JP2010216987A - Method and device for estimating stride - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歩幅推定方法及び歩幅推定装置に関する。 The present invention relates to a stride estimation method and a stride estimation apparatus.
歩幅推定装置として、加速度センサーを備え、この加速度センサーにより検出された加速度の時間変化分から、テーブルを参照して歩幅を推定するものが知られている(例えば特許文献1)。 2. Description of the Related Art As a stride estimation apparatus, an apparatus that includes an acceleration sensor and estimates a stride by referring to a table from a change in acceleration detected by the acceleration sensor is known (for example, Patent Document 1).
歩幅は、歩行距離を算出するために必要不可欠な情報であるため、可及的に正確に推定する必要がある。しかしながら、歩幅は、歩行者であるユーザーの体型によって人それぞれ異なるものであるし、また、ユーザーの歩行状況(例えば歩き方)によっても逐次変化するものである。そのため、これらの不確定要素の存在が、歩幅推定を行う上で大きな障壁となっていた。 Since the stride is indispensable information for calculating the walking distance, it is necessary to estimate it as accurately as possible. However, the stride varies from person to person depending on the shape of the user who is a pedestrian, and also changes sequentially depending on the user's walking situation (for example, how to walk). For this reason, the presence of these uncertainties has become a major barrier in estimating the stride.
本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、歩幅をより正確に推定するための新たな手法を提案することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to propose a new method for estimating the stride more accurately.
以上の課題を解決するための第1の形態は、ユーザーの加速度を検出することと、予め定められた加速度と歩幅との相関関係と、前記ユーザーの加速度とを用いて、前記ユーザーの歩幅を推定することと、を含む歩幅推定方法である。 The first mode for solving the above-described problem is to detect the user's acceleration, use the correlation between the predetermined acceleration and the stride, and the user's acceleration to calculate the user's stride. A stride estimation method including estimating.
また、他の形態として、加速度を検出する検出部と、予め定められた加速度と歩幅との相関関係と、前記検出された加速度とを用いて、歩幅を推定する推定部と、を備えた歩幅推定装置を構成してもよい。 Further, as another form, a stride provided with a detection unit that detects acceleration, a correlation between a predetermined acceleration and a stride, and an estimation unit that estimates a stride using the detected acceleration An estimation device may be configured.
この第1の形態等によれば、予め定められた加速度と歩幅との相関関係と、検出したユーザーの加速度とを用いて、ユーザーの歩幅を推定する。ユーザーの加速度と歩幅との相関関係を定めておき、当該相関関係に基づいて歩幅を推定することで、ユーザーの体型といった不確定要素に左右されずに、歩幅をより正確に推定することができるようになる。 According to the first aspect and the like, the user's stride is estimated using the correlation between the predetermined acceleration and the stride and the detected user acceleration. By determining the correlation between the user's acceleration and the stride and estimating the stride based on the correlation, the stride can be estimated more accurately without being influenced by uncertain factors such as the user's body shape. It becomes like this.
また、第2の形態として、第1の形態の歩幅推定方法であって、前記相関関係は、加速度の大きさ及び一歩の時間間隔を説明変数とし、歩幅を目的変数とする重回帰式によって表される関係であり、前記ユーザーの加速度に基づいて歩行タイミングを推定することと、前記歩行タイミングから一歩の時間間隔を算出することと、を更に含み、前記歩幅を推定することは、前記歩行タイミングにおける前記ユーザーの加速度と、前記算出された時間間隔とを用いて、前記重回帰式に従って歩幅を推定することを含む歩幅推定方法を構成してもよい。 Further, as a second form, the step estimation method according to the first form, wherein the correlation is expressed by a multiple regression equation in which the magnitude of acceleration and the time interval of one step are explanatory variables and the step is an objective variable. And estimating the walking timing based on the acceleration of the user and calculating a time interval of one step from the walking timing, and estimating the stride is the walking timing. A step estimation method including estimating a step according to the multiple regression equation using the acceleration of the user and the calculated time interval may be configured.
この第2の形態によれば、ユーザーの加速度に基づいて歩行タイミングを推定し、推定した歩行タイミングから一歩の時間間隔を算出する。そして、推定した歩行タイミングにおけるユーザーの加速度と算出された時間間隔とを用いて、加速度の大きさ及び一歩の時間間隔を説明変数とし、歩幅を目的変数とする重回帰式に従って歩幅を推定する。歩行タイミング毎に重回帰式に従って歩幅を算出するといった簡易な処理で済むため、従来の手法と比べて一歩の応答性がよく、また、計算量も削減される。 According to the second embodiment, the walking timing is estimated based on the acceleration of the user, and the time interval of one step is calculated from the estimated walking timing. Then, using the user's acceleration at the estimated walking timing and the calculated time interval, the step size is estimated according to a multiple regression equation with the magnitude of acceleration and the time interval of one step as explanatory variables and the step length as an objective variable. Since simple processing such as calculating the stride according to the multiple regression equation at each walking timing is sufficient, the responsiveness of one step is better than the conventional method, and the calculation amount is reduced.
