DE112011102491T5

DE112011102491T5 - Gangartänderung-Bestimmungseinheit

Info

Publication number: DE112011102491T5
Application number: DE112011102491T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Mori; Shigeo Kinoshita; Tetsuya Sato
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-05-29
Also published as: US20130123669A1; CN103025241B; JP2012024449A; CN103025241A; WO2012014714A1; US8608671B2; JP5724237B2

Abstract

Eine Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung beinhaltet: eine Hauptgrundteileinheit, einen Beschleunigungsmesser, um eine Beschleunigung der Hauptgrundteileinheit zu detektieren, und eine Steuereinheit, und ist eine Einrichtung, um eine Änderung in der Gangart eines Benutzers zu bestimmen, welcher die Hauptgrundteileinheit auf einem vorher festgelegten Bereich trägt. Die Steuereinheit spezifiziert (S103) einen Bahnverlauf eines vorher festgelegten Bereiches, auf welchem die Hauptgrundteileinheit während des Gehens getragen wird, basierend auf den Beschleunigungen, welche durch den Beschleunigungsmesser detektiert sind, berechnet (S104, S105, S111, S112) den zeitlichen Änderungsbetrag des spezifizierten Bahnverlaufes und bestimmt (S113) den Grad der Änderung, welcher der Grad der zeitlichen Änderung ist, basierend auf der berechneten zeitlichen Änderung. Der Grad der Änderung in der Gangart kann genauer bestimmt werden.

Description

Technischer Bereich
Diese Erfindung bezieht sich auf Gangartänderung-Bestimmungseinrichtungen und, spezieller ausgedrückt, bezieht sie sich auf Gangartänderung-Bestimmungseinrichtungen, welche geeignet sind, eine Änderung in einem Gehzustand eines Benutzers zu bestimmen, welcher die Einrichtung auf einem vorher festgelegten Bereich trägt.
Hintergrund des Standes der Technik
Bisher gab es eine Technik, welche basierend auf Werten, welche durch einen Beschleunigungsmesser detektiert sind, ein Bewegungsintervall oder das Vorhandensein/Nichtvorhandensein muskulärer Vibrationen bzw. Schwingungen berechnet (Hochfrequenz-Beschleunigungskomponenten) und einen Pegel der Ermüdung basierend auf dem Bewegungsintervall oder dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein muskulärer Schwingungen (z. B. siehe 25 und 26 der Patentliteratur 1 ( JP 2006-271893 A )) bestimmt.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2006-271893 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch ist die herkömmliche Technik problematisch in der Hinsicht, dass die Technik in hohem Maße aufnahmefähig für den Einfluss eines Benutzers, welcher einfach seine/ihre Bewegungsgeschwindigkeit ändert, oder für den Einfluss von Unterschieden innerhalb individueller Benutzer ist. Entsprechend gibt es ein Problem dahingehend, dass der Grad der Änderung in einer Gangart nicht genau bestimmt und an den Benutzer kommuniziert werden kann.
Nachdem man erreicht wurde, um die zuvor aufgeführten Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, einen Grad an Änderung in einer Gangart genauer zu bestimmen.
Lösung des Problems
Um die vorher erwähnte Aufgabe zu erreichen, beinhaltet eine Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung entsprechend einem Gesichtspunkt dieser Erfindung: eine Hautgrundteileinheit, einen Beschleunigungsmesser für das Detektieren einer Beschleunigung der Hauptgrundteileinheit und eine Steuereinheit, und sie ist eine Einrichtung, um eine Änderung in der Gangart eines Benutzers zu bestimmen, welcher die Hauptgrundteileinheit auf einem vorher festgelegten Bereich trägt.
Die Steuereinheit besitzt: eine Spezifizierungseinheit, welche basierend auf der Beschleunigung, welche durch den Beschleunigungsmesser detektiert ist, einen Bahnverlauf des vorher festgelegten Bereiches, auf welchem die Hauptgrundteileinheit während des Gehens getragen wird, spezifiziert; eine erste Berechnungseinheit, welche eine zeitliche Änderung in dem Bahnverlauf berechnet, welcher durch die Spezifizierungseinheit spezifiziert ist; und eine Bestimmungseinheit, welche basierend auf der zeitlichen Änderung, welche durch die erste Berechnungseinheit berechnet ist, den Grad der Änderung bestimmt, welcher der Grad der zeitlichen Änderung ist.
Vorzugsweise beinhaltet die Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung ferner eine Speichereinheit. Die Steuereinheit beinhaltet ferner eine Annahmeeinheit, welche ein Eingangssignal eines Pegels der Ermüdung annimmt, wenn der Benutzer geht. Die Bestimmungseinheit bestimmt den Grad der Änderung, wenn der Grad der Änderung durch die Annahmeeinheit akzeptiert wurde. Die Steuereinheit beinhaltet ferner eine Speichersteuereinheit, welche den Pegel an Ermüdung, welcher durch die Annahmeeinheit akzeptiert ist, und den Grad der Änderung, welcher durch die Bestimmungseinheit bestimmt ist, in Verbindung miteinander in der Speichereinheit speichert. Die Bestimmungseinheit bestimmt den Pegel der Ermüdung, welcher dem Grad der Änderung entspricht, welcher durch die Bestimmungseinheit berechnet ist, basierend auf dem Pegel der Ermüdung und dem Grad der Änderung, welche in der Speichereinheit gespeichert sind.
Vorzugsweise beinhaltet die Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung ferner eine Alarmeinheit. Die Steuereinheit beinhaltet ferner eine Alarmsteuereinheit, welche den Pegel an Ermüdung bestimmt, welcher durch die Bestimmungseinheit bestimmt ist, indem die Alarmeinheit benutzt wird.
Vorzugsweise ist der Bahnverlauf ein dreidimensionaler Bahnverlauf, von welchem eine Bewegungskomponente in einer Vorwärtsgehrichtung entfernt wurde, in welche der vorher festgelegte Bereich, auf welchem die Hauptgrundteileinheit getragen wird, während des Gehens fortschreitet, und ein Muster des Bahnverlaufs beinhaltet viele charakteristische Punkte, welche die Charakteristika des Musters definieren. Die Spezifizierungseinheit spezifiziert die Positionen der charakteristischen Punkte in dem projizierten Bahnverlauf, wobei die Bewegungskomponente in der Vorwärtsgehrichtung entfernt ist, auf Ebenen senkrecht zu jeder der drei orthogonalen axialen Richtungen, wobei eine vertikale Richtung, die Vorwärtsgehrichtung und eine horizontale Richtung beinhaltet sind, basierend auf der Beschleunigung, welche durch den Beschleunigungsmesser berechnet ist. Die erste Berechnungseinheit besitzt: eine zweite Berechnungseinheit, welche die charakteristischen Faktoren des Bahnverlaufs berechnet, basierend auf den Positionen, welche durch die Spezifizierungseinheit spezifiziert sind; eine dritte Berechnungseinheit, welche entsprechend mit einer Korrelationsbeziehung, welche im Voraus gefunden ist, zwischen den Werten der charakteristischen Faktoren und dem Wert eines Indexes, welcher die Gangart anzeigt, einen Wert des Indexes berechnet, basierend auf den Werten der charakteristischen Faktoren, welche durch die zweite Berechnungseinheit berechnet sind; und eine vierte Berechnungseinheit, welche einen zeitlichen Änderungsbetrag des Indexes berechnet, basierend auf dem Wert des Indexes, welcher durch die dritte Berechnungseinheit berechnet ist. Die Bestimmungseinheit bestimmt den Grad der Änderung basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag, welcher durch die vierte Berechnungseinheit berechnet ist.
Ferner beinhaltet vorzugsweise der zeitliche Änderungsbetrag einen zeitlichen Änderungsbetrag einer Gangart-Körperhaltung. Die Steuereinheit beinhaltet ferner eine Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit, welche die Gangart-Körperhaltung bestimmt, basierend auf dem Wert des Indexes, welcher durch die dritte Berechnungseinheit berechnet ist. Die vierte Berechnungseinheit berechnet ferner den zeitlichen Änderungsbetrag der Gangart-Körperhaltung, welche durch die Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit bestimmt ist. Die Bestimmungseinheit bestimmt den Grad der Änderung, wobei ein Körperhaltungs-Änderungsbetrag in der zeitlichen Änderung der Gangart-Körperhaltung beinhaltet ist, basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag, welcher durch die vierte Berechnungseinheit berechnet ist.
Ferner ist vorzugsweise die Korrelationsbeziehung durch eine Vielfach-Regressionsformel angezeigt, welche ein relationaler Ausdruck zwischen den Werten der charakteristischen Faktoren, welche als eine Antwortvariable dienen, und dem Wert des Indexes, welcher als eine Erklärungsvariable dient, ist, welche durch eine Vielfach-Regressionsanalyse erhalten wird.
Ferner beinhalten vorzugsweise die charakteristischen Punkte einen ersten charakteristischen Punkt, wenn ein erster Fuß den Boden berührt, und einen zweiten charakteristischen Punkt, wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf dem ersten Fuß steht, ebenso wie einen dritten charakteristischen Punkt, wenn ein zweiter Fuß den Boden berührt, und einen vierten charakteristischen Punkt, wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf dem zweiten Fuß steht.
Die charakteristischen Faktoren beinhalten einen ersten charakteristischen Faktor, welcher ein Abstand zwischen dem ersten charakteristischen Punkt und dem zweiten charakteristischen Punkt in der vertikalen Richtung in dem Bahnverlauf ist, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der Vorwärtsbewegungsrichtung ist, und einen zweiten charakteristischen Faktor, welcher aus einem Abstand zwischen dem ersten charakteristischen Punkt und dem zweiten charakteristischen Punkt und einem Abstand zwischen dem dritten charakteristischen Punkt und dem vierten charakteristischen Punkt in dem Bahnverlauf berechnet ist, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der horizontalen Richtung ist.
Der Index beinhaltet eine Stufengröße. Die Vielfach-Regressionsformel ist eine Formel, welche die Summe des Produktes eines ersten partiellen Regressionskoeffizienten, welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten ist, und des ersten charakteristischen Faktors, des Produktes eines zweiten partiellen Regressionskoeffizienten, welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten ist, und des zweiten charakteristischen Faktors, und eines dritten partiellen Regressionskoeffizienten berechnet.
Ferner beinhalten die charakteristischen Punkte vorzugsweise einen ersten charakteristischen Punkt, wenn ein erster Fuß den Boden berührt, einen zweiten charakteristischen Punkt, wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf dem ersten Fuß steht, einen dritten charakteristischen Punkt, am weitesten nach rechts in dem Bahnverlauf, und einen vierten charakteristischen Punkt, am weitesten nach links in dem Bahnverlauf, ebenso wie einen fünften charakteristischen Punkt, am weitesten vorwärts auf der rechten Seite in dem Bahnverlauf, einen sechsten charakteristischen Punkt, am weitesten vorwärts auf der linken Seite in dem Bahnverlauf, einen siebten charakteristischen Punkt, am weitesten nach hinten gerichtet auf der rechten Seite in dem Bahnverlauf, und einen achten charakteristischen Punkt, am weitesten nach hinten gerichtet auf der linken Seite in dem Bahnverlauf.
Die charakteristischen Faktoren beinhalten einen ersten charakteristischen Faktor, welcher ein Quotient ist, welcher durch Dividieren eines Abstands zwischen dem ersten charakteristischen Punkt und dem zweiten charakteristischen Punkt in der vertikalen Richtung in dem Bahnverlauf, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der Vorwärtsbewegungsrichtung, durch einen Abstand zwischen dem dritten charakteristischen Punkt und dem vierten charakteristischen Punkt in der horizontalen Richtung erhalten wird, und einen zweiten charakteristischen Faktor, welcher ein Quotient ist, welcher durch Dividieren eines Abstands zwischen dem fünften charakteristischen Punkt und dem sechsten charakteristischen Punkt in der horizontalen Richtung in dem Bahnverlauf, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der vertikalen Richtung ist, durch einen Abstand zwischen dem siebten charakteristischen Punkt und dem achten charakteristischen Punkt in der horizontalen Richtung erhalten wurde.
Der Index beinhaltet den Schrittabstand. Die Vielfach-Regressionsformel ist eine Formel, welche die Summe des Produktes eines ersten partiellen Regressionskoeffizienten, welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten ist, und dem ersten charakteristischen Faktor ist, das Produkt eines zweiten partiellen Regressionskoeffizienten, welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse und den zweiten charakteristischen Faktor erhalten wurde, und einen dritten partiellen Regressionskoeffizienten berechnet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Entsprechend dieser Erfindung wird mit der Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung ein Bahnverlauf eines vorher festgelegten Bereiches des Benutzers, auf welchem die Hauptgrundteileinheit getragen wird, während des Gehens spezifiziert, basierend auf Beschleunigungen, welche durch den Beschleunigungsmesser detektiert sind, der zeitliche Änderungsbetrag des Bahnverlaufes wird spezifiziert und der Grad der Änderung, welcher der Grad der zeitlichen Änderung ist, wird basierend auf der berechneten zeitlichen Änderung berechnet und bestimmt.
Entsprechend wird der Grad der zeitlichen Änderung in dem Bahnverlauf des vorher festgelegten Bereiches des Benutzers berechnet, wobei die Einrichtung geringer aufnahmefähig für den Einfluss, bei welchem der Benutzer einfach seine oder ihre Bewegungsgeschwindigkeit verändert, oder für den Einfluss der Unterschiede innerhalb individueller Benutzer ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, genauer einen Grad der Änderung in einer Gangart zu bestimmen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine externe Ansicht eines Aktivitätsmessgliedes entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung.
2 ist eine Zeichnung, welche einen Zustand darstellt, in welchem das Aktivitätsmessglied entsprechend der Ausführungsform benutzt wird.
3A und 3B sind Diagramme, welche ein erstes Beispiel des Bahnverlaufs der Hüfte eines Benutzers darstellen, wenn er geht, wie dies aus der Richtung gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet.
4A und 4B sind Diagramme, welches ein zweites Beispiel des Bahnverlaufes einer Hüfte eines Benutzers zeigen, wenn er geht, wie dies aus der Richtung gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet.
5A bis 5F sind Diagramme, welche viele Beispiele des Bahnverlaufes der Hüfte eines Benutzers zeigen, wenn er geht, wie dies aus der Richtung gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet.
6 zeigt Diagramme, welche eine Korrelation zwischen dem Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers zeigen, wenn er läuft, wie sie aus den Beschleunigungsdaten und dem Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers, wie er aktuell gemessen wird, entsprechend der Ausführungsform berechnet werden.
7A und 7B sind Diagramme, welche charakteristische Punkte darstellen, welche in einem Muster eines Bahnverlaufes, welcher auf eine XY-Ebene projiziert ist, enthalten sind, entsprechend der Ausführungsform.
8A und 8B sind Diagramme, welche charakteristische Punkte darstellen, welche in einem Muster eines Bahnverlaufes, welcher auf eine XZ-Ebene projiziert ist, enthalten sind, entsprechend der Ausführungsform.
9 ist ein Diagramm, welches charakteristische Punkte darstellt, welche in einem Muster eines Bahnverlaufes, welcher auf eine YZ-Ebene projiziert ist, enthalten sind, entsprechend der Ausführungsform.
10A und 10B sind Diagramme, welche charakteristische Faktoren darstellen, welche basierend auf den Positionen der charakteristischen Punkte berechnet sind, welche in einem Muster eines Bahnverlaufes, welcher auf eine XY-Ebene projiziert ist, enthalten sind, entsprechend der Ausführungsform.
11A und 11B sind Diagramme, welche charakteristische Faktoren darstellen, welche basierend auf den Positionen der charakteristischen Punkte berechnet sind, welche in einem Muster eines Bahnverlaufes, welcher auf eine XZ-Ebene projiziert ist, enthalten sind, entsprechend der Ausführungsform.
12A und 12B sind Diagramme, welche charakteristische Faktoren darstellen, welche basierend auf den Positionen der charakteristischen Punkte, welche in einem Muster eines Bahnverlaufs, welcher auf eine YZ-Ebene projiziert ist, enthalten sind, berechnet sind, entsprechend der Ausführungsform.
13 ist ein erstes Diagramm, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einer Schrittgröße darstellt, welche als ein Index dient, welche eine Gangart-Körperhaltung anzeigt, entsprechend der Ausführungsform.
14 ist ein zweites Diagramm, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einer Schrittmessung darstellt, welche als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt, entsprechend der Ausführungsform.
15 ist ein erstes Diagramm, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einem Schrittabstand darstellt, welcher als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt, entsprechend der Ausführungsform.
16 ist ein zweites Diagramm, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einem Schrittabstand darstellt, welcher als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt, entsprechend der Ausführungsform.
17 ist ein Blockdiagramm, welches eine Gesamtkonfiguration eines Aktivitätsmessgliedes darstellt, entsprechend der Ausführungsform.
18 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches die Gesamtfunktionen des Aktivitätsmessgliedes entsprechend der Ausführungsform darstellt.
19A bis 19C sind erste Diagramme, welche Bahnverläufe eines vorher festgelegten Bereiches eines Benutzers darstellen, welche durch das Aktivitätsmessglied berechnet sind, entsprechend der Ausführungsform.
20A bis 20C sind zweite Diagramme, welche Bahnverläufe eines vorher festgelegten Bereiches eines Benutzers darstellen, welche durch das Aktivitätsmessglied berechnet sind, entsprechend der Ausführungsform.
21 ist ein Graph, welcher eine Schrittgröße eines Benutzers darstellt, welche durch das Aktivitätsmessglied berechnet ist, entsprechend der Ausführungsform.
22 ist ein Graph, welcher einen Schrittabstand eines Benutzers darstellt, welcher durch das Aktivitätsmessglied berechnet ist, entsprechend der Ausführungsform.
23 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf eines Gangart-Körperhaltung-Bestimmungsprozesses darstellt, welcher durch eine Steuereinheit des Aktivitätsmessgliedes ausgeführt wird, entsprechend der Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsformen
Hier nachfolgend wird eine Ausführungsform dieser Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Man beachte, dass identische oder entsprechende Elemente in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und Beschreibungen davon nicht wiederholt werden.
Die vorliegende Ausführungsform wird beschrieben, indem angenommen wird, dass ein Gangart-Körperhaltung-Bestimmungsgerät als ein Aktivitätsmessglied eingebettet ist, welches in der Lage ist, nicht nur eine Anzahl von Schritten zu messen, sondern auch einen Aktivitätsbetrag (auch ein ”Übungsbetrag” genannt) während der Übung und während der täglichen Aktivitäten (z. B. während des Staubsaugens, während des Tragens leichter Gegenstände, des Kochens und so weiter) zu messen. Jedoch ist das Gangart-Körperhaltung-Bestimmungsgerät nicht darauf begrenzt und kann ein Schrittzähler sein, welcher in der Lage ist, die Anzahl der Schritte zu messen.
1 ist eine externe Ansicht eines Aktivitätsmessgliedes 100 entsprechend dieser Ausführungsform der Erfindung. Wie in 1 gezeigt wird, ist das Aktivitätsmessglied 100 in erster Linie aus einer Hauptgrundteileinheit 191 und einer Clip-Einheit 192 konfiguriert. Die Clip-Einheit 192 wird benutzt, um das Aktivitätsmessglied 100 an der Kleidung oder Ähnlichem eines Benutzers zu befestigen.
Ein Anzeige-Um-/OK-Schalter 131, ein linker Bedienungs-/Speicherschalter 132 und ein rechter Bedienungsschalter 133, welche einen Teil einer Bedieneinheit 130 konfigurieren, welche später erwähnt wird, und eine Anzeigeeinheit 141, welche einen Teil der Anzeigeeinheit 140 konfiguriert, welche ebenso später erwähnt wird, sind in der Hauptgrundteileinheit 191 bereitgestellt.
Obwohl die Anzeige 141 beschrieben wird, dass sie aus einer Flüssigkeitskristallanzeige (LCD) in der vorliegenden Ausführungsform konfiguriert ist, ist die Anzeige 141 nicht darauf begrenzt und kann eine andere Art von Anzeige sein, wie z. B. eine Elektrolumineszenz-(EL-)Anzeige.
2 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel eines Gebrauchszustandes des Aktivitätsmessgliedes 100 entsprechend zu dieser Ausführungsform zeigt. Wie in 2 gezeigt wird, ist das Aktivitätsmessglied 100 an z. B. einem Gürtel um die Hüfte des Benutzers befestigt, indem eine Clip-Einheit 192 benutzt wird. In dieser Ausführungsform ist es wünschenswert, dass das Aktivitätsmessglied 100 an der Hüfte des Benutzers befestigt ist und in der Nähe von dieser getragen wird.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Koordinatensystem benutzt wird, in welchem die Richtung, in welcher der Benutzer fortschreitet, während er geht, als die Z-Achse hergenommen wird (wobei die Richtung des Benutzers, in welche er fortschreitet, die Vorwärtsrichtung ist), die linken und rechten Richtungen des Benutzers, während der geht, als die X-Achse hergenommen werden (wobei die Rechtsrichtung die Vorwärtsrichtung ist) und die vertikale Richtung als die Y-Achse hergenommen wird (wobei die Aufwärtsrichtung die Vorwärtsrichtung ist).
3A und 3B sind Diagramme, welche ein erstes Beispiel des Bahnverlaufs der Hüfte des Benutzers zeigt, wenn er geht, wie dies aus der Richtung gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet. 4A und 4B sind Diagramme, welche ein zweites Beispiel des Bahnverlaufes der Hüfte des Benutzers darstellen, wenn er geht, wie dies aus der Richtung gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet. 3A und 4A sind Diagramme, in welchen der Bahnverlauf der Hüfte beim Gehen einem Bild des Benutzers überlagert ist. 3B und 4B indessen sind Diagramme, welche den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers ausdrücken, wenn er läuft, wie graphisch dargestellt wird.
Wie in 3A bis 4B gezeigt wird, sind die Bahnverläufe die Bahnverläufe während des Gehens, welche auf eine XY-Ebene projiziert sind, welches eine Ebene senkrecht zu der Z-Achse ist. Normalerweise werden während des Gehens die Füße über einen Prozess bewegt, bei welchem der rechte Fuß den Boden verlässt, die höchste Position für den rechten Fuß erreicht, und dann nochmals Berührung mit dem Boden durchführt, wonach der linke Fuß den Boden verlässt, die höchste Position für den linken Fuß erreicht und dann nochmals Berührung mit dem Boden nimmt.
Während eines derartige Gehprozesses folgt der Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers einem speziellen Muster, wobei die Hüfte zuerst von unten rechts nach oben links fortschreitet, die höchste Position oben links erreicht, in Richtung nach unten links fortschreitet, die niedrigste Position unten links erreicht, in Richtung nach oben rechts fortschreitet, die höchste Position oben rechts erreicht, nach unten rechts fortschreitet und die niedrigste Position unten rechts erreicht.
5A bis 5F sind Diagramme, welche viele Beispiele des Bahnverlaufs der Hüfte des Benutzers zeigen, wenn er geht, wie es von der Richtung aus gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet. 5A ist das gleiche Diagramm wie das, welches in 3B gezeigt wird. 5A stellt den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers dar, wenn er geht, wenn der Benutzer in einer normalen Gangart-Körperhaltung ist. 5B ist das gleiche Diagramm wie das, welches in 4B gezeigt wird. 5B stellt den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers dar, wenn er läuft, wenn der Schrittabstand mehr ”krummbeinig bzw. O-beinig” ist als der Fall, welcher in 5A gezeigt ist.
5C stellt den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers dar, wenn er geht, wenn der Schrittabstand enger ist als der Fall, welcher in 5A gezeigt ist. 5D stellt den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers dar, wenn er geht, wenn der Benutzer seine/ihre Füße schleift, mehr als in dem Fall, welcher in 5A gezeigt wird. 5E stellt den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers dar, wenn er geht, wenn der Benutzer in einer mehr gekrümmten Position geht als in dem Fall, welcher in 5A gezeigt wird. 5F stellt den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers dar, wenn er geht, wenn der Benutzer mit längeren Schritten geht als in dem Fall, welcher in 5A gezeigt wird.
Auf diese Weise, obwohl die Bahnverläufe, welche in 5A bis 5F gezeigt werden, unterschiedlich erscheinen, besitzen sie alle ein spezielles Muster, wie dies in 3A bis 4B dargestellt wird.
6 zeigt Diagramme, welche eine Korrelation zwischen dem Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers, wenn er geht, darstellen, wie er aus den Beschleunigungsdaten in dem Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers, wie er aktuell gemessen ist, berechnet ist, entsprechend dieser Ausführungsform. (A) in 6 ist ein Diagramm, welches den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers, wenn er geht, darstellt, wie dies von der Richtung aus gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet, wie er aktuell gemessen ist. (A) in 6 entspricht den Diagrammen in 3B, 4B und 5A bis 5F.
Der Bahnverlauf, welcher in (A) der 6 gezeigt ist, wird beispielsweise durch das Benutzen einer Kamera, um ein Bild des Benutzers beim Gehen aus der Richtung aufzunehmen, in welche der Benutzer fortschreitet, und das Verbinden der Bewegung eines Punktes in der Nähe der Hüfte über Bildverarbeitung erhalten.
(B) in 6 ist ein Diagramm, welches den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers, wenn er geht, darstellt, wie dies aus der Richtung gesehen wird, in welcher das Gehen fortschreitet, wie es aus den Beschleunigungsdaten berechnet wird. Hier wird ein Verfahren beschrieben, um den Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers zu berechnen, basierend auf den Beschleunigungsdaten aus drei axialen Richtungen, welche durch einen Beschleunigungsmesser in dem Aktivitätsmessglied 100 detektiert sind. Man beachte, dass dieser Bahnverlauf durch eine Steuereinheit des Aktivitätsmessgliedes 100 berechnet wird.
Als Erstes werden die Beschleunigungen Ax(T), Ay(T) und Az(t) für die X-Achse-, Y-Achse- und Z-Achse-Richtungen jeweils spezifiziert, welche in 2 gezeigt sind. Hier können in dem Fall, in welchem die drei axialen Richtungen des Beschleunigungsmessers mit den Richtungen der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse übereinstimmen, die Detektierwerte, welche durch den Beschleunigungsmesser erhalten sind, als die Beschleunigungen Ax(t), Ay(t) und Az(t) für die X-Achse-, Y-Achse- und Z-Achse-richtungen jeweils hergenommen werden, wie sie sind. Auf der anderen Seite werden in dem Fall, in welchem die drei axialen Richtungen des Beschleunigungsmessers nicht mit den Richtungen der X-Achse, Y-Achse und Z-Achse übereinstimmen, die Detektierwerte, welche durch den Beschleunigungsmesser erhalten sind, in Koordinaten gewandelt, um jeweils die Beschleunigungen Ax(t), Ay(t) und Az(t) für die X-Achse-, Y-Achse- und Z-Achse-Richtungen zu berechnen.
Als Nächstes werden durch das Integrieren der Beschleunigungen Ax(t), Ay(t) und Az(t), indem die Formeln (1) bis (3) benutzt werden, die Geschwindigkeiten Vx(t), Vy(t) und Vz(t) für die X-Achse-, Y-Achse- und Z-Achse-Richtungen jeweils berechnet.
Gleichung 1

