CN102297701A - 计步器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计步器及程序，每当检测到加速度传感器的输出信号从增加转变为减少(即，成为峰值)时将该峰值与第一阈值比较，并且，将其和之前一个峰值的检测定时之间的时间间隔与第二阈值进行比较，判定是否需要对步数进行计数。接着，将检测到的峰值与比第一阈值大的第三阈值进行比较，并且，将其和之前一个峰值之间的时间间隔与表示比第二阈值短的时间的第四阈值进行比较，判定使用者的动作类别(步行、跑行、或者其他状态)，在判定为步行中或者跑行中的情况下，对应该判定结果来评价在加速度的时间波形中显现峰值后的波形的下降陡峭度，按照每个动作类别对步数进行累计。

Description

计步器

技术领域

本发明涉及对使用者的步数进行计数的计步器，特别涉及使用加速度传感器等运动传感器检测使用者的一步的计步器。

背景技术

以往，这种计步器已被公知。并且，作为这种计步器，有根据是否在加速度传感器的输出波形上显现特征性的图案来对使用者的一步进行检测的类型(日本特开2006-039971号公报以及日本特开2006-127192号公报)、通过由加速度传感器测量到的物理量(加速度)与规定阈值的比较来对使用者的一步进行检测(日本特开2007-115242号公报、日本特开2007-115243号公报、日本特开2008-262522号公报、日本特开2006-118909号公报、日本特开2006-293860号公报以及日本特开2008-250964号公报)。

然而，对于计步器的使用者跑步的状态(存在双脚悬空的瞬间那样的移动状态)和走步的状态(在任何瞬间都有至少一个脚接触地面那样的移动状态)，作为一步应检测到的加速度的大小当然是不同的。为此，在通过由加速度传感器检测到的加速度与预先规定的阈值的比较来对步数进行计数的方式的计步器中，有时由于使用者的动作类别(走步或是跑步)或移动速度(慢走或是快走等)而无法准确地对步数进行计数。另外，在这样的方式的计步器中，有时在伴随于使用者的步行(或者跑行)的加速度的时间变化中重叠外部干扰(例如，使用者的周围的声音或振动等)，给步数的计数带来障碍。并且，在该方式的计步器中，有时也会由于该计步器安装于使用者的腰部或者装入包等中这样的计步器的安装部位，给步数的计数带来障碍。这是由于根据计步器以何种方式安装于使用者的身体，作为一步应检测到的加速度的大小会有所不同。这样，在为通过由加速度传感器检测到的加速度和预先规定的阈值的比较来对步数进行计数的方式的计步器的情况下，大多难以准确地对步数进行计数。对此，在通过加速度传感器的输出波形的图案解析对步数进行测量的方式的计步器中，虽然具有与前者的方式的计步器相比较能够准确地对步数进行计数这样的利点，但是却存在需要执行复杂处理、消耗电力变高的不良情况。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供能够以比现有技术少的消耗电力、实现不取决于使用者的动作类别或移动速度就能够准确地测量步数这样内容的技术。

为了解决上述课题，本发明提供一种计步器，其特征在于，具有：运动传感器，输出表示伴随运动而产生的物理量的信号；特征点检测机构，对上述运动传感器的输出信号进行解析，检测周期性地显现在上述物理量的时间波形中的特征点；第一判定机构，将由上述特征点检测机构检测到的特征点处的上述物理量的大小与第一阈值进行比较，并且，将上述特征点检测机构对于该特征点和在该特征点之前一个显现的特征点的检测定时之间的时间间隔与第二阈值进行比较，判定是否需要对佩戴使用该计步器的使用者的步数进行计数；第二判定机构，关于由上述第一判定机构判定为需要对步数进行计数的特征点，将该特征点处的上述物理量的大小与比上述第一阈值大的第三阈值进行比较，并且，将上述特征点检测机构对于该特征点和在该特征点之前一个显现的特征点的检测定时之间的时间间隔与表示比上述第二阈值长的时间的第四阈值进行比较，判定上述使用者的运动状态是步行状态、跑行状态、还是上述状态以外的状态；和计数机构，关于由上述第二判定机构判定为与步行状态或者跑行状态对应的特征点，根据上述第二判定机构的判定结果进行评价，检测步行或者跑行中的一步，按照使用者的动作类别累计步数。

根据这样的计步器，首先，由第一判定机构判定是否需要使用者的步数的计数，当判定为需要计数的情况下，由第二判定机构判定该使用者的运动的类别，根据该判定结果按动作类别进行由计数机构进行的步数的计数。为此，对于运动传感器(例如，加速度传感器)的时间波形上显现的特征点(例如，峰值(更准确来讲是局部峰值：加速度从增加转变为减少的极大点))处的物理量(即，加速度)的大小，在不足上述第一阈值的情况(即，为极小的峰值的情况)或在不足上述第二阈值的短时间内连续产生的情况等，为推测出因外部干扰等而显现的特征点的情况下，不进行步数的计数，能够准确地对步数进行计数。此外，在本发明的计步器中，由于通过对应于两个阶段的阈值的判定结果评价特征点来检测步行(或是跑行)的一步，所以，与对物理量的时间波形进行详细解析而进行一步的检测的现有技术相比较，能够以少的消耗电力准确地对步数进行计数。另外，在本发明的其他方式中，也可以是提供使计算机作为上述各机构发挥功能的程序、或是存储该程序的能够由计算机读取的存储介质的方式。

在此，在作为上述特征点使用峰值的情况下，作为其检测方式考虑各种方式。例如，考虑如下方式，即，在物理量从增加转变为减少时、或者在物理量从增加转变为减少且其减少的幅度超过规定阈值的情况下，检测作为上述特征点的峰值。另外，也可以是如下方式，即，在作为运动传感器使用输出表示相互正交的三个轴向的物理量的分量的信号的传感器时，在物理量的大小从增加转变为减少且按规定抽样间隔对上述各信号抽样而得到的数据的至少一个为规定阈值以上的情况下，检测作为上述特征点的峰值。

