JP2773734B2 - Physical activity measurement system - Google Patents

Physical activity measurement system

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JP2773734B2
JP2773734B2 JP8095047A JP9504796A JP2773734B2 JP 2773734 B2 JP2773734 B2 JP 2773734B2 JP 8095047 A JP8095047 A JP 8095047A JP 9504796 A JP9504796 A JP 9504796A JP 2773734 B2 JP2773734 B2 JP 2773734B2
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load
signal
change
detection signal
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秀之 牧
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NEC Corp
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、身体活動量計測シ
ステムに関し、特に生体計測の身体活動量計測システム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a physical activity measurement system, and more particularly to a physical activity measurement system for biological measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の身体活動量計測システム
は、例えば特開平5−285126号公報に示されるよ
うに、良質な睡眠を得るのに必要な運動量を確保する為
に、一日の活動量を計測することを目的として用いられ
ている。図8は従来の身体活動量計測システムの一例を
示す全体概要図と、図9(a),(b)は計測部100
の構成を示す斜視図である。図8において、計測部10
0は、身体の活動量を所定の時間毎に又は連続的に計測
した結果を出力する。記憶部101は計測部100から
出力される計測値を記憶する。演算部102は計測開始
時からの全ての計測値を積算した結果を出力する。比較
部103は良質な睡眠を得る為に必要な活動量を前記計
測値の積算値と比較する。表示部104は比較部103
にて比較を行い、前記積算値が良質な睡眠を得る為に必
要な活動量よりも小さいときにその差を表示する。この
技術において身体活動量計測そのものに関係しているの
は、計測部100のみである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a physical activity measuring system of this kind has been used in order to secure the amount of exercise necessary to obtain good sleep, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-285126, for example. It is used to measure the amount of activity. FIG. 8 is an overall schematic diagram showing an example of a conventional physical activity amount measurement system, and FIGS.
It is a perspective view which shows a structure of. In FIG. 8, the measuring unit 10
0 outputs the result of measuring the amount of physical activity at predetermined time intervals or continuously. The storage unit 101 stores the measurement value output from the measurement unit 100. The arithmetic unit 102 outputs the result of integrating all the measured values from the start of the measurement. The comparing unit 103 compares the amount of activity necessary for obtaining good sleep with the integrated value of the measured values. The display unit 104 is a comparison unit 103
And the difference is displayed when the integrated value is smaller than the amount of activity necessary to obtain good sleep. In this technology, only the measuring unit 100 is related to the physical activity amount measurement itself.

【0003】次に身体活動量計測までの動作を説明す
る。図9(a),(b)のように圧電素子で構成された
円筒状の容器120内に球130を封入し、容器120
を人の手首に装着する。容器120に電極を配しておく
と、腕の動きに伴い球130が容器120に衝突する
為、活動量に応じた振幅と周波数を有する電圧信号を取
り出すことができる。この電圧信号に基づいて所定の時
間毎の活動量又は瞬時の活動量を計測することができ
る。
Next, the operation up to the measurement of the amount of physical activity will be described. As shown in FIGS. 9A and 9B, a ball 130 is sealed in a cylindrical container 120 made of a piezoelectric element.
On the person's wrist. If the electrodes are arranged in the container 120, the ball 130 collides with the container 120 with the movement of the arm, so that a voltage signal having an amplitude and a frequency corresponding to the amount of activity can be extracted. Based on this voltage signal, the amount of activity at every predetermined time or the amount of instantaneous activity can be measured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、身体
の活動量に大きく関与する姿勢に関する情報が入手でき
ないということである。その理由は、腕の動きのみの計
測では、腕の動きを伴う周期的な運動以外、例えば立位
・座位・仰臥位等の姿勢の分類を行うことが困難なこと
にある。
A first problem is that information on a posture that greatly contributes to the amount of physical activity is not available. The reason is that it is difficult to classify postures such as a standing position, a sitting position, and a supine position other than the periodic movement accompanied by the arm movement in the measurement of only the arm movement.

