JP2003038469A - Motion function measuring device and motion function measuring system - Google Patents
Motion function measuring device and motion function measuring systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は運動機能測定装置お
よび運動機能測定システムに関し、特に簡単な構成で運
動強度や平衡機能の測定が可能な運動機能測定装置およ
び運動機能測定システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor function measuring device and a motor function measuring system, and more particularly to a motor function measuring device and a motor function measuring system capable of measuring a motor strength and a balance function with a simple structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、正確な運動強度（エネルギー消費
量）の計測法としては、吸気と呼気のガス成分から最大
酸素摂取量を求め、この値を基準とした％最大酸素摂取
量が用いられている。しかし、測定が面倒であるため、
各人の％最大酸素摂取量と心拍数の関係に再現性が見ら
れることから、この心拍数をパラメータとして測定する
ことがしばしば行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of accurately measuring exercise intensity (energy consumption), the maximum oxygen uptake is obtained from the gas components of inspiration and expiration, and the% maximum oxygen uptake based on this value is used. ing. However, because the measurement is troublesome,
Since there is reproducibility in the relationship between the% maximum oxygen intake of each person and the heart rate, this heart rate is often measured as a parameter.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、心拍数の測
定は％最大酸素摂取量の測定と比べると測定は簡単であ
るが、心拍数と運動強度との相関には個人差や遅延等が
あり、リアルタイムに正確な運動強度の測定ができない
という問題点があった。However, although the measurement of the heart rate is easier than the measurement of the% maximum oxygen intake, the correlation between the heart rate and the exercise intensity has individual differences and delays. However, there was a problem that the exercise intensity could not be measured accurately in real time.
【０００４】本発明の目的は、前記のような従来技術の
問題点を解決し、簡単な構成で正確な運動強度や平衡機
能の測定が可能な運動機能測定装置および運動機能測定
システムを提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and provide a motor function measuring device and a motor function measuring system capable of accurately measuring the motor strength and balance function with a simple structure. Especially.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】運動時の身体の揺れは上
下方向だけではなく前後方向や左右方向の成分も存在す
る。実験によればこの成分比はある種の身体特性を表し
ており、当然ながら個人差が大きい。また、単一の人に
注目しても、歩行と走行では様相が異なるので、単軸で
しかも限られた状況下で測定した情報のみを運動強度の
指標として用いることは適切ではない。[Means for Solving the Problems] The shaking of the body during exercise includes not only vertical components but also longitudinal and lateral components. According to experiments, this component ratio represents a certain physical characteristic, and naturally there are large individual differences. Further, even if a single person is focused on, the appearance is different between walking and running, so it is not appropriate to use only the information measured on a single axis and under limited circumstances as an index of exercise intensity.
【０００６】そこで、本発明の運動機能測定装置は、身
体の揺れを検出する多軸加速度検出手段と、前記多軸加
速度検出手段において検出された加速度情報を運動強度
に換算する換算手段とを含むことを特徴とする。また、
算出された各軸の運動強度の比率から平衡機能を示す指
標を求める平衡機能指標算出手段を備えた点にも特徴が
ある。更に、本発明の運動機能測定システムは、上記の
運動機能測定装置と、その出力を蓄積し、統計処理等を
行う運動機能解析装置からなる点に特徴がある。Therefore, the motor function measuring apparatus of the present invention includes a multi-axis acceleration detecting means for detecting body sway, and a converting means for converting the acceleration information detected by the multi-axis acceleration detecting means into exercise intensity. It is characterized by Also,
It is also characterized in that equilibrium function index calculating means for calculating an index indicating the equilibrium function is provided from the calculated ratio of the exercise intensity of each axis. Furthermore, the motor function measuring system of the present invention is characterized in that it is composed of the above-mentioned motor function measuring device and a motor function analyzing device that accumulates the output thereof and performs statistical processing and the like.
【０００７】本発明者による実験の結果、歩行および走
行に伴う身体の揺れ、即ち加速度振幅を処理した値は運
動強度や平衡機能と強い相関のあることが判明した。そ
して、この判明した事項に基づく本発明の運動機能測定
装置においては、歩行および走行に伴う身体の揺れの変
化量を多軸加速度計で捉え、これを処理装置によって運
動強度に換算することによって、定量的な運動強度や平
衡機能を容易に測定できる。As a result of an experiment conducted by the present inventor, it has been found that a value obtained by processing body sway accompanying walking and running, that is, a value obtained by processing an acceleration amplitude has a strong correlation with exercise intensity and a balance function. Then, in the motor function measuring device of the present invention based on this clarified matter, by capturing the amount of change in body sway accompanying walking and running with a multi-axis accelerometer, and converting it into exercise intensity by the processing device, Quantitative exercise intensity and equilibrium function can be easily measured.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。図１は、本発明を適用したシステム全体の
構成を示すブロック図である。運動機能測定装置１０に
は、公知の２軸あるいは３軸の多軸加速度計１１、例え
ばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポート等を備えた周
知の１チップコンピュータからなる制御ユニット１２、
例えばフラッシュＲＯＭ等から記憶ユニット１３、公知
の無線あるいは有線のインタフェースユニット１４が備
えられている。運動機能測定装置１０は、例えば電池で
駆動され、腰など人体に装着して使用される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the entire system to which the present invention is applied. The motor function measuring device 10 includes a well-known 2-axis or 3-axis multi-axis accelerometer 11, for example, a control unit 12 including a well-known 1-chip computer having a CPU, a ROM, a RAM, an I / O port, and the like.
For example, a storage unit 13 such as a flash ROM and a known wireless or wired interface unit 14 are provided. The motor function measuring device 10 is driven by, for example, a battery and is used by being attached to a human body such as a waist.
【０００９】次に、運動機能測定装置１０の機能につい
て説明する。運動機能測定装置１０においては、多軸加
速度計１１で測定した値を後述する６種類の方法のいず
れかで処理して、その結果を運動強度の指標とする。ま
た、各軸の計測値（運動強度）の比率も運動機能や平衡
機能の指標とする。Next, the function of the motor function measuring device 10 will be described. In the motor function measuring device 10, the value measured by the multi-axis accelerometer 11 is processed by one of the six types of methods described below, and the result is used as an index of exercise intensity. In addition, the ratio of the measured value (exercise intensity) of each axis is also used as an index of the motor function and the balance function.
【００１０】なお、多軸とは２軸または３軸を意味し、
２軸加速度計を用いる場合は、その軸が上下と前後方向
を指すように身体に取り付ける、つまり、加速度計を組
み込んだ測定器を左右の腰に装着するものとする。ま
た、３軸加速度計を用いる場合は、その軸が上下、前
後、左右方向を指すように測定器を身体に取り付ける。
この場合、測定器の装着部位としては、身体の重心に近
い部分、例えば、背中側の仙骨周辺か、腹側の臍周辺が
望ましい。The term "multi-axis" means 2-axis or 3-axis,
When a two-axis accelerometer is used, it is attached to the body so that its axis points in the vertical and longitudinal directions, that is, the measuring instrument incorporating the accelerometer is attached to the left and right hips. When using a three-axis accelerometer, the measuring instrument is attached to the body so that its axes point in the vertical, front-back, and left-right directions.
