JP6644480B2 - 姿勢判別方法、姿勢判別プログラム、活動量計測方法、及び、活動量計測プログラム。 - Google Patents

姿勢判別方法、姿勢判別プログラム、活動量計測方法、及び、活動量計測プログラム。 Download PDF

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本発明は姿勢判別方法、姿勢判別プログラム、活動量計測方法、及び、活動量計測プログラムに関し、具体的には、スマートフォンを用いて利用者が歩行、立位、座位のいずれの姿勢か判別する姿勢判別方法及び姿勢判別プログラム、及び、当該姿勢判別方法を用いて利用者の活動量を計測する活動量計測方法及び活動量計測プログラムに関する。
従来から、利用者の活動量を計測・表示する装置として、例えば特許文献1の運動量測定装置が知られている。この運動量測定装置は加速度センサを備えており、当該加速度センサから得た信号にもとづいて利用者が「寝る」、「座る」、「立つ」、「歩く」、「走る」のいずれの状態にあるのかを判別したうえで、判別した状態にもとづいて消費エネルギーを求めるものである。
特開平8−131425号公報
従来の装置は、活動量を測定する機能を主たる機能とする専用の装置として提供されるものである。しかし、このような専用の装置は自身の活動量を計測したいという要望の弱い利用者にとって装着や携帯が煩わしいものであり、利用の妨げとなっていた。
一方で、近年の携帯電話機はスマートフォンと呼ばれる多機能携帯端末へと進化している。スマートフォンにおいて電話機能は提供される一機能に過ぎず、電話機能以外にも任意のプログラムを当該スマートフォンで稼働させることにより、様々な機能を実行させることができる。
また、近年のスマートフォンは加速度センサやジャイロセンサ等のセンシングデバイスが搭載されている場合が多く、これを利用してスマートフォンを活動量計測装置として利用することが可能である。この形態であればプログラムをインストールするのみで別途専用装置を身に着ける必要がないので、前述の専用装置を携帯することを煩わしいと考える利用者にも普及させることができる。
ここで、スマートフォンは利用者が手に持って画面を見たり、衣服のポケットに入れたり、ストラップを用いて利用者の首から下げたりする等、さまざまな形態で所持されるものである。しかし、従来の装置は専用装置であるが故に当該装置をどのように身に着けるかを指定することができるものであり、これに用いられる活動量を計測する方法、及びその前提となる利用者の姿勢を判断する方法は、スマートフォンのように所持の形態を特定できない端末でそのまま使用すると正確な判断及び計測ができないという問題があった。
本発明は前述の課題を鑑み、スマートフォンを用いて利用者の姿勢を判断する方法、及び、活動量を計測する方法を提供することを、その目的とするものである。
前述の課題を解決することを目的としてなされた本発明に係る姿勢判別方法は、スマートフォンを用いて利用者の姿勢を判別する姿勢判別方法であって、所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、前記計測が所定の回数行われるごとに、該計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位、又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、を備え、前記利用者の姿勢が判定不能の場合は、前記歩行、立位又は座位のいずれかの姿勢を判定するまで前記判定を繰り返す事により前記姿勢を判別し、前記姿勢判定ステップが、前記計測した傾きにもとづいて、前記利用者が前記スマートフォンを把持しているか否かを判定する把持判定ステップと、前記計測した加速度にもとづいて、水平方向加速度及び重力方向加速度それぞれの総和及び分散を演算により取得する加速度演算ステップと、を備え、前記把持判定ステップの結果及び前記取得した総和及び分散にもとづいて、前記利用者が歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定することを特徴としている。
本発明に係る姿勢判別方法において、前記姿勢判定ステップが、前記総和にもとづいて、前記利用者が前記歩行の姿勢か否かを判定する第一の判定ステップと、前記分散にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第二の判定ステップと、前記総和にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第三の判定ステップと、前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記利用者が前記立位の姿勢か否かを判定する第四の判定ステップと、前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢かを判定する第五の判定ステップと、を備えるようにしてもよい。
本発明に係る姿勢判別方法は、所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の姿勢を判別する姿勢判別方法であって、所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、前記計測が所定の回数行われるごとに、該計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位、又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、前記スマートフォンのバックグラウンドタスクとして実行され、かつ、前記姿勢判定ステップの結果が歩行、立位又は座位の場合は、前記モーション計測ステップ及び前記姿勢判定ステップの実行を所定の期間中断する判定中断ステップと、を備え、前記所定の時間が200ミリ秒であり、前記所定の回数が32回であり、前記所定の期間が50秒であるようにしてもよい。