Vx(t) = ∫Ax(t)dt

Gleichung 2

Vy (t) = ∫Ay(t)dt

Gleichung 3

Vz(t) = ∫Az(t)dt

Als Nächstes werden die Geschwindigkeiten, in welchen die Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponenten in einem kurzen Zeitbetrag zwischen ±1 Schritten, oder, mit anderen Worten, die relativen Geschwindigkeiten Vx'(t), Vy'(t) und Vz('(t) relativ zu den Durchschnittsgeschwindigkeiten in dem kurzen Zeitbetrag berechnet, indem die Formeln (4) bis (6) benutzt werden. Man beachte, dass hier die Zeit eines einzelnen Schrittes als T Sekunden hergenommen wird, und T beispielsweise durch das Berechnen der Zeit zwischen den Beschleunigungsspitzen auf einer Schritt-für-Schritt-Basis berechnet wird. Gleichung 4
Gleichung 5
Gleichung 6
Schließlich werden die relativen Positionen X(t), Y(t) und Z(t) relativ zu den Durchschnittspositionen in dem kurzen Zeitbetrag für die X-Achse-, Y-Achse- und Z-Achse-Richtungen jeweils berechnet, indem die relativen Geschwindigkeiten Vx'(t), Vy'(t) und Vz'(t) integriert werden, indem die Formeln (7) bis (9) jeweils benutzt werden.
Gleichung 7

