CN100425200C - 身体动作测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对身体动作输出进行检测的身体动作测定装置，该装置在倾斜时，其身体动作输出不会降低。所述身体动作检测装置包括：身体动作传感器，其配置成对不同方向的身体动作进行检测，同时对包含各检测方向的重力加速度成分的身体动作信号进行检测；身体动作输出运算装置，其将来自预先设定的偏置电压值的所述各身体动作信号的差分作为各身体动作输出进行运算；合成输出运算装置，其用来合成所述各身体动作输出，并对合成输出进行运算；身体动作计数装置，其根据所述合成输出来计数规定的身体动作，从而可以进行不会由于角度而输出降低的身体动作检测。
Description
技术领域
本发明涉及具备有身体动作(movement of body)传感器的身体动作测定装置，该身体动作传感器在考虑到重力加速度的影响之下，对不同方向的身体动作进行检测。
背景技术
作为以往的身体动作测定装置有这样的计步器，该计步器包括：可检测不同方向身体动作的大小的多个身体动作传感器；检测所述各身体动作传感器的传感检测角度的角度检测传感器，这种计步器选择形成适用于检测步数的传感检测角度的身体动作传感器，然后根据所述所选出的身体动作传感器的输出来检测步数(例如，参考日本特开平09-223214)。
此外，还有如下这样的计步器，即：它是由选择被所述身体动作传感器检测出的不同方向的身体动作中的、输出较大的身体动作传感器的身体动作测定装置，根据所述所选出的输出来对步数进行计数(例如，参考日本特许3543778)。
然而，所述日本特开平09-223214及日本特许3543778中描述的计步器，是根据传感检测角度或输出的大小来选择多个身体动作传感器中之一传感器，并用所述选择出的身体动作传感器的输出来检测步数，由于受到装置的安装方向和倾斜角度的影响，它只能检测身体动作的分力方向，从而使输出降低。在利用该输出对步数进行计数时，存在如下的问题：本应该将所述选择出的身体动作传感器的输出作为实际的步数来检测，但是不能得到满足步数的计数的输出值，因此无法进行计数。
此外，在所述日本特开平09-223214中，由于在所述身体动作传感器之外，还必须预先设有所述角度检测传感器，这又与成本增高紧密相关。
发明内容
因此，本发明为解决所述问题点，提供一种对身体动作输出进行检测的身体动作检测装置，该装置在倾斜时其身体动作输出不会降低。
为了解决所述课题，本发明提供一种身体动作测定装置，其特征在于，包括：身体动作传感器，该身体动作传感器被配置成可对不同方向的身体动作进行检测，还同时对包含各检测方向的重力加速度成分的身体动作信号进行检测；身体动作输出运算装置，其将来自预先设定的偏置电压值的所述各身体动作信号的差分作为各身体动作输出进行运算；合成输出运算装置，用来合成所述各身体动作输出，并对合成输出进行运算；身体动作计数装置，其根据所述合成输出来计数规定的身体动作。
此外还具有判定装置，该装置对所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合进行所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定出所述各身体动作输出的值不适合于合成时，就将所述身体动作输出的值视为零。
此外还具有判定装置，该装置对所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合于所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定出所述各身体动作输出的值不适合于合成时，则所述合成输出运算装置将包括所述身体动作输出的合成输出的值视为零，并运算合成输出。
此外，所述判定装置在规定区间的所述身体动作输出的平均值或中点的符号与所述身体动作输出的值的符号不同时，判定为所述身体动作输出的值不适合于合成。
此外，所述身体动作传感器被配置成可对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测。
此外，所述合成输出运算装置通过将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
而且，所述身体动作计数装置还具有动态加速度运算装置，该装置将重力加速度的输出、所述各身体动作输出的规定区间的平均值的合成输出或规定区间的中点的合成输出内的任一输出的值与所述合成输出的值之间的差分作为身体动作的大小(动态加速度)来进行运算。
