CN103308068A - 状态检测装置、电子设备、测定系统及状态检测方法 - Google Patents

状态检测装置、电子设备、测定系统及状态检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种状态检测装置、电子设备、测定系统以及状态检测方法等,其根据来自加速度传感器的加速度检测值，而恰当地对走步状态和跑步状态进行判断。状态检测装置（100）包括：取得部（110），其取得来自加速度传感器（200）的加速度检测值；判断部（160），其根据加速度检测值而对跑步状态和走步状态进行判断，判断部（160）在给定的判断期间内，对第一轴上的加速度检测值的正负的符号是否发生了反转进行检测，当正负的符号发生了反转时判断为跑步状态，而当正负的符号未发生反转时判断为走步状态。

Description

状态检测装置、电子设备、测定系统及状态检测方法
技术领域
本发明涉及状态检测装置、电子设备、测定系统及状态检测方法等。
背景技术
一直以来，通过将具有各种各样的传感器的设备安装在使用者的身体上，从而对该使用者的状态（例如运动状态等）进行检测的方法被广泛使用。作为这种设备，可以考虑到对使用者的心率信息进行检测的心率计、或者对走步或跑步时的步数等进行推断的计步器。
近几年在计步器中，不仅对步数的计数进行推断，还对使用者的移动速度或移动距离等的信息进行推断。当欲提高对速度或距离的推断精度时，优选对使用者的状态（具体而言，是处于走步状态还是处于跑步状态）进行推断。例如，在通过步数×步幅而对距离进行计算时，需要使用恰当的值以作为步幅，这是因为，一般情况下，在走步状态和跑步状态下步幅有所不同。这一点在使用步幅以外的参数而对速度等进行推断的情况下也是相同的，从而通过对走步状态下的参数和跑步状态下的参数进行切换，能够期待推断结果的精度提高。
此外，考虑到如下的事例，即，在速度或距离以外，走步状态和跑步状态的辨别也是有效的事例。例如，在对使用者的消耗卡路里进行计算的场景等时，需要根据运动负荷而变更计算方法（例如计算式）。
由于除此之外，也考虑到各种各样的、优选在走步状态和跑步状态下对其内容进行切换的处理，因此对准确地实施走步跑步判断的要求较严格。
虽然从以前就存在由使用者输入是处于走步状态还是处于跑步状态的装置，但由于从使用者的方便性等的观点出发，存在在运动状态的切换时需要进行输入等问题，因此近几年实施由系统进行的自动判断。
在专利文献1中，通过对相当于走步跑步的跨步的脉冲信号的时间间隔进行测定，从而实施对走步状态和跑步状态的判断。此外，在专利文献2中，在对相当于跨步的脉冲进行处理时，使用能够使不同的频带通过的滤波器，来对以相比较低的频率而被检测出的走步、和以相比较高的频率而被检测出的跑步进行判断。
专利文献1以及专利文献2的方法均是基于走步状态与跑步状态相比跨步的时间间隔较长这一观点的。但是，走步和跑步的间距根据人的不同而存在较大的差异。即使在走步状态下，也可能存在跨步的时间间隔非常短的情况（极端的示例为竞走等），并且即使在跑步状态下，也存在跨步的时间间隔较长的情况（例如大步跑法等）。因此，在基于跨步的时间间隔的方法中，存在进行误判断的风险。
专利文献1：日本特开2011-221798号公报
专利文献2：日本特开2008-77368号公报
发明内容
根据本发明的几个方式，能够提供一种根据来自加速度传感器的加速度检测值，而恰当地对走步状态和跑步状态进行判断的状态检测装置、电子设备、测定系统以及状态检测方法。
本发明的一个方式涉及一种状态检测装置，包括：取得部，其取得来自加速度传感器的加速度检测值；判断部，其根据所述加速度检测值而对跑步状态和走步状态进行判断，所述判断部在给定的判断期间内，对第一轴上的所述加速度检测值的正负的符号是否发生了反转进行检测，在所述符号发生了反转时判断为所述跑步状态，而在所述符号未发生反转时判断为所述走步状态。
在本发明的一个方式中，在根据来自加速度传感器的加速度检测值而对是处于走步状态还是处于跑步状态进行判断时，根据第一轴上的加速度检测值的正负的符号是否发生了反转，来实施处理。由此，能够通过容易的处理来进行判断，且与使用间距（跨步频率）等的方法相比能够实现判断的精度的提高等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，所述判断部根据作为所述第一轴而被设定的、与重力方向相对应的方向的轴上的所述加速度检测值，而对所述跑步状态和所述走步状态进行判断。
由此，能够进行基于重力方向的判断。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，所述判断部根据所述第一轴上的所述加速度检测值，而实施对在所述第一轴上与所述重力方向相对应的所述符号为正还是为负的判断，且当在所述给定的判断期间内，至少一次检测到与对应于所述重力方向的所述符号不同的所述符号的、所述第一轴上的所述加速度检测值时，判断为所述跑步状态。
由此，能够对与重力方向相对应的正负的符号进行检测，且能够通过是否检测到具有与该符号不同的符号的值来实施判断。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，所述判断部在所述给定的判断期间中第一期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为正、且所述给定的判断期间中后续于所述第一期间的第二期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为负时，或者，在所述第一期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为负、且所述第二期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为正时，判断为所述跑步状态。
由此，能够根据在判断期间内是否存在正的期间和负的期间双方，而实施对正负的符号的反转的检测等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，所述判断部在作为所述给定的判断期间而被设定的、走步或者跑步中的一个跨步的长度以上的期间内，根据所述加速度检测值而对所述跑步状态和所述走步状态进行判断。
由此，由于能够根据一个跨步的长度而对判断期间进行设定，因此能够抑制误判断等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，包括速度信息运算部，所述速度信息运算部根据所述加速度检测值，而对所述走步状态或者所述跑步状态下的速度信息进行运算。
由此，能够进行走步状态和跑步状态的判断，且进行对速度信息的运算等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，当将所述加速度检测值的大小的平均值设为S，并将速度信息运算用参数设为a、b时，所述速度信息运算部通过T＝aS＋b而对所述速度信息T进行运算。
由此，由于能够实施基于加速度检测值的平均值的处理，因此与使用步数的方法等相比，能够实现速度推断的精度提高等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，当将与所述加速度检测值的至少一个坐标轴分量的绝对值相对应的值的累计值设为I，并将速度信息运算用参数设为c、d、e时，所述速度信息运算部通过r＝cI2＋dI＋e而对所述速度信息r进行运算。
由此，由于能够实施基于加速度检测值的累计值的处理，因此与使用步数的方法等相比，能够实现速度推断的精度提高等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，所述速度信息运算部根据与第一加速度矢量和第二加速度矢量所成的角相对应的角度信息θ、和速度信息运算用参数，而对所述速度信息进行运算，其中，所述第一加速度矢量表示第一时机的所述加速度检测值，所述第二加速度矢量表示第二时机的所述加速度检测值。
由此，由于能够实施基于表示加速度检测值的加速度矢量的角度信息的处理，因此与使用步数的方法等相比，能够实现速度推断的精度提高等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，当将所述角度信息θ的累计值设为θsum，并将所述速度信息运算用参数设为m、n时，所述速度信息运算部通过V＝mθsum＋n而对所述速度信息V进行运算。