また、第3の形態として、第2の形態の歩幅推定方法であって、前記歩行タイミングにおけるユーザーの加速度と一歩の時間間隔とをサンプリングデータとして蓄積記憶することと、前記蓄積記憶されたサンプリングデータを用いて重回帰分析処理を行って前記重回帰式を求めることと、を更に含む歩幅推定方法を構成してもよい。 Further, as a third mode, the step estimation method according to the second mode, wherein the user's acceleration at the walking timing and the time interval of one step are stored and stored as sampling data, and the stored and stored sampling data The step estimation method may further comprise: performing a multiple regression analysis process using to obtain the multiple regression equation.
この第3の形態によれば、歩行タイミングにおけるユーザーの加速度と一歩の時間間隔とをサンプリングデータとして蓄積記憶する。そして、蓄積記憶されたサンプリングデータを用いて重回帰分析処理を行って、歩幅を推定するための重回帰式を求める。各ユーザーそれぞれについて、当該ユーザーが実際に歩行することで得られる加速度及び一歩の時間間隔のサンプリングデータを用いて重回帰式を求めることで、ユーザー毎に最適な重回帰式を用いて歩幅を推定することが可能となる。 According to the third aspect, the acceleration of the user at the walking timing and the time interval of one step are accumulated and stored as sampling data. Then, a multiple regression analysis process is performed using the stored and stored sampling data to obtain a multiple regression equation for estimating the stride. For each user, the multiple regression equation is obtained using the acceleration obtained by the user actually walking and the sampling data of the time interval of one step, and the stride is estimated using the optimal multiple regression equation for each user. It becomes possible to do.
また、第4の形態として、第2又は第3の形態の歩幅推定方法であって、前記歩行タイミングを推定することは、前記加速度の時間変化が所定の高閾値条件を満たしたときのピーク値に対応する時刻を歩行タイミングと推定することを含む歩幅推定方法を構成してもよい。 Further, as a fourth aspect, in the step estimation method according to the second or third aspect, the estimation of the walking timing is a peak value when the time change of the acceleration satisfies a predetermined high threshold condition You may comprise the stride estimation method including estimating the time corresponding to to walk timing.
この第4の形態によれば、加速度の時間変化が所定の高閾値条件を満たしたときのピーク値に対応する時刻を歩行タイミングと推定する。歩行タイミングにおいては、合成加速度の大きさが一定以上となるようなピーク値が観測されるため、このピーク値に対応する時刻を特定することで、歩行タイミングを正確に検出することが可能となる。 According to this 4th form, the time corresponding to the peak value when the time change of acceleration satisfy | fills predetermined high threshold conditions is estimated as a walk timing. At the walking timing, a peak value is observed such that the magnitude of the resultant acceleration is greater than a certain value. Therefore, it is possible to accurately detect the walking timing by specifying the time corresponding to this peak value. .
また、第5の形態として、第1〜第4の何れかの形態の歩幅推定方法であって、歩行状況に応じた複数の相関関係が予め定められており、ユーザーの歩行状況を判定することを更に含み、前記歩幅を推定することは、前記ユーザーの歩行状況に対応する相関関係と、前記ユーザーの加速度とを用いて推定することを含む歩幅推定方法を構成してもよい。 Further, as a fifth form, the stride estimation method according to any one of the first to fourth forms, wherein a plurality of correlations according to the walking situation are predetermined, and the user's walking situation is determined. And estimating the stride may constitute a stride estimation method including estimating using a correlation corresponding to the walking situation of the user and the acceleration of the user.
この第5の形態によれば、ユーザーの歩行状況を判定する。そして、判定したユーザーの歩行状況に対応する相関関係と、ユーザーの加速度とを用いて、ユーザーの歩幅を推定する。歩行状況に応じた複数種類の相関関係を予め定めておき、ユーザーの歩行状況に対応する相関関係を選択して歩幅を推定することで、ユーザーの歩き方といった不確定要素に左右されずに、歩幅推定を一歩一歩高い精度で行うことが可能となる。 According to the fifth embodiment, the user's walking situation is determined. Then, the user's stride is estimated using the correlation corresponding to the determined walking situation of the user and the user's acceleration. Predetermining multiple types of correlation according to the walking situation, selecting the correlation corresponding to the user's walking situation and estimating the stride, without being influenced by uncertain factors such as how the user walks, It is possible to perform step length estimation with high accuracy step by step.
以下、図面を参照して、歩幅推定装置を備えた電子機器の一種である歩数計に本発明を適用した場合の実施形態について説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態が以下説明する実施形態に限定されるわけではない。 Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment in which the present invention is applied to a pedometer which is a kind of electronic apparatus provided with a stride estimation device will be described. However, embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the embodiments described below.