本発明に係る姿勢判別方法は、所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の姿勢を判別する姿勢判別方法であって、所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、前記計測が所定の回数行われるごとに、該計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位、又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、前記姿勢判定ステップにより座位と連続して判定される時間が所定のしきい値を超えて継続する場合には、警告を出力する警告出力ステップと、を備えるようにしてもよい。
前述の課題を解決することを目的としてなされた本発明に係る活動量計測方法は、所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の活動量を計測する活動量計測方法であって、所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、前記計測した傾き及び加速度にもとづいて、前記利用者が歩行、立位又は座位のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、前記判定した姿勢にもとづいて、前記利用者の活動量を計測する活動量計測ステップと、を備え、前記姿勢判定ステップが、前記計測が所定の回数行われるごとに、前記計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定し、前記判定の結果が判定不能の場合は、前記歩行、立位又は座位のいずれの姿勢を判定するまで前記判定を繰り返し、前記計測した傾きにもとづいて、前記利用者が前記スマートフォンを把持しているか否かを判定する把持判定ステップと、前記計測した加速度にもとづいて、水平方向加速度及び重力方向加速度それぞれの総和及び分散を演算により取得する加速度演算ステップと、を備え、前記把持判定ステップの結果及び前記取得した総和及び分散にもとづいて、前記利用者が歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定することを特徴としている。
本発明に係る活動量計測方法は、前記姿勢判定ステップが、前記総和にもとづいて、前記利用者が前記歩行の姿勢か否かを判定する第一の判定ステップと、前記分散にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第二の判定ステップと、前記総和にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第三の判定ステップと、前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記利用者が前記立位の姿勢か否かを判定する第四の判定ステップと、前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢かを判定する第五の判定ステップと、を備えるようにしてもよい。
本発明に係る活動量計測方法は、所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の活動量を計測する活動量計測方法であって、所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、前記計測が所定の回数行われるごと、前記計測した傾き及び加速度にもとづいて、前記利用者が歩行、立位又は座位のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、前記スマートフォンのバックグラウンドタスクとして実行され、かつ、前記姿勢判定ステップの結果が歩行、立位又は座位の場合は、前記モーション計測ステップ及び前記姿勢判定ステップの実行を所定の期間中断する判定中断ステップと、前記判定した姿勢にもとづいて、前記利用者の活動量を計測する活動量計測ステップと、を備え、前記所定の時間が200ミリ秒であり、前記所定の回数が32回であり、前記所定の期間が50秒であるようにしてもよい。
本発明に係る活動量計測方法は、所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の活動量を計測する活動量計測方法であって、所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、前記計測が所定の回数行われるごとに、前記計測した傾き及び加速度にもとづいて、前記利用者が歩行、立位又は座位のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、前記判定した姿勢にもとづいて、前記利用者の活動量を計測する活動量計測ステップと、を備え、前記姿勢判定ステップにより座位と連続して判定される時間が所定のしきい値を超えて継続する場合には、警告を出力する警告出力ステップをさらに備えるようにしてもよい。
本発明によれば、所持の形態を特定できないスマートフォンであっても、利用者の姿勢を正確に判別することができる。また、これにより、スマートフォンを用いて利用者の活動量を正確に計測することができる。
本発明の実施形態の一例における画面遷移を示す図である。 同実施形態における設定画面の構成を示す図である。 同実施形態における目標カロリー画面の構成を示す図である。 同実施形態における活動量画面の構成を示す図であり、(a)は勤務時間内、(b)は勤務時間外の場合の構成である。 同実施形態におけるカロリーグラフ画面の構成を示す図である。 同実施形態におけるパフォーマンスレベル画面の構成を示す図である。 同実施形態におけるグレード画面の構成を示す図である。 同実施形態におけるメニュー画面の構成を示す図である。 同実施形態において、スマートフォンの傾き及び加速度を計測して姿勢を判別する処理の流れを示す概念図である。 図9における姿勢判別処理の詳細フローを示す概念図である。 座位及び立位を継続した際の交換神経の活性度の変化を計測した結果を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本願明細書と角都において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本発明に係る姿勢判別方法、及び、活動量計測方法は、共にスマートフォンに当該方法を実行させるプログラムとして提供することができる。なお、本発明においてスマートフォンとはプログラムをインストールして実行可能な携帯端末であり、必ずしも電話機としての機能を有していなくてもよい。
