JP2016529065A - 信頼性が高い運動分類のための半ステップ周波数特性 - Google Patents

Abstract

モバイルデバイスの運動状態を分類するための装置および方法が開示される。一実施形態では、モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データが収集される。前記加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在が判定される。最後に、半ステップ周波数関係の存在または不存在に少なくとも部分的に基づいてデバイスの運動状態が判定される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、すべての目的のためにその内容全体が参照により組み込まれる、“Half Step Frequency Feature for Reliable Motion Classification”という名称の、2013年9月5日に出願された米国仮特許出願第61/874,075号の優先権を主張する。

本明細書に開示する主題は、一般に、モバイルデバイス上のセンサを使用した運動および活動分類に関する。

モバイルデバイスの物理的運動コンテキストを分類することは、様々な用途に役立つ。そのような用途は、運動支援型ジオフェンシング、運動支援型Wi-Fiスキャン最適化、注意散漫な歩行者の検出、ヘルスモニタリングなどを含む場合がある。一般的な分類は、ウォーキング、ランニング、バイク走行、ぶらぶらしている状態(fiddling)、および静止状態などを含む場合がある。

モバイルデバイスの運動コンテキストは、モバイルデバイスに組み込まれたセンサから受信されたデータを収集し処理することによって確立される場合がある。現在、モバイルデバイスは、3軸加速度計が標準装備になりつつある。3軸加速度計は、直交するx、y、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度データを提供することができる低電力センサである。ユーザの物理的運動は、モバイルデバイスを手に保持するユーザ、またはモバイルデバイスをポケット内に入れたユーザなどの、直接的な物理接続または間接的な物理接続のいずれかによって、モバイルデバイスおよびその中に組み込まれた加速度計に転送される。

モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集するステップと、加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定するステップと、半ステップ周波数関係の存在または不存在に少なくとも部分的に基づいてデバイスの運動状態を判定するステップとを含む、モバイルデバイスの運動状態を分類する方法が開示される。

メモリと、モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集し、加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定し、半ステップ周波数関係の存在または不存在に少なくとも部分的に基づいてデバイスの運動状態を判定するように構成されたプロセッサとを含む、モバイルデバイスの運動状態を分類するための装置がさらに開示される。

モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集するための手段と、加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定するための手段と、半ステップ周波数関係の存在または不存在に少なくとも部分的に基づいてデバイスの運動状態を判定するための手段とを含む、モバイルデバイスの運動状態を分類するための装置がさらに開示される。

プロセッサによって実行されるとき、モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集することと、加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定することと、半ステップ周波数関係の存在または不存在に少なくとも部分的に基づいてデバイスの運動状態を判定することとを含む方法をプロセッサに実行させるコードを含む、非一時的コンピュータ可読媒体がさらに開示される。

本発明の態様を実施することができるシステムのブロック図である。 デバイスに含まれる加速度計の座標系を示す図である。 ユーザがデバイスをいじっている場合に取得されるx軸加速度計データの時間領域プロット図である。 ユーザがウォーキングをしている場合に取得されるx軸加速度計データの時間領域プロット図である。 モバイルデバイスの運動状態を分類する方法の一実施形態のフロー図である。 ユーザがデバイスを手に保持しながら同時にウォーキング/ランニングをしデバイスのディスプレイを読んでいる場合に取得される加速度計データの周波数領域プロット図である。 ユーザがデバイスを一方の耳の近くで保持しながら同時にウォーキング/ランニングをしデバイスを介して電話による会話を行っている場合に取得される加速度計データの周波数領域プロット図である。 ユーザがウォーキング/ランニングをし、同時にユーザの振られている腕とともにデバイスが揺動されている場合に取得される加速度計データの周波数領域プロット図である。 ユーザがウォーキング/ランニングをし、同時にデバイスがポケットまたはバックパック内に保持されている場合に取得される加速度計データの周波数領域プロット図である。 ユーザがa)ウォーキングおよびb)ランニングをしている際に取得される例示的な加速度計データの周波数領域プロット図である。

