JP5359213B2

JP5359213B2 - 活動検証装置、活動検証システム、活動検証プログラム、および活動検証方法

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Publication number: JP5359213B2
Application number: JP2008294295A
Authority: JP
Inventors: 明久高橋
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-11-18
Also published as: JP2010121994A

Description

この発明は、例えば体動測定装置で計測した活動が実際の生体の活動によるものか否か検証するような活動検証装置、活動検証システム、活動検証プログラム、および活動検証方法に関する。

従来、歩行による歩数を計数する歩数計や、掃除や雑巾がけといった家事活動を計測する活動量計といった種々の体動測定装置が提供されている。この体動測定装置のユーザは、歩行やジョギングによる歩数や家事等の活動量を確認することで、健康維持等に役立てている。

このような体動測定装置に関して、近年、歩数計によりカウントした歩数に基づいて、ユーザに対してポイントを付与して商品やサービスと交換するビジネスモデルが提案されている（特許文献１参照）。

このようなビジネスモデルは、歩数カウントの正確性と、カウントした歩数の信頼性が重要となる。すなわち、検知対象活動である歩行以外の原因による振動等（例えば機械的な振動等）を歩行であるとして歩数カウントを行うと、不必要にポイントを付与してしまうことになる。

一方、このような機械的な振動による歩数のカウントを防止するものとして、運動状態モニター装置が提案されている（特許文献２参照）。この文献には、ランダムに選択したユーザに係員が電話で質問することよって本人か否かを確認し、さらに係員が電話で動作を指示することが記載されている。そして、指示した時間の運動実績データに指示した動作が現れているか確認することで、本人が運動状態モニター装置を用いていることを判別できるとされている。

しかし、このような方法は、係員による電話が必要であって手間がかかるという問題点と、ランダムに選択したユーザ以外については確認できないという問題点が残っていた。
また、ユーザ自信も、検知対象活動についてより精度の高い測定を希望していた。
特開２００３−１４１２６０号公報特許第３８６４７６５号公報

この発明は、上述した問題点に鑑み、得られた振動データを分析し、その振動データが実際の生体の検知対象活動によるデータであることを検証できる活動検証装置、活動検証システム、活動検証プログラム、および活動検証方法を提供し、カウントする検知対象活動の信頼性を向上することを目的とする。

この発明は、振動を検知した振動データを取得する振動データ取得手段と、前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準を記憶する記憶手段と、前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証処理を実行する演算手段と、該検証処理の検証結果に基づく出力データを出力する出力手段とを備えた活動検証装置であって、前記活動検証基準は、前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する活動検証装置であることを特徴とする。

前記振動データは、加速度センサによって検知した加速度データ、振り子式センサによって検知した検知データなど、適宜のデータにより構成することができる。

前記振動データ取得手段は、振動を検知して振動データを取得する加速度センサや振り子式センサといった振動検知手段、振動を検知した振動データを有線または無線により受信する受信手段、振動データを受け取って該振動データから生体の歩行活動であろう部分を抽出して活動データとする演算手段、あるいは、振動を検知して検知データを得ると共に該検知データから生体の歩行活動であろう部分を抽出する検知演算手段など、振動データを取得する適宜の手段で構成することができる。

前記出力手段は、出力データを画面表示する表示手段、出力データを送信する送信手段、あるいは、出力手段を印刷する印刷手段など、出力を行う適宜の手段で構成することができる。

前記活動検証装置は、体動測定装置、または体動測定装置からデータ取得する適宜の情報処理装置とすることができる。体動測定装置は、歩数を計数する歩数計、あるいは活動量を測定する活動量計とすることができる。また、情報処理装置は、携帯電話機やＰＤＡやノート型パーソナルコンピュータなどの携帯型情報処理装置、デスクトップ型パーソナルコンピュータやサーバコンピュータなどの設置型情報処理装置とすることができる。

