JP2005283340A

JP2005283340A - 歩数計

Info

Publication number: JP2005283340A
Application number: JP2004097818A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Ihashi; 朋寛井橋
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP4476667B2

Abstract

【課題】使用者が歩行しているか否かをより正確に検出できるようにすることにより、より正確な歩数計測を可能にすること。
【解決手段】制御部１０４は、歩行センサ１０１からの信号が所定数連続しない場合には歩行停止と判定し、歩行停止と判定した直後の所定時間内は第１の基準値を用いて歩行開始の有無を判定し、所定時間経過後は、第２の基準値を用いて歩行の有無を判定し、歩行中と判定した後は歩行センサ１０１からの信号に基づいて歩数を計測してＲＡＭ１０７に記憶すると共に表示パネル１０８に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体に装着して使用され、該装着した人の歩数を計数する歩数計に関する。

従来から、使用者の歩数を計数するための歩数計が使用されている。例えば、特許文献１に記載された歩数計においては、判定手段を用いて、歩数計測のためのセンサ部の出力が歩行によるものか、歩行以外の立ったり座ったり等の生活をする上での動作（通常動作）によるものかを判断するために判定手段を用いている。また、歩行停止を判断するために、歩行停止後の通常動作を除外するため所定時間、センサ出力がないことを条件として歩行停止を判断する歩行停止判定手段を備えている。また、センサ出力を無視する時間（不感帯時間）を所定時間だけ設定することにより、センサ出力に含まれる歩行以外による信号やノイズを不感帯時間の間だけ無視し、これによって歩行以外の通常動作による影響を排除している。

図５は、前記従来の歩数計の動作を説明するためのタイミング図である。図５（ａ）に示すように、歩行センサで検出した歩行に対応する信号が所定周期で所定回数連続して得られた場合には、使用者が歩行していると判定する。一方、同図（ｂ）に示すように、歩行センサからの信号が所定時間連続して得られない場合には、使用者は歩行停止していると判定する。このようにして、使用者が歩行していると判定した期間中に得られる歩行センサからの信号に基づいて、歩数を計数する。

しかしながら、このような歩行判定手段と歩行停止判定手段を用いて、使用者が歩行中か歩行停止中かの判断を行い、歩数計測を行った場合、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、歩行中の歩行動作と通常動作との重なり、または歩数計使用者の歩き方によりセンサ部からの出力が抜けてしまった等により、歩行中であるにもかかわらず歩行停止と判断してしまうことがあるという問題がある。また、この歩行停止判断後再び歩行判定を行った場合に判定中に再び、センサからの出力が抜けてしまうと歩行中であるにもかかわらず、歩行停止と判定する区間が存在してしまい、歩数計測の計測誤差が大きくなるという問題がある。
特開昭６３−２６２７４８号公報第１頁〜第４頁、図４〜図９

本発明は、使用者が歩行しているか否かをより正確に検出できるようにすることにより、より正確な歩数計測を行えるようにすることを課題としている。

本発明によれば、歩行センサを有し該歩行センサで検出した使用者の歩行に対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行検出手段からの信号に基づいて前記使用者が歩行中か否かを判定する判定手段と、前記使用者が歩行中と前記判定手段が判定したとき前記歩行信号に基づいて歩数を算出する算出手段とを有し、少なくとも前記歩行センサは使用者の身体に装着して使用される歩数計において、前記判定手段は、前記歩行検出手段からの信号が所定期間連続しないことによって前記使用者が歩行中でないと判定した後に、経過時間に応じて、異なる複数の歩行判定基準を用いて前記使用者が歩行中か否かの判定を行うことを特徴とする歩数計が提供される。

判定手段は、歩行検出手段からの信号が所定期間連続しないことによって使用者が歩行中でないと判定した後に、経過時間に応じて、異なる複数の歩行判定基準を用いて前記使用者が歩行中か否かの判定を行う。算出手段は、前記使用者が歩行中と前記判定手段が判定したとき歩行信号に基づいて歩数を算出する。

ここで、前記判定手段は、前記歩行検出手段からの信号が所定期間連続しないことによって前記使用者が歩行中でないと判定した直後の所定期間内では、前記歩行検出手段からの信号が第１の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定し、前記所定期間経過後は、前記歩行検出手段からの信号が第２の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定するように構成してもよい。