【0005】第2の問題点は、活動量に大きな影響を及
ぼす体重移動を伴う運動、即ち足の動きを伴った行動を
計測することができないということである。その理由
は、腕の動きのみの計測では机上の作業と歩行等の行動
との区別ができないばかりか、階段歩行等を含む足の動
きを伴う行動の分類もできないことにある。
[0005] The second problem is that it is not possible to measure exercise involving weight shift, which significantly affects the amount of activity, that is, behavior involving leg movement. The reason is that not only the measurement of the movement of the arm but also the movement on the desk and the action such as walking cannot be distinguished, and the action involving the movement of the foot including the stair walking cannot be classified.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の身体活動量計測
システムは、踵に装着して荷重を計測する圧力センサ
(図1の1)と、被測定者の体重に対する荷重の割合と
荷重の時系列的変化(荷重パターン)から姿勢と行動の
判定を行い外部に結果を出力する信号処理部(図1の
3)とを有する。
The physical activity measuring system according to the present invention comprises a pressure sensor (1 in FIG. 1) which is mounted on a heel to measure a load, a ratio of a load to a subject's body weight and a load. It has a signal processing unit (3 in FIG. 1) that determines a posture and an action from a time-series change (load pattern) and outputs the result to the outside.

【0007】身体の活動即ち姿勢や行動のほとんどが重
心移動を伴っていることから、踵にかかる荷重と姿勢、
及び荷重の時間的変化と行動との間には高い相関があ
る。このため、踵に配置した圧力センサで計測した荷重
信号を用いて、信号処理部に於いて被測定者の体重に対
する荷重の割合及び荷重の時間的変化の特徴を判別する
ことにより、姿勢及び行動の分類が可能となり、身体活
動量を計測することができる。
[0007] Since most of the physical activities, ie, postures and actions, involve movement of the center of gravity, the load and posture on the heel,
And there is a high correlation between the temporal change of the load and the behavior. For this reason, by using the load signal measured by the pressure sensor arranged on the heel, the signal processing unit determines the ratio of the load to the weight of the subject and the characteristics of the temporal change of the load to determine the posture and behavior. Can be classified, and the amount of physical activity can be measured.

【0008】具体的に、本発明による信号処理部は、被
測定者の体重に対する前記圧力センサにかかる荷重の割
合であるパラメータKを演算する手段と、パラメータK
に時間的変化が生じるか否かを検出し、時間的変化が検
出されると、変化有り検出信号を発生し、時間的変化が
生じないとき、変化無し検出信号を発生する変化検出手
段と、変化無し検出信号が発生するとき、前記演算手段
からのパラメータKから立位、座位、仰臥位を判定し、
判定結果を発生する第1の判定手段と、変化有り検出信
号が発生するとき、前記演算手段からのパラメータKか
ら歩行、階段昇り、階段降りを判定し、判定結果を発生
する第2の判定手段とを有する。これにより、静止状態
の姿勢は第1の判定手段で判定され、移動状態すなわち
踵への荷重が時間的に変化するときの運動状態が第2の
判定手段で判定される。
Specifically, the signal processing unit according to the present invention comprises: means for calculating a parameter K which is a ratio of a load applied to the pressure sensor to a body weight of the subject;
Change detection means for detecting whether a temporal change occurs, generating a change detection signal when a temporal change is detected, and generating a no change detection signal when no temporal change occurs, When a no-change detection signal is generated, a standing position, a sitting position, and a supine position are determined from the parameter K from the arithmetic unit,
A first determining means for generating a determination result, and a second determining means for determining, based on a parameter K from the arithmetic means, walking, ascending or descending a stair, and generating a determination result when a change detection signal is generated. And Accordingly, the posture in the stationary state is determined by the first determination unit, and the moving state, that is, the exercise state when the load on the heel changes with time, is determined by the second determination unit.

【0009】第1の判定手段は、立位、座位、仰臥位を
それぞれ判別するためのしきい値を発生するしきい値発
生回路と、しきい値とパラメータKを比較することで、
立位、座位、仰臥位を判定する判定回路とを有すること
で、回路の構成が簡単になり、ディジタル化が容易にな
る。
The first determination means compares a threshold value with a parameter K with a threshold value generation circuit for generating a threshold value for determining a standing position, a sitting position, and a supine position.
The provision of the determination circuit for determining the standing position, the sitting position, and the supine position simplifies the circuit configuration and facilitates digitization.

