JP3007709B2 - 歩数計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歩数計のミスカウント
を防止する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歩数計では歩行動作を検出するセンサ部
からの信号をマイコンなどからなる演算部に入力して歩
数を計数する。ところが、人の歩行動作は多様であり、
単に腰の揺れ等のみを計数する方法を採用すると、歩行
動作に伴う腰の揺れ等により生じる振動（例えば、歩行
動作を行った場合にそれと連動して起こる腰の残響的な
振動）をも検知して計数してしまい、歩数の計数精度が
悪くなるという欠点があった。

【０００３】そこで、その対策として、一旦歩数センサ
からの出力が得られると、その後の一定期間における歩
数センサからの出力は歩行動作によるものではないとし
て無視する不感帯を設けることがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの種
の歩数計では、不感帯として設定される時間（以下、不
感時間と呼ぶ）は固定したものが一般的であるため、使
用者に個別に適合させた不感帯を設定できないという問
題があった。そこで、この点を改善した歩数計として、
歩行ピッチをサンプリングしてその平均値を求め、不感
時間を可変設定する歩数計が提供されている。しかし、
この歩数計の場合には処理が複雑であり、不感時間の設
定をサンプリングした入力に即応させて可変することが
できないという欠点があった。

【０００５】即ち、従来のこの種の歩数計では、歩行と
いう様々の変動要素を含む動作に対して適切な不感帯を
設定することができず、歩数の計数精度が良くないのが
実情であった。本発明は上述の点に鑑みて為されたもの
であり、その目的とするところは、適切な不感帯を付加
して正確な歩数の計数が行える歩数計を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、歩行動作を検出するセンサ部
と、このセンサ部の出力に含まれる歩行以外の出力を除
外する不感帯を付加してセンサ部の出力を計数する計数
手段と、１歩毎に上記計数手段により付加される不感帯
の不感時間を可変させる不感帯可変手段とを備えてい
る。

【０００７】また、請求項２の発明では、歩行動作を検
出するセンサ部と、このセンサ部の出力に含まれる歩行
以外の出力を除外する不感帯を付加してセンサ部の出力
を計数する計数手段と、センサ部の出力間のピッチ幅を
求めるピッチ幅検出手段とを備え、上記ピッチ幅に応じ
た不感帯の不感時間が設定された不感時間設定テーブル
を上記計数手段に記憶させ、ピッチ幅検出手段で測定さ
れたピッチ幅に応じて計数手段が不感時間設定テーブル
から不感時間を選定して不感帯を付加している。

【０００８】なお、歩行開始時点では歩行動作が不安定
であるので、請求項３に示すように、歩行開始後の複数
歩の不感時間は一定に固定することが好ましい。また、
一旦歩行を停止しかけるといった不安定な歩行動作によ
り、歩数をミスカウントすることを防止するために、請
求項４に示すように、上記ピッチ幅検出手段で求められ
たピッチ幅が所定値に達した場合に、計数手段が不感時
間を初期値に戻することが好ましい。

【０００９】さらに、例えば歩行から急に走行に移行し
た場合の歩数のミスカウントを防止するために、請求項
５に示すように、センサ部が出力に歩行動作の動作強度
が現れるものである場合において、動作強度が一定レベ
ル以上に強くなったことを検出する動作強度検出手段を
設け、この動作強度検出手段から出力が得られた場合に
計数手段が動作強度が一定レベル以下の場合と異なる不
感時間の不感帯を付加するとよい。

【００１０】さらに、上述の場合において走行から歩行
に移った場合に即座に通常の不感帯の付加動作に戻すた
めに、請求項６に示すように、上記計数手段が動作強度
検出手段から１歩毎の出力が得られる都度、動作強度が
一定レベル以下の場合と異なる不感時間の不感帯を付加
するようにすることが好ましい。

【００１１】

【作用】請求項１の発明は、上述のように計数手段が１
歩毎に不感帯の不感時間を可変設定することにより、歩
行動作の変化に即応させた不感帯を付加することがで
き、途中で歩行動作が変化した場合などにおいても、よ
り正確に歩数をカウントできるようにしたものである。