この発明により、得られた振動データを分析し、その振動データが実際の生体の歩行活動によるデータであることを検証できる。従って、例えば加振器などの機械によって歩数計に歩数カウントをカウントさせるような不正行為に対して生体の実歩行ではないことを検証する、あるいはユーザがズボンの前ポケットに歩数計を入れて自転車に乗った場合に該歩数計が歩行と誤認識することを防止して正しい実歩数をカウントするといったことができる。

この発明は、前記活動検証基準は、前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する基準とする。
これにより、加振器などにより機械的に付与された変化に乏しい振動を、生体の歩行活動によるものではないと判定することができる。

またこの発明の態様として、前記活動検証基準は、前記振動データにおける生体の進行方向の加速度が所定条件を満たすことを含むことができる。

これにより、生体の検知対象活動において進行方向の加速度に現れる特徴の有無を判定でき、この特徴がなければ生体の歩行活動によるものではないと判定することができる。

またこの発明の態様として、前記生体の進行方向の加速度が所定条件を満たすことは、前記生体の進行方向の加速度から求める速度が所定速度以上であること、生体の進行方向に所定の加速度の変化があること、または、生体の進行方向において加速度の上昇に比べて加速度の下降が急激であることとすることができる。

前記所定の加速度の変化は、歩行開始時や歩行停止時に現れる加速度の急激な上昇や急激な下降とすることができる。
これにより、例えば、この実歩行において歩き始めや停止時、歩行速度、足上げ時と足下ろし時などに現れる特徴の有無を判定でき、この特徴がなければ生体の歩行活動によるものではないと判定することができる。

またこの発明の態様として、前記出力手段は、前記検証処理によって歩行活動であると検証された振動データに基づく実活動量情報と、該実活動量情報が実際の活動量であることを認知させる認知情報とを出力する構成とすることができる。
前記実活動量情報は、実歩数とすることができ、表示または音声出力することができる。
前記認知情報は、実活動量情報である旨の表示または音声出力、あるいは、実活動量情報かそれ以外の情報かを識別可能な印の表示、ランプ点灯、またはアラーム音出力など、適宜の方法により出力することができる。
この態様により、出力した情報が実活動量か否かをユーザに認識させることができる。

またこの発明は、振動を検知して振動データを得る振動検知手段と該振動データを記憶する記憶手段とを有する体動測定装置と、前記体動測定装置による振動データを取得するデータ取得手段と出力データを出力する出力手段とを有する管理装置とを備え、前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準を記憶する活動検証基準記憶手段と、前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証処理を実行する演算手段とのそれぞれを、前記体動測定装置または前記管理装置のいずれか一方に備え、前記管理装置の出力手段を、前記検証処理の検証結果に基づく出力データを出力する構成とした活動検証システムであって、前記活動検証基準は、前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する活動検証システムとすることができる。

前記管理装置は、体動測定装置と有線または無線により通信可能に直接的に接続されるパーソナルコンピュータやＰＤＡや携帯電話機といった端末とする、あるいは、この端末から電気通信回線を通じてデータを取得するサーバ装置とするなど、データを取得し得る適宜の情報処理装置で構成することができる。

この発明により、体動測定装置で検知した振動データを検証し、この検証結果を管理装置により出力することができる。

またこの発明は、コンピュータを、振動データを取得する振動データ取得手段と、前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準を記憶する記憶手段と、前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証処理を実行する演算手段と、該検証処理の検証結果に基づく出力データを出力する出力手段として機能させる活動検証プログラムであって、前記活動検証基準は、前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する活動検証プログラムとすることができる。

これにより、体動測定装置やパーソナルコンピュータやＰＤＡや携帯電話機といったコンピュータに活動検証プログラムをインストールして、該コンピュータを活動検証装置とすることができる。

またこの発明は、振動データを取得する振動データ取得ステップと、前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準に基づいて、前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証ステップと、該検証ステップの検証結果に基づく出力を行う出力ステップとを有する活動検証方法であって、前記活動検証基準は、前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する活動検証方法とすることができる。

これにより、得られた振動データを分析し、その振動データが実際の生体の歩行活動によるデータであることを検証できる。

この発明により、得られた振動データを分析し、その振動データが実際の生体の歩行活動によるデータであることを検証できる活動検証装置、活動検証システム、活動検証プログラム、および活動検証方法を提供することができ、測定する歩行活動の信頼性を向上することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

