WO2009116480A1 - 歩数計 - Google Patents

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WO2009116480A1
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waveform
learning
pedometer
determination criterion
steps
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PCT/JP2009/055007
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French (fr)
Inventor
朝田雄司
橋野賢治
Original Assignee
オムロンヘルスケア株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/006—Pedometers

Definitions

  • the present invention relates to a pedometer.
  • a pedometer having an acceleration sensor is known as a pedometer.
  • a change in acceleration due to walking is detected by an acceleration sensor.
  • the number of steps of the user is counted based on the waveform obtained from the acceleration sensor.
  • a threshold value (fixed threshold value) is determined in advance based on the amplitude, period, and the like of sample waveforms obtained from a plurality of people, and the threshold value is used for one-step determination. Therefore, there is a problem that the number of steps cannot be accurately counted for a person who has a characteristic way of walking.
  • the characteristic way of walking is, for example, a foot. In general, a foot tends to obtain a waveform having a small amplitude and a long period.
  • Patent Documents 1 and 2 are known as conventional techniques in view of such a problem.
  • Patent Document 1 discloses a step count measuring instrument that includes a load sensor unit disposed on a heel portion of footwear and a measurement unit that performs step count measurement based on the detection result of the load sensor unit.
  • Patent Document 2 discloses a pedometer that adjusts a threshold value (a determination criterion used for determining one step) based on a peak value of an output waveform of an acceleration sensor within a predetermined time.
  • the pedometer (at least the load sensor unit) must be attached to the shoe, which makes it inconvenient to attach and detach. Moreover, since the sensitivity of the load sensor unit must be adjusted manually, the burden on the user increases. If the pedometer is configured as disclosed in Patent Document 2, if noise is mixed in a waveform within a predetermined time, the determination criterion is erroneously adjusted. JP 2001-143049 A JP 2007-148702 A
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pedometer capable of accurately setting a determination criterion used for determination of one step by a simple method. is there.
  • the present invention adopts the following configuration.
  • the pedometer of the present invention has an acceleration sensor, and learns a measurement mode for counting the number of steps of a user based on a waveform obtained from the acceleration sensor and a determination criterion used for determining one step in the measurement mode.
  • a learning pedometer capable of switching between a learning mode for performing a learning walk in the learning mode, a reference step number representing the number of steps in the learning walk, and the learning walking And a determination reference setting means for setting the determination reference based on a reference waveform obtained from the acceleration sensor.
  • the determination reference is set based on the number of steps (reference step number) that the user can walk in the learning mode and the waveform (reference waveform) obtained from the acceleration sensor thereby, so the obtained waveform It is clear how many steps are taken.
  • the determination criterion with higher accuracy than setting a determination criterion based on a waveform obtained from the acceleration sensor within a predetermined time (determination based on a waveform obtained from the acceleration sensor within a predetermined time)
  • the reference it is impossible to accurately determine how many steps the obtained waveform is, and therefore, an accurate determination reference may not be obtained).
  • the judgment criteria can be set by a very simple method in which the user simply walks for learning, reducing the burden on the user compared to wearing it on shoes or setting it manually. Can do.
  • the reference number of steps may be, for example, the number of steps set (stored) in advance in the pedometer, or may be the number of steps taught by the user. Any number of steps may be used as long as the number of steps the user can walk is defined.
  • the determination criterion setting means may divide a period during which the learning walk is performed by the reference number of steps and set the determination criterion by regarding the waveform in each divided period as a waveform representing one step. preferable. According to this configuration, since the waveform in the period divided by the reference number of steps is regarded as a waveform representing one step, a waveform representing one step can be easily obtained. Thereby, processing by the pedometer can be greatly reduced.
  • the determination criterion includes a threshold value of the waveform amplitude obtained from the acceleration sensor, and the determination criterion setting means determines the threshold value based on the amplitude value of the waveform in each divided period.
  • the determination criterion includes a determination criterion for a period of a waveform obtained from the acceleration sensor, and the determination criterion setting means determines the determination criterion for the period based on the period of the waveform in each divided period. It is preferable. According to this configuration, it is possible to determine a determination criterion for amplitude and period based on a plurality of waveforms representing one step.
  • the waveform obtained from the acceleration sensor can represent the characteristics of walking by its amplitude and period, it is possible to set an optimal determination standard according to the walking state by determining the determination standard for the amplitude and period. it can.
  • the determination criterion setting unit excludes the waveform from the waveform used for determining the threshold value.
  • the amplitude value of the noise waveform is generally greatly different from the amplitude value during walking. Therefore, when the amplitude value of the waveform in the divided period is an outlier, the waveform can be regarded as a waveform including noise. By excluding such a waveform from the waveform used to determine the threshold (determination criterion), it is possible to obtain a determination criterion that is not affected by noise.
  • the learning mode it is preferable to have a switch for instructing start and end of recording of the reference waveform.
  • reference step number setting means for setting the reference step number.
  • reference step number notifying means for notifying the reference step number.
