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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Messen eines
Betrags körperlicher Aktivität eines Benutzers.
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Stand der Technik
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Ein
Verfahren zum Messen der Übungsintensität und
des Energieaufwands einer körperlichen bzw. physischen
Aktivität unter Verwendung eines Beschleunigungssensors
ist bekannt (siehe Patentdokumente 1 und 2). In einer Vorrichtung
gemäß Patentdokument 1 wird eine Standardabweichung
Sw der Beschleunigung zu einer Zeit tw aus einem Ausgangssignal
des Beschleunigungssensors berechnet und die Übungsintensität
wi wird aus der Standardabweichung Sw unter Verwendung einer Umwandlungsformel,
die im Voraus vorbereitet ist, berechnet. In einer Vorrichtung gemäß dem
Patentdokument 2 wird ein Impuls einer Übungsmasse durch
eine Vektorsynthese aus der Beschleunigung der drei Achsen berechnet
und der Energieaufwand wird aus dem Impuls in Übereinstimmung
mit einer Art der Übung berechnet. Die Art der Übung
wird basierend auf dem Verhältnis des Impulses durch den
synthetisierten Vektor und des Impulses in den nach vorne und hinten,
links und rechts und nach oben und unten weisenden Richtungen bestimmt.
- [Patentdokument 1] Japanische
ungeprüfte Patentveröffentlichung mit der Nummer
2006-204446
- [Patentdokument 2] Japanische
ungeprüfte Patentveröffentlichung mit der Nummer
2001-258870
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Überblick über die Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende
Probleme
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In
den letzten Jahren steigt der Anteil von lebensartbezogenen Krankheiten,
solchen wie ischämische Herzkrankheiten, zerebrovasculäre
Krankheiten und Diabetes, die das gesamte Krankheitsbild einnehmen,
und wird ein Hauptproblem. Um dieses Entwicklungsrisiko von derartigen
lebensartbezogenen Krankheiten zu verringern, ist die Neugestaltung des
nicht wünschenswerten Lebensstils, solch einem wie das
Fehlen einer körperlichen Übung bzw. eines Trainings,
um das metabolische Syndrom (Viszeralfettsyndrom) zu verbessern,
was eine klinische Grundbedingung ist, als effektiv bekannt.
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Als
eine bestimmte Richtlinie wird der Referenzwert des Betrags körperlicher
Aktivität zur Gesundheitsförderung zu „23 Übungen
(METs·Stunde) pro Woche durch die körperliche
bzw. physische Aktivität mit einer Intensität,
die größer oder gleich 3 METs ist, definiert,
wovon vier Übungen durch die Übung mit einer Intensität,
die größer oder gleich 3 METs ist” in „Exercise
and Physical Activity Reference for Health Promotion 2006" und „Exercise
and Physical Activity Guide for Health Promotion 2006 (Exercise
Guide 2006)" als eine von Übungsmaßnahmen
durch das Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Sozialwesen
berichtet werden. Die „physische bzw. körperliche
Aktivität” bezieht sich auf alle Körperbewegungen,
die von einem Energieaufwand über dem Ruheenergieaufwand
begleitet werden, wobei sich „die körperliche Übung
bzw. das Training” auf eine Art von körperlicher
Aktivität bezieht, die auf eine geplante und beabsichtigte
Weise mit dem Ziel der Aufrechterhaltung und Verbesserung der körperlichen
Stärke ausgeführt wird. Andere Aktivitäten
als die Übung bzw. das Training der körperlichen
Aktivitäten werden als „tägliche Aktivität” bezeichnet.
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Wie
aus den Richtlinien ersichtlich ist, wird angenommen, dass ein Bedarf
an dem Messen und Verwalten des Betrags körperlicher Aktivität nicht
lediglich für die Übung bzw. das Training, solch
einem wie das Gehen und Joggen, sondern ebenso für die tägliche
Aktivität, solch eine wie das Säubern und Wäsche
Zubereiten, in der Zukunft auftauchen wird.
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Da
sich die Körperbewegung für die tägliche Aktivität
eindeutig von der für die Übung bzw. das Training
unterscheidet, unterscheidet sich offensichtlich ebenso der Algorithmus
(die Berechnungsformel) zum Erhalten des Betrags körperlicher
Aktivitäten aus den Beschleunigungsinformationen. Jedoch
können die herkömmlichen Vorrichtungen nicht zwischen der
täglichen Aktivität und der Übung bzw.
dem Training unterscheiden, weshalb es erforderlich war, den gleichen
Algorithmus für beide Aktivitäten anzuwenden,
wodurch eine Verringerung der Messgenauigkeit des Betrags körperlicher
Aktivitäten als Folge verursacht wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der oben beschriebenen
Probleme gemacht, wobei es Aufgabe der Erfindung ist, eine Technik
zur Verfügung zu stellen, die dazu im Stande ist, den Aktivitätsbetrag
für verschiedene Arten von körperlichen Aktivitäten
von der täglichen Aktivität bis zur Übung bzw.
zu dem Training angemessen zu messen.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Die
vorliegende Erfindung verwendet die folgende Ausführung
zum Erreichen der obigen Aufgabe.
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Eine
Aktivitätsmessvorrichtung gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Sensor zum
Erfassen einer Beschleunigung in einer Vielzahl von Richtungen;
eine Repräsentativbeschleunigungsberechnungseinrichtung
zum Berechnen einer repräsentativen Beschleunigung, welche
ein repräsentativer Wert der Beschleunigung in einer Einheitszeitspanne
ist, basierend auf einem Ausgangssignal des Sensors; und eine Übungsintensitätsberechnungseinrichtung zum Berechnen
einer Übungsintensität einer Körperbewegung,
die in der Einheitszeitspanne ausgeführt wird, aus der
repräsentativen Beschleunigung. Die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
umfasst eine Vielzahl von Berechnungsformeln, die bei der Berechnung
der Übungsintensität verwendet werden, und bestimmt
die Berechnungsformel, die bei der Berechnung der Übungsintensität
der Körperbewegung, die in der Einheitszeitspanne ausgeführt wird,
verwendet wird, basierend auf einer Horizontalkomponente und einer
Vertikalkomponente der repräsentativen Beschleunigung.
In diesem Fall umfasst die Aktivitätsmessvorrichtung vorzugsweise weiterhin
eine Schrittanzahlberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Anzahl
von Schritten in der Einheitszeitspanne basierend auf dem Ausgangssignal des
Sensor, wobei die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
die Berechnungsformel, die bei der Berechnung der Übungsintensität
der Körperbewegung, die in der Einheitszeitspanne ausgeführt
wird, verwendet wird, basierend auf der Anzahl von Schritten und
der Horizontalkomponente und der Vertikalkomponente der repräsentativen
Beschleunigung bestimmt.