図1は、本発明の実施形態に係るプログラムの画面遷移を示した図である。
図1で示すように、本発明の実施形態に係るプログラムは、起動画面W11、設定画面W21、W22、活動量画面W31、カロリーグラフ画面W41、パフォーマンスレベル画面W51、グレード画面W61、から構成されている。
起動画面W101は、本実施形態に係るプログラムを起動した際に最初にスマートフォンに表示される画面である。
本実施形態における起動画面W101は、利用者からの入力を受け付けることなく、所定の処理、或は一定期間経過後に次画面に遷移する所謂スプラッシュスクリーンである。
起動画面W101が画面に表示されると、本実施形態に係るプログラムは該プログラムの初期化処理を行った上で、設定画面W201又は活動量表示画面W301に遷移する。
設定画面W201は、利用者が本実施形態に係るプログラムを利用するにあたって必要な設定を行うための画面である。前述の起動画面W101が表示された際、たとえば初回起動時等、必要な設定が完了していない場合には本設定画面W201へ遷移する。
設定画面W201は図2(a)(b)で示すように、体重設定フォーム210と、慎重設定フォーム220と、年齢設定フォーム230と、性別設定フォーム240と、職種設定フォーム250と、勤務時間設定フォーム260と、勤務日設定フォーム270と、設定完了ボタン280から構成されている。
体重設定フォーム210は利用者の体重を設定するフォームであり、設定対象を示すラベル211と、現在の設定値を示す入力フォーム212と、入力フォーム212の値を減少させる減少ボタン213と、入力フォーム212の値を増加させる増加ボタン214から構成されている。
利用者が減少ボタン213又は増加ボタン214を押下すると入力フォーム212の値が押下したボタンに基づいて増減する。利用者がこれを操作して自身の体重を体重設定フォーム210に設定する。設定した体重は、後述する設定完了ボタン280を押下すると本実施形態に係るプログラムに記録される。
身長設定フォーム220は利用者の身長を設定するフォームであり、設定対象を示すラベル221と、現在の設定値を示す入力フォーム222と、入力フォーム222の値を減少させる減少ボタン223と、入力フォーム222の値を増加させる増加ボタン224から構成されている。
利用者が減少ボタン223又は増加ボタン224を押下すると入力フォーム222の値が押下したボタンに基づいて増減する。利用者がこれを操作して自身の身長を身長設定フォーム220に設定する。設定した身長は、後述する設定完了ボタン280を押下すると本実施形態に係るプログラムに記録される。
年齢設定フォーム230は利用者の身長を設定するフォームであり、設定対象を示すラベル231と、現在の設定値を示す入力フォーム232と、入力フォーム232の値を減少させる減少ボタン233と、入力フォーム232の値を増加させる増加ボタン234から構成されている。
利用者が減少ボタン233又は増加ボタン234を押下すると入力フォーム232の値が押下したボタンに基づいて増減する。利用者がこれを操作して自身の年齢を年齢設定フォーム230に設定する。設定した年齢は、後述する設定完了ボタン280を押下すると本実施形態に係るプログラムに記録される。
性別設定フォーム240は利用者の性別を設定するフォームであり、具体的には設定対象を示すラベル241と、男性ボタン242と、女性ボタン243から構成されている。
男性ボタン242及び女性ボタン243は性別を設定するボタンであり、利用者が自身の性別に該当するボタン242又は243を押下すると、当該押下されたボタン242又は243が反転表示される(図示しない)。この状態で後述する設定完了ボタン280を押下すると、設定した性別が本実施形態に係るプログラムに記録される。
職種設定フォーム250は利用者の職種を設定するフォームであり、設定対象を示すラベル251と、現在の設定値を示す入力フォーム252から構成されている。
入力フォーム252には現在選択している職種が表示されるとともに、この入力フォーム252を押下すると図2(c)で示す職種一覧ダイアログ253が表示される。この職種一覧ダイアログ253から利用者の職種を選択し、後述する設定完了ボタン280を押下すると設定した職種が本実施形態に係るプログラムに記録される。
勤務時間設定フォーム260は利用者の勤務時間を設定するフォームであり、設定対象を示すラベル261と、画面の横方向に伸びる時間軸262と、開始時間の設定値を表示する開始時間ラベル263と、終了時間の設定値を表示する終了時間ラベル264と、開始時間を設定する開始時間スライダ265と、終了時間を設定する終了時間スライダ266から構成される。
開始時間スライダ265及び終了時間スライダ266は時間軸262に沿って利用者が移動させることができ、これにより利用者の勤務時間を設定する。設定された開始時間及び終了時間はそれぞれ開始時間ラベル263及び終了時間ラベル264に表示され、後述する設定完了ボタン280を押下することにより設定値を本実施形態に係るプログラムに記録される。
勤務日設定フォーム270は利用者の勤務日を設定するフォームであり、設定対象を示すラベル271と、画面横方向に並んだ日曜日から土曜日までに対応する曜日ボタン272〜278から構成される。
利用者が自身の勤務日に該当する曜日ボタン272〜278を押下すると、該押下されたボタンが反転する。後述する設定完了ボタン280を押下すると、設定した勤務日が本実施形態に係るプログラムに記録される。
設定完了ボタン280は、設定した値を確定するためのボタンである。設定完了ボタン280を利用者が押下すると、体重設定フォーム210〜勤務日設定フォーム270の設定値が本実施形態に係るプログラムに記録されるとともに、次画面である目標カロリー画面W22に遷移する。
目標カロリー画面W22は設定画面W21で入力した設定値をもとに算出した一日の目標消費カロリーを表示する画面であり、図3で示すように、目標カロリー画面W22は目標カロリー291と、スタートボタン292から構成される。
目標カロリー291は、設定画面W21の設定内容に基づいて算出した、利用者の勤務一日における消費カロリーの目標値である。