本发明的身体动作检测装置包括：身体动作传感器，该身体动作传感器被配置成对不同方向的身体动作进行检测，还同时对包含各检测方向的重力加速度成分的身体动作信号进行检测；身体动作输出运算装置，将来自预先设定的偏置电压值的所述各身体动作信号的差分作为各身体动作输出进行运算；合成输出运算装置，用来合成所述各身体动作输出，并对合成输出进行运算；身体动作计数装置，根据所述合成输出来对规定的身体动作进行计数，从而该装置可以进行不会由于角度而输入降低的身体动作检测。
此外还具有判定装置，该判定装置对所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合于进行所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定出所述各身体动作输出的值不适合于合成时，就将所述身体动作输出的值视为零。或还具有这样的判定装置，该判定装置对所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合于进行所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定为所述各身体动作输出的值不适合于合成时，所述合成输出运算装置将包含所述身体动作输出的合成输出的值视为零，并运算合成输出，由于在规定区间的所述身体动作输出的平均值或中点的符号与所述身体动作输出的值的符号不同时，所述判定装置会判定为所述身体动作输出的值不适于合成，所以即使是在动态加速度较大的情况下，也能够获得足以进行高精度的计步的数据。
所述身体动作传感器被配置成可对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测，而所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和开平方而得到合成输出，所以，由于合成不需要各身体动作传感器的夹角，从而能够容易地得到合成输出。
并且所述身体动作计数装置还具有动态加速度运算装置，该装置将重力加速度的输出、所述各身体动作输出的规定区间的平均值的合成输出或规定区间的中点的合成输出中的任一输出的值与所述合成输出值之间的差分做为身体动作的大小(动态加速度)来进行运算，因此，也可以将其应用于根据动态加速度测定生物体信息的装置。
附图说明
图1是实施例1的身体动作测定装置的主视图。
图2是实施例1的身体动作测定装置的方框图。
图3表示步行时的沿X轴方向的身体动作信号随时间变化的轨迹波形。
图4表示步行时的沿Y轴方向的身体动作信号随时间变化的轨迹波形。
图5表示奔跑时的沿X轴及Y轴方向的身体动作信号随时间变化的轨迹波形。
图6表示沿X轴及Y轴方向的身体动作输出随时间变化的轨迹波形。
图7表示根据各身体动作输出得到的合成输出随时间变化的轨迹波形。
图8表示判定其是否适合进行合成的身体动作输出随时间变化的轨迹波形。
图9表示根据判定其是否适合进行合成的各身体动作输出的合成输出随时间变化的轨迹波形。
图10表示实施例1的主程序的流程图。
图11表示实施例1的身体动作输出判定处理的子程序。
图12表示计步处理的子程序。
图13表示实施例2的主程序的流程图。
图14表示实施例1的身体动作输出判定处理的子程序。
具体实施方式
本发明的身体动作测定装置，包括：身体动作传感器，其被配置成对不同方向的身体动作进行检测，同时对包含各检测方向的重力加速度成分的身体动作信号进行检测；身体动作输出运算装置，其将来自预先设定的偏置电压值的所述各身体动作信号的差分作为各身体动作输出进行运算；合成输出运算装置，其用来合成所述各身体动作输出，并对合成输出进行运算；身体动作计数装置，其根据所述合成输出来对规定的身体动作进行计数。
此外，还具有判定装置，该装置对所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合于进行所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定为所述各身体动作输出的值不适合于合成时，就将所述身体动作输出的值视为零。
此外，还具有判定装置，该装置对所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合于进行所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定为所述各身体动作输出的值不适合于合成时，则所述合成输出运算装置将包含所述身体动作输出的合成输出的值视为零，并运算合成输出。
此外，所述判定装置在规定区间的所述身体动作输出的平均值或中点的符号与所述身体动作输出的值的符号不同时，会判定为所述身体动作输出的值不适合于合成。
