JP2004141669A

JP2004141669A - Body motion detector

Info

Publication number: JP2004141669A
Application number: JP2003435600A
Authority: JP
Inventors: Masao Kubo; 久保　誠雄; Kiichiro Miyata; 宮田　喜一郎; Hiromi Kinoshita; 木下　弘美
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP3772887B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a body motion detector which is wearable, portable, and compact, can detect body motion in high precision regardless of posture of the detector, and is manufactured at low cost. <P>SOLUTION: Acceleration is detected by body motion sensors equipped on this body motion detector (step 111). Then, acceleration waveform processing of the detected acceleration waveform is carried out (step 112). After that, whether or not the direction of the detected acceleration waveform is a positive waveform is distinguished (step 113). The direction of the body motion sensor is determined to be a first direction when the direction of the acceleration waveform is a positive waveform (step 114). On the other hand, the direction of the body motion sensor is determined to be a second direction when the direction of the acceleration waveform is opposite to the positive waveform (step 115). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

　本発明は、体動に応じた信号を出力するセンサを複数設けた場合に、複数のセンサの中から測定に適したセンサを選択して測定を行う体動検出装置に関する。 The present invention relates to a body motion detection device that performs measurement by selecting a sensor suitable for measurement from among a plurality of sensors when a plurality of sensors that output signals corresponding to body motion are provided.

　従来、複数のセンサから本測定の対象とする出力信号（又はセンサ）を選択する体動検出装置としては、例えば、特許文献１に記載された歩数計のように、複数センサの出力信号を、例えば光学センサのようなメカ式の角度検出センサの出力信号に基づいて、複数センサの出力信号のうちの一つを選択するものがある。 Conventionally, as a body motion detection device that selects an output signal (or a sensor) to be subjected to the main measurement from a plurality of sensors, for example, an output signal of a plurality of sensors is used as in a pedometer described in Patent Document 1. For example, there is one that selects one of output signals of a plurality of sensors based on an output signal of a mechanical angle detection sensor such as an optical sensor.

　また、予め装置の装着方向が既知である場合に複数のセンサから本測定の対象とするセンサを選択する体動検出装置が、特許文献２に記載されている。 Patent Document 2 discloses a body motion detection device that selects a sensor to be subjected to a main measurement from a plurality of sensors when a mounting direction of the device is known in advance.

　また、予め定められた方向及び位置に固定して使用する体動検出装置として、２軸又は３軸の加速度センサを用いて体動を計測し、平地歩行，階段上り，階段下り等の歩行形態を識別する加速度計が非特許文献１に開示されている。この報告には、３軸の加速度センサを対象者の腰部に固定装着して歩いたときに得られる加速度波形を解析し、歩行形態を識別しており、加速度計は腰部に傾かないように固定装着しておく必要がある。
特開平９−２２３２１４号特開平１１−４２２２０号第１１回生体・生理工学シンポジウム論文集ＢＰＥＳ´９６ｐ．ｐ４９３〜４９６ In addition, as a body movement detecting device that is used by being fixed in a predetermined direction and position, a body movement is measured using a two-axis or three-axis acceleration sensor, and walking forms such as walking on flat ground, climbing stairs, and descending stairs. Non-Patent Document 1 discloses an accelerometer for identifying. This report analyzes the acceleration waveform obtained when walking with the three-axis acceleration sensor fixedly attached to the waist of the subject, identifies the type of walking, and fixes the accelerometer so that it does not lean on the waist Must be installed.
JP-A-9-223214 JP-A-11-42220 Proceedings of the 11th Symposium on Biological and Physiological Engineering BPES'96p. p493-496

　しかしながら、角度検出センサ等のメカ式の検出部を設けて出力信号を選択する場合には、別途、角度検出センサを設ける必要があり、コストが高くなるとともに、角度検出センサの設置スペース分だけ装置が大きくなるという問題があった。 However, when an output signal is selected by providing a mechanical detection unit such as an angle detection sensor, it is necessary to separately provide an angle detection sensor, which increases the cost and increases the space for the installation space of the angle detection sensor. There was a problem that becomes large.

　また、装置の装着方向が決められている場合には、装置の方向を固定して使用しなければならず、装着できる場合が限られてしまう。さらに、装置の装着位置も制限され、装着方向を誤ると正しい測定結果が得られない等の問題があった。 Further, when the mounting direction of the device is determined, the device must be used in a fixed direction, and the case where the device can be mounted is limited. Furthermore, the mounting position of the device is also limited, and there is a problem that a wrong measurement direction cannot be obtained if the mounting direction is wrong.

　本発明は、かかる従来技術の課題を解決するために、使用者が自由に装着又は携帯し得る体動検出装置において、装置の姿勢にかかわらず高い精度で体動を検出でき、低コストかつコンパクトに構成し得る体動検出装置を提供することにある。 In order to solve the problems of the related art, the present invention provides a body motion detection device that can be freely worn or carried by a user, and can detect body motion with high accuracy regardless of the posture of the device, and is low-cost and compact. The object of the present invention is to provide a body motion detection device that can be configured as follows.

　上記目的を達成するために、本発明は、使用者が自由に携帯又は装着して体動を検出する装置であって、それぞれ検出する体動方向が異なるように配置され、体動に応じた信号を出力する複数の体動センサと、前記複数の体動センサの出力信号に基づいて前記装置の姿勢を判定する姿勢判定手段と、前記複数の体動センサの出力信号に対して、前記姿勢判定手段によって判定された前記装置の姿勢に応じた演算処理を行うことにより使用者の体動を検出する体動検出手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is an apparatus for detecting a body movement by freely carrying or wearing by a user. A plurality of body motion sensors that output signals; a posture determination unit that determines a posture of the device based on output signals of the plurality of body movement sensors; Body motion detecting means for detecting a user's body motion by performing arithmetic processing in accordance with the posture of the device determined by the determining means.

　このようにすれば、使用者が自由に携帯又は装着して、歩行形態の識別等の体動を検出することができるので、使用者の自由度が広がる。 In this way, the user can freely carry or wear the device to detect body movements such as identification of a walking form, so that the degree of freedom of the user is increased.

　また、前記体動センサは、体動によって生じる加速度に応じて変化する信号を出力することが好適である。 It is preferable that the body motion sensor outputs a signal that changes according to acceleration caused by body motion.

　また、前記体動センサによって検出される体動は、歩行及び走行の少なくともいずれかを含むことが好適である。 Preferably, the body motion detected by the body motion sensor includes at least one of walking and running.

　本発明によれば、使用者が自由に装着又は携帯し得る体動検出装置において、装置の姿勢にかかわらず、常に体動検出に適した体動センサを選択して、そのセンサの出力信号に基づいて体動を検出することができるので、高い精度で体動を検出できる。また、複数の体動センサの出力信号に対する演算処理により、体動検出に適した体動センサを選択するので、角度センサ等のような手段を別途設ける必要がなく、低コストかつコンパクトに構成し得る体動検出装置を提供することができる。また、体動検出のために、装置を所定の姿勢に固定して装着する必要がないので、使用者の自由度が広がる。 According to the present invention, in a body movement detection device that can be freely worn or carried by a user, regardless of the posture of the device, a body movement sensor suitable for body movement detection is always selected, and an output signal of the sensor is selected. Since the body movement can be detected based on this, the body movement can be detected with high accuracy. In addition, since a body motion sensor suitable for body motion detection is selected by arithmetic processing on output signals of a plurality of body motion sensors, there is no need to separately provide means such as an angle sensor or the like. The obtained body motion detection device can be provided. In addition, since it is not necessary to fix the device in a predetermined posture and mount the device for body movement detection, the degree of freedom of the user is increased.

　以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiment.

（第１の実施形態）
　本実施形態に係る体動検出装置は、体動センサの出力によって、使用者によって自由に携帯又は装着された体動検出装置の姿勢を判断し、その姿勢に基づいて歩数の計数あるいは、これに加えて平地歩行，階段上り，階段下り等の歩行形態の識別を行う。本実施形態では、歩数計の機能を有する体動検出装置について説明するが、後述するように、歩数計の機能を有するものに限られるものではない。 (1st Embodiment)
The body motion detection device according to the present embodiment determines the posture of the body motion detection device that is freely carried or worn by the user based on the output of the body motion sensor, and counts the number of steps based on the posture. In addition, it identifies walking forms such as walking on level ground, climbing stairs, and descending stairs. In the present embodiment, a body motion detecting device having the function of a pedometer will be described, but is not limited to a device having the function of a pedometer, as described later.

　図１は本発明の実施形態に係る体動検出装置（歩数計）を示す外観斜視図であり、図２は同平面図である。 FIG. 1 is an external perspective view showing a body motion detection device (pedometer) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the same.

