JP2006320566A - 運動量計算機能付き携帯機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＧＰＳ、ＰＨＳ等の機能を必要とせずに携帯する人の正確な運動量を測定できる運動量計算機能付き携帯電話を提供する。
【解決手段】 加速度を計測する三次元加速度センサ１と、計測された加速度データに基づいて移動速度及び移動距離を算出する移動距離計算部２と、三次元加速度センサ１により計測された加速度データに基づいて振動データを算出し、この振動データ及び移動距離計算部の算出した移動速度に基づいて移動手段を推測する移動手段推測部３と、移動速度、移動距離及び移動手段に基づいて運動量を算出する運動量計算部５と、この運動量計算部５の算出した運動量を表示する表示処理部７とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、携帯されるのみで、携帯する人の状況を判断して運動量を算出し、記憶、画面表示等を行う運動量計算機能付き携帯機器に関するものである。

従来、携帯機器により運動量を測定する技術として、携帯している人の歩数をカウントして表示を行う万歩計（登録商標）機能を備えた携帯電話がある。また、特許文献１に開示されるように、加速度センサ、角速度センサ、大気圧センサに加えてＧＰＳ（Global Positioning System）、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の位置情報検出機能を備え、移動経路、移動状態、移動手段を推定する移動経路推定装置がある。

さらに、特許文献２に開示されるように、別途装置として携帯される携帯型消費カロリー計測装置がある。これは、携帯する人の運動に伴う多方向からの衝撃を検出する衝撃計測手段によって生成される計測データ、手動入力手段を介して入力される生活データ、およびメモリに保持される基礎データに基づいて、消費カロリーを計算する装置である。

特開２００２−４８５８９号公報 特開平１０−３３５１４号公報

従来の万歩計（登録商標）機能を備えた携帯電話は、内部の加速度センサ等を用いて、携帯する人の歩行を計測して歩数をカウントし、その結果をメモリに記憶して、その画面に表示するのみであった。そのため、携帯する人が歩いているのか走っているのか等の判断ができず、また自転車に乗って走行している間は振動等による誤カウント以外はほとんど歩数がカウントされないという問題がある。したがって、画面への表示結果のみではどれほどの運動量を行ったかを判断することができないという課題があった。

また、特許文献２に開示される携帯型消費カロリー計測装置では、加速度センサから取得した瞬間の振動データに基づいて装置を携帯する人の状態を判断するため、例えば携帯する人が歩いているのか立ち止まって足踏みしているのか等の判断が難しく、間違って判断される場合があった。よって、間違って判断された状態に応じた係数を採用して消費カロリーを計算してしまい、計算結果に誤差が生じる可能性があるという課題があった。

また、特許文献２において、携帯する人の状態の判断材料を振動データのみではなく、特許文献１に示される移動経路推定装置のようにＧＰＳ、ＰＨＳ等の機能を使用して取得した位置情報データも加えて判断するとしても、ＧＰＳ、ＰＨＳ等の機能では未だ細かい位置情報を取得することは困難であり、また坂道、階段の上り／下り等は判断できない、監視間隔が長くなるので正確な状態推測は難しい等の課題もあった。また、ＧＰＳ、ＰＨＳ等の機能を必要とするのでシステムが複雑になってしまうという課題もあった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＧＰＳ、ＰＨＳ等の機能を必要とせずに携帯する人の正確な運動量を測定できる運動量計算機能付き携帯機器を提供することを目的とする。

この発明に係る運動量計算機能付き携帯機器は、加速度を計測する加速度センサと、加速度センサにより計測された加速度データに基づいて、移動速度および移動距離を算出する移動距離計算部と、加速度センサにより計測された加速度データに基づいて振動データを算出し、この振動データ及び移動距離計算部の算出した移動速度に基づいて移動手段を推測する移動手段推測部と、算出した移動速度、移動距離及び前記移動手段に基づいて、運動量を算出する運動量計算部と、この運動量計算部の算出した運動量を表示する表示処理部とを備えるものである。

この発明によれば、運動量計算機能付き携帯機器が、加速度を計測する加速度センサと、加速度センサにより計測された加速度データに基づいて、移動速度および移動距離を算出する移動距離計算部と、加速度センサにより計測された加速度データに基づいて振動データを算出し、この振動データ及び移動距離計算部の算出した移動速度に基づいて移動手段を推測する移動手段推測部と、算出した移動速度、移動距離及び前記移動手段に基づいて、運動量を算出する運動量計算部と、この運動量計算部の算出した運動量を表示する表示処理部とを備えるように構成したので、ＧＰＳ、ＰＨＳ等の機能を必要とせずに携帯機器を携帯するのみで、携帯する人の移動に伴う運動量を正確に計算し、画面に表、グラフ等で表示することで容易に正確な運動量を提供することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器のブロック図である。図に示すように、運動量計算機能付き携帯機器は、三次元加速度センサ（加速度センサ）１、移動距離計算部２、移動手段推測部３、時計４、運動量計算部５、データ記憶部６、表示処理部７、携帯機器画面８を備える。