此外，所述身体动作传感器被配置成可对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测。
此外，所述合成输出运算装置通过将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
而且，所述身体动作计数装置还具有动态加速度运算装置，该装置将重力加速度的输出、所述各身体动作输出的规定区间的平均值的合成输出或规定区间的中点的合成输出的任一值与所述合成输出值之间的差分作为身体动作的大小(动态加速度)来进行运算。
(实施例1)
本发明的实施例1例举了一种身体动作测定装置，该装置用以对相互垂直的2个方向的身体动作进行检测的方式配置的2个身体动作传感器来计算步行，下面使用附图来说明实施例1。
首先，根据图1及图2来说明实施例1的身体动作测定装置的结构。图1是表示以一定倾斜角度携带身体动作测定装置状态的外观主视图，该身体动作测定装置内置有所述2个身体动作传感器，图2是电路方框图。
在实施例1中，身体动作测定装置1，在其正面设有输入装置2以及显示装置3，在其内部设有所述2个身体动作传感器4，还具有放大器5、6，A/D转换器7、8，存储装置9和CPU 10。
所述输入装置2是为了输入各种设定、测定开始及终止等而设置的，所述显示装置用来显示各种引导或测定结果等。此外，如图1所示，所述身体动作传感器4由在X轴方向上具有灵敏度的X轴身体动作传感器4a和在Y轴方向上具有灵敏度的Y轴身体动作传感器4b构成，其以一定的采样周期来采取包含与各轴方向有关的重力加速度成分的身体动作信号。在此，在本实施例中，被试验者将所述身体动作测定装置1相对于铅直方向及水平方向，按照图1所示的倾斜角度安装在腰带等上，安装成X轴与Y轴所形成的平面与铅直方向平行地安装。
所述存储装置9包括：用来存储所述X轴身体动作传感器4a的信号的X轴用缓冲器9a，同样用来存储所述Y轴身体动作传感器4b的信号的Y轴用缓冲器9b。
此外，所述X轴身体动作传感器4a通过放大器5及A/D转换器7与CPU 10相连接，同样，所述身体动作传感器4b也是通过放大器6及A/D转换器8与CPU 10相连接，将所述身体动作传感器4a及4b检测出的模拟信号转换为数字信号输送到CPU 10。所述CPU 10具有身体动作输出运算装置、合成输出运算装置、身体动作计数装置及判定装置。
同时参照图3至图9，对由所述各身体动作传感器4a及4b检出的身体动作信号与所述各运算装置进行说明。图3及图4分别表示由X轴及Y轴身体动作传感器4a及4b检测出的、步行时的各身体动作信号随时间变化的波形，图5是表示由所述X轴及Y轴身体动作传感器4a及4b检测出的、在奔跑时等身体动作为较大情况下的各身体动作信号随时间变化的波形，图6是表示从图5中示出的所述各身体动作信号减去预先设定的偏置电压值后而得到的各身体动作输出随时间变化的波形，图7是表示通过合成所述各身体动作输出值而得到的合成输出随时间变化的波形。
首先在检测所述身体动作信号时，当对步行这样的具有大致恒定节奏的身体动作做检测时，如图3及图4所示，所述X轴身体动作传感器4a及Y轴身体动作传感器4b检测出的各身体动作信号AxO及AyO，随着时间变化的而形成图示那样的信号波形。
所述各身体动作信号是在所述X轴身体动作传感器4a及Y轴身体动作传感器4b内预先设定有偏置电压的状态下，对受到在X轴方向及Y轴方向上作用的重力加速度的影响下的身体动作振动(动态加速度)进行检测的，即，以沿各轴方向上的受到的重力加速度的输出为基准线，从而形成所述动态加速度沿上下方向振幅那样的波形，例如，在图3及图4中，作为上限峰值与下限峰值之间的区间(以下称为P-P区间)表示的是规定区间，该规定区间的平均值表示沿所述各轴方向受到重力加速度成分XG及YG。即，即使是在没有产生所述动态加速度的情况下，而在所述X轴身体动作传感器4a没有检测出重力加速度成分的水平方向上具有灵敏度时，也可输出所述偏置电压值AO，当作为检测方向的X轴比水平方向倾斜时，X轴身体动作传感器4a也能够检测出在所述倾斜方向上所作用的重力加速度XG。对于Y轴传感器4b来说，情况也完全相同。
于是，在身体动作测定装置1处于静止状态下，所述X轴身体动作传感器4a的灵敏度方向处于水平方向而没有检测出重力加速度成分的情况下，将此时的输出值，即所述偏置电压值取为AO，同样Y轴身体动作传感器4b的偏置电压值也是AO，图5是表示在人奔跑时，X轴及Y轴方向的各身体动作信号AxO及AyO随时间变化的图形。
所述身体动作输出运算装置，从所述X轴用身体动作传感器4a及Y轴用身体动作传感器4b检测出的各身体动作信号AxO及AyO上减去所述偏置电压值AO后，并将该结果输出，图6是表示将所述输出作为X轴及Y轴的各轴的身体动作输出Ax1及Ay1时，该输出随时间变化的图。此时，所述Ax1及Ay1表示在各轴方向上受到的重力加速度的成分，同时还表示检测出的动态加速度。