　体動検出装置（歩数計）１０は、扁平な立体形状であり、側面が楕円形の長辺の一端部を取り除いた形状をなしている。また、楕円形の長辺の他端部には、紐等を挿通する孔を有する紐支持部１０ａが突出形成されている。ケース１の表面には、ＬＣＤ等からなる表示画面２，設定スイッチ３，メモリ／△スイッチ４，表示切換スイッチ５及びリセットスイッチ６が設けられている。ケース１の裏面には、電池カバー７及びシステムリセットスイッチ８が設けられている。 The body motion detection device (pedometer) 10 has a flat three-dimensional shape, and has a shape in which one side of an elliptical long side is removed. A string support portion 10a having a hole through which a string or the like is inserted is formed at the other end of the long side of the ellipse. On the surface of the case 1, a display screen 2, such as an LCD, a setting switch 3, a memory / メモリ switch 4, a display changeover switch 5, and a reset switch 6 are provided. On the back surface of the case 1, a battery cover 7 and a system reset switch 8 are provided.

　歩数計には、一般的に推奨される姿勢があり、例えば、ベルトやスラックス，スカート，パンツ等の腰部にクリップで確実に装着するというように取扱説明書等によって装着位置の指定がなされる。一方、ポケットの中に入れたり、首からぶらさげたり、あるいは、かばんの中に入れている場合などのように常に推奨される姿勢で歩数計を保持されるとは限らない場合でも、本装置（歩数計）１０では高精度の計数が可能である。 The pedometer has a generally recommended posture. For example, the mounting position is specified by an instruction manual or the like so that the pedometer is securely mounted on a waist such as a belt, slacks, skirt, and pants with a clip. On the other hand, even when the pedometer is not always held in the recommended posture, such as in a pocket, hanging from a neck, or in a bag, the device ( The pedometer 10 can perform highly accurate counting.

　図３は体動検出装置（歩数計）のケース１内部の体動センサの配置を模式的に示したものである（但し、回路基板等のケース内の他の構成は省略している。）。 FIG. 3 schematically shows the arrangement of the body motion sensor inside the case 1 of the body motion detection device (pedometer) (however, other components in the case such as a circuit board are omitted). .

　本実施形態で用いる体動センサは、体動によって生じる加速度に応じて変化する信号を出力する加速度センサである。体動センサ１１１（他の体動センサ１１２等も同様である）は、板状の支持体１１ａと、支持体端部に設けられた重り１１ｂと、支持体面上に形成された圧電素子からなる検知部１１ｃとを含み、体動に起因して重りに作用する加速度によって生じる支持体１１ａの変形（歪み）を圧電素子１１ｃの電圧信号に変換して取り出
す。 The body motion sensor used in the present embodiment is an acceleration sensor that outputs a signal that changes according to the acceleration generated by the body motion. The body movement sensor 111 (the same applies to other body movement sensors 112 and the like) includes a plate-shaped support 11a, a weight 11b provided at an end of the support, and a piezoelectric element formed on the surface of the support. And a detector (11c) that converts the deformation (distortion) of the support (11a) generated by the acceleration acting on the weight due to the body movement into a voltage signal of the piezoelectric element (11c) and extracts the signal.

　図３では、互いに直交するＸＹ方向の体動センサ１１１，１１２に加えて、ＸＹ方向に挟まれる約４５°の方向に一つの体動センサ１１３，さらに、３つの体動センサ１１１，１１２，１１３が配置された平面に直交するＺ方向の体動を検出する体動センサ１１４が配置されている。ＸＹ方向に挟まれた約４５°の角度の体動については、体動センサ１１１，１１２のいずれの出力も小さくなるので、このような場合には体動センサ１１３が有効である。
図４に本実施形態に係る体動検出装置１０のブロック図を示す。 In FIG. 3, in addition to body movement sensors 111 and 112 in the XY directions orthogonal to each other, one body movement sensor 113 in the direction of about 45 ° sandwiched in the XY directions, and three body movement sensors 111, 112 and 113 A body movement sensor 114 for detecting a body movement in the Z direction orthogonal to the plane on which is disposed is arranged. As for the body movement at an angle of about 45 ° sandwiched in the XY directions, the outputs of both the body movement sensors 111 and 112 become small, and in such a case, the body movement sensor 113 is effective.
FIG. 4 shows a block diagram of the body motion detection device 10 according to the present embodiment.

　体動検出装置（歩数計）１０は、主として、互いに直交するＸＹ方向に配置された体動検出用の体動センサ１１１，１１２と、ＸＹ方向に挟まれる約４５°の方向に一つの体動センサ１１３，さらに、３つの体動センサ１１１，１１２，１１３が配置された平面に直交するＺ方向の体動を検出する体動センサ１１４と、体動センサ１１，１２の出力電圧を増幅する増幅回路１３１，１３２，１３３，１３４と、電池１９と、時刻・歩数・連続歩数・連続歩行時間・消費カロリーを表示するＬＣＤ２と、設定スイッチ３等の操作スイッチ１７と、システムリセットスイッチ８と、ＬＣＤ表示制御，操作スイッチ入力検知，シーケンス制御及び電源供給等を制御する演算回路１５からなる。 The body movement detection device (pedometer) 10 mainly includes body movement sensors 111 and 112 for detecting body movement arranged in XY directions orthogonal to each other and one body movement in a direction of about 45 ° sandwiched in the XY directions. A sensor 113, a body motion sensor 114 for detecting a body motion in the Z direction orthogonal to a plane on which the three body motion sensors 111, 112, 113 are arranged, and an amplification for amplifying output voltages of the body motion sensors 11, 12 Circuits 131, 132, 133, 134, battery 19, LCD 2 displaying time, number of steps, number of continuous steps, continuous walking time, calorie consumption, operation switches 17 such as setting switch 3, system reset switch 8, LCD An arithmetic circuit 15 controls display control, input detection of operation switches, sequence control, power supply, and the like.

　体動センサ１１１〜１１４から得られた信号は、作用軸判定部２１に入力される。作用軸判定部２１において作用軸が選択され、選択された作用軸の信号を用いて歩数カウンタ２３で歩数をカウントする。 The signals obtained from the body motion sensors 111 to 114 are input to the action axis determination unit 21. The action axis is selected by the action axis determination unit 21, and the number of steps is counted by the step counter 23 using the signal of the selected action axis.

　また、体動センサ１１１〜１１４から得られた信号は姿勢判定部（姿勢判定手段）１２１に入力される。姿勢判定部１２１において体動検出装置１０の姿勢が判定され、判定された姿勢に基づいて歩行形態の識別等の演算処理が演算回路（体動検出手段）１５において行われる。 {Circle around (1)} The signals obtained from the body motion sensors 111 to 114 are input to a posture determination unit (posture determination means) 121. The posture of the body movement detection device 10 is determined by the posture determination unit 121, and arithmetic processing such as identification of a walking form is performed in the arithmetic circuit (body movement detection means) 15 based on the determined posture.

　尚、本実施形態では、作用軸判定部２１及び歩数カウンタ２３を備えているが、これらの構成を省略することもできる。 In the present embodiment, the operation axis determination unit 21 and the step counter 23 are provided, but these configurations may be omitted.

　まず、体動検出装置１０の姿勢を判断する原理について説明する。 First, the principle of determining the posture of the body motion detection device 10 will be described.

　図５に示す体動センサを用いて説明する。体動センサ１１は、板状の支持体１１ａの一方の面上に形成された圧電素子からなる検知部１１ｃと端部に形成された重り１１ｂとを備え、体動によって生じる加速度に応じて変化する信号を出力する加速度センサである。説明 This will be described using the body motion sensor shown in FIG. The body movement sensor 11 includes a detection unit 11c formed of a piezoelectric element formed on one surface of a plate-shaped support 11a and a weight 11b formed at an end, and changes according to acceleration caused by body movement. This is an acceleration sensor that outputs a signal to perform the operation.

　体動センサ１１の向きについて、図５（ａ）に示すように検知部１１ｃが支持体１１ａの下面に位置する状態を第１の向き、図５（ｂ）に示すように検知部１１ｃが支持体１１ａの上面に位置する状態を第２の向きと定義する。ここで、図５（ａ），（ｂ）の体動センサ１１の右側に表示された波形は、矢印方向の運動が生じた場合に（体動センサの向きに拘わらず運動の向きは同じである。）、体動センサ１１からそれぞれ出力される加速度波形を示す。同じ運動が生じた場合でも、検知部１１ｃが支持体１１ａのいずれの面上に形成されているかに応じて、圧電素子に生じる変形の仕方が異なるので、出力される波形も異なる。従って、図５（ａ）に示す第１の向きに配置された体動センサ１１から出力される加速度波形を正波形とすると、図５（ｂ）に示す第２の向きに配置された体動センサ１１からは反転した加速度波形（逆波形）が出力される。 Regarding the direction of the body motion sensor 11, the state in which the detection unit 11c is located on the lower surface of the support 11a as shown in FIG. 5A is the first direction, and the detection unit 11c is supported as shown in FIG. 5B. The state located on the upper surface of the body 11a is defined as a second direction. Here, the waveform displayed on the right side of the body movement sensor 11 in FIGS. 5A and 5B indicates that the movement is the same when the movement in the arrow direction occurs (regardless of the direction of the body movement sensor). And acceleration waveforms respectively output from the body motion sensor 11. Even when the same movement occurs, the deformation waveform generated in the piezoelectric element differs depending on the surface of the support 11a on which the detection unit 11c is formed, and thus the output waveform also differs. Therefore, when the acceleration waveform output from the body motion sensor 11 arranged in the first direction shown in FIG. 5A is a positive waveform, the body motion arranged in the second direction shown in FIG. The sensor 11 outputs an inverted acceleration waveform (reverse waveform).