スタートボタン292を押下すると、本実施形態に係るプログラムは活動量画面W31に遷移する。なお、二回以降の起動等、既に設定を完了している場合には起動画面W11から活動量画面W31に自動的に遷移し、設定画面W21及び目標カロリー画面W22には遷移しない。
活動量画面W31は、利用者の勤務時間における現時点の活動量を表示する画面である。図4(a)で示すように、活動量画面W31は姿勢領域310、総消費カロリー領域320、CoST領域330、パフォーマンスレベル領域340、グレード領域350、メニュー領域360から構成されている。
姿勢領域310は、利用者の現在の姿勢と、該姿勢における活動量を表示する領域であり、姿勢アイコン311、姿勢名312、活動量レベル313、活動量レベルアイコン314が表示される。
姿勢アイコン311は利用者の現在の姿勢を立位、座位、歩行の三種類に分けた画像であり、これに対応する姿勢の名称が姿勢名称312に表示される。
活動量レベル313は、立位、座位、歩行からなる利用者の各姿勢における活動量を表示する。本実施形態では姿勢領域313における活動量を示す単位としてMetabolic EquIValents(以下、METSという)を用いている。また、活動量レベル313にもとづいて、活動量の大きさを三段階で表す活動量アイコン314が表示される。
総消費カロリー領域320は、利用者の勤務時間内における総消費カロリーを表示する領域であり、総消費カロリー321と、ラベル322が表示される。本実施形態において、勤務時間とは前述の設定画面W21において、勤務時間設定フォームから設定した勤務開始時間から勤務終了時間までの時間である。また、表示する総消費カロリーはキロカロリー単位である。
総消費カロリー領域320を利用者がタップ操作等により選択すると、本実施形態に係るプログラムはカロリーグラフ画面W41に遷移する。
CoST領域330は、利用者連続座位時間(Continuous Sitting Time、以下CoSTという)を表示する領域であり、CoST331と、ラベル332と、警告アイコン333が表示される。なお、警告アイコン333は、利用者のCoSTが所定の設定値を超えた際に表示される。
パフォーマンス領域340は、利用者の姿勢及び該姿勢を連続して取り続けた時間にもとづいて作業効率を推定し、パフォーマンスレベルとして表示する領域である。パフォーマンス領域340には、利用者の作業効率をステージI〜IVの四段階のパフォーマンスレベルとして示すアイコン341と、ラベル342が表示される。
パフォーマンス領域340を利用者がタップ操作等により選択すると、本実施形態に係るプログラムはパフォーマンスレベル画面W51に遷移する。
グレード領域350は、利用者の目標達成具合をグレードとして表示する領域であり、目標達成具合をWhite、Bronze、Silver、Goldの四段階のグレードとして示すアイコン351と、ラベル352が表示される。
グレード領域350を利用者がタップ操作等により選択すると、本実施形態に係るプログラムはグレード画面W61に遷移する。
メニュー領域360は、本実施形態に係るプログラムの設定を行うメニュー画面W71に遷移するための領域であり、アイコン361と、ラベル362が表示される。
メニュー領域360を利用者がタップ操作等により選択すると、本実施形態に係るプログラムはメニュー画面W71に遷移する。
活動量画面は、利用者が設定画面W21で設定した勤務日に該当し、かつ、勤務時間内の場合は図4(a)で示すように姿勢領域310、総消費カロリー領域320、CoST領域330、パフォーマンスレベル領域340、グレード領域350の各領域に現在又は勤務時間内の累計の計測値を表示する。一方、勤務日に該当しない場合、或は勤務時間外の場合は図4(b)で示すように、総消費カロリー領域320、CoST領域330、パフォーマンスレベル領域340、グレード領域350の各領域に計測値は表示されず、また、姿勢領域310にはプログラムが動作していない旨の表示がなされる。
本実施形態では、スマートフォンのジャイロセンサ及び加速度センサを用いて定期的にスマートフォンの傾き及び加速度を取得し、該取得した傾き及び加速度のサンプルが一定量となるごとにこれを用いて利用者が歩行、立位、座位のいずれの姿勢か判断する。
図9は、上記の処理フローを示す概要図である。
図9で示すように、本実施形態は所定の時間ごとにジャイロセンサ及び加速度センサを用いて傾き及び加速度を計測する処理を繰り返す(ステップS110〜S710)。なお、本実施形態では上記所定の時間は200ミリ秒である。また、ジャイロセンサ及び加速度センサはスマートフォンが備えているものを使用する。
計測した傾き及び加速度の回数数が一定数を満たすと(S210)、本実施形態は当該計測した回数分の傾き及び加速度を用いて利用者の姿勢を判定する処理を実行する(S220)。なお、本実施形態では上記一定数が32に設定されている。
前記ステップS220で利用者の姿勢が判別できなかった場合には、後述するステップ410〜S620の処理は行わず、ステップS710を経て再度ステップS110〜S710の処理を行う(ステップS310)。このようにして、本実施形態では利用者の姿勢が判別できるまで計測〜判別の処理を繰り返す。
一方で、利用者の姿勢が歩行、立位、座位のいずれかであると判別した場合には、ステップS410〜S620の処理が行われる。
この場合、スマートフォンのフォアグラウンドタスクとして実行されているか否かを判定し(ステップS410)、フォアグラウンドタスクの場合にはステップS220で判定した姿勢が直前の判定結果すなわち前回のステップS110〜S710の処理におけるステップS220の判定結果と同一か否かを比較する(ステップS420)。前回の判定結果と同一でない場合には後続のステップS510〜S620は行われず、ステップS710を経て次のステップS110〜S710の処理を繰り返す(ステップS420)。なお、本実施形態ではステップS420の比較はS220の判定結果が立位又は座位の場合にのみ行われる。すなわち、本実施形態における立位又は座位の判別は、スマートフォンのフォアグラウンドタスクとして実行されている場合には二回以上連続して同一の姿勢であると判別できた場合に当該姿勢を利用者の姿勢として確定する。