図１は、活動検証システムの一例である歩数検証システム１のシステム構成を示すブロック図である。この実施形態では、検知対象活動として人の実歩行を検証する。

歩数検証システム１は、インターネット３に有線または無線により接続された管理装置２とユーザ端末４、および、ユーザ端末４に有線または無線により接続される歩数計５によって構成されている。

管理装置２は、例えばサーバ装置として利用されるような適宜のコンピュータであり、制御部２０、記憶部２１、操作部２２、表示部２３、および通信部２４等を有している。通信部２４は、有線接続するＬＡＮボードや無線通信する無線ＬＡＮボードなど、適宜の通信機器で構成することができる。

この管理装置２は、係員による操作部２２の操作により、ユーザ端末４を介して歩数計５からデータを受信し、このデータに基づく出力画面７０（図２参照）を表示部２３に表示する。

ユーザ端末４は、例えばパーソナルコンピュータで構成され、制御部４０、通信部４１、操作部４２、表示部４３、および通信部４４を有している。通信部４１は、有線接続するＬＡＮボードや無線通信する無線ＬＡＮボードなど、適宜の通信機器で構成することができる。通信部４４は、有線接続するＵＳＢ（Universal Serial Bus）や無線通信するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、適宜の通信インターフェースで構成することができる。

このユーザ端末４は、通信部４４を介して歩数計５からデータを取得し、このデータに基づくグラフや表を表示する機能、このデータを管理装置２に送信する機能を有している。

なお、このユーザ端末４は、パーソナルコンピュータに限らず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）や携帯電話といった携帯型情報処理装置で構成するなど、適宜の装置で構成することができる。

歩数計５は、通信部５１、加速度検知部５２、表示部５３、演算部５４、電源接続部５５、記憶部５６、操作部５７、および電源部５８を有している。
通信部５１は、有線接続するＵＳＢ（Universal Serial Bus）や無線通信するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、適宜の通信インターフェースで構成することができる。

加速度検知部５２は、ユーザの歩行等によって生じる変化の一例として加速度を検知するセンサであり、検知信号を演算部５４に送信する。この加速度検知部５２は、一方向の加速度を検知する一次元加速度センサ、直交する二方向の加速度を検知する二次元加速度センサ、または、直交する三方向の加速度を検知する三次元加速度センサで構成することができ、情報量の多い三次元加速度センサが最も好ましい。

表示部５３は、液晶などの表示器機で構成されており、演算部５４からの表示制御信号に従って情報を表示する。この表示する情報は、歩数など歩行に関する情報とすることができる。

演算部５４は、電源部５８から電源接続部５５を介して受け取る電力によって駆動し、加速度検知部５２および操作部５７からの検知信号の受信（検出）、通信部５１、表示部５３、および記憶部５６に対する電力供給（電源）と動作制御（表示制御）を実行する。また、加速度検知部５２から受信する検知信号に基づいて、記憶部５６に記憶している歩行判定基準データや歩行検証基準データ等を参照して演算する処理も実行する。

記憶部５６は、検知信号のうち歩行による信号部分を検知して歩数をカウントするための歩行判定基準データ、および、歩行であると判定した歩行データをさらに検証するための歩行検証基準データ等を記憶している。

操作部５７は、体重や歩幅などのユーザ情報の入力操作、時計を合わせる日時入力操作、表示内容を歩数・消費カロリー・歩行距離といった各種内容に切り替える表示内容切替操作、および、ユーザ端末４へデータ送信するデータ送信操作など、適宜の操作入力を受け付け、この操作入力信号を演算部５４に送信する。

図２は、管理装置２の表示部２３に表示する出力画面７０の画面イメージ図である。
出力画面７０は、ユーザ情報表示部７１、歩行データグラフ表示部７２、および、詳細情報表示部７６を有している。