　従って、使用者又は空間に対して体動検出装置（又は体動センサ）が基準となる姿勢をとる場合の種々の運動による加速度波形のパターンを予め記憶しておけば、体動センサか
ら出力される加速度波形のパターンと、基準姿勢時の加速度波形のパターンとを比較することにより、体動検出装置の姿勢を判断することが可能となる。すなわち、特別な姿勢判定のためのメカ的な装置を備えることなく、体動センサからの出力信号に対する演算処理によってソフト的に体動検出装置の姿勢を判断することができる。 Therefore, if patterns of acceleration waveforms due to various motions when the body motion detection device (or the body motion sensor) takes a reference posture with respect to the user or the space are stored in advance, the output from the body motion sensor is obtained. By comparing the acceleration waveform pattern in the reference posture with the acceleration waveform pattern in the reference posture, the posture of the body motion detection device can be determined. In other words, the posture of the body motion detection device can be software-determined by arithmetic processing on the output signal from the body motion sensor without providing a special mechanical device for determining the posture.

　（体動検出処理）
　図６は体動検出装置１０における体動検出処理のメインルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 (Body motion detection processing)
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of a main routine of a body motion detection process in the body motion detection device 10.

　まず、体動センサ１１１〜１１４からの出力信号の入力によって処理が開始される。 {Circle around (1)} First, the processing is started by input of output signals from the body motion sensors 111 to 114.

　姿勢判定部１２１に入力された複数の体動センサ１１１〜１１４に接続された増幅回路からの出力に基づいて後述する姿勢判定処理が行われる（ステップ１０１）。 (4) A posture determination process, which will be described later, is performed based on the outputs from the amplification circuits connected to the plurality of body motion sensors 111 to 114 input to the posture determination unit 121 (step 101).

　次に、姿勢判定処理によって判定された体動検出装置１０の姿勢に基づいて体動検出処理が行われる（ステップ１０２）。ここで、体動検出処理としては、例えば、第１１回生体・生理工学シンポジウム論文集ＢＰＥＳ´９６ｐ．ｐ４９３〜４９６第１の実施形態における歩行形態の識別処理を行うことができる。使用者が自由に携帯又は装着していても、姿勢判定処理によって使用者に対する体動検出装置１０の姿勢を特定することができるので、使用者又は空間に対して固定された３軸方向等のような所定方向の体動を検出し、歩行形態の識別を行うことができる。これに本実施形態において後述し、また、第２〜第５の実施形態において説明する歩数の計数処理を組み合わせて各歩行形態での歩数を計数するようにすることもできる。 Next, a body motion detection process is performed based on the posture of the body motion detection device 10 determined by the posture determination process (Step 102). Here, as the body motion detection processing, for example, the 11th Biological and Physiological Engineering Symposium Transactions BPES '96p. p493 to 496 It is possible to perform the process of identifying the walking mode in the first embodiment. Even if the user freely carries or wears the device, the posture of the body motion detection device 10 with respect to the user can be specified by the posture determination process, so that the three-axis direction or the like fixed to the user or the space can be specified. Such body motion in a predetermined direction can be detected, and the walking mode can be identified. In addition, the number of steps in each walking mode can be counted by combining the step counting process described later in the present embodiment and described in the second to fifth embodiments.

（姿勢判定処理）
　次に、上述の姿勢判定処理のサブルーチンについて図７に示すフローチャートに従って説明する。 (Posture determination processing)
Next, a subroutine of the above-described posture determination processing will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

　まず、各体動センサによって加速度を検出する（ステップ１１１）。 First, acceleration is detected by each body motion sensor (step 111).

　次に、検出された加速度波形に対する加速度波形処理を行う（ステップ１１２）。 Next, acceleration waveform processing is performed on the detected acceleration waveform (step 112).

　次に、得られた加速度波形の向きが正波形か否かを判断する（ステップ１１３）。ここでは、体動センサが一つの場合について説明するが、複数の体動センサを備える場合も同様である。また、正波形とは、図５（ａ）に示すように正方向に立ち上がる波形を指す。 Next, it is determined whether or not the direction of the obtained acceleration waveform is a positive waveform (step 113). Here, a case where there is one body motion sensor will be described, but the same applies to a case where a plurality of body motion sensors are provided. The positive waveform refers to a waveform rising in the positive direction as shown in FIG.

　加速度波形の向きが正波形であれば、体動センサの向きは図５（ａ）に示すような第１の向きであり（ステップ１１４）、一方、加速度波形の向きが正波形とは逆である場合には、体動センサの向きは図５（ｂ）に示すような第２の向きであると判断する（ステップ１１５）。 If the direction of the acceleration waveform is a positive waveform, the direction of the body motion sensor is the first direction as shown in FIG. 5A (step 114), while the direction of the acceleration waveform is opposite to the positive waveform. In some cases, it is determined that the orientation of the body motion sensor is the second orientation as shown in FIG. 5B (step 115).

（３次元空間における体動検出装置の姿勢判定処理）
　本実施形態における体動検出装置１０の姿勢判定処理は上述した通りであるが、３次元空間における姿勢判定について、以下により詳細に説明する。 (Posture determination processing of the body motion detection device in a three-dimensional space)
The posture determination process of the body motion detection device 10 in the present embodiment is as described above, but the posture determination in the three-dimensional space will be described in more detail below.

　体動検出装置には、互いに直交する方向の加速度を検出するために、３つの体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）が設けられている。体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）はいずれも第１の実施形態において説明した体動センサ１１と同様の構成を有する。図８（ａ）に示すように体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）が配
置された状態を基準姿勢とする。このとき、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸は、紙面（鉛直面）右方に延びるＸ軸，紙面上方に延びるＹ軸，紙面に直交方向の奥側から手前側に伸びるＺ軸として定義される。基準姿勢においては、センサａ（１２２）は重りが＋Ｘ方向となるようにＸ軸に沿って配置され、センサｂ（１２３）は重りが＋Ｙ方向となるようにＹ軸に沿って配置され、センサｃ（１２４）は重りが＋Ｘ方向と＋Ｙ方向と４５度の角度をなす方向に向けて配置されている。この基準姿勢では、センサａ（１２２）はＹ軸方向、センサｂ（１２３）はＸ軸方向、センサｃ（１２４）はＺ軸方向の加速度をそれぞれ検出する。また、このときセンサａ（１２２）の検知部は＋Ｙ方向側に、センサｂ（１２３）の検知部は＋Ｘ方向側に、センサｃ（１２４）の検知部は＋Ｚ方向側にそれぞれ配置されている。図３（ａ）又は（ｂ）に示すような構成の体動検出装置であれば、直立した扁平な面がＸＹ平面に平行となるように配置された状態を基準姿勢とすることができる。体動検出装置が基準姿勢である場合の体動センサの配置は、図８（ａ）の場合に限られない。例えば、図８（ｂ）に示すように、センサａ（１２２）を重りが＋Ｘ方向となるようにＸ軸に沿うとともに検知部が−Ｙ方向側に位置するように配置し、センサｂ（１２３）を重りが−Ｙ方向となるようにＹ軸に沿うとともに検知部が＋Ｘ方向側に位置するように配置し、センサｃ（１２４）を重りが−Ｘ方向と−Ｙ方向と４５度の角度をなす方向であり、かつ検知部が−Ｚ方向側に位置するように配置することもできる。また、図８（ｃ）に示すように、センサａ（１２２）を重りが−Ｙ方向となるようにＹ軸に沿うとともに検知部が＋Ｘ方向側に位置するように配置し、センサｂ（１２３）を重りが＋Ｘ方向となるようにＸ軸に沿うとともに検知部が−Ｙ方向側に位置するように配置し、センサｃ（１２４）を重りが−Ｘ方向と−Ｙ方向と４５度の角度をなす方向であり、かつ検知部が−Ｙ方向に位置するように配置することもできる。 The body movement detection device is provided with three body movement sensors a (122), b (123), and c (124) in order to detect accelerations in directions orthogonal to each other. The body movement sensor a (122), the body movement sensor b (123), and the body movement sensor c (124) have the same configuration as the body movement sensor 11 described in the first embodiment. The state in which the body movement sensors a (122), b (123), and c (124) are arranged as shown in FIG. At this time, the three axes of X, Y, and Z are defined as an X axis extending rightward on the paper (vertical plane), a Y axis extending above the paper, and a Z axis extending from the back side to the near side perpendicular to the paper. . In the reference posture, the sensor a (122) is arranged along the X axis so that the weight is in the + X direction, and the sensor b (123) is arranged along the Y axis so that the weight is in the + Y direction. c (124) is arranged so that the weight makes an angle of 45 degrees with the + X direction and the + Y direction. In this reference posture, the sensor a (122) detects acceleration in the Y-axis direction, the sensor b (123) detects acceleration in the X-axis direction, and the sensor c (124) detects acceleration in the Z-axis direction. At this time, the detection unit of the sensor a (122) is arranged on the + Y direction side, the detection unit of the sensor b (123) is arranged on the + X direction side, and the detection unit of the sensor c (124) is arranged on the + Z direction side. . In the case of a body motion detection device having a configuration as shown in FIG. 3A or 3B, a state in which an upright flat surface is arranged parallel to the XY plane can be set as a reference posture. The arrangement of the body motion sensor when the body motion detection device is in the reference posture is not limited to the case of FIG. For example, as shown in FIG. 8B, the sensor a (122) is arranged along the X axis so that the weight is in the + X direction and the detection unit is located on the −Y direction side. ) Is arranged along the Y axis so that the weight is in the −Y direction and the detection unit is located on the + X direction side, and the sensor c (124) is positioned at an angle of 45 degrees between the −X direction and the −Y direction. And the detection unit may be located on the −Z direction side. Further, as shown in FIG. 8C, the sensor a (122) is arranged along the Y axis so that the weight is in the −Y direction, and the detection unit is located on the + X direction side. ) Is arranged along the X axis so that the weight is in the + X direction and the detection unit is located on the −Y direction side. And the detection unit may be arranged so as to be positioned in the −Y direction.