作为更优选的方式，在作为上述特征点使用峰值且作为上述物理量使用加速度(即，作为运动传感器使用加速度传感器)的情况下，上述特征点检测机构在对上述运动传感器的输出信号执行偏差修正之后之后再进行上述特征点的检测，其中该偏差修正是根据以静止时的加速度的大小与重力加速度的大小一致的方式预先求出的偏差修正值进行的。这是为了避免因运动传感器的制造偏差等造成的步数的计数错误。另外，在更为优选的方式中，也可以在检测到使用者静止的情况下，使特征点检测机构执行更新上述偏差修正值的处理。在使用者以装入到包等中的状态将该计步器安装于身体的情况下，在步行(或是跑行)中因计步器在包内滚动等而以与求算上述偏差修正值时的姿势不同的姿势进行步数的计数，会产生因使用了不适当的偏差修正值造成的步数的计数错误。但是，根据本方式，每当使用者静止时就进行偏差修正值的更新，能够避免因持续使用不合适的偏差修正值造成的步数的计数错误。也就是，根据这样的方式，能够与使用者步行或是跑行无关，而且也不受计步器向身体的安装方式的影响，准确地对步数进行计数。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的便携式电话机10的构成例的图。

图2是用于说明本实施方式的步数的计数的概略情况的图。

图3是表示该便携式电话机10的控制部110根据计步器程序所执行的计步器处理的流程的流程图。

图4是表示在该计步器处理的步骤SA100中执行的判定用加速度数据生成处理的流程的流程图。

图5是用于说明在该计步器处理的步骤SA110中执行的状况判定处理的图。

图6是表示在该计步器处理的步骤SA120中执行的动作类别判定处理的流程的流程图。

图7是表示在该计步器处理的步骤SA130中执行的计数处理的流程的流程图。

图8是表示在该计步器处理的步骤SA140中执行的停止区域判定处理的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(A：构成)

图1是表示作为本发明的一个实施方式的计步器发挥功能的便携式电话机10的构成例的方框图。该便携式电话机10除了用于进行通话音声的输入输出的音声输入输出部或与移动电话网的基站局进行无线通信的无线通信部(都省略图示)之外，还具有控制部110、运动传感器120、操作部130、显示部140、存储部150以及联系这些构成要素间的数据收发的总线160。

控制部110例如是CPU(Central Processing Unit)。该控制部110执行存储于存储部150(更准确来讲是非易失性存储部154)的各种程序，作为便携式电话机10的控制中枢发挥功能。控制部110根据各种程序所执行的处理将在后详细说明。

运动传感器120是输出表示伴随于运动而产生的物理量的信号的装置。在本实施方式中，作为运动传感器120使用压力阻力型三轴加速度传感器。运动传感器120将伴随运动而发生时间变化的物理量(在本实施方式中是加速度)分解成相互正交的三个轴(X轴、Y轴以及Z轴)方向的分量来进行检测，输出表示各分量的三个模拟信号(以下为加速度信号SAX、SAY以及SAZ)。当便携式电话机10的使用者将该便携式电话机10安装于身体(或者把持便携式电话机10)而进行某种运动时，起因于该运动的外力施加于运动传感器120的检测部(省略图示)，输出作为表示对应于该外力产生的物理量的信号的加速度信号SAX、SAY以及SAZ。另外，在本实施方式中，作为运动传感器120，使用的是对上述三个轴向分别检测-2G～2G的范围的加速度的加速度传感器，但当然也可以使用检测更小的范围(或者大的范围)的加速度的传感器。

加速度信号SAX、SAY以及SAZ各自经由总线160被提供给控制部110。控制部110以规定抽样周期(例如5毫秒周期)对这些模拟信号SAX、SAY以及SAZ分别进行抽样，执行变换成8比特数字形式的加速度数据(即，0～255的范围的数据)DAX、DAY以及DAZ的A/D转换处理。如上述那样，运动传感器120是对X轴、Y轴以及Z轴的各轴向检测-2G～2G的范围的加速度的三轴加速度传感器。为此，当以使运动传感器120的Z轴朝向铅垂方向(重力加速度方向)的状态向X轴的正方向移动便携式电话机10时，获得128～255的范围的加速度数据DAX，相反，当向该X轴的负方向移动时，获得128～0的范围的加速度数据DAX(在不向正负任何方向移动的状态(即，关于X轴向静止的状态)下，获得加速度数据DAX＝128)。另外，在本实施方式中，在控制部110执行上述A/D转换处理，但也可以经由A/D转换器将运动传感器120连接于总线160，在该A/D转换器执行上述A/D转换处理，另外，当然也可以使用与执行上述A/D转换处理的A/D转换器芯片化成一体的传感器(即，数字输出的加速度传感器等)作为运动传感器120。

操作部130和显示部140用于对便携式电话机10的使用者提供各种用户界面。操作部130具有例如数字键等多个操作件，输出表示使用者对这些操作件的操作内容的数据(以下，操作内容数据)。该操作内容数据经由总线160被提供给控制部110。由此，对操作部130进行的用户的操作内容被传递至控制部110。显示部140包括例如液晶显示器和其驱动电路(都省略图示)，显示对应于从控制部110提交的图像数据对应的图像。

存储部150包括易失性存储部152和非易失性存储部154。易失性存储部152例如为RAM(Random Access Memory)。该易失性存储部152在执行各种程序时作为工作区域由控制部110使用。作为存储于易失性存储部152的数据的一例，可列举在计步器程序154b的执行过程中被参照以及更新的各种特征位(修正值更新特征位、动作类别判定特征位、步数累计特征位以及停止区域判定特征位，对于各特征位的作用将在动作例中阐明)、或用于对便携式电话机10的使用者步行的步数或跑行的步数分别单独地进行累计的计数。

另一方面，非易失性存储部154是EPROM(Erasable ProgrammableROM)等非易失性存储器。在该非易失性存储部154中存储各种数据和各种程序。作为存储于非易失性存储部154的数据的一例，可列举经由移动通信网下载的乐曲数据、或是由便携式电话机10的使用者的朋友的电话号码或电子邮件地址等构成的地址簿数据(都省略图示)。另外，作为容纳于非易失性存储部154的程序的一例，可列举实现所谓OS(Operating System)的核心程序154a、用于经由移动通信网下载乐曲数据或映像数据的浏览器程序(省略图示)、根据乐曲数据进行音乐再生的音乐播放器程序(同样省略图示)、以及使便携式电话机10作为计步器发挥功能的计步器程序154b。另外，在图1中，仅图示了存储于非易失性存储部154的程序之中的核心程序154a和计步器程序154b。这是由于本发明中并不直接关联音乐播放器程序等其它程序。以下，以核心程序154a以及计步器程序154b为中心进行说明。