  • the user can grasp
  • the learning mode it is preferable to have learning mode notification means for notifying that the learning mode is set. Thereby, the user can grasp whether or not the current mode is the learning mode. For this reason, mistakes in learning (setting of determination criteria) can be reduced. At least, this configuration makes it possible to eliminate mistakes such as mistaking the measurement mode as the learning mode and performing a learning walk.
  • processing state notifying means for notifying whether or not the processing of the determination criterion setting means has been performed. Thereby, the user can grasp
  • a determination criterion storage unit that stores a plurality of determination criteria and a determination criterion selection unit that selects one of the plurality of determination criteria.
  • the criterion according to each of several walking states can be utilized suitably. For example, when a pedometer is used by a plurality of people, each person has only to store his / her judgment criteria about his / her walking state in the pedometer and select his / her own judgment criteria when using it efficiently. Available.
  • a transmission means for transmitting the measurement result in the measurement mode and the determination standard used for the measurement to an external device.
  • the range of use of the measurement result is expanded. For example, it can be expected that measurement results and determination criteria are used as elements for grasping a user's living situation.
  • a pedometer capable of accurately setting a determination standard used for determining one step by a simple method.
  • FIG. 1 is a diagram showing a waveform obtained from an acceleration sensor by general walking.
  • FIG. 2 is a diagram showing a waveform obtained from an acceleration sensor by a foot.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the pedometer according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the flow of the learning method.
  • FIG. 5 is a diagram showing a general walking reference waveform.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a reference waveform of a foot.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a reference waveform including a noise waveform.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of the reference waveform obtained from the acceleration sensor.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a reference waveform obtained from the acceleration sensor.
  • a pedometer having an acceleration sensor is known as a pedometer.
  • a change in acceleration due to walking is detected by an acceleration sensor.
  • the number of steps of the user is counted based on the waveform obtained from the acceleration sensor.
  • a threshold value (fixed threshold value) is determined in advance based on the amplitude, period, and the like of sample waveforms obtained from a plurality of people, and the threshold value is used for one-step determination.
  • FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a waveform obtained from an acceleration sensor by a general walking (walking) and a waveform obtained from an acceleration sensor by a foot, respectively. Comparing FIGS. 1 and 2, it can be seen that the pedestrian waveform tends to have a smaller amplitude and longer period than a general walking waveform.
  • the fixed threshold is set to an optimum value for a general walking waveform. Therefore, the number of steps cannot be counted accurately in the case of a characteristic way of walking such as a foot.
  • the pedometer according to the embodiment of the present invention can switch between a measurement mode for counting the number of steps of the user and a learning mode for learning a determination criterion used for determining one step in the measurement mode, It is configured to be able to set determination criteria suitable for the user's way of walking through learning.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the pedometer 1 according to the present embodiment.
  • the pedometer 1 includes an acceleration sensor 2, a control unit 3, an operation unit 4, an I / F 5, a memory 6, a display unit 7, a sound report unit 8, a power source 9, and the like.
  • the acceleration sensor 2 is a sensor that detects acceleration.
  • the acceleration sensor 2 is for detecting acceleration due to physical movement such as walking or running.
  • the control unit 3 is composed of a microcomputer or the like, and measures the number of steps, sets determination criteria, calculates the walking pitch (cycle) and step length, calculates / updates the number of remaining steps with respect to the target number of steps in accordance with a program stored in advance. It carries out a function of executing various arithmetic processes of the above, control of the display unit 7 and the sound report unit 8, and the like. Details of the function of the control unit 3 (setting of determination criteria) will be described later.
  • the operation unit 4 is a user interface (such as a switch) for performing operations such as switching modes (measurement mode and learning mode), resetting the number of steps, setting a target number of steps, and inputting various set values.
  • the I / F 5 is an external interface for transmitting / receiving data to / from an external device such as a body composition meter or a personal computer by wireless communication or wired communication. For example, the measurement result of the number of steps and the determination criterion used for the measurement are transmitted to the external device.
  • the memory 6 is a non-volatile storage medium that stores data such as various setting values, the number of steps, the target exercise amount, the remaining exercise time, and information about the user.
  • the display unit 7 is a display unit configured with an LCD (liquid crystal display) or the like, and displays information such as the measured number of steps and the target number of steps.
  • the reporting sound unit 8 sounds an operation sound, a walking pitch sound, a warning sound, and the like according to the control of the control unit 3.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the flow of the learning method.
  • the reference number of steps is stored in the memory 6 in advance, and the user walks for learning by the number of stored reference steps.
  • the pedometer 1 is attached to a user (for example, around the user's waist).
  • the user switches the mode of the pedometer 1 to the learning mode through the operation unit 4 (step S41).
  • step S42 the user instructs the recording start of the reference waveform through the operation unit 4 (step S42).
  • step S43 the user walks for the reference number of steps (for example, 5 steps) (step S43).
  • step S44 the user instructs the end of recording of the reference waveform through the operation unit 4 (step S44).
  • FIG. 5 is a diagram showing a general walking reference waveform (the waveform obtained in step S43 in FIG. 4). The description will be made assuming that the reference number of steps is five.
  • the control unit 3 divides the period during which the learning walk is performed (the period from step S42 to step S44 in FIG. 4) by the reference number of steps. That is, the reference waveform 51 of FIG. 5 is divided every 1/5 of the entire period. Since the reference waveform 51 is a waveform for five steps, the waveform (partial waveform) in each divided period can be regarded as a waveform for one step.