「例示的」または「例」という単語は、本明細書では「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。「例示的」または「例」として本明細書に記載される任意の態様または実施形態は、他の態様または実施形態に比べて好ましいか、または有利であると必ずしも解釈されるべきではない。

図1は、本発明の実施形態を実施することができる例示的なデバイス100を示すブロック図である。デバイス100は、1つまたは複数のプロセッサ101、メモリ105、I/Oコントローラ125、およびネットワークインターフェース110を含むことができるモバイルデバイスである場合がある。したがって、デバイス100は、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、携帯電話、携帯情報端末、モバイルコンピュータ、タブレット、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)、ウェアラブルデバイス、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、または処理能力を有する任意のタイプのデバイスである場合がある。デバイスは、プロセッサ101にさらに結合された1つまたは複数のバスまたは信号線に結合された1つまたは複数のセンサ(たとえば、近接センサ、周辺光センサ(ALS)、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、気圧センサ、全地球測位システム(GPS)センサ)を含む場合もある。デバイス100は、ディスプレイ120、ユーザインターフェース(たとえば、キーボード、タッチスクリーン、または同様のデバイス)、電源デバイス(たとえば、バッテリー)、および電子デバイスに一般的に関連する他の構成要素を含む場合もあることを了解されたい。いくつかの実施形態では、デバイス110は、モバイルデバイスであってもよい。ネットワークインターフェース110はまた、ワイヤレスネットワークからの/へのワイヤレスリンクを介してデータストリームを送受信するために、いくつかのワイヤレスサブシステム115(たとえば、Bluetooh、Wi-Fi、セルラー、または他のネットワーク)に結合されるか、またはネットワーク(たとえば、インターネット、イーサーネット、または他のワイヤレスシステム)への直接接続のための有線インターフェースであってもよい。

デバイス100は、近接センサ130、周辺光センサ(ALS)135、加速度計140、ジャイロスコープ145、磁力計150、気圧センサ155、および/または全地球測位センサ(GPS)160などのセンサを含む場合がある。

メモリ105は、プロセッサ101による実行用の命令を記憶するためにプロセッサ101に結合される場合がある。いくつかの実施形態では、メモリ105は非一時的である。メモリ105は、以下で説明する実施形態を実施するための1つまたは複数のモデルまたはモジュールを記憶する場合もある。メモリ105は、一体型センサまたは外部センサからのデータを記憶する場合もある。

以下で説明する本発明の実施形態は、デバイス100のプロセッサ101および/またはデバイスの他の回路および/または他のデバイスによって、たとえばメモリ105もしくは他の要素内に記憶された命令の実行を通じて実施される場合があることを了解されたい。詳細には、限定はしないが、プロセッサ101を含むデバイスの回路は、プログラムの制御、ルーチン、または本発明の実施形態による方法もしくはプロセスを実行するための命令の実行の下で動作する場合がある。たとえば、そのようなプログラムは、(たとえば、メモリ105および/または他のロケーションに記憶される)ファームウェアまたはソフトウェアに実装され、プロセッサ101などのプロセッサ、および/またはデバイスの他の回路によって実装される場合がある。さらに、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、コントローラなどの用語は、論理、コマンド、命令、ソフトウェア、ファームウェア、機能などを実行することが可能な任意のタイプの論理または回路を指す場合があることを了解されたい。

さらに、本明細書で説明する機能、エンジン、またはモジュールの一部またはすべては、デバイス100自体によって実行される場合があること、ならびに/あるいは本明細書で説明する機能、エンジン、またはモジュールの一部またはすべては、I/Oコントローラ125またはネットワークインターフェース110を介して(ワイヤレスにまたは有線で)デバイスに接続される別のシステムまたはデバイスによって実行される場合があることを了解されたい。したがって、機能の一部および/またはすべてが別のシステムによって実行される場合があり、結果または中間の計算が元のデバイスに転送される場合がある。いくつかの実施形態では、そのような他のデバイスは、実時間またはほぼ実時間で情報を処理するように構成されたサーバを含む場合がある。