前記姿勢が確定した場合、或は、フォアグラウンドタスクでない場合すなわちバックグラウンドタスクとして実行されている場合は、その時点が利用者の勤務時間内か否かを判定し、勤務時間外であればステップS110〜S710の処理を終了する(ステップS510、S520)。
次いで、本実施形態がスマートフォンのバックグラウンドタスクとして実行されている場合には所定の期間プログラムを停止し(ステップS610,S620)、ステップS710を経て次のステップS110〜S710の処理を繰り返す。
図10は、図9におけるステップS220の詳細な処理フローを示す概念図である。図10で示すように、ステップS220では、ステップS110で計測したスマートフォンの傾きから、利用者がスマートフォンを把持、すなわち手に持っているか否かを判別する(ステップS810)。
次いで、ステップS820において、ステップS110で計測した加速度から、水平方向加速度の総和と分散、及び、重力方向加速度の総和と分散をそれぞれ演算により取得する。演算に用いる加速度センサの値により、上記演算は種々の加工処理をしてもよい。例えば、計測した加速度の値として負の数値が取得される加速度センサを用いる場合には、上記総和を求める際にはまず加速度センサの値の絶対値を求めた上で、当該絶対値の総和を求めてもよい。なお、本実施形態では前述のようにステップS110による計測32回ごとに姿勢判定を行うので、ステップ820においては当該32回分の計測値から総和及び分散を演算する。
前述のステップS810、S820により判定の対象となる値を取得した後は、利用者が歩行、立位、座位のいずれの姿勢にあるかを判定するステップS831〜S891の処理が行われる。ステップS831〜S891は、第一の判定処理(ステップS831、S841)と、第二の判定処理(ステップS841,S842)と、第三の判定処理(ステップS861、S862)と、第四の判定処理(ステップS871、S872)と、第五の判定処理(ステップS881〜S891)の五段階の判定処理から構成されている。
第一の判定処理は、水平方向加速度及び重力方向加速度の総和から利用者が歩行中か否かを判定する処理である。具体的には、水平方向加速度の総和と重力方向加速度の総和それぞれが、いずれも所定のしきい値を超える場合には歩行の姿勢と判定するものである(ステップS831、S832)。本実施形態では上記しきい値として2(単位は重力加速度)を用いている。
前述の第一の判定処理によって歩行と判定されない場合は、第二の判定処理により利用者が座位の姿勢か否かを判定する。具体的には、水平方向加速度の分散と重力方向加速度の分散それぞれが、いずれも所定のしきい値未満の場合に座位の姿勢を判定する(ステップS841、S842)。本実施形態では上記しきい値として0.0000003を用いている。
前述の第一及び第二の判定処理によって利用者の姿勢が判定できなかった場合には、ステップS851、S852において、水平方向加速度が所定の範囲内か否かにより、利用者の姿勢が判定不能か否かを判断する。なお、本実施形態では上記所定の範囲として−0.1〜0.1(単位は重力加速度)を用いており、ステップS110で計測した加速度が上記範囲外の場合は姿勢が判定不能と判断する。
前述のステップS851により判定不能と判断されなかった場合には、第三の判定処理により利用者が座位の姿勢か否かを判定する。具体的には、水平方向加速度の総和と、重力方向加速度の総和がそれぞれ所定のしきい値未満である場合に、利用者が座位の姿勢と判定する。本実施形態では、水平方向加速度のしきい値として0.05、重力方向加速度のしきい値として0.28(共に単位は重力加速度)を用いている。
前述の第三の判定処理までに利用者の姿勢を判定できなかった場合には第四の判定処理によって利用者が立位の姿勢か否かを判定する(ステップS871、S872)。ステップS871、S872は、水平方向及び重力方向加速度それぞれの総和に加えて、ステップS810の判定結果、すなわち、利用者がスマートフォンを把持しているか否かの判定にもとづいて立位の是非を判断する。本実施形態では、水平方向加速度の総和がしきい値である0.08(単位は重力加速度)を超え、重力方向加速度の総和がしきい値である0.2(単位は重力加速度)未満であり、かつ、利用者がスマートフォンを把持していない場合に立位と判定する。
前述の第四の判定処理までに利用者の姿勢を判定できなかった場合、本実施形態は第五の判定処理によって利用者の姿勢を判断する(ステップS881〜S891)。第五の判定処理は、前述のステップS810の判定結果、すなわち、利用者がスマートフォンを把持しているか否かにより処理を分岐する(ステップS881)。
利用者がスマートフォンを把持している場合の判定処理がステップS882〜S888である。利用者がスマートフォンを把持している場合、まず前回の判定結果が歩行か否かを判断する(S882)。当該前回の判定結果が歩行の場合は、利用者は座位の姿勢にあると判断する(S883)。
一方、前回の判定結果が歩行でない場合には、水平方向加速度の総和及び重力方向加速度の総和を所定のしきい値と比較して、利用者が座位の姿勢か否かを判断する(ステップS884、S885)。本実施形態では、水平方向加速度の総和がしきい値である0.2(単位は重力加速度)未満であり、かつ、重力方向加速度の総和がしきい値である0.22(単位は重力加速度)未満の場合に、利用者が座位の姿勢にあると判断する。
前述のステップS884で座位と判断できなかった場合には、あらためて水平方向加速度の総和及び重力方向加速度の総和を所定のしきい値と比較して、利用者が立位の姿勢か否かを判断する(ステップS886〜S888)。本実施形態では、水平方向加速度の総和がしきい値である0.16(単位は重力加速度)より大きく、かつ、重力方向加速度の総和がしきい値である0.26(単位は重力加速度)未満である場合に立位と判断し、立位と判断できない場合には判定不能と判断する。
また、利用者がスマートフォンを把持していない場合には、ステップS889〜S891の処理により利用者の姿勢を判断する。この場合には、本実施形態がスマートフォンのフォアグラウンドタスクとして実行されている場合には、前回判定した姿勢を継続しているものと判断し、バックグラウンドタスクとして実行されている場合には、判定不能と判断する。