控制部110以接通便携式电话机10的电源(省略图示)为契机，将核心程序154a读出到易失性存储部152，开始执行。根据核心程序154a动作的控制部110被赋予：进行便携式电话机10的各部分的动作控制的功能、根据经由操作部130提供的用户的指示来执行一个或者多个程序的功能。另外，在本实施方式中，在指示了多个程序的执行的情况下，这些程序被并列地执行。例如，在指示了音乐播放器程序和计步器程序154b的执行的情况下，并列执行根据音乐播放器程序再生音乐的处理、和根据计步器程序154b对便携式电话机10的使用者的步数进行计数的处理。也就是，便携式电话机10的使用者能够在使用该便携式电话机10听音乐等的同时进行步数等的计数。

计步器程序154b是在控制部110执行上述的A/D转换处理、和使便携式电话机10作为计步器发挥功能的计步器处理的程序。在该计步器处理中，控制部110从加速度数据DAX、DAY以及DAZ经过后述的处理生成表示因便携式电话机10的使用者的运动产生的加速度的大小的判定用加速度数据ACC，如图2所示那样，基于在判定用加速度数据ACC的时间波形(作为将各抽样定时的判定用加速度数据ACC绘制于坐标平面而得的时系列数据的波形)中显现的特征点，检测便携式电话机10的使用者的一步并对步数进行计数。这是由于在便携式电话机10的使用者步行或是跑行的情况下，随着该步行或是跑行而大致周期性地显现特征点。另外，在本实施方式中，作为上述特征点，使用局部峰值(判定用加速度数据ACC从增加转变为减少的极大点，以下简称为“峰值”)。关于详细内容，为了避免重复而在动作例中阐明，在本实施方式中，通过对计步器处理的处理顺序进行钻研，能够以比现有技术更少的消耗电力实现不取决于便携式电话机10的使用者的动作类别(步行还是跑行等)或便携式电话机10的向身体的安装方式或是外部干扰的有无等就能够准确地测量步数这样的内容。以上为便携式电话机10的构成。

(B：动作)

接着，以计步器处理中的动作为中心，对控制部110根据计步器程序154b所执行的动作进行说明。

控制部110当经由操作部130被提供计步器程序154b的执行指示时，将该计步器程序154b从非易失性存储部154向易失性存储部152读出，开始执行。在该计步器程序154b的执行开始时刻，在上述的各种特征位中，作为初期值设定OFF(0)，在步数累计用的各计数中，设定初期值(0或者到上次的起动时为止所进行计数的步数)。

图3是表示控制部110根据计步器程序154b执行的计步器处理的流程的流程图。如图3所示那样，控制部110首先执行判定用加速度数据生成处理(步骤SA100)。该判定用加速度数据生成处理，是从由A/D转换处理生成的加速度数据DAX、DAY以及DAZ生成判定用加速度数据ACC的处理。该判定用加速度数据生成处理每当由A/D转换处理生成加速度数据DAX、DAY以及DAZ时(即，按每个抽样周期)即被执行。

图4是表示判定用加速度数据生成处理的流程的流程图。

如图4所示那样，控制部110当处理间通信等接收由A/D转换处理获得的加速度数据DAX、DAY以及DAZ(步骤SA1010)时，对这些加速度数据施加零原点重置处理(步骤SA1020)来生成加速度数据DAX′、DAY′以及DAZ′。在此，所说的零原点重置处理为如下处理，即，例如在使Z轴朝向铅垂方向的便携式电话机10也关于X轴、Y轴以及Z轴的任意方向静止的情况下，加速度数据DAX′以及DAY′成为0，以DAZ′成为表示铅垂向下朝向1G的值的方式修正加速度数据。该零原点重置处理通过进行以下的式(1X)、(1Y)以及(1Z)所示的运算而得以实现。

DAX′＝10×(DAX-128)…(1X)

DAY′＝10×(DAY-128)…(1Y)

DAZ′＝10×(DAZ-128)…(1Z)

通过实施这样的零原点重置处理，在便携式电话机10的使用者静止的情况下，加速度DAX′、DAY′以及DAZ′的二次方之和的平方根成为640(或是其附近的值)，该值表示重力加速度(铅垂向下朝向1G的加速度)的大小。另外，在式(1X)、(1Y)以及(1Z)中，除了上述的零原点修正之外，也进行用于增强信号强度的接收倍率(本实施方式中为10倍)的乘法计算，但接收倍率并不限定于10倍，另外，这样的接收倍率的乘法计算并不是必须的。

接着，控制部110参照容纳于易失性存储部152的修正值更新特征位，判定是否需要偏差修正值的更新(步骤SA1030)。在此，所说的偏差修正值，是指用于以静止时的加速度的大小与重力加速度的大小一致的方式修正加速度数据DAX′、DAY′以及DAZ′的值。并且，所说的修正值更新特征位，是指表示是否需要上述偏差修正值的更新的特征位，若该值为ON(1)的话(即，若SA1030的判定结果为”是”的话)，则表示需要偏差修正值的更新，若该值为OFF(0)的话(即，若SA1030的判定结果为“否”的话)，则表示不需要该更新。关于详细内容将在后叙述，在本实施方式中，在检测到便携式电话机10的使用者持续静止一定时间的情况下，控制部110将修正值更新特征位设定为ON(图3：参照步骤SA150以及SA160)，当偏差修正值的更新结束时，使修正值更新特征位返回至OFF。

如图4所示那样，在步骤SA1030的判定结果为“否”的情况(即，修正值更新特征位为OFF的情况)下，控制部110利用容纳于易失性存储部152的偏差修正值对加速度数据DAX′、DAY′以及DAZ′进行修正(步骤SA1050)。相反，在步骤SA1030的判定结果为“是”的情况(即，修正值更新特征位为ON的情况)下，在进行偏差修正值的更新以及使修正值更新特征位返回到OFF的处理(步骤SA1040)之后执行步骤SA1050的处理。这样，在本实施方式中，仅在便携式电话机10的使用者持续静止一定时间的情况下，进行偏差修正值的更新。另外，对于偏差修正值的计算方法，只要使用公知的方法即可。