由此，能够实施基于角度信息的累计值的处理。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，当在所述判断部中判断为处于所述跑步状态时，所述速度信息运算部将跑步用参数设定为所述速度信息运算用参数，而当在所述判断部中判断为处于所述走步状态时，所述速度信息运算部将走步用参数设定为所述速度信息运算用参数。
由此，由于能够根据是处于走步状态还是处于跑步状态的判断结果，而对用于速度信息的运算的参数进行切换，因此能够实施对与运动状态相对应的恰当的速度信息的运算等。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，包括距离信息运算部，所述距离信息运算部根据由所述速度信息运算部运算出的所述速度信息，而对所述走步状态或者所述跑步状态下的移动距离信息进行运算。
由此，能够实施对走步状态和跑步状态的判断，且实施对距离信息的运算等。
此外，本发明的另一个方式涉及一种电子设备，其包括上述的状态检测装置和所述加速度传感器。
此外，在本发明的一个方式中，可以采用如下方式，即，包括多个端子，所述多个端子被用于心率的检测、以及所述电子设备向被测体的胸部的固定，所述加速度传感器为，取得相互正交的X轴、Y轴、Z轴这三个轴上的所述加速度检测值的三轴加速度传感器，并且当所述电子设备通过所述多个端子而被固定于所述被测体上时，所述Z轴的方向成为，与所述走步状态或者所述跑步状态下的行进方向相对应的方向，所述判断部根据所述Y轴上的所述加速度检测值，而对所述跑步状态和所述走步状态进行判断。
由此，由于能够在使用心率计以作为电子设备时，预先确定用于是处于走步状态还是处于跑步状态的判断的坐标轴进行确定等，因此能够实现处理负荷的减轻等。
此外，本发明的另一个方式涉及一种测定系统，其包括上述的状态检测装置。
此外，本发明的另一个方式涉及一种状态检测方法，其使计算机作为取得部和判断部而发挥功能，所述取得部取得来自加速度传感器的加速度检测值，所述判断部根据所述加速度检测值而对跑步状态和走步状态进行判断，所述判断部在给定的判断期间内，对第一轴上的所述加速度检测值的正负的符号是否发生了反转进行检测，当所述符号发生了反转时判断为所述跑步状态，而当所述符号未发生反转时判断为所述走步状态。
附图说明
图1（A）为将本实施方式的电子设备安装在使用者的胸部上的示例，图1（B）为本实施方式的状态检测装置的结构例。
图2（A）至图2（D）为走步状态下的加速度检测值的示例。
图3（A）至图3（D）为跑步状态下的加速度检测值的示例。
图4为对跑步状态下的使用者的动作与加速度检测值的对应关系进行说明的图。
图5（A）、图5（B）为本实施方式的电子设备的硬件结构例。
图6为本实施方式的处理中所使用的坐标轴与重力方向之间的关系图。
图7为将本实施方式的电子设备安装在使用者的胸部上的示例。
图8为走步跑步判断期间的设定例。
图9为表示加速度检测值的平均值与跨步频率及速度之间的关系的图。
图10为速度信息的运算中所使用的轴数与相关系数之间的关系图。
图11为加速度检测值的累计值与速度信息之间的关系图。
图12为由加速度检测值所表示的矢量和角度信息的示例。
图13为累计角度与速度信息之间的关系图。
具体实施方式0
以下，对本实施方式进行说明。另外，以下进行说明的本实施方式并不是对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当限定的内容。此外，在本实施方式中所说明的结构并不全是本发明的必要结构要件。
1.本实施方式的方法
首先，对本实施方式的方法进行说明。一直以来，已知一种根据来自使用者所装备的传感器（尤其是加速度传感器）的传感器信息，而对使用者的状态（尤其是走步状态和跑步状态）进行检测的方法。
在例如计步器等装置中，考虑到根据所检测出的步数而对走步跑步时的移动速度或移动距离进行推断。这些例如只需根据距离＝步数×步幅、速度＝距离/所需时间等而求取即可。但是，即使步数完全相同，在走步和跑步中，移动距离或速度也有所不同，这一点是完全可以理解的。即，在此，如果不根据运动状态而恰当地切换步幅的值，则难以进行对速度等的准确的推断。
此外，即使在不根据步数，而例如如后文所述那样根据来自加速度传感器的加速度检测值或加速度矢量的角度变化等来对速度等进行推断的情况下，也能够通过对在推断中所使用的参数等进行变更从而期待推断精度的提高。除此之外，即使在计步器以外的处理中，走步状态和跑步状态的判断是较为有效的事例也较多。
但是，一直以来被广泛使用的方法是基于如下这种假设的，即，走步状态与跑步状态相比，走步的跨步的时间间隔较长（或者跨步频率较低）这种假设。但是，走步时的跨步的时间间隔根据使用者而有所不同。而且，由于是喜好小步（pitch）跑法还是喜好大步（stride）跑法等根据使用者而有所不同，从而跑步时的跨步的时间间隔根据使用者（或者即使为同一使用者，也根据地面的状况等）而存在较大差异。即，对于跨步的时间间隔或跨步频率，难以明确地设定将走步和跑步分开的阈值等，从而无法否定误判断的风险性。
因此，本申请人提出一种不基于跨步的时间间隔的走步跑步判断的方法。具体而言，基于如下的事实来实施处理，即，在跑步状态下从一只脚着地到另一只脚着地的期间内，存在两只脚均未接触地面的瞬间，与此相对，在走步状态下，无论在哪一时机，右脚和左脚中的至少一方必然接触地面的事实（这并不是假设）。
也就是说，由于在跑步状态下克服重力而从接触地面浮起，因此在一个跨步中出现与重力方向反向的加速度，与此相对，在走步状态下不存在这样的情况。在本实施方式中，根据是否检测到了与重力方向反向的加速度，而实施走步跑步判断。
更加具体而言，只需考虑与重力方向相对应的坐标轴（虽然可以与重力方向相一致，但是并不限定于此。详细内容将在后文叙述），并根据来自加速度传感器的加速度检测值的该坐标轴分量的符号，来实施判断处理即可。另外，加速度检测值是指，通过来自加速度传感器的传感器信息而表示的值，并且当加速度传感器为一轴时，则成为表示该轴上的加速度值的标量。但是，一般情况下加速度传感器为N轴（N为2以上的整数，例如N＝3），此时的加速度检测值为N维矢量。以下，当出现了“给定的坐标轴上的加速度检测值”等的表现时，表示N维矢量的分量中与该轴相对应的分量（标量）。但是，上述“给定的坐标轴”并不限定于加速度传感器中所设定的坐标系中的轴，在实施坐标变换处理时，也可以指变换后的坐标系中所含有的坐标轴。此外，虽然在未限定坐标轴而使用了“加速度检测值”这一用语时，基本上表示N维矢量或N个标量的集合，但当在其前后的文章中作为对象的坐标轴明确时，则不限定于此。
对于与重力方向相对应的坐标轴上的加速度检测值而言，与重力加速度相对应的分量成为主导（与由于噪声或使用者的动作而产生的信号相比足够大）。因此，根据加速度检测值在该坐标轴上的分量的符号的变化，而对与重力方向反向的加速度进行检测，并根据检测结果而实施走步跑步判断。
在图2（A）至图2（D）中图示了走步状态下的实测值的示例，在图3（A）至图3（D）中图示了跑步状态下的实测值的示例。图2（A）、图2（B）、图2（C）分别表示加速度检测值的X轴分量、Y轴分量、Z轴分量的时间变化，图2（D）表示三轴的合成加速度（例如平方和的平方根）的时间变化。跑步状态也相同。
将X、Y、Z各个轴设为后述的图5（A）中所示的内容。处于水平方向（行进方向或与行进方向正交的方向）的Z轴、X轴上的分量，由于通过走步跑步而产生的信号值较小，因此易于受到因使用者的忽快忽慢等而产生的信号的影响，从而不适于状态判断。此外，由于合成加速度必定为非负，因此在本实施方式的方法中不使用。由此，本实施方式的处理中所使用的坐标轴为，图2（B）、图3（B）中所示的与重力方向相对应的轴（在此为Y轴）。根据图2（B）、图3（B）可明确，走步状态和跑步状态下的、Y轴上的加速度检测值的不同，在走步状态下不存在符号的反转（在此必为正），而与此相对，在跑步状态下符号发生反转（虽然在此正值为主导，但也获得负值）。本实施方式的方法根据该不同而实施是走步状态还是跑步状态的判断。
图4中图示了，跑步状态下的、加速度检测值的与重力方向相对应的轴分量的时间变化与使用者的运动之间的关系。如图4中的A1至A8所示，在跑步状态下，首先身体下沉且开始由右脚实施的蹬起（A1）。而且，身体前倾而开始由右脚实施的推进（A2），与右脚处的推进结束的时机相对应，使用者的右脚开始离开地面（A3）。而且，经过双脚均未接触地面的期间（A4），左脚接触地面（A5），并进行由左脚实施的推进以及右脚的蹬出（A6），结束左脚的推进，并且左脚开始离开地面（A7）。在A8中仅正在蹬出的脚不同，与A4同样地成为双脚均未接触地面的时机。
