JP2013190377A - State detection device, electronic apparatus, measurement system and program - Google Patents

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Masamichi Izumida
正道 泉田
Masaki Gomi
正揮 五味
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a state detection device that performs acceleration measurement and can estimate a moving speed while suppressing a calculation amount, and further to provide an electronic apparatus, a measurement system, a program or the like.SOLUTION: A state detection device 100 includes: an acquisition section 110 for acquiring detected acceleration from an acceleration sensor 200; an integration processing section 120 that performs integration processing for integrating values obtained from at least one coordinate axis component of the detected acceleration for a given period of time and obtains an integrated acceleration value I; and a speed index value arithmetic section 130 for obtaining a speed index value r used for estimating a speed in accordance with a relational expression of r=aI+bI+c, where coefficients (a) and (b) and constant (c) are given real numbers.

Description

本発明は、状態検出装置、電子機器、測定システム及びプログラム等に関係する。     The present invention relates to a state detection device, an electronic device, a measurement system, a program, and the like.

歩行や走行状況を計測し、そこから移動距離や移動速度を算出しようとする装置では、大きく分類すると二つのアプローチがとられてきている。   Devices that measure walking and running conditions and calculate movement distances and movement speeds from them are roughly divided into two approaches.

まず、第1のアプローチとして、ユーザーが歩行しているか走行しているかという情報とは別に、距離情報もしくは速度情報を外部から取得して、歩行走行状況の測定を補正する方法がある。第1のアプローチの代表的な具体例としては、GPS(Global Positioning System)などの測位システムを利用する方法や、ICタグ(RFID:Radio Frequency IDentification)を使う方法などが挙げられる。   First, as a first approach, there is a method in which distance information or speed information is acquired from the outside, separately from information on whether the user is walking or running, and the measurement of the walking and running situation is corrected. Typical examples of the first approach include a method using a positioning system such as GPS (Global Positioning System), a method using an IC tag (RFID: Radio Frequency IDentification), and the like.

一方、第2のアプローチとして、加速度などの歩行や走行に伴う物理情報をより詳細に得て、歩幅を補正するか、歩幅に関わらず速度や距離を推定しようとする方法がある。第2のアプローチには、多様な方法があるが、第2のアプローチはさらに以下のAのアプローチとBのアプローチの2つに分類することができる。   On the other hand, as a second approach, there is a method in which physical information associated with walking or running such as acceleration is obtained in more detail and the stride is corrected or the speed or distance is estimated regardless of the stride. Although there are various methods in the second approach, the second approach can be further classified into the following two approaches: A approach and B approach.

まず、Aのアプローチについて説明する。人間の歩行もしくは走行は、理想的には、等速運動として第1近似できる。実際には、ステップごとに速度の変動サイクルがあるため、加速度は皆無ではないが、重心移動という観点からすれば、その加速度の変化は大きくない。ところが、足について考えれば分かる通り、走行中も足は、重心の前に振り出され、地面に設置し、さらに後方に蹴り出されるという運動を繰り返す。このように足については、重心と大きく異なる加速度運動をサイクリックに繰り返しているため、足の運動を測定することにより、歩幅等を測定することが可能である。なお、手についても足ほどではないが、腕フリ運動があるため、サイクリックな加速度運動が存在する。そのため、Aのアプローチでは、手足に取り付けた計測装置により、正確に歩幅等を推定し、速度や距離の測定精度を向上させる。   First, the approach A will be described. Ideally, human walking or running can be approximated as a uniform motion. Actually, since there is a speed fluctuation cycle for each step, there is no acceleration at all, but from the viewpoint of center of gravity movement, the change in acceleration is not large. However, as you can see from the foot, while running, the foot is swung out in front of the center of gravity, placed on the ground, and kicked back further. As described above, since the acceleration motion, which is greatly different from the center of gravity, is cyclically repeated for the foot, it is possible to measure the stride and the like by measuring the foot motion. Although the hand is not as much as the foot, there is a cyclic acceleration motion due to the arm free motion. Therefore, in the approach of A, the stride and the like are accurately estimated by a measuring device attached to the limbs, and the measurement accuracy of speed and distance is improved.

これに対し、Bのアプローチは、手足以外の部位、例えば胸や腰などに装着した計測装置により速度や距離を算出しようとするものである。胸や腰は重心位置に近く、上記のような理由で足や手ほどは、加速度運動は明瞭ではない。各ステップを検出するためには、十分な振動は存在するが、足のように歩幅を直接測定できるわけではない。このため、精度向上のために多くの測定方法が考案されてきており、特許文献1に示すような先行技術が開示されている。   On the other hand, the approach of B tries to calculate the speed and distance by a measuring device attached to parts other than the limbs, for example, the chest and the waist. The chest and waist are close to the position of the center of gravity, and for the reasons described above, acceleration motion is not as clear as with feet and hands. There is enough vibration to detect each step, but the stride cannot be measured directly like a foot. For this reason, many measurement methods have been devised for improving accuracy, and a prior art as disclosed in Patent Document 1 is disclosed.

特開2008−292294号公報JP 2008-292294 A

まず、第1のアプローチにおいては、第1に、外部インフラが無い又は使用できない場所(GPSの場合は屋内)では、速度推定を行うことができないという問題点がある。また第2に、外部との無線通信が頻繁に必要であること、第3に、消費電力が大であり、電池寿命が短くなりすぎること、第4に、狭い場所を走り回る場合には誤差が大きいことなどの問題点がある。   First, in the first approach, first, there is a problem that speed estimation cannot be performed in a place where there is no external infrastructure or where it cannot be used (in the case of GPS). Secondly, frequent wireless communication with the outside is required. Third, power consumption is large and the battery life becomes too short. Fourth, there is an error when running around a small place. There are problems such as being big.

一方、第2のアプローチのうち、Aのアプローチでは、上述した第1〜第4の問題点はないが、例えば足に装着するフットポッド形の装置を用いる場合には、胸につける心拍計や胸の表示装置とは別に、足にもセンサーを取り付ける必要があり、使用者の利便性を損なうという問題点がある。   On the other hand, among the second approaches, the approach A does not have the first to fourth problems described above. However, for example, when using a foot pod type device worn on the foot, In addition to the chest display device, it is necessary to attach a sensor to the foot, which impairs convenience for the user.

さらに、Bのアプローチを採用する前述した特許文献1では、Aのアプローチ同様に上述した第1〜第4の問題点はないが、加速度合成ベクトルの生成において平方根演算が必要であり、さらに平均値を求めるために除算が必要となるため、計算量が大きいという問題点がある。   Further, in the above-described Patent Document 1 that adopts the approach B, the first to fourth problems described above are not present as in the approach A, but square root calculation is required in generating the acceleration composite vector, and the average value is further increased. There is a problem that the amount of calculation is large because division is required to obtain.

そこで、本出願人は、第2のアプローチのうち、Bのアプローチに基づいて、ユーザーの移動速度や移動距離を推定するための手法であって、より計算量の小さい手法を提案する。   Therefore, the present applicant proposes a technique for estimating the moving speed and moving distance of the user based on the approach B of the second approach, and having a smaller calculation amount.

本発明の幾つかの態様によれば、加速度計測を行い、計算量を抑制しつつ、移動速度等の推定を行うことができる状態検出装置、電子機器、測定システム及びプログラム等を提供することができる。   According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a state detection device, an electronic device, a measurement system, a program, and the like that can perform an acceleration measurement and suppress a calculation amount while estimating a moving speed and the like. it can.

本発明の一態様は、加速度センサーから検出加速度を取得する取得部と、前記検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Iを求める積算処理部と、速度を推定するために用いる速度指標値rをr=aI+bI+c(係数a、b及び定数cは所与の実数)の関係式に従って求める速度指標値演算部と、を含む状態検出装置に関係する。 One embodiment of the present invention obtains an acceleration integrated value I by performing an accumulating process of accumulating a value obtained from at least one coordinate axis component of the detected acceleration for a given period, and an acquisition unit that acquires the detected acceleration from an acceleration sensor. An integration processing unit, and a speed index value calculation unit that obtains a speed index value r used for estimating the speed according to a relational expression of r = aI 2 + bI + c (coefficients a, b, and constant c are given real numbers). It relates to the state detection device.

本発明の一態様では、乗算及び加算のみを行うことにより、検出加速度から速度指標値を算出する。よって、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制することが可能である。   In one aspect of the present invention, the speed index value is calculated from the detected acceleration by performing only multiplication and addition. Therefore, operations such as square root and division are unnecessary, and the amount of calculation can be suppressed.

また、本発明の一態様では、運動解析座標系の第一の座標軸Yが鉛直線に平行な座標軸である場合に、前記積算処理部は、前記積算処理として、前記検出加速度の第一の座標軸成分を取得し、少なくとも前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を積算して、前記加速度積算値Iを求める処理を行ってもよい。   In one aspect of the present invention, when the first coordinate axis Y of the motion analysis coordinate system is a coordinate axis parallel to a vertical line, the integration processing unit performs the first coordinate axis of the detected acceleration as the integration process. A process for obtaining the acceleration integrated value I by acquiring a component and integrating at least values corresponding to the absolute value of the first coordinate axis component may be performed.

これにより、例えば同一の積算処理に用いる複数の検出加速度の座標軸成分の中に、符号の異なる座標軸成分が存在する場合でも、加速度積算値を正しく算出すること等が可能になる。   Thereby, for example, even when coordinate axis components having different signs exist among coordinate axis components of a plurality of detected accelerations used for the same integration process, it is possible to correctly calculate the acceleration integration value.

また、本発明の一態様では、前記運動解析座標系において、前記第一の座標軸Yと、第二の座標軸Xと、第三の座標軸Zとが互いに直交する場合に、前記積算処理部は、前記積算処理として、前記検出加速度の前記第一の座標軸成分に基づき第一の積算値Iを求め、前記検出加速度の前記第二の座標軸成分に基づき第二の積算値Iを求め、前記検出加速度の前記第三の座標軸成分に基づき第三の積算値Iを求めて、前記第一の積算値Iと前記第二の積算値Iと前記第三の積算値Iとを積算して前記加速度積算値Iを求める処理を行ってもよい。 In one aspect of the present invention, in the motion analysis coordinate system, when the first coordinate axis Y, the second coordinate axis X, and the third coordinate axis Z are orthogonal to each other, the integration processing unit is As the integration process, a first integrated value I y is obtained based on the first coordinate axis component of the detected acceleration, a second integrated value I x is obtained based on the second coordinate axis component of the detected acceleration, A third integrated value I z is obtained based on the third coordinate axis component of the detected acceleration, and the first integrated value I y , the second integrated value I x, and the third integrated value I z are obtained. You may perform the process which calculates | requires the said acceleration integrated value I by integrating | accumulating.

これにより、例えば、検出加速度の座標軸成分の三軸全てを用いて、積算処理を行って、加速度積算値を求め、速度推定精度を向上させること等が可能になる。   As a result, for example, it is possible to perform an integration process using all three axes of the coordinate axis components of the detected acceleration to obtain an acceleration integrated value and improve speed estimation accuracy.

また、本発明の一態様では、前記積算処理部は、前記運動解析座標系における前記検出加速度の前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、前記第一の座標軸成分のn乗(nは正の偶数)を求め、求めた前記第一の座標軸成分のn乗を積算する処理を行ってもよい。   In the aspect of the invention, the integration processing unit may calculate the nth power of the first coordinate axis component as a value corresponding to the absolute value of the first coordinate axis component of the detected acceleration in the motion analysis coordinate system ( n may be a positive even number), and a process of integrating the obtained nth power of the first coordinate axis component may be performed.

これにより、検出加速度の第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、第一の座標軸成分のn乗(nは正の偶数)を用いる場合には、乗算処理のみによって第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を求めること等が可能になり、計算量を抑制すること等が可能になる。   Thus, when the nth power of the first coordinate axis component (n is a positive even number) is used as the value corresponding to the absolute value of the first coordinate axis component of the detected acceleration, the first coordinate axis component is obtained only by multiplication processing. It is possible to obtain a value corresponding to the absolute value of, and to reduce the amount of calculation.

また、本発明の一態様では、実測値から得られた前記係数a、b及び前記定数cを記憶する記憶部を含み、前記速度指標値演算部は、前記記憶部から取得される前記係数a、b及び前記定数cに基づいて、前記速度指標値rを求めてもよい。   Moreover, in one aspect of the present invention, the apparatus includes a storage unit that stores the coefficients a and b and the constant c obtained from actual measurement values, and the speed index value calculation unit is the coefficient a acquired from the storage unit. , B and the constant c, the speed index value r may be obtained.