X(t) = ∫V'x(t)dt

Gleichung 8

Y(t) = ∫V'y(t)dt

Gleichung 9

Z(t) = ∫V'z(t)dt

Ein Bahnverlauf, in welchem der Bahnverlauf des Benutzers, wenn er geht, auf eine XY-Ebene projiziert ist, wird durch das Plotten bzw. Ausdrucken der Punkte (X(t), Y(t)) entsprechend zu den Positionen X(t) und Y(t) berechnet, wie dies oben beschrieben ist, welche den X-, Y-Koordinatenwerten zugeordnet sind, auf einer XY-Ebene, während t variiert wird. Ein Beispiel dieses Bahnverlaufs ist der Bahnverlauf, welcher in 6B gezeigt wird.
In ähnlicher Weise wird ein Bahnverlauf, bei welchem der Bahnverlauf des Benutzers, wenn er geht, auf eine XZ-Ebene projiziert wird, durch das Plotten der Punkte (X(t), Z(t)) erhalten, entsprechend zu den Positionen X(t) und Z(t), wobei diese den X-, Z-Koordinatenwerten zugeordnet sind, auf einer XZ-Ebene, während t variiert wird.
Außerdem wird ein Bahnverlauf, in welchem der Bahnverlauf des Benutzers, wenn er geht, auf eine YZ-Ebene projiziert ist, durch das Plotten der Punkte (Y(t), Z(t)) erhalten, entsprechend zu den Positionen Y(t) und Z(t), wobei diese den Y-, Z-Koordinatenwerten zugeordnet sind, auf einer YZ-Ebene, während t variiert wird.
Diese Bahnverläufe sind Bahnverläufe, welche Muster besitzen, wie beispielsweise jene, welche in 7A bis 9A jeweils gezeigt werden, welche später diskutiert werden.
(C) in 6 ist ein Graph, welcher eine Korrelationsbeziehung zwischen der Höhe (Weite in der Y-Achse-Richtung) des tatsächlich gemessenen Bahnverlaufes und der Höhe (Weite in der Y-Achse-Richtung) des Bahnverlaufes, welcher aus den detektierten Beschleunigungsdaten berechnet ist, darstellt. Auf diese Weise werden die jeweiligen Höhen für die Fälle geplottet, in welchen der Benutzer mit verschiedenen Arten von Gangarten geht. Dann wird eine Regressionsanalyse durchgeführt, wobei die Höhe des tatsächlich gemessenen Bahnverlaufes als y, die Höhe des berechneten Bahnverlaufes als x und die Regressionsformel als y = 0,9878x + 0,3452 hergenommen werden, was zu einem Koeffizienten für die Bestimmung von R1 von 0,9575 führt.
Basierend auf diesem kann gesagt werden, dass die Bahnverläufe, welche aus den Beschleunigungsdaten berechnet sind, mit den aktuell gemessenen Bahnverläufen bei einem sehr hohen Pegel an Genauigkeit übereinstimmen.
7A und 7B sind Diagramme, welche in dem Muster des Bahnverlaufes enthalten sind, welche auf die XY-Ebene projiziert sind, entsprechend der Ausführungsform. 8A und 8B sind Diagramme, welche charakteristische Punkte darstellen, welche in dem Muster des Bahnverlaufes enthalten sind, welche auf die XZ-Ebene projiziert sind, entsprechend der Ausführungsform. 9 ist ein Diagramm, welches charakteristische Punkte darstellt, welche in dem Muster des Bahnverlaufes enthalten sind, welcher auf die YZ-Ebene projiziert ist, entsprechend der Ausführungsform.
Wie in 7A und 7B gezeigt wird, ist ein charakteristischer Punkt (1) ein Punkt in dem Gangartzyklus, bei welchem der rechte Fuß den Boden berührt. Bedingungen, um den charakteristischen Punkt (1) zu spezifizieren, sind, dass der Punkt rechts auf der Horizontalen ist, und am niedrigsten auf der Vertikalen ist.
Ein charakteristischer Punkt (2) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, wobei der Benutzer auf seinem/ihrem rechten Fuß steht (und insbesondere wobei die Hüfte des Benutzers in der höchsten Position in der vertikalen Richtung ist). Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (2) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (1) folgt und am höchsten auf der Vertikalen ist.
Ein charakteristischer Punkt (3) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, wobei der linke Fuß den Boden berührt. Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (3) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (2) folgt und am niedrigsten auf der Vertikalen ist.
Ein charakteristischer Punkt (4) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, wobei der Benutzer auf seinem/ihrem linken Fuß steht (und insbesondere, in welchem die Hüfte des Benutzers in der höchsten Position in der vertikalen Richtung ist). Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (4) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (3) folgt und am höchsten auf der Vertikalen ist.
Ein charakteristischer Punkt (5) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, in welchem der rechte Fuß den Boden berührt. Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (5) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (4) folgt und der niedrigste auf der Vertikalen ist. Man beachte, dass der charakteristische Punkt (5) auch der charakteristische Punkt (1) für den nächsten Zyklus ist.
Ein charakteristischer Punkt (6) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, in welchem die Hüfte des Benutzers am weitesten rechts ist. Eine Bedingung für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (6) ist, dass der Wert von X(t), welcher über die Formel (7) berechnet ist, der höchste ist, bei welchem X(t) ≥ 0 in einem einzelnen Zyklus ist.
Ein charakteristischer Punkt (7) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, bei welchem die Hüfte des Benutzers am weitesten links ist. Eine Bedingung für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (7) ist, dass der Wert von X(t), welcher über die Formel (7) berechnet ist, der niedrigste ist, wobei X(t) < 0 in einem einzelnen Zyklus ist.
Ein charakteristischer Punkt (8) ist ein Schnittpunkt in dem Gangartzyklus, welcher in dem Bahnverlauf der Hüfte in einem einzelnen Zyklus des Gehens ist. Ein Zustand für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (8) ist, dass der Punkt ein Punkt in der XY-Ebene ist, bei welchem sich der Bahnverlauf der Hüfte von dem charakteristischen Punkt (2) zu dem charakteristischen Punkt (3) und der Bahnverlauf der Hüfte von dem charakteristischen Punkt (4) zu dem charakteristischen Punkt (5) schneiden bzw. kreuzen.
Wie in 8A und 8B gezeigt wird, ist ein charakteristischer Punkt (9) ein Punkt, bei welchem der rechte Fuß den Boden in dem Gangartzyklus berührt. Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (9) sind, dass der Punkt auf der Rechten in der Horizontalen und der hinterste in der Tiefenrichtung ist.
Ein charakteristischer Punkt (10) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, bei welchem der Benutzer auf seinem/ihrem rechten Fuß steht (und insbesondere ein Punkt, bei welchem die Hüfte des Benutzers in einer vordersten Position relativ zu der Durchschnittsposition in der Richtung ist, in welcher der Benutzer in dem kurzen Zeitbetrag fortschreitet). Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (10) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (9) folgt und am weitesten vorne in der Tiefenrichtung ist.
Ein charakteristischer Punkt (11) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, bei welchem der linke Fuß den Boden berührt. Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (11) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (10) folgt und am weitesten hinten in der Tiefenrichtung ist.
Ein charakteristischer Punkt (12) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, bei welchem der Benutzer auf seinem/ihrem linken Fuß steht (und insbesondere ein Punkt, wenn die Hüfte des Benutzers in der Position am weitesten vorne relativ zu der Durchschnittsposition in der Richtung ist, in welcher der Benutzer in dem kurzen Zeitbetrag fortschreitet). Die Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (12) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (11) folgt, und am weitesten vorne in der Tiefenrichtung ist.
Ein charakteristischer Punkt (13) ist ein Punkt in dem Gangartzyklus, in welchem der rechte Fuß den Boden berührt. Bedingungen für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (11) sind, dass der Punkt dem charakteristischen Punkt (12) folgt und der am weitesten hinten liegende in der Tiefenrichtung ist. Man beachte, dass der charakteristische Punkt (13) auch der charakteristische Punkt (9) für den nächsten Zyklus ist.
Ein charakteristischer Punkt (14) ist ein Schnittpunkt in dem Gangartzyklus, welcher in dem Bahnverlauf der Hüfte in einem einzelnen Zyklus des Gehens ist. Eine Bedingung für das Spezifizieren des charakteristischen Punktes (14) ist, dass der Punkt ein Punkt in der XZ-Ebene ist, bei welchem sich der Bahnverlauf der Hüfte von dem charakteristischen Punkt (10) zu dem charakteristischen Punkt (11) und der Bahnverlauf der Hüfte von dem charakteristischen Punkt (12) zu dem charakteristischen Punkt (13) schneiden bzw. kreuzen.
In 9 werden die charakteristischen Punkte (1), (3) und (5) mit Bezug auf die 7A und 7B beschrieben, welche die untersten Punkte in dem Muster des Bahnverlaufes sind, welcher auf die YZ-Ebene projiziert ist. In ähnlicher Weise sind die charakteristischen Punkte (2) und (4) die obersten Punkte in dem Muster des Bahnverlaufes, welcher auf die YZ-Ebene projiziert ist.
10A und 10B sind Diagramme, welche charakteristische Faktoren darstellen, welche basierend auf den Positionen der charakteristischen Punkte berechnet sind, welche in dem Muster des Bahnverlaufes enthalten sind, welcher auf die XY-Ebene projiziert ist, entsprechend zu der Ausführungsform. 11A und 11B sind Diagramme, welche charakteristische Faktoren darstellen, welche basierend auf den Positionen der charakteristischen Punkte berechnet sind, welche in dem Muster des Bahnverlaufes enthalten sind, welcher auf die XZ-Ebene projiziert ist, entsprechend zu der Ausführungsform. 12A und 12B sind Diagramme, welche charakteristische Faktoren darstellen, welche basierend auf den Positionen der charakteristischen Punkte berechnet sind, welche in dem Muster des Bahnverlaufes enthalten sind, welcher auf die YZ-Ebene projiziert ist, entsprechend zu der Ausführungsform.
Wie in 10 gezeigt ist, ist ein charakteristischer Faktor Wu ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (2) und dem charakteristischen Punkt (4) in der X-Achse-Richtung der XY-Ebene (genannt eine ”obere Seite-horizontale Weite”) und wird durch das Subtrahieren des X-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (4) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Wd ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (1) und dem charakteristischen Punkt (3) in der X-Achse-Richtung der XY-Ebene (genannt eine ”untere Seitehorizontale Weite”) und wird durch Subtrahieren des X-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (1) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor W ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (6) und dem charakteristischen Punkt (7) in der X-Achse-Richtung der XY-Ebene (genannt eine ”horizontale Weite”), und wird durch Subtrahieren des X-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (7) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (6) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Hl ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (4) und dem charakteristischen Punkt (3) in der Y-Achse-Richtung der XY–Ebene (genannt ein ”linke Seitevertikale Weite”) und wird durch Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Hr ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (2) und dem charakteristischen Punkt (1) in der Y-Achse-Richtung der XY-Ebene (genannt eine ”rechte Seitevertikale Weite”) und wird durch Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor H ist der Mittelwert des charakteristischen Faktors Hl und des charakteristischen Faktors Hr in der XY-Ebene (genannt eine ”vertikale Weite”) und wird durch Addieren von Hl und Hr und das Dividieren des Ergebnisses durch 2 berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Hcl ist die Höhe des charakteristischen Punktes (8) relativ zu dem charakteristischen Punkt (3) in der XY-Ebene (genannt eine ”linke Seite-Kreuzungspunkt-Höhe”) und wird durch Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (8) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Hcr ist die Höhe des charakteristischen Punktes (8) relativ zu dem charakteristischen Punkt (1) in der XY-Ebene (genannt eine ”rechte Seite-Kreuzungspunkt-Höhe”) und wird durch Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (8) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor ISO ist die Höhe des charakteristischen Punktes (8) relativ zu der vertikalen Weite des Bahnverlaufs in der XY-Ebene (genannte eine ”Phase”) und wird durch Dividieren des charakteristischen Faktors Hcl durch den charakteristischen Faktor Hl erhalten, wobei der charakteristische Faktor Hcr durch den charakteristischen Faktor Hr dividiert wird, wobei die Ergebnisse der Divisionen zusammenaddiert werden und das Ergebnis durch 2 dividiert wird.
Ein charakteristischer Faktor Vlev zeigt den Grad an, bis zu welchem der Bahnverlauf in der XY-Ebene auf der oberen Seite oder auf der unteren Seite offen ist (genannt eine ”V- oder Λ-Form”), und wird durch Dividieren des charakteristischen Faktors Wu durch den charakteristischen Faktor Wd berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Ilev ist ein Faktor, um zu spezifizieren, ob die Form des Bahnverlaufes in der XY-Ebene vertikal länger oder horizontal länger ist (hier nachfolgend eine ”I-Form” genannt), und wird durch Dividieren des charakteristischen Faktors H durch den charakteristischen Faktor W berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Hb ist ein Verhältnis zwischen der Horizontalen und der Vertikalen in der XY-Ebene (genannt ein ”rechtes/linkes vertikales Weitenverhältnis”) und wird durch Dividieren des charakteristischen Faktors Hr durch den charakteristischen Faktor Hl berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Yb ist ein Verhältnis zwischen den linken/rechten Höhen in der XY-Ebene (genannt ein ”linkes/rechtes Höhenverhältnis”) und wird durch Dividieren einer Differenz zwischen dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4) und dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (1) durch eine Differenz zwischen dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2) und dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (3) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Wb ist ein Verhältnis zwischen den linken/rechten Weiten in der XY-Ebene (genannt ein ”linkes/rechtes Weitenverhältnis”) und wird durch Dividieren einer Differenz zwischen dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (6) und dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (8) durch eine Differenz zwischen dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (8) und dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (7) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Stl ist die gesamte vertikale Amplitude in der XY-Ebene ab dem Zeitpunkt, wenn der rechte Fuß den Boden berührt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der linke Fuß den Boden berührt (genannt eine ”vertikale Amplitude von der Berührung des rechten Fußes bis zur Berührung des linken Fußes”), und wird durch Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2), das Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2) und dem Zusammenaddieren der Ergebnisse der Subtraktionen berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Str ist die gesamte vertikale Amplitude in der XY-Ebene von dem Zeitpunkt an, wenn der linke Fuß den Boden berührt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der rechte Fuß den Boden berührt (genannt eine ”vertikale Amplitude von der Berührung des linken Fußes bis zur Berührung des rechten Fußes”), und wird durch Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4), Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (5) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4) und Zusammenaddieren der Ergebnisse der Subtraktionen berechnet.
Ein charakteristischer Faktor jun ist ein Faktor, welcher anzeigt, ob der Bahnverlauf in Uhrzeigerrichtung oder in Richtung gegen den Uhrzeiger verläuft (genannt eine ”Verlaufsreihenfolge”), und wird über eine Positiv-Negativ-Bestimmung auf den X-Koordinaten des charakteristischen Punktes (2) und des charakteristischen Punktes (4) berechnet.