ユーザ情報表示部７１は、ユーザに関する情報を表示する部分であり、この例ではユーザを特定する使用者ナンバー、ユーザの住所、およびユーザの電話番号を表示している。

歩行データグラフ表示部７２は、縦軸を歩数とし、横軸を日付けとする二次元グラフを表示する。このグラフには、歩行判定基準データに従ってカウントしたカウント歩数７３と、歩行検証基準データによって検証した有効歩数７４との両方を識別可能な形で表示する。図示の例では、歩数排除部７５として選択された９月７日のデータが、カウント歩数７３と有効歩数７４に大きな差がある。この表示により、この９月７日に何らかの不正が行われてカウント歩数７３が本来の歩行数（有効歩数７４）以上に計数されていることを係員に通知できる。

詳細情報表示部７６は、歩数排除部７５の詳細情報を表示する部分であり、日付７６ａ、全歩数７６ｂ、有効歩数７６ｃ、歩数排除理由７６ｄ、および歩数排除時加速度波形７６ｅを表示する。

日付７６ａは、歩数排除を行った日で現在選択されている日（歩数排除部７５）を表示する。
全歩数７６ｂは、その日のカウント歩数（検証前活動量）と全歩数であることを示すタイトル（検証前活動量認知情報）を表示する。
有効歩数７６ｃは、その日の有効歩数（検証後の実活動量）と有効歩数であることを示すタイトル（実活動量認知情報）を表示する。

歩数排除理由７６ｄは、カウント歩数の一部または全部を有効でないと排除した理由を表示する。この表示は、理由Ａ，理由Ｂ，…といったように、複数種類の理由を番号やアルファベットなどで記号化して表示している。なお、表示方法はこれに限らず、例えば文章で表示するなど、適宜の方法を採用することができる。

歩数排除時加速度波形７６ｅは、歩数排除した部分の加速度検知部５２での検出波形をグラフ表示する。図示する例では、人の歩行に特有のバラツキが見られず、加振器等で機械的に付与された振動であろうことが解る。

図３は、歩数検証システム１によって歩行データの抽出と検証をする動作を示すフローチャートであり、図４は、歩数検証の詳細動作を示すフローチャートである。この実施例では、これらのフローチャートを歩数計５の演算部５４が記憶部５６に記憶されている歩数計用プログラムによって実行する。

ユーザが歩数計５を携帯して歩行すると、演算部５４は、加速度検知部５２によって加速度データ（振動データ）を検出し（ステップＳ１）、この加速度データを記憶部５６に保存する（ステップＳ２）。このとき、刻々と変化する加速度が連続的に記憶部５６に記憶され、連続する加速度データが記憶される。

演算部５４は、ステップＳ１〜Ｓ２で取得した加速度データに対し、ローパスフィルターとして高周波ノイズを除去し（ステップＳ３）、さらにハイパスフィルターとして機能して低周波ノイズを除去する（ステップＳ４）。なお、低周波ノイズは、主に重力加速度の影響によって生じるものである。

演算部５４は、図５（Ａ）の波形データに示すようにノイズ除去後の加速度データ８１が歩行条件を満たすか否か判定する（ステップＳ５）。この歩行条件を満たすか否かは、記憶部５６に記憶されている歩行判定基準データを参照し、この判定基準を満たすか否かで判定する。

具体的には、例えば加速度の大きさ（振幅Ａ１〜Ａ７）が所定範囲内である場合、１波形の周期（Ｔ１〜Ｔ７）が所定範囲内である場合、この２つの条件を満たす波形（つまり１歩分の波形）が所定数以上連続している場合に、歩行条件を満たすと判定する。これにより、人の歩行で発生しえない大きな振動あるいは小さな振動や、歩いていないときに発生した単発的な振動を歩数としてカウントすることを防止している。なお、このときの歩行条件は、これに限らず、歩数をカウントできる適宜の条件とすることができる。

演算部５４は、歩行条件を満たさなければ（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻って動作を繰り返す。歩行条件を満たせば（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、演算部５４は、この条件を満たす部分を歩行データ８２（図５（Ａ）参照）とし、実歩行による有効歩数か否かを検証するために後述する歩行認識アルゴリズム２を行う（ステップＳ６）。この歩行認識アルゴリズム２は、歩行データ８２が所定歩数分以上取得できてから実行することが好ましい。

