電極(以下、これを外側電極と呼ぶ)E2が設けられている。   Further, the main body 2 is provided with a first electrode (hereinafter referred to as a human body side electrode) E1 on the back surface of the skin facing surface KTa, and the second electrode on the back surface of the surface facing the skin facing surface KTa. E2 (hereinafter referred to as the outer electrode) is provided.

この歩数計1では、リストバンド3により本体2が手首に装着されている場合、本体2は、人体側電極E1と、外側電極E2との電位差を人体の電位変化として取り込み、該電位変化に基づいて歩数を計数するようになされている。   In this pedometer 1, when the main body 2 is attached to the wrist by the wristband 3, the main body 2 takes in a potential difference between the human body side electrode E1 and the outer electrode E2 as a potential change of the human body, and based on the potential change. The number of steps is counted.

(3−2)人体と歩数計との電気的な等価回路
次に、人体の手首に本体2が装着された場合における人体と本体2との電気的な等価回路を図8に示す。
(3-2) Electrical Equivalent Circuit of Human Body and Pedometer Next, FIG. 8 shows an electrical equivalent circuit of the human body and the main body 2 when the main body 2 is attached to the wrist of the human body.

この場合、人体は、路面(グランド)と結合(C1)するとともに、外側電極E2と結合(C2)する。また、外側電極E2は、床や壁等のグランドと結合(C3)するので、仮想的なグランドとなる。   In this case, the human body is coupled to the road surface (ground) (C1) and coupled to the outer electrode E2 (C2). Further, since the outer electrode E2 is coupled (C3) to a ground such as a floor or a wall, it becomes a virtual ground.

この等価回路からも分かるように、人体容量(C4)と、導電性パッドPDにおける内部抵抗(R2)と、本体2における内部抵抗(R3)とはおおよそ固定であることから、人体側電極E1及び外側電極E2との間に生じる電位差は、人体の電位変化とみることができる。   As can be seen from this equivalent circuit, the human body capacitance (C4), the internal resistance (R2) in the conductive pad PD, and the internal resistance (R3) in the main body 2 are approximately fixed. The potential difference generated with the outer electrode E2 can be regarded as a change in the potential of the human body.

(3−3)本体の回路構成
次に、本体2の回路構成について説明する。この本体2は、図9に示すように、外側電極E2と、人体側電極E1との電位差をアンプ11で増幅し、当該増幅結果を人体電位信号としてBPF(Band Pass Filter)12に送出する。
(3-3) Circuit Configuration of Main Body Next, a circuit configuration of the main body 2 will be described. As shown in FIG. 9, the main body 2 amplifies the potential difference between the outer electrode E2 and the human body side electrode E1 by an amplifier 11, and sends the amplified result to a BPF (Band Pass Filter) 12 as a human body potential signal.

BPF12は、この人体電位信号のうち、直流成分を基準として20[Hz]の範囲を、人体の歩行に応じて人体周囲に形成される電界に相当する成分として抽出し、当該抽出した信号(以下、これを歩行波形信号と呼ぶ)をA/D(Analog/Digital)コンバータ13に送出する。A/Dコンバータ13は、この歩行波形信号に対してA/D変換処理を施し、この処理結果として得られる人体電位データD1をプロセッサ14に送出する。   The BPF 12 extracts a range of 20 [Hz] from the human body potential signal with reference to the direct current component as a component corresponding to an electric field formed around the human body in accordance with the walking of the human body, and extracts the extracted signal (hereinafter referred to as the signal). , Which is called a walking waveform signal) is sent to an A / D (Analog / Digital) converter 13. The A / D converter 13 performs A / D conversion processing on the walking waveform signal, and sends human body potential data D1 obtained as a result of the processing to the processor 14.

