JP2016041112A - 活動量計 - Google Patents
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Abstract
Description
(構成)
図1は、本実施形態に関わるリストバンド型の活動量計1の外観図である。図2は、リストハンド型の活動量計とスマートフォンからなる睡眠覚醒状態記録システム100の構成図である。
活動量計1は、ユーザの腕(点線で示す)Lに巻かれて装着するために帯状のリストバンド型であり、中央部には細長い形状の操作ボタン3が設けられている。操作ボタン3は、各種設定時などに操作される。
図2に示す睡眠覚醒状態記録システム100は、活動量計1を利用した睡眠覚醒状態記録システムである。
活動量計1は、操作ボタン3、加速度センサ11、加速度検出部12、加速度エネルギー検出部13、及び制御部14を有する本体部1Aを有する。図1において点線で示ように、本体部1Aは、バンド4の中央部に着脱可能に取り付けられている。
加速度センサ11は、互いに直交する3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向の加速度をそれぞれ検出することができるように、3つのセンサを有し、X軸出力、Y軸出力及びZ軸出力を、各軸について加速度信号として出力する3軸加速度センサである。少なくとも3軸方向の加速度を検出する加速度センサ11の各出力は、加速度検出部12及び制御部14に入力される。
二乗和平方根算出部12aは、加速度センサ11の各出力の二乗和の平方根の信号を生成する回路である。ここでは、複数方向(ここでは3つの方向)の加速度を用いているので、各出力の二乗和の平方根の信号を生成する二乗和平方根算出部12aを用いているが、二乗和平方根算出部12aに代えて、二乗和の信号を生成する二乗和算出回路を用いてもよい。
なお、ここでは、加速度センサ11は、3軸加速度センサであるが、4軸以上の加速度センサでもよい。
よって、加速度検出部12は、加速度センサ11の出力から加速度を検出し、加速度信号を出力する。加速度検出部12から出力される加速度信号は、加速度エネルギー検出部13に入力される。
加速度エネルギー検出部13に入力された加速度信号は、絶対値回路13aに入力される。絶対値回路13aは、入力された加速度信号の絶対値を算出し、ローパスフィルタ13bに出力する。
制御部14は、中央処理装置(以下、CPUという)21、ROM22、RAM23、時計部24、無線通信部25、及びインターフェース(以下、I/Fと略す)26,27,28を有し、互いにバス29で接続されている。
同様に、CPU21は、加速度センサ11のX軸出力、Y軸出力及びZ軸出力を、I/F27を介して取得することができる。
さらに、CPU21は、操作ボタン3の動作状態をI/F28を介して取得することができる。
無線通信部25は、スマートフォン2とのデータ通信を行うための回路であり、近距離無線通信のための回路である。
(作用)
睡眠覚醒状態判定の処理について説明する。
次に、CPU21は、ユーザが、活動量計1を腕から取り外しているか否かを判定する(S4)。
上記の式(1)が成立するとき、ユーザは、覚醒していると判定される。
尚、図5と図6ではY軸方向がテーブル面31aに対して直交する方向となる例を述べたが、これに限定されることなく、例えば、操作ボタン3がテーブル面31aに接するように置かれたときはZ軸方向がテーブル面31aに対して直交する方向となる。この場合は、Z軸方向の加速度Zaが大きくなる。
ここでは、次の式(2)に定義された平滑度FL(i)が算出される。
ここで、FL(i)は、時刻iにおける平滑度である。
なお、ここでは、式(2)に定義するような計算式により平滑度を算出しているが、例えば、軸iの加速度エネルギーAE(i)よりもm個(mは整数)前までのm個の加速度エネルギーの各々と、時刻iの加速度エネルギーAE(i)との差の和から平滑度を算出する等、他の手段により、平滑度を算出するようにしてもよい。
平滑度が所定値TH4以下でないとき(S9:NO)、CPU21は、ユーザは覚醒状態にあると判定する(S11)。すなわち、第1の和と第2の和の和である平滑度FL(i)が小さくないということは、加速度エネルギーAEが大きくかつ変化している、すなわち、X軸、Y軸及びZ軸方向の加速度が変化していない一定の状態にないので、ユーザは覚醒状態にある、と判定される。