【0010】第2の判定手段は、歩行、階段昇り、階段
降りをそれぞれ判別するためのしきい値を発生するしき
い値発生回路と、しきい値と前記パラメータKのピーク
値を比較することで、歩行、階段昇り、階段降りを判定
する判定回路とを有することで、回路の構成が簡単にな
り、ディジタル化が容易になる。
The second determining means compares a threshold value with a peak value of the parameter K, and a threshold value generating circuit for generating a threshold value for discriminating between walking, going up stairs, and going down stairs. Therefore, the provision of the determination circuit for determining walking, ascending of stairs, and descending of stairs simplifies the circuit configuration and facilitates digitization.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の
形態の身体活動量計測システムを示すブロック図、図2
はその使用方法を示す外観図である。図において、踵に
装着された圧力センサ1は、信号線2を介して足首に装
着する信号処理部3に接続され圧力信号を供給する。信
号処理部3は、圧力信号を基に信号処理し、結果を信号
線6を介して外部装置7に出力する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a physical activity measurement system according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
Is an external view showing the method of use. In the figure, a pressure sensor 1 mounted on a heel is connected to a signal processing unit 3 mounted on an ankle via a signal line 2 to supply a pressure signal. The signal processing unit 3 performs signal processing based on the pressure signal, and outputs a result to the external device 7 via the signal line 6.

【0012】次に、図1の計測システムの動作について
説明する。図1において、圧力センサ1で計測された荷
重は、信号処理部3で次のようなアルゴリズムにより被
測定者の姿勢及び行動を判定する。
Next, the operation of the measurement system shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, the load measured by the pressure sensor 1 is used to determine the posture and behavior of the person to be measured by the signal processing unit 3 using the following algorithm.

【0013】姿勢は立位、座位、仰臥位のいずれかに分
類するものとして、その具体的な分類基準を図3(A)
〜(C)に示す。パラメータKを被測定者の体重に対す
る荷重Fの割合とすると、図3(A)に示す立位でパラ
メータKの検出範囲は好ましく50%〜100%(但
し、100%は含まない)である。図2に示す計測する
側の足4と、計測しない側の足5に均等に体重が配分さ
れたときが50%であり、片足立ちか歩行が100%で
あるとした為、この範囲とする。なお、荷重Fは圧力セ
ンサ1から検出され、パラメータKは信号処理部3で算
出され、検出範囲50〜100%にあるかが検知され
る。
Assuming that the posture is classified into one of a standing position, a sitting position, and a supine position, a specific classification standard is shown in FIG.
To (C). When the parameter K is a ratio of the load F to the weight of the subject, the detection range of the parameter K in the standing position shown in FIG. 3A is preferably 50% to 100% (however, 100% is not included). This range is defined as 50% when the weight is equally distributed to the foot 4 on the measurement side and the foot 5 on the non-measurement side shown in FIG. 2 and 100% of standing on one leg or walking. . The load F is detected from the pressure sensor 1, the parameter K is calculated by the signal processing unit 3, and it is detected whether the load F is within the detection range of 50 to 100%.

【0014】図3(B)に示す座位ではパラメータKの
検出範囲は好ましく0%〜50%(但し、0%及び50
%は含まない)である。座位では図2の足4が地面に着
き、踵に多少なりとも荷重がかかることから0%を含ま
ないものとする。また、座位では体重が主に座面で支え
られる為に、図2の足4の踵にかかる荷重は軽減される
が、ここでは立位との分類の関係上、便宜的に50%と
する。
In the locus shown in FIG. 3B, the detection range of the parameter K is preferably 0% to 50% (however, 0% and 50%).
% Is not included). In the sitting position, the foot 4 in FIG. 2 touches the ground and a little load is applied to the heel, so that 0% is not included. In the sitting position, since the weight is mainly supported by the seating surface, the load applied to the heel of the foot 4 in FIG. 2 is reduced. However, here, the weight is set to 50% for the sake of classification with the standing position. .

【0015】図3(C)に示す仰臥位ではパラメータK
の検出範囲は好ましく0%である。これは、寝ている状
態では図2の足4の踵にかかる荷重は無いと考えられる
為である。以上のような基準により被測定者の体重に対
する荷重の割合を演算することで、立位、座位、仰臥位
の姿勢が判定できる。
In the supine position shown in FIG.
Is preferably 0%. This is because it is considered that there is no load applied to the heel of the foot 4 in FIG. 2 in the sleeping state. By calculating the ratio of the load to the weight of the person to be measured based on the above criteria, the standing, sitting, and supine postures can be determined.