如图4中的图表所示那样，与A1～A8等的周期性的运动相对应，加速度检测值也具有周期性，并且在A3的时机，信号值减小，在与A4～A5相对应的期间的前后获得负值。到A5～A6信号值一时增加之后，再次转为减少，在A7～A8的前后获得负值。也就是说，在跑步状态中，在一个跨步（例如从一只脚着地到另一只脚着地为止等）的期间内获得一次负值（广义上为，与对应于重力加速度的符号不同的符号的值）。
下面，在对状态检测装置和包括该状态检测装置在内的电子设备等的系统结构例进行叙述后，对基于加速度检测值而实施的具体的走步跑步判断方法进行说明。在此，在对用于判断的坐标轴的设定处理进行叙述后，关于坐标轴设定后的处理，对两种方法进行说明。而且，考虑到将本实施方式的方法、和使用了加速度传感器的速度推断方法组合在一起的情况（例如，实现执行两种方法的计步器等的情况），而对速度推断方法也进行说明。速度推断方法中所使用的各种参数在走步状态和跑步状态下，可以被切换为不同的参数。
2.状态检测装置等的系统结构例
图1（A）图示了使用者10将包括本实施方式的状态检测装置在内的电设备900安装在胸部上的示例。另外，虽然在图1（A）中，将电子设备900安装在胸部上，但也可以安装在胸部以外的位置处。例如，通过将电子设备900安装在使用者10的手或脚等、走步或跑步时动作较大的部位上，从而与向胸部等安装时相比能够增大传感器信息的信号值。
接下来，图1（B）中图示了本实施方式的状态检测装置100以及包括该状态检测装置100在内的电子设备900（或者测定系统）的详细结构例。
状态检测装置100包括：取得部110、速度信息运算部130、存储部150、判断部160和距离信息运算部170。此外，作为包括状态检测装置100在内的电子设备900的示例，可列举出包括加速度传感器200、后文所述的图5（A）中所图示的天线部300和无线通信部400等在内的计步器等。另外，状态检测装置100以及包括该状态检测装置100在内的电子设备900并不限定于图1（B）的结构，能够实施省略这些结构要素中的一部分结构要素、或追加其他结构要素（例如实施速度信息运算用的校准处理的校准处理部等）等的各种各样的改变。此外，本实施方式的状态检测装置100的一部分或者全部的功能，可以通过利用通信而与天线部300以及无线通信部400连接的服务器来实现。
取得部110从加速度传感器200取得加速度检测值。取得部110为实施与加速度传感器200之间的通信的接口部，也可以为利用总线等的构件。
速度信息运算部130根据加速度检测值而对速度信息进行运算。在此，速度信息既可以为速度其本身，也可以为用于求取速度的信息（例如相对于速度的基准值的倍率等）。
存储部150为对求取速度信息时所使用的系数等的参数进行存储，且成为各部的工作区域的构件，其功能能够通过RAM等存储器或HDD（Hard DiskDrive：硬盘驱动器）等来实现。
判断部160对使用者的运动状态进行判断。具体而言，根据加速度检测值的给定的坐标轴分量的符号，而实施对走步状态和跑步状态的判断。详细内容将在后文叙述。
距离信息运算部170对距离信息进行运算，所述距离信息表示随着走步或者跑步而产生的使用者的移动距离。在此，距离信息既可以为距离其本身，也可以为用于求取距离的信息（例如相对于移动距离的基准值的倍率等）。
另外，取得部110、速度信息运算部130、判断部160和距离信息运算部170能够通过各种处理器（CPU等）、ASIC（门阵列等）等硬件、或程序等来实现。
而且，加速度传感器200例如通过电阻值因外力而发生增减的元件等所构成，并对三轴的加速度信息进行检测。但是，本实施方式中的加速度传感器200的轴数并不限定于三轴。
接下来，使用图5（A）、图5（B）来表示电子设备900的硬件结构例。图5（A）图示了电子设备900所包含的第一电子基板700的表面，图5（B）图示了第一电子基板700的背面。另外，为了在图示中避免混同，从而在图5（A）以及图5（B）中，以使表示第一电子基板700的框与表示电子设备900的框分离的方式而进行了绘图，但实际上两者是相一致的。对于后述的第二电子基板800也相同。
首先，本实施方式的电子设备900可以包括状态检测装置100、加速度传感器200、无线通信部400、天线部300和电池500（电池插座）。但是，电子设备900并不限定于图5（A）、图5（B）的结构，能够实施省略这些结构要素中的一部分结构要素、或者追加其他结构要素等的各种各样的改变。当作为电子设备900而考虑到例如使计步器和心率计一体形成的装置时，电子设备900也可以包括图5（B）中的600-1、600-2所示的应为心率测定用电极端子。此时，两个心率测定用电极端子600-1以及600-2被安装在如夹着心脏这样的位置处。
在此，无线通信部400实施与状态检测装置100和天线部300之间的通信相关的控制。无线通信部400能够通过各种处理器（CPU等）、ASIC（门阵列等）等硬件、或程序等而实现。
此外，天线部300为，将高频能量作为电波（电磁波）而向空间放射（发送），或者相反地将空间的电波（电磁波）向高频能量进行相互转换（接收）的装置。另外，本实施方式的天线部300至少具有发送功能。而且，天线部300相对于电子设备900而被设置有一个或多个，当例如设置有多个天线部300时，各个天线的口径可以不同。
但是，当将加速度传感器200和天线部300安装在同一基板上时，存在由于天线部300所发出的电波（电磁波）的影响，加速度传感器200的检测结果产生误差的情况。因此，一直以来，将加速度传感器200和天线部300分别分开设置在不同的基板上，从而使加速度传感器200的检测结果不产生误差。但是，此时，由于各个基板的厚度，电子设备900将增大，因此存在当在运动中将其安装在胸部等上时，会妨碍运动等的问题。
因此，在本实施方式中可以采用如下结构，即，如图5（A）以及图5（B）所示，状态检测装置100、加速度传感器200、无线通信部400和电池500被安装在第一电子基板700上，加速度传感器200被安装于无线通信部400的第一方向DR1侧，而天线部300被安装于无线通信部400的第二方向DR2侧。
由此，能够将加速度传感器200和天线部300分开安装，从而能够使加速度传感器200的检测结果中不易产生以天线部300所发出的电波为主要原因的误差。另外，由于只需将加速度传感器200和天线部300分开安装即可，因此能够实施调换DR1和DR2等各种各样的改变。
而且，能够将状态检测装置100、加速度传感器200、无线通信部400、天线部300和电池500安装在一张基板上，从而使电子设备900更加小型化等。由此，能够实现如下情况，即，即使在运动中将电子设备900安装在胸部等上，也不会成为运动的妨碍等。
此外，在电子设备900中，天线部300也可以被安装在，被安装于无线通信部400的第一方向侧的第二电子基板800上。
另外，优选为，事先排除第二电子基板800的背面的基板图案。此外，优选为，第二电子基板800如图5（A）以及图5（B）所示那样，重叠配置于第一电子基板700的端部处。但是，并不限定于此，例如，也可以将第二电子基板800配置为，仅一部分与第一电子基板700重叠。
由此，能够实现如下情况等，即，将加速度传感器200和天线部300进一步分开安装，从而能够使加速度传感器200的检测结果中不易产生以天线部300所发出的电波为主要原因的误差等。
此外，在电子设备900中，也可以采用如下结构，即，状态检测装置100、加速度传感器200和无线通信部400被安装在第一电子基板700的表面上，电池500被安装在第一电子基板700的背面上。
由此，能够使电子设备900变得更薄等。
3.基于加速度检测值而实施的走步跑步判断
接下来对根据加速度检测值而实施走步跑步判断的方法进行说明。首先，在对用于判断的坐标轴的设定方法进行了叙述后，对基于加速度检测值的该坐标轴分量的两个判断方法进行说明。
3.1与重力方向相对应的坐标轴的设定
如上文所述，在本实施方式的走步跑步判断中将重力方向作为基准而考虑，并根据是否检测到与重力方向反向的加速度而实施处理。在重力方向上，常时作用有1G的重力加速度，并且由使用者的运动等而引起的干扰与重力加速度相比足够小（例如0.1～0.2G左右，难以认为超过0.3G）。由此，以与重力方向相一致的方式而设定的坐标轴上的加速度检测值中，由于重力加速度（＋1G）的影响从而正值成为主导，并且能够推断为，出现负值的情况并不是由于噪声等而出现的情况，而是使用者实际上进行了跃起这样的动作的情况。在此，既然将走步状态和跑步状态作为问题，则在出现了负值时判断为处于跑步状态。