1.概略構成
図1は、本実施形態における歩数計1を歩行者であるユーザーが装着した様子及び歩数計1の概略構成を説明するための図である。歩数計1は、操作部20からの指示操作に従って、歩行者であるユーザーの歩行に合わせて歩数及び歩行距離を算出する歩数検出装置及び歩幅推定装置を具備した電子機器であり、図1に示すように例えばユーザーの右腰に装着されて使用される。
1. Schematic Configuration FIG. 1 is a diagram for explaining a state in which a pedestrian 1 wears a pedometer 1 in the present embodiment and a schematic configuration of the pedometer 1. The pedometer 1 is an electronic device including a step number detection device and a step length estimation device that calculate the number of steps and the walking distance in accordance with the walking of a user who is a pedestrian according to an instruction operation from the
歩数計1は、加速度センサー40を具備しており、加速度センサー40の検出結果に基づいてユーザーの歩数を検出する。また、歩数計1は、初期設定として予め求めておいた歩幅推定用の算出式に従って歩幅を推定し、推定した歩幅を累積加算することでユーザーの歩行距離を算出する。そして、検出・算出した歩数及び歩行距離を、表示部30に表示させる。
The pedometer 1 includes an
加速度センサー40は、直交3軸の加速度を検出するセンサーであり、歪みゲージ式や圧電式の何れであってもよく、またMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)センサーであってもよい。本実施形態では、加速度センサー40の検出軸を、図1に示すような向きで歩数計1が装着された状態で、ユーザーから見て前後方向を「X軸」、鉛直方向を「Y軸」、左右方向を「Z軸」として説明する。
The
尚、説明を分かり易くするために、加速度センサー40の検出軸の軸方向を、X軸,Y軸,Z軸の軸方向と同じとして説明するが、実際には異なっていてもよい。加速度センサー40の検出軸と、X軸,Y軸,Z軸の軸方向とは相対的な関係でユーザーに固定されて使用されるため、行列計算によって、加速度センサー40の検出結果から、X,Y,Zそれぞれの値を算出することができる。
In order to make the explanation easy to understand, the axial direction of the detection axis of the
2.原理
歩数計1は、ユーザーにより初めて使用される状態(初期状態)において、ユーザーにテスト歩行をするように指示し、加速度センサー40により検出された3軸の加速度を合成することで得られる合成加速度の大きさのデータを収集する。合成加速度の大きさは、加速度センサー40のX軸、Y軸及びZ軸の出力値の二乗和の平方根として算出される。合成加速度を使用することにしたのは、X軸、Y軸及びZ軸のそれぞれの出力値を個別に用いて歩数を検出しようとすると、加速度センサー40の傾きによって出力値が変化してしまい、歩数検出を正しく行うことができないためである。
2. Principle The pedometer 1 is a composite acceleration obtained by instructing the user to perform a test walk in a state (initial state) used for the first time by the user and synthesizing the three-axis acceleration detected by the
歩数計1は、合成加速度の大きさの時間変化に基づいて歩行タイミングを判定する。歩行タイミングは、合成加速度のピーク値(極大値)のうち、所定の閾値加速度を超えているものが取得されたタイミングとして検出する。また、歩数計1は、歩行タイミング間の時刻差を算出することで、各歩行タイミングにおける一歩の時間間隔を取得する。そして、合成加速度のピーク値と一歩の時間間隔とを対応付けて、サンプリングデータとして蓄積記憶する。 The pedometer 1 determines the walking timing based on the temporal change in the magnitude of the combined acceleration. The walking timing is detected as the timing at which the peak value (maximum value) of the combined acceleration exceeds a predetermined threshold acceleration. In addition, the pedometer 1 acquires a time interval of one step at each walking timing by calculating a time difference between the walking timings. Then, the peak value of the combined acceleration and the time interval of one step are associated and stored as sampling data.
十分な数のサンプリングデータを取得することができたら、歩数計1は、重回帰分析処理を行って、ユーザーの歩幅を算出・推定するための重回帰式(以下、「歩幅推定用重回帰式」と称す。)を求める。重回帰分析処理では、合成加速度のピーク値と一歩の時間間隔とを独立変数(説明変数)、歩幅である一歩の距離を従属変数(目的変数)として、公知の重回帰分析の手法を用いて歩幅推定用重回帰式を求める。歩幅推定用重回帰式は、加速度と歩幅との相関関係を表す式の一種である。 If a sufficient number of sampling data can be acquired, the pedometer 1 performs a multiple regression analysis process to calculate / estimate the user's stride (hereinafter referred to as “multiple regression formula for stride estimation”). "). In the multiple regression analysis process, the peak value of the combined acceleration and the time interval of one step are used as independent variables (explanatory variables), and the distance of one step, which is the step length, is used as a dependent variable (target variable). Obtain the multiple regression equation for stride estimation. The multiple regression equation for stride estimation is a kind of a formula representing the correlation between acceleration and stride.
重回帰分析は、多変量解析の一種であり、回帰分析の独立変数が複数になったものである。本実施形態では、次式(1)で表される歩幅推定用重回帰式を求める。
y=a0+a1x1+a2x2 ・・・(1)
但し、「y」は従属変数である歩幅(一歩の距離)であり、「x1」は独立変数である一歩の時間間隔、「x2」は独立変数である合成加速度のピーク値である。
The multiple regression analysis is a kind of multivariate analysis, in which multiple independent variables are used for regression analysis. In the present embodiment, a multiple regression equation for stride estimation represented by the following equation (1) is obtained.
y = a 0 + a 1 x 1 + a 2 x 2 (1)
However, “y” is a step length (distance of one step) as a dependent variable, “x 1 ” is a time interval of one step as an independent variable, and “x 2 ” is a peak value of a composite acceleration as an independent variable.