このプロセッサ14は、CPU(Central Processing Unit)、各種プログラムが格納されるROM(Read Only Memory)、ワークメモリとしてのRAM(Random Access Memory)、カウンタ及びタイマーとを含むコンピュータ構成でなり、該ROMに格納されたプログラムに基づいて、歩数計数処理を実行する。このプロセッサ14の歩数計数処理は、具体的には図10に示すフローチャートにしたがって行われる。   The processor 14 has a computer configuration including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) in which various programs are stored, a RAM (Random Access Memory) as a work memory, a counter, and a timer. Based on the stored program, the step counting process is executed. The step count processing of the processor 14 is specifically performed according to the flowchart shown in FIG.

すなわちプロセッサ14は、計数の開始要求を表す信号が操作部(図示せず)から与えられると、内部のカウンタを初期値に設定した後にこの歩数計数処理手順RTを開始し、ステップSP1において、直流成分を基準とする正負の極性のうち、一方の極性を振幅ピークの探索対象として初期設定する。   That is, when a signal indicating a counting start request is given from the operation unit (not shown), the processor 14 starts the step count processing procedure RT after setting an internal counter to an initial value. One of the positive and negative polarities based on the component is initialized as an amplitude peak search target.

次いで、プロセッサ14は、ステップSP2において、A/Dコンバータ13から供給される人体電位データの歩行波形(例えば図5(A))から、初期設定された一方の極性の振幅ピークを探索し、該探索した振幅ピークを、遊脚期に生ずる振幅ピーク(J波)の候補とする。   Next, in step SP2, the processor 14 searches for the amplitude peak of one of the initially set polarities from the walking waveform (eg, FIG. 5A) of the human body potential data supplied from the A / D converter 13, The searched amplitude peak is set as a candidate for an amplitude peak (J wave) generated during the swing phase.

そしてプロセッサ14は、ステップSP3において、探索した振幅ピークを中心として、その前後に所定時間幅のウインドウを設定し、続くステップSP4において、そのウインドウ内で、初期設定された一方の極性と同極性となる最大の振幅ピークをJ波として検出する。   In step SP3, the processor 14 sets a window having a predetermined time width around the searched amplitude peak, and in the subsequent step SP4, the processor 14 sets the same polarity as one of the initial polarities. Is detected as a J wave.

またプロセッサ14は、ステップSP5に進んで、現検出対象のJ波(以下、これを現J波と呼ぶ)における出現時刻をデータとしてメモリ15に記憶した後、次のステップSP6において、該現J波と、その現J波の1つ前に現検出対象として検出されたJ波(以下、これを直前J波と呼ぶ)との間に、初期設定された一方の極性とは逆極性となる他方の極性の振幅ピークの出現数が1以下であるか否かを判定する。   The processor 14 proceeds to step SP5, stores the appearance time of the current detection target J wave (hereinafter referred to as the current J wave) in the memory 15 as data, and then in the next step SP6, the current J wave. Between the wave and the J wave detected as the current detection target immediately before the current J wave (hereinafter referred to as the immediately preceding J wave), the polarity of one of the initially set polarities is reversed. It is determined whether the number of appearances of the amplitude peak of the other polarity is 1 or less.

ここで、現J波と、直前J波との間にこれらJ波の振幅ピークと逆極性の振幅ピークが2以上出現していた場合、このことは、ステップSP4においてJ波として検出した振幅ピークがI波である可能性が高い、つまりI波を計測している可能性が高いことを意味している。これは、図5(A)におけるグラフの上下を逆に見れば理解し易いであろう。   Here, when two or more amplitude peaks having opposite polarities to those of the J wave appear between the current J wave and the immediately preceding J wave, this means that the amplitude peak detected as the J wave in step SP4. Is likely to be an I wave, that is, it is highly likely that an I wave is being measured. This can be easily understood by looking upside down in the graph in FIG.