  • determination criteria amplitude threshold value, cycle determination criterion
  • the amplitude threshold is determined based on, for example, the average value of the maximum value of each partial waveform or the average value of the minimum value of each partial waveform.
  • the average value of the maximum value is a positive value
  • the average value of the minimum value is a negative value. Therefore, 80% of the average value of the maximum value is the first threshold value and 80% of the average value of the minimum value. Is the second threshold.
  • the determination criterion for the period is determined based on the divided period. Specifically, a period of ⁇ 20% of the divided period is used as a cycle criterion.
  • only one step is determined for a waveform that exceeds the first threshold value and then falls below the second threshold value and that has a cycle of ⁇ 20% of the divided period.
  • the pedometer by performing learning, it is possible to set a determination criterion suitable for the person's way of walking. For example, even if the way of walking is a pedestrian, an optimal determination criterion is set by a method similar to the above method only by walking for learning (FIG. 6).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a reference waveform including a noise waveform.
  • the reference number of steps is 5 steps. Only the portions different from the above-described determination criterion setting method will be described, and the rest will be the same, and the description will be omitted.
  • the amplitude value of the noise waveform is generally very different from the amplitude value during walking. Therefore, among the amplitude values of the partial waveforms, the amplitude value of the partial waveform including noise is an outlier with respect to the amplitude values of the other partial waveforms. Therefore, in the present embodiment, when determining an amplitude threshold or the like, partial waveforms whose amplitude values are outliers are excluded. In the example of FIG. 7, since the amplitude values of two partial waveforms out of five partial waveforms are outliers, the threshold is determined based on the three partial waveforms. As a result, it is possible to set a criterion that is not affected by noise. As an outlier determination method, for example, a partial waveform having a large variance among the amplitude values of each partial waveform may be regarded as an outlier.
  • the determination criterion is set based on the reference step number and the reference waveform, it is clear how many steps the obtained waveform is. Thereby, it is possible to set the determination criterion with higher accuracy than setting the determination criterion based on the waveform obtained from the acceleration sensor within the predetermined time.
  • the judgment criteria can be set by a very simple method in which the user simply walks for learning, reducing the burden on the user compared to wearing it on shoes or setting it manually. Can do.
  • the operation unit 4 instructs to start and end the recording of the reference waveform (step S42 and step S44 in FIG. 4), the user can walk for learning at his / her own timing. it can. Thereby, it is possible to obtain a more accurate waveform of the reference step count than when the recording start and end of the reference waveform are performed at a steep timing.
  • the recorded reference waveform includes a waveform that is not related to walking from the start of recording to the start of walking and from the end of walking to the end of recording. It will end up. Therefore, it is preferable to exclude the period from the start of recording until the waveform exceeds a predetermined value (t1 in FIG. 8) and the period from the end of recording until the waveform exceeds a predetermined value (t2 in FIG. 8). Thereby, since the waveform obtained can be only a waveform by walking, a more accurate determination criterion can be obtained.
  • the pedometer is often worn on one side of the body (for example, a pedometer is placed in the right pocket of the clothes), and can be obtained with one step on the right foot and one step on the left foot, as shown in FIG.
  • the waveform may be different (the waveform in FIG. 9 is a reference waveform when the number of steps is six and the reference number of steps).
  • the determination criterion may be determined separately based on the even-numbered period and the odd-numbered period (counted from the recording start side).
  • the determination of one step may be determined as one step with respect to a waveform satisfying the other determination criterion when a waveform satisfying the other determination criterion is obtained after a waveform satisfying one determination criterion.
  • the amplitude threshold may be only the first threshold or only the second threshold.
  • the first threshold value may not be 80% of the average value of the maximum values. What percentage is acceptable. It is good also as a structure which can set what percentage a user makes.
  • the threshold value is not limited to the first threshold value or the second threshold value, and may be a threshold value related to amplitude.
  • the criteria for determining the period may not be a period of ⁇ 20% of the divided period. What percentage is acceptable.
  • the entire period of the reference waveform is divided at equal intervals by the number of steps, but may not be equal intervals.
  • the determination criterion of the period may be determined based on the average value of each divided period.
  • the determination criterion for the period may not be determined based on the divided period. For example, waveform analysis may be performed on waveforms within a divided period to calculate a strict period, and a determination criterion for the period may be determined based on the calculated period.
  • a waveform (divided period) having a large variance may be excluded from the periods obtained by division or waveform analysis. Any determination criteria regarding the period may be used.
  • the one-step determination method is only one step for the method described in the present embodiment (a waveform that exceeds the first threshold and then falls below the second threshold and has a period of ⁇ 20% of the divided period). Is not limited).
  • the determination may be made using only one of the first threshold value, the second threshold value, and the period determination criterion. The determination may be made by comparing the magnitude of the amplitude with the difference between the first threshold value and the second threshold value. Any determination method may be used as long as it can be determined whether or not it is one step.
  • the reference number of steps is stored in the memory 6 in advance.