　図９（ａ）は体動検出装置は体動検出装置が基準姿勢にある状態を示す。直方体は体動検出装置の姿勢を模式的に示す。このとき、体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）はそれぞれ図８（ａ）に示すように配置されている。図９（ａ）に示す基準姿勢となるように使用者に保持された状態で、使用者が所定の運動を行った場合の体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）から出力される加速度波形を図９（ｂ）に示す。 FIG. 9A shows a state in which the body motion detecting device is in the reference posture. The rectangular parallelepiped schematically shows the posture of the body motion detection device. At this time, the body movement sensor a (122), the body movement sensor b (123), and the body movement sensor c (124) are respectively arranged as shown in FIG. The body motion sensor a (122), the body motion sensor b (123), and the body when the user performs a predetermined exercise while being held by the user in the reference posture shown in FIG. FIG. 9B shows the acceleration waveform output from the motion sensor c (124).

　使用者が体動検出装置を自由に装着又は携帯している状態で、体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）によって図１０（ａ）に示されるような加速度波形が出力された場合の姿勢判定処理について説明する。 FIG. 10A shows a state in which the user freely wears or carries the body movement detecting device by means of the body movement sensors a (122), b (123), and c (124). A posture determination process when such an acceleration waveform is output will be described.

　まず、体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）の出力に対するパターン解析として、図１０（ａ）の波形と図９（ｂ）の波形とのパターンマッチングを行う。図１０（ａ）に示されるセンサａ（１２２）の加速度波形は図９（ｂ）に示されるセンサａ（１２２）の加速度波形の逆パターンである。また、図１０（ａ）に示されるセンサｂ（１２３）の加速度波形は図９（ｂ）に示されるセンサｂ（１２３）の加速度波形と同様のパターンである。そして、図１０（ａ）に示されるセンサｃ（１２４）の加速度波形は図９（ｂ）に示されるセンサｃ（１２４）の加速度波形の逆パターンである。従って、体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）から出力される加速度波形に対するパターン解析から、図１０（ａ）に示す加速度波形が出力される場合の体動検出装置の姿勢は、図９（ａ）に示す状態から、図１０（ａ）に示すようにＸ軸の回りに１８０度回転させた状態、すなわち、左右を保ったまま上下を裏返した状態となっていることが分かる。 First, as a pattern analysis for the outputs of the body motion sensors a (122), b (123), and c (124), the pattern of the waveform of FIG. 10A and the waveform of FIG. Perform matching. The acceleration waveform of the sensor a (122) shown in FIG. 10A is a reverse pattern of the acceleration waveform of the sensor a (122) shown in FIG. 9B. The acceleration waveform of the sensor b (123) shown in FIG. 10A has the same pattern as the acceleration waveform of the sensor b (123) shown in FIG. 9B. The acceleration waveform of the sensor c (124) shown in FIG. 10A is the reverse pattern of the acceleration waveform of the sensor c (124) shown in FIG. 9B. Therefore, when the acceleration waveform shown in FIG. 10A is output from the pattern analysis of the acceleration waveform output from the body motion sensor a (122), the body motion sensor b (123), and the body motion sensor c (124). The posture of the body motion detection device is rotated 180 degrees around the X-axis from the state shown in FIG. 9A as shown in FIG. 10A, that is, upside down while keeping the left and right sides. It turns out that it is in the state where it was set.

　同様に、使用者が体動検出装置を自由に装着又は携帯している状態で、体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）によって図１１（ａ）に示されるような加速度波形が出力された場合の姿勢判定処理について説明する。 Similarly, in a state where the user freely wears or carries the body movement detecting device, the body movement sensor a (122), the body movement sensor b (123), and the body movement sensor c (124) use FIG. The posture determination processing when an acceleration waveform as shown in ()) is output will be described.

　体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）の出力に対するパターン解析として、図１１（ａ）の波形と図９（ｂ）の波形とのパターンマッチングを行う。図１１（ａ）に示されるセンサａ（１２２）の加速度波形は図９（ｂ）に示されるセンサｂ（１２３）の加速度波形と同様パターンである。また、図１１（ａ）に示されるセンサｂ（１２３）の加速度波形は図９（ｂ）に示されるセンサａ（１２２）の加速度波形と逆パターンである。そして、図１１（ａ）に示されるセンサｃ（１２４）の加速度波形は図９（ｂ）に示されるセンサｃ（１２４）の加速度波形と同様のパターンである。従って、体動センサａ（１２２），体動センサｂ（１２３），体動センサｃ（１２４）から出力される加速度波形に対するパターン解析から、図１１（ａ）に示す加速度波形が出力される場合の体動検出装置の姿勢は、図９（ａ）に示す状態から、図１０（ａ）に示すようにＺ軸の回りに−９０度回転させた状態、すなわち、右方向に９０度回転させて縦横を入れ替えた状態となっていることが分かる。 As a pattern analysis for the outputs of the body motion sensors a (122), b (123), and c (124), pattern matching between the waveform in FIG. 11A and the waveform in FIG. 9B is performed. Do. The acceleration waveform of the sensor a (122) shown in FIG. 11A has the same pattern as the acceleration waveform of the sensor b (123) shown in FIG. 9B. The acceleration waveform of the sensor b (123) shown in FIG. 11A has a pattern opposite to that of the sensor a (122) shown in FIG. 9B. The acceleration waveform of the sensor c (124) shown in FIG. 11A has the same pattern as the acceleration waveform of the sensor c (124) shown in FIG. 9B. Therefore, when the acceleration waveform shown in FIG. 11A is output from the pattern analysis of the acceleration waveform output from the body motion sensor a (122), the body motion sensor b (123), and the body motion sensor c (124). The posture of the body motion detecting device is rotated from the state shown in FIG. 9A around the Z axis by -90 degrees as shown in FIG. 10A, that is, rotated 90 degrees to the right. It can be seen that the vertical and horizontal directions have been replaced.

　このように、複数の体動センサの出力波形に対する演算処理によって体動検出装置の姿勢を判定することができ、特定された姿勢に応じて歩行態様等の体動検出処理を行うことができる。従って、使用者は所定の姿勢で装置を固定する必要がなく、自由に携帯又は装着した状態で体動検出を行うことができるので、使用者の自由度が広がる。 As described above, the posture of the body motion detection device can be determined by the arithmetic processing on the output waveforms of the plurality of body motion sensors, and the body motion detection process such as a walking mode can be performed according to the specified posture. Therefore, the user does not need to fix the device in a predetermined posture, and can perform body movement detection while freely carrying or wearing the device, thereby increasing the degree of freedom of the user.

（歩数計数処理）
　つぎに、体動検出装置（歩数計）を用いた歩数計数処理について説明する。 (Step counting process)
Next, a step counting process using the body motion detection device (pedometer) will be described.

　図１２は体動検出装置（歩数計）における歩数計数処理のメインルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of the main routine of the step counting process in the body motion detection device (pedometer).