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Die
Vertikalkomponente der Beschleunigung neigt dazu, erheblich bei Übungen
bzw. das Training, solchen wie Gehen und Joggen, im Vergleich zu
täglichen Aktivitäten aufzutreten. Die vorliegende
Erfindung konzentriert sich auf einen derartigen Aspekt und bestimmt
die Art der Körperaktivität durch Beurteilen „der
Horizontalkomponente und der Vertikalkomponente der repräsentativen
Beschleunigung”. Jedoch ist es manchmal schwierig, die
tägliche Aktivität und die Übung bzw.
das Training eindeutig lediglich anhand der Beurteilung „der
Horizontalkomponente und der Vertikalkomponente der repräsentativen
Beschleunigung” zu unterscheiden. Daher werden vorzugsweise „die
Horizontalkomponente und die Vertikalkomponente der repräsentativen
Beschleunigung” und „die Anzahl von Schritten” in
Kombination beurteilt. Dies fokussiert die Tendenz, dass die Anzahl
von Schritten bei Übungen bzw. bei dem Training, das auf
eine geplante und beabsichtigte Weise ausgeführt wird,
groß im Vergleich zu täglichen Aktivitäten
wird. Die Art der körperlichen Aktivität kann
angemessen bestimmt werden und eine noch geeignetere Berechnungsformel
kann durch Beurteilen der zwei Indizes bzw. Kennzahlen ausgewählt
werden. Die „Horizontalkomponente und Vertikalkomponente
der repräsentativen Beschleunigung” werden vorzugsweise
unter Verwendung des Verhältnisses, der Differenz und dergleichen
aus der Horizontalkomponente und der Vertikalkomponente beurteilt.
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Beispielsweise
umfasst die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
vorzugsweise zumindest eine Berechnungsformel für die Übung
bzw. das Training und eine Berechnungsformel für die tägliche Aktivität
als Berechnungsformel, wobei die Berechnungsformel für
die Übung bzw. das Training ausgewählt wird, wenn
ein Wert eines Verhältnisses der Vertikalkomponente in
Bezug auf die Horizontalkomponente der repräsentativen
Beschleunigung größer oder gleich einem ersten
Schwellenwert ist, wobei die Berechnungsformel für die
tägliche Aktivität ausgewählt wird, wenn
der Wert des Verhältnisses kleiner als ein zweiter Schwellenwert
ist, und wobei die Berechnungsformel für die Übung
bzw. das Training oder die Berechnungsformel für die tägliche
Aktivität in Abhängigkeit davon bestimmt wird,
ob die Anzahl von Schritten größer oder gleich
einem dritten Schwellenwert ist oder nicht, wenn der Wert des Verhältnisses
größer oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist
und kleiner als der erste Schwellenwert ist.
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Die
Aktivitätsmessvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Filter
zum Entfernen einer Fluktuationskomponente einer statischen Beschleunigung aus
dem Ausgangssignal des Sensors. Der Einfluss der Gravitationsbeschleunigung
kann daher entfernt werden, wobei die Änderung der dynamischen
Beschleunigung aufgrund der Körperbewegung des Benutzers
herausgegriffen werden kann.
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Der
Sensor ist vorzugsweise ein Sensor, der keine statische Beschleunigung
erfasst und lediglich eine Änderung einer dynamischen Beschleunigung erfasst.
Gemäß dieser Sensorbauart kann die Körperbewegung
des Benutzers angemessen ohne Einrichten des Filters herausgegriffen
werden.
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Eine
Aktivitätsmessvorrichtung gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Sensor zum
Erfassen einer Beschleunigung in einer Vielzahl von Richtungen;
eine Repräsentativbeschleunigungsberechnungseinrichtung
zum Berechnen einer repräsentativen Beschleunigung, welche
ein repräsentativer Wert der Beschleunigung in einer Einheitszeitspanne
ist, basierend auf einem Ausgangssignal des Sensors; und eine Übungsintensitätsberechnungseinheit
zum Berechnen einer Übungsintensität einer Körperbewegung,
die in der Einheitszeitspanne ausgeführt wird, aus der
repräsentativen Beschleunigung. Die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
umfasst eine Vielzahl von Berechnungsformeln, die bei der Berechnung
der Übungsintensität verwendet werden und bestimmt
die Berechnungsformel, die bei der Berechnung der Übungsintensität
der Körperbewegung, die in der Einheitszeitspanne ausgeführt
wird, verwendet wird, basierend auf einer Änderung der
Neigung des Körpers.
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In
diesem Fall bestimmt die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
vorzugsweise einen Wert, der die Änderung der Neigung des
Körpers repräsentiert, basierend auf einem Wert,
der eine Fluktuationskomponente einer statischen Beschleunigung
repräsentiert, und einem Wert, der eine Fluktuationskomponente
einer dynamischen Beschleunigung repräsentiert, die in
dem Ausgangssignal des Sensors enthalten sind.
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Im
Falle der Übung bzw. des Trainings, solch einem wie Gehen
und Joggen, ändert sich die Neigung des Körpers
(Orientierung des Sensors bzw. Ausrichtung des Sensors) kaum. Mit
anderen Worten tritt die Fluktuation der statischen Beschleunigung kaum
in dem Ausgangssignal des Sensors auf. In dem Falle der täglichen
Aktivität, solch einer wie das Säubern und das
Wäsche Zubereiten, wird andererseits die Änderung
der Neigung des Körpers (die Orientierung bzw. die Ausrichtung
des Sensors) häufig, da die Neigungsbetätigung
oder Beugungsbetätigung des Oberkörpers ausgeführt
wird, wodurch die Fluktuation der statischen Beschleunigung (Gravitationsbeschleunigung)
dazu neigt, in dem Ausgangssignal des Sensors aufzutreten. Deshalb
kann die Art der körperlichen Aktivität angemessen
bestimmt werden und eine angemessene Berechnungsformel kann durch
Beurteilen der Fluktuationskomponente der statischen Beschleunigung
ausgewählt werden.
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Vorzugsweise
umfasst die Aktivitätsmessvorrichtung einen Filter zum
Entfernen einer Fluktuationskomponente einer statischen Beschleunigung aus
dem Ausgangssignal des Sensors, wobei eine erste repräsentative
Beschleunigung aus dem Ausgangssignal vor Durchlaufen des Filters
berechnet wird, wobei eine zweite repräsentative Beschleunigung
aus einem Ausgangssignal nach Durchlaufen des Filters berechnet
wird, und wobei ein Wert, der die Änderung der Neigung
des Körpers repräsentiert, basierend auf der ersten
repräsentativen Beschleunigung und der zweiten repräsentativen
Beschleunigung bestimmt wird.
