JPH11347020A - Consumed calorie calculating device - Google Patents

Consumed calorie calculating device

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Publication number
JPH11347020A
JPH11347020A JP10158031A JP15803198A JPH11347020A JP H11347020 A JPH11347020 A JP H11347020A JP 10158031 A JP10158031 A JP 10158031A JP 15803198 A JP15803198 A JP 15803198A JP H11347020 A JPH11347020 A JP H11347020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
walking
signal
ground
calorie consumption
subject
Prior art date
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Pending
Application number
JP10158031A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Sakida
将 崎田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokico Ltd filed Critical Tokico Ltd
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Publication of JPH11347020A publication Critical patent/JPH11347020A/en
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely calculate calories consumed by a user in getting exercise. SOLUTION: This consumed calorie calculating device 11 consists of a height detecting part 12, a walking detecting part 13, a walking judging part 14, a consumed calorie calculating part 15, and a consumed calorie output part 16. The height detecting part 12 has an ultrasonic wave sensor consisting of an ultrasonic transmitter 17 and an ultrasonic receiver 18. So the height detecting part 12 detects the change of height above the ground by measuring the period of time for the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter 17 and reflected on the walking ground to reach the ultrasonic receiver 18 again. And the consumed calorie calculating device 11 can judge the walking condition of the user (e.g. walking up/down the steps or on a slope) by measuring the height above the ground, so consumed calories according to the exercise got by the user can be accurately obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は被測定者が運動して
消費したカロリを正確に演算するよう構成された消費カ
ロリ演算装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calorie expenditure calculating device configured to accurately calculate calories consumed by a subject exercising.

【0002】[0002]

【従来の技術】被測定者が運動して消費したカロリを測
定して表示する携帯型の消費カロリ演算装置としては、
所謂カロリメータと呼ばれるものがある。この種の装置
は、例えば機械的な接点又は加速度センサを用いた歩数
計測装置からなり、被測定者の腰部に取り付けられるよ
う携帯可能なコンパクトな構成となっている。そして、
歩数計測装置は、内蔵された電池により駆動され、歩行
時に生じる被測定者の足の踵と地面との間の衝撃を機械
的な接点や加速度センサで検知し、その信号をデジタル
信号に変換して歩数を計測する。
2. Description of the Related Art As a portable calorie expenditure calculation device for measuring and displaying calories consumed by a person who exercises,
There is a so-called calorimeter. This type of device is composed of, for example, a step counting device using a mechanical contact or an acceleration sensor, and has a compact structure that is portable so as to be attached to the waist of a person to be measured. And
The step counting device is driven by a built-in battery, detects the impact between the heel of the subject's foot and the ground that occurs during walking with mechanical contacts or an acceleration sensor, and converts the signal into a digital signal. Measure the number of steps.

【0003】そして、上記のような歩数計測を行う消費
カロリ演算装置においては、被測定者の体重、身長、年
齢、性別等の生体条件に見合った消費カロリの係数値を
歩数計測装置により計測された歩数に掛けることで被測
定者の運動量に対するカロリの消費量を予測している。
[0003] In the calorie expenditure calculating device for measuring the number of steps as described above, the coefficient value of the calorie consumption corresponding to the biological conditions such as the weight, height, age, and gender of the subject is measured by the step number measuring device. By multiplying the number of steps taken, the calorie consumption relative to the exercise amount of the subject is predicted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の消費
カロリ演算装置では、被測定者が通常の平地歩行する場
合のカロリ消費量と階段昇降時のカロリ消費量とを比較
すると、運動の仕方によってカロリ消費量が大きく違
う。例えば、階段を下りているときは平地歩行(80m
/min)時の約0.8倍となり、階段を上るときは約
3倍のカロリを消費すると言われている。
However, in the conventional calorie expenditure calculating device, the calorie consumption when the subject is walking on a normal flat ground is compared with the calorie consumption when going up and down stairs. The calorie consumption is very different. For example, when walking down stairs, walk on level ground (80 m
/ Min), and it is said to consume about 3 times more calories when going up the stairs.