これにより、例えばユーザー間の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。   This makes it possible to suppress variations in speed estimation accuracy between users, for example.

また、本発明の一態様では、ユーザーの運動状態を判定する運動状態判定部を含み、前記速度指標値演算部は、前記運動状態に応じて、使用する前記係数a、b及び前記定数cを切り替えてもよい。   Further, according to one aspect of the present invention, an exercise state determination unit that determines an exercise state of a user is included, and the speed index value calculation unit determines the coefficients a and b and the constant c to be used according to the exercise state. You may switch.

これにより、例えば運動状態別の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。   Thereby, for example, it is possible to suppress variation in speed estimation accuracy for each motion state.

また、本発明の一態様では、速度実測値に基づいてキャリブレーション処理を行うキャリブレーション処理部を含み、前記速度指標値演算部は、速度推定値Vを求める際にユーザーの移動速度の基準とする速度である基準速度Vと前記係数a、b及び前記定数cのうち、少なくとも一つの値を、前記キャリブレーション処理の結果に基づいて変更してもよい。 In one embodiment of the present invention includes a calibration processing unit for performing the calibration process based on the speed measurement, the speed index value calculation unit, the user of the moving speed of the reference when determining the estimated speed V d a reference speed V s and the coefficient a is a rate of, among b and the constant c, and at least one value may be changed based on the result of the calibration process.

これにより、例えば外部装置に依らず、本実施形態の状態検出装置が係数a、b、定数c及び基準速度Vの値を決定すること等が可能になる。 As a result, for example, the state detection device of the present embodiment can determine the values of the coefficients a, b, the constant c, and the reference speed V s regardless of the external device.

また、本発明の一態様では、前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値rに基づいて、距離指標値sを求める距離指標値演算部を含んでもよい。   Moreover, in one aspect of the present invention, a distance index value calculation unit that calculates a distance index value s based on the speed index value r determined by the speed index value calculation unit may be included.

これにより、乗算及び加算のみを行うことにより、ユーザーの移動距離を距離指標値として求めること等が可能となる。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制すること等が可能となる。   Thus, by performing only multiplication and addition, it is possible to obtain the user's moving distance as a distance index value. That is, operations such as square root and division are not required, so that the amount of calculation can be suppressed.

また、本発明の一態様では、前記距離指標値演算部により求められた前記距離指標値sと、基準距離Dとに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値Dを求める距離推定値演算部を含んでもよい。 In one aspect of the present invention, a distance estimation value for obtaining a distance estimated value D d by performing a multiplication process based on the distance index value s obtained by the distance index value calculation unit and a reference distance D s. An arithmetic unit may be included.

これにより、例えば距離指標値に基づいて、より意味を捉えやすい距離推定値Dを算出すること等が可能になる。すなわち、ユーザーにより分かりやすい値を提示すること等が可能になる。 Thereby, for example, it is possible to calculate the distance estimated value D d that can be more easily understood based on the distance index value. That is, it becomes possible to present a value that is easier to understand for the user.

また、本発明の一態様では、前記積算処理部は、速度推定タイミングM1では、先行する速度推定タイミングT1〜Ti(iは2以上の正の整数)のそれぞれで求められた加速度積算値IT1〜ITiの総和から加速度積算値IM1を求め、前記速度推定タイミングM1の次の速度推定タイミングM2では、先行する速度推定タイミングT2〜T(i+1)のそれぞれで求められた加速度積算値IT2〜IT(i+1)の総和から加速度積算値IM2を求めてもよい。 In the aspect of the present invention, the integration processing unit may calculate the acceleration integration value I T1 obtained at each of the preceding speed estimation timings T1 to Ti (i is a positive integer of 2 or more) at the speed estimation timing M1. Acceleration integrated value I M1 is obtained from the sum of ˜I Ti , and at the next speed estimation timing M2 after the speed estimation timing M1, the acceleration integration value I T2 obtained at each of the preceding speed estimation timings T2 to T (i + 1) is obtained. Acceleration integrated value I M2 may be obtained from the sum of ˜IT (i + 1) .

これにより、速度指標値にヒステリシス特性を与えること等が可能になる。   This makes it possible to give hysteresis characteristics to the speed index value.

また、本発明の一態様では、前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値rと、基準速度Vとに基づいて、乗算処理を行い、速度推定値Vを求める速度推定値演算部を含んでもよい。 In one embodiment of the present invention, the said speed index value r determined by the speed index value calculation section, based on the reference velocity V s, performs multiplication processing, velocity estimates to obtain the estimated speed V d An arithmetic unit may be included.

これにより、例えば速度指標値に基づいて、より意味を捉えやすい速度推定値Vを算出すること等が可能になる。 Thereby, for example, based on the speed index value, it is possible to calculate a speed estimated value V d that can be more easily understood.

本発明の他の態様は、前記状態検出装置と前記加速度センサーとを含むことを特徴とする電子機器。   Another aspect of the present invention is an electronic apparatus including the state detection device and the acceleration sensor.

また、本発明の他の態様は、前記状態検出装置を含む測定システムに関係する。   Moreover, the other aspect of this invention is related with the measurement system containing the said state detection apparatus.

これにより、例えば状態検出装置により行われる処理の一部をサーバーに実行させること等が可能になり、状態検出装置の処理量を削減すること等が可能になる。   Accordingly, for example, it is possible to cause the server to execute a part of processing performed by the state detection device, and it is possible to reduce the processing amount of the state detection device.

また、本発明の他の態様は、上記各部としてコンピューターを機能させるプログラムに関係する。   Moreover, the other aspect of this invention is related with the program which functions a computer as said each part.

図1(A)と図1(B)は、本実施形態のシステム構成例。FIG. 1A and FIG. 1B are system configuration examples of this embodiment. 速度推定処理の概要の説明図。Explanatory drawing of the outline | summary of a speed estimation process. 基準速度及び速度指標値、速度推定値の説明図。Explanatory drawing of a reference speed, a speed index value, and a speed estimated value. 加速度積算値と速度推定値の関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between an acceleration integrated value and a speed estimated value. 3軸の運動解析座標系の説明図。Explanatory drawing of a three-axis motion analysis coordinate system. 軸数と相関係数の関係図。The relationship figure of the number of axes and a correlation coefficient. キャリブレーション処理の説明図。Explanatory drawing of a calibration process. 移動平均処理の説明図。Explanatory drawing of a moving average process. 図9(A)と図9(B)は、本実施形態の実装例。FIG. 9A and FIG. 9B are mounting examples of this embodiment. 本実施形態の処理の流れを説明するフローチャート。The flowchart explaining the flow of a process of this embodiment.

以下、本実施形態について説明する。まず、本実施形態の概要を説明し、次に本実施形態のシステム構成例について説明する。そして、本実施形態の手法について具体例を交えつつ詳細に説明し、最後に、フローチャートを用いて本実施形態の処理の流れについて説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   Hereinafter, this embodiment will be described. First, an outline of the present embodiment will be described, and then a system configuration example of the present embodiment will be described. Then, the method of the present embodiment will be described in detail with specific examples, and finally, the flow of processing of the present embodiment will be described using a flowchart. In addition, this embodiment demonstrated below does not unduly limit the content of this invention described in the claim. In addition, all the configurations described in the present embodiment are not necessarily essential configuration requirements of the invention.

1.概要
式(1)に示すように、歩幅pに対して歩数hを乗ずれば、おおよその距離dが求まるというのは紀元前から知られている人間の歩行、走行と距離の関係である。
1. Outline As shown in equation (1), the approximate distance d is obtained by multiplying the step length p by the step length p, which is a relationship between human walking and running and distance known since BC.

Figure 2013190377
Figure 2013190377

例えば、1歩が60cmで、10歩であったから大体6mといった測定方法は現在でもよく行われており、古くは「歩」をもって土地の面積の測定などに用いられたことが古代中国の文献などにも現れている。   For example, since one step is 60cm and ten steps, the measurement method of about 6m is still widely used today, and ancient Chinese literature used to measure the area of the land with "steps". Also appears.

距離dを移動するのに時間tを要したことが測定できれば、式(2)のように走行速度vを求めることができる。   If it can be measured that it took time t to move the distance d, the traveling speed v can be obtained as shown in Equation (2).

Figure 2013190377
Figure 2013190377

ただし、上記のような測定方法は大きな誤差を伴うのも事実である。それは主として、人間の歩幅pが必ずしも一定ではないという事実による。   However, it is also true that the measurement method as described above involves a large error. This is mainly due to the fact that the human stride p is not always constant.

なお、左右の一歩が異なる場合が多いことを考えると、式(3)のように、左足の歩幅pleftと右足の歩幅prightの和を1サイクル幅wとして、wに基づいて距離等を計算する方が精度が良い。 Considering that there are many cases where the left and right steps are different, the sum of the left foot stride p left and the right foot stride p right is defined as one cycle width w as shown in Equation (3), and the distance or the like is determined based on w. The calculation is more accurate.

Figure 2013190377
Figure 2013190377

このため、歩行や走行状況を計測し、そこから距離や速度を算出しようとする装置では、大きく分類すると二つのアプローチがとられてきている。   For this reason, in a device that measures walking and running conditions and calculates the distance and speed from there, two approaches have been taken.

まず、第1のアプローチとして、ユーザーが歩行しているか走行しているかという情報とは別に、距離情報もしくは速度情報を外部から取得して、歩行走行状況の測定を補正する方法がある。第1のアプローチの代表的な具体例としては、GPS(Global Positioning System)などの測位システムを利用する方法や、ICタグ(RFID:Radio Frequency IDentification)を使う方法などが挙げられる。   First, as a first approach, there is a method in which distance information or speed information is acquired from the outside, separately from information on whether the user is walking or running, and the measurement of the walking and running situation is corrected. Typical examples of the first approach include a method using a positioning system such as GPS (Global Positioning System), a method using an IC tag (RFID: Radio Frequency IDentification), and the like.

一方、第2のアプローチとして、加速度などの歩行や走行に伴う物理情報をより詳細に得て、歩幅を補正するか、歩幅に関わらず速度や距離を推定しようとする方法がある。第2のアプローチには、多様な方法があるが、第2のアプローチはさらに以下のAのアプローチとBのアプローチの2つに分類することができる。   On the other hand, as a second approach, there is a method in which physical information associated with walking or running such as acceleration is obtained in more detail and the stride is corrected or the speed or distance is estimated regardless of the stride. Although there are various methods in the second approach, the second approach can be further classified into the following two approaches: A approach and B approach.

まず、Aのアプローチについて説明する。人間の歩行もしくは走行は、理想的には、等速運動として第1近似できる。実際には、ステップごとに速度の変動サイクルがあるため、加速度は皆無ではないが、重心移動という観点からすれば、その加速度の変化は大きくない。ところが、足について考えれば分かる通り、走行中も足は、重心の前に振り出され、地面に設置し、さらに後方に蹴り出されるという運動を繰り返す。このように足については、重心と大きく異なる加速度運動をサイクリックに繰り返しているため、足の運動を測定することにより、歩幅等を測定することが可能である。なお、手についても足ほどではないが、腕フリ運動があるため、サイクリックな加速度運動が存在する。そのため、Aのアプローチでは、手足に取り付けた計測装置により、正確に歩幅等を推定し、速度や距離の測定精度を向上させる。   First, the approach A will be described. Ideally, human walking or running can be approximated as a uniform motion. Actually, since there is a speed fluctuation cycle for each step, there is no acceleration at all, but from the viewpoint of center of gravity movement, the change in acceleration is not large. However, as you can see from the foot, while running, the foot is swung out in front of the center of gravity, placed on the ground, and kicked back further. As described above, since the acceleration motion, which is greatly different from the center of gravity, is cyclically repeated for the foot, it is possible to measure the stride and the like by measuring the foot motion. Although the hand is not as much as the foot, there is a cyclic acceleration motion due to the arm free motion. Therefore, in the approach of A, the stride and the like are accurately estimated by a measuring device attached to the limbs, and the measurement accuracy of speed and distance is improved.

これに対し、Bのアプローチは、手足以外の部位、例えば胸や腰などに装着した計測装置により速度や距離を算出しようとするものである。胸や腰は重心位置に近く、上記のような理由で足や手ほどは、加速度運動は明瞭ではない。各ステップを検出するためには、十分な振動は存在するが、足のように歩幅を直接測定できるわけではない。このため、精度向上のために多くの測定方法が考案されてきており、前述した特許文献1に示すような先行技術が開示されている。   On the other hand, the approach of B tries to calculate the speed and distance by a measuring device attached to parts other than the limbs, for example, the chest and the waist. The chest and waist are close to the position of the center of gravity, and for the reasons described above, acceleration motion is not as clear as with feet and hands. There is enough vibration to detect each step, but the stride cannot be measured directly like a foot. For this reason, many measurement methods have been devised for improving accuracy, and a prior art as disclosed in Patent Document 1 described above is disclosed.

