JP6464113B2 - エネルギー消費 - Google Patents
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Description
本出願は、2012年1月19日に出願された米国仮特許出願番号61/588,647号の優先権を請求し、この出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
A.計算装置の例示
図1は、例示的実施形態による個人用トレーニングシステム100の例を示す。例示的システム100は、コンピュータ102などの1つ以上の電子装置を含むことができる。コンピュータ102は、電話、音楽プレーヤ、タブレット、ネットブック、任意の携帯機器などのモバイル端末を含むことができる。他の実施形態では、コンピュータ102は、セットトップボックス(STB)、デスクトップコンピュータ、デジタルビデオレコーダ(DVR)、コンピュータサーバ、及び/又は他の所望の計算装置を含むことができる。特定の構成では、コンピュータ102は、例えば、Microsoft(登録商標)XBOX、Sony(登録商標)PlayStation、Nintendo(登録商標)Wiiゲームコンソールなどのゲームコンソールを含むことができる。当業者は、これらのゲームコンソールが、記述のための例示的なコンソールに過ぎず、この開示が、いかなるコンソール又は装置にも限定されないことを理解されよう。
コンピュータ102、計算ユニット104、及び/又はその他の電子装置は、ネットワーク132などのネットワークと通信するための例示的なインタフェース130(図1Bに示された)などの、1つ以上のネットワークインタフェースに直接又は間接に接続されうる。図1Bの例では、ネットワークインタフェース130は、伝送制御プロトコル(TCP)、インターネットプロトコル(IP)、ユーザダイアグラムプロトコル(UDP)などの1つ以上の通信プロトコルにしたがって、データ及び制御信号を計算ユニット104からネットワークメッセージに変換するように構成されたネットワークアダプタ又はネットワークインタフェースカード(NIC)を含むことができる。これらのプロトコルは、当該技術分野で周知であり、したがって、ここでは詳細に考察されない。インタフェース130は、例えば、無線トランシーバ、電力線アダプタ、モデム又はイーサネット(登録商標)接続を含む、ネットワークに接続するのに適した接続エージェントを使用することができる。しかしながら、ネットワーク132は、インターネット、イントラネット、クラウド、LANなどの任意のタイプ又はトポロジーの、単独又は組み合わせの任意の1つ以上の情報配信ネットワークでよい。ネットワーク132は、ケーブル、ファイバ、衛星、電話、セルラ、無線などのうちの任意の1つ以上でよい。ネットワークは、当該技術分野で周知であり、したがって、ここでは詳細に考察されない。ネットワーク132は、1つ以上の場所(例えば、学校、事業所、家庭、住宅、ネットワーク資源など)を、1つ以上のリモートサーバ134、又はコンピュータ102と類似若しくは同一の他のコンピュータに接続するために、1つ以上の有線又は無線通信チャネルを有するように様々に構成されうる。実際には、システム100は、各構成要素の複数のインスタンス(例えば、複数のコンピュータ102、複数のディスプレイ136など)を含むことができる。
コンピュータ102及び/又は他の装置は、ユーザ124の少なくとも1つのフィットネスパラメータを検出しかつ/又は監視するように構成された1つ以上のセンサ126,128を含む。センサ126及び/又は128には、加速度計、ジャイロスコープ、位置決定装置(例えば、GPS)、光センサ、温度センサ(周囲温度及び/又は体温を含む)、睡眠パターンセンサ、心拍数モニタ、画像取得センサ、水分センサ及び/又はこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。ネットワーク132及び/又はコンピュータ102は、例えばディスプレイ136、画像取得装置126(例えば、1つ以上のビデオカメラ)、及び赤外線(IR)装置でよいセンサ128を含むシステム100の1つ以上の電子装置と通信することができる。