図7において、期間T1は、被験者が活動量計1を腕から外していた期間であり、期間T2は、通勤時間であり、期間T3は、外出時間であり、期間T4は、通勤時間であり、期間T5は、睡眠時間であり、期間T6は、通勤時間である。期間T1では、加速度エネルギーAEの値は、小さく、Y軸方向加速度Yaの値は、大きい。これに対して、期間T5では、加速度エネルギーAEの値は小さいが、時間平均のY軸方向加速度Yaの値は、期間T1のときの値よりも小さくかつ変動している。
図8に示すように、期間TT1内では、被験者の動かない状態が継続するため、X,Y,Z軸の加速度の値が一定となる期間が複数回存在している。図8のグラフGB1において、期間CTが、期間TT1中において加速度の値が変化しない一定となっている期間を示している。グラフGB2,GB3においても、同様に、加速度の値が変化しない期間CTが複数存在している。ユーザは寝返りをうった後は動かないため、寝返りの前後ではX,Y,Z軸の加速度の値が一定となり、図8に示すように、期間TT1中のグラフGB1、GB2,GB3は、階段状の波形となっている。
加速度エネルギーAEの値が所定値TH3以上であるとき、上述したS8とS9の平滑度は、このようなグラフGA1がフラットな状態であるかを判定するための処理である。CPU21は、S8で算出された平滑度が小さい、すなわちグラフGA1がフラットであるとき、ユーザは、睡眠状態にあると判定し(S10)、覚醒状態にあると誤判定しない。
よって、RAM23は、ユーザの睡眠状態と覚醒状態の情報を記録する睡眠覚醒状態記憶部を構成する。
よって、無線通信部25は、RAM23に記憶された睡眠状態と覚醒状態の情報を送信する情報送信部を構成する。
図10は、推定結果に誤差が含まれる様子を示す推定結果のグラフである。
また、補正された推定結果は、睡眠状態の開始時刻と終了時刻、及び睡眠状態の開始時刻と終了時刻を表形式で、スマートフォン2の表示部2aに表示するようにしてもよい。
さらに、ユーザが睡眠中に体動があっても、覚醒状態にあると誤判定されることがない活動量計を提供することができる。
Claims (9)
- 活動量を計測する対象者に装着可能な活動量計であって、
少なくとも1軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの加速度信号に基づいて加速度エネルギーを検出する加速度エネルギー検出部と、
前記加速度エネルギー検出部により検出された前記加速度エネルギーと、前記加速度センサの前記加速度信号における重力方向の加速度成分と、に基づいて、前記対象者からの前記活動量計の取り外しを判定する取り外し判定部と、
を有する活動量計。 - 前記取り外し判定部は、前記加速度エネルギーが第1の所定値以下で、かつ前記重力方向の加速度成分が第2の所定値以上であるときに、前記活動量計が前記対象者から取り外されたと判定する請求項1に記載の活動量計。
- 活動量を計測する対象者に装着可能な活動量計であって、
少なくとも3軸方向の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの加速度信号に基づいて加速度エネルギーを検出する加速度エネルギー検出部と、
前記加速度エネルギー検出部により検出された前記加速度エネルギーと、前記加速度センサの前記加速度信号における重力方向の加速度成分と、に基づいて、前記対象者からの前記活動量計の取り外しを判定する取り外し判定部と、
を有する活動量計。 - 前記加速度センサの前記加速度信号における重力方向の加速度成分の平滑性と、前記加速度エネルギーとに基づいて、前記対象者が覚醒状態にあるか否かを判定する覚醒状態判定部を有する請求項3に記載の活動量計。
- 前記平滑性は、前記加速度エネルギーの値の変化が第3の所定値以内であるか否かにより規定され、
前記覚醒状態判定部は、前記加速度エネルギーが第4の所定値以上であって、かつ前記加速度エネルギーの値の変化が前記第3の所定値以上であるとき、前記対象者は前記覚醒状態にあると判定する請求項4に記載の活動量計。 - 前記活動量計が前記対象者から取り外されたと判定すると、前記取り外し判定部は、前記対象者が前記覚醒状態にあると判定する請求項4又は5に記載の活動量計。
- 前記対象者が前記覚醒状態にあると判定されたとき以外は、前記対象者は睡眠状態にあると判定する睡眠状態判定部を有する請求項6に記載の活動量計。
- 前記睡眠状態と前記覚醒状態の情報を記録する睡眠覚醒状態記憶部を有する請求項7に記載の活動量計。
- 前記睡眠覚醒状態記憶部に記憶された前記睡眠状態と前記覚醒状態の情報を送信する情報送信部を有する請求項8に記載の活動量計。
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