所述合成输出运算装置，用来对X轴的身体动作输出Ax1及Y轴的身体动作输出Ay1的合成输出A1进行运算，合成输出A1用来计算相互垂直的2个轴的合成矢量，并用运算式A1＝(Ax12+Ay12)1/2来计算。即：可求出在受到重力加速度为1G的环境下的合成动态加速度的大小，从而得到图7中所示的合成输出波形。
所述身体动作计数装置采用所述合成输出A1来对步数进行计数，例如，如图7所示，所述合成输出A1达到预先设定的规定的阈值或其以上，然后又再降至所述阈值以下时，则进行一次计数。
此外，下面同时参照图8及图9，对所述判定装置进行说明。图8是表示根据所述判定装置所进行的判定而输出的各身体动作输出随时间变化的波形，图9是表示对所述判定后的身体动作输出进行合成而得到的合成输出随时间变化的波形。
从所述A1的运算式可知，所述图7中所示的合成输出A1均为正输出。即：如图7中的圆圈D部所示，在合成输出A1的波形中形成有如下波形，即：应该向下方凸的极值的输出从输出为0(V)处起，以对称方式折回而成为正输出。之所以产生这种情况，其原因在于：用图5来说明，如上所述，在X轴身体动作传感器4a及Y轴身体动作传感器4b中，由于动态加速度以重力加速度成分为基准线上下振动，所以有时身体动作信号AxO及AyO所分别形成的波形，会随着动态加速度的变大而与偏置电压值AO相交叉，于是该交叉部分就成为所述图7中的圆圈D部示出的折回输出。
如图7所示，在具有折回输出的合成输出A1的波形中，随着动态加速度的变大，所述折回输出值也会变大，所以，在所述身体动作计数装置中，有时用阈值来判定就会变得较困难。
因此，在所述合成输出运算中，为了不输出所述折回输出，所以要让所述各身体动作输出Ax1及Ay1的符号与所述各身体动作输出Ax1及Ay1的所述P-P区间的平均值XG及YG的正符号或负符号进行对比，当两者的符号不同时，则判定该输出不适于合成，并把该身体动作输出值转换成为零，而当两者的符号相同时，就直接判定为Ax1及Ay1，并将所述判定的身体动作输出作为Ax1＝Ax2及Ay1＝Ay2加以输出，于是如图8的曲线图所示，可得到由身体动作输出Ax2及Ay2形成的波形。
此外，通过所述合成输出运算装置，对所述判定的身体动作输出Ax2及Ay2的合成输出A2进行运算，从而可以得到图9中所示的合成输出波形。
下面，使用图10至图12来说明本实施例的身体动作测定装置1的动作。图10是表示本实施例中身体动作测定装置的动作的主程序的流程图，图11表示进行身体动作输出判定处理的子程序，图12表示进行计步处理的子程序。
首先，在图10的主程序中，当通过输入装置2输入测定开始时，身体动作测定装置1的电源被接通，于是在步骤S1中进行装置的初始设定。在步骤S2中，在X轴身体动作传感器4a及Y轴身体动作传感器4b中分别检测出包含重力加速度的各轴方向成分的身体动作信号AxO及AyO，该身体动作信号AxO及AyO分别经放大器5及6、及A/D转换器7及8，作为数字数据被采取到CPU10中，于是形成图5中所示的波形。
在步骤S3中，计算出所述采样的身体动作信号AxO及AyO与所述偏置电压值AO之间的差分，于是分别得到所述身体动作输出Ax1及Ay1，并分别存储在X轴用缓冲器9a及Y轴用缓冲器9b中，形成图6所示那样的波形。
在步骤S4中，判断是否是在规定的区间内得到所述身体动作传感器4a及身体动作传感器4b的采样。所述规定区间是指，在实施例1中的所述各身体动作传感器4a及4b随时间变化的上限峰值及下限峰值之间(P-P区间)的区间，在所述P-P区间所取得的采样数量为：n＝1到nmax个。即：当分别存储在X轴用缓冲器9a及Y轴用缓冲器9b中的Ax1及Ay1的个数没有达到nmax个时，则执行NO，而当步骤S2中继续采样并得到nmax个采样时，则执行YES，在接下来的步骤S5中，计算出所述nmax个的身体动作输出Ax1及Ay1的各平均值，将它们存储在所述存储器9中。如所述所示，所述各P-P区间的平均值表示各轴上受到的重力加速度的分力(XG及YG)。
在步骤S6中，由于依次读出分别在所述X轴用缓冲器9a及Y轴用缓冲器9b中n＝1到nmax的所述缓冲地址中存储的抽样数据，所以使缓冲地址返回到n＝0，在接下来的步骤S7中，将缓冲地址作为n＝n+1依次计数完毕，并逐一读入形成X轴及Y轴的身体动作输出波形的P-P区间的抽样数据。