より具体的には、サンプリングデータである一歩の時間間隔及び合成加速度のピーク値を用いて、最小二乗法に従って式(1)に含まれる定数項「a0」と、独立変数「x1」及び「x2」の重み「a1」及び「a2」とをそれぞれ決定することになる。これにより、例えば次式(2)に示すような重回帰式を求めることができる。
y=−0.1553+0.0062x1+0.0526x2 ・・・(2)
More specifically, the constant term “a 0 ” and the independent variable “x 1 ” included in the equation (1) according to the least square method using the time interval of one step that is sampling data and the peak value of the resultant acceleration, and The weights “a 1 ” and “a 2 ” of “x 2 ” are respectively determined. Thereby, for example, a multiple regression equation as shown in the following equation (2) can be obtained.
y = −0.1553 + 0.0062x 1 + 0.0526x 2 (2)
歩幅推定用重回帰式を求めることができたら、この歩幅推定用重回帰式を記憶し、以後の歩行検出の処理において、ユーザーの歩幅を推定するために使用する。具体的には、上述したサンプリングデータの取得と同様に、合成加速度のピーク値を検出することで歩行タイミングを検出し、歩数をカウントするとともに、各歩行タイミングの時間間隔である一歩の時間間隔を算出する。 If the multiple regression equation for estimating the stride can be obtained, this multiple regression equation for estimating the stride is stored and used for estimating the user's stride in the subsequent walking detection process. Specifically, similarly to the acquisition of the sampling data described above, the walking timing is detected by detecting the peak value of the composite acceleration, the number of steps is counted, and the time interval of one step that is the time interval of each walking timing is determined. calculate.
そして、算出した合成加速度のピーク値と一歩の時間間隔とを歩幅推定用重回帰式に代入することで、歩幅「y」を算出・推定する。そして、推定された歩幅を最新の歩行距離に加算することで歩行距離を更新し、歩数と併せて表示部30に表示させる。
Then, the step “y” is calculated and estimated by substituting the calculated peak value of the combined acceleration and the time interval of one step into the multiple regression equation for step estimation. Then, the walking distance is updated by adding the estimated stride to the latest walking distance, and is displayed on the
3.機能構成
図2は、歩数計1の機能構成を示すブロック図である。歩数計1は、CPU(Central Processing Unit)10と、操作部20と、表示部30と、加速度センサー40と、ROM(Read Only Memory)50と、フラッシュROM60と、RAM(Random Access Memory)70とを備え、各部がバス80で接続されている。
3. Functional Configuration FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the pedometer 1. The pedometer 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 10, an
CPU10は、ROM50やフラッシュROM60に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムや各種データに従って歩数計1の各部を統括的に制御するプロセッサーである。CPU10は、メイン処理を行ってユーザーの歩数及び歩行距離を計測し、表示部30に表示させる処理を行う。
The
操作部20は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたキーやボタンの信号をCPU10に出力する。この操作部20の操作により、歩数及び歩行距離の検出開始指示操作や、歩数及び歩行距離のリセット指示操作、電源切断指示操作等の各種指示操作入力がなされる。
The
表示部30は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成され、CPU10から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部30には、歩数や歩行距離等の情報が表示される。
The
加速度センサー40は、歩数計1の3軸の加速度を検出するセンサーであり、その検出結果をCPU10に出力する。
The
ROM50は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、CPU10が歩数計1を制御するためのシステムプログラムや、歩数検出機能及び歩幅推定機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。
The
フラッシュROM60は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ROM50と同様、CPU10が歩数計1を制御するために必要な各種プログラムや各種データ等を記憶している。
The
RAM70は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、CPU10により実行されるシステムプログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
The
4.データ構成
図3は、ROM50に格納されたデータの一例を示す図である。ROM50には、CPU10により読み出され、メイン処理(図9参照)として実行されるメインプログラム501が記憶されている。また、メインプログラム501には、重回帰分析処理(図10参照)として実行される重回帰分析プログラム5011がサブルーチンとして含まれている。
4). Data Configuration FIG. 3 is a diagram illustrating an example of data stored in the
メイン処理とは、CPU10が、加速度センサー40の検出結果から算出される合成加速度の大きさの時間変化に基づいて歩数を検出するとともに、重回帰分析処理を行うことで得られた歩幅推定用重回帰式に従って歩幅を推定して歩行距離を算出し、歩数及び歩行距離を表示部30に表示させる処理である。
The main process is a step estimation weight obtained by the