なお、上述したステップＳ１〜Ｓ５は、加速度データから歩行データを抽出する歩行認識アルゴリズム１である。これにより、加速度データのうち歩数であろう部分を抽出して、歩数をカウントできる。この歩数は、歩数計５の表示部５３に適宜表示する。これにより、ユーザは歩数を確認することができる。また、加振器などによって不正に歩数をカウントさせる不正ユーザは、この歩数の表示によって歩数がカウントされているものと思い込む。

後述する歩行認識アルゴリズム２が終了すれば、演算部５４は、有効歩数をカウントし（ステップＳ７）、結果を出力する（ステップＳ８）。この結果の出力は、例えば通信部５１からユーザ端末４を介して管理装置２にカウントした有効歩数の実歩行データおよび歩行データ８２をデータ送信すると良い。この場合、管理装置２は、表示部２３に出力画面７０として表示することができ、不正ユーザに有効歩数を知らせない、あるいはいつの歩数カウントを有効でないと判定したのか不正ユーザに知らせないことが可能になる。

なお、結果の出力は、ユーザ端末４の表示部４３に歩数を表示する、あるいは歩数計５の表示部５３に歩数を表示するなど、適宜の方法により行うことも可能である。このように歩数計５の表示部５３やユーザ端末４に表示する場合は、歩行認識アルゴリズム１で算出するカウント歩数を表示し、歩行認識アルゴリズム２で算出する有効歩数を表示しないことが好ましい。これにより、歩数の検証における有効／無効の判定基準をユーザが知りづらいようにすることができる。

図４に示すように、歩行認識アルゴリズム２を実行する演算部５４は、記憶部５６に記憶している歩行検証基準データ（ここで説明する例では、平均周期Ｔ_ＡＶＥおよび平均振幅Ａ_ＡＶＥのばらつきが所定値以上か否か、および、算出した速度が設定速度以上か否か）を参照して、歩行データが人の実歩行によるものか否かを検証する。

詳述すると、演算部５４は、まず連続する歩行データにおける各ステップ（一歩分のデータ）の周期および振幅を算出する（ステップＳ１１）。ここでは、図５（Ａ）に示すように、１歩ずつの実測周期Ｔ１〜Ｔ７、および１歩ずつの実測振幅Ａ１〜Ａ７を算出する。

演算部５４は、取得した複数の実測周期Ｔ１〜Ｔ７、および複数の実測振幅Ａ１〜Ａ７の各平均値（平均周期Ｔ_ＡＶＥ，平均振幅Ａ_ＡＶＥ）を算出し（ステップＳ１２）、この平均周期Ｔ_ＡＶＥおよび平均振幅Ａ_ＡＶＥから見た複数の実測周期Ｔ１〜Ｔ７および複数の実測振幅Ａ１〜Ａ７の偏差（ばらつき）が所定値以上か否か判定する（ステップＳ１３）。

この判定は、例えば実測周期Ｔ１〜Ｔ７の９５％以上が平均周期Ｔ_ＡＶＥの±３％以内に入っていれば、偏差が少ないから人間の歩行ではないと判定する。また、例えば実測振幅Ａ１〜Ａ７の９５％以上が平均振幅Ａ_ＡＶＥの±３％以内に入っていれば、偏差が少ないから人間の歩行ではないと判定する。従って、この例では、周期と振幅の偏差が両方とも所定値以上の場合に人間の歩行による実歩行データであると判定し、それ以外の場合は、図５（Ｂ）に示すように加振器等によって機械的に捏造された不正データと判定する。

この判定により、ばらつきが少ない（偏差が少ない）と判定した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、演算部５４は、歩数をカウントしないものとし（ステップＳ１８）、処理を終了する。このステップＳ１８では、カウントしないと判定したデータの範囲を歩数のカウント対象から除外する、あるいは、上述した歩数認識アルゴリズム１（ステップＳ１〜Ｓ５）で歩数をカウントしておいてこの歩数から対象外とした分の歩数を減算するとよい。