【0005】しかし、従来の装置では、歩数のみからカ
ロリ消費量を算出しており、階段の昇降や坂道の歩行を
しても平地歩行と同じ係数値でカロリ消費量を算出して
しまうため、出力された値が実際のカロリ消費量に対し
て誤差の大きいものとなるといった問題がある。そこ
で、本発明は上記課題を解決した消費カロリ演算装置を
提供することを目的とする。
However, in the conventional apparatus, the calorie consumption is calculated only from the number of steps, and the calorie consumption is calculated with the same coefficient value as that of walking on flat ground even when climbing up and down stairs or walking on a slope. There is a problem that the output value has a large error with respect to the actual calorie consumption. Therefore, an object of the present invention is to provide a calorie consumption calculating device that solves the above-mentioned problem.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、以下のような特徴を有する。本発明は、被測
定者の歩数を検出する歩数センサと、被測定者の生体条
件と前記歩数センサにより検出された歩数から消費カロ
リを演算する消費カロリ演算部と、該消費カロリ演算部
により演算された演算結果を記憶する記憶手段と、を有
する消費カロリ演算装置において、前記被測定者の歩行
面に向けて信号を送信する送信器と、該送信器から送信
された信号の反射波を受信する受信器と、前記送信器か
らの送信信号と前記受信器で受信された受信信号との位
相差に基づいて地上高の変化を演算する演算手段と、該
演算手段による演算結果に基づいて昇降動作を判定する
判定手段と、を備えてなることを特徴とするものであ
る。
The present invention has the following features to solve the above-mentioned problems. The present invention provides a step count sensor that detects the number of steps of a person to be measured, a calorie consumption calculating unit that calculates calorie consumption from biological conditions of the person to be measured and the number of steps detected by the step number sensor, and a calculation by the calorie consumption calculating unit. A calorie expenditure calculation device having a storage means for storing the calculated calculation result, a transmitter for transmitting a signal toward the walking surface of the subject, and receiving a reflected wave of the signal transmitted from the transmitter. Receiving means, calculating means for calculating a change in ground height based on a phase difference between a transmission signal from the transmitter and a receiving signal received by the receiver, and ascending and descending based on a calculation result by the calculating means. Determining means for determining an operation.

【0007】従って、本発明によれば、送信器からの送
信信号と受信器で受信された受信信号との位相差に基づ
いて地上高の変化を演算し、この演算結果に基づいて昇
降動作を判定するため、例えば階段の昇降あるいは坂道
の上り下り等の昇降動作を行った場合でも実際の運動状
態に応じた消費カロリを正確に求めることができる。
Therefore, according to the present invention, a change in ground clearance is calculated based on the phase difference between the transmission signal from the transmitter and the reception signal received by the receiver, and the elevating operation is performed based on the calculation result. For this determination, the calorie consumption according to the actual exercise state can be accurately obtained even when the user performs an ascending / descending operation, such as going up and down stairs or going up and down a hill.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図1は本発明になる消費カロリ
演算装置の一実施例を説明するためのブロック図であ
る。また、図2は消費カロリ演算装置の装着状態を示す
図である。図1に示されるように、消費カロリ演算装置
11は、大略、地上高検出部12と、歩行検出部13
と、歩行判定部14と、消費カロリ演算部15と、消費
カロリ出力部16とから構成されている。また、消費カ
ロリ演算装置11は、上記各機器がコンパクトなケース
内に収納された携帯可能な構成となっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the calorie consumption calculating device according to the present invention. FIG. 2 is a view showing a mounted state of the calorie consumption calculating device. As shown in FIG. 1, the calorie consumption calculating device 11 generally includes a ground height detecting unit 12 and a walking detecting unit 13.
, A walking determination unit 14, a consumed calorie calculation unit 15, and a consumed calorie output unit 16. Further, the calorie consumption calculating device 11 has a portable configuration in which the above devices are stored in a compact case.

【0009】そのため、消費カロリ演算装置11は、図
2に示されるように、被測定者Hの腰の位置にベルト等
により固定された状態で使用される。その際、消費カロ
リ演算装置11は、被測定者Hに密着されており、被測
定者Hの動きに追従して歩行による衝撃や階段の昇降に
よる上下方向の移動等を検出できるように装着される。
For this reason, as shown in FIG. 2, the calorie consumption calculating device 11 is used in a state where the calorie consumption calculating device 11 is fixed to the waist position of the subject H by a belt or the like. At this time, the calorie consumption calculating device 11 is attached to the subject H so as to be able to detect a shock due to walking, a vertical movement due to ascending and descending a stair, etc., following the movement of the subject H. You.