また、重回帰分析処理とは、CPU10が、ユーザーにテスト歩行をさせることで取得したサンプリングデータを用いて公知の重回帰分析を行うことで、歩幅推定用重回帰式を求める処理である。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
The multiple regression analysis process is a process in which the
図4は、フラッシュROM60に格納されるデータの一例を示す図である。フラッシュROM60には、サンプリングデータ601と、歩幅推定用重回帰式データ603とが記憶される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of data stored in the
図6は、サンプリングデータ601のデータ構成の一例を示す図である。サンプリングデータ601には、ユーザーにテスト歩行をさせることで得られた合成加速度のピーク値6011と一歩の時間間隔6013とが対応付けて蓄積記憶される。例えば、最新の合成加速度のピーク値は「A5」であり、一歩の時間間隔は「Δt1」である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the data configuration of the
歩幅推定用重回帰式データ603は、サンプリングデータ601を用いて重回帰分析処理を行うことで得られた歩幅推定用重回帰式のデータである。
Multiple
図5は、RAM70に格納されるデータの一例を示す図である。RAM70には、センサーデータ701と、合成加速度データ702と、歩幅推定用データ703と、歩幅データ704と、歩数データ705と、歩行距離データ706とが記憶される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of data stored in the
図7は、センサーデータ701のデータ構成の一例を示す図である。センサーデータ701には、検出時刻7011(例えばミリ秒)と対応付けて、加速度センサー40により検出された3軸の加速度7013が記憶される。例えば、検出時刻「t1」において検出された加速度は「(Ax1,Ay1,Az1)」である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the data configuration of the
図8は、合成加速度データ702のデータ構成の一例を示す図である。合成加速度データ702には、加速度センサー40の検出時刻7021と対応付けて、3軸の加速度を合成した大きさである合成加速度7023が記憶される。例えば、検出時刻「t1」における合成加速度は「A1」である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the combined
歩幅推定用データ703は、歩幅を推定するために使用されるデータであり、図6のサンプリングデータ601と同様、ユーザーが歩行することで得られた合成加速度のピーク値と一歩の時間間隔とが対応付けて記憶される。
The
歩幅データ704は、歩幅推定用重回帰式データ603と、歩幅推定用データ703とを用いて算出される最新の歩幅のデータである。
The
歩数データ705は、所定の閾値加速度を超えている合成加速度のピーク値を検出する毎に逐次カウントされる歩数のデータである。
The
歩行距離データ706は、最新の歩行距離についてのデータであり、歩幅推定用重回帰式に従って逐次推定される歩幅を累積加算することで取得されるデータである。
The
5.処理の流れ
図9は、ROM50に記憶されているメインプログラム501がCPU10により読み出されて実行されることで、歩数計1において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。メイン処理は、CPU10が、操作部20を介してユーザーにより電源投入指示操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理である。
5). Process Flow FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the main process executed in the pedometer 1 when the
先ず、CPU10は、歩数計1の状態を判定する(ステップA1)。そして、歩数計1の状態が初期状態であると判定した場合は(ステップA1;初期状態)、ROM50に記憶されている重回帰分析プログラム5011を読み出して実行することで、重回帰分析処理を行う(ステップA3)。
First, the
図10は、重回帰分析処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU10は、テスト歩行の指示を出力する(ステップB1)。具体的には、例えばユーザーにテスト歩行を指示するためのメッセージを表示部30に表示させる。尚、歩数計1に音出力部を設けておき、ユーザーにテスト歩行を指示するための音声ガイダンスを音出力部から出力させることにしてもよい。
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the multiple regression analysis process.
First, the
次いで、CPU10は、加速度センサー40から検出結果を取り込んで、RAM70のセンサーデータ701への記憶を開始する(ステップB3)。そして、CPU10は、センサーデータ701に記憶されている最新の3軸の加速度7011から加速度の大きさである合成加速度7023を算出し、RAM70の合成加速度データ702に記憶させる(ステップB5)。
Next, the
その後、CPU10は、所定の閾値加速度を超えている合成加速度のピーク値を検出するとともに(ステップB7)、検出した合成加速度のピーク値に対応付けられている検出時刻に基づいて、一歩の時間間隔を算出する(ステップB9)。そして、CPU10は、合成加速度のピーク値6011及び一歩の時間間隔6013のデータを、フラッシュROM60にサンプリングデータ601として蓄積記憶させる(ステップB11)。
Thereafter, the
次いで、CPU10は、サンプリングデータ601として十分な数のデータが蓄積記憶されたか否かを判定し(ステップB13)、まだ十分な数のデータが蓄積記憶されていないと判定した場合は(ステップB13;No)、ステップB5に戻る。
Next, the
また、十分な数のデータが蓄積記憶されたと判定した場合は(ステップB13;Yes)、CPU10は、歩幅を目的変数、蓄積記憶された合成加速度のピーク値6011及び一歩の時間間隔6013を説明変数として重回帰分析を行って、歩幅推定用重回帰式を求める(ステップB15)。そして、CPU10は、求めた歩幅推定用重回帰式をフラッシュROM60に歩幅推定用重回帰式データ603として記憶させた後(ステップB17)、重回帰分析処理を終了する。
If it is determined that a sufficient number of data has been accumulated and stored (step B13; Yes), the
図9のメイン処理に戻って、重回帰分析処理を行った後、CPU10は、続けて歩行検出を開始するか否かを判定し(ステップA5)、歩行検出を開始しないと判定した場合は(ステップA5;No)、メイン処理を終了する。また、続けて歩行検出を開始すると判定した場合は(ステップA5;Yes)、ステップA9へと処理を移行する。
After returning to the main process of FIG. 9 and performing the multiple regression analysis process, the
一方、ステップA1において歩数計1の状態が「検出可能状態」であると判定した場合は(ステップA1:検出可能状態)、CPU10は、加速度センサー40から検出結果を取り込んで、RAM70のセンサーデータ701への記憶を開始する(ステップA7)。そして、CPU10は、センサーデータ701に記憶されている最新の3軸の加速度7011から加速度の大きさである合成加速度7023を算出し、RAM70の合成加速度データ702に記憶させる(ステップA9)。