この場合、プロセッサ14は、ステップSP7に進んで、メモリ15に記憶されたデータに基づいて、現J波以前に検出された各J波のJ波間における平均時間と、現J波から直前J波までの期間とを求めた後、続くステップSP8において、当該期間及び平均時間の差が、予め設定された許容範囲にあるか否かを判定する。   In this case, the processor 14 proceeds to step SP7, and based on the data stored in the memory 15, the average time between the J waves detected before the current J wave and the previous J wave from the current J wave. In the subsequent step SP8, it is determined whether or not the difference between the period and the average time is within a preset allowable range.

ここで、この差が許容範囲外となる場合、このことは、現J波と、直前J波との間隔が不規則であることから、右足(左足)の爪先が離地するタイミングと、左足(右足)の踵が接地するタイミングが近いことに起因して出現しない又は出現したとしても低振幅状態となる傾向にあるI波を計測している可能性がある(図5(B))ことを意味している。   Here, when this difference is outside the allowable range, this means that the interval between the current J wave and the immediately preceding J wave is irregular, and therefore the timing at which the toe of the right foot (left foot) takes off and the left foot There is a possibility of measuring an I-wave that does not appear due to the fact that the heel of the (right foot) touches down is close, or that tends to be in a low amplitude state even if it appears (FIG. 5 (B)). Means.

そうすると、ステップSP6及びステップSP8の双方において否定結果が得られた場合には、歩行者の路面と、靴底(足底)における帯電系列の関係により、ステップSP1で初期設定した一方の極性とは逆極性となる他方の極性にJ波が出現している可能性が極めて高いということになる。   Then, if a negative result is obtained in both step SP6 and step SP8, the one polarity initially set in step SP1 is based on the relationship between the road surface of the pedestrian and the charging sequence in the shoe sole (sole). This means that there is an extremely high possibility that a J wave appears in the other polarity having the opposite polarity.

この場合、プロセッサ14は、ステップSP9に進んで、探索対象とすべき振幅のピークの極性の設定を、他方の極性に切り換え、続くステップSP10において、歩数カウンタを「1」だけ繰り上げた後、ステップSP2に戻って、その後にA/Dコンバータ13から供給される人体電位データの歩行波形(例えば図5(A))から、該切り換えられた他方の極性の振幅ピークを探索する。   In this case, the processor 14 proceeds to step SP9, switches the setting of the polarity of the peak of the amplitude to be searched to the other polarity, and increments the step counter by “1” in the subsequent step SP10, Returning to SP2, the amplitude peak of the other polarity thus switched is searched from the walking waveform (for example, FIG. 5A) of the human body potential data supplied from the A / D converter 13.

一方、ステップSP6及びステップSP8のいずれか一方又は双方において肯定結果が得られた場合、このことは、ステップSP1で初期設定した一方の極性にJ波が出現している、つまり、正しくJ波が検出されている可能性が高いことを意味する。   On the other hand, if an affirmative result is obtained in one or both of step SP6 and step SP8, this means that a J wave appears in one polarity initially set in step SP1, that is, the J wave is correctly generated. It means that there is a high possibility of being detected.

この場合、プロセッサ14は、探索対象とすべき振幅のピークの極性の設定を切り換えることなく、ステップSP10において、歩数カウンタを「1」だけ繰り上げた後、ステップSP2に戻って、その後にA/Dコンバータ13から供給される人体電位データの歩行波形(例えば図5(A))から、初期設定された一方の極性の振幅ピークを探索するようになされている。   In this case, the processor 14 increments the step count counter by “1” in step SP10 without switching the setting of the polarity of the amplitude peak to be searched, and then returns to step SP2 and thereafter performs A / D. From the walking waveform of human body potential data supplied from the converter 13 (for example, FIG. 5A), an amplitude peak of one of the initially set polarities is searched.

このようにしてプロセッサ14は、歩数計数処理を実行することができるようになされている。   In this manner, the processor 14 can execute the step count counting process.