步骤S8的身体动作输出判定处理是这样进行的，即：虽然将使用图11在后面进行说明，通过CPU10内的判定装置，将所述各身体动作输出的P-P区间的平均值的符号与第n个身体动作输出值的符号进行比较，当符号不同时，就把所述第n个身体动作输出值转换成零，于是如图8所示的那样，得到判定的身体动作输出Ax2及Ay2。由此，如上所述，可在合成身体动作输出时不形成折回输出。
在步骤S9中，通过所述CPU内的合成输出运算装置来合成所述第n个身体动作输出Ax2及Ay2，从而得到图9中所示的合成输出A2。所述合成输出A2是利用公式A2＝(Ax22+Ay22)1/2来运算的。在接下来的步骤S10中，根据所述合成输出A2，通过将使用图12在后面说明的所述CPU10内的身体动作计数装置，应用公知的计步处理来检测步数。
在接下来的步骤S11中，相对于P-P区间的全部的采样数据，判定是否进行了所述步骤S7到步骤S10，即判定是否已达到了n＝nmax。在没有达到时执行NO，并按照n＝n+1，相对于下面的采样数据反复进行所述处理程序，在达到n＝nmax时执行YES，然后再次返回到步骤S1，转移到下一个P-P区间的的处理。
在此处，利用图11对所述步骤S8的身体动作输出判定处理进行具体说明。在步骤S21中，读取存储在所述存储装置9中的第n个身体动作输出Ax1及Ay1、与各轴的P-P区间的平均值。在下面的步骤S22中，对所述各平均值的符号与各身体动作输出Ax1及Ay1的符号进行比较，在符号相同的情况下，由于在合成运算时不会输出折回输出，因此执行YES，在步骤S24中，将所述身体动作输出Ax1及Ay1作为已经判断过是否合适的身体动作输出Ax2及Ay2，对X轴用缓冲器9a及Y轴用缓冲器9b的存储进行更新，然后返回到图10的主程序中。此外，当符号不同的情况下执行NO，为了在合成输出运算时不输出折回输出，而将各身体动作输出Ax1及Ay1的值本身置换成零，再分别存储在X轴用缓冲器9a及Y轴用缓冲器9b中。即所述身体动作输出Ax2及Ay2都变为零，返回到图10的主程序。
此外，利用图12对所述步骤S10的计步处理进行具体说明。该计步处理预先设定阈值，该阈值可对足够用来检测步数的所述合成输出A2进行判定，当大于所述阈值时，从检测出所述合成输出A2的状态起，到低于所述阈值时，使对步数的计数完毕。
即，当计算出所述合成输出A2后，移动到图12的计步处理，在步骤S 31中要进行判定，判定是否设置有表示所述合成输出A2大于用于判别足以作为步数进行检测的阈值的标记1。当未设置标记1的情况下，则判定为没有检测出大于所述阈值的合成输出A，于是执行NO，而在步骤S32中，对所述计算出的合成输出A2是否大于所述阈值进行判断。若未大于所述阈值，则执行NO，并直接返回到图10的主程序中，若大于所述阈值，则执行YES，在步骤S33中，在设置了所述标记1之后，再返回到图10的主程序。
此外，在所述步骤S31中，当在安装有标记1的情况下，即判定处于已检测出了大于所述阈值的合成输出A2的状态，于是执行YES，在所述步骤S34中，判定是否所述合成输出A2小于所述阈值。当大于所述阈值时则执行NO，在步骤S35中，如上所述对步数进行加算，并将结果存储在存储器9中。
(实施例2)
在所述实施例1的身体动作测定装置1中，判定装置根据对身体动作输出Ax1及Ay1是否适合进行合成的判定，分别作为身体动作输出Ax2及Ay2进行计算，然后在合成输出运算装置中，根据所述身体动作输出Ax2及Ay2来运算合成输出A2。与此相对，本发明中的实施例2的身体动作测定装置根据所述身体动作输出Ax1及Ay1对合成输出A1进行计算，并基于所述判定装置对身体动作输出Ax1及Ay1是否适于合成的判定，根据所述合成输出A1来计算合成输出A2。
下面，根据图13及图14，以与实施例1之间的差异来说明实施例2的身体动作测定装置的处理程序。图13是表示实施例2的主动作的主程序的流程图，图14表示身体动作输出判定处理的子程序。
在此，实施例2的身体动作测定装置，与在实施例1中图1及图2中所示的外形图及框图的结构是一致的。
在图13中，与实施例1同样，当接通测定装置1的电源时，在步骤S101到步骤S103之间进行的动作与实施例1的图10的主程序的步骤S1到步骤S3之间的动作相同。在步骤S104中，根据所述步骤S103中计算出的身体动作输出Ax1及Ay1来计算合成输出A1。在接下来的步骤S105中，与实施例1的主程序的步骤S4同样，再次判定是否是在P-P区间内进行身体动作信号AxO及AyO的采样。
步骤S106到步骤S108与实施例1的主程序的步骤S5到S7的情况相同，也执行同样的动作，在步骤S109的身体动作输出判定处理中，转移到后述的图14的子程序，如上所述，根据所述判定装置对身体动作输出Ax1以Ay1是否适合于合成的判定，在实施例1中，对从图7中所示的所述合成输出A1到图9中所示的合成输出A2进行计算。