On the other hand, when it is determined in step A1 that the state of the pedometer 1 is “detectable state” (step A1: detectable state), the
その後、CPU10は、所定の閾値加速度を超えている合成加速度のピーク値を検出するとともに(ステップA11)、検出した合成加速度のピーク値に対応付けられている検出時刻に基づいて、一歩の時間間隔を算出する(ステップA13)。そして、CPU10は、合成加速度のピーク値及び一歩の時間間隔のデータを対応付けて、RAM70の歩幅推定用データ703に蓄積記憶させる(ステップA15)。
Thereafter, the
次いで、CPU10は、歩幅推定用データ703に記憶されている最新の合成加速度のピーク値及び一歩の時間間隔を用いて、フラッシュROM60の歩幅推定用重回帰式データ603に記憶されている歩幅推定用重回帰式に従って歩幅を算出・推定し、RAM70の歩幅データ704に記憶させる(ステップA17)。
Next, the
その後、CPU10は、RAM70の歩数データ705に記憶されている歩数を更新する(ステップA19)。また、ステップA17で算出した歩幅を、RAM70の歩行距離データ706に記憶されている最新の歩行距離に加算することで歩行距離を新たに算出し、RAM70の歩行距離データ706を更新する(ステップA21)。
Thereafter, the
そして、CPU10は、表示部30の歩数及び歩行距離の表示を更新する(ステップA23)。その後、CPU10は、操作部20を介してユーザーによりリセット指示操作がなされたか否かを判定し(ステップA25)、なされなかったと判定した場合は(ステップA25;No)、ステップA29へと処理を移行する。
Then, the
また、リセット指示操作がなされたと判定した場合は(ステップA25;Yes)、CPU10は、RAM70の歩数データ705及び歩行距離データ706にそれぞれ記憶されている歩数及び歩行距離をリセットする(ステップA27)。
When it is determined that a reset instruction operation has been performed (step A25; Yes), the
そして、CPU10は、操作部20を介してユーザーにより電源切断指示操作がなされたか否かを判定し(ステップA29)、なされなかったと判定した場合は(ステップA29;No)、ステップA9に戻る。また、電源切断指示操作がなされたと判定した場合は(ステップA29;Yes)、メイン処理を終了する。
Then, the
6.作用効果
歩数計1は歩幅推定装置としても機能し、予め定められた加速度と歩幅との相関関係と、加速度センサー40の検出結果から算出される合成加速度の大きさとを用いて、ユーザーの歩幅を推定する。より具体的には、所定の閾値加速度を超えている合成加速度のピーク値を検出することによって歩行タイミングを推定し、この推定した歩行タイミングから一歩の時間間隔を算出する。そして、得られた合成加速度のピーク値と一歩の時間間隔とを用いて、合成加速度及び一歩の時間間隔を説明変数とし、歩幅を目的変数とする重回帰式に従って歩幅を推定する。
6). Action Effect The pedometer 1 also functions as a stride estimation device, and uses the correlation between a predetermined acceleration and stride and the magnitude of the composite acceleration calculated from the detection result of the
また、歩数計1は、初期状態においてユーザーにテスト歩行を行わせ、このテスト歩行により得られた合成加速度及び一歩の時間間隔のデータをサンプリングデータとして蓄積記憶する。そして、これらのサンプリングデータを用いて重回帰分析を行って歩幅推定用の重回帰式を求め、求めた重回帰式に従って歩幅を推定する。 Also, the pedometer 1 causes the user to perform a test walk in the initial state, and accumulates and stores the combined acceleration obtained by the test walk and the data of the time interval of one step as sampling data. Then, a multiple regression analysis is performed using these sampling data to obtain a multiple regression equation for estimating the stride, and the stride is estimated according to the obtained multiple regression equation.
ユーザーに実際に歩行をさせることで得られるサンプリングデータを用いて歩幅推定用重回帰式を求めることにしているため、ユーザーの体型といった不確定要素に左右されずに、ユーザー毎に適切な重回帰式を用いて歩幅をより正確に推定することができる。この場合、歩幅が適切に推定されることで、歩行距離算出の正確性が向上する。また、歩行タイミング毎に歩幅推定用重回帰式に従って歩幅を算出するといった簡易な処理で済むため、従来の手法と比べて一歩の応答性が良く、また、計算量も削減される。 Since multiple regression equations for estimating the stride are obtained using sampling data obtained by actually walking the user, appropriate multiple regression can be performed for each user regardless of uncertain factors such as the user's body shape. The stride can be estimated more accurately using the formula. In this case, the accuracy of the walking distance calculation is improved by appropriately estimating the stride. Further, since simple processing such as calculating the stride according to the multiple regression equation for estimating the stride for each walking timing is sufficient, the one-step response is better than the conventional method, and the calculation amount is reduced.
7.変形例
7−1.電子機器
本発明は、歩数計の他にも、歩幅推定装置を備えた電子機器であれば何れの電子機器にも適用可能である。例えば、腕時計等についても同様に適用可能である。
7). Modification 7-1. Electronic Device The present invention is applicable to any electronic device other than a pedometer as long as it is an electronic device including a stride estimation device. For example, the present invention can be similarly applied to a wristwatch or the like.