【００１２】また、請求項２の発明では、センサ部の出
力からピッチ幅を測定し、そのピッチ幅に応じて不感時
間を設定することにより、使用者に応じた不感帯を付加
することができ、例えば使用者が代わった場合にも使用
者の歩行形態に合わせて適正な不感時間を設定すること
ができ、歩行の計数精度を向上させることができるよう
にしたものである。

【００１３】

【実施例】図１乃至図８に本発明の一実施例を示す。本
実施例の歩数計は、図４に示すように、歩行動作を人体
の上下加速度から検出する例えば圧電センサ等の加速度
検出型センサからなるセンサ部１と、そのセンサ部１の
出力を増幅する増幅部２と、増幅出力から歩行動作を検
出する場合に不必要な成分を除去するためのフィルタ部
３と、フィルタ部３出力をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換部４と、Ａ／Ｄ変換出力に応じて歩行動作の開
始，停止の判定、歩数の計数、及び不感帯の付加等の処
理を行う演算部５と、この演算部５による演算結果を表
示する表示部６と、測定のための操作や表示切換操作等
を行う操作部７とで構成してある。

【００１４】この歩数計Ａは、例えば図５に示すように
使用者の身に着けたベルトＢ等に装着して使用され、セ
ンサ部１により歩行動作を人体の上下加速度から検出
し、求めた歩数を表示部６にて表示する。ここで、上記
表示部６は図６に示すようにベルト装着部８に対して開
閉自在に取り付けられた歩数計本体９の内面に設けてあ
り、各種操作用のスイッチからなる操作部７も歩数計本
体９の内面に設けてある。

【００１５】いま、使用者の歩行の開始によりセンサ部
１から図１（ａ）に示す出力が得られた場合、この出力
を増幅部２で増幅し、フィルタ部３で不要な信号成分を
除去した出力からＡ／Ｄ変換部４で同図（ｂ）に示すパ
ルス変換した出力を得る。ここで、上記パルス変換はセ
ンサ部１の出力（実際にはセンサ部１の出力を増幅して
フィルタ部３を通した出力）を歩行判定レベルと比較す
ることにより行う。この際にパルス変換される出力波形
は腰の揺動等の歩行動作に伴う振動などが存在するため
に図２（ａ）に示すように複数のパルスからなる信号に
変換され、このパルス出力をそのまま計数すると、ミス
カウントを起こす。そこで、一旦歩行動作に伴うパルス
出力がＡ／Ｄ変換部４から得られた場合、このパルス出
力に同図（ｂ）に示す不感帯を付加することにより、ミ
スカウントを防止してある。本実施例の場合には一旦歩
行動作によるパルス出力が得られた場合に、そのパルス
出力を一定時間、つまりは不感時間Ｔだけハイレベルに
保持し、この不感帯を付加したパルス（以下、カウント
パルスと呼ぶ）を歩数の計数に用い、腰の揺動などの歩
行動作に伴う振動によりミスカウントを起こすことを防
止してある。

【００１６】そして、本実施例の場合にはセンサ部１の
出力から歩行ピッチ（図２（ａ）中のＰ）を測定し、そ
の歩行ピッチＰに応じて１歩毎に不感時間Ｔを可変設定
するようにしてある。なお、この際の不感時間Ｔの設定
は図３に示す不感時間設定テーブルに基づいて行う。こ
の不感時間設定テーブルは、測定ピッチＰが図１（ａ）
の中央部に示すようにｂである場合、不感時間をＢと
し、ｃである場合にＣとするというように測定ピッチＰ
と不感時間Ｔを１対１で対応させたもので、この不感時
間設定テーブルは演算部５のプログラムメモリ（ＲＯ
Ｍ）に記憶してある。これにより、同図（ｃ）に示す不
感帯を付加したカウントパルスに変換し、このカウント
パルスをカウントする。