In this case, it is desirable that the measuring instrument is attached to a portion near the center of gravity of the body, for example, around the sacrum on the back side or around the navel on the ventral side.
【００１１】なお、センサに搭載されている多軸加速度
計の直交座標軸と上述の計測軸との関係は装着方法を規
定しない限り一致しないので、以下の説明は上下、前
後、左右軸という言葉を用いて行う。また、２軸加速度
計を使用している場合は左右方向の加速度成分が０であ
るとみなす。なお、下記の文中の一定時間は用途によっ
て異なる値を使用する。例えば、瞬時の運動強度を求め
る場合は１分程度、長時間にわたる測定時には15分程度
と想定している。The relationship between the Cartesian coordinate axes of the multi-axis accelerometer mounted on the sensor and the above-mentioned measurement axes does not match unless the mounting method is specified. Therefore, in the following description, the terms up / down, front / rear, left / right axes will be used. Perform using. Further, when a biaxial accelerometer is used, it is considered that the acceleration component in the left-right direction is zero. In addition, the fixed time in the following sentence uses a different value according to the use. For example, it is assumed that it takes about 1 minute to obtain the instantaneous exercise intensity, and about 15 minutes when measuring for a long time.
【００１２】図３は、制御ユニットにおける第１実施例
の処理内容を示すフローチャートである。第１実施例
は、平均加速度振幅を求めるものである。まず、各軸に
ついて１歩または２歩毎に加速度の最大値と最小値を見
つけ、両者の差、つまり加速度振幅を求め、その一定時
間内の平均値を求める。次に、各軸の平均加速度振幅を
要素とするベクトルの大きさ、つまり絶対値をその時間
帯における運動強度（IEaa）とする。単位は(m/s2)であ
る。なお図３において、Ｓ１０〜Ｓ１４、Ｓ１５〜Ｓ１
９、Ｓ２０〜Ｓ２４の処理は時分割多重処理され、見か
け上同時に処理される（他の実施例も同じ）。FIG. 3 is a flow chart showing the processing contents of the first embodiment in the control unit. The first embodiment is to obtain the average acceleration amplitude. First, the maximum value and the minimum value of the acceleration are found every one step or two steps for each axis, the difference between them, that is, the acceleration amplitude is obtained, and the average value thereof within a fixed time is obtained. Next, the magnitude of the vector having the average acceleration amplitude of each axis as an element, that is, the absolute value is taken as the exercise intensity (IEaa) in that time zone. The unit is (m / s 2 ). In FIG. 3, S10 to S14 and S15 to S1
9. The processes of S20 to S24 are time-division multiplex processes, and are apparently performed simultaneously (the same applies to other embodiments).
【００１３】Ｓ１０（Ｓ１５、Ｓ２０）においては、上
下（前後、左右）軸の加速度値を一定時間（例えば１分
間）サンプリングする。Ｓ１１（Ｓ１６、Ｓ２１）にお
いては、区域内の高域周波数をカットして平滑化する。
但し、この処理は波形に混入した雑音が少ない場合には
省略してもよい。Ｓ１２（Ｓ１７、Ｓ２２）において
は、区域内のドミナント周波数をＦＦＴ（高速フーリエ
変換）で見つける。なお、ドミナント周波数は振幅が最
も大きい軸だけについて求め、他の軸についてもその値
を採用してもよいし、全軸について求め平均した値を各
軸の値として採用してもよい。In S10 (S15, S20), the vertical (front-rear, left-right) axis acceleration values are sampled for a fixed time (for example, 1 minute). In S11 (S16, S21), the high frequency in the area is cut and smoothed.
However, this processing may be omitted if there is little noise mixed in the waveform. In S12 (S17, S22), the dominant frequency in the area is found by FFT (Fast Fourier Transform). The dominant frequency may be calculated only for the axis having the largest amplitude, and the values may be adopted for the other axes, or the values calculated for all the axes and averaged may be adopted as the values of the respective axes.
【００１４】Ｓ１３（Ｓ１８、Ｓ２３）においては、上
記のドミナント周波数情報を基に区域内の波形の山と谷
を検出し、振幅を求める。図２は、各実施例の処理方法
を示す説明図である。図２（ａ）は第１実施例の処理方
法を示す説明図であり、Ｓ１３においては、図示するよ
うな加速度の振幅ａを求める。In S13 (S18, S23), the peaks and valleys of the waveform in the area are detected based on the above dominant frequency information, and the amplitude is obtained. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the processing method of each embodiment. FIG. 2A is an explanatory view showing the processing method of the first embodiment, and in S13, the amplitude a of the acceleration as shown is obtained.
【００１５】Ｓ１４（Ｓ１９、Ｓ２４）においては、上
下（前後、左右）軸の平均加速度振幅を求め、ａud（ａ
fr、ａrl）とする。Ｓ２５においては、図３のＳ２５の
ブロック内に示した式を用いて各軸の平均加速度振幅を
要素とするベクトルの大きさＩＥaaを求める。Ｓ２６に
おいては、上記の値ＩＥaaを時間帯ｉのデータとして記
憶ユニット１３に蓄積する。In S14 (S19, S24), the average acceleration amplitude of the vertical (front-rear, left-right) axes is calculated, and a ud (a
fr , a rl ). In S25, the magnitude IEaa of the vector having the average acceleration amplitude of each axis as an element is obtained using the formula shown in the block of S25 in FIG. In S26, the value IE aa is stored in the storage unit 13 as the data of the time zone i.
【００１６】図４は、制御ユニットにおける第２実施例
の処理内容を示すフローチャートである。第２実施例
は、加速度振幅を１歩または２歩の時間によって正規化
した平均正規化加速度振幅を求めるものである。まず、
各軸について１歩または２歩毎に加速度の最大値と最小
値を見つけて両者の差である加速度振幅を求めると同時
に、その１歩または２歩移動するのに要した時間を求
め、前者を後者で除して正規化した加速度振幅を計算
し、更に、この値の一定時間内の平均値を求める。次
に、各軸の平均加速度振幅を要素とするベクトルの大き
さを、その時間帯における運動強度（IEna）とする。単
位は(m/s3)である。FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the second embodiment in the control unit. In the second embodiment, the average normalized acceleration amplitude is obtained by normalizing the acceleration amplitude according to the time of one or two steps. First,
For each axis, the maximum and minimum values of acceleration are found for each step or two, and the acceleration amplitude, which is the difference between the two, is obtained, and at the same time, the time required to move that step or two is obtained. The latter is divided to calculate the normalized acceleration amplitude, and the average value of this value within a fixed time is obtained. Next, the magnitude of the vector having the average acceleration amplitude of each axis as an element is defined as the exercise intensity (IE na ) in that time zone. The unit is (m / s 3 ).
