JP4190481B2 - 計数装置及びプログラム - Google Patents
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速度が所定閾値以上である場合には、人の歩数を計数する計数装置がある(例えば、特許
文献1参照)。
爪先部分が地面に着くため、上下軸に生じる加速度の波形には、人の一歩において2つの
山波形が現れることとなり、上記計数装置では、当該2つの山波形が所定閾値以上を超え
ると、歩数が1歩であるにも関わらず2歩として計数されることがあった。また、測定者
が高齢者である場合には、上下軸に生じる加速度が若年者よりも小さくなるため、上記計
数装置では、当該加速度の波形が所定閾値以上に達しないことがあり、歩数が一歩として
計数されないこともあった。
精度に計数することができる計数装置及びプログラムを提供することを目的とする。
均波形を算出する平均波形算出手段と、加速度センサにより出力された加速度波形と平均
波形算出手段により算出された平均波形との差分を所定間隔毎に算出する差分算出手段と
、差分算出手段により算出された各差分の符号の変化を2つづつ順次特定する変化特定手
段と、変化特定手段により特定された数を計数する計数手段とを備えることを特徴とする
。
正及び正から負への変化)を2つづつ順次特定して、特定した箇所である加速度波形とそ
の平均波形との交点である2つを1つとして計数するため、加速度波形の強弱による影響
、及び上下軸などに生じるノイズによる影響を受けることなく、高精度に数を計数するこ
とができる。
号の変化を特定してから所定時間が経過するまで次の符号の変化を特定しなくてもよい。
この場合には、差分の最初の符号を特定してから所定時間が経過するまで次の符号を特定
しないことにより、当該所定時間内にノイズが混入しても、そのノイズに対応する差分の
符号の変化を特定しないため、高精度に数を計数することができる。
の場合には、1の軸方向に生じる加速度のみで数を計数するため、3つの軸方向(x、y
、z軸方向)に生じる3つの加速度を同時に処理する必要がなくなり、処理負担を軽減す
ることができる。
て計数してもよい。この場合には計数装置を歩数計にも適用することができる。
本発明に係る計数装置1について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に
おける計数装置1を示す概念図である。本実施形態における計数装置1は、CPU10と
、加速度センサ20と、電源供給部30と、電源回路40と、RAM50と、ROM60
と、表示部70と、操作部80と、インターフェース部90とを備えている。なお、本実
施形態における計数装置1は、人の歩数を計数する歩数計であるとするが、これに限定さ
れずに、歩数計以外の機器であってもよい。
供給部30は、計数装置1に電圧を供給するものであり、例えば、電池、バッテリーなど
が挙げられる。電源回路40は、電源供給部30から供給された電圧を変圧等するもので
ある。RAM50は、一時的にデータを記憶するものであり、本実施形態では、第1バッ
ファ51〜第4バッファ54を備えている。ROM60は、計数装置1を動作させるため
のプログラムなどを記憶するものである。表示部70は、CPU10により計数された歩
数などを表示するものである。操作部80は、歩数などの計数を開始させるための操作を
受け付けるものである。インターフェース部90は、計数装置1を動作させるためのプロ
グラムなどの送受信を行うための入出力端子である。
数部14とを備えている。平均波形算出部11は、加速度センサ20により出力された加
速度の時間的変化を示す加速度波形(後述する図3に示すA参照)の平均波形(後述する
図3に示すB参照)を算出する平均波形算出手段である。差分算出部12は、加速度セン
サ20により出力された加速度波形と平均波形算出部11により算出された平均波形との
差分を所定間隔毎に算出する差分算出手段である。変化特定部13は、差分算出部12に
より算出された各差分の符号の変化を2つづつ順次特定(後述する図3に示すP1及びP
2)する変化特定手段である。計数部14は、変化特定部13により特定された数を計数
する計数手段である。
以下において、本発明に係る計数処理方法について、図面を参照しながら説明する。図
2は、本実施形態における計数処理方法を示す図である。図3は、本実施形態における加
速度波形及び平均波形を示す図である。後述するように、加速度波形(図3に示すA参照
)と平均波形(図3に示すB参照)との差分の符号の変化が2つづつ順次特定(図3に示
すP1及びP2参照)されることにより、1歩が順次計数される。
生じる加速度を所定間隔毎に測定する。ステップ2において、加速度センサ20は、測定
した加速度のデータを第1バッファ51に記憶する。ステップ3において、平均波形算出
部11は、30個分の加速度のデータが第1バッファ51に記憶されているか否か確認す
る。また、平均波形算出部11は、30個分の加速度のデータが第1バッファ51に記憶
されている場合にはステップ4の処理に移り、30個分の加速度のデータが第1バッファ
51に記憶されていない場合にはステップ2の処理に戻る。
を示す加速度波形の平均波形を算出する。ステップ5において、差分算出部12は、所定
の時点(例えば、図3に示すt1)における加速度波形の加速度とその平均波形の加速度
との差分S1を算出するとともに、算出した差分S1を第2バッファ52に記憶する。ス
テップ6において、差分算出部12は、所定の時点(例えば、図3に示すt1)の次の時
点(例えば、図3に示すt2)における加速度波形の加速度とその平均波形の加速度との
差分S2を算出するとともに、算出した差分S2を第3バッファ53に記憶する。なお、
本実施形態における差分算出部12は、加速度波形から平均波形を減算した結果を差分S
1又はS2としている。
号が負であり、第3バッファ53に記憶された差分S2の符号が正であるか否か確認する
。また、変化特定部13は、差分S1の符号が負であり、差分S2の符号が正である場合