　まず、体動センサからの出力信号の入力によって処理が開始される。処理 First, processing is started by input of an output signal from the body motion sensor.

　作用軸判定部に入力された複数の体動センサに接続された増幅回路からの出力に基づいて作用軸判定処理が行われる（ステップ１）。作用軸の判定処理によって特定の作用軸に固定される（ステップ２）。次に、固定された作用軸に対応する体動センサからの出力データをバッファから歩数カウンタに送り、歩数を計数する（ステップ３）。これに伴ってバッファのデータを消去する（ステップ４）。次に、歩数カウンタによって計数された歩数をＬＣＤに表示する（ステップ５）。このとき、ＬＣＤに表示されるのは、上述の作用軸に対応する体動センサによって検出された歩行の歩数である。次に、一歩の波形が入力されたか否かを判定する（ステップ６）。一歩の波形が入力されるまでステップ６を繰り返し、一歩の波形が入力されると、２秒以内に入力されたか否かを判定する（ステップ７）。２秒以内であれば、歩数カウンタのカウントを＋１して（ステップ８）、ステップ５に戻る。２秒以内でなければ、ステップ１に戻る。 (4) The action axis determination process is performed based on the outputs from the amplifier circuits connected to the plurality of body motion sensors input to the action axis determination unit (Step 1). It is fixed to a specific action axis by the action axis determination process (step 2). Next, output data from the body motion sensor corresponding to the fixed action axis is sent from the buffer to the step counter, and the number of steps is counted (step 3). Accordingly, the data in the buffer is erased (step 4). Next, the number of steps counted by the step counter is displayed on the LCD (step 5). At this time, what is displayed on the LCD is the number of steps of walking detected by the body motion sensor corresponding to the above-mentioned action axis. Next, it is determined whether or not a one-step waveform has been input (step 6). Step 6 is repeated until a one-step waveform is input. When a one-step waveform is input, it is determined whether or not the input is made within two seconds (step 7). If it is within 2 seconds, the count of the step counter is incremented by 1 (step 8), and the process returns to step 5. If not within 2 seconds, return to step 1.

（作用軸判定処理）
　まず、体動センサを加速度センサによって構成し、歩行時に得られた加速度波形の解析として一定時間内に得られた加速度波形の数を用いて作用軸判定処理を行う場合について説明する。以下では、説明の便宜上、センサ１及びセンサ２のみを例示して説明しているが、センサ３及びセンサ４についても同様にあてはまるものである。 (Action axis determination processing)
First, a case will be described in which the body motion sensor is configured by an acceleration sensor, and the action axis determination process is performed using the number of acceleration waveforms obtained within a certain period of time as an analysis of the acceleration waveform obtained during walking. Hereinafter, for convenience of explanation, only the sensor 1 and the sensor 2 are illustrated and described, but the same applies to the sensor 3 and the sensor 4.

　図１３は作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing the procedure of the action axis determination process.

　まず、作用軸判定タイマをスタートする（ステップ１１）。 First, the action axis determination timer is started (step 11).

　次に、体動センサ１の波形処理を行い（ステップ１２）、体動センサ２の波形処理を行
う（ステップ１３）。 Next, the waveform processing of the body motion sensor 1 is performed (step 12), and the waveform processing of the body motion sensor 2 is performed (step 13).

　ここで、体動センサ１及び体動センサ２によって得られる加速度波形の例を図８に示す。図１４では横軸が時間（右方が時間の進む向き）であり、縦軸が加速度である（例えば電圧によって表されていてもよい。）。 Here, FIG. 8 shows an example of an acceleration waveform obtained by the body motion sensor 1 and the body motion sensor 2. In FIG. 14, the horizontal axis is time (the right side is the direction in which time advances), and the vertical axis is acceleration (for example, it may be represented by voltage).

　次に、作用軸判定タイマの計時が４秒を経過しているか否かを判定する（ステップ１４）。４秒を経過していなければステップ１２に戻る。４秒経過していれば、バッファ１に格納されている体動センサ１の出力信号から得られた加速度波形の数、例えば、歩行時に得られた加速度波形の数（フローチャートではこれを「バッファ１」と略記している。）が、バッファ２に格納されている体動センサ２の出力信号から得られた加速度波形の数（フローチャートではこれを「バッファ２」と略記している。）より大きい又は等しいという関係にあるか否かを判定する（ステップ１５）。バッファ１に格納されている体動センサ１の出力信号から得られた加速度波形の数がバッファ２に格納されている体動センサ２の出力信号から得られた加速度波形の数より大きい又は等しいという関係が成り立つ場合には、体動センサ１を作用軸として選択し（ステップ１６）、作用軸判定処理を終了する。バッファ１に格納されている体動センサ１の出力信号から得られた加速度波形の数がバッファ２に格納されている体動センサ２の出力信号から得られた加速度波形の数より大きい又は等しいという関係が成り立たない場合には、体動センサ２を作用軸として選択し（ステップ１７）、作用軸判定処理を終了する。すなわち、加速度波形の数の多い方が作用軸として選択される。 Next, it is determined whether or not the time counting of the action axis determination timer has passed 4 seconds (step 14). If 4 seconds have not elapsed, the process returns to step 12. If four seconds have elapsed, the number of acceleration waveforms obtained from the output signal of the body motion sensor 1 stored in the buffer 1, for example, the number of acceleration waveforms obtained during walking (in the flowchart, this is referred to as "buffer 1 Is larger than the number of acceleration waveforms obtained from the output signal of the body motion sensor 2 stored in the buffer 2 (this is abbreviated as “buffer 2” in the flowchart). Or, it is determined whether or not they have a relation of being equal (step 15). The number of acceleration waveforms obtained from the output signal of the body motion sensor 1 stored in the buffer 1 is greater than or equal to the number of acceleration waveforms obtained from the output signal of the body motion sensor 2 stored in the buffer 2. If the relationship is established, the body motion sensor 1 is selected as the action axis (step 16), and the action axis determination process ends. The number of acceleration waveforms obtained from the output signal of the body motion sensor 1 stored in the buffer 1 is greater than or equal to the number of acceleration waveforms obtained from the output signal of the body motion sensor 2 stored in the buffer 2. If the relationship does not hold, the body motion sensor 2 is selected as the action axis (step 17), and the action axis determination process ends. That is, the one with the larger number of acceleration waveforms is selected as the action axis.

（波形処理）
　図１５（ａ）は体動センサ１の波形処理の手順を示すフローチャートである。 (Waveform processing)
FIG. 15A is a flowchart illustrating a procedure of the waveform processing of the body motion sensor 1.

　体動センサ１の出力信号から得られた加速度波形が、上閾値を既に超えているか否かをフラグ（Thu1）によって判定する（ステップ２１）。Thu1＝０であれば、上閾値を超えるまで判定が繰り返され（ステップ２２）、上閾値を超えたらフラグ（Thu1）を１とし（ステップ２３）、下閾値の判定に進む。一方、Thu1＝１であれば、下閾値の判定に進む。ここで、体動センサ１の出力信号から得られた加速度波形が下閾値を超えたか否かの判定は、加速度波形が下閾値を超えるまで繰り返され（ステップ２４）、下閾値を超えたら加速度波形が１波形目か否かを判定する（ステップ２５）。例えば、歩行時に得られた加速度波形であれば、１波形目は無条件にバッファに格納された値に１が加算され（ステップ２７）、２波形目以降であれば、１波形前との間隔が規定間隔内（Ts規定値min≦ TsかつTs≦ Ts規定値max）であるか否かを判定し（ステップ２６）、規定間隔内であれば、バッファに格納された値に１が加算される（ステップ２７）。その後、フラグを（Thu1）０とし（ステップ２８）、軸判定タイマが４秒経過するまで繰り返される。図１４（ｂ）は体動センサ２の波形処理の手順を示すフローチャートであるが、処理の詳細は図１４（ａ）と同様であるので説明は省略する。ステップ２６で行う判定は、体動センサの出力信号から歩行による信号以外の信号を排除する趣旨である。によって It is determined by a flag (Thu1) whether or not the acceleration waveform obtained from the output signal of the body motion sensor 1 has already exceeded the upper threshold (step 21). If Thu1 = 0, the determination is repeated until the value exceeds the upper threshold (step 22). If the value exceeds the upper threshold, the flag (Thu1) is set to 1 (step 23), and the process proceeds to the determination of the lower threshold. On the other hand, if Thu1 = 1, the process proceeds to the determination of the lower threshold. Here, the determination whether the acceleration waveform obtained from the output signal of the body motion sensor 1 has exceeded the lower threshold is repeated until the acceleration waveform exceeds the lower threshold (step 24). Is determined to be the first waveform (step 25). For example, in the case of an acceleration waveform obtained during walking, 1 is added to the value stored in the buffer unconditionally for the first waveform (step 27). Is within a specified interval (Ts specified value min ≦ Ts and Ts ≦ Ts specified value max) (step 26), and if it is within the specified interval, 1 is added to the value stored in the buffer. (Step 27). Thereafter, the flag is set to (Thu1) 0 (step 28), and the process is repeated until the axis determination timer has elapsed for 4 seconds. FIG. 14B is a flowchart showing the procedure of the waveform processing of the body motion sensor 2, but the details of the processing are the same as those in FIG. The determination made in step 26 is to exclude signals other than the walking signal from the output signal of the body motion sensor.