【0016】また、図1の計測システムの信号処理部3
では、被測定者の体重に対する荷重の割合と、荷重の時
系列的変化(荷重パターン)から、歩行、階段昇り、階
段降りの行動を判定することができる。その具体的な分
類基準は図4(A)〜(C)に、パラメータK(被測定
者の体重に対する荷重Fの割合)のパターンを図5
(A)〜(C)に示す。
The signal processing unit 3 of the measurement system shown in FIG.
Then, the action of walking, climbing stairs, and descending stairs can be determined from the ratio of the load to the weight of the subject and the time-series change (load pattern) of the load. The specific classification criteria are shown in FIGS. 4A to 4C in which the pattern of the parameter K (the ratio of the load F to the weight of the subject) is shown in FIG.
(A) to (C).

【0017】図4(A)に示す歩行では、パラメータK
の検出範囲は好ましく0%〜100%である。図2の足
5に体重がかかり、足4が離れた時点で踵にかかる荷重
はなくなる為に0%とする。逆に、図2の足4が地面に
着地して、足5が地面を離れると、自分の全体重を足4
で支えることになる為に100%とする。以上より、歩
行時のパラメータKのパターンは、設定された検出範囲
で図5(A)のように周期的変動を繰り返す。
In the walking shown in FIG.
Is preferably 0% to 100%. Since the weight is applied to the foot 5 in FIG. 2 and the load applied to the heel disappears when the foot 4 is separated, the weight is set to 0%. Conversely, when the foot 4 in FIG. 2 lands on the ground and the foot 5 leaves the ground,
100% in order to support it. As described above, the pattern of the parameter K during walking repeatedly changes periodically as shown in FIG. 5A in the set detection range.

【0018】図4(B)に示すように階段を昇る場合に
は、パラメータKの検出範囲は好ましく0%〜50%で
ある。図2の足5が階段に着地していて、階段を昇る為
に足4を踏み出しているとき、踵にかかる荷重はない為
に0%とする。足4が階段に着地し、足5が階段を離れ
るときには足4は全体重を支えることになる。ここで、
階段昇行時の体重は主に爪先周辺で支える為、歩行時と
比較すると踵にかかる負担は少なくなることから、便宜
的に50%とする。パラメータKのパターンは設定した
検出範囲で図5(B)に示すように周期的変動を繰り返
す。
When climbing the stairs as shown in FIG. 4B, the detection range of the parameter K is preferably 0% to 50%. When the foot 5 in FIG. 2 is landing on the stairs and the foot 4 is stepping up to go up the stairs, there is no load on the heel, so 0% is set. When the foot 4 lands on the stairs and the foot 5 leaves the stairs, the foot 4 will support the entire weight. here,
Since the weight when climbing the stairs is mainly supported around the toes, the load on the heel is reduced as compared with when walking, so the weight is set to 50% for convenience. The pattern of the parameter K repeats a periodic variation in the set detection range as shown in FIG.

【0019】図4(C)に示すように階段を降りる場合
には、パラメータKの検出範囲は好ましく0%〜200
%である。図2の足4が階段から離れて次の階段に着地
するまでは踵にかかる荷重はない為に0%と設定する。
足4が階段に着地するときには体重以上の荷重がかかる
為、ここでは便宜的に200%とする。パラメータKの
パターンは設定した検出範囲で図5(C)に示すように
周期的変動を繰り返す。
When the vehicle descends the stairs as shown in FIG. 4C, the detection range of the parameter K is preferably 0% to 200%.
%. Since there is no load on the heel until the foot 4 in FIG. 2 separates from the stairs and lands on the next stairs, it is set to 0%.
When the foot 4 lands on the stairs, a load equal to or greater than the weight is applied. The pattern of the parameter K repeats a periodic variation in the set detection range as shown in FIG.