在以后的步骤S110到步骤S112与实施例1的主程序的步骤S10到S12的情况相同，也执行同样的动作，即使达到步骤S110的计步处理，也与实施例1相同，通过图12的子程序来进行处理。
所述图14的身体动作输出判定处理中，步骤S121及步骤S122与实施例1中所表示的身体动作输出判定处理的图11的子程序的步骤S21及步骤S22的情况相同，也执行同样的动作。
在所述步骤S122中，对所述各平均值的符号与各身体动作输出Ax1及Ay1的符号进行比较，当两者的符号相同的情况下，在进行合成输出运算时，为了不出现所述不需要的折回输出，则执行YES，在步骤S124中，将所述步骤S104中计算出的第n个合成输出A1的值作为合成输出A2，并更新存储装置9的存储，然后返回到图10的主程序。此外，当两者的符号不同时，则执行NO，在步骤S23中，为了在进行合成输出运算时不出现所述不需要的折回输出，把所述合成输出A1置换成零，并存储在存储装置9中。即：使所述合成输出A2变为零，然后返回到图10的主程序。
另外，在实施例1及实施例2中，使用X轴身体动作传感器4a及Y轴身体动作传感器4b，来检测相互垂直的2个方向上的身体动作信号，但是，也可以再增加分别与所述X轴以Y轴垂直的Z轴身体动作传感器，使用检测相互垂直的3个方向身体动作信号的检测装置。这种情况虽然未做图示，但是，以图2中所示的所述实施例的电路方框图为基础，装置结构包括Z轴身体动作传感器4c、放大器及A/D转换器，此外在存储装置9内还设有Z轴用缓冲器9c。此外，也可以以图10至图12中所示的所述实施例的程序为基础，在关于所述X轴及Y轴方向的各程序中，与X轴及Y轴同样进行与Z轴方向相关的检测、运算及缓冲处理等，从而可进行与实施例1及实施例2同样的处理。由此，即使X轴及Y轴所形成的面相对于垂直方向倾斜，也可以高精度地检测出身体动作。
此外，在CPU10的判定装置中，进行了使在图7中圆圈D部所表示的合成输出A1中步数计数不需要的折回输出为零的处理，但是实际上，在实施例中，在根据对可检测步数的输出进行判定的阈值来进行计数步数的一般的计步装置中，当所述折回输出的大小会影响到由所述阈值所进行的判定时，此时输出的步行和奔跑等都很难判定，可以通过适当地设定阈值而使其对应，至于步行来说，是振幅在上下数cm的往复运动，与重力加速度相比，其动态加速度变化极其小，所述折回输出本身几乎不被输出。此时，也可以不需要所述判定装置。
此外，在图11的步骤S22及图14的步骤S122中，CPU10的判定装置将身体动作输出Ax1及Ay1的各P-P区间作为规定区间，并根据所述P-P区间的平均值来判定所述身体动作输出Ax1及Ay1的是否适于合成运算，但是所述规定区间也不限定于P-P区间，也可以是能够判定各身体动作输出的轨迹波形的基准线符号的区间。虽然得到了P-P区间的平均值，也可以根据所述规定区间内的上限峰值及下限峰值的中点值来进行所述运算是否适合的判定。
此外，所述计数装置是根据所述合成输出A1或A2来计数步数，但是，所述合成输出A1及A2是表示在受到重力加速度1G的环境下中的动态加速度的大小，例如还具有动态加速度运算装置，其通过计算所述合成输出A1或A2与预先设定的重力加速度为1G大小的输出之间的差分，在消除重力加速度的影响之下，来计算身体动作的大小(动态加速度)，所以也可以应用在根据所述动态加速度对生物体进行测定的装置上。所述重力加速度为1G大小的输出可以分别是合成输出A1或A2的规定区间的平均值或中点，也可以是各身体动作输出的规定区间的平均值或中点的合成输出。
此外，如图2所示，在从X轴身体动作传感器4a及Y轴身体动作传感器4b分别取得身体动作信号AxO及AyO时，经放大器5及6、及A/D转换器7及8得到，尽管如此，但是为了去掉来自各身体动作传感器4a及4b的噪音，也可以在所述各身体动作传感器4a、4b与所述放大器5、6之间设置普通的模拟过滤器，以得到所述身体动作信号AxO及AyO。
Claims (21)
1. 一种身体动作测定装置，包括：身体动作传感器，其被配置成对不同方向的身体动作进行检测，同时对包含各检测方向的重力加速度成分的身体动作信号进行检测；身体动作输出运算装置，其将来自预先设定的偏置电压值的所述各身体动作信号的差分作为各身体动作输出进行运算；合成输出运算装置，其用来合成所述各身体动作输出，并对合成输出进行运算；身体动作计数装置，其根据所述合成输出来计数规定的身体动作。
2. 根据权利要求1所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