また、前記判定手段は、前記歩行検出手段からの信号が所定期間連続しないことによって前記使用者が歩行中でないと判定する歩行停止判定手段と、前記歩行判定手段が前記使用者が歩行中でないと判断した直後の所定期間内では、前記歩行検出手段からの信号が第１の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定する第１の歩行判定手段と、前記所定期間経過後は、前記歩行検出手段からの信号が第２の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定する第２の歩行判定手段とを備えて成るように構成してもよい。

また、前記判定手段は、前記歩行信号の連続性を前記第１、第２の歩行判定基準として用いると共に、前記第１の歩行判定基準における連続性を前記第２の歩行判定基準における連続性よりも短くして成るように構成してもよい。

また、前記判定手段は、前記歩行信号の周期を前記第１、第２の歩行判定基準として用いると共に、前記第１の歩行判定基準における周期の許容範囲を前記第２の歩行判定基準における周期の許容範囲よりも狭くして成るように構成してもよい。

また、前記複数の歩行判定基準の中の少なくとも一部を予め記憶する基準値記憶手段を備えて成るように構成してもよい。

本発明によれば、使用者が歩行しているか否かをより正確に検出できるようになるため、より正確な歩数を得ることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係る歩数計について図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る歩数計のブロック図であり、電子的な処理を施して歩数を計数する電子歩数計の例を示している。

図１において、歩数計は、使用者の歩行（走行を含む。）を検出して歩行に対応する検出信号を出力するセンサ手段としての歩行センサ１０１、歩行センサ１０１からの検出信号を増幅する増幅回路１０２、増幅回路１０２からの信号のうちの所定周波数の信号を通過するフィルタ１０３、制御部１０４、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０５、ＲＯＭ１０５とともに記憶手段を構成するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０７、液晶表示装置によって構成された表示手段としての表示パネル１０８を有している。

制御部１０４は、中央処理装置（ＣＰＵ）によって構成されており、予めＲＯＭ１０５に記憶されたプログラムを実行することによって後述する処理を行う。ＲＯＭ１０５内には基準値記憶手段としての基準値メモリ１０６が設けられており、基準値メモリ１０６には、歩行か否かを判定するための相互に異なる複数の歩行判定基準が予め記憶されている。例えば、後述するように、歩行が停止したと判定した後の所定時間は第１の判定手段によって歩行中か否かを判定し、前記所定時間経過後は第２の判定手段によって歩行中か否か判定を行うが、基準値メモリ１０６には、前記所定時間に相当する歩行判定手段切り替え用時間ｔ１が予め記憶されている。

また、基準値メモリ１０６には、立ったり座ったり等の生活をする上での歩行以外の動作（通常動作）によって生じる信号を排除するための不感帯時間である通常動作排除用不感帯時間（第２の不感帯時間）ｔ２、歩行が連続していることを規定するための規定時間（第２の規定時間）ｔ３、連続性を判定するための歩数に相当する数値ｍ、ｎが予め記憶されている。尚、制御部１０４は、後述するように、判定手段、算出手段、歩行停止判定手段、第１の歩行判定手段、第２の歩行判定手段を構成している。また、歩行センサ１０１、増幅回路１０２、フィルタ１０３は歩行検出手段を構成している。

図１における歩数計の各構成要素のうち、少なくとも歩行センサ１０１は歩数を計測する使用者の身体に装着して使用されるが、全ての構成要素あるいは一部の構成要素を使用者の身体に装着した状態で使用するように構成できる。一部の構成要素を使用者の身体に装着すると共に他の構成要素を所定位置に設置して、あるいは、前記他の構成要素を他の人が保持した状態で使用するように構成した場合には、身体に装着した構成要素と他の構成要素との間の信号の送受信は、電磁結合や電波を用いて無線により行うことができる。

図２は、本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートであり、予めＲＯＭ１０５に記憶されたプログラムを制御部１０４が実行することにより行われる処理である。

図３及び図４は、図１に示した歩数計の動作を説明するためのタイミング図である。

以下、図１〜図４を用いて、本実施の形態に係る歩数計の動作を説明する。

使用者が歩行状態にあるとき、使用者に装着されたセンサ１０１は歩行を検出して該歩行に対応する信号を出力する。センサ１０１から出力された信号は、増幅回路１０２で増幅された後にフィルタ１０３によってノイズが除去されると共に波形整形された後、歩行に対応する信号である歩行信号３０１として制御部１０４に入力される。前記歩行信号３０１は、使用者が歩行する毎に発生する矩形波パルス信号であり、歩行周期に対応する周期の信号となる。