7−2.歩行状況に応じた歩幅推定
歩行状況に応じた複数種類の歩幅推定用重回帰式を予め求めておき、ユーザーの歩行時の歩行状況に対応する歩幅推定用重回帰式を選択して歩幅推定に使用することにしてもよい。
7-2. Step length estimation according to walking situation Multiple types of multiple regression equations for step estimation according to walking situation are obtained in advance, and multiple regression equations for step estimation corresponding to the walking situation of the user's walking are selected for step estimation. You may decide to use it.
図11は、この場合に歩数計1が備えるROM52のデータ構成の一例を示す図である。ROM52には、第2のメイン処理(図13参照)として実行される第2のメインプログラム521が記憶されている。また、第2のメインプログラムには、遅歩き用重回帰分析処理として実行される遅歩き用重回帰分析プログラム5211と、普通歩き用重回帰分析処理として実行される普通歩き用重回帰分析プログラム5213と、早歩き用重回帰分析処理として実行される早歩き用重回帰分析プログラム5215とがサブルーチンとして含まれている。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the data configuration of the
図12は、この場合に歩数計1が備えるフラッシュROM62のデータ構成の一例を示す図である。フラッシュROM62には、重回帰分析用データ601と、歩幅推定用重回帰式データ623とが記憶される。また、歩幅推定用重回帰式データ623には、遅歩き用重回帰式6231と、普通歩き用重回帰式6233と、早歩き用重回帰式6235とが含まれている。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the data configuration of the
図13は、ROM52に記憶されている第2のメインプログラム521がCPU10により読み出されて実行されることで、歩数計1において実行される第2のメイン処理の流れを示すフローチャートである。尚、図9のメイン処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、メイン処理とは異なる部分を中心に説明する。
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the second main process executed in the pedometer 1 when the second
第2のメイン処理では、CPU10は、ステップA1において歩数計1の状態が「初期状態」であると判定した場合は(ステップA1;初期状態)、ROM52に記憶されている第2のメインプログラム521のサブルーチンを読み出して実行することで、遅歩き用重回帰分析処理と、普通歩き用重回帰分析処理と、早歩き用重回帰分析処理とを行う(ステップC2〜C4)。
In the second main process, when the
これらの処理では、CPU10は、図10の重回帰分析処理と同様に、ユーザーにテスト歩行を指示し、テスト歩行で得られたサンプリングデータを用いて、歩幅推定用重回帰式を求める。この際、遅歩き用重回帰分析処理では、ユーザーにゆっくり歩行するように指示し、普通歩き用重回帰分析処理では、ユーザーに普通に歩行するように指示し、早歩き用重回帰分析処理では、ユーザーに早歩きをするように指示する。これにより、遅歩き用重回帰式6231と、普通歩き用重回帰式6233と、早歩き用重回帰式6235との異なる3種類の歩幅推定用重回帰式を取得し、フラッシュROM62に歩幅推定用重回帰式データ623として記憶させる。
In these processes, as in the multiple regression analysis process of FIG. 10, the
そして、CPU10は、ステップA15の後、ステップA13で得られた一歩の時間間隔に基づいてユーザーの歩行状況を判定する(ステップC16)。例えば、一歩の時間間隔が予め定められた遅歩き判定用閾値より長ければ、歩行状況は「遅歩き」であると判定し、一歩の時間間隔が予め定められた早歩き判定用閾値より短ければ、歩行状況は「早歩き」であると判定することができる。また、何れにも該当しない場合は、歩行状況は「普通歩き」であると判定する。尚、合成加速度の大きさも併せて用いて歩行状況を判定することにしてもよい。
Then, after step A15, the
その後、CPU10は、ステップC16で判定した歩行状況に対応する歩幅推定用重回帰式を、フラッシュROM62の歩幅推定用重回帰式データ623から読み出す(ステップC17)。そして、CPU10は、読み出した歩幅推定用重回帰式に従って、合成加速度のピーク値及び一歩の時間間隔を用いて歩幅を算出・推定し、RAM70の歩幅データ704に記憶させる(ステップC18)。そして、CPU10は、ステップA19へと処理を移行する。
Thereafter, the
このように、複数種類の歩幅推定用重回帰式を予め求めておき、ユーザーのその時の歩行状況に対応する歩幅推定用重回帰式を選択して歩幅を推定するようにすることで、ユーザーの歩き方といった不確定な要素に左右されずに、歩幅推定を一歩一歩高い精度で行うことが可能となる。また、歩幅推定の精度が高まることで、歩行距離算出の正確性が一層向上する。 In this way, multiple types of multiple regression equations for estimating the stride are obtained in advance, and by selecting the multiple regression equations for estimating the stride corresponding to the user's current walking situation and estimating the stride, the user's Regardless of uncertain factors such as how to walk, step length estimation can be performed step by step with high accuracy. Further, the accuracy of the walking distance calculation is further improved, and the accuracy of the walking distance calculation is further improved.
7−3.相関関係
上述した実施形態では、加速度と歩幅との相関関係として、重回帰分析を行うことで得られる重回帰式によって表される関係を例に挙げて説明したが、相関関係はこれに限られるわけではない。加速度を入力値として与えることで歩幅が出力値として求められるような関係であればよく、例えば、重回帰分析以外の他の多変量解析の手法を用いて相関関係を求めることにしてもよい。
7-3. Correlation In the embodiment described above, the relationship represented by the multiple regression equation obtained by performing multiple regression analysis is described as an example of the correlation between acceleration and stride, but the correlation is limited to this. Do not mean. It is sufficient that the stride is obtained as an output value by giving the acceleration as an input value. For example, the correlation may be obtained by using a multivariate analysis method other than the multiple regression analysis.