但是，用于本实施方式的走步跑步判断的坐标轴，只需能够区别该坐标轴上的加速度检测值的符号变化是因噪声等的干扰而引起的，还是反映了实际的跑步运动即可。也就是说，只要坐标轴上的由重力加速度所产生的分量相对于噪声等的干扰分量而足够大（只要噪声容限足够大），将该坐标轴用于本实施方式的走步跑步判断中便没有问题，其结果为，坐标轴并不限定于与重力方向相一致。
因此，在本实施方式中可以将与重力方向所成的角度在给定的阈值以下的坐标轴用于处理。图6中图示了示例。另外，虽然在图6中进行了平面描绘，但既然需要实际空间内的处理，坐标轴就在三维空间内被规定。如图6所示，在重力方向上，作用有1G的重力加速度和0.3G左右的噪声（假定了与靠经验所得到的值相比较大的值）。另外，关于噪声，虽然在图6中图示了重力方向上的噪声，但为也作用于重力方向的相反方向上（－0.3G～＋0.3G左右的范围内波动）的噪声。
在此，当考虑与重力方向所成的角度为φ的坐标轴时，重力加速度的该坐标轴分量为cosφ（G）。此外，上述的0.3G的噪声为，对重力方向上的分量进行了观测的结果，且为依靠经验而得到的值。因此，表示噪声的加速度矢量既有与重力方向相一致的情况，也有不一致的情况，在不一致的情况下，上述的0.3G的噪声是指，将该矢量向重力方向投影而得到的矢量的大小为0.3G。也就是说，不可否定根据坐标轴的设定而检测出大于0.3G的噪声的可能性，而在表示噪声的加速度矢量与所设定的坐标轴相一致的情况下，在该坐标轴上被检测出的噪声采用最大值。
也就是说，如图6所示，当考虑到与重力方向所成的角度为φ的坐标轴时，必须考虑产生最大y（G）的大小的噪声的可能性，并且通过下式（1）而给出y。
数学式1
y = 0.3 cos φ · · · ( 1 )
在此，作为噪声容限，只要考虑由重力加速度而产生的分量与噪声分量之间的差分值即可，当设定了与重力方向相一致的坐标轴时，成为1－0.3＝0.7（G）。因此，与重力方向所成的角度为φ的坐标轴上的噪声容限nm为下式（2）。
数学式2
nm = cos φ - 0.3 cos φ · · · ( 2 )
如果不是使nm至少成为正值的φ，则不优选设定为用于本实施方式的处理的坐标轴。因此，通过设定为nm＞0而求取φ，从而能够将φ设定为57°左右的值。但是，在本实施方式中，通过使nm具有某种程度较大的值，从而确保相对于干扰的强度。具体而言，设为φ＝45°，从而设定与重力方向所成的角度为45°以下的坐标轴。
另外，在本实施方式中，只需能够对有无与重力加速度的分量反向的分量进行检测即可，无需使重力加速度的分量出现于坐标轴的正方向上。由此，也可以将重力方向的相反方向设为基准，此时可以设定与该方向所成的角度为45°以下的坐标轴。这相当于如下的情况，即，当将与重力方向所成的角度φ的范围考虑在0°～180°内时，φ在135°以上的情况。也就是说，既可以将重力方向和其相反方向作为基准而分别考虑45°的角度范围，也可以仅以重力方向作为基准而考虑45°以下或135°以上的角度范围。
加速度传感器的加速度检测值，作为该传感器中所设定的坐标系（以下，称为传感器坐标系）中的值而被取得。例如在为三轴加速度传感器时，则由相互正交的三个轴构成的坐标系成为传感器坐标系。也就是说，既然能够将相对于重力方向而处于上述的角度范围内的坐标轴用于处理中，则可假定如下内容，即，可以将传感器坐标系中的至少一个轴用于本实施方式中的处理中。也就是说，通过选择传感器坐标系中最适当的轴，从而能够将该坐标轴上的加速度检测值直接用于处理中，并且可以不实施从传感器坐标系向走步跑步判断的分析用的坐标系（以下，称为分析坐标系）的转换。
因此，当使用搭载了加速度传感器200的智能手机以作为本实施方式的电子设备900时，即使在电子设备900的安装姿势的自由度非常大的情况下，也只需实施坐标轴的选择处理便足以，从而没有必要进行向分析坐标系的坐标转换。
虽然在以上的说明中，根据相对于重力方向的角度而对坐标轴进行了设定，但并不限定于此。这是因为，由于为了使用角度而需要对重力方向进行推断，因此根据情况的不同，处理负荷有可能会增大。因此，可以不根据角度而是根据传感器坐标系的各个轴上的加速度检测值，而选择本实施方式中所使用的坐标轴。具体而言，只需根据加速度检测值而对各个轴上的重力加速度的分量进行推断，并实施对该推断值与给定的阈值的比较处理即可，并且将重力加速度的分量的值大于阈值的轴作为与重力方向相对应的坐标轴而选择。当将与重力方向所成的角为45°时的理想的值设定为阈值时，则能够设定与基于上述的角度的设定方法相同的噪声容限。而且，如图6所示，对于该情况下的重力加速度的分量，只需将cosφ中的φ设定为φ＝45°即可，并且通过
Figure BDA00002920977300141
（G）而被给出。
此外，如图5（A）、图5（B）所示，在实施作为心率计的处理的电子设备900中，两个心率测定用电极端子600-1、600-2需要被安装在如夹着心脏这样的位置处等，从而该安装姿势的自由度较小。例如，如图7所示，考虑到如下的电子设备900（心率计），即，通过在被安装于胸部上的带80上设置兼作电极的连结部610-1和610-2，并且将600-1以及600-2与该连结部610-1和610-2连接，从而被固定于使用者10的电子设备900（心率计）。此时，作为安装姿势，只需考虑第一姿势和第二姿势这两个姿势即可，其中，所述第一姿势为对600-1和610-1进行连接并对600-2和610-2进行连接的姿势，所述第二姿势为对600-1和610-2进行连接并对600-2和610-1进行连接的姿态，并且第二姿势相对于第一姿势在铅直方向上反转180度。此时，如图5（A）所示，当在第一姿势下使传感器坐标系中的一个轴与重力方向（或者其相反方向）相对应时，则即使以第二姿势进行安装，该轴也与重力方向的相反方向（或者重力方向）相对应。也就是说，在这种姿势的自由度较低的事例中，也能够采用如下结构，即，在装置的设计阶段确定了用于走步跑步判断的坐标轴，从而连选择处理都不需要的结构。
另外，虽然在以上的说明中，对根据角度或者加速度检测值而从传感器坐标系之中选择用于处理的坐标轴的事例、或者在设计时等预先确定了用于处理的坐标轴的事例进行了叙述，但并不限定于此。例如，也可以采用如下方式，即，实施从传感器坐标系向分析坐标系的坐标转换处理，并使转换后的分析坐标系中的一个轴与重力方向相对应。
当实施了坐标转换时，与未实施坐标转换的情况相比处理负荷增大，由于该点而不为优选。但是，如后述的速度信息运算的一个实施方式那样，也假定如下的情况，即，在其他的处理中，将重力方向作为基准而实施坐标转换处理。由于在该种情况下，即使在走步跑步判断中实施了坐标转换，对于系统整体而言处理负荷也不会增大，因此也可以将分析坐标系中的一个轴设为用于处理的坐标轴。此时，不限定于所选择的坐标轴与重力方向相一致的情况，满足上述的条件的程度的偏差是被容许的。
3.2第一方法
对走步状态和跑步状态的判断方法进行具体叙述。在第一方法中，首先对所设定的坐标轴上的重力加速度的分量是出现在正方向上，还是出现在负方向上进行检测。在上述的方法中，容许如下的情况，即，作为用于判断的坐标轴，不仅设定有重力方向（以及相对于重力方向的偏差满足条件的方向），还设定有重力方向的相反方向（以及相对于该相反方向的偏差满足条件的方向）。因此，即使已知该轴上的加速度检测值中，重力加速度的分量为主导，也不确定该符号为正还是为负。
因此，在第一方法中，对给定的长度（例如一秒钟等）的重力方向判断期间进行设定，并根据该期间内的加速度检测值而对重力方向（重力加速度的坐标轴分量）的符号进行确定。具体而言，只需将所设定的重力方向判断期间内的加速度检测值的累计值的符号设为，重力方向的符号即可。如图3（B）所示，用于处理的坐标轴上的加速度检测值的大部分具有与重力加速度相对应的符号，且该值也较大，与此相对，符号与重力方向不同的加速度仅出现较短时间，且值也较小。由此，当恰当地对重力方向判断期间的长度进行设定时，加速度检测值的累计值的符号将与表示重力方向的符号相一致。
作为重力方向判断期间，只需设定与一个跨步中出现与重力方向反向的加速度的期间相比足够长的期间即可。在不满足该条件的情况下，例如在图3（B）中的B1所示的期间那样，可能局部地实施反向的加速度为主导的期间内的累计处理，而造成误判断。关于该点，由于只要能够设定与B1所示的期间相比足够长的期间，重力方向判断期间无论在一个跨步中的哪个时机开始，重力方向均成为主导，因此能够制止误判断的可能性。由于关于重力方向判断期间的长度的上限，从精度等的方面出发不特别地进行限定，因此只需对与其他的处理之间的关系等、系统上容许的值进行设定即可。