接着，控制部110计算执行偏差修正后的加速度数据DAX′、DAY′以及DAZ′各自的二次方之和的平方根作为合成加速度数据ACC′，写入到易失性存储部152内的循环缓冲区(步骤SA1060)。该循环缓冲区具有容纳12个合成加速度数据ACC′的存储容量，在进行新的合成加速度数据ACC′的写入时在上述循环缓冲区无空闲的情况下，控制部110在消去最旧数据之后进行新的合成加速度数据ACC′的写入。

继步骤SA1060之后执行的步骤SA1070，是判定在上述循环缓冲区是否容纳有规定数量(本实施方式中为12)的合成加速度数据ACC′的处理。并且，控制部110在步骤SA1070的判定结果为“否”的情况下，反复执行步骤SA1010以后的处理，另一方面，在步骤SA1070的判定结果为“是”的情况下，计算上述规定数量的合成加速度数据ACC′的平均值(例如加法平均)，将该平均值作为判定用加速度数据ACC写入到缓冲区(作为被确保于易失性存储部152内的存储区域的、能够存储数十个试样等充分数量的判定用加速度数据的存储区域)(步骤SA1080)。如上述那样，上述循环缓冲区的容纳内容与由A/D转换处理进行的加速度数据DAX、DAY以及DAZ的生成(即，加速度信号的抽样)同步地依次被改写，所以，上述步骤SA1080的处理即是计算12个合成加速度数据的移动平均的处理。在本实施方式中，将这样计算的移动平均使用作为判定用加速度数据ACC。

在本实施方式中，将以上那样生成的判定用加速度数据ACC作为处理对象，执行步骤SA110以后的处理，进行步数的计数。在此注意的方面是，判定用加速度数据ACC是表示由便携式电话机10的使用者的运动产生的加速度的大小(更准确来讲是其移动平均)的数据。原本，加速度是具有大小和方向的矢量，根据使用者以何种朝向将便携式电话机10安装于身体(即，作为使用者和运动传感器120的检测轴的X轴、Y轴以及Z轴的相对位置关系)，获得即使使用者的动作相同值也不同的加速度数据DAX、DAY以及DAZ。为此，在直接使用加速度数据DAX、DAY以及DAZ进行步数的计数的情况下，需要进行特别规定使用者的行进方向和铅垂方向、进而解析各方向的波形来进行步数的计数这样的复杂的处理。对此，在本实施方式中，由于使用表示不依存于使用者与运动传感器120的相对位置关系的加速度的大小的判定用加速度数据ACC来对步数进行计数，所以，能够以简洁的处理对步数进行计数。另外，由于判定用加速度数据ACC为移动平均值，所以，因外部干扰等产生的微小的峰值被平均，能够避免因这些外部干扰造成的计数错误。

以上为判定用加速度数据生成处理的流程。

返回图3，继判定用加速度数据生成处理SA100之后执行的状况判定处理SA110，是基于判定用加速度数据ACC的时间波形中的特征点(本实施方式中为峰值)的显现来判定便携式电话机10的使用者的动作是否应为步数的计数的对象的处理。该状况判定处理SA110也是每当生成判定用加速度数据ACC时(即，除了向循环缓冲区存储规定数量的数据的存储期间以外的话，按每个抽样周期)被执行。以下，参照图5对状况判定处理的详细内容进行说明。

图5(A)是表示状况判定处理的流程的流程图。

如图5(A)所示那样，控制部110首先参照被写入上述缓冲区的最新的判定用加速度数据ACC，判定在判定用加速度数据ACC的时间波形上是否显现峰值(步骤SA1110)。如上所述，在本实施方式中，在判定用加速度数据ACC从增加转变为减少时，判定为显现了峰值。例如，若如图5(B)所示那样从第k个到第n个(k＜n)的抽样定时，判定用加速度数据ACC逐渐增加，在第n+1个抽样定时处判定用加速度数据ACC转变为减少，则在第n+1个抽样定时处，步骤SA1110的判定结果成为“是”(换言之，将其之前一个的抽样定时(即，第n个设为峰值)。如图5(A)所示那样，控制部110仅在步骤SA1110的判定结果为“是”的情况下，执行步骤SA1120以后的处理。这是因为如上所述，在本实施方式中，基于在判定用加速度数据ACC的时间波形显现的峰值进行步数的计数。

这样，在本实施方式中，在判定用加速度数据ACC从增加转变为减少时判定为峰值，但作为峰值检测的具体方法也考虑其他方式。具体来讲，考虑在判定用加速度数据ACC从增加转变为减少且其减少的幅度大于规定阈值的情况下判定为峰值的方式，或是在判定用加速度数据ACC从增加转变为减少的时刻的加速度数据DAX、DAY以及DAZ之中的至少一个大于规定阈值的情况下判定为峰值的方式等。另外，该阈值既可以关于X、Y以及Z的各轴向相同，也可以是对于每个轴都不同的值。根据便携式电话机10的使用者的步行方式(或是，跑行方式)，有在各轴的峰值上产生时间性的偏差的情况，有时在判定用加速度数据ACC的时间波形上连续地产生多个峰值，然而，根据上述的其他方式，尽管与本实施方式相比较，峰值检测所涉及的处理会变复杂，但可期待能够与使用者的步行方式(跑行方式)的癖弊无关地更为准确地进行峰值检测。

在当步骤SA1110的判定结果为“是”时执行的步骤SA1120中，控制部110判定由步骤SA1110检测的峰值的大小PACC(如上所述，在对于第n+1个试样步骤SA1110的判定结果为“是”的情况下，第n个抽样定时的判定用加速度数据ACC)是否为第一阈值th1以上。若该步骤SA1120的判定结果为“否”的话，控制部110不执行步骤SA1130以后的处理，结束本状况判定处理。相反，在步骤SA1120的判定结果为“是”的情况下，控制部110执行步骤SA1130以后的处理。这样，仅在由步骤SA1110检测的峰值的大小为第一阈值th1以上的情况下进行后续的处理，是因为这样就不会由因外部干扰等产生的微小的峰值(参照图5(C))产生步数的计数错误。这样，只要对于作为用于进行判定是否为微小峰值的第一阈值th1使用何种值，适当地进行实验来确定即可。