【0010】地上高検出部12は、被測定者Hの装着位
置から歩行面に向けて光や音、電波等の信号を送信し、
これらが歩行面としての地面あるいは床面や階段等に反
射して受信されるまでの伝搬時間を計測する。本実施例
においては、地上高検出部12は、超音波を送信する超
音波送信器17と、地面で反射した超音波を受信する超
音波受信器18とからなる。そして、超音波送信器17
から超音波が送信された送信時間と超音波受信器18で
反射した超音波を受信した受信時間との位相差から距離
を求め、消費カロリ演算装置11の地上高変化を検出す
る。
The ground height detecting unit 12 transmits signals such as light, sound, and radio waves from the mounting position of the subject H toward the walking surface.
The propagation time until these are reflected and received on the ground as a walking surface, a floor surface, a stair, or the like is measured. In the present embodiment, the ground height detector 12 includes an ultrasonic transmitter 17 for transmitting ultrasonic waves and an ultrasonic receiver 18 for receiving ultrasonic waves reflected on the ground. And the ultrasonic transmitter 17
The distance is obtained from the phase difference between the transmission time at which the ultrasonic wave is transmitted from and the reception time at which the ultrasonic wave reflected by the ultrasonic receiver 18 is received, and the change in the ground height of the calorie consumption calculating device 11 is detected.

【0011】歩行検出部13は、被測定者Hが歩行する
際に生じる加速度の変化を検出する加速度センサ、ある
いは静電気の変化を検出する静電気検出センサなどから
なる歩行検出手段であり、被測定者Hが1歩進む毎に検
出信号を出力する。従って、歩行検出部13から出力さ
れる信号をカウントすることにより歩数を計測すること
ができる。
The walking detecting section 13 is a walking detecting means including an acceleration sensor for detecting a change in acceleration generated when the subject H walks or an electrostatic detecting sensor for detecting a change in static electricity. Each time H advances one step, it outputs a detection signal. Therefore, the number of steps can be measured by counting the signals output from the walking detection unit 13.

【0012】歩行判定部14は、被測定者Hの歩行状態
を判定する歩行判定手段であり、地上高検出部12から
得た信号によって現在の状態が階段の昇り降りや平地歩
行かを判定する。消費カロリ演算部15は、被測定者H
の歩行状態に応じた消費カロリを演算する消費カロリ算
出手段である。すなわち、消費カロリ演算部15は、歩
行検出部13から得た信号から歩数間隔を計るととも
に、歩行判定部14から得た歩行状態信号を判定して消
費カロリを算出する。
The walking determining section 14 is a walking determining means for determining the walking state of the subject H, and determines whether the current state is up / down stairs or walking on level ground based on a signal obtained from the ground height detecting section 12. . The calorie consumption calculating unit 15 calculates the subject H
Is the calorie consumption calculating means for calculating the calorie consumption according to the walking state of the user. That is, the calorie consumption calculating unit 15 measures the interval of the number of steps from the signal obtained from the walking detecting unit 13 and determines the walking state signal obtained from the walking determining unit 14 to calculate the calorie consumption.

【0013】消費カロリ出力部16は、消費カロリ演算
部15により演算された消費カロリを出力する出力手段
であり、算出した被測定者Hの消費カロリを表示した
り、電波、光信号などによって算出した被測定者Hの消
費カロリを外部機器へ出力する。ここで、地上高検出部
12を用いて地上高を計測する方法を説明する。
The calorie consumption output unit 16 is an output means for outputting the calorie consumption calculated by the calorie consumption calculator 15, and displays the calculated calorie consumption of the person to be measured H, and calculates by radio waves, optical signals, and the like. The measured calorie consumption of the subject H is output to the external device. Here, a method of measuring the ground height using the ground height detection unit 12 will be described.

【0014】図3は地上高を計測する地上高検出部12
の構成を示すブロック図である。図3に示されるよう
に、地上高検出部12は、パルス発生回路19と、アン
プ回路20と、超音波センサ21と、フィルタ回路22
と、時間差測定回路23とから構成されている。超音波
センサ21は、超音波送信器17と超音波受信器18と
を一体的に組み合わせたものである。
FIG. 3 shows a ground height detector 12 for measuring the ground height.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG. As shown in FIG. 3, the ground height detection unit 12 includes a pulse generation circuit 19, an amplifier circuit 20, an ultrasonic sensor 21, and a filter circuit 22.
And a time difference measurement circuit 23. The ultrasonic sensor 21 is obtained by integrally combining an ultrasonic transmitter 17 and an ultrasonic receiver 18.