ばらつきが大きい（偏差が大きい）と判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、演算部５４は、進行方向の加速度情報を抽出し（ステップＳ１４）、さらに進行方向への速度情報を算出する（ステップＳ１５）。

ここで、進行方向の加速度情報および速度情報は、例えば加速度検知部５２を三次元加速度センサとしておき、歩数計５をユーザのベルトのバックル部分に取り付けることで抽出するとよい。また、速度情報の算出は、加速度がかかる前の速度と、かかった加速度と、加速度がかかっていた時間に基づいて算出するなど、公知の方法によって算出すればよい。

演算部５４は、算出した速度が設定速度以上か否か判定し（ステップＳ１６）、設定速度よりも小さければ（ステップＳ１６：Ｎｏ）、歩数をカウントせず（ステップＳ１８）、処理を終了する。この判定は、人間が歩行していれば進行方向の速度が所定速度以上となるが、加振器等によって機械的に振動を与えるとその場で停止した振動となって進行方向の速度が出ないことを利用している。

設定速度以上であれば（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、演算部５４は、実歩行データであるとして歩数をカウントし（ステップＳ１７）、処理を終了する。このカウントで求める歩数は、実歩行データと認定できた部分のみの歩数をカウントする、あるいは、上述した歩数認識アルゴリズム１（ステップＳ１〜Ｓ５）で歩数をカウントしておいてこの歩数から実歩行データでないと判定した部分の歩数を削除することで求めるとよい。

以上の構成および動作により、得られた歩行データを分析し、その歩行データが実際の人のデータであることを検証できる。
歩行データは、歩行判定基準データによって歩行部分が抽出されているため、ユーザが歩数計５を着脱する等の歩行以外の日常取扱要因による振動を除外して歩数をカウントできる。この歩行データは、一歩単位で歩数か否か判定できるため、歩数カウント毎に歩数計５の表示部５３の表示歩数をリアルタイム更新することが可能となる。

そして、この歩行データを歩行検証基準データによって検証するため、非常に信頼性の高い歩数カウントを実現できる。特に、この歩行検証基準データは、人の実歩行であれば一歩ずつ連続する歩行データに不規則性が現れるという人間特有の特徴点に着目して設定されているため、加振器等による不正な歩数カウントを防止することができる。

詳述すると、実歩行による歩行データとして、例えば図６（Ａ）に示す上下方向の加速度データが得られ、この加速度データの振幅や周期の偏差が所定値以上であることにより、人の実歩行であると検証することができる。

また、実歩行による歩行データとして、例えば図６（Ｂ）に示す進行方向の加速度データが得られ、この加速度から求める速度が所定速度以上か否か判定することで人の実歩行による速度か否か検証することができる。この速度が所定速度以上か否かの判定は、歩行データ全体の平均速度が所定速度以上か否か、あるいは所定範囲（例えば一歩分あるいは複数歩分）の歩行データの速度が所定速度以上か否かなど、適宜の判定とすることができる。

また、例えば図７（Ａ）に示すように、振幅が一定でなくても周期が一定であるような加速度データが得られた場合、実歩行によるデータではないと排除することができる。

また、例えば図７（Ｂ）に示すように、周期が一定でなくても振幅が一定であるような加速度データが得られた場合、実歩行によるデータではないと排除することができる。

また、このように不正な歩数カウントを防止でき、真の歩行による歩行データからのみ歩数をカウントできるため、歩数に応じて商品やサービスを付与する際に安心して提供できる。すなわち、加振器等を用いて不正に歩数カウントを増加させて、商品やサービスの提供を不正に受けるような不正行為を防止できる。

また、歩数計５の表示部５３やユーザ端末４の表示部４３では、歩行判定基準データに基づいてカウントした歩数のみを表示し、管理装置２の表示部２３にはこの歩数に加えて歩行検証基準データにより検証した有効歩数を表示できる。これにより、ユーザには歩数の有効／無効を知らせず、管理側でのみ有効／無効を認識することができる。