制御部１０４は、時刻ｔ０において歩行停止判定手段として機能して、信号３０１が所定期間ないことによって使用者が歩行を停止したと判定する（即ち、フィルタ１０３からの信号が歩行に対応する信号である歩行信号ではないと判定する）と、信号３０１を検出直後から次の信号３０１を検出しない状態が継続する時間（歩行停止判定後経過時間）Ｔ１が、予め基準値メモリ１０５に記憶した所定時間（歩行判定手段切り替え用時間）ｔ１より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０１）。即ち、制御部１０４は、歩行停止と判定後の歩行判定後経過時間Ｔ１が歩行判定手段切り替え用時間ｔ１より大きいか否かを判定する。

制御部１０４は、歩行停止判定経過後時間Ｔ１が歩行判定手段切り替え用時間ｔ１以下と判定すると、センサ１０１からの信号（換言すれば、フィルタ１０３からの歩行信号）を計数する（ステップＳ２０７）。

この状態で、センサ１０１からの信号の周期Ｔ２が、立ったり座ったり等の生活をする上での歩行以外の動作（通常動作）によって生じる信号を排除するための不感帯時間であり歩行停止直前の歩行周期に基づく不感帯時間（第１の不感帯時間）ｔ４よりも大きく且つ、歩行停止直前の歩行周期に基づいて連続動作であることを規定する連続動作規定時間（第１の規定時間）ｔ５よりも小さいか否か、即ち、センサ１０１からの信号が、不感帯時間ｔ４と連続動作規定時間ｔ５との間で得られたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。換言すれば、歩行信号の周期が許容範囲ｔ４〜ｔ５の範囲内にあるか否かを判定する。尚、不感帯時間ｔ４と連続動作規定時間ｔ５は、フィルタ１０３からの歩行信号に基づいて、制御部１０４が随時算出しておいた時間である。

このように、不感帯時間ｔ４と連続動作規定時間ｔ５は、歩行停止直前の歩行周期に基づいて定めた時間であるため、歩行停止状態での通常動作を歩行と誤判定する恐れを抑制できる。（たとえば、歩行停止直前の歩行周期が１．４２Ｈｚ（０．７秒）であった場合には、不感帯時間ｔ４＝０．６秒、連続動作規定時間ｔ５＝０．８秒程度の狭い範囲に設定することにより、通常動作等のノイズの影響を除去して、歩行か否かを適切に判定することが可能になる。）
制御部１０４は、ステップＳ２０８において、センサ１０１からの信号の周期Ｔ２が不感帯時間ｔ４よりも大きく且つ、連続動作規定時間ｔ５よりも小さいと判定した場合、即ち、センサ１０１からの信号が、不感帯時間ｔ４と連続動作規定時間ｔ５との間で得られたと判定した場合には、センサ１０１からの信号の累積数が所定数ｍ（例えばｍ＝３）に等しいか否かを判定する（ステップＳ２０９）。即ち、歩行信号の連続性が所定数ｍに達したか否かを判定する。

制御部１０４は、ステップＳ２０９において、センサ１０１からの信号の累積数が所定数ｍに等しいと判定した場合、即ち、歩行信号の連続性が所定数ｍに達したと判定した場合には、使用者が歩行状態になったと判定する（ステップＳ２１０）。即ち、制御部１０４は、フィルタ１０３からの信号が歩行に対応する信号である歩行信号３０１であると判定する。このように、累積値がｍに相当するような時間的に短い連続性が満たされた場合に、歩行中と判定して歩数計測を行うため、センサ１０１からの信号の検出漏れによって、歩行しているにも拘わらず歩行停止と誤判定した場合でも、速やかに歩行中と判定して歩行計測を行うため、歩行係数誤差を小さくすることが可能になる。

以後、制御部１０４は算出手段として機能して、センサ１０１で検出した信号に基づいて、即ち、フィルタ１０３からの歩行信号に基づいて歩数を計数し、歩数を随時ＲＡＭ１０７に記憶すると共に表示パネル１０８に表示する。

制御部１０４は、ステップＳ２０９において、センサ１０１からの信号の累積数が所定数ｍに至っていないと判定した場合には歩行状態になっていないと判定してステップＳ２０７に戻る。

制御部１０４は、ステップＳ２０８において、センサ１０１からの信号の周期Ｔ２が、歩行直前の歩行周期に基づく不感帯時間ｔ４よりも大きく且つ、歩行停止直前の歩行周期に基づく連続動作規定時間ｔ５よりも小さいという条件が満たされていないと判定した場合、即ち、センサ１０１からの信号が、不感帯時間ｔ４と連続動作規定時間ｔ５との間で得られなかったと判定した場合には、使用者が歩行停止状態を継続していると判定する（ステップＳ２０６）。