一実施形態において、センサ128は、IRトランシーバを含むことができる。例えば、センサ126及び/又は128は、波形をユーザ124の方向を含む環境に送信し、「反射」を受信するか、そのような放出された波形の変化を別の方法で検出することができる。更に別の実施形態において、画像取得装置126及び/又はセンサ128は、レーダ、ソナー、可聴情報などの他の無線信号を送信しかつ/又は受信するように構成されうる。当業者は、様々な実施形態により、多数の異なるデータスペクトルに対応する信号が利用されうることを容易に理解するであろう。これに関して、センサ126及び/又は128は、外部ソース(例えば、システム100ではない)から放射された波形を検出することができる。例えば、センサ126及び/又は128は、ユーザ124及び/又は周囲環境から放射された熱を検出することができる。したがって、画像取得装置126及び/又はセンサ128は、1つ以上のサーマルイメージング装置を含むことができる。一実施形態において、画像取得装置126及び/又はセンサ128は、レンジフェノメノロジーを実行するように構成された赤外線装置を含むことができる。制限ではない例として、レンジフェノメノロジーを実行するように構成された画像取得装置は、オレゴン州モートランドのFlir Systems,Inc.から市販されている。画像取得装置126、センサ128及びディスプレイ136が、コンピュータ102との直接(無線又は有線)通信するように示されているが、当業者は、ネットワーク132と直接(無線又は有線)通信できることを理解するであろう。
ユーザ124は、知覚装置138、140、142及び/又は144を含む任意数の電子装置を保有、携帯及び/又は装着することができる。特定の実施形態において、1つ以上の装置138,140,142,144は、フィットネス又はアスレチック用に特別に製造されなくてもよい。実際には、この開示の態様は、複数の装置からのデータを利用してアスレチックデータを収集、検出及び/又は測定することに関し、それらの装置の幾つかは、フィットネス装置ではない。一実施形態において、装置138は、カリフォルニア州クパチーノのApple,Inc.から入手可能なIPOD(登録商標)、IPAD(登録商標)、又はiPhone(登録商標)装置、又はワシントン州レドモンドのMicrosoftから入手可能なZune(登録商標)又はMicrosoft(登録商標)Windows(登録商標)装置を含む、電話やデジタル音楽プレーヤなどの携帯電子装置を含むことができる。当該技術分野で知られているように、デジタルメディアプレーヤは、コンピュータの出力装置(例えば、音声ファイルから音楽又は画像ファイルから画像を出力)と記憶装置の両方として働くことができる。一実施形態において、装置138は、コンピュータ102でよいが、他の実施形態では、コンピュータ102は、装置138と完全に異なってもよい。装置138が、特定の出力を提供するように構成されたかどうかにかかわらず、装置138は、知覚情報を受け取る入力装置として働くことができる。装置138、140、142、及び/又は144には、加速度計、ジャイロスコープ、位置決定装置(例えば、GPS)、光センサ、温度センサ(周囲温度及び/又は体温を含む)、心拍数モニタ、画像取得センサ、水分センサ及び/又はこれらの組み合わせを含むがこれに限定されない1つ以上のセンサが挙げられる。特定の実施形態において、センサは、(例えば)画像取得装置126及び/又はセンサ128によって検出されうる反射材料などの受動的なものでもよい。特定の実施形態では、センサ144は、アスレチック衣服などの服に組み込まれうる。例えば、ユーザ124は、1つ以上の装着型センサ144a〜bを装着することができる。センサ144は、ユーザ124の衣類に組み込まれかつ/又はユーザ124の身体の任意の所望の場所に配置されうる。センサ144は、コンピュータ102、センサ128、138、140、142及び/又はカメラ126と(例えば、無線で)通信することができる。インタラクティブゲーミング衣服の例は、2002年10月30日に出願され、米国特許公開番号2004/0087366として公開された米国特許出願第10/286,396号に示されており、この内容は、あらゆる非限定的な目的のためにその全体が引用により本明細書に組み込まれる。