【0015】パルス発生回路19は、数個の方形波(パ
ルス)を周期的(例えば10msec毎)に発生させ、
アンプ回路20および時間差測定回路23にパルス信号
を出力する。時間差測定回路23においては、このパル
ス発生回路19から発生された送信信号Bが入力された
瞬間から時間計測を開始する。また、アンプ回路20で
は、送信信号Bを空中に発信し、反射波を受信するのに
適した電圧に増幅し、超音波センサ21によって電気信
号を音(超音波)に変換して発信する。超音波センサ2
1の超音波送信器17は、被測定者が一歩前へ踏み出す
前方位置の歩行面に向けて超音波を送信するように取り
付けられている。そのため、超音波センサ21の超音波
送信器17から発信された超音波は、地面または被測定
者の足の甲に反射して再び超音波センサ21の超音波受
信器18に到達する。
The pulse generation circuit 19 generates several square waves (pulses) periodically (for example, every 10 msec).
A pulse signal is output to the amplifier circuit 20 and the time difference measurement circuit 23. The time difference measurement circuit 23 starts time measurement from the moment when the transmission signal B generated from the pulse generation circuit 19 is input. Further, the amplifier circuit 20 transmits the transmission signal B to the air, amplifies the reflected signal to a voltage suitable for receiving the reflected wave, converts the electric signal into sound (ultrasonic wave) by the ultrasonic sensor 21 and transmits the electric signal. Ultrasonic sensor 2
The one ultrasonic transmitter 17 is attached so as to transmit an ultrasonic wave toward a walking surface at a front position where the person to be measured steps forward. Therefore, the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter 17 of the ultrasonic sensor 21 are reflected on the ground or on the instep of the subject, and reach the ultrasonic receiver 18 of the ultrasonic sensor 21 again.

【0016】超音波受信器18は、反射波を受信する
と、受信部がこの音を受けて振動し、これを電気信号に
変えてフィルタ回路22に入力する。また、フィルタ回
路22は、受信した音信号から雑音成分を除去し、受信
信号Cを時間差測定回路23に入力する。時間差測定回
路23では、受信信号Cを受け取った時点で時間計測を
終了する。
When the ultrasonic wave receiver 18 receives the reflected wave, the receiving section vibrates in response to the sound, converts the sound into an electric signal, and inputs the electric signal to the filter circuit 22. Further, the filter circuit 22 removes noise components from the received sound signal, and inputs the received signal C to the time difference measurement circuit 23. The time difference measurement circuit 23 ends the time measurement when the reception signal C is received.

【0017】足の甲から地上までの距離Xは、時間差測
定回路23で計測した時間Tと音速cを用いて次式
(1)のように表される。 X=0.5cT … (1) この式(1)によって計算された地上高Xは、地上高信
号Dとして歩行判定部14に出力される。
The distance X from the instep of the foot to the ground is expressed by the following equation (1) using the time T measured by the time difference measuring circuit 23 and the sound speed c. X = 0.5 cT (1) The ground clearance X calculated by the equation (1) is output to the walking determination unit 14 as a ground clearance signal D.

【0018】ここでは、消費カロリ演算装置11から地
上までの距離Xを計測する手段に超音波を用いている
が、超音波の代わりに光や電波を用いても構わない。次
に、消費カロリ演算装置11が装着された被測定者の歩
行状態を判定する方法について説明する。図4(A)〜
(C)は被測定者の歩行状態を階段昇り、平地歩行、階
段降りに分類して示した図である。
Here, ultrasonic waves are used as a means for measuring the distance X from the calorie consumption calculating device 11 to the ground, but light or radio waves may be used instead of the ultrasonic waves. Next, a method of determining the walking state of the subject to which the calorie expenditure calculation device 11 is attached will be described. FIG. 4 (A)-
(C) is a diagram showing the subject's walking state classified into stair climbing, walking on flat ground, and descending stairs.

【0019】被測定者Hの歩行状態は、概ね図4(A)
に示す階段25を登る「階段昇り」と、図4(B)に示
す平地26を歩行する「平地歩行」と、図4(C)に示
す階段27を降りる「階段降り」とに分類して考えるこ
とができる。図5(A)〜(C)は被測定者Hの各歩行
状態に対応する地上高検出部12から得られる地上高信
号Dの波形図である。また、図6(A)〜(C)は被測
定者Hの各歩行状態に対応する信号Dに後述するハイパ
スフィルタ(HPF)をかけたHPF通過信号Eの波形
図である。
The walking state of the subject H is generally shown in FIG.
4C, "Stair climbing" to walk on the flat ground 26 shown in FIG. 4B, and "Stair descending" to go down the stairs 27 shown in FIG. 4C. You can think. 5A to 5C are waveform diagrams of the ground height signal D obtained from the ground height detection unit 12 corresponding to each walking state of the subject H. 6A to 6C are waveform diagrams of an HPF passing signal E obtained by applying a high-pass filter (HPF) to a signal D corresponding to each walking state of the subject H.

