JP4190482B2 - 計数装置及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、数を計数する計数装置及びプログラムに関する。
従来から人の歩数等を計数する計数装置が提供されている。例えば、上下軸に生じる加
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）。
特開２００１−２９３２３号公報
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）。
しかしながら、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。
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。
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、測定対象の歩数などの数を高
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。
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。
本発明は、上記課題を解決するために、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、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差分を順次加算する差分加算手段と、差分加算手段によ
り加算された結果の時間的変化を示す加算波形の極大値を算出する極大値算出手段と、極
大値算出手段により算出された極大値の数を計数する計数手段とを備えることを特徴とす
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差分を順次加算する差分加算手段と、差分加算手段によ
り加算された結果の時間的変化を示す加算波形の極大値を算出する極大値算出手段と、極
大値算出手段により算出された極大値の数を計数する計数手段とを備えることを特徴とす
る。
このような本発明によれば、加速度波形と平均波形との各差分を順次加算して、加算し
た結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数することにより、加速度波形にノ
イズが混入しても、当該ノイズに対応する波形と平均波形との各差分の総和が略ゼロとな
り、ノイズによる影響が加算波形に現れないようにすることができる。このため、ノイズ
による影響を受けない加算波形の極大値の数を計数するため、高精度に歩数を計数するこ
とができる。また、加速度が所定の閾値を超えた数を計数するのではなく、上記加算した
結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数するため、加速度波形の強弱による
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。
た結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数することにより、加速度波形にノ
イズが混入しても、当該ノイズに対応する波形と平均波形との各差分の総和が略ゼロとな
り、ノイズによる影響が加算波形に現れないようにすることができる。このため、ノイズ
による影響を受けない加算波形の極大値の数を計数するため、高精度に歩数を計数するこ
とができる。また、加速度が所定の閾値を超えた数を計数するのではなく、上記加算した
結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数するため、加速度波形の強弱による
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。
上記発明においては、加速度センサは、１の軸方向に生じる加速度を計測してもよい。
この場合には、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。
この場合には、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。
上記発明においては、計数手段は、極大値算出手段により算出された極大値の数を人の
歩数として計数してもよい。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。
歩数として計数してもよい。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。
本発明によれば、測定対象の歩数などの数を高精度に計数することができる
（計数装置の基本構成）
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。
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。
加速度センサ２０は、少なくとも１軸方向に生じる加速度を測定するものである。電源
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と第２バッファ５２とを備えている。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。
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と第２バッファ５２とを備えている。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。
前記ＣＰＵ１０は、平均波形算出部１１と、差分算出部１２と、差分加算部１３と、極
大値算出部１４と、計数部１５とを備えている。平均波形算出部１１は、加速度センサ２
０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。差分加算部１３
は、差分算出部１２により算出された差分を順次加算（後述する図４参照）する差分加算
手段である。
大値算出部１４と、計数部１５とを備えている。平均波形算出部１１は、加速度センサ２
０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。差分加算部１３
は、差分算出部１２により算出された差分を順次加算（後述する図４参照）する差分加算
手段である。
極大値算出部１４は、差分加算手段により加算された結果の時間的変化を示す加算波形
（後述する図３に示すＣ参照）の極大値を算出する極大値算出手段である。ここで、極大
値とは、加算波形の周期内に存在する最大のピーク値（後述する図４に示すＭ参照）を意
味する。本実施形態では、極大値算出部１４は周期毎に極大値を算出する。計数部１５は
、極大値算出部１４により算出された極大値（後述する図４に示すＭ参照）の数を計数す