特定の実施形態では、受動的検出面が、画像取得装置126及び/又はセンサ128によって放射された赤外線などの波形を反射することができる。一実施形態では、ユーザ124の服に配置された受動的センサは、波形を反射することができるガラス又は他の透明若しくは半透明面でできたほぼ球状の構造物を含むことができる。様々なクラスの衣服を利用することができ、所定のクラスの衣服は、適切に装着されたときにユーザ124の身体の特定部分の近くに配置されるように構成された特定のセンサを有する。例えば、ゴルフ用衣服は、第1の構成で衣服上に位置決めされた1つ以上のセンサを含むことができるが、サッカー用衣服は、第2の構成で衣服上に位置決めされた1つ以上のセンサを含むことができる。
特定の実施形態において、知覚装置138、140、142及び/又は144は、時計、アームバンド、リストバンド、ネックレス、シャツ、靴などを含む、ユーザ124の衣服又は付属品内に構成されてもよく、それらに他の方法で関連付けられてもよい。靴取付型又は手首装着型装置の例(それぞれ装置140及び142)について、すぐ後で述べられるが、これらは例示的実施形態に過ぎず、この開示は、そのような実施形態に限定されるべきでない。
特定の実施形態において、知覚装置140は、加速度計、GPSなどの位置検出構成要素、及び/又は力センサシステムを含むがこれらに限定されない1つ以上のセンサを含みうる履物を含むことができる。図2Aは、センサシステム202の一例示的実施形態を示す。特定の実施形態において、システム202は、センサ組立体204を含むことができる。組立体204は、例えば加速度計、位置決定構成要素、力センサなどの1つ以上のセンサを含むことができる。示された実施形態において、組立体204は、力感応抵抗器(FSR)センサ206を含みうる複数のセンサを含む。更に他の実施形態では、他のセンサが利用されうる。ポート208は、靴の底構造物209内に位置決めされうる。必要に応じて、ポート208は、電子モジュール210(ハウジング211内にありうる)並びにFSRセンサ206をポート208に接続する複数のリード線212と通信するように提供されうる。モジュール210は、靴の底構造物の窪み又は空洞内に収容されうる。ポート208とモジュール210は、接続と通信のための相補的インタフェース214,216を含む。
図2Bに示されたように、装置226(図1Aに示された知覚装置142と類似してもよく同一でもよい)は、手首、腕、足首のまわりなど、ユーザ124によって装着されるように構成されうる。装置226は、ユーザ124の終日活動を含むユーザのアスレチック運動を監視することができる。この点で、装置組立体226は、ユーザ124がコンピュータ102と対話している間にアスレチック運動を検出しかつ/又はコンピュータ102と無関係に動作しうる。例えば、一実施形態において、装置226は、ユーザのコンピュータ102との接近又は対話に関係なく、活動を測定する終日活動モニタでもよい。装置226は、ネットワーク132及び/又は装置138や140などの他の装置と直接通信することができる。他の実施形態では、装置226から得られたアスレチックデータは、ユーザ124に提示される運動プログラムに関する決定など、コンピュータ102によって行われる決定に利用されうる。一実施形態では、装置226は、ユーザ124と関連付けられた装置138などのモバイル装置、又はフィットネス若しくはヘルスケア関連内容に特化されたサイトなどのリモートウェブサイトと無線で対話することもできる。ある所定時間に、ユーザは、装置226からのデータを別の場所に転送したいことがある。