なお、歩数検証システム１は、上述した構成に限らず、種々の構成とすることができる。例えば、上述した実施例ではステップＳ１〜Ｓ１８を全て歩数計５の演算部５４で実行したが、例えばステップＳ１〜Ｓ５を歩数計５で実行し、その後歩行データをユーザ端末４から管理装置２へ送信し、管理装置２の制御部２０が管理装置用プログラムによってステップＳ６以降を実行してもよい。

この場合、歩数計５は、歩行検証（ステップＳ１１〜Ｓ１８）に関するプログラムやデータ、回路構成が不要となるため、簡素な構成になり、小型化および低価格化を図ることができる。そして、歩数計５は、ユーザが確認する通常の方法で計数した歩数のみをカウントし、これを表示部５３に表示するといったことができる。

またこの場合、管理装置２は、この歩行データを受信して検証する歩行データ検証装置として機能し、不正な歩数カウントがされていないか確認して表示部２３や通信部２４に出力することができる。

また、歩行データの検証は、上述したステップＳ１１〜Ｓ１８に限らず、他の検証方法を採用してもよい。
例えば図７（Ｃ）に示す進行方向の加速度が実歩行による歩行データとして得られ、足を踏み出す際（足上げ時）に加速度が緩やかに大きくなり、足が接地した際（足下ろし時）に加速度が急激に小さくなることを利用し、このように加速度の変化に現れる特徴を判定して実歩行データか否か判定する構成にしてもよい。すなわち、実歩行による進行方向の加速度は、極小値から極大値へ向かう加速度上昇時の傾斜に比べ、極大値から極小値へ向かう加速度下降の傾斜が急激であるという特徴があるため、この特徴の有無を判定することで実歩行データか否か判定してもよい。この図７（Ｃ）の場合は、例えばユーザがズボンの前ポケットに歩数計５を入れて自転車に乗った場合に、自転車をこぐユーザの足の動きによって上下動する歩数計５が、この上下動を歩行と誤認識することを防止して正しい実歩数をカウントするといったことができる。

また、一定速度での歩行データは、図８（Ａ）に示すように、振幅や周期がある程度の偏差を持ちつつも安定して現れる。そして、加速や減速を行った場合の歩行データは、図８（Ｂ）に示すように、特に進行方向（Ｚ方向）の振幅等に変化が現れる。従って、他の検証方法として、歩行開始時や歩行停止時にこの変化を検知できれば実歩行であると判定し、そうでなければ不正なデータと判定してもよい。この場合でも、加振器等による不正な歩数カウントを防止することができる。なお、図８において、Ｘは歩数計５を装着したユーザの左右方向の加速度データであり、Ｙは歩数計５を装着したユーザの上下方向の加速度データであり、Ｚは歩数計５を装着したユーザの前後方向（進行方向）の加速度データである。

また、ステップＳ８の出力では、歩数計５の表示部５３に歩行検証基準データにより検証した有効歩数を表示する構成としてもよい。この場合、例えば歩数認識アルゴリズム１でカウントした歩数を暫定歩数として点滅表示し、歩数認識アルゴリズム２が完了して有効歩数が確定した際にこの有効歩数を点灯表示するといった構成にしてもよい。この構成にすることで、ユーザは精度の高い実歩数を知ることができる。