以上が、本実施形態における利用者の姿勢を判定する処理の流れである。なお、本実施形態ではジャイロセンサにより計測した傾き及び加速度センサにより計測した加速度のみを用いて利用者の姿勢を判定しているが、これに他のデバイスを用いて計測等した値を加えてもよい。また、前述のしきい値は、スマートフォンの使用状況や利用者の行動パターン等により適宜選択してよい。
本実施形態に係るプログラムでは、設定画面W21で入力した設定値と、前述の処理で判別した姿勢にもとづいて、各姿勢における活動量を消費カロリーとして計測する。当該計測された消費カロリーの大きさは姿勢領域310にMETS単位の値として表示され、勤務時間における消費カロリーの累計値は総消費カロリー領域320にキロカロリー単位の値として表示される。
本実施形態では姿勢のみにもとづいて前述の活動量を計測しているが、本発明を実施する上でこれ以外の情報を用いて複合的な活動量計測を行ってもよい。例えば特定の部屋や階段等のように、歩行、立位、座位以外の姿勢又は運動を行っていることが予想される場所にあらかじめスマートフォンと無線通信可能なビーコン装置を配しておき、スマートフォンがビーコン装置を検出した際には当該ビーコン装置の場所にもとづいて活動量計測を行ってもよい。この場合、ビーコン装置はBluetooth(登録商標)装置であると好適である。
また、本実施形態に係るプログラムでは、一の姿勢を継続した時間にもとづいてCoST領域330及びパフォーマンスレベル領域340の表示が変化する。座位の姿勢を継続している場合には、該継続時間をCoSTとしてCoST領域330に表示する。この時、継続時間が所定のしきい値を超える場合は警告アイコン333を表示する。座位又は立位を継続した時間は、後述するパフォーマンスレベルの計測に用いられる。
カロリーグラフ画面W41は勤務時間内の利用者の消費カロリーをグラフ形式で表示する画面であり、活動量画面W31から総消費カロリー領域320をタップ等選択することで遷移する画面である。図5で示すように、カロリーグラフ画面W41は日付領域410と、グラフ領域420から構成される。
日付領域410は、グラフ領域420に表示するグラフがどの日付の計測結果であるかを示す表示を行う領域であり、日付ラベル411、前日ボタン412、翌日ボタン413が表示される。
日付ラベル411は、グラフ領域420に表示されるグラフがどの日付の計測結果であるかを表示するラベルである。グラフ領域420に表示されるグラフは、前日ボタン412又は翌日ボタン413を押下することにより変更することができる。
グラフ領域420は、日付領域420に表示される日の計測結果を表示する画面であり、カロリーグラフ421、目標値422、姿勢グラフ423、座位アイコン424、座位時間425、立位アイコン426、立位時間427、歩行アイコン428、歩行時間429が表示される。
カロリーグラフ421は、横軸を勤務時間、縦軸を総消費カロリーとする二次元の折れ線グラフである。本実施形態に係るプログラムは一定時間ごとの利用者の姿勢と、該姿勢にもとづく消費カロリーを計測しており、日付領域420に表示される日における計測結果を二次元のグラフとして表示する。当日の計測結果を表示する場合、カロリーグラフ421は図5で示すように表示時点での累計値が表示される。また、折れ線グラフの最上段には総消費カロリーをキロカロリー単位で表示する。
目標値422は、設定画面W21で入力した利用者の設定値をもとに算出した一日の勤務時間における目標カロリーであり、目標カロリー画面W22の目標カロリー291に表示された値をカロリーグラフ421上に表示したものである。
また、本実施形態に係るプログラムでは、カロリーグラフ421で表示する消費カロリーの範囲を、目標カロリー422が縦軸の7/8の位置となるよう定めている。なお、カロリーグラフ421の表示範囲はこれに限られず、適宜設定してよい。
姿勢グラフ423はカロリーグラフ421の横軸すなわち利用者の勤務時間において、どの時間帯にどの姿勢で作業していたかを棒グラフ形式で表示するものである。姿勢グラフ423では、立位、座位、歩行からなる利用者の姿勢を色別に、それぞれの姿勢の開始時間から終了時間までを後述する座位アイコン424、立位アイコン426、歩行アイコン428と同一色で塗り分けて表示する。
座位アイコン424及び座位時間425は、利用者が勤務時間において座位の姿勢と判別されていた時間の累計を表示するものであり、立位アイコン426及び立位時間427、歩行アイコン428及び歩行時間429も同様に、それぞれ立位又は歩行の姿勢と判別された時間の累計が表示される。
パフォーマンスレベル画面W51は、利用者の立位又は座位の姿勢と、該姿勢を連続した時間にもとづいて計測した作業効率をステージI〜IVの四段階で表示する画面である。図6で示すように、パフォーマンスレベル画面W51は、ステージアイコン510と、パフォーマンスレベル説明文520と、グラフ領域530と、ステージ説明文540から構成される。
ステージアイコン510は、利用者の作業効率をステージI〜IVの四段階からなるパフォーマンスレベルとして表示するものであり、パフォーマンスレベル説明文520は、このパフォーマンスレベルについての説明を行う文章を表示するものである。
グラフ領域530は、横軸を時間、縦軸を作業効率とする二次元のグラフを表示する領域であり、座位での作業を連続して行った際の作業効率の変化を示す座位グラフ531と、立位での作業を連続して行った際の作業効率の変化を示す立位グラフ532が表示される。また、グラフ領域530の縦軸、すなわち作業効率において、各姿勢での作業を開始した際の作業効率を略100%とした場合の60%〜140%の範囲を20%ごとにステージI〜IVとして設定し、該ステージI〜IVについてステージ説明文540に説明を行う文章を表示している。
図11は、人が立位又は座位の姿勢を継続した際に、当該姿勢の継続時間による交感神経の活性度LF/HFの変化を計測した結果を示す図である。図11では立位、座位の各姿勢における計測開始時のLF/HFを100%としている。
図11が示すように、立位、座位のいずれの姿勢であっても計測開始から20〜30分でLF/HFはピークを迎え、それ以降は経過とともにLF/HFが減少することが判明した。また、立位の場合はLF/HFの上昇自体は座位よりも大きくなる一方、ピークを過ぎると急速にLF/HFが減少し、座位の場合は計測開始から約70分で計測開始時の60%程度までLF/HFが減少するのに対し、座位の場合は計測開始から約50分で60%程度までLF/HFが減少することが判明した。