なお、この実施の形態の場合、ステップSP3で設定されるウインドウの時間幅として、0.2[sec]以上0.3[sec]未満までのいずれかが選定される。これは、この時間幅に選定すれば、例えば日本工業規格における機械式歩数計での基準(誤差±3[%])を満たすなど、ある一定以上の精度を見込めることが実験結果により確認されたからである。   In the case of this embodiment, one of 0.2 [sec] or more and less than 0.3 [sec] is selected as the window time width set in step SP3. This is because it has been confirmed by experimental results that if it is selected for this time width, it can expect a certain level of accuracy, for example, it satisfies the standard (error ± 3 [%]) in the mechanical pedometer in Japanese Industrial Standards. It is.

なお、この実験結果を図11及び図12に示す。この図11は、J波に対するウインドウの時間幅と、1歩として誤カウントした回数(図中ではerror1)及び実際の歩数をカウントできなかった回数(図中ではerror2)との関係を示し、また図12は、I波に対するウインドウの時間幅と、1歩として誤カウントした回数(図中ではerror1)及び実際の歩数をカウントできなかった回数(図中ではerror2)との関係を示したものである。ちなみに、これら実験での被験者は、4〜5歳の幼児が3名(男性1名、女性2名)、20〜40歳の成人が6名(男性6名)、60歳の成人が1名(男性)を対象とした。   The experimental results are shown in FIGS. FIG. 11 shows the relationship between the time width of the window for the J wave, the number of times of erroneous counting as one step (error1 in the figure), and the number of times the actual number of steps could not be counted (error2 in the figure), FIG. 12 shows the relationship between the time width of the window for the I wave, the number of times of erroneous counting as one step (error1 in the figure), and the number of times the actual number of steps could not be counted (error2 in the figure). is there. By the way, the subjects in these experiments were 3 infants 4 to 5 years old (1 male, 2 females), 6 adults 20 to 40 years old (6 males), and 1 adult 60 years old. (Male).

この実験結果からも明らかなように、ウインドウの時間幅としては、J波及びI波いずれについても、0.2[sec]以上0.3[sec]未満までのいずれかであれば、少なくとも日本工業規格における機械式歩数計での基準を満たすこととなる。   As is clear from this experimental result, the time width of the window is at least Japan if it is any of 0.2 [sec] or more and less than 0.3 [sec] for both the J wave and the I wave. It will meet the standards for mechanical pedometers in industrial standards.

(4)動作及び効果
以上の構成において、この歩数計1は、人体の歩行に伴って当該人体に形成される電界の変位(歩行波形)のうち、直流成分を基準として一方の極性における振幅ピークを探索し、探索された振幅ピークを中心とする所定の時間幅のなかで、該振幅ピークの極性と同極性となる最大の振幅ピークを、遊脚期に生ずる振幅ピークとして、歩数カウンタを1だけ繰り上げる(1歩にカウントする)。
(4) Operation and Effect In the above configuration, the pedometer 1 is an amplitude peak in one polarity with reference to a direct current component of electric field displacement (walking waveform) formed in the human body as the human body walks. In the predetermined time width centered on the searched amplitude peak, the maximum amplitude peak having the same polarity as the amplitude peak is set as the amplitude peak generated in the swing phase, and the step counter is set to 1. Only move up (count to one step).

したがって、この歩数計1は、図4において上述したように、1歩につき1つ出現し、かつ、一方の足が路面から最も離間し、他方の足の立脚が安定した状態となるときに対応して出現するもの、つまり遊脚している足に起因する成分と、立脚している足に起因する成分の干渉の影響が最小となるJ波を、1歩の基準として検出することができるため、歩数を正確にカウントすることができる。   Therefore, this pedometer 1 corresponds to the case where one appears per step as described above in FIG. 4 and one foot is farthest from the road surface and the stance of the other foot is in a stable state. J-waves that have the least effect of interference between the component that appears as a free leg, that is, the component caused by the free leg and the component caused by the leg that is standing, can be detected as a reference for one step. Therefore, the number of steps can be accurately counted.