  • the user may teach the reference number of steps by manual input or voice before or after the learning walk.
  • the reference number of steps is not limited to five steps.
  • the reference number of steps may be set as appropriate. By allowing the user to set the reference number of steps in advance, learning and measurement can be performed more efficiently. Also, by setting a larger number of reference steps, a more accurate determination reference can be obtained.
  • the reference number of steps may be notified by the display unit 7, the reporting unit 8, or the like.
  • the display unit 7 may display “reference step number: 5 steps”, “please walk 5 steps”, etc., or from the reporting unit 8 “reference step number is 5 steps”, “walk 5 steps” You may utter the sound.
  • the user can grasp
  • the learning mode it may be notified that the learning mode is set by the display unit 7 or the sound report unit 8.
  • “learning mode” or the like may be displayed on the display unit 7 in the learning mode, or a sound such as “moving to the learning mode” may be emitted from the sound report unit 8 when the learning mode is switched.
  • “measurement mode” or the like may be displayed on the display unit 7 in the measurement mode, or a sound such as “change to measurement mode” may be emitted from the sound report unit 8 when the measurement mode is switched. .
  • the user can grasp whether or not the current mode is the learning mode. For this reason, mistakes in learning (setting of determination criteria) can be reduced. At least, this configuration makes it possible to eliminate mistakes such as mistaking the measurement mode as the learning mode and performing a learning walk.
  • a plurality of determination criteria may be stored in the memory 6 or another storage device so that one of the plurality of determination criteria can be selected.
  • the criterion according to each of several walking states can be utilized suitably. For example, when a pedometer is used by a plurality of people, each person has only to store his / her judgment criteria about his / her walking state in the pedometer and select his / her own judgment criteria when using it efficiently. Available.

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Abstract

　本発明の歩数計は、加速度センサを有し、前記加速度センサから得られる波形に基づいて利用者の歩数をカウントするための計測モードと、前記計測モードで一歩の判定に用いられる判定基準を学習するための学習モードとを切り換え可能な歩数計であって、前記学習モードにおいて、利用者に学習用の歩行を行わせ、前記学習用の歩行における歩数を表す基準歩数と、前記学習用の歩行の間に前記加速度センサから得られる基準波形とに基づいて前記判定基準を設定する判定基準設定手段を有することを特徴とする。

Description

歩数計
　本発明は、歩数計に関する。
　従来、歩数計として、加速度センサを有する歩数計が知られている。そのような歩数計では、歩行による加速度の変動（波形；時系列波形）が加速度センサで検知される。そして、加速度センサから得られた波形に基づいて利用者の歩数をカウントする。具体的には、複数人から得られたサンプル波形の振幅、周期などに基づいて予め閾値（固定閾値）が決定され、当該閾値が一歩の判定に用いられる。そのため、歩き方が特徴的な人などに対して正確に歩数をカウントすることができないことなどが問題とされている。特徴的な歩き方とは、例えば、すり足などである。一般に、すり足では、振幅が小さく、周期が長い波形が得られる傾向にある。