図2は、例示的なデバイス100に含まれた例示的な加速度計140の例示的な座標系200を示す。x軸、y軸、およびz軸は、それぞれ、例示的なデバイス100の幅、高さ、および深さに沿って延びる。加速度計140は、直交するx軸、y軸、およびz軸の各々に沿った加速度成分の大きさおよび方向を表すデータを実時間でサンプリングし出力する。

ある時間期間にわたって収集された加速度計データは、運動コンテキスト分類を判定するために処理され分析される。以下で、「運動コンテキスト」および「運動状態」という用語は、互換的に使用される場合がある。分散、時間相関などの、加速度計データの特性に基づいて運動コンテキストを分類するための従来の方法は、当技術分野でよく知られている。しかしながら、これらの特性の従来の分析は、時間領域において加速度の類似の特性を示す、いくつかの異なる運動コンテキストを識別するには不十分である場合がある。たとえば、特に興味があるのは、ユーザのウォーキング活動またはランニング活動を検出することである。加速度計データの特性を分析するための従来の方法は、ユーザがウォーキング/ランニングをしているか、またはモバイルデバイスを単純にいじっているかもしくは振っているかどうかを判定するには不十分である場合がある。

図3Aは、ユーザがデバイス100をいじっている場合に取得される例示的なx軸加速度計データの時間領域プロット図300Aである。図3Bは、ユーザがウォーキングをしている場合に取得される例示的なx軸加速度計データの時間領域プロット図300Bである。図3Aに表すデータを図3Bに表すデータと識別することは、困難な作業をもたらすことを当業者は了解することができる。

本明細書で説明する方法の一実施形態は、ウォーキングまたはランニングをする人の運動が、上下方向に存在する顕著な周波数成分の半分の周波数である、横方向の顕著な周波数成分を有するという観測に基づいている。半ステップ周波数関係は、一般に、ユーザがウォーキング/ランニングをしている間に3軸加速度計データ内で観測および検出される場合があるが、この関係は、以下で示すように、様々な形態でそれ自体を明示することができる。振ること、いじること、または自動車で走行することなどの、他の種類のユーザの動きによってデバイスの運動がもたらされるとき、半ステップ周波数関係は、存在しない可能性がある。半ステップ周波数関係を検出するための様々な方法が企図されてきた。たとえば、一実施形態では、半ステップ周波数関係を検出するために、周波数領域分析が利用される場合がある。いくつかの他の実施形態では、半ステップ周波数関係が存在するかどうかを判定するために、自己相関関数、ピーク分析、機械学習などの時間領域技法が利用される場合がある。

図4は、モバイルデバイスの運動状態を分類する方法400の一実施形態のフロー図を示す。動作410では、モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データが収集される。一実施形態では、加速度計データの収集は、時間ウィンドウにわたって実行される。時間ウィンドウの継続時間は、実際の実装形態に基づいて最適に選択される場合がある。本明細書で説明する一実施形態では、時間ウィンドウの継続時間は、少なくとも3秒である。より短い時間ウィンドウ(たとえば、1秒時間ウィンドウ)またはより長い時間ウィンドウ(たとえば、10秒時間ウィンドウ)が利用される場合もある。時間ウィンドウの継続時間は、本発明を限定しない。次の動作420では、x軸、y軸、およびz軸のデータ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在が判定される。半ステップ周波数関係は、ある周波数におけるピークがその周波数の半分におけるピークと共存する関係である。この関係は、ユーザの体に対するデバイスの相対位置および方位に応じて、1軸内のデータまたは異なる軸にわたるデータにおいて存在する場合がある。半ステップ周波数関係を検出するための様々な方法が企図されてきた。たとえば、一実施形態では、時間ウィンドウにわたって収集される加速度計データは、時間領域から周波数領域に変換され、半ステップ周波数関係が存在するか、または存在しないかの判定は、周波数領域において行われる。高速フーリエ変換(FFT)などの、サンプルデータを時間領域から周波数領域に、およびその逆に変換するための方法は、当技術分野でよく知られている。いくつかの他の実施形態では、半ステップ周波数関係が存在するかどうかを判定するために、自己相関関数、ピーク分析、機械学習などの時間領域技法が利用される場合がある。次の動作430では、モバイルデバイスの運動状態は、半ステップ周波数関係の存在または不存在に少なくとも部分的に基づいて判定される。一実施形態では、運動状態を判定することは、半ステップ周波数関係の存在に少なくとも部分的に基づいてウォーキング/ランニング状態を判定することを含む。半ステップ周波数関係の存在は、ユーザがウォーキングまたはランニングをしていることを示唆するが、半ステップ周波数関係の不存在は、ユーザがウォーキングまたはランニングをしていないことを示唆し、加速度計140によって捕捉される加速度は、いじること、自動車で走行すること、または意図的に振ることなどの、何らかの他のタイプの運動に関連付けられる場合がある。