　このようにメカ式の角度センサ等の装置の姿勢検出手段を別途設けることなく、ソフト的に適切な体動センサの出力を取り出して、歩数等の計数を行うので、姿勢検出手段のためのスペースやコストが不要となる。従って、低コストかつコンパクトな歩数計を構成することができる。 In this way, the output of the appropriate body movement sensor is taken out in software and the number of steps is counted without separately providing the posture detecting means of the device such as a mechanical angle sensor, so that space for the posture detecting means is provided. And costs are unnecessary. Therefore, a low-cost and compact pedometer can be configured.

　尚、本実施形態では、体動検出装置として、歩数計についてのみ説明しているが、体動を検出し利用する装置であればよく、歩数以外の指標に変換するものも当然に含まれる。 In this embodiment, only the pedometer is described as the body motion detection device. However, any device that detects and uses body motion may be used, and a device that converts an index other than the number of steps is naturally included.

（第２の実施形態）
　以下、本発明の第２の実施形態について説明する。体動検出装置の内部構成及び歩数計数処理については、第１の実施形態と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。本実施形態及び以降の実施形態においても、センサ１及びセンサ２を例示して説明しているが、センサ３及びセンサ４についても同様になりたつものである。 (Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. Since the internal configuration of the body motion detection device and the step counting process are the same as those in the first embodiment, only different portions will be described. In the present embodiment and the following embodiments, the sensor 1 and the sensor 2 are illustrated and described, but the sensor 3 and the sensor 4 have the same configuration.

　本実施形態では、歩行時に得られた加速度波形の解析として加速度波形のパワー値を用いて作用軸判定処理を行う。 In the present embodiment, the action axis determination process is performed using the power value of the acceleration waveform as an analysis of the acceleration waveform obtained during walking.

（作用軸判定）
　図１６は作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。 (Action axis determination)
FIG. 16 is a flowchart showing the procedure of the action axis determination process.

　ステップ４１〜ステップ４４までの処理は、図１３に示す加速度波形の数を用い
る場合と同様であるので、説明を省略する。 The processing from step 41 to step 44 is the same as the case using the number of acceleration waveforms shown in FIG.

　作用軸判定タイマが４秒経過した時点で、体動センサ１と体動センサ２から得られた加速度波形のパワー値（ｐ−ｐ値（所定区間内の加速度波形の極値間の代数差のうち最大値）の２乗によって定義される。）、例えば、４秒間に得られた波形のうちの最初の３波形のパワー値（（Ｐｐ）²）の加算値（Ｐｐ（１）²＋Ｐｐ（２）²＋Ｐｐ（３）²）（図１５では、Ｐｐ１，Ｐｐ２と表記）を比較する（ステップ４５）。比較の結果、パワー値の加算値の大きい方を作用軸として選択する（ステップ４６，４７）。また、ｐ−ｐの絶対値の大きさで比較しても良い。 When the action axis determination timer has elapsed for 4 seconds, the power value (pp value (the algebraic difference between the extreme values of the acceleration waveform in the predetermined section) of the acceleration waveform obtained from the body motion sensor 1 and the body motion sensor 2 Of the power values ((Pp) ² ) of the first three waveforms of the waveforms obtained in 4 seconds (Pp (1) ² + Pp ( 2) ² + Pp (3) ² ) (denoted as Pp1 and Pp2 in FIG. 15) (step 45). As a result of the comparison, the one with the larger sum of the power values is selected as the action axis (steps 46 and 47). Further, the comparison may be performed based on the magnitude of the absolute value of pp.

（波形処理）
　図１７（ａ）は、体動センサ１の波形処理の手順を示すフローチャートである。 (Waveform processing)
FIG. 17A is a flowchart illustrating a procedure of the waveform processing of the body motion sensor 1.

　まず、体動センサ１の波形処理の手順を示すフローチャートである。 First, it is a flowchart showing the procedure of the waveform processing of the body motion sensor 1.

　体動センサ１の出力信号から得られた加速度波形が、上閾値を既に超えているか否かをフラグ（Thu1）によって判定する（ステップ５１）。Thu1＝０であれば、上閾値を超えるまで判定が繰り返され（ステップ５２）、上閾値を超えたらフラグ（Thu1）を１とし（ステップ５３）、１波形目か否かを判定する（ステップ５４）。ここで、１波形目であればステップ５９の下閾値の判定に進み、２波形目以降であれば、１波形前との間隔（Ts）が規定間隔内（Ts規定値min≦ TsかつTs≦ Ts規定値max）であるか否かを判定する（ステップ５５）。Tsが規定範囲内であれば、バッファに格納された値に１を加算し（ステップ５６）、加速度波形のパワー値（（Ｐｐ）²）を算出し、前波形のパワー値に加算する（ス
テップ５７）。例えば、Ｐｐ１には４秒間に得られた最初の３波形のみ加算する（ステップ５７）。一方、ステップ５３においてThu1＝１である場合、あるいはステップ５４において１波形目である場合にも、パワー値を加算した場合と同様に下閾値の判定に進む。ここで、体動センサ１の出力信号から得られた加速度波形が下閾値を超えたか否かの判定は、加速度波形が下閾値を超えるまで繰り返され（ステップ５９）、下閾値を超えたらフラグを（Thu1）０とし（ステップ６０）、軸判定タイマが４秒経過するまで繰り返される。図１７（ｂ）は体動センサ２の波形処理の手順を示すフローチャートであるが、処理の詳細は図１７（ａ）と同様であるので説明は省略する。 It is determined by a flag (Thu1) whether or not the acceleration waveform obtained from the output signal of the body motion sensor 1 has already exceeded the upper threshold (step 51). If Thu1 = 0, the determination is repeated until the value exceeds the upper threshold (step 52). If the value exceeds the upper threshold, the flag (Thu1) is set to 1 (step 53), and it is determined whether or not the waveform is the first waveform (step 54). ). Here, if it is the first waveform, the process proceeds to the determination of the lower threshold in step 59, and if it is the second waveform or later, the interval (Ts) from the previous waveform is within the specified interval (Ts specified value min ≦ Ts and Ts ≦ (Ts specified value max) is determined (step 55). If Ts is within the specified range, 1 is added to the value stored in the buffer (step 56), and the power value ((Pp) ² ) of the acceleration waveform is calculated and added to the power value of the previous waveform (step 56). 57). For example, only the first three waveforms obtained for 4 seconds are added to Pp1 (step 57). On the other hand, when Thu1 = 1 in step 53 or when the waveform is the first waveform in step 54, the process proceeds to the determination of the lower threshold value in the same manner as in the case where the power value is added. Here, the determination as to whether or not the acceleration waveform obtained from the output signal of the body motion sensor 1 has exceeded the lower threshold is repeated until the acceleration waveform exceeds the lower threshold (step 59). (Thu1) is set to 0 (step 60), and the process is repeated until the axis determination timer has elapsed for 4 seconds. FIG. 17B is a flowchart showing the procedure of the waveform processing of the body motion sensor 2, but the details of the processing are the same as those in FIG.

　上述の処理では、パワー値の加算を４秒間に得られた最初の３波形の加算値としたが、２波形でも、３波形以上でもよい。また、１波形目から使用しなくてもよい。 In the above-described processing, the addition of the power value is the sum of the first three waveforms obtained in four seconds, but may be two or three or more. Further, it is not necessary to use the first waveform.

（第３の実施形態）
　以下、本発明の第３の実施形態について説明する。体動検出装置の内部構成及び歩数計数処理については、第１の実施形態と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する
。 (Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. Since the internal configuration of the body motion detection device and the step counting process are the same as those in the first embodiment, only different portions will be described.

　本実施形態では、歩行時に得られた加速度波形の解析として加速度波形の周波数解析を用いて作用軸判定処理を行う。 In the present embodiment, the action axis determination process is performed using the frequency analysis of the acceleration waveform as the analysis of the acceleration waveform obtained during walking.

（作用軸判定処理）
　図１８は、作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。 (Action axis determination processing)
FIG. 18 is a flowchart illustrating the procedure of the action axis determination process.

　まず、作用軸判定タイマをスタートする（ステップ７１）。 First, the action axis determination timer is started (step 71).