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Vorzugsweise
umfasst die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
zumindest eine Berechungsformel für die Übung
bzw. das Training und eine Berechnungsformel für die tägliche
Aktivität als Berechnungsformel, wobei die Berechnungsformel für
die Übung bzw. das Training ausgewählt wird, wenn
der Wert, der die Änderung der Neigung des Körpers
repräsentiert, kleiner als ein vierter Schwellenwert ist,
wobei die Berechnungsformel für die tägliche Aktivität
ausgewählt wird, wenn der Wert, der die Änderung
der Neigung des Körpers repräsentiert, größer
oder gleich dem vierten Schwellenwert ist.
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Der
Wert, der die Änderung der Neigung des Körpers
repräsentiert, wird vorzugsweise basierend auf einer Horizontalkomponente
und einer Vertikalkomponente der repräsentativen Beschleunigung
bestimmt.
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Vorzugsweise
umfasst die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
eine Berechnungsformel für das Ausruhen bzw. Rasten als
Berechnungsformel, wobei die Übungsintensität
unter Verwendung der Berechnungsformel für das Ausruhen
bzw. das Rasten berechnet wird, wenn die repräsentative Beschleunigung
kleiner als ein fünfter Schwellenwert ist. Die Übungsintensität
während des Ausruhens bzw. Rastens kann ebenso angemessen
berechnet werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung bezieht sich „Einheitszeitspanne” auf
eine Zeitspanne, die die Einheit bei der Berechnung der Übungsintensität
wird und angemessen aus einem Bereich von ungefähr ein
paar Sekunden bis ein paar Minuten festgelegt werden kann. Der „repräsentative
Wert der Beschleunigung in der Einheitszeitspanne” bezieht
sich auf einen statistischen Wert, der aus den Werten einer Vielzahl
von Beschleunigungen erhalten wird, die in der Einheitszeitspanne
abgetastet werden. Irgendein Wert, solch einer wie eine Mittel (arithmetisches
Mittel, geometrisches Mittel), ein Maximalwert, ein Minimalwert,
ein Zwischenwert, eine Abweichung, eine Standardabweichung oder
eine mittlere Abweichung können für den repräsentativen
Wert verwendet werden.
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Die
Repräsentativbeschleunigungsberechnungseinrichtung berechnet
den repräsentativen Wert der Beschleunigung in jeder Richtung
aus dem Ausgangssignal des Sensors und synthetisiert den repräsentativen
Wert von jeder Richtung zur Berechnung der „repräsentativen
Beschleunigung”. In diesem Fall ist jede Richtung typischerweise
die vertikale Richtung (nach oben und unten weisende Richtung) und
die horizontale Richtung (nach oben und unten weisende Richtung,
nach links und rechts weisende Richtung), ist aber nicht darauf
beschränkt. Wenn die „repräsentative
Beschleunigung” durch Synthetisieren der repräsentativen
Werte der Beschleunigung in der Vertikalrichtung und der Horizontalrichtung
berechnet wird, kann „der repräsentative Wert
der Beschleunigung in der Vertikalrichtung” als „die
Vertikalkomponente der repräsentativen Beschleunigung” gehandhabt
werden und „der repräsentative Wert der Beschleunigung
in der Horizontalrichtung” kann als „die Horizontalkomponente
der repräsentativen Beschleunigung” gehandhabt
werden. Es sollte erkannt werden, dass die Vertikalkomponente und
die Horizontalkomponente durch Auflösen bzw. Aufgliedern
der berechneten „repräsentativen Beschleunigung” in
die Vertikalrichtung und die Horizontalrichtung berechnet werden
kann.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann der Aktivitätsbetrag für
verschiedene Arten von körperlichen Aktivitäten
von täglichen Aktivitäten bis zur Übung
bzw. zum Training angemessen gemessen werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das einen inneren Aufbau einer Aktivitätsmessvorrichtung
zeigt.
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2A ist ein Sensorausgangssignal (unverarbeitetes
Signal) während eines Betriebs beim Wäsche Aufhängen
und 2B ist ein Signal nach Durchlaufen
eines 1-Hz-Hochpass-Filters.
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3A und 3B sind
Diagramme, wovon jedes ein Verfahren zum Berechnen des Beschleunigungswerts
aus dem Ausgangssignal des Sensors zeigt.
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4 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer synthetisierten
Beschleunigung und der Übungsintensität, die durch
Experimente erhalten wird, zeigt.
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5 ist
ein Diagramm, das die synthetisierte Beschleunigung zeigt, die aus
dem Signal vor Durchlaufen des Hochpassfilters erhalten wird.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das ein erstes Beispiel des Betriebs der Aktivitätsmessvorrichtung zeigt.
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7 ist
ein Diagramm, das das Ergebnis eines Verifizierungsversuches von
einem Bestimmungsverfahren des ersten Beispiels des Betriebs zeigt.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das ein zweites Beispiel des Betriebs der Aktivitätsmessvorrichtung zeigt.
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9 ist
ein Diagramm, das das Ergebnis eines Verifizierungsversuches von
einem Bestimmungsverfahren des zweiten Beispiels des Betriebs zeigt.
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- 1
- Aktivitätsmessvorrichtung
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Betätigungseinheit
- 12
- I/F
bzw. Schnittstelle
- 13
- Beschleunigungssensor
- 14
- Speicher
- 15
- Anzeigeeinheit
- 16
- Klang-
bzw. Tonmeldeeinheit
- 17
- Spannungsversorgung
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Bevorzugte Art und Weise zur Ausführung
der Erfindung
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden
untenstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zur
Veranschaulichung beschrieben.
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Aufbau bzw. Ausführung der Aktivitätsmessvorrichtung
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1 ist
ein Blockdiagramm, das einen inneren Aufbau einer Aktivitätsmessvorrichtung
zeigt. Die Aktivitätsmessvorrichtung 1 umfasst
eine Steuereinheit 10, eine Betätigungseinheit 11,
eine Schnittstelle bzw. ein I/F 12, einen Beschleunigungssensor 13,
einen Speicher 14, eine Anzeigeeinheit 15, eine
Ton- bzw. Klangmeldeeinheit 16, eine Strom- bzw. Spannungsversorgung 17 und
dergleichen.
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Die
Steuereinheit 10 ist durch einen Mikrocomputer bzw. Mikrorechner
und dergleichen ausgeführt und ist für die Funktion
zum Ausführen verschiedener Arten von Berechnungsprozessen
verantwortlich, solchen wie die Erfassung der physischen bzw. körperlichen
Aktivität, die Berechnung und Aufzeichnung des Betrags
der körperlichen Aktivität und die Anzeige des
Durchführungszustands ebenso wie die Steuerung der Anzeigeeinheit 15 und
der Tonmeldeeinheit 16 gemäß einem Programm,
das im Voraus gespeichert ist. Die Einzelheiten über die
Funktion der Steuereinheit 10 werden nachstehend beschrieben.