【００１７】Ｓ３０（Ｓ３７、Ｓ４４）においては、上
下（前後、左右）軸の加速度値を一定時間サンプリング
する。Ｓ３１（Ｓ３８、Ｓ４５）においては、区域内の
高域周波数をカットして平滑化する。但し、この処理は
波形に混入した雑音が少ない場合には省略してもよい。
Ｓ３２（Ｓ３９、Ｓ４６）においては、区域内のドミナ
ント周波数をＦＦＴ（高速フーリエ変換）で見つける。
なお、ドミナント周波数は振幅が最も大きい軸だけにつ
いて求め、他の軸についてもその値を採用してもよい
し、全軸について求め平均した値を各軸の値として採用
してもよい。In S30 (S37, S44), the acceleration values of the vertical (front-rear, left-right) axes are sampled for a certain period of time. In S31 (S38, S45), the high frequency in the area is cut and smoothed. However, this processing may be omitted if there is little noise mixed in the waveform.
In S32 (S39, S46), the dominant frequency in the area is found by FFT (Fast Fourier Transform).
The dominant frequency may be calculated only for the axis having the largest amplitude, and the values may be adopted for the other axes, or the values calculated for all the axes and averaged may be adopted as the values of the respective axes.
【００１８】Ｓ３３（Ｓ４０、Ｓ４７）においては、上
記の情報を基に区域内の波形の山と谷を検出し、振幅を
求める。Ｓ３３（Ｓ４０、Ｓ４７）においては、上記の
情報を基に区域内の波形の山と谷を検出し、振幅を求め
る。Ｓ３４（Ｓ４１、Ｓ４８）においては、上下（前
後、左右）軸の加速度振幅を求め、ａud（ａfr、ａrl）
とする。Ｓ３５（Ｓ４２、Ｓ４９）においては、その時
の山と山の間隔を求め、ｔud（ｔfr、ｔrl）とする。In S33 (S40, S47), the peaks and valleys of the waveform in the area are detected based on the above information, and the amplitude is obtained. In S33 (S40, S47), the peaks and valleys of the waveform in the area are detected based on the above information, and the amplitude is obtained. In S34 (S41, S48), the acceleration amplitudes of the vertical (front and rear, left and right) axes are calculated , and a ud (a fr , a rl )
And In S35 (S42, S49), the mountain-to-mountain interval at that time is obtained and set as t ud (t fr , t rl ).
【００１９】図２（ｂ）は第２実施例の処理方法を示す
説明図であり、Ｓ３４、３５においては、図示するよう
な加速度の振幅ａおよび時間間隔（周期）ｔを求める。
Ｓ３６（Ｓ４３、Ｓ５０）においては、上下（前後、左
右）軸の正規化加速度振幅ａ／ｔを求めた後、区間内の
平均値ｎud（ｎfr、ｎrl）を求める。Ｓ５１において
は、図４のＳ５１のブロック内に示した式を用いて各軸
の平均加速度振幅を要素とするベクトルの大きさIEnaを
求める。Ｓ５２においては、上記の値ＩＥ naを時間帯ｉ
のデータとして記憶ユニット１３に蓄積する。FIG. 2B shows the processing method of the second embodiment.
It is an explanatory diagram, as shown in the figure in S34 and S35.
The acceleration a and the time interval (cycle) t are calculated.
In S36 (S43, S50), up and down (front and back, left
(Right) After obtaining the normalized acceleration amplitude a / t of the axis,
Average value nud(Nfr, Nrl). In S51
Is calculated by using the formula shown in the block of S51 of FIG.
Vector magnitude IE with the average acceleration amplitude ofnaTo
Ask. In S52, the above value IE naThe time zone i
Data is stored in the storage unit 13.
【００２０】第２実施例においては、加速度振幅値を歩
行または走行時の周期で正規化するので、第１実施例よ
りも歩行または走行速度の違いによる運動強度の差をよ
り正確に反映することができる。In the second embodiment, since the acceleration amplitude value is normalized by the cycle during walking or running, the difference in exercise intensity due to the difference in walking or running speed should be reflected more accurately than in the first embodiment. You can
【００２１】図５は、制御ユニットにおける第３実施例
の処理内容を示すフローチャートである。第２実施例で
は、１歩または２歩の振幅を、それに要した時間で除し
て正規化した後に平均している。この１歩分のデータを
抽出する作業は、振幅変化が明瞭な高速走行時には容易
であり、コンピュータによる自動判定も可能であるが、
摺り足に代表される低速歩行時には肉眼での切り出しも
困難になる。FIG. 5 is a flow chart showing the processing contents of the third embodiment in the control unit. In the second embodiment, the amplitude of one or two steps is divided by the time required for it, normalized, and then averaged. The work of extracting the data for one step is easy during high-speed running where the amplitude change is clear, and automatic determination by a computer is also possible.
It is difficult to cut out with the naked eye when walking at a low speed as represented by a sliding foot.
【００２２】しかし、第１実施例で述べた加速度振幅の
平均値は、１歩分のデータ切出時に多少の誤りがあった
としても、波形の山と谷さえ識別できれば正しい結果が
得られるので、第２実施例よりも実用性が高い。However, since the average value of the acceleration amplitude described in the first embodiment can obtain a correct result even if there are some errors when cutting out the data for one step, as long as the peaks and valleys of the waveform can be identified. Practicality is higher than that of the second embodiment.
【００２３】そこで、第３実施例においては、まず第１
実施例の方法で各軸の一定時間内の平均振幅を求め、こ
れに同区間内のデータを用いたＦＦＴによって得られた
ドミナント周波数（１歩進むのに要する時間の逆数）を
乗じることで、平均正規化加速度振幅を求めている。な
お、ドミナント周波数は振幅が最も大きい軸だけについ
て求め、他の軸についてもその値を採用してもよいし、
全軸について求め平均した値を各軸の値として採用して
もよい。Therefore, in the third embodiment, first the first
By obtaining the average amplitude of each axis within a fixed time by the method of the embodiment and multiplying this by the dominant frequency (the reciprocal of the time required to advance one step) obtained by FFT using the data in the same section, The average normalized acceleration amplitude is calculated. Note that the dominant frequency may be obtained only for the axis having the largest amplitude, and the values may be adopted for other axes as well.
A value obtained by averaging all axes may be adopted as the value of each axis.
【００２４】Ｓ６０（Ｓ６５、Ｓ７０）においては、上
下（前後、左右）軸の加速度値を一定時間（例えば１分
間）サンプリングする。Ｓ６１（Ｓ６６、Ｓ７１）にお
いては、区域内の高域周波数をカットして平滑化する。
但し、この処理は波形に混入した雑音が少ない場合には
省略してもよい。Ｓ６２（Ｓ６７、Ｓ７２）において
は、区域内のドミナント周波数をＦＦＴ（高速フーリエ
変換）で見つけ、ｆud（ｆfr、ｆrl）とする。なお、ド
ミナント周波数は振幅が最も大きい軸だけについて求
め、他の軸についてもその値を採用してもよいし、全軸
について求め平均した値を各軸の値として採用してもよ
い。これらの場合はｆud＝ｆfr＝ｆrlとみなす。In S60 (S65, S70), the acceleration values of the vertical (front-back, left-right) axes are sampled for a fixed time (for example, 1 minute). In S61 (S66, S71), the high frequency in the area is cut and smoothed.