　このような問題に鑑みた従来技術として、例えば、特許文献１，２がある。特許文献１には、履物のかかと部分に配置する荷重センサユニットと、荷重センサユニットの検出結果に基づいて歩数計測などを行う計測ユニットと、を備える歩数計測器が開示されている。特許文献２には、所定時間内における加速度センサの出力波形のピーク値に基づいて、閾値（一歩の判定に用いられる判定基準）を調整する歩数計が開示されている。
　しかしながら、歩数計を特許文献１に開示されているような構成とすると、歩数計（少なくとも、荷重センサユニット）を靴に装着しなくてはならないため、着脱が不便となる。また、荷重センサユニットの感度は手動で調整しなくてはならないため、ユーザの負担が大きくなる。歩数計を特許文献２に開示されているような構成とすると、所定時間内の波形にノイズが混入した場合に、判定基準を誤調整してしまう。
特開２００１－１４３０４９号公報 特開２００７－１４８７０２号公報
　本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡易な方法で、一歩の判定に用いられる判定基準を精度よく設定することのできる歩数計を提供することにある。
　上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用する。
　本発明の歩数計は、加速度センサを有し、前記加速度センサから得られる波形に基づいて利用者の歩数をカウントするための計測モードと、前記計測モードで一歩の判定に用いられる判定基準を学習するための学習モードとを切り換え可能な歩数計であって、前記学習モードにおいて、利用者に学習用の歩行を行わせ、前記学習用の歩行における歩数を表す基準歩数と、前記学習用の歩行の間に前記加速度センサから得られる基準波形とに基づいて前記判定基準を設定する判定基準設定手段を有することを特徴とする。
　この構成によれば、学習モードで利用者に歩かせる歩数（基準歩数）と、それによって加速度センサから得られた波形（基準波形）とに基づいて判定基準が設定されるため、得られた波形が何歩によるものなのかが明確となる。それにより、所定時間内に加速度センサから得られた波形に基づいて判定基準を設定するよりも精度よい判定基準を設定することができる（所定時間内に加速度センサから得られた波形に基づいて判定基準を設定する場合、得られた波形が何歩分の波形なのか正確に判断できないため、精度よい判定基準が得られない場合がある）。また、利用者が学習用の歩行を行うだけという非常に簡易な方法で判定基準を設定できるので、靴に装着したり、手動で設定したりするのに比べ、利用者への負担を減らすことができる。なお、基準歩数は、例えば、歩数計内に予め設定（記憶）された歩数であってもよいし、利用者によって教示された歩数であってもよい。利用者に歩かせる歩数を定義できれば、どのようなものであってもよい。
　前記判定基準設定手段は、前記学習用の歩行が行われた期間を前記基準歩数で分割し、前記分割された各期間における波形を、一歩を表す波形とみなして前記判定基準を設定することが好ましい。この構成によれば、基準歩数で分割された期間における波形が一歩を表す波形とみなされるため、一歩を表す波形を容易に得ることができる。それにより、歩数計による処理を大幅に軽減することができる。
　前記判定基準は、前記加速度センサから得られる波形の振幅の閾値を含み、前記判定基準設定手段は、前記分割された各期間における波形の振幅値に基づいて前記閾値を決定することが好ましい。また、前記判定基準は、前記加速度センサから得られる波形の周期の判定基準を含み、前記判定基準設定手段は、前記分割された各期間における波形の周期に基づいて前記周期の判定基準を決定することが好ましい。この構成によれば、一歩を表す複数の波形に基づいて振幅や周期の判定基準を決定することができるため、波形全体に基づいて判定基準を決定するよりも精度よい判定基準を設定することができる（波形全体に基づいて判定基準を決定する場合、その波形が何歩分の波形なのか正確に判断できない場合がある。その場合、精度よい判定基準を得ることができない）。また、加速度センサから得られる波形は、その振幅や周期によって歩行の特徴を表すことができるため、振幅や周期に対する判定基準を定めることにより、歩行状態に応じて最適な判定基準を設定することができる。
　前記判定基準設定手段は、前記分割された期間における波形の振幅値が外れ値である場合、当該波形を前記閾値の決定に用いる波形から除外することが好ましい。ノイズ波形の振幅値は、一般に歩行時の振幅値と大きく異なる。そのため、分割された期間における波形の振幅値が外れ値である場合、当該波形をノイズを含む波形とみなすことができる。そのような波形を閾値（判定基準）の決定に用いる波形から除外することにより、ノイズの影響の無い判定基準を得ることができる
　前記学習モードにおいて、前記基準波形の記録開始及び終了を指示するためのスイッチを有することが好ましい。これにより、利用者は自身のタイミングで学習用の歩行を行うことができるため、急なタイミングで基準波形の記録開始及び終了が行われるよりも基準歩数のより正確な波形を得ることができる。
　前記基準歩数を設定する基準歩数設定手段を有することが好ましい。これにより、利用者は学習用の歩行として何歩歩けばよいか、予め歩数計内に設定しておくことができる。そのため、学習をより効率的に行うことができる。
　前記学習モードにおいて、前記基準歩数を報知する基準歩数報知手段を有することが好ましい。これにより、利用者はこれから何歩歩けばよいか、何歩の歩行で判定基準が決定されるのかなどを把握することができる。
　前記学習モードにおいて、学習モードであることを報知する学習モード報知手段を有することが好ましい。これにより、利用者は現在のモードが学習モードか否か把握できる。そのため、学習（判定基準の設定）のミスを低減することができる。少なくとも、この構成により、計測モードを学習モードと勘違いし、学習用の歩行を行ってしまうなどのミスを無くすことができる。