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Die
Betätigungseinheit 11 ist eine Benutzerschnittstelle
zum Ausführen von Betätigungen, solchen wie einem
Festlegen eines Ziels, eines erneuten Einstellens der Anzahl von
Schritten und der Anzeige und der Eingabe von verschiedenen Einstellungswerten.
Das I/F 12 ist eine externe Schnittstelle zum Übertragen
und Empfangen von Daten an bzw. von einem externen Gerät,
solch eines wie eine Körperbeschaffenheitsüberwachungseinrichtung und
ein Personalcomputer bzw. Arbeitsplatzrechner, über eine
drahtlose Kommunikation oder eine leitungsgebundene Kommunikation.
Der Speicher 14 ist eine nicht flüchtige Speichereinrichtung
zum Speichern der Anzahl von Schritten, des Durchführungszustandes
und des Zielwerts des Betrags körperlicher Aktivität,
der benutzerbezogene Informationen, verschiedener Einstellungswerte,
die in einem Programm verwendet werden, der Berechnungsformel (Koeffizient),
Daten, solchen wie eine Tabelle, und dergleichen. Die Anzei geeinheit 15 ist
eine Anzeigeeinrichtung, die durch eine LCD (LCD = englisch „liquid
cristal display”; Flüssigkristallanzeige) und
dergleichen ausgeführt ist und Informationen anzeigt, solche
wie die Anzahl von Schritten, den Durchführungszustand
und einen Zielerlangungsgrad der körperlichen Aktivität
und dergleichen. Die Tonmeldeeinheit 16 ist eine Funktion
zum Läuten bzw. Klingen eines Betriebstons, eines Schrittlängentons,
eines Alarmtons und dergleichen gemäß der Steuerung
der Steuereinheit 10.
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<Beschleunigungssensor>
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Der
Beschleunigungssensor 13 ist ein Dreiachsenbeschleunigungssensor,
der dazu im Stande ist, die Beschleunigung in den drei Richtungen,
die orthogonal zueinander sind, zu erfassen. Wenn die Aktivitätsmessvorrichtung 1 an
einem Benutzer auf eine vorbestimmte Befestigungsart befestigt ist, nimmt
der Beschleunigungssensor 13 eine Ausrichtung bzw. Orientierung
ein, bei der er dazu im Stande ist, die Beschleunigung in den drei
Richtungen, nämlich einer Vertikalrichtung (nach oben und
unten weisende Richtung) und zwei Horizontalrichtungen (nach vorne
und hinten weisende Richtung und nach links und rechts weisende
Richtung), zu erfassen. Sensoren jeglicher Prinzipien, solche wie
ein elektrostatischer kapazitiver Sensor bzw. elektrostatischer Kapazitätssensor
und ein piezoelektrischer Sensor, können als der Beschleunigungssensor 13 verwendet
werden.
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2A und 2B zeigen
ein Beispiel eines Ausgangssignals des Beschleunigungssensors 13 der
elektrostatischen kapazitiven Bauart. 2A ist ein
Sensorausgangssignal (unverarbeitetes Signal) während eines
Betriebs beim Wäsche Aufhängen und 2B ist ein Signal nach Durchlaufen eines 1-Hz-Hochpassfilters.
Die Beschleunigungssignale in der nach oben und unten weisenden
Richtung, der nach vorne und hinten weisenden Richtung und der nach
links und rechts weisenden Richtung sind in dieser Abfolge von oben
an angezeigt.
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Wie
in 2A gezeigt ist, umfasst das Beschleunigungssignal
in der nach oben und unten weisenden Richtung des unverarbeiteten
Signals eine DC-Komponente bzw. Gleichstromkomponente entsprechend
einer Gravitationsbeschleunigung (–1.0 G). Die Beschleunigungssignale
von allen Richtungen umfassen eine Niederfrequenzkomponente entsprechend
der Fluktuation bzw. Schwankung der Gravitationsbeschleunigung (statische
Beschleunigung). Deshalb wird die Fluktuation der Beschleunigung überbewertet,
wenn das unverarbeitete Signal verwendet wird, wie es ist, wobei
die Übungsintensität nicht angemessen berechnet
werden kann. Insbesondere kann die Fluktuationskomponente der statischen
Beschleunigung nicht ignoriert werden, da die Orientierung aus der
Neigung oder der Beugung des Oberkörpers oftmals eingenommen
wird und die Änderung der Neigung des Beschleunigungssensors 13 in
solchen Betrieben, wie das Aufhängen von Wäsche,
groß ist.
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Daher
wird die Niederfrequenzkomponente (Fluktuationskomponente der statischen
Beschleunigung), die in dem Ausgangssignals des Sensors umfasst
ist, vorzugsweise unter Verwendung eines Hochpass-Filters entfernt,
wie in 2B gezeigt ist. Wie daraus
ersichtlich ist, verbleibt lediglich die Komponente der dynamischen
Beschleunigung, die durch die Körperbewegung des Benutzers
verursacht wird, in dem Signal nach Durchlaufen des Hochpass-Filters.
Durch die Verwendung eines solchen Signals kann die Körperbewegung
des Benutzers angemessen herausgegriffen werden und die Beschleunigung und
die Übungsintensität kann angemessen bewertet werden.
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Die
Beschleunigung einer Art durch Erfassen von lediglich der Änderung
der dynamischen Beschleunigung ohne Erfassen der Änderung
der statischen Beschleunigung, so wie der piezoelektrische Sensor,
kann verwendet werden. In diesem Fall kann das unverarbeitete Signal,
das von dem Sensor ausgegeben wird, so für die Berechnung
der Beschleunigung und der Übungsintensität verwendet
werden, wie es ist, und da her kann die Ausführung, solch
eine wie der Hochpassfilter, unnötig werden und die Kosten
können verringert werden.
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<Berechnung
der Beschleunigung>
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3A und 3B zeigen
ein Verfahren zum Berechnen des Beschleunigungswerts aus dem Ausgangssignal
des Sensors. Wie in 3A gezeigt ist,
ist es nicht von Bedeutung, einen momentanen Wert zu einem bestimmten
Zeitpunkt zu verwenden, da die Größe der Beschleunigung
konstant fluktuiert. Die Ausgangssignale einer vorbestimmten Zeitspanne
(Einheitszeitspanne) werden daher statistisch verarbeitet, um einen
repräsentativen Wert der Größe der Beschleunigung
in der relevanten Einheitszeitspanne zu erhalten.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ca. 2000 Abtastungen
aus Signalen von 60 Sekunden durchgeführt. Ein arithmetisches
Mittel (Referenzwert bzw. Bezugswert) der Abtastwerte wird dann
berechnet, wie in 3A gezeigt ist.