【００１７】このように付加する不感帯を１歩毎に可変
すると、歩行動作の変化に即応させることができ、途中
で歩行動作が変化した場合などにおいても、より正確に
歩数をカウントできる。また、センサ部１の出力から歩
行ピッチＰを測定し、その歩行ピッチＰに応じて不感時
間Ｔを設定するので、使用者に応じた不感帯を付加する
ことができ、例えば使用者が代わった場合にも使用者の
歩行形態に合わせて適正な不感時間を設定することがで
き、歩行の計数精度を向上させることができる。

【００１８】ところで、使用者が歩行を開始した後の数
歩まではその歩行動作は不安定な場合が多く、この際の
歩行ピッチＰで不感時間Ｔを変化させると、かえって歩
数の計数精度が悪くなる場合が多い。そこで、この問題
を回避するため、本実施例では歩行動作が確定するまで
の数歩までは不感時間Ｔを一定とするようにしてある。
本実施例の場合には、具体的に５歩までは不感時間Ｔを
固定し、５歩目と６歩目の歩行ピッチＰに応じて６歩目
の不感時間Ｔを可変設定するようにしてある。なお、５
歩目と６歩目の歩行ピッチＰは図１の場合にはｂであ
り、この際には図３の不感時間設定テーブルから不感時
間Ｂが選定され、この不感時間Ｂに応じた６歩目のカウ
ントパルスに変換してある。

【００１９】以降は、上述の歩行ピッチＰに応じて不感
時間Ｔを可変設定する動作を繰り返すことで、１歩毎に
可変した不感帯を付加して行く。但し、本実施例の場
合、歩行ピッチＰによる不感時間Ｔの更新は、歩行ピッ
チＰが長くなったときのみ行うようにしてある。従っ
て、不感時間Ｔは歩行時間が経過するにつれて大きくな
る方向に進む。そして、歩行ピッチＰが所定値（本実施
例の場合にはｇ）以上に長くなったことから歩行の停止
であると判定し、この際には図１（ａ）に示すように歩
行開始時と同様の動作状態に戻る。つまり、５歩までは
不感時間Ｔを固定して６歩目から不感時間Ｔを可変する
動作を行う。

【００２０】しかし、上述のように歩行ピッチＰによる
不感時間Ｔの更新を歩行ピッチＰが長くなったときのみ
行うと、例えば図７（ａ）に示すように歩行ピッチＰが
それまではｂであり、不感時間ＴとしてＢが設定されて
いる状態で、何等かの要因により歩行を停止しかけた
が、停止せずに歩行を継続した場合、歩行ピッチＰが同
図に示すようにｇとなるため、この際に不感時間がＧに
設定される。この場合、歩行ピッチＰがそのときに設定
されている不感時間Ｔとして設定されたＧよりも小さ
く、つまりはその後の１歩目のＡ／Ｄ変換部４の出力が
不感時間Ｔとして設定されたＧ内に生じ、且つ２歩目の
Ａ／Ｄ変換部４の出力が歩行が停止されたと判定される
前に生じた場合、同図（ｂ）に示すように２歩目のＡ／
Ｄ変換部４の出力が無視されて１歩飛ばしの状態で歩数
がカウントされる。そして、上記状態が歩行を停止する
まで繰り返される恐れがある。

【００２１】そこで、本実施例では歩行ピッチＰが最大
の歩行ピッチとしてのｇに達した場合には、不感時間Ｔ
の設定動作を初期化するようにしてある。つまり、歩行
ピッチＰがｇになった際に、不感時間ＴをＧに設定せず
にＡに戻し、以降は上述したように歩行ピッチＰに応じ
て不感時間Ｔを可変設定する動作を繰り返す。このよう
にすれば、図７（ａ）に示すような歩行動作が行われた
場合にも、歩数のミスカウントの恐れを少なくできる。
なお、上述の場合には単に不感時間ＴをＡに初期化した
が、この際にも歩行開始時と同様にして歩行動作が行わ
れると考えてよいので、５歩目までは不感時間ＴをＡに
固定するという歩行開始時と同様の動作にしてもよい。