However, this processing may be omitted if there is little noise mixed in the waveform. In S62 (S67, S72), the dominant frequency in the area is found by FFT (Fast Fourier Transform) and set as f ud (f fr , f rl ). The dominant frequency may be calculated only for the axis having the largest amplitude, and the values may be adopted for the other axes, or the values calculated for all the axes and averaged may be adopted as the values of the respective axes. In these cases, it is considered that f ud = f fr = f rl .
【００２５】Ｓ６３（Ｓ６８、Ｓ７３）においては、上
下軸の加速度振幅の平均値を求め、ａudとする。Ｓ６４
（Ｓ６９、Ｓ７４）においては、それぞれ図示した式を
用いて上下（前後、左右）軸の平均正規化加速度振幅ｎ
ud（ｎfr、ｎrl）を求める。In S63 (S68, S73), the average value of the acceleration amplitudes of the vertical axis is calculated and set as a ud . S64
In (S69, S74), the average normalized acceleration amplitude n of the vertical (front-rear, left-right) axes is calculated using the respective formulas shown.
Find ud (n fr , n rl ).
【００２６】Ｓ７５においては、図５のＳ７５のブロッ
ク内に示した式を用いて平均正規化加速度振幅のベクト
ルの大きさIEnaaaを求める。Ｓ７６においては、上記の
値ＩＥnaaaを時間帯ｉのデータとして記憶ユニット１３
に蓄積する。In S75, the magnitude IE naaa of the vector of the average normalized acceleration amplitude is obtained by using the formula shown in the block of S75 in FIG. In S76, the value IE naaa is stored in the storage unit 13 as the data of the time zone i.
Accumulate in.
【００２７】図６は、制御ユニットにおける第４実施例
の処理内容を示すフローチャートである。第４実施例
は、加速度積算値を求めるものである。第４実施例にお
いては、各軸について、加速度のサンプリング時の計測
値の絶対値にサンプリング間隔時間を乗じた値を一定時
間積算してゆく。FIG. 6 is a flow chart showing the processing contents of the fourth embodiment in the control unit. In the fourth embodiment, the acceleration integrated value is calculated. In the fourth embodiment, for each axis, a value obtained by multiplying the absolute value of the measurement value at the time of sampling the acceleration by the sampling interval time is integrated for a certain period of time.
【００２８】垂直方向には重力加速度が常に作用してい
るので、これを差引く必要があるが、加速度計の測定軸
は常に変化しているから、現実的対処方法として、上下
方向と決めた軸の測定値からのみ重力加速度成分を差し
引き、その後に積算を行う。次に、各軸の加速度積算値
を要素とするベクトルの大きさを、その時間帯における
運動強度（IEti）とする。単位は(m/s)である。Since the gravitational acceleration always acts in the vertical direction, it is necessary to subtract it. However, since the measuring axis of the accelerometer is constantly changing, the vertical direction was decided as a practical countermeasure. The gravity acceleration component is subtracted only from the measured value of the axis, and then the integration is performed. Next, the magnitude of the vector having the acceleration integrated value of each axis as an element is taken as the exercise intensity (IE ti ) in that time zone. The unit is (m / s).
【００２９】Ｓ８０においては、上下軸の加速度値を一
定時間（例えば１分間）サンプリングし、重力加速度(1
G)を引いた値の絶対値を加算する。また、Ｓ８２（Ｓ８
４）においては、前後（左右）軸の加速度値を一定時間
サンプリングし、その絶対値を加算する。なお、積算時
間が短い時は、区域内高域周波数を取り除いて平滑化す
る。Ｓ８１（Ｓ８３、Ｓ８５）においては、上記の値に
サンプリング間隔の時間を乗じて、上下（前後、左右）
軸の加速度積算値ｓud（ｓfr、ｓrl）とする。In S80, the acceleration values of the vertical axis are sampled for a certain period of time (for example, 1 minute), and the gravity acceleration (1
Add the absolute value of the value obtained by subtracting (G). In addition, S82 (S8
In 4), the acceleration values of the front and rear (left and right) axes are sampled for a certain period of time, and their absolute values are added. When the integration time is short, the high frequencies in the area are removed and smoothed. In S81 (S83, S85), the above value is multiplied by the time of the sampling interval to move up and down (front and back, left and right).
The acceleration integrated value s ud (s fr , s rl ) of the axis is used.
【００３０】図２（ｃ）は第４実施例の処理方法を示す
説明図であり、Ｓ８１（Ｓ８３、Ｓ８５）においては、
図示するような加速度の積算値（面積）ｓを求める。Ｓ
８６においては、図６のＳ８６のブロック内に示した式
を用いて各軸の加速度積算値を要素とするベクトルの大
きさIEtiを求める。Ｓ８７においては、上記の値ＩＥti
を時間帯ｉのデータとして記憶ユニット１３に蓄積す
る。FIG. 2C is an explanatory view showing the processing method of the fourth embodiment. In S81 (S83, S85),
An integrated value (area) s of acceleration as shown is obtained. S
In 86, the magnitude IE ti of the vector having the acceleration integrated value of each axis as an element is obtained by using the formula shown in the block of S86 of FIG. In S87, the above value IE ti
Is stored in the storage unit 13 as data of time zone i.
【００３１】なお、図６のＳ８６においてベクトルの大
きさを求めているが、この際の計算式として次の単純な
加算式、ＩＥti＝Ｓud＋Ｓfr＋Ｓrlを用いて総和を求め
ることにより、計算量（ＣＰＵ負荷）を更に減少させる
ことも考えられる。第４実施例においては、波形解析の
ロジックが不要なため、プログラムが簡単になり、第
１、第２実施例と比べて処理能力の低いプロセッサでも
処理可能である。The magnitude of the vector is obtained in S86 of FIG. 6, but the following simple addition equation, ie , IE ti = S ud + S fr + S rl, is used as the calculation equation to obtain the sum. It is also possible to further reduce the calculation amount (CPU load). In the fourth embodiment, since the waveform analysis logic is not required, the program is simplified and can be processed by a processor having a lower processing capacity than those in the first and second embodiments.
【００３２】図７は、制御ユニットにおける第５実施例
の処理内容を示すフローチャートである。第５実施例は
面積加速度を指標として利用するものである。各軸の加
速度波形と、それを構成する各点の近傍における平均値
（以下、直流成分という）からなる曲線とで構成される
部分の面積は、その時点での運動強度に応じて増減する
から、加速度振幅と同様に運動強度を示す指標として利
用可能である。FIG. 7 is a flow chart showing the processing contents of the fifth embodiment in the control unit. The fifth embodiment uses the area acceleration as an index. The area of the part consisting of the acceleration waveform of each axis and the curve consisting of the average value (hereinafter referred to as the direct current component) in the vicinity of each point that constitutes it increases or decreases according to the exercise intensity at that time. , As well as the acceleration amplitude, can be used as an index indicating exercise intensity.