Dann, wie in 3B gezeigt ist, werden
Absolutwerte einer Differenz (Abweichung) zwischen dem Abtastwert und
dem Referenzwert berechnet, wobei das arithmetische Mittel der Absolutwerte
der Abweichung erhalten wird. Das arithmetische Mittel des Absolutwerts
der Abweichung ist ein statistischer Wert, der mittlere Abweichung
genannt wird, wobei solch ein Wert als ein repräsentativer
Wert der Beschleunigung in der Einheitszeitspanne (60 Sekunden)
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird.
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Der
repräsentative Wert (mittlere Abweichung) der Beschleunigung
wird für die nach oben und unten weisende Richtung, die
nach links und rechts weisende Richtung und die nach vorne und hinten
weisende Richtung berechnet. In der folgenden Gleichung ist X der
repräsentative Wert der Beschleunigung in der nach oben
und unten weisenden Richtung, ist Y der repräsentative
Wert der Beschleunigung in der nach links und rechts weisenden Richtung
und ist Z der repräsentative Wert der Beschleunigung in
der nach vorne und hinten weisenden Rich tung. Darüber hinaus
sind xi, yi und zi Abtastwerte, ax, ay und az sind arithmetische
Mittel der Abtastwerte und N ist die Anzahl von Abtastungen. (Gleichung
1)
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Nachdem
die repräsentativen Werte X, Y und Z der Beschleunigung
in jeder einzelnen Richtung erhalten sind, werden die repräsentativen
Werte zum Berechnen der synthetisierten Beschleunigung S (entsprechend
der „repräsentativen Beschleunigung” der
vorliegenden Erfindung) der drei Achsen synthetisiert. Die vertikale
Komponente Sv und die horizontale Komponente Sh der synthetisierten
Beschleunigung S werden mit den folgenden Gleichungen ausgedrückt. (Gleichung
2)
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<Berechnung
der Übungsintensität>
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Die Übungsintensität
wird aus der synthetisierten Beschleunigung S berechnet. Insbesondere wird
die synthetisierte Beschleunigung S in die Übungsintensität
unter Verwendung einer Berechnungsformel (Um wandlungsformel) umgewandelt, die
im Voraus durch Versuche erhalten wird.
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4 zeigt
eine Beziehung zwischen der synthetisierten Beschleunigung und der Übungsintensität,
die durch Versuche erhalten wird. Die horizontale Achse ist die
synthetisierte Beschleunigung [G] und die vertikale Achse ist die Übungsintensität [METs].
Die Messergebnisse für das Ausruhen in einer Rückenlage,
eine Sitzposition und das Arbeiten an einem Arbeitsplatzrechner
(PC = englisch „personal computer”) sind als Daten über
das Ausruhen gezeigt. Die Messergebnisse für die Staubsaugerbetätigung,
die Wäscheaufhängebetätigung, die Geschirrspülbetätigung
bzw. Aufwaschbetätigung und die Betätigung des
Tragens von Gegenständen sind als Daten über die
tägliche Aktivität gezeigt. Darüber hinaus
sind Messergebnisse für langsames Gehen, normales Gehen,
schnelles Gehen, Gehen während des Haltens eines Objekts
und Jogging als Daten über die Übung bzw. das
Training gezeigt.
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Wie
aus 4 ersichtlich ist, zeigen die Verteilungen der
Daten über das Ruhen, die täglichen Aktivitäten
und die Übung sich unterscheidende Tendenzen. Daher wird
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die körperliche
Aktivität in drei Kategorien klassifiziert, nämlich
das „Ruhen”, die „tägliche Aktivität” und
die „Übung” bzw. das „Training”,
wobei eine Regressionsgerade (oder Regressionskurve) aus den entsprechenden
experimentellen Daten erhalten wird. Die Regressionsgerade (oder
Regressionskurve) ist eine Berechnungsformel zum Umwandeln der synthetisierten
Beschleunigung in die Übungsintensität. Die entsprechende
Berechnungsformel (Koeffizient) für das Ruhen, die täglichen
Aktivität und die Übung ist in dem Speicher 14 der
Aktivitätsmessvorrichtung 1 gespeichert.
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Die
synthetisierte Beschleunigung von 4 ist ein
Wert, der aus dem Signal nach Durchlaufen des Hochpass-Filters erhalten
wird (d. h. ein Signal, von dem die Fluktuationskomponente der Gravitations beschleunigung
entfernt ist). Als ein zum Vergleich dienendes Beispiel zeigt 5 eine
synthetisierte Beschleunigung, die von dem Signal vor Durchlaufen
des Hochpass-Filters erhalten wird. In 5 ist die
Isolation der Daten über das Ruhen, die täglichen
Aktivität und die Übung nicht zufriedenstellend,
wobei es schwierig ist, die Beschleunigung und die Übungsintensität
angemessen zu beurteilen. Insbesondere im Falle des Betriebs mit
großen Fluktuationen der Gravitationsbeschleunigung wie
bei der täglichen Aktivität werden Abschnitte,
bei denen die Abfolge der Größe der synthetisierten
Beschleunigung und die Größe der Übungsintensität
umgekehrt ist, aufgefunden. Daher ist es ersichtlich, dass das Entfernen
der Fluktuationskomponente der Gravitationsbeschleunigung effektiv
ist.
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<Bestimmung
der körperlichen Aktivität bzw. Körperaktivität
und Auswahl der Berechnungsformel>
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Wie
oben beschrieben ist, umasst die Aktivitätsmessvorrichtung 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Vielzahl von Berechnungsformeln
entsprechend der Art der körperlichen Aktivität bzw.
Körperaktivität. Während des Betriebs
bestimmt die Aktivitätsmessvorrichtung 1 automatisch
die Art der körperlichen Aktivität basierend auf
dem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 13 und wählt
eine angemessene Berechnungsformel aus.
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Bestimmte
Betriebsbeispiele zur Bestimmung der körperlichen Aktivität
und die Auswahl der Berechnungsformel werden untenstehend beschrieben.
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(Erstes Betriebsbeispiel)
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6 ist
ein Flussdiagramm, das ein erstes Betriebsbeispiel der Aktivitätsmessvorrichtung 1 zeigt.
Bei dem ersten Betriebsbeispiel bestimmt die Aktivitätsmessvorrichtung 1 die
Art der körperlichen Aktivität basierend auf der „Anzahl
von Schritten” und dem „Verhältnis der
hori zontalen Komponente und vertikalen Komponente der synthetisierten
Beschleunigung”, und bestimmt die zu verwendende Berechnungsformel.
Die Signalverarbeitung, die in 6 gezeigt
ist, wird durch die Steuereinheit 10 ausgeführt.