次に、各アプローチの問題点について説明する。まず、第1のアプローチにおいては、第1に、外部インフラが無い又は使用できない場所(GPSの場合は屋内)では、速度推定を行うことができないという問題点がある。また第2に、外部との無線通信が頻繁に必要であること、第3に、消費電力が大であり、電池寿命が短くなりすぎること、第4に、狭い場所を走り回る場合には誤差が大きいことなどの問題点がある。   Next, problems of each approach will be described. First, in the first approach, first, there is a problem that speed estimation cannot be performed in a place where there is no external infrastructure or where it cannot be used (in the case of GPS). Secondly, frequent wireless communication with the outside is required. Third, power consumption is large and the battery life becomes too short. Fourth, there is an error when running around a small place. There are problems such as being big.

一方、第2のアプローチのうち、Aのアプローチでは、上述した第1〜第4の問題点はないが、例えば足に装着するフットポッド形の装置を用いる場合には、胸につける心拍計や胸の表示装置とは別に、足にもセンサーを取り付ける必要があり、使用者の利便性を損なうという問題点がある。   On the other hand, among the second approaches, the approach A does not have the first to fourth problems described above. However, for example, when using a foot pod type device worn on the foot, In addition to the chest display device, it is necessary to attach a sensor to the foot, which impairs convenience for the user.

さらに、Bのアプローチを採用する前述した特許文献1では、Aのアプローチ同様に上述した第1〜第4の問題点はないが、加速度合成ベクトルの生成において平方根演算が必要であり、さらに平均値を求めるために除算が必要となるため、計算量が大きいという問題点がある。   Further, in the above-described Patent Document 1 that adopts the approach B, the first to fourth problems described above are not present as in the approach A, but square root calculation is required in generating the acceleration composite vector, and the average value is further increased. There is a problem that the amount of calculation is large because division is required to obtain.

そこで、本出願人は、第2のアプローチのうち、Bのアプローチに基づいて、ユーザーの移動速度や移動距離を推定するための手法であって、より計算量の小さい手法を提案する。すなわち、本実施形態の状態検出装置は、ユーザーの手や足以外の部位に付けて、加速度計測を行い、計算量を抑制しつつ、移動速度等の推定を行うことができる。   Therefore, the present applicant proposes a technique for estimating the moving speed and moving distance of the user based on the approach B of the second approach, and having a smaller calculation amount. That is, the state detection apparatus of the present embodiment can perform acceleration measurement by attaching it to a part other than the user's hand or foot, and can estimate the moving speed or the like while suppressing the calculation amount.

前述したように、従来も加速度計測を行って、移動速度を求める手法は各種考案されているが、本実施形態の場合には、第1に、1軸から3軸までの範囲で、加速度センサーの測定可能軸数を問わないという他の先行技術にはない特徴がある。ただし、軸数が多くなるほど精度が高まる。   As described above, various methods have been devised in the past for measuring acceleration by measuring acceleration. In the case of the present embodiment, first, in the range from 1 axis to 3 axes, an acceleration sensor is used. There is a feature not found in other prior art that the number of measurable axes is not questioned. However, the accuracy increases as the number of axes increases.

また第2に、乗算及び加算のみを行うことにより、加速度から速度を示す指標を算出することが可能であるという特徴がある。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制することが可能となる。   Second, there is a feature that an index indicating speed can be calculated from acceleration by performing only multiplication and addition. That is, calculations such as square root and division are not required, so that the amount of calculation can be suppressed.

そして第3に、歩数、歩幅、歩行ピッチ等とは独立して、移動速度等の推定が可能であるという特徴がある。さらに、計測した歩数や歩幅、歩行ピッチなどを、速度推定結果の補正に用いることも可能である。   Third, there is a feature that it is possible to estimate the moving speed and the like independently of the number of steps, the step length, the walking pitch, and the like. Furthermore, it is also possible to use the measured number of steps, step length, walking pitch, etc., for correcting the speed estimation result.

2.システム構成例
図1(A)に本実施形態の状態検出装置を含む電子機器900をユーザー10が胸部に装着している例を示す。なお、本実施形態では、電子機器900を胸部に装着しているが、手や足以外の部位であれば胸部以外の位置に装着していてもよい。
2. System Configuration Example FIG. 1A shows an example where a user 10 wears an electronic device 900 including the state detection device of the present embodiment on the chest. In the present embodiment, the electronic device 900 is attached to the chest, but may be attached to a position other than the chest as long as it is a part other than the hand or foot.

次に、図1(B)に本実施形態の状態検出装置100及びこれを含む電子機器900(又は測定システム)の詳細な構成例を示す。   Next, FIG. 1B shows a detailed configuration example of the state detection apparatus 100 of the present embodiment and the electronic apparatus 900 (or measurement system) including the same.

状態検出装置100は、取得部110と、積算処理部120と、速度指標値演算部130と、速度推定値演算部140と、記憶部150と、運動状態判定部160と、距離指標値演算部170と、距離推定値演算部180と、キャリブレーション処理部190と、を含む。また、状態検出装置100を含む電子機器900の例としては、加速度センサー200や、後述する図9(A)に図示するアンテナ部300、無線通信部400などを含む歩数計などが挙げられる。なお、状態検出装置100及びこれを含む電子機器900は、図1(B)の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。また、本実施形態の状態検出装置100の一部又は全部の機能は、アンテナ部300及び無線通信部400と通信により接続されたサーバーにより実現されてもよい。   The state detection apparatus 100 includes an acquisition unit 110, an integration processing unit 120, a speed index value calculation unit 130, a speed estimation value calculation unit 140, a storage unit 150, an exercise state determination unit 160, and a distance index value calculation unit. 170, a distance estimated value calculation unit 180, and a calibration processing unit 190. Examples of the electronic device 900 including the state detection device 100 include an acceleration sensor 200, a pedometer including an antenna unit 300 and a wireless communication unit 400 illustrated in FIG. Note that the state detection apparatus 100 and the electronic device 900 including the state detection apparatus 100 are not limited to the configuration in FIG. 1B, and some of these components may be omitted or other components may be added. Various modifications are possible. In addition, some or all of the functions of the state detection apparatus 100 according to the present embodiment may be realized by a server connected to the antenna unit 300 and the wireless communication unit 400 by communication.

次に各部で行われる処理について説明する。   Next, processing performed in each unit will be described.

取得部110は、加速度センサー200から検出加速度を取得する。取得部110は、加速度センサー200との通信を行うインターフェース部であり、バス等を利用するものである。   The acquisition unit 110 acquires detected acceleration from the acceleration sensor 200. The acquisition unit 110 is an interface unit that communicates with the acceleration sensor 200, and uses a bus or the like.

積算処理部120は、検出加速度に基づいて後述する積算処理を行い、加速度積算値を求める。   The integration processing unit 120 performs an integration process to be described later based on the detected acceleration, and obtains an acceleration integrated value.

速度指標値演算部130は、加速度積算値に基づいて、速度を推定するために用いる速度指標値を求める。   The speed index value calculation unit 130 obtains a speed index value used for estimating the speed based on the acceleration integrated value.

速度推定値演算部140は、速度指標値と基準速度とに基づいて乗算処理を行い、速度推定値を求める。   The speed estimated value calculation unit 140 performs a multiplication process based on the speed index value and the reference speed to obtain a speed estimated value.

記憶部150は、速度指標値を求める際に用いる係数等の情報を記憶するとともに、各部のワーク領域となるものであり、その機能はRAM等のメモリーやHDD(ハードディスクドライブ)などにより実現できる。   The storage unit 150 stores information such as coefficients used when the speed index value is obtained and serves as a work area for each unit. The function of the storage unit 150 can be realized by a memory such as a RAM or an HDD (hard disk drive).

運動状態判定部160は、ユーザーの運動状態を判定する。   The exercise state determination unit 160 determines the user's exercise state.

距離指標値演算部170は、速度指標値に基づいて、距離指標値を求める。   The distance index value calculation unit 170 obtains a distance index value based on the speed index value.

距離推定値演算部180は、距離指標値と基準距離とに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値を求める。   The distance estimated value calculation unit 180 performs multiplication processing based on the distance index value and the reference distance to obtain a distance estimated value.

キャリブレーション処理部190は、速度実測値に基づいて後述するキャリブレーション処理を行う。   The calibration processing unit 190 performs a later-described calibration process based on the actually measured speed value.

なお、積算処理部120と、速度指標値演算部130と、速度推定値演算部140と、運動状態判定部160と、距離指標値演算部170と、距離推定値演算部180と、キャリブレーション処理部190は、各種プロセッサー(CPU等)、ASIC(ゲートアレイ等)などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。   The integration processing unit 120, the speed index value calculation unit 130, the speed estimation value calculation unit 140, the exercise state determination unit 160, the distance index value calculation unit 170, the distance estimation value calculation unit 180, and the calibration process The unit 190 can be realized by hardware such as various processors (CPU or the like), ASIC (gate array or the like), a program, or the like.

そして、加速度センサー200は、例えば外力によって抵抗値が増減する素子等で構成され、三軸の加速度情報を検知する。但し、本実施形態における加速度センサー200の軸数は、三軸に限定されるものではない。   The acceleration sensor 200 is composed of, for example, an element whose resistance value is increased or decreased by an external force, and detects triaxial acceleration information. However, the number of axes of the acceleration sensor 200 in the present embodiment is not limited to three axes.

3.本実施形態の手法
まず、本実施形態の状態検出処理の中で求めるデータを、順に図2に示す。本実施形態ではまず初めに、加速度センサー200から検出加速度を取得する(S101)。次に、取得した検出加速度に基づいて、後述する加速度積算値を算出し(S102)、算出した加速度積算値に基づいて、後述する速度指標値を算出する(S103)。そして、算出した速度指標値に基づいて、後述する速度推定値を算出する(S104)。大まかに言えば、本実施形態ではこのような中間値を経て、本実施形態の目的であるユーザーの移動速度(又は移動距離)等を得る。なお、最終的にユーザーの移動速度(移動距離)として求められる値は、速度指標値(距離指標値)であっても、速度推定値(距離推定値)であってもよい。理由は後述する。以下、本実施形態の手法について詳細に説明する。
3. Method of this Embodiment First, data obtained in the state detection process of this embodiment are shown in FIG. 2 in order. In this embodiment, first, the detected acceleration is acquired from the acceleration sensor 200 (S101). Next, an acceleration integrated value described later is calculated based on the acquired detected acceleration (S102), and a speed index value described later is calculated based on the calculated acceleration integrated value (S103). Based on the calculated speed index value, a speed estimated value to be described later is calculated (S104). Roughly speaking, in the present embodiment, the moving speed (or moving distance) of the user, which is the object of the present embodiment, is obtained through such an intermediate value. The value finally obtained as the user's moving speed (movement distance) may be a speed index value (distance index value) or a speed estimation value (distance estimation value). The reason will be described later. Hereinafter, the method of this embodiment will be described in detail.

本実施形態の状態検出装置100は、加速度センサー200から検出加速度を取得する取得部110と、検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Iを求める積算処理部120と、速度を推定するために用いる速度指標値rをr=aI+bI+c(係数a、b及び定数cは所与の実数)の関係式に従って求める速度指標値演算部130と、を含む。 The state detection apparatus 100 according to the present embodiment performs an accumulation process for accumulating a value obtained from at least one coordinate axis component of the detected acceleration for a given period, and an acquisition unit 110 that acquires the detected acceleration from the acceleration sensor 200. An integration processing unit 120 for obtaining a value I, and a speed index value calculation for obtaining a speed index value r used for estimating a speed according to a relational expression of r = aI 2 + bI + c (coefficients a, b, and constant c are given real numbers). Part 130.

ここで、検出加速度とは、加速度センサー200により検出される加速度のことをいう。例えば、加速度センサー200が、X軸、Y軸、Z軸の3軸について加速度を検出する場合には、検出加速度は、式(4)のようなベクトルAで表される。式(4)においては、xがX軸成分、yがY軸成分、zがZ軸成分を表す。ただし、検出加速度は、3軸の加速度を成分とするベクトルであるとは限らず、数学的にこれと等価な形式で表されても良い。   Here, the detected acceleration refers to an acceleration detected by the acceleration sensor 200. For example, when the acceleration sensor 200 detects accelerations with respect to three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis, the detected acceleration is represented by a vector A as shown in Expression (4). In Expression (4), x represents an X-axis component, y represents a Y-axis component, and z represents a Z-axis component. However, the detected acceleration is not necessarily a vector having three-axis acceleration as a component, and may be expressed in a mathematically equivalent form.