る計数手段である。
（後述する図３に示すＣ参照）の極大値を算出する極大値算出手段である。ここで、極大
値とは、加算波形の周期内に存在する最大のピーク値（後述する図４に示すＭ参照）を意
味する。本実施形態では、極大値算出部１４は周期毎に極大値を算出する。計数部１５は
、極大値算出部１４により算出された極大値（後述する図４に示すＭ参照）の数を計数す
る計数手段である。
（計数装置を用いた計数処理方法の動作）
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（図３に示すＡ参照）、平均波形（図３に示すＢ参照）及び加算波形（図３に示
すＣ参照）の関係を示す図である。後述するように、加算波形の極大値（図３に示すＭ参
照）が算出されることにより、１歩が順次計数される。
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（図３に示すＡ参照）、平均波形（図３に示すＢ参照）及び加算波形（図３に示
すＣ参照）の関係を示す図である。後述するように、加算波形の極大値（図３に示すＭ参
照）が算出されることにより、１歩が順次計数される。
図２に示すように、先ずステップ１において、加速度センサ２０は、少なくとも１軸に
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。
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。
ステップ４において、平均波形算出部１１は、３０個分の加速度のデータの時間的変化
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
間隔毎に、加速度波形の加速度とその平均波形の加速度との差分（図３に示すＤ１，Ｄ２
，Ｄ３…）を算出する。
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
間隔毎に、加速度波形の加速度とその平均波形の加速度との差分（図３に示すＤ１，Ｄ２
，Ｄ３…）を算出する。
ステップ６において、差分加算部１３は、差分算出部１２により算出された各差分を順
次加算して、その加算した結果である加算値を第２バッファ５２に記憶する。図４は、本
実施形態における加算値と差分との関係を示す図である。図４に示すように、最初の時点
であるｔ１では、加速度波形と平均波形との差分がＤ１であり、前回までの差分の総和（
ゼロ）と今回の差分値（Ｄ１）との加算値はＳ１（＝Ｄ１）となる。また、次の時点であ
るｔ２では、加速度波形と平均波形との差分がＤ２であり、前回までの差分の総和（Ｓ１
＝Ｄ１）と今回の差分（Ｄ２）との加算値はＳ２（＝Ｄ１＋Ｄ２）となる。さらに、次の
時点であるｔ３では、加速度波形と平均波形との差分がＤ３であり、前回までの差分の総
和（Ｓ３＝Ｄ１＋Ｄ２）と今回の差分（Ｄ３）との加算値はＳ３（＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）
となる。同様のことが繰り返されることにより、各差分が順次加算され、その加算された
結果である加算値（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…）の時間的変化を示す加算波形（図３に示すＣ参
照）が導かれる。なお、ノイズの波形と平均波形との各間隔における差分値は、相反する
負と正との大きさであるため、各差分値の加算値は略ゼロとなり、ノイズによる影響が加
算波形に現れないこととなる。このため、後述する計数部１５は、ノイズによる影響を有
しない加算波形の極大値の数を計数するため、高精度に歩数を計数することができる。
次加算して、その加算した結果である加算値を第２バッファ５２に記憶する。図４は、本
実施形態における加算値と差分との関係を示す図である。図４に示すように、最初の時点
であるｔ１では、加速度波形と平均波形との差分がＤ１であり、前回までの差分の総和（
ゼロ）と今回の差分値（Ｄ１）との加算値はＳ１（＝Ｄ１）となる。また、次の時点であ
るｔ２では、加速度波形と平均波形との差分がＤ２であり、前回までの差分の総和（Ｓ１
＝Ｄ１）と今回の差分（Ｄ２）との加算値はＳ２（＝Ｄ１＋Ｄ２）となる。さらに、次の
時点であるｔ３では、加速度波形と平均波形との差分がＤ３であり、前回までの差分の総
和（Ｓ３＝Ｄ１＋Ｄ２）と今回の差分（Ｄ３）との加算値はＳ３（＝Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）
となる。同様のことが繰り返されることにより、各差分が順次加算され、その加算された
結果である加算値（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…）の時間的変化を示す加算波形（図３に示すＣ参
照）が導かれる。なお、ノイズの波形と平均波形との各間隔における差分値は、相反する
負と正との大きさであるため、各差分値の加算値は略ゼロとなり、ノイズによる影響が加
算波形に現れないこととなる。このため、後述する計数部１５は、ノイズによる影響を有
しない加算波形の極大値の数を計数するため、高精度に歩数を計数することができる。
ステップ７において、極大値算出部１４は、差分加算部１３により加算された結果であ
る加算値を第２バッファ５２から取得し、取得した加算値の時間的変化を示す加算波形（
図３に示すＣ参照）の極大値（図３に示すＭ参照）を算出する。この極大値が算出される
までの過程は次の通りである。例えば、図３に示すように、ｔ６の加算値Ｓ６からｔ５の
加算値Ｓ５を減算すると、その減算結果は正の値となる。また、ｔ７の加算値Ｓ７からｔ
６の加算値Ｓ６を減算すると、その減算結果は負の値となる。さらに、ｔ８の加算値Ｓ８
からｔ７の加算値Ｓ７を減算すると、その減算結果は負の値となる。従って、減算結果の
符号が正（Ｓ６）→負（Ｓ７）→負（Ｓ８）へ変化するため、極大値はＳ６となる。すな
わち、減算結果が正から負に変化する地点における正の加算値が極大値となる。
る加算値を第２バッファ５２から取得し、取得した加算値の時間的変化を示す加算波形（
図３に示すＣ参照）の極大値（図３に示すＭ参照）を算出する。この極大値が算出される
までの過程は次の通りである。例えば、図３に示すように、ｔ６の加算値Ｓ６からｔ５の
加算値Ｓ５を減算すると、その減算結果は正の値となる。また、ｔ７の加算値Ｓ７からｔ
６の加算値Ｓ６を減算すると、その減算結果は負の値となる。さらに、ｔ８の加算値Ｓ８
からｔ７の加算値Ｓ７を減算すると、その減算結果は負の値となる。従って、減算結果の
符号が正（Ｓ６）→負（Ｓ７）→負（Ｓ８）へ変化するため、極大値はＳ６となる。すな
わち、減算結果が正から負に変化する地点における正の加算値が極大値となる。
ステップ８において、計数部１５は、極大値算出部１４により算出された極大値の数を