【0020】図4(A)〜(C)において、消費カロリ
演算装置11が装着された被測定者Hは、左から右へ歩
いている。そして、図5(A)〜(C)及び図6(A)
〜(C)に示す地上高信号D及び、HPF通過信号E
は、破線によって繋がれた破線が被測定者Hの通過した
位置と対応している。図4(B)に示す平地歩行の状想
においては、被測定者Hの腰付近に取り付けられた消費
カロリ演算装置11から地上までの距離Xはほとんど変
わらず、地上高信号Dは図5(B)に示されるようにほ
ぼ一定の値を示す。
In FIGS. 4A to 4C, the subject H wearing the calorie expenditure calculating device 11 is walking from left to right. 5 (A) to 5 (C) and FIG. 6 (A)
To (C) and the HPF passing signal E shown in FIG.
And the broken line connected by the broken line corresponds to the position where the subject H has passed. In the concept of walking on flat ground shown in FIG. 4B, the distance X from the calorie expenditure calculating device 11 attached near the waist of the subject H to the ground hardly changes, and the ground height signal D is shown in FIG. It shows a substantially constant value as shown in B).

【0021】また、図4(A)に示す階段昇りの状態に
おいては、被測定者Hが1段上の階段に登って横切った
瞬間に消費カロリ演算装置11から階段までの距離Xが
短くなり、地上高信号Dは図5(A)に示されるように
ほぼ垂直に下がる。その後、被測定者Hの膝が徐々に伸
び、地上高検出部12と地上との距離Xが離れるため、
地上高信号Dは図5(A)に示されるように再び平地歩
行時と同レベルにもどる。
In the state of climbing the stairs shown in FIG. 4A, the distance X from the calorie expenditure calculating device 11 to the stairs becomes short at the moment when the subject H crosses the stairs one step higher. , The ground height signal D falls substantially vertically as shown in FIG. Thereafter, the knee of the subject H gradually extends, and the distance X between the ground height detection unit 12 and the ground increases, so that
The ground height signal D returns to the same level as when walking on level ground as shown in FIG.

【0022】次に、図4(C)に示す階段降りの状態に
おいては、前述した階段昇りの状態と逆に地上高信号D
が図5(C)に示されるように徐々に下がり、垂直に戻
るというサイクルを繰り返す。すなわち、階段降りの状
態においては、階段昇りの状態とはほぼ逆に階段を1段
降りるまでに被測定者Hの膝が徐々に曲がり、地上高信
号Dが下がる。その後、被測定者Hが階段27を横切っ
た瞬間に地上高信号Dはほぼ垂直に上がり、平地歩行時
と同レベルに戻る。
Next, in the state of descending the stairs shown in FIG. 4C, contrary to the state of climbing the stairs described above, the ground height signal D is reversed.
5C is gradually lowered as shown in FIG. 5C and returns to vertical. That is, in the state of descending the stairs, the knee of the subject H gradually bends and the ground height signal D decreases until the person descends the stairs one step, almost in reverse to the state of the ascending the stairs. Thereafter, at the moment when the subject H crosses the stairs 27, the ground height signal D rises almost vertically, and returns to the same level as when walking on level ground.

【0023】そして、次の階段を降りると、前述した動
作と同様、地上高信号Dが徐々に下がり、再び垂直に上
がり、平地歩行時と同レベルに戻るというサイクルを繰
り返す。次に、歩行判定部14の制御動作について説明
する。図7は歩行判定部14の構成を示すブロック図で
ある。
Then, when descending the next stairs, a cycle in which the ground height signal D gradually decreases, rises vertically again, and returns to the same level as when walking on level ground, as in the above-described operation, is repeated. Next, a control operation of the walking determination unit 14 will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the walking determination unit 14.

【0024】図7に示されるように、歩行判定部14
は、ハイパスフィルタ(HPF)28と、第1コンパレ
ータ29と、第2コンパレータ30とからなる。第1コ
ンパレータ29は、ハイパスフィルタ(HPF)28か
らのHPF通過信号Eと電圧しきい値Vt1とが入力さ
れ、両信号を比較する。また、第2コンパレータ30
は、ハイパスフィルタ(HPF)28からのHPF通過
信号Eと電圧しきい値Vt2とが入力され、両信号を比
較する。
As shown in FIG. 7, the walking determination unit 14
Comprises a high-pass filter (HPF) 28, a first comparator 29, and a second comparator 30. The first comparator 29 receives the HPF passing signal E from the high-pass filter (HPF) 28 and the voltage threshold Vt1, and compares the two signals. Also, the second comparator 30
Receives the HPF pass signal E from the high-pass filter (HPF) 28 and the voltage threshold Vt2, and compares the two signals.