Figure 2013190377
Figure 2013190377

また、本実施形態における積算処理とは、検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する処理のことである。具体的には、例えば検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分であるX軸成分を、連続して検出された3回分足し合わせること等を指す。   Further, the integration process in the present embodiment is a process of integrating a value obtained from at least one coordinate axis component of the detected acceleration for a given period. Specifically, for example, the X-axis component which is at least one coordinate axis component of the detected acceleration is added three times detected continuously.

このようにして、積算処理の結果得られる値のことを加速度積算値という。具体的には、本例における加速度積算値Iは式(5)のようになる。式(5)において、xはあるタイミングにおける検出加速度のX軸成分、xはxの次のタイミングの検出加速度のX軸成分、xはxの次のタイミングの検出加速度のX軸成分を指す。 In this way, the value obtained as a result of the integration process is referred to as an acceleration integrated value. Specifically, the acceleration integrated value I in this example is as shown in Equation (5). In the formula (5), X-axis component of the detected acceleration in the timing of x 1 is, x 2 is an X-axis component of the acceleration detected by the next timing of x 1, x 3 is the acceleration detected by the next timing of x 2 X Refers to the axial component.

Figure 2013190377
Figure 2013190377

なお、本例では、3回連続して加速度を検出する期間を所与の期間として設定している。但し、所与の期間はこれに限定されず、任意に設定してもよい。理想的には所与の期間は、左右1歩を1サイクルとして2サイクルを含むことができる時間であることが望ましい。また、この時間を定めるために走行ピッチを測定して時間を求めても良いが、処理の簡略化のため、4秒間あるいは8秒間といった通常の走行では必ず2サイクルが含まれると考えられる時間幅を所与の期間として設定しても良い。   In this example, a period in which acceleration is detected three times in succession is set as a given period. However, the given period is not limited to this, and may be set arbitrarily. Ideally, a given period is a time that can include two cycles, with one step on the left and right as one cycle. In order to determine this time, the traveling pitch may be measured to obtain the time, but for simplification of processing, a time width that is considered to always include two cycles in normal traveling such as 4 seconds or 8 seconds. May be set as a given period.

また、ここでは、一つの座標軸成分についてのみ積算処理を行う例を挙げたが、これに限定されない。3軸の加速度成分全てについて積算処理を行う例については後述する。   In addition, although an example in which the integration process is performed for only one coordinate axis component has been described here, the present invention is not limited to this. An example of performing integration processing for all three-axis acceleration components will be described later.

そして、算出した加速度積算値Iを式(6)に代入して、速度指標値rを求める。式(6)において、係数a、b及び定数cは所与の実数である。なお、速度指標値rを式(6)に従って求める処理は、数学的にこれと等価な処理であれば変形実施することも可能である。   Then, the calculated acceleration integrated value I is substituted into equation (6) to obtain the speed index value r. In equation (6), the coefficients a and b and the constant c are given real numbers. The processing for obtaining the speed index value r according to the equation (6) can be modified as long as it is mathematically equivalent to this processing.

Figure 2013190377
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また、ここで速度指標値とは、ユーザーの移動速度を表す値である。すなわち、速度指標値は後述する速度推定値を含む概念である。そのため、速度指標値を求めた段階で本実施形態の目的の一つであるユーザーの移動速度の特定は達成される。   Here, the speed index value is a value representing the moving speed of the user. That is, the speed index value is a concept including a speed estimation value described later. Therefore, specification of the user's moving speed, which is one of the objects of the present embodiment, is achieved at the stage of obtaining the speed index value.

また、速度指標値は、必ずしも国際単位系により表される値でなくても良い。速度指標値が国際単位系以外により表される値である一例としては、例えば図3に示すような基準速度とユーザーの移動速度の比(倍率)などが挙げられる。図3は、縦軸を速度として、サンプル1(SP1)の速度Vとサンプル2(SP2)の速度Vを基準(DS)の速度V(基準速度)と比較したグラフである。基準速度とユーザーの移動速度の比(倍率)である速度指標値r及びrは、式(6)のrとして求められる。なお、以下の実施例の説明では、速度指標値を、基準速度とユーザーの移動速度の比(倍率)として扱う。 Further, the speed index value does not necessarily have to be a value represented by the international unit system. As an example in which the speed index value is a value expressed by a unit other than the international unit system, for example, a ratio (magnification) of a reference speed and a user's moving speed as shown in FIG. 3, the vertical axis as the velocity is a graph comparing the velocity V s (reference speed) of the speed V 1 and Sample 2 (SP2) based on the velocity V 2 of the (DS) of the sample 1 (SP1). Speed index values r 1 and r 2 , which are ratios (magnifications) between the reference speed and the user's moving speed, are obtained as r in Expression (6). In the following description of the embodiments, the speed index value is treated as a ratio (magnification) between the reference speed and the moving speed of the user.

これにより、ユーザーの移動速度を速度指標値として求めることが可能となる。また、乗算及び加算のみを行うことにより、検出加速度から速度指標値を算出することが可能である。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制することが可能となる。   Thereby, it becomes possible to obtain | require a user's moving speed as a speed index value. Further, it is possible to calculate the speed index value from the detected acceleration by performing only multiplication and addition. That is, calculations such as square root and division are not required, so that the amount of calculation can be suppressed.

以上のように、本実施形態の状態検出装置100は、ユーザーの手や足以外の部位に付けて、加速度計測を行い、計算量を抑制しつつ、移動速度等の推定を行うことができる。   As described above, the state detection apparatus 100 according to the present embodiment can perform acceleration measurement by attaching to a part other than the user's hand or foot, and can estimate the moving speed or the like while suppressing the calculation amount.

また、本実施形態の状態検出装置100は、速度指標値演算部130により求められた速度指標値rと、基準速度Vとに基づいて、乗算処理を行い、速度推定値Vを求める速度推定値演算部140を含んでもよい。 Speed The state detecting device 100 of this embodiment, the speed index value r determined by the speed index value calculation section 130, based on the reference velocity V s, performs multiplication processing, for obtaining the estimated speed V d An estimated value calculation unit 140 may be included.

すなわち、前述した図3の例においては、式(7)及び式(8)に従って、サンプル1(SP1)の速度推定値Vとサンプル2(SP2)の速度推定値Vを算出する。 That is, in the example of FIG. 3 described above, according to equation (7) and (8) to calculate the sample 1 (SP1) velocity estimate V 1 of the and the sample 2 velocity estimates V 2 of (SP2).

Figure 2013190377
Figure 2013190377

Figure 2013190377
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ここで、基準速度Vとは、ユーザーの移動速度の基準となる速度のことをいい、式(6)の係数a、b及び定数cの組み合わせと一対一に対応付けられる値である。基準速度Vとしては、例えば、統計的に算出した人間の歩行する速度の平均値などを用いてもよい。但し、基準速度Vはこれに限定されるものではなく、任意の値に設定することが可能である。なお、その場合には、基準速度Vを変更するのに合わせて、式(6)の係数a、b及び定数cの組み合わせも、変更後の基準速度Vと対応する値に変更する必要がある。なぜなら、係数a、b及び定数cの組み合わせが基準速度Vと対応していなければ、これら係数等の組み合わせと加速度積算値Iから求められる速度指標値rも、基準速度Vと速度推定値Vの比(倍率)を正しく表していない値になってしまうためである。従って、例えば、基準速度Vをユーザーの移動速度に比べて遥かに大きい値に設定した場合には、係数a、b及び定数cを変更前より小さい値に設定し直す必要がある。 Here, the reference speed V s refers to a speed that serves as a reference for the moving speed of the user, and is a value that is in one-to-one correspondence with the combination of the coefficients a and b and the constant c in Expression (6). As the reference speed V s , for example, an average value of the walking speed of a human calculated statistically may be used. However, the reference speed V s is not limited thereto and may be set to any value. Incidentally, in this case, in conformity to change the reference speed V s, combinations of coefficients a, b and the constant c in equation (6), should be changed to a value corresponding to the reference velocity V s of the modified There is. This is because, coefficients a, unless the combination of b and a constant c correspond to the reference velocity V s, also the speed index value r obtained from the combination and the acceleration cumulative value I such as these coefficients, the reference speed V s and the speed estimated value This is because the V d ratio (magnification) is not correctly represented. Thus, for example, when the reference velocity V s is set to a much larger value than the moving speed of the user, it is necessary to reset the coefficients a, b and the constant c in the pre-change smaller value.

またここで、速度推定値Vとは、狭義の速度指標値であり、ユーザーの移動速度として推定される値のことをいう。速度推定値Vには、一見して意味を捉えやすい値が相応しいため、主に国際単位系において表されることが望ましい。但し、これに限定されない。前述した図3の例では、VとVが速度推定値Vとなる。 Here, the speed estimation value Vd is a speed index value in a narrow sense and refers to a value estimated as the moving speed of the user. It is desirable that the estimated speed value V d be expressed mainly in the international unit system, since a value that can be easily understood at a glance is suitable. However, it is not limited to this. In the example of FIG. 3 described above, V 1 and V 2 are the speed estimation value V d .

これにより、例えば速度指標値に基づいて、より意味を捉えやすい速度推定値Vを算出すること等が可能になる。すなわち、ユーザーにより分かりやすい値を提示すること等が可能になる。 Thereby, for example, based on the speed index value, it is possible to calculate a speed estimated value V d that can be more easily understood. That is, it becomes possible to present a value that is easier to understand for the user.

以上のようにして、速度推定値を求めると、加速度積算値と速度推定値の関係は、例えば図4のようになる。図4は、横軸を加速度積算値とし、縦軸を速度推定値(m/s)とするグラフであり、P1等の四角形の点が実際に推定した結果を表している。図4の結果を参照すると、加速度積算値と速度推定値は、図のような曲線S1により表されることが分かる。なお、グラフ中でW1の範囲に分布する点は、ユーザーが歩行している時に速度推定された点であり、R1の範囲に分布する点は、ユーザーが走行している時に速度推定された点である。   When the speed estimated value is obtained as described above, the relationship between the acceleration integrated value and the speed estimated value is, for example, as shown in FIG. FIG. 4 is a graph in which the horizontal axis is an acceleration integrated value and the vertical axis is a speed estimation value (m / s), and a square point such as P1 represents an actual estimation result. Referring to the result of FIG. 4, it can be seen that the acceleration integrated value and the speed estimated value are represented by a curve S1 as shown in the figure. The points distributed in the range of W1 in the graph are points estimated when the user is walking, and the points distributed in the range of R1 are points estimated when the user is running. It is.

また、検出加速度の座標軸成分は常に正の値であるとは限らず、検出加速度の座標軸成分が正から負になる場合には、前述した積算処理を正しく行えない場合もある。具体的には、例えば加速度を2回検出した分を積算する処理を行う場合に、1回目に北に1(m/s)の加速度を検出し、2回目に南に1(m/s)の加速度を検出した場合には、実際には移動していたものの、加速度積算値は0(m/s)になってしまい、正しい速度推定を行うことができない。 In addition, the coordinate axis component of the detected acceleration is not always a positive value. If the coordinate axis component of the detected acceleration changes from positive to negative, the above-described integration process may not be performed correctly. Specifically, for example, when processing for accumulating the amount of acceleration detected twice is performed, an acceleration of 1 (m / s 2 ) north is detected at the first time, and 1 (m / s 2 ) at the second time. When the acceleration of 2 ) is detected, although it has actually moved, the acceleration integrated value becomes 0 (m / s 2 ), and correct speed estimation cannot be performed.

そこで、運動解析座標系の第一の座標軸Yが鉛直線に平行な座標軸である場合に、積算処理部120は、積算処理として、検出加速度の第一の座標軸成分を取得し、少なくとも第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を積算して、加速度積算値Iを求める処理を行ってもよい。   Therefore, when the first coordinate axis Y of the motion analysis coordinate system is a coordinate axis parallel to the vertical line, the integration processing unit 120 acquires the first coordinate axis component of the detected acceleration as the integration processing, and at least the first Processing for obtaining the acceleration integrated value I may be performed by integrating values corresponding to the absolute value of the coordinate axis component.

ここで、第一の座標軸成分の絶対値に対応する値としては、第一の座標軸成分の絶対値そのものを用いてもよい。   Here, as the value corresponding to the absolute value of the first coordinate axis component, the absolute value itself of the first coordinate axis component may be used.