在当步骤SA1120的判定结果为“是”时执行的步骤SA1130中，控制部110判定由步骤SA1110检测的峰值与其之前一个的峰值的时间间隔是否为第二阈值th2以上。在此，所说的由步骤SA1110检测的峰值与其之前一个的峰值的时间间隔，是指在开始活动的情况(开始走动或开始跑动等开始检测到峰值的情况)下从脱离静止状态起至到达峰值的经过时间，如图5(B)所示那样，在第m个以及第n个(n、m为自然数：m＜n)的抽样定时处成为各个峰值的情况下，按(n-m)×抽样周期进行计算。

若该步骤SA1130的判定结果为“否”的话，控制部110不执行步骤SA1140以后的处理，结束本状况判定处理。相反，在步骤SA1130的判定结果为“是”的情况下，控制部110执行步骤SA1140以后的处理。这样，仅在由步骤SA1110检测的峰值与在其之前一个检测到的峰值的时间间隔超过第二阈值th2的情况下进行后续的处理，是因为在因外部干扰或震颤等产生双重或三重等多重峰值的情况(参照图5(C))下不会产生步数的计数错误。对于用于排除因多重峰值造成的计数错误的第二阈值th2，也与上述的第一阈值th1同样适当地进行实验来求算合适值即可。

在当步骤SA1130的判定结果为“是”时执行的步骤SA1140中，控制部110判定是否为停止等待(在判定用加速度数据ACC成为峰值之后等待下降到规定停止区域值的状态：详细内容在后叙述)。具体来讲，控制部110在停止区域判定特征位的值为ON时，判定为停止等待状态(即，步骤SA1140的判定结果成为“是”)，相反，在停止区域判定特征位的值为OFF时，判定不为停止等待状态(即，步骤SA1140的判定结果成为“否”)。该是否为停止等待的判定其目的也在于排除因上述的震颤等造成的计数错误。若该步骤SA1140的判定结果为“否”的话，则控制部110在将动作类别判定特征位设为ON(步骤SA1150)之后，结束本状况判别处理。相反，若步骤SA1140的判定结果为“是”的话，则控制部110不进行步骤SA1150的处理，结束本状况判定处理。

以上为状况判定处理的详细内容。

在图3中，继状况判定处理SA110之后的动作类别判定处理SA120，是从判定用加速度数据ACC的时间波形判定便携式电话机10的使用者的动作的类别(步行、还是跑行或者其他状态)的处理。图6是表示动作类别判定处理的流程的流程图。如图6所示那样，控制部110首先判定动作类别判定特征位是否为ON(步骤SA1210)，若该判定结果为“否”的话，则不执行步骤SA1220以后的处理就结束本动作类别判定处理。也就是，动作类别判定处理的主要部分(图6：步骤SA1220～SA1270的处理)仅在动作类别判定特征位为ON的情况下执行。如上所述，动作类别判定特征位成为“ON”，仅仅是状况判定处理的步骤SA1110～SA1130的判定结果为“是”、且步骤SA1140的判定结果为“否”的情况，限于该情况来执行动作类别判定处理的主要部分。

在当步骤SA1210的判定结果为“是”时执行的步骤SA1220中，控制部110判定由状况判定处理的步骤SA1110检测的峰值的大小是否为第三阈值th3以下。并且，控制部110在步骤SA1220的判定结果为“是”的情况下执行步骤SA1230的处理，相反，在步骤SA1220的判定结果为“否”的情况下执行步骤SA1260的处理。在此，第三阈值th3与上述的第一阈值th1同样，是用于评价在判定用加速度数据ACC的时间波形上显现的峰值的大小的阈值，使用比上述的第一阈值th1大的值。关于该第三阈值th3也通过实验等适当地求算合适值即可。

在步骤SA1220的判定结果为“是”时执行的步骤SA1230中，控制部110判定由状况判定处理的步骤SA1110检测的峰值与在其之前一个检测到的峰值的时间间隔是否为第四阈值th4所表示的时间间隔以上。该第四阈值th4与上述的第二阈值th2同样，是用于评价在判定用加速度数据ACC的时间波形上显现的峰值的时间间隔的阈值，使用表示比上述的第二阈值th2长的时间的值。对于该第四阈值th4也通过实验等适当地求算合适值即可。

在步骤SA1230的判定结果为“否”的情况下，控制部110在将步数累计特征位设为OFF(步骤SA1240)之后，执行将动作类别判定特征位设为OFF的处理(步骤SA1280)，结束本动作类别判定处理。相反，在步骤SA1230的判定结果为“是”的情况下，将步数累计特征位设为ON，进而作为步数计数用的评价参数设定“步行”用的参数(步骤SA1250)，执行步骤SA1280的处理而结束本动作类别判定处理。在此，所说的步数累计特征位，是指表示便携式电话机10的使用者的动作类别是需要步数的计数(即，“步行”或者“跑行”)还是不需要步数的计数(既不是“步行”也不是“跑行”的状态)的特征位，若该值为ON的话则表示需要步数的计数，若为OFF的话则表示不需要步数的计数。在本实施方式中，在上述步骤SA1250以及后述的步骤SA1270中，将步数累计特征位设置为ON。另外，所说的在步骤SA1250中设置的步数计数用的评价参数，是指用于评价判定用加速度数据的时间波形的下降陡峭度的参数，通过后述的计数处理加以使用。也就是，在本实施方式中，在判定用加速度数据的时间波形上显现的峰值的大小为第三阈值th3以下、且峰值间的时间间隔为第四阈值th4所示的时间长度以上的情况下，判定便携式电话机10的使用者的动作类别为“步行”，设置用于检测步行的一步的评价参数。

对此，在当步骤SA1220的判定结果为“否”时执行的步骤SA1260中，控制部110判定由状况判定处理的步骤SA1110检测的峰值与在其之前一个检测到的峰值的时间间隔是否小于第四阈值th4所示的时间间隔。在该步骤SA1260的判定结果为“否”的情况下，控制部110执行上述的步骤SA1240以及步骤SA1280的处理，结束本动作类别判定处理。相反，在步骤SA1260的判定结果为“是”的情况下，将步数累计特征位设为ON，进而作为步数计数用的评价参数设置“跑行”用的参数(步骤SA1270)，然后，执行步骤SA1280的处理而结束本动作类别判定处理。也就是，在本实施方式中，在判定用加速度数据的时间波形上显现的峰值的大小大于第三阈值th3、且峰值间的时间间隔小于第四阈值th4所示的时间长度的情况下，判定便携式电话机10的使用者的动作类别为“跑行”，设置用于检测跑行的一步的评价参数。