また、上述した実施形態では検知対象活動として実歩行を検証する構成としたが、これに限らず、雑巾がけや掃除といった家事を行う際の活動量の測定に利用する等、振動が適宜定めた活動によるものか否かを検証する構成としてもよい。これにより、人の様々な活動を検証することができ、人の活動量を精度よく測定することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の活動検証システムは、実施形態の歩数検証システム１に対応し、
以下同様に、
活動検証装置およびコンピュータは、管理装置２または歩数計５に対応し、
記憶手段、活動検証基準記憶手段および歩行判定基準記憶手段は、記憶部２１または記憶部５６に対応し、
出力手段は、表示部２３またはステップＳ８で実歩行データを送信する通信部５１に対応し、
データ取得手段は、通信部２４に対応し、
歩行データ取得手段は、ステップＳ１〜Ｓ５を実行する演算部５４または通信部２４に対応し、
振動検知手段および振動データ取得手段は、加速度検知部５２に対応し、
演算手段は、演算部５４または制御部２０に対応し、
出力データは、実歩行データまたは出力画面７０に対応し、
実活動量情報は、有効歩数７６ｃに表示された値「２３００歩」に対応し、
認知情報は、有効歩数７６ｃに表示されたタイトル「有効歩数」に対応し、
振動データは、加速度データ８１に対応し、
歩行データ部は、歩行データ８２部分に対応し、
振動データ取得ステップは、ステップＳ１〜Ｓ５に対応し、
出力ステップは、ステップＳ８に対応し、
検証処理および検証ステップは、ステップＳ１１〜Ｓ１８に対応し、
活動検証プログラムは、歩数計用プログラムまたは管理装置用プログラムに対応し、
活動検証基準は、歩行検証基準データに対応し、
歩行判定基準は、歩行判定基準データに対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

歩数検証システムのシステム構成を示すブロック図。出力画面の画面イメージ図。歩数検証システムの動作を示すフローチャート。歩数検証の詳細動作を示すフローチャート。加速度データ説明図。加速度データ説明図。加速度データ説明図。加速度データ説明図。

１…歩数検証システム、２…管理装置、５…歩数計、２０…制御部、２１…記憶部、２３…表示部、２４，５１…通信部、５２…加速度検知部、５４…演算部、５６…記憶部、７０…出力画面、７６ｃ…有効歩数、８１…加速度データ、８２…歩行データ

Claims

振動を検知した振動データを取得する振動データ取得手段と、
前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準を記憶する記憶手段と、
前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証処理を実行する演算手段と、
該検証処理の検証結果に基づく出力データを出力する出力手段とを備えた活動検証装置であって、
前記活動検証基準は、
前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または
前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、
の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する
活動検証装置。
前記活動検証基準は、
前記振動データにおける生体の進行方向の加速度が所定条件を満たすことを含む
請求項１記載の活動検証装置。
前記生体の進行方向の加速度が所定条件を満たすことは、
前記生体の進行方向の加速度から求める速度が所定速度以上であること、
生体の進行方向に所定の加速度の変化があること、
または、生体の進行方向において加速度の上昇に比べて加速度の下降が急激であることである
請求項２記載の活動検証装置。
前記出力手段は、
前記検証処理によって歩行活動であると検証された振動データに基づく実活動量情報と、
該実活動量情報が実際の活動量であることを認知させる認知情報とを出力する構成である
請求項１から３のいずれか１つに記載の活動検証装置。
振動を検知して振動データを得る振動検知手段と該振動データを記憶する記憶手段とを有する体動測定装置と、
前記体動測定装置による振動データを取得するデータ取得手段と出力データを出力する出力手段とを有する管理装置とを備え、
前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準を記憶する活動検証基準記憶手段と、
前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証処理を実行する演算手段とのそれぞれを、
前記体動測定装置または前記管理装置のいずれか一方に備え、
前記管理装置の出力手段を、前記検証処理の検証結果に基づく出力データを出力する構成とした活動検証システムであって、
前記活動検証基準は、
前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または
前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、
の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する
活動検証システム。
コンピュータを、
振動データを取得する振動データ取得手段と、
前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準を記憶する記憶手段と、
前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証処理を実行する演算手段と、
該検証処理の検証結果に基づく出力データを出力する出力手段として機能させる活動検証プログラムであって、
前記活動検証基準は、
前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または
前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、
の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する
活動検証プログラム。
振動データを取得する振動データ取得ステップと、
前記振動データが生体の歩行活動によるものか否か検証する活動検証基準に基づいて、前記振動データが前記活動検証基準を満たすか否か検証する検証ステップと、
該検証ステップの検証結果に基づく出力を行う出力ステップとを有する活動検証方法であって、
前記活動検証基準は、
前記振動データの複数の周期に所定の偏差があること、または
前記振動データの複数の振幅に所定の偏差があること、
の少なくとも一方を含む場合に該振動データは生体の歩行活動によるものであると検証する
活動検証方法。