　次に、体動センサ１によって得られる加速度波形をフーリエ変換し（ステップ７２）、体動センサ２によって得られる加速度波形をフーリエ変換する（ステップ７３）。 Next, the acceleration waveform obtained by the body motion sensor 1 is Fourier transformed (Step 72), and the acceleration waveform obtained by the body motion sensor 2 is Fourier transformed (Step 73).

　図１９（ａ），（ｂ）にそれぞれ体動センサ１，体動センサ２によって得られ
る加速度波形をフーリエ変換して得られる周波数分布の例を示す。図１９（ａ）
に示すように体動センサ１の加速度波形の周波数分布はきわめてばらつきがすくなく、例えば２Ｈｚの位置（Ｆ１）に高いピーク（高さＦ１max）が見られる。図１９（ｂ）に示
すように体動センサ２の加速度波形の周波数分布はばらついて
おり２．１Ｈｚの位置（Ｆ２）に低いピーク（高さＦ２max）があり、他の周波数にもよ
り低いピークが存在する。この例は、体動センサ１方向では検出すべき体動による加速度変化が検出されており、体動センサ２方向では検出すべき体動とは異なる不要な振動を含む信号が検出されている状態を示す。 FIGS. 19A and 19B show examples of frequency distributions obtained by Fourier transforming the acceleration waveforms obtained by the body motion sensors 1 and 2, respectively. FIG. 19 (a)
As shown in (1), the frequency distribution of the acceleration waveform of the body motion sensor 1 has very little variation, and for example, a high peak (height F1max) is seen at a position (F1) of 2 Hz. As shown in FIG. 19B, the frequency distribution of the acceleration waveform of the body motion sensor 2 varies, and there is a low peak (height F2max) at a position (F2) of 2.1 Hz, and a lower peak at other frequencies. Exists. In this example, a change in acceleration due to a body motion to be detected is detected in the direction of the body motion sensor 1, and a signal including unnecessary vibration different from the body motion to be detected is detected in the direction of the body motion sensor 2. Is shown.

　次に、作用軸判定タイマが、例えば、４秒経過したか否かを判定し（ステップ７４）、４秒を経過するまでステップ７２，７３を繰り返す。 Next, the action axis determination timer determines, for example, whether 4 seconds have elapsed (step 74), and repeats steps 72 and 73 until 4 seconds have elapsed.

　作用軸判定タイマの計時が４秒を経過した時点で、体動センサ１から得られた加速度波形の解析結果、最大ピークをもつ周波数（Ｆ１）及び最大ピークの値（Ｆ１max＝パワー
値の最大ピーク値）を検出する（ステップ７５，７６）。次に、Ｆ１が規定周波数範囲内か否かを判定し（ステップ７７）、規定周波数範囲外であればＦ１maxをゼロクリアさせ
る（ステップ７８）。ここでは、例えば規定周波数を１Ｈｚ〜３Ｈｚとしている。同様に体動センサ２から得られた加速度波形の解析結果、最大ピークをもつ周波数（Ｆ２）及び最大ピークの値（Ｆ２max＝パワー値の最大ピーク値）を検出し（ステップ７９，８０）
、Ｆ２が規定周波数範囲内か否かを判定する（ステップ８１）。Ｆ２が規定周波数範囲内であれば、Ｆ１maxが０か否かを判定する（ステップ８２）。このとき、Ｆ１maxが０ならば作用軸として体動センサ２を選択する（ステップ８５）。一方、Ｆ１maxが０でなけれ
ば、Ｆ１max≧Ｆ２maxか否かを判定する（ステップ８３）。ここで、Ｆ１max≧Ｆ２maxならば、作用軸として体動センサ１を選択する（ステップ８４）。また、ステップ８１でＦ２が規定周波数範囲外であればＦ１maxが０か否かを判定する（ステップ８６）。ここで
、Ｆ１max＝０でなければ作用軸として体動センサ１を選択する（ステップ８４）。Ｆ１max＝０であれば軸判定タイマをゼロクリアし（ステップ８７）、ステップ７１に戻って再度作用軸判定を行う。 When the time of the action axis determination timer elapses 4 seconds, the analysis result of the acceleration waveform obtained from the body motion sensor 1 shows the frequency (F1) having the maximum peak and the value of the maximum peak (F1max = the maximum peak of the power value). Is detected (steps 75 and 76). Next, it is determined whether or not F1 is within the specified frequency range (step 77). If F1 is outside the specified frequency range, F1max is cleared to zero (step 78). Here, for example, the specified frequency is 1 Hz to 3 Hz. Similarly, as a result of analyzing the acceleration waveform obtained from the body motion sensor 2, the frequency (F2) having the maximum peak and the value of the maximum peak (F2max = the maximum peak value of the power value) are detected (steps 79 and 80).
, F2 are within the specified frequency range (step 81). If F2 is within the specified frequency range, it is determined whether or not F1max is 0 (step 82). At this time, if F1max is 0, the body motion sensor 2 is selected as the action axis (step 85). On the other hand, if F1max is not 0, it is determined whether or not F1max ≧ F2max (step 83). Here, if F1max ≧ F2max, the body motion sensor 1 is selected as the action axis (step 84). If F2 is outside the specified frequency range in step 81, it is determined whether or not F1max is 0 (step 86). Here, unless F1max = 0, the body motion sensor 1 is selected as the action axis (step 84). If F1max = 0, the axis determination timer is cleared to zero (step 87), and the process returns to step 71 to perform the action axis determination again.

（第４の実施形態）
　以下、本発明の第４の実施形態について説明する。体動検出装置の内部構成及び歩数計数処理については、第１の実施形態と同様であるので、異なる部分についてのみ説明する。 (Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. Since the internal configuration of the body motion detection device and the step counting process are the same as those in the first embodiment, only different portions will be described.

　本実施形態では、歩行時に得られた加速度波形の解析として加速度波形のパターン解析を用い作用軸判定処理を行う。 In the present embodiment, the action axis determination processing is performed using the pattern analysis of the acceleration waveform as the analysis of the acceleration waveform obtained during walking.

（作用軸判定処理）
　図２０は作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。 (Action axis determination processing)
FIG. 20 is a flowchart illustrating the procedure of the action axis determination process.

　まず、作用軸判定タイマをスタートする（ステップ９１）。次に、体動センサ１及び体動センサ２から得られた加速度波形を基準波形と比較する（ステップ９２，９３）。例えば、基準波形は予め収集したデータから求めておき、測定時に検出された波形と比較する。作用軸判定タイマが、例えば、５秒経過するまでステップ９２，９３を繰り返す（ステップ９４）。作用軸判定タイマの計時が５秒経過したら、５秒間に得られた加速度波形のパターン解析結果によって作用軸を選択する。ここでは、基準波形との誤差が体動センサ１からの加速度波形の方が大きいか否かを判定する（ステップ９５）。基準波形との誤差が体動センサ１からの加速度波形の方が大きければ、作用軸として体動センサ２を選択し（ステップ９７）、基準波形との誤差が体動センサ１からの加速度波形の方が小さい又は等しければ、作用軸として体動センサ１を選択する（ステップ９６）。 First, the action axis determination timer is started (step 91). Next, the acceleration waveforms obtained from the body motion sensors 1 and 2 are compared with a reference waveform (steps 92 and 93). For example, a reference waveform is obtained from data collected in advance, and is compared with a waveform detected during measurement. Steps 92 and 93 are repeated until the action axis determination timer elapses, for example, 5 seconds (step 94). When 5 seconds have elapsed from the operation axis determination timer, the operation axis is selected based on the pattern analysis result of the acceleration waveform obtained in 5 seconds. Here, it is determined whether or not the error from the reference waveform is greater in the acceleration waveform from the body motion sensor 1 (step 95). If the error from the reference waveform is greater in the acceleration waveform from the body motion sensor 1, the body motion sensor 2 is selected as the action axis (step 97), and the error from the reference waveform is the acceleration waveform from the body motion sensor 1. If they are smaller or equal, the body motion sensor 1 is selected as the action axis (step 96).

　上述の加速度波形のパターン解析としては、例えば、加速度波形の波高値，波形の幅，ピーク間隔（周期），１波形における山や谷の数などを用いて予め求められた基準波形と比較してもいいし、前記パラメータを用いた検出波形の出現の安定性を用いてもよいし、クラスタ分析法等を用いた波形のパターン解析を用いてもよい。 The above-described pattern analysis of the acceleration waveform includes, for example, comparison with a reference waveform previously obtained using the peak value of the acceleration waveform, the width of the waveform, the peak interval (period), the number of peaks and valleys in one waveform, and the like. Alternatively, the stability of the appearance of the detected waveform using the parameter may be used, or the pattern analysis of the waveform using a cluster analysis method or the like may be used.