【0020】以上のようなアルゴリズムによって、信号
処理部3は、被測定者の体重に対する荷重の割合及びそ
の時系列的変化パターンより姿勢及び行動を判定する。
また、判定した結果は信号線6を介して外部装置7に送
出され、表示することができる。但し、上述した検出範
囲は個人差に応じて任意に設定可能とする。
With the above-described algorithm, the signal processing unit 3 determines the posture and the behavior based on the ratio of the load to the weight of the subject and the time-series change pattern thereof.
Further, the result of the determination is transmitted to the external device 7 via the signal line 6 and can be displayed. However, the detection range described above can be set arbitrarily according to individual differences.

【0021】図6は信号処理部3の回路図である。図に
おいて、増幅器30は、圧力センサ1の出力を増幅す
る。A/D変換器31は、増幅された圧力センサ出力を
ディジタル信号に変換する。A/D変換器以降の回路は
ディジタル回路で構成される。パラメータK演算回路3
2は、被測定者の体重に対する圧力センサ1にかかる荷
重Fの割合であるパラメータKを演算する。パラメータ
Kが100%であるときは、被測定者が片足立ちをして
静止している状態である。パラメータKは、片足立ちし
たときの圧力センサ1の出力を基準として割合として演
算される。
FIG. 6 is a circuit diagram of the signal processing section 3. In the figure, an amplifier 30 amplifies the output of the pressure sensor 1. The A / D converter 31 converts the amplified pressure sensor output into a digital signal. The circuits after the A / D converter are constituted by digital circuits. Parameter K operation circuit 3
2 calculates a parameter K which is a ratio of the load F applied to the pressure sensor 1 to the weight of the subject. When the parameter K is 100%, the subject is standing on one leg and standing still. The parameter K is calculated as a ratio based on the output of the pressure sensor 1 when one foot is standing.

【0022】変化検出回路33は、パラメータKに図5
(A)から(C)に示す時間的変化が生じるかを検出す
る。時間的変化が検出されると、変化有り検出信号S1
を出力する。図3(A)から(C)に示すように被測定
者が静止した状態では、時間的変化は生じないので、こ
の場合は、変化無し検出信号S2を出力する。
The change detection circuit 33 sets the parameter K in FIG.
It is detected whether the temporal change shown in (A) to (C) occurs. When a temporal change is detected, a change detection signal S1
Is output. As shown in FIGS. 3A to 3C, no temporal change occurs when the subject is stationary, and in this case, the no-change detection signal S2 is output.

【0023】しきい値発生回路34は、立位、座位、仰
臥位をそれぞれ判別するためのパラメータKのしきい値
を第1の判定回路35に出力し、歩行、階段昇り、階段
降りをそれぞれ判別するためのパラメータKのしきい値
を第2の判定回路36に出力する。第1の判定回路35
は、変化無し検出信号S2が発生するとき、パラメータ
K演算回路32からのパラメータKから立位、座位、仰
臥位を判定し、判定結果S3を発生する。第2の判定回
路36は、変化有り検出信号S2が発生するとき、パラ
メータK演算回路32からのパラメータKから歩行、階
段昇り、階段降りを判定し、判定結果S4を発生する。
このように、変化検出回路33の出力によってどちらか
一方の判定回路35または36が動作する。
A threshold value generating circuit 34 outputs a threshold value of a parameter K for discriminating a standing position, a sitting position, and a supine position to a first judging circuit 35, and performs walking, stair climbing, and stair descending, respectively. The threshold value of the parameter K for determination is output to the second determination circuit 36. First judgment circuit 35
Determines the standing, sitting, and supine positions from the parameter K from the parameter K calculation circuit 32 when the no-change detection signal S2 is generated, and generates a determination result S3. When the change detection signal S2 is generated, the second determination circuit 36 determines walking, ascending, or descending from the parameter K from the parameter K operation circuit 32, and generates a determination result S4.
As described above, one of the determination circuits 35 and 36 operates according to the output of the change detection circuit 33.

【0024】しきい値発生回路35で発生する立位、座
位、仰臥位の判別のためのしきい値は、0、50%、1
00%を示すパラメータKのディジタル値である。ま
た、歩行、階段昇り、階段降りの判別のためのしきい値
は、50%、100%を示すパラメータKのディジタル
値である。
The threshold values generated by the threshold value generation circuit 35 for discrimination between the standing position, the sitting position, and the supine position are 0, 50%, 1
This is a digital value of the parameter K indicating 00%. The threshold for discriminating between walking, climbing the stairs, and descending the stairs is a digital value of the parameter K indicating 50% and 100%.