以上为动作类别判定处理的详细内容。另外，在本实施方式中，通过在判定用加速度数据ACC的时间波形上显现的峰值的大小与第三阈值th3的比较、以及峰值间隔与第四阈值th4的比较，判定便携式电话机10的使用者的动作类别，但是，当然也可以基于表示到达峰值前的波形的上升的陡峭度、或是到达峰值前的运动的强度的数据(例如，从停止区域到达峰值的判定用加速度数据ACC的总和)来判定动作类别。

接着，对继动作类别判定处理SA120之后执行的计数处理SA130进行说明。

图3的计数处理SA130为如下处理，即，通过评价在判定用加速度数据ACC的时间波形中显现峰值后的下降陡峭度，检测在动作类别判定处理SA120中判定动作类别为“步行”或者“跑行”的使用者的“步行的一步”或是“跑行的一步”，对步数进行计数。图7是表示计数处理的流程的流程图。如图7所示那样，控制部110首先判定步数累计特征位为ON(步骤SA1310)，若该判定结果为“否”的话，则不执行步骤SA1320以后的处理，结束本计数处理。也就是，本实施方式的计数处理的主要部分(图7：步骤SA1320～SA1360的处理)，仅在步数累计特征位为ON的情况(即，在动作类别判定处理SA120中判定为便携式电话机10的使用者的动作类别为“步行”或者“跑行”的情况)下被执行。

在步骤SA1310的判定结果为“是”时执行的步骤SA1320中，控制部110判定在状况判定处理的步骤SA1110的判定结果刚成为“是”之前或之后的判定用加速度数据ACC(如图5(B)所示那样，若第n个抽样定时为峰值的话，则第n个或第n+1个抽样定时的判定用加速度数据ACC)，是否为由动作类别判定处理设置的评价参数所示的峰值区域值以上。并且，若步骤SA1320的判定结果为“否”的话，则控制部110将步数累计特征位设为OFF，且将停止区域判定特征位设为ON(步骤SA1360)，结束本计数处理。相反，若步骤SA1320的判定结果为“是”的话，则控制部110执行步骤SA1330以后的处理。该峰值区域值成为与步行时相比在跑行时大的值。关于该峰值区域值，只要对步行的情况和跑行的情况各自适当进行实验来确定合适值即可。

在步骤SA1320的判定结果为“是”时执行的步骤SA1330中，控制部110判定状况判定处理的步骤SA1110的判定结果为“是”的判定用加速度数据ACC与其之前一个的抽样定时的判定用加速度数据ACC(即，峰值)之差是否为评价参数所示的规定值以上(即，从峰值下降的下降量是否为该规定值以上)。控制部110在该步骤SA1330的判定结果为“否”时执行步骤SA1360的处理而结束本计数处理，相反，在步骤SA1330的判定结果为“是”时执行步骤SA1340的处理。在该步骤SA1340的处理中，控制部110判定由状况判定处理检测的峰值与在其之前一个检测到的峰值的时间间隔是否为评价参数所示的震颤时间(关于该震颤时间，“步行”的情况的值比“跑行”的情况的值大，关于该震颤时间也通过实验求算合适值即可)以上。并且，若步骤SA1340的判定结果为“是”的话，则控制部110按照由动作类别判定处理所判定的每种类别使步数累计用计数器增加，使其计数值显示于显示部140(步骤SA1350)，而后，执行步骤SA1360的处理而结束本计数处理。相反，若步骤SA1340的判定结果为“否”的话，则控制部110不进行步骤SA1350的处理(即，不进行步数的累计)，执行步骤SA1360的处理而结束本计数处理。

以上为计数处理的详细内容。

继该计数处理SA130之后执行的停止区域判定处理SA140，是判定上述判定用加速度数据ACC的时间波形是否相对于特征点(本实施方式中为峰值)充分下降、成为可再次开始步数的计数的状态的处理，是用于排除图5(C)所示那样的多重峰值各自作为一步被检测的情况的处理。图8是表示停止区域判定处理的流程的流程图。如图8所示那样，控制部110首先判定停止区域判定特征位是否为ON(步骤SA1410)，若其判定结果为“否”的话(即，若停止区域判定特征位为OFF的话)，则不执行步骤SA1420以后的处理，结束本停止区域判定处理。也就是，构成本实施方式的停止区域判定处理的主要部分的处理(图8：步骤SA1420以及SA1430的处理)，仅在步骤SA1410的判定结果为“是”的情况(即，停止区域判定特征位为ON的情况)下被执行。

在步骤SA1410的判定结果为“是”的情况下后续执行的步骤SA1420中，控制部110判定该时刻的抽样定时的判定用加速度数据ACC的值是否为由动作类别判定处理设定的评价参数所示的停止区域值以下。关于该停止区域值，使用“步行”时比“跑行”时小的值。在本实施方式中，作为停止区域值使用与峰值区域值相同的值，但当然也可以使用比峰值区域值小的值。关于该停止区域值，也是通过实验等确定合适值即可。

并且，若步骤SA1420的判定结果为“是”的话，则控制部110将步数计数用的各种数据(之前的峰值的值或表示该峰值的抽样时刻的值等)写入到易失性存储部152内的规定存储区域，进行这些数据的退避，进而将停止区域判定特征位设为OFF(步骤SA1430)，结束本停止区域判定处理。相反，若步骤SA1420的判定结果为“否”的话，则控制部110不执行步骤SA1430的处理，结束本停止区域判定处理。

如上所述，在本实施方式中，在停止区域判定特征位的值为“ON”的期间，动作类别判别特征位不变成ON(参照图5(A))，不实施动作类别判定处理以及计数处理的主要部分。为此，例如，在如图5(B)所示的第n+1个抽样定时满足步骤SA1120以及SA1130的条件，进行步数的计数而将停止区域判定特征位的值设置为“ON”，此后，在判定用加速度数据ACC低于停止区域值之前，都仅反复执行判定用加速度数据生成处理SA100、状况判定处理SA110以及停止区域判定处理SA140和静止判定(步骤SA150)以后的处理，排除因震颤造成的步数的计数错误，而且，能够抑制无谓的电力消耗。