ここで、制御部１０４における処理ステップＳ２０７〜ステップＳ２１０は第１の歩行判定手段を構成し、ステップＳ２０８は第１の周期判定手段を構成し、ステップＳ２０９は第１の連続性判定手段を構成している。また、不感帯時間ｔ４、連続動作規定時間ｔ５、所定数ｍは第１の判定基準を構成している。尚、本実施の形態では、不感帯時間ｔ４、連続動作規定時間ｔ５は、制御部１０４が歩行信号に基づいて算出するようにしたが、予め基準値メモリ１０６に記憶しておくように構成してもよい。

一方、制御部１０４は、ステップＳ２０１において、歩行判定後経過時間Ｔ１が歩行判定手段切り替え用時間ｔ１より大きくなったと判定すると、センサ１０１からの信号を計数する（ステップＳ２０２）。

この状態で、センサ１０１からの信号の周期Ｔ２が、立ったり座ったり等の生活をする上での歩行以外の動作（通常動作）によって生じる信号を排除するための不感帯時間である通常動作排除用不感帯時間（第２の不感帯時間）ｔ２よりも大きく且つ、連続動作であることを規定するための規定時間（第２の規定時間）ｔ３よりも小さいか否か、即ち、センサ１０１からの信号が、不感帯時間ｔ２と規定時間ｔ３との間で得られたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。換言すれば、歩行信号の周期が許容範囲ｔ２〜ｔ３の範囲内にあるか否かを判定する。例えば、歩行停止から所定時間経過すると歩行周期の変動が大きくなる可能性があるため、歩行周期変動の許容範囲を、ｔ２＝０．３秒、ｔ３＝１．０秒程度と、ステップＳ２０８における許容範囲よりも大きい範囲に設定することにより、歩行を適正に判定することが可能である。

制御部１０４は、ステップＳ２０３において、センサ１０１からの信号の周期Ｔ２が、通常動作排除用不感帯時間ｔ２よりも大きく且つ、連続動作であることを規定するための規定時間ｔ３よりも小さいと判定した場合、即ち、センサ１０１からの信号が、不感帯時間ｔ２と規定時間ｔ３との間で得られたと判定した場合には、センサ１０１からの信号の累積数が所定数ｎ（ｎはｍよりも大きい値であり、例えばｎ＝１０）に等しいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。即ち、歩行信号の連続性が所定数ｎに達したか否かを判定する。

制御部１０４は、ステップＳ２０４において、センサ１０１からの信号の累積数が所定数ｎに等しいと判定した場合、即ち、歩行信号の連続性が所定数ｍに達したと判定した場合には、使用者が歩行状態になったと判定する（ステップＳ２０５）。即ち、制御部１０４は、フィルタ１０３からの信号が歩行に対応する信号である歩行信号３０１であると判定する。このように、ステップＳ２０９よりも長い連続性が満たされた場合に、歩行中と判定して歩数計測を行うため、通常動作等を歩行と誤判定することなくより確実に歩行を判定することが可能になり、歩行係数誤差を小さくすることが可能になる。

制御部１０４は、ステップＳ２０４において、センサ１０１からの信号の累積数が所定数ｎに等しくないと判定した場合にはステップＳ２０２に戻る。また、制御部１０４は、ステップＳ２０３において、センサ１０１からの信号の周期Ｔ２が、通常動作排除用不感帯時間ｔ２よりも大きく且つ、連続動作であることを規定するための規定時間ｔ３よりも小さいという条件を満足しないと判定した場合、即ち、センサ１０１からの信号が、不感帯時間ｔ２と規定時間ｔ３との間で得られなかったと判定した場合には、使用者が歩行停止状態を継続していると判定する（ステップＳ２０６）。

ここで、制御部１０４における処理ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５は第２の歩行判定手段を構成し、ステップＳ２０３は第２の周期判定手段を構成し、ステップＳ２０４は第２の連続性判定手段を構成している。また、制御部１０４における処理ステップＳ２０１〜ステップＳ２１０は判定手段を構成している。また、不感帯時間ｔ２、規定時間ｔ３、所定数ｎは第２の判定基準を構成している。