図5〜図8は、ユーザがウォーキングまたはランニングをし、同時に様々な他の活動を実行しているシナリオにおいて取得される例示的な加速度計データの周波数領域のプロット図である。これらの図は、ユーザがウォーキング/ランニングをしている場合の半ステップ周波数関係の存在をさらに示す。ユーザがウォーキング/ランニングをしているかどうかの判定に加えた運動コンテキスト推論は、様々な運動コンテキストが加速度計データの様々な特性パターンに関連付けられる場合があるとき、既知の統計的技法を使用して3軸加速度計データを分析することによって得られる場合があることを了解されたい。

図5は、ユーザが例示的なデバイス100を手に保持しながら同時にウォーキング/ランニングをしデバイス100の例示的なディスプレイ120を読んでいる場合に取得される例示的な加速度計データの周波数領域プロット図500である。図5においてわかるように、y軸およびz軸の各々においてステップ周波数f=6におけるピーク502、504が存在する一方で、x軸において半ステップ周波数f/2=3におけるピーク506が存在するので、図5に示すデータに関して半ステップ周波数関係が存在する。このタイプの半ステップ周波数関係に基づいて、デバイス100は、ユーザがウォーキング/ランニングをし同時に読んでいると判定することができる。

図6は、ユーザが例示的なデバイス100を一方の耳の近くで保持しながら同時にウォーキング/ランニングをしデバイス100を介して電話による会話を行っている場合に取得される例示的な加速度計データの周波数領域プロット図600である。図6においてわかるように、x軸およびy軸の各々においてステップ周波数f=6におけるピーク602、604が存在する一方で、z軸において半ステップ周波数f/2=3におけるピーク606が存在するので、図6に示すデータに関して半ステップ周波数関係が存在する。このタイプの半ステップ周波数関係に基づいて、デバイス100は、ユーザがウォーキング/ランニングをし同時に電話による会話を行っていると判定することができる。

図7は、ユーザがウォーキング/ランニングをし、同時にユーザの振られている腕とともに例示的なデバイス100が揺動されている場合に取得される例示的な加速度計データの周波数領域プロット図700である。図7においてわかるように、x軸、y軸、およびz軸のすべてにおいてステップ周波数f=6におけるピーク702および半ステップ周波数f/2=3におけるピーク702が存在するので、図7に示すデータに関して半ステップ周波数関係が存在する。このタイプの半ステップ周波数関係に基づいて、デバイス100は、ユーザがウォーキング/ランニングをし同時に腕を振っていると判定することができる。