【0025】地上高信号Dは、ハイパスフィルタ(HP
F)28に入力され、図6(A)〜(C)に示すHPF
通過信号Eが出力される。さらに、このHPF通過信号
Eは、2つのコンパレータ29,30によって電圧しき
い値Vt1とVt2と比較される。そして、地上高信号
DがVt1以上になった場合には、第1コンパレータ2
9から出力される階段昇り信号FはHレベルとなる。ま
た、第2コンパレータ30から出力される階段降り信号
Gは、Lレベルとなる。
The ground height signal D is supplied to a high-pass filter (HP
F) HPF shown in FIGS. 6 (A) to 6 (C)
The passing signal E is output. Further, the HPF passing signal E is compared by two comparators 29 and 30 with voltage thresholds Vt1 and Vt2. When the ground height signal D becomes equal to or higher than Vt1, the first comparator 2
The stair climbing signal F output from 9 goes high. Further, the stairs descending signal G output from the second comparator 30 is at L level.

【0026】このように第1コンパレータ29から出力
される階段昇り信号FがHレベルで第2コンパレータ3
0から出力される階段降り信号GがLレベルであるとき
は、被測定者Hの歩行状態が階段昇りであることが消費
カロリ演算部16で認識される。また、HPF通過信号
EがVt1未満、Vt2以上である場合は、2つのコン
パレータ29,30から出力される信号G,Hがともに
Lレベルとなり、歩行状態が平地歩行状態であることが
消費カロリ演算部16で認識される。
As described above, when the stair rising signal F output from the first comparator 29 is at the H level, the second comparator 3
When the stairs descending signal G output from 0 is at the L level, the calorie expenditure calculating unit 16 recognizes that the measurement subject H is walking up the stairs. When the HPF passing signal E is lower than Vt1 and higher than Vt2, the signals G and H output from the two comparators 29 and 30 are both at the L level, and the calorie consumption calculation indicates that the walking state is a flat ground walking state. It is recognized by the unit 16.

【0027】また、HPF通過信号EがVt2未満であ
る場合には、階段昇り信号FがLレベルとなり、階段降
り信号HがHレベルとなり、歩行状態が階段降り状態で
あることが消費カロリ演算部16で認識される。尚、こ
の歩行判定部14としては、マイコンやAD変換器を用
いて地上高信号の差分を計算し、しきい値Vt1やVt
2の変わりに、階段1段分の地上高と比べることによっ
て歩行状態の判定を行っても良いのは勿論である。
When the HPF passing signal E is less than Vt2, the stair climbing signal F becomes L level, the stair descending signal H becomes H level, and the walking state is the stair descending state. It is recognized at 16. The walking determination unit 14 calculates the difference between the ground clearance signals using a microcomputer or an AD converter, and calculates the threshold values Vt1 and Vt.
It is needless to say that the walking state may be determined by comparing with the ground height of one staircase instead of 2.

【0028】次に消費カロリ演算部15が実行する演算
処理について説明する。図8は消費カロリ演算部15が
実行する演算処理のフローチャートである。図8に示さ
れるように、消費カロリ演算部15は、ステップS1
(以下「ステップ」を省略する)でタイマによりカウン
タを+1して歩行検出部13から信号が入力される間隔
(周期)から被測定者Hの歩行時間を計測する。
Next, the calculation process executed by the consumed calorie calculation unit 15 will be described. FIG. 8 is a flowchart of a calculation process executed by the consumed calorie calculation unit 15. As shown in FIG. 8, the calorie consumption calculating unit 15 performs step S1.
In step (hereinafter, “step” is omitted), the counter is incremented by one by a timer, and the walking time of the subject H is measured from the interval (cycle) at which a signal is input from the walking detecting unit 13.

【0029】次のS2では、歩行検出部13からの信号
が入力されたタイミングを検出しており、歩行検出部1
3からの信号が入力されると、S3に進む。次のS3で
は、上記S1で計測された歩行時間をメモリに記憶させ
る。続いて、S4でカウンタをリセットし、再び歩行時
間の計測をする準備をする。次のS5では、1歩の間に
割り込み処理で得られた階段昇りF信号と階段降り信号
Gの数をメモリに記憶させる。
In the next step S2, the timing at which the signal from the walking detecting section 13 is input is detected.
When the signal from 3 is input, the process proceeds to S3. In the next S3, the walking time measured in S1 is stored in the memory. Subsequently, in step S4, the counter is reset, and preparations are made to measure the walking time again. In the next S5, the number of the stair climbing F signal and the stair descending signal G obtained by the interrupt processing during one step is stored in the memory.