また、この歩数計1は、探索した振幅ピークを1歩として直ちにカウントするのではなく、その振幅ピークを中心とする所定の時間幅のなかで、該振幅ピークの極性と同極性となる最大の振幅ピークを、遊脚期に生ずる振幅ピークとする。   In addition, the pedometer 1 does not immediately count the searched amplitude peak as one step, but within the predetermined time width centered on the amplitude peak, the maximum polarity having the same polarity as the amplitude peak. The amplitude peak is an amplitude peak that occurs during the swing phase.

したがって、この歩数計1は、歩行に対応しない電位変化(ノイズ)に起因する振幅ピークを排除することができるため、歩数をより一段と正確にカウントすることができる。   Therefore, the pedometer 1 can eliminate the amplitude peak caused by the potential change (noise) that does not correspond to walking, and therefore can more accurately count the number of steps.

さらに、この歩数計1は、検出対象のJ波が正負のいずれに出現しているかを自動で推測し(ステップSP6及びステップSP8)、探索対象とすべき振幅のピークの極性として初期設定された一方の極性にJ波が出現していないと判定した場合には、当該設定を他方の極性に切り換える。   Further, the pedometer 1 automatically estimates whether the detection target J wave appears positively or negatively (step SP6 and step SP8), and is initialized as the polarity of the peak of the amplitude to be searched. When it is determined that no J wave appears in one polarity, the setting is switched to the other polarity.

したがって、この歩数計1は、J波の誤検出を自動修正することができるので、歩数計測する際の路面と、靴底(足底)における帯電系列にかかわらず、J波を指標として歩数をカウントすることができる。   Therefore, the pedometer 1 can automatically correct the erroneous detection of the J wave. Therefore, the pedometer 1 can use the J wave as an index to determine the number of steps regardless of the road surface when measuring the number of steps and the charging series on the sole (sole). Can be counted.

以上の構成によれば、1歩につき1つ出現し、かつ、一方の足が路面から最も離間し、他方の足の立脚が安定した状態となるときに対応して出現するもの、つまり遊脚している足に起因する成分と、立脚している足に起因する成分の干渉の影響が最小となる振幅ピーク(J波)を、1歩の基準とすることができるようにしたことにより、歩数を正確にカウントすることができ、かくして歩行検出を精度よく行い得る歩数計1を実現することができる。   According to the above configuration, one that appears per step, and that appears when one leg is most separated from the road surface and the standing leg of the other leg is in a stable state, that is, a free leg. By making it possible to use the amplitude peak (J wave) that minimizes the influence of interference between the component caused by the feet that are standing and the component caused by the feet that are standing, as a reference for one step, The pedometer 1 that can accurately count the number of steps and thus can accurately detect walking can be realized.

(5)他の実施の形態
上述の実施の形態においては、電界を検出する検出部として、平行平板電極E1、E2を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば微小ダイポールや電気光学結晶等、電界を検出することができるものであれば、この他種々のものを適用することができる。
(5) Other Embodiments In the above-described embodiment, the case where the parallel plate electrodes E1 and E2 are applied as the detection unit for detecting the electric field has been described. However, the present invention is not limited to this, For example, various other devices can be applied as long as they can detect an electric field, such as a micro dipole or an electro-optic crystal.

また上述の実施の形態においては、20[Hz]以下の周波数帯における信号成分を抽出するBPF12を、A/Dコンバータ13の前段に設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、A/Dコンバータ13の後段に設けるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the BPF 12 that extracts the signal component in the frequency band of 20 [Hz] or less is provided in the front stage of the A / D converter 13, but the present invention is not limited thereto. Instead, it may be provided after the A / D converter 13.