また、積算処理部120は、運動解析座標系における検出加速度の第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、第一の座標軸成分のn乗(nは正の偶数)を求め、求めた第一の座標軸成分のn乗を積算する処理を行ってもよい。   In addition, the integration processing unit 120 obtains the nth power of the first coordinate axis component (n is a positive even number) as a value corresponding to the absolute value of the first coordinate axis component of the detected acceleration in the motion analysis coordinate system. Processing for integrating the nth power of the first coordinate axis component may be performed.

この場合には、加速度積算値Iは例えば式(9)により求められる。式(9)において、iはサンプル番号、jはサンプル開始番号、mはサンプリング数を示し、i、j、mは正の整数である。   In this case, the acceleration integrated value I is obtained by, for example, equation (9). In Expression (9), i represents a sample number, j represents a sample start number, m represents a sampling number, and i, j, and m are positive integers.

Figure 2013190377
Figure 2013190377

なお前提として、ここでは、加速度センサー座標系と運動解析座標系が一致しており、かつ運動解析座標系の第一の座標軸Yが鉛直線に平行な座標軸であるとしている。なお、運動解析座標系とは、速度推定処理等を行う場合に、基準として用いる座標系のことをいう。運動解析座標系は、ローカル座標系であっても、ワールド座標系(グローバル座標系)であってもよい。また、加速度センサー座標系とは、加速度センサー200が加速度を検出する際に基準とするローカル座標系(ボディー座標系)のことをいう。そのため、検出加速度は、加速度センサー座標系において表現された加速度(ベクトル)となる。従って、加速度センサー座標系と運動解析座標系が一致していない場合には、検出加速度の座標変換処理を行う必要がある。座標変換処理の方法は任意であり、公知の手法を用いればよい。   As a premise, here, it is assumed that the acceleration sensor coordinate system and the motion analysis coordinate system coincide with each other, and the first coordinate axis Y of the motion analysis coordinate system is a coordinate axis parallel to the vertical line. The motion analysis coordinate system refers to a coordinate system used as a reference when performing speed estimation processing or the like. The motion analysis coordinate system may be a local coordinate system or a world coordinate system (global coordinate system). The acceleration sensor coordinate system refers to a local coordinate system (body coordinate system) used as a reference when the acceleration sensor 200 detects acceleration. Therefore, the detected acceleration is an acceleration (vector) expressed in the acceleration sensor coordinate system. Therefore, when the acceleration sensor coordinate system and the motion analysis coordinate system do not match, it is necessary to perform coordinate conversion processing of the detected acceleration. The method of coordinate conversion processing is arbitrary, and a known method may be used.

これにより、例えば同一の積算処理に用いる複数の検出加速度の座標軸成分の中に、符号の異なる座標軸成分が存在する場合でも、積算処理において打ち消し合わずに、加速度積算値を正しく算出すること等が可能になる。   Thereby, for example, even when coordinate axis components having different signs exist among coordinate axis components of a plurality of detected accelerations used for the same integration process, the acceleration integration value can be calculated correctly without canceling out in the integration process. It becomes possible.

さらに、検出加速度の第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、第一の座標軸成分のn乗(nは正の偶数)を用いる場合には、乗算処理のみによって第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を求めること等が可能になり、計算量を抑制すること等が可能になる。   Further, when the nth power of the first coordinate axis component (n is a positive even number) is used as a value corresponding to the absolute value of the first coordinate axis component of the detected acceleration, the first coordinate axis component is obtained only by multiplication processing. It is possible to obtain a value corresponding to the absolute value, and it is possible to suppress the calculation amount.

これまでは、一軸の座標軸成分を積算する例について説明してきたが、本実施形態では、一軸に限らず三軸の座標軸成分を積算して加速度積算値を求めてもよい。   So far, an example in which uniaxial coordinate axis components are integrated has been described, but in this embodiment, the acceleration integrated value may be obtained by integrating not only one axis but three axis coordinate axis components.

すなわち、運動解析座標系において、第一の座標軸Yと、第二の座標軸Xと、第三の座標軸Zとが互いに直交する場合に、積算処理部120は、積算処理として、検出加速度の第一の座標軸成分に基づき第一の積算値Iを求め、検出加速度の第二の座標軸成分に基づき第二の積算値Iを求め、検出加速度の第三の座標軸成分に基づき第三の積算値Iを求めて、第一の積算値Iと第二の積算値Iと第三の積算値Iとを積算して加速度積算値Iを求める処理を行ってもよい。 That is, in the motion analysis coordinate system, when the first coordinate axis Y, the second coordinate axis X, and the third coordinate axis Z are orthogonal to each other, the integration processing unit 120 performs first detection acceleration as the integration processing. The first integrated value I y is obtained based on the coordinate axis component of the first acceleration, the second integrated value I x is obtained based on the second coordinate axis component of the detected acceleration, and the third integrated value is obtained based on the third coordinate axis component of the detected acceleration. seeking I z, it may be subjected to a treatment for obtaining the acceleration cumulative value I by integrating the first integrated value I y and the second integrated value I x and a third integrated value I z.

ここで、検出加速度の第二の座標軸成分とは、例えば水平面を表す2つの座標軸のうち、一方の座標軸の加速度成分のことをいう。また、検出加速度の第三の座標軸成分とは、例えば水平面を表す2つの座標軸のうち、第二の座標軸とは異なる他方の座標軸の加速度成分のことをいう。さらに具体的には、図5のように、Y軸方向が鉛直方向Gと一致する場合には、例えばX軸成分が第二の座標軸成分であり、Z軸成分が第三の座標軸成分である。   Here, the second coordinate axis component of the detected acceleration refers to an acceleration component of one coordinate axis of two coordinate axes representing a horizontal plane, for example. The third coordinate axis component of the detected acceleration refers to an acceleration component of the other coordinate axis different from the second coordinate axis, for example, out of two coordinate axes representing a horizontal plane. More specifically, when the Y-axis direction coincides with the vertical direction G as shown in FIG. 5, for example, the X-axis component is the second coordinate axis component and the Z-axis component is the third coordinate axis component. .

また、加速度積算値Iは例えば式(10)より、第一の積算値Iは式(11)により、第二の積算値Iは式(12)により、第三の積算値Iは式(13)により求められる。式(10)〜式(13)において、iはサンプル番号、jはサンプル開始番号、mはサンプリング数を示し、i、j、m、nは正の整数である。 Further, the acceleration integrated value I is, for example, from equation (10), the first integrated value I y is from equation (11), the second integrated value I x is from equation (12), and the third integrated value I z is It is obtained by equation (13). In Expressions (10) to (13), i represents a sample number, j represents a sample start number, m represents a sampling number, and i, j, m, and n are positive integers.

Figure 2013190377
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Figure 2013190377
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Figure 2013190377
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Figure 2013190377
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なお、変形例として、第一の積算値I、第二の積算値I、第三の積算値Iのいずれか又は全てに任意の係数を乗算したり、加速度積算値Iを算出する際に任意の定数項を積算したりしてもよい。さらに、数学的にこれと等価な演算を行って、加速度積算値を求めても良い。 As a modification, any one or all of the first integrated value I y , the second integrated value I x , and the third integrated value I z are multiplied by an arbitrary coefficient, or the acceleration integrated value I is calculated. At this time, any constant term may be integrated. Further, an acceleration integrated value may be obtained by performing a mathematically equivalent operation.

さらに具体的な例について、図5を用いて説明する。まず、図5において、SP1により表される加速度を検出した後に、SP2により表される加速度を検出したとする。この際に、二つの検出加速度の積算処理を行うと加速度積算値は式(14)のようになる。なお、式(14)では、n=2としている。   A more specific example will be described with reference to FIG. First, in FIG. 5, it is assumed that the acceleration represented by SP1 is detected after the acceleration represented by SP1 is detected. At this time, when the integration processing of the two detected accelerations is performed, the acceleration integrated value becomes as shown in Expression (14). In equation (14), n = 2.

Figure 2013190377
Figure 2013190377

ここで、積算処理に用いる検出加速度の軸数(横軸)と相関係数(縦軸)の関係を図6のグラフに示す。相関係数は、本実施形態において推定した速度推定値と実際のユーザーの移動速度との相関値を表すものであり、相関係数が大きくなるほど、速度推定値と実際のユーザーの移動速度とが近似していることを示している。また、系列Aは被験者Aについてのデータ、系列Bは被験者Bについてのデータ、系列Cは被験者Cについてのデータを表す。図6を示す通り、全ての系列データにおいて、軸数が1軸から3軸に増えるにつれて、相関係数が大きくなっていることが確認できる。すなわち、軸数を増やせば速度推定精度が向上することが分かる。   Here, the relationship between the number of detected acceleration axes (horizontal axis) used in the integration process and the correlation coefficient (vertical axis) is shown in the graph of FIG. The correlation coefficient represents a correlation value between the estimated speed value estimated in the present embodiment and the actual moving speed of the user. The larger the correlation coefficient, the more the estimated speed value and the actual moving speed of the user are. It shows that it is approximate. Further, series A represents data about subject A, series B represents data about subject B, and series C represents data about subject C. As shown in FIG. 6, in all the series data, it can be confirmed that the correlation coefficient increases as the number of axes increases from one axis to three axes. That is, it can be seen that the speed estimation accuracy is improved by increasing the number of axes.

これにより、例えば、検出加速度の座標軸成分の三軸全てを用いて、積算処理を行って、加速度積算値を求め、速度推定精度を向上させること等が可能になる。   As a result, for example, it is possible to perform an integration process using all three axes of the coordinate axis components of the detected acceleration to obtain an acceleration integrated value and improve speed estimation accuracy.

さて、前述した係数a、b及び定数cには、使用する軸数や積算処理を行う所定の期間に応じて、異なる値が設定されることが望ましい。   The coefficients a and b and the constant c are preferably set to different values depending on the number of axes to be used and a predetermined period for performing the integration process.

さらに、前述した係数a、b及び定数cには、使用するユーザー毎に適した値が設定されることが望ましい。なぜなら、ユーザーによって歩き方や走り方が異なるため、加速度積算値が同じであったとしても、実際の移動速度も同じになるとは限らないためである。   Furthermore, it is desirable to set values suitable for each user to be used for the coefficients a and b and the constant c described above. This is because the way of walking and running differ depending on the user, and even if the acceleration integrated value is the same, the actual moving speed is not always the same.

そこで、本実施形態の状態検出装置100は、実測値から得られた係数a、b及び定数cを記憶する記憶部150を含んでもよい。そして、速度指標値演算部130は、記憶部150から取得される係数a、b及び定数cに基づいて、速度指標値rを求めてもよい。   Therefore, the state detection apparatus 100 of the present embodiment may include a storage unit 150 that stores the coefficients a and b and the constant c obtained from the actual measurement values. Then, the speed index value calculation unit 130 may obtain the speed index value r based on the coefficients a and b and the constant c acquired from the storage unit 150.

ここで、実測値とは、例えば実際のユーザーの移動速度等のことを指す。   Here, the actual measurement value indicates, for example, the actual moving speed of the user.

これにより、実測値に基づいて特定された適切な係数a、b及び定数cを記憶して、速度指標値を求める際に、記憶された係数a、b及び定数cを用いること等が可能になる。従って、ユーザー間の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。   As a result, it is possible to store the appropriate coefficients a, b and constant c specified based on the actually measured values and use the stored coefficients a, b and constant c when obtaining the speed index value. Become. Therefore, it is possible to suppress variations in speed estimation accuracy among users.

また、前述した係数a、b及び定数cには、現在のユーザーの運動状態に適した値が設定されることが望ましい。なぜなら、ユーザーが歩いている時と、走っている時では、加速度積算値が同じであったとしても、実際の移動速度も同じになるとは限らないためである。   In addition, it is desirable that the coefficients a and b and the constant c described above are set to values suitable for the current user exercise state. This is because the actual moving speed is not always the same when the user is walking and when the user is running, even if the integrated acceleration value is the same.

そこで、本実施形態の状態検出装置100は、ユーザーの運動状態を判定する運動状態判定部160を含んでもよい。そして、速度指標値演算部130は、運動状態に応じて、使用する係数a、b及び定数cを切り替えてもよい。   Therefore, the state detection device 100 of the present embodiment may include an exercise state determination unit 160 that determines the user's exercise state. Then, the speed index value calculation unit 130 may switch the coefficients a and b and the constant c to be used according to the exercise state.