また、重回帰分析を用いる場合であっても、説明変数を適宜追加・変更することで、ユーザーの種々の状態を考慮した歩幅推定を実現することができる。例えば、各歩行タイミングにおけるユーザーの心拍数を説明変数に加えて重回帰分析を行うことで、ユーザーの体調を考慮した歩幅推定を実現することが可能となる。 Even when multiple regression analysis is used, stride estimation considering various states of the user can be realized by appropriately adding / changing explanatory variables. For example, by performing a multiple regression analysis by adding the user's heart rate at each walking timing to an explanatory variable, it is possible to realize stride estimation in consideration of the user's physical condition.
7−4.合成加速度の平滑化処理
上述した実施形態では、合成加速度の“生”の値を用いてピーク値を検出するものとして説明したが、合成加速度に対して所定の平滑化処理を行い、平滑化された合成加速度の大きさを用いてピーク値を検出することにしてもよい。
7-4. In the embodiment described above, the peak value is detected using the “raw” value of the synthesized acceleration. However, the synthesized acceleration is smoothed by performing a predetermined smoothing process. The peak value may be detected using the magnitude of the combined acceleration.
1 歩数計、 10 CPU、 20 操作部、 30 表示部、
40 加速度センサー、 50 ROM、 60 フラッシュROM、
70 RAM、 80 バス
1 pedometer, 10 CPU, 20 operation unit, 30 display unit,
40 acceleration sensor, 50 ROM, 60 flash ROM,
70 RAM, 80 buses
Claims (6)
予め定められた加速度と歩幅との相関関係と、前記ユーザーの加速度とを用いて、前記ユーザーの歩幅を推定することと、
を含む歩幅推定方法。 Detecting user acceleration,
Estimating the user's stride using a predetermined correlation between acceleration and stride and the user's acceleration;
A stride estimation method including
前記ユーザーの加速度に基づいて歩行タイミングを推定することと、
前記歩行タイミングから一歩の時間間隔を算出することと、
を更に含み、
前記歩幅を推定することは、前記歩行タイミングにおける前記ユーザーの加速度と、前記算出された時間間隔とを用いて、前記重回帰式に従って歩幅を推定することを含む、
請求項1に記載の歩幅推定方法。 The correlation is a relationship represented by a multiple regression equation with the magnitude of acceleration and the time interval of one step as explanatory variables and the step length as an objective variable,
Estimating walking timing based on the acceleration of the user;
Calculating a time interval of one step from the walking timing;
Further including
Estimating the stride includes estimating the stride according to the multiple regression equation using the acceleration of the user at the walking timing and the calculated time interval.
The stride estimation method according to claim 1.
前記蓄積記憶されたサンプリングデータを用いて重回帰分析処理を行って前記重回帰式を求めることと、
を更に含む請求項2に記載の歩幅推定方法。 Accumulating and storing the user's acceleration at the walking timing and the time interval of one step as sampling data;
Performing multiple regression analysis using the accumulated stored sampling data to obtain the multiple regression equation;
The stride estimation method according to claim 2, further comprising:
請求項2又は3に記載の歩幅推定方法。 Estimating the walking timing includes estimating a time corresponding to a peak value when the time change of the acceleration satisfies a predetermined high threshold condition as a walking timing,
The stride estimation method according to claim 2 or 3.
ユーザーの歩行状況を判定することを更に含み、
前記歩幅を推定することは、前記ユーザーの歩行状況に対応する相関関係と、前記ユーザーの加速度とを用いて推定することを含む、
請求項1〜4の何れか一項に記載の歩幅推定方法。 Multiple correlations according to the walking situation are predetermined,
Further comprising determining a user's walking situation;
Estimating the stride includes estimating using a correlation corresponding to the user's walking situation and the acceleration of the user.
The stride estimation method according to any one of claims 1 to 4.
予め定められた加速度と歩幅との相関関係と、前記検出された加速度とを用いて、歩幅を推定する推定部と、
を備えた歩幅推定装置。 A detection unit for detecting acceleration;
An estimation unit for estimating a stride using a correlation between a predetermined acceleration and a stride and the detected acceleration;
A stride estimation apparatus.
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JP2013022090A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Tohoku Univ | Energy consumption amount presentation device and energy consumption amount estimation method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006118909A (en) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Walking meter |
JP2007093433A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Hitachi Ltd | Detector for motion of pedestrian |
JP2007163297A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Hitachi Ltd | Positioning terminal |
WO2009007498A1 (en) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Vti Technologies Oy | Method and device for measuring the progress of a moving person |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006118909A (en) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Walking meter |
JP2007093433A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Hitachi Ltd | Detector for motion of pedestrian |
JP2007163297A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Hitachi Ltd | Positioning terminal |
WO2009007498A1 (en) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Vti Technologies Oy | Method and device for measuring the progress of a moving person |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013022090A (en) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Tohoku Univ | Energy consumption amount presentation device and energy consumption amount estimation method |
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