【００３３】３軸加速度計の一軸を垂直線に一致させて
被験者の体幹に装着した理想的な立位姿勢では、重力加
速度は垂直軸のみに作用するはずであるが、被験者の姿
勢は刻々変化するので、このような状態はむしろ稀で、
むしろ、重力加速度は全ての軸に影響すると考えた方が
現実的である。ただし、静的な重力加速度の影響を受け
ない方式の加速度計については、上記の直流成分を求め
る手順は省略可能である。In an ideal standing posture in which one axis of the three-axis accelerometer is aligned with the vertical line and attached to the trunk of the subject, the gravitational acceleration should act only on the vertical axis, but the posture of the subject changes moment by moment. Such a situation is rather rare because it changes
Rather, it is more realistic to think that gravitational acceleration affects all axes. However, for an accelerometer of the type that is not affected by static gravitational acceleration, the above procedure for obtaining the DC component can be omitted.
【００３４】面積加速度は次のような手順で求める。ま
ず、一定時間（例えば１分間）各軸の加速度変化を連続
的に計測し、各軸の直流成分を移動平均法等の低域通過
フィルタを用いて求める。前述したように、被験者の姿
勢は刻々変化しているから緩やかではあっても直流成分
は常に変動している。The area acceleration is obtained by the following procedure. First, the acceleration change of each axis is continuously measured for a fixed time (for example, 1 minute), and the DC component of each axis is obtained by using a low pass filter such as a moving average method. As described above, the posture of the subject changes every moment, so the DC component is constantly changing even though it is gentle.
【００３５】次に各軸について、それぞれ、計測値から
直流成分を減じて重力の影響を除去した後、その結果の
絶対値を区間全域にわたって積算し、この結果にサンプ
リング間隔の時間を乗じて波形の面積を求める。加速度
の面積を符号付きで求める作業は積分に相当するもの
で、結果は速度の増減を示す。単位もm/sである。Next, for each axis, the direct current component is subtracted from the measured value to remove the influence of gravity, and the absolute value of the result is integrated over the entire section, and the result is multiplied by the time of the sampling interval to obtain a waveform. Find the area of. The task of obtaining the area of acceleration with a sign is equivalent to integration, and the result shows an increase or decrease in speed. The unit is also m / s.
【００３６】しかし、絶対値の積算は定速移動中でも正
の値しか示さず、この値は被験者の体幹の振動量、即
ち、運動量を示すものと考えることができる。この面
積、つまり、運動量は、積算時間が長くなれば当然増加
するので、この値を積算時間(s)で除すれば、１秒あた
りの運動強度が求められる。これを面積加速度と定義す
る。この単位は(m/s2)である。However, the integration of absolute values shows only a positive value even during constant speed movement, and this value can be considered to indicate the amount of vibration of the trunk of the subject, that is, the amount of exercise. This area, that is, the amount of exercise, naturally increases as the integration time becomes longer, so if this value is divided by the integration time (s), the exercise intensity per second can be obtained. This is defined as area acceleration. This unit is (m / s 2 ).
【００３７】この面積加速度は走行／歩行を問わず幅広
い移動状況に対応でき、更に、加速度振幅より計算が容
易という優れた特質を持っており、実用性が高い運動強
度の指標といえる。This area acceleration can be applied to a wide range of movement situations regardless of running / walking, and has an excellent characteristic that it is easier to calculate than the acceleration amplitude, and can be said to be a highly practical index of exercise intensity.
【００３８】Ｓ１００（Ｓ１０５、Ｓ１１０）において
は、上下（前後、左右）軸の加速度値を一定時間（例え
ば１分間）サンプリングする。Ｓ１０１（Ｓ１０６、Ｓ
１１１）においては区域内の高域周波数を除去して平滑
化する。但し、この処理は波形に混入した雑音が少ない
場合には省略してもよい。Ｓ１０２（Ｓ１０７、Ｓ１１
２）においては、例えば移動平均法等の低域通過フィル
タを用いて波形の直流成分を求める。In S100 (S105, S110), the vertical (front-rear, left-right) axis acceleration values are sampled for a fixed time (for example, 1 minute). S101 (S106, S
In 111), the high frequency in the area is removed and smoothed. However, this processing may be omitted if there is little noise mixed in the waveform. S102 (S107, S11
In 2), the DC component of the waveform is obtained using a low pass filter such as the moving average method.
【００３９】Ｓ１０３（Ｓ１０８、Ｓ１１３）において
は上下（前後、左右）軸の計測値と直流成分の差の絶対
値を一定時間積算する。Ｓ１０４（Ｓ１０９、Ｓ１１
４）においては、上記の積算値にサンプリング間隔の時
間を乗じた後、積算した時間で除して得られた値をａud
（ａfr、ａrl）とする。In S103 (S108, S113), the absolute value of the difference between the measured values of the vertical (front and rear, left and right) axes and the DC component is integrated for a certain period of time. S104 (S109, S11
In 4), the value obtained by multiplying the integrated value by the sampling interval time and then dividing by the integrated time is a ud
(A fr , a rl ).
【００４０】Ｓ１１５においては、図７のＳ１１５に記
載された式を用いて面積加速度のベクトルの大きさＩＥ
araを求める。Ｓ１１６においては、ＩＥaraを時間帯ｉ
のデータとして記憶ユニットに蓄積する。In S115, the magnitude IE of the vector of the area acceleration is calculated by using the formula described in S115 of FIG.
ask for ara . In S116, IE ara is set to time zone i
Data is stored in the storage unit.
【００４１】図８は、制御ユニットにおける第６実施例
の処理内容を示すフローチャートである。第６実施例は
正規化面積加速度を指標として利用するものである。正
規化面積加速度とは、第５実施例で述べた各軸の面積加
速度を１歩あたりの時間で除して正規化した値であり、
面積加速度同様、運動強度の指標として利用可能であ
る。ただし、１歩あたりの時間を求める手間を省くた
め、第３実施例と同様に、ＦＦＴで求めたドミナント周
波数を利用する。FIG. 8 is a flow chart showing the processing contents of the sixth embodiment in the control unit. The sixth embodiment uses the normalized area acceleration as an index. The normalized area acceleration is a value obtained by dividing the area acceleration of each axis described in the fifth embodiment by the time per step and normalized.
Like area acceleration, it can be used as an index of exercise intensity. However, in order to save the trouble of obtaining the time per step, the dominant frequency obtained by the FFT is used as in the third embodiment.
【００４２】正規化面積加速度は次のような手順で求め
る。まず、一定時間（例えば１分間）各軸の加速度変化
を連続的に計測し、被験者の姿勢の変化に伴う各軸の直
流成分の緩やかな変動を移動平均法等の低域通過フィル
タを用いて求める。また、同区間内の計測値のドミナン
ト周波数をＦＦＴで求める。なお、ドミナント周波数は
振幅が最も大きい軸だけについて求め、他の軸について
もその値を採用してもよいし、全軸について求め平均し
た値を各軸の値として採用してもよい。The normalized area acceleration is obtained by the following procedure. First, the acceleration change of each axis is continuously measured for a fixed time (for example, 1 minute), and the gradual fluctuation of the DC component of each axis due to the change of the posture of the subject is measured by using a low pass filter such as a moving average method. Ask. Further, the dominant frequency of the measured value in the same section is obtained by FFT. The dominant frequency may be calculated only for the axis having the largest amplitude, and the values may be adopted for the other axes, or the values calculated for all the axes and averaged may be adopted as the values of the respective axes.