Wie in 11 gezeigt wird, ist ein charakteristischer Faktor WuSu ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (10) und dem charakteristischen Punkt (12) in der X-Achse-Richtung der XZ-Ebene (genannt eine ”obere Seite-horizontale Weite”) und wird durch Subtrahieren des X-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (10) von dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (12) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor WdSu ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (9) und dem charakteristischen Punkt (11) in der X-Achse-Richtung der XZ-Ebene (genannt eine ”untere Seitehorizontale Weite”) und wird durch Subtrahieren des X-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (11) von dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (9) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Wsu ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (6) und dem charakteristischen Punkt (7) in der X-Achse-Richtung der XZ-Ebene (genannt eine ”horizontale Weite”) und wird durch Subtrahieren des X-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (7) von dem X-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (6) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor HlSu ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (12) und dem charakteristischen Punkt (11) in der Z-Achse-Richtung der XZ-Ebene (genannt eine ”linke Seite-vertikale Weite”) und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (11) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (12) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor HrSu ist ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (10) und dem charakteristischen Punkt (9) in der Z-Achse-Richtung der XZ-Ebene (genannt eine ”rechte Seitevertikale Weite”) und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (9) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (10) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Hsu ist der Mittelwert des charakteristischen Faktors HlSu und des charakteristischen Faktors HrSu in der XZ-Ebene (genannt eine ”vertikale Weite”) und wird durch Addieren von HlSu und HrSu und das Dividieren des Ergebnisses durch 2 berechnet.
Ein charakteristischer Faktor HclSu ist die Höhe des charakteristischen Punktes (8) relativ zu dem charakteristischen Punkt (11) in der XZ-Ebene (genannt eine ”linke Seite-Kreuzungs-punkt-Höhe”) und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwer-tes des charakteristischen Punktes (11) von dem Z-Koordinaten-wert des charakteristischen Punktes (8) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor HcrSu ist die Höhe des charakteristischen Punktes (8) relativ zu dem charakteristischen Punkt (9) in der XZ-Ebene (genannt eine ”rechte Seite-Kreuzungspunkt-Höhe”) und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (9) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (8) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor ISOSu ist die Höhe des charakteristischen Punktes (14) relativ zu der vertikalen Weite des Bahnverlaufes in der XZ-Ebene (genannt eine ”Phase”) und ist der gleiche Wert wie der ISO in der XY-Ebene, welche mit Bezug auf 10A und 10B beschrieben ist.
Ein charakteristischer Faktor VlevSu zeigt den Grad an, bis zu welchem der Bahnverlauf in der XZ-Ebene auf der oberen Seite oder auf der unteren Seite offen ist (genannt eine ”V- oder Λ-Form”), und wird durch Dividieren des charakteristischen Faktors WuSu durch den charakteristischen Faktor WdSu berechnet.
Ein charakteristischer Faktor IlevSu ist ein Faktor, um zu spezifizieren, ob die Form des Bahnverlaufes in der XZ-Ebene vertikal länger oder horizontal länger ist (hier nachfolgend eine ”I-Form” genannt), und wird durch Dividieren des charakteristischen Faktors Hsu durch den charakteristischen Faktor Wsu berechnet.
Ein charakteristischer Faktor HbSu ist ein Verhältnis zwischen der Horizontalen und der Vertikalen in der XZ-Ebene (genannt ein ”rechtes/linkes vertikales Weitenverhältnis”) und wird durch Dividieren des charakteristischen Faktors HrSu durch den charakteristischen Faktor HlSu berechnet.
Ein charakteristischer Faktor YbSu ist ein Verhältnis zwischen den linken/rechten Höhen in der XZ-Ebene (genannt ein ”linkes/rechtes Höhenverhältnis”) und wird durch Dividieren einer Differenz zwischen dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (13) und dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (9) durch eine Differenz zwischen dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (10) und dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (11) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor WbSu ist ein Verhältnis zwischen den linken/rechten Weiten in der XZ-Ebene (genannt ein ”linkes/rechtes Weitenverhältnis”) und ist der gleiche Wert wie Wb in der XY-Ebene, welche mit Bezug auf 10A und 10B beschrieben ist.
Ein charakteristischer Faktor StlSu ist die gesamte Tiefenrichtungsamplitude in der XZ-Ebene ab dem Zeitpunkt, wenn der rechte Fuß den Boden berührt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der linke Fuß den Boden berührt (genannt eine ”Tiefenrichtungsamplitude von der Berührung des rechten Fußes bis zur Berührung des linken Fußes”), und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (9) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (10), durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (11) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (10) und durch Zusammenaddieren der Ergebnisse der Subtraktionen berechnet.
Ein charakteristischer Faktor StrSu ist die Gesamt-Tiefenrichtungsamplitude in der XZ-Ebene ab dem Zeitpunkt, wenn der linke Fuß den Boden berührt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der rechte Fuß den Boden berührt (genannt eine ”Tiefenrichtungsamplitude von der Berührung des linken Fußes bis zur Berührung des rechten Fußes”), und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (11) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (12), durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (13) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (12) und das Zusammenaddieren der Ergebnisse der Subtraktionen berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Zfl ist der Raum in der XZ-Ebene, in welcher sich die Hüfte in der Tiefenrichtung bewegt, nachdem sie ihren höchsten Punkt erreicht, wenn der Benutzer auf seinem/ihrem linken Fuß steht (genannt eine ”Hüften-Tiefenrichtungsbewegung vom höchsten Punkt, wenn man auf dem linken Fuß steht”), und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (4) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (12) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Zfr ist der Raum in der XZ-Ebene, in welcher sich die Hüfte in der Tiefenrichtung bewegt, nachdem sie ihren höchsten Punkt erreicht, wenn der Benutzer auf seinem/ihrem Fuß steht (genannt eine ”Hüften-Tiefenrichtungsbewegung vom höchsten Punkt, wenn man auf dem rechten Fuß steht”), und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (2) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (10) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Zf ist der Raum in der XZ-Ebene, in welcher sich die Hüfte in der Tiefenrichtung bewegt, nachdem sie ihren höchsten Punkt erreicht hat, wenn der Benutzer aufrecht steht (genannt eine ”Hüften-Tiefenrichtungsbewegung vom höchsten Punkt, wenn man aufrecht steht”), und wird durch Addieren des charakteristischen Faktors Zfl und des charakteristischen Faktors Zfr und das Dividieren des Ergebnisses durch 2 berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Zbl ist der Raum in der XZ-Ebene, in welcher die Hüfte sich in der Tiefenrichtung bewegt, indem der linke Fuß den Boden berührt (genannt eine ”Hüftentiefenrichtungsbewegung von der Berührung des linken Fußes”), und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (11) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Zbr ist der Raum in der XZ-Ebene, in welcher sich die Hüfte sich in der Tiefenrichtung bewegt, nachdem der rechte Fuß den Boden berührt (genannt eine ”Hüften-Tiefenrichtungsbewegung von der Berührung des rechten Fußes”), und wird durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (5) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (9) berechnet.
Ein charakteristischer Faktor Zb ist der Raum in der XZ-Ebene, in welcher die Position der Hüfte sich in die Tiefenrichtung bewegt, nachdem ein Fuß den Boden berührt (genannt eine ”Hüften-Tiefenrichtungsbewegung von der Berührung des Bodens”), und wird durch Addieren des charakteristischen Faktors Zbl und des charakteristischen Faktors Zbr und das Dividieren des Ergebnisses durch 2 berechnet.
Wie in 12A und 12B gezeigt wird, ist ein charakteristischer Faktor dZ eine Neigung in die Tiefenrichtung in die YZ-Ebene (genannt eine ”Tiefenrichtungsneigung”) und wird durch Subtrahieren des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2), durch Subtrahieren des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2) und Dividieren des Ergebnisses des Vorherigen durch das Ergebnis des Letzteren berechnet.
Ein charakteristischer Faktor StlShi ist die gesamte linke diagonale Amplitude in der YZ-Ebene (genannt eine ”linke Tiefenrichtungsamplitude”) und wird durch Addieren des Abstandes des charakteristischen Punktes (2) und des charakteristischen Punktes (1) in der YZ-Ebene zu dem Abstand des charakteristischen Punktes (2) und des charakteristischen Punktes (3) in der YZ-Ebene berechnet. Der Abstand des charakteristischen Punktes (2) und des charakteristischen Punktes (1) in der YZ-Ebene wird durch Quadrieren des Ergebnisses des Subtrahierens des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2), das Addieren des Quadrates zu dem Quadrat des Ergebnisses des Subtrahierens des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (2) und das Bilden der Quadratwurzel des Ergebnisses der Addition berechnet. Der Abstand des charakteristischen Punktes (2) und des charakteristischen Punktes (3) in der YZ-Ebene wird berechnet durch das Quadrieren des Ergebnisses des Subtrahierens des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2), das Addieren dieses Quadrates zu dem Quadrat des Ergebnisses des Subtrahierens des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (2) und das Bilden der Quadratwurzel des Ergebnisses der Addition.
Ein charakteristischer Faktor StrShi ist die gesamte rechte diagonale Amplitude in der YZ-Ebene (genannt eine ”rechte Tiefenrichtungsamplitude”) und wird durch Addieren des Abstandes des charakteristischen Punktes (4) und des charakteristischen Punktes (3) in der YZ-Ebene zu dem Abstand des charakteristischen Punktes (4) und des charakteristischen Punktes (1) in der YZ-Ebene berechnet. Der Abstand des charakteristischen Punktes (4) und des charakteristischen Punktes (3) in der YZ-Ebene wird berechnet, indem das Quadrat des Ergebnisses des Subtrahierens des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4) gebildet wird, das Addieren dieses Quadrates zu dem Quadrat des Ergebnisses des Subtrahierens des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (3) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4) und Bilden der Quadratwurzel des Ergebnisses der Addition. Der Abstand des charakteristischen Punktes (4) und des charakteristischen Punktes (1) in der YZ-Ebene wird berechnet, indem das Quadrat des Ergebnisses des Subtrahierens des Z-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Z-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4) hergenommen wird, das Addieren dieses Quadrates zu dem Quadrat des Ergebnisses des Subtrahierens des Y-Koordinatenwertes des charakteristischen Punktes (1) von dem Y-Koordinatenwert des charakteristischen Punktes (4) und Bilden der Quadratwurzel des Ergebnisses der Addition.
Ein charakteristischer Faktor StShi ist die gesamte diagonale Amplitude in der YZ-Ebene (genannt eine ”Tiefenrichtungsamplitude”) und wird durch Addieren des charakteristischen Faktors StrShi zu dem charakteristischen Faktor StrShi und durch das Dividieren des Ergebnisses durch 2 berechnet.
13 ist ein erstes Diagramm, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einer Schrittgröße darstellt, welche als ein Index zur Anzeige einer Gangart-Körperhaltung dient, entsprechend dieser Ausführungsform. 14 ist ein zweites Diagramm, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einer Schrittgröße anzeigt, welche als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt, entsprechend dieser Ausführungsform.
Wie in 13 gezeigt wird, sind die Daten so ausgedruckt, dass die vertikale Achse (y) den charakteristischen Faktor Hr in dem Muster des Bahnverlaufes darstellt, welcher auf die XZ-Ebene projiziert ist, wie dies in 10A und 10B dargestellt ist, und die horizontale Achse (x) die Werte darstellt, welche tatsächlich für die Schrittgröße gemessen sind, welche als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt. Dann wird eine Regressionsanalyse durchgeführt, wobei die Regressionsformel hergenommen wird als y = 0,0735x – 41,271, was zu einem Koeffizienten für die Bestimmung von R2 mit 0,7938 führt.
Indessen sind, wie in 14 gezeigt wird, die Daten so ausgedruckt, dass die vertikale Achse (y) den charakteristischen Faktor StShi in dem Muster des Bahnverlaufes darstellt, welcher auf die YZ-Ebene projiziert ist, wie dies in 12A und 12B dargestellt ist, und die horizontale Achse (x) die Werte darstellt, welche tatsächlich für die Schrittgröße gemessen sind, welche als der Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt. Dann wird eine Regressionsanalyse durchgeführt, wobei die Regressionsformel als y = 0,1485x – 78,963 hergenommen wird, was zu einem Koeffizienten für die Bestimmung von R2 mit 0,8192 führt.
Auf diese Weise besitzt die Schrittgröße, welche ein Index ist, welcher die Gangart-Körperhaltung anzeigt, eine hohe Korrelation mit dem charakteristischen Faktor Hr und dem charakteristischen Faktor StShi, und damit kann der Wert der Schrittgröße berechnet werden, indem eine Vielfach-Regressionsanalyse durch die Vielfach-Regressionsformel ”Schrittgrößenlänge = α × Hr + β × StShi + γ” durchgeführt wird, in welcher der charakteristische Faktor Hr und der charakteristische Faktor StShi als Antwortvariable hergenommen werden und der Wert der Schrittgröße als eine Erklärungsvariable hergenommen wird. Man beachte, dass α, β und γ partielle Regressionskoeffizienten sind, welche durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten werden.
15 ist ein erstes Diagramm, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einem Schrittabstand darstellt, welche als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt, entsprechend dieser Ausführungsform. 16 ist ein zweites Diagram, welches eine Korrelationsbeziehung zwischen einem charakteristischen Faktor und einem Schrittabstand darstellt, welche als ein Index dient, welche eine Gangart-Körperhaltung anzeigt, entsprechend dieser Ausführungsform.
Wie in 15 gezeigt wird, sind die Daten so ausgedruckt, dass die vertikale Achse (y) einen charakteristischen Faktor Hr/W darstellt, in welchem der charakteristische Faktor Hr in dem Muster des Bahnverlaufes, welcher auf die XZ-Ebene projiziert ist, wie dies in 10A und 10B dargestellt ist, durch den charakteristischen Faktor W dividiert wird, und die horizontale Achse (x) die Werte repräsentiert, welche tatsächlich für den Schrittabstand gemessen sind, welcher als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt. Dann wird eine Regressionsanalyse durchgeführt, wobei die Regressionsformel als y = 0,0033x – 1,4056 hergenommen wird, was zu einem Koeffizienten der Bestimmung von R2 mit 0,0932 führt.
Wie in 16 gezeigt wird, sind die Daten so ausgedruckt, dass die vertikale Achse (y) einen charakteristischen Faktor WuSu/WdSu darstellt, in welchem der charakteristische Faktor WuSu in dem Muster des Bahnverlaufes, welcher auf die XZ-Ebene projiziert ist, wie dies in 11A und 11B dargestellt ist, durch den charakteristischen Faktor WdSu dividiert wird, und die Horizontalachse (x) Werte darstellt, welche tatsächlich für den Schrittabstand gemessen sind, welcher als ein Index dient, welcher eine Gangart-Körperhaltung anzeigt. Dann wird eine Regressionsanalyse durchgeführt, wobei die Regressionsformel als y = 0,2309x – 4,0927 hergenommen wird, was zu einem Koeffizienten der Bestimmung von R2 mit 0,1861 führt.
Der Wert des Schrittabstandes, welcher ein Index ist, welcher die Gangart-Körperhaltung anzeigt, kann durch Durchführen einer Vielfach-Regressionsanalyse durch die Vielfach-Regressionsformel ”Schrittabstand Weite = δ × Hr/w + ε × WuSu/WdSu + ζ” berechnet werden, in welcher der charakteristische Faktor Hr/W und der charakteristische Faktor WuSu/WdSu als Antwortvariable hergenommen werden und der Wert der Schrittgröße als eine erklärende Variable hergenommen werden. Man beachte, dass δ, ε und ζ Koeffizienten sind, welche durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten werden.