この開示の特定の態様が、システム100のセンサのうちの1つ以上のセンサによるエネルギー消費の決定に関する。一実施形態では、手首装着型装置など、ユーザが装着するように構成された装置上に単独で配置されたセンサを利用して運動パラメータを検出することができる。そのような装置上のセンサからのデータは、活動の分類に関連した決定及び/又はエネルギー消費の決定において、他のセンサの支援なしで使用されうる。活動は、ユーザ124のアスレチック及び/又は他の身体活動を含むことができる。図3は、一実施形態により個人の活動を識別しかつ/又はエネルギー消費値を計算するために利用されうる例示のプロセスを示すフローチャート300である。図3は、複数のサブエレメントを含みうる例示的実施形態の概要として提供される。この点で、図3に続く残りの図(及び関連した開示)は、必要に応じて、図3及び/又は互いに関連して使用されて、センサデータを取得しエネルギー消費値を提供する完全システムを提供することができる。他の実施形態によれば、後述する1つ以上の異なるシステム及び方法は、単独で又は他の開示されたシステム及び方法の一部分だけとの組み合わせで使用され、特に、歩数、活動分類、及びエネルギー消費のうちの1つ以上を提供することができる。ステップ定量化システム及び方法の種々の実施形態は、多層技術を使用した低消費電力、高忠実性、整数型ステップカウンタに関することができる。以上その他の実施形態が後述される。
形態では、ブロック406と関係して述べた1つ以上のプロセスは、判定412cの一部として行なわれうる。
幾つかの実施形態では、活動と活動度との間に一対一対応がない。活動度の選択は、識別された活動、踏んだステップ、心拍数、及びワークアウトの強度などの幾つかの異なる変数に基づくことがある。識別された実際の活動は、1群の活動度に対応することがあり、活動度を最終的に選択するために他の変数が使用されうる。更に別の実施形態では、活動と活動度との間に一対一対応がある。そのような実施形態の幾つかにおいて、踏んだステップ、心拍数、ワークアウトの強度などの他の変数を使用して活動度を調節又は補償しうる。当然ながら、幾つかの実施形態では、活動と活動度との間に一対一対応があり、活動度に調整も補償も行われない。
EEPs=エネルギー消費ポイント
AF=ステップ1204で決定された活動度
持続時間=ステップ1202で分類された活動の持続時間
本明細書で述べた特徴の1つ以上を有する活動環境を提供することにより、アスレチック活動に関与するユーザを励まし動機付けしそのユーザのフィットネスを改善する経験をユーザに提供することができる。ユーザは、更に、ソーシャルコミュニティを介して交流し、互いにチャレンジして、ポイントチャレンジに参加することができる。
104,106 計算ユニット
108 メモリ
110 RAM
112 ROM
114 バス
116 ハードディスクドライブ
118 光ディスクドライブ
120 入力装置
122 出力装置
124 ユーザ
136 表示装置
Claims (15)
- 加速度センサによって、ユーザの動作データを取得する工程と、
前記動作データを周波数解析することによって、複数の腕振りピークと複数のバウンスピークを検出する工程と、
前記動作データから検出された腕振りピークの数を測定することと、
前記動作データから検出されたバウンスピークの数を測定することと、
プロセッサによって、前記ユーザが踏んだステップの数を定量化するために前記動作データの前記検出された腕振りピーク又は前記検出されたバウンスピークを利用するかどうかを、前記検出された腕振りピークの数、前記検出されたバウンスピークの数、前記動作データから推定された、特定の活動に関する標準化された推定周波数の少なくとも一部に基づいて決定する工程と、
前記利用された前記動作データの腕振りピーク又はバウンスピークの少なくとも一方に基づいて、時間期間中に前記ユーザが踏んだステップの数を推定する工程と、
前記時間期間中の前記踏んだステップの推定数に基づいて、前記動作データを活動カテゴリに分類する工程と、
前記プロセッサによって、エネルギー消費値を計算する工程とを、含む方法。 - 分類された前記動作データに対応する代謝当量値を受け取り、前記代謝当量値が、前記エネルギー消費値の計算に利用される工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記動作データの少なくとも一部分が所定の活動カテゴリに対応しない場合に、前記動作データの少なくとも一部分を活動カテゴリに分類できないことを決定する工程と、
前記動作データの少なくとも一部分を活動カテゴリに分類できないことを決定することに応じて、分類されなかった前記動作データに代謝当量値を割り当てるエネルギー消費決定を行う工程を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記エネルギー消費値の前記計算が、分類済み活動のエネルギー消費値と未分類活動のエネルギー消費値とを組み合わせる工程を更に含む、請求項3に記載の方法。