【0025】第1の判定回路35は、変化無し検出信号
S1が発生するときに演算されたパラメータKをしきい
値発生回路34からのしきい値と比較し、0のパラメー
タに対応するとき立位と判定し、演算されたパラメータ
Kが、0%<K<50%のとき、座位を、また、演算さ
れたパラメータKが、50%≦K<100%のとき、仰
臥位を判定する。
The first determination circuit 35 compares the parameter K calculated when the no-change detection signal S1 is generated with the threshold value from the threshold value generation circuit 34, and stands by when it corresponds to the parameter of 0. When the calculated parameter K is 0% <K <50%, the sitting position is determined, and when the calculated parameter K is 50% ≦ K <100%, the supine position is determined.

【0026】第2の判定回路は、変化有り検出信号S2
が発生するときパラメータKのピーク値を検出してその
ピーク値をしきい値発生回路34からのしきい値と比較
し、そのピーク値が50%以内で有れば、階段昇りと判
定し、ピーク値が50%以上100%以内では、歩行と
判定し、ピーク値が、100%以上であれば、階段降り
と判定する。
The second determination circuit is provided with a change detection signal S2
Is detected, the peak value of the parameter K is detected, and the peak value is compared with the threshold value from the threshold value generation circuit 34. If the peak value is within 50%, it is determined that the stairs are climbed. When the peak value is 50% or more and within 100%, it is determined that the user is walking, and when the peak value is 100% or more, it is determined that the user is going down the stairs.

【0027】第1、第2の判定回路35、36の判定結
果は、外部装置7に出力され、外部装置7は、判定結果
に応じて、所定の処理を実行する。
The determination results of the first and second determination circuits 35 and 36 are output to the external device 7, and the external device 7 executes predetermined processing according to the determination results.

【0028】図7は本発明の第2の実施の形態を示す外
観図である。図7において、身体活動計測システムは、
踵に装着された圧力センサ1と、信号増幅・送信部9
と、それらを接続する信号線2と、送信用アンテナ8
と、受信部11と、受信用アンテナ10と、図1と同じ
信号処理部3と、信号線6と、外部装置7とから構成さ
れる。圧力センサ1と信号増幅・送信部9及び送信用ア
ンテナ8は、被測定者が携帯する。
FIG. 7 is an external view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the physical activity measurement system
Pressure sensor 1 mounted on heel and signal amplification / transmission unit 9
, A signal line 2 connecting them, and a transmitting antenna 8
1, a receiving unit 11, a receiving antenna 10, the same signal processing unit 3 as in FIG. 1, a signal line 6, and an external device 7. The subject carries the pressure sensor 1, the signal amplification / transmission unit 9, and the transmission antenna 8.

【0029】次に、動作について説明する。図7におい
て、圧力センサ1で計測した荷重信号は、信号線2を経
て信号増幅・送信部9で増幅され電波信号に変調され、
送信用アンテナ8で外部にある受信用アンテナ10に送
信される。受信部11は、荷重信号を復調し、信号処理
部3に出力する。信号処理部3は、本発明の第1の実施
の形態で説明したアルゴリズムにて被測定者の姿勢及び
行動を判定し、その結果を信号線6を介して外部装置7
に出力する。
Next, the operation will be described. In FIG. 7, a load signal measured by the pressure sensor 1 is amplified by a signal amplifying / transmitting unit 9 via a signal line 2 and modulated into a radio signal.
The signal is transmitted to the external receiving antenna 10 by the transmitting antenna 8. The receiving unit 11 demodulates the load signal and outputs the demodulated signal to the signal processing unit 3. The signal processing unit 3 determines the posture and the behavior of the person to be measured by the algorithm described in the first embodiment of the present invention, and outputs the result via the signal line 6 to the external device 7.
Output to

【0030】[0030]

【発明の効果】第一の効果は、姿勢に関する情報を入手
できるということである。その理由は、踵に装着したセ
ンサで計測した荷重と、その荷重を基に求められる荷重
パターンから、姿勢を判定する機能を有するからであ
る。
The first effect is that information on the posture can be obtained. The reason is that it has a function of determining a posture from a load measured by a sensor mounted on the heel and a load pattern obtained based on the load.