三次元加速度センサ１は、自身が実装された携帯機器の移動方向、移動速度、移動に伴う振動等の情報を得るために、ｘ，ｙ，ｚ方向の加速度を計測する。移動距離計算部２は、三次元加速度センサ１から取得する加速度データに基づいて移動速度を計算し、さらにその速度を積算して移動距離を算出する。移動手段推測部３は、三次元加速度センサ１からの加速度データに基づいて、移動に伴う振動データ、上り下りなどの三次元移動方向データを算出し、この振動データ及び移動距離計算部２が算出した移動速度と合わせて、携帯機器を持つ人の移動手段を推測する。

時計４は、移動距離計算部２が移動速度、移動距離を計算するため、または移動手段推測部３が携帯機器を持つ人の移動手段を推測するために必要な時間を提供する。運動量計算部５は、移動距離計算部２からの移動速度、移動距離、移動手段推測部３からの移動手段に基づいて運動量を計算する。データ記憶部６は、内蔵メモリ６ａ、外部メモリユニット６ｂを備え、移動距離計算部２が算出した移動速度、移動距離、移動手段推測部３が推測した移動手段、および運動量計算部５が算出した運動量データを、時計４からの時刻データ毎に記憶する。

表示処理部７は、データ記憶部６に保存されるデータを読み出し、表、グラフ等の表示データを生成する。携帯機器画面８は、表示処理部７が生成した表、グラフ等の表示データを表示する携帯機器の画面である。

次に、各構成要素の動作を詳細に説明する。
三次元加速度センサ１は、実装された携帯電話の動きとして加速度を、各々垂直のｘ，ｙ，ｚの三方向で検出するセンサであり、計測した加速度データを、随時、例えば０．５秒毎に移動距離計算部２、移動手段推測部３に送る。

移動距離計算部２は、三次元加速度センサ１から随時送られる加速度データを受け取ると、それに基づいて移動速度を算出する。さらに、算出した移動速度を積算して移動距離を算出する。

図２は、移動距離計算部２で算出された移動速度と測定開始からの経過時刻との関係の例を表すグラフである。移動距離計算部２は、三次元加速度センサ１から送られた加速度データに基づいて、移動速度ｓ（km/h）を算出する。移動速度を算出する時間間隔をΔｔ（秒）とすると、その間の移動距離ΔＬは、次式で表される。
Δｔ間の移動距離 ΔＬ＝ｓ×Δｔ／３６００

続いて、移動距離計算部２は、算出した移動距離ΔＬを測定開始から現在まで全て積算することで、測定開始地点からの移動距離Ｌを算出する。移動距離Ｌは次式で表される。
移動距離 Ｌ＝ΣΔＬ

このように積算することで、移動距離計算部２は、ほぼ正確に移動距離を算出できる。移動距離計算部２は、算出した移動速度、移動距離を、移動手段推測部３、運動量計算部５およびデータ記憶部６に送る。

移動手段推測部３は、携帯機器を携帯する人の移動手段に関する情報を予め保持する。例えば、徒歩、ランニング、自転車走行、電車乗車などの移動手段毎の移動速度、振動データを保持する。移動手段推測部３は、三次元加速度センサ１から加速度データを受け取ると、それに基づいて移動に伴う振動データを算出する。続いて、この振動データ及び移動距離計算部２が算出した移動速度を、予め保持した移動手段に関する情報と比較して、携帯機器を携帯する人の移動手段を推測する。

図３は、移動手段推測部３が算出した移動に伴う振動データと測定開始からの経過時刻との関係の例を表すグラフである。移動手段推測部３は、三次元加速度センサ１から送られた加速度データに基づいて、図３のような振動データを算出する。移動手段推測部３は、算出した振動データ、移動距離計算部２から送られる移動速度及びそれらの変化を、予め保持した徒歩、ランニング、自転車などの移動手段毎の振動データ、移動速度及びそれらの変化と照らし合わせて移動手段を推測する。図３の例では、ａ期間はランニング、ｂ期間は停止、ｃ期間は自転車走行であると推定したことを示す。移動手段推測部３は、推測した移動手段と、算出した振動データを、運動量計算部５及びデータ記憶部６に送る。

また、移動手段推測部３は、三次元加速度センサ１から加速度データに基づいて、振動データの他、上り下りなどの三次元移動方向データを算出するように構成しても良い。
この場合、移動手段推測部３は、算出した振動データ、三次元移動方向データ、及び移動距離計算部２が算出した移動速度を、予め保持した移動手段に関する情報と比較して、携帯機器を携帯する人の移動手段を推測する。

運動量計算部５は、移動手段、移動速度、上り下りなどの三次元移動方向データに応じて、運動量を算出するための係数を格納するデータベースを保持する。図４は、運動量計算部５が保持するデータベースの例を示す図である。運動量計算部５では、移動手段推測部３から入力した移動手段、上り下りなどの三次元移動方向データ、移動距離計算部２から入力した移動速度に対応する係数を前述したデータベースから読み出し、移動距離計算部２から入力した移動距離にその係数を掛けた値を運動量として算出する。算出した運動量は、データ記憶部６に送られる。