以上是停止区域判定处理的详细内容。

返回到图3，在继停止区域判定处理SA140之后执行的步骤SA150中，控制部110判定便携式电话机10的使用者是否持续静止一定时间。具体来讲，控制部110は，在容纳于上述缓冲区的最新的判定用加速度数据ACC的值是仅表示重力加速度的值(或是其附近的值)的情况下，参照其之前的规定试样数量(与上述一定时间相当的试样数量)的判定用加速度数据ACC，在全部都是仅表示重力加速度的值(或是其附近的值)的情况下，判定便携式电话机10的使用者持续静止一定时间。并且，若步骤SA150的判定结果为“是”的话，则控制部110在将修正值更新特征位设为ON(步骤SA160)之后，执行步骤SA170的处理，相反，若步骤SA150的判定结果为“否”的话，则控制部110不执行步骤SA160的处理，而是执行步骤SA170的处理。在该步骤SA170中，控制部110参照经由操作部130被提供的操作内容数据来判定是否指示计步器程序154b的执行结束，若其判定结果为“是”的话，则在使步数的计数值退避到非易失性存储部154之后，结束本计步器处理。相反，若步骤SA170的判定结果为“否”的话，则控制部110反复进行步骤SA100以后的处理。

以上是本实施方式的计步器处理的详细内容。

如以上说明的那样，在本实施方式中，基于根据加速度数据DAX、DAY以及DAZ计算的判定用加速度数据ACC(即，由便携式电话机10的使用者的运动产生的加速度的大小的移动平均)，判定便携式电话机10的使用者的动作状况(是否为应对步数计数的状况)以及动作的类别，按每种动作类别对步数进行计数。这样，由于基于由便携式电话机10的使用者的运动产生的加速度的大小来对步数进行计数，所以，不用考虑运动传感器120和便携式电话机10的使用者的相对位置关系(使用者以何种朝向将便携式电话机10安装于身体)，就能够以简洁的处理对步数进行计数。另外，在本实施方式中，以检测到便携式电话机10的使用者持续静止规定时间为契机，进行偏差修正值的再次计算。为此，即使在例如以放入包等中的状态安装于使用者的身体的便携式电话机10随着使用者的动作在该包内滚动那样的情况下，每当便携式电话机10的使用者的静止时进行偏差修正值的再次计算，避免持续使用不适当的偏差修正值。为此，根据本实施方式，能够与以何种方式将便携式电话机10安装于身体无关地能够对使用者的步数进行准确的计数。

另外，在本实施方式中，其特征还在于，构成为分成状况判定处理SA110和动作种副判定处理SA120这两个阶段，串联(即历时地)进行步数计数用的判定处理(判定用加速度数据ACC与阈值的比较)。若其目的仅为与便携式电话机10的使用者的动作类别或移动速度无关地准确对步数进行计数的话，即使以按每个抽样周期进行动作类别判定处理SA120以及计数处理SA130的方式也能够达成其目的。对此，在本实施方式中，基于由第一阈值t1以及第二阈值th2表达的宽松的基准来判定是否为应进行步数的计数的状况的状况判定处理SA110，按每个抽样周期被执行，另一方面，仅在该状况判定处理SA110中判定为应进行步数的计数的状况的情况下，执行动作类别判定处理SA120以及计数处理SA130，基于更严格的基准(具体来讲，由比第一阈值th1大的第三阈值th3和表示比第二阈值th2长的时间的第四阈值th4表达的基准)对动作类别进行详细的判定，而且，根据该判定结果进行步数的计数。因此，根据本实施方式，与按每个抽样周期进行动作类别判定处理SA120以及计数处理SA130的方式相比较，能够将消耗电力抑制得较低。

此外，在本实施方式中，也考虑在使便携式电话机10作为计步器发挥功能的同时也作为音乐播放器发挥功能这样的使用方式，在这样的使用方式中，因由便携式电话机10再生的音乐造成的便携式电话机10的筐体的振动可成为上述的外部干扰。但是，在本实施方式中，因这样的外部干扰产生的微小峰值在状况判定处理SA110中被从动作类别的判定对象除去，因由外部干扰或震颤等产生的多重峰值造成的步数的错误计数也由状况判定处理SA110避免。这样，根据本实施方式，即使在并列执行音乐再生这样的情况下，也能够准确地对步数进行计数。

如以上说明的那样，根据本实施方式，能够以比现有技术少的消耗电力实现以下内容，即，与使用者步行或是跑行等使用者的动作的类别或移动速度、或是便携式电话机10向身体的安装方式等无关地准确对步数进行测量。

(C：变型)

以上对本发明的实施方式进行了说明，但当然也可以对上述实施方式施加以下所述的变型。

(1)在上述的实施方式中，在具有程序执行功能且具有作为运动传感器的三轴加速度传感器的便携式电话机中适用本发明，作为计步器发挥功能。但是，本发明的适用对象并不限定于这样的便携式电话机，若为具有程序执行功能和三轴加速度传感器的移动终端的话，则也可以是移动型音乐播放器或移动型游戏机、PDA等移动型信息终端。

(2)在上述的实施方式中，使具有程序执行功能且具有作为运动传感器的三轴加速度传感器的便携式电话机作为计步器发挥功能。但是，当然也可以是提供计步器其本身的方式。具体来讲，只要组合三轴加速度传感器、执行图3所示的计步器处理的控制部、显示该计数结果的显示部、和用于进行各种输入操作的操作部来构成计步器即可。

(3)在上述的实施方式中，使具备程序执行功能和三轴加速度传感器的便携式电话机作为计步器发挥功能，对将该便携式电话机安装于身体进行使用的使用者的步数进行计数。但是，也能够对表示步行距离或跑行距离、或是运动强度的运动量(例如，METS)等进行计数。例如，在进行步行距离的计数的方式的情况下，只要通过将根据图3所示的流程图计算的“步行的步数”乘以“步行的步幅度”来计算步行距离即可。对于跑行距离也同样，只要将根据图3所示的流程图计算的“跑行的步数”乘以“跑行的步幅度”来计算跑行距离即可。另外，对于“步行的步幅度”或“跑行的步幅度”，可以是由操作部130的操作对便携式电话机10的使用者输入实际的测量值而使用该值的方式，另外，也可以输入该使用者的身长或类别，使用基于这些身长或性别等统计求得的值。