前述の交感神経の活性度LF/HFの変化が、人の作業効率の変化と関連することに着目し、LF/HFの変化を作業効率の変化に置き換えたものがグラフ領域530に表示した座位グラフ531及び立位グラフ532である。当該グラフ領域530では、立位及び座位の姿勢で作業を開始した時点での作業効率を100%とした場合に、80%以下をステージI、80%〜100%をステージII、100%〜120%をステージIII、120%以上をステージVIとする四段階のパフォーマンスレベルとして区分けされている。
パフォーマンスレベル画面W51で表示されるステージアイコン510は、前述の四段階のパフォーマンスレベル、すなわち、前述した交感神経の活性度LF/HFにもとづく作業効率である。
グレード画面W61は、利用者の目標消費カロリー達成の度合いを四段階で表示する画面であり、図7で示すように、White、Bronze、Silver、Goldの四段階でグレードを表示するグレード領域611〜614と、任意の期間の実績を表示する実績表示621から構成される。
メニュー画面W71は、本実施形態に係るプログラムの各種設定等を行う画面である。図8で示すように、メニュー画面W71は個人データ項目710と、企業登録項目720と、プライバシーポリシー項目730と、ヘルプ項目740から構成されている。
本実施形態に係るプログラムでは、初回起動時等、設定が完了していない場合は起動画面W11から設定画面W21に遷移し、設定が完了している場合は起動画面W11から活動量画面W31に遷移する。ここで、利用者が設定を変更したい場合には活動量画面W31のメニュー領域360をタップ等選択し、遷移先のメニュー画面W71で個人データ項目710をタップ等選択することで、選択画面W21に遷移する。遷移先の選択画面W21における各入力フォーム210〜270には現在の設定値が表示され、利用者はこれを変更することができる。
本実施形態の説明は以上であるが、本発明の実施の形態はこれに限られない。
例えば、本実施形態に係るプログラムでは、設定画面W21における設定項目として体重、身長、年齢、性別、職種、勤務時間、及び勤務日を用いているが、他の項目を足してもよい。また、活動量画面W31の姿勢領域310では利用者の活動量をMETS単位で表示しているが、これを総消費カロリー領域320と同じキロカロリー単位としてもよい。その他の具体的構成についても上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな変更が可能である。
W11 起動画面
W21 設定画面
W22 目標カロリー画面
W31 活動量画面
W41 カロリーグラフ画面
W51 パフォーマンスレベル画面
W61 グレード画面
W71 メニュー画面
210 体重設定フォーム
220 身長設定フォーム
230 年齢設定フォーム
240 性別設定フォーム
250 職種設定フォーム
260 勤務時間設定フォーム
270 勤務日設定フォーム
280 設定完了ボタン
291 目標カロリー
292 スタートボタン
310 姿勢領域
320 総消費カロリー領域
330 CoST領域
340 パフォーマンスレベル領域
350 グレード領域
360 メニュー領域
410 日付領域
420 グラフ領域
510 ステージアイコン
520 パフォーマンスレベル説明文
530 グラフ領域
540 ステージ説明文
611〜614 グレード領域
621 実績

Claims (10)

  1. スマートフォンを用いて利用者の姿勢を判別する姿勢判別方法であって、
    所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、
    前記計測が所定の回数行われるごとに、該計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位、又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、を備え、
    前記利用者の姿勢が判定不能の場合は、前記歩行、立位又は座位のいずれかの姿勢を判定するまで前記判定を繰り返す事により前記姿勢を判別し、
    前記姿勢判定ステップが、
    前記計測した傾きにもとづいて、前記利用者が前記スマートフォンを把持しているか否かを判定する把持判定ステップと、
    前記計測した加速度にもとづいて、水平方向加速度及び重力方向加速度それぞれの総和及び分散を演算により取得する加速度演算ステップと、
    を備え、
    前記把持判定ステップの結果及び前記取得した総和及び分散にもとづいて、前記利用者が歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定する
    ことを特徴とする、姿勢判別方法。
  2. 前記姿勢判定ステップが、
    前記総和にもとづいて、前記利用者が前記歩行の姿勢か否かを判定する第一の判定ステップと、
    前記分散にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第二の判定ステップと、
    前記総和にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第三の判定ステップと、
    前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記利用者が前記立位の姿勢か否かを判定する第四の判定ステップと、
    前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢かを判定する第五の判定ステップと、
    を備えることを特徴とする、請求項1記載の姿勢判別方法。
  3. 所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の姿勢を判別する姿勢判別方法であって、
    所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、
    前記計測が所定の回数行われるごとに、該計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位、又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、