而且，走步跑步判断只需设定给定的走步跑步判断期间，并对在该走步跑步判断期间内是否出现具有与重力方向不同的符号的加速度检测值进行检测即可。在此，如果欲针对每个跨步实施走步跑步判断，则走步跑步判断期间的长度为，相当于一个跨步的长度的期间。因此，如果只需针对每两步或每三步实施判断即可，则两个跨步的长度或者三个跨步的长度成为走步跑步判断期间。
另外，如图8所示，也可以以使某个走步跑步判断期间和下一个走步跑步判断期间重合的方式进行设定。图8中的T1～T8分别对应于一个跨步的长度。例如通过在M1（T4结束时等）的判断中使用T1～T4，在M2（T5结束时等）的判断中使用T2～T5，从而能够在使判断期间增长的同时，针对于每一个跨步而实施判断结果的输出。但是，考虑到如下等事例，即，即使在例如T4中实际上处于走步状态，如果在T1～T3中的某一期间处于跑步状态，则M1的输出也会成为跑步状态等的事例。也就是说，由于存在如下等的可能性，即，即使从跑步状态转移至走步状态，向判断结果的反映也会产生时间滞后、或者无法检测出跑步状态的波谷间的较短的走步状态等的可能性，因此在设定如图8这种走步跑步判断期间时，考虑该点即可。
此外，需要注意走步跑步判断期间的下限，在此设定为一个跨步的长度以上。其原因在于，虽然存在与每一个跨步相比较小的单位下的走步跑步判断的优点不大明显的情况，但最重要的是，如图3（B）所示这样，在与一个跨步相比较短的期间内，即使处于跑步状态也有可能不出现与重力方向不同的符号的加速度检测值。因此，由于即使该跨步处于跑步状态，在将图3（B）中的B2所示这种期间设为走步跑步判断期间时，也不会出现与反向相对应的符号的加速度检测值，因此，判断为走步状态。也就是说，走步跑步判断期间需要设定为，在处于跑步状态时可靠地出现与反向相对应的符号的程度这样长的期间，从而其下限为一个跨步的长度。
另外，能够自由地设定对重力方向进行判断的时机、次数等。例如，可以采用如下方式，即，配合电子设备900的安装，而对重力方向进行一次判断，并在之后继续计测的期间内继续使用该判断结果。或者也可以在每次实施走步跑步判断时实施重力方向的判断。例如，也可以采用如下方式，即，以与走步跑步判断期间的一部分（例如前半部分）重合的方式设定重力方向判断期间，并且根据此时的重力方向的判断结果而实施走步跑步判断。此时，在与重力方向判断期间重合的走步跑步判断期间内，可以不实施走步跑步判断，并可以事先对数据进行保持，而在确定重力方向后实施判断。另外，能够通过各种各样的方法而对重力方向的判断时机进行设定。
根据以上的方法，当出现了与重力方向反向的符号的加速度检测值时，判断为跑步状态，而在未出现与重力方向反向的符号的加速度检测值时，判断为走步状态。但是，并不限定将一次判断时机的判断结果就此输出。例如也可以对多次（三次等）的判断结果进行保持，并对这些结果进行统合而作为最终的输出。例如，可以实施如下的多次决定判断，即，对最近三次的判断结果进行保持，且当判断为两次或三次均为相同的状态时，输出该状态。
3.3第二方法
虽然在上述的方法中，对重力方向的符号进行检测，但并不限定于此。在第二方法中，不特别地考虑重力方向的正负，而是根据加速度检测值的符号在走步跑步判断期间内是否发生反转来实施判断。
此处的走步跑步判断期间只需设定对在处于跑步状态时可靠地出现符号的反转的期间即可，并且与第一方法相同地，成为一个跨步的长度以上的期间。
在跑步状态中，如图3（B）所示那样存在符号进行反转的时机，与此相对，虽然在走步状态中，既存在加速度检测值的符号为正的情况也存在为负的情况，但如图2（B）所示，仅出现其一方而不存在反转的情况。
此外，由于如上文所述将一个跨步的长度以上的期间用于走步跑步判断，因此可以不考虑在跑步状态中符号不发生反转的事例。这是因为，在足够长的走步跑步判断期间中，若仅出现了与重力方向的反向相对应的符号的加速度检测值，则会成为持续获得向上方的推进力的情况，作为人类的运动是不合理的。
另外，在第二方法中，也可以实施对多次的判断结果进行统合的处理（多次决定判断等）。
4.速度的推断
接下来，对根据来自加速度传感器的加速度检测值而对使用者的移动速度或距离进行推断的方法进行说明。虽然如上所述，能够通过步数×步幅来求取移动距离，并通过距离/所需时间来求取移动速度，但即使能够辨别出走步和跑步，据此也不易准确地对步幅进行推断。因此，在此，对不依赖于步数的速度信息的运算方法进行说明。
具体而言，对根据加速度检测值的值本身而进行求取的方法，和根据与加速度检测值相对应的加速度矢量的角度变化而进行求取的方法进行叙述。此时，假定如下内容，即，加速度检测值的值本身、或者加速度矢量的角度变化，在走步状态和跑步状态下其值有所不同。也就是说，由于以下的方法能够某种程度地反映出运动状态的不同，因此即使在不与本实施方式的走步跑步判断一起使用的情况下，与基于步幅的方法相比也能够高精度地对速度等进行推断。
根据以上的内容，在本实施方式的状态检测装置100中，可以独立地实施走步跑步判断和速度等的推断。但是，也可以根据判断部160中的走步跑步判断的结果，而改变速度信息运算部130中的速度信息运算处理，具体而言，可以根据运动状态而改变速度信息运算处理中所使用的参数等。
此外，在使用以下的方法时，能够增高加速度传感器200的安装位置的自由度。由于在通常情况下，与脚部或腕部相比，胸部或腰部等在走步跑步时的动作较少，因此在将加速度传感器200安装在该部位上时，加速度检测值也会变小，从而难以进行正确的速度推断。但是，以下的方法也能够应对如将加速度传感器200设置在胸部等上这种事例。
4.1基于加速度检测值的平均值的方法
首先，对基于加速度检测值的平均值的方法进行说明。在图9中图示了，在走步间距（与跨步频率相对应）和速度的各种组合下进行了走步运动时的、加速度检测值的平均值的示例。从图9可知，当速度为固定时，预定时间内的加速度检测值的平均值与跨步频率无关而为大致固定的值。此外，具有如下的倾向，即，速度越增大，加速度检测值的平均值也越增大。
考虑到各种各样的此处的、加速度检测值的平均值计算方法。如上文所述，如果加速度传感器200为N轴加速度传感器，则加速度检测值为N维矢量。在图9中，例如假定如下内容，即，设为N＝3（X、Y、Z三轴），并通过下式（3）而求取加速度检测值的大小（矢量的大小）Va，并使用在给定的期间内的各个时机所求出的Va的平均值。但是，也可以通过下式（3）以外的方法来求取加速度检测值的平均值。
数学式3
Va = x 2 + y 2 + z 2 · · · ( 3 )
由于根据图9可认为，在加速度检测值的平均值与移动速度之间存在较高的关联，因此如果求出该相互关联，则能够根据加速度检测值的平均值而对速度信息进行运算。在此，当将加速度检测值的平均值设为S，并将速度信息（在此假定为速度其本身）设为T时，通过假定一次方程式T＝aS＋b，并恰当地对速度信息运算用参数a、b进行设定，从而对速度信息进行运算。
作为a、b，在将多个使用者作为对象时，可以设定能够确保某种程度的精度的通用的值。但是，由于每个使用者存在个人差，因此当使用了共通参数时，在精度方面存在限制。因此，可以根据情况而针对每个使用者设定不同的值，因此可以实施校准处理。由于需要对a、b这两个未知数进行确定，因此需要取得（S、T）不同的两个组合。例如，只需使使用者以不同的两个速度步行已知的距离（例如100m），并使用该信息即可。此时，能够根据加速度传感器200的信息而取得S，并且既然进行了已知的距离的步行，则通过用该距离除以所需时间，从而也能够取得速度T。也就是说，对于两个未知数，由于能够取得两个a、b的关系式，因此能够毫无疑义地确定a和b。
另外，也可以根据是处于走步状态还是处于跑步状态而对a和b的组合进行变更。在该情况下，在走步时使用走步用参数a1、b1，而在跑步时使用跑步用参数a2、b2。此时，当实施校准时，考虑到根据通过走步而实施的速度不同的两次运动来对a1、b1进行确定，并根据通过跑步而实施的速度不同的两次运动来对a2、b2进行确定。
4.2基于与坐标轴分量的绝对值相对应的值的方法
在使用加速度检测值的平均值时，由于如上式（3）所示这样需要进行平方根运算，并且为了求出平均值而需要进行除法运算，因此存在计算量较大的问题点。
