JP6788350B2 - 多軸慣性センサを用いた手首装着型歩数計 - Google Patents
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Description
であれば、極大点(ピーク)又は極小点(谷)が存在する。2次差分ΔΔxを計算することによって、その点が極小点(谷)、すなわちΔΔx≧0であるかどうか、又は、その点が極大点(ピーク)、すなわちΔΔx≦0であるかどうかを判別することができる。ピーク検出の他の方法も利用することが可能である。例えば、ピークを、所定の最小値を超えるスロープを有して下方へ進みゼロを交差する信号の一次微分に基づいて見つけることが可能である。所望であれば、所定の振幅閾値よりも元のデータの値が大きい点にのみピーク最大値が存在するようにしてもよい。例として、図3には、信号300、310、320では検出されたピークが「x」を付けて示されている。各々の信号のピークは、いかなる所望の方法によって検出されてもよい。
Claims (18)
- 手首装着型の歩数計を用いて歩数をカウントする方法であって、
前記歩数計に内蔵された多軸慣性センサの各軸からの信号を受け取るステップと、
前記多軸慣性センサの各軸からの各信号におけるピークを検出するステップと、
前記多軸慣性センサの各軸からの各信号におけるピーク間隔を算出するステップと、
前記ピーク間隔に基づいて、安定した周期的な信号が得られる第1軸を決定するステップと、
前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が腕の動き又は足の運びのどちらを記録しているかを判定するステップと、
前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が腕の動きを記録している場合には、検出されたイベント毎に2歩をカウントし、前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が足の運びを記録している場合には、検出されたイベント毎に1歩をカウントするステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸を決定する前記ステップが、
各軸からの各信号における所定数の前記ピーク間隔から標準偏差を算出するステップと、
前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸を決めるために、前記各軸からの前記標準偏差を所定の閾値と比較するステップとを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が腕の動き又は足の運びのどちらを記録しているかを判定する前記ステップが、
前記第1軸の前記ピークの周期の平均値又は中間値を算出するステップと、
安定した周期的な信号が得られる任意の軸からの周期の最小値に基づいて、最小周期時間長を求めるステップと、
前記第1軸のピークの周期の平均値又は中間値と前記最小周期時間長とを比較し、前記第1軸のピークの周期が前記最小周期時間長の少なくとも2倍である場合には、前記第1軸は腕の動きを記録していると判別するステップとを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記検出されたイベントが、検出されたピーク又は検出されたピーク間隔であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 安定した周期的な信号が得られる第2軸を決定するステップと、
前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が腕の動き又は足の運びのどちらを記録しているかを判定するステップと、
前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が腕の動きを記録している場合には、検出されたイベント毎に2歩をカウントし、前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が足の運びを記録している場合には、検出されたイベント毎に1歩をカウントするステップとをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸を決定する前記ステップが、前記第2軸で前記安定した周期的な信号を得られることを判定する前に、前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸がもはや安定ではないことを判定するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸を決定する前記ステップが、
前記第1軸からの前記信号の安定性を算出するステップと、
前記第2軸からの前記信号の安定性を算出するステップと、
前記第2軸からの前記信号の前記安定性が前記第1軸からの前記信号の前記安定性よりも大きいと判定するステップとを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が腕の動き又は足の運びのどちらを記録しているかを判定する前記ステップが、
前記第2軸のピーク間隔の平均値又は中間値を算出するステップと、
前記安定した周期的な信号が得られる任意の軸からの周期の最小値に基づき、最小周期時間長を導出するステップと、
前記第1軸の前記ピーク間隔の平均値又は中間値を前記最小周期時間長と比較し、前記第1軸の前記ピーク間隔の平均値又は中間値が前記最小周期時間長の少なくとも2倍であれば、前記第1軸が腕の動きを記録していると判定するステップとを含むことを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 前記第1軸が腕の動きを記録していると判定された場合には2ステップ係数が2の値にセットされ、そうでない場合には2ステップ係数が1の値にセットされ、
前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が腕の動き又は足の運びのどちらを記録しているかを判定する前記ステップが、
前記第1軸が安定した周期的な信号を出力していると判定された場合には、初期周期時間長に前記第1軸の前記ピーク間隔の平均値又は中間値を設定するステップと、
前記第2軸のピーク間隔の平均値又は中間値を前記初期周期時間長と比較するステップであって、前記第2軸の平均値又は中間値が前記初期周期時間長の半分以下である場合には、増倍係数を0.5に設定し、前記第2軸の平均値又は中間値が、前記初期周期時間長の2倍以上である場合には、前記増倍係数を2に設定し、それ以外の場合は、前記増倍係数を1に設定するステップとを更に含み、