歩数として計数する。ステップ９において、計数部１５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。
歩数として計数する。ステップ９において、計数部１５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。
（計数装置及び計数処理方法による作用及び効果）
このような本発明によれば、加速度波形と平均波形との各差分を順次加算して、加算さ
れた結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数することにより、加速度波形に
ノイズが混入しても、当該ノイズに対応する波形と平均波形との各差分の総和が略ゼロと
なり、ノイズによる影響が加算波形に現れないようにすることができる。このため、ノイ
ズによる影響を受けない加算波形の極大値の数を計数するため、高精度に歩数を計数する
ことができる。また、加速度が所定の閾値を超えた数を計数するのではなく、上記加算し
た結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数するため、加速度波形の強弱によ
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。さらに、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。
このような本発明によれば、加速度波形と平均波形との各差分を順次加算して、加算さ
れた結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数することにより、加速度波形に
ノイズが混入しても、当該ノイズに対応する波形と平均波形との各差分の総和が略ゼロと
なり、ノイズによる影響が加算波形に現れないようにすることができる。このため、ノイ
ズによる影響を受けない加算波形の極大値の数を計数するため、高精度に歩数を計数する
ことができる。また、加速度が所定の閾値を超えた数を計数するのではなく、上記加算し
た結果の時間的変化を示す加算波形の極大値の数を計数するため、加速度波形の強弱によ
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。さらに、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。
（プログラム）
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。
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。
１０…ＣＰＵ、１１…平均波形算出部、１２…差分算出部、１３…差分加算部、１４…
極大値算出部、１５…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、６０…ＲＯＭ、７０…表示
部、８０…操作部、９０…インターフェース部
極大値算出部、１５…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、６０…ＲＯＭ、７０…表示
部、８０…操作部、９０…インターフェース部
Claims (6)
- 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差分を順次加算する差分加算手段と、
前記差分加算手段により加算された結果の時間的変化を示す加算波形の極大値を算出す
る極大値算出手段と、
前記極大値算出手段により算出された極大値の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、前記極大値算出手段により算出された極大値の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差分を順次加算する差分加算手段と、
前記差分加算手段により加算された結果の時間的変化を示す加算波形の極大値を算出す
る極大値算出手段と、
前記極大値算出手段により算出された極大値の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４
に記載のプログラム。 - 前記計数手段は、前記極大値算出手段により算出された極大値の数を人の歩数として計
数することを特徴とする請求項４に記載のプログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004315264A JP4190482B2 (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 計数装置及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004315264A JP4190482B2 (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 計数装置及びプログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006127193A JP2006127193A (ja) | 2006-05-18 |
| JP4190482B2 true JP4190482B2 (ja) | 2008-12-03 |
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ID=36721893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004315264A Expired - Fee Related JP4190482B2 (ja) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | 計数装置及びプログラム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4190482B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5492723B2 (ja) * | 2010-09-22 | 2014-05-14 | シチズンホールディングス株式会社 | 体動検出装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2778390B2 (ja) * | 1992-11-09 | 1998-07-23 | 三菱電機株式会社 | 部分放電検出装置 |
| JPH10272216A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Tokico Ltd | スイング診断装置 |
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