　前記判定基準設定手段の処理が行われたか否かを報知する処理状態報知手段を有することが好ましい。これにより、利用者は学習（判定基準の設定）が行われたか否かを把握することができる。そして、学習が行われていない場合には利用者に学習を行わせる契機につながる。
　複数の判定基準を記憶する判定基準記憶手段と、前記複数の判定基準のうち１つを選択する判定基準選択手段と、を有することが好ましい。これにより、複数の歩行状態のそれぞれに応じた判定基準を適宜利用することができる。例えば、歩数計を複数人で利用する場合、各人は自身の歩行状態についての判定基準を歩数計に記憶させておき、利用するときに自身の判定基準を選択するだけでよいため、効率よく利用できる。
　前記計測モード時の計測結果および当該計測に用いた判定基準を、外部機器に伝送する伝送手段を有することが好ましい。これにより、計測結果の利用の幅が広がる。例えば、計測結果や判定基準を利用者の生活状況などを把握するための要素として利用することが期待できる。
　本発明によれば、簡易な方法で、一歩の判定に用いられる判定基準を精度よく設定することのできる歩数計を提供することができる。
図１は、一般的な歩行により加速度センサから得られた波形を示す図である。 図２は、すり足により加速度センサから得られた波形を示す図である。 図３は、本実施形態に係る歩数計の内部構成を示すブロック図である。 図４は、学習方法の流れの一例を示すフローチャートである。 図５は、一般的な歩行の基準波形を示す図である。 図６は、すり足の基準波形を示す図である。 図７は、ノイズ波形を含む基準波形を示す図である。 図８は、加速度センサから得られる基準波形の具体例を示す図である。 図９は、加速度センサから得られる基準波形の一例を示す図である。
　従来、歩数計として、加速度センサを有する歩数計が知られている。そのような歩数計では、歩行による加速度の変動（波形；時系列波形）が加速度センサで検知される。そして、加速度センサから得られた波形に基づいて利用者の歩数をカウントする。具体的には、複数人から得られたサンプル波形の振幅、周期などに基づいて予め閾値（固定閾値）が決定され、当該閾値が一歩の判定に用いられる。
　図１，２は、それぞれ、一般的な歩行（歩き方）により加速度センサから得られた波形、すり足により加速度センサから得られた波形を示す図である。図１，２を比較すると、すり足の波形は、一般的な歩行の波形よりも、振幅が小さく、周期が長くなる傾向にあることがわかる。通常、固定閾値は、一般的な歩行の波形に対して最適な値に設定される。そのため、すり足のような特徴的な歩き方の場合、正確に歩数をカウントすることができない。
　そこで、本発明の実施形態に係る歩数計は、利用者の歩数をカウントするための計測モードと、計測モードで一歩の判定に用いられる判定基準を学習するための学習モードとを切り換え可能とし、学習によって利用者の歩き方に適した判定基準を設定可能な構成とする。以下に図面を参照して、本実施形態について例示的に詳しく説明する。
　（歩数計の構成）
　図３は、本実施形態に係る歩数計１の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、歩数計１は、加速度センサ２、制御部３、操作部４、Ｉ／Ｆ５、メモリ６、表示部７、報音部８、電源９などを備えている。
　加速度センサ２は、加速度を検知するセンサである。本実施形態では、加速度センサ２は、歩行や走行などの身体運動による加速度を検知するためのものである。
　制御部３は、マイコンなどで構成されるもので、予め記憶されたプログラムに従って、歩数の計測、判定基準の設定、歩行ピッチ（周期）や歩幅の算出、目標歩数に対する残歩数の算出・更新などの各種演算処理、並びに、表示部７や報音部８の制御などを実行する機能を担っている。制御部３の機能（判定基準の設定）の詳細については後述する。
　操作部４は、モード（計測モードと学習モード）の切り換え、歩数のリセット、目標歩数の設定、各種設定値の入力などの操作を行うためのユーザインターフェイス（スイッチなど）である。Ｉ／Ｆ５は、体組成計やパーソナル・コンピュータなどの外部機器と無線通信又は有線通信でデータを送受信するための外部インターフェイスである。例えば、歩数の計測結果と当該計測に用いられた判定基準などを外部機器へ送信する。メモリ６は、各種設定値、歩数、目標運動量、残運動時間、利用者に関する情報などのデータを記憶する不揮発性の記憶媒体である。表示部７は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などで構成される表示手段であり、測定された歩数、目標歩数などの情報を表示する。報音部８は、制御部３の制御に従って操作音、歩行ピッチ音、警告音などを鳴らす。
　（学習モード）
　以下に、図面を参照して、本実施形態に係る歩数計の学習モードでの学習方法の一例について説明する。学習モードでは、利用者に学習用の歩行を行わせ、学習用の歩行における歩数（基準歩数）と、学習用の歩行の間に加速度センサ２から得られた波形（加速度の時間変化；基準波形）とに基づいて判定基準の設定を行う。図４は、学習方法の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では基準歩数は予めメモリ６に記憶されているものとし、利用者は記憶されている基準歩数分だけ学習用の歩行を行う。歩数計１は利用者（例えば利用者の腰周りなど）に装着されているものとする。
　まず、利用者が操作部４により、歩数計１のモードを学習モードに切り換える（ステップＳ４１）。
　次に、利用者が操作部４により、基準波形の記録開始を指示する（ステップＳ４２）。
　そして、利用者が基準歩数分（例えば５歩）だけ歩く（ステップＳ４３）。
　次に、利用者が操作部４により、基準波形の記録終了を指示する（ステップＳ４４）
　以上の工程を経て、利用者の歩行に対する判定基準が設定される。
　（判定基準の設定方法１）
　以下に、図面を参照して、本実施形態に係る歩数計１における判定基準の設定方法について詳しく説明する。図５は、一般的な歩行の基準波形（図４のステップＳ４３によって得られた波形）を示す図である。なお、基準歩数を５歩として説明する。