3. 根据权利要求1所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述身体动作传感器被配置成对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测。
4. 根据权利要求3所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
5. 根据权利要求1所述的身体动作测定装置，其特征在于，还具有判定装置，该判定装置对由所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合进行所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定出所述各身体动作输出的值不适合于合成时，就将所述身体动作输出的值视为零。
6. 根据权利要求5所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加得到的总和进行开平方而得到合成输出。
7. 根据权利要求5所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述身体动作传感器被配置成对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测。
8. 根据权利要求7所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
9. 根据权利要求5所述的身体动作测定装置，其特征在于，当规定区间的所述身体动作输出的平均值或中点的符号与所述身体动作输出的值的符号不同时，所述判定装置判定为所述身体动作输出的值不适合于合成。
10. 根据权利要求9所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
11. 根据权利要求9所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述身体动作传感器被配置成对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测。
12. 根据权利要求11所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
13. 根据权利要求1所述的身体动作测定装置，其特征在于，还具有判定装置，该判定装置对由所述身体动作输出运算装置运算出的各身体动作输出的值进行判定，判定其是否适合于进行所述合成输出的运算，当通过所述判定装置判定出所述各身体动作输出的值不适合于合成时，所述合成输出运算装置将所述身体动作输出的值视为零，并运算合成输出。
14. 根据权利要求13所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
15. 根据权利要求13所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述身体动作传感器被配置成对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测。
16. 根据权利要求15所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
17. 根据权利要求13所述的身体动作测定装置，其特征在于，当规定区间的所述身体动作输出的平均值或中点的符号与所述身体动作输出的值的符号不同时，所述判定装置判定为所述身体动作输出的值不适合于合成。
18. 根据权利要求17所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
19. 根据权利要求17所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述身体动作传感器被配置成对互相垂直的2个方向或3个方向的身体动作进行检测。
20. 根据权利要求19所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述合成输出运算装置通过对将各身体动作输出值的平方值相加所得到的总和进行开平方而得到合成输出。
21. 根据权利要求1至20中任何一项所述的身体动作测定装置，其特征在于，所述身体动作计数装置还具有动态加速度运算装置，该动态加速度运算装置将重力加速度的输出、所述各身体动作输出的规定区间的平均值的合成输出或规定区间的中点的合成输出的任一输出的值与所述合成输出值之间的差分作为身体动作的大小、即动态加速度来进行运算。
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