在此，对不伴有平方根运算或除法运算的速度信息的运算方法进行说明。此外，由于在该方法中，只需使用加速度传感器200的一个或者多个轴（例如三个轴）中至少一个坐标轴分量，便能够进行速度信息的运算，因此能够期待进一步的计算量的削减效果。但是，如图10所示，用于处理的轴数越增多，则精度越增高。图10的相关系数为表示所运算出的速度信息和使用者的实际的移动速度之间的相关值的系数，并且示出了如下的内容，即，相关系数越增大，速度推断值和使用者的实际的移动速度越近似。此外，A、B、C表示不同的三个使用者的试验结果。
速度信息运算部130在给定的期间内对加速度传感器200的至少一个坐标轴分量的加速度检测值进行累计，并求出累计值I。图11图示了累计值I与速度信息之间的关系，并且P1等四边形的点表示实际上计测出的结果。从图11可知，I和速度信息，能够通过由S1所示的曲线而良好地表示其关系。
因此在此，根据r＝cI2＋dI＋e的关系式而求取速度信息r。此处的速度信息r既可以为速度其本身，也可以为与相对于基准速度的比率等相当的信息。当r为比率等信息时，例如，当将基准速度设为VS，将推断速度设为Vd时，则可根据Vd＝rVS等方程式而求取速度其本身。
另外，优选为，c、d、e（以及VS）根据所使用的轴数或实施累计处理的预定的期间，而设定不同的值。而且，当考虑到使用者的个人差时，则优选为，针对进行使用的每个使用者而设定适当的值。此时，也可以根据使用者的实测值而实施校准处理。此外，在可以根据运动状态（尤其是，是处于走步状态还是处于跑步状态）而对c、d、e（以及VS）的值进行切换这一点上，与上述的a、b相同。
另外，加速度检测值的坐标轴分量并不一定常时为正值（或者常时为负值）。因此，在成为累计处理的对象的第一加速度检测值与第二加速度检测值的符号有所不同时，相互抵消而使累计值减小从而无法实施恰当的速度推断。因此，只需累计处理不使用加速度检测值的坐标轴分量其本身，而是使用与其绝对值相对应的值来实施即可。在此，鉴于只需使累计对象的符号全部一致（或者也可以包括0）即可的情况，从而与绝对值相对应的值既可以为加速度检测值的绝对值其本身，也可以为必然成为非负的值的、加速度检测值的偶次方的值。
此外，当减少处理所使用的坐标轴的数量（例如仅使用一个轴）时，为了确保速度推断的精度，而需要该轴上的加速度检测值的大小在某种程度上较大。尤其在将加速度传感器200安装在胸部或腰部上时，水平方向上的加速度检测值变得非常小，因此优选为，用于处理的坐标轴为与重力方向相对应的轴。此时，当在某种程度上（例如在走步跑步判断中，如上文所述那样为45度左右）容许自重力方向的偏差时，则只需选择传感器坐标系的轴中最近接于重力方向（或者其反向）的轴即可。但是，在要求更高精度时，需要极力抑制自重力方向（或者其反向）的偏差，从而并不能保证传感器坐标系中所包含的轴满足该条件。因此，可以根据情况而实施向分析坐标系的坐标转换，从确保精度这一观点进行考虑，此时只需将分析坐标系中的一个轴自重力方向的偏差设为足够小的程度即可。
此外，当增加用于处理的坐标轴的数量时，也可以优先使用与重力方向相对应的轴。使用多个轴时的累计值I可以采用在各个轴上所求出的累计值的总和，也可以通过其他的方法而求取。
4.3基于加速度矢量的角度变化的方法
此外，也可以不根据加速度检测值，而根据与该加速度检测值相对应的加速度矢量的角度变化，而实施速度信息的运算。具体而言，取得与第一加速度矢量和第二加速度矢量所成的角相对应的角度信息，并根据所取得的角度信息而对速度信息进行运算，其中，所述第一加速度矢量为与第一时机的加速度检测值相对应的矢量，所述第二加速度矢量为与第二时机的加速度检测值相对应的矢量。
在加速度传感器200为三轴加速度传感器时，加速度检测值对应于三维空间内的矢量，并且将其设为与加速度检测值相对应的加速度矢量。图12中图示了第一加速度矢量、第二加速度矢量与角度信息的具体示例。根据在时刻ST1所取得的加速度检测值而确定相对应的加速度矢量V1，并根据在时刻ST2所取得的加速度检测值而确定相对应的加速度矢量V2。在此，当作为第一加速度矢量而考虑V1，作为第二加速度矢量而考虑V2时，角度信息为V1与V2所成的角度，并且当设为V1＝（x1、y1、z1），V2＝（x2、y2、z2）时，角度信息θ可通过下式（4）而被求出。
数学式4
θ = arccos ( x 1 x 2 + y 1 y 2 + z 1 z 2 x 1 2 + y 1 2 + z 1 2 x 2 2 + y 2 2 + z 2 2 ) · · · ( 4 )
但是，角度信息并不限定于此，只需为在数学层面与其等价的信息即可。例如，也可以使用通过上式（4）而求出的θ的补角以作为角度信息。此时，由于角度信息的值、或者后述的累计角度的值与使用了上式（4）的θ的情况相比将增大，因此需要使后述的参数m、n的值减小等的处理。或者，也可以将V1与V2的内积等作为角度信息。
此外，角度信息也可以为对V1与V2所成的角度进行近似的信息。例如，在系统内可以将角度信息作为整数型而求取。如果使用浮点数来表示角度信息的值，则能够高精度地求出角度信息，但是，浮点数的运算的处理负荷较高。因此，可以通过将整数型的标识值作为角度信息而使用，从而减轻处理负荷。简单来说，认为当V1与V2所成的角度的、舍掉小数点以后而得到的值为δ度（δ为整数）时，将角度信息设为δ。但是，由于此时只能够以1度为单位来表现角度，因此实际的角度和由角度信息表示的值将产生误差，而导致速度推断的精度降低等。因此可以实施任何的变换，例如可以将以0.5度为1的整数型的标识值设为角度信息。此时，20这一标识值表示10度，从而能够实现以0.5度为单位的角度的表现。此外，角度信息并不限定于上述的信息，只需为与实际的角度相对应的信息即可。
对根据角度信息θ而求取速度信息的处理的详细内容进行说明。例如，存在如下情况，即，在移动过程中使用者的身体左右晃动等，从而使用者会在瞬间加速。此时，存在如下的情况，即，在仅根据于某一时刻所求出的角度信息来实施速度推断处理时，与使用者的身体未晃动时相比，速度信息发生错误而推断得较大。因此，当不仅能够将仅在某一时刻的角度信息用于速度推断处理，还能够将在给定的期间内所取得的角度信息用于速度推断处理时，则可期待能够防止这种误差的产生的结果。
因此，速度信息运算部130可以对由在给定的期间内所取得的角度信息θ所表示的值进行累计，并求出累计角度θsum,且根据V＝mθsum＋n的关系式而求出速度信息V。速度信息通过累计角度的一次式来表示的情况是实验性地被求出的。图13图示了具体示例。图13为表示累计角度和速度实测值之间的关系的曲线图。各系列数据表示被测者I、H、F、K这四人各自的走步时的数据（I＿WALK、H＿WALK、F＿WALK、K＿WALK）和跑步时的数据（I＿RUN、H＿RUN、F＿RUN、K＿RUN）。从图13可知，当着眼于一人的使用者数据时，对于累计角度和速度而言，在走步时可通过给定的直线而良好地表示其关系，并且在跑步时可通过与走步时不同的直线而良好地表示其关系。具体而言，表示了相关系数0.98～0.99这一较高的关联。
另外，作为m、n，可以使用通用的值（例如在图13中，在走步时为与TR1直线相对应的m、n，而在跑步时为与TR2直线相对应的m、n），也可以针对每个使用者而设定不同的值这一点，和可以根据实测值等而实施校准处理并对m、n进行确定这一点与上述的示例相同。从图13等可知，由于在本方法中，在走步状态和跑步状态下典型的m、n的值有所不同，因此优选基于判断部160的判断结果，并根据是处于走步状态还是处于跑步状态来对m、n的值进行切换。
在以上的本实施方式中，如图1（B）所示，状态检测装置100包括取得部110和判断部160，所述取得部110取得来自加速度传感器200的加速度检测值，所述判断部160根据加速度检测值而对跑步状态和走步状态进行判断。而且，判断部160在给定的判断期间内，对第一轴上的加速度检测值的正负的符号是否发生了反转进行检测，并在正负的符号发生了反转时判断为跑步状态，而在正负的符号未发生反转时判断为走步状态。
在此，给定的判断期间是指，能够区别走步状态和跑步状态的期间，在本实施方式中，既然是对正负的符号的反转进行观察，从而只需设定为在走步状态下不易考虑符号的反转，且在跑步状态下符号的反转的可能性非常高的期间即可。另外，给定的判断期间可以为在状态检测装置100的内部被设定的期间，也可以为从外部设备被设定的期间，还可以为在制造时等预先对值进行确定。
由此，能够根据正负的符号的判断而对是处于走步状态还是处于跑步状态进行判断。虽然在如现有技术那样使用了跨步周期（跨步频率）的阈值判断中，存在根据使用者的个人差或运动状况等，恰当的阈值发生变动、或者阈值附近处的误判断的可能性增高等的问题，但在本实施方式中，由于不需要那样的处理，因此与现有方法相比能够实现判断精度的提高。