【００４３】次に各軸において、計測値から直流成分を
減じることで重力の影響を除去した後、その結果の絶対
値を区間全域にわたって積算し、この結果にサンプリン
グ間隔の時間を乗じて波形の面積を求め、更に、積算時
間で除して面積加速度を求める。次に、この値に平均歩
数の逆数であるドミナント周波数を乗じることで、１歩
あたりの値に正規化し、これを正規化面積加速度と定義
する。単位は(m/s3)である。Next, in each axis, the influence of gravity is removed by subtracting the DC component from the measured value, and then the absolute value of the result is integrated over the entire section, and the result is multiplied by the time of the sampling interval to obtain the waveform. The area is obtained, and then the area acceleration is obtained by dividing by the integration time. Next, this value is multiplied by the dominant frequency that is the reciprocal of the average number of steps to normalize the value per step, and this is defined as the normalized area acceleration. The unit is (m / s 3 ).
【００４４】この正規化面積加速度は、走行／歩行を問
わず適用できるだけでなく、低速から高速まで幅広い速
度域に対応でき、しかも正規化加速度振幅に比して計算
が容易という優れた特質を持っており、前述した面積加
速度と並んで、運動強度の指標として高い実用性を持っ
ている。This normalized area acceleration is applicable not only to running / walking but also to a wide range of speeds from low speed to high speed, and has an excellent characteristic that it is easy to calculate compared to the normalized acceleration amplitude. Therefore, along with the above-mentioned area acceleration, it has high practicality as an index of exercise intensity.
【００４５】Ｓ１２０（Ｓ１２７、Ｓ１３４）において
は、上下（前後、左右）軸の加速度値を一定時間（例え
ば１分間）サンプリングする。Ｓ１２１（Ｓ１２８、Ｓ
１３５）においては高域周波数を除去して平滑化する。
但し、この処理は波形に混入した雑音が少ない場合には
省略してもよい。Ｓ１２２（Ｓ１２９、Ｓ１３６）区域
内のドミナント周波数ｆud（ｆfr、ｆrl）をFFTで見つ
ける。なお、ドミナント周波数は振幅が最も大きい軸だ
けについて求め、他の軸についてもその値を採用しても
よいし、全軸について求め平均した値を各軸の値として
採用してもよい。これらの場合はｆud＝ｆfr＝ｆrlとみ
なす。In S120 (S127, S134), the vertical (front-rear, left-right) acceleration values are sampled for a fixed time (for example, 1 minute). S121 (S128, S
In 135), high frequency is removed and smoothing is performed.
However, this processing may be omitted if there is little noise mixed in the waveform. The dominant frequency f ud (f fr , f rl ) in the S122 (S129, S136) area is found by FFT. The dominant frequency may be calculated only for the axis having the largest amplitude, and the values may be adopted for the other axes, or the values calculated for all the axes and averaged may be adopted as the values of the respective axes. In these cases, it is considered that f ud = f fr = f rl .
【００４６】Ｓ１２３（Ｓ１３０、Ｓ１３７）において
は移動平均法等の低域通過フィルタを用いて波形の直流
成分を求める。Ｓ１２４（Ｓ１３１、Ｓ１３８）におい
ては、上下（前後、左右）軸の計測値と直流成分の差の
絶対値を一定時間積算する。Ｓ１２５（Ｓ１３２、Ｓ１
３９）においては、上記積算値にサンプリング間隔の時
間を乗じた後、積算した時間で除して得られた値をａud
（ａfr、ａrl）とする。In S123 (S130, S137), the DC component of the waveform is obtained using a low pass filter such as the moving average method. In S124 (S131, S138), the absolute value of the difference between the measured values of the vertical (front and rear, left and right) axes and the DC component is integrated for a certain period of time. S125 (S132, S1
In 39), the value obtained by multiplying the integrated value by the time of the sampling interval and then dividing by the integrated time is a ud.
(A fr , a rl ).
【００４７】Ｓ１２６（ＳＳ１３３、Ｓ１４０）におい
ては、図８のＳ１２６（Ｓ１３３、Ｓ１４０）に記載さ
れた式で上下（前後、左右）軸の正規化面積加速度、ｎ
ud（ｎfr、ｎrl）を求める。Ｓ１４１においては、図８
のＳ１４１に記載された式を用いて正規化面積加速度の
ベクトルの大きさIEnaraを求める。Ｓ１４２において
は、上記IEnaraを時間帯ｉのデータとして記憶ユニットに蓄
積する。In S126 (SS133, S140), the normalized area acceleration of the vertical (front-rear, left-right) axes, n, according to the formula described in S126 (S133, S140) of FIG.
Find ud (n fr , n rl ). In S141, FIG.
The vector magnitude IE nara of the normalized area acceleration is obtained by using the equation described in S141. In S142, the IE nara is stored in the storage unit as data of time zone i.
【００４８】次に、身体特性に関する諸指標について説
明する。これまでに述べた３軸加速度計を用いて得られ
る諸指標は、単に、運動強度を示すだけでなく、各軸の
構成比自体が運動時の身体特性、例えば、歩行あるいは
走行時の姿勢や前後左右の体幹の揺動、つまり、脚筋力
を始めとする全身各部の筋力のバランスや平衡機能に関
する情報を含んでおり、被験者の身体特性を示す指標と
して有用である。Next, various indicators relating to physical characteristics will be described. The indexes obtained by using the 3-axis accelerometer described above not only indicate the exercise intensity, but the composition ratio of each axis itself is a physical characteristic during exercise, such as a posture during walking or running. The information includes information about the swing of the trunk in the front, rear, left, and right, that is, the balance and balance function of the muscle strength of each part of the whole body including the leg muscle strength, and is useful as an index showing the physical characteristics of the subject.