ここで、運動状態とは、例えば、ユーザーが歩いている状態や走っている状態、停止している状態等のことをいう。また、運動状態として、より詳細な情報を考慮してもよい。より詳細な情報とは、ユーザーの移動速度や移動距離、移動時間等の情報のことである。   Here, the exercise state means, for example, a state in which the user is walking, running, or stopped. Further, more detailed information may be considered as the exercise state. More detailed information is information such as the moving speed, moving distance, and moving time of the user.

この際には、前回推定した速度推定値と所定の閾値とを比較するなどして運動状態を判定してもよい。例えば、所定の閾値よりも速度推定値が一定期間大きかった場合には、運動状態は走行状態であると判断する。但し、運動状態の判定方法はこれに限定されない。   At this time, the exercise state may be determined by comparing the previously estimated speed estimated value with a predetermined threshold. For example, when the estimated speed value is larger than a predetermined threshold for a certain period, it is determined that the exercise state is a running state. However, the determination method of the exercise state is not limited to this.

これにより、運動状態に応じて特定された適切な係数a、b及び定数cを、速度指標値を求める際に用いること等が可能になる。従って、運動状態別の速度推定精度のばらつきを抑えること等が可能になる。   This makes it possible to use appropriate coefficients a and b and a constant c specified according to the motion state when determining the speed index value. Accordingly, it is possible to suppress variations in speed estimation accuracy for each motion state.

なお、係数a、b及び定数cとして、必ずしもユーザー毎や運動状態毎に異なる値を使わなければならないわけではなく、全ての場合において共通の値を用いても当然よい。   Note that different values for the coefficients a and b and the constant c are not necessarily used for each user and each exercise state, and may be used in all cases.

ここまでは、外部装置において、係数a、b及び定数cの値が特定される例を説明したが、本実施形態の状態検出装置100が係数a、b及び定数c等の値を決定しても良い。   Up to this point, the example in which the values of the coefficients a, b and the constant c are specified in the external device has been described. However, the state detection apparatus 100 according to the present embodiment determines the values of the coefficients a, b, the constant c, and the like. Also good.

すなわち、本実施形態の状態検出装置100は、速度実測値に基づいてキャリブレーション処理を行うキャリブレーション処理部190を含んでもよい。そして、速度指標値演算部130は、速度推定値Vを求める際にユーザーの移動速度の基準とする速度である基準速度Vと係数a、b及び定数cのうち、少なくとも一つの値を、キャリブレーション処理の結果に基づいて変更してもよい。 That is, the state detection apparatus 100 according to the present embodiment may include a calibration processing unit 190 that performs a calibration process based on the actually measured speed value. Then, the speed index value calculation unit 130 obtains at least one value of the reference speed V s , which is a reference speed of the user's moving speed when obtaining the speed estimated value V d , the coefficients a, b, and the constant c. The change may be made based on the result of the calibration process.

ここで、速度実測値とは、前述した実測値の一つであり、ユーザーの実際の移動速度を外部機器等により測定した値のことをいう。   Here, the actually measured speed value is one of the above-described actually measured values, and means a value obtained by measuring the actual moving speed of the user with an external device or the like.

ただし、実際には、速度実測値を直接取得(測定)することが困難な場合もある。そのため、本実施形態の状態検出装置100は、所定の距離をユーザーが歩行又は走行した結果と、後述する距離推定値Dとに基づいてキャリブーション処理を行うキャリブレーション処理部190を含んでも良い。この場合には、所定の距離をユーザーが歩行又は走行した結果と、後述する距離推定値Dとに基づいて、ユーザーの移動速度を推定し、推定した移動速度を速度実測値として用いて、キャリブレーション処理を行っても良い。つまり、速度実測値は、ユーザーが実際に移動した距離等から推定した値であっても良い。 However, in practice, it may be difficult to directly acquire (measure) the actual speed measurement value. Therefore, the state detecting device 100 of this embodiment also includes a result of the predetermined distance the user walks or running, the calibration processing unit 190 for performing a carry boot Deployment process based on the distance estimate D d to be described later good. In this case, the user's moving speed is estimated based on a result of the user walking or running a predetermined distance and a distance estimation value D d described later, and the estimated moving speed is used as a measured speed value. Calibration processing may be performed. That is, the actually measured speed value may be a value estimated from a distance actually moved by the user.

また、キャリブレーション処理とは、例えば、係数a、b、定数c及び基準速度V等の値を適切な値に調整する処理などのことをいう。 The calibration process refers to, for example, a process of adjusting values such as the coefficients a and b, the constant c, and the reference speed V s to appropriate values.

図7を用いて具体例を説明する。図7は、縦軸を移動速度(m/s)、横軸を加速度積算値としたグラフであり、係数a、b、定数c及び基準速度Vの初期値(デフォルト値)を用いた時の加速度積算値と移動速度との関係を示している。また、ここでは、実際のユーザーの移動速度を曲線UDとして示す。さらに、キャリブレーション処理を行う前の基準速度Vと速度指標値rを乗算して得られる速度推定値Vを曲線ADとして示す。 A specific example will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph in which the vertical axis represents the movement speed (m / s) and the horizontal axis represents the integrated acceleration value, and when the initial values (default values) of the coefficients a and b, the constant c, and the reference speed V s are used. The relationship between the acceleration integrated value and the moving speed is shown. Here, the actual moving speed of the user is shown as a curve UD. Further, it shows a velocity estimate V d obtained by multiplying the reference speed V s and the speed index value r before performing the calibration process as a curve AD.

この時、例えば加速度積算値がIである時には、速度実測値と速度推定値が共にVであり、一致しているが、加速度積算値がIである時には、速度推定値はV、速度実測値はVであり、速度実測値と速度推定値が一致していない。そのため、加速度積算値がIである時にも速度実測値と速度推定値が一致するようにキャリブレーション処理を行う必要がある。 At this time, when for example the acceleration cumulative value is I k is the speed measurement and the speed estimated value V 1 together, although consistent, when the acceleration cumulative value is I m, the velocity estimate V 2 , speed measurement is V 3, speed measurement and the speed estimated value does not match. Therefore, it is necessary acceleration cumulative value makes the calibration process so that the speed actual value and speed estimation value matches even when a I m.

そこで、本例のキャリブレーション処理では、加速度積算値がIである時と、Iである時の2点について、速度実測値を取得し、これを基準速度Vと比較し、式(15)及び式(16)に表す速度指標値(rとr)を求める。 Therefore, the calibration processing of this embodiment, a case acceleration cumulative value is I k, the two points when it is I m, and obtains the speed measurement, which is compared with a reference velocity V s, the formula ( 15) and the speed index values (r k and r m ) expressed in the equation (16) are obtained .

Figure 2013190377
Figure 2013190377

Figure 2013190377
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そして、式(6)において、加速度積算値がIである場合に、速度指標値がrとなり、加速度積算値がIである場合に、速度指標値がrとなるように、係数a、b、定数cを調整する。また、場合によっては、基準速度Vを調整する。なお、本例では、加速度積算値がIである時と、Iである時の2点について、速度指標値を求める処理を行ったが、本実施形態ではこれに限定されない。 Then, in the equation (6), when the acceleration cumulative value is I k, the speed index value r k, and the when the acceleration cumulative value is I m, as the speed index value is r m, coefficient a, b, and constant c are adjusted. In some cases, adjusting the reference velocity V s. In this example, the time acceleration cumulative value is I k, the two points when it is I m, processing was carried out to determine the speed index value, but is not limited to the present embodiment.

また、ここでキャリブレーション処理の結果とは、例えば前述した例では速度指標値r(rとr)であったり、速度指標値rに基づいて求められた係数a、b、定数c及び基準速度Vのいずれか又は全ての変更を指示する情報のことであったりする。但し、これらに限定されない。 Here, the result of the calibration process is, for example, the speed index value r (r k and r m ) in the above-described example, or the coefficients a and b, the constant c, and the like obtained based on the speed index value r. or even in that either or information indicating all changes of the reference velocity V s. However, it is not limited to these.

これにより、例えば外部装置に依らず、本実施形態の状態検出装置100が係数a、b、定数c及び基準速度Vの値を決定すること等が可能になる。従って、ユーザーが使用する際に、わざわざ他の装置等を準備して、キャリブレーション処理を行う手間を省くことができ、より利便性を高めること等が可能となる。 As a result, for example, the state detection apparatus 100 according to the present embodiment can determine the values of the coefficients a, b, the constant c, and the reference speed V s regardless of an external device. Therefore, when the user uses the apparatus, it is possible to save the trouble of preparing other devices and performing the calibration process, thereby improving convenience.

また、本実施形態の状態検出装置100は、速度指標値演算部130により求められた速度指標値rに基づいて、距離指標値sを求める距離指標値演算部170を含んでもよい。   Further, the state detection apparatus 100 of the present embodiment may include a distance index value calculation unit 170 that calculates the distance index value s based on the speed index value r calculated by the speed index value calculation unit 130.

ここで、距離指標値と距離推定値は、前述した速度指標値と速度推定値と同様の関係にある。そのため、前述した説明の速度に関する記述を、距離に置き換えれば良いため、詳細な説明は省略する。   Here, the distance index value and the distance estimated value have the same relationship as the speed index value and the speed estimated value described above. For this reason, the description relating to speed in the above description may be replaced with distance, and thus detailed description thereof is omitted.

速度指標値に基づいて、距離指標値を求める際には、単純に速度指標値に移動時間を乗算すればよい。   When obtaining the distance index value based on the speed index value, the speed index value may be simply multiplied by the travel time.

これにより、ユーザーの移動距離を距離指標値として求めること等が可能となる。また、乗算及び加算のみを行うことにより、検出加速度から速度指標値を算出すること等が可能である。すなわち、平方根や除算などの演算は不要であるため、計算量を抑制すること等が可能となる。   This makes it possible to obtain the user's moving distance as a distance index value. Further, it is possible to calculate a speed index value from the detected acceleration by performing only multiplication and addition. That is, operations such as square root and division are not required, so that the amount of calculation can be suppressed.

また、本実施形態の状態検出装置100は、距離指標値演算部170により求められた距離指標値sと、基準距離Dとに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値Dを求める距離推定値演算部180を含んでもよい。 In addition, the state detection apparatus 100 according to the present embodiment performs a multiplication process based on the distance index value s obtained by the distance index value calculation unit 170 and the reference distance D s , and obtains the distance estimated value D d. An estimated value calculation unit 180 may be included.

具体的には、式(17)に従って、距離推定値Dを求める。但し、数学的にこれと等価な演算を行うことにより、距離推定値Dを求めてもよい。なお、基準距離は基準速度と同様の概念であるため、詳細な説明は省略する。 Specifically, the distance estimated value Dd is obtained according to the equation (17). However, by performing mathematically equivalent thereto operations, it may be determined distance estimate D d. Since the reference distance is a concept similar to the reference speed, detailed description thereof is omitted.

Figure 2013190377
Figure 2013190377

これにより、例えば距離指標値に基づいて、より意味を捉えやすい距離推定値Dを算出すること等が可能になる。すなわち、ユーザーにより分かりやすい値を提示すること等が可能になる。 Thereby, for example, it is possible to calculate the distance estimated value D d that can be more easily understood based on the distance index value. That is, it becomes possible to present a value that is easier to understand for the user.

ここで、移動中にユーザーが左右にぶれたりすること等により、加速度が大きく変わることがある。このような要因による移動速度の変化は、できるだけ小さくすることが望ましい。そのため、本実施形態では、速度指標値を演算する際に用いる加速度積算値の移動平均値を求め、速度指標値にヒステリシス特性を与える。   Here, the acceleration may change greatly due to, for example, the user shaking left and right during movement. It is desirable to minimize the change in the movement speed due to such factors. For this reason, in this embodiment, a moving average value of acceleration integrated values used when calculating the speed index value is obtained, and a hysteresis characteristic is given to the speed index value.

すなわち、積算処理部120は、速度推定タイミングM1では、先行する速度推定タイミングT1〜Ti(iは2以上の正の整数)のそれぞれで求められた加速度積算値IT1〜ITiの総和から加速度積算値IM1を求め、速度推定タイミングM1の次の速度推定タイミングM2では、先行する速度推定タイミングT2〜T(i+1)のそれぞれで求められた加速度積算値IT2〜IT(i+1)の総和から加速度積算値IM2を求めてもよい。 That is, at the speed estimation timing M1, the integration processing unit 120 determines the acceleration from the sum of the acceleration integration values I T1 to ITi obtained at each of the preceding speed estimation timings T1 to Ti (i is a positive integer of 2 or more). The integrated value I M1 is obtained, and at the speed estimation timing M2 next to the speed estimation timing M1, the sum of the acceleration integrated values I T2 to IT (i + 1) obtained at each of the preceding speed estimation timings T2 to T (i + 1) . From the above, the acceleration integrated value I M2 may be obtained.