　まず、制御部３は、学習用の歩行が行われた期間（図４のステップＳ４２～ステップＳ４４までの期間）を基準歩数で分割する。即ち、図５の基準波形５１は全期間の１／５毎に分割される。基準波形５１は５歩分の波形であるので、分割された各期間における波形（部分波形）は一歩分の波形とみなすことができる。
　そして、分割された各期間における波形の振幅値及び周期に基づいて判定基準（振幅の閾値、周期の判定基準）を決定する。
　振幅の閾値は、例えば、各部分波形の最大値の平均値や各部分波形の最小値の平均値などに基づいて決定される。本実施形態では、最大値の平均値は正の値、最小値の平均値は負の値となるため、最大値の平均値の８０％を第１の閾値、最小値の平均値の８０％を第２の閾値とする。
　また、上述したように、分割された各期間における波形は一歩分の波形とみなすことができるので、分割された期間（分割期間）は一歩分の周期とみなすことができる。そこで、本実施形態では、周期の判定基準を分割期間に基づいて決定する。具体的には、分割期間の±２０％の期間を周期の判定基準とする。
　本実施形態では、計測モードにおいて、第１の閾値を上回り、次いで第２の閾値を下回る波形、且つ、周期が分割期間の±２０％である波形に対してのみ一歩と判定する。
　このように、本実施形態に係る歩数計では、学習を行うことにより、その人の歩き方に適した判定基準を設定することができる。例えば、歩き方がすり足であったとしても、学習用の歩行を行うだけで、上記方法と同様の方法により、最適な判定基準が設定される（図６）。
　（判定基準の設定方法２）
　次に、基準波形記録時にノイズが混入した場合の判定基準の設定方法について詳しく説明する。図７は、ノイズ波形を含む基準波形を示す図である。基準歩数は５歩とする。なお、上記判定基準の設定方法と異なる部分のみについて説明し、それ以外は同様とし、説明を省略する。
　ノイズ波形の振幅値は一般に歩行時の振幅値と大きく異なる。そのため、各部分波形の振幅値の内、ノイズを含む部分波形の振幅値は、他の部分波形の振幅値に対して外れ値となる。そこで、本実施形態では、振幅の閾値などを決定する際に、振幅値が外れ値となる部分波形を除外する。図７の例では、５つの部分波形の内、２つ部分波形の振幅値が外れ値となるため、３つの部分波形に基づいて閾値が決定される。これにより、ノイズの影響の無い判定基準を設定することができる。外れ値の決定方法は、例えば、各部分波形の振幅値うち、分散の大きい部分波形を外れ値とみなせばよい。
　以上述べたように、本実施形態では、基準歩数と基準波形に基づいて判定基準が設定されるため、得られた波形が何歩によるものなのかが明確となる。それにより、所定時間内に加速度センサから得られた波形に基づいて判定基準を設定するよりも精度よい判定基準を設定することができる。更に、利用者が学習用の歩行を行うだけという非常に簡易な方法で判定基準を設定できるので、靴に装着したり、手動で設定したりするのに比べ、利用者への負担を減らすことができる。また、本実施形態では、基準波形の記録開始及び終了を操作部４で指示する構成（図４のステップＳ４２及びステップＳ４４）としたため、利用者は自身のタイミングで学習用の歩行を行うことができる。それにより、急なタイミングで基準波形の記録開始及び終了が行われるよりも基準歩数のより正確な波形を得ることができる。
　なお、実際に学習を行う場合、記録された基準波形は、図８に示すように、記録開始から歩きだすまで、及び、歩き終えてから記録終了までに、歩行とは関係の無い波形を含んでしまう。そこで、記録開始から波形が所定の値を超えるまでの期間（図８のｔ１）と記録終了からさかのぼって波形が所定の値を超えるまでの期間（図８のｔ２）を除外するとよい。それにより、得られる波形を歩行による波形のみとすることができるため、より精度よい判定基準を得ることができる。
　なお、歩数計は体の片側に装着されることが多く（例えば、洋服の右ポケットの中に歩数計を入れるなど）、図９に示すように、右足の一歩と左足の一歩とで得られる波形が異なる場合がある（図９の波形は、基準歩数と６歩した場合の基準波形である）。そのため、分割された各期間のうち、（記録開始側から数えて）偶数番目の期間と奇数番目の期間とに基づいて別々に判定基準を決定するとよい。一歩の判定は、一方の判定基準を満たす波形の後に他方の判定基準を満たす波形が得られた場合に、当該他方の判定基準を満たす波形に対して一歩と判定すればよい。
　なお、振幅の閾値は、第１の閾値のみであってもよいし、第２の閾値のみであってもよい。第１の閾値は最大値の平均値の８０％でなくてもよい。何％であってもよい。利用者が何％にするか設定可能な構成としてもよい。第２の閾値についても同様である。第１の閾値や第２の閾値に限らず、振幅に関する閾値であればよい。
　なお、周期の判定基準は分割期間の±２０％の期間でなくてもよい。何％であってもよい。本実施形態では、基準波形の全体の期間を歩数で等間隔に分割したが、等間隔でなくてもよい。その場合、各分割期間の平均値などに基づいて周期の判定基準を決定すればよい。また、周期の判定基準は分割期間に基づいて決定しなくてもよい。例えば、分割期間内の波形について波形解析を行い厳密な周期を算出し、算出された周期に基づいて周期の判定基準を決定してもよい。周期の判定基準を決定する際に、分割や波形解析によって得られた周期のうち、分散が大きい波形（分割期間）は除外してもよい。周期に関する判定基準であればどのように決定してもよい。
　なお、一歩の判定方法は本実施形態で述べた方法（第１の閾値を上回り、次いで第２の閾値を下回る波形、且つ、周期が分割期間の±２０％である波形に対してのみ一歩と判定する）に限らない。例えば、第１の閾値、第２の閾値、周期の判定基準のいずれか１つのみで判定してもよい。振幅の大きさと、第１の閾値と第２の閾値の差とを比較して判定してもよい。一歩か否か判定することができればどのような判定方法であってもよい。