前記安定した周期的な信号を出力する前記第2軸が腕の動きを記録している場合には、検出されたイベント毎に2歩をカウントし、前記安定した周期的な信号を出力する前記第2軸が足の運びを記録している場合には、検出されたイベント毎に1歩をカウントするステップが、検出されたイベント毎に前記2ステップ係数と前記増倍係数の積をカウントするステップを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 歩数をカウントするための手首装着型の歩数計であって、
各軸毎に信号を出力する多軸慣性センサと、
前記多軸慣性センサに結合されたプロセッサとを備え、
前記プロセッサが、当該歩数計の内部の前記多軸慣性センサの各軸からの前記信号を受け取り、
前記プロセッサが、前記多軸慣性センサの各軸からの前記各信号のピークを検出し、前記多軸慣性センサの各軸からの前記各信号のピーク間隔を算出し、前記ピーク間隔に基づいて安定した周期的な信号が得られる第1軸を判別し、前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が腕の動き又は足の運びのどちらを記録しているかを判定し、前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が腕の動きを記録しているときは検出されたイベント毎に2歩を、前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が足の運びを記録しているときは、検出されたイベント毎に1歩をカウントするように構成されることを特徴とする歩数計。 - 前記プロセッサは、各軸の各信号の所定数の前記ピーク間隔の標準偏差を算出し、かつ、前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸を決定するために、各軸からの前記ピーク間隔の前記標準偏差を所定の閾値と比較するように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の歩数計。
- 前記プロセッサが、前記第1軸のピーク間隔の平均値又は中間値を算出し、安定した周期的な信号が得られる任意の軸からの信号のうち最も短いピーク間隔に基づいて最小周期時間長を求め、かつ、前記第1軸のピーク間隔の平均値又は中間値と前記最小周期時間長とを比較し、前記第1軸のピーク間隔が前記最小周期時間長の少なくとも2倍である場合には、前記第1軸は腕の動きを記録していると判定するように構成されており、
それによって、前記プロセッサは前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸が腕の動き又は足の運びのどちらを記録しているかを判定するように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の歩数計。 - 前記検出されたイベントが、検出されたピーク又は検出されたピークの間隔であることを特徴とする請求項10に記載の歩数計。
- 前記プロセッサが、更に、安定した周期的な信号が得られる第2軸を決定し、前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が腕の動き又は足の運びどちらを記録しているかを判定し、前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が腕の動きを記録している場合には、検出されたイベント毎に2歩をカウントし、前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が足の運びを記録している場合には、検出されたイベント毎に1歩をカウントするように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の歩数計。
- 前記プロセッサが、更に前記第2軸で前記安定した周期的な信号が得られることを判別する前に、前記安定した周期的な信号が得られる前記第1軸がもはや安定ではないことを判定するように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の歩数計。
- 前記プロセッサが、前記第1軸からの信号の安定性を算出し、前記第2軸からの信号の安定性を算出し、かつ、前記第2軸からの前記信号の前記安定性が前記第1軸からの前記信号の前記安定性よりも大きいと判定できるように構成されており、
それによって、前記プロセッサが前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸を判別できるように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の歩数計。 - 前記プロセッサが、前記第2軸のピーク間隔の平均値又は中間値を算出し、安定した周期的な信号が得られる任意の軸の周期の最小値に基づいて最小周期時間長を導出し、かつ、前記第1軸でのピーク間隔の平均値又は中間値と前記最小周期時間長を比較し、前記第1軸のピーク周期が前記最小周期時間長の少なくとも2倍である場合には、前記第1軸が腕の動きを記録していると判定するように構成されており、
それによって、前記プロセッサが前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が記録しているのが腕の動きか又は足の運びかを判定できるように構成されていることを特徴とする請求項14に記載の歩数計。 - 前記プロセッサが、前記第1軸が腕の動きを記録しているときは2ステップ係数に2の値にセットされ、そうでない場合には前記2ステップ係数に1の値を設定するように構成されており、
前記プロセッサが、前記第1軸が前記安定した周期的な信号を出力していると判定した場合は、初期周期時間長に前記第1軸の前記ピーク間隔の平均値又は中間値を設定し、前記初期周期時間長を前記第2軸の前記ピーク間隔の平均値又は中間値と比較し、前記第2軸のピーク間隔の平均値又は中間値が前記初期周期時間長の半分以下である場合には増倍係数を0.5の値に設定し、前記第2軸のピーク間隔の平均値又は中間値が前記初期周期時間長の2倍以上である場合には前記増倍係数を2に設定し、他の場合に前記増倍係数を1に設定するように構成され、
前記プロセッサが、前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が記録しているのは、腕の動き又は足の運びどちらを記録しているかを判定するように構成され、
前記プロセッサが検出されたイベント毎に前記2ステップ係数と前記増倍係数との積をカウントするように構成されることによって、前記プロセッサが、前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が腕の動きを記録している場合には、検出されたイベント毎に2歩をカウントし、前記安定した周期的な信号が得られる前記第2軸が足の運びを記録している場合には、検出されたイベント毎に1歩をカウントするように構成されていることを特徴とする請求項17に記載の歩数計。
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