にはステップ8の処理に移り、差分S1の符号が負であり、差分S2の符号が正でない場
合にはステップ9の処理に移る。
P1を第4バッファ54に記憶する。ここで、ステップ7においてYESが判定された場
合には、差分S1が負から正の符号に変化したことを意味し、この符号が変化した箇所は
加速度波形と平均波形との最初の交点P1となる(図3参照)。
号が正であり、第3バッファ53に記憶された差分S2の符号が負であるか否か確認する
。また、変化特定部13は、差分S1の符号が正であり、差分S2の符号が負である場合
にはステップ10の処理に移り、差分S1の符号が正であり、差分S2の符号が負でない
場合にはステップ11の処理に移る。
P2を第4バッファ54に記憶する。ここで、ステップ9においてYESが判定された場
合には、差分S1が正から負の符号に変化したことを意味し、この符号が変化した箇所は
加速度波形と平均波形との次の交点P2となる(図3参照)。
いるか否か確認する。また、計数部14は、P1及びP2が記憶されている場合にはステ
ップ12の処理に移り、P1及びP2が記憶されていない場合にはステップ13の処理に
移る。
差分算出部12が差分の符号の変化を2つづつ順次特定(図3に示すP1及びP2参照)
し、計数部14がその特定された数を計数することにより、計数部14は人の歩数を計数
することができる。ステップ13において、計数部14は、所定の条件(操作部80によ
り計測を停止させる操作が受け付けられたなど)が成立する場合には計測を終了させ、所
定の条件が成立しない場合にはステップ2の処理に移る。
このような本発明によれば、所定閾値以上であるか否かに関わらず、計数部14が加速
度波形とその平均波形との交点である2つ(図3に示すP1及びP2参照)を特定して、
その2つを1つとして計数するため、加速度波形の強弱による影響、及び上下軸などに生
じるノイズによる影響を受けることなく、高精度に数を計数することができる。また、1
の軸方向に生じる加速度のみで数を計数するため、3つの軸方向(x、y、z軸方向)に
生じる3つの加速度を同時に処理する必要がなくなり、処理負担を軽減することができる
。
特定してから所定時間(図3に示すtP1−t3間)が経過するまで次の符号の変化を特定
しなくてもよい。ここで、人の足が地面に着く際には、先ず足の踵部分が地面に着き、そ
の後足の爪先部分が地面に着く。このため、図3に示す加速度波形には、一歩において2
つの山波形Hが現れることとなる。従って、1つ目の山波形H1と2つ目の山波形H2と
の谷間が平均波形を下回ることがあり、この時点で1歩が計数されることがある。よって
、変化特定部13が差分算出部12により算出された差分の最初の符号の変化(図3に示
すP1参照)を特定した時点(図3に示すtP1)から、1つ目の山波形H1と2つ目の山
波形H2との谷間を過ぎた時点(図3に示すt3)まで、次の符号の変化を特定しないよ
うにすることにより、計数部14は、1つ目の山波形H1と2つ目の山波形H2との谷間
が平均波形を下回っても、この時点で1歩を計数しないようにすることができる。
上記計数装置及び上記計数処理方法で説明した内容は、パーソナルコンピュータ等の汎
用コンピュータにおいて、所定のプログラム言語を利用するための専用プログラムを実行
することにより実現することができる。なお、プログラムは、記録媒体に記録されてもよ
い。この記録媒体は、ハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、I
Cチップ、カセットテープなどが挙げられる。
特定部、14…計数部、20…加速度センサ、30…電源供給部、40…電源回路、50
…RAM、51…第1バッファ、52…第2バッファ、53…第3バッファ、54…第4
バッファ、60…ROM、70…表示部、80…操作部、90…インターフェース部
Claims (8)
- 加速度センサにより出力された加速度波形の平均波形を算出する平均波形算出手段と、
前記加速度センサにより出力された加速度波形と前記平均波形算出手段により算出され
た平均波形との差分を所定間隔毎に算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段により算出された各差分の符号の変化を2つづつ順次特定する変化特
定手段と、
前記変化特定手段により特定された数を計数する計数手段と
を備えることを特徴とする計数装置。 - 前記変化特定手段は、前記差分算出手段により算出された差分の最初の符号の変化を特
定してから所定時間が経過するまで次の符号の変化を特定しないことを特徴とする請求項
1に記載の計数装置。 - 前記加速度センサは、1の軸方向に生じる加速度を計測することを特徴とする請求項1
に記載の計数装置。 - 前記計数手段は、前記変化特定手段により特定された回数を人の歩数として計数するこ
とを特徴とする請求項1に記載の計数装置。 - コンピュータを、
加速度センサにより出力された加速度波形の平均波形を算出する平均波形算出手段と、
前記加速度センサにより出力された加速度波形と前記平均波形算出手段により算出され
た平均波形との差分を所定間隔毎に算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段により算出された各差分の符号の変化を2つづつ順次特定する変化特
定手段と、
前記変化特定手段により特定された数を計数する計数手段として機能させるためのプロ
グラム。 - 前記変化特定手段は、前記差分算出手段により算出された差分の最初の符号の変化を特
定してから所定時間が経過するまで次の符号の変化を特定しないことを特徴とする請求項
5に記載のプログラム。 - 前記加速度センサは、1の軸方向に生じる加速度を計測することを特徴とする請求項5
に記載のプログラム。 - 前記計数手段は、前記変化特定手段により特定された回数を人の歩数として計数するこ
とを特徴とする請求項5に記載のプログラム。
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