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Zunächst
berechnet die Steuereinheit 10 die repräsentativen
Werte X, Y und Z der Beschleunigung in jeder Richtung aus der nach
oben und unten, nach links und rechts und nach vorn und hinten weisenden
Richtung in einer Einheitszeitspanne gemäß dem
vorstehend beschriebenen Beschleunigungsberechnungsverfahren (Schritte
S1 bis S3) und berechnet die synthetisierte Beschleunigung S und
die vertikale Komponente Sv und die horizontale Komponente Sh davon
(Schritt S4).
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Die
Steuereinheit 10 erhält die Anzahl von Schritten
C in der Einheitszeitspanne basierend auf dem Beschleunigungssignal
in der nach oben und unten weisenden Richtung (Schritt S5). Insbesondere
wird die Anzahl der Schritte C durch Zählen der Anzahl
von Malen, bei denen der Wert der Beschleunigung in der nach oben
und unten weisenden Richtung einen vorbestimmten Wert überschreitet,
erhalten.
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Die
Steuereinheit 10 untersucht dann, ob der Wert der synthetisierten
Beschleunigung S größer oder gleich einem Schwellenwert
0.02 ist (Schritt S6). Wenn der Wert der synthetisierten Beschleunigung
S kleiner als 0,02 ist, beurteilt die Steuereinheit 10, dass
sich der „Benutzer in einem Ruhezustand bzw. Rastzustand
befindet” und liest die Berechnungsformel für
den Ruhezustand aus dem Speicher 14 aus. Die Steuereinheit 10 berechnet
dann die Übungsintensität aus der synthetisierten
Beschleunigung S unter Verwendung der Berechnungsformel für
den Ruhezustand (Schritt S7). Wenn der Wert der synthetisierten
Beschleunigung größer oder gleich 0.02 ist, schreitet
der Prozess zu Schritt S8 voran.
-
In
Schritt S8 erhält die Steuereinheit 10 den Wert
des Verhältnisses Sv/Sh der Vertikalkomponente Sv in Bezug
auf die Horizontalkom ponente Sh der synthetisierten Beschleunigung
und untersucht, ob das Verhältnis Sv/Sh größer
oder gleich dem Schwellenwert 1.0 ist oder nicht. Wenn das Verhältnis
Sv/Sh größer oder gleich 1.0 ist, beurteilt die
Steuereinheit 10, dass die „körperliche
Aktivität des Benutzers die Übung bzw. das Training” ist
und liest die Berechnungsformel für die Übung
bzw. das Training aus dem Speicher 14 aus. Die Steuereinheit 10 berechnet
dann die Übungsintensität aus der synthetisierten Beschleunigung
S unter Verwendung der Berechnungsformel für die Übung
(Schritt S9). Wenn das Verhältnis Sv/Sh kleiner als 1.0
ist, schreitet der Prozess zu Schritt S10 voran.
-
In
Schritt S10 untersucht die Steuereinheit 10, ob das Verhältnis
Sv/Sh kleiner als der Schwellwert 0.5 ist. Wenn das Verhältnis
Sv/Sh kleiner als 0.5 ist, beurteilt die Steuereinheit 10,
dass die „körperliche Aktivität des Benutzers
die tägliche Aktivität ist” und liest
die Berechnungsformel für die tägliche Aktivität
aus dem Speicher 14 aus. Die Steuereinheit 10 berechnet
dann die Übungsintensität aus der synthetisierten
Beschleunigung S unter Verwendung der Berechnungsformel für
die tägliche Aktivität (Schritt S11). Wenn das
Verhältnis Sv/Sh größer oder gleich 0.5
ist, schreitet der Prozess S12 voran.
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In
Schritt S12 untersucht die Steuereinheit 10, ob die Anzahl
von Schritten C größer oder kleiner dem Schwellenwert 90 ist
oder nicht. Wenn die Anzahl von Schritten C größer
oder gleich 90 ist, beurteilt die Steuereinheit 10, dass
die „körperliche Aktivität des Benutzers
die Übung bzw. das Training ist” und berechnet
die Übungsintensität unter Verwendung der Berechnungsformel
für die Übung bzw. das Training (Schritt S13), ähnlich
zu Schritt S9. Wenn die Anzahl der Schritte C kleiner als 90 ist,
wird die Übungsintensität unter Verwendung der
Berechnungsformel für die tägliche Aktivität
berechnet (Schritt S14), ähnlich zu Schritt S11.
-
Nachdem
die Übungsintensität mit einer der Berechnungsformeln
berechnet ist, berechnet die Steuereinheit 10 die verbrannten
Kalorien aus der Übungsintensität (Schritt S15).
Die Umwandlung von der Übungsintensität (METs)
in die verbrannten Kalorien kann ein bekanntes Verfahren verwenden.
Die Übungsintensität und die verbrannten Kalorien,
die auf solch eine Weise gemessen werden, werden dann in dem Speicher 14 aufgezeichnet.
Der Benutzer kann die gemessene und aufgezeichnete Übungsintensität
und die verbrannten Kalorien auf der Anzeigeeinheit 15 überprüfen.
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7 zeigt
das Ergebnis eines Verifizierungsversuches des Bestimmungsverfahrens
des ersten Betriebsbeispiels. Die horizontale Achse von 7 ist
die Anzahl der Schritte C in einer Einheitszeitspanne (60 Sekunden)
und die vertikale Achse ist das Verhältnis Sv/Sh. Die Messdaten
(Dreieck) über die tägliche Aktivität
und die Messdaten (Kreis) über die Übung bzw.
das Training sind in solch einem Raum gezeichnet und die entsprechenden
Verteilungen wurden als für klar getrennt erachtet.
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Als
eine allgemeine Tendenz hat die Übung bzw. das Training
einen größeren Wert des Verhältnisses
Sv/Sh als die tägliche Aktivität. Dies rührt
daher, dass einige Änderungen der Orientierung bzw. Ausrichtung
nach vorne und hinten und nach links und rechts bei der täglichen
Aktivität, solch einer wie Putzen und Wäsche Zubereiten,
gemacht werden, wohingegen die Betätigung des Wiederholens
der nach oben und unten gerichteten Bewegung mit der gleichen Orientierung
hauptsächlich bei der Übung bzw. dem Training,
solch einem wie Gehen, ausgeführt wird. Die Anzahl der
Schritte C neigt dazu, größer bei der Übung
bzw. dem Training zu sein, das auf eine geplante und beabsichtigte
Weise ausgeführt wird, als bei der täglichen Aktivität.
Jedoch werden solche Tendenzen des Verhältnisses Sv/Sh
und des Gehens C nicht notwendigerweise auf alle Fälle
angewandt. Z. B. hat ein Intervalltraining von 30 Sekunden Gehen
und 30 Sekunden Ausruhen eine kleine Anzahl von Schritten C, ist
aber bei der „Übung” einzuordnen (siehe
Bezugszeichen 70 in 7). Daher ist
es schwierig, die tägliche Aktivität und die Übung mit
lediglich der Beurteilung von entweder dem Verhältnis Sv/Sh
oder der Anzahl von Schritten C angemessen zu trennen.