図8は、ユーザがウォーキング/ランニングをし、同時に例示的なデバイス100がポケットまたはバックパック内に保持されている場合に取得される例示的な加速度計データの周波数領域プロット図800である。図8においてわかるように、x軸、y軸、およびz軸のすべてにおいてステップ周波数f=6におけるピーク802が存在する一方で、z軸において半ステップ周波数f/2=3におけるピーク804が存在するので、図8に示すデータに関して半ステップ周波数関係が存在する。y軸およびz軸の各々において3f/2=9におけるピークが存在し、x軸およびy軸の各々において2f=12におけるピークが存在することも了解されたい。このタイプの半ステップ周波数関係に基づいて、デバイス100は、ユーザがウォーキング/ランニングをし同時にデバイス100をポケットまたはバックパック内に保持していると判定することができる。

ステップ周波数f、半ステップ周波数f/2、周波数3f/2、および周波数2fにおけるピークの組合せ、ならびに軸の各々におけるそれらの存在が、より粒度の細かいレベルで運動コンテキストをさらに分類するために利用される場合があることを、図5〜図8の説明から了解されたい。そのような分類は、ユーザがウォーキング/ランニングをしながら、追加の活動を実行していることを示す。たとえば、本明細書で開示する情報に基づいて、ユーザがウォーキング/ランニングをしながら、読んでいるか、電話による会話を行っているか、腕を振っているか、またはモバイルデバイスをポケットもしくはバックパック内に保持しているかが確率的に判定される場合がある。

ステップ周波数fおよび半ステップ周波数f/2における周波数成分の振幅が、運動コンテキスト分類をさらに改善するために利用される場合があることも了解されたい。たとえば、振幅は、ランニングによってもたらされる運動がウォーキングによってもたらされる運動よりも大きい加速度に関連付けられる場合があるので、ウォーキングをランニングと識別するために使用される場合がある。たとえば、ランニングの場合の振幅は、ウォーキングの場合の振幅よりも大きいオーダである場合がある。時間領域において、加速度計の読取り値の大きさが、同様にして使用される場合がある。いくつかの実施形態では、運動状態分類をさらに改善するために、加速度計データのパターンの位相情報が、同様に使用される場合がある。

図9は、ユーザがa)ウォーキングおよびb)ランニングをしている際に取得される例示的な加速度計データの周波数領域プロット図を示す。ウォーキングとランニングの両方の例示的な場合では、半ステップ周波数成分(たとえば、f/2)が、y軸データにおいてのみ存在することが図9においてわかる。しかしながら、周波数ピークの振幅が、2つの場合において著しく異なる。具体的には、ランニングの場合の周波数ピークの振幅は、ウォーキングの場合の周波数ピークの振幅の約10倍の大きさである。したがって、上述のように、加速度計データにおける振幅は、ウォーキングの運動コンテキストとランニングの運動コンテキストとを識別するために利用される場合がある。

本明細書で説明する方法を利用することによって、モバイルデバイスのユーザのウォーキング活動またはランニング活動が、より容易に確認可能になる。したがって、運動コンテキスト分類のためのシステムは、ウォーキング/ランニング活動を他のタイプの運動とより十分に識別することが可能になることによって利益を得る。

前に説明した本発明の態様は、前に説明したように、デバイス100のプロセッサ101による命令(たとえば、アプリケーション)の実行に関連して実施される場合があることを了解されたい。具体的には、限定はしないがプロセッサを含む、デバイスの回路は、本発明の実施形態による方法またはプロセス(たとえば、図4〜図8のプロセス)を実行するために、アプリケーション、プログラム、ルーチンの制御下、または命令の実行下で動作する場合がある。たとえば、そのようなプログラムは、(たとえば、メモリおよび/または他のロケーションに記憶される)ファームウェアまたはソフトウェアに実装され、プロセッサおよび/またはデバイスの他の回路によって実装される場合がある。さらに、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、コントローラなどの用語は、論理、コマンド、命令、ソフトウェア、ファームウェア、機能などを実行することが可能な任意のタイプの論理または回路を指すことを了解されたい。