さらに上述の実施の形態においては、検出対象のJ波が正負のいずれに出現しているかを自動で推測し(ステップSP6及びステップSP8)、探索対象とすべき振幅のピークの極性として初期設定された一方の極性にJ波が出現していないと判定した場合には、当該設定を他方の極性に切り換えるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、靴底(足底)と路面との材質と、J波の出現する極性との対応付けをデータベースとしてメモリに保持し、入力される靴底(足底)と路面との材質に基づいて探索対象とすべき振幅ピークの極性を設定するようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, whether the detection target J-wave appears positively or negatively (step SP6 and step SP8) is automatically set as the polarity of the peak of the amplitude to be searched. In the case where it is determined that the J wave does not appear in one polarity, the case where the setting is switched to the other polarity has been described. However, the present invention is not limited to this, and the sole (sole) is not limited thereto. The correspondence between the material of the road surface and the polarity of the appearance of the J wave is stored in the memory as a database, and the amplitude peak to be searched based on the material of the sole (sole) and the road surface that is input The polarity may be set.

なお、設定の切り換える際の条件(以下、これを設定切換条件と呼ぶ)としては、上述の実施の形態では、現J波と直前J波との間に、初期設定された一方の極性とは逆極性となる他方の極性の振幅ピークの出現数が2以上であり、かつ、現J波以前に検出された各J波のJ波間における平均時間と、現J波から直前J波までの期間との差が所定の許容範囲外にある場合としたが、本発明はこれに限らず、いずれか一方を満たす場合とするようにしてもよい。   As a condition for switching the setting (hereinafter referred to as a setting switching condition), in the above-described embodiment, one of the polarity initially set between the current J wave and the immediately preceding J wave is The number of occurrences of the amplitude peak of the other polarity having the opposite polarity is 2 or more, and the average time between the J waves detected before the current J wave and the period from the current J wave to the immediately preceding J wave However, the present invention is not limited to this, and may satisfy any one of them.

また、上述の実施の形態では、設定切換条件を1回でも満たさない場合に、設定を切り換えるようにしたが、本発明はこれに限らず、設定切換条件を連続して所定回数満たさなかった場合に、設定を切り換えるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the setting is switched when the setting switching condition is not satisfied even once. However, the present invention is not limited to this, and the setting switching condition is not satisfied a predetermined number of times continuously. Alternatively, the setting may be switched.

さらに上述の実施の形態においては、J波を1歩として計数するようにした場合について述べたが、本発明はこれに加えて又はこれに代えて、J波間の歩行波形を、当該人体の識別するための情報として抽出し、これを登録データとしてメモリ15に保存するようにしてもよい。このようにすれば、メモリ15に保存された登録データを、認証用として、種々の認証システムに適用することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the J wave is counted as one step has been described. However, in addition to or instead of this, the walking waveform between the J waves is identified by identifying the human body. The information may be extracted as information to be stored in the memory 15 as registered data. In this way, the registration data stored in the memory 15 can be applied to various authentication systems for authentication.

本発明は、歩数計や、歩行波形を人体の識別情報として登録する装置などに利用可能である。   The present invention can be used for a pedometer, an apparatus for registering a walking waveform as human body identification information, and the like.

電界分布パターンを示す略線図である。It is a basic diagram which shows an electric field distribution pattern. シミュレーションに用いた人体の生体組織における誘電率を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the dielectric constant in the biological tissue of the human body used for simulation. 歩行の態様を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the aspect of walking. 片足歩行に伴って人体に形成される電界の電位変化(歩行波形)を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the electric potential change (walking waveform) of the electric field formed in a human body with one leg walking. 両足歩行に伴って人体に形成される電界の電位変化(歩行波形)を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the electric potential change (walking waveform) of the electric field formed in a human body with walking on both legs. 本実施の形態による歩数計の全体構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the whole structure of the pedometer by this Embodiment. A−A´断面を示す略線図である。It is a basic diagram which shows an AA 'cross section. 等価回路を示す略線図である。It is a basic diagram which shows an equivalent circuit. 本体の回路構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the circuit structure of a main body. 歩数計数処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the step count processing procedure. J波に対するウインドウの時間幅と、エラー率の関係を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the relationship between the time width of the window with respect to J wave, and an error rate. I波に対するウインドウの時間幅と、エラー率の関係を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the time width of the window with respect to I wave, and the relationship of an error rate.