（第５の実施形態）
　第５の実施形態として、上記実施形態とは、異なる体動センサを有する体動検出装置としての歩数計について説明する。体動センサ以外の構成は第１乃至第４の実施形態と同様であるので、説明を省略する。 (Fifth embodiment)
As a fifth embodiment, a pedometer as a body motion detection device having a body motion sensor different from the above embodiment will be described. The configuration other than the body motion sensor is the same as that of the first to fourth embodiments, and thus the description is omitted.

　図２１（ａ）は本実施形態に係る体動検出装置に用いる体動センサ１２０を示
す。 FIG. 21A shows a body movement sensor 120 used in the body movement detection device according to the present embodiment.

　体動センサ１２０も、体動によって生じる加速度に応じて変化する信号を出力する加速度センサである。体動センサ１２０は、支点を中心として揺動し、先端に磁石１２０ｂが装着された振り子１２０ａと、振り子１２０ａの揺動範囲近傍の所定位置に設けられ、磁石１２０ｂの近接によりオンとなり、離間によってオフとなるリードスイッチ１２０ｃを含む。振り子の揺動範囲は不図示のストッパによって規制されている。また、振り子１２０ａはつるまきバネ等の付勢手段により揺動する振り子が所定位置に復帰するように構成されている。体動に起因して振り子に作用する加速度によって振り子１２０ａが揺動し、この振り子１２０ａの揺動を磁石１２０ｂの近接によるリードスイッチの１２０ｃ開閉によって生じる電圧又は電流の変化に変換して取り出している。 The body motion sensor 120 is also an acceleration sensor that outputs a signal that changes according to acceleration caused by body motion. The body motion sensor 120 swings around a fulcrum, and is provided at a predetermined position near the swing range of the pendulum 120a having a magnet 120b attached to the tip, and is turned on by the proximity of the magnet 120b, Includes a reed switch 120c that is turned off. The swing range of the pendulum is regulated by a stopper (not shown). Further, the pendulum 120a is configured such that the pendulum swinging by urging means such as a helix spring returns to a predetermined position. The pendulum 120a swings due to the acceleration acting on the pendulum due to the body movement, and the swing of the pendulum 120a is converted into a voltage or current change caused by the opening and closing of the reed switch 120c due to the proximity of the magnet 120b and extracted. .

　体動センサ１２０の出力信号は図２１（ｂ）に示すようにパルス波形となる。
パルス間間隔Ｔｓ（１）は図１４に示す加速度波形と同様に定義されているが、こ
こではパルス幅がＰｐ（１）として定義されている。体動センサ１２０では、体動による加速度の大きさは振り子１２０ａの揺動角度が大きくなり、磁石１２０ｂがリードスイッチ１２０ｃに近接している時間が長くなるので、パルス幅が広くなる。このため、パルス幅をＰｐと定義している。 The output signal of the body motion sensor 120 has a pulse waveform as shown in FIG.
The inter-pulse interval Ts (1) is defined similarly to the acceleration waveform shown in FIG. 14, but here, the pulse width is defined as Pp (1). In the body motion sensor 120, the magnitude of the acceleration due to the body motion is such that the swing angle of the pendulum 120a is large and the time during which the magnet 120b is close to the reed switch 120c is long, so that the pulse width is wide. For this reason, the pulse width is defined as Pp.

　第１の実施形態における作用軸判定処理は、加速度波形の数をパルス波形の数とすることにより本実施形態に係る体動センサにも適用することができる。作用 The action axis determination process in the first embodiment can be applied to the body motion sensor according to the present embodiment by setting the number of acceleration waveforms to the number of pulse waveforms.

　また、第２の実施形態における作用軸判定は、上述のようにＰｐを定義することにより本実施形態に係る体動センサにも適用することができる。 The action axis determination in the second embodiment can also be applied to the body motion sensor according to the present embodiment by defining Pp as described above.

　また、第３及び第４の実施形態における作用軸判定処理は、パルス波形でも同様の解析処理を行うことができるので、本実施形態に係る体動センサにも適用することができる。 The action axis determination process in the third and fourth embodiments can perform the same analysis process on a pulse waveform, and can be applied to the body motion sensor according to the present embodiment.

　上述の体動センサ１２０は、磁石とリードセンサの組み合わせによって振り子の揺動を検出しているが、振り子の先端がフォトインタラプタを形成し、振り子の揺動により光路を断続するものでもよく、これらの構成に限られるものではない。 The above-described body motion sensor 120 detects the swing of the pendulum by a combination of the magnet and the lead sensor. However, the tip of the pendulum may form a photo interrupter, and the optical path may be interrupted by the swing of the pendulum. However, the present invention is not limited to this configuration.

図１は本発明の実施形態に係る体動検出装置（歩数計）の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a body motion detection device (pedometer) according to an embodiment of the present invention. 図２は本発明の実施形態に係る体動検出装置（歩数計）の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the body motion detection device (pedometer) according to the embodiment of the present invention. 図３は歩数計内の体動センサの配置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of the body motion sensor in the pedometer. 図４は本発明の実施形態に係る体動検出装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the body motion detection device according to the embodiment of the present invention. 図５（ａ），（ｂ）は体動検出装置の姿勢判定原理を説明する図である。FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the principle of posture determination of the body motion detection device. 図６は本発明の実施形態に係る体動検出装置における体動検出処理の主たる処理手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a main processing procedure of a body motion detection process in the body motion detection device according to the embodiment of the present invention. 図７は本発明の実施形態に係る体動検出装置における姿勢判定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of a posture determination process in the body motion detection device according to the embodiment of the present invention. 図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は３つの体動センサの配置例を示す図である。FIGS. 8A, 8B, and 8C are diagrams showing examples of the arrangement of three body motion sensors. 図９（ａ）は基準姿勢にある体動検出装置を示す図であり、図９（ｂ）は基準姿勢時の各体動センサからの出力波形を示すグラフである。FIG. 9A is a diagram illustrating the body motion detection device in the reference posture, and FIG. 9B is a graph illustrating an output waveform from each body motion sensor in the reference posture. 図１０（ａ）は他の姿勢にある体動検出装置を示す図であり、図１０（ｂ）は他の姿勢時の各体動センサからの出力波形を示すグラフである。FIG. 10A is a diagram illustrating the body motion detection device in another posture, and FIG. 10B is a graph illustrating an output waveform from each body motion sensor in another posture. 図１１（ａ）はさらに他の姿勢にある体動検出装置を示す図であり、図１１（ｂ）はさらに他の姿勢時の各体動センサからの出力波形を示すグラフである。FIG. 11A is a diagram illustrating the body motion detection device in still another posture, and FIG. 11B is a graph illustrating output waveforms from the body motion sensors in still another posture. 図１２は歩数計における歩数計数処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of the step counting process in the pedometer. 図１３は作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating the procedure of the action axis determination process. 図１４は体動センサによって得られる加速度波形の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an acceleration waveform obtained by the body motion sensor. 図１５は体動センサの波形処理を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing the waveform processing of the body motion sensor. 図１６は作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing the procedure of the action axis determination process. 図１７は体動センサの他の波形処理を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing another waveform processing of the body motion sensor. 図１８は他の作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart showing the procedure of another operation axis determination process. 図１９は体動センサの加速度波形をフーリエ変換した結果を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a result of Fourier transform of the acceleration waveform of the body motion sensor. 図２０は他の作用軸判定処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of another operation axis determination process. 図２１（ａ）は体動センサの構成を模式的に示したものである。図２１（ｂ）は体動センサの出力信号を示す図である。FIG. 21A schematically shows the configuration of the body motion sensor. FIG. 21B is a diagram illustrating an output signal of the body motion sensor.

Explanation of reference numerals

１　　　ケース
２　　　ＬＣＤ
３　　　設定スイッチ
４　　　メモリ／△スイッチ
５　　　表示切替スイッチ
６　　　リセットボタン
１０　　体動検出装置（歩数計）
１１，１２　体動センサ
１１１，１１２，１１３，１１４　　体動センサ
１２１　姿勢判定部
１２２　体動センサａ
１２３　体動センサｂ
１２４　体動センサｃ
1 Case 2 LCD
3 setting switch 4 memory / △ switch 5 display changeover switch 6 reset button 10 body motion detection device (pedometer)
11, 12 body movement sensors 111, 112, 113, 114 body movement sensor 121 posture determination unit 122 body movement sensor a
123 body motion sensor b
124 body motion sensor c

Claims

A device for detecting body movement when a user freely carries or wears the device,
A plurality of body movement sensors arranged so that the body movement directions to be detected are different from each other, and output a signal according to the body movement,
Attitude determination means for determining the attitude of the device based on output signals of the plurality of body motion sensors,
Body movement detection means for detecting the body movement of the user by performing an arithmetic process according to the posture of the device determined by the posture determination means, for the output signals of the plurality of body movement sensors,
A body movement detecting device comprising:

The body motion detection device is a pedometer for counting the number of steps of the user,
The body movement detecting device according to claim 1, wherein the body movement detecting means has a function of detecting a body movement of the user to identify a walking form.