17 ist ein Blockdiagramm, welches eine Gesamtkonfiguration des Aktivitätsmessgliedes 100 entsprechend dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 17 gezeigt wird, beinhaltet das Aktivitätsmessglied 100 eine Steuereinheit 110, einen Speicher 120, die Bedieneinheit 130, die Anzeigeeinheit 140, eine Audio-Alarmeinheit 150, einen Beschleunigungsmesser 170 und eine Leistungsquelle 190. Das Aktivitätsmessglied 100 kann auch eine Schnittstelle für das Kommunizieren mit einem externen Computer beinhalten.
Die Steuereinheit 110, der Speicher 120, die Bedieneinheit 130, die Anzeigeeinheit 140, die Audio-Alarmeinheit 150, der Beschleunigungsmesser 170 und die Leistungsquelle bzw. Stromversorgung 190 sind innerhalb der Hauptgrundteileinheit 191 enthalten, welche in 1 dargestellt ist.
Die Bedieneinheit 130 beinhaltet den Anzeige-Kipphebel-/OK-Schalter 131, den linken Bedien-/Speicherschalter 132 und den rechten Bedienschalter 133, welche in 1 dargestellt sind, und sendet Bediensignale an die Steuereinheit 110 aus, welche anzeigen, dass diese Schalter bedient wurden.
Obwohl ein auf einem Halbleiter beruhendes Element angewendet wird, welches eine MEMS-(Mikroelektromechanische System-)Technik als den Beschleunigungsmesser 170 benutzt, ist der Beschleunigungsmesser 170 nicht darauf beschränkt und es kann ein unterschiedliches System angewendet werden, wie z. B. ein mechanisches System oder ein optisches System. In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Beschleunigungsmesser 170 an die Steuereinheit 110 Detektiersignale aus, welche die Beschleunigungen in jeder der drei axialen Richtungen anzeigen. Jedoch ist der Beschleunigungsmesser 170 nicht auf die drei Achsen beschränkt und man kann eine oder zwei Achsen anwenden.
Der Speicher 120 beinhaltet einen nichtflüchtigen Speicher, wie z. B. einen ROM (Nur-Lese-Speicher) (z. B. einen Flash-Speicher), einen flüchtigen Speicher, wie z. B. einen RAM (Zugriffsspeicher) (z. B. ein SDRAM (Synchroner Dynamischer Zugriffsspeicher)), und so weiter.
Der Speicher 120 speichert Daten von Programmen, um das Aktivitätsmessglied 100 zu steuern, Daten, welche benutzt werden, um das Aktivitätsmessglied 100 zu steuern, Konfigurationsdaten, um verschiedene Funktionen des Aktivitätsmessgliedes 100 zu konfigurieren, Daten von Messergebnissen, wie z. B. eine Anzahl von Schritten, einen Aktivitätsbetrag, und so weiter, für einen vorher festgelegten Zeitbetrag (z. B. auf einer täglichen Grundlage) und so weiter. Der Speicher 120 wird auch als ein Arbeitsspeicher benutzt, wenn Programme ausgeführt werden.
Die Steuereinheit 110 beinhaltet eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) und steuert, entsprechend zu einem Programm für das Steuern des Aktivitätsmessgliedes 100, welches in dem Speicher 120 gespeichert ist, den Speicher 120, die Anzeigeeinheit 140 und die Audio-Alarmeinheit 150, basierend auf den Detektiersignalen von dem Beschleunigungsmesser 170 und einem atmosphärischen Drucksensor 180 in Antwort auf ein Bediensignal von der Bedieneinheit 130.
Die Anzeigeeinheit 140 beinhaltet die Anzeige 141, welche in 1 dargestellt ist, und die Steuerung wird ausgeführt, so dass die vorher festgelegte Information in der Anzeige 141 entsprechend zu einem Steuersignal von der Steuereinheit 110 angezeigt wird.
Die Audio-Alarmeinheit 150 führt die Steuerung entsprechend zu einem Steuersignal von der Steuereinheit 110 aus, um so vorher festgelegte Audioinformation von einem Lautsprecher auszugeben.
Die Leistungsquelle 190 beinhaltet eine ersetzbare Batterie bzw. einen Akku und liefert elektrische Leistung von der Batterie an verschiedene Einheiten des Aktivitätsmessgliedes 100, welche elektrische Leistung benötigen, um zu arbeiten, wie z. B. die Steuereinheit 110.
18 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches die Gesamtfunktionen des Aktivitätsmessgliedes 100 entsprechend dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 18 gezeigt wird, beinhaltet die Steuereinheit 110 des Aktivitätsmessgliedes 100 eine Beschleunigungs-Lese-Steuereinheit 111, eine Charakteristischer-Punkt-Positions-Spezifiziereinheit 112, eine Charakteristischer-Faktor-Berechnungseinheit 1131, eine Index-Berechnungseinheit 1132, eine Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit 1133, eine Zeitlicher-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134, eine Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114, eine Ermüdungspegel-Eingabe-Annahmesteuereinheit 115, eine Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 und eine Alarm-Steuereinheit 117.
Zusätzlich beinhaltet der Speicher 120 des Aktivitätsmessgliedes 100 eine Beschleunigungsdaten-Speichereinheit 12, eine Charakteristischer-Punkt-Position-Speichereinheit 122, eine Charakteristischer-Faktor-Speichereinheit 1231, eine Korrelationsbeziehung-Speichereinheit 1232, eine Index-Speichereinheit 1233, eine Gangart-Körperhaltung-Speichereinheit 1234, eine Zeitlicher-Änderungsbetrag-Speichereinheit 1235, eine Gangartänderung-Ermüdungs-Entsprechungsspeichereinheit 124 und eine Änderungsgrad-Speichereinheit 125.
Man beachte, dass in der vorliegenden Ausführungsform angenommen wird, dass diese jeweiligen Einheiten, welche in der Steuereinheit 110 beinhaltet sind, in der Steuereinheit 110 durch die Steuereinheit 110 konfiguriert sind, welche die Software für das Ausführen der Prozesse, welche in 19 dargestellt sind, ausführt, was später erwähnt wird. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und die jeweiligen Einheiten, welche in der Steuereinheit 110 beinhaltet sind, können alle innerhalb der Steuereinheit 110 als Hardware-Schaltung konfiguriert sein.
Man beachte auch, dass angenommen wird, dass die jeweiligen Einheiten, welche in der Speichereinheit 120 beinhaltet sind, zeitweise in der Speichereinheit 120 durch die Steuereinheit 110 konfiguriert sind, welche die Software für das Ausführen der Prozesse, welche in 19 dargestellt sind, ausführen, was später erwähnt wird. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und die jeweiligen Einheiten, welche in dem Speicher 120 beinhaltet sind, können alle als eine dezidierte Speichereinrichtung konfiguriert sein.
Zusätzlich können die jeweiligen Einheiten, welche in dem Speicher 120 beinhaltet sind, zeitweise in einem internen Speicher der Steuereinheit 110, wie z. B. als einem Register, konfiguriert sein, anstatt in dem Speicher 120 konfiguriert sein.
Die Beschleunigungs-Lese-Steuereinheit 111 detektiert die Beschleunigungen Ax(t), Ay(t) und Az(t) in den drei axialen Richtungen aus dem Beschleunigungsmesser 170.
Hier, wie mit Bezug auf 6 beschrieben, in dem Fall, in welchem die drei axialen Richtungen des Beschleunigungsmessers mit den Richtungen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse übereinstimmen, können die Detektierwerte, welche durch den Beschleunigungsmesser erhalten werden, jeweils hergenommen werden, wie sie sind, als die Beschleunigungsdaten Ax(t), Ay(t) bzw. Az(t) für die X-Achse-, die Y-Achse- bzw. die Z-Achse-Richtungen.
Auf der anderen Seite, in dem Fall, in welchem die drei axialen Richtungen des Beschleunigungsmessers nicht mit den X-Achse-, Y-Achse- und Z-Achse-Richtungen übereinstimmen, werden die Detektierwerte, welche durch den Beschleunigungsmesser erhalten werden, in Koordinaten umgewandelt, um jeweils die Beschleunigungsdaten Ax(t), Ay(t) bzw. Az(t) für die X-Achse-, Y-Achse- bzw. Z-Achse-Richtungen zu berechnen.
Dann speichert die Beschleunigungs-Lese-Steuereinheit 111 die Beschleunigungsdaten Ax(t), Ay(t) und Az(t), welche für jeden der Abtastzyklen berechnet sind, in der Beschleunigungsdaten-Speichereinheit 121 des Speichers 120.
Basierend auf den Beschleunigungsdaten Ax(t), Ay(t) und Az(t), welche in der Beschleunigungsdaten-Speichereinheit 121 gespeichert sind, benutzt die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112 die Formeln (1) bis (9), um die relativen Positionen X(t), Y(t) und Z(t) zu berechnen, welche jeweils relativ zu den Durchschnittspositionen in den X-Achse-, Y-Achse- und Z-Achse-Richtungen sind, in dem kurzen Zeitbetrag für das Aktivitätsmessglied 100 (hier eine Zeit zwischen ±1 Schritte (±T Sekunden)), wie dies mit Bezug auf 6 beschrieben wird.
19A bis 19C sind ein erstes Diagramm, welches die Bahnverläufe eines vorher festgelegten Bereiches des Benutzers darstellt, welche durch das Aktivitätsmessglied 100 entsprechend dieser Ausführungsform berechnet sind. 20A bis 20C sind ein zweites Diagramm, welches Bahnverläufe des vorher festgelegten Bereiches des Benutzers darstellt, welche durch das Aktivitätsmessglied 100 entsprechend dieser Ausführungsform berechnet sind.
Die Bahnverläufe, welche in 19A bis 19C dargestellt sind, sind Bahnverläufe der Hüfte, welche der vorher festgelegte Bereich ist, wenn der Benutzer nicht ermüdet ist. Auf der anderen Seite sind die Bahnverläufe, welche in 20A bis 20C gezeigt sind, Bahnverläufe der Hüfte, welche der vorher festgelegte Bereich ist, wenn der Benutzer ermüdet ist. Diese Bahnverläufe werden durch das Ausdrucken der Positionen X(t), Y(t) und Z(t) erhalten, welche durch die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112 jeweils auf der XY-Ebene, der XZ-Ebene und der YZ-Ebene berechnet sind, während eine Zeit t variiert wird.
Auf diese Weise ist die Amplitude von dem Zentrum größer oder, mit anderen Worten, die Körperachse bewegt sich mehr, wenn der Benutzer ermüdet ist, als wenn der Benutzer nicht ermüdet ist; speziell ausgedrückt, in dem Bahnverlauf in der XZ-Ebene, gibt es einen hohen Grad an Variation in dem Bahnverlauf von Zyklus zu Zyklus.
Kehrt man zu 18 zurück, spezifiziert als Nächstes die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112 die Koordinatenwerte für die Positionen der charakteristischen Punkte durch das Verfahren, welches mit Bezug auf 7A bis 9 beschrieben ist, basierend auf den berechneten Positionen X(t), Y(t) und Z(t). Mit anderen Worten, basierend auf den Beschleunigungen, welche durch den Beschleunigungsmesser 170 detektiert sind, spezifiziert die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112 die Positionen der charakteristischen Punkte in den Bahnverläufen, welche auf die XZ-Ebene, die XY-Ebene und die XZ-Ebene projiziert sind, welches Ebenen sind, senkrecht zu den drei orthogonalen axialen Richtungen, oder die Y-Achse-Richtung (die vertikale Richtung), die Z-Achse-Richtung (die Richtung, in welcher der Benutzer fortschreitet) und die X-Achse-Richtung (die horizontale Richtung), ohne die Z-Achse-Richtung-Bewegungskomponente.
Man beachte, dass nicht alle der charakteristischen Punkte spezifiziert sein müssen, und nur die charakteristischen Punkte, welche für die Berechnung der charakteristischen Faktoren erforderlich sind, was später beschrieben wird, können spezifiziert werden.
Als Nächtes speichert die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112 die berechneten Positionen der charakteristischen Punkte in der Charakteristischer-Punkt-Position-Speichereinheit 122.
Basierend auf den Positionen der charakteristischen Punkte, welche in der Charakteristischer-Punkt-Position-Speicherein-heit 122 gespeichert sind, berechnet die Charakteristischer-Faktor-Berechnungseinheit 1131 die Werte der charakteristischen Faktoren entsprechend zu den Berechnungsformeln, welche mit Bezug auf 10A bis 12B beschrieben sind. Dann speichert die Charakteristische-Faktor-Berechnungseinheit 1131 die berechneten Werte der charakteristischen Faktoren in der Charakteristischer-Faktor-Speichereinheit 1231.
Die Vielfach-Regressionsformeln, welche mit Bezug auf die zuvor erwähnten 13 bis 16 beschrieben sind, werden im Voraus in der Korrelationsbeziehung-Speichereinheit 1232 gespeichert.
Basierend auf den Werten des charakteristischen Faktors, welche in der Charakteristischer-Faktor-Speichereinheit 1231 gespeichert sind, berechnet die Index-Berechnungseinheit 1132 die Indizes, welche eine Gangart-Körperhaltung (z. B. die Schrittgröße, den Schrittabstand, die Hüftdrehung, die Fuß-Anhebehöhe, das Rückenmuskelausmaß, das Zentrum des Schwerkraftgleichgewichts und so weiter) anzeigt, entsprechend zu den Vielfach-Regressionsformeln, welche in der Korrelationsbeziehung-Speichereinheit 1232 gespeichert sind. Dann speichert die Index-Berechnungseinheit 1132 die berechneten Werte der Indizes in der Index-Speichereinheit 1233.
21 ist ein Graph, welcher die Schrittgröße des Benutzers darstellt, welche durch das Aktivitätsmessglied 100 entsprechend dieser Ausführungsform berechnet ist. 22 ist ein Graph, welcher den Schrittabstand des Benutzers darstellt, welcher durch das Aktivitätsmessglied 100 entsprechend dieser Ausführungsform berechnet ist.
21 und 22 stellen die Schrittgröße und den Schrittabstand des Benutzers dar, welche basierend auf den Bahnverläufen der Hüfte des Benutzers berechnet sind, welche jeweils in 19 und 20 dargestellt sind. Diese Graphen stellen beide die Werte dar, wenn der Benutzer nicht ermüdet ist, auf der linken Seite, und wenn der Benutzer ermüdet ist, auf der rechten Seite.
Wie in 21 gezeigt wird, beträgt die Schrittgröße ungefähr 675 mm, wenn der Benutzer, welcher das Ziel der Messung ist, nicht ermüdet ist, wohingegen die Schrittgröße ungefähr 500 mm ist, wenn der Benutzer ermüdet ist. Wie in 22 gezeigt ist, beträgt der Schrittabstand ungefähr 84 mm, wenn der Benutzer, welcher das Ziel der Messung ist, nicht ermüdet ist, wohingegen der Schrittabstand ungefähr 130 mm ist, wenn der Benutzer ermüdet ist.
In dieser Hinsicht ist die Schrittgröße kleiner und der Schrittabstand größer, wenn der Benutzer ermüdet ist, als wenn der Benutzer nicht ermüdet ist.
Kehrt man zu 18 zurück, bestimmt die Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit 1133 eine Gangart-Körperhaltung basierend auf den Werten der Indizes, welche in der Index-Speichereinheit 1233 gespeichert sind. Die Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit 1133 speichert dann die bestimmte Gangart-Körperhaltung in der Gangart-Körperhaltung-Speichereinheit 1234 des Speichers 120.
Die zeitliche Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134 berechnet einen zeitlichen Änderungsbetrag in der Gangart-Körperhaltung, welche basierend auf den Indexwerten bestimmt ist und in der Gangart-Körperhaltung-Speichereinheit 1234 gespeichert ist, und speichert den zeitlichen Änderungsbetrag in der zeitlichen Änderungsbetrag-Speichereinheit 1235 des Speichers 120. Beispielsweise wird der Grad berechnet, bis zu welchem sich ein Index verändert hat, welcher die Gangart-Körperhaltung anzeigt, wie z. B. die Schrittgröße und den Schrittabstand, seitdem die Übung begann. Alternativ kann der Grad berechnet werden, bis zu welchem sich ein zeitabhängiger Wert verändert hat, welcher anzeigt, dass sich die Gangart seit dem Beginn der Übung geändert hat.
Die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 bestimmt einen Änderungsgrad, welcher der Grad der zeitlichen Änderung ist, basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag, welcher durch die Zeitlicher-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134 berechnet ist und in der Zeitlicher-Änderungsbetrag-Speichereinheit 1235 gespeichert ist, und speichert diesen Änderungsgrad in der Änderungsgrad-Speichereinheit 125 des Speichers 120. Speziell ausgedrückt, in der vorliegenden Ausführungsform wird ein Körperhaltungs-Änderungsgrad bestimmt, welcher ein Grad der zeitlichen Änderung in der Gangart-Körperhaltung ist. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und ein anderer Grad an Änderung, wie z. B. ein Grad an Änderung in einem Index, welcher die Gangart-Körperhaltung anzeigt, kann benutzt werden, solange es ein Grad der zeitlichen Änderung in dem Bahnverlauf ist.
Die Ermüdungspegel-Eingabe-Annahmesteuereinheit 115 führt eine Steuerung so aus, um von der Bedieneinheit 130 das Eingabesignal eines Pegels an Ermüdung anzunehmen, z. B. wenn sich der Benutzer bewegt. Der Pegel an Ermüdung, dessen Eingabe angenommen worden ist, wird in der Gangartänderung-Ermüdungs-Entsprechungs-Speichereinheit 124 des Speichers 120 zusammen mit dem Pegel der Ermüdung, welcher durch die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 berechnet ist, als kumulative Daten für die Bestimmung der Pegel der Ermüdung in der Zukunft gespeichert.
Basierend auf dem Pegel der Ermüdung und dem Änderungsgrad, welcher in der Gangartänderungs-Ermüdungs-Entsprechungs-Speichereinheit 124 gespeichert ist, bestimmt die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 den Pegel der Ermüdung entsprechend dem Änderungsgrad, welcher durch die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 berechnet ist und in der Änderungsgrad-Speichereinheit 125 gespeichert ist. Das Folgende kann als Verfahren betrachtet werden, um den Pegel an Ermüdung zu bestimmen.