此外，判断部160也可以根据作为第一轴而被设定的、与重力方向相对应的方向的轴上的加速度检测值，而对跑步状态和走步状态进行判断。
由此，能够实施以重力方向为基准的处理。由于如上文所述，在本实施方式中，根据使用者是否从地面浮起（是否存在不接触地面的瞬间），而实施走步跑步判断，因此能够通过以重力方向为基准，从而实施恰当的判断。另外，如上文所述，第一轴并不限定于重力方向。由于在对坐标轴进行设定的情况下，只需使重力加速度的该坐标轴分量足够大即可，因此容许自重力方向的给定的范围内的偏差，并可以将重力方向的反向设为基准，而使用该方向以及自该方向偏差给定的范围的方向的轴。
此外，判断部160可以根据第一轴上的加速度检测值的符号，而实施对在第一轴上与重力方向相对应的符号为正还是为负的判断。而且，当在给定的判断期间内，至少一次检测到与对应于重力方向的符号不同的符号的、第一轴上的加速度检测值时，判断部160判断为跑步状态。
由此，能够在检测出与重力方向相对应的符号的基础之上，取得了具有与该符号不同的符号的加速度检测值时，判断为跑步状态。由于如上文所述，只要在用于处理的坐标轴中，重力加速度的分量处于主导便足以，因此该重力加速度的分量即可以显现为正值也可以显现为负值。也就是说，在不知道重力方向为正还是为负的情况下，即使对判断期间内的加速度检测值的符号进行观察，也无法分辨出其为沿着重力方向的方向，还是为沿着反向的方向。因此，通过首先确定重力方向的符号，并据此实施处理，从而能够实施基于根据上述的基准而设定的坐标轴上的加速度检测值的、走步跑步判断。
此外，可以采用如下方式，即，判断部160在给定的判断期间中的第一期间内的第一轴上的加速度检测值的符号为正、且给定的判断期间中后续于第一期间的第二期间内的第一轴上的加速度检测值的符号为负时，判断为跑步状态，此外，还可以采用如下方式，即，判断部160在第一期间内的第一轴上的加速度检测值的符号为负、且第二期间内的第一轴上的加速度检测值的符号为正时，判断为跑步状态。
在此，第一期间以及第二期间为被包含在判断期间内的期间，并且第二期间的开始时机设为，与第一期间的结束时机同时、或者与其相比延迟的时机。此外，第一期间和第二期间的和集合可以与判断期间相一致，在判断期间内也可以存在既不属于第一期间也不属于第二期间的期间。
由此，能够根据在判断期间内加速度检测值的符号是否发生了反转，而实施走步跑步判断。当采用此方式时，无需由判断部160等对重力方向为正还是为负进行识别，从而能够容易地进行判断。
此外，也可以采用如下的方式，即，判断部160在作为给定的判断期间而被设定的、走步或者跑步中的一个跨步长度以上的期间内，根据加速度检测值而对跑步状态和走步状态进行判断。
由此，能够实施将判断期间设定为一个跨步的长度以上的期间的处理。由于如图2（B）所示，如果处于走步状态，则无论设定何种期间，都难以认为存在符号的反转，因此不会特别地存在对于判断期间的长度的制约。但是，如图3（B）所示，假定跑步状态下的加速度检测值的符号的从正向负、从负向正的反转在一个跨步中存在一次。因此，在与一个跨步的长度相比较短的期间内，存在虽然处于跑步状态，但未发生符号的反转的可能性，故而不为优选。因此，将判断期间设定为一个跨步的长度以上即可，由此能够抑制误判断的可能性。
此外，如图1（B）所示，状态检测装置100可以包括速度信息运算部130，所述速度信息运算部130根据加速度检测值，而对走步状态或者跑步状态下的速度信息进行运算。
在此，速度信息可以为速度其本身（例如由m/s等的单位来表示），也可以为与速度相对应的其他的信息（例如相对于基准速度的倍率等）。
由此，能够实施走步跑步判断，且对使用者的移动速度进行运算。由于进行走步跑步判断的状况正是被认为使用者正在进行走步或者跑步的状况，因此与当时的移动速度相关的信息，作为对于使用者而言表现了自己的状态的信息而较为有用。
此外，也可以采用如下的方式，即，当将加速度检测值的平均值设为S，将速度信息运算用参数设为a、b时，速度信息运算部130通过T＝aS＋b而对速度信息T进行运算。
由此，能够进行基于加速度检测值的平均值的、速度信息的运算。另外，虽然对于加速度检测值而言，考虑到具有与加速度传感器200的轴数相对应的分量的矢量，但是在此，如上式（3）所示，采用其平方和的平方根，并且将该值在给定的期间内的平均值设为S而使用。由于在该方法中无需实施难以获得精度的步幅推断，因此与使用步幅的方法相比能够期待速度信息的精度提高。
此外，也可以采用如下的方式，即，当将与加速度检测值的至少一个坐标轴分量的绝对值相对应的值的累计值设为I，并将速度信息运算用参数设为c、d、e时，速度信息运算部130通过r＝cI2＋dI＋e而对速度信息r进行运算。
在此，与绝对值相对应的值可以为成为对象的坐标轴分量的绝对值其本身，也可以为坐标轴分量的偶次方的值。此外，累计值为将成为处理对象的期间内的与绝对值相对应的值加起来而得到的值。另外，可以通过简单的加法运算而求取累计值，也可以为乘以非1的系数的基础上的加法运算处理。
由此，由于能够在不实施平方根运算或除法运算的条件下实施速度信息的运算，因此与使用了加速度检测值的平均值的情况相比，能够使计算量削减等。
此外，也可以采用如下的方式，即，速度信息运算部130根据与第一加速度矢量和第二加速度矢量所成的角相对应的角度信息θ、和速度信息运算用参数而对速度信息进行运算，其中，所述第一加速度矢量表示第一时机的加速度检测值，所述第二加速度矢量表示第二时机的加速度检测值。具体而言，可以采用如下的方式，即，当将角度信息θ的累计值设为θsum，并将速度信息运算用参数设为m、n时，通过V＝mθsum＋n而对速度信息V进行运算。
由此，能够实施基于角度信息的速度信息的运算。由于在该种情况下也为不依赖于步数的方法，因此能够高精度地对速度信息进行运算。另外，由于使用者不同，或者即使为同一使用者运动状态也有所不同，因此由角度信息所表示的轨迹会发生变化。因此，角度信息不止于用于速度信息的运算，还可以用于使用者的辨别或运动状态的辨别等。
此外，也可以采用如下的方式，即，当在判断部160中判断为处于跑步状态时，速度信息运算部130将跑步用参数设定为速度信息运算用参数。此外，也可以采用如下的方式，即，当在判断部160中判断为处于走步状态时，速度信息运算部130将走步用参数设定为速度信息运算用参数。
由此，能够根据是处于走步状态还是处于跑步状态，而对用于速度信息的运算的参数进行切换，从而与未进行切换的情况相比，能够高精度地对速度信息进行运算。
此外，如图1（B）所示，状态检测装置100也可以包括距离信息运算部170，所述距离信息运算部170根据由速度信息运算部130运算出的速度信息，而对走步状态或者跑步状态下的移动距离信息进行运算。
由此，不仅能够取得速度信息，还能够取得相当于移动距离的距离信息。另外，距离信息可通过将速度信息乘以成为距离信息的计算对象的期间的长度，从而被求出。当速度信息表示速度其本身时，则距离信息将成为距离其本身（例如通过米等的单位来表示），而当速度信息为相对于基准速度的倍率等时，则距离信息将成为相对于基准距离的倍率等信息。
此外，以上的本实施方式也能够应用于包括上述的状态检测装置100和加速度传感器200的电子设备900中。
由此，能够实现包括状态检测装置100和加速度检测器200双方在内的设备。电子设备900既可以为图5（A）、图5（B）所示这种心率计等，也可以为搭载了加速度传感器200的智能手机等。
此外，如图5（B）所示，电子设备900可以包括多个端子（600-1、600-2），所述多个端子（600-1、600-2）被用于心率的检测、以及所述电子设备向被测体的胸部的固定。而且，如图5（A）所示，加速度传感器200为，取得相互正交的X轴、Y轴、Z轴这三个轴上的加速度检测值的三轴加速度传感器。此外，如图7所示，电子设备900通过多个端子而被固定于被测体上时，Z轴的方向成为与走步状态或者跑步状态下的行进方向相对应的方向。此时，判断部160根据Y轴上的加速度检测值，而对跑步状态和走步状态进行判断。
由此，能够将本实施方式的方法应用于图5（A）、图5（B）所示的心率计中。由于在心率计中，为了提高对心率的测定精度，而限定测定用端子和心脏的相对位置，因此被测体（使用者）的安装姿势的自由度并不高。尤其是在图5（A）、图5（B）的事例中，在使指定的面朝向使用者侧的基础上，通过两点来支承，因此其姿势只能采用第一姿势，和从此第一姿势起上下方向发生了反转的第二姿势。因此，当在第一姿势下使加速度传感器200的轴中指定的轴（在图5（A）中为Y轴）对应于重力方向（或者其反向）时，则即使采用第二姿势，该指定的轴也会与重力方向的反向（或者重力方向）相对应。因此，在通过智能手机来实现电子设备900的事例中，需要实施对加速度传感器200的轴中用于处理的轴进行选择的处理（例如基于角度或加速度检测值的处理），与此相对，在此能够在不进行选择处理的条件下直接使用在设计、制造时所确定的指定的轴，从而能够实现处理负荷的减轻等。