符号の説明Explanation of symbols

1……歩数計、2……本体、3……リストバンド、11……アンプ、12……BPF、13……A/Dコンバータ、14……プロセッサ、15……メモリ、E1……人体側電極、E2……外側電極、PD……導電性パッド。   1 ... Pedometer, 2 ... Main unit, 3 ... Wristband, 11 ... Amplifier, 12 ... BPF, 13 ... A / D converter, 14 ... Processor, 15 ... Memory, E1 ... Human side Electrode, E2: outer electrode, PD: conductive pad.

Claims (5)

人体周囲に形成される20[Hz]以下の周波数帯での電界変位から、直流成分を基準とする正負の極性のうち、設定された一方の極性の振幅ピークを探索する第1のステップと、
探索された上記振幅ピークを中心とする所定の時間幅のなかで、該振幅ピークの極性と同極性となる最大の振幅ピークを、遊脚期に生ずる振幅ピークとして検出する第2のステップと
を具えることを特徴とする歩行波形処理方法。
A first step of searching for an amplitude peak of one of the positive and negative polarities based on a direct current component from an electric field displacement in a frequency band of 20 [Hz] or less formed around the human body;
A second step of detecting a maximum amplitude peak having the same polarity as the amplitude peak within a predetermined time width centered on the searched amplitude peak as an amplitude peak generated in the swing phase; A walking waveform processing method characterized by comprising:
上記時間幅は、0.2[sec]以上0.3[sec]未満のいずれかである
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行波形処理方法。
The walking time processing method according to claim 1, wherein the time width is any one of 0.2 [sec] or more and less than 0.3 [sec].
現検出対象として検出された最大の振幅ピークと、1つ前に現検出対象として検出された最大の振幅ピークとの間に、上記極性に対して逆極性となる振幅ピークの出現数が2以上となる場合には、探索対象とすべき振幅のピークの極性の設定を、他方の極性に切り換える第3のステップ
を具えることを特徴とする請求項1に記載の歩行波形処理方法。
Between the maximum amplitude peak detected as the current detection target and the maximum amplitude peak detected as the current detection target one time ago, the number of occurrences of an amplitude peak having a polarity opposite to the above polarity is 2 or more The walking waveform processing method according to claim 1, further comprising a third step of switching the setting of the polarity of the peak of the amplitude to be searched to the other polarity.
現検出対象として検出された最大の振幅ピークと、1つ前に現検出対象として検出された最大の振幅ピークとの間に、上記極性に対して逆極性となる振幅ピーク出現数が2以上となる場合、かつ、現検出対象以前に検出された各上記最大の振幅ピークにおけるピーク間の平均時間と、現検出対象として検出された最大の振幅ピークから、1つ前に現検出対象として検出された最大の振幅ピークまでの期間との差が所定の許容範囲外となる場合には、探索対象とすべき振幅のピークの極性の設定を、他方の極性に切り換える第3のステップ
を具えることを特徴とする請求項1に記載の歩行波形処理方法。
Between the maximum amplitude peak detected as the current detection target and the maximum amplitude peak detected as the current detection target one time ago, the number of amplitude peak appearances having a polarity opposite to the above polarity is 2 or more And the average time between the peaks in each of the maximum amplitude peaks detected before the current detection target and the maximum amplitude peak detected as the current detection target are detected as the current detection target one time before. A third step of switching the setting of the polarity of the amplitude peak to be searched for to the other polarity when the difference from the period until the maximum amplitude peak is outside the predetermined allowable range; The walking waveform processing method according to claim 1.
電界を検出する検出部と、
上記検出部により検出される電界から、20[Hz]以下の周波数帯における信号成分を抽出する抽出部と、
上記抽出部により抽出される信号成分から、遊脚期に生ずる振幅ピークを検出するピーク検出部と
を具え、
上記ピーク検出部は、
上記信号成分から、該信号成分における直流成分を基準とする正負の極性のうち、設定された一方の極性の振幅ピークを探索し、該探索した振幅ピークを中心とする所定の時間幅のなかで、上記振幅ピークの極性と同極性となる最大の振幅ピークを、上記遊脚期に生ずる振幅ピークとして検出する
ことを特徴とする歩行波形処理装置。
A detection unit for detecting an electric field;
An extraction unit for extracting a signal component in a frequency band of 20 [Hz] or less from the electric field detected by the detection unit;
A peak detection unit for detecting an amplitude peak generated during the swing phase from the signal component extracted by the extraction unit;
The peak detector is
The signal component is searched for an amplitude peak of one of the positive and negative polarities with reference to the DC component in the signal component, and within a predetermined time width centered on the searched amplitude peak. A walking waveform processing apparatus, wherein a maximum amplitude peak having the same polarity as the polarity of the amplitude peak is detected as an amplitude peak generated in the swing phase.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102697507A (en) * 2012-06-26 2012-10-03 中国人民解放军第三军医大学第三附属医院 System for analyzing walking state of rehabilitation training of patient