【００２２】さらに、上述の場合と同じような現象は次
のような場合にも起こる。つまり、歩行中に急に走り出
したりした場合（早足状態も含む）、歩行から走行に移
行した１歩目のＡ／Ｄ変換部４の出力が不感時間Ｔ内に
生じ、且つ２歩目のＡ／Ｄ変換部４の出力が歩行が停止
されたと判定される前に生じるという現象が生じ、この
場合にも図８（ｂ）の斜線で示す２歩目が無視されてし
まう。そして、走行に移った１歩目から３歩目の歩行ピ
ッチＰで図８（ｃ）に示すように不感時間Ｔが設定さ
れ、さらに４歩目も無視されるというようにして歩数が
ミスカウントされる恐れがある。

【００２３】そこで、このような場合に本実施例では次
のようにしてミスカウントを防止してある。つまり、上
述のように歩行から走行に移行すると、加速度検出型セ
ンサであるセンサ部１の出力の振幅（歩行動作の強度を
示す）は図８（ａ）に示すように大きくなる。そこで、
本実施例の場合には例えばＡ／Ｄ変換部４においてセン
サ部１の出力（実際にはフィルタ部３の出力）の振幅が
所定レベル（以下、このレベルを走行判定レベルと呼
ぶ）以上に大きくなったことを検出する機能を設けてお
き、Ａ／Ｄ変換部４では走行判定レベルを越える入力が
あった場合に、演算部５に走行検出出力として与えるよ
うにしてある。この走行検出出力を受けた演算部５は不
感時間Ｔを走行に適応する不感時間Ｔ、つまりは図８
（ｄ）に示すＲに設定するというように歩行時とは別個
の不感時間Ｔの設定動作を行う。なお、この不感時間Ｔ
をＲとする動作は、Ａ／Ｄ変換部４から走行検出出力が
得られる毎に行う。このようにしておけば、走行を停止
した場合に即座に通常の歩行時の不感時間Ｔを可変設定
する動作に戻すことができる。なお、歩行における不感
時間Ｔの可変設定動作に戻った場合には、図８（ｄ）に
示すように最終の走行によるカウントパルスと歩行によ
るカウントパルスとから歩行ピッチＰを求めて、上述の
場合と同様にして不感時間Ｔの設定を行う。

【００２４】なお、上述の説明では連続するセンサ部１
の出力のピッチ幅である歩行ピッチＰにより不感時間Ｔ
を設定していたが、歩行動作に変化に即応できる範囲で
あれば、数歩間のピッチ幅により不感時間Ｔを設定する
ようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明は上述のように、歩行動
作を検出するセンサ部と、このセンサ部の出力に含まれ
る歩行以外の出力を除外する不感帯を付加してセンサ部
の出力を計数する計数手段と、１歩毎に上記計数手段に
より付加される不感帯の不感時間を可変させる不感帯可
変手段とを備えているので、計数手段が１歩毎に不感帯
の不感時間を可変設定して、歩行動作の変化に即応させ
た不感帯を付加することができ、途中で歩行動作が変化
した場合などにおいても、より正確に歩数をカウントで
きる。

【００２６】また、請求項２の発明では、歩行動作を検
出するセンサ部と、このセンサ部の出力に含まれる歩行
以外の出力を除外する不感帯を付加してセンサ部の出力
を計数する計数手段と、センサ部の出力間のピッチ幅を
求めるピッチ幅検出手段とを備え、上記ピッチ幅に応じ
た不感帯の不感時間が設定された不感時間設定テーブル
を上記計数手段に記憶させ、ピッチ幅検出手段で測定さ
れたピッチ幅に応じて計数手段が不感時間設定テーブル
から不感時間を選定して不感帯を付加しているので、セ
ンサ部の出力からピッチ幅を測定し、そのピッチ幅に応
じて不感時間を設定して、使用者に応じた不感帯を付加
することができ、例えば使用者が代わった場合にも使用
者の歩行形態に合わせて適正な不感時間を設定すること
ができ、歩行の計数精度を向上させることができる。