- 第1の時間期間の前記エネルギー消費値を第2の時間期間からのエネルギー消費値と組み合わせて積算エネルギー消費値を決定する工程と、
表示装置に、前記積算エネルギー消費値を表示する工程とを更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記加速度センサが加速度計を含み、前記方法が、
第1時間フレームの前記加速度計から加速度計マグニチュードベクトルを決定する工程と、
前記第1時間フレームのマグニチュードベクトルから平均値を計算する工程と、
前記プロセッサによって、前記ユーザが踏んだステップの数を定量化するために、前記第1時間フレームの前記マグニチュードベクトルが加速度しきい値を満たすかどうかを判定する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の時間フレームの前記マグニチュードベクトルが、加速度しきい値を満たさず、したがって少なくとも前記第1の時間フレームのステップを定量化するために使用されないことを決定する工程と、
エネルギー消費値の計算で前記加速度しきい値を満たさない前記動作データを利用する工程とを更に含む、請求項6に記載の方法。 - 前記動作データの少なくとも一部分が、前記加速度しきい値を満たすことを判定することに応じて、加速度データを解析バッファ内に入れる工程と、
前記解析バッファの平均加速度値を計算して、予想活動と関連した加速度周波数の調査範囲を作成する工程と、
前記調査範囲内の前記加速度データの周波数を解析して、少なくとも1つのバウンスピークと1つの腕振りピークを識別する工程と、
前記プロセッサによって、前記ユーザが踏んだステップの数を定量化するために前記バウンスピークと前記腕振りピークの少なくとも一方を利用すべきかどうかを判定する工程とを更に含む、請求項7に記載の方法。 - 前記予想活動が、ウォーキング、ジョギング、ランニング、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
- 前記調査範囲が、腕振り範囲とバウンス範囲を含み、前記加速度データ内の周波数を解析する工程が、
第1の周波数ピークが前記腕振り範囲内にあり、腕振りピークしきい値を満たす場合に、前記第1の周波数ピークを腕振りピークとして識別する工程と、
第2の周波数ピークが前記バウンス範囲内にあり、バウンスピークしきい値を満たす場合に、前記第2の周波数ピークをバウンスピークとして識別する工程とを更に含む、請求項8に記載の方法。 - ステップを定量化するために前記バウンスピーク又は前記腕振りピークを利用するかどうかを判定する前記工程が、
識別された前記腕振りピークと前記バウンスピークの数を定量化する工程と、
ステップ周波数とステップ大きさを決定する計算に、識別された前記腕振りピークと前記バウンスピークの定量化を利用する工程とを含む、請求項10に記載の方法。 - 決定された前記ステップ周波数と前記ステップ大きさに基づいて、前記それぞれの時間フレーム中に前記ユーザが踏んだステップの数を定量化する工程と、
定量化された前記ユーザが踏んだ前記ステップの数に基づいて、前記ユーザの動作データを前記それぞれの時間フレームの活動に分類する工程とを更に含む、請求項11に記載の方法。 - 分類された前記活動に基づいて、前記第1の時間期間のエネルギー消費値を割り当てる工程と、
前記第1の時間期間の前記エネルギー消費値を第2の時間期間からのエネルギー消費値と組み合わせて、積算エネルギー消費値を計算する工程と、
表示装置に、前記積算エネルギー消費値を表示する工程とを更に含む、請求項12に記載の方法。 - 前記第2の時間期間からの前記エネルギー消費値は、前記活動に分類されなかった動作データから算出されたエネルギー消費値である、請求項13に記載の方法。
- 入力装置から、前記エネルギー消費値を前記表示装置に表示する要求を示すユーザ入力を受け取る工程を更に含む、請求項13に記載の方法。
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