【００４９】具体的には、下記（１）〜（３）の運動強
度を示す指標の各軸比率を平衡機能に関する指標とす
る。なお、各軸の運動強度を示す指標としては第１実施
例から第６実施例までに示されている指標（ａ、ｎある
いはｓ）のいずれでもよい。また、これらの平衡機能に
関する指標については心拍計測は必須ではないが、同時
に計測すれば情報の精度が増すので、心拍を計測しない
場合、トレッドミル等を用いて一定速度を維持しながら
一定時間継続するか、歩行距離を固定しておいて、測定
終了後、到達するのに要した時間で除して平均速度に換
算する等の方法で計測環境を統一することが望ましい。
（１）前後軸／上下軸比
（２）左右軸／上下軸比
（３）左右軸／前後軸比Specifically, the respective axis ratios of the indices (1) to (3) indicating exercise intensity described below are used as the indices relating to the equilibrium function. The index indicating the exercise intensity of each axis may be any of the indices (a, n or s) shown in the first to sixth examples. In addition, heart rate measurement is not essential for these indicators related to the equilibrium function, but if you measure the heart rate at the same time, the accuracy of the information increases, so if you do not measure your heart rate, use a treadmill etc. Alternatively, it is desirable to fix the walking distance and unify the measurement environment by a method such as dividing by the time required to reach after the measurement and converting to the average speed. (1) Front / rear axis / up / down axis ratio (2) Left / right axis / up / down axis ratio (3) Left / right axis / front / rear axis ratio
【００５０】また、運動強度に関する各指標の低速歩行
時と高速歩行時の比率（４）も被験者の潜在的運動能力
あるいは運動余力（体力マージン）を推察する上で有用
である。統計的観点からは、低速および高速を定義して
おく必要があり、例えば、速度を３km/hと５km/hにする
とか各自の最大酸素摂取量の３０％と５０％にする方法
が考えられる。また、被験者の安全性確保の見地から
は、被験者の健康状態に合わせ、例えば、各自の最も急
いだ場合の速度を高速と定義し、最高速度の６０％の速
度を低速と定義する方法も考えられる。
（４）高速歩行時／低速歩行時比
測定が終了すると、例えばRS-232Cインターフェイス回
路等の有線あるいは無線を用いるリンク手段２０を介し
て測定装置１０と運動機能解析装置となるコンピュータ
３０とを接続する。そして、測定装置１０の記憶ユニッ
ト１３内の測定データ（ＩＥ）をコンピュータ３０に転
送し、保存する。転送データには測定時刻や測定装置の
ＩＤ情報、データの属性等が付加されていてもよい。The ratio (4) of each index relating to exercise intensity during low-speed walking and high-speed walking is also useful in estimating the subject's potential exercise capacity or exercise reserve (physical strength margin). From a statistical point of view, it is necessary to define low speed and high speed, for example, the speed can be set to 3 km / h and 5 km / h, or it can be set to 30% and 50% of each person's maximum oxygen intake. . From the viewpoint of ensuring the safety of the subject, a method may be considered in which, for example, the speed in the most urgent case is defined as high speed, and 60% of the maximum speed is defined as the low speed according to the health condition of the subject. To be (4) When the measurement of the ratio of high-speed walking / low-speed walking is completed, the measuring device 10 and the computer 30 serving as the motor function analyzing device are connected to each other via a link means 20 such as an RS-232C interface circuit using a wired or wireless connection. To do. Then, the measurement data (IE) in the storage unit 13 of the measuring device 10 is transferred to the computer 30 and stored. The transfer time may be added with the measurement time, the ID information of the measuring device, the attribute of the data, and the like.
【００５１】運動機能解析装置であるコンピュータ３０
は、運動機能測定装置１０の出力情報を個人別に蓄積
し、週間、月間等の長期的傾向を統計的に解析し、必要
に応じて表示／印刷出力する。Computer 30 which is a motor function analysis device
Stores the output information of the motor function measuring device 10 for each individual, statistically analyzes the long-term tendency such as week, month, etc., and displays / prints out as needed.
【００５２】以上、本発明の実施例を開示したが、本発
明には下記のような変形例も考えられる。実施例におい
ては、測定終了後にデータを転送する例を開示したが、
加速度データあるいは運動強度（ＩＥ）データをリアル
タイムに、あるいは所定の周期で断続的に運動機能解析
装置へ伝送し、図３〜図８に示す処理の全部あるいは一
部を運動機能解析装置３０によって実行してもよい。Although the embodiments of the present invention have been disclosed above, the following modifications can be considered in the present invention. In the embodiment, an example in which data is transferred after the measurement has been disclosed,
Acceleration data or exercise intensity (IE) data is transmitted to the motor function analysis device in real time or intermittently at a predetermined cycle, and the motor function analysis device 30 executes all or part of the processing shown in FIGS. You may.
【００５３】また、この場合に、例えば携帯可能なコン
ピュータ３０を前段の処理装置として使用して短時間あ
るいは軽度の処理、記憶のみを行い、後段に別途設置す
る、より高機能なコンピュータで複雑な処理を行うよう
にしてもよい。Further, in this case, for example, a portable computer 30 is used as a front-end processing unit to perform short-time or light processing and storage only, and is installed separately in a rear-stage, which is a more sophisticated computer and complicated. You may make it process.
【００５４】なお、フローチャートではサンプリングを
行ってから演算処理を行うように記載されているが、加
速度のサンプリングと加速度振幅のベクトルの演算処理
とは時分割多重処理によって並行して行われる。Although it is described in the flowchart that the calculation process is performed after the sampling, the acceleration sampling and the acceleration amplitude vector calculation process are performed in parallel by the time division multiplexing process.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の運動機能測
定装置においては、歩行および走行に伴う身体の揺れの
変化量を多軸加速度計で捉え、これを処理装置によって
運動強度に換算することによって、簡単な構成で、定量
的な運動強度を容易に測定できるという効果がある。ま
た、各軸の計測値（運動強度）の比率から被験者の平衡
機能を定量的に表現することも可能である。As described above, in the motor function measuring device of the present invention, the amount of change in body sway accompanying walking and running is captured by a multi-axis accelerometer, and this is converted into exercise intensity by a processing device. This has the effect that the quantitative exercise intensity can be easily measured with a simple configuration. It is also possible to quantitatively express the equilibrium function of the subject from the ratio of the measurement values (exercise intensity) of each axis.
【図１】本発明を適用したシステム全体の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an entire system to which the present invention is applied.
【図２】各実施例の処理方法を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a processing method of each embodiment.
【図３】制御ユニットにおける第１実施例の処理内容を
示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents of the first embodiment in the control unit.
【図４】制御ユニットにおける第２実施例の処理内容を
示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of a second embodiment in the control unit.
【図５】制御ユニットにおける第３実施例の処理内容を
示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of a third embodiment in the control unit.
【図６】制御ユニットにおける第４実施例の処理内容を
示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of a fourth embodiment in the control unit.
【図７】制御ユニットにおける第５実施例の処理内容を
示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents of a fifth embodiment in the control unit.
【図８】制御ユニットにおける第６実施例の処理内容を
示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of a sixth embodiment in the control unit.
１０…運動機能測定装置、１１…多軸加速度計、１２…
制御ユニット、１３…記憶ユニット、１４…インターフ
ェイスユニット、２０…接続リンク、３０…コンピュー
タ10 ... Motor function measuring device, 11 ... Multi-axis accelerometer, 12 ...
Control unit, 13 ... Storage unit, 14 ... Interface unit, 20 ... Connection link, 30 ... Computer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 俊夫 岡山県岡山市大井432−１ (72)発明者 長尾 光城 岡山県倉敷市二子193−１二子レジデンス Ｂ−304 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Toshio Kishimoto 432-1 Oi, Okayama City, Okayama Prefecture (72) Inventor Mitsushiro Nagao 193-1 Futako, Kurashiki City, Okayama Futako Residence B-304
Claims (9)
出力する多軸加速度検出手段と、 前記多軸加速度検出手段において検出された加速度情報
を運動強度に換算する換算手段とを含むことを特徴とす
る運動機能測定装置。1. A multi-axis acceleration detecting means for detecting body sway and outputting multi-axis acceleration information, and a converting means for converting the acceleration information detected by the multi-axis acceleration detecting means into exercise intensity. A motor function measuring device characterized in that
波数検出手段と、 所定の期間毎に、前記ドミナント周波数を参照して各軸
毎に加速度振幅を求め、その平均値を算出する平均加速
度振幅算出手段と、 平均加速度振幅のベクトルの大きさを求めるベクトル絶
対値算出手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載
の運動機能測定装置。2. The conversion means obtains a dominant frequency detection means for detecting a dominant frequency of acceleration information, an acceleration amplitude for each axis by referring to the dominant frequency for each predetermined period, and calculates an average value thereof. The motor function measuring device according to claim 1, further comprising: average acceleration amplitude calculating means for calculating; and vector absolute value calculating means for calculating the magnitude of the vector of the average acceleration amplitude.