ここで、速度推定タイミングとは、速度推定処理を行うタイミングのことをいう。速度推定タイミングは、検出加速度を取得するタイミング(サンプリングタイミング)と同じ周期で訪れるものであっても良いし、サンプリングタイミングと異なる周期で訪れるものであってもよい。   Here, the speed estimation timing refers to timing for performing speed estimation processing. The speed estimation timing may come at the same cycle as the timing (sampling timing) at which the detected acceleration is acquired, or may come at a cycle different from the sampling timing.

ここで、i=4とした場合の具体例を図8に示す。なお、図8の例では、説明の簡略化のため、速度推定タイミング(M1及びM2)とサンプリングタイミングは同じタイミングであり、同じ周期で訪れるものとする。この時、速度推定タイミングM1において求められる加速度積算値は式(18)のようになり、速度推定タイミングM1において求められる加速度積算値は式(19)のようになる。   Here, FIG. 8 shows a specific example when i = 4. In the example of FIG. 8, for simplification of description, it is assumed that the speed estimation timing (M1 and M2) and the sampling timing are the same timing and come in the same cycle. At this time, the integrated acceleration value obtained at the speed estimation timing M1 is as shown in Expression (18), and the integrated acceleration value obtained at the speed estimation timing M1 is as shown in Expression (19).

Figure 2013190377
Figure 2013190377

Figure 2013190377
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また、式(18)及び式(19)では、i=4による除算を行っているが、実際には除算を行わずに、係数a、b及び定数cの値を調整してもよい。除算を行わない場合であっても、速度指標値にヒステリシス特性を与えることは可能であり、不要な計算を削減することにもなる。   Further, in Expression (18) and Expression (19), division by i = 4 is performed, but the values of the coefficients a and b and the constant c may be adjusted without actually performing division. Even if the division is not performed, it is possible to give a hysteresis characteristic to the speed index value, thereby reducing unnecessary calculations.

これにより、速度指標値にヒステリシス特性を与えること等が可能になる。従って、例えば移動中にユーザーが左右にぶれたりする等の要因による移動速度の変化を抑制すること等が可能となる。   This makes it possible to give hysteresis characteristics to the speed index value. Therefore, for example, it is possible to suppress a change in the movement speed due to factors such as the user shaking left and right during movement.

次に、本実施形態の状態検出装置100を電子機器900へ実装する方法(構成要素の配置方法)について、図9(A)と図9(B)を用いて説明する。図9(A)は電子機器900に含まれる第1の電子基板700の表面を、図9(B)は第1の電子基板700の裏面を示している。なお、図示するに当たって混同を避けるため、図9(A)及び図9(B)では、電子機器900を表す枠から第1の電子基板700を表す枠を離して描画しているが、実際には両者は一致している。後述する第2の電子基板800についても同様である。   Next, a method for mounting the state detection device 100 of the present embodiment on the electronic device 900 (component arrangement method) will be described with reference to FIGS. 9A and 9B. 9A shows the front surface of the first electronic substrate 700 included in the electronic device 900, and FIG. 9B shows the back surface of the first electronic substrate 700. FIG. 9A and 9B, the frame representing the first electronic board 700 is drawn away from the frame representing the electronic device 900 in order to avoid confusion in the illustration. Are in agreement. The same applies to a second electronic substrate 800 described later.

まず、本実施形態の電子機器900は、状態検出装置100と加速度センサー200とを含んでもよい。   First, the electronic device 900 of the present embodiment may include the state detection device 100 and the acceleration sensor 200.

また、本実施形態の電子機器900は、状態検出装置100と、加速度センサー200と、無線通信部400と、アンテナ部300と、状態検出装置100と無線通信部400とを動作させる電池500(電池ソケット)と、を含んでもよい。   In addition, the electronic apparatus 900 according to the present embodiment includes a state detection device 100, an acceleration sensor 200, a wireless communication unit 400, an antenna unit 300, a battery 500 (battery) that operates the state detection device 100 and the wireless communication unit 400. Socket).

例えば電子機器900は歩数計などである。なお、図9(B)の600は、心拍測定電極端子であり、必要に応じて実装する。本実施形態においては、心拍測定電極端子600はなくても構わない。   For example, the electronic device 900 is a pedometer or the like. Note that reference numeral 600 in FIG. 9B denotes a heartbeat measurement electrode terminal, which is mounted as necessary. In the present embodiment, the heart rate measurement electrode terminal 600 may not be provided.

ここで、無線通信部400は、状態検出装置100とアンテナ部300の通信に関する制御を行う。無線通信部400は、各種プロセッサー(CPU等)、ASIC(ゲートアレイ等)などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。   Here, the wireless communication unit 400 performs control related to communication between the state detection device 100 and the antenna unit 300. The wireless communication unit 400 can be realized by hardware such as various processors (CPU and the like), ASIC (gate array and the like), a program, and the like.

また、アンテナ部300は、高周波エネルギーを電波(電磁波)として空間に放射(送信)、あるいは逆に空間の電波(電磁波)を高周波エネルギーへ相互に変換(受信)する装置である。なお、本実施形態のアンテナ部300は、少なくとも送信機能を有している。さらに、アンテナ部300は、電子機器900に対して、1つまたは複数設けられ、例えばアンテナ部300が複数設けられる場合には、各アンテナの口径が異なっていてもよい。   The antenna unit 300 is a device that radiates (transmits) high-frequency energy as radio waves (electromagnetic waves) into space, or conversely converts (receives) radio waves (electromagnetic waves) in space into high-frequency energy. Note that the antenna unit 300 of the present embodiment has at least a transmission function. Furthermore, one or a plurality of antenna units 300 are provided for the electronic device 900. For example, when a plurality of antenna units 300 are provided, the apertures of the antennas may be different.

しかし、加速度センサー200とアンテナ部300とを同じ基板に実装する場合には、アンテナ部300が発する電波(電磁波)の影響により、加速度センサー200の検出結果に誤差が生じることがある。そのため、従来は、加速度センサー200とアンテナ部300とをそれぞれ別の基板上に離して設置し、加速度センサー200の検出結果に誤差が生じないようにしていた。しかし、この場合には、各基板の厚みにより、電子機器900が大きくなり、これを運動中に胸部等に付けると、運動の妨げになる等の問題があった。   However, when the acceleration sensor 200 and the antenna unit 300 are mounted on the same substrate, an error may occur in the detection result of the acceleration sensor 200 due to the influence of radio waves (electromagnetic waves) emitted from the antenna unit 300. For this reason, conventionally, the acceleration sensor 200 and the antenna unit 300 are installed separately on different substrates so that no error occurs in the detection result of the acceleration sensor 200. However, in this case, the electronic device 900 becomes large due to the thickness of each substrate, and if this is attached to the chest or the like during exercise, there is a problem that the exercise is hindered.

そこで、本実施形態では図9(A)及び図9(B)に示すように、状態検出装置100と、加速度センサー200と、無線通信部400と、電池500は、第1の電子基板700に実装され、アンテナ部300は、無線通信部400の第1の方向DR1側に実装され、加速度センサー200は、無線通信部400の第2の方向DR2側に実装されてもよい。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 9A and 9B, the state detection device 100, the acceleration sensor 200, the wireless communication unit 400, and the battery 500 are mounted on the first electronic substrate 700. The antenna unit 300 may be mounted on the first direction DR1 side of the wireless communication unit 400, and the acceleration sensor 200 may be mounted on the second direction DR2 side of the wireless communication unit 400.

ここで、第2の方向DR2は、第1の方向DR1と異なる方向であり、例えば図9(A)に示す通り、第1の方向DR1と略反対方向である。   Here, the second direction DR2 is a direction different from the first direction DR1, and is substantially opposite to the first direction DR1, for example, as shown in FIG. 9A.

これにより、加速度センサー200とアンテナ部300とを離して実装すること等が可能になり、加速度センサー200の検出結果にアンテナ部300が発する電波を要因とする誤差が生じにくくすること等が可能になる。   As a result, it is possible to mount the acceleration sensor 200 and the antenna unit 300 apart from each other, and it is possible to make an error caused by the radio wave emitted by the antenna unit 300 less likely to occur in the detection result of the acceleration sensor 200. Become.

さらに、状態検出装置100と、加速度センサー200と、無線通信部400と、アンテナ部300と、電池500とを1枚の基板上に実装して、電子機器900をよりコンパクトにすること等が可能となる。これにより、運動中に胸部等に電子機器900を装着しても、運動の妨げにならないようにすること等が可能になる。   Furthermore, the electronic device 900 can be made more compact by mounting the state detection device 100, the acceleration sensor 200, the wireless communication unit 400, the antenna unit 300, and the battery 500 on a single substrate. It becomes. Thereby, even if the electronic device 900 is worn on the chest or the like during exercise, it is possible to prevent the exercise from being hindered.

また、電子機器900において、アンテナ部300は、無線通信部400の第1の方向側に取り付けられる第2の電子基板800に実装されてもよい。   In the electronic device 900, the antenna unit 300 may be mounted on the second electronic substrate 800 attached to the first direction side of the wireless communication unit 400.

なお、第2の電子基板800の裏面の基板パターンは排除しておくことが望ましい。また、第2の電子基板800は、図9(A)及び図9(B)に示すように、第1の電子基板700の端に重ねて配置されることが望ましい。但し、これに限定されず、例えば、第2の電子基板800を第1の電子基板700と一部のみ重ねて配置するなどしてもよい。   Note that it is desirable to exclude the substrate pattern on the back surface of the second electronic substrate 800. In addition, the second electronic substrate 800 is desirably disposed so as to overlap the end of the first electronic substrate 700 as illustrated in FIGS. 9A and 9B. However, the present invention is not limited to this. For example, the second electronic substrate 800 may be partially overlapped with the first electronic substrate 700.

これにより、加速度センサー200とアンテナ部300とをより離して実装すること等が可能になり、加速度センサー200の検出結果にアンテナ部300が発する電波を要因とする誤差がより生じにくくすること等が可能になる。   As a result, it is possible to mount the acceleration sensor 200 and the antenna unit 300 further apart from each other, and the detection result of the acceleration sensor 200 is less likely to cause an error caused by the radio wave emitted by the antenna unit 300. It becomes possible.

また、電子機器900において、状態検出装置100と加速度センサー200と無線通信部400は、第1の電子基板700の表面に実装され、電池500は、第1の電子基板700の裏面に実装されてもよい。   In the electronic device 900, the state detection device 100, the acceleration sensor 200, and the wireless communication unit 400 are mounted on the front surface of the first electronic substrate 700, and the battery 500 is mounted on the back surface of the first electronic substrate 700. Also good.

これにより、電子機器900をさらに薄くすること等が可能となる。   Thereby, the electronic device 900 can be further thinned.

また、本実施形態の測定システムは、状態検出装置100を含んでもよい。   In addition, the measurement system of the present embodiment may include the state detection device 100.

例えば、このような測定システムの例としては、前述した電子機器を含む測定システムであって、アンテナ部300及び無線通信部400と通信により接続されたサーバーにより、状態検出装置100の一部又は全部の機能が実現される測定システム等が挙げられる。   For example, an example of such a measurement system is a measurement system including the above-described electronic device, and a part or all of the state detection device 100 is connected to the antenna unit 300 and the wireless communication unit 400 by communication. And a measurement system that realizes this function.

これにより、例えば状態検出装置100により行われる処理の一部をサーバーに実行させること等が可能になり、状態検出装置100の処理量を削減すること等が可能になる。   Accordingly, for example, it is possible to cause the server to execute a part of processing performed by the state detection device 100, and it is possible to reduce the processing amount of the state detection device 100.