另外，对于表示METS等运动的强度的运动量的计算方式也考虑各种方式。例如，考虑以检测到判定用加速度的峰值为契机、计算该峰值之前的规定数量(例如15个)的判定用加速度数据的总计值、将该总计值作为运动量的方式，或者将距峰值规定时间的之前的判定用加速度数据与峰值之差(即，判定用加速度的上升的陡峭度)作为运动量的方式。

(4)在上述的实施方式中，在便携式电话机10的存储部150中预先存储显著地表示本发明的特征的计步器程序154b。但是，也可以将计步器程序154b写入到CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)等能够由计算机读取的存储介质中来进行配置，另外，也可以通过互联网等电气通信电路经由的下载进行配置。这样配置的计步器程序安装到具有程序执行功能和三轴加速度传感器的移动终端，使其控制部根据该计步器程序进行动作，由此能够使该移动终端作为本发明的计步器发挥功能。

(5)在上述的实施方式中，使用了三轴加速度传感器作为运动传感器120，但也可以使用单轴或是双轴加速度传感器作为运动传感器120，还可以使用测量速度、位移、角速度、倾斜、方位、压力等各种物理量并根据该测量结果输出信号的传感器作为运动传感器120。例如，若为测量随着步行或跑行等运动的角速度的周期性时间变化的方式的话，则作为运动传感器使用陀螺传感器即可，若为测量随着步行或跑行等运动的方位的周期性时间变化的方式的话，则使用地磁传感器作为运动传感器即可。总之，作为测量伴随步行或跑行等运动而周期性地时间变化的物理量并输出表示其测量结果的信号的传感器的话，则可以使用任何传感器作为运动传感器。另外，在上述的实施方式中，将在加速度的时间波形上显现的峰值作为反映运动类别的特征点进行检测，但是，当然也可以按与测量的物理量的关系将零交叉点或弯曲点、该物理量(或是其积分量)大于规定阈值的(或是小于规定阈值的)点作为上述特征点来加以使用。总之，只要是随着步行或跑行变化的各物理量的在时间波形上周期性地显现的特征点即可。这是因为考虑若为这样的特征点的话，则与上述峰值同样地有助于运动类别的识别。

Claims (8)

1.一种计步器，其特征在于，具有：

运动传感器，输出表示伴随运动而产生的物理量的信号；

特征点检测机构，对上述运动传感器的输出信号进行解析，检测周期性地显现在上述物理量的时间波形中的特征点；

第一判定机构，将由上述特征点检测机构检测到的特征点处的上述物理量的大小与第一阈值进行比较，并且，将上述特征点检测机构对于该特征点和在该特征点之前一个显现的特征点的检测定时之间的时间间隔与第二阈值进行比较，判定是否需要对佩戴使用该计步器的使用者的步数进行计数；

第二判定机构，关于由上述第一判定机构判定为需要对步数进行计数的特征点，将该特征点处的上述物理量的大小与比上述第一阈值大的第三阈值进行比较，并且，将上述特征点检测机构对于该特征点和在该特征点之前一个显现的特征点的检测定时之间的时间间隔与表示比上述第二阈值长的时间的第四阈值进行比较，判定上述使用者的运动状态是步行状态、跑行状态、还是上述状态以外的状态；和

计数机构，关于由上述第二判定机构判定为与步行状态或者跑行状态对应的特征点，根据上述第二判定机构的判定结果进行评价，检测步行或者跑行中的一步，按照使用者的动作类别累计步数。

2.如权利要求1所述的计步器，其特征在于，上述特征点是显现于上述运动传感器的输出波形中的峰值，

在上述运动传感器的输出信号从增加转变为减少时、或者在上述运动传感器的输出信号从增加转变为减少且减少幅度超过规定阈值的情况下，上述特征点检测机构检测作为上述特征点的峰值。

3.如权利要求1所述的计步器，其特征在于，上述特征点是显现于上述运动传感器的输出波形中的峰值，

上述运动传感器输出表示相互正交的三个轴向的上述物理量的分量的信号，

在合成上述三个轴向的分量而得到的上述物理量的大小从增加转变为减少且该时刻的上述三个轴向的分量中的至少一个分量大于规定阈值的情况下，上述特征点检测机构检测作为上述特征点的峰值。

4.如权利要求1所述的计步器，其特征在于，上述特征点检测机构在对上述运动传感器的输出信号执行偏差修正之后再进行上述特征点的检测，其中，该偏差修正是根据以上述使用者静止时的加速度的大小与重力加速度的大小一致的方式预先求出的偏差修正值进行的。

5.如权利要求4所述的计步器，其特征在于，还设有更新控制机构，该更新控制机构在检测到上述使用者静止时使上述特征点检测机构执行上述偏差修正值的更新。

6.如权利要求1所述的计步器，其特征在于，设有禁止机构，在由上述计数机构累计步数之后、且在上述物理量的大小变为第五阈值以下之前，该禁止机构禁止由上述第二判定机构进行判定。

7.如权利要求1至6中任一项所述的计步器，其特征在于，上述物理量是加速度，并且，上述运动传感器是加速度传感器。

8.一种程序，其特征在于，该程序使计算机作为如下机构发挥作用：

特征点检测机构，对运动传感器的输出信号进行解析，检测周期性地显现在上述物理量的时间波形中的特征点，其中，该运动传感器是与该计算机相连的运动传感器，输出表示伴随运动而产生的物理量的信号；

第一判定机构，将由上述特征点检测机构检测到的特征点处的上述物理量的大小与第一阈值进行比较，并且，将上述特征点检测机构对于该特征点和在该特征点之前一个显现的特征点的检测定时之间的时间间隔与第二阈值进行比较，判定是否需要对佩戴使用该计步器的使用者的步数进行计数；

第二判定机构，关于由上述第一判定机构判定为需要对步数进行计数的特征点，将该特征点处的上述物理量的大小与比上述第一阈值大的第三阈值进行比较，并且，将上述特征点检测机构对于该特征点和在该特征点之前一个显现的特征点的检测定时之间的时间间隔与比表示上述第二阈值长的时间的第四阈值进行比较，判定上述使用者的运动状态是步行状态、跑行状态、还是上述状态以外的状态；和

计数机构，关于由上述第二判定机构判定为与步行状态或者跑行状态对应的特征点，根据上述第二判定机构的判定结果进行评价，检测步行或者跑行中的一步，按照使用者的动作类别累计步数。

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