デバイスがモバイルデバイスまたはワイヤレスデバイスであるとき、デバイスは、任意の適切なワイヤレス通信技術に基づくか、または場合によってはそれをサポートするワイヤレスネットワークにより、1つまたは複数のワイヤレス通信リンクを介して通信することができることを了解されたい。たとえば、いくつかの態様では、コンピューティングデバイスまたはサーバは、ワイヤレスネットワークを含むネットワークと関連付けることができる。いくつかの態様では、ネットワークは、ボディエリアネットワークまたはパーソナルエリアネットワーク(たとえば、超広帯域ネットワーク)を含む場合がある。いくつかの態様では、ネットワークは、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを含む場合がある。ワイヤレスデバイスは、たとえば、CDMA、TDMA、OFDM、OFDMA、WiMAX、3G、LTE、LTEアドバンスト、4G、およびWi-Fiなどの、様々なワイヤレス通信技術、プロトコル、または規格のうちの1つまたは複数をサポートするか、または場合によっては使用することができる。同様に、ワイヤレスデバイスは、様々な対応する変調方式または多重化方式のうちの1つまたは複数をサポートするか、または場合によっては使用することができる。モバイルワイヤレスデバイスは、他のモバイルデバイス、携帯電話、他の有線およびワイヤレスのコンピュータ、インターネットウェブサイトなどとワイヤレス通信することができる。

本明細書の教示は、様々な装置(たとえば、デバイス)に組み込む(たとえば、それらの装置内に実装するか、またはそれらの装置によって実行する)ことができる。たとえば、本明細書で教示した1つまたは複数の態様は、電話(たとえば、携帯電話)、携帯情報端末(「PDA」)、タブレット、モバイルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、エンターテインメントデバイス(たとえば、音楽デバイスもしくはビデオデバイス)、ヘッドセット(たとえば、ヘッドフォン、イヤピースなど)、医療用デバイス(たとえば、生体センサ、心拍数モニタ、歩数計、心電図検査(EKG)デバイスなど)、ユーザI/Oデバイス、コンピュータ、サーバ、POSデバイス、エンターテインメントデバイス、セットトップボックス、または任意の他の適切なデバイスに組み込むことができる。これらのデバイスは、異なる電力要件およびデータ要件を有し、各特徴または特徴のセットに対して生成される異なる電力プロファイルをもたらす場合がある。

いくつかの態様では、ワイヤレスデバイスは、通信システムのためのアクセスデバイス(たとえばWi-Fiアクセスポイント)を含む場合がある。そのようなアクセスデバイスは、たとえば、有線またはワイヤレスの通信リンクを介した、別のネットワーク(たとえば、インターネットまたはセルラーネットワークなどのワイドエリアネットワーク)への接続を提供することができる。したがって、アクセスデバイスは、別のデバイス(たとえば、Wi-Fi局)が他のネットワークまたは何らかの他の機能にアクセスすることを可能にすることができる。加えて、デバイスのうちの1つまたは両方はポータブルであってもよく、または場合によっては、相対的に非ポータブルであってもよいことを了解されたい。

情報および信号は、多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表される場合があることを、当業者は理解するであろう。たとえば上記説明全体を通して参照することができるデータ、命令、指令、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光学場または粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。

本明細書に開示する実施形態と関連して説明した様々な例示的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装される場合があることを、当業者はさらに理解するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能の点から一般的に上記で説明されている。そのような機能がハードウェアまたはソフトウェアのどちらとして実施されるのかは、システム全体に課される特定の用途および設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を各特定の用途のための様々な方法で実施することができるが、そのような実施の決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきではない。

本明細書に開示する実施形態と関連して説明する様々な例示的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途用集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブルロジックデバイス、個別のゲートもしくはトランジスタ論理、個別のハードウェア部品、または本明細書に記載した機能を行うように設計されたこれらの任意の組合せを用いて、実装または実行される場合がある。汎用プロセッサを、マイクロプロセッサとする場合があるが、代替として、プロセッサを、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンとする場合がある。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装される場合もある。