【0030】続いて、S6では、これらを調べ、1歩間
に階段昇り信号FがHレベルの信号として1回入力さ
れ、階段降り信号GがHレベルの信号として入力されな
かった場合には被測定者Hの歩行状態が階段昇りである
と判定する。また、階段降り信号GがHレベルの信号と
して1回入力され、階段昇り信号GがHレベルの信号と
して1回入力されなかった場合には被測定者Hの歩行状
態が階段降りであると判定する。
Subsequently, in step S6, these are examined, and if the stair rising signal F is input once as an H level signal during one step, and if the stair descending signal G is not input as an H level signal, the signal is received. It is determined that the walking state of the measurer H is going up the stairs. When the stairs descending signal G is input once as an H level signal and the stairs ascent signal G is not input once as an H level signal, it is determined that the walking state of the subject H is the stairs descending. I do.

【0031】そして、上記のいずれにもあてはまらなか
った場合には、被測定者Hの歩行状態が平地歩行である
と判定する。この判定に基づき図9に示された運動状態
−RMR選択テーブル31から歩行状態に対応した消費
カロリ演算のための係数RMR(Resting Metabolic Ra
te(安静時代謝率))を抽出する。例えば、被測定者Hの
歩行状態が階段昇りであった場合には、運動状態−RM
Rテーブル31から「RMR=7.0」を選択し、また
歩行状態が階段降りであった場合には「RMR=3.
0」を選択する。
If none of the above applies, it is determined that the subject H is walking on level ground. Based on this determination, a coefficient RMR (Resting Metabolic Ra) for calculating the calorie consumption corresponding to the walking state is obtained from the exercise state-RMR selection table 31 shown in FIG.
te (resting metabolic rate)). For example, when the walking state of the subject H is ascending the stairs, the exercise state −RM
“RMR = 7.0” is selected from the R table 31. If the walking state is down stairs, “RMR = 3.
Select "0".

【0032】さらに、被測定者Hの歩行状態が平地歩行
である場合には、次式で表される歩行ぺースを計算し、
これにあったRMRを選択する。 歩行ぺース=60/歩行時間 … (2) 次にS7では、次式によって消費カロリを計算する。 消費カロリ=(RMR+1.2)×歩行時間×体重×基礎代謝量 … (3) 尚、上式(3)において、被測定者Hの体重および基礎
代謝量は、あらかじめ被測定者H自身が設定した定数で
ある。
Further, when the walking state of the subject H is walking on level ground, a walking pace represented by the following equation is calculated.
The RMR corresponding to this is selected. Walking pace = 60 / walking time (2) Next, in S7, the calorie consumption is calculated by the following equation. Calorie consumption = (RMR + 1.2) × walking time × weight × basal metabolism (3) In the above formula (3), the weight and basal metabolism of the subject H are set in advance by the subject H itself. Is a constant.

【0033】そして、次のS8では、上式(3)の演算
により求められた消費カロリを1日の消費カロリ量に加
算させて1日の総消費カロリ量を算出する。この後、再
び上記S1に戻り、S1以降の処理を繰り返す。このよ
うに、消費カロリ演算装置11は、地上高検出部12を
用いて地上高を計測することにより被測定者Hの歩行状
態を判定することが可能となり、被測定者Hの運動状態
(平地歩行、階段昇り、階段降り)に応じた消費カロリ
量を正確に求めることができる。
Then, in the next S8, the total calorie consumption per day is calculated by adding the calorie consumption calculated by the above equation (3) to the calorie consumption per day. Thereafter, the flow returns to S1 again, and the processing after S1 is repeated. As described above, the calorie consumption calculating device 11 can determine the walking state of the subject H by measuring the ground height using the ground height detection unit 12, and can determine the walking state of the subject H (the flat ground). The calorie consumption according to walking, climbing stairs, descending stairs) can be accurately obtained.

【0034】尚、上記実施の形態では、地上高検出部1
2に超音波センサを用いた場合を一例として挙げたが、
これ以外のセンサ(例えば、光や電波等を利用して距離
を測定するセンサ)等を地上高検出部12として用いる
こともできる。また、上記実施の形態では、階段昇り、
階段降りによる被測定者Hの昇降動作を判定する場合を
説明したが、これ以外にも坂道の昇り降り等も上記と同
様に判定することができるのは言うまでもない。
In the above embodiment, the ground height detector 1
As an example, the case where an ultrasonic sensor was used for 2 was described.
Other sensors (for example, sensors that measure distance using light, radio waves, or the like) and the like can be used as the ground height detection unit 12. Also, in the above embodiment, climbing the stairs,
Although the case where the ascending / descending operation of the subject H due to descending the stairs is determined has been described, it is needless to say that the climbing and descending of the slope can be determined in the same manner as described above.