以上のように、本実施の形態に係る歩数計では、制御部１０４は、歩行センサ１０１からの信号が所定数連続しない場合には歩行停止と判定し、歩行停止と判定した後の所定時間内は第１の基準値を用いて歩行開始の有無を判定し、所定時間経過後は、第２の基準値を用いて歩行の有無を判定し、歩行中と判定した後は歩行センサ１０１からの信号に基づいて歩数を計測してＲＡＭ１０７に記憶すると共に表示パネル１０８に表示する。このように、歩行停止判定後の所定期間内と前記所定期間経過後では、歩行判定の基準を変えるようにしているため、より正確に歩行判定が可能になり、より正確な歩数係数が可能になる。

尚、本実施の形態では、図３に示すように歩行中か否かの歩行判定を行うための処理として、歩行停止後の所定時間内ではステップＳ２０８、Ｓ２０９の２つの判定処理を行い、又、前記所定時間経過後はステップＳ２０３、Ｓ２０４の２つの判定処理を行ったが、ステップＳ２０３とステップＳ２０４の中の一方は省略するように構成してもよく又、ステップＳ２０８とステップＳ２０９の中の一方は省略するように構成してもよい。

歩数計の構成要素全てを使用者に装着して使用するように構成した歩数計や、一部の構成要素（少なくともセンサ）を使用者に装着すると共に他の構成要素を前記一部の構成要素と無線で信号の送受信を行うように構成し、前記他の構成要素は使用者から離れた場所に設けるようにした歩数計等にも適用可能である。

本発明の実施の形態に用いる歩数計のブロック図である。本発明の実施の形態の処理を説明するためのフローチャートである。本発明の実施の形態の動作を説明するためのタイミング図である。本発明の実施の形態の動作を説明するためのタイミング図である。従来の歩数計の動作を説明するためのタイミング図である。従来の歩数計の動作を説明するためのタイミング図である。

符号の説明

１０１・・・歩行検出手段を構成するセンサ手段としての歩行センサ
１０２・・・歩行検出手段を構成する増幅回路
１０３・・・歩行検出手段を構成するフィルタ
１０４・・・判定手段、算出手段、歩行停止判定手段、第１の歩行判定手段、２の歩行判定手段を構成する制御部
１０５・・・記憶手段を構成するＲＯＭ
１０６・・・基準値記憶手段を構成する基準値メモリ
１０７・・・記憶手段を構成するＲＡＭ
１０８・・・表示手段を構成する表示パネル

Claims

歩行センサを有し該歩行センサで検出した使用者の歩行に対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行検出手段からの信号に基づいて前記使用者が歩行中か否かを判定する判定手段と、前記使用者が歩行中と前記判定手段が判定したとき前記歩行信号に基づいて歩数を算出する算出手段とを有し、少なくとも前記歩行センサは使用者の身体に装着して使用される歩数計において、
前記判定手段は、前記歩行検出手段からの信号が所定期間連続しないことによって前記使用者が歩行中でないと判定した後に、経過時間に応じて、異なる複数の歩行判定基準を用いて前記使用者が歩行中か否かの判定を行うことを特徴とする歩数計。
前記判定手段は、前記歩行検出手段からの信号が所定期間連続しないことによって前記使用者が歩行中でないと判定した直後の所定期間内では、前記歩行検出手段からの信号が第１の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定し、前記所定期間経過後は、前記歩行検出手段からの信号が第２の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定することを特徴とする請求項１記載の歩数計。
前記判定手段は、前記歩行検出手段からの信号が所定期間連続しないことによって前記使用者が歩行中でないと判定する歩行停止判定手段と、前記歩行判定手段が前記使用者が歩行中でないと判断した直後の所定期間内では、前記歩行検出手段からの信号が第１の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定する第１の歩行判定手段と、前記所定期間経過後は、前記前歩行検出手段からの信号が第２の歩行判定基準を満足するときに前記使用者が歩行中であると判定する第２の歩行判定手段とを備えて成ることを特徴とする請求項２記載の歩数計。
前記判定手段は、前記歩行信号の連続性を前記第１、第２の歩行判定基準として用いると共に、前記第１の歩行判定基準における連続性を前記第２の歩行判定基準における連続性よりも短くして成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の歩数計。
前記判定手段は、前記歩行信号の周期を前記第１、第２の歩行判定基準として用いると共に、前記第１の歩行判定基準における周期の許容範囲を前記第２の歩行判定基準における周期の許容範囲よりも狭くして成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の歩数計。
前記複数の歩行判定基準の中の少なくとも一部を予め記憶する基準値記憶手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の歩数計。