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Bei
dem Bestimmungsverfahren des ersten Betriebsbeispiels werden die
Bestimmungsbedingungen, die das Verhältnis Sv/Sh und die
Anzahl der Schritte C kombinieren, verwendet, wie oben beschrieben
ist. Anhand des Trennens der Messdaten mit den Bestimmungsbedingungen
(siehe gestrichelte Linie in 7), das
in den Schritten S8, S10 und S12 von 6 gezeigt
ist, werden die tägliche Aktivität und die Übung
bzw. das Training mit einer Genauigkeitsrate von im Wesentlichen
100% eingeordnet.
-
(Zweites Betriebsbeispiel)
-
8 ist
ein Flussdiagramm, das ein zweites Betriebsbeispiel der Aktivitätsmessvorrichtung
zeigt. Bei dem zweiten Betriebsbeispiel bestimmt die Aktivitätsmessvorrichtung 1 die
Art der körperlichen Aktivität basierend auf der Änderung
der Neigung des Körpers und bestimmt die zu verwendende
Berechnungsformel. Die Signalverarbeitung, die in 8 gezeigt
ist, wird durch die Steuereinheit 10 ausgeführt.
-
Zunächst
berechnet die Steuereinheit 10 die repräsentativen
Werte der Beschleunigung in jeder Richtung aus der nach oben und
unten, nach links und rechts, und nach vorne und hinten weisenden Richtung
in der Einheitszeitspanne gemäß dem vorstehend
erwähnten Beschleunigungsberechnungsverfahren (Schritt
S20). In diesem Fall berechnet die Steuereinheit 10 die
repräsentativen Werte Xa, Ya und Za der Beschleunigung
aus dem Signal vor Durchlaufen des Hochpass-Filters und berechnet
die repräsentativen Werte Xb, Yb und Zb der Beschleunigung
aus dem Signal nach Durchlaufen des Hochpass-Filters. Die Steuereinheit 10 berechnet
dann die synthetisierte Beschleunigung Sa aus den repräsentativen
Werten Xa, Ya und Za und die synthetisierte Beschleunigung Sb aus
den repräsentativen Werten Xb, Yb und Zb (Schritt S21).
Die synthetisierte Beschleunigung Sa entspricht einer ersten repräsentativen
Beschleunigung der vorliegenden Erfindung und die synthetisierte
Beschleunigung Sb entspricht einer zweiten repräsentativen
Beschleunigung.
-
Die
Steuereinheit 10 berechnet einen Beurteilungswert, der
als (Sa – Sb)/Sb ausgedrückt wird (Schritt S22).
Der Wert der synthetisierten Beschleunigung Sa umfasst die Fluktuationskomponente
von sowohl der dynamischen Beschleunigung als auch der statischen
Beschleunigung (Gravitationsbeschleunigung), wohingegen der Wert
der synthetisierten Beschleunigung Sb lediglich die Fluktuationskomponente
der dynamischen Geschwindigkeit enthält. Die Differenz
(Sa – Sb) der zwei Beschleunigungen kann als ein Wert bezeichnet
werden, der die Fluktuationskomponente der statischen Beschleunigung
repräsentiert, und die synthetisierte Beschleunigung Sb
kann als ein Wert bezeichnet werden, der die Fluktuationskomponente
der dynamischen Beschleunigung repräsentiert. Der Beurteilungswert
(Sa – Sb)/Sb entspricht dem Verhältnis aus dem
Wert, der die Fluktuationskomponente der statischen Beschleunigung
repräsentiert, und dem Wert, der die Fluktuationskomponente
der dynamischen Beschleunigung repräsentiert. Der Beurteilungswert
(Sa – Sb)/Sb ist der Wert (Index bzw. Kennzahl), der die Änderung
der Neigung des Körpers repräsentiert.
-
Die
Steuereinheit 10 untersucht, ob der Beurteilungswert größer
als der Schwellenwert 0.8 ist oder nicht (Schritt 22). Wenn der
Beurteilungswert kleiner oder gleich 0.8 ist, beurteilt die Steuereinheit 10,
dass die „körperliche Aktivität des Benutzers
die Übung bzw. das Training ist” und liest die
Berechnungsformel für die Übung bzw. das Training
aus dem Speicher 14 aus. Die Steuereinheit 10 berechnet
dann die Übungs intensität aus der synthetisierten Beschleunigung
Sb unter Verwendung der Berechnungsformel für die Übung
(Schritt S23).
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Wenn
der Beurteilungswert größer als 0.8 ist, beurteilt
die Steuereinheit 10, dass die „körperliche Aktivität
des Benutzers die tägliche Aktivität ist” und liest
die Berechnungsformel für die tägliche Aktivität aus
dem Speicher 14 aus. Die Steuereinheit 10 berechnet
dann die Übungsintensität aus der synthetisierten
Beschleunigung Sb unter Verwendung der Berechnungsformel für
die tägliche Aktivität (Schritt S24).
-
Nachdem
die Übungsintensität mit irgendeiner der Berechnungsformeln
berechnet ist, berechnet die Steuereinheit 10 die verbrannten
Kalorien aus der Übungsintensität (Schritt S25).
In dem Flussdiagramm von 8 wird ebenso bestimmt, ob ein
Ausruhen bzw. Rasten vorliegt oder nicht, basierend auf dem Wert
der synthetisierten Beschleunigung Sb, ähnlich dem Flussdiagramm
von 6.
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9 zeigt
das Ergebnis des Verifizierungsversuches des Bestimmungsverfahrens
des zweiten Betriebsbeispiels. Die horizontale Achse von 9 ist
der Beurteilungswert (Sa – Sb)/Sb und die vertikale Achse
ist die Übungsintensität. Die Messdaten (Dreieck) über
die tägliche Aktivität und die Messdaten (Kreis) über
die Übung sind in solch einem Raum eingezeichnet und die
entsprechenden Verteilungen wurden als für klar getrennt
erachtet.
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In
dem Fall der Übung bzw. des Training, solch einer wie Gehen
und Jogging, ändert sich die Neigung des Körpers
(Orientierung des Sensors) kaum. Das heißt, dass das Ausgangssignal
des Sensors die Fluktuationskomponente der statischen Beschleunigung
kaum umfasst. Daher zeigen im Falle der Übung die synthetisierten
Beschleunigungen Sa und Sb im Wesentlichen den gleichen Wert an
und der Beurteilungswert (Sa – Sb)/Sb wird im Wesentlichen
0.