(1) Die Schrittgröße, die Gangartneigung und die Fuß-Anhebehöhe beim Start der Übung werden jeweils als Sw0, Sp0 und Sh0 hergenommen, und die vorliegende bzw. gegenwärtige Schrittgröße, Gangartneigung und Fuß-Anhebehöhe werden als Swt, Spt und Sht jeweils hergenommen; die Änderungsbeträge von jeder Größe werden als ΔSw = Swt – Sw0, ΔSp = Spt – Sp0 und ΔSh = Sht – Sh0 jeweils hergenommen. Man beachte, dass die anderen Gangart-Körperhaltung-Indizes, wie z. B. der Schrittabstand, die Rückenmuskelausdehnung, das Zentrum des Schwerkraftgleichgewichts und die Hüftendrehung ebenso benutzt werden können.

Dann werden als ein Ergebnis der Entsprechungsbeziehung zwischen dem Pegel der Ermüdung und den Änderungsgraden in den Änderungsbeträgen ΔSw, ΔSp und ΔSh, welche in dem Speicher 120 (der Gangartänderungs-Ermüdungs-Entsprechungsspeichereinheit 124) akkumuliert sind, die Schwellwerte ΔSwth, ΔSpth und ΔShth für die jeweiligen Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh eingestellt.
Beispielsweise werden aus den Daten, welche in der Gangartänderung-Ermüdungs-Entsprechungs-Speichereinheit 124 gespeichert sind, dazwischen liegende Werte zwischen einem Durchschnittswert, wenn der Benutzer ermüdet ist, und einem Durchschnittswert, wenn der Benutzer nicht ermüdet ist, als die Schwellwerte ΔSwth, ΔSpth und ΔShth für die Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh jeweils eingestellt.
Die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 bestimmt, dass eine erste Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn einer der Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh unterhalb seines Schwellwerts ist, eine zweite Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn zwei der Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh unterhalb ihrer Schwellwerte sind, und eine dritte Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn alle der Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh unterhalb ihrer Schwellwerte sind.
Man beachte, dass stattdessen der Pegel der Ermüdung bestimmt werden kann, dass er auf die zweite Stufe des Pegels der Ermüdung zurückgekehrt ist, wenn während der dritten Stufe für den Pegel der Ermüdung einer der Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh größer oder gleich zu seinem Schwellwert ist, bestimmt werden kann, dass er zu der ersten Stufe des Pegels der Ermüdung zurückgekehrt ist, wenn während der zweiten Stufe für den Pegel der Ermüdung zwei Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh größer oder gleich zu ihrem Schwellwert bestimmt werden, und bestimmt werden kann, dass er vollständig zurückgekehrt ist, wenn während der ersten Stufe für den Pegel der Ermüdung alle Änderungsbeträge ΔSw, ΔSp und ΔSh größer oder gleich zu ihren Schwellwerten sind.
Die Schwellwerte können, wenn bestimmt wird, dass der Pegel der Ermüdung vollständig zurückgekehrt ist, auf striktere Bedingungen eingestellt werden als für die Schwellwerte, wenn bestimmt wird, dass der Pegel der Ermüdung zugenommen hat (d. h. die Schwellwerte ΔSwth, ΔSpth und ΔShth sind für die Schrittgröße, die Gangartneigung und die Fuß-Anhebehöhe erhöht). Dadurch kann eine fehlerhafte Bestimmung, dass der Benutzer nicht länger ermüdet ist, obwohl der Benutzer sogar tatsächlich ermüdet ist, verhindert werden, so dass damit Schaden für den Benutzer verhindert wird, was es umgekehrt ermöglicht, die Sicherheit für den Benutzer sicherzustellen.

(2) In dem zuvor erwähnten Punkt (1) werden die Schrittgröße Sw0, die Gangartneigung Sp0 und die Fuß-Anhebehöhe Sh0 beim Start des Gehens als Anfangswerte hergenommen. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und Durchschnittswerte über einen vorher festgelegten Zeitbetrag (z. B. zwei Stunden), welche auf den Start der Übung folgen, können als die Anfangswerte hergenommen werden.
(3) In dem zuvor erwähnten Punkt (1) wird der Pegel der Ermüdung bestimmt, basierend auf einer Beziehung zwischen den Änderungsbeträgen, welche Unterschiede zwischen vorliegenden Werten und Anfangswerten sind, und Schwellwerten. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und der Pegel der Ermüdung kann basierend auf einer Beziehung zwischen einem Prozentsatz der Änderung von den Anfangswerten zu den vorliegenden Werten und den Schwellwerten bestimmt werden.
(4) In dem zuvor erwähnten Punkt (1) wird die Stufe des Pegels der Ermüdung angehoben, wenn ein Schwellwert überschritten ist. Jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und die Stufe des Pegels der Ermüdung kann angehoben werden in dem Fall, in welchem ein Zustand, in welchem der Schwellwert überschritten ist, für einen eingestellten Zeitbetrag anhält (z. B. für eine Minute).
(5) In dem zuvor erwähnten Punkt (1) können jedes Mal, wenn sich die Art der Übung (z. B. Laufen und Gehen) ändert, die Anfangswerte auf die Anfangswerte verändert werden, welche auf der Art der Übung basieren. Indem man so verfährt, ist es möglich, den Pegel an Ermüdung zu bestimmen, und dies in einer genauen Weise, sogar für eine Übung, in welcher Laufen und Gehen sich alle paar Minuten ändern.
(6) In dem zuvor erwähnten Punkt (1) kann bestimmt werden, dass der Benutzer sich von seiner/ihrer Ermüdung erholt hat, in dem Fall, in welchem es keine Übung für einen vorher festgelegten Zeitbetrag gibt (z. B. eine Stunde oder mehr), und die Anfangswerte können zurückgesetzt werden.
(7) Variationen in der Schrittgröße, Gangartneigung und Fuß-Anhebehöhe während eines vorher festgelegten Zeitbetrages (z. B. eine Minute) werden als σw, σp und σh jeweils hergenommen. Dann werden als ein Ergebnis einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem Pegel der Ermüdung und den Änderungsgraden in den Veränderungen σw, σp und σh, welche in dem Speicher 120 (der Gangartänderungs-Ermüdung-Entsprechungs-Speichereinheit 124) akkumuliert sind, die Schwellwerte σwth, σpth und σhth für die jeweiligen Veränderungen σw, σp und σh eingestellt.

Die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 bestimmt, dass eine erste Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn eine der Variationen bzw. Veränderungen σw, σp und σh unterhalb ihres Schwellwerts ist, und eine zweite Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn zwei der Variationen σw, σp und σh unterhalb ihres Schwellwertes sind, und eine dritte Stufe des Pegels der Ermüdung erreicht worden ist, wenn alle Variationen σw, σp und σh unterhalb ihrer Schwellwerte sind.

(8) Die zeitabgeleiteten Werte für die vorliegende Schrittgrößer Swt, die Gangartneigung Spt und die Fuß-Anhebehöhe Sht werden als Swt' = dSwt/dt, Spt = dSpt/dt und Sht' = dSht/dt jeweils hergenommen. Dann werden als ein Ergebnis einer Entsprechungsbeziehung zwischen dem Pegel der Ermüdung und den zeitabgleiteten Werten Swt', Spt' und Sht', welche in dem Speicher 120 (der Gangartänderung-Ermüdungs-Entsprechungs-Speichereinheit 124) akkumuliert sind, die Schwellwerte für die jeweiligen zeitabgeleiteten Werte Swt', Spt' und Sht' eingestellt.

Die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 bestimmt, dass eine erste Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn einer der zeitabgeleiteten Werte Swt', Spt' und Sht' unterhalb seines Schwellwerts ist, eine zweite Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn zwei der zeitabgeleiteten Werte Swt', Spt' und Sht' unterhalb ihrer Schwellwerte ist, und eine dritte Stufe für den Pegel der Ermüdung erreicht worden ist, wenn alle der zeitabgeleiteten Werte Swt', Spt' und Sht' unterhalb ihrer Schwellwerte sind.
Die Alarm-Steuereinheit 117 führt die Steuerung aus, welche den Benutzer über den Pegel der Ermüdung alarmiert, welcher durch die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 bestimmt ist. Als ein Verfahren für das Durchführen des Alarms kann die Anzeigeeinheit 140 gesteuert werden, die Anzeige auszuführen, die Audio-Alarmeinheit 150 kann gesteuert werden, die Audioinformation auszugeben, oder eine Kombination einer Anzeige- und Audioausgabe kann ausgeführt werden.
Als Anzeige kann der Pegel der Ermüdung als ein Icon bzw. Bildzeichen angezeigt werden oder kann als ein Text angezeigt werden. Als Audioausgabe kann ein Summton bei einer Lautstärke ausgegeben werden, welche auf dem Grad der Ermüdung basiert, ein Summton kann in einem Intervall ausgegeben werden, welches auf dem Pegel der Ermüdung basiert, ein Summton kann ausgegeben werden, indem ein unterschiedlicher Ton, basierend auf dem Grad der Ermüdung, ausgegeben wird, oder über ein Wort kann ausgegeben werden, welches den Grad der Ermüdung ausdrückt. Da die Audioinformation ein Ton sein kann, welcher unterschiedlich ist, abhängig von seinem/ihrem Grad an Ermüdung, ist es wünschenswert, die Audioinformation bei einer Lautstärke auszugeben und einen Ton zu benutzen, welcher leicht entsprechend dem Pegel der Ermüdung zu hören ist.
23 ist ein Ablaufidagramm, welches den Ablauf eines Gangart-Körperhaltung-Bestimmungsprozesses darstellt, welcher durch die Steuereinheit 110 des Aktivitätsmessgliedes 100 entsprechend zu dieser Ausführungsform ausgeführt wird. Wie in 23 gezeigt wird, liest im Schritt S101 die Steuereinheit 110 die Beschleunigungsmesser-Detektierwerte von dem Beschleunigungsmesser 170 aus und speichert die Beschleunigungsdaten Ax(t), Ay(t) und Az(t) in dem Speicher 120 für jeden der Abtastzyklen, wie dies in den Beschreibungen der Beschleunigungs-Lese-Steuereinheit 111 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 durchgeführt wurden.
Als Nächstes bestimmt die Steuereinheit 110 im Schritt S102, ob der Wert eines Schrittes des Gehens detektiert worden ist oder nicht. Hier wird bestimmt, dass der Wert eines Schrittes des Gehens detektiert worden ist, wenn der charakteristische Punkt (1) (der charakteristische Punkt (5)) detektiert worden ist, welcher in 7A und 7B dargestellt ist. In dem Fall, in welchem bestimmt worden ist, dass der Wert eines Schrittes des Gehens nicht detektiert worden ist (d. h. in dem Fall, in welchem eine Bestirrung von NEIN im Schritt S102 durchgeführt worden ist), schreitet die Steuereinheit 110 mit dem Bearbeiten fort, welches in dem Prozess in Schritt S111 ausgeführt wird.
Auf der anderen Seite liest in dem Fall, in welchem bestimmt worden ist, dass der Wert eines Schrittes des Gehens detektiert worden ist (d. h. in dem Fall, wo eine Bestimmung von JA im Schritt S102 durchgeführt worden ist), die Steuereinheit 110 im Schritt S103 den Wert eines Schrittes der Beschleunigungsdaten Ax(t), Ay(t) und Az(t), welche in dem Speicher 120 im Schritt S101 gespeichert sind, aus und berechnet die Koordinatenwerte der Positionen der charakteristischen Punkte, wie dies in den Beschreibungen der Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden.
Als Nächstes berechnet im Schritt S104 die Steuereinheit 110 die Werte der charakteristischen Faktoren, basierend auf den Koordinatenwerten der Positionen der charakteristischen Punkte, welche im Schritt S103 berechnet sind, wie dies in den Beschreibungen der Charakteristischer-Faktor-Berechnungseinheit 1131 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden.
Als Nächstes, im Schritt S105, basierend auf den Werten der charakteristischen Faktoren, welche im Schritt S104 berechnet sind, berechnet die Steuereinheit 110 die Werte der Gangart-Körperhaltung-Indizes entsprechend zu den Korrelationsbeziehungen zwischen den charakteristischen Faktoren und den Indizes und speichert die berechneten Werte in dem Speicher 120, wie dies in den Beschreibungen der Index-Berechnungseinheit 1132 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden. Danach schreitet die Steuereinheit 110 mit der Bearbeitung fort, wie sie bei dem Prozess in Schritt S111 ausgeführt wird.
Im Schritt S111 liest die Steuereinheit 110 die Indizes aus, welche die Gangart-Körperhaltung anzeigen, welche in dem Speicher 120 im Schritt S105 gespeichert ist, und bestimmt basierend auf diesen Indizes die Gangart-Körperhaltung und speichert die Gangart-Körperhaltung in dem Speicher 120, wie dies in den Beschreibungen der Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit 1133 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden.
Als Nächstes bestimmt im Schritt S112 die Steuereinheit 110 den zeitlichen Änderungsbetrag der Gangart-Körperhaltung, welche im Schritt S111 bestimmt ist, und speichert diesen zeitlichen Änderungsbetrag in dem Speicher 120, wie dies in den Beschreibungen der zeitlichen Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden.
Als Nächstes bestimmt im Schritt S113 die Steuereinheit 110 den Änderungsgrad, welcher der Grad der zeitlichen Änderung ist, und speichert den Änderungsgrad in dem Speicher 120, wie dies in den Beschreibungen der Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden.
Dann bestimmt die Steuereinheit 110 im Schritt S114, ob eine Eingabe des Pegels der Ermüdung von der Bedieneinheit 130 angenommen worden ist oder nicht. In dem Fall, in welchem bestimmt ist, dass eine derartige Eingabe angenommen worden ist (d. h. in dem Fall, in welchem eine Bestimmung von JA im Schritt S114 gemacht worden ist), assoziiert im Schritt S115 die Steuereinheit 110 den Pegel der Ermüdung, dessen Eingabe angenommen worden ist, mit dem Pegel der Ermüdung, welche im Schritt S113 berechnet ist, und speichert die assoziierten Daten in dem Speicher 120, wie dies in den Beschreibungen der Ermüdungspegel-Eingabe-Annahme-Steuereinheit 115 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden.
In dem Fall, in welchem bestimmt worden ist, dass eine Eingabe des Pegels der Ermüdung nicht angenommen worden ist, d. h. in dem Fall, in welchem eine Bestimmung NEIN im Schritt S114 gemacht worden ist), und nach dem Schritt S115, bestimmt die Steuereinheit 110 im Schritt S121, ob eine Zeitvorgabe für das Bestimmen des Pegels der Ermüdung (z. B. eine Zeitvorgabe, welcher jede Minute auftritt) erreicht worden ist oder nicht. In dem Fall, in welchem bestimmt worden ist, dass die Zeitvorgabe nicht erreicht worden ist (d. h. in dem Fall, in welchem eine Bestimmung von NEIN im Schritt S121 durchgeführt worden ist), kehrt die Steuereinheit 110 mit der Bearbeitung zurück, welche in dem Prozess im Schritt S101 ausgeführt wird.
Auf der anderen Seite in dem Fall, in welchem bestimmt worden ist, dass die Zeitvorgabe für das Bestimmen des Pegels der Ermüdung erreicht worden ist (d. h. in dem Fall, in welchem eine Bestimmung von JA im Schritt S121 durchgeführt worden ist), bestimmt die Steuereinheit 110 im Schritt S122 den Pegel der Ermüdung entsprechend dem Grad der Änderung, welcher im Schritt S113 berechnet ist, basierend auf den Pegeln der Ermüdung und den Änderungsgraden, welche in dem Speicher 120 gespeichert sind, wie dies in den Beschreibungen der Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 erwähnt wird, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden.
Als Nächstes führt die Steuereinheit 110 im Schritt S123 die Steuerung so durch, um den Benutzer über den Pegel der Ermüdung, welcher im Schritt S122 bestimmt ist, zu alarmieren, wie dies in den Beschreibungen der Alarm-Steuereinheit 117 erwähnt ist, welche mit Bezug auf 18 gemacht wurden. Danach kehrt die Steuereinheit 110 mit der Bearbeitung zurück, welche in dem Prozess im Schritt S101 ausgeführt wird.