波数検出手段と、 所定の期間毎に、前記ドミナント周波数を参照して各軸
毎に加速度振幅を算出する加速度振幅算出手段と、 前記加速度振幅をそれに要した周期で除算することによ
り、正規化加速度振幅を求め、更に区間内の平均値を算
出する平均正規化加速度振幅算出手段と、 平均正規化加速度振幅のベクトルの大きさを求めるベク
トル絶対値算出手段とを含むことを特徴とする請求項１
に記載の運動機能測定装置。3. The conversion means includes a dominant frequency detecting means for detecting a dominant frequency of acceleration information, and an acceleration amplitude calculating means for calculating an acceleration amplitude for each axis with reference to the dominant frequency for each predetermined period. And an average normalized acceleration amplitude calculating means for calculating a normalized acceleration amplitude by dividing the acceleration amplitude by a period required for the acceleration amplitude, and an average normalized acceleration amplitude calculation means for calculating an average value in a section, and a magnitude of a vector of the average normalized acceleration amplitude. And a vector absolute value calculating means for determining the height.
The motor function measuring device described in.
波数検出手段と、 所定の期間毎に、各軸毎に加速度振幅の平均値を算出す
る平均加速度振幅算出手段と、 前記平均加速度振幅と前記ドミナント周波数とを乗算す
ることにより、平均正規化加速度振幅を求める平均正規
化加速度振幅算出手段と、 平均正規化加速度振幅のベクトルの大きさを求めるベク
トル絶対値算出手段とを含むことを特徴とする請求項１
に記載の運動機能測定装置。4. The conversion means includes: a dominant frequency detection means for detecting a dominant frequency of acceleration information; an average acceleration amplitude calculation means for calculating an average value of acceleration amplitudes for each axis for each predetermined period; An average normalized acceleration amplitude calculation means for obtaining an average normalized acceleration amplitude by multiplying the average acceleration amplitude by the dominant frequency, and a vector absolute value calculation means for obtaining a magnitude of a vector of the average normalized acceleration amplitude are included. Claim 1 characterized by the above.
The motor function measuring device described in.
手段と、 前記減算手段の出力情報および上下方向以外の加速度情
報の絶対値をそれぞれ所定期間加算する加算手段と、 前記加算手段の出力値にサンプリング間隔値を乗算して
積算値を算出する積算値算出手段と、 前記積算値のベクトルの大きさを求めるベクトル絶対値
算出手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の運
動機能測定装置。5. The subtracting means for subtracting the gravity acceleration value from the vertical acceleration information, and the adding means for adding the absolute values of the output information of the subtracting means and the acceleration information other than the vertical direction for a predetermined period respectively. And an integrated value calculation means for calculating an integrated value by multiplying the output value of the addition means by a sampling interval value, and a vector absolute value calculation means for calculating the magnitude of the vector of the integrated value. The motor function measuring device according to claim 1.
と、 各軸毎に、計測値と前記直流成分の差の絶対値を一定時
間積分する積分手段と、 前記積算値にサンプリング間隔の時間を乗じた後、積算
した時間で除して面積加速度を算出する面積加速度算出
手段と、 前記面積加速度のベクトルの大きさを求めるベクトル絶
対値算出手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載
の運動機能測定装置。6. The converting means comprises a DC component calculating means for obtaining a DC component of a waveform for each axis, and an integrating means for integrating the absolute value of the difference between the measured value and the DC component for each axis for a certain period of time. And an area acceleration calculating means for calculating the area acceleration by dividing the integrated value by the sampling interval time and then dividing by the integrated time, and a vector absolute value calculating means for obtaining the magnitude of the vector of the area acceleration. The motor function measuring device according to claim 1, comprising:
と、 加速度情報のドミナント周波数を検出するドミナント周
波数検出手段と、 各軸毎に、計測値と前記直流成分の差の絶対値を一定時
間積分する積分手段と、 前記積算値にサンプリング間隔の時間を乗じた後、積算
した時間で除して面積加速度を算出する面積加速度算出
手段と、 前記面積加速度と前記ドミナント周波数とを乗算するこ
とにより、正規化面積加速度を求める正規化面積加速度
算出手段と、 前記正規化面積加速度のベクトルの大きさを求めるベク
トル絶対値算出手段とを含むことを特徴とする請求項１
に記載の運動機能測定装置。7. The conversion means comprises a DC component calculating means for obtaining a DC component of a waveform for each axis, a dominant frequency detecting means for detecting a dominant frequency of acceleration information, a measured value for each axis, and Integrating means for integrating the absolute value of the difference in DC component for a certain period of time; area acceleration calculating means for calculating the area acceleration by multiplying the integrated value by the time of the sampling interval and dividing by the integrated time; And a dominant frequency, the normalized area acceleration calculating means for obtaining a normalized area acceleration, and the vector absolute value calculating means for obtaining the magnitude of the vector of the normalized area acceleration. Claim 1
The motor function measuring device described in.
出力する多軸加速度検出手段と、 前記多軸加速度検出手段において検出された加速度情報
を各軸の運動強度に換算する換算手段と、 算出された各軸の運動強度の比率から平衡機能を示す指
標を求める平衡機能指標算出手段とを含むことを特徴と
する運動機能測定装置。8. A multi-axis acceleration detecting means for detecting body sway and outputting multi-axis acceleration information, and a converting means for converting the acceleration information detected by the multi-axis acceleration detecting means into exercise intensity of each axis. And an equilibrium function index calculating means for obtaining an index indicating the equilibrium function from the calculated ratio of the exercise intensity of each axis.
出力する多軸加速度検出手段と、前記多軸加速度検出手
段において検出された加速度情報を運動強度に換算する
換算手段と、算出された各軸の運動強度の比率から平衡
機能を示す指標を求める平衡機能指標算出手段と、前記
換算手段および前記平衡機能指標算出手段の出力情報を
記憶する記憶手段と、記憶手段の内容を外部へ出力する
出力手段とを含む運動機能測定装置と、 前記運動機能測定装置の出力情報を個人別に蓄積し、長
期的傾向を統計的に解析する運動機能解析装置とを含む
ことを特徴とする運動機能測定システム。9. A multi-axis acceleration detecting means for detecting body sway and outputting multi-axis acceleration information, and a converting means for converting the acceleration information detected by the multi-axis acceleration detecting means into exercise intensity. The balance function index calculating means for obtaining the index indicating the balance function from the ratio of the exercise intensity of each axis, the storage means for storing the output information of the converting means and the balance function index calculating means, and the contents of the storage means An exercise function measuring device including an output means for outputting to a person, and an exercise function analyzing device that accumulates output information of the exercise function measuring device for each individual and statistically analyzes a long-term tendency. Functional measurement system.
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