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Im
Falle der täglichen Aktivität, solch einer wie
das Säubern und Wäsche Zubereiten, wird die Neigungsbetätigung
oder Beugungsbetäti gung des Oberkörpers ausgeführt
und daher werden viele Änderungen der Neigung des Körpers
(Orientierung des Sensors) verursacht, wobei die Fluktuation der
statischen Beschleunigung (Gravitationsbeschleunigung) in dem Ausgangssignal
des Sensors auftritt. Daher wird eine erhebliche Differenz zwischen
den synthetisierten Beschleunigungen Sa und Sb geschaffen und der
Beurteilungswert (Sa – Sb)/Sb wird groß.
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Anhand
des Trennens der Messdaten mit der Bestimmungsbedingung (Schwellenwert
0.8), wie in 8 gezeigt ist, lassen sich die
tägliche Aktivität und die Übung bzw.
das Training mit einer Genauigkeitsrate von im Wesentlichen 100%
einordnen.
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Wie
oben beschrieben ist, kann die Aktivitätsmessvorrichtung 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels die Art der körperlichen
Aktivität mit zufriedenstellender Genauigkeit basierend
auf dem Ausgangssignal des Beschleunigungssensors bestimmen und
eine angemessene Berechnungsformel auswählen. Da der Betrag
der körperlichen Aktivität (Übungsintensität,
verbrannte Kalorien) unter Verwendung einer angemessenen Berechnungsformel berechnet
wird, kann der Betrag über die Aktivität mit zufriedenstellender
Genauigkeit für verschiedene Arten von körperlichen
Aktivitäten von der täglichen Aktivität
bis zur Übung gemessen werden.
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Die
Ausführung der Ausführungsbeispiele, die oben
beschrieben sind, veranschaulicht lediglich ein bestimmtes Beispiel
der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
ist nicht durch das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
begrenzt, wobei zahlreiche Modifikationen innerhalb des Umfangs
der technischen Idee der Erfindung gemacht werden können.
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Z.
B. ist die bestimmte Ausführung der Prozedur (Ablauf) der
Bestimmung des Schwellenwerts, des Beurteilungswerts und dergleichen
nicht auf diese beschränkt, die bei dem ersten und zweiten
Betriebsbeispiel beschrieben sind, und kann angemessen modifiziert
werden. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird die körperliche Aktivität in drei Kategorien
eingeteilt bzw. zugeordnet, nämlich das Ruhen bzw. Rasten,
die tägliche Aktivität und die Übung
bzw. das Training, aber die tägliche Aktivität und
die Übung bzw. das Training können weiter aufgeteilt
werden. Die Anzahl von Kategorien und die Berechnungsformel für
jede Kategorie können angemessen durch Analysieren von
Versuchsergebnissen, die in 4 gezeigt
sind, festgelegt werden. Bei dem ersten Betriebsbeispiel wird das
Verhältnis Sv/Sh für die Beurteilung der vertikalen
Komponente Sv und der horizontalen Komponente Sh der synthetisierten
Beschleunigung S verwendet, aber irgendein Index kann verwendet
werden, solange die vertikale Komponente und die horizontale Komponente
verglichen werden können. Z. B. können Indizes,
solche wie Sv – Sh, Sv/S und Sh/S verwendet werden. Darüber
hinaus wird bei dem ersten Betriebsbeispiel eine hohe Bestimmungsgenauigkeit durch
Verwendung von zwei Indizes des Verhältnisses Sv/Sh und
der Anzahl von Schritten realisiert, aber lediglich eine von beiden
Indizes kann verwendet werden, wenn eine einfache Bestimmung auszuführen
ist. Alternativ kann die Bestimmungsgenauigkeit weiter durch Kombinieren
von drei oder mehr Indizes gesteigert werden. Bei dem zweiten Betriebsbeispiel
wird der Beurteilungswert (Sa – Sb)/Sb für den „Wert,
der die Änderung der Neigung des Körpers repräsentiert” verwendet,
aber andere Indizes, solche wie Sa – Sb und Sa/Sb können
als ein Wert, der die Änderung der Neigung des Körpers
repräsentiert, verwendet werden. Der Index, der von der
vertikalen Komponente Sv und der horizontalen Komponente Sh der
synthetisierten Beschleunigung S erhalten wird, wie er in dem ersten
Betriebsbeispiel verwendet wird, kann als „der Wert, der
die Änderung der Neigung des Körpers repräsentiert” in
dem zweiten Betriebsbeispiel verwendet werden.
-
Da
sich der Energieaufwand unter Individuen unterscheidet, selbst wenn
das Ausmaß der Übung das gleiche Ausmaß ist,
kann eine Variati on wahrscheinlich bei dem Übungseffekt
auftreten, der tatsächlich erhalten wird. Die Intensität
kann basierend auf persönlichen Attributen des Benutzers
korrigiert werden. Die persönlichen Attribute, die den
Energieaufwand beeinflussen können, umfassen das Geschlecht,
das Alter, die Größe, den BMI, der Körperbeschaffenheitswert
und den Körpergrundumsatz. Die Größe
des Werts der persönlichen Attribute beeinflusst den Energieaufwand,
was durch klinische Tests bestätigt werden kann. Der Korrekturkoeffizient für
den Wert des persönlichen Attributs oder jede Schicht kann
definiert und in die Berechnungsformel der Intensität aufgenommen
werden, so dass die Differenz des Übungseffekts wegen der
Differenz des persönlichen Attributs angemessen korrigiert
werden kann.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Aktivitätsmessvorrichtung umfasst einen Sensor zum Erfassen
einer Beschleunigung in einer Vielzahl von Richtungen, eine Repräsentativbeschleunigungsberechnungseinrichtung
zum Berechnen einer repräsentativen Beschleunigung basierend
auf einem Ausgangssignal des Sensors und eine Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
zum Berechnen einer Übungsintensität einer Körperbewegung,
die in der Einheitszeitspanne ausgeführt wird, aus der
repräsentativen Beschleunigung. Die Übungsintensitätsberechnungseinrichtung
umfasst eine Vielzahl von Berechnungsformeln, die bei der Berechnung
der Übungsintensität verwendet werden, und bestimmt
die Berechnungsformel, die bei der Berechnung der Übungsintensität
der Körperbewegung, die in der Einheitszeitspanne ausgeführt
wird, verwendet wird, basierend auf einer Horizontalkomponente und
einer Vertikalkomponente der repräsentativen Beschleunigung. Der
Aktivitätsbetrag über verschiedene Arten von Körperaktivitäten
von der täglichen Aktivität bis zur Übung
kann daher angemessen gemessen werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2006-204446 [0002]
- - JP 2001-258870 [0002]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „Exercise
and Physical Activity Reference for Health Promotion 2006” und „Exercise
and Physical Activity Guide for Health Promotion 2006 (Exercise
Guide 2006)” [0004]