【0031】第二の効果は、体重移動を伴う運動即ち足
の動きを伴った行動を計測することができるということ
である。その理由は、踵に装着したセンサで計測した荷
重と、その荷重を基に求められる荷重パターンから行動
も判定する機能を有するからである。
The second effect is that it is possible to measure a movement accompanied by a weight shift, that is, an action accompanied by a foot movement. The reason is that it has a function of determining an action from a load measured by a sensor mounted on the heel and a load pattern obtained based on the load.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の使用方法を示す正
面図である。
FIG. 2 is a front view showing a method of using the first embodiment of the present invention.

【図3】被測定者の姿勢と荷重の割合を示し、(A)は
立位、(B)は座位、(C)は仰臥位の状態を示す図で
ある。
FIGS. 3A and 3B show a posture and a load ratio of the subject, wherein FIG. 3A shows a standing position, FIG. 3B shows a sitting position, and FIG. 3C shows a supine position.

【図4】被測定者の行動と荷重の割合を示し、(A)は
歩行、(B)は階段昇り、(C)は階段降りの状態を示
す図である。
FIGS. 4A and 4B show the behavior of the subject and the ratio of the load, wherein FIG. 4A shows a state of walking, FIG. 4B shows a state of climbing stairs, and FIG.

【図5】荷重の割合のパラメータKの時間的変化を示
し、(A)は歩行時、(B)は階段昇り時、(C)は階
段降り時の変化を示す波形図である。
FIGS. 5A and 5B are waveform diagrams showing temporal changes in a parameter K of a load ratio, wherein FIG. 5A shows changes when walking, FIG. 5B shows changes when going up stairs, and FIG.

【図6】信号処理部の回路構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a circuit configuration of a signal processing unit.

【図7】本発明の第2の実施の形態を示す正面図であ
る。
FIG. 7 is a front view showing a second embodiment of the present invention.

【図8】従来の身体活動量計測システムのブロック図で
ある。
FIG. 8 is a block diagram of a conventional physical activity amount measurement system.

【図9】(a),(b)は図8における計測部の状態変
化を示す斜視図である。
9 (a) and 9 (b) are perspective views showing a state change of a measuring unit in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧力センサ 2 信号線 3 信号処理部 6 信号線 7 外部装置 8 送信用アンテナ 9 信号増幅・送信部 10 受信用アンテナ 11 受信部 REFERENCE SIGNS LIST 1 pressure sensor 2 signal line 3 signal processing unit 6 signal line 7 external device 8 transmitting antenna 9 signal amplifying / transmitting unit 10 receiving antenna 11 receiving unit