    前記スマートフォンのバックグラウンドタスクとして実行され、かつ、前記姿勢判定ステップの結果が歩行、立位又は座位の場合は、前記モーション計測ステップ及び前記姿勢判定ステップの実行を所定の期間中断する判定中断ステップと、
    を備え、
    前記所定の時間が200ミリ秒であり、前記所定の回数が32回であり、前記所定の期間が50秒であることを特徴とする、姿勢判別方法。
  4. 所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の姿勢を判別する姿勢判別方法であって、
    所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、
    前記計測が所定の回数行われるごとに、該計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位、又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、
    前記姿勢判定ステップにより座位と連続して判定される時間が所定のしきい値を超えて継続する場合には、警告を出力する警告出力ステップと、
    を備えることを特徴とする、姿勢判別方法。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の姿勢判別方法をスマートフォンに実行させるプログラム。
  6. 所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の活動量を計測する活動量計測方法であって、
    所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、
    前記計測した傾き及び加速度にもとづいて、前記利用者が歩行、立位又は座位のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、
    前記判定した姿勢にもとづいて、前記利用者の活動量を計測する活動量計測ステップと、を備え、
    前記姿勢判定ステップが、
    前記計測が所定の回数行われるごとに、前記計測した傾き及び加速度にもとづいて前記利用者が歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定し、
    前記判定の結果が判定不能の場合は、前記歩行、立位又は座位のいずれの姿勢を判定するまで前記判定を繰り返し、
    前記計測した傾きにもとづいて、前記利用者が前記スマートフォンを把持しているか否かを判定する把持判定ステップと、
    前記計測した加速度にもとづいて、水平方向加速度及び重力方向加速度それぞれの総和及び分散を演算により取得する加速度演算ステップと、
    を備え、
    前記把持判定ステップの結果及び前記取得した総和及び分散にもとづいて、前記利用者が歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定する
    ことを特徴とする、活動量計測方法。
  7. 前記姿勢判定ステップが、
    前記総和にもとづいて、前記利用者が前記歩行の姿勢か否かを判定する第一の判定ステップと、
    前記分散にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第二の判定ステップと、
    前記総和にもとづいて、前記利用者が前記座位の姿勢か否かを判定する第三の判定ステップと、
    前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記利用者が前記立位の姿勢か否かを判定する第四の判定ステップと、
    前記把持判定ステップの結果及び前記総和にもとづいて、前記歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢かを判定する第五の判定ステップと、
    を備えることを特徴とする、請求項6記載の活動量計測方法。
  8. 所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の活動量を計測する活動量計測方法であって、
    所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、
    前記計測が所定の回数行われるごと、前記計測した傾き及び加速度にもとづいて、前記利用者が歩行、立位座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、
    前記スマートフォンのバックグラウンドタスクとして実行され、かつ、前記姿勢判定ステップの結果が歩行、立位又は座位の場合は、前記モーション計測ステップ及び前記姿勢判定ステップの実行を所定の期間中断する判定中断ステップと、
    前記判定した姿勢にもとづいて、前記利用者の活動量を計測する活動量計測ステップと、
    を備え、
    前記所定の時間が200ミリ秒であり、前記所定の回数が32回であり、前記所定の期間が50秒であることを特徴とする、活動量計測方法。
  9. 所持の形態が特定されないスマートフォンを用いて利用者の活動量を計測する活動量計測方法であって、
    所定の時間ごとに、前記スマートフォンが備えるジャイロセンサ及び加速度センサを用いて前記スマートフォンの傾き及び加速度を計測するモーション計測ステップと、
    前記計測が所定の回数行われるごとに、前記計測した傾き及び加速度にもとづいて、前記利用者が歩行、立位、座位又は判定不能のいずれの姿勢か判定する、姿勢判定ステップと、
    前記判定した姿勢にもとづいて、前記利用者の活動量を計測する活動量計測ステップと、を備え、
    前記姿勢判定ステップにより座位と連続して判定される時間が所定のしきい値を超えて継続する場合には、警告を出力する警告出力ステップをさらに備える、
    ことを特徴とする、活動量計測方法。
  10. 請求項6〜9のいずれかに記載の活動量計測方法をスマートフォンに実行させるプログラム。
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