なお、本実施形態の状態検出装置100等は、その処理の一部または大部分をプログラムにより実現してもよい。この場合には、CPU等のプロセッサーがプログラムを実行することで、本実施形態の状態検出装置100等が実現される。具体的には、情報記憶媒体に記憶されたプログラムが読み出され、読み出されたプログラムをCPU等のプロセッサーが実行する。ここで、情報記憶媒体(コンピューターにより読み取り可能な媒体)は、プログラムやデータなどを格納するものであり、その機能は、光ディスク(DVD、CD等)、HDD(ハードディスクドライブ)、或いはメモリー(カード型メモリー、ROM等)などにより実現できる。そして、CPU等のプロセッサーは、情報記憶媒体に格納されるプログラム(データ)に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち、情報記憶媒体には、本実施形態の各部としてコンピューター(操作部、処理部、記憶部、出力部を備える装置)を機能させるためのプログラム(各部の処理をコンピューターに実行させるためのプログラム)が記憶される。   Note that the state detection apparatus 100 and the like of the present embodiment may realize part or most of the processing by a program. In this case, a processor such as a CPU executes the program, thereby realizing the state detection device 100 according to the present embodiment. Specifically, a program stored in the information storage medium is read, and a processor such as a CPU executes the read program. Here, the information storage medium (computer-readable medium) stores programs, data, and the like, and functions as an optical disk (DVD, CD, etc.), HDD (hard disk drive), or memory (card type). It can be realized by memory, ROM, etc. A processor such as a CPU performs various processes according to the present embodiment based on a program (data) stored in the information storage medium. That is, in the information storage medium, a program for causing a computer (an apparatus including an operation unit, a processing unit, a storage unit, and an output unit) to function as each unit of the present embodiment (a program for causing the computer to execute processing of each unit) Is memorized.

4.処理の流れ
以下では、図9のフローチャートを用いて、本実施形態の処理の流れについて説明する。
4). Processing Flow Hereinafter, the processing flow of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、加速度センサーから検出加速度を取得する(S201)。この時、加速度センサーから取得される検出加速度は加速度センサー座標系における値により表されている。そのため、加速度センサー座標系から運動解析座標系へ検出加速度の座標変換処理を行う(S202)。   First, the detected acceleration is acquired from the acceleration sensor (S201). At this time, the detected acceleration acquired from the acceleration sensor is represented by a value in the acceleration sensor coordinate system. Therefore, coordinate conversion processing of detected acceleration is performed from the acceleration sensor coordinate system to the motion analysis coordinate system (S202).

次に、座標変換処理後の検出加速度の各座標軸成分について積算処理を行い(S203)、各座標軸の積算値の総和を算出する(S204)。すなわち、前述した式(10)の処理を行う。   Next, an integration process is performed for each coordinate axis component of the detected acceleration after the coordinate conversion process (S203), and a total sum of the integrated values of each coordinate axis is calculated (S204). That is, the processing of the above-described formula (10) is performed.

ここで、検出加速度に基づいて、ユーザーの運動状態の判定処理を行い(S205)、運動状態の判定処理の結果に基づいて、係数a、b、定数c及び基準速度Vの切り替え処理を行う(S206)。 Here, based on the detected acceleration, a determination processing of the user's motion state (S205), carried out on the basis of the result of the determination process in motion state, the coefficients a, b, a switching process of the constant c and the reference speed V s (S206).

そして、式(6)に示すように、各座標軸の積算値の総和と係数a、b及び定数cに基づいて、速度指標値を算出し(S207)、式(7)のように速度指標値と基準速度の乗算処理を行って、速度推定値を算出する(S208)。   Then, as shown in Expression (6), a speed index value is calculated based on the sum of the integrated values of the respective coordinate axes, the coefficients a and b, and the constant c (S207), and the speed index value is expressed as in Expression (7). And the reference speed are multiplied to calculate a speed estimated value (S208).

最後に、速度推定値に移動時間を乗算して距離推定値の算出を行い(S209)、表示部や無線通信部等に出力する(S210)。   Finally, the estimated distance value is calculated by multiplying the estimated speed value by the travel time (S209) and output to the display unit, the wireless communication unit, etc. (S210).

以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、状態検出装置、電子機器、測定システム及びプログラム等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described at least once together with a different term having a broader meaning or the same meaning in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configurations and operations of the state detection device, the electronic device, the measurement system, and the program are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be made.

100 状態検出装置、110 取得部、120 積算処理部、
130 速度指標値演算部、140 速度推定値演算部、150 記憶部、
160 運動状態判定部、170 距離指標値演算部、180 距離推定値演算部、
190 キャリブレーション処理部、200 加速度センサー、300 アンテナ部、
400 無線通信部、500 電池(電池ソケット)、600 心拍測定電極端子、
700 第1の電子基板、800 第2の電子基板、900 電子機器
100 status detection device, 110 acquisition unit, 120 integration processing unit,
130 speed index value calculation unit, 140 speed estimation value calculation unit, 150 storage unit,
160 exercise state determination unit, 170 distance index value calculation unit, 180 distance estimation value calculation unit,
190 calibration processing unit, 200 acceleration sensor, 300 antenna unit,
400 wireless communication unit, 500 battery (battery socket), 600 heart rate measurement electrode terminal,
700 first electronic substrate, 800 second electronic substrate, 900 electronic device

Claims (14)

加速度センサーから検出加速度を取得する取得部と、
前記検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Iを求める積算処理部と、
速度を推定するために用いる速度指標値rをr=aI+bI+c(係数a、b及び定数cは所与の実数)の関係式に従って求める速度指標値演算部と、
を含む状態検出装置。
An acquisition unit for acquiring detected acceleration from the acceleration sensor;
An integration processing unit for performing integration processing for integrating a value obtained from at least one coordinate axis component of the detected acceleration for a given period, and obtaining an acceleration integrated value I;
A speed index value calculator that obtains a speed index value r used for estimating the speed according to a relational expression of r = aI 2 + bI + c (coefficients a, b, and constant c are given real numbers);
A state detection device.
請求項1において、
運動解析座標系の第一の座標軸Yが鉛直線に平行な座標軸である場合に、
前記積算処理部は、
前記積算処理として、前記検出加速度の第一の座標軸成分を取得し、少なくとも前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値を積算して、前記加速度積算値Iを求める処理を行うことを特徴とする状態検出装置。
In claim 1,
When the first coordinate axis Y of the motion analysis coordinate system is a coordinate axis parallel to the vertical line,
The integration processing unit
As the integration process, a process of obtaining a first coordinate axis component of the detected acceleration, integrating at least a value corresponding to an absolute value of the first coordinate axis component, and obtaining the acceleration integrated value I is performed. A state detection device.
請求項2において、
前記運動解析座標系において、前記第一の座標軸Yと、第二の座標軸Xと、第三の座標軸Zとが互いに直交する場合に、
前記積算処理部は、
前記積算処理として、前記検出加速度の前記第一の座標軸成分に基づき第一の積算値Iを求め、前記検出加速度の前記第二の座標軸成分に基づき第二の積算値Iを求め、前記検出加速度の前記第三の座標軸成分に基づき第三の積算値Iを求めて、前記第一の積算値Iと前記第二の積算値Iと前記第三の積算値Iとを積算して前記加速度積算値Iを求める処理を行うことを特徴とする状態検出装置。
In claim 2,
In the motion analysis coordinate system, when the first coordinate axis Y, the second coordinate axis X, and the third coordinate axis Z are orthogonal to each other,
The integration processing unit
As the integration process, a first integrated value I y is obtained based on the first coordinate axis component of the detected acceleration, a second integrated value I x is obtained based on the second coordinate axis component of the detected acceleration, A third integrated value I z is obtained based on the third coordinate axis component of the detected acceleration, and the first integrated value I y , the second integrated value I x, and the third integrated value I z are obtained. A state detection apparatus that performs a process of calculating the acceleration integrated value I by integrating the values.
請求項2又は3において、
前記積算処理部は、
前記運動解析座標系における前記検出加速度の前記第一の座標軸成分の絶対値に対応する値として、前記第一の座標軸成分のn乗(nは正の偶数)を求め、求めた前記第一の座標軸成分のn乗を積算する処理を行うことを特徴とする状態検出装置。
In claim 2 or 3,
The integration processing unit
As the value corresponding to the absolute value of the first coordinate axis component of the detected acceleration in the motion analysis coordinate system, the nth power (n is a positive even number) of the first coordinate axis component is obtained, and the obtained first A state detection apparatus that performs a process of accumulating the nth power of a coordinate axis component.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
実測値から得られた前記係数a、b及び前記定数cを記憶する記憶部を含み、
前記速度指標値演算部は、
前記記憶部から取得される前記係数a、b及び前記定数cに基づいて、前記速度指標値rを求めることを特徴とする状態検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
A storage unit for storing the coefficients a and b and the constant c obtained from actual measurement values;
The speed index value calculator is
A state detection apparatus that obtains the speed index value r based on the coefficients a and b and the constant c acquired from the storage unit.
請求項1乃至5のいずれかにおいて、
ユーザーの運動状態を判定する運動状態判定部を含み、
前記速度指標値演算部は、
前記運動状態に応じて、使用する前記係数a、b及び前記定数cを切り替えることを特徴とする状態検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
Including an exercise state determination unit for determining an exercise state of the user;
The speed index value calculator is
A state detection apparatus, wherein the coefficients a and b and the constant c to be used are switched according to the motion state.
請求項1乃至6のいずれかにおいて、
速度実測値に基づいてキャリブレーション処理を行うキャリブレーション処理部を含み、
前記速度指標値演算部は、
速度推定値Vを求める際にユーザーの移動速度の基準とする速度である基準速度Vと前記係数a、b及び前記定数cのうち、少なくとも一つの値を、前記キャリブレーション処理の結果に基づいて変更することを特徴とする状態検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6.
Including a calibration processing unit for performing a calibration process based on the actual speed measurement value,
The speed index value calculator is
At least one value of the reference speed V s , which is a speed used as a reference of the moving speed of the user when obtaining the speed estimated value V d , the coefficients a and b, and the constant c is used as a result of the calibration process. A state detection device that changes based on the above.
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値rに基づいて、距離指標値sを求める距離指標値演算部を含むことを特徴とする状態検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
A state detection device comprising a distance index value calculation unit for determining a distance index value s based on the speed index value r determined by the speed index value calculation unit.
請求項8において、
前記距離指標値演算部により求められた前記距離指標値sと、基準距離Dとに基づいて、乗算処理を行い、距離推定値Dを求める距離推定値演算部を含むことを特徴とする状態検出装置。
In claim 8,
A distance estimation value calculation unit that performs a multiplication process based on the distance index value s obtained by the distance index value calculation unit and a reference distance D s to obtain a distance estimation value D d is included. State detection device.
請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記積算処理部は、
速度推定タイミングM1では、先行する速度推定タイミングT1〜Ti(iは2以上の正の整数)のそれぞれで求められた加速度積算値IT1〜ITiの総和から加速度積算値IM1を求め、
前記速度推定タイミングM1の次の速度推定タイミングM2では、先行する速度推定タイミングT2〜T(i+1)のそれぞれで求められた加速度積算値IT2〜IT(i+1)の総和から加速度積算値IM2を求めることを特徴とする状態検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 9,
The integration processing unit
In the speed estimation timing M1, the acceleration integration value I M1 is obtained from the sum of the acceleration integration values I T1 to I Ti obtained at each of the preceding speed estimation timings T1 to Ti (i is a positive integer of 2 or more),
Wherein the next speed estimated timing M2 velocity estimated timing M1, acceleration cumulative value from the sum of the preceding velocity estimated timing T2~T acceleration cumulative value obtained in each of the (i + 1) I T2 ~I T (i + 1) I M2 A state detection apparatus characterized by obtaining
請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記速度指標値演算部により求められた前記速度指標値rと、基準速度Vとに基づいて、乗算処理を行い、速度推定値Vを求める速度推定値演算部を含むことを特徴とする状態検出装置。
In any one of Claims 1 thru | or 10.
And said speed index value r determined by the speed index value calculation section, based on the reference velocity V s, performs multiplication processing, characterized in that it comprises a speed estimation value calculating unit for obtaining the estimated speed V d State detection device.
請求項1乃至11のいずれかに記載の前記状態検出装置と前記加速度センサーとを含むことを特徴とする電子機器。   12. An electronic device comprising the state detection device according to claim 1 and the acceleration sensor. 請求項1乃至11のいずれかに記載の前記状態検出装置を含むことを特徴とする測定システム。   A measurement system comprising the state detection device according to claim 1. 加速度センサーから検出加速度を取得する取得部と、
前記検出加速度の少なくとも一つの座標軸成分から得られる値を所与の期間積算する積算処理を行い、加速度積算値Iを求める積算処理部と、
速度指標値rをr=aI+bI+c(係数a、b及び定数cは所与の実数)の式に基づいて求める速度指標値演算部として、
コンピューターを機能させることを特徴とするプログラム。
An acquisition unit for acquiring detected acceleration from the acceleration sensor;
An integration processing unit for performing integration processing for integrating a value obtained from at least one coordinate axis component of the detected acceleration for a given period, and obtaining an acceleration integrated value I;
As a speed index value calculation unit for determining the speed index value r based on an equation of r = aI 2 + bI + c (coefficients a, b, and constant c are given real numbers),
A program characterized by operating a computer.
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