本明細書で開示する実施形態に関して説明する方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはその2つの組合せで具現化される場合がある。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られているその他の形態の記憶媒体に存在する場合がある。例示的記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、かつ、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替形態として、記憶媒体はプロセッサと一体にすることができる。プロセッサおよび記憶媒体は、ASIC内に存在する場合がある。ASICは、ユーザ端末内に存在してもよい。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内に個別構成要素として存在する場合がある。

1つまたは複数の例示的実施形態では、説明した機能を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実施することができる。コンピュータプログラム製品としてソフトウェアに実装された場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして、非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、または非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信される場合がある。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む場合がある。記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能である任意の入手可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、そのような非一時的コンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用され、かつコンピュータによってアクセスすることができる、任意の他の媒体を含む場合がある。また、当然、あらゆる接続がコンピュータ可読媒体と呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL)、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、DSL、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ディスク(diskおよびdisc)は、本明細書において使用されるときに、コンパクトディスク(disc)(「CD」)、レーザディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(「DVD」)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、diskは通常、データを磁気的に再生する一方、discは、レーザを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せは、また、非一時的コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。

開示した実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を作成または使用することができるように提供される。これらの実施形態に対する様々な変更形態が、当業者には容易に理解されることになり、本明細書に定義される一般的原理は、本発明の趣旨または範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用される場合がある。したがって、本発明は、本明細書に示す実施形態に限定されるのではなく、本明細書に開示する原理および新規の特徴に矛盾しない最も広い範囲を与えられるべきである。

100 デバイス
101 プロセッサ
105 メモリ
110 ネットワークインターフェース
115 ワイヤレスサブシステム
120 ディスプレイ
125 I/Oコントローラ
130 近接センサ
135 周辺光センサ
140 加速度計
145 ジャイロスコープ
150 磁力計
155 気圧センサ
160 全地球測位センサ(GPS)
200 座標系
300A 時間領域プロット図
300B 時間領域プロット図
500 周波数領域プロット図
502 ピーク
504 ピーク
506 ピーク
600 周波数領域プロット図
602 ピーク
604 ピーク
606 ピーク
700 周波数領域プロット図
702 ピーク
800 周波数領域プロット図
802 ピーク
804 ピーク

Claims (32)