(1) Wie oben beschrieben, beinhaltet das Aktivitätsmessglied 100 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die Hauptgrundteileinheit 191, den Beschleunigungsmesser 170 und die Steuereinheit 110 und ist eine Einrichtung, um die Gangart-Körperhaltung des Benutzers zu bestimmen, welcher die Hauptgrundteileinheit 191 auf seiner/ihrer Hüfte trägt.

Die Steuereinheit beinhaltet: die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112, welche basierend auf den Beschleunigungen, welche durch den Beschleunigungsmesser 170 detektiert sind, einen Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers spezifiziert, welcher die Hauptgrundteileinheit 191 während des Gehens trägt; eine zeitliche Änderungs-Berechnungseinheit (diese beinhaltet die Charakteristischer-Faktor-Berechnungseinheit 1131, die Index-Berechnungseinheit 1132, die Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit 1133 und die Zeitlicher-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134, welche eine zeitliche Änderung in dem Bahnverlauf berechnet, welcher durch die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112 berechnet wurde; und die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 (dies beinhaltet die Ermüdungspegel-Eingabe-Annahmesteuereinheit 115 und die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116), welche basierend auf der zeitlichen Änderung, welche durch die Zeitliche-Änderung-Berechnungseinheit berechnet ist, einen Grad an Änderung bestimmt, welcher ein Grad der zeitlichen Änderung ist.
Entsprechend wird der Grad der zeitlichen Änderung in dem Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers bestimmt, wobei die Einrichtung weniger empfindlich für den Einfluss des Benutzers, welcher einfach seine/ihre Bewegungsgeschwindigkeit ändert, oder den Einfluss von Unterschieden innerhalb individueller Benutzer gemacht wird. Als ein Ergebnis kann der Benutzer über den Grad der Änderung in seiner/ihrer Gangart in einer genaueren Weise alarmiert werden.

(2) Zusätzlich beinhaltet das Aktivitätsmessglied 100 ferner den Speicher 120. Die Steuereinheit 110 beinhaltet ferner die Ermüdungspegel-Eingabe-Annahmesteuereinheit 115, welche einen Eingang des Pegels der Ermüdung annimmt, wenn der Benutzer geht. Die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 berechnet den Grad der Änderung, wenn die Eingabe des Pegels der Ermüdung durch die Ermüdungspegel-Eingabe-Annahmesteuereinheit 115 angenommen worden ist. Die Ermüdungspegel-Eingabe-Annahmesteuereinheit 115 speichert den Pegel der Ermüdung, welcher in der Gangartänderung-Ermüdungs-Entsprechungs-Speichereinheit 124 des Speichers 120 angenommen worden ist, in Verbindung mit dem Pegel der Ermüdung, welcher durch die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 bestimmt ist. Die Steuereinheit 110 beinhaltet ferner die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116, welche basierend auf dem Pegel der Ermüdung und dem Grad der Änderung, welcher in der Gangartänderungs-Ermüdungs-Entsprechungsspeichereinheit 124 gespeichert ist, den Pegel der Ermüdung entsprechend dem Änderungsgrad bestimmt, welcher durch die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 bestimmt ist. Die Alarm-Steuereinheit 117 alarmiert den Benutzer bezüglich des Pegels der Ermüdung, welcher durch die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 bestimmt ist, indem die Anzeigeeinheit 140 oder die Audio-Alarmeinheit 150 benutzt werden.
(3) Zusätzlich beinhaltet das Aktivitätsmessglied 100 ferner die Anzeigeeinheit 140 oder die Audio-Alarmeinheit 150. Die Steuereinheit 110 beinhaltet ferner die Alarm-Steuereinheit 117, welche den Benutzer bezüglich des Pegels der Ermüdung alarmiert, welcher durch die Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit 116 bestimmt ist, wobei die Anzeigeeinheit 140 oder die Audio-Alarmeinheit 150 benutzt werden.
(4) Der Bahnverlauf ist ein dreidimensionaler Bahnverlauf, aus welchem eine Bewegungskomponente in der Richtung, in welcher die Hüfte, auf welcher die Hauptgrundteileinheit 191 getragen wird, fortschreitet (d. h. die Z-Achse-Richtung), entfernt worden ist. Der Bahnverlauf besitzt die Muster, welche in den 7A bis 9 beschrieben werden. Das Muster beinhaltet viele charakteristische Punkte, welche eine Charakteristik des Musters definieren.

Basierend auf den Beschleunigungen, welche durch den Beschleunigungsmesser 170 detektiert sind, spezifiziert die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit 112 die Positionen der charakteristischen Punkte in dem Bahnverlauf, von welchem die Bewegungskomponente in der Richtung des Fortschreitens (d. h. der Z-Achse-Richtung) entfernt worden ist, welche auf die XZ-Ebene, die XZ-Ebene und die YZ-Ebene projiziert sind, welches Ebenen sind, welche senkrecht zu der vertikalen Richtung (Y-Achse-Richtung), der Richtung des Fortschreitens (der Z-Achse-Richtung) und der horizontalen Richtung (der X-Achse-Richtung) jeweils sind. Die Charakteristischer-Faktor-Berechnungseinheit 1131 berechnet Werte der charakteristischen Faktoren in dem Bahnverlauf, basierend auf den Positionen, welche durch die Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifi-ziereinheit 112 spezifiziert sind. Basierend auf den Werten der charakteristischen Faktoren, welche durch die Charakteristischer-Faktor-Berechnungseinheit 1131 berechnet sind, berechnet die Index-Berechnungseinheit 1132 Werte der Indizes, welche eine Gangart-Körperhaltung entsprechend zu einer vorher festgelegten Korrelationsbeziehung anzeigen, zwischen den Werten der charakteristischem Faktoren und den Werten der Indizes. Die zeitliche-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134 berechnet einen zeitlichen Änderungsbetrag in den Indizes basierend auf den Werten der Indizes, welche durch die Index-Berechnungseinheit 1132 berechnet sind. Die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 bestimmt einen Grad der Änderung, basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag, welcher durch die Zeitlicher-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134 berechnet ist.
Entsprechend werden die Indizes, welche die Gangart anzeigen, genau berechnet, basierend auf einer genauen Korrelationsbeziehung, und die Indizes, welche verschiedene Gangarten anzeigen, werden berechnet, indem es möglich gemacht wird, einen detaillierten Grad an Änderung in einer genaueren Weise zu bestimmen.

(5) Der zeitliche Änderungsbetrag kann ferner einen zeitlichen Änderungsbetrag der Gangart-Körperhaltung beinhalten. Die Steuereinheit 110 kann ferner die Gangart-Körperhaltungs-Bestimmungseinheit 1133 beinhalten, welche die Gangart-Körperhaltung bestimmt, basierend auf den Werten der Indizes, welche durch die Index-Berechnungseinheit 1132 berechnet sind. Die Zeitlicher-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134 berechnet einen zeitlichen Änderungsbetrag in der Gangart-Körperhaltung, welche durch die Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit 1133 bestimmt ist. Die Änderungsgrad-Bestimmungseinheit 114 bestimmt einen Grad der Änderung, wobei der Körperhaltungs-Änderungsgrad in der zeitlichen Änderung der Gangart-Körperhaltung beinhaltet ist, basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag, welcher durch die Zeitlicher-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit 1134 berechnet ist.

Entsprechend werden die Indizes, welche die Gangart-Körperhaltung anzeigen, genau berechnet, basierend auf einer genauen Korrelationsbeziehung, und die Indizes, welche verschiedene Gangart-Körperhaltungen anzeigen, werden berechnet, was es ermöglicht, einen detaillierten Grad an Änderung in einer genaueren Weise zu bestimmen.

(6) Zusätzlich wird, wie mit Bezug auf 13 bis 16 beschrieben wird, die Korrelationsbeziehung durch eine Vielfach-Regressionsformel angezeigt, welche ein relationaler Ausdruck zwischen dem Wert des charakteristischen Faktors, welcher als eine Antwortvariable dient, und dem Wert des Indexes ist, welcher als eine erklärende Variable dient, welche durch eine Vielfach-Regressionsanalyse erhalten wird.
(7) Außerdem beinhalten die charakteristischen Punkte den charakteristischen Punkt (1), wenn der rechte Fuß den Boden berührt, und den charakteristischen Punkt (2), wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf seinem/ihrem rechten Fuß steht, ebenso wie den charakteristischen Punkt (3), wenn der linke Fuß den Boden berührt, und den charakteristischen Punkt (4), wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf seinem/ihrem linken Fuß steht.

Die charakteristischen Faktoren beinhalten den charakteristischen Faktor Hr, welcher ein Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (1) und dem charakteristischen Punkt (2) in der vertikalen Richtung (der Y-Achse-Richtung) in dem Bahnverlauf ist, welcher auf die XY-Ebene, welche senkrecht zu der Richtung des Fortchreitens (der Z-Achse-Richtung) projiziert ist, und den charakteristischen Faktor StShi, welcher aus einem Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (1) und dem charakteristischen Punkt (2) und dem Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt (3) und dem charakteristischen Punkt (4) in dem Bahnverlauf, welcher auf die XY-Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der horizontalen Richtung (der X-Achse-Richtung) ist, berechnet wird.
Die Indizes beinhalten die Schrittgröße. Die Vielfach-Regressionsformel ist ”Schrittgröße-Länge = α × Hr + β × StShi + γ”, welche die Summe des Produktes des partiellen Regressionskoeffizienten α, welcher durch die vielfache Regressionsanalyse erhalten wird, und dem charakteristischen Faktor Hr, dem Produkt des partiellen Regressionskoeffizienten β, welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse und den charakteristischen Faktor StShi erhalten wird, und dem partiellen Regressionskoeffizienten γ ist.

(8) Außerdem beinhalten die charakteristischen Punkte den charakteristischen Punkt (1), wenn der rechte Fuß den Boden berührt, den charakteristischen Punkt (2), wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf seinem/ihrem rechten Fuß steht, den charakteristischen Punkt (6), welcher am weitesten rechts in dem Bahnverlauf ist, und den charakteristischen Punkt (7), am weitesten links in dem Bahnverlauf, ebenso wie den charakteristischen Punkt (10) am weitesten vorne auf der rechten Seite in dem Bahnverlauf, den charakteristischen Punkt (12) am weitesten vorne auf der linken Seite in dem Bahnverlauf, den charakteristischen Punkt (9) am weitesten hinten auf der rechten Seite in dem Bahnverlauf und den charakteristischen Punkt (11) am weitesten hinten auf der linken Seite in dem Bahnverlauf.

Die charakteristischen Faktoren beinhalten: den charakteristischen Faktor Hr/W, welcher der Quotient ist, welcher durch Dividieren eines Abstands Hr zwischen dem charakteristischen Punkt (1) und dem charakteristischen Punkt (2) in der vertikalen Richtung (der Y-Achse-Richtung) in dem Bahnverlauf erhalten wird, welcher auf die XY-Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der Richtung des Fortchreitens (der Z-Achse-Richtung) ist, durch einen Abstand W zwischen dem charakteristischen Punkt (6) und dem charakteristischen Punkt (7) in der horizontalen Richtung (der X-Achse-Richtung); und den charakteristischen Faktor WuSu/WdSu, welcher der Quotient ist, welcher durch Dividieren eines Abstandes WuSu zwischen dem charakteristischen Punkt (10) und dem charakteristischen Punkt (12) in der horizontalen Richtung (der X-Achse-Richtung) in dem Bahnverlauf erhalten wird, welcher auf die XZ-Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der vertikalen Richtung (der Y-Achse-Richtung) ist, durch einen Abstand WdSu zwischen dem charakteristischen Punkt (9) und dem charakteristischen Punkt (11) in der horizontalen Richtung (der X-Achse-Richtung).
Die Indizes beinhalten den Schrittabstand. Die Vielfach-Regressionsformel ist ”Schrittabstand-Weite = δ × Hr/W + ε × WuSu/WdSu + ζ”, welche die Summe des Produktes des partiellen Regressionskoeffizienten δ, welcher durch die Multi-Regressionsanalyse erhalten wird, und dem charakteristischen Faktor Hr/W, dem Produkt des partiellen Regressionskoeffizienten ε, welcher durch die Multi-Regressionsanalyse und den charakteristischen Faktor WuSu/WdSu erhalten wird, und dem partiellen Regressionskoeffizienten ζ ist.
Als Nächstes werden Variationen an der zuvor erwähnten Ausführungsform beschrieben.