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定者の踵にかかる圧力を検出する圧
力センサと、 これより得られる信号を基に、前記被測定者の体重を基
準とした踵にかかる荷重の割合及び荷重パターンを求
め、その割合と荷重パターンから姿勢及び行動を判定す
る信号処理部とを含み、 前記信号処理部は、 前記被測定者の体重に対する前記圧力センサにかかる荷
重の割合であるパラメータKを演算する手段と、 前記パラメータKに時間的変化が生じるか否かを検出
し、時間的変化が検出されると、変化有り検出信号を発
生し、時間的変化が生じないとき、変化無し検出信号を
発生する変化検出手段と、 前記変化無し検出信号が発生するとき、前記演算手段か
らのパラメータKから立位、座位、仰臥位を判定し、判
定結果を発生する第1の判定手段と、 前記変化有り検出信号が発生するとき、前記演算手段か
らのパラメータKから歩行、階段昇り、階段降りを判定
し、判定結果を発生する第2の判定手段とを有する 身体
活動量計測システム。
1. A pressure sensor for detecting a pressure applied to a heel of a person to be measured, and a ratio and a load pattern of a load applied to the heel based on the weight of the person to be measured are obtained based on a signal obtained from the pressure sensor. A signal processing unit for determining a posture and an action from the ratio and the load pattern , wherein the signal processing unit applies a load to the pressure sensor with respect to the weight of the subject.
Means for calculating a parameter K, which is a weight ratio, and detecting whether a temporal change occurs in the parameter K
When a temporal change is detected, a change detection signal is issued.
When there is no time change, a no-change detection signal is output.
A change detecting means to be generated, and when the no change detection signal is generated, the operation means
The standing, sitting, and supine positions are determined based on these parameters K.
A first determining means for generating a fixed result, and the calculating means when the change detection signal is generated.
Judgment of walking, climbing stairs, descending stairs from these parameters K
And a second determination means for generating a determination result .
【請求項2】 前記第1の判定手段は、立位、座位、仰
臥位をそれぞれ判別するためのしきい値を発生するしき
い値発生回路と、前記しきい値と前記パラメータKを比
較することで、立位、座位、仰臥位を判定する判定回路
とを有する請求項1に記載された身体活動量計測システ
ム。
2. The method according to claim 1, wherein the first determining means includes a standing position, a sitting position, and a supine position.
Threshold for determining the supine position
A value generating circuit, and comparing the threshold value with the parameter K.
Comparison circuit to determine standing, sitting and supine positions
The physical activity measurement system according to claim 1, comprising:
M
【請求項3】 前記第2の判定手段は、歩行、階段昇
り、階段降りをそれぞれ判別するためのしきい値を発生
するしきい値発生回路と、前記しきい値と前記パラメー
タKのピーク値を比較することで、歩行、階段昇り、階
段降りを判定する判定回路とを有する請求項1に記載さ
れた身体活動量計測システム。
3. The method according to claim 2, wherein the second determining means includes:
Thresholds for discriminating down stairs
A threshold value generating circuit, the threshold value and the parameter
By comparing the peak values of TA, walking, climbing stairs,
2. The circuit according to claim 1, further comprising: a determination circuit for determining step-down.
Physical activity measurement system.
【請求項4】 前記パラメータKが100%であるとき
は、前記被測定者が片足立ちをして静止している状態で
あり、前記演算手段は、片足立ちしたときの圧力センサ
1の出力を基準とした割合として前記パラメータKを演
算することを特徴とする請求項2または3に記載された
身体活動量計測システム。
4. When the parameter K is 100%
In the state where the subject is standing still on one foot
And the calculating means is a pressure sensor when one leg is standing
The parameter K is expressed as a ratio based on the output of
4. The method according to claim 2, wherein
Physical activity measurement system.
【請求項5】 被測定者の踵にかかる圧力を検出する圧
力センサと、 前記圧力センサの出力を無線信号として送出する無線送
信手段と、 前記無線信号を受信する受信手段と、 前記受信手段から得られる信号を基に前記被測定者の体
重を基準とした踵にかかる荷重の割合および荷重パター
ンを求め、その割合と荷重パターンから前記被測定者の
姿勢及び行動を判定する信号処理部とを含み、 前記信号処理部は、 前記被測定者の体重に対する前記圧力センサにかかる荷
重の割合であるパラメータKを演算する手段と、 前記パラメータKに時間的変化が生じるか否かを検出
し、時間的変化が検出されると、変化有り検出信号を発
生し、時間的変化が生じないとき、変化無し検出信号を
発生する変化検出手段と、 前記変化無し検出信号が発生するとき、前記演算手段か
らのパラメータKから立位、座位、仰臥位を判定し、判
定結果を発生する第1の判定手段と、 前記変化有り検出信号が発生するとき、前記演算手段か
らのパラメータKから歩行、階段昇り、階段降りを判定
し、判定結果を発生する第2の判定手段とを有する身体
活動量計測システム。
5. A pressure for detecting a pressure applied to a heel of a subject.
A force sensor, and a wireless transmitter for transmitting an output of the pressure sensor as a wireless signal.
A signal means, said receiving means for receiving radio signals, the body of the subject based on a signal obtained from said receiving means
Percentage of load on heel based on weight and load putter
From the ratio and the load pattern.
A signal processing unit that determines a posture and an action, wherein the signal processing unit applies a load to the pressure sensor with respect to the weight of the subject.
Means for calculating a parameter K, which is a weight ratio, and detecting whether a temporal change occurs in the parameter K
When a temporal change is detected, a change detection signal is issued.
When there is no time change, a no-change detection signal is output.
A change detecting means to be generated, and when the no change detection signal is generated, the operation means
The standing, sitting, and supine positions are determined based on these parameters K.
A first determining means for generating a fixed result, and the calculating means when the change detection signal is generated.
Judgment of walking, climbing stairs, descending stairs from these parameters K
And a second determination means for generating a determination result
Activity measurement system.
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