【0035】[0035]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、送信器か
らの送信信号と受信器で受信された受信信号との位相差
に基づいて地上高の変化を演算し、この演算結果に基づ
いて昇降動作を判定するため、例えば階段の昇降あるい
は坂道の上り下り等の昇降動作を行った場合でも実際の
運動状態に応じた消費カロリを正確に求めることができ
る。
As described above, according to the present invention, a change in ground clearance is calculated based on the phase difference between the transmission signal from the transmitter and the reception signal received by the receiver, and based on the calculation result, Therefore, the calorie consumption according to the actual exercise state can be accurately obtained even when the user performs an ascending / descending operation such as going up and down stairs or going up and down a hill.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明になる消費カロリ演算装置の一実施例を
説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a calorie consumption calculating device according to the present invention.

【図2】消費カロリ演算装置の装着状態を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a mounted state of a calorie consumption calculating device.

【図3】地上高を計測する地上高検出部12の構成を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a ground height detection unit 12 that measures the ground height.

【図4】被測定者の歩行状態を階段昇り、平地歩行、階
段降りに分類して示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing the walking state of the person to be measured classified into climbing stairs, walking on level ground, and descending stairs.

【図5】被測定者Hの各歩行状態に対応する地上高検出
部12から得られる地上高信号Dの波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram of a ground height signal D obtained from the ground height detection unit 12 corresponding to each walking state of the subject H.

【図6】被測定者Hの各歩行状態に対応する信号Dに後
述するハイパスフィルタ(HPF)をかけたHPF通過
信号Eの波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram of an HPF passing signal E obtained by applying a high-pass filter (HPF) to a signal D corresponding to each walking state of the person H to be measured.

【図7】歩行判定部14の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a walking determination unit 14.

【図8】消費カロリ演算部15が実行する演算処理のフ
ローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart of a calculation process executed by a consumed calorie calculation unit 15;

【図9】歩行状態に対応した消費カロリ演算のための係
数RMRが登録された運動状態−RMR選択テーブルを
模式的に示す図である。
FIG. 9 is a diagram schematically showing an exercise state-RMR selection table in which coefficients RMR for calorie consumption calculation corresponding to a walking state are registered.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 消費カロリ演算装置 12 地上高検出部 13 歩行検出部 14 歩行判定部 15 消費カロリ演算部 16 消費カロリ出力部 17 超音波送信器 18 超音波受信器 19 パルス発生回路 20 アンプ回路 21 超音波センサ 22 フィルタ回路 23 時間差測定回路 28 ハイパスフィルタ(HPF) 29 第1コンパレータ 30 第2コンパレータ REFERENCE SIGNS LIST 11 calorie consumption calculating device 12 ground height detecting unit 13 walking detecting unit 14 walking determining unit 15 caloric consumption calculating unit 16 calorie consumption output unit 17 ultrasonic transmitter 18 ultrasonic receiver 19 pulse generating circuit 20 amplifier circuit 21 ultrasonic sensor 22 Filter circuit 23 Time difference measurement circuit 28 High pass filter (HPF) 29 First comparator 30 Second comparator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定者の歩数を検出する歩数センサ
と、 被測定者の生体条件と前記歩数センサにより検出された
歩数から消費カロリを演算する消費カロリ演算部と、 該消費カロリ演算部により演算された演算結果を記憶す
る記憶手段と、 を有する消費カロリ演算装置において、 前記被測定者の歩行面に向けて信号を送信する送信器
と、 該送信器から送信された信号の反射波を受信する受信器
と、 前記送信器からの送信信号と前記受信器で受信された受
信信号との位相差に基づいて地上高の変化を演算する演
算手段と、 該演算手段による演算結果に基づいて昇降動作を判定す
る判定手段と、 を備えてなることを特徴とする消費カロリ演算装置。
1. A step count sensor for detecting the number of steps of a person to be measured, a calorie consumption calculator for calculating calorie consumption from biological conditions of the person to be measured and the number of steps detected by the step sensor, and a calorie consumption calculator. A calorie expenditure calculating device comprising: a calculation unit configured to store a calculation result of the calculation; and a transmitter that transmits a signal toward the walking surface of the subject, and a reflected wave of the signal transmitted from the transmitter. A receiver for receiving, a calculating means for calculating a change in ground clearance based on a phase difference between a transmission signal from the transmitter and a reception signal received by the receiver, based on a calculation result by the calculating means A calorie expenditure calculation device comprising: a determination unit that determines a lifting operation.
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