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2942388B1 (en) * 2009-02-26 2012-10-12 Movea SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING THE MARKET OF A PERSON
JP2010263953A (en) 2009-05-12 2010-11-25 Oki Electric Ind Co Ltd Motion analysis device, program and method thereof, and motion analysis system
JP2011027630A (en) * 2009-07-28 2011-02-10 Toyota Motor Corp Noncontact operation detection device
WO2011040259A1 (en) 2009-09-30 2011-04-07 三菱化学株式会社 Body movement signal information processing method, information processing system and information processing device
JP5035370B2 (en) * 2010-03-12 2012-09-26 沖電気工業株式会社 Motion detection device, motion detection method, and program
KR102275241B1 (en) 2013-12-06 2021-07-12 삼성전자주식회사 Method for transmitting and reconstructing data, system for transmitting and reconstructing data, method for converting an original signal, system for converting an original signal and method for reconstructing the original signal

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002366924A (en) * 2001-06-12 2002-12-20 Sony Corp Method and device for detecting walking and treadmill
JP2003058857A (en) * 2001-08-14 2003-02-28 Sony Corp Method and device for detecting walk
JP2003290175A (en) * 2002-03-29 2003-10-14 Sony Corp Physical condition detector and program
JP4385274B2 (en) * 2002-10-29 2009-12-16 ソニー株式会社 Walking waveform feature extraction method and personal identification device
JP4251269B2 (en) * 2002-12-30 2009-04-08 ソニー株式会社 One-leg walking detection path, one-leg walking detection system, and one-leg walking detection method
JP4158097B2 (en) * 2003-02-27 2008-10-01 ソニー株式会社 Authentication system
JP4114143B2 (en) * 2003-02-27 2008-07-09 ソニー株式会社 COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION METHOD, AND COMMUNICATION DEVICE
WO2004087256A1 (en) * 2003-04-02 2004-10-14 Neurostream Technologies Inc. Implantable nerve signal sensing and stimulation device for treating foot drop and other neurological disorders
JP4758605B2 (en) * 2003-11-20 2011-08-31 旭化成エレクトロニクス株式会社 Step calculation device
JP2006039971A (en) * 2004-07-27 2006-02-09 Matsushita Electric Works Ltd Pedometer
JP2006110072A (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method and system for noncontact walk detection, and method and system for personal authentication using the system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102697507A (en) * 2012-06-26 2012-10-03 中国人民解放军第三军医大学第三附属医院 System for analyzing walking state of rehabilitation training of patient

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