　なお、本実施形態では、基準歩数が予めメモリ６に記憶されているものとしたが、利用者が学習用の歩行前または後に基準歩数を手入力や音声などにより教示してもよい。また、基準歩数は５歩に限らない。基準歩数は適宜設定可能であってもよい。利用者が予め基準歩数を設定可能とすることにより、学習や計測をより効率的に行うことができる。また、基準歩数を多めに設定することにより、より精度の高い判定基準を得ることができる。
　なお、学習モードにおいて、表示部７や報音部８などにより基準歩数を報知するとよい。例えば、表示部７に「基準歩数：５歩」、「５歩歩いてください」などの表示をしてもよいし、報音部８から「基準歩数は５歩です」、「５歩歩いてください」などの音声を発してもよい。これにより、利用者はこれから何歩歩けばよいか、何歩の歩行で判定基準が決定されるのかなどを把握することができる。
　なお、学習モードにおいて、表示部７や報音部８などにより学習モードであることを報知するとよい。例えば、学習モード時に表示部７に「学習モード」などの表示をしてもよいし、学習モードに切り換えたときに報音部８から「学習モードに移ります」などの音声を発してもよい。また、計測モード時に表示部７に「計測モード」などの表示をしてもよいし、計測モードに切り換えたときに報音部８から「計測モードに移ります」などの音声を発してもよい。これにより、利用者は現在のモードが学習モードか否か把握できる。そのため、学習（判定基準の設定）のミスを低減することができる。少なくとも、この構成により、計測モードを学習モードと勘違いし、学習用の歩行を行ってしまうなどのミスを無くすことができる。
　なお、学習（判定基準の設定）が行われたか否かを報知するとよい。例えば、表示部７に「学習済み」、「判定基準有り」などを表示するとよい。これにより、利用者は学習が行われたか否かを把握することができる。そして、学習が行われていない場合には利用者に学習を行わせる契機につながる。また、学習を行った日付も報知するとよい。学習を行った日付を報知することにより、利用者に学習を定期的に行うきっかけを与えることができる。
　なお、メモリ６や他の記憶装置に複数の判定基準を記憶し、複数の判定基準のうち１つを選択可能とするとよい。これにより、複数の歩行状態のそれぞれに応じた判定基準を適宜利用することができる。例えば、歩数計を複数人で利用する場合、各人は自身の歩行状態についての判定基準を歩数計に記憶させておき、利用するときに自身の判定基準を選択するだけでよいため、効率よく利用できる。
符号の説明
　１　歩数計
　２　加速度センサ
　３　制御部
　４　操作部
　６　メモリ
　７　表示部
　８　報音部
　９　電源
　５１　基準波形

Claims (12)

  1. 　加速度センサを有し、
    　前記加速度センサから得られる波形に基づいて利用者の歩数をカウントするための計測モードと、前記計測モードで一歩の判定に用いられる判定基準を学習するための学習モードとを切り換え可能な歩数計であって、
    　前記学習モードにおいて、利用者に学習用の歩行を行わせ、前記学習用の歩行における歩数を表す基準歩数と、前記学習用の歩行の間に前記加速度センサから得られる基準波形とに基づいて前記判定基準を設定する判定基準設定手段を有する
    ことを特徴とする歩数計。
  2. 　前記判定基準設定手段は、前記学習用の歩行が行われた期間を前記基準歩数で分割し、前記分割された各期間における波形を、一歩を表す波形とみなして前記判定基準を設定する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の歩数計。
  3. 　前記判定基準は、前記加速度センサから得られる波形の振幅の閾値を含み、
    　前記判定基準設定手段は、前記分割された各期間における波形の振幅値に基づいて前記閾値を決定する
    ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の歩数計。
  4. 　前記判定基準設定手段は、前記分割された期間における波形の振幅値が外れ値である場合、当該波形を前記閾値の決定に用いる波形から除外する
    ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の歩数計。
  5. 　前記判定基準は、前記加速度センサから得られる波形の周期の判定基準を含み、
    　前記判定基準設定手段は、前記分割された各期間における波形の周期に基づいて前記周期の判定基準を決定する
    ことを特徴とする請求の範囲第２項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
  6. 　前記学習モードにおいて、前記基準波形の記録開始及び終了を指示するためのスイッチを有する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
  7. 　前記基準歩数を設定する基準歩数設定手段を有する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
  8. 　前記学習モードにおいて、前記基準歩数を報知する基準歩数報知手段を有する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
  9. 　前記学習モードにおいて、学習モードであることを報知する学習モード報知手段を有する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
  10. 　前記判定基準設定手段の処理が行われたか否かを報知する処理状態報知手段を有する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
  11. 　複数の判定基準を記憶する判定基準記憶手段と、
    　前記複数の判定基準のうち１つを選択する判定基準選択手段と、
    を有することを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
  12. 　前記計測モード時の計測結果および当該計測に用いた判定基準を、外部機器に伝送する伝送手段を有する
    ことを特徴とする請求の範囲第１項～第４項のいずれか１項に記載の歩数計。
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