此外，以上的本实施方式也能够应用于包括上述的状态检测装置在内的测定系统。
由此，能够实现实施本实施方式的处理的测定系统。在该测定系统中，无需将状态检测装置100设置在与加速度传感器200、或者使用者在空间上接近的位置处。例如，使用者仅通过安装具有加速度传感器200和通信部的设备，便可以不考虑其他的设备，所述通信部将来自加速度传感器200的加速度检测值向网络发送。此时，考虑到状态检测装置100通过与网络相连接的其他的系统（可以为PC，也可以为服务器系统。此外，服务器系统可以由多个服务器构成）来实现。另外，由于一般情况下向使用者提示处理结果，因此可以与具有显示部等的系统连动。当使用者能够行至相当于状态检测装置100的系统前时（例如附设于场地上的休息设施等的PC成为状态检测装置100时等），则只需使用该系统的显示部即可。此外，当状态检测装置100为服务器系统等时，只需使用向该服务器系统发送请求，并将处理结果作为响应而取得的客户端装置的显示部即可。考虑到各种各样的这种客户端装置，可以为PC等，当使用者在运动过程中对信息进行确认时，可考虑到智能手机、腕表型装置、头戴式显示器等容易安装的装置。
另外，本实施方式的状态检测装置100可以通过程序来实现其处理的一部分或者大部分。此时，通过由CPU等处理器来执行程序，从而实现本实施方式的状态检测装置100等。具体而言，读取存储于信息存储介质中的程序，并由CPU等处理器来执行所读取的程序。在此，信息存储介质（能够通过计算机而读取的介质）为，对程序或数据等进行收纳的构件，并且其功能能够通过光盘（DVD、CD等）、HDD（硬盘驱动器）、或者存储器（卡型存储器、ROM等）等而实现。而且，CPU等处理器根据被存储于信息存储介质中的程序（数据）而实施本实施方式的各种各样的处理。即，在信息存储介质中，存储有用于使计算机（具备操作部、处理部、存储部、输出部的装置）作为本实施方式的各部而发挥功能的程序（用于使计算机执行各部的处理的程序）。
另外，虽然如上文所述对本实施方式进行了详细的说明，但本领域技术人员可以容易地理解，能够进行多种在实质上不脱离本发明的发明点以及效果的改变。因此，这种改变例全部被包括于本发明的范围中。例如，在说明书或附图中，对于至少一次与更为广义或同义的不同用语一起被记载的用语，无论在说明书或附图的哪一处，均可以被替换为该不同的用语。另外，状态检测装置、电子设备、测定系统的结构、动作也不限定于本实施方式的说明，可以施以各种改变。
符号说明
10使用者；
100状态检测装置；
110取得部；
130速度信息运算部；
150存储部；
160判断部；
170距离信息运算部；
200加速度传感器；
300天线部；
400无线通信部；
500电池；
600心率测定用电极端子；
610连接部；
700第一电子基板；
800第二电子基板；
900电子设备。

Claims (16)

1.一种状态检测装置，其特征在于，包括：
取得部，其取得来自加速度传感器的加速度检测值；
判断部，其根据所述加速度检测值而对跑步状态和走步状态进行判断，
所述判断部在给定的判断期间内，对第一轴上的所述加速度检测值的正负的符号是否发生了反转进行检测，并在所述符号发生了反转时判断为所述跑步状态，而在所述符号未发生反转时判断为所述走步状态。
2.如权利要求1所述的状态检测装置，其特征在于，
所述判断部根据作为所述第一轴而被设定的、与重力方向相对应的方向的轴上的所述加速度检测值，而对所述跑步状态和所述走步状态进行判断。
3.如权利要求2所述的状态检测装置，其特征在于，
所述判断部根据所述第一轴上的所述加速度检测值，而实施对在所述第一轴上与所述重力方向相对应的所述符号为正还是为负的判断，且
当在所述给定的判断期间内，至少一次检测到与对应于所述重力方向的所述符号不同的所述符号的、所述第一轴上的所述加速度检测值时，判断为所述跑步状态。
4.如权利要求1或2所述的状态检测装置，其特征在于，
所述判断部在所述给定的判断期间中第一期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为正、且所述给定的判断期间中后续于所述第一期间的第二期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为负时，或者，在所述第一期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为负、且所述第二期间内的所述第一轴上的所述加速度检测值的所述符号为正时，判断为所述跑步状态。
5.如权利要求1至4中任一项所述的状态检测装置，其特征在于，
所述判断部在作为所述给定的判断期间而被设定的、走步或者跑步中的一个跨步的长度以上的期间内，根据所述加速度检测值而对所述跑步状态和所述走步状态进行判断。
6.如权利要求1至5中任一项所述的状态检测装置，其特征在于，
包括速度信息运算部，所述速度信息运算部根据所述加速度检测值，而对所述走步状态或者所述跑步状态下的速度信息进行运算。
7.如权利要求6所述的状态检测装置，其特征在于，
当将所述加速度检测值的大小的平均值设为S，将速度信息运算用参数设为a、b时，所述速度信息运算部通过T＝aS＋b而对所述速度信息T进行运算。
8.如权利要求6所述的状态检测装置，其特征在于，
当将与所述加速度检测值的至少一个坐标轴分量的绝对值相对应的值的累计值设为I，并将速度信息运算用参数设为c、d、e时，所述速度信息运算部通过r＝cI2＋dI＋e而对所述速度信息r进行运算。
9.如权利要求6所述的状态检测装置，其特征在于，
所述速度信息运算部根据与第一加速度矢量和第二加速度矢量所成的角相对应的角度信息θ、和速度信息运算用参数，而对所述速度信息进行运算，其中，所述第一加速度矢量表示第一时机的所述加速度检测值，所述第二加速度矢量表示第二时机的所述加速度检测值。
10.如权利要求9所述的状态检测装置，其特征在于，
当将所述角度信息θ的累计值设为θsum，将所述速度信息运算用参数设为m、n时，并将所述速度信息运算部通过V＝mθsum＋n而对所述速度信息V进行运算。
11.如权利要求7至10中任一项所述的状态检测装置，其特征在于，
当在所述判断部中判断为处于所述跑步状态时，所述速度信息运算部将跑步用参数设定为所述速度信息运算用参数，而当在所述判断部中判断为处于所述走步状态时，所述速度信息运算部将走步用参数设定为所述速度信息运算用参数。
12.如权利要求6至11中任一项所述的状态检测装置，其特征在于，
包括距离信息运算部，所述距离信息运算部根据由所述速度信息运算运算出的所述速度信息，而对所述走步状态或者所述跑步状态下的移动距离信息进行运算。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求1至12中任一项所述的状态检测装置；
所述加速度传感器。
14.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，
包括多个端子，所述多个端子被用于心率的检测、以及所述电子设备向被测体的胸部的固定，
所述加速度传感器为，取得相互正交的X轴、Y轴、Z轴这三个轴上的所述加速度检测值的三轴加速度传感器，并且当所述电子设备通过所述多个端子而被固定于所述被测体上时，所述Z轴的方向成为，与所述走步状态或者所述跑步状态下的行进方向相对应的方向，
所述判断部根据所述Y轴上的所述加速度检测值，而对所述跑步状态和所述走步状态进行判断。
15.一种测定系统，其特征在于，包括：
权利要求1至12中任一项所述的状态检测装置。
16.一种状态检测方法，其特征在于，
使计算机作为取得部和判断部而发挥功能，所述取得部取得来自加速度传感器的加速度检测值，所述判断部根据所述加速度检测值而对跑步状态和走步状态进行判断，
所述判断部在给定的判断期间内，对第一轴上的所述加速度检测值的正负的符号是否发生了反转进行检测，当所述符号发生了反转时判断为所述跑步状态，而当所述符号未发生反转时判断为所述走步状态。
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