1. モバイルデバイスの運動状態を分類する方法であって、
   前記モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集するステップと、
   前記加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定するステップと、
   前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスの前記運動状態を判定するステップと
   を含む、方法。
2. 前記運動状態を前記判定するステップは、前記半ステップ周波数関係の前記存在に少なくとも部分的に基づいてウォーキング/ランニング状態を判定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
3. ユーザがウォーキング/ランニングをしながら実行している追加の活動を判定するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
4. 前記加速度計データにおける振幅に少なくとも部分的に基づいて、ユーザがウォーキングをしているか、またはランニングをしているかを判定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
5. 前記加速度計データを時間領域から周波数領域に変換するステップであって、前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定するステップは前記周波数領域において実行される、変換するステップ
   をさらに含み、
   加速度計データが、前記時間領域における時間ウィンドウにわたって収集される、
   請求項1に記載の方法。
6. 前記加速度計データを前記時間領域から前記周波数領域に前記変換するステップは、高速フーリエ変換(FFT)を使用して実行される、請求項5に記載の方法。
7. 前記時間ウィンドウが、少なくとも3秒の継続時間である、請求項5に記載の方法。
8. 前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定するステップが、時間領域において発生する、請求項1に記載の方法。
9. モバイルデバイスの運動状態を分類するための装置であって、
   メモリと、
   前記モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集し、
   前記加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定し、
   前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスの前記運動状態を判定する
   ように構成されたプロセッサと
   を含む、装置。
10. 前記運動状態を前記判定することは、前記半ステップ周波数関係の前記存在に少なくとも部分的に基づいてウォーキング/ランニング状態を判定することを含む、請求項9に記載の装置。
11. 前記プロセッサは、ユーザがウォーキング/ランニングをしながら実行している追加の活動を判定するようにさらに構成される、請求項10に記載の装置。
12. 前記プロセッサは、前記加速度計データにおける振幅に少なくとも部分的に基づいて、ユーザがウォーキングをしているか、またはランニングをしているかを判定するようにさらに構成される、請求項9に記載の装置。
13. 前記プロセッサは、
    前記加速度計データを時間領域から周波数領域に変換することであって、前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定することは前記周波数領域において実行される、変換すること
    を行うようにさらに構成され、
    加速度計データが、前記時間領域における時間ウィンドウにわたって収集される、
    請求項9に記載の装置。
14. 前記加速度計データを前記時間領域から前記周波数領域に前記変換することは、高速フーリエ変換(FFT)を使用して実行される、請求項13に記載の装置。
15. 前記時間ウィンドウが、少なくとも3秒の継続時間である、請求項13に記載の装置。
16. 前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定することが、時間領域において発生する、請求項9に記載の装置。
17. モバイルデバイスの運動状態を分類するための装置であって、
    前記モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集するための手段と、
    前記加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定するための手段と、
    前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスの前記運動状態を判定するための手段と
    を含む、装置。
18. 前記運動状態を前記判定するための前記手段は、前記半ステップ周波数関係の前記存在に少なくとも部分的に基づいてウォーキング/ランニング状態を判定するための手段を含む、請求項17に記載の装置。
19. ユーザがウォーキング/ランニングをしながら実行している追加の活動を判定するための手段をさらに含む、請求項18に記載の装置。
20. 前記加速度計データにおける振幅に少なくとも部分的に基づいて、ユーザがウォーキングをしているか、またはランニングをしているかを判定するための手段をさらに含む、請求項17に記載の装置。
21. 前記加速度計データを時間領域から周波数領域に変換するための手段であって、前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定することは前記周波数領域において実行される、変換するための手段をさらに含み、
    加速度計データが、前記時間領域における時間ウィンドウにわたって収集される、
    請求項17に記載の装置。
22. 前記加速度計データを前記時間領域から前記周波数領域に前記変換することは、高速フーリエ変換(FFT)を使用して実行される、請求項21に記載の装置。
23. 前記時間ウィンドウが、少なくとも3秒の継続時間である、請求項21に記載の装置。
24. 前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定することが、時間領域において発生する、請求項17に記載の装置。
25. プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに方法を実行させるコードを含む非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、前記方法は、
    モバイルデバイスの直交するx軸、y軸、およびz軸に沿った加速度成分を表す加速度計データを収集することと、
    前記加速度計データ間の半ステップ周波数関係の存在または不存在を判定することと、
    前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在に少なくとも部分的に基づいて前記デバイスの運動状態を判定することと
    を含む、非一時的コンピュータ可読記録媒体。
26. 前記運動状態を前記判定することは、前記半ステップ周波数関係の前記存在に少なくとも部分的に基づいてウォーキング/ランニング状態を判定することを含む、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
27. ユーザがウォーキング/ランニングをしながら実行している追加の活動を判定するためのコードをさらに含む、請求項26に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
28. 前記加速度計データにおける振幅に少なくとも部分的に基づいて、ユーザがウォーキングをしているか、またはランニングをしているかを判定するためのコードをさらに含む、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
29. 前記加速度計データを時間領域から周波数領域に変換するためのコードであって、前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定することは前記周波数領域において実行される、変換するためのコードをさらに含み、
    加速度計データが、前記時間領域における時間ウィンドウにわたって収集される、
    請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
30. 前記加速度計データを前記時間領域から前記周波数領域に前記変換することは、高速フーリエ変換(FFT)を使用して実行される、請求項29に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
31. 前記時間ウィンドウが、少なくとも3秒の継続時間である、請求項29に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
32. 前記半ステップ周波数関係の前記存在または不存在を前記判定することが、時間領域において発生する、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。

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