データ記憶部６では、移動距離計算部２から送られる移動速度、移動距離、移動手段推測部３から送られる移動手段、時計４から送られる時間情報、運動量計算部５から送られる運動量情報を、時計４からの時刻毎に内蔵メモリ６ａおよび外部メモリユニット６ｂに記憶する。図５は、データ記憶部６が記憶するデータの例を示す図である。図に示すように、データ記憶部６は、一定時間毎に、例えば日付、時刻、移動手段、移動速度、移動距離、運動量の各データを保持する。図５では測定開始時から０．５秒毎の各データを保持する。

表示処理部７は、データ記憶部６に記憶されるデータを読み出して、表、グラフ等の表示データを作成する。具体的には、データ記憶部６に保存される時刻毎の移動手段、移動速度、移動距離、運動量の各データを読み出し、各時刻における移動手段を確認して、連続して同一の移動手段であるデータを抜き出し、その時刻間の移動速度、移動距離、運動量を集計して表示データを作成する。ここでは、時刻「１１：３２：２５．０」〜「１２：１８：１３．０」の間は移動手段が「徒歩」であるので、この間の各項目を集計している。例えば、移動速度には平均値、移動距離および運動量には合計値を算出してもよい。

図６は、表示処理部７が作成した表示データを携帯機器画面８に表示させた例を示す図である。ここでは１２月１８日の運動量表示（２／８頁）を示す。表示処理部７が集計したように、１２月１８日の時刻１１：３２〜１２：１８において携帯機器を携帯した人の、移動手段は徒歩、移動速度は４．８３ｋｍ／ｈ、移動距離は３，７０８ｍ、運動量は３４ｋｃａｌであることが表示される。「戻る」ボタンで前項へ、「次へ」ボタンで次項へ、「メニュー」ボタンでメニューへ、画面が移行するようにしてもよい。

図７は、表示処理部７が運動量を棒グラフで表した表示データを作成して携帯機器画面８に表示させた例を示す図である。図に示すように、表示処理部７は、例えばデータ記憶部６に保存される時刻毎の運動量を日付毎に集計して棒グラフを作成し、月毎に表示するようにしてもよい。このように表示すると、利用者は各月の日付毎の運動量を一目で把握できるようになる。

以上のように、この実施の形態１によれば、三次元加速度センサ１が検出した加速度データに基づいて、移動速度、移動距離を算出し、移動手段を推測し、これらに基づいて運動量計算部５が運動量を算出し、さらに運動量に関する表等を携帯機器画面８に表示するようにしたので、従来のようにＧＰＳ、ＰＨＳ等の機能を必要とせず簡易な装置によって携帯機器を携帯する人の細かい動きを把握でき、運動量を算出することができる効果が得られる。

また、移動手段の推測は、移動速度、移動距離、振動データに基づいて行われるので、移動手段の推測を誤る可能性は少なく、ほぼ正確な運動量を算出することができる効果が得られる。

この発明の実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器のブロック図である。 同実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器の移動距離計算部で算出された移動速度と測定開始からの経過時刻との関係の例を表すグラフである。 同実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器の移動手段推測部が算出した振動データと測定開始からの経過時刻との関係の例を表すグラフである。 同実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器の運動量計算部が保持するデータベースの例を示す図である。 同実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器のデータ記憶部が記憶するデータの例を示す図である。 同実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器の表示処理部が作成した表示データを携帯機器画面に表示させた例を示す図である。 同実施の形態１による運動量計算機能付き携帯機器の表示処理部が作成した別の表示データを携帯機器画面に表示させた例を示す図である。

符号の説明

１ 三次元加速度センサ（加速度センサ）、２ 移動距離計算部、３ 移動手段推測部、４ 時計、５ 運動量計算部、６ データ記憶部、６ａ 内蔵メモリ、６ｂ 外部メモリユニット、７ 表示処理部、８ 携帯機器画面。

Claims (3)

1. 加速度を計測する加速度センサと、
   前記加速度センサにより計測された加速度データに基づいて、移動速度および移動距離を算出する移動距離計算部と、
   前記加速度センサにより計測された加速度データに基づいて振動データを算出し、この振動データ及び前記移動距離計算部の算出した移動速度に基づいて移動手段を推測する移動手段推測部と、
   前記算出した移動速度、移動距離及び前記移動手段に基づいて、運動量を算出する運動量計算部と、
   この運動量計算部の算出した運動量を表示する表示処理部とを備えたことを特徴とする運動量計算機能付き携帯機器。
2. 加速度センサは、三次元方向を計測し、
   移動手段推測部は、前記加速度センサにより計測された加速度データに基づいて三次元移動方向データを算出し、この三次元移動方向データ、振動データ及び移動距離計算部の算出した移動速度に基づいて移動手段を推測することを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
3. 移動速度、移動距離又は移動手段並びに運動量を対応付けて所定時間毎に記憶するデータ記憶部を備え、
   表示処理部は、所望の期間、前記データ記憶部に記憶された移動速度、移動距離又は移動手段並びに運動量を表示することを特徴とする請求項１記載の携帯機器。

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