(1) In der zuvor erwähnten Ausführungsform wird der Körperhaltungs-Änderungsgrad, welcher der Grad der zeitlichen Änderung in der Gangart-Körperhaltung ist, basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag der Gangart-Körperhaltung berechnet. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und der Änderungsgrad, welcher der Grad der zeitlichen Änderung in der Gangart ist, kann basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag eines Indexes berechnet werden, welcher die Gangart anzeigt. Alternativ kann der Grad der Änderung basierend auf zeitlichen Änderungen in dem Bahnverlauf der Hüfte des Benutzers berechnet werden.
(2) In der zuvor erwähnten Ausführungsform wird die Übereinstimmungsbeziehung zwischen dem Pegel der Ermüdung und dem Änderungsgrad als ein Ergebnis des Benutzers eingestellt, welcher den Pegel der Ermüdung eingibt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und Daten des Entsprechungsverhältnisses zwischen dem Pegel der Ermüdung und dem Änderungsgrad können in der gleichen Weise für viele Benutzer erhalten werden, und die erhaltenen Entsprechungsbeziehungen können in dem Speicher 120 des Aktivitätsmessgliedes 100 im Voraus gespeichert werden (d. h. der Gangartänderungs-Ermüdungs-Entsprechungsspeichereinheit 124). Indem man so verfährt, müssen Daten der Entsprechungsbeziehung zwischen dem Pegel der Ermüdung und dem Änderungsgrad nicht akkumuliert werden, indem die Eingabe des Pegels der Ermüdung des Benutzers angenommen wird, was es ermöglicht, eine Belastung für den Benutzer zu vermeiden.
(3) In der zuvor erwähnten Ausführungsform wird die Gangart-Körperhaltung bestimmt, basierend auf einer Beziehung zwischen den Werten der Indizes und der Schwellwerte. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, so dass die Gangart-Körperhaltung basierend auf einem Grad des Wiederanordnens zwischen einem Satz von Indizes, für welche die Beziehung mit der Gangart-Körperhaltung im Voraus herausgefunden worden ist, und einem Satz der berechneten Indizes bestimmt werden kann.
(4) Die Schwellwerte für die Indizes, welche die Gangart-Körperhaltung anzeigen, können basierend auf Daten bestimmt werden, welche aktuell gemessen sind, indem ein Benutzer mit dem Gehen bei einer guten Gangart-Körperhaltung vorhanden ist.
(5) In der zuvor erwähnten Ausführungsform, wie mit Bezug auf 21 beschrieben, werden die Ziel-Gangart-Körperhaltung und die Gangart-Körperhaltung des Benutzers getrennt angezeigt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Ziel-Gangart-Körperhaltung und die Gangart-Körperhaltung des Benutzers können in einer überlagernden Weise angezeigt werden.
(6) In der zuvor erwähnten Ausführungsform ist eine Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponente eine Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponente für ± des Zeitwertes eines Schrittes, wie dies in den Formeln 4 bis 6 dargestellt wird. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponente kann eine Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponente für den ± Zeitwert von n Schritten sein (wobei n eine vorher festgelegte Zahl ist), eine Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponente für –n Zeitwertschritte (d. h. n Schritte vor einer Zeit, wenn die Berechnung durchzuführen ist), eine Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponente für ± s Sekunden (wobei s eine vorher festgelegte Zahl ist), oder eine Durchschnitts-Geschwindigkeitskomponente für –s Sekunden (d. h. n Sekunden vor dem Zeitpunkt, wenn die Berechnung durchzuführen ist).
(7) Die zuvor erwähnte Ausführungsform beschreibt das Aktivitätsmessglied 100 als eine Geräteerfindung. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auch als eine Steuerverfahrenserfindung hergenommen werden, um das Aktivitätsmessglied 100 zu steuern.
(8) Man beachte, dass davon auszugehen ist, dass die oben veröffentlichte Ausführungsform in allen Weisen beispielhaft und in keiner Weise einschränkend ist. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die zuvor erwähnten Beschreibungen definiert, sondern durch den Umfang der angehängten Ansprüche, und alle Änderungen, welche in den wesentlichen gleichen Geist wie der Umfang der Ansprüche fallen, sollen darin ebenso beinhaltet sein.

Bezugszeichenliste

100: Aktivitätsmessglied
110: Steuereinheit
111: Beschleunigungs-Lese-Steuereinheit
112: Charakteristischer-Punkt-Position-Spezifiziereinheit
1131: Charakteristischer-Faktor-Berechnungseinheit
1132: Index-Berechnungseinheit
1133: Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinheit
1134: Zeitlicher-Änderungsbetrag-Berechnungseinheit
114: Änderungsgrad-Bestimmungseinheit
115: Ermüdungspegel-Eingabe-Annahmesteuereinheit
116: Ermüdungspegel-Bestimmungseinheit
117: Alarmsteuereinheit
120: Speicher
121: Beschleunigungsdaten-Speichereinheit
122: Charakteristischer-Punkt-Position-Speichereinheit
1231: Charakteristischer-Faktor-Speichereinheit
1232: Korrelationsbeziehung-Speichereinheit
1233: Index-Speichereinheit
1234: Gangart-Körperhaltung-Speichereinheit
1235: Zeitlicher-Änderungsbetrag-Speichereinheit
124: Gangartänderung-Ermüdung-Entsprechungs-Speichereinheit
125: Änderungsgrad-Speichereinheit
130: Bedieneinheit
131: Anzeige-Kipp-/OK-Schalter
132: linker Bedienungs-/Speicherschalter
133: rechter Bedienungsschalter
140: Anzeigeeinheit
141: Anzeige
170: Beschleunigungsmesser
190: Leistungsquelle
191: Hauptgrundteil
192: Clip-Einheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006-271893 A [0002]

Claims

Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung (100), welche aufweist: eine Hauptgrundteileinheit (191), einen Beschleunigungsmesser (170), um eine Beschleunigung der Hauptgrundteileinheit zu detektieren, und eine Steuereinheit (110), um eine Änderung in der Gangart eines Benutzers zu bestimmen, welcher die Hauptgrundteileinheit auf einem vorher festgelegten Bereich trägt, wobei die Steuereinheit beinhaltet: eine Spezifiziereinrichtung (112, Schritt S103), welche basierend auf der Beschleunigung, welche durch den Beschleunigungsmesser detektiert ist, einen Bahnverlauf des vorher festgelegten Bereiches spezifiziert, auf welchem die Hauptgrundteileinheit während des Gehens getragen wird; eine erste Berechnungseinrichtung (1131, 1132, 1133, 1134, Schritt S104, Schritt S105, Schritt S111, Schritt S112), welche eine zeitliche Änderung in dem Bahnverlauf berechnet, welcher durch die Spezifiziereinrichtung spezifiziert ist; und eine Bestimmungseinrichtung (114, 115, 116, Schritt S113), welche basierend auf der zeitlichen Änderung, welche durch die erste Berechnungseinheit berechnet ist, einen Grad der Änderung bestimmt, welcher der Grad der zeitlichen Änderung ist.
Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine Speichereinheit (120), wobei die Steuereinheit ferner eine Annahmeeinrichtung (115, Schritt S114) beinhaltet, welche einen Eingang eines Pegels der Ermüdung annimmt, wenn der Benutzer geht; wobei die Bestimmungseinrichtung den Grad der Änderung bestimmt, wenn der Grad der Änderung durch die Annahmeeinrichtung angenommen worden ist; wobei die Steuereinheit ferner eine Speichersteuereinrichtung (115, 124, Schritt S115) beinhaltet, welche den Pegel der Ermüdung, welcher durch die Annahmeeinrichtung angenommen ist, und den Grad der Änderung, welcher durch die Bestimmungseinrichtung bestimmt ist, im Zusammenhang jeweils zueinander in der Speichereinheit speichert; und die Bestimmungseinrichtung (116, Schritt S122) den Pegel der Ermüdung bestimmt, welcher dem Grad der Änderung entspricht, welcher durch die Bestimmungseinrichtung bestimmt ist, basierend auf dem Pegel der Ermüdung und dem Grad der Änderung, welcher in der Speichereinheit gespeichert ist.
Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung nach Anspruch 2, welche ferner aufweist: eine Alarmeinheit (140, 150), wobei die Steuereinheit ferner eine Alarm-Steuereinrichtung (117, Schritt S123) beinhaltet, welche den Pegel der Ermüdung, welcher durch die Bestimmungseinrichtung bestimmt ist, kommuniziert, wobei die Alarmeinheit benutzt wird.
Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bahnverlauf ein dreidimensionaler Bahnverlauf ist, von welchem eine Bewegungskomponente in einer Fortschreitrichtung entfernt ist, in welcher der vorher festgelegte Bereich, auf welchem die Hauptgrundteileinheit getragen wird, während des Gehens fortschreitet, und ein Muster des Bahnverlaufs eine Vielzahl von charakteristischen Punkten beinhaltet, welche Charakteristika des Musters definieren; wobei die Spezifiziereinrichtung (112, Schritt S103) Positionen der charakteristischen Punkte spezifziert, welche in dem Bahnverlauf, wobei die Bewegungskomponente in der Fortschreitrichtung entfernt ist, auf Ebenen, senkrecht zu jeder der drei orthogonalen axialen Richtungen, projiziert sind, wobei eine vertikale Richtung, die Fortschreitrichtung und eine horizontale Richtung beinhaltet sind, basierend auf der Beschleunigung, welche durch den Beschleunigungsmesser berechnet ist; wobei die erste Berechnungseinrichtung besitzt: eine zweite Berechnungseinrichtung (1131, Schritt S104), welche Werte der charakteristischen Faktoren des Bahnverlaufes basierend auf den Positionen, welche durch die Spezifiziereinrichtung spezifiziert sind, berechnet; eine dritte Berechnungseinrichtung (1132, Schritt S105), welche entsprechend zu einer Korrelationsbeziehung, welche im Voraus gefunden ist, zwischen den Werten der charakteristischen Faktoren und dem Wert des Indexes, welcher die Gangart anzeigt, einen Wert des Indexes berechnet, basierend auf den Werten der charakteristischen Faktoren, welche durch die zweite Berechnungseinrichtung berechnet sind; und eine vierte Berechnungseinrichtung (1134, Schritt S111, Schritt S112), welche einen zeitlichen Änderungsbetrag des Indexes basierend auf dem Wert des Indexes, welcher durch die dritte Berechnungseinrichtung berechnet ist, berechnet; und wobei die Bestimmungseinrichtung (114, Schritt S113) den Grad der Änderung basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag, welcher durch die vierte Berechnungseinheit berechnet ist, bestimmt.
Gangartänderungs-Bestimmungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei der zeitliche Änderungsbetrag einen zeitlichen Änderungsbetrag einer Gangart-Körperhaltung beinhaltet; wobei die Steuereinheit ferner eine Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinrichtung (1133, Schritt S111) beinhaltet, welche die Gangart-Körperhaltung bestimmt, basierend auf dem Wert des Indexes, welcher durch die dritte Berechnungseinrichtung berechnet ist; wobei die vierte Berechnungseinrichtung ferner den zeitlichen Änderungsbetrag der Gangart-Körperhaltung berechnet, welche durch die Gangart-Körperhaltung-Bestimmungseinrichtung bestimmt ist; und wobei die Bestimmungseinrichtung den Grad der Änderung bestimmt, welcher einen Körperhaltungs-Änderungsgrad in der zeitlichen Änderung der Gangart-Körperhaltung beinhaltet, basierend auf dem zeitlichen Änderungsbetrag, welcher durch die vierte Berechnungseinrichtung berechnet ist.
Gangartänderungs-Bestimmungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Korrelationsbeziehung durch eine Vielfach-Regressionsformel angezeigt ist, welche ein relationaler Ausdruck zwischen den Werten der charakteristischen Faktoren, welche als eine Antwortvariable dienen, und dem Wert des Indexes ist, welcher als eine erklärende Variable dient, welche durch eine Vielfach-Regressionsanalyse erhalten wird.
Gangartänderungs-Bestimmungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die charakteristischen Punkte beinhalten: einen ersten charakteristischen Punkt (1), wenn ein erster Fuß den Boden berührt, und einen zweiten charakteristischen Punkt (2), wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf seinem ersten Fuß steht, ebenso wie einen dritten charakteristischen Punkt (3), wenn ein zweiter Fuß den Boden berührt, und einen vierten charakteristischen Punkt (4), wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf seinem zweiten Fuß steht; wobei die charakteristischen Faktoren beinhalten: einen ersten charakteristischen Faktor (Hr), welcher ein Abstand zwischen dem ersten charakteristischen Punkt und dem zweiten charakteristischen Punkt in der vertikalen Richtung in dem Bahnverlauf ist, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der Fortschreitrichtung ist, und einen zweiten charakteristischen Faktor (StShi), welcher aus einem Abstand zwischen dem ersten charakteristischen Punkt und dem zweiten charakteristischen Punkt und einem Abstand zwischen dem dritten charakteristischen Punkt und dem vierten charakteristischen Punkt in dem Bahnverlauf berechnet ist, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der horizontalen Richtung ist; wobei der Index eine Schrittgröße beinhaltet; und die Vielfach-Regressionsformel eine Formel ist (Länge = α × Hr + β × StShi + γ), welche die Summe des Produktes eines ersten partiellen Regressionskoeffizienten (α), welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten ist, und dem ersten charakteristischen Faktor, des Produktes eines zweiten partiellen Regressionskoeffizienten (β), welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten ist, und des zweiten charakteristischen Faktors, und eines dritten partiellen Regressionskoeffizienten (γ) berechnet.
Gangartänderung-Bestimmungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die charakteristischen Punkte beinhalten: einen ersten charakteristischen Punkt (1), wenn ein erster Fuß den Boden berührt, einen zweiten charakteristischen Punkt (2), wenn der Bahnverlauf die höchste Position erreicht, während der Benutzer auf seinem ersten Fuß steht, einen dritten charakteristischen Punkt (6) am weitesten rechts in dem Bahnverlauf und einen vierten charakteristischen Punkt (7) am weitesten links in dem Bahnverlauf, ebenso wie einen fünften charakteristischen Punkt (10), am weitesten vorwärts auf der rechten Seite in dem Bahnverlauf, einen sechsten charakteristischen Punkt (12), am weitesten vorwärts auf der linken Seite in dem Bahnverlauf, einen siebten charakteristischen Punkt (9) am weitesten hinten auf der rechten Seite in dem Bahnverlauf, und einen achten charakteristischen Punkt (11) am weitesten hinten auf der linken Seite in dem Bahnverlauf; wobei die charakteristischen Faktoren beinhalten: einen ersten charakteristischen Faktor (Hr/W), welcher ein Quotient ist, welcher durch Dividieren eines Abstandes zwischen dem ersten charakteristischen Punkt und dem zweiten charakteristischen Punkt in der vertikalen Richtung in dem Bahnverlauf, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der Fortschreitrichtung ist, durch einen Abstand zwischen dem dritten charakteristischen Punkt und dem vierten charakteristischen Punkt in der horizontalen Richtung erhalten wird, und einen zweiten charakteristischen Faktor (WuSu/WdSu), welcher ein Quotient ist, welcher durch Dividieren eines Abstandes zwischen dem fünften charakteristischen Punkt und dem sechsten charakteristischen Punkt in der horizontalen Richtung in dem Bahnverlauf, welcher auf die Ebene projiziert ist, welche senkrecht zu der vertikalen Richtung ist, durch einen Abstand zwischen dem siebten charakteristischen Punkt und dem achten charakteristischen Punkt in der horizontalen Richtung erhalten wird; wobei der Index einen Schrittabstand beinhaltet; und wobei die Vielfach-Regressionsformel eine Formel ist (Weite = δ × Hr/W + ε × WuSu/WdSu + ζ), welche die Summe des Produktes eines ersten partiellen Regressionskoeffizienten (δ), welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse erhalten ist, und dem ersten charakteristischen Faktor, dem Produkt eines zweiten partiellen Regressionskoeffizienten (ε), welcher durch die Vielfach-Regressionsanalyse und dem zweiten charakteristischen Faktor erhalten ist, und einem dritten partiellen Regressionskoeffizienten (ζ) berechnet.