【００２７】さらに、請求項３に示すように、歩行開始
後の複数歩の不感時間は一定に固定すると、歩行動作が
不安定な歩行開始時点において、かえって不適正な不感
帯を付加してミスカウントを起こすことを防止できる。
また、請求項４に示すように、上記ピッチ幅検出手段で
求められたピッチ幅が所定値に達した場合に、計数手段
が不感時間を初期値に戻すると、一旦歩行を停止しかけ
るといった不安定な歩行動作により、不適当に長い不感
帯が付加され、歩数を飛ばしてカウントするというミス
カウントを防止することができる。

【００２８】さらに、請求項５に示すように、センサ部
が出力に歩行動作の動作強度が現れるものである場合に
おいて、動作強度が一定レベル以上に強くなったことを
検出する動作強度検出手段を設け、この動作強度検出手
段から出力が得られた場合に計数手段が動作強度が一定
レベル以下の場合と異なる不感時間の不感帯を付加する
と、歩行から走行に移行した場合に、走行時には歩行時
と別個の走行時に適した不感帯を付加して歩数のカウン
トを行うことができ、走行時の歩数をミスカウントする
ことを防止できる。

【００２９】さらにまた、請求項６に示すように、上記
計数手段が動作強度検出手段から１歩毎の出力が得られ
る都度、動作強度が一定レベル以下の場合と異なる不感
時間の不感帯を付加すると、例えば歩行から走行に移行
した場合の歩数のミスカウントを防止した場合におい
て、走行から歩行に戻ったときに即座に通常の不感帯の
付加動作に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の基本動作の説明図である。

【図２】不感帯の説明図である。

【図３】不感時間設定テーブルの説明図である。

【図４】歩数計の構成を示すブロック図である。

【図５】歩数計の装着状態の説明図である。

【図６】同上において表示を見る場合の操作方法の説明
図である。

【図７】途中で歩行を停止しかけた場合におけるミスカ
ウントを防止する方法の説明図である。

【図８】走行中に急に走った場合におけるミスカウント
を防止する方法の説明図である。

【符号の説明】

１ センサ部 ４ Ａ／Ｄ変換部 ５ 演算部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歩行動作を検出するセンサ部と、このセ
   ンサ部の出力に含まれる歩行以外の出力を除外する不感
   帯を付加してセンサ部の出力を計数する計数手段と、１
   歩毎に上記計数手段により付加される不感帯の不感時間
   を可変させる不感帯可変手段とを備えて成ることを特徴
   とする歩数計。
2. 【請求項２】 歩行動作を検出するセンサ部と、このセ
   ンサ部の出力に含まれる歩行以外の出力を除外する不感
   帯を付加してセンサ部の出力を計数する計数手段と、セ
   ンサ部の出力間のピッチ幅を求めるピッチ幅検出手段と
   を備え、上記ピッチ幅に応じた不感帯の不感時間が設定
   された不感時間設定テーブルを上記計数手段に記憶さ
   せ、ピッチ幅検出手段で測定されたピッチ幅に応じて計
   数手段が不感時間設定テーブルから不感時間を選定して
   不感帯を付加して成ることを特徴とする歩数計。
3. 【請求項３】 歩行開始後の複数歩の不感時間は一定に
   固定して成ることを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の歩数計。
4. 【請求項４】 上記ピッチ幅検出手段で求められたピッ
   チ幅が所定値に達した場合に、計数手段が不感時間を初
   期値に戻して成ることを特徴とする請求項２記載の歩数
   計。
5. 【請求項５】 センサ部が出力に歩行動作の動作強度が
   現れるものである場合において、動作強度が一定レベル
   以上に強くなったことを検出する動作強度検出手段を設
   け、この動作強度検出手段から出力が得られた場合に計
   数手段が動作強度が一定レベル以下の場合と異なる不感
   時間の不感帯を付加して成ることを特徴とする請求項１
   または請求項２項記載の歩数計。
6. 【請求項６】 上記計数手段が動作強度検出手段から１
   歩毎の出力が得られる都度、動作強度が一定レベル以下
   の場合と異なる不感時間の不感帯を付加